JPH02225709A - 自動的に水位を調整するための水門 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動水門による水位の調整に係わる。

この目的のためには、そうした水門は上流閘区と下流閘
区との間に設置され、術語「閘区」は本文自では運河の
閘区自体ばかりでなく、自由水面を持つ水域を含むあら
ゆるため池を示すために使用される。更に特に、本発明
は、その機能が閘区の１つの水位を可能な限り−・定に
保つこと、であるような水門に関わり、この閘区は以下
では「水位調整閘区」と呼ばれる。

従来の技術 そうした従来技術の水門の１つは、水位調整閘区が下流
閘区である場合には、本発明の水門と共通の様々な不可
欠な品目から成る。本発明がその中［１かれた波術的状
況を明確にするために、これらの不可欠な共通品目が最
初に説明される。これらの品目は、 上流端口及び下流閘区が縦方向の水平方向にそれに沿っ
て互いに続く水路と、 前記水路の下流端部を横切って直かれた水平揺動軸と、 開いた位とと閉じた位置とに亘る角位置の間を前記軸回
りに動き、且つ前記位置の各々が前記開じた位置に関す
る開き角度によって決められる揺動アセンブリとから水
門が成り、前記アセンブリが、 前記軸から上流側に及び下流側に、上流分枝及びド流分
技の各々を有するフレームと、それによって水門を通る
水の流量を制御し、前記水路が前記開じた位置で閉じら
れ及び前記開いた位置で開かれ、並びに、前記上流分枝
によつ（保持され及び前記水路を多かれ少なかれ閉じる
ために水路内に設置されたプレートであって、更に、上
流端口からそのプレートが受ける流体静力学的圧力が前
記揺動アセンブリに対して何ら妨害的な偶力を与えない
ことを確実にするために前記軸回りの円筒形の形状であ
るプレートと、前記開じた位置へ向けられ並びに第１に
前記下流水位の上昇につれ【増加し及び第２に前記開き
角度の増加につれて増加するフロート偶力を与えるため
に、前記下流閘区の水中にその高さの一部を可変的に沈
めるように、前記下流分枝によって支えられる７０−ト
であって、更に、実質的に前記軸に関して回覧体の形状
であり及び前記フロート偶力が前記角度に応じて実質的
に線形的に変化するような形で限定された角区域を占め
るフロートと、 前記ｍじた位置に向けられた重力偶力を前記揺動アセン
ブリに適用するために前記軸から縦方向の距離に少なく
とも部分的に置かれた平衡質徂から成る。

これらの質量の目的は、下流閘区の水位が基準水位にあ
る時に前記アセンブリ内の平衡を得ることである。この
質量は、前記平衡が少なくとも前記角位置のほぼ全てに
おいて生じる実質的に中立の平衡であるように、前記軸
の上方の鉛直方向の距離に少なくとも部分的に置かれる
。この平衡の実質的に中立な性質は、下流水位と基準水
位との間のどんな差異によっても、前記水位差を速やか
に且つほぼ完全に取り除くのに十分な大きさの角変位が
揺動アセンブリに与えられるという大きな利点を有する
。

そうした水門はフランス特許第２０７１２９９号及び同
第２０７６２４９号、並びに関連づる米国特許第３６８
３　Ｇ３０号及び同第３６４．３４４３号に開示される
。

更に特には、そうした従来の水門のフロートは、そのフ
レームの下流側の端部に固定される。その−・部は、そ
のタンクの底に形成された溝穴を経由して下流閘区と連
絡するタンクの中に浸かる。第１の水門平衡質量はフロ
ートの頂部に設置されたハツチを経てフロートの中へ挿
入される。第２の平衡質量は、水門がその閉じた位置に
ある時に揺動軸の上部に実質的に鉛直方向に位置する箇
所でフレーム上に固定されたビンの中に挿入される。

下流閘区の水位が揺動軸と同じ高さにある時に水門がそ
の開き角に係わらずに平衡状態にあることを確実にプる
ように、これらの質量が選択される。

これらの条件の下では、下流の水位が軸水位を越える時
に水門が閉じ、下流の水位が軸水位を下回る時に水門が
開くよう意図されている。従って、この水門は、揺ｖＪ
軸の位置から成る基準水位に下流水位を自動的に調整す
る。

