JPS6248007B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は排砂性能の優れた魚腹型転倒ゲートに
関するものである。

〔従来の技術〕

河川等の取水個所等に設けられる転倒ゲートは
常時は起立して水を越流させ、上流側の水位を一
定に保つと共に、増水時には下流側に完全に倒伏
して全開し、速やかに水を流通させる機能を有す
る。常時、越流水により上流より運ばれる土砂は
転倒ゲートの下流側河床に堆積し、増水時に転倒
ゲートを下流側に倒伏しようとしても、その土砂
のためゲートを全開できない虞がある。

この解決策として、特開昭48−42554号に開示
されるように、転倒ゲートの扉体内部に扉体頂部
から扉体下部に通ずるシユート（流下路）を設
け、そのシユートの出口を扉体起立時に扉体下端
で下流方向に向けて開口することにより、常時は
専らシユートを通つてゲートの越流水を流下さ
せ、その出口より下流方向に噴出する水流によつ
て転倒ゲートの下流に堆積する土砂を排除するこ
とが提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来のシユートを備えた転倒ゲートはシユ
ート出口より噴出する水流により、転倒ゲート下
流側下端に近接した部分の河床の土砂は排除しう
るが、その土砂は少し下流側に移動して堆積し、
その位置は扉体頂部の転倒位置に当たるため、増
水時に扉体を完全に倒伏できない虞がある。

従つて、本発明は増水時に扉体を完全に倒伏し
うるように流水により、転倒ゲート下流側の河床
の土砂を完全に排除しうる転倒ゲートを提供する
ことを目的とする。

更に本発明の他の目的はシユート内に空洞部を
生じ、扉体の振動やキヤビテーシヨンの発生の虞
のない転倒ゲートを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕 シユートを備えた転倒ゲートにおいて、常時は
転倒ゲートの越流水は殆どシユートを通つて放流
されるが、徐々に上流側水位が上昇するとシユー
トから溢れた水は直接扉体頂部から下流側に越流
する。増水時に上流側水位が一定の定められた水
位に達すると、ゲートを完全に倒伏して放流する
必要があるが、上流の水位が上昇し、扉体頂部か
ら直接越流始めてから、所定の倒伏すべき水位ま
で水位が上昇するまでの間に上記の扉体頂部から
の直接の越流水をできるだけ勢いよく、且つでき
るだけ長時間にわたり放流することにより、扉体
倒伏部分の河床の土砂を完全に排除することがで
きる。更に上記従来のシユートを備えた転倒ゲー
トでは、扉体頂部を直接越流する場合、越流水は
シユート下流側内壁上端部に衝突して水脈の跳上
がりが生じ、このため越流水の流れが乱され、扉
体を越える越流水の流速が弱められ、又扉体下流
側外壁上端部が角張つた形状をなすためこの部分
による水流のエネルギー損失を無視できない。シ
ユート下流側内壁上端部及び扉体下流側外壁上端
部の形状を改善することにより、越流水の運動エ
ネルギーの損失なく、勢いよく越流水を放流落下
させることができる。本発明者らは鋭意研究の結
果以上の事を見出し本発明を完成するに至つた。

即ち本発明は扉体の下端部を中心に回動し、起
立、倒伏可能に支持され、扉体を上下に貫通する
シユートを有する魚腹型転倒ゲートに於て、該シ
ユートの入口部を該扉体の頂部に上向きに開口
し、且つ常用の最大起立角度に扉体起立時におい
て該入口部の上流側上端縁と下流側上端縁を結ぶ
直線が水平より小傾角で下流側に傾くように形成
し、該シユートの出口部を該扉体の下端近傍で下
流側に向けて開口すると共に、該入口部を濾網に
て被覆し、該シユートの下流側内壁面及び扉体の
下流側外壁面のそれぞれの上端部近傍を上流側に
湾曲した湾曲面で構成し、且つ該シユート内の濾
網の下側の上流側隅部に大気中に連通するスポイ
ラーの一端を挿入したことを特徴とする転倒ゲー
トを要旨とする。

