JP6055707B2 - 管路止水装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば津波が襲来した時に、固定構造物に設けられた空調ダクトを、無動力で、かつ人為的な操作なしで閉塞して、室内への津波の浸入を防止する管路止水装置に関するものである。

固定構造物（以下、建物という。）内の各室の空調を行うため、外気導入口から取り込んだ外気を、導入ダクトを介して各室内に供給する一方、室内の排気は排気ダクトを介して排気口から排出する空調装置が開示されている（例えば特許文献１参照。）。

前記空調装置を備えた建物が鉄筋コンクリート造り等の頑丈な建物の場合、津波の襲来時に、当該建物が津波によって流されなくても、建物に設けられた外気導入口や排気口から導入ダクトや排気ダクトを介して各室内に海水が浸入し、被害が大きくなる。

特開２００４−１９９６６号公報

本発明が解決しようとする問題点は、津波が襲来した場合に、建物が頑丈で津波によって流されなくても、導入ダクトや排気ダクトを介して室内に海水が浸入して被害が大きくなるという点である。

本発明は、上記問題を解決するために、津波が襲来した場合に、導入ダクトや排気ダクト等の空調ダクトを無動力で、かつ人為的な操作なしで閉塞して、室内に海水が浸入しないようにすることを目的としてなされたものである。

本発明は、
建物に設けられた空調ダクトの水平部又は傾斜部に設置し、津波が襲来した時に当該空調ダクトを閉塞する管路止水装置であって、
管路内に設置され、中央部に通気用の開口を有する戸当りと、
前記戸当りの上流側の面に近接配置され、平常時は管路内の床部側に倒伏した状態となされ、非常時、管路内に浸入し、前記戸当りの外周部に堰き止められた海水によって生じる浮力により、平常時の倒伏状態における下流側の端部を支点として起立することで前記戸当りの開口を塞ぐ遮水板と、
前記遮水板の起立支点となる前記下流側の両端部に設けられ、遮水板の起立開始時に、遮水板の起立旋回方向に転倒して遮水板に起立方向のモーメントを与えるウエイトと、
を備えたことを最も主要な特徴としている。

上記構成の本発明では、津波の襲来時に空調ダクト内に浸入した海水は戸当りの外周部で堰き止められて管路内の床部側に倒伏した遮水板が水没し、この水没時に生じる浮力により遮水板が起立して戸当りの開口を塞ぎ、建物の室内への海水の浸入を阻止する。

そして、本発明では、前記遮水板の起立時、遮水板の起立開始に伴い、遮水板の起立支点の例えば直上に位置させたウエイトが先行して遮水板の起立旋回方向に転倒し、遮水板に起立方向のモーメントを付与する。

本発明において、遮水板の起立支点となる平常時における下流側の両端部に、遮水板の重量を相殺可能なカウンタウエイトを備えさせた場合には、遮水板の起立開始に必要な浸水深さを浅くすることができる。つまり、遮水板の比重が海水の比重より大きい場合でも、カウンタウエイトによってその比重差を相殺して、遮水板が起立を開始するタイミングを早めることができる。一旦遮水板が起立を始めると、前記ウエイトが遮水板の起立旋回方向に転倒して遮水板に起立方向のモーメントが付加され、戸当りに当接するまで遮水板を一気に起立させる。

また、本発明において、ウエイトの平常時における状態を保持部材により保持しておく場合は、例えば地震によって建物が振動した時にも、遮水板の起立旋回方向へのウエイトの転倒を防ぐことができる。つまり、遮水板に作用する浮力が保持部材によるウエイトの保持力を上回ったときに、保持部材による保持が開放されウエイトが遮水板の起立旋回方向に転倒する。

また、本発明において、例えばカウンタウエイトにダンパーを備えさせた場合は、遮水板の瞬時の起立を抑制でき、遮水板が戸当りに衝突した際の衝撃力を緩和することができる。

