WO2013108471A1 - 浮体式フラップゲート - Google Patents

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floating
auxiliary force
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京一 仲保
俊明 森井
竜太 吉識
真規 乾
雄一郎 木村
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日立造船株式会社
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
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    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B7/00Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
    • E02B7/20Movable barrages; Lock or dry-dock gates
    • E02B7/40Swinging or turning gates
    • E02B7/44Hinged-leaf gates

Definitions

  • the present invention relates to a floating flap gate that is installed at, for example, an opening of a breakwater, and prevents the increased water from flowing into a living space or an underground space when the water increases, so that the door is lifted to block the opening. Is.
  • the door body 1 shows a dangerous behavior in which the door body 1 is maintained up to a water level that is about 1/3 the height of the door body 1 and then suddenly falls (FIG. 10). (See (b)).
  • the floating flap gate proposed in Patent Document 2 compensates for the lack of buoyancy of the floating flap gate with the weight of the counterweight, thereby solving the delay in the floating operation of the door at the initial inflow.
  • the floating-type flap gate proposed in Patent Document 2 always applies the weight of the counterweight in a direction that assists the floating operation of the door body, so that it is difficult to fall down when the water level is lowered.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-228561 proposes an equipment that uses a damper circuit to attenuate the fall speed during the fall.
  • the damper circuit attenuates the rising speed at the time of standing up, so that overflow may occur at the beginning of inflow.
  • the problem to be solved by the present invention is that, in order to solve the problem of the conventional floating flap gate, when a device that always assists the floating operation of the door is installed, it is difficult to fall down when the water level drops. Is a point. In addition, when a damper circuit that attenuates the lodging speed at the time of lodging is installed, there is a possibility that overflow may occur at the beginning of inflow.
  • the present invention was made for the purpose of speeding up the movement of the door body at the beginning of inflow (at the start of standing up) or at the start of falling down, and to alleviate the impact force at the completion of standing up or at the completion of falling down. More desirably, it is made for the purpose of enabling the setting such that the door body floats at an arbitrary water level.
  • the floating flap gate of the present invention is In order to block the opening or the entrance when water flows in, it is installed at the opening or the entrance and exit, so that the distal end side of the door body is a fulcrum in the plane in the height direction in the direction of the inflowing water.
  • a floating flap gate configured to be able to stand and swing, Auxiliary force generating means is attached to the other end of the rope having one end attached to the door body, Auxiliary force generating means
  • the auxiliary force generating means includes the other end of the rope penetrating the center portion of the elastic member through the hole formed in the ceiling of the counterweight on the lower surface of the elastic member arranged in the internal space of the counterweight.
  • the initial auxiliary force of the expansion / contraction means can be adjusted.
  • the rope is pulled by the repulsive force of the expansion and contraction member, the rising speed of the door body is accelerated, and overflow at the initial stage of inflow can be prevented.
  • the auxiliary force is generated by the repulsive force of the expansion / contraction means before the standing is completed and the rising speed at the end of the rising is decelerated, the impact force at the completion of the rising can be reduced.
  • the auxiliary force is generated by the repulsive force of the expansion and contraction member, the rope is pulled, and the fall speed of the door body is accelerated, thereby improving the water level followability.
  • the assist force is generated by the repulsive force of the expansion / contraction means before the completion of the lodging, and the lodging speed at the end of the lodging is reduced. Therefore, the impact force at the completion of the lodging can be reduced.
  • the initial auxiliary force of the expansion / contraction means can be adjusted so that it can be adjusted at an arbitrary water level.
  • the door body can be set to rise.
  • FIG. 1 It is a schematic block diagram of the floating type flap gate of this invention, (a) is the figure seen from the side surface, (b) is the figure seen from the front, (c) is the figure seen from the plane. It is explanatory drawing at the time of employ
  • FIG. 4 is a diagram showing a standing completion period.
  • (A) is explanatory drawing of the said part of the floating type flap gate of this invention which attached the wheel to the rod
  • (b) is explanatory drawing at the time of providing a rail further in the structure of (a) figure.
