JPH0699896B2 - 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
液貯蔵タンクとを主ポンプを具備する不凍液供給管を介
して接続し、不凍液貯蔵タンクと第１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、シリ
ンダ内に嵌装したピストンにより形成した上部室と下部
室からなる水圧シリンダの下部室を接続し、さらに上部
室と不凍液貯蔵タンクとを、副ポンプを具備する不凍液
導入管及び第２切換弁を具備する不凍液導出管を介して
接続するとともに前記ピストンのロッドを前記シリンダ
外に突出し、この突出端にストッパを設け、かつ前記上
部室と前記下部室の面積比を10:1〜20:1としたものから
なることである。

［作用］ ゲートの開状態からゲートが下降して停止すると、第１
切換弁は閉に、第２切換弁は排出側に切換わり、主モー
タが起動して主ポンプが作動する。すると、不凍液貯蔵
タンクからの不凍液が、不凍液供給管を経て水密ゴムの
背部に供給される。さらに、この不凍液は、不凍液連通
管を経て水圧シリンダの下部室にも供給される。これに
よって、ピストンはロッドとともに上昇するが、所定量
上昇すると、ストッパがシリンダに当るため停止し、そ
れ以上は上がらない、 引き続き、主ポンプの作動によって、不凍液を水密ゴム
に供給すると、水密ゴムは加圧・膨脹し、この膨脹によ
って、水密ゴムは加圧されて前進し、ゲートを圧着す
る。この主ポンプの作動は、ダムの水頭による静水圧と
ほぼ同圧になったところで停止する。ついで、第２切換
弁が閉となり、副モータが起動して副ポンプが作動し、
タンクの不凍液を水圧シリンダの上部室に導入する。す
ると、上部室に貯溜される水量が増え、貯溜量に対する
水圧が前記下部室の水圧より大きくなったところで、水
圧シリンダは下降し始め、下部室の不凍液は不凍液連通
管→不凍液供給管を経て水密ゴムに供給される。

従って、下部室の不凍液を水密ゴムの背部に供給するこ
とによって、水密ゴムは順次加圧され、この結果、水密
ゴムは膨脹・前進し、ゲートを圧着する。

そして、この圧着力がダムの水頭に対する水圧より所定
圧力だけ増圧されたとき、副ポンプは停止する。

このことによって、水密ゴムの不凍液は第１切換弁の閉
と逆止弁の作用により、加圧状態で閉じこめられること
となり、この水密ゴムは所定の膨脹によって水密ゴムは
押圧されて前進し、ひいてはゲートに適正な加圧力で圧
着し、水密を保つのである。

さらに、水圧シリンダは、上部室と下部室の面積比が1
0:1〜20:1であることから、主ポンプ側の実圧に対して
上部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、第１及び第２切換弁
が開となる。これにより、水密ゴムの背部にある不凍液
は不凍液排出管→不凍液排出管を経てタンクに戻り、ま
た、上部室内の不凍液も不凍液導出管を経てタンクに戻
る。このため、水密ゴムの押圧が解放されて圧力が零と
なり、ゲートの開時における水密ゴムの摩擦力が僅少と
なり、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を介して
接続する。

不凍液供給管11には、タンク10側から主モータ12により
作動する主ポンプ13、逆止弁14を設ける。

15は不凍液供給管11から分岐した第１切換弁16を具備す
る不凍液排出管で、他端をタンク10に接続する。

20は上下方向に配設した筒状の水圧シリンダで、上下方
向に配設した筒状のシリンダ21内にピストン22が嵌装さ
れ、ピストン22のロッド23はシリンダ21を貫通して下方
に突出しており、その下端にロッド23の上昇量を規制す
るストッパ23′を設ける。

従って、水圧シリンダ20はピストン22によって上部室ａ
と下部室ｂとに別れ、下部室ｂと不凍液供給管11を不凍
液連通管24で連結する。

また、水圧シリンダ20の上部室ａに、タンク10からの不
凍液を導入する不凍液導入管25及び上部室ａからの不凍
液をタンク10に戻す不凍液導出管26を接続する。

そして、上部室ａと下部室ｂの面積比を10:1〜20:1に設
定するとともに上部室ａの筒長を５〜10mとする。

不凍液導入管25には副モータ27により作動する副ポンプ
28が介装され、不凍液導出管26には第２切換弁29を備え
ている。

30は不凍液連通管24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31を経てコンピュータ32に
入力するようになっている。また、制御盤31にダム１の
水頭を水面計33により検出し、その結果を入力するよう
になっている。

34は制御盤31からの信号を入力する駆動制御部であり、
この制御部から主副モータ12,27に駆動指令、第１及び
第２切換弁16,29に切換指令を出すようになっている。

なお、35はリリーフ弁、36は圧力計である。

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16及び29は開であり、チ
ューブ５内の水圧は、不凍液供給管11及び不凍液排出管
15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。

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34からそれぞれ指令が出さ
れ、切換弁16は閉に、切換弁29は排出側（図示の右側）
に切換わり、主モータ12が起動して主ポンプ13が作動す
る。すると、不凍液貯蔵タンク10からの不凍液が、不凍
液供給管11を経てチューブ５内に供給される。さらに、
この不凍液は、不凍液連通管24を経て水圧シリンダ20の
下部室ｂにも供給され、これによってピストン22はロッ
ド23とともに上昇するが、所定量上昇すると、ストッパ
23′がシリンダ21にあたることによって停止し、それ以
上上がらない。

