JP2004162393A - Sediment discharge structure for backflow preventing gate - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川管理施設として樋門や樋管などの水路に設置される逆流防止ゲートあるいは防潮ゲートなどの下流側に土砂が堆積するのを防止する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、河川管理施設としての樋門や樋管には、集中豪雨などで河川が増水したときの逆流を防止するため図5に示すような逆流防止ゲート90が設置されている。逆流防止ゲート90は、一定方向に水を流す流路91の底面92に水中で浮力を生ずる扉体93を水平軸94を中心に起伏自在に軸支した構造である。
【0003】
平常時は、図5(b)に示すように、流路91の上流側の水位が高いので扉体93は下流側へほぼ水平に倒伏した状態にあり、水Wは扉体93を乗り越えて流路91の上流側から下流側に向かって一定方向に流れている。
【0004】
一方、集中豪雨などで河川が増水し、流路91の下流側の水位が上昇すると、図5(a)に示すように、扉体93は水Wの浮力によって上流側に起立した状態となるため、流路91内に、下流側から上流側に向かう逆流が発生するのを防止することができる。
【0005】
ところが、扉体93が図5(a)に示す状態にあるとき、扉体93より下流側の水Wによって流されてきた土砂Sが、図6(a)に示すように、扉体93の下方の流路底面91aに堆積することがある。このように流路底面91aに土砂Sが堆積すると、図6(b)に示すように、扉体93が水平状態になるまで倒伏できなくなるため、平常時における流路91の水Wの流れに支障が生じる。
【0006】
そこで、図7に示すように、クレーン(図示せず)などに具備された巻き上げワイヤ95を用いて扉体93を起立させ、この状状態を保ったまま、扉体93の下方の流路底面91aに作業者Mが降りていき、そこに堆積している土砂Sを鍬などを用いて掻き出す作業が行われている。しかしながら、このような土砂掻き出し作業は、重量物である扉体93の下方で行われるため危険であり、扉体93の下流側の水量が多い場合は実施することができない。
【0007】
このような問題を解決するため、扉体頂部に開口する流水入口から扉体内部の導水路に導入した水を扉体下端の流水出口から下流側に向かって噴出させることによって土砂の堆積を防止する装置を備えたもの(例えば、特許文献1参照。)、あるいは扉体を起立させた際に扉体の下流面から下流側に向かって下り勾配の傾斜面を形成するカバー手段を備えたもの(例えば、特許文献2参照。)などがある。
【0008】
【特許文献1】
実開平3−13321号公報(第2−7頁、第1図)
【特許文献2】
特開2000−220128号公報(第3−5頁、第1図)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1に記載された下軸型転倒ゲートにおける土砂堆積防止装置は、扉体内部に導水路を設ける必要があるため扉体の構造が複雑であり、その製作に多くの手間を要する。また、導水路内に流入する水によって扉体の重量が増加して、水の浮力によって十分に起立しなくなることがあるため、外部からの操作によって扉体の起立状態を設定する転倒ゲートであれば支障ないが、水の浮力のみを利用して自動的に扉体が倒伏する逆流防止ゲートに採用することはできない。
【0010】
一方、特許文献2に記載の土砂排除機能付き起伏ゲートは、扉体を起立させた際に扉体の下流面と流路底面とを跨ぐようにカバーするカバー手段を設ける必要があるため、水の浮力のみを利用して自動的に扉体が倒伏する逆流防止ゲートに採用した場合、扉体の倒伏動作に支障が生じるおそれがある。
【0011】
本発明が解決しようとする課題は、一定方向に水を流す流路の底面に水中で浮力を生ずる扉体を起伏自在に軸支した逆流防止ゲートにおいて、扉体の起伏動作に支障を及ぼすことなく、扉体下流側の土砂堆積を防止することのできる土砂排出構造を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の逆流防止ゲートの土砂排出構造は、一定方向に水を流す流路の底面に水中で浮力を生ずる扉体を起伏自在に軸支した逆流防止ゲートにおいて、扉体より上流側の流路の一部に開口した入水口および扉体より下流側の流路の土砂堆積領域に向かって開口した排水口を有し入水口から排水口へ通水可能な導水経路を設け、この導水経路に逆流防止手段を設けたことを特徴とする。
【0013】
このような構成とすることにより、平常時に流路の上流側から下流側に流れる水の一部は、扉体の上流側の入水口から導水経路に流入して扉体の下流側の排水口から流路の土砂堆積領域に向かって噴出され、これによって扉体の下流側の流路底面に堆積している土砂を噴出水とともに流下させることができるため、扉体下流側の土砂堆積を防止することができる。
【0014】
また、河川の増水などによって扉体の上流側の水位よりもその下流側の水位が高くなった場合、導水経路の排水口から流入しようとする水は逆流防止手段によって流入が阻止されるため、逆流が生じたり、逆流水とともに土砂が導水経路内に流れ込んだりすることもない。さらに、入水口、排水口および導水経路は扉体の動きと関係なく設けられているため、扉体の起伏動作に支障を及ぼすこともない。
【0015】
この場合、前記入水口および前記排水口はそれぞれ流路の底面に配置することが望ましい。このような構成とすることにより、入水口は水圧の最も高い部分に配置され、排水口は土砂の堆積する部分に配置されることとなり、扉体上流側の入水口から導水経路内へ流入した水を排水口から土砂堆積部分に向けて高圧状態で噴出させることが可能となるため、土砂排出作用が向上する。
【0016】
一方、前記逆流防止手段として、水の浮力によって導水経路を閉塞するフロート弁を設ければ、扉体下流側の増水時は水の浮力でフロート弁が自動的に作動して導水経路が閉塞されるため、逆流の発生を確実に防止することができる。
【0017】
また、扉体より下流側の流路底面に落差を設け、排水口を落差面に配置することが望ましい。なお、本明細書において、落差面とは、前記落差を設けた場合の上段底面と下段底面とを繋ぐ起立面をいう。このような構成とすれば、扉体の下流側の流路底面に、倒伏した扉体を収容するための落差を設けた場合においても、土砂が堆積しやすい下段底面に向かって落差面の排水口から水を噴出させることができるため、土砂を確実に排出することができる。