  • (A) is explanatory drawing of the said part of the floating type flap gate of this invention which attached the rod on both sides of the door body
  • (b) is explanatory drawing at the time of providing a wheel further to the structure of (a) figure. It is a figure explaining the problem of the conventional floating body type flap gate, (a) is an inflow initial stage, (b) is the figure which showed the time of the water level fall.
  • the purpose of the present invention is to increase the speed of the door body at the beginning of inflow and at the start of lodging, and to reduce the impact force at the time of completion of standing up and completion of lodging. This is realized by installing auxiliary force generating means that abuts a pressing plate connected to the other end of the rope that passes through the center portion of the elastic member through the hole formed in the ceiling.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a floating flap gate of the present invention.
  • reference numeral 11 denotes a floating flap gate of the present invention installed on a road surface rs of an opening of a breakwater, for example.
  • the floating flap gate 11 uses the water pressure of the flowing water w when the water w flows from the ocean (or river) into the back space such as a living space or underground space, and the rotating shaft 12c on the base end side 12a.
  • the front end side 12b of the door body 12 is swung upright to block the opening in a watertight state.
  • 18a is a guide formed in the door stop 15 to guide the standing swing of the door body 12.
  • the door body 12 constituting the floating-type flap gate 11 is formed of a single floating body, and when the opening to be blocked has a wide width, the door body 12 is configured to be connected in the width direction of the opening,
  • the door bodies 12 are connected by door-to-door watertight rubber. Further, watertight rubber is provided on the side of the door bodies 12 on both sides facing the door stop 15 provided in the opening of the breakwater.
  • the floating flap gate 11 of the present invention shown in FIG. 1 has a function of attaching one end of a wire rope 14 and supporting a hydraulic load, for example, with one rod 13 attached to the entire width direction near the tip of the door body 12. is doing.
  • the other end of the wire rope 14 comes into contact with a door through a first fixed pulley 16 and a second fixed pulley 17 installed on the door stop 15 above the distal end and the proximal end of the door body 12 when lying down. 15 is attached to the auxiliary force generating means 20 arranged in the accommodation space 15a provided inside.
  • the auxiliary force generating means 20 includes a compression coil spring 22 that is an expansion / contraction member disposed in a space 21 a formed inside the counterweight 21 and having a lower opening, and a lower surface of the compression coil spring 22. Is supported by the holding plate 23, and moves up and down along the guide member 15b attached in the accommodation space 15a.
  • the presser plate 23 is connected to the other end of the wire rope 14 that penetrates the central portion of the compression coil spring 22 through a hole 21 b provided in the ceiling of the counterweight 21.
  • Reference numeral 30 denotes a height position adjusting mechanism for adjusting the height position of the uppermost point of the auxiliary force generating means 20, and, as shown in FIG. 3, for example, four pedestals 30a to which the second constant pulley 17 is attached The push bolt 30b is screwed.
  • the height position adjusting mechanism 30 having such a configuration, the height position of the uppermost point of the auxiliary force generating means 20 is changed by the screwing amount of the push bolt 30b into the pedestal 30a, and the wire rope that is handled only by the compression coil spring 22 is used. The amount of stroke 14 can be changed to adjust the compression force acting on the compression coil spring 22.
  • 30c in FIG. 3 is a fixing bolt for the base 30a.
  • Inflow initial stage (a) In the initial stage of inflow, the auxiliary force generating means 20 is at the uppermost limit position and the compression coil spring 22 is in a compressed state, so that the wire rope 14 is moved to the door body 12 by the repulsive force of the compression coil spring 22. Is pulled in the direction of standing up to assist the standing of the door body 12. This auxiliary force decreases as the repulsive force of the compression coil spring 22 decreases.
  • Late stage of standing operation (d) Fig.
  • the compression coil spring 22 When the door body 12 is raised in the middle and the wire rope 14 is pulled by the standing body 12 (water pressure acting on the door body 12), the compression coil spring 22 is compressed. The When the repulsive force of the compression coil spring 22 can support the weight of the counterweight 21, the counterweight 21 starts to move away from the base 15c. Thereafter, the counterweight 21 is supported by the repulsive force of the compression coil spring 22, and the weight of the counterweight 21 acts on the wire rope 14, so that the sudden standing operation of the door body 12 is alleviated.
