JPH053543Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH053543Y2 JPH053543Y2 JP1987118178U JP11817887U JPH053543Y2 JP H053543 Y2 JPH053543 Y2 JP H053543Y2 JP 1987118178 U JP1987118178 U JP 1987118178U JP 11817887 U JP11817887 U JP 11817887U JP H053543 Y2 JPH053543 Y2 JP H053543Y2
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- JP
- Japan
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- gate
- water level
- water
- skin plate
- upstream
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 74
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- 238000001363 water suppression through gradient tailored excitation Methods 0.000 claims description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
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- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 2
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- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
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- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Barrages (AREA)
Description
本考案は、例えば農業用の灌漑水路における上
流水位自動調節水門に関するものである。
流水位自動調節水門に関するものである。
日本古来の田畑への灌漑水の導入方法が画期的
に高度に機械化されたのは、昭和30年代初期に世
界銀行のローンで施工された愛知用水公団の灌漑
計画に、同銀行の設計で上流水位自動調節水門と
してアミル（AMIL）ゲートと称せられる水門が
導入されたのが始まりであるといわれている。こ
の機械化の方法は、河川より取入れた水を開水路
に取水し、開水路の適宜の箇所に上流水位自動調
節水門を設置して、その上流側の水位を自動的に
所定の水位に保ち、その上流側に設けた分水器
（路）を介して個々の田畑に灌漑水を供給する方
法であつた。 ところで、上記上流水位自動調節水門において
は、逆台形をした門扉（スキンプレート）を有す
るため、この門扉を設ける水路も逆台形でなけれ
ばならないとされてきた。しかし、同一の水量を
流動させる水路においては、その水流方向と直交
する断面形状は、逆台形より方形の方が所要面積
が少くてすみ、逆台形の場合では土地買収費およ
び水路の建設費が増大する理由で、方形水路を採
用することが十数年前から決定的な国の方針とな
つている。このため、近年新設される開水路は総
て例外なく方形水路であり、上記アミルゲートは
採用されていない。 方形水路用の上流水位自動調節水門としては、
例えば実開昭47−27036号に開示されている。こ
の先行技術のものは、その門扉（ラジアルゲー
ト）が方形であるため、門扉の左右両側縁が水路
壁面と密着していて水流調節は門扉の下縁と水路
底面との間隔だけで行われることになり、門扉に
掛かる水圧が大きくて門扉の上下調節に大きな力
が必要となるので、水門の側部に水路と連通する
静水池を設けてこの中に浮子（フロート）を設
け、このフロートから連結棒、腕を介して門扉の
軸に連結して門扉を開閉するようにしていた。
に高度に機械化されたのは、昭和30年代初期に世
界銀行のローンで施工された愛知用水公団の灌漑
計画に、同銀行の設計で上流水位自動調節水門と
してアミル（AMIL）ゲートと称せられる水門が
導入されたのが始まりであるといわれている。こ
の機械化の方法は、河川より取入れた水を開水路
に取水し、開水路の適宜の箇所に上流水位自動調
節水門を設置して、その上流側の水位を自動的に
