JP2005023747A - 自動水位調整ゲート - Google Patents

Abstract

【課題】 上流設定水位面を越えた水が、容易に扉体を越流できる自動水位調整ゲートを提供する。
【解決手段】 扉体３を回転軸４の下流側に配設し、扉体３の上端３ａが上流設定水位面２５と略同一平面上に配置されるので、上流設定水位面２５を越えた水は、扉体３の上端３ａを容易に越流し下流側に流れ込むので、扉体３の上流側の水路２ａから溢水し周辺に被害をおよぼすことはなく、また、流下するゴミ等の塵芥は、扉体３に堰きとめられず下流側に流れ、扉体３の上流側の水面に貯まることはない。さらに、静水池９とフロート室７とは回転軸４の下流側で、水路２に沿って並設されるので、静水池９の上流側端部からフロート室７の下流側端部までの土木構造部の水平長さを従来より短く設定でき、土木工事費を削減することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、水路の水位を自動で調整する自動水位調整ゲートに関するものである。

水路には、ゲートの上流側、又は下流側の水位に応じて、扉体を自動で昇降させて、水路を開閉するゲートが配設されている。特に、上流側の水位に応じて扉体を自動で昇降させて、水路を開閉する従来の自動水位調整ゲートを図３及び図４に基いて説明する。
従来の自動水位調整ゲート５０は、図３及び図４に示すように、水路２を開閉可能とする扉体３と、この扉体３にゲートアーム１０を介して連結され水路２を横断する回転軸４と、浮力による上下運動によって回転軸４を回動させ扉体３を昇降させるフロート５と、このフロート５を収容すると共に、扉体３の下流側の水路２ｂと流出口６を介して連通するフロート室７と、このフロート室７に連通すると共に、扉体３の上流側の水路２ａと流入口８を介して連通する静水池９とから概略構成されている。

扉体３は、側面視が円弧状に形成されると共に、回転軸４の上流側に配設されており、回転軸４に固定され水路方向に延在する一対のゲートアーム１０の上流側端部に固定されている。一方、ゲートアーム１０の下流側端部にはカウンタウェイト１１が固定されている。また、回転軸４の下流側には、ゲートアーム１０の回り過ぎを防止するために、ストッパ１２が水路２を横断して配設されている。
そして、扉体３は、水路２を全閉した状態において、その上端３ａが上流設定水位面２５（地上高さＨ）よりも高い地上高さＨ’で配設されることになる。

また、水路２の側方には、全長Ｌ’の水槽が備えられ、この水槽は、回転軸４より上流側に配置され、仕切板１５により上流側から静水池９、フロート室７に区画されている。静水池９は、扉体３の上流側の水路２ａとその側壁の下方に設けた流入口８を介して連通し、フロート室７は、扉体３の下流側の水路２ｂとその側壁の下方に設けた流出口６を介して連通している。流入口８は、ゲートの作動精度を向上させるために、扉体３から上流側に所定の距離離れた位置に形成されている。

静水池９には、注水槽１６が配設され、その開口された上端が上流設定水位面２５に固定されている。この注水槽１６には、その下部からフロート室７と連通する注水管１７が延設されている。また、注水槽１６の上方には、注水槽巻上機１８が配設され、注水槽１６と接続されている。注水槽１６は、注水槽巻上機１８により上下移動でき、注水槽１６の上端である上流設定水位面２５を適宜変更することが可能となる。

フロート室７にはフロート５が収容されると共に、フロート５は、その下部から延設する下部連通管１９、及びフロート導水管２０を介して下流側の水路２ｂに連通している。また、フロート５の上方には連結桿２１が延設され、この連結桿２１の下部に、回転軸４と連動するフロートアーム２２の上流側端部が枢着されている。

次に、従来の自動水位調整ゲートによる水位の調整方法を、図３及び図４に基いて説明する。
扉体３の上流側の水位が上昇し、静水池９の水位が注水槽１６の上端（上流設定水位面２５）を越えると、水が注水槽１６の上端から注水管１７を経由してフロート室７内へ流れ込む。すると、フロート室７内の水位が上昇して、フロート５が浮力により上昇すると共に、フロートアーム２２及び回転軸４が時計周り方向に回動して、回転軸４にゲートアーム１０を介して連結された扉体３が回動上昇して水路２が開放される。
一方、静水池９の水位が上流設定水位面２５よりも下降すると、水が注水槽１６の上端からフロート室７内へ流入しないので、フロート５が下降し、このフロート５に連動して扉体３も下降して水路２を閉鎖することになる。

