JP4987750B2 - Flap gate - Google Patents
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Description
本発明は、津波或は高潮による被害を防止する為、防波堤として港湾、水路等に設けられるフラップゲートに関するものである。 The present invention relates to a flap gate provided as a breakwater in a port, a waterway or the like in order to prevent damage caused by a tsunami or storm surge.
津波或は高潮等の発生時に、津波或は高潮が港湾、水路の出入口から流入することを防止する為に、防波堤として機能するフラップゲートが設けられる。 A flap gate that functions as a breakwater is provided to prevent a tsunami or storm surge from flowing in from a port or waterway entrance when a tsunami or storm surge occurs.
フラップゲートは大規模な装置となり、フラップゲートを開閉するには極めて大きな動力を必要とする。 The flap gate becomes a large-scale device, and extremely large power is required to open and close the flap gate.
この為、特許文献1に示される様に、フラップゲートの扉体を密閉中空構造とし、フラップゲートを閉とする場合は、扉体の外部にある供給装置から扉体内部に空気を充満させ、浮力によって扉体を起立させ、又フラップゲートを開とする場合は、扉体内部を空気から水に置換し、浮力をなくして扉体を倒伏させる様にしたものがある。
For this reason, as shown in
図11により、従来のフラップゲートについて説明する。 A conventional flap gate will be described with reference to FIG.
海底に扉体1を支持すると共に収納する函体2が構築される。
A
該函体2には前記扉体1の形状に合わせて扉体収納部3が凹設され、又該扉体収納部3に連続して扉尻収納凹部4が凹設されている。前記扉体収納部3の底面に回転支持部5が設けられ、該回転支持部5に前記扉体1が回転自在に支持されている。
In the
該扉体1の扉尻部は該扉体1の回転により前記扉尻収納凹部4内を回動し、該扉尻収納凹部4の上部に突出している庇部10に前記扉体1が当接することで回転が拘束される様になっている。
The door butt portion of the
該扉体1の下面(起立状態では湾外側の面)には全面にスキンプレートが設けられ、該扉体1上面は枠材によって構成され、開放されている。又該扉体1の先端部には気密な空間である浮力室6が形成される。
A skin plate is provided on the entire lower surface of the door body 1 (the surface outside the bay in the standing state), and the upper surface of the
前記函体2の内部には、空気・水貯溜室7が形成され、該空気・水貯溜室7と前記浮力室6とは空気配管8及び水配管9によって接続されている。
An air /
前記空気配管8の基端は、前記空気・水貯溜室7の上部に開口し、先端は前記浮力室6の最上位置又はその近傍に開口する。前記水配管9の基端は前記空気・水貯溜室7の下部に開口し、先端は前記浮力室6の最下位置又はその近傍に開口する。
The base end of the
前記空気配管8には、第1開閉弁11が設けられ、前記水配管9には第2開閉弁12、第3開閉弁13が設けられる。前記第1開閉弁11、前記第2開閉弁12、前記第3開閉弁13は遠隔操作可能な電磁弁、電動弁、空気作動弁等となっている。尚、該第3開閉弁13は前記水配管9が分岐して外部の水に連通するのを開閉するものである。
The
図11〜図14により上記フラップゲートの開閉動作について説明する。 The opening / closing operation of the flap gate will be described with reference to FIGS.