所定の水位に保ち、その上流側に設けた分水器
（路）を介して個々の田畑に灌漑水を供給する方
法であつた。 ところで、上記上流水位自動調節水門において
は、逆台形をした門扉（スキンプレート）を有す
るため、この門扉を設ける水路も逆台形でなけれ
ばならないとされてきた。しかし、同一の水量を
流動させる水路においては、その水流方向と直交
する断面形状は、逆台形より方形の方が所要面積
が少くてすみ、逆台形の場合では土地買収費およ
び水路の建設費が増大する理由で、方形水路を採
用することが十数年前から決定的な国の方針とな
つている。このため、近年新設される開水路は総
て例外なく方形水路であり、上記アミルゲートは
採用されていない。 方形水路用の上流水位自動調節水門としては、
例えば実開昭47−27036号に開示されている。こ
の先行技術のものは、その門扉（ラジアルゲー
ト）が方形であるため、門扉の左右両側縁が水路
壁面と密着していて水流調節は門扉の下縁と水路
底面との間隔だけで行われることになり、門扉に
掛かる水圧が大きくて門扉の上下調節に大きな力
が必要となるので、水門の側部に水路と連通する
静水池を設けてこの中に浮子（フロート）を設
け、このフロートから連結棒、腕を介して門扉の
軸に連結して門扉を開閉するようにしていた。
上記のように、方形水路の上流水位自動調節水
門においては、静水池を設け、フロート、連結
棒、腕等を設ける必要があり、装置が大型化し、
機構が複雑となつて設置費が増大するという問題
点があつた。
門においては、静水池を設け、フロート、連結
棒、腕等を設ける必要があり、装置が大型化し、
機構が複雑となつて設置費が増大するという問題
点があつた。
本考案は上記の問題点を解決すべくなされたも
ので、開水路の途中に設けられた断面逆台形をし
た水門に、スキンプレートを回転軸の前側に設
け、このスキンプレートと回転軸から後方に突設
したバランスウエイトとの釣合により、水位の高
低に応じてスキンプレートを昇降し、上流側の水
位を自動的に調節するようにした上流水位自動調
節水門において、 上記開水路の水流方向と直交する断面形状を方
形とし、 第１のスキンプレート６に第２のスキンプレー
ト７を、水中圧力面１０と第２圧力面１１とを形
成して固設すると共に、回転軸４の上部に上部バ
ランスウエイト９を取付けたことを特徴とするも
のである。
ので、開水路の途中に設けられた断面逆台形をし
た水門に、スキンプレートを回転軸の前側に設
け、このスキンプレートと回転軸から後方に突設
したバランスウエイトとの釣合により、水位の高
低に応じてスキンプレートを昇降し、上流側の水
位を自動的に調節するようにした上流水位自動調
節水門において、 上記開水路の水流方向と直交する断面形状を方
形とし、 第１のスキンプレート６に第２のスキンプレー
ト７を、水中圧力面１０と第２圧力面１１とを形
成して固設すると共に、回転軸４の上部に上部バ
ランスウエイト９を取付けたことを特徴とするも
のである。
上記の構成によつて本考案の上流水位自動調節
水門は、開水路部分の所要面積が少くてすみ、水
門部分においては、静水池やフロート等を設ける
ことなく簡単な構造で水位の自動調節が迅速に行
える。
水門は、開水路部分の所要面積が少くてすみ、水
門部分においては、静水池やフロート等を設ける
ことなく簡単な構造で水位の自動調節が迅速に行
える。
以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明
する。 第１図および第２図において、符号１は開水路
で、この開水路１は水流（矢印）方向と直交する
断面形状が方形をしている。この開水路１の途中
に設けられ、少くとも上流側水位を自動的に設定
水位に調節する上流水位自動調節水門２の水門水
路３の水流方向と直交する断面形状は逆台形をし
ている。 上記上流水位自動調節水門２は、第３図および
第４図にも示すように、水門水路３の左右の側壁
３ａ，３ａの上端部に回転軸４を軸支し、この回
転軸４に左右一対のアーム５，５を取付け、アー
ム５，５の前端部には、水門水路３の断面形状と
同形状をしたフロート状の第１スキンプレート
（門扉）６と同じくフロート状の第２スキンプレ
ート７とが取付けられている。また、アーム５，
５の後端部には後部バランスウエイト８が取付け
られ、さらに、回転軸４近傍のアーム５，５には
上部バランスウエイト９が取付けられている。そ
して、第２スキンプレート７の下端部には水中圧
力面１０が、第１スキンプレート６の上部には第
２圧力面１１が形成されている。回転軸４の取付
高さは、上流の水深と同一高さである。 上流水位自動調節水門２の動作原理を、第５図
を参照して説明する。図において、 L1……回転軸４の中心Ｏより重心Ｇの作用線
