TW201335467A - 浮體式舌瓣閘門 - Google Patents

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Toshiaki Morii
Ryouta Yoshiki
Masaki Inui
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Abstract

本發明是用以加快流入初期或倒伏開始時的門體動作，並且緩和豎起結束時或倒伏結束時的衝擊力。本發明提供一種浮體式舌瓣閘門，其門體的前端側在流入至開口部或出入口的水的方向上能夠以基端側為支點豎起擺動而構成。在將一端安裝於門體上的鋼索的另一端，安裝輔助力產生單元。輔助力產生單元具有如下構成：在形成於配重的內部的空間內配置壓縮螺旋彈簧，使與經由形成於配重的頂棚上的孔而貫通壓縮螺旋彈簧的中心部的鋼索的另一端連接的按壓板抵接於壓縮螺旋彈簧的下表面，藉此使壓縮力作用至壓縮螺旋彈簧。一方面可防止流入初期的溢流，另一方面在倒伏開始時使水位的跟隨性提高。並且，可緩和豎起結束時或倒伏結束時的衝擊力。

Description

浮體式倒伏閘
本發明是有關於一種浮體式舌瓣閘門，例如設置於防波堤的開口部，漲水時，使門體浮起而隔斷上述開口部，以使上漲的水不流入至生活空間或地下空間。
現有一種浮體式舌瓣閘門，漲水時，利用所流入的水的浮力而使門體浮起，例如隔斷防波堤的開口部，以使上漲的水不流入至生活空間或地下空間(例如專利文獻1)。
然而，專利文獻1所揭示的浮體式舌瓣閘門存在如下問題：當流入初期的水速較快時，門體1的浮起動作延遲，流入至生活空間或地下空間等堤後低地區域的水發生溢流(overflow)(參照圖10(a))。
而且，當水位下降時，門體1在水位達到門體1的1/3左右的高度之前一直維持豎起狀態，其後做出驟然倒伏的危險舉動(參照圖10(b))。
為了防止上述問題中的流入初期的溢流，已提出一種浮體式舌瓣閘門，所述浮體式舌瓣閘門將一端安裝著配重(counter weight)的繩索的另一端經由滑輪而與門體相連(例如專利文獻2)。
上述專利文獻2所提出的浮體式舌瓣閘門是藉由利用配重的重量彌補浮體式舌瓣閘門的浮力不足，來解決流入初期的門體浮起動作的延遲。
然而，專利文獻2所提出的浮體式舌瓣閘門會持續使配重的重量朝向幫助門體的浮起動作的方向起作用，因此難以在進行水位下降時的倒伏。
此外，為了避免上述問題中的突然倒伏動作，在專利文獻3中已提出一種設備，所述設備是使用阻尼電路(damper circuit)來使倒伏時的倒伏速度衰減。然而，在專利文獻3所提出的設備的情形時，豎起時阻尼電路會使豎起速度衰減，因此在流入初期有可能產生溢流。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2001-214425號公報
專利文獻2：日本專利特開2003-253912號公報
專利文獻3：日本專利第4388494號公報
本發明所欲解決的問題是：當為了解決習知的浮體式舌瓣閘門的問題，而設置有持續輔助門體的浮起動作的裝置時，難 以在水位下降時倒伏。而且，當設置有使倒伏時的倒伏速度衰減的阻尼電路時，在流入初期有可能產生溢流。
本發明的開發目的是：在流入初期(豎起開始時)或倒伏開始時加快門體的動作，並且緩和豎起結束時或倒伏結束時的衝擊力。更理想的開發目的是可設定使門體在任意水位浮起。
