JPH0355624Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、水位の変化に応じてラジアルゲート
を開閉して水位を調整する水位調整ゲートに係
り、特に所定の設定水位を越える場合、ラジアル
ゲートを強制的に水面上方に押し上げる水位調整
ゲートに関するものである。

〔従来の技術〕

水位調整ゲートは、水位の変化に応じてゲート
を開閉させることにより、流入量に対応させて放
出量を調整したり或いは水位を一定に保持する目
的で、河川や水路等に設置されている。

ところで従来、第５図に示すように、ラジアル
ゲート５１にフロート５２を取り付け、このフロ
ート５２の自重と浮力を動力として利用し、水位
の変化に応じて自動的にラジアルゲート５１を開
閉させることができる水位調整ゲートが知られて
いる。

この従来の水位調整ゲートは、水位の上昇に伴
い、ラジアルゲート５１に取り付けたフロート５
２に浮力が作用し、ラジアルゲート５１を上方に
押し上げてゲートを開き、放流を促して水位を下
げ、又水位が所定の位置まで下がると、フロート
の自重でラジアルゲート５１を下方に下げてゲー
トを閉じ、放流を中止して水位の下がるのを阻止
する等の機能を有し、しかもラジアルゲート５１
の開閉を自動的且つ無動力で行うことができる特
徴を備えている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、従来の水位調整ゲートは、ラジアル
ゲート５１に取り付けたフロート５２に作用する
浮力を利用して、ラジアルゲート５１を上方に押
し上げてゲートを開く機構になつているので、常
にフロート５２及びラジアルゲート５１の一部が
水中に没している。このため、豪雨などで水量が
急激に増大して放流を促進する必要が生じた場合
に、水中に一部没しているフロート５２及びラジ
アルゲート５１が放流の妨げとなり、その結果、
急激な水量の増大に対応できず溢流を生じさせる
不都合があつた。また、水中に一部没しているフ
ロート５２及びラジアルゲート５１が障害となつ
て浮遊塵が流下できず、浮遊塵がゲート前面に堆
積してラジアルゲート５１の作動の障害となり、
その結果、水位調整を円滑に行うことができなく
なる不都合があつた。

本考案は、上記のような問題点に鑑み、その問
題点を一掃すべく創案されたものであつて、その
目的とするところは、水位が所定の設定水位を超
えた場合に、ラジアルゲートを強制的に水面上方
に押し上げて、ゲート及びフロートが放流の妨げ
及び浮遊塵の障害となることを防ぎ、溢流の発生
及び浮遊塵の堆積によるラジアルゲート作動不良
の発生を未然に防止することのできる水位調整ゲ
ートを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

以上の目的を達成するために本考案は、ラジア
ルゲート設置箇所より上流側の水路と連通するフ
ロート室を設け、該フロート室内にフロートを昇
降自在に配置し、上下回りに回動自在なモーメン
トアームの一端を回動軸に連結し、該回動軸から
の水平距離が所定距離以上でラジアルゲートを水
面上方に上げる回転モーメントを回動軸に作用さ
せる重りを、モーメントアーム上に摺動自在に取
り付け、回動軸を介してモーメントアームを上下
回りに回動させる伝動アームの一端をモーメント
アームが連結された上記回動軸に連結し、伝動ア
ームの他端側を昇降自在な上記フロートに係合
し、モーメントアームが連結された上記回動軸を
ラジアルゲートの回動軸に連動連結した構成より
なる。

ここで、モーメントアームが連結された回動軸
をラジアルゲートの回動軸と巻掛け媒介リンクを
介して連動連結してもよく、また、モーメントア
ームが連結された回動軸をラジアルゲートの回動
軸と一体化して連動連結してもよい。

