JPH0355308A - 自動水位調節開閉ゲート装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、取水のために河川等を堰上げ、または用水路
から余剰の水を放水するための自動水位調節開閉ゲート
装置に関する。

（従来技術） 流量の如何に拘らずゲートを自動的に開閉して、上流の
水位を一定の高さに堰上げるちの，として、第５図に示
すテンダーゲート装置がある． この装置は水路Ｃに沿って水槽Ｔが設けられており，水
槽Ｔは堰体４で上流静水池５とフロート室３に分割され
ていて、そして水路Ｃにはゲート１が軸１４を中心とし
て水路Ｃを開閉するために回動自在に取付けられ、フロ
ート室３１４浮べられたフロート２と連動するように設
けられている。２０はカウンターウエイ１・である．上
流静水池５はゲート上流水路と流水口６で連通し、フロ
ート室３は流出口７でゲート下流水路と連通している。

このように構成された装置は、上流水位が上昇すると、
水は堰体４を越流してフロート室３内への流入量が増加
して、その水位が上昇し、フロート２と共にゲート１が
上昇して開き、上流水位が低下する。上流水位が低下す
ると、逆の動作となり、ゲートｌが閉じるので、従って
ゲートｌの上流水位が自動的にほぼ一定に保持されるこ
とになる。

（発明が解決しようとする課題） 従来のゲート装置は上流静水池の水位が堰高を越えると
、直ちに、堰の越流が生じ、これによってフロート室の
フロートが上昇することになるが、フロートの作動力が
弱いのでテンダーゲートでなければならず、したがって
、ゲートの軸が邪魔になって洪水位の高い河川において
使用することができず、また、洪水になれば水位の上昇
に伴ってゲートが開くちのの、ゲー１・が水面附近にあ
るために流木等の疎通に不安があって、その意味におい
ても河川および余水吐に使用することは適当でなかった
。

また、従来において、フロートの作動力が弱くテングー
ゲートしか動かせなかった原因として、フロート平面積
がちっとち小さくなるようにゲートとフロートの作動比
を決定しても、ゲートの開閉に伴うフロートの上昇、下
降量がゲートの上下流水位差の９０バーセントにも達し
、フロートに開方向または閉方向に働く力はそれぞれ５
バーセント程度で非常に小さく、またその場合のゲート
に対するフロートの作動比は数分の一に過ぎないために
テンダーゲートしか動かせなかったのである。そこで、
本発明１よ、フロー１・の一部に導水室を設け、フロー
トが昇降するときに導水室内の水をフローＩ・室内に移
行させるようにすると共にフロートの昇降に連繋してゲ
ートに先行して迅速に昇降するようにした自動水位調節
開閉ゲート装置を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、水路を開閉するゲ
ート１を設け、前記水路Ｃの近傍に水槽Ｔを設け、前記
水槽Ｔを上流静水池５、フロート室３、下流静水池１ｌ
とに分割し、前記ゲート上流と前記上流静水池を違通し
、ゲート下流と前記下流静水池を連通し、前記フロート
室３にはゲートの昇降動作に連動するフロート２を浮べ
、前記フロート２は前記上流静水池５の中に設置した通
水槽８ｂに連通した導水室２ｂを備え、前記通水橿８ｂ
は前記上流静水池５の中に設置した導水槽９ｂと連通し
ており、通水槽８ｂの上端は前記導水槽９ｂの上端より
僅かに低い位置をとり、前記導水槽９ｂは前記フロート
室３の底部近くで連通しており、前記フロート室３は前
記下流静水池１１と流出管１０で連結されており、流出
管１０の開口部には前記下流静水池１１の中に位置する
フロートｌ２ｄの浮力で閉止され弁体１２ａを配置した
ことを特徴とする自動水位調節開閉ゲート装置としたも
のである。

（作　用） 本発明は上記構成からなるちのであるから、フロートの
導水室に上流の河川水が導入されているので、フロート
に働く力はフロートの上昇下降によって変らず、したが
ってフロートに河川の上下流水位差の半分の高さに相当
する大きな力が、それぞれ開方向または閉方向に働き、
またゲートに対するフロー１・の作動比を約半分にでき
るので、抵抗の大きなローラーゲートを採用可能とする
ことができる。

