JPS61237712A - 水力自動開閉水門 - 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】 （Ａ）　　産業上の利用分野 この発明は、水路などに流入する余剰水を排除するため
の余水吐水間に関するものである。

余剰水の増加（以下「増水」と呼ぶ）に伴う水位の上昇
を検知して、余水吐水間を自動的に開閉するものである
。

開閉のための動力として余剰水の一部の水重すなわち水
力を用い、水位検知は注入水の有無によるため、電気、
エンジン、モーター等のエネルギーを使わない。

（Ｂ）　　従来の技術 自動開閉水門としては、従来から二つの型があるが次の
様な欠点を持っている。

（１）電力を用いる方法 （イ）　　洪水発生時に、停電の危険が大きい。

（ロ）作動頻度の少ない余水吐水間においては、開閉を
必要とする緊急時に故障が発見されやすいという致命的
な欠点がある。

（ハ）定期的な保守、点検を要する。

（ニ）設備費が高価な上に、使用頻度が少ない割蚤こは
電気代が多（かかる、 （２）　　浮力を利用する方法 （イ）　バランス式水門の前部（扉体側）または後部に
フロートを付ける方式の場合、水門の上流または下流の
水位を一定に保つことはできるが、増水位を検知して水
門を全開または全開に保てない。余水吐水量として使え
ない−（ロ）バランス式水門の側方にフロート室を設け
る方式では、フロート室に常に水が流入するため、堆砂
、沈泥が生じ、フロートの作動を妨げるようになる。

（）→　側方にフロート室を設ける方式では、上流水位
を一定値以上に保つことしかできない。

増水時に全開または全開に保つことができない。したが
って、全水量の排除ができない。

仲）　水位検知点が水門の極めて近い所に限定される。

以上の如く、電力を用いずに全開、全閉を保ちうる自動
余水吐がこれまでは無かった、（Ｃ）　　発明が解決し
ようとする問題点したがって、各メーカーとも、このよ
うな余水吐水量を競って開発しているが未だ成功してい
ない。本発明は、こうした強い要望にこたえるものであ
る。

本発明番こよって次の問題点が解決される。

（１）増水時に余剰水を自動的に全量排除するためには
、問題の多い（（Ｂ）、（１）参照）電力を用いる以外
になかったが、本発明によれば電力を必要としな（なる
。

（２）　　従来の無動力自動水門では、上流水位あるい
は下流水位を一定に制御することしかできなかったが、
本発明によれば、設定水位に応じて、完全開放または完
全閉鎖ができる、 （３）　　水位検知点と自動水門の位置関係（特に距離
）にあまり制約を受けない。

（４）　　設備費、維持費、管理費が少なく経済的であ
る。また、作動が確実である。

（Ｄ）　　問題を解決する手段 いまその解決手段を図面を追いながら説明すれば、 （１）　　水を入れる容器すなわちバケット（１）の底
に小さな穴（２）を開けておく。

（２）　　注水口（３）からバケット（１）の上部まで
中空の注水管（４）を設け、注水できるようにする、（
３）　　扉体（８）、バランサーウェイト（７）、棒（
５）、回転軸（６）、軸受（９）から成るバランス式水
門の一部ニ穴（２）のあいたバケット（１）を取付け、
バケットと水門が連動できるようにする。

（Ｅ）作　用 以上の如く構成された、水力自動開閉水門の作動の仕方
について説明する。

（１）　　増水により、河川または水路の水位が上昇す
ると注水口（３）から注水管（４）をへて、バケット（
１）に水が流入する。

（２）　　バケット（１）底部のオリフィス孔（穴（２
））から注入水の一部は流出するが、注入量に比べ十分
少ない流出量となる穴（２）の大きさにすると、注入水
のほとんどがバケット（１）内に溜る。

（３）　　バケット（１）に溜った水の量が増すと、バ
ランサーウェイト（７）シこよる抵抗モーメントより、
バケット（１）内の水の重量による作用モーメントの方
が大きくなり、バランス式水門全体が回転軸（６）を中
心に回転する。その結果、扉体が動いて水門が開放また
は閉鎖の作動状態となる。