図11は待機状態を示しており、前記浮力室6には水が充満し、前記空気・水貯溜室7は空気が充満している。尚、該空気・水貯溜室7に空気を充満させるには、平常時にポンプ等の排水手段で該空気・水貯溜室7の水を排水すると共に外部から空気を補給する。
FIG. 11 shows a standby state, in which the
前記扉体1を浮上させるには、前記第3開閉弁13を閉じた状態で、前記第1開閉弁11、前記第2開閉弁12を開放する。
In order to float the
水のヘッド差により、前記浮力室6内の水が前記水配管9を通って前記空気・水貯溜室7に流下し、同時に該空気・水貯溜室7の空気が前記空気配管8を通って前記浮力室6に流入する。而して、前記浮力室6の水は空気に置換され、前記扉体1の先端部に浮力が作用し、即ち前記扉体1の起立方向の回転力が作用し、前記扉体1の先端部が水面に浮上する(図12)。
Due to the water head difference, the water in the
尚、前記扉体1が浮上した状態で、前記第1開閉弁11、前記第2開閉弁12を閉塞し、前記浮力室6に空気を封込める(図12)。
In the state where the
次に、水位が上昇すると、水位の上昇に追従して前記浮力室6が浮上し、更に前記扉体1が起立し、水が該扉体1先端を越えて流入することを防止する(図13)。
Next, when the water level rises, the
次に、該扉体1を倒伏(沈降)させる場合は、前記第2開閉弁12を閉じ、前記第1開閉弁11、前記第3開閉弁13を開放すると共に前記空気・水貯溜室7を図示しない配管等により大気と連通させる(図14)。
Next, when the
前記浮力室6の空気が前記空気配管8、前記空気・水貯溜室7を介して大気に放出され、前記浮力室6には前記第3開閉弁13、前記水配管9を介して周囲の水が流入する。やがて、前記浮力室6に水が充満し、前記扉体1は沈降する。
Air in the
尚、前記空気・水貯溜室7に貯溜された水は、上述した様に、ポンプ等の排水手段で該空気・水貯溜室7の水を排水する。又同時に外部から空気を補給し、前記空気・水貯溜室7を空気で充満して待機状態とする。
As described above, the water stored in the air /
上記フラップゲートでは、前記扉体1浮上作動で必要な空気を、前記函体2内の空気・水貯溜室7に貯めておく構造であるので、前記函体2に前記空気・水貯溜室7を形成しなければならず、工事が大掛りとなり、工事コストが高くなるという問題がある。
The flap gate has a structure in which air necessary for the floating operation of the
本発明は斯かる実情に鑑み、函体に空気室等の付随機能を持たせることなく、フラップゲート、及び付随する構造を簡略化し、コストの低減を図るものである。 In view of such a situation, the present invention simplifies the flap gate and the accompanying structure without giving the box an accompanying function such as an air chamber, and reduces the cost.
本発明は、水底に扉体を回転自在に支持し、前記扉体の回転中心から先端側に浮力室を設けると共に該浮力室より基端側に空気収納容器を設け、該空気収納容器と前記浮力室とを開閉弁を有する空気配管で接続し、前記浮力室に水が充満され前記扉体が倒伏状態で、前記開閉弁を開として前記浮力室と前記空気収納容器とを連通することで、該空気収納容器から前記浮力室に空気が流入し、該浮力室が空気で置換され、前記扉体が起立する様構成したフラップゲートに係るものである。 The present invention rotatably supports a door body on the bottom of the water, provides a buoyancy chamber on the distal end side from the rotation center of the door body, and provides an air storage container on the base end side from the buoyancy chamber. By connecting the buoyancy chamber with an air pipe having an open / close valve, the buoyancy chamber is filled with water, the door body is in a collapsed state, and the open / close valve is opened to communicate the buoyancy chamber with the air storage container. The flap gate is configured such that air flows into the buoyancy chamber from the air storage container, the buoyancy chamber is replaced with air, and the door body is erected.
又本発明は、前記扉体は少なくとも先端部が中空構造となっており、該先端部に前記浮力室が形成され、前記空気収納容器は、前記扉体の基部に設けられた蓄圧タンクであるフラップゲートに係るものである。 According to the present invention, the door body has a hollow structure at least at the tip, the buoyancy chamber is formed at the tip, and the air storage container is a pressure accumulation tank provided at the base of the door. It concerns the flap gate.
又本発明は、前記扉体は少なくとも先端部、基端部が中空構造となっており、前記先端部に前記浮力室が形成され、前記基端部により前記空気収納容器が形成されたフラップゲートに係るものである。 Further, in the present invention, the door body has at least a distal end portion and a proximal end portion having a hollow structure, the buoyancy chamber is formed at the distal end portion, and the air storage container is formed by the proximal end portion. It is related to.
又本発明は、前記扉体は少なくとも、中間部が中空構造であり、該中間部に前記浮力室が形成されたフラップゲートに係るものである。 Further, the present invention relates to a flap gate in which at least the middle part of the door body has a hollow structure, and the buoyancy chamber is formed in the middle part.