本發明的浮體式舌瓣閘門是設置於開口部或出入口，當水流入時，為了隔斷上述開口部或上述出入口，在上述所流入的水的方向上，在高度方向的平面內，門體的前端側能夠以基端側為支點豎起擺動而構成，所述浮體式舌瓣閘門的最主要特徵在於：在將一端安裝於上述門體上的繩索的另一端安裝輔助力產生單元，上述輔助力產生單元的構成包括：配重，在上述配重的內部形成有空間；伸縮構件，配置於上述配重的上述空間內，當壓縮力起作用時，抵抗上述壓縮力而欲復原；以及按壓板，為了使上述壓縮力作用至上述伸縮構件，抵接於上述伸縮構件的下表面，並與上述繩索的另一端連接，上述繩索經由形成於上述配重的頂棚上的孔而貫通上述伸縮構件的中心部，上述伸縮構件配置於上述空間內。
上述本發明將輔助力產生單元設為如下構成，即，使按壓板抵接於上述伸縮構件的下表面，所述按壓板與經由形成於配 重的頂棚上的孔而貫通伸縮構件的中心部的繩索的另一端連接，藉此發揮以下作用。
在門體豎起初期，藉由伸縮構件的反彈力而拉緊繩索，因此門體的豎起速度加快，另一方面，在豎起結束前，藉由伸縮單元的反彈力而產生輔助力，因此門體豎起末期的豎起速度減慢。
在門體倒伏開始時，藉由伸縮構件的反彈力而產生輔助力，因此拉緊繩索而使門體的倒伏速度加快，另一方面，在倒伏結束前，藉由伸縮單元的反彈力而產生輔助力，因此門體倒伏末期的倒伏速度減慢。
在上述本發明中，還設置有調節輔助力產生單元的最頂點的高度位置的高度位置調節機構時，以調整伸縮單元的初始輔助力。
在本發明中，在門體豎起初期，藉由伸縮構件的反彈力而拉緊繩索，使門體的豎起速度加快，從而可防止流入初期的溢流。另一方面，在豎起結束前，藉由伸縮單元的反彈力而產生輔助力，使豎起末期的豎起速度減慢，因此可緩和豎起結束時的衝擊力。
並且，在門體倒伏開始時，藉由伸縮構件的反彈力而產生輔助力拉緊繩索，使門體的倒伏速度加快，藉此水位的跟隨性提高。另一方面，在倒伏結束前，藉由伸縮單元的反彈力而產生輔助力，使倒伏末期的倒伏速度減慢，因此可緩和倒伏結束時的 衝擊力。
在本發明中，當進而設置有調節輔助力產生單元的最頂點的高度位置的高度位置調節機構時，可調整伸縮單元的初始輔助力，從而可設定門體在任意水位浮起。
1、12‧‧‧門體
11‧‧‧浮體式舌瓣閘門
12a‧‧‧基端側
12b‧‧‧前端側
12c‧‧‧旋轉軸
13‧‧‧桿件
14‧‧‧鋼索
15‧‧‧門擋
15a‧‧‧收納空間
15b‧‧‧引導構件
15c‧‧‧台座
16‧‧‧第1定滑輪
17‧‧‧第2定滑輪
18a‧‧‧導件
18b‧‧‧軌條
19‧‧‧車輪
20‧‧‧輔助力產生單元
21‧‧‧配重
21a‧‧‧空間
21b‧‧‧孔
22‧‧‧壓縮螺旋彈簧
23‧‧‧按壓板
24‧‧‧汽缸
24a‧‧‧缸體
24b‧‧‧活塞
24c‧‧‧桿件
24d‧‧‧氣體
30‧‧‧高度位置調節機構
30a‧‧‧台座
30b‧‧‧按壓螺栓
30c‧‧‧固定用螺栓
rs‧‧‧路面
w‧‧‧水
圖1(a)及圖1(b)是本發明的浮體式舌瓣閘門的概略構成圖，圖1(a)是側面視圖，圖1(b)是正面視圖，圖1(c)是平面視圖。
圖2(a)及圖2(b)是採用壓縮螺旋彈簧作為伸縮構件時的說明圖，所述伸縮構件是本發明的浮體式舌瓣閘門的輔助力產生單元的構成要素，圖2(a)是放大表示構造的圖，圖2(b)是表示運動中作用至壓縮螺旋彈簧的力的圖。