【0018】
さらに、前記入水口の開口面積を前記排水口の開口面積より大とすれば、水の入口より出口の方が小さい状態となり、入水口に流入する水の流速より、排水口から噴出する水の流速の方が大となるため、噴出水による土砂排出作用をさらに高めることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態である逆流防止ゲートを示す垂直断面図、図2は図1の逆流防止ゲートが起立した状態を示す垂直断面図、図3は導水経路の構造を示す分解斜視図、図4は図1に示す逆流防止ゲートを示す水平断面図である。
【0020】
図1〜図4に示すように、本実施形態においては、コンクリートなどによって左側壁1L,右側壁1Rおよび底盤2を構築することによって一定方向に水を流す流路3を形成し、この流路3の上段底面2aに、水中で浮力を生ずる扉体4を水平支軸15を介して起伏自在に軸支することによって逆流防止ゲート5を構築している。また、扉体4より上流側の流路3の上段底面2aに開口した入水口6と、扉体4より下流側の流路3の底盤2に設けられた落差面7に開口した排水口8とを有し、入水口6から排水口8へ通水可能な導水経路9を設け、この導水経路9の内部の入水口6付近には、逆流防止手段であるフロート弁10を配置している。
【0021】
図3に示すように、フロート弁10は、導水経路9の入水口6に取り付けられる濾過板11の下面に接着されるドーナツ状のパッキン10aと、導水経路9の内壁面に突設された3つのフロート保持突起10cと、パッキン10aとフロート保持突起10cとの間に昇降自在に収容された球状のフロート体10bによって構成されている。フロート体10bの比重は水の比重より小さいので、導水経路9内が静止水で満たされるとその水の浮力によってパッキン10aに密着するまで浮上することによって導水経路9を閉塞する。
【0022】
濾過板11は、入水口6を覆うように配置され、複数のボルト12によって流路3の上段底面2aに着脱可能に固定される。濾過板11には、水を通過させるとともに異物の侵入を阻止するための複数のスリット11sが開設されている。
【0023】
平常時においては、図1に示すように、流路3の上流から下流に向かって流れる水Wにより扉体4は下流側に向かってほぼ水平に倒伏した状態にあり、水Wは扉体4の上を越えて下流側へ流れている。このとき、流路3の上流側から下流側に流れる水Wの一部は、濾過板11のスリット11sを通過して入水口6から導水経路9に流入し、フロート体10bを下方へ押し下げてフロート弁10を開放状態に保つため、導水経路9に流入した水は排水口8から下流側に向かって噴出する。これによって、扉体4の下流側の下段底面2bに堆積している土砂Sは排水口8からの噴出水とともに下流側へ流されるため、扉体4の下流側における土砂堆積を防止することができる。
【0024】
一方、図2に示すように、河川の増水などによって扉体4の上流側の水位W1よりもその下流側の水位W2の方が高くなった場合、扉体4が上流側へ起立して流路3に逆流が生じるのを防止する。このとき、導水経路9は水Wによって満たされ、フロート体10bbは水の浮力によってパッキン10aに密着するまで浮上してフロート弁10は閉止状態に保たれるため、導水経路9の排水口8から流入しようとする下流側の水Wはフロート弁10によって流入が阻止される。
【0025】
したがって、導水経路9内に、排水口8から入水口6に向かう逆流が生じたり、逆流水とともに土砂Sなどが導水経路9内に流れ込んだりすることもない。また、入水口6、排水口8および導水経路9は扉体4の動きと関係ない位置および状態に設けられているため、扉体4の起伏動作に支障を及ぼすこともない。
【0026】
入水口6は扉体4の上流側の流路3の上段底面2a、すなわち水圧の最も高い部分に配置しているため、入水口6から導水経路9内へ流入した高圧水は排水口8から土砂Sに向って高圧状態で噴出されることとなり、優れた土砂排出作用を発揮する。
【0027】
また、本実施形態においては、図1で示したように、扉体4より下流側の流路3の底盤2に、水平状態に倒伏した扉体4を収容するための落差13を設け、上段底面2aと下段底面2bとの間に位置する起立状の落差面7に排水口8を配置している。このような落差13を設けた場合、下段底面2bに土砂Sが堆積しやすくなるが、この下段底面2bに向かって落差面7の排水口8から水を噴出させることができるため、土砂Sの堆積を確実に防止することができる。
【0028】
さらに、図3などに示すように、入水口6の開口面積を排水口8の開口面積より大としているため、水の入口より出口の方が小さい状態となる結果、入水口6に流入する水の流速より、排水口8から噴出する水の流速の方が大となるため、噴出水による土砂排出作用をさらに高めることができる。
【0029】
また、本実施形態においては、図4に示すように、流路3の横断方向に沿って合計3本の通水経路9を設けているため、下段底面2bの中央部分および左右両側部分の土砂Sを残らず排出することができる。なお、通水経路9の本数についてはこれに限定するものではないので、流路3の幅や土砂の流入状況などに応じて適切な本数に設定することが望ましい。
【0030】
【発明の効果】
本発明により、以下の効果を奏する。
【0031】
(1)一定方向に水を流す流路の底面に水中で浮力を生ずる扉体を起伏自在に軸支した逆流防止ゲートにおいて、扉体より上流側の流路の一部に開口した入水口および扉体より下流側の流路の土砂堆積領域に向かって開口した排水口を有し入水口から排水口へ通水可能な導水経路を設け、この導水経路に逆流防止手段を設けたことにより、扉体の起伏動作に支障を及ぼすことなく、扉体下流側の土砂堆積を防止することができる。
【0032】
(2)前記入水口および前記排水口はそれぞれ流路の底面に配置することにより、入水口は水圧の最も高い部分に配置され、排水口は土砂の堆積する部分に配置され、入水口から導水経路内へ流入した水を排水口から土砂堆積部分に向けて高圧状態で噴出させることが可能となるため、土砂排出作用が向上する。
【0033】
(3)前記逆流防止手段として、水の浮力によって導水経路を閉塞するフロート弁を設ければ、扉体下流側の増水時は水の浮力でフロート弁が自動的に作動して導水経路が閉塞されるため、逆流の発生を確実に防止することができる。
【0034】
(4)扉体より下流側の流路底面に落差を設け、排水口を落差面に配置することにより、倒伏した扉体を収容するための落差を扉体の下流側に設けた場合でも、土砂が堆積しやすい下段底面の土砂を確実に排出することができる。
