JP5846393B2 - 水路用水門 - Google Patents

Description

この発明は、製鉄工場等において水路に用いられる水門に関し、特には、汚泥巻上げ防止機能を持つ水門に関するものである。

製鉄工場等においては通常、異常時の排水停止や水位調整等のために水路に水門が設けられており、通常の水門は、図３に示すように、一枚のゲート板１を図示しない昇降機構で昇降させて水路２を開放および閉止している。このため、水路閉止後のゲート板１の開放操作時にそのゲート板１を閉止位置から上昇させると、最初に水路２の底側から開き始めることになる。

しかしながら、水路２の閉止中に、水門の上流側と下流側とで水路２中の水位に大きな差が生じる場合があり、また水路底には汚泥Ｍが堆積している場合があることから、ゲート板１を水路底近くの部分から一度に大きく開放すると、水路２中の汚泥Ｍを巻き上げて下流側にその汚泥を一気に流してしまう可能性がある。そこで、通常の水門は汚泥Ｍの巻き上げ防止のために、図３に示すように、下流側の水の濁り度合いを確認しながら少しずつ開放操作する必要があり、開放に時間がかかるという不都合がある。なお、図中符号Ｆは水面を示す。

ところで従来、ゲート板を上段ゲート板と下段ゲート板との二枚に分割し、上段ゲートに昇降機構を設けるとともにそれら上下段ゲート板間にロック機構を設けることで、上下段ゲート板を上下に配置して一緒に上昇させることにより水路全体の開放を行い、また上段ゲート板のみを下降させて水路の上部を開放することにより水面近くの温かい水やゴミ等だけを流し、さらに上下段ゲート板を前後に並べて一緒に上昇させることにより水路の底部と上部とを同時に開放するようにした水門も知られている（特許文献１参照）。

特開昭６２−２９６００４号公報

しかしながら、この従来の上下二段ゲート板式の水門でも、水門の上流側と下流側とで水路中の水位差が大きい場合は、上段ゲート板だけを開放しても水流が激しくなって汚泥を巻き上げてしまうという問題があった。

それゆえ本発明は、水路中の水位にかかわらず水面付近から開放でき、速やかに開放しても汚泥の巻上げを防止できる水門を提供することを目的とするものである。

前記課題を有利に解決する本発明の水路用水門は、
水路の下部を開閉する下段ゲート板と、
前記下段ゲート板の一方の面に沿う位置で昇降して前記水路の中間部を開閉する中段ゲート板と、
前記下段ゲート板の他方の面に沿う位置で昇降して前記水路の上部を開閉する上段ゲート板と、
前記下段ゲート板と中段ゲート板と上段ゲート板とをそれぞれ昇降させる昇降機構と、
を具えることを特徴とするものである。

本発明の水路用水門にあっては、水門の上流側の水路の水面が水路の上部近くにある場合に、昇降機構が、先ず上段ゲート板を単独で下降させもしくは中段ゲート板と一緒に下降させて水路の上部の水を下流に流し、これで水門の上流側および下流側の水路の水面の高さが一致しない場合は次に、中段ゲート板が既に下降している場合は上段ゲート板を単独で下降させもしくは中段ゲート板が未だ下降していない場合は上段ゲート板を中段ゲート板と一緒に下降させて水路の中間部の水を下流に流し、これで水門の上流側および下流側の水路の水面の高さが一致しない場合はさらに、下段ゲート板と中段ゲート板と上段ゲート板とを一緒に上昇させて水路の下部の水を流す。

また、水門の上流側の水路の水面が水路の中間部にある場合は、先ず、中段ゲート板を下降または上昇させて水路の中間部の水を下流に流し、これで水門の上流側および下流側の水路の水面の高さが一致しない場合は次に、中段ゲート板が下降している場合は下段ゲート板を中段ゲート板と一緒に上昇させもしくは中段ゲート板が上昇している場合は下段ゲート板を単独で上昇させて水路の下部の水を流す。