そうした水門は、水門に対するどんなエネルギー供給も
必要とせずに、運河又はため池の水位を急速且つ正確に
調整するよう動く。しかし、実際には揺動の軸を上下さ
せることが不可能であるが故に、それは、変化すること
のない基準水位に関して設計される。事情によっては、
基準水位を変化させることが望ましい場合がある。

基準水位を変化させるための様々な配置が他の状況で提
案されてきた。これらは米国特許用４０２７４８６号及
び欧州特許出願第００８３８００号に開示されている。

特に、これらの配置は、上流水位を調整するために、プ
レートの上流側の面が保持するフロートの中に含まれた
水の体積を変化させるための手段を含む。そうした水門
のフロートが大型であり及び注入したり排出したりする
水の体積が非常に大きいことが必要となるが故に、下流
水位を−・定に保つ上記の水門にこれらの配置を講する
ことは紅汎的に好ましくない。フランス特許用２０７１
２９９号に開示されるように、フロートの内側容積はバ
ラスト用のピンとしで使用され、水の移動のためには不
十分な容積しか使用できないことになる。

更に、これらの配置は揺動アセンブリの平衡の実質的な
中立性が維持されることを可能としない。

本発明の目的は、平衡が実質的に中立である揺動アセン
ブリの利点を保持しながら、実施が容易であり並びに基
準水位が容易な局部動作によって手動で調節されること
も又は特に電話線もしくは無線リンクによる低出力信号
伝送によって遠隔的に調節されることも可能な、自動的
に水位を調節するための水門を提供する。

発明の要約 本発明は下流水位の調節に適用される時には上記のよう
な共通の不可欠な品目から成る水門を提供し、前記水間
では、前記平衡質Ｉの一部が移動可能であり及び調整質
量を構成することによって、基準水位の変更が必要とさ
れる時にさえ、揺動アセンブリの平衡の実質的に中立な
特性が維持され、更に、前記調整質量を受けるために、
２つの調整受けが互いに縦方向に離れで前記フレーム上
に備えられる。

好ましくは、前記２つの調整受けは前記揺動軸から可能
な限り離して設置される。水門が閉じた位置にある時に
、前記調整位置の−・方が前記揺動軸の１方の￥質的に
鉛直方向に置かれることも右利である。

本発明の実施は、非限定的な実施例の形で及び添付の図
面を参照して、以下に説明される。異なった図面が同一
の機能を東たす同じ名称の様々な品目を示１時には、そ
れらの品目は同一の照合数字によって図面において示さ
れる。言及された品目が同一の反衝的機能を未たす他の
品目によって置き換え可能であることが理解されるべき
である。

免肚Δ正員皇ｌ」 これらの閂の全ては下流水位を調整するよう意図され、
これらの全ては上述の本発明の配置を含む。

図面では、水路は２で示され、前記上流及び下流−区は
３及び４で示され、＃２揺動軸は５で示され、前記上流
及びト流分枝は６及び７で示され、前記プレートは１で
示され、前記フロートは８で示され、前記２つの位ご決
め用の受けは閉及び１３で示され、並びに図面の極端な
水位は、基準水位がその仝休に亘つ（変化し得る範囲を
限定する２つの限界を成す最低水位９及び最高水位１０
である。

これらの水門の少なくとも幾つかは、様々な巽４ｒっだ
水門についての以下の説明を容易にするために、まず最
初に一般的な術語で説明され及び番号付けられる様々な
追加の配置をも含む。

１）前記２つの位置決め用の受けは、前記軸５から縦方
向に離れて役回された補償受け閉及び水門が閉じた位置
にある時に前記軸の上方の実質的に垂直方向に置かれた
補正受け１３から成る。調整質量１２とは、その調整質
量が前記補正受けの中にある時に前記揺動アセンブリに
与える重力偶力が、下流水位が前記極端な水位の−・方
から他方へ移る時に＠記ｍじた位置において前記フロー
ト偶力が受ける変動を補償丈るような調整質量である。