【0035】
(5)前記入水口の開口面積を前記排水口の開口面積より大とすれば、水の入口より出口の方が小さい状態となり、排水口から噴出する水の流速が高まるため、噴出水による土砂排出作用をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態である逆流防止ゲートを示す垂直断面図である。
【図2】図1の逆流防止ゲートが起立した状態を示す垂直断面図である。
【図3】導水経路の構造を示す分解斜視図である。
【図4】図1に示す逆流防止ゲートを示す水平断面図である。
【図5】従来の逆流防止ゲートを示す垂直断面図である。
【図6】従来の逆流防止ゲートを示す垂直断面図である。
【図7】従来の逆流防止ゲートにおける土砂排除作業を示す図である。
【符号の説明】
1L 左側壁
1R 右側壁
2 底盤
2a 上段底面
2b 下段底面
3 流路
4 扉体
5 逆流防止ゲート
6 入水口
7 落差面
8 排水口
9 導水経路
10 フロート弁
10a パッキン
10b フロート体
10c フロート保持突起
11 濾過板
12 ボルト
13 落差
15 水平支軸
W1,W2 水位[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for preventing sediment from being deposited on a downstream side such as a backflow prevention gate or a tide gate installed in a waterway such as a gutter gate or a gutter pipe as a river management facility.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a
[0003]
In normal times, as shown in FIG. 5 (b), the water level on the upstream side of the
[0004]
On the other hand, when the river rises due to concentrated torrential rain and the like, and the water level on the downstream side of the
[0005]
However, when the
[0006]
Therefore, as shown in FIG. 7, the
[0007]
In order to solve this problem, the water introduced into the water channel inside the door from the running water inlet opening at the top of the door is jetted downstream from the running water outlet at the bottom of the door to prevent sediment accumulation. (E.g., see Patent Document 1) or cover means for forming a downward slope from the downstream surface of the door toward the downstream when the door is erected. (For example, see Patent Document 2).
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 3-13321 (page 2-7, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-2000-220128 (pages 3-5, FIG. 1)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The apparatus for preventing sediment accumulation in the lower shaft type fall gate described in Patent Document 1 requires a water conduit inside the door body, so that the structure of the door body is complicated, and the production thereof requires much labor. Further, since the weight of the door body increases due to the water flowing into the headrace channel, the door body may not stand sufficiently due to the buoyancy of the water. If this is not a problem, it cannot be used for a backflow prevention gate in which the door automatically falls down using only the buoyancy of water.
[0010]
On the other hand, the undulating gate with a sediment removal function described in
[0011]