  • Fig. (B) The compression coil spring 22 gradually extends as the door body 12 falls.
  • the repulsive force of the compression coil spring 22 decreases until the weight of the counterweight 21 cannot be supported, the counterweight 21 starts to descend. Thereafter, the counterweight 21 is supported by the repulsive force of the compression coil spring 22, and the weight of the counterweight 21 acts on the wire rope 14 to assist the fall of the door body 12, and the door body 12 as the water level decreases. Surrender.
  • a plurality of functions are used by using the auxiliary force generating means 20 that uses the counterweight 21 and the compression coil spring 22 together, so that the door body 12 can be raised and fallen. Assistance, impact mitigation, and water level tracking.
  • FIG. 6B shows that the compression coil spring 22 gradually extends until the repulsive force becomes zero when the standing angle of the door body 12 is 45 °, but until the repulsive force becomes zero.
  • the compression coil spring 22 may not extend.
  • the auxiliary force generating means 20 is configured only by the counterweight 21, the auxiliary force is only the weight of the counterweight 21, and therefore, as shown in FIG. 6A regardless of the standing angle of the door body 12. It becomes constant.
  • the auxiliary force is set to zero when the door body 12 is in the middle (the standing angle of the door body 12 is about 35 to 55 °). The water level followability of the door body 12 in this range is improved.
  • the auxiliary force generating means 20 using the counterweight 21 and the compression coil spring 22 is shown.
  • the counterweight 21 and the gas cylinder 24 may be used together.
  • a gas cylinder 24 composed of a cylinder 24a, a piston 24b and a rod 24c is installed in the space 21a of the counterweight 21, and a gas 24d having an atmospheric pressure or higher is sealed in the cylinder 24a on the rod 24c side sealed by the piston 24b. . Then, the rod 24 c is projected through the hole 21 b of the counterweight 21 and connected to the wire rope 14.
  • one rod 13 attached to the entire region in the width direction near the tip of the door 12 is shown guided by the guide 18a.
  • the wheel 19 may be attached to the portion where the guide 18a contacts.
  • one rod 13 is attached to the entire width direction near the tip of the door body 12, but the rod 13 is attached only to both sides of the door body 12 as shown in FIG. May be.
  • wire rope 14 is used, you may use fiber ropes, such as a polyamide type, a polyester type, a polyethylene type, a polypropylene type, an aramid type, a polyarylate type, and an ultra high density polyethylene. .
  • fiber ropes such as a polyamide type, a polyester type, a polyethylene type, a polypropylene type, an aramid type, a polyarylate type, and an ultra high density polyethylene.
  • the floating flap gate in which the door 12 is composed of a single floating body is shown.
  • the door 12 may be applied to a floating coupled flap gate in which a plurality of floating bodies are connected in the height direction.
  • the auxiliary force generating means 20 is attached to the accommodation space 15 a inside the door stop 15, but it may be installed outside the door stop 15.
  • the guide 18 a is provided outside the door stop 15, but may be provided inside the door stop 15. Further, if the door 12 can swing up and down around the bottom hinge by the bottom hinge structure, the guide 18a may not be provided in the door stop 15.
  • the auxiliary force generating means 20 has been shown to bottom on the pedestal 15c, but the pedestal 15c is not necessarily an essential component.