〔作 用〕 以上のような構成を有する本考案は、次のよう
に作用する。

すなわち、水路の水位が所定の設定水位ｈまで
上昇すると、水路と連通するフロート室内のフロ
ートは浮力の作用により上昇する。フロートの上
昇に従動してラジアルゲートは回動軸を中心に回
動して所定の高さまで上昇する。一方、モーメン
トアームはフロートの上昇に連動して下方に回動
し、水平より僅かに下方に傾斜する。この下方へ
の傾斜により、モーメントアームに取りられてい
る重りは先端に移動する。重りがモーメントアー
ムの先端に移動すると、モーメントアームに作用
する回転モーメントは飛躍的に大きくなる。そし
て、その回転モーメントの大きさは、ラジアルゲ
ートの自重によつて生じる回転モーメントより大
となる。しかも、そのモーメントアームに作用す
る回転モーメントの回転方向は、ラジアルゲート
の自重によつて生じる回転モーメントの方向と逆
向きである。このため、モーメントアームに作用
している回転モーメントにより、ラジアルゲート
は上方側へ回動させられ、水面上方に押し上げら
れる。

〔実施例〕

以下、図面に記載の実施例に基づいて本考案を
より具体的に説明する。

−実施例 １− ここで、第１図〜第３図は本考案の第１実施例
を示し、第１図は水位調整ゲートの概略機構図、
第２図は第１図の平面図、第３図Ａ〜Ｂは作用説
明図である。

１１は水路１２に設置された水位調整ゲートと
してのラジアルゲートで、該ラジアルゲート１１
は水位の変化に応じて上下に回動して水路１２を
開閉し、放流或いは水の流れを堰き止めて水位を
調整する機能を有する。ラジアルゲート１１は断
面円弧状のスキンプレート１３、アーム１４及び
回動軸１５から主に構成されている。

スキンプレート１３は直接水路１２を開閉する
機能を有するものであり、水路１２を遮断するよ
うな状態つまり水路１２の水流方向に対して直角
に、しかも水路１２の底面及び側壁面との間で水
密性を図ることができるように設置され、又スキ
ンプレート１３の円弧状の凸面側が水路１２の上
流に向けて配置されている。スキンプレート１３
は一定の水圧に耐え得る強度を有する材質からな
る。

スキンプレート１３の凹面側には上下及び左右
に直線状のアーム１４が水路１２の下流側に向け
て延びている。即ち、上下に配置された各アーム
１４は、円弧状のスキンプレート１３の曲率中心
部位に設置された回動軸１５に向けて延び、その
終端は回動軸１５に接続して、スキンプレート１
３と回動軸１５を連結している。

回動軸１５は、上下に回動して水路１２を開閉
するラジアルゲート１１の回動中心となる部分で
あり、スキンプレート１３の下流側で水路１２の
上方に配置され、又水路１２の左右両側に各々配
置されている。各回動軸１５は水路１２の左右に
各々設置されている軸受け１６で回動自在に保持
されている。回動軸１５は円柱の形状を有し、所
定の強度に耐え得る材質からできている。また、
上流側に向かつて右側の回動軸１５にはチエーン
スプロケツト１７が一体的に取り付けられてい
る。

上記チエーンスプロケツト１７には無端状のチ
エーン１８が巻装されており、又このチエーン１
８の他方側には該チエーン１８を巻装した別体の
チエーンスプロケツト１９が配置されている。別
体のチエーンスプロケツト１９はモーメントアー
ム２０の回動軸２１に一体的に取り付けられてい
る。これらのチエーンスプロケツト１７，１９及
びチエーン１８により巻掛け媒介リンク機構が構
成され、又モーメント伝達機構として機能し、モ
ーメントアーム２０の回動軸２１に作用する回転
モーメントを上記ラジアルゲート１１の回動軸１
５に伝達する。なお、必要に応じてチエーンスプ
ロケツト１７及び１９の径を各々大小の異なるよ
うにしてもよい。例えば、チエーンスプロケツト
１７の径をチエーンスプロケツト１９より大きく
して使用してもよい。この場合には、モーメント
アーム２０の回動軸２１に生じる回転モーメント
を大きくしてラジアルゲート１１の回動軸１５に
伝えることができる。