本発明では、津波の来襲時に空調ダクト内に浸入してきた海水が、配管内に設置した戸当りの外周部に堰き止められることで遮水板が水没し、このとき生じる浮力によって遮水板を起立させて建物の室内への海水の浸入を阻止する。すなわち、本発明によれば、無動力で、かつ人為的な操作なしで、確実に空調ダクトを閉塞することができる。

（ａ）（ｂ）は本発明の管路止水装置の設置態様を説明する図である。 平常時における本発明の管路止水装置の例を示した図で、（ａ）は中央縦断面図、（ｂ）は外形図である。 浸水時における本発明の管路止水装置の例を示した図で、（ａ）は中央縦断面図、（ｂ）は外形図である。 平常時における本発明の管路止水装置の他の例を示した図で、（ａ）は中央縦断面図、（ｂ）は（ａ）図のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）図のＢ−Ｂ断面図、（ｄ）は外形図である。 浸水時における本発明の管路止水装置の他の例を示した図で、（ａ）は中央縦断面図、（ｂ）は外形図である。

本発明は、津波の襲来時に、空調ダクトを無動力で、かつ人為的な操作なしで閉塞して、室内への海水の浸入を防止するという目的を、平常時、管路の床部側に倒伏した状態の遮水板が浮力とウエイトの転倒によって瞬時に起立して戸当りの開口を塞ぐようにすることで実現した。

以下、本発明を実施するための形態を、図１〜図３を用いて詳細に説明する。
図１〜図３は本発明の管路止水装置の例を説明する図であり、図１は設置態様を、図２は平常時を、図３は浸水時を示す。

本発明の管路止水装置１は、津波の襲来時に、建物が津波によって流されなくても、建物に設置された例えば外気導入口から導入ダクト２を介して室内３に海水が浸入することを防止するために、導入ダクト２の例えば水平部に取付けるものである（図１参照。）。なお、図１は管路止水装置１を室内３に設けた例を示しているが、室外に設けても良い。

４は両端に連結用のフランジ４ａを取付けた筒体であり、これら両端のフランジ４ａを用いて導入ダクト２の水平部に取付ける。そして、この筒体４の内部に、中央部に通気用の開口５ａを有する戸当り５が設置されている。

６は前記戸当り５の上流側の面に近接配置された遮水板である。この遮水板６は、平常時は、図２に示すように、筒体４の床部４ｂ側に倒伏した状態となされている。そして、非常時には、筒体４の内部に浸入してきた海水が前記戸当り５の外周部に堰き止められ、筒体４の床部４ｂに溜まって遮水板６を水没させ、遮水板６に浮力を生じさせて下流側の端部を支点として起立を開始させる。

この遮水板６の起立開始と共に、ウエイト７が遮水板６の起立旋回方向に可動限まで転倒し、遮水板６に起立方向のモーメントを与えて遮水板６を瞬時に起立させ、図３に示すように戸当り５の開口５ａを塞いで浸入してきた海水の室内３への浸入を阻止する。なお、８は、前記戸当り５の、起立した状態の遮水板６に当接する面に取付けた水密ゴムを示す。

前記ウエイト７は、前記筒体４の外側に延出した前記遮水板６の回動支点となる回転軸９の両端部の、平常時における遮水板６に起立方向のモーメントを与えることのない鉛直上方位置に回転軸９と一体に設置され、回転軸９に対して所定の可動範囲だけ回転できるようになされている。このウエイト７の可動範囲は、遮水板６が倒伏した状態における鉛直上方から筒体４の下流方向に向かって９０°以下の範囲で設定される。

１０は、平常時に、前記回転軸９の両端部の鉛直上方位置にあるウエイト７を保持するために前記位置のウエイト９と当接する位置に設けた保持部材、例えばマグネットキャッチである。このマグネットキャッチ１０を設置しておけば、例えば地震や建物の近接地で土木工事が行われて建物が振動した時にも、ウエイト７が転倒し遮水板６を起立させて戸当り５の開口５ａを閉塞することがない。なお、このマグネットキャッチ１０の保持力は、前記振動では保持が解除されず、遮水板６に生じる浮力によって解除されるように設定しておく。