また、下流水位が所定の高さに達すれば、フロート室か
らの水の排出が停止され、ゲートは開運動を始めるが、
フロートの上昇に伴ってフロート内の水がフロー１・室
に移動するので、ゲートの開運動に伴って上流河川水位
が低下し、河川からのフロート室への水の流入がなくな
ってもゲートの開運動は継続されるので洪水の疎通に不
安を生じないちのである。

（実施例） 以下、本発明の実施例について第１図および第２図に基
づいて説明する。

水路Ｃにはゲート１が、水路Ｃを遮る位置関係で上下摺
動自在に取付けられている．水路Ｃの上方には水路を横
切る方向に軸ｌ４が設置されており、ゲート１はこの軸
１４に固設した従動スブロケット１６．　１６に巻回し
たチェン１８の一端に取付けられており、その他端には
ゲート用カウンターウェイト２０が取付けられている．
水路Ｃの近傍に一つの水槽Ｔが構築されており、その水
槽Ｔ内は、上流静水池５、フロート室３、下流静水池ｌ
１に分割されている． そして、後述の構造で、ゲート１の上流の水路から流入
口６を通って、上流静水池５、フロート室３、下流静水
池１１を通り流出口７かもゲート１の下流の水路に至る
水流経路が構成されている． フロート室３には、ゲート１の昇降動作と連動するフロ
ート２が浮かべられている．このフロート２は下方の密
閉室２ａと上方の導水室２ｂとからなり、導水室２ｂは
通気口２ｂを有し、大気に連通している。更に、導水室
２　ｂ　ｌ：ｌ密閉室２ａの中を通って下方に延びた通
水管８ａを介して、仕切室を貫通し、上流静水池５の中
に取付けた通水槽８ｂに連通している．通水管８ａはフ
ロート室３の中にあってはジグザグに折曲されかつ屈曲
自在となっている．通水管８ａは通水槽８ｂの底部に開
口し、通水槽８ｂは上流静水池５の水面のやや下方に開
口している． 上流静水池５の中には、通水槽８ｂのほかに導水槽９ｂ
が取付けられていて、導水槽９ｂは通水槽８ｂより僅か
に高い位置に開口している．導水槽９ｂの底部には導水
管９ａの上端が接続され、その下端はフロート室３の下
方に開口するように仕切壁に取付けられている． また、通水槽８ｂと導水槽９ｂとはそれらの底部附近で
連通管ｌ３で相互に連通ずるように設けられている。

フロート室３と下流静水池ｌ１との仕切壁には、Ｔ字状
の流出管１０が下流静水池１１内において直線部を上下
方向に向けた状態で取付け・られている．Ｔ字状の流出
管１０の直線部の下縁は弁座になっており、制水用の弁
体１２ａがこれに当接する位置に配設されている．弁体
１２ａには連結杆１２ｂが一体に取付けられており、こ
れは流出管１０の直線部の中を通って上方に延びている
。運結杆１２ｂにはパッキング１２ｃとフロート１２ｄ
が夫々取付けられており、そしてパッキング１２ｃは流
出管１０の上方開口部を閉塞する位置にあり、またフロ
ートｌ２ｄは連結杆１２ｂの中間に位置する．連結杆１
２ｂの上端部には、第３図において拡大して示すように
、ビン１２ｅが突設されており、このピン１２ｅには、
下流静水池ｌ１の壁面に上下方向に揺動自在に軸支され
たカム板１２ｆのカム溝が係合している．壁面とカム板
１２ｆの側部中間部には引きばね１２ｈが張設されてい
るので、ばね１２ｈの作用で、カム板２ｆは上方または
下方のいずれかの位置をとる。図中１２ｇは枢着軸であ
る。

フロート２は前出の軸１４に固設された主動スブロケッ
トｌ５に巻回したチェーンｌ７の一端に取付けられその
他端にはフロート用カウンターウェイトｌ９が取付けら
れている。