モーメントアーム２０は該モーメントアーム２
０に生じる回転モーメントにより上記ラジアルゲ
ート１１を水面上方に押し上げる機能を果たすも
ので、該モーメントアーム２０は細長の棒状体か
らなり、その中央部位と先端にはストツパー２
２，２３が設けられ、この両ストツパー２２，２
３間に重り２４が摺動自在に環装されている。モ
ーメントアーム２０は平常時においては、重り２
４を中央部位側のストツパー２２で係止させた状
態で仰角の範囲で回動している。そして、水位が
所定の設定水位ｈを越えた場合に、下方に回動し
て水平より僅かに下方に傾斜して、モーメントア
ーム２０の中央部位側のストツパー２２に係止さ
れている重り２４を先端側へ摺動させて、モーメ
ントアーム２０に作用する回転モーメントを飛躍
的に大きくする。これにより、モーメントアーム
２０に作用する回転モーメントの大きさは、ラジ
アルゲート１１の自重によつて生じる回転モーメ
ントより大となる。

即ち、モーメントアーム２０の回動軸２１から
その先端側のストツパー２３までの長さと重り２
４の重量とは、第３図ＡからＢの状態に移動する
間中において、モーメントアーム２０の回動軸２
１の回動中心から先端側のストツパー２３で係止
された重り２４の重心までの水平距離を₁、ラ
ジアルゲート１１の回動軸１５の回動中心からラ
ジアルゲート１１の重心までの水平距離を₂、
重り２４の重量をw₁、ラジアルゲート１１の重
量をw₂としたとき、 （₁・w₁＞₂・w₂） を常に満足する関係になるように設計されてい
る。しかも、回転モーメントの回転方向は、ラジ
アルゲート１１の自重によつて生じる回転モーメ
ントの方向と逆向きとなつている。このため、こ
の回転モーメントによりラジアルゲート１１を上
方に押し上げることができるのである。

２５は上流側に向かつて水路１２の右側の壁面
内に形成されたフロート室で、該フロート室２５
は鉛直方向に中空部が形成され、その天井側は開
放され又その底面は水路１２の底面と略同じ高さ
になつている。フロート室２５はラジアルゲート
１１設置箇所より上流側の水路１２と出入口２６
を介して連通している。出入口２６は水路１２及
びフロート室２５の底面側に形成されている。こ
れにより、フロート室２５の水位と水路１２の水
位は常時同レベルに保たれる。このフロート室２
５には水位の変動に追従して昇降するフロート２
７が配置されている。

上記フロート２７は内部が中空となつていて、
浮きの機能を果たすもので、水位の変動に伴つて
作用する浮力により昇降し、この浮力により後述
する機構に基き上記ラジアルゲート１１を上方に
押し上げる働きをなすものである。このフロート
２７に作用する浮力により、ラジアルゲート１１
は自動的に開閉され、水路１２の流量及び水位の
調整が図られている。フロート２７の上面には昇
降棒２８が上方に向かつて鉛直に取り付けられて
いて、その先端側は常時フロート室２５より上方
に突出しており、常時突出している昇降棒２８の
側面には支持片２９が取り付けられている。この
支持片２９上には伝動アーム３０の先端側が係止
されている。

上記伝動アーム３０は、上記モーメントアーム
２０の回動軸２１にその基端が固設された細長の
棒状体からなり、フロート２７の昇降に連動して
昇降する支持片２９からの押圧力により、回動軸
２１に回転モーメントを生じさせ、この回転モー
メントをチエーンスプロケツト１９、チエーン１
８及びチエーンスプロケツト１７を介してラジア
ルゲート１１の回動軸１５に伝達させ、ラジアル
ゲート１１を上方に回動させる機能を果たす。こ
のため、伝動アーム３０の回動軸２１からその先
端側の支持片２９までの長さとフロート２７に作
用する浮力とは、ラジアルゲート１１の回動軸１
５の回動中心からラジアルゲート１１の重心まで
の水平距離を₂、伝動アーム３０の回動軸２１
の回動中心から先端側の支持片２９までの水平距
離を₃、ラジアルゲート１１の重量をw₂、フロ
ート２７に作用する浮力をw₃としたとき、 （₃・w₃＞₂・w₂） を常に満足する関係になるように設計されてい
る。また、同一の回動軸２１に固設されている伝
動アーム３０と上記モーメントアーム２０の取り
付け角度は、第３図Ａに示すように、所定の設定
水位ｈにおけるフロート２７の上昇位置で、モー
メントアーム２０の先端が水平より僅かに下方に
傾斜するように設計されている。