１１は、前記回転軸９の両端部の、遮水板６が倒伏状態にある平常時における回転方向の側方に、回転軸９と一体に設置したカウンタウエイトであり、遮水板６の重量を相殺するものである。このカウンタウエイト１１を設置することにより、遮水板６自体の比重が海水の比重よりも大きい場合であっても、カウンタウエイト１１によってその重量を相殺することで、戸当り５の上流側における浸水深さが浅い状態でも、遮水板６を浮上させることができるようになる。

１２は、前記カウンタウエイト１１に設置したダンパーであり、浸水時に遮水板６が起立して戸当り５に衝突した際の衝撃を緩和する。カウンタウエイト１１にダンパー１２を設置した場合は部品点数が少なくなるが、配置上の制約がある場合には、遮水板６の回転軸９と同軸のレバーを筒体４の外に別途設置し、その端部に設置しても良い。

本発明の管路止水装置１は上記した構成であり、平常時は、図２に示すように、導入ダクト２を流れる新鮮な空気は、筒体４を経て室内３に導入される。上記構成の場合、仮に建物が振動した時にも、マグネットキャッチ１０の作用によって遮水板６が起立して戸当り５の開口５ａを閉塞することがない。

一方、非常時、海水が導入ダクト２を経て筒体４内に浸入してきた時には、図３に示すように、当該海水が戸当り５の外周部によって一旦堰き止められ、その水面上昇によって遮水板６に生じる浮力により、マグネットキャッチ１０の保持力を解除してダンパー１２に抗して遮水板６を起立させ、戸当り５の開口５ａを閉塞する。

次に、本発明の管路止水装置１の他の例を図４及び図５を用いて説明する。
図４は平常時を、図５は浸水時を示した図であり、２個の筒体４を導入ダクト２の水平部に直列に取付けた例を示している。

１３は前記筒体４の内部に、例えば筒体４と同軸に設置した整流筒であり、導入ダクト２を通ってきた流体は、筒体４のフランジ４ａに設けた開口４ａａを通って整流筒１３内に導かれる。従って、筒体４のフランジ４ａに設ける開口４ａａ及び整流筒１３の内周面は導入ダクト２の圧力損失が大きくならないような横断面形状、或いは大きさとなすことが望ましい。

１４は前記整流筒１３の上流側の床部１３ａ、図４及び図５の実施例では、下流側に配置した筒体４の内部に設置した整流筒１３の上流側部分の床部１３ａに設けられた導水板であり、津波の襲来時、導入ダクト２に海水が浸入してきた時に、当該海水を一旦整流筒１３の床下に流下させるものである。従って、整流筒１３の床下に海水を一旦流下させることができるものであれば、導水板１４の大きさや、導水板１４に設ける導水部の形状や大きさ、数は特に限定されない。

図４及び図５に示す実施例では、遮水板６は前記導水板１４の下流側の前記床部１３ａに設けられ、平常時は前記床部１３ａと一緒に整流筒１３の床面を形成するように配置されている。そして、津波の襲来により導入ダクト２内に海水が浸入してきた際には、前記導水板１４を通って一旦整流筒１３の床下に流下した海水の水面上昇により下流側の端部を支点として起立することで整流筒１３を塞ぎ、浸入してきた海水の室内３への浸入を阻止する。

この図４及び図５の実施例では、遮水板６の起立により、遮水板６の下流側に位置するフランジ４ａに設けた開口４ａａを塞ぐものを示している。従って、水密ゴム８は、遮水板６の下流側に位置するフランジ４ａの、起立した状態の遮水板６に当接する面に取付けられる。

図４及び図５に示す本発明の管路止水装置１の場合、常時は、図４に示すように、導入ダクト２を流れる新鮮な空気は、整流筒１３を経て室内３に導入される。上記構成の場合、仮に建物が振動した時にも、ダンパー１２の作用によって遮水板６が起立して整流筒１３を閉塞することがない。

