JP6347387B2 - Water channel opening and closing device - Google Patents
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Description
本発明は、河川又は海に通じる取水路や放水路等の水路開口部に設けられ、河川又は海域の水位の上下に応じ、浮力を利用して水路開口部を自動開閉する水路開口部開閉装置に関する。 The present invention is provided in a waterway opening such as a water intake channel or a water discharge channel leading to a river or the sea, and automatically opens and closes the waterway opening using buoyancy according to the water level of the river or the sea area. About.
一般に、陸域から河川域又は海域に通じる樋門等の水路開口部に、津波・高潮などの異常潮位時あるいは河川増水時において水路内への浸水を防止するための開口部開閉装置が使用されている。 In general, an opening and closing device is used at the opening of a waterway such as Xiamen that leads from the land area to a river or sea area to prevent inundation into the waterway at an abnormal tide level such as a tsunami or storm surge or when the river is flooded. ing.
この種の開口部開閉装置には、開口部の外側にヒンジを介して上下に回動させることによって開口部を開閉するフラップゲート(例えば特許文献1)や、水路の開口部外や、水路内に平常時は伏せた状態の起伏式ゲートを設置しておき、必要時にこれを起き上がらせて水路を遮蔽するようにしたもの(例えば特許文献2)が多く使用されている。 This type of opening / closing device includes a flap gate (for example, Patent Document 1) that opens and closes an opening by rotating it up and down via a hinge to the outside of the opening, outside the opening of the water channel, and inside the water channel In many cases, a undulating gate is installed in a normal state and is raised when necessary to shield the water channel (for example, Patent Document 2).
更には、河川又は海域側の水位の変動を浮体に連動させ、これによって起伏ゲートを起き上がらせるようにしたもの(例えば特許文献3)や水路開口部を開閉するゲートを上下にスライドさせるようにしたもの(例えば特許文献4)が開発されている。 Furthermore, the fluctuation of the water level on the river or sea area side is linked to the floating body, so that the undulation gate is raised (for example, Patent Document 3) and the gate for opening and closing the water channel opening is slid up and down. The thing (for example, patent document 4) is developed.
上述した従来の水路開口部開閉装置にあって、フラップゲートや起伏式ゲートは、水路を遮断するゲートがヒンジ構造によって回動可能としているため、メンテナンスが必要であり、場合によっては必要時に動作しない事態が発生するという問題がある。特に常に水底にある起伏式ゲートでは、ヒンジ構造部分が常に水中にあるため、メンテナンスための経費が大きくなる。 In the conventional water channel opening / closing device described above, the flap gate and the undulating gate require a maintenance because the gate that shuts off the water channel can be rotated by a hinge structure, and sometimes it does not operate when necessary. There is a problem that things happen. In particular, in the undulating gate that is always at the bottom of the water, the hinge structure part is always in the water, so that the cost for maintenance becomes large.
空気注入など、機械制御の場合には、電源喪失といったトラブルや稼働状況の監視体制の構築などが必要となる等、コスト高となるという問題がある。 In the case of machine control such as air injection, there is a problem that the cost becomes high, for example, it is necessary to construct a system for monitoring the operation status or trouble such as power loss.
また、特許文献3及び4のような浮体を使用し、水位の変動に対応させてゲートをスライド又は起伏させる構造のものは、浮体の浮力をゲートに作用させるための機構部分の構造が複雑であり、設備費が大きく、また精密構造であることと周囲の環境が水分や塩分の多いことが多く、メンテナンスのための経費が大きくなる等の問題がある。
Moreover, the structure of the structure which uses the floating body like
更に従来の水路開口部開閉装置は、平常時において水路開口部が常時水底にある場合と、水面より高い位置にある場合とにおいて、主として高波や高潮或は豪雨等によって、異常に水位が上昇した際に水路内が瞬時に高圧となり、陸側におけるマンホールなどの開口から水が噴出することを防止するものであるが、例えば原子力発電所や火力発電所における冷却水取り入れ口のように、海水を常時汲み上げ続ける必要がある水路では、津波発生時の引き波時の水位低下によって水路開口部が大気中に露出すると冷却水の汲み上げが停止するとともに、水路内の水が逆流して排出され、冷却機能が損なわれるという問題があった。 Furthermore, the conventional waterway opening / closing device has an abnormally high water level, mainly due to high waves, storm surges, or heavy rain, when the waterway opening is always at the bottom of the water and when it is higher than the water surface. In this case, the water pressure in the waterway is instantaneously increased to prevent water from being ejected from an opening such as a manhole on the land side.For example, like the cooling water intake in a nuclear power plant or a thermal power plant, In waterways that need to be continuously pumped up, if the waterway opening is exposed to the atmosphere due to a drop in the water level during the tsunami, pumping of the cooling water stops and water in the waterway flows backward and is discharged for cooling. There was a problem that the function was impaired.