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Abstract

 流入初期や倒伏開始時の扉体動作を速くし、また、起立完了時や倒伏完了時の衝撃力を緩和する。 開口部或いは出入口に流入する水の方向に扉体12の先端側12bが基端側12aを支点として起立揺動可能に構成した浮体式フラップゲート11である。扉体12に一端を取付けたワイヤロープ14の他端に補助力発生手段20を取付ける。補助力発生手段20は、カウンタウエイト21の内部に形成した空間21aに圧縮コイルばね22を配置し、カウンタウエイト21の天井に形成した孔21bを通って圧縮コイルばね22の中心部を貫通するワイヤロープ14の他端と接続された押さえ板23を圧縮コイルばね22の下面に当接させることで、圧縮コイルばね22に圧縮力を作用させる構成である。 流入初期の越流を防止できる一方、倒伏開始時は水位の追従性が向上する。また、起立完了時や倒伏完了時の衝撃力を緩和できる。

Description

浮体式フラップゲート
 本発明は、例えば防波堤の開口部に設置され、増水時、増水した水が生活空間や地下空間に流れ込まないようにするため、扉体を浮上させて前記開口部を遮断する浮体式フラップゲートに関するものである。
 増水時に、増水した水が生活空間や地下空間に流れ込まないようにするため、流入する水による浮力を利用して扉体を浮上させ、例えば防波堤の開口部を遮断する浮体式フラップゲートがある(例えば特許文献1)。
 しかしながら、特許文献1で開示された浮体式フラップゲートは、流入初期の水の速度が速い場合、扉体1の浮上動作が遅れ、生活空間や地下空間等の後背域に流入する水が越流する問題がある(図10(a)参照)。
 また、水位が低下した際には、扉体1は、扉体1の1/3程度の高さの水位までは起立状態を維持し、その後急激に倒伏するという危険な挙動を示す(図10(b)参照)。
 前記問題点のうち、流入初期の越流を防ぐために、一端にカウンタウエイトを取付けたロープの他端を、滑車を介して扉体に繋いだ浮体式フラップゲートが提案されている(例えば特許文献2)。
 この特許文献2で提案された浮体式フラップゲートは、カウンタウエイトの重さで浮体式フラップゲートの浮力不足を補うことで、流入初期の扉体の浮上動作の遅れを解決している。
 しかしながら、特許文献2で提案された浮体式フラップゲートは、常時、扉体の浮上動作を助ける方向にカウンタウエイトの重さを作用させるので、水位低下時の倒伏がし難くなる。
 また、前記問題点のうち、急な倒伏動作を回避するために、ダンパ回路を使用して倒伏時の倒伏速度を減衰する設備が特許文献3で提案されている。しかしながら、特許文献3で提案された設備の場合、起立時にはダンパ回路が起立速度を減衰させるので、流入初期に越流が発生するおそれがある。
特開2001-214425号公報 特開2003-253912号公報 特許第4388494号公報
 本発明が解決しようとする問題点は、従来の浮体式フラップゲートの問題を解決するために、扉体の浮上動作を常時補助する装置を設置した場合、水位低下時の倒伏がし難くなるという点である。また、倒伏時の倒伏速度を減衰するダンパ回路を設置した場合、流入初期に越流が発生するおそれがあるという点である。
 本発明は、流入初期(起立開始時)や倒伏開始時に扉体の動作を速くし、また、起立完了時や倒伏完了時の衝撃力を緩和することを目的としてなされたものである。さらに望ましくは、任意の水位で扉体が浮上するような設定を可能にすることを目的としてなされたものである。
 本発明の浮体式フラップゲートは、
開口部或いは出入口に設置され、水が流入する際、前記開口部或いは前記出入口を遮断するため、前記流入する水の方向に高さ方向の平面内で扉体の先端側が基端側を支点として起立揺動可能に構成した浮体式フラップゲートであって、
 前記扉体に一端を取付けたロープの他端に補助力発生手段を取付け、
 補助力発生手段は、
 内部に空間を形成したカウンタウエイトと、
 このカウンタウエイトの前記空間に配置され、圧縮力が作用した場合にはこの圧縮力に反発して元に戻ろうとする伸縮部材と、
 この伸縮部材に圧縮力を作用させるため、伸縮部材の下面に当接し、前記カウンタウエイトの天井に形成した孔を通って前記空間に配置された前記伸縮部材の中心部を貫通する前記ロープの他端に接続された押さえ板と、