圖3(a)及圖3(b)是表示本發明的浮體式舌瓣閘門的輔助力產生單元的最頂點的高度位置調節機構的圖，圖3(a)是正面圖，圖3(b)是平面圖。
圖4(a)至圖4(e)是說明本發明的浮體式舌瓣閘門的豎起時的動作原理的圖，圖4(a)是表示流入初期的圖，圖4(b)是表示豎起初期的圖，圖4(c)是表示豎起中期的圖，圖4(d)是表示豎起後期的圖，圖4(e)是表示豎起結束期的圖。
圖5(a)至圖5(e)是說明本發明的浮體式舌瓣閘門的倒伏時的動作原理的圖，圖5(a)是表示倒伏開始時的圖，圖5(b) 是表示倒伏初期的圖，圖5(c)是表示倒伏中期的圖，圖5(d)是表示倒伏後期的圖，圖5(e)是表示倒伏結束期的圖。
圖6(a)及圖6(b)是說明浮體式舌瓣閘門的豎起角度與輔助力的關係的圖，圖6(a)是僅使用配重時的圖，圖6(b)是使用配重及壓縮螺旋彈簧時的圖。
圖7是採用汽缸(gas cylinder)作為伸縮構件時的說明圖，所述伸縮構件是本發明的浮體式舌瓣閘門的輔助力產生單元的構成要素。
圖8(a)是桿件(rod)上安裝有車輪的本發明的浮體式舌瓣閘門的該部分的說明圖，圖8(b)是在圖8(a)的構成中進而設置有軌條(rail)時的說明圖。
圖9(a)是在門體的兩側後面安裝有桿件的本發明的浮體式舌瓣閘門的該部分的說明圖，圖9(b)是在圖9(a)的構成中進而設置有車輪時的說明圖。
圖10(a)及圖10(b)是說明習知的浮體式舌瓣閘門的問題的圖，圖10(a)是表示流入初期的圖，圖10(b)是表示水位下降時的圖。
本發明的目的在於加快流入初期或倒伏開始時的門體動作，並且緩和豎起結束時或倒伏結束時的衝擊力，該目的是藉由如下方式而實現，即，在配置於內部空間的伸縮構件的下表面上設置輔助力產生單元，所述輔助力產生單元與繩索的另一端連 接，所述繩索經由形成於配重的頂棚上的孔而貫通伸縮構件的中心部。
[實施例]
以下，利用圖1(a)及圖1(b)~圖6(a)及圖6(b)，詳細說明用以實施本發明的形態。
圖1(a)及圖1(b)是表示本發明的浮體式舌瓣閘門的概略構成的圖。
圖1(a)及圖1(b)中，11是本發明的浮體式舌瓣閘門，例如配置於防波堤的開口部的路面rs上。該浮體式舌瓣閘門11在水w自海洋(或河流)流入至生活空間或地下空間等堤後低地區域時，利用所流入的水w的水壓，以基端側12a的旋轉軸12c為支點使門體12的前端側12b豎起擺動，將開口部隔斷成防水狀態。再者，18a是為了引導門體12的豎起擺動，而形成於門擋(door stop)15上的導件(guide)。
構成該浮體式舌瓣閘門11的門體12是由單一浮體所構成，當所隔斷的開口部的寬度較寬時，設為將多個門體12沿開口部的寬度方向加以連結的構成，各門體12間是藉由門間防水橡膠而連結。並且，在兩側的門體12的與門擋15相對之側設置有防水橡膠，所述門擋15設置於防波堤的開口部。
圖1(a)及圖1(b)所示的本發明的浮體式舌瓣閘門11例如在門體12的前端附近的寬度方向整個區域內安裝有一根桿件13，具有支持水壓荷重以及安裝鋼索14的一端的功能。
上述鋼索(wire rope)14的另一端經由第1定滑輪16及第2定滑輪17而安裝於輔助力產生單元20上，所述第1定滑輪16及第2定滑輪17設置於倒伏時的門體12的前端上方及基端側上方的門擋15上，所述輔助力產生單元20配置於門擋15內部所設置的收納空間15a內。