更に、取水路と放水路とを兼用した水路にあっては、取水時および放水時のどちらの流向にも対応できるようにしておく必要があるが、従来の装置では、取水と放水とを共用した水路に対しての機能が不十分であった。 Furthermore, it is necessary to be able to cope with both the flow direction during intake and discharge in a waterway that serves both as a water intake and a water discharge. However, conventional devices share both water intake and water discharge. The function for the water channel was insufficient.
本発明は、このような従来の問題に鑑み、水路開口部が、平常時において水面より高い位置にある場合、常時水中にある場合の何れの場合であっても容易に対応させることができ、更に水中の取水口が津波発生時の水位の急上昇及び引き波時の水位急低下の何れにも対応でき、取水と放水とを共用した水路に対しても対応が可能であり、構造が簡単で、メンテナンスも従来に比べて少なくて済む水路開口部開閉装置の提供を目的としてなされたものである。 In view of such a conventional problem, the present invention can easily cope with the case where the water channel opening is at a position higher than the water surface in a normal state or in a case where the water channel is always under water, Furthermore, the underwater intake can respond to both sudden rises in water level when a tsunami occurs and sudden drop in water level when a tsunami occurs, and it is also possible to deal with waterways that share both intake and discharge, and the structure is simple. The purpose of the present invention is to provide a water channel opening / closing device that requires less maintenance than the prior art.
上述した従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明に係る水路開口部開閉装置の特徴は、 河川又は海域に通じる取水や排水のための水路開口部に設けられ、河川又は海域の水位の上下に応じて浮力を利用して前記水路開口部を開閉する水路開口部開閉装置において、前記河川又は海域側の平常時水位より下側にある水路開口部の河川又は海域側に、該水路開口部に沿って上下動自在なゲート壁を備え、該ゲート壁は、前記水路開口部を前記河川又は海域側に解放するための水路開放部と、該水路開放部の下側及び上側にそれぞれ前記水路開口部を閉鎖するための水路閉鎖部とを備えるとともに、前記河川又は海域側の水位の変動に対応して上下動する浮体を備え、前記河川又は海域側水位の上下動に対応した浮体の上下動作によって前記ゲート壁を上下動させ、前記河川又は海域側の水位の異常上昇によって下側の水路閉鎖部が水路開口部を閉鎖するとともに前記水位の異常降下によって上側の水路閉鎖部が水路開口部を閉鎖するようにし、前記水路開口部を自動開閉させることにある。
The feature of the waterway opening / closing device according to the invention described in
請求項2に記載の発明の特徴は、請求項1の構成に加え、前記ゲート壁は前記水路開放部の両側に縦向きに設置した一対のガイドレールに沿って上下に移動可能に支持され、該ガイドレール間の下端側に前記ゲート壁の降下側高さを規制する下部ストッパーを備えるとともに、該ガイドレール間の上端側に前記ゲート壁の上昇側高さを規制する上部ストッパーを備えたことにある。
In addition to the configuration of
本発明は、請求項1に記載のように、河川又は海域に通じる取水や排水のための水路開口部に設けられ、河川又は海域の水位の上下に応じて浮力を利用して前記水路開口部を開閉する水路開口部開閉装置において、前記河川又は海域側の平常時水位より下側にある水路開口部の河川又は海域側に、該水路開口部に沿って上下動自在なゲート壁を備え、該ゲート壁は、前記水路開口部を前記河川又は海域側に解放するための水路開放部と、該水路開放部の下側及び上側にそれぞれ前記水路開口部を閉鎖するための水路閉鎖部とを備えるとともに、前記河川又は海域側の水位の変動に対応して上下動する浮体を備え、前記河川又は海域側水位の上下動に対応した浮体の上下動作によって前記ゲート壁を上下動させ、前記河川又は海域側の水位の異常上昇によって下側の水路閉鎖部が水路開口部を閉鎖するとともに前記水位の異常降下によって上側の水路閉鎖部が水路開口部を閉鎖するようにし、前記水路開口部を自動開閉させることにより、人力でも機械制御でもない自然の営力を用いたものであるため、停電時や管理者のいない状況においても自動的に作動させることができ、またゲート壁の動作機構も浮力による上下のスライドであるため、複雑な連動機構が不要であり、ヒンジ等の機械構造を使用しないため、構造が簡単で設置及びメンテナンスが容易となる。