（４）　　この作動状態は、バケット（１）への注水が
継続され、バケツＩ−（１）内の水量が十分な間、維持
される。

（５）増水が終ると、河川または水路の水位が注水口（
３）以下に下降し、注水口（３）からの水の流入が断た
れる。

（６）　　バケット（１）への注水がなくなると、バケ
ット底部の穴（２）からバケット内の水が流出している
ため、貯溜水量は漸減する６ （７）　　その結果、バケット内の水の重量が減少し、
バランサーウェイト（７）番こよる復帰回転モーメント
が、バケット（１）および水の重量による抵抗モーメン
トに勝って、バランス式水門は増水前の常態に自動的に
復帰する。

以上が、水力自動開閉水門の一連の作動パターンである
。

（Ｆ）　　実施例 （１）バケットの取り付は位置および取り付は方法によ
って、次の実施が考えられる。

（イ）　　注水口（３）の位置が扉体（８）より十分高
く、増水時に水門を閉鎖する方式（−休閑鎖式）。

この場合、バケット（１）と扉体（８）を一体に設ける
ことによって容易に自動水門ができる。

伸）注水口（３）の位置が扉体（８）より十分高く、増
水時に水門を開放する方式（一体開放式）。

この場合、バケット（１）を扉体（８）の反対側に設け
、バランサーウェイト（７）で左右のバランスを取る。

（）→　注水口（３）の位置が扉体（８）より低く、増
水時に水門を閉鎖する方式（側方閉鎖式）。

この場合、バランス式水門の側方に回転軸（６）を出し
、アーム（ｎ）を固定して、これに吊金具（１２）でバ
ケット（１）を吊す。このバケットに注水口（３）から
注水管（４）をへて水が流入できるようにする。

バケット（１）はアーム（ｎ）吊金具（１２）と共に扉
体側に設ける。

バランサーウェイト（７）は回転軸（６）を中心にバケ
ットの反対側に設ける。

ウェイト側の捧（５）とバランサーウェイト（７）は、
水門の中心または側方のいずれでもよい。

（ニ）注水口（３）の位置が扉体（８）より低く、増水
時に水門を開放する方式。

この場合、バケット（１）はアーム（１１）吊金具（１
２）と共をこ扉体（８）の反対側に設ける。

その他は（・→と同様である（側方開方式）。

これら４つのタイプは、いずれも増水時に作動して、減
水後もとに復帰する。

（２）　　注水口（３）について次の実施が考えられる
、（イ）　入口にゴミよけ用のスクリーンを設ける。

（ロ）注水口（３）の高さく標高）は調節可能な構造と
する。

（・・）注水口（３）にサイフオン管を取り付ける。

（３）バケット（１）について次の実施が考えられる。

（イ）注入水の入口となるバケット上部にゴミよけのネ
ットスクリーンを設ける。

（ロ）　バケット上部を板でおおい、注水管（４）とバ
ケツ）（１）を軟質管で接続して注水できるようにする
。ただし、バケット上部に小さな穴を開け、バケット内
を常に大気圧に保つ。

（・・）バケット上部を板でおおう、回転軸（６）と捧
（５）またはアーム（ｎ）に中空管を用い、この中空管
を経てバケットに注水する、 （ニ）　バケット下部の穴（２）にバルブを接続して、
バケット（１）からの流出量を調節できるようにする。

（４）　　バランサーウェイト（７）について、次の実
施が考えられる。

（イ）　自重バランサーと復帰バランサーに分割する。

（ロ）自重バランサーは、バケット内に水が無く復帰バ
ランサーを付けない状態で、バランス式水門が全方向に
バランスする様な位置および重さとする。

（ハ）復帰バランサーは、バケツ）（１）の反対側に設
ける、これは、バケット内の水が無くなった場合、水門
を元に復帰安定させるものである。

（５）　　バケット（１）と水門の連結方式には他に次
の実施が考えられる。

（イ）　ワイヤーと滑車を用いて、バケット（１）と扉
体（８）を連結する。

（ロ）　油圧シリンダーをバケット（１）と扉体（３）
に取り付け、両方を油圧管で連結する。

（６）　　扉体（８）と戸当り（１０）の水蜜は用途に
応じて、三方水蜜と四方水密の二種類が考えられ、また
、完全な水蜜を要する場合とそうでない場合がある。戸
当り（１０）は、扉体（８）の前方に位置する場合と側
方に位置する場合が考えられる。