次に図面の実施例により、本発明の内容を詳細
に説明する。第１図は本発明の転倒ゲートの断面
図である。１は魚腹型転倒ゲートの扉体であつ
て、軸２を介し回動可能に支持されている。扉体
１の頂部３にはシユート４の入口部５が上向きに
開口すると共に、該入口部は扉体を常用の最大起
立角度に起立したときに上流側上端縁と下流側上
端縁を結ぶ直線が下流側７に向かつて水平より下
向きの傾角θ（約５度前後）をなす。又シユート
の入口部５付近における下流側壁面８は曲率半径
Ｒで上流方向に湾曲した湾曲面をなし、シユート
入口部５は濾網６で被覆されている。シユート４
は扉体１の背板１１に沿つてシユート４内を貫通
して、扉体下部において下流側に向けて出口部１
２を開口する。通常転倒ゲートは起立時には、上
流側水位を設定された一定水位に保つために、設
計された一定の起立角度に起立し、倒伏時には完
全に倒伏するという２つの回動位置で使用され、
中間の回動位置で停止して使用されることはな
い。従つて本発明で「常用の最大起立角度」とは
上記の設計上設定された一定の起立角度を意味す
る。本発明の転倒ゲートの扉体は設計上設定され
た一定の起立角度、即ち常用の最大起立角度と完
全倒伏位置の間で回動可能に構成されるが、扉体
は機構上、上記の設計上設定された起立角度を越
えて回動可能であつてもよい。

１０はスポイラーであつて、管又は断面Ｖ字形
又はコ字形の板よりなり、その一端がシユート内
の濾網の下の上流側隅部９に挿入され、他端を大
気中に開放する。１５は水密部である。

〔作用〕

上記転倒ゲートに於て、常時の小流量時はゲー
トを越流する水は全て濾網６を通過して入口部５
からシユート４内に流入し、転倒ゲート下端部の
シユート出口部１２から下流に向けて噴出する。
その噴流により、転倒ゲート隣に接する下流側河
床１３付近に堆積しようとする土砂は下流側へ押
し流され、一部は少し下流側に堆積する。

少し増水して、ゲートを越流する水がシユート
に全て流入しきれなくなると一部は転倒ゲート頂
部から越流して、シユートへの流入水Ｑ１と越流
水Ｑ２に分流する。この時、シユートの入口部５
の上流側上端より下流側上端の高さを若干下げ、
下流側壁面８を上流側に湾曲して設けてあるた
め、シユートに流入する水は上流側に湾曲した壁
面８に沿つて流れ、滑らかに流れの方向を曲げら
れるので、従来の転倒ゲートのようにシユートの
下流側壁面に水流が衝突して水脈の跳上がりを生
ずることがない。越流水Ｑ２は上流側に湾曲した
壁面８の外側に沿つて滑らかに流れるので、水流
が乱されることがなく、その越流水は速度頭の損
失なく、勢いよく下流側に落下してそこに堆積し
ている土砂を排除することができる。

更にこの状態では、流入水Ｑ１、越流水Ｑ２と
も速い流速で流せるので、一定の越流高ｈ（上流
側水面と扉体頂部の高さの差）で従来の転倒ゲー
トよりも全越流量（流入水Ｑ１＋越流水Ｑ２）を
相当大きくすることができる。従つて上流からの
流量が小流量から徐々に増加する時、シユート入
口から溢れ越流し始めてから、上流の水位が転倒
ゲートを倒伏すべく定められた所定の水位に達す
るまでの時間を延長し、その間に、より多量の越
流水を流下せしめ、小流量時に下流側に堆積した
土砂を完全に排除することができる。