従って、本発明の水路用水門によれば、水路中の水位にかかわらず水面付近から開放でき、水路底に堆積している汚泥Ｍの巻上げを生じさせずに速やかに水路を開放して水門の上流側および下流側の水路の水位を一致させることができる。

また、本発明の水路用水門においては、前記下段ゲート板は、前記水路の下部から上部まで延在するとともに、前記水路の下部を閉止する位置で前記水路の中間部および上部に対応する高さにそれぞれ開口部を有する主ゲート板の下部である。これにより、従来の水門の一枚のゲート板に開口部を開けることで下段ゲート板を構成することができるので、従来の一枚のゲート板を具える水門を本発明の水門に容易かつ安価に転用することができる。

さらに、本発明の水路用水門においては、前記中段ゲート板および上段ゲート板はそれぞれ、前記主ゲート板に設けられた案内機構によって昇降を案内されるものであり、前記主ゲート板は、前記水路に設けられて１枚のゲート板の昇降を案内する案内機構によって昇降を案内されるものである。これにより、従来の水門の一枚のゲート板に開口部を開けた主ゲート板に中段ゲート板および上段ゲート板のための案内機構を設けることで、中段ゲート板および上段ゲート板のための案内機構を水路側に設けなくても済むので、従来の一枚のゲート板を具える水門を本発明の水門に容易かつ安価に転用することができる。

（ａ）および（ｂ）は、本発明の水路用水門の一実施例を示す断面図および正面図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記実施例の水路用水門の作動状態をそれぞれ示す断面図である。 従来の一枚のゲート板を具える水路用水門を示す断面図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づく実施例によって詳細に説明する。ここに、図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の水路用水門の一実施例を示す断面図および正面図であり、図中、符号１はゲート板、２は水路、Ｆは水面をそれぞれ示す。

この実施例の水路用水門は従来の水門を転用したもので、ここでは、従来の水門の、水路２の下部から上部まで延在するとともに水路２の両側壁に昇降可能に支持されている大きな一枚のゲート板から主ゲート板１ａが形成され、その主ゲート板１ａの、全高の略１／３の高さの下部が下段ゲート板として機能し、その主ゲート板１ａの水路下流側（図では左側）にその主ゲート板１ａの全高の略１／３の高さの中段ゲート板１ｂが配置され、またその主ゲート板１ａの水路上流側（図では右側）にその主ゲート板１ａの全高の略１／３の高さの上段ゲート板１ｃが配置され、それら主ゲート板１ａと中段ゲート板１ｂと上段ゲート板１ｃとが組み合わされてゲート板１が構成されている。

そしてこの実施例の水路用水門では、それら中段ゲート板１ｂおよび上段ゲート板１ｃが、上記主ゲート板１ａの両側部の水路下流側および上流側の面にそれぞれ設けられた、たとえば互いに向き合うガイド溝を持つ二本のガイド部材と、それらのガイド部材のガイド溝内にそれぞれ嵌合してそれらのガイド溝内を摺動するスライド部材とを有する図示しない通常の案内機構の、上記二本のガイド部材間に配置されて上記スライド部材に取り付けられ、主ゲート板１ａにそれに沿って昇降可能に支持されている。

また、この実施例の水路用水門では、上記主ゲート板１ａの中間部に複数の開口部１ｄが形成されるとともに、上記主ゲート板１ａの上部にも複数の開口部１ｅが形成され、主ゲート板１ａと一緒に中段ゲート板１ｂおよび上段ゲート板１ｃが下降している際の水路２の中間部および上部の水が、上記主ゲート板１ａを通り抜け可能とされている。

さらに、この実施例の水路用水門では、水路２を横断方向に跨ぐフレーム３上に、主ゲート板１ａと中段ゲート板１ｂと上段ゲート板１ｃとを互いに独立に昇降させる３台の昇降機構４が設けられている。

