JP6262608B2 - 浮体式フラップゲート - Google Patents

Description

本発明は、例えば防潮壁や防波堤の開口部に設置され、増水時、増水した水が公共空間に流れ込まないようにするために、扉体を起立させて前記開口部を遮断する浮体式フラップゲートに関するものである。

増水時に、増水した水が公共空間に流れ込まないようにするために、防潮壁や防波堤の開口部に、開口部を遮断する浮体式フラップゲートが設置される場合がある（例えば特許文献１）。

この種の浮体式フラップゲートは、扉体に大きな浮力体を設け、防潮壁や防波堤の開口部から流れ込む水の水圧と扉体自体の浮力を利用して扉体を起立させ、開口部を遮断するものである。

前記浮体式フラップゲートにより、増水した水の公共空間への流れ込みを防止することができる。

その反面、例えば自動車が走行可能な水位であっても扉体は起立を開始するので、自動車の通行を阻害するという課題がある。

特開２００３−２５３９１２号公報

本発明が解決しようとする問題点は、流れ込む水の水圧と扉体自体の浮力を利用して扉体を起立させる浮体式フラップゲートでは、自動車等が走行可能な水位であっても扉体は起立を開始するので、自動車等の通行を阻害するという点である。

本発明は、自動車が走行可能な水位では扉体が起立しないように、扉体の起立開始水位を任意に設定できる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、
建造物の開口部や入口に設置され、水が流入する際、前記開口部や入口を遮断するために、前記流入する水の方向に高さ方向の平面内で、扉体の先端側が基端側の回転軸を支点として起立揺動可能に構成した浮体式フラップゲートであって、
前記扉体の先端部に一端を取付けたロープの他端に取付けられたカウンタウエイトと、
前記ロープを案内する滑車群と、
前記滑車群のうちの前記扉体の先端部に取付けたロープを最初に案内する滑車と前記扉体の間に位置する前記ロープに固定されたストッパと、
前記ストッパと前記扉体の間に位置するロープに、ロープに対して相対移動が自在なように通された中空形状の第１の浮力体と、
を有することを最も主要な特徴としている。

上記の本発明では、水の流入時に作用する浮力により、扉体は無動力で、かつオペレータが操作しなくても自然に起立するように、カウンタウエイトにより起立を補助された状態で常時倒伏している。

そして、水の流入時に扉体が水没すると扉体自身に浮力が発生するが、扉体の重量がカウンタウエイトによる作用力と扉体に発生した浮力の合力よりも大きいので、倒伏状態を維持する。

水位の上昇に伴って第１の浮力体がロープに沿って上昇し、第１の浮力体がストッパに当接すると、第１の浮力体の浮力がロープに伝達される。

第１の浮力体の浮力がロープに伝達されることにより、カウンタウエイトによる作用力と扉体に発生した浮力と第１の浮力体の浮力の合力が扉体の重量より大きくなって、扉体が起立を開始する。

扉体が起立すると、扉体を格納していた空間に水が流入してその水圧が扉体に作用し、扉体の起立動作を継続させる。

扉体が完全に起立した後は、扉体の上流側と下流側の静水圧差により起立状態を維持して水の流入を阻止する。

本発明では、扉体の起立開始水位を任意に設定することができるので、自動車等が走行可能な水位では扉体の倒伏状態を維持するようにしておけば、自動車等の通行や避難が可能になる。

本発明の浮体式フラップゲートの概略構成図で、（ａ）は側面から見た図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 中途水位時における本発明の浮体式フラップゲートを側面から見た図である。 扉体の起立開始水位時における本発明の浮体式フラップゲートを側面から見た図である。 扉体の起立開始後における本発明の浮体式フラップゲートを側面から見た図である。 扉体の起立完了後における本発明の浮体式フラップゲートを側面から見た図である。 本発明の浮体式フラップゲートの他の例を示す図２と同様の図である。 本発明の浮体式フラップゲートの他の例を示す図３と同様の図である。 本発明の浮体式フラップゲートの他の例を示す図４と同様の図である。 本発明の浮体式フラップゲートの他の例を示す図５と同様の図である。

本発明は、自動車等が走行可能な水位では扉体が起立しないように、扉体の起立開始水位を任意に設定できるようにすることを目的としている。

そして、その目的を、扉体の先端部に取り付けたロープの、当該ロープを最初に案内する滑車と扉体の間に位置する箇所にストッパを固定し、このストッパと扉体の間に位置するロープに、ロープに対して相対移動が自在なように中空形状の第１の浮力体を通すことで実現した。