次に、装置の詳細について述べる。

ゲート１の重量は、ゲートが自重によって閉じ得るよう
十分に大きくされている． また、フロート２の導水室２ｂの高さと主動スブロケッ
ト１５に対する従動スプロケットｌ６の径は、ゲート１
が一気に十分に高く開くように十分に大きなものとし、
密閉室２ａの容積は、この部分が全部水没しておれば、
ゲート１が開き始め、その大部分が露出すれば、ゲート
ｌが最後まで閉じて、全閉状態となるよう十分に大きく
されている。また、フロート２の重さもこれに働く最大
の浮力よりも大きくされ、フロート２とフロート室３と
の間の隙間は極力小さくされている， 導水管８ａの大きさはゲートｌの所要の開速度に応じて
適当に定められ、これを基準にして連通管ｌ３、流出管
工０および導水管９ａが順次大きくされ、導水管９ａに
対する導水槽９ｂの大きさち十分に大きくされている． なお、フロート用カウンターウェイトｌ９とゲート用カ
ウンターウェイト２０の重さは、フロート室３内の水位
がフロート２の導水室２ｂの水位より密閉室２ａの高さ
の半分だけ低い状態において全体が均衡されるようにす
る。

本発明の実施例の作用について述べる．非洪水時におい
て、利水用弁体１２ａのフロート１２ｄは空中に露出さ
れ、弁体１２ａは自重で下降しているので、流出管１０
の開口部は開かれている。この状態においては、カム板
１２ｆが時計方向に回動されて、連結杆１２ｂをばね１
２ｈで押し下げているので、弁体１２ａは安定した状態
にあり、フロート室３から下流静水池１１へ常時水が流
出しつづける。一方、上流河川水位が導水槽９ｂの上端
より低く、通水Ｊｌ８ｂの上端より高ければ、連通管ｌ
３を通じて、導水管９ａに上流河ｊ水が流入するが、既
述のように流出管１０の大きさは連通管ｌ３よりも十分
に大きくされているので、流入量よりも流出量が多くて
、フロート室３内の水位は低下を続ける。フロート２の
下降によってゲート１が閉じられてゆくと、上流河川の
水位は徐々に上昇する。したがって、上流河川水位が導
水槽９ｂの上端より低い状態が続くことはないが、上流
河川水位が上昇し、導水槽９ｂからの流入量が或る程度
に達すると、フロート室３の流出量と流入量が均衡し、
ゲート１は静止する． 反対に、上流河川水位が上記の状態よりチ僅かに上昇す
ると、フロート室３への流入量が増加し、これによって
フロー１一室３内の水位が上昇し、これに従ってフロー
ト２が上昇し、ゲート１が開かれるが、フロート２の上
昇に伴って、フロートの導水室２ｂ内の水が排出される
ので、フロートに上向きにかかる力は、フロー１・室３
内の水位が変らない限り、フロートの上昇によって変る
ことはないので、ゲート１が十分に開き、上流河川水位
が低下し、フロート室３内の水位が元に戻るまでゲー１
・の開運動は続けられている。

このように、フロート２の動きはフロート室３の水位以
外の制約を受けないので、ゲート１が一気に大きく動く
おそれがあるが、フロート２とフロート室３の間の隙間
が極力小さくされているので、フロート２が極めて僅か
に上昇しただけで、フロート室３内の水位が大きく低下
し、フロート２に働く浮力が消失し、ゲートｌは停止さ
れ、極めて小刻みに動くので、ゲート１が開き過ぎて再
び閉じるようなことはなく、しかも、隙間が小さいため
に僅かに流入量が増加すれば即刻フロート室３の水位が
上昇するのでゲートｌの動き始めも早い． このようにして、流量に応じてゲート１が自動的に開閉
されるが、上記の構成と作用からして、下流河川水位が
低くフロート室３からの流出量が多い程、流入量が多《
、ひいては上流河川水位は高くなるが、導水槽９ｂの大
きさが十分に大きくされているので、その上端の越流深
は最大の場合においてち極めて小さく、従ってその差に
よって生ずる上流水位の差は問題にならない． 洪水となり、ゲートが閉じて堰上げが開始されたときの
下流河川水位よりち十分に水位が高くなると、弁装置の
フロート１２ｄが水没し、その浮力によってばね１２ｈ
の力に抗してカム板１２ｆが反時計回りに回動されて弁
体１２ａが流出管１０の開口部に圧着され、フロート室
３から下流静水池１１への流出は止まり、フロート室３
の水位が上昇するが、フロート２の密閉室２ｂの容積は
十分に大きくしてあるので、フロート室３内の水位が上
流河川水位ひいてはフロート２内の水位と等しくなる前
にフロート２が上昇し、ゲートｌが開き始める．ゲート
１が僅かに開いた段階において、上流河川水位が低くな
って導水槽９ｂからフロート室への流入は途絶するが、
フロートの導水室２ｂ内の水が連通管１３を通じてフロ
ート室３内へ移行し続けるので、フロート２は上昇を続
け、フロートの密閉室２ａのほぼ半分が空中に露出し、
第４図に示すように、ゲ−ト１が高く持ち上げられて静
止され、上流河川の水位は低下して下流水位と等しくな
る。