又本発明は、前記浮力室には、リリース弁が設けられ、該リリース弁を介して前記浮力室内の空気を放出可能とし、前記浮力室への水の再充満を可能としたフラップゲートに係るものである。 The present invention also relates to a flap gate in which a release valve is provided in the buoyancy chamber, the air in the buoyancy chamber can be discharged through the release valve, and the buoyancy chamber can be refilled with water. Is.
本発明によれば、水底に扉体を回転自在に支持し、前記扉体の回転中心から先端側に浮力室を設けると共に該浮力室より基端側に空気収納容器を設け、該空気収納容器と前記浮力室とを開閉弁を有する空気配管で接続し、前記浮力室に水が充満され前記扉体が倒伏状態で、前記開閉弁を開として前記浮力室と前記空気収納容器とを連通することで、該空気収納容器から前記浮力室に空気が流入し、該浮力室が空気で置換され、前記扉体が起立する様構成したので、前記空気収納容器を函体に設ける必要がなく、函体の工事規模を小さくでき、工事費の低減が図れるという優れた効果を発揮する。 According to the present invention, the door body is rotatably supported on the bottom of the water, the buoyancy chamber is provided on the distal end side from the rotation center of the door body, and the air storage container is provided on the proximal end side from the buoyancy chamber, the air storage container And the buoyancy chamber are connected by an air pipe having an on-off valve, and the buoyancy chamber is filled with water and the door body is in a lying state, and the on-off valve is opened to communicate the buoyancy chamber and the air storage container. Thus, since air flows into the buoyancy chamber from the air storage container, the buoyancy chamber is replaced with air, and the door body is configured to stand up, there is no need to provide the air storage container in the box, It is possible to reduce the construction scale of the box and achieve the excellent effect of reducing the construction cost.
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図5により本発明の第1の実施の形態について説明する。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
先ず、図1により第1の実施の形態に係るフラップゲートの構成について説明する。尚、図1〜図5中、図11中で示したものと同等のものには同符号を付してある。 First, the configuration of the flap gate according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 1 to 5, the same components as those shown in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals.
海底に構築される函体2に扉体収納部3、及び該扉体収納部3に連続する扉尻収納凹部4が凹設され、前記扉体収納部3の底面には回転支持部5が設けられ、該回転支持部5に扉体1が回転自在に支持される。又、前記函体2の底面には前記回転支持部5に沿って検査廊18が設けられている。
The
前記扉体1は図11に於いて説明したものと同等の構成を有し、下面全面に亘ってスキンプレートが設けられ、先端部には気密な浮力室6が形成されている。
The
前記扉体1の基部の内部に、空気収納容器として蓄圧タンク19が設けられ、該蓄圧タンク19には圧縮空気が封入される様になっており、封入される空気圧は前記浮力室6にかかる水圧より充分大きく、空気量は前記蓄圧タンク19を充満させるに充分な量となっている。
A
前記浮力室6と前記蓄圧タンク19とを接続する空気配管8が上面に沿って設けられ、該空気配管8の先端は、前記浮力室6の内部に開口している。又、該浮力室6の最下位置、又前記扉体1の下面に沿って水配管9が設けられ、該水配管9の先端は前記浮力室6の最下位置近傍に先端が開口し、基端は前記扉体1の側板、又はスキンプレートを通して水中に開口している。
An
前記空気配管8には第1空気弁21が設けられ、又前記浮力室6の最上位置、その近傍に放出管(図示せず)が連通され、該放出管にリリース弁である第2空気弁22が設けられている。前記水配管9には第1液体弁23が設けられている。前記第1空気弁21、前記第2空気弁22、前記第1液体弁23は、遠隔操作可能な電磁弁、電動弁、空気作動弁等となっている。
The
尚、前記蓄圧タンク19に圧縮空気を封入する方法としては、前記検査廊18に圧縮ポンプを設け、該圧縮ポンプと前記蓄圧タンク19とを接続し、該蓄圧タンク19に圧縮空気を封入してもよい。尚、前記蓄圧タンク19に圧縮空気を封入する場合は、定常時に長時間掛けてよいので、圧縮ポンプの容量は小さくてよい。
As a method for enclosing compressed air in the
又、前記蓄圧タンク19に圧縮空気を封入する他の方法としては、台船の圧縮機を利用してもよい。台船の圧縮機を前記蓄圧タンク19に接続し、該蓄圧タンク19に圧縮空気を封入する等である。
In addition, as another method for filling the
図1〜図5により、上記フラップゲートの作動について説明する。 The operation of the flap gate will be described with reference to FIGS.