輔助力產生單元20例如，如圖2(a)及圖2(b)所示具有如下構成，即，在形成於配重21的內部並且下方打開的空間21a內，配置作為伸縮構件的壓縮螺旋彈簧22，利用按壓板23支持該壓縮螺旋彈簧22的下表面，並且沿著安裝於收納空間15a內的引導構件15b而升降移動。
並且，按壓板23與上述鋼索14的另一端連接，上述鋼索14經由設置於配重21的頂棚上的孔21b而貫通上述壓縮螺旋彈簧22的中心部。
30是調節輔助力產生單元20的最頂點的高度位置的高度位置調節機構，如圖3(a)及圖3(b)所示具有如下構成，即，在安裝有第2定滑輪17的台座30a上，例如擰入有四根按壓螺栓(pushing bolt)30b。
在此種構成的高度位置調節機構30中，可藉由按壓螺栓30b的擰入至台座30a的擰入量而改變輔助力產生單元20的最頂點的高度位置，改變僅由壓縮螺旋彈簧22所承受的鋼索14的行程(stroke)量，從而調整作用至壓縮螺旋彈簧22的壓縮力。再者，圖3(a)及圖3(b)中的30c是台座30a的固定用螺栓。
在上述構成的本發明的浮體式舌瓣閘門11中，在門體12豎起時及門體12倒伏時，發揮如以下所述的作用。
(門體12豎起時：參照圖4(a)至圖4(e))
．流入初期：圖4(a)
在流入初期，輔助力產生單元20位於最上限位置，壓縮螺旋彈簧22處於壓縮狀態，因此藉由壓縮螺旋彈簧22的反彈力，鋼索14被朝向使門體12豎起的方向拉緊而輔助門體12豎起。該輔助力伴隨著壓縮螺旋彈簧22的反彈力的減少而減少。
．豎起動作初期：圖4(b)
伴隨著門體12的豎起，壓縮螺旋彈簧22緩緩拉伸。當壓縮螺旋彈簧22的反彈力減少直至無法支撐配重21的重量時，配重21開始下降。之後，藉由壓縮螺旋彈簧22的反彈力而支撐配重21，配重21的重量作用至鋼索14而輔助門體12豎起。
．豎起動作中期：圖4(c)
當門體12豎起至中間程度(門體12的豎起角度為35°~55°左右)為止時，配重21落座於台座15c上，所述台座15c設置於門擋15的收納空間15a內。落座後，配重21的荷重自壓縮螺旋彈簧22釋放，壓縮螺旋彈簧22變為荷重為0的自由長度，張力不再作用至鋼索14。
．豎起動作後期：圖4(d)
當門體12的豎起超過中間程度，藉由門體12的豎起動作(作用至門體12的水壓)而拉緊鋼索14時，壓縮螺旋彈簧22被壓縮。 當壓縮螺旋彈簧22的反彈力可支撐配重21的重量時，配重21自台座15c離開而開始上升。之後，藉由壓縮螺旋彈簧22的反彈力而支撐配重21，配重21的重量作用至鋼索14，因此門體12的驟然豎起動作得到緩和。
．豎起動作結束期：圖4(e)
當門體12達到最大豎起角度附近，配重21與按壓螺栓30b接觸而達到最頂點時，鋼索14的張力全部作用至壓縮螺旋彈簧22而使壓縮螺旋彈簧22壓縮。此時，藉由壓縮螺旋彈簧22的反彈力而朝向門體12的倒伏方向產生輔助力，因此可緩和門體12的豎起結束時的衝擊力。
(門體12倒伏時：參照圖5(a)至圖5(e))
．倒伏開始時：圖5(a)
門體12自最大豎起角度開始倒伏時，壓縮螺旋彈簧22處於壓縮狀態，因此藉由壓縮螺旋彈簧22的反彈力而拉緊鋼索14，輔助力朝向倒伏方向起作用，輔助門體12倒伏。該輔助力伴隨著壓縮螺旋彈簧22的反彈力的減少而減少。
．倒伏動作初期：圖5(b)