本発明を実施するための形態を、図１〜図９を用いて詳細に説明する。

（第１の実施例）
図１は本発明の浮体式フラップゲートの概略構成を示した図である。

図１において、１は、例えば防潮壁又は防波堤の、開口部の路面に掘った格納空間Ｓの内部に、常時は倒伏した状態で設置される本発明の浮体式フラップゲートである。この浮体式フラップゲート１は、公共空間に流入する水の水圧を利用して、基端部２ａに設けた回転軸２ｃを支点として扉体２の先端部２ｂを、無動力でかつオペレータが操作しなくても自然に起立揺動させて開口部を水密状態に遮断するものである。

本発明の浮体式フラップゲート１は、例えば図１に示すように、扉体２の先端部２ｂの両側面に取り付けたピン３にワイヤロープ４の一端を取付けている。このピン３は、側部戸当り５の内側面に設けたスリット５ａを貫通して側部戸当り５の内部に達する長さを有している。

前記スリット５ａは、扉体２の浮上に伴ってピン３が沿うために設けられるだけでなく、側部戸当り５の内部へ水が流入するための切欠きとして設けられている。

前記側部戸当り５の内部には、例えば、２個の定滑車６ａ，６ｂからなる滑車群を配置し、これら定滑車６ａ，６ｂに案内された前記ワイヤロープ４の他端に、扉体２の起立を補助するカウンタウエイト７を取付けている。このカウンタウエイト７は、水の流入時に、カウンタウエイト７による作用力と扉体２に発生した浮力の合力よりも扉体２の重量が大きくなるように、その重量を決定する。

本発明では、ワイヤロープ４の、前記滑車群のうちの扉体２の先端部２ｂに取り付けたワイヤロープ４を最初に案内する定滑車６ａと扉体２の間に位置する箇所にストッパ８を固定している。

加えて、前記ストッパ８と扉体２の間に位置するワイヤロープ４に、ワイヤロープ４に対して相対移動が自在なように中空形状の第１の浮力体９を通している。この第１の浮力体９は、水の流入時に、側部戸当り５の内部の水位上昇に伴って、第１の浮力体９がワイヤロープ４に沿って上昇してストッパ８に当接した時に、第１の浮力体９の浮力がワイヤロープ４に伝達されて扉体２を起立できるような浮力を有するようにする。

上記構成の本発明の浮体式フラップゲート１では、水が流入してきた時には、以下に説明するような段階を経て起立する。

・水の流入前（図１参照）
扉体２はカウンタウエイト７によって起立を補助された状態で格納空間Ｓの内部に倒伏している。

・中途水位時（図２参照）
格納空間Ｓの内部に倒伏している扉体２に向かって水が流入して扉体２が水没すると、扉体自身に浮力Ｆ１が発生する。しかしながら、扉体２の重量がカウンタウエイト７による作用力Ｆ２と扉体２に発生した浮力Ｆ１の合力よりも大きいので、扉体２は起立せず、倒伏状態を維持する。この状態では、開口部内で水位が上昇するとともに、スリット５ａを介して側部戸当り５の内部に水が流入し、側部戸当り５の内部の水位上昇に伴って第１の浮力体９がワイヤロープ４に沿って上昇する。

・作動開始時（図３参照）
開口部内及び側部戸当り５の内部で水位がさらに上昇して、第１の浮力体９がストッパ８に当接すると、第１の浮力体９の浮力Ｆ３がワイヤロープ４に伝達される。このワイヤロープ４への第１の浮力体９の浮力Ｆ３の伝達により、カウンタウエイト７による作用力Ｆ２と扉体２に発生した浮力Ｆ１と第１の浮力体９の浮力Ｆ３の合力が扉体２の重量より大きくなって、扉体２が起立を開始する。

・作動開始後（図４参照）
扉体２が起立を開始すると、扉体２を格納していた格納空間Ｓに水が流入してその水圧が扉体２に作用し、扉体２の起立動作を継続させる。

・作動完了（図５参照）
扉体２が完全に起立した後は、扉体２の上流側と下流側の静水圧差により起立状態を維持して水の流入を阻止する。

（第２の実施例）
図６〜図９は本発明の浮体式フラップゲートの第２の実施例に水が流入してきた時に、起立するまでの段階を説明する概略図である。

この図６〜図９に示した第２の実施例は、前記第１の実施例のストッパ８及び第１の浮力体９に代えて、扉体２に第２の浮力体１０を設置した構成である。この第２の浮力体１０は、扉体２の先端部２ｂの両側面におけるピン３よりも若干基端部２ａ側に設置したピン１１を支点として、水が流入する方向に高さ方向の平面内で回転が自在なように、レバー１２を介してピン１１に設置されている。