また、上述した自動水位調整ゲートと同様の構造として、特許文献１には、第１図及び第２図に示されるように、回転軸と連動して水路を開閉可能とする扉体が、回転軸より上流側に配設され、また、水路の側方には、浮力により上下運動して回転軸を介して扉体を昇降させるフロートを収容するフロート室と、このフロート室の上流側に配設され、内部に越流堰が配設される注水室とが、回転軸の上流側に、水路に沿って並設されている。そして、上流側の水位が上昇すると、越流堰に水が流入して、フロートが上昇すると共に、このフロートに連動して扉体が回動昇降して水路が開放されることが開示されている。

特公平５−２６８８５号公報

上述したように、図３及び図４に示す従来の自動水位調整ゲート及び特許文献１の発明のいずれも、扉体が回動軸の上流側に配設されており、しかも、水路の全閉状態における扉体の高さは、上流設定水位面よりやや高く設定されている。そのために、上流設定水位面を越えた水は、扉体の上端を越流することができず、仮に扉体の上端を越流できたとしても、その水重が扉体に負荷され、当初の設計作動力では、扉体を上昇させることが不可能であるため、水路から溢水し水路の周辺に被害をおよぼすことになる。
また、流下するゴミ等の塵芥は、扉体により堰きとめられ、扉体の上流側の水面に貯まり、しばしばゴミ等の塵芥の除去に人手が必要とされていた。

さらに、上流側の水路と静水池とを連通する流入口は、ゲートの作動精度を向上させるために、扉体から上流側に所定の距離離して形成する必要があるので、静水池の上流側端部からフロート室の下流側端部までの土木構造部の水平長さが長くなり、土木工事費が増加する、という問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、上流設定水位面を越えた水が、容易に扉体を越流できる自動水位調整ゲートを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明は、水路を横断する回転軸と、該回動軸と連動して水路を開閉可能とする扉体とを設け、該扉体は前記回転軸より下流側に配置されると共に、前記扉体が水路を全閉している状態で、前記扉体の上端が、上流設定水位面と略同一平面上に配設されることを特徴とするものである。
このように構成することにより、上流設定水位面を越えた水は、扉体の上端を容易に越流し、水位の低い下流側に流れ込むことができ、また、水が扉体の上端を越流しても、越流した水重が扉体に負荷されず、扉体を当初の設計作動力により正常に上昇させることが可能であるので、上流側の水路から溢水し周辺に被害をおよぼすことはない。さらに、水路を流下するゴミ等の塵芥は、扉体に堰きとめられずに下流側に流れ、扉体の上流側の水面に貯まることもない。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明において、浮力により上下運動して前記回転軸を回動させるフロートを収容するフロート室と、該フロート室に連通すると共に前記扉体の上流側の水路に連通する静水池とを設け、これら静水池とフロート室とを前記回転軸の下流側に、水路に沿って並設することを特徴とするものである。
このように構成することにより、静水池と上流側の水路とを連通する流入口を、ゲートの作動精度を向上させるために必要な距離離間させて扉体より上流側に形成できると共に、静水池の上流側端部からフロート室の下流側端部までの土木構造部の水平長さを短く設定でき、土木工事費を削減することができる。

本発明の自動水位調整ゲートによれば、扉体を回動軸よりも下流側に配設して、扉体の上端を上流設定水位面と略同一平面上となるように配設したので、従来よりも扉体の高さを低く設定でき重量減につながると共に、上流設定水位面を越えた水は、容易に扉体を越流でき、さらに、水が扉体を越流しても、扉体を当初の設計作動力により正常に上昇させることが可能であるので、上流側の水位を容易に調整でき、上流側の水路から溢水し周辺に被害をおよぼすことはない。また、流下するゴミ等の塵芥は、扉体に堰きとめられず下流側に流れ、扉体の上流側の水面に貯まることがないので、ゴミ等の塵芥を除去する手間が省け効率的である。
さらに、浮力による上下運動によって回転軸を回動させるフロートを収容するフロート室と、このフロート室と連通する静水池とを、回転軸の下流側に、水路に沿って並設するので、静水池と上流側の水路とを連通する流入口を、ゲートの作動精度を向上させるために必要な距離離間させて扉体より上流側に形成できると共に、静水池の上流側端部からフロート室の下流側端部までの土木構造部の水平長さを短く設定でき、土木工事費を従来よりも大幅に削減することができる。