なお、上記の伝動アーム３０は昇降棒２８の支
持片２９に係止されている場合で説明したが、例
えば伝動アーム３０と昇降棒２８をピンで回動自
在に連結させる構成としてもよい。また、モーメ
ントアーム２０、フロート２７等を水路１２の両
側に設置してもよい。

次に上記実施例の構成に基づく作用について、
以下説明する。

豪雨などにより水路１２の水位が上昇すると、
水路と連通するフロート室２５の水位も上昇し、
フロート室２５の水位の上昇に伴いフロート２７
に浮力が作用し、このフロート２７に作用する浮
力により、フロート２７は上昇する。フロート２
７の上昇に伴い、フロート２７の上面に取り付け
られた昇降棒２８の支持片２９も上昇して伝動ア
ーム３０を下側から押し上げ、伝動アーム３０を
矢印Ｘ方向（時計回り方向）に回動させる。この
回動はチエーンスプロケツト１９、チエーン１８
及びチエーン１８を経て、ラジアルゲート１１の
回動軸１５に伝達され、回動軸１５も矢印Ｘ方向
に回動する。これにより、ラジアルゲート１１は
回動軸１５を回動中心として上方（図面において
は時計回り）に回動してゲートを開く。

水路１２の水位が更に上昇して、水位が所定の
設定水位ｈまで上昇すると、フロート２７の上昇
に連動して回動軸２１は更に矢印Ｘ方向に回動
し、また、ラジアルゲート１１も同様に更に上方
に回動する。このとき、回動軸２１に基端が固設
されているモーメントアーム２０も同様に矢印Ｘ
方向つまり下方に回動し、水平より僅かに下方に
傾斜する。この下方への傾斜により、モーメント
アーム２０の中央部位側のストツパー２２に係止
されていた重り２４は先端側へ摺動し、先端側へ
移動した重り２４は先端側のストツパー２３で係
止される。重り２４が先端側へ移動すると、モー
メントアーム２０に作用する回転モーメントは飛
躍的に大きくなる。

このとき、上述の如く、モーメントアーム２０
の回動軸２１からその先端側のストツパー２３ま
での長さと重り２４の重量とは、第３図ＡからＢ
の状態に移動する間中において、 （₁・w₁＞₂・w₂） を常に満足する関係になるように設計されている
ので、上記のモーメントアーム２０に作用する回
転モーメントの大きさは、ラジアルゲート１１の
自重によつて生じる回転モーメントより常に大と
なる。しかも、回転モーメントの回転方向は、ラ
ジアルゲート１１の自重によつて生じる回転モー
メントの方向と逆向きとなる。そして、重り２４
の移動によつて増加された回転モーメントは、モ
ーメントアーム２０の回動軸２１に作用し、回動
軸２１を矢印Ｘ方向に回動させるように働く。こ
の回動はチエーンスプロケツト１９、チエーン１
８及びチエーン１８を経て、ラジアルゲート１１
の回動軸１５に伝達される。そして、ラジアルゲ
ート１１の自重による反時計回り方向の回転モー
メントに抗して、ラジアルゲート１１を時計回り
方向に更に回動させる。この回動により、スキン
プレート１３は完全に水面上方に押し上げられ
る。

なお、水面上方に押し上げられたスキンプレー
ト１３が、更に上方に回動させられて不安定な状
態になるのを防ぐために、回動を停止させる停止
機構が装備されている。この図示しない停止機構
により、ラジアルゲート１１は第３図Ｂの状態
で、水面上方に保持されることになる。

水面上方に保持されたラジアルゲート１１を元
の状態に戻すには、復帰機構を用いてモーメント
アーム２０を水平より上方に傾斜させて重り２４
を中央部位のストツパー２２側に移動させれば、
ラジアルゲート１１の自重により自動的に元の状
態に戻すことができる。復帰機構には、例えば平
歯車、チエーン或いはサイクロ減速機等を使用し
てもよい。

−実施例 ２− ここで、第４図は本考案の第２実施例の水位調
整ゲートの概略機構図である。この第２実施例に
おいて前記第１実施例と同一機能を果たす箇所に
は同一符号を付してその説明を省略する。