、前記軸５から前記補正受【Ｊまでの距離は、前記２つ
の受けの間での謂整質ｄの移送が、下流水位が前記の極
端な水位の一方から他方へ移る時に前記間いた位ｄにお
いて前記ブロード偶力が受ける変動を補償する重力偶力
内で変化を与えるような距離である。

２）前配調節質泊は部分的に移動ｍ（克であり、更（二
特には、それはバラスト流体１２から成る口とが好まし
くは、前記２つの受けが補償用タンク閉及び補正用タン
ク１３であって、前記流体が水のような液体であること
が有利である。

３）水門は、前記２つのタンクの少なくとも−・方の中
の前記バラスト流体の高さを感知りるためのセンサを含
む。

４）水門は、前記バラスト流体を移送するための前記移
送手段のための遠隔制御手段を含む。

５）前記補償タンクは前記プレート１に接して下流側に
あるフレームの前記上流分枝６の上に設胃される。

６）前記補償タンクは前記フロートの内側によっ（構成
される。

７）前記補正タンク複数の区画に分けられ、その区画１
６の１つは前記バラスト流体の一部を含み、その他の区
画１７及び１８は永久バラス１−材料１９を受けるよう
意図されている。

８）前記移送手段は、バイブ２２を経由して前記補償タ
ンクに接続され及びバイブ２３を経由して前記補正タン
クに接続される少なくとも１つの手動ポンプ２１を含む
。

９）前記移送手段は、バイブ２５によって前記補償タン
クに接続され及びバイブ２６によって前記補正タンクに
接続された少なくとも１つの？ａｉｌポンプ２４を含む
。

１０）水門は、 設計上の水位変化の範囲内のあらゆる位置に部分的Ｇ、
：沈められるよう十分に長く下向きに延びる２つの！！
！直方白方向壁２７及び３２によって範囲を定められ、
更に、バラスト材料３０が前記フロート内に挿入される
ことを可能にする頂部）′クセスハッチ２９に取り付け
られる前記フロート８と、前記下流端口の壁に堅固に接
続され、並びにその頂部を除く全ての側面で前記フロー
トを取り囲む４つの壁３２．３３．３４及び３５並びに
底部３６を有するが、前記フロートが前記揺動軸回りに
動くことを可能にし、更に、その水位の高頻度変動を再
形成することを防止しながら、そのタンク内の水位が下
流間区内の水位と一致するような仕方で、オリフイス３
７を経由して前記下流端口と連絡するタンク３１とから
成る。

閉）前記水路は、前記上流端口の範囲を限定する壁４０
の基底における長方形のオリフィスから成る。

状況に応じて上記の二者択一的な配［１及びぬ６のどち
らかが好ましいとされるだろうが、経験的には、補償タ
ンクがプレートに接して下ＦＡｍに置かれる場合に、必
要とされるバラスト流体の質量が最少化されることが明
かである。

第１図〜第４図は配Ｍ配置及び配５を実施する水門の第
１の実施例Ｃあり、運河の軸を含む鉛直面におい（断面
図の形で示される。この水門は、揺動軸５回りに揺動す
る閉！ｂル−ムの上流側の分枝６の端部に保持されたプ
レート１と、前記フレームの下流側の分校の端部に保持
されたフロート８と、前記プレートに接して下流側に位
置する前記ル−ムの上流側の分校の上に冨かれた補償タ
ンク閉と、及び、水門が閉じられる時に揺動軸の上の１
０直方向にフレーム上に固定される補正タンク１３とか
ら成る。

第１図及び第３図では、水門は閉じた位置で示される。

第２図及び第４図では、水門は開いた位置で示される。

第１図及び第２図では、下流側の水位番よ最高！Ｌ準水
位と等しく、一方、第３図及び第４図では、下流側の水
位は最低基準水位と等しい。

第１図及び第２図では、バラスト流体の質量が補正タン
ク内に含まれ、それによって補正タンクは、前記質量及
び補正タンク位ｄが前記配置１によるものならば、閉じ
た位Ｍ（第１図）及び聞いた位置（第２図）で平衡を得
ることを可能にし、並びにド流閘区内の水位が最高基準
水位１０と等しい限り、いずれの中間的な位置でも平衡
をほぼ得ることを可能にする。