までの距離 L2……Ｏより水圧Ｐの作用線までの距離 Ｗ……ゲートの総重量（バランスウエイト８含
む） Ｐ……水中圧力面１０に作用する水圧 ρ……水の単位体積重量 ｂ……水路３を横断する圧力面の長さ ｈ……圧力面の水深 α……アーム５の取付傾斜角 とすると、 NN′の間にＯより半径ｒなる距離に微小面を
考え、この面に作用する圧力をdpとすれば、 dp＝ρ・ｂ・hr・dr ……(1) 然るにhr＝ｒ sinαなる故に、 dp＝ρ・ｂ・ｒ sinα・dr ……(2) dpによるＯを中心として時計方向に回転せん
とするモーメントdMは、 dm＝ρ・ｂ・r2 sinα・dr ……(3) ΣM＝∫R2 R1ρ・ｂ・r2 sinα・dr ＝ρ・ｂ・sinαR3／2−R3／1／３ ……(4) このモーメントはゲートの開放トルクを表わ
し、水圧面の作用する全圧力ＰとそのＯよりの距
離L2との相乗積に等しくなる。 次にゲートの閉鎖モーメントは、 閉鎖モーメント＝Ｗ・・sinα ＝Ｗ・L1 ……(5) ゲートが任意の位置で平衡を保つ条件は、 Ｗ・・sinα＝ρ・ｂ・sinαR3／2−R3／1／３ Ｗ・＝ρ・ｂR3／2−R3／1／３ ……(6) (6)式はゲートの開放する角度αに無関係である
から、ゲートは任意の位置で平衡を保ち、上流か
らの流量が増加するとゲートの上流水面は僅か
に、かつ短時間上昇するが、それと同時に水中圧
力面１０に作用する水圧は増加しPL2が増加する
のでゲートは上昇する。ゲートが上昇すると水面
と圧力面との距離ｈが減少するから水圧Ｐが減少
し、αが小となつてL1も減少するが、PL2＝WL1
であるから、ゲートは依然バランスを持続する。 以上のようにして増加流量により上昇した水位
も、ゲート上昇によつて下流へ放出されるので、
水位は一定の計画高さを維持できるのである。ま
た、相当多量の増水が一時的にあつた場合や、第
２圧力面１１が水面下になつた時はゲートの開放
モーメントが著しく増大して、ゲートは固定状態
から開放され、同時に多量の防水をして計画通り
の水位を保持することになる。 このようにして、水門水路３の断面形状を逆台
形にすることにより、そこに設置された上流水位
自動調節水門２は、上流より流動する水量が設計
水位に達すると軽く水路底部に触れる程度に平衡
を保つているスキンプレート６は、スキンプレー
ト６，７の浮力とバランスウエイト８，９との平
衡作用により水路底部を離れ、同時に水路底部と
の間〓と左右両側の間〓の３箇所より同時に流水
が始まるので、円滑、かつ迅速にスキンプレート
６が作動して上流水位を設定水位に保持し続ける
のである。特に、集中豪雨等によつて上流水位が
急激に増水したような場合でも、ゲートは鋭敏に
作動して、即時に増水に対応してこれを下流に放
水させ、上流水路の溢水による災害等を未然に防
止することができる。 これに対し、上記のような方形水路に設けられ
る方形水門においては、門扉の左右両側部が水路
の両側壁に密着しているため、この摩擦により集
中豪雨等による急激な増水があつて上流水位が急
上昇する場合、これに即応して敏速に門扉を開い
て溢水を防止することができないのである。この
ような不都合をなくすため、方形水門においては
静水池を設け、門扉の浮力を増大させるためのフ
ロート、これに連動する連結棒、腕等を設ける必
要があり、構造が複雑化し設置費、維持管理費等
が多くなつてコストアツプになつた。これを本考
案の逆台形水門と対比すると約20％のコストダウ
ンになることが判明している。 本考案による逆台形水門は、既設の方形水路、
および新たに設置される方形水路を一部修正する
だけで容易に採用することができる。 また、本考案による水門は、上流水位自動調節
ばかりでなく、下流水位自動調節も行え、上下流
水位自動調節水門にも適用できるものである。
する。 第１図および第２図において、符号１は開水路
で、この開水路１は水流（矢印）方向と直交する
断面形状が方形をしている。この開水路１の途中
に設けられ、少くとも上流側水位を自動的に設定
水位に調節する上流水位自動調節水門２の水門水
路３の水流方向と直交する断面形状は逆台形をし
ている。 上記上流水位自動調節水門２は、第３図および
第４図にも示すように、水門水路３の左右の側壁
３ａ，３ａの上端部に回転軸４を軸支し、この回
転軸４に左右一対のアーム５，５を取付け、アー
ム５，５の前端部には、水門水路３の断面形状と
同形状をしたフロート状の第１スキンプレート
（門扉）６と同じくフロート状の第２スキンプレ
ート７とが取付けられている。また、アーム５，
５の後端部には後部バランスウエイト８が取付け
られ、さらに、回転軸４近傍のアーム５，５には
上部バランスウエイト９が取付けられている。そ
して、第２スキンプレート７の下端部には水中圧
力面１０が、第１スキンプレート６の上部には第