As described in
また、津波、高潮などの異常潮位時あるいは河川洪水時における水位の上昇と同時にゲート壁が浮力で上昇し、水路内への浸水を防止し、水路内への水と空気の浸入を許さないため、水路内で作用する外力は静水圧のみとなり、水路内壁へ作用する外力を低減できる。 In addition, the gate wall rises by buoyancy at the same time as the water level rises during abnormal tides such as tsunami and storm surges or river floods, preventing water from entering the waterway and not allowing water and air to enter the waterway. The external force acting in the water channel is only the hydrostatic pressure, and the external force acting on the water channel inner wall can be reduced.
更に、万が一、ゲート壁が上昇限界に達せずに水路開口部が完全に閉鎖されず、水路内に浸水したとしても、ゲート壁が上昇することにより水路開口部の入口断面積が減少するため、トータルでの溢水量が減少する。 Furthermore, even if the gate wall does not reach the rising limit and the water channel opening is not completely closed, and even if it is submerged in the water channel, the gate wall rises and the cross sectional area of the inlet of the water channel opening decreases. The total amount of overflow is reduced.
更にまた、本発明は、水位上昇時の水路開口部の閉鎖とともに、水位異常低下時に対しても水路開口部が閉鎖され、例えば冷却水の取水口のように設備内の冷却水の減少が不都合を来すような場合において、水位低下時の漏水が防止できる。Furthermore, the present invention closes the water channel opening when the water level rises, and also closes the water channel opening when the water level is abnormally reduced. For example, the cooling water in the facility is disadvantageously reduced like a cooling water intake. In such cases, it is possible to prevent water leakage when the water level drops.
本発明は、請求項2に記載のように、ゲート壁は、水路開放部の両側に縦向きに設置した一対のガイドレールに沿って上下に移動可能に支持され、該ガイドレール間の下端側に前記ゲート壁の降下側高さを規制する下部ストッパーを備えるとともに、該ガイドレール間の上端側に前記ゲート壁の上昇側高さを規制する上部ストッパーを備えることにより、浮力とゲート壁の移動を制御するガイドレール及びストッパーのみの簡易な構造で、従来技術と同等以上の効果が得られる。 According to the second aspect of the present invention, the gate wall is supported so as to be vertically movable along a pair of guide rails installed vertically on both sides of the water channel opening portion, and the lower end side between the guide rails And a lower stopper for regulating the descending side height of the gate wall, and an upper stopper for regulating the rising side height of the gate wall on the upper end side between the guide rails, thereby increasing the buoyancy and movement of the gate wall. With a simple structure consisting only of a guide rail and a stopper for controlling the above, an effect equal to or higher than that of the prior art can be obtained.
