TW201732121A - 翻轉閘門以及閘門設備 - Google Patents

Abstract

即使將翻轉閘門設置於漂砂、流砂或漂流木、瓦礫等的堆積部位或水路，在上游側水位上升時，亦開放水路，另一方面，在下游側水位上升時，亦維持水路的閉鎖狀態。 本發明包括：閘門本體12，其使上端部12a旋轉自如地支持於搖動軸12b，使下部12c向水路的上游方向及下游方向自如地搖動，在上游側水位上升時，下部12c向下游側搖動而開放水路，另一方面，在下游側水位上升時，維持水路的閉鎖狀態；以及箱體16，其以向下游側突出的形狀而設置於閘門本體12的下游側的面。自水路的縱剖面方向觀察，箱體16將底面16a形成為以搖動軸12b側為中心而自閘門本體12的下端部凸出的凸彎曲面。

Description

翻轉閘門以及閘門設備

本發明是有關於一種翻轉閘門（flap gate）以及將該翻轉閘門設置於規定的處所或位置的閘門設備，所述翻轉閘門在上游側水位上升時，開放水路而使流水流向下游側，另一方面，在下游側水位上升時，維持流水不流向上游側的狀態。

例如在將海嘯、滿潮防潮堤設置於河床的情況下，必須不使發生滿潮或海嘯時的拍岸浪向河流的上游側疏通，另一方面，例如在洪水時，需要使洪水向河流的下游側疏通。

因此，較為理想的是將海嘯、滿潮防潮堤設為可動式。然而，在設置於堆積有由滿潮或洪水產生的漂砂或流砂，或者堆積有於海嘯時流來的漂砂、流砂或漂流木、瓦礫等的河床的情況下，這些堆積物會成為阻礙海嘯、滿潮防潮堤的動作的主要原因。

例如，對於利用自重的落下式閘門而言，閘門會落下至所述堆積物的上部。因此，不僅預料外的外力會作用於閘門，而且亦存在因堆積物而無法閉鎖河床的情況。

另外，對於專利文獻1所揭示的前端側以基端側為支點而立起搖動的翻轉閘門而言，在平時的傾倒狀態下，漂砂、流砂或漂流木、瓦礫等會堆積於閘門本體上。

這些堆積物例如根據設置的地域，會達到2 m以上的厚度。因此，在海嘯的拍岸浪湧來時，閘門本體因所述堆積物而無法立起的情況下，無法阻止拍岸浪向河流的上游側疏通。

為了應對所述問題，亦可考慮設置閘門本體的立起機構。然而，為了使堆積有漂砂、流砂或漂流木、瓦礫等的狀態下的閘門本體立起，需要大規模的立起機構。而且，始終需要進行不使堆積的漂砂、流砂或漂流木、瓦礫等進入至立起機構的維持管理。

作為其他方法，已存在如下翻轉閘門，該翻轉閘門的閘門本體的下部以向河流的上游方向或下游方向自如地搖動的方式而垂下。該翻轉閘門為如下構造，如圖7（a）、圖7（b）所示，利用安裝於上端部的搖動軸1a，使閘門本體1旋轉自如地支持於簾牆（curtain wall）2。

在所述翻轉閘門的情況下，例如在海嘯的拍岸浪湧來時，阻止閘門本體1向上游方向搖動，從而能夠阻止拍岸浪4或砂等堆積物5向上游側疏通。如圖7（a）所示，藉由設置於閘門本體1的上游側的擋塊3來阻止該閘門本體1向上游方向搖動。

然而，如圖7（b）所示，所述閘門本體1因砂等堆積物5而無法向下游方向搖動。因此，海嘯退潮時或下驟雨時等，自上游側流向下游側的洪水6無法向下游側疏通。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2012-241449號公報

[發明所欲解決之課題] 本發明所欲解決的問題點在於：在將翻轉閘門設置於漂砂、流砂或漂流木、瓦礫等的堆積處所或水路的情況下，無法疏通自上游側流向下游側的流水。

[解決課題之手段] 本發明的目的在於：即使將翻轉閘門設置於漂砂、流砂或漂流木、瓦礫等的堆積處所或水路，亦能夠防止流水或所述堆積物向上游側疏通，且能夠疏通自上游側流向下游側的流水。

本發明的翻轉閘門的最主要的特徵在於包括： 閘門本體，其使所述閘門本體的上端部旋轉自如地支持於搖動軸，使所述閘門本體的下部向水路的上游方向及下游方向自如地搖動，所述搖動軸以使水路的橫剖面方向成為長度方向的方式配置，在上游側水位上升時，所述下部向下游側搖動而使閉鎖狀態的水路開放，另一方面，在下游側水位上升時，藉由設置於上游側的擋塊來維持所述水路的閉鎖狀態；以及 箱體，其以向下游側突出的形狀而設置於所述閘門本體的下游側的面， 自所述水路的縱剖面方向觀察，所述箱體將底面形成為以所述搖動軸側為中心而自所述閘門本體的下端部凸出的凸彎曲面。