一方、非常時、海水が導入ダクト２を経て整流筒１３内に浸入してきた時には、図５に示すように、当該海水が導水板１４から整流筒１３の床下に一旦流下し、その水面上昇によってダンパー１２に抗して遮水板６を起立させてフランジ４ａの開口４ａａを閉塞する。

本発明は、前記の例に限るものではなく、各請求項に記載の技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

例えば、図１〜図５の実施例では、導入ダクト２の水平部に本発明の管路止水装置１を取付けているが、導入ダクト２の傾斜部に取付けても良い。

また、本発明の管路止水装置１は、室内３に取り込まれた導入ダクト２の全てに設置しなくても良い（図１（ａ）参照。）。例えば、図１（ｂ）に示すように、重要な機器を設置している重要室の室内部分に本発明の管路止水装置１を取付ければ、仮に同じ建物内の一般室が浸水して導入ダクト２が破損しても重要室を浸水から守ることができる。

また、図１〜図５の実施例では、導入ダクト２に本発明の管路止水装置１を取付けているが、排気ダクトに取付けても良い。

また、図４及び図５の実施例では、２つの筒体４を直列に繋いで、下流側の筒体４に設けた整流筒１３に導水板１４と遮水板６を設置しているが、浸入した海水を一旦流下させ、流下させた海水の水面上昇により遮水板６を起立できるのであれば、上流側の筒体４は不要である。また、ダンパー１２は、遮水板６の回転軸９と同軸のレバーを筒体４の外に別途設置し、その端部に設置しても良い。

また、非常時にダクト内に浸入する対象は海水に限られず、遮水板６が浮上して管路を全閉できるように、遮水板６が浮上できる浮力が得られるものであれば、どのような液体でも良い。

１ 管路止水装置
２ 導入ダクト
４ 筒体
５ 戸当り
５ａ 開口
６ 遮水板
７ ウエイト
１０ マグネットキャッチ
１１ カウンタウエイト
１２ ダンパー
１３ 整流筒

Claims (6)

1. 固定構造物に設けられた空調ダクトの水平部又は傾斜部に設置し、津波が襲来した時に当該空調ダクトを閉塞する管路止水装置であって、
   管路内に設置され、中央部に通気用の開口を有する戸当りと、
   前記戸当りの上流側の面に近接配置され、平常時は管路内の床部側に倒伏した状態となされ、非常時、管路内に浸入し、前記戸当りの外周部に堰き止められた海水によって生じる浮力により、平常時の倒伏状態における下流側の端部を支点として起立することで前記戸当りの開口を塞ぐ遮水板と、
   前記遮水板の起立支点となる前記下流側の両端部に設けられ、遮水板の起立開始時に、遮水板の起立旋回方向に転倒して遮水板に起立方向のモーメントを与えるウエイトと、
   を備えたことを特徴とする管路止水装置。
2. 固定構造物が振動した時に前記ウエイトが転倒して前記遮水板に起立方向のモーメントを与えることがないように、前記振動では解除されず、遮水板に生じる浮力によって解除される保持力を有する保持部材により、前記ウエイトの平常時における状態を保持させたことを特徴とする請求項１に記載の管路止水装置。
3. 前記遮水板の起立支点となる下流側の両端部に、遮水板の重量を相殺可能なカウンタウエイトを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の管路止水装置。
4. 浸水時に前記遮水板が起立して前記戸当りに衝突した際の衝撃を緩和するために、前記カウンタウエイト、あるいは、前記遮水板の起立支点となる平常時における下流側の端部と同軸に取付けられたレバーの端部にダンパーを備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の管路止水装置。
5. 前記遮水板および戸当りが、平常時の空気の流れに対して抵抗とならないように、管路の内側に整流筒を設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の管路止水装置。
6. 前記遮水板の起立時における可動回転角度は９０°以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の管路止水装置。

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