第３図及び第４図では、バラスト流体の質量が補償タン
ク内に含まれる形で示され、それによって補償タンクは
、下流間区内の水位が最低基準水位９と等しい限り、水
門のどんな位置でも平衡を保たせることを可能にする。

第５図は配ｆ！ＮＱＩ、２，３，５．γ、８及び１０を
実施する水門の第２の実施例の図を表し、第６図の平面
■−■に関する垂直方向の閉断面の形で示される。

第６図は、前記水門の部分平面図である。

第７図は、第８図の縦方向垂直平面ＶＷ−Ｖｌについて
の断面の形で示された、配ｆａｋ　１，２，３，４，５
．７９及び１０を実１ｊｉする水門の第３の実施例の図
を表す。

第８図は、前記第３の水門の部分平面図である。

第５図〜第８図の水門に共通の特徴が以下で説明される
。

これらの水門の両方は運河の−Ｆに設置され、それらの
各々は、コンクリート水路２内を動く金属プレート１に
よって下流端口４から上流側端口３を分離させる。

そのプレートは、横断方向の水平軸５回りに揺ＩＪする
フレームの上流側の分校６の端部に保持される。１−流
側の分校は又、前記プレートに接して下流側に、円筒形
の補償タンク閉を保持する。

下流側の分枝７はその端部にトールス扇形の形のフロー
ト８を有する。このフロートは、オリフィス３７を針山
して下流端口と連絡ツるタンク３１の内側を動く。この
７０−トは、固体ブラストをその中に入れることを可能
にするアクセスハツチ２９を有する。

更に、そのフレームは、水門が閉じた位置にある時に、
揺動軸の上の垂直方向に位置する箇所に補正タンク１３
を保持する。このタンクは３つの区画に分割される。第
１区画１Ｇはバラスト流体を受け入れるよう意図され、
並びに他の２つの区画１７及び１８は固体バラスト１９
を受け入れるよう意図される。

これらの２つの水門は次のように調整される。

下流側端口の水位がその最高蓼Ｖ水位に調整され、及び
、バラス［−流体の質量の全てが補正タンクの流体区間
１６内に挿入される。

その後、例えばフランス特許第２０７１２９９号に開示
されるような従来からの方法によって、即ち、先ず最初
にバラストをフロート内に挿入することによってイの閉
じた位置で水門の平衡を保つことによって、それに続い
て、水門が開いた位置にある時に揺ＩＪＪ軸の上の垂直
方向に位置するビンの中にバラストを挿入することによ
って水門をその開いた位置で平衡を保たせることによっ
て、その水門が平衡を保たせられる。この場合には、ビ
ンｔ、１補正タンクの２つの区画１７及び１８によって
構成される。

バラスト流体の全体の質屋及び補正タンクの中心から揺
動軸までの距離が、配ｆｆＮＱ１に従って設計される場
合には、バラスト流体の全体の質吊が補正タンクから補
償タンクに移送され終わっていれば、下流閘区の水位が
その最低基準水位にある時に、水門はその問いた位置及
びその閑じた位ｄにおいて平衡を保たけられる。

並びに、基準水位が調節可能な範囲内にある下流閘区内
の水位の各々が、水門の平衡をもたらす２つのタンクの
間のバラスト流体の配分に関連付けられ、水門はその開
いた位置において、その閉じた位置において、及びその
あらゆる中間的な位置において平衡を保たせられる。

こうして、２つのタンクの間のバラス１〜流体の各々の
配分は、下流閘区に関して様々な基準水位に対応し、及
び本文書の初めに想起された公知の原理に従って前記基
準水位を維持するために、水門は完全に自給自足的に及
び自動的に作ａする。

本発明の利点は、バラスト流体を一方のタンクから他方
のタンクに移送することによって、調整のためにζ（準
水佼を容易に調整することを可能にプることであり、調
整自体は常に、フロート及びカウンタウェイトを閉する
水門の公知の原Ｌ！Ｉ！によって及び揺動アヒンブリの
平衡の実質的な中立な性質から結果として生じる効果を
用いて行われる。