所述本發明的翻轉閘門在下游側的水位上升，水自下游側流向上游側時，阻止閘門本體向上游方向搖動，從而維持水路的閉鎖狀態。因此，能夠防止來自下游側的流水或堆積於下游側的砂等堆積物向上游側疏通。

另一方面，在上游側水位上升時，藉由將箱體的底面設為凸彎曲面，即使在下游側存在砂等堆積物，閘門本體亦能夠向下游方向搖動。因此，能夠使來自上游側的流水向下游側疏通。

本發明的翻轉閘門較為理想的是以如下方式形成，即，自所述搖動軸至箱體的底面的凸彎曲面為止的距離隨著自下游側的面遠離閘門本體的下游側而遞增。若設為此種凸彎曲面，則當閘門本體向下游方向搖動時，在搖動之後，箱體的底面會立即離開堆積物的表面，閘門本體能夠順利地向下游方向搖動。

本發明的翻轉閘門例如設置於河床，或作為子閘門而設置於能夠阻斷水路的母閘門的本體開口部。此為本發明的閘門設備。 [發明的效果]

本發明在下游側的水位上升，水自下游側流向上游側時，阻止閘門本體向上游方向搖動，從而維持水路的閉鎖狀態。因此，能夠防止來自下游側的流水或堆積於下游側的砂等堆積物向上游側疏通。

而且，藉由將箱體的底面設為凸彎曲面，在上游側水位上升時，即使在下游側存在砂等堆積物，閘門本體亦能夠向下游方向搖動。因此，能夠使來自上游側的流水向下游側疏通而確保流水面積。

本發明的目的在於：即使將翻轉閘門設置於漂砂、流砂或漂流木、瓦礫等的堆積處所或水路，在上游側水位上升時，亦開放水路，另一方面，在下游側水位上升時，亦維持水路的閉鎖狀態。

在本發明中，將箱體以向下游側突出的形狀而設置於閘門本體的下游側的面，且將該箱體的底面形成為以對閘門本體的上端部進行支持的搖動軸側為中心而自閘門本體的下端部凸出的凸彎曲面，藉此實現所述目的。 [實施例]

使用圖1（a）、圖1（b）、圖1（c）～圖3（a）、圖3（b），詳細地對用以實施本發明的形態的一例進行說明。 11為本發明的翻轉閘門。本發明的翻轉閘門11例如使閘門本體12的上端部12a旋轉自如地支持於設置在門柱13之間的簾牆14，下部12c向河流的上游方向及下游方向自如地搖動。

將閘門本體12支持於所述簾牆14，例如在圖2（a）、圖2（b）所示的例子中，可利用連結件（link）20來連接安裝於閘門本體12的上端部12a兩側的搖動軸12b、與安裝於簾牆14的支持軸14a來進行。以所述方式經由連結件20來支持閘門本體12，藉此，能夠確保精度佳的水密性能。

在圖2（a）、圖2（b）中，15為安裝於簾牆14的軸承托架（bearing bracket）。而且，19a為設置於所述軸承托架15的支持軸14a的插通部的軸襯（bush）。而且，19b為安裝於閘門本體12的搖動軸12b的兩端部的軸襯。而且，22a為端板（end plate），其為了防止所述支持軸14a脫落而安裝於支持軸14a的兩端。而且，22b為平板，其在將安裝有所述軸襯19b的搖動軸12b的兩端部插入至設置於閘門本體12的上端部12a的插入孔之後，封閉該插入孔。

本發明的閘門設備10是以使閘門本體12的下端位於較河流的正常水位（ordinary water level）更靠上方的位置的方式，將所述翻轉閘門11設置於河床。

此時，將擋塊17設置於閘門本體12的下部12c的上游側，阻止閘門本體12的下部12c向河流的上游側搖動，使該閘門本體12的下部12c僅向下游側自如地搖動。

而且，在本發明中，於閘門本體12的河流下游側的面12d，以向下游側突出的形狀而安裝有箱體16。該箱體16例如將自與河流的流動方向平行的直線上的位置觀察到的底面形狀，設為以所述搖動軸12b側為中心的凸彎曲面。

在本發明中，箱體16的底面形狀例如設為圓弧，該箱體16的底面16a的河流的上游側端部16d以與閘門本體12的下游側的面12d的下端一致的方式被安裝。對於該箱體16的底面16a而言，例如，如圖1（a）所示，所述底面16a的河流的下游側端部16b未埋沒於堆積物5。