を有する構成であることを最も主要な特徴としている。
 上記の本発明は、補助力発生手段を、カウンタウエイトの内部空間に配置した伸縮部材の下面に、カウンタウエイトの天井に形成した孔を通って伸縮部材の中心部を貫通するロープの他端と接続された押さえ板を当接させた構成とすることで、以下の作用を奏する。
 扉体の起立初期は、伸縮部材の反発力によってロープが引っ張られるので、扉体の起立速度が加速する一方、起立完了前には伸縮手段の反発力により補助力が発生するので、扉体の起立末期の起立速度が減速する。
 扉体の倒伏開始時は、伸縮部材の反発力によって補助力が発生するので、ロープが引っ張られて扉体の倒伏速度が加速する一方、倒伏完了前には伸縮手段の反発力により補助力が発生するので、扉体の倒伏末期の倒伏速度が減速する。
 上記本発明において、補助力発生手段の最上点の高さ位置を調節する高さ位置調節機構を更に設けた場合には、伸縮手段の初期の補助力を調整できるようになる。
 本発明では、扉体の起立初期は、伸縮部材の反発力によりロープが引っ張られて扉体の起立速度が加速し、流入初期の越流を防止できる。一方、起立完了前には伸縮手段の反発力により補助力が発生して起立末期の起立速度が減速するので、起立完了時の衝撃力を緩和できる。
 また、扉体の倒伏開始時は、伸縮部材の反発力により補助力が発生してロープが引っ張られ、扉体の倒伏速度が加速することで水位の追従性が向上する。一方、倒伏完了前には伸縮手段の反発力により補助力が発生して倒伏末期の倒伏速度が減速するので、倒伏完了時の衝撃力を緩和できる。
 本発明において、補助力発生手段の最上点の高さ位置を調節する高さ位置調節機構を更に設けた場合には、伸縮手段の初期の補助力を調整できるようになって、任意の水位で扉体が浮上するように設定することができる。
本発明の浮体式フラップゲートの概略構成図で、(a)は側面から見た図、(b)は正面から見た図、(c)は平面から見た図である。 本発明の浮体式フラップゲートの補助力発生手段の構成要素である伸縮部材として圧縮コイルばねを採用した場合の説明図で、(a)は構造を拡大して示した図、(b)は運動中に圧縮コイルばねに作用する力を示した図である。 本発明の浮体式フラップゲートの補助力発生手段の最上点の高さ位置調節機構を示した図で、(a)は正面図、(b)は平面図である。 本発明の浮体式フラップゲートの起立時の動作原理を説明する図で、(a)は流入初期、(b)は起立初期、(c)は起立中期、(d)は起立後期、(e)は起立完了期を示した図である。 本発明の浮体式フラップゲートの倒伏時の動作原理を説明する図で、(a)は倒伏開始時、(b)は倒伏初期、(c)は倒伏中期、(d)は倒伏後期、(e)は倒伏完了期を示した図である。 浮体式フラップゲートの起立角度と補助力との関係を説明する図で、(a)はカウンタウエイトのみを使用する場合、(b)はカウンタウエイトと圧縮コイルばねを使用する場合の図である。 本発明の浮体式フラップゲートの補助力発生手段の構成要素である伸縮部材としてガスシリンダを採用した場合の説明図である。 (a)はロッドに車輪を取付けた本発明の浮体式フラップゲートの当該部分の説明図、(b)は(a)図の構成に更にレールを設けた場合の説明図である。 (a)は扉体の両側にロッドを後付けした本発明の浮体式フラップゲートの当該部分の説明図、(b)は(a)図の構成に更に車輪を設けた場合の説明図である。 従来の浮体式フラップゲートの問題点を説明する図で、(a)は流入初期、(b)は水位低下時を示した図である。
 本発明は、流入初期や倒伏開始時の扉体動作を速くし、また、起立完了時や倒伏完了時の衝撃力を緩和するという目的を、内部空間に配置した伸縮部材の下面に、カウンタウエイトの天井に形成した孔を通って伸縮部材の中心部を貫通するロープの他端と接続された押さえ板を当接させた補助力発生手段を設置することで実現した。
 以下、本発明を実施するための形態を、図1~図6を用いて詳細に説明する。
 図1は本発明の浮体式フラップゲートの概略構成を示した図である。