さらにまた、扉体と連結され回転軸と連動して回動するゲートアームは、回転軸の下流側に配設され、扉体により水の流れが堰きとめられると、ゲートアームには、引張る方向に荷重が作用するだけであるので、従来のように、ゲートアームの座屈検討が不要で、且つ座屈による偏心を見越して、水路の両側壁と扉体の両側面との隙間精度を検討する必要がない。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図１及び図２に基いて詳細に説明する。なお、従来例と同一部材及び相当する部品は、同一の符号を使用する。
本発明の実施の形態に係る自動水位調整ゲート１は、図１及び図２に示すように、水路２を開閉可能とする扉体３と、この扉体３にゲートアーム１０を介して連結され水路２を横断する回転軸４と、浮力による上下運動によって回転軸４を回動させ扉体３を昇降させるフロート５と、このフロート５を収容すると共に扉体３の下流側の水路２ｂと連通するフロート室７と、このフロート室７と注水槽１６を介して連通すると共に扉体３の上流側の水路２ａと連通する静水池９とから概略構成されている。
ここで、従来例と同一の形態は、その説明を省略し、従来例との相違点のみを以下に説明する。

扉体３は、側面視が円弧状からなり、回転軸４の下流側に配設されると共に、回転軸４に固定され水路方向に延在する一対のゲートアーム１０の下流側端部に固定され、回転軸４を中心にゲートアーム１０を介して回動昇降する構成になっている。一方、ゲートアーム１０の上流側端部には、カウンタウェイト１１が固定されている。
また、扉体３が水路２を全閉した状態において、扉体の上端３ａは、上流設定水位面２５（地上高さＨ）と略同一平面上となる位置で、且つ水路２の底面と接する下端より下流側に配置されている。

水路２の側方には、全長Ｌ（図３の全長Ｌ’よりも短い）の水槽が備えられ、この水槽は、回転軸４の下流側に配置され、仕切板１５により上流側から静水池９、フロート室７に区画されている。

静水池９は、内部に配置された注水槽１６を介してフロート室７と連通すると共に、扉体３の上流側の水路２ａと流入口８を介して連通している。この流入口８は、ゲートの作動精度を向上させるために、扉体３から上流側に所定の距離離れた回転軸４の下流側近傍で、水路２ａの側壁の下方に形成されている。

フロート室７は、その下流側壁部から下流側に延設されるフロート室導水管６ａが、扉体３の下流側の水路２ｂの側壁に設けた流出口６に接続され、下流側の水路２ｂに連通している。また、フロート室７内に収容されたフロート５は、その下部から延設された伸縮自在の下部連通管１９が、フロート室７から下流側に延設され下流側の水路２ｂと連通するフロート導水管２０に接続されている。さらに、フロート５の上方に延設された連結桿２１には、その下部に回動軸４と連動するフロートアーム２２の下流側端部が枢着されている。

なお、本発明の実施の形態に係る自動水位調整ゲートによる水位の調整方法は、従来例と同一のため、ここでの説明を省略する。

以上、本発明の実施の形態に係る自動水位調整ゲート１によれば、扉体３を回転軸４の下流側に配設し、扉体３が水路２を全閉した状態において、扉体３の上端３ａが上流設定水位面２５と略同一平面上に配置されるので、上流設定水位面２５を越えた水は、扉体３の上端３ａを容易に越流し水位の低い下流側に流れ込み、また、水が扉体３の上端３ａを越流しても、その水重は扉体３に負荷されず、扉体３は当初の設計作動力により正常に上昇するので、扉体３の上流側の水路２ａから溢水し周辺に被害をおよぼすことはない。さらに、流下するゴミ等の塵芥は、扉体３に堰きとめられずに、扉体３の上流側の水面に貯まることなく下流側に流すことができる。

また、本発明の実施の形態に係る自動水位調整ゲート１によれば、回転軸４の下流側に静水池９及びフロート室７を、水路２に沿って並設したので、静水池９と上流側の水路２ａとを連通する流入口８を、ゲートの作動精度を向上させるために必要な距離離間させて扉体３より上流側に形成できると共に、静水池９の上流側端部からフロート室７の下流側端部までの土木構造部の水平長さＬを従来よりも短く設定でき、土木工事費を大幅に削減することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る自動水位調整ゲートの平面図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る自動水位調整ゲートの側面図である。 図３は、従来の自動水位調整ゲートの平面図である。 図４は、従来の自動水位調整ゲートの側面図である。

符号の説明

１ 自動水位調整ゲート
２ 水路
３ 扉体
３ａ 上端
４ 回転軸
５ フロート
７ フロート室
９ 静水池

Claims (2)

1. 水路を横断する回転軸と、該回動軸と連動して水路を開閉可能とする扉体とを設け、該扉体は前記回転軸より下流側に配置されると共に、前記扉体が水路を全閉している状態で、前記扉体の上端が、上流設定水位面と略同一平面上に配設されることを特徴とする自動水位調整ゲート。
2. 浮力により上下運動して前記回転軸を回動させるフロートを収容するフロート室と、該フロート室に連通すると共に前記扉体の上流側の水路に連通する静水池とを設け、これら静水池とフロート室とを前記回転軸の下流側に、水路に沿って並設することを特徴とする請求項１に記載の自動水位調整ゲート。
   

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