(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下流側に水位のある河川等を横断し、可撓性膜の両側縁を離して凹凸部を有する河床部に固定し、空気又は／及び水の供給、排出により起立、倒伏する可撓性膜堰において、
前記凹凸部における凸部を形成する凸条部材が、河川等の流れ方向に対して直角な方向に延在するように設けられた剛性を有する回転部材と、前記回転部材を河川等の流れ方向に対して前記河床上で自在回転可能に支承し、前記河床部側に固定される支承部材とを備え、
起立状態から倒伏状態となった前記可撓性膜を、複数の前記凸条部材及び該複数の凸条部材間に形成される凹部に沿わせて倒伏させることを特徴とする可撓性膜堰。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川等を横断して敷設され、空気又は／及び水の供給により起立し、排出により倒伏する可撓性膜堰に係り、特に下流側に水位のある場所例えば港湾の入江、又は河川の外海との出入り口に敷設される可撓性膜堰に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水門、防潮堰等は、鋼鉄製で設備の規模の大きなものが一般的である。
そこで通常ゴム堰と称される空気又は／及び水の供給・排出により可撓性膜堰を起立もしくは倒伏させるものは施工が簡単であることから、河川に多く使用されているが、これを水門又は防潮堰に利用することが考えられる。
【０００３】
ところが、水門や防潮堰は、河川の途中に設けられるのとは異なり、その両側の水位が反転することがあり、いずれの状態でも安定して起立している必要がある。又、両側の水位が同位の時に水門や堰を開くことになるので、両側の水位が同じ状態で可撓性膜堰を完全に倒伏することが望ましい。
しかしながら、倒伏時に袋体内に空気が閉じ込められて部分的に浮遊膜を生じたり、空気が残らなくとも河床に固定されない部分があるので、これが水中に浮遊して完全に倒伏状態とすることが困難であった。
【０００４】
この課題を解決するものとして可撓性膜堰への給排する媒体を液体とする方法と底面に凹凸を設け、袋体がこの凹凸に沿うように倒伏する方法（特公平５−９５６７公報）がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前者の方法は媒体である液体の確保が難しく、液体確保のための施設が必要で初期コストが高いばかりか、維持管理にも多大のコストがかかる。
【０００６】
又、後者の例では、このような可撓性膜堰として、ここで、図４のように、底部に設けたスぺーサーによって凹凸を形成し袋体の周長をその凹凸に等しくして完全倒伏される発明が開示されている。
即ち図中１０は基礎コンクリートからなる河床、２０は凸条部であるパイプ状のスぺーサー、３０は可撓性膜堰、４０は袋体を形成する可撓性膜、５０は取付金具であるアンカーボルト、７０は河川等水の流れ、８０は空気又は／及び水である。
図４（ａ）は可撓性膜４０が起立している状態である。ここで下流側においても水がある場合、可撓性膜４０の流体８０を排出して可撓性膜４０の倒伏を開始すると、図４（ｂ）の倒伏状態の過程を経て、可撓性膜４０はスぺーサー２０倒伏過程の最終段階で発生する浮遊膜４０Ａを引き込むことが可能とされている。
【０００７】
最終的には可撓性膜４０がスぺーサー２０間に埋没することもあが、しかし、本来スぺーサー２０は河床１０に不動に固着されており、その性能には限界があった。又スぺーサー２０の表面が経時変化によって粗面になり、浮遊膜４０Ａの引込を阻害するという欠点があったため、図４（ｃ）のように可撓性膜４０の一部が基礎コンクリート１０に密着せず、浮遊膜４０Ａが生じてしまう問題がある。