シユートの入口部５に設けられた濾網６は流水
中に含まれる固形物を分離し、シユート内に大き
な固形物が流入して詰るのを防止し、濾網６上に
分離された固形物は濾網自体が下流側に向かつて
先下がりに配設されているので、越流水Ｑ２によ
つて下流川へ洗い流され、濾網上に滞留すること
がなく、常に濾網は流通性のよい状態に保たれ
る。

上流側水位或いはゲートの起立状態によつて、
シユート内に流入した水はシユート内の上流側壁
面から流れが剥離して空洞部を生ずることがあ
り、空洞部はキヤビデーシヨンの原因となるほ
か、空洞部によりシユートが狭ばめられてシユー
ト内の水の流通が妨げられるので、できるだけ空
洞部の発生を防止する必要がある。空洞部発生を
防止するため、シユート入口部の上流側内面を上
流側に湾曲した壁面とするのが好ましい。更に発
生した空洞部は入口部の濾網６の下側の上流側隅
部に浮上して滞留するので、この部分にスポイラ
ー１０の先端を挿入して大気中に連通すれば、空
洞部が正圧の場合は空洞部の空気はスポイラーに
より排出され、空洞部は消滅する。

シユート入口部５の上流側上端と下流側上端と
を結ぶ線の傾きθを大きく、例えば下流側に向か
つて30度の下り傾斜とすれば、本発明のように小
傾斜の場合よりも、シユート入口部の急傾斜の濾
網６に沿つて流れる越流水の流速が大きくなり、
従つて越流水の速度頭が増し、その分だけ静水頭
が低下する。その結果シユート内の静水頭もそれ
だけ低下してシユート内の空洞部が負圧となりや
すく、扉体の振動やキヤビテーシヨンが発生しや
すくなる。この空洞部内にスポイラーを挿入する
と負圧により大気が吸引され、却つて空洞部は拡
大し、流入水Ｑ１は大幅に減少するため、上記入
口部５の傾きθを大きくするのは好ましくない。

尚本発明においてスポイラー１０の代わりに、
先端部をシユート上端部上流側隅部９に開口し、
且つ基端部をシユート下部の出口部１２に開口す
る吸引パイプ１４を設け、空洞部の空気を強制的
に排気して空洞部を消滅させることもできる。

〔発明の効果〕

本発明の転倒ゲートによれば、転倒ゲート下流
側の河床の堆積土砂を広範囲にわたり完全に排砂
することができる。小流量時はシユートの噴流に
より転倒ゲートの隣接部分を排砂すると共に、洪
水前の増水中に越流水によりその下流側を完全に
排砂して転倒ゲートの倒伏を常に支障なくおこな
うことができる。

シユート入口部の形状とスポイラーにより、シ
ユート内の空洞部の発生を防止し、扉体の振動や
キヤビテーシヨンの発生を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の転倒ゲートの側面断面図であ
る。 １……扉体、２……軸、３……頂部、４……シ
ユート、５……入口部、６……濾網、７……下流
側、８……壁面、９……隅部、１０……スポイラ
ー、１１……背板、１２……出口部、１３……河
床、１４……吸引パイプ、１５……水密部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 扉体の下端部を中心に回動し、起立、倒伏可
   能に支持され、扉体を上下に貫通するシユートを
   有する魚腹型転倒ゲートに於て、該シユートの入
   口部を該扉体の頂部に上向きに開口し、且つ常用
   の最大起立角度に扉体起立時において該入口部の
   上流側上端縁と下流側上端縁を結ぶ直線が水平よ
   り小傾角で下流側に傾くように形成し、該シユー
   トの出口部を該扉体の下端近傍で下流側に向けて
   開口すると共に、該入口部を濾網にて被覆し、該
   シユートの下流側内壁面及び扉体の下流側外壁面
   のそれぞれの上端部近傍を上流側に湾曲した湾曲
   面で構成し、且つ該シユート内の濾網の下側の上
   流側隅部に大気中に連通するスポイラーの一端を
   挿入したことを特徴とする転倒ゲート。