引き続き、主ポンプ13の作動によって、不凍液をチュー
ブ５に供給すると、チューブ５は加圧・膨脹し、この膨
脹によって、水密ゴム４は加圧されて前進し、ゲート３
を圧着する。この主ポンプ13の作動はダム１の水頭によ
る静水圧とほぼ同圧になったところで停止する。つい
で、切換弁29が閉となり、副モータ27が起動して副ポン
プ28が作動し、タンク10の不凍液を水圧シリンダ20の上
部室ａに導入する。すると、上部室ａに貯溜される水量
が増え、貯溜量に対する水圧が前記下部室ｂの水圧によ
り大きくなったところで、ピストン22は下降し始め、下
部室ｂの不凍液は不凍液連通管24→不凍液供給管11を経
てチューブ５内に供給される。

このとき、不凍液は不凍液供給管11を経てタンク10に戻
ろうとするが、逆止弁14により逆流することがない。

従って、下部室ｂの不凍液を水密ゴム４の背部に供給す
ることによって、水密ゴム４は順次加圧され、この結
果、水密ゴム４は膨脹・前進し、ゲート３のスキンプレ
ートを圧着する。

そして、この圧着力がダム１の水頭に対する水圧より所
定圧力だけ増圧されたとき、副ポンプ28は停止する。

すなわち、チューブ５の加圧状態を圧力検出器30にて検
出し、その検出値が電気信号に変換されて制御盤31に入
力され、さらにコンピュータ32に入力される。

一方、ダム１の水頭が水面計33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31に入力さ
れ、さらにコンピュータ32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（目標
値）がコンピュータ32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32→制御盤31→制御部34に入
力され、制御部34からの指令により副モータ27は停止す
るのである。

このことによって、チューブ５内の不凍液は切換弁16の
閉と逆止弁14の作用により、加圧状態で閉じこめられる
こととなり、このチューブ５は所定の膨脹によって水密
ゴム４は押圧されて前進し、ひいてはゲート３に適正な
加圧力で圧着し、水密を保つのである。

さらに、水圧シリンダ20は、上部室ａと下部室ｂの面積
比が10:1〜20:1であることから、主ポンプ13側の実圧に
対して上部室ａ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33で、チューブ５内の水圧
は圧力検出器30により常時検出し、制御盤31を介してコ
ンピュータ32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31→制
御部34から指令が出され、副ポンプ27の起動により、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33の検出値が一定値以
下となると、制御部34を経て切換弁29が開となる。これ
によって、上部室ａ内の不凍液は、不凍液導出管26を経
てタンク10に戻るので、チューブ５内の圧力は降下す
る。この圧力降下を圧力検出器30で検出し、下位の目標
設定値になったところで、制御部34からの指令により、
切換弁29は閉に切換わる。

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31を経てコンピュータ32に
入力され、コンピュータ32にて比較演算され、検出値が
目標値に達したとき、停止するようにする。このよう
に、低下した水頭に見合うあ圧着力で、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34からの指令により、切換弁16、29が開と
なる。これにより、チューブ５内の不凍液は不凍液供給
管11→不凍液排出管15を経てタンク10に戻り、また、上
部室ａ内の不凍液も不凍液導出管26を経てタンク10に戻
る。このため、チューブ５内の圧力は零となり、ゲート
３の開時における水密ゴム４の摩擦力が僅少となり、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、リリーフ弁35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。

水密ゴムの背部と不凍液貯蔵タンクとを主ポンプを具備
する不凍液供給管を介して接続し、不凍液貯蔵タンクと
第１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、シリンダ内に嵌装したピストンにより
形成した上部室と下部室からなる水圧シリンダの下部室
を接続し、さらに上部室と不凍液貯蔵タンクとを、副ポ
ンプを具備する不凍液導入管及び第２切換弁を具備する
不凍液導出管を介して接続するとともに前記ピストンの
ロッドを前記シリンダ外に突出し、この突出端にストッ
パを設けたから、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、上部室と下部室の面積比を10:1〜20:1としたか
ら、特別な主ポンプを用いること無く、通常の油ポンプ
と副ポンプの併用による水密ゴムのきめ細かい加圧制御
が可能となるとともに上部室の筒長が大巾に短くなり、
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 13……主ポンプ、15……不凍液排出管 16……第１切換弁、20……水圧シリンダ 25……不凍液導入管、26……不凍液導出管 28……副ポンプ、29……第２切換弁 ａ……上部室、ｂ……下部室

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
   主ポンプを具備する不凍液供給管を介して接続し、不凍
   液貯蔵タンクと第１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、シリンダ内に嵌装した
   ピストンにより形成した上部室と下部室からなる水圧シ
   リンダの下部室を接続し、さらに上部室と不凍液貯蔵タ
   ンクとを、副ポンプを具備する不凍液導入管及び第２切
   換弁を具備する不凍液導出管を介して接続するとともに
   前記ピストンのロッドを前記シリンダ外に突出し、この
   突出端にストッパを設け、かつ前記上部室と前記下部室
   の面積比を10:1〜20:1としたものからなることを特徴と
   するゲートの水密装置。