所述箱體16的內部例如裝入有浮力體，在洪水時，因水壓而向下游方向搖動的方向的力矩（moment）作用於安裝有箱體16的閘門本體12。

但是，閘門本體12的旋轉半徑r1取決於欲防禦的海嘯或滿潮的高度。另一方面，箱體16的底面16a的半徑r2在設計上，能夠進行調節。在本實施例的情況下，如圖1（a）所示，自搖動軸12b的中心至閘門本體12的前端為止的距離成為所述旋轉半徑r1。而且，閘門本體12閉鎖狀態時的自通過搖動軸12b與支持軸14a而沿著上下方向延伸的線上的一個點至箱體16的底面16a為止的距離成為所述半徑r2。

即，在圖1（a）、圖1（b）、圖1（c）～圖3（a）、圖3（b）所示的實施例中，使所述半徑r2大於所述旋轉半徑r1，自搖動軸12b至箱體16的底面16a為止的距離隨著向下游側遠離閘門本體12的下游側的面12d而遞增。

如此，當閘門本體12向河流的下游方向搖動時，如圖1（c）所示，在搖動之後，箱體16的底面16a會立即離開堆積物5的表面，土壓（earth pressure）減少，閘門本體12能夠順利地搖動。

在本發明中，由於將箱體16安裝於閘門本體12的下游側的面12d，故而閘門本體12的重心位置偏向箱體16側。因此，平時，對門柱13、簾牆14及擋塊17推壓的方向的力矩作用於閘門本體12，閘門本體12的水密性能變得更佳。

在圖1（a）、圖1（b）、圖1（c）～圖3（a）、圖3（b）中，18表示配置於門柱13、簾牆14、擋塊17的下游側的面的水密橡膠。藉由該水密橡膠18使所述閘門本體12的上游側的面12e、與門柱13、簾牆14、擋塊17的下游側的面之間保持水密狀態。

所述構成的本發明的閘門設備10例如在發生海嘯，拍岸浪4湧來時，如圖1（b）所示，閘門本體12藉由擋塊17而維持平常時的保持鉛垂的狀態。因此，能夠防止拍岸浪4或堆積物5向上游側疏通。

另一方面，對於海嘯退潮或下驟雨等的自上游側流向下游側的洪水6，藉由箱體16的底面16a的凸彎曲面，如圖1（c）所示，即使下游側存在堆積物5，閘門本體12亦能夠向下游方向搖動。因此，能夠使洪水6向下游側疏通而確保流水面積。

本發明不限於所述例子，只要為各申請專利範圍所記載的技術思想的範疇，則當然亦可適當地對實施形態進行變更。

例如，漂砂、流砂或瓦礫等堆積物5的厚度會根據設置的河流而發生變化。在堆積物5的厚度達到數米的情況下，如圖4（a）所示，堆積物5會堆積於閘門本體12或箱體16的下游側側面16c上。該情況被認為會妨礙閘門本體12向河流的下游方向搖動。

因此，在將閘門設備10設置於堆積物5的厚度達到數米的河床的情況下，如圖4（b）所示，只要將覆蓋閘門本體12或箱體16的下游側側面16c的覆蓋體21設置於簾牆14即可。

而且，本發明的閘門設備10不限於所述已說明的作為海嘯、滿潮防潮堤而設置於河床的情況，亦可設置於堆積有砂等的水路。

在該情況下，如圖5所示的閘門設備10，該閘門設備10為將本發明的翻轉閘門11設置於藉由升降機31而升降的母閘門30的本體開口部的子閘門。或者，設為如圖6所示的閘門設備10，該閘門設備10為將本發明的翻轉閘門11設置於在軌道32上移動的母閘門30的本體開口部的子閘門。在如上所述的閘門設備10的情況下，即使母閘門30因堆積物而無法作動，本發明的翻轉閘門11亦能夠作動。

而且，在所述實施例中，將閘門本體12的上端部12a旋轉自如地安裝於簾牆14，但亦可將閘門本體12的上端部12a旋轉自如地安裝於門柱13。

而且，箱體16的底面16a的凸彎曲只要能夠使該底面16a在堆積物5上順利地滑動，則並不限於所述實施例所說明的圓弧等，亦可為橢圓、漸開線（involute curve）、正弦曲線（sine curve）的一部分等。

而且，在圖1（a）、圖1（b）、圖1（c）～圖4（a）、圖4（b）所示的實施例中，經由連結件20來支持閘門本體12，但亦可如圖6所示，不經由連結件而直接將閘門本體12的上端部12a旋轉自如地安裝於簾牆14或門柱13。

