JPH0699895B2 - ゲートの水密装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ダムの導水管などに設けたゲートの水密装置
に関する。

［従来の技術］ 従来の水密ゴム圧着装置は第３図に示すごとく、ダム１
の導水管２に設けられたラジアルゲート等の主ゲート３
と、導水管２の内周面に設けて、閉状態においてゲート
３の前面全周部を圧着する環状の水密ゴム４とからな
り、図示省略したが該水密ゴム４の背部にダム１の水圧
を導入して該水密ゴム４内に充填されている不凍液を加
圧するとともに、さらにこの不凍液を別途設けたポンプ
により、さらに加圧して水密ゴム４を前進させ、ダム１
の水圧より大きい圧着力をゲート３に作用させて水密を
保つようにしたものが知られている。

ところが、この装置の場合、ポンプにより一定量の清水
を水密ゴム４内に送って不凍液を余分に加圧しているだ
けであるから、水密ゴム４の加圧力すなわちゲート３の
圧着力を所望の値に維持できるとは限らない。つまり細
かい単位の加圧制御は不可能である。

これは、ダムの水頭が最大でも100m前後で、これを水圧
で換算すると10kg/cm²であり、このときの水密ゴム４の
加圧力は前記水圧より若干高い12〜13kg/cm²に設定され
る。この加圧力をポンプで低水頭から上記水頭迄の間に
細かく加圧制御することは、その（ポンプの）特性上よ
り無理であることに起因する。

そこで、これを改良するものとして、特開昭62−242005
号公報を挙げることができる。

この水密装置は、閉状態のゲートに圧着させられる水密
ゴム内に送られてこれを加圧する水密ゴム加圧用の不凍
液と不凍液を加圧して水密ゴム内に送る不凍液加圧用の
空気が入れられた気密圧力タンク、空気溜めを有し、こ
の空気溜めから気密圧力タンク内に空気を供給して不凍
液を加圧する空気供給手段、気密圧力タンクから空気を
排出する空気排出手段などを備えたものである。

この方式は、不凍液を空気加圧手段によって加圧するも
のであるから、水密ゴムの細かい制御ができるという利
点がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、気密圧力タンク内の不凍液とこれを加圧
するために導入した空気との間に何の分離隔壁がないの
で、このことにより空気が不凍液中に混入することとな
り、制御が不安定（不規則）となる、例えば所定の位置
に設定しにくいなど今一歩制御の信頼性に欠けるという
問題がある。

本発明は、前記従来の欠点を改良するためになしたもの
であり、液圧加圧手段を採用することによって、制御の
安定性と細かい制御が可能なゲートの水密装置を提供す
ることを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明のゲートの水密装置は、ダムに設けたゲートに、
液体加圧手段を介して水密ゴムを圧着するようにしたも
のであって、該液体加圧手段は水密ゴムの背部と不凍液
貯蔵タンクとを不凍液供給管並びに切換弁を具備する不
凍液排出管を介して接続し、該不凍液供給管に、加圧
室，前進用室および後退用室の３室からなる油圧シリン
ダの加圧室を接続し、該油圧シリンダの前進用室と後退
用室に油圧ユニットを接続するとともに前記加圧室と前
記前進用室の面積比を10:1〜20:1となし、かつ前記油圧
シリンダの加圧室を挾んだ前後の不凍液供給管に逆止弁
を介在させたものである。

［作用］ 切換弁が開状態で、ゲートが下降して停止すると、切換
弁が閉となる。この状態で、油圧ユニットからの油が、
油圧シリンダの後退用室に供給される。一方、前進用室
の油は排出される。

上記によって、油圧シリンダは後退する。この下降によ
って、加圧室が負圧になることから、タンク内の不凍液
は供給管、逆止弁を経て加圧室に流れ込む。このとき、
水密ゴム側の不凍液は逆止弁により加圧室内に逆流する
ことがない。