第５図及び第６図に示される水間では、手動ポンプ２１
がバイブ２２を経由して前記補償タンクに接続され及び
バイブ２３を経由して前記補正タンクに接続される。４
方向コツク３８は移送の方向を逆にすることを可能にす
る。高さセンサ１４は、タンクの旧都と底部との間を相
互連絡する透明バイブから成る。

第７図及び第８図に示される水間では、可逆回転形電動
ポンプ２４がバイブ２５によって補償タンクに閉続され
、及びバイブ２６によつ【補正タンクに接続される。電
気ｔｉ閉御バルブ３９が、移送が終了されるや否や、両
タンクの間の接続を断つために働く。

高さセンサ１４は、補償タンク内のバラスト流体の高さ
に比例した電気信号を提供する。補償タンク内で流体が
望ましい高さとなるように、電動ポンプ及び電気制御バ
ルブを制御づるプログラム可能なｉｌｉ！Ｉ　ｆｉｌ装
置１５ａの制御を受けて、バラスｌ−流体が移送される
。そのυ制御装置は、アンテブ１５ｂ及びモデム１５ｃ
を経由して無線によってその装置が受信する基準変更指
示に応じて作動する。

最後に、第９図は、第１０図の縦方向垂直平面ＩＸ−■
についての断面の形で示された、配置Ｎｃｌ、２３、５
．７．８及び閉を実施する、水門の第４の実施例の図を
表す。

第１０図は第４図の水門の部分平面図である。

上述された配置と類似の配置が、上流側の水位を調整す
るために水門内で有利に使用されてもよい。又、基準水
位が、作動アセンブリに関して範囲が定められた２つの
位置の間で固体質量を移送することによって調整されて
もよく、その時に、上述の受けが２つのそうした位置を
成す。従ってより−・船釣に言えば、本発明は自動水位
調整水門に関わり、これは、 前記水門が横断方向の揺勅軸同りに揺動ｑることを可能
にする丁゛段と、 調整水位端口と別の端口との間の水路を多かれ少なかれ
閉じるために前記揺動軸から上流側に配置され、ｎつ前
記軸に関して円筒形の形状をしたプレートと、 調整水位変動に応じて前記プレートを上下させるために
、前記調整水位端口の中に多かれ少なかれ沈むフロート
と、 前記調整水位端口の水位が基準値にある時に、前記水門
に大質的に中立の平衡をもたらすための調節す能な平衡
手段とから成り、 更に前記水門は、前記平衡の実質的に中立な性質を保持
しながら前記基準水位を変化させるために、互いから縦
方向に離れ′Ｃ打かれた少なくとも２つの調整位置のい
ずれかの中に、命令に応じて、調整買置を保持するため
の調節支持システムを含む。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、本発明の第１の水門の実施例を示す
、縦方向の垂直面に関する断面図、第５図、第７図及び
第９図は、本発明の第１の、第２の、第３の及び第４の
水門の実施例の縦方向の垂直断面図、第６図、第８図及
び第１０図は、前記第２の、第３の及び第４の水門の実
施例の各々の部分的平面図である。 １・・・・・・プレート、　　２・・・・・・水路、　
　３・・・・・・上流端口、　　４・・・・・・下流端
口、　　５・・・・・・揺動軸、６・・・・・・上流分
枝、　　７・・・・・・下流分枝、閉・・・・・・補償
タンク、　１２・・・・・・調整質邑、１３・・・・・
・補正タンク。 ＦＩＧ、１ ±４東へアシスト−・７Ｉン４ド゛