２圧力面１１が形成されている。回転軸４の取付
高さは、上流の水深と同一高さである。 上流水位自動調節水門２の動作原理を、第５図
を参照して説明する。図において、 L1……回転軸４の中心Ｏより重心Ｇの作用線
までの距離 L2……Ｏより水圧Ｐの作用線までの距離 Ｗ……ゲートの総重量（バランスウエイト８含
む） Ｐ……水中圧力面１０に作用する水圧 ρ……水の単位体積重量 ｂ……水路３を横断する圧力面の長さ ｈ……圧力面の水深 α……アーム５の取付傾斜角 とすると、 NN′の間にＯより半径ｒなる距離に微小面を
考え、この面に作用する圧力をdpとすれば、 dp＝ρ・ｂ・hr・dr ……(1) 然るにhr＝ｒ sinαなる故に、 dp＝ρ・ｂ・ｒ sinα・dr ……(2) dpによるＯを中心として時計方向に回転せん
とするモーメントdMは、 dm＝ρ・ｂ・r2 sinα・dr ……(3) ΣM＝∫R2 R1ρ・ｂ・r2 sinα・dr ＝ρ・ｂ・sinαR3／2−R3／1／３ ……(4) このモーメントはゲートの開放トルクを表わ
し、水圧面の作用する全圧力ＰとそのＯよりの距
離L2との相乗積に等しくなる。 次にゲートの閉鎖モーメントは、 閉鎖モーメント＝Ｗ・・sinα ＝Ｗ・L1 ……(5) ゲートが任意の位置で平衡を保つ条件は、 Ｗ・・sinα＝ρ・ｂ・sinαR3／2−R3／1／３ Ｗ・＝ρ・ｂR3／2−R3／1／３ ……(6) (6)式はゲートの開放する角度αに無関係である
から、ゲートは任意の位置で平衡を保ち、上流か
らの流量が増加するとゲートの上流水面は僅か
に、かつ短時間上昇するが、それと同時に水中圧
力面１０に作用する水圧は増加しPL2が増加する
のでゲートは上昇する。ゲートが上昇すると水面
と圧力面との距離ｈが減少するから水圧Ｐが減少
し、αが小となつてL1も減少するが、PL2＝WL1
であるから、ゲートは依然バランスを持続する。 以上のようにして増加流量により上昇した水位
も、ゲート上昇によつて下流へ放出されるので、
水位は一定の計画高さを維持できるのである。ま
た、相当多量の増水が一時的にあつた場合や、第
２圧力面１１が水面下になつた時はゲートの開放
モーメントが著しく増大して、ゲートは固定状態
から開放され、同時に多量の防水をして計画通り
の水位を保持することになる。 このようにして、水門水路３の断面形状を逆台
形にすることにより、そこに設置された上流水位
自動調節水門２は、上流より流動する水量が設計
水位に達すると軽く水路底部に触れる程度に平衡
を保つているスキンプレート６は、スキンプレー
ト６，７の浮力とバランスウエイト８，９との平
衡作用により水路底部を離れ、同時に水路底部と
の間〓と左右両側の間〓の３箇所より同時に流水
が始まるので、円滑、かつ迅速にスキンプレート
６が作動して上流水位を設定水位に保持し続ける
のである。特に、集中豪雨等によつて上流水位が
急激に増水したような場合でも、ゲートは鋭敏に
作動して、即時に増水に対応してこれを下流に放
水させ、上流水路の溢水による災害等を未然に防
止することができる。 これに対し、上記のような方形水路に設けられ
る方形水門においては、門扉の左右両側部が水路
の両側壁に密着しているため、この摩擦により集
中豪雨等による急激な増水があつて上流水位が急
上昇する場合、これに即応して敏速に門扉を開い
て溢水を防止することができないのである。この
ような不都合をなくすため、方形水門においては
静水池を設け、門扉の浮力を増大させるためのフ
ロート、これに連動する連結棒、腕等を設ける必
要があり、構造が複雑化し設置費、維持管理費等
が多くなつてコストアツプになつた。これを本考
案の逆台形水門と対比すると約20％のコストダウ
ンになることが判明している。 本考案による逆台形水門は、既設の方形水路、
および新たに設置される方形水路を一部修正する
だけで容易に採用することができる。 また、本考案による水門は、上流水位自動調節
ばかりでなく、下流水位自動調節も行え、上下流
水位自動調節水門にも適用できるものである。
以上説明したように、本考案の上流水位自動調
節水門によれば、開水路の断面形状を方形にした
ので、水路を設けるための所要土地面積が、断面
形状が逆台形の場合に比べ大幅に少なくすること
ができる。また、第１のスキンプレート６に第２
のスキンプレート７を、水中圧力面１０と第２圧
力面１１とを形成して固設し、回転軸４の上部に
上部バランスウエイト９を取付けたので、スキン
プレートを円滑、かつ敏速に作動させ、上流水位
を設定水位に保持し続けることができる。特に、
集中豪雨等によつて上流水位が急激に増水したよ
うな場合でも、スキンプレートは鋭敏に作動し
て、即時に増水に対応して下流に放水させ、上流
水路の溢水事故を防止することができる。
節水門によれば、開水路の断面形状を方形にした