An object of the present invention is to provide a backflow prevention gate in which a door body that generates buoyancy in water is supported on a bottom surface of a flow path for flowing water in a certain direction so that the door body can be raised and lowered. Another object of the present invention is to provide a sediment discharge structure capable of preventing sediment accumulation on the downstream side of the door body.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In the backflow prevention gate of the present invention, a backflow prevention gate in which a door body that generates buoyancy in water is supported on a bottom surface of a flow path for flowing water in a predetermined direction so as to be able to move up and down, and a flow path upstream of the door body is provided. A water inlet opening to a part of the water inlet and a drainage opening that opens toward the sediment accumulation area of the flow path downstream from the door body are provided with a water conveyance path that can flow water from the water inlet to the water discharge port. A backflow prevention means is provided.
[0013]
With such a configuration, part of the water flowing from the upstream side to the downstream side of the flow path in normal times flows into the water conveyance path from the upstream water inlet of the door body, and the downstream water outlet of the door body. From the sediment accumulation area of the flow path, and the sediment deposited on the flow path bottom on the downstream side of the door body can flow down together with the jet water, preventing sediment accumulation on the downstream side of the door body. can do.
[0014]
Also, if the water level on the downstream side of the door body becomes higher than the water level on the upstream side of the door body due to rising water in the river, etc. Backflow does not occur, and sediment does not flow into the headrace channel along with backflow water. Further, since the water inlet, the water outlet, and the water guide path are provided irrespective of the movement of the door, there is no hindrance to the undulating operation of the door.
[0015]
In this case, it is desirable that the water inlet and the water outlet are respectively arranged on the bottom surface of the flow path. By adopting such a configuration, the water inlet is arranged at a portion where the water pressure is the highest, and the drainage hole is arranged at a portion where sediment accumulates, and the water has flowed into the water conveyance passage from the water inlet on the upstream side of the door body. Since the water can be spouted from the discharge port toward the sediment accumulation portion under a high pressure, the sediment discharging action is improved.
[0016]
On the other hand, if a float valve is provided as the backflow preventing means, which closes the water conveyance path by the buoyancy of the water, when the water level on the downstream side of the door body is increased, the float valve automatically operates by the buoyancy of the water to close the water conveyance path. Therefore, occurrence of backflow can be reliably prevented.