第２実施例においては、前記第１実施例と異な
り、ラジアルゲート１１の回動軸１５とモーメン
トアーム２０の回動軸２１とは同一となつてい
る。このため、巻掛け媒介リンク機構を構成する
チエーンスプロケツト１７，１９及びチエーン１
８が不要となり、前記第１実施例に比し、構造が
簡単となり且つ部品が少なくて済む利点がある。

一方、前記第１実施例では、モーメントアーム
２０の回動軸２１がラジアルゲート１１の回動軸
１５とフロート室２５との間に設置されている。
このため、モーメントアーム２０が傾斜した場合
に、傾斜したモーメントアーム１８の先端が回動
軸１５の設置箇所より外側に出る量が、第２実施
例に比し少なくて済み、余分なスペースを省略で
きる利点がある。ラジアルゲート１１の設置箇所
に充分なスペースが望めないときには有効であ
る。

即ち、前記第１実施例と相違する点は、ラジア
ルゲート１１の回動軸１５とモーメントアーム２
０の回動軸２１が同一で、これに関連してチエー
ンスプロケツト１７，１９及びチエーン１８が不
要となつている点のみであり、それ以外は前記第
１実施例と同一である。

また、上記第２実施例の構成に基づく作用は、
前記第１実施例の構成に基づく作用と略同一とな
る。

〔考案の効果〕

以上の記載より明らかなように、本考案に係る
水位調整ゲートによれば、水位が所定の設定水位
を超えた場合、モーメントアームを下方に傾斜さ
せ、重りを先端に移動させてモーメントアームに
作用する回転モーメントを大にし、この大になつ
たモーメントアームに作用する回転モーメントに
より、ラジアルゲートを強制的に水面上方に押し
上げることができる。これにより、ゲート及びフ
ロートが放流の妨げ及び浮遊塵の障害となること
を防ぎ得て、溢流の発生及び浮遊塵の堆積による
ラジアルゲート作動不良の発生を未然に防止する
ことができ、水位調整ゲートの機能を遺憾なく発
揮させることが可能となる。これと相俟つて、ラ
ジアルゲートを水面上方に押し上げるに際して、
特別な動力源を必要とすることなく、しかも高価
なセンサ等の検知機器を使用することなく、自動
的に行うことができる等、極めて実用的有益なる
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図面第１図〜第３図は本考案に係る水位調整ゲ
ートの第１実施例を示し、第１図は水位調整ゲー
トの概略機構図、第２図は第１図の平面図、第３
図Ａ〜Ｂは作用説明図である。第４図は第２実施
例における水位調整ゲートの概略機構図である。
第５図は従来の水位調整ゲートの概略機構図であ
る。 符号の説明、１１……ラジアルゲート、１２…
…水路、１３……スキンプレート、１４……アー
ム、１５……回動軸、１６……軸受け、１７……
チエーンスプロケツト、１８……チエーン、１９
……チエーンスプロケツト、２０……モーメント
アーム、２１……回動軸、２２……ストツパー、
２３……ストツパー、２４……重り、２５……フ
ロート室、２６……出入口、２７……フロート、
２８……昇降棒、２９……支持片、３０……伝動
アーム、５１……ラジアルゲート、５２……フロ
ート。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ ラジアルゲート設置箇所より上流側の水路と
   連通するフロート室を設け、該フロート室内に
   フロートを昇降自在に配置し、上下回りに回動
   自在なモーメントアームの一端を回動軸に連結
   し、該回動軸からの水平距離が所定距離以上で
   ラジアルゲートを水面上方に上げる回転モーメ
   ントを回動軸に作用させる重りを、モーメント
   アーム上に摺動自在に取り付け、回動軸を介し
   てモーメントアームを上下回りに回動させる伝
   動アームの一端をモーメントアームが連結され
   た上記回動軸に連結し、伝動アームの他端側を
   昇降自在な上記フロートに係合し、モーメント
   アームが連結された上記回動軸をラジアルゲー
   トの回動軸に連動連結したことを特徴とする水
   位調整ゲート。 ２ モーメントアームが連結された回動軸をラジ
   アルゲートの回動軸と巻掛け媒介リンクを介し
   て連動連結した実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の水位調整ゲート。 ３ モーメントアームが連結された回動軸をラジ
   アルゲートの回動軸と一体化して連動連結した
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の水位調整
   ゲート。