次いで、油圧ユニットが供給側に切換わる。この切換え
によって、今度は油が油圧シリンダの前進用室に入り後
退用室から排出される。これによって、油圧シリンダは
前進し、加圧室内の不凍液は加圧されながら、加圧室か
ら吐出され、供給管、逆止弁を経て排出される。このと
き、加圧室の不凍液は逆止弁によりタンク内に戻ること
はない。加圧室内の不凍液は油圧ユニットの交互の切換
えによる油圧シリンダの往復動によって加圧され、加圧
された不凍液は、不凍液供給管を経て水密ゴム内に供給
される。

この加圧液によって、水密ゴムは前進し、ゲートを圧着
するのである。

水密ゴムの圧着力が所定値に達すると、油圧ユニットが
停止し、油圧シリンダの作動が止まり、水密ゴムはゲー
トに適正な加圧力で圧着し、水密を保つのである。

なお、油圧シリンダは、加圧室と前進用室の面積比が1
0:1〜20:1であることから、油圧ユニット側の実圧に対
して加圧室の実圧は細かい単位で昇圧される。このこと
によって、ダムの水頭の増減による、水密ゴムの加圧制
御が容易となる。

ゲートを閉から開状態にするには、切換弁を開にする。
これにより、水密ゴム内の不凍液は不凍液排出管を経て
タンクに戻るため、その圧力は零となり、ゲートの開時
における水密ゴムの摩擦力をなくすことによってゲート
の開閉を容易にする。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

前記第３図で示した基本構造は、同一につき説明を省略
する。第１図〜第２図において、10は不凍液貯蔵タンク
で、このタンクと前述した水密ゴム４の背部に設けた膨
脹・収縮自在なチューブ５とを不凍液供給管11及び不凍
液排出管12を介して接続する。

不凍液供給管11のチューブ５側近傍には流量制御弁13を
設けるとともに不凍液排出管12には流量制御弁14及び電
磁切換弁15を設ける。

16は供給管11から分岐したリリーフ弁17を具備する不凍
液逃し管で、他端をタンク10に接続する。

20は油圧シリンダで、この油圧シリンダは、主シリンダ
21と副シリンダ22とからなり、各シリンダ内にそれぞれ
主副ピストン23,24が嵌装され、両ピストン23,24はロッ
ド25により一体となっている。

従って、油圧シリンダ20はピストン23,24によって加圧
室ａ、前進用室ｂ及び後退用室ｃの３室に別れており、
加圧室ａに供給管11を連通する。

30は油圧ユニットで、この油圧ユニットは、オイルタン
ク31と三方向電磁切換弁32を配管33で接続し、配管33
に、オイルタンク31側から順にオイルポンプ34、逆止弁
35を介装し、さらに切換弁32からの配管33aを油圧シリ
ンダ20の前進用室ｂに、配管33bを油圧シリンダ20の後
退用室ｃに接続し、かつ各配管33a,33bにはそれぞれ流
量制御弁36を介装したものからなる。37はリリーフ弁、
38は圧力計である。

40,41は油圧シリンダ20の前寄りと後よりの供給管11に
介在させた逆止弁である。

42,43はそれぞれ供給管11及び配管33aに接続した圧力検
出器で、この検出器で検出された結果を制御盤44を経て
コンピュータ45に入力するようになっている。また、制
御盤44に、、ダムの水頭を水面計46により検出し、その
結果を入力するようになっている。

47は制御盤44からの信号を入力する駆動制御部であり、
この制御部から三方向電磁切換弁32の切換指令（参
照）、オイルポンプ34のモータ起動指令（参照）及び
切換弁15の切換え指令（参照）を出すようになってい
る。

48は弁49を備える不凍液タンク10へのダム水補給管、50
は弁51を備える供給管11へのダム水供給管である。

なお、必要により供給管11に弁52、アキュームレータ53
を設けることができる。

次に実施例の作用を説明する。

ゲート３の開状態では、切換弁15は開であり、チューブ
５内の水圧は、不凍液排出管12を介してタンク10に連通
していることから、ほぼ零である。ただ、タンク10は水
密ゴム４の位置より上部に設置されていることから、そ
の水頭分だけチューブ５内に圧力が発生するが、その圧
力はごく僅かである。