[0017]
In addition, it is desirable to provide a head on the bottom surface of the flow path on the downstream side of the door, and to arrange the drain outlet on the head. In addition, in this specification, the drop surface refers to an upright surface connecting the upper bottom surface and the lower bottom surface when the head is provided. With such a configuration, even when a head is provided on the flow path bottom surface on the downstream side of the door body for accommodating the fallen door body, drainage of the head surface toward the lower bottom surface where sediment is likely to accumulate. Since water can be spouted from the mouth, sediment can be reliably discharged.
[0018]
Furthermore, if the opening area of the water inlet is larger than the opening area of the water outlet, the outlet is smaller than the water inlet, and the flow rate of the water flowing into the water inlet is smaller than the flow rate of the water flowing into the water inlet. Since the flow velocity is higher, the sediment discharging action by the jet water can be further enhanced.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 is a vertical sectional view showing a backflow prevention gate according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a vertical sectional view showing a state in which the backflow prevention gate of FIG. 1 is standing, and FIG. 3 is an exploded perspective view showing a structure of a water guide path. FIG. 4 is a horizontal sectional view showing the backflow prevention gate shown in FIG.
[0020]
As shown in FIGS. 1 to 4, in the present embodiment, a left side wall 1 </ b> L, a right side wall 1 </ b> R, and a
[0021]
As shown in FIG. 3, the
[0022]
The
[0023]
In a normal state, as shown in FIG. 1, the door body 4 is in a state of falling down substantially horizontally toward the downstream side by the water W flowing from the upstream to the downstream of the
[0024]
On the other hand, as shown in FIG. 2, when the water level W2 on the downstream side of the upstream side of the door body 4 becomes higher than the water level W1 on the upstream side of the door body 4 due to rising water of the river or the like, the door body 4 rises to the upstream side and flows upward. A backflow is prevented from occurring in the
[0025]
Therefore, backflow from the
[0026]
Since the
[0027]
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, a
[0028]
Further, as shown in FIG. 3 and the like, since the opening area of the
[0029]
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, since a total of three
[0030]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
[0031]
(1) In a backflow prevention gate in which a door body that generates buoyancy in water is supported on a bottom surface of a flow path through which water flows in a predetermined direction so as to be able to move up and down, an inlet port opened to a part of a flow path upstream of the door body; By providing a water guide path having a drain port opened toward the sediment accumulation area of the flow path downstream from the door body and allowing water to flow from the water inlet port to the drain port, by providing a backflow preventing means in this water guide path, Sediment accumulation on the downstream side of the door body can be prevented without hindering the undulating operation of the door body.
[0032]
(2) By arranging the water inlet and the water outlet at the bottom of the flow channel, respectively, the water inlet is arranged at a portion where the water pressure is the highest, the water outlet is arranged at a portion where sediment is deposited, and water is introduced from the water inlet. Since the water that has flowed into the passage can be ejected from the drain port toward the sediment deposition portion under high pressure, the sediment discharging action is improved.
[0033]
(3) If a float valve is provided as the backflow preventing means to close the water supply path by the buoyancy of the water, the float valve is automatically activated by the buoyancy of the water when the water level on the downstream side of the door is increased, so that the water supply path is closed. Therefore, occurrence of backflow can be reliably prevented.
[0034]
(4) Even if a head for accommodating a fallen door body is provided on the downstream side of the door body by providing a head on the flow channel bottom surface downstream of the door body and arranging the drain port on the head surface, Sediment on the bottom bottom where sediment tends to accumulate can be reliably discharged.
[0035]
(5) If the opening area of the water inlet is larger than the opening area of the water outlet, the outlet is smaller than the water inlet, and the flow velocity of the water spouting from the water outlet increases. The discharge action can be further enhanced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a backflow prevention gate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a vertical sectional view showing a state in which a backflow prevention gate of FIG. 1 is erected.
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a structure of a water guide path.
FIG. 4 is a horizontal sectional view showing the backflow prevention gate shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a vertical sectional view showing a conventional backflow prevention gate.
FIG. 6 is a vertical sectional view showing a conventional backflow prevention gate.
FIG. 7 is a diagram showing a sediment removal operation in a conventional backflow prevention gate.
[Explanation of symbols]
1L Left side wall 1R
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