 図1において、11は例えば防波堤の、開口部の路面rsに設置される本発明の浮体式フラップゲートである。この浮体式フラップゲート11は、海洋(或いは河川)から生活空間や地下空間等の後背域に水wが流入する際、流入する水wの水圧を利用して、基端側12aの回転軸12cを支点として扉体12の先端側12bを起立揺動させて開口部を水密状態に遮断するものである。なお、18aは扉体12の起立揺動を案内するため、戸当り15に形成したガイドである。
 この浮体式フラップゲート11を構成する扉体12は単一の浮体で構成され、遮断する開口部の幅が広い場合は、複数の扉体12を開口部の幅方向に連結した構成とされ、各扉体12間は扉間水密ゴムによって連結されている。また、両側の扉体12の、防波堤の開口部に設けた戸当り15と相対する側には水密ゴムが設けられている。
 図1に示す本発明の浮体式フラップゲート11は、例えば扉体12の先端付近の幅方向全域に1本のロッド13が取付けられ、水圧荷重の支持とワイヤロープ14の一端を取付ける機能を有している。
 前記ワイヤロープ14の他端は、倒伏時の扉体12の先端上方と基端側上方の戸当り15に設置された第1の定滑車16と第2の定滑車17を介して、戸当り15内部に設けられた収容スペース15aに配置された補助力発生手段20に取付けられている。
 補助力発生手段20は、例えば図2に示すように、カウンタウエイト21の内部に形成した下方が開放された空間21aに伸縮部材である圧縮コイルばね22を配置し、この圧縮コイルばね22の下面を押さえ板23で支持するようにした構成で、収容スペース15a内に取り付けたガイド部材15bに沿って昇降動する。
 そして、押さえ板23は、カウンタウエイト21の天井に設けられた孔21bを介して前記圧縮コイルばね22の中心部を貫通する前記ワイヤロープ14の他端に接続されている。
 30は、補助力発生手段20の最上点の高さ位置を調節する高さ位置調節機構であり、図3に示すように、第2の定滑車17を取り付けた台座30aに、例えば4本の押しボルト30bをねじ込んだ構成である。
 このような構成の高さ位置調節機構30では、押しボルト30bの台座30aへのねじ込み量により補助力発生手段20の最上点の高さ位置を変化させて、圧縮コイルばね22のみで受け持つワイヤロープ14のストローク量を変化させ、圧縮コイルばね22に作用する圧縮力を調整することができる。なお、図3中の30cは台座30aの固定用ボルトである。
 上記構成の本発明の浮体式フラップゲート11では、扉体12の起立時、及び扉体12の倒伏時は、以下に説明するような作用を奏する。
(扉体12の起立時:図4参照)
・流入初期:(a)図
 流入初期は、補助力発生手段20は最上限位置にあり、圧縮コイルばね22は圧縮状態にあるので、圧縮コイルばね22の反発力によってワイヤロープ14は扉体12を起立する方向に引っ張られて扉体12の起立を補助する。この補助力は圧縮コイルばね22の反発力の減少に伴って減少する。
・起立動作初期:(b)図
 扉体12の起立に伴い圧縮コイルばね22は徐々に伸びていく。圧縮コイルばね22の反発力がカウンタウエイト21の重量を支えられなくなるまで減少すると、カウンタウエイト21が下降し始める。以降は、圧縮コイルばね22の反発力によりカウンタウエイト21が支えられ、ワイヤロープ14にはカウンタウエイト21の重量が作用して扉体12の起立を補助する。
・起立動作中期:(c)図
 扉体12が中ほど(扉体12の起立角度が35~55°程度)まで起立すると、カウンタウエイト21は戸当り15の収容スペース15a内に設置した台座15cに着底する。着底すると、カウンタウエイト21による荷重が圧縮コイルばね22から解放され、圧縮コイルばね22は荷重0の自由長となってワイヤロープ14に張力が作用しなくなる。
・起立動作後期:(d)図
 扉体12の起立が中ほどを過ぎ、扉体12の起立動作(扉体12に作用する水圧)によりワイヤロープ14が引っ張られると圧縮コイルばね22が圧縮される。圧縮コイルばね22の反発力がカウンタウエイト21の重量を支えられるようになると、カウンタウエイト21が台座15cから離れて上昇し始める。以降は、圧縮コイルばね22の反発力によりカウンタウエイト21が支えられ、ワイヤロープ14にはカウンタウエイト21の重量が作用するので、扉体12の急激な起立動作が緩和される。
・起立動作完了期:(e)図