・水の流入前
第２の実施例も、扉体２はカウンタウエイト７によって起立を補助された状態で格納空間Ｓの内部に倒伏している。

・中途水位時（図６参照）
格納空間Ｓの内部に倒伏している扉体２に向かって水が流入して扉体２が水没すると、扉体自身に浮力Ｆ１が発生するが、扉体２の重量がカウンタウエイト７による作用力Ｆ２と扉体２に発生した浮力Ｆ１の合力よりも大きいので、倒伏状態を維持する。この状態では、開口部内で水位が上昇するとともに、スリット５ａを介して側部戸当り５の内部に水が流入し、側部戸当り５の内部の水位上昇に伴って第２の浮力体１０がピン１１を支点として回転し、起立する。

・作動開始時（図７参照）
開口部内及び側部戸当り５の内部で水位がさらに上昇して、第２の浮力体１０が完全に起立すると、第２の浮力体１０の浮力Ｆ４が扉体２に伝達される。この扉体２への第２の浮力体１０の浮力Ｆ４の伝達により、カウンタウエイト７による作用力Ｆ２と扉体２に発生した浮力Ｆ１と第２の浮力体１０の浮力Ｆ４の合力が扉体２の重量より大きくなって、扉体２が起立を開始する。

・作動開始後（図８参照）
扉体２が起立を開始すると、扉体２を格納していた格納空間Ｓに水が流入してその水圧が扉体２に作用し、扉体２の起立動作を継続する。

・作動完了（図９参照）
扉体２が完全に起立した後は、扉体２の上流側と下流側の静水圧差により起立状態を維持して水の流入を阻止する。

上記本発明の浮体式フラップゲート１は、第１の実施例ではストッパ８のワイヤロープ４への固定位置を、また、第２の実施例ではレバー１２の長さを、適宜設定することで、扉体２の起立開始水位を任意に設定することができる。従って、自動車等が走行可能な水位では扉体の倒伏状態を維持できることになって、自動車等の通行や避難が可能になる。

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、前記実施例では、ワイヤロープ４を使用しているが、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、アラミド系、ポリアリレート系、超高密度ポリエチレンなどの繊維ロープを使用しても良い。

また、上記の例では本発明の浮体式フラップゲート１を防潮壁又は防波堤の開口部に設置する場合について説明したが、本発明の浮体式フラップゲート１の設置場所は防潮壁又は防波堤の開口部に限らず、施設や地下通路の入口等に設置することもできる。

１ 浮体式フラップゲート
２ 扉体
２ａ 基端部
２ｂ 先端部
２ｃ 回転軸
４ ワイヤロープ
５ 側部戸当り
６ａ、６ｂ 定滑車
７ カウンタウエイト
８ ストッパ
９ 第１の浮力体
１０ 第２の浮力体
１１ ピン

Claims (2)

1. 建造物の開口部や入口に設置され、水が流入する際、前記開口部や入口を遮断するために、前記流入する水の方向に高さ方向の平面内で、扉体の先端側が基端側の回転軸を支点として起立揺動可能に構成した浮体式フラップゲートであって、
   前記扉体の先端部に一端を取付けたロープの他端に取付けられたカウンタウエイトと、
   前記ロープを案内する滑車群と、
   前記滑車群のうちの前記扉体の先端部に取付けたロープを最初に案内する滑車と前記扉体の間に位置する前記ロープに固定されたストッパと、
   前記ストッパと前記扉体の間に位置するロープに、ロープに対して相対移動が自在なように通された中空形状の第１の浮力体と、
   を有することを特徴とする浮体式フラップゲート。
2. 前記浮体式フラップゲートは、
   前記扉体の側部に側部戸当りをさらに備え、
   前記側部戸当りは、内部に水が流入するようになっており、
   前記ストッパ及び前記第１の浮力体に代えて、前記側部戸当りの内部に流入した水によって、前記扉体が水が流入する方向に高さ方向の平面内で回転が自在なように、前記扉体の側部かつ前記側部戸当りの内部に第２の浮力体を設置したことを特徴とする請求項１に記載の浮体式フラップゲート。

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