このとき、油圧ユニット30の切換弁32は中立（図示の）
位置にあり、油圧シリンダ20は作動しない。

上記の状態からゲート３が下降して停止すると、ゲート
３の停止信号により、制御部47からそれぞれ指令が出さ
れ、切換弁15は閉に、切換弁32は排出側（図示の右側）
に切換るとともにオイルポンプ34が起動する。すると、
オイルタンク31からの油が、配管33、切換弁32、配管33
b、制御弁36を経て油圧シリンダ20の後退用室ｃに供給
される。一方、前進用室ｂの油は配管33a、制御弁36、
三方向電磁切換弁32を経てオイルタンク31に戻る。

上記によって、油圧シリンダ20のピストン23,24は後退
（図示の位置から下降）する。この下降によって、加圧
室ａが負圧になることから、タンク10内の不凍液は供給
管11、逆止弁40を経て加圧室ａに流れ込む。このとき、
チューブ５側の不凍液は逆止弁41により加圧室ａ内に逆
流することがない。

次いで、切換弁32が供給側（図示の右側）に切換わる。
この切換えによって、今度は油が油圧シリンダ20の前進
用室ｂに入り後退用室ｃから排出される。これによっ
て、ピストン23,24は前進し、加圧室ａ内の不凍液は加
圧されながら、加圧室ａから吐出され、供給管11、逆止
弁41を経て、チューブ５に入る。このとき、加圧室ａの
不凍液は逆止弁40によりタンク10内に戻ることはない。
このようにオイルポンプ34の起動と切換弁32の交互の切
換えによるピストン23,34の往復動によってタンク10内
の不凍液は加圧室ａを経てチューブ５内に加圧されなが
ら供給される。

この加圧によって、順次チューブ５は膨脹し、ひいて
は、水密ゴム４が前進し、ゲート３のスキンプレートを
圧着する。

そして、この加圧状態は検出器42,43にて検出され、そ
の検出値が電気信号に変換されて制御盤44に入力され、
さらにコンピュータ45に入力される。

一方、ダム１の水頭が水面計46により検出され、この水
頭による水圧が電気信号に変換されて制御盤44に入力さ
れ、さらにコンピュータ45に入力される。

ここで、この水圧に対応する水密ゴム４の加圧力がコン
ピュータ45に設定記憶されていることから、この目標値
と前記検出値が比較演算され、両値が一致したところ
で、コンピュータ45→制御盤44→制御部47に入力され、
制御部47からの指令によりオイルポンプ34は停止し、切
換弁32は中立位置となる。

従って、チューブ５内の不凍液は、切換弁15の閉と、逆
止弁41の作用により、加圧状態で閉じこめられることと
なり、チューブ５は所定の膨脹によって水密ゴム４を押
圧し、ひいては水密ゴム４はゲート３に適正な加圧力で
圧着し、水密を保つのである。

なお、油圧シリンダ20は、加圧室ａと前進用室ｂの面積
比が10:1〜20:1であることから、オイルポンプ34側の実
圧に対して加圧室ａ実圧は細かい単位で昇圧される。こ
のことによって、ダム１の水頭の増減による、水密ゴム
４の加圧制御が容易となる。

その後、水位の変動は水面計46で、チューブ５内の水圧
は検出器42,43により常時検出し、制御盤44を介してコ
ンピュータ45に入力される。

この状態から、例えばダム１の水位が上がり、その上昇
値が一定値を越えると、再び前記と同様に制御盤44→制
御部47から指令が出され、オイルポンプ34の起動と切換
弁32の切換えにより、さらに加圧されて、目標値に達し
たとき、加圧を停止し、ダム１の水頭に対応した水密ゴ
ム４の加圧を行う。