伴隨著門體12的倒伏，壓縮螺旋彈簧22緩緩拉伸。當壓縮螺旋彈簧22的反彈力減少直至無法支撐配重21的重量時，配重21開始下降。之後，藉由壓縮螺旋彈簧22的反彈力而支撐配重21，配重21的重量作用至鋼索14而輔助門體12倒伏，隨著水位的下降，門體12進行倒伏。
．倒伏動作中期：圖5(c)
當門體12倒伏至中間程度(門體12的豎起角度為35°~55°左右)為止時，配重21落座於台座15c上，所述台座15c設置於門擋15的收納空間15a內。落座後，配重21的荷重自壓縮螺旋彈簧22釋放，壓縮螺旋彈簧22變為荷重為0的自由長度，張力不再作用至鋼索14。
．倒伏動作後期：圖5(d)
當門體12的倒伏超過中間程度時，藉由門體12的利用自體重量而實現的倒伏動作，拉緊鋼索14而使壓縮螺旋彈簧22壓縮。當壓縮螺旋彈簧22的反彈力可支撐配重21的重量時，配重21自台座15c離開而開始上升。之後，藉由壓縮螺旋彈簧22的反彈力而支撐配重21，配重21的重量作用至鋼索14，因此門體12的驟然倒伏動作得到緩和。
．倒伏動作結束期：圖5(e)
當門體12達到倒伏界限附近，配重21與按壓螺栓30b接觸而達到最頂點時，鋼索14的張力全部作用至壓縮螺旋彈簧22，而使壓縮螺旋彈簧22壓縮。此時，藉由壓縮螺旋彈簧22的反彈力而朝向門體12的豎起方向產生輔助力，因此可緩和門體12的倒伏結束時的衝擊力。
如上所述，在本發明的浮體式舌瓣閘門11中，使用輔助力產生單元20而發揮多種功能，所述輔助力產生單元20併用配重21及壓縮螺旋彈簧22，藉此可實現門體12的豎起及倒伏時 的輔助、衝擊緩和、水位追隨。
此時，在本發明的浮體式舌瓣閘門11中，如圖6(b)所示，可增大在門體12的豎起界限附近、門體12的倒伏界限附近的輔助力，本發明的浮體式舌瓣閘門11包含輔助力產生單元20，所述輔助力產生單元20併用配重21及壓縮螺旋彈簧22。並且，在門體12的豎起角度為45°左右時，配重21落座於台座上，壓縮螺旋彈簧22緩緩拉伸。此時，在圖6(b)中，是表示壓縮螺旋彈簧22緩緩拉伸直至門體12的豎起角度達到45°且反彈力達到零為止的情況，但壓縮螺旋彈簧22亦可不拉伸至反彈力達到零為止。
另一方面，當僅由配重21構成輔助力產生單元20時，輔助力僅為配重21的重量，因此無論門體12的豎起角度如何，輔助力均如圖6(a)所示為固定。
此外，當如發明例般設置有台座15c時，可在門體12處於中間程度(門體12的豎起角度為35°~55°左右)的狀態時使輔助力為零，從而在該範圍內的門體12的水位跟隨性得到提高。
此外，毋庸置言，本發明並不限於上述示例，只要在申請專利範圍各項所述的技術思想範疇內，即可適當變更實施形態。
例如在上述示例中，已揭示併用配重21及壓縮螺旋彈簧22的輔助力產生單元20，但如圖7所示，亦可為併用配重21及汽缸24的輔助力產生單元20。
在此情形時，在配重21的空間21a內設置包含缸體 (cylinder)24a、活塞(piston)24b及桿件24c的汽缸24，將大氣壓以上的氣體24d密閉於桿件24c側的缸體24a內，所述缸體24a已藉由活塞24b而密閉。並且，使桿件24c經由配重21的上述孔21b而突出，並與鋼索14連接。
在此種汽缸24中，當拉緊鋼索14時，缸體24內的氣體24d被壓縮而產生反彈力。