本発明に係る水路開口部開閉装置の実施の形態を図面について説明する。 An embodiment of a water channel opening / closing device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図において符号1は、陸域から河川又は海域に通じる取水や排水のための水路であり、2はその水路開口部である。水路開口部2の両側部には縦向きに配置された一対のガイドレール3,3が設置されている。
In the figure,
ガイドレール3,3間には、これにガイドされて上下に移動可能にゲート壁4が支持されている。ガイドレール3,3間の上端部間には、ゲート壁4の上昇側の移動を規制することによって最上昇位置を規定する上部ストッパー5が固定されているとともに、下端部間には、ゲート壁4の降下側の移動を規制することによって最降下位置を規定する下部ストッパー6が固定されている。
A
ゲート壁4は、上下に長い長方形の平板状に形成され、これに表裏に開口した水路開放部10が形成されている。この水路開放部10の下側に隣り合う配置に水路閉鎖部11を備えている。
The
水路開放部10は、これが水路開口部2と重なる位置にあるときに水路開口部2が開かれるようになっており、ゲート壁4が降下して下部ストッパー6に降下が規制された最降下位置にあるときに水路開放部10が水路開口部2と重なる位置となって水路開口部2が開かれ、ゲート壁4が上昇して上部ストッパー5に上昇が規制された最上昇位置にあるときに水路閉鎖部11によって水路開口部2が閉鎖されるようになっている。
The water channel opening 10 is configured such that the
ゲート壁4の下端には浮体15が固定されており、河川又は海域側の水位Wが異常に上昇した際に、浮体15に作用する浮力によってゲート壁4が上昇されるようになっている。
A
この水路開口部開閉装置は、図3(a)に示すように、水路開口部2が河川又は海域側の水位Wより上にある放水用の水路に使用するものであり、平常時における河川又は海域側水位Wの平常時の変動には影響されない水位Wより高い位置に浮体15か位置するように設定しておき、津波や高潮が発生した時に、これによって浮体15に浮力が作用し、その時の水位が予め想定した高さより高くなった時に、図3(b)に示すようにゲート壁4が水路開口を閉鎖する位置まで上昇して停止するように上部ストッパー5の位置を設定している。
As shown in FIG. 3 (a), this water channel opening / closing device is used for a water discharge channel in which the water channel opening 2 is above the water level W on the river or sea area side. It is set so that the floating
この例では、平常時の河川又は海域側水位Wが水路開口部2より低い位置にあり、水位Wの上昇によって徐々にゲート壁4が上昇し、津波の押し波が水路開口部2に達した際にはゲート壁4によって水路開口部2が閉鎖されることとなり、水路1内に急激な圧力の上昇を来さない。
In this example, the normal river or sea side water level W is lower than the water channel opening 2, the
上述した例は、水路開口部2が河川又は海域側の平常時水位Wより上にある個所に適応させた例を示しているが、この他、平常時の水位Wが水路開口部2より高い位置にある取水口或は放水口に対して適応させる場合には、図4(a)に示すようにゲート壁4の上端に浮体15を固定し、前述と同様に平常時における河川又は海域側水位Wの平常時の変動には影響されない水位Wより高い位置に浮体15が位置するよう下部ストッパー6の位置を設定しておき、津波や高潮が発生した時に、これによって浮体15に浮力が作用し、その時の水位が予め想定した高さより高くなった時に、図4(b)に示すようにゲート壁4が水路開口を閉鎖する位置まで上昇して停止するように上部ストッパー5の位置を設定しておいてもよい。
The above-described example shows an example in which the water channel opening 2 is adapted to a location above the normal water level W on the river or sea side. In addition, the normal water level W is higher than the
更に、平常時の水位Wが水路開口部2より高い位置にある、原子力発電所等の冷却水取水口に対して適応させる場合等には、津波発生による押し波時の異常水位上昇時に水路開口部2を閉鎖する他、引き波時の異常に水位が低下した際に、取水口からの放水を防止する必要から水路開口部2を閉鎖する必要がある。
In addition, when adapting to a cooling water intake such as a nuclear power plant where the normal water level W is higher than the
この場合には、図5(a)に示すようにゲート壁4の水路開放部10の上側に上水路閉鎖部11aを、下側に下水路閉鎖部11bを設けておき、浮体15をゲート壁4の上端に固定しておき、平常時は浮体15の浮力によって水路開放部10が水路開口部2の高さにあってこれを解放している状態に維持させておく。
In this case, as shown in FIG. 5 (a), an upper water
そして、津波や高潮の押し波時に異常に水位が上昇した場合には、図5(b)に示すように浮体15の浮力によってゲート壁4を上部ストッパー5に当接する位置まで上昇されるようにし、この時下水路閉鎖部11bによって水路開口部2を閉鎖するようにする。
If the water level rises abnormally during a tsunami or storm surge, the
引き波時に異常に水位が低下した場合には、図5(c)に示すように水位低下と共にゲート壁4が下部ストッパー6に当接する位置まで降下されるようにし、この時上水路閉鎖部11aによって水路開口部2を閉鎖するようにしてもよい。