1‧‧‧閘門本體
1a‧‧‧搖動軸
2‧‧‧簾牆
3‧‧‧擋塊
4‧‧‧拍岸浪
5‧‧‧堆積物
6‧‧‧洪水
10‧‧‧閘門設備
11‧‧‧翻轉閘門
12‧‧‧閘門本體
12a‧‧‧上端部
12b‧‧‧搖動軸
12c‧‧‧下部
12d‧‧‧下游側的面
12e‧‧‧上游側的面
13‧‧‧門柱
14‧‧‧簾牆
14a‧‧‧支持軸
15‧‧‧軸承托架
16‧‧‧箱體
16a‧‧‧底面
16b‧‧‧下游側端部
16c‧‧‧下游側側面
16d‧‧‧上游側端部
17‧‧‧擋塊
18‧‧‧水密橡膠
19a‧‧‧軸襯
19b‧‧‧軸襯
20‧‧‧連結件
21‧‧‧覆蓋體
22a‧‧‧端板
22b‧‧‧平板
30‧‧‧母閘門
31‧‧‧升降機
32‧‧‧軌道
r1‧‧‧旋轉半徑
r2‧‧‧半徑

圖1（a）、圖1（b）、圖（c）是將本發明的翻轉閘門設置於河床的本發明的閘門設備的側視圖，圖1（a）表示平常時，圖1（b）表示海嘯的拍岸浪時，圖1（c）表示洪水時。 圖2（a）是自河流的下游側觀察圖1（a）、圖1（b）、圖（c）所示的本發明的閘門設備的立體圖，圖2（b）是閘門本體的安裝於簾牆的安裝部分的放大剖面圖。 圖3（a）、圖3（b）是自河流的下游側觀察圖1（a）、圖1（b）、圖（c）所示的本發明的閘門設備的正視圖，圖3（a）表示下游側無堆積物的情況，圖3（b）表示下游側存在堆積物的情況。 圖4（a）是在本發明的閘門設備的箱體的下游側側面堆積有堆積物的情況下的側視圖，圖4（b）是表示對於朝向本發明的閘門設備的箱體的下游側側面的堆積物的堆積做對應的例子的側視圖。 圖5是自正面觀察將升降式的母子閘門的子閘門作為本發明的翻轉閘門的本發明的閘門設備的概略圖。 圖6是自上方觀察將橫拉式的母子閘門的子閘門作為本發明的翻轉閘門的本發明的閘門設備的概略圖。 圖7（a）、圖7（b）是將無箱體的以往的翻轉閘門應用於砂等的堆積處所時的側視圖，圖7（a）表示海嘯的拍岸浪時，圖7（b）表示海嘯退潮時或洪水時。

4‧‧‧拍岸浪

5‧‧‧堆積物

6‧‧‧洪水

10‧‧‧閘門設備

11‧‧‧翻轉閘門

12‧‧‧閘門本體

12a‧‧‧上端部

12b‧‧‧搖動軸

12c‧‧‧下部

12d‧‧‧下游側的面

12e‧‧‧上游側的面

14‧‧‧簾牆

14a‧‧‧支持軸

15‧‧‧軸承托架

16‧‧‧箱體

16a‧‧‧底面

16b‧‧‧下游側端部

16c‧‧‧下游側側面

16d‧‧‧上游側端部

17‧‧‧擋塊

18‧‧‧水密橡膠

20‧‧‧連結件

22a‧‧‧端板

r1‧‧‧旋轉半徑

r2‧‧‧半徑

Claims (5)

1. 一種翻轉閘門，其特徵在於包括： 閘門本體，使所述閘門本體的上端部旋轉自如地支持於搖動軸，使所述閘門本體的下部向水路的上游方向及下游方向自如地搖動，所述搖動軸以使水路的橫剖面方向成為長度方向的方式配置，在上游側水位上升時，所述下部向下游側搖動而使閉鎖狀態的水路開放，另一方面，在下游側水位上升時，藉由設置於上游側的擋塊來維持所述水路的閉鎖狀態；以及 箱體，以向下游側突出的形狀而設置於所述閘門本體的下游側的面， 自所述水路的縱剖面方向觀察，所述箱體將底面形成為以所述搖動軸側為中心而自所述閘門本體的下端部凸出的凸彎曲面。
2. 如申請專利範圍第1項所述的翻轉閘門，其中 所述箱體是以使自所述搖動軸至所述底面的凸彎曲面為止的距離隨著自下游側的面遠離所述閘門本體的下游側而遞增的方式，形成底面。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的翻轉閘門，其中 設置有覆蓋所述閘門本體及所述箱體的上方部的覆蓋體。
4. 一種閘門設備，其特徵在於： 將如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的翻轉閘門設置於河床。
5. 一種閘門設備，其特徵在於： 將如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的翻轉閘門作為子閘門，設置於能夠阻斷水路的母閘門的本體開口部。