 扉体12が最大起立角度付近になり、カウンタウエイト21が押しボルト30bに接触して最上点に達すると、ワイヤロープ14の張力が全て圧縮コイルばね22に作用することになって圧縮コイルばね22が圧縮される。この時、圧縮コイルばね22の反発力により扉体12の倒伏方向に補助力が発生するので、扉体12の起立完了時の衝撃力を緩和できる。
(扉体12の倒伏時:図5参照)
・倒伏開始時:(a)図
 最大起立角度からの扉体12の倒伏開始時は、圧縮コイルばね22が圧縮状態にあるので、圧縮コイルばね22の反発力によってワイヤロープ14が引っ張られて倒伏方向に補助力が作用し、扉体12の倒伏を補助する。この補助力は圧縮コイルばね22の反発力の減少に伴って減少する。
・倒伏動作初期:(b)図
 扉体12の倒伏に伴い圧縮コイルばね22は徐々に伸びていく。圧縮コイルばね22の反発力がカウンタウエイト21の重量を支えられなくなるまで減少すると、カウンタウエイト21が下降し始める。以降は、圧縮コイルばね22の反発力によりカウンタウエイト21が支えられ、ワイヤロープ14にはカウンタウエイト21の重量が作用して扉体12の倒伏を補助し、水位の低下に合わせて扉体12が倒伏する。
・倒伏動作中期:(c)図
 扉体12が中ほど(扉体12の起立角度が35~55°程度)まで倒伏すると、カウンタウエイト21は戸当り15の収容スペース15a内に設置した台座15cに着底する。着底すると、カウンタウエイト21による荷重が圧縮コイルばね22から解放され、圧縮コイルばね22は荷重0の自由長となってワイヤロープ14に張力が作用しなくなる。
・倒伏動作後期:(d)図
 扉体12の倒伏が中ほどを過ぎると、扉体12の自重による倒伏動作によりワイヤロープ14が引っ張られて圧縮コイルばね22が圧縮される。圧縮コイルばね22の反発力がカウンタウエイト21の重量を支えられるようになると、カウンタウエイト21が台座15cから離れて上昇し始める。以降は、圧縮コイルばね22の反発力によりカウンタウエイト21が支えられ、ワイヤロープ14にはカウンタウエイト21の重量が作用するので、扉体12の急激な倒伏動作が緩和される。
・倒伏動作完了期:(e)図
 扉体12が倒伏限界付近になり、カウンタウエイト21が押しボルト30bに接触して最上点に達すると、ワイヤロープ14の張力が全て圧縮コイルばね22に作用することになって圧縮コイルばね22が圧縮される。この時、圧縮コイルばね22の反発力により扉体12の起立方向に補助力が発生するので、扉体12の倒伏完了時の衝撃力を緩和できる。
 上記のように、本発明の浮体式フラップゲート11では、カウンタウエイト21と圧縮コイルばね22を併用した補助力発生手段20を使って複数の機能を働かせることで、扉体12の起立及び倒伏時の補助、衝撃緩和、水位追従が可能となる。
 その際、カウンタウエイト21と圧縮コイルばね22を併用した補助力発生手段20を有する本発明の浮体式フラップゲート11では、図6(b)に示すように、扉体12の起立限付近、扉体12の倒伏限付近での補助力を大きくすることができる。また、扉体12の起立角度が45°の前後では、カウンタウエイト21が台座に着底して徐々に圧縮コイルばね22が伸びる。その際、図6(b)では、扉体12の起立角度が45°で反発力がゼロになるまで圧縮コイルばね22が徐々に伸びているものを示したが、反発力がゼロになるまで圧縮コイルばね22が伸びなくても良い。
 一方、カウンタウエイト21だけで補助力発生手段20を構成した場合は、補助力はカウンタウエイト21の重量だけであるので、扉体12の起立角度に拘わらず、図6(a)に示すように一定となる。
 加えて、発明例のように、台座15cを設置した場合は、扉体12が中ほど(扉体12の起立角度が35~55°程度)の状態にある場合に補助力をゼロにすることができ、この範囲での扉体12の水位追従性が向上する。
 さらに、本発明は、前記の例に限るものではなく、各請求項に記載の技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
 例えば前記の例では、カウンタウエイト21と圧縮コイルばね22を併用した補助力発生手段20を示したが、図7に示すように、カウンタウエイト21とガスシリンダ24を併用したものでも良い。