When the water level drops abnormally at the time of pulling, as shown in FIG. 5 (c), the
この例では、上述したように、河川又は海域側水位の異常上昇時及び異常低下時の何れにおいても、水路開口部2を閉鎖することができ、水位異常上昇時の水路内圧の上昇が防止できるとともに、水位異常低下時における水路内の水の排出が防止でき、原子力発電所その他の施設の冷却水の取水口や放水口に使用することにより、水位異常低下時の設備内における冷却水の異常な減少を防止することができる。
In this example, as described above, the
上述した各例においては、何れも横向きに長い浮体15をゲート壁4の上端又は下端に固定した場合を示しているが、上端又は下端に限定されるものではなく、ゲート壁4の上端又は下端と水路開放部10との間の任意の位置に横向きの浮体15を固定し、水位の異常な上昇時又は低下時に、浮体15の浮力によってゲート壁4が上向き又は下向きに移動し、水路開口部2が閉鎖されるようにしてもよい。この場合浮体15は、1個に限るものではなく複数個上下に並べて設置してもよい。
In each example described above, the case where the horizontally long floating
更に、上記各実施例は、何れも浮体15を横向きに設置した場合を示しているが、図6に示すように、ゲート壁4に対し縦向き、即ち上下方向に長い浮体4をゲート壁4の移動方向に向けて固定してもよく、この場合、図6(a)に示すように、ゲート壁4の下側、図6(b)に示すようにゲート壁4の上側、図6(c)に示すようにゲート壁4の中央部分等、ゲート壁4の移動に必要な各位置に設置することができる。これらの場合、図示のように、ゲート壁4の両側部に浮体15を固定することが好ましい。
Further, each of the above embodiments shows the case where the floating
このように浮体15を縦向きに設置することにより、浮体15にゲート壁4を移動させる大きさの浮力が生じるまでの水位変動幅を大きくすることができ、通常時の波や潮の干満による水位変動幅では作動しないものとすることが容易となる。
By installing the floating
W 水位
1 水路
2 水路開口部
3 ガイドレール
4 ゲート壁
5 上部ストッパー
6 下部ストッパー
10 水路開放部
11 水路閉鎖部
11a 上水路閉鎖部
11b 下水路閉鎖部
15 浮体
Claims (2)
前記河川又は海域側の平常時水位より下側にある水路開口部の河川又は海域側に、該水路開口部に沿って上下動自在なゲート壁を備え、
該ゲート壁は、前記水路開口部を前記河川又は海域側に解放するための水路開放部と、該水路開放部の下側及び上側にそれぞれ前記水路開口部を閉鎖するための水路閉鎖部とを備えるとともに、前記河川又は海域側の水位の変動に対応して上下動する浮体を備え、
前記河川又は海域側水位の上下動に対応した浮体の上下動作によって前記ゲート壁を上下動させ、前記河川又は海域側の水位の異常上昇によって下側の水路閉鎖部が水路開口部を閉鎖するとともに前記水位の異常降下によって上側の水路閉鎖部が水路開口部を閉鎖するようにし、前記水路開口部を自動開閉させることを特徴とする水路開口部開閉装置。 In a water channel opening and closing device that is provided at a water channel opening for water intake and drainage leading to a river or sea area, and opens and closes the water channel opening using buoyancy according to the water level of the river or sea area,
On the river or sea area side of the water channel opening below the normal water level on the river or sea area side, provided with a gate wall that can move up and down along the water channel opening,
The gate wall includes a water channel opening part for releasing the water channel opening part to the river or sea area side, and a water channel closing part for closing the water channel opening part below and above the water channel opening part, respectively. And a floating body that moves up and down in response to fluctuations in the water level on the river or sea side,
The gate wall is moved up and down by the vertical movement of the floating body corresponding to the vertical movement of the river or sea area side water level, and the lower water channel closing part closes the water channel opening due to the abnormal rise in the water level on the river or sea area side An apparatus for opening and closing a water channel opening, wherein the water channel opening closes the water channel opening by an abnormal drop in the water level and automatically opens and closes the water channel opening.
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