更に、増水して水位が上昇すると、導水槽９ｂの上端と
等しくなる状態において、水面はちっとち上昇すること
になるが、すでにゲート１は十分に高く持ち上げられて
いるので、洪水の疎通はちとより流木等の流下にも全く
支障はなく、さらに水位が上昇しても、従動スブロケッ
ト１６の径が主動スブロケット１５に比して十分に大き
くされているから、河川水位の上昇速度よりゲート１の
上昇速度が速いので、洪水の疎通に支障をきたすことは
ない．また、河川の洪水の初期における流量は、必ずし
も一様に増加せず、小刻みな増減を繰返すちのであるが
、ゲート１が開くときの水位と、閉じるときの水位差は
ばね１２ｈの強さを変えることによって任意になしつる
ので、ゲート１が開閉を繰返すこともない。

ゲート１とフロート２の連動装置の作用については、自
明のことであるので省略するが、上記において説明した
構或以外の構成ちとりつるものであって、例えばスブロ
ケットとチェーンの代りにビンホイールとビンラックを
用いることができる。

（効　果） 本発明は、前記構成からなるものであるから、簡単な構
造で、無人無動力で、常時は上流河川水位を一定の高さ
に保持し、洪水となれば予め空中高くゲートを開いて洪
水の疎通を容易とし、洪水が去れば再び自動的に堰上げ
を開始することができる。また、フロートは従来装置の
フロートに比較して数十分の一の大きさで、ゲートの昇
降動作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のゲート装置の平面図、第２図は第１図
の水槽部分の縦断面図、第３図は第２図の弁装置の上部
部分の拡大図、第４図は本発明の作動説明図、第５図は
従来のテンダーゲートの水槽部分の縦断面図である。 Ｃ〜水路、　Ｔ〜水槽、　　１〜ゲート、２〜フロート
、２ａ〜密閉室、２ｂ〜導水室、３〜フロート室、　　
５〜上流静水池、６〜流水口、７〜流出口、８ｂ〜通水
槽、９ａ〜導水管、９ｂ〜導水槽、１０〜流出管、１１
〜下流静水池、　１２ａ　　〜弁体、１２ｄ〜フロート
。 （ばか２名） 第１ 因 旦 ９ １３ ６ ２ １日 鳴３　ダ 第４ 賦 〆１６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水路を開閉するゲート１を設け、前記水路Ｃの近
   傍に水槽Ｔを設け、前記水槽Ｔを上流静水池５、フロー
   ト室３、下流静水池１１とに分割し、前記ゲート上流と
   前記上流静水池を連通し、ゲート下流と前記下流静水池
   を連通し、前記フロート室３にはゲートの昇降動作に連
   動するフロート２を浮べ、前記フロート２は前記上流静
   水池５の中に設置した通水槽８ｂに連通した導水室２ｂ
   を備え、前記通水槽８ｂは前記上流静水池５の中に設置
   した導水槽９ｂと連通しており、通水槽８ｂの上端は前
   記導水槽９ｂの上端より僅かに低い位置をとり、前記導
   水槽９ｂは前記フロート室３の底部近くで連通しており
   、前記フロート室３は前記下流静水池１１と流出管１０
   で連結されており、流出管１０の開口部には前記下流静
   水池１１の中に位置するフロート１２ｄの浮力で閉止さ
   れ弁体１２ａを配置したことを特徴とする自動水位調節
   開閉ゲート装置。