 この場合、カウンタウエイト21の空間21aにシリンダ24aとピストン24b及びロッド24cからなるガスシリンダ24を設置し、ピストン24bによって密閉されたロッド24c側のシリンダ24a内に大気圧以上のガス24dを密閉する。そして、ロッド24cをカウンタウエイト21の前記孔21bを通って突出させ、ワイヤロープ14と接続する。
 このようなガスシリンダ24では、ワイヤロープ14が引っ張られるとシリンダ24内のガス24dが圧縮されて反発力が発生する。
 また、前記の例では、扉体12の先端付近の幅方向全域に取り付けた1本のロッド13がガイド18aに案内されるものを示したが、図8(a)に示すように、ロッド13とガイド18aが接触する部分に車輪19を取り付けたものでも良い。また、図8(b)に示すように、ロッド13に取り付けた車輪19をレール18bで案内するようにしても良い。
 また、前記の例では、扉体12の先端付近の幅方向全域に1本のロッド13を取り付けたものを示したが、図9に示すように、扉体12の両側にのみロッド13を取り付けても良い。この場合、図9(b)に示すように、ロッド13とガイド18aが接触する部分に車輪19を取り付けても良い。
 また、前記実施例では、ワイヤロープ14を使用しているが、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、アラミド系、ポリアリレート系、超高密度ポリエチレンなどの繊維ロープを使用しても良い。
 また、前記の例は扉体12が単一の浮体で構成された浮体式フラップゲートを示したが、複数の浮体を高さ方向に連結した浮体連結式フラップゲートに適用しても良い。
 また、前記の例では、補助力発生手段20は戸当り15の内部の収容スペース15aに取り付けているが、戸当り15の外部に設置しても良い。
 また、前記の例では、ガイド18aは戸当り15の外部に設けているが、戸当り15の内部に設けても良い。また、底部ヒンジ構造により扉体12が底部ヒンジを中心にして起伏揺動が可能であれば、戸当り15にガイド18aを設けなくても良い。
 また、前記の例では、補助力発生手段20は台座15cに着底するものを示したが、この台座15cは必ずしも必須の構成要素ではない。
 11  浮体式フラップゲート
 12  扉体
 12a  基端側
 12b  先端側
 14  ワイヤロープ
 20  補助力発生手段
 21  カウンタウエイト
 21a  空間
 21b  孔
 22  圧縮コイルばね
 23  押さえ板
 24  ガスシリンダ
 24c  ロッド
 30  高さ位置調節機構

Claims (4)

  1.  開口部或いは出入口に設置され、水が流入する際、前記開口部或いは前記出入口を遮断するため、前記流入する水の方向に高さ方向の平面内で扉体の先端側が基端側を支点として起立揺動可能に構成した浮体式フラップゲートであって、
     前記扉体に一端を取付けたロープの他端に補助力発生手段を取付け、
     補助力発生手段は、
     内部に空間を形成したカウンタウエイトと、
     このカウンタウエイトの前記空間に配置され、圧縮力が作用した場合にはこの圧縮力に反発して元に戻ろうとする伸縮部材と、
     この伸縮部材に圧縮力を作用させるため、伸縮部材の下面に当接し、前記カウンタウエイトの天井に形成した孔を通って前記空間に配置された前記伸縮部材の中心部を貫通する前記ロープの他端に接続された押さえ板と、
    を有する構成であることを特徴とする浮体式フラップゲート。
  2.  前記伸縮部材は、圧縮ばねであることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の浮体式フラップゲート。
  3.  請求の範囲第2項の前記圧縮コイルばねに代えて、ガスシリンダをカウンタウエイトの前記空間に配置し、ガスシリンダを構成するロッドをカウンタウエイトの前記孔を通って突出させ、前記ロープの他端に接続したことを特徴とする浮体式フラップゲート。
  4.  前記補助力発生手段の最上点の高さ位置を調節する高さ位置調節機構を更に設け、前記伸縮手段の初期の補助力を調整できるようにしたことを特徴とする請求の範囲第1~3項の何れかに記載の浮体式フラップゲート。
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