並且，在上述示例中，是揭示一根桿件13由導件18a引導，所述一根桿件13安裝於門體12的前端附近的寬度方向整個區域，但如圖8(a)所示，亦可為在桿件13與導件18a相接觸的部分安裝有車輪19。並且，如圖8(b)所示，亦可設為利用軌條18b引導安裝於桿件13上的車輪19。
並且，在上述示例中，是揭示將一根桿件13安裝於門體12的前端附近的寬度方向整個區域，但如圖9(a)及圖9(b)所示，亦可僅在門體12的兩側安裝桿件13。在此情形時，如圖9(b)所示，亦可在桿件13與導件18a相接觸的部分安裝車輪19。
並且，在上述實施例中，是使用鋼索14，但亦可使用聚醯胺系、聚酯系、聚乙烯系、聚丙烯系、聚芳醯胺系、聚芳酯系、超高密度聚乙烯等的纖維繩索。
並且，上述示例是揭示門體12由單一浮體所構成的浮體式舌瓣閘門，但亦可應用於將多個浮體沿高度方向加以連結的浮體連結式舌瓣閘門。
並且，在上述示例中，輔助力產生單元20安裝於門擋 15的內部的收納空間15a內，但亦可設置於門擋15的外部。
並且，在上述示例中，導件18a設置於門擋15的外部，但亦可設置於門擋15的內部。並且，只要藉由底部鉸鏈構造，門體12能夠以底部鉸鏈為中心進行起伏擺動，便可不在門擋15上設置導件18a。
並且，在上述示例中，輔助力產生單元20是揭示落座於台座15c上的單元，但是該台座15c不一定是必需的構成要素。
11‧‧‧浮體式舌瓣閘門
12‧‧‧門體
12a‧‧‧基端側
12b‧‧‧前端側
12c‧‧‧旋轉軸
13‧‧‧桿件
14‧‧‧鋼索
15‧‧‧門擋
15a‧‧‧收納空間
15b‧‧‧引導構件
15c‧‧‧台座
16‧‧‧第1定滑輪
17‧‧‧第2定滑輪
18a‧‧‧導件
20‧‧‧輔助力產生單元
21‧‧‧配重
22‧‧‧壓縮螺旋彈簧
23‧‧‧按壓板
30‧‧‧高度位置調節機構
rs‧‧‧路面

Claims (4)

  1. 一種浮體式舌瓣閘門，設置於開口部或出入口，當水流入時，為了隔斷上述開口部或上述出入口，在上述所流入的水的方向上，在高度方向的平面內，門體的前端側能夠以基端側為支點豎起擺動而構成，所述浮體式舌瓣閘門的特徵在於：在將一端安裝於上述門體上的繩索的另一端，安裝輔助力產生單元，上述輔助力產生單元的構成包括：配重，在上述配重的內部形成有空間；伸縮構件，配置於上述配重的上述空間內，當壓縮力起作用時，抵抗上述壓縮力而復原；以及按壓板，為了使上述壓縮力作用至上述伸縮構件，抵接於上述伸縮構件的下表面，並與上述繩索的另一端連接，上述繩索經由形成於上述配重的頂棚上的孔而貫通上述伸縮構件的中心部，上述伸縮構件配置於上述空間內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的浮體式舌瓣閘門，其中上述伸縮構件是壓縮彈簧。
  3. 一種浮體式舌瓣閘門，其特徵在於：取代申請專利範圍第2項所述的上述壓縮螺旋彈簧，將上述汽缸配置於上述配重的上述空間內，使構成上述汽缸的桿件經由上述配重的上述孔而突出，並與上述繩索的另一端連接。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的浮體式舌瓣閘門，其中還設置有調節上述輔助力產生單元的最頂點的高度位置的高度位置調節機構，以調整上述伸縮單元的初始輔助力。
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