各昇降機構４は、手動で水平軸線周りに回転駆動されるハンドル５と、そのハンドル５の回転を伝える連結ロッド６と、ハンドル５の回転をそれぞれ鉛直軸線周りのナットの回転に変換する図示しない歯車組を収容する二つのケース７と、各々鉛直方向へ延在して上部の雄ねじで上記ナットと螺合し、連結ロッド６を介してハンドル５と連動するそれらのナットの回転により互いに同期して昇降する二本のシャフト８とを有している。

図１では、主ゲート板１ａと中段ゲート板１ｂと上段ゲート板１ｃとがそれぞれ図示の閉止位置に位置して、ゲート板１が水路２を全閉しており、主ゲート板１ａと、中段ゲート板１ｂと、上段ゲート板１ｃとは、各昇降機構４の上記二本のシャフト８の昇降により、それぞれその閉止位置と後述する開放位置との間で昇降される。

図２（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、これら主ゲート板１ａと、中段ゲート板１ｂと、上段ゲート板１ｃとの昇降を組み合わせた、この実施例の水路用水門の互いに異なる作動状態をそれぞれ示している。

すなわち、図２（ａ）は、図１におけると同様、ゲート板１が水路２を全閉している状態を示し、ここでは主ゲート板１ａが水路２の底部まで下降して主ゲート板１ａの下部の下段ゲート板が水路２の下部を閉止し、中段ゲート板１ｂが水路２の中間部に位置して主ゲート板１ａの中間部の開口部１ｄを閉止し、上段ゲート板１ｃが水路２の上部に位置して主ゲート板１ａの上部の開口部１ｅを閉止している。

上記全閉状態からこの実施例の水路用水門を開く際に、図２（ａ）に示すように、水門の上流側（図では右側）の水路２の水面Ｆが水路２の上部近くにあり、水門の下流側（図では左側）の水路２の水面との間に大きな差がある場合に、作業者がハンドル５を回転操作することで、昇降機構４が先ず、図２（ｂ）に示すように、上段ゲート板１ｃを水路２の中間部まで下降させるとともに中段ゲート板１ｂを水路２の下部まで下降させて、水路２の上部の水を上側から徐々に、主ゲート板１ａの上部の開口部１ｅを通して下流に流す。

この水路２の上部の水の通流で水門の上流側の水路２の水面Ｆが水門の下流側の水路２の水面と一致しない場合は次に、図２（ｃ）に示すように、上段ゲート板１ｃを水路２の下部までさらに下降させて水路２の中間部の水を上側から徐々に主ゲート板１ａの中間部の開口部１ｄを通して下流に流し、これで水門の上流側の水路２の水面Ｆが水門の下流側の水路２の水面と一致しない場合はさらに、図１（ａ）に仮想線で示すように、主ゲート板１ａと中段ゲート板１ｂと上段ゲート板１ｃとを一緒に上昇させて水路２の下部の水を水路２の底部付近から徐々に流す。

なお、上段ゲート板１ｃを水路２の中間部まで下降させる際に、中段ゲート板１ｂを水路２の下部まで下降させずに水路２の中間部に維持しておき、上段ゲート板１ｃを水路２の下部まで下降させる際に、中段ゲート板１ｂも一緒に水路２の下部まで下降させるようにしてもよい。

また、水門の上流側の水路２の水面Ｆが水路２の中間部にある場合は、先ず、中段ゲート板１ｂを水路２の下部まで下降させて水路２の中間部の水を上側から徐々に主ゲート板１ａの中間部の開口部１ｄを通して下流に流し、これで水門の上流側の水路２の水面Ｆが水門の下流側の水路２の水面と一致しない場合は次に、主ゲート板１ａと中段ゲート板１ｂとを一緒に上昇させて、水路２の下部の水を水路２の底部付近から徐々に下流に流す。