図1は待機状態を示しており、前記浮力室6には水が充満し、前記蓄圧タンク19には圧縮空気が封入されている。前記第1空気弁21、前記第2空気弁22、前記第1液体弁23は閉である。尚、前記扉体1に前記蓄圧タンク19の空気による浮力が働くことになるが、ヒンジピン近傍に浮力中心がある為、起立しようとするモーメントは、扉体自重による倒伏しようとするモーメントより小さい為、浮上することはない。
FIG. 1 shows a standby state in which the
前記扉体1を浮上させる場合、前記第2空気弁22を閉じた状態で、前記第1空気弁21、前記第1液体弁23を開く。
When the
前記蓄圧タンク19の空気が前記空気配管8を通って前記浮力室6に流入する。該浮力室6の水は前記水配管9、前記第1液体弁23を介して水中に流出する。前記浮力室6は、水から空気に置換され、浮力が発生し、やがて扉体自重の倒伏モーメントよりも浮力起立モーメントが大きくなり、起立方向に回転する(図2参照)。
The air in the
前記浮力室6が空気に完全に置換されると、前記扉体1の先端が水面より露出する様に起立する(図3参照)。尚、水位の低い状態では、完全な起立状態ではないが、図4に示す様に、水位が上昇すると、水位の上昇に追従して起立して越流を防止する。又、完全に起立した状態では、前記扉体1の上面が庇部10に当接すると共に前記扉体1の基端が前記扉尻収納凹部4の前記庇部10とは反対側の壁面に当接して、前記扉体1に湾外からの水圧が作用した場合の回転力を支持する(図4参照)。
When the
次に、図5に於いて、フラップゲートを閉じる場合、前記扉体1を倒伏(沈降)させる場合を説明する。
Next, referring to FIG. 5, a case where the flap gate is closed and the
前記第1空気弁21を閉じた状態で、前記第2空気弁22、前記第1液体弁23を開放する。前記浮力室6の空気が前記第2空気弁22を介して放出され、同時に水中から水が前記第1液体弁23、前記水配管9を通って前記浮力室6に流入する。浮力が減少して前記扉体1が沈降する。
With the
前記浮力室6内の空気が、完全に放出されることで、該浮力室6に水が充満し、前記扉体1が完全に倒伏する。前記第1液体弁23を閉とし、前記蓄圧タンク19に圧縮空気を封入することで、待機状態が完成する。
When the air in the
本発明では、前記扉体1の基部に前記蓄圧タンク19を設けるので、前記函体2に前記空気・水貯溜室7を形成する必要がなくなり、前記函体2が小型化し、工事が簡単になる。又、前記浮力室6と前記蓄圧タンク19間の前記空気配管8、前記水配管9の設置は、前記扉体1内部だけの工事でよく、構造が簡単となり、又作業性も改善される。
In the present invention, since the
図6〜図10により本発明の第2の実施の形態について説明する。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
先ず、図6により第2の実施の形態に係るフラップゲートの構成について説明する。尚、図6〜図10中、図1中で示したものと同等のものには同符号を付し、説明の詳細を省略する。 First, the configuration of the flap gate according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 6 to 10, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
第2の実施の形態では、前記蓄圧タンク19を省略し、前記扉体1の基部に空気収納容器として機能する空気室25を形成する。該空気室25の容積は少なくとも前記浮力室6の容積と同じか、好ましくは該浮力室6の容積に比べて充分大きく設定する。尚、前記空気室25の空気による浮力が働くことになるが、ヒンジピン近傍に浮力中心がある為、起立しようとするモーメントは、扉体自重による倒伏しようとするモーメントより小さい為、浮上することはない。
In the second embodiment, the
前記空気室25と前記浮力室6とを空気配管8によって接続し、該空気配管8には第1空気弁21が設けられる。尚、前記空気配管8の基端が前記空気室25に開口する位置は、該空気室25の最上位か、最上位の近傍とされ、前記空気配管8の先端が前記浮力室6に開口する位置は、該浮力室6の最上位か、最上位の近傍とされる。
The
前記空気室25と前記浮力室6とは水配管9によって接続され、該水配管9の基端が前記空気室25に開口する位置は、該空気室25の先端側の壁部の最下位か、最下位の近傍とされ、前記水配管9の先端が前記浮力室6に開口する位置は、該浮力室6の最下位か、最下位の近傍とされる。