逆に、ダム水位が下がり、水面計46の検出値が一定値以
下となると、制御部47を経て切換弁15が開となる。

これによって、チューブ５内の不凍液は、不凍液排出管
12→流量制御弁14を経てタンク10に戻るとともにチュー
ブ５内の圧力は降下する。この圧力降下を検出器42で検
出し、下位の目標設定値になったところで、制御部47か
らの指令により、切換弁15は閉じる。

実際は、下位の設定値で止めることは難しいので、チュ
ーブ５内の圧力はその設定値よりも低いものとなる。

従って、この検出値は、制御盤44を経てコンピュータ45
に入力され、コンピュータ45にて比較演算され、この結
果を制御盤44→制御部47を経て油圧ユニット30が作動
し、降下した圧力に見合うよう不凍液を加圧し、検出値
が目標値に達したとき、停止する。

このように、低下した水頭に見合う加圧力で、水密ゴム
４を押圧し、水密を保つ。

ゲートを閉から開状態にするには、ゲート３の開信号に
より、制御部47からの指令により、切換弁15が開とな
る。これにより、チューブ５内の不凍液は不凍液排出管
12→流量制御弁14を経てタンク10に戻るため、その圧力
は零となり、ゲート３の開時における水密ゴム４の摩擦
力をなくすことによってゲート３の開閉を容易にする。

なお、何等かの理由によって、チューブ５内の圧力が異
常に高圧になったときは、不凍液逃がし管16、リリーフ
弁17を介して、タンク10内に戻し、過圧を回避する。

また、前記実施例では、水密ゴム４の背部にチューブ５
を加圧・押圧するようにしたが、水密ゴム４の移動量が
比較的少ない場合には、チューブ５を省略し、直接水密
ゴム４に水圧を作用させることができる。

［発明の効果］ 本発明は、上述のように構成されているので、次に記載
する効果を奏する。

ダムに設けたゲートに、液体加圧手段を介して水密ゴム
を圧着するようにしたものであって、該液体加圧手段は
水密ゴムの背部と不凍液貯蔵タンクとを不凍液供給管並
びに切換弁を具備する不凍液排出管を介して接続し、該
不凍液供給管に、大径室，前進用室および後退用室の３
室からなる油圧シリンダの加圧室を接続し、該油圧シリ
ンダの前進用室と後退用室に油圧ユニットを接続すると
ともに前記油圧シリンダの加圧室を挾んだ前後の不凍液
供給管に逆止弁を介在させたので、従来のような空気が
不凍液中に混ざり合うことによる制御の不安定さが解消
される。

また、油圧シリンダの加圧室と前記前進用室の面積比を
10:1〜20:1としたから、特別な油圧ユニットを用いるこ
と無く、通常の油圧ユニットによる水密ゴムのきめ細か
い加圧制御が可能となった。

さらに、油圧シリンダの前後に逆止弁を設けたから、該
油圧シリンダの容量が小形化され、製作費が安価につ
く。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略図、第２図は同要部
の断面図、第３図は従来のダムの導水管とゲートを示す
断面図である。 ３……ゲート、４……水密ゴム 10……不凍液貯蔵タンク、11……不凍液供給管 12……不凍液排出管、15…切換弁 20……油圧シリンダ、30……油圧ユニット ａ……加圧室、ｂ……前進用室 ｃ……後退用室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ダムに設けたゲートに、液体加圧手段を介
   して水密ゴムを圧着するようにしたものであって、該液
   体加圧手段は、水密ゴムの背部と不凍液貯蔵タンクとを
   不凍液供給管並びに切換弁を具備する不凍液排出管を介
   して接続し、該不凍液供給管に、加圧室、前進用室およ
   び後退用室の３室からなる油圧シリンダの加圧室を接続
   し、該油圧シリンダの前進用室と後退用室に油圧ユニッ
   トを接続するとともに前記加圧室と前記前進用室の面積
   比を10:1〜20:1となし、かつ前記油圧シリンダの加圧室
   を挾んだ前後の不凍液供給管に逆止弁を介在させたもの
   からなることを特徴とするゲートの水密装置。