なお、水門の上流側の水路２の水面Ｆが水路２の下部の近くの中間部にある場合は、中段ゲート板１ｂを水路２の下部まで下降させる代わりに水路２の上部まで上昇させて、水路２の中間部の水を主ゲート板１ａの中間部の開口部１ｄを通して下流に流してもよい。

従って、この実施例の水路用水門によれば、水路２中の水位にかかわらず水面Ｆ付近から開放でき、水路２の底部に堆積している汚泥Ｍの巻上げを生じさせずに速やかに水路２を開放して水門の上流側および下流側の水路の水位を一致させることができる。

しかもこの実施例の水路用水門によれば、下段ゲート板は、水路２の下部から上部まで延在するとともに、水路２の下部を閉止する位置で水路２の中間部および上部に対応する高さにそれぞれ開口部１ｄ，１ｅを有する主ゲート板１ａの下部であることから、従来の水門の一枚のゲート板に開口部１ｄ，１ｅを開けることで下段ゲート板を構成することができるので、従来の一枚のゲート板を具える水門をこの実施例の水門に容易かつ安価に転用することができる。

また、この実施例の水路用水門においては、中段ゲート板１ｂおよび上段ゲート板１ｃはそれぞれ、主ゲート板１ａに設けられた案内機構によって昇降を案内されるものであることから、従来の水門の一枚のゲート板に開口部１ｄ，１ｅを開けた主ゲート板１ａに中段ゲート板１ｂおよび上段ゲート板１ｃのための案内機構を設けることで、中段ゲート板１ｂおよび上段ゲート板１ｃのための案内機構を水路側に設けなくても済むので、従来の一枚のゲート板を具える水門をこの実施例の水門に容易かつ安価に転用することができる。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載の範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば、中段ゲート板１ｂおよび上段ゲート板１ｃの少なくとも一方は、上下方向に複数枚に分割されていて各分割部分をそれぞれ昇降機構４で昇降されるものでもよい。

そして昇降機構４は、ハンドル５を手動操作してナットを回転させる代わりにモータでナットを回転させてシャフト８を昇降させることでゲート板を昇降させるものでもよく、あるいは減速機付きモータでピニオンを回転させてそのピニオンと噛合するラックが設けられたシャフトを昇降させることでゲート板を昇降させるものでもよい。

かくして本発明の水路用水門によれば、水路中の水位にかかわらず水面付近から開放でき、水路底に堆積している汚泥Ｍの巻上げを生じさせずに速やかに水路を開放して水門の上流側および下流側の水路の水位を一致させることができる。

１ ゲート板
１ａ 主ゲート板
１ｂ 中間ゲート板
１ｃ 上段ゲート板
１ｄ，１ｅ 開口部
２ 水路
３ フレーム
４ 昇降機構
５ ハンドル
６ 連結ロッド
７ ケース
８ シャフト
Ｆ 水面
Ｍ 汚泥

Claims (1)

1. 水路の下部を開閉する下段ゲート板と、
   前記下段ゲート板の一方の面に沿う位置で昇降して前記水路の中間部を開閉する中段ゲート板と、
   前記下段ゲート板の他方の面に沿う位置で昇降して前記水路の上部を開閉する上段ゲート板と、
   前記下段ゲート板と中段ゲート板と上段ゲート板とをそれぞれ昇降させる昇降機構と、
   を具え、
   前記下段ゲート板は、前記水路の下部から上部まで延在するとともに、前記水路の下部を閉止する位置で前記水路の中間部および上部に対応する高さにそれぞれ開口部を有する主ゲート板の下部であり、
   前記中段ゲート板および上段ゲート板はそれぞれ、前記主ゲート板に設けられた案内機構によって昇降を案内されるものであり、
   前記主ゲート板は、前記水路に設けられて１枚のゲート板の昇降を案内する案内機構によって昇降を案内されるものであることを特徴とする水路用水門。

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