ので、水路を設けるための所要土地面積が、断面
形状が逆台形の場合に比べ大幅に少なくすること
ができる。また、第１のスキンプレート６に第２
のスキンプレート７を、水中圧力面１０と第２圧
力面１１とを形成して固設し、回転軸４の上部に
上部バランスウエイト９を取付けたので、スキン
プレートを円滑、かつ敏速に作動させ、上流水位
を設定水位に保持し続けることができる。特に、
集中豪雨等によつて上流水位が急激に増水したよ
うな場合でも、スキンプレートは鋭敏に作動し
て、即時に増水に対応して下流に放水させ、上流
水路の溢水事故を防止することができる。
第１図は開水路および上流水位自動調節水門の
平面図、第２図は水路の断面およびスキンプレー
トの正面図、第３図は上流水位自動調節水門の斜
視図、第４図は上流水位自動調節装置の概略側図
面、第５図は作動原理を説明する側面図である。 １……開水路、２……上流水位自動調節水門、
３……水門水路、３ａ……側壁、４……回転軸、
５……アーム、６……第１のスキンプレート、７
……第２のスキンプレート、８……後部バランス
ウエイト、９……上部バランスウエイト、１０…
…水中圧力面、１１……第２圧力面。
平面図、第２図は水路の断面およびスキンプレー
トの正面図、第３図は上流水位自動調節水門の斜
視図、第４図は上流水位自動調節装置の概略側図
面、第５図は作動原理を説明する側面図である。 １……開水路、２……上流水位自動調節水門、
３……水門水路、３ａ……側壁、４……回転軸、
５……アーム、６……第１のスキンプレート、７
……第２のスキンプレート、８……後部バランス
ウエイト、９……上部バランスウエイト、１０…
…水中圧力面、１１……第２圧力面。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 開水路の途中に設けられた断面逆台形をした水
門に、スキンプレートを回転軸の前側に設け、こ
のスキンプレートと回転軸から後方に突設したバ
ランスウエイトとの釣合により、水位の高低に応
じてスキンプレートを昇降し、上流側の水位を自
動的に調節するようにした上流水位自動調節水門
において、 上記開水路の水流方向と直交する断面形状を方
形とし、 第１のスキンプレート６に第２のスキンプレー
ト７を、水中圧力面１０と第２圧力面１１とを形
成して固設すると共に、回転軸４の上部に上部バ
ランスウエイト９を取付けたことを特徴とする上
流水位自動調節水門。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987118178U JPH053543Y2 (ja) | 1987-08-03 | 1987-08-03 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987118178U JPH053543Y2 (ja) | 1987-08-03 | 1987-08-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6424133U JPS6424133U (ja) | 1989-02-09 |
| JPH053543Y2 true JPH053543Y2 (ja) | 1993-01-28 |
Family
ID=31362308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987118178U Expired - Lifetime JPH053543Y2 (ja) | 1987-08-03 | 1987-08-03 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH053543Y2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5220781A (en) * | 1975-08-11 | 1977-02-16 | Fujitsu Ltd | Semi-conductor memory unit |
-
1987
- 1987-08-03 JP JP1987118178U patent/JPH053543Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5220781A (en) * | 1975-08-11 | 1977-02-16 | Fujitsu Ltd | Semi-conductor memory unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6424133U (ja) | 1989-02-09 |
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