The
又、前記水配管9には、分岐して水中に開口する分岐管26が設けられ、前記水配管9に第1液体弁23、前記分岐管26に第2液体弁27がそれぞれ設けられる。更に、前記空気室25の最下位置には、排水弁28が設けられる。又、該排水弁28は前記空気室25に空気を充満させる場合を除いて閉である。尚、前記分岐管26の開口位置は、前記扉体1の側面か、スキンプレートとする。
The
図6〜図10により、第2の実施の形態に係るフラップゲートの作動を説明する。 The operation of the flap gate according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
図6は待機状態を示しており、前記浮力室6には水が充満し、前記空気室25には空気が充満している。前記第1空気弁21、前記第2空気弁22、前記第1液体弁23、前記第2液体弁27は閉である。
FIG. 6 shows a standby state in which the
前記扉体1を浮上させる場合、前記第2空気弁22、前記第2液体弁27を閉じた状態で、前記第1空気弁21、前記第1液体弁23を開く。
When the
前記空気室25の空気が前記空気配管8を通って前記浮力室6に流入する。該浮力室6の水は前記水配管9、前記第1液体弁23を介して前記空気室25に流入する。前記浮力室6は、水から空気に置換され、浮力が発生し、やがて扉体自重の倒伏モーメントより浮力起立モーメントが大きくなり前記扉体1の起立方向に回転する。該扉体1が回転することで、前記浮力室6が前記空気室25より上方に位置することになり、前記浮力室6への空気の流入、水の排出は急速に行われる。又、前記浮力室6の水が前記空気室25に溜ることで、前記扉体1の起立状態が安定する。
The air in the
又、該扉体1の起立状態が水位に追従することは、第1の実施の形態と同様である(図9参照)。
Moreover, it is the same as that of 1st Embodiment that the standing state of this
次に、図10に於いて、フラップゲートを閉じる場合、前記扉体1を倒伏させる場合を説明する。
Next, referring to FIG. 10, the case where the flap gate is closed and the
前記第1空気弁21、前記第1液体弁23を閉じた状態で、前記第2空気弁22、前記第2液体弁27を開放する。港外側の水位は、前記浮力室6の最下位置より上方に位置するので、水中から水が前記第2液体弁27、前記水配管9を通って前記浮力室6に流入し、同時に前記浮力室6の空気が前記第2空気弁22を介して放出され、浮力が減少して前記扉体1が沈降する。
The
前記浮力室6内の空気が、完全に放出されることで、該浮力室6に水が充満し、前記扉体1が完全に倒伏する。
When the air in the
前記空気室25に空気を充満させる場合は、前記第1空気弁21、前記第1液体弁23を閉とし、前記排水弁28を開とし、又前記検査廊18から空気を前記空気室25に供給する。該空気室25を完全に排水し、前記排水弁28を閉じれば、待機状態が完成する。
When the
尚、台船の圧縮ポンプを前記空気室25に接続し、該空気室25に空気を圧送し、空気圧で前記空気室25内の水を前記排水弁28から排出する様にしてもよい。
Note that a compression pump of a carriage may be connected to the
第2の実施の形態では、前記空気室25に圧縮空気を封入することがないので、該空気室25を耐圧構造とする必要がなく、構造が簡単となる。
In the second embodiment, since compressed air is not sealed in the
尚、上記実施の形態では、前記浮力室6を先端部に設けたが、設ける位置は前記扉体1の先端に限られるものではなく、該扉体1の中間部分でもよい。前記浮力室6を基端側に設けた場合、低い水位でも起立角度が大きくなり、水の流入抑止効果が大きくなる。
In the above embodiment, the
1 扉体
2 函体
5 回転支持部
6 浮力室
8 空気配管
9 水配管
19 蓄圧タンク
21 第1空気弁
22 第2空気弁
23 第1液体弁
25 空気室
26 分岐管
27 第2液体弁
28 排水弁
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