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動的に水位を調整するための水門であつて、前
   記水門が、 横断方向の揺動軸の回りに前記水門が揺動することを可
   能にする手段と、 調整水位閘区と別の閘区との間の水路を多かれ少なかれ
   閉じるために前記揺動軸から上流側に配置され、且つ前
   記軸に関して円筒形の形状をしたプレートと、 前記調整水位閘区の水位変動に応じて前記プレートを上
   下させるために、前記調整水位閘区の中に多かれ少なか
   れ沈むフロートと、 前記調整水位閘区の水位が基準値にある時に、前記水門
   に実質的に中立の平衡をもたらすための調節可能な平衡
   手段とから成り、 更に、前記平衡の実質的に中立な性質を保持しながら前
   記基準水位を変化させるために、互いから縦方向に離れ
   て置かれた少なくとも２つの調整位置のいずれかの中に
   、命令に応じて、調整質量を保持するための調節支持シ
   ステムを含む水門。
2. （２）更に、前記２つの位置の間で前記調整質量を移送
   させるための移送手段を含む請求項１に記載の水門。
3. （３）前記移送手段を制御するための遠隔制御手段を含
   む請求項２に記載の水門。
4. （４）前記調整質量が部分で移動可能である請求項１に
   記載の水門。
5. （５）前記調整質量がバラスト流体であり、前記調整支
   持システムが前記流体を受け入れるための補償タンク及
   び補正タンクから成る請求項１に記載の水門。
6. （６）上流水位及び下流水位の各々を有し且つ縦方向の
   水平方向に互いに続く上流閘区及び下流閘区の間の水路
   と、 前記水路の横断方向に水平に及び下流側に置かれた前記
   揺動軸と、 開いた位置と閉じた位置とに亘る角位置の間を前記軸回
   りに動き、且つ前記位置の各々が前記閉じた位置に関す
   る開き角度によつて決められる揺動アセンブリとから水
   門が成り、前記アセンブリが、 前記軸の上流側に及び下流側に配置された上流分枝及び
   下流分枝を有するフレームと、 それによつて水門を通る水の流量を制御し、前記水路が
   前記閉じた位置で閉じられ及び前記開いた位置で開かれ
   、並びに、前記水路を多かれ少なかれ閉じるために前記
   水路内に前記上流分枝によって保持されるプレートであ
   つて、更に、上流閘区からそのプレートが受ける流体静
   力学的圧力が前記揺動アセンブリに対して何ら妨害的な
   偶力を与えないように、前記軸に関して円筒形の形状で
   ある前記プレートと、 前記閉じた位置へ向けられ且つ第１に前記下流水位の上
   昇につれて増加しまた第２に前記開き角度の増加につれ
   て増加するフロート偶力を前記揺動アセンブリに与える
   ために、前記下流閘区の水中にその高さの一部を可変的
   に沈めるように、前記下流分枝によつて保持される前記
   フロートであって、更に、実質的に前記軸に関して回転
   体の形状であり且つ前記フロート偶力が前記角度に応じ
   て実質的に線形的に変化するように限定された角区域を
   占める前記フロートと、 前記軸から縦方向の距離に少なくとも部分的に置かれた
   平衡質量と、 前記平衡質量の移送可能な部分から構成される前記調整
   質量と、 前記調整支持システムを構成し且つ前記調整質量を受け
   るために互いから縦方向に離れて前記フレームによって
   保持された２つの調整受けであって、前記２つの受けが
   、前記軸から縦方向に離れて設置された補償受け及び水
   門が閉じた位置にある時に前記軸の上方の実質的に垂直
   方向に置かれた補正受けから成り、前記調整質量が、そ
   の調整質量が前記補正受けの中にある時に前記揺動アセ
   ンブリに与えるその重力偶力が、下流水位が２つの極端
   な水位の一方から他方へ移る時に前記閉じた位置におい
   て前記フロート偶力が受ける変動を補償するような調整
   質量であり、前記軸からの前記補正受けまでの距離が、
   前記２つの受けの間での調整質量の移送が下流水位が前
   記の極端な水位の一方から他方へ移る時に前記開いた位
   置において前記フロート偶力が受ける変動を補償する重
   力偶力内で変化を与えるような距離である調整受けとか
   ら成る 請求項１に記載の水門。
7. （７）前記補償受けが前記プレートに接して下流側にあ
   るフレームの前記上流分枝の上に設置される請求項６に
   記載の水門。
8. （８）前記補正受けが複数の区画に分けられた補正タン
   クであり、前記区画の１つが前記調整質量を構成するバ
   ラスト流体を受け取るために備えられ、且つその他の区
   画が永久平衡質量を受け取るよう意図される請求項６に
   記載の水門。
9. （９）実質的に添付の図面を参照して本明細書にて説明
   される通りの及び添付の図面に図解された通りの水門。