（７）注水管（４）のかわりに小さな水路を用いる。

（８）　　スライド式ローラーゲートとバケットを、ワ
イヤーと滑車、あるいは油圧シリンダーと油圧管で連結
する。

（９）　　水をこかわる他の液体を用いて、自動スイッ
チング装置とする。

（ｌＯ）注水口（３）を扉体（８）に近い上流または下
流に設け、水位の自動制御を行う。

（Ｇ）効果 （１）　　エンジンや、モーター等の動力を用いずに水
門の開閉ができる。

（２）開閉の動力源は水でありその供給には全く問題な
い。

（３）開閉の指令は、水位の増減をこ伴う注入水（動力
源）の有無によるため、構造が簡単で、作動も確実であ
る。

（４）無人、無動力、無電力の自動開閉水門である。

（５）設定水位（注水口高さ）に応じ、注水が行われて
いる間、完全開放または完全閉鎖の状態が維持できる、 （６）　　バケット下部の穴の大きさを変えることによ
って、注水終了から水門復帰までの時間を調節できる（
調節範囲は非常に広い） （７）　　（５）によって、従来、電力による以外にな
がった、洪水時全水量排除用の自動余水吐水間が、電力
を使わずに可能となる。

（８）　　上流あるいは下流水位を一定に保つ自動制御
水門としても使うことができる。

（９）　　動力装置としての穴あきバケットは、水門の
動力源としてのみならず、他の動力源としても応用範囲
が広い。

（１０）水位検知点（注入口）と自動水門の位置関係の
自由度が大きい。

Ｑｌ）　　注水口にサイフオン管を用いると、注水量の
変化がはっきりし、水門が中途半端な開度で揺れること
がなく、安定しゃすい。

（１２）バケットと水門が一体の場合、作動が速やかで
、復帰はゆるやかである（バケット内水の重心移動効果
）。

（１３）　　設備費、維持費、管理費が少なく経済的で
ある。

以上、本発明による水力自動開閉水門は従来に無い効果
を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例、−休閑鎖式の側面図（復帰
状態） 第２図は、同上、平面図。 第３図は、本発明の実施例、一体開放式の側面図（復帰
状態） 第４図は、本発明の実施例、側方閉鎖式の側面図（回転
軸（６）はバランス式水門の回転軸と一体）。 ■は、水を入れるバケット ２は、バケット底板の穴（オリフィス孔）３は、注水口 ４は、注水管 ５は、バランス式水門の天秤棒となる棒６は、回転軸 ７は、バランサーウェイト（自重用、復帰用）８は、水
門の扉体 ９は、回転軸を受ける軸受 １０は、水門扉体の戸当り １１は、側方バケットを吊すアーム １２は、同じく吊金具 １３は　横越流堰

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）（イ）バケット（１）の底に小さな穴（２）をあ
   ける。 （ロ）注水口（３）からバケット（１）まで、中空の注
   水管（４）を設ける。 （ハ）扉体（８）、バランサーウェイト（７）、棒（５
   ）、回転軸（６）、軸受（９）から成るバランス式水門
   の一部にバケット（１）を取り付ける。 以上の如く構成された、水力自動開閉水門
2. （２）バケット（１）と扉体（８）を一体に設けた、特
   許請求範囲第１項記載の水力自動開閉水門。
3. （３）バケット（１）を扉体（８）の反対側に設けた、
   特許請求範囲第１項記載の水力自動開閉水門。
4. （４）バランス式水門の側方に、回転軸（６）に固定し
   たアーム（１１）を設け、これに吊金具（１２）を用い
   てバケット（１）を吊した、特許請求範囲第１項記載の
   水力自動開閉水門。