このような可撓性膜堰を河川、河口堰に用いた場合には河川水の通水阻害や船舶等の曳航阻害になる。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とするところは施工が簡単で可撓性膜堰の倒伏が完全に行える可撓性膜堰を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は次のように構成した。本発明の請求項１に記載の可撓性膜堰は、下流側に水位のある河川等を横断し、可撓性膜の両側縁を離して凹凸部を有する河床部に固定し、空気又は／及び水の供給、排出により起立、倒伏する可撓性膜堰において、前記凹凸部における凸部を形成する凸条部材が、河川等の流れ方向に対して直角な方向に延在するように設けられた剛性を有する回転部材と、前記回転部材を河川等の流れ方向に対して前記河床上で自在回転可能に支承し、前記河床部側に固定される支承部材とを備え、起立状態から倒伏状態となった前記可撓性膜を、複数の前記凸条部材及び該複数の凸条部材間に形成される凹部に沿わせて倒伏させることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の可撓性膜堰についてその実施の一形態について図面に基づき説明する。
【実施例】
図１は凸部を形成する凸条部材を、河川等の流れ方向に直角な方向に設け、且つ河川等の流れ方向に対して前記河床上で自在回転可能とする可撓性膜堰の第１の実施例の倒伏過程を示すものである。
図１（ａ）において１はコンクリート等で築床された河床部である。可撓性膜４は両側縁を離して前記河床部１の固定ラインＡ、Ｂにアンカーボルト５により固定されることによって袋状体の内室を形成し、空気又は／及び水８の供給、排出（排気）により起立、倒伏可能に布設される。
【００１２】
一方、河床部１の表面には、河川等７の流れ方向Ｆに直角の方向に延在するように、複数の凸条部材２が河床部１上に適宜間隔で取付けられている。そして河川等７の流れ方向Ｆに河床部１上で自在回転可能とするような凹凸が形成される。更には、可撓性膜堰３内に給気（排水）もしくは前記可撓性膜堰３内を排気（排水）するための給、排出管６を備えている。
【００１３】
図１（ｂ）は、初期の排気（排水）状態を図示した可撓性膜４の断面図であり、前記可撓性膜４は、排気（排水）を始めると固定ラインＡ、Ｂの上方側が上下流７側の水圧と充填空気の排気による現象に伴ってほぼ対照的に倒伏を開始し、それぞれ内方に湾曲し始めて湾曲変形した湾曲部（閉塞部）４Ｂが、又外方に突出した浮遊部４Ａが形成される。
【００１４】
図１（ｃ）は可撓性膜４の倒伏の更なる進行過程を示す断面図であり、前記可撓性膜４の内室の排気（排水）が進むと、湾曲部４Ｂは凸条部材２と共に一部が閉塞状態になる。ここで、凸条部材２の上部は流れ方向Ｆに対して回転可能な構造であるため、更には、図１（ｄ）に示すように、内室の排気（排水）が進行すると可撓性膜４が凸条部材２を覆うように凸条部材２と共に河床１のピット部に着底するように納まり、このようにして可撓性膜堰３の完全な倒伏が可能となる。
【００１５】
図２（ａ）は凸条部材２の全体の構造を示す斜視図であり、凸条部材２を構成する部材は、倒伏時に可撓性膜４を支え河川幅方向に延在する自在回転可能な回転部材２Ａと、上記回転部材２Ａの回転軸部２Ａ１に嵌合する軸受部を介して上記回転部材を支承する支承部材２Ｂとからなる。
回転部材２Ａは回転軸部をも含めて軽量化及び防錆上の面から、不錆鋼管又はＦＲＰ等の剛体中空筒状体が望ましく、更にはフリーに回転してもよく又モーター等によって強制駆動する手段を有しても構わない。
又、その表面２Ａ２は円筒形状であるが、望ましくは切削研磨、フッ素樹脂加工等によって可撓性膜４との接触抵抗を低減するように平滑性を付与しておくのがよい。
【００１６】
支承部材２Ｂについても回転部材２Ａと同様に軸受部と共に、軽量化及び防錆上の面から、不錆鋼又はＦＲＰの剛体で構成するか、支承部材本体をコンクリート等で構築しておいてもよい。又、可撓性膜の倒伏動作をよりスムースにするために支承部材２Ｂの上下流方向に対する幅は支承部材２Ｂ上に位置する回転部材２Ａの外径以下であること好ましい。
【００１７】
そして、回転部材２Ａを支承部材２Ｂに取付けて支持し、支承部材２Ｂをアンカーボルト２Ｄよって河床１に固定される。
このようにして、回転部材２Ａと回転部材２Ａを支承する支承部材２Ｂとからなる凸条部材２が複数個河床１に敷設され、河床１に凹凸部が形成される。
【００１８】
次に本発明の実施の形態における作用につき説明する。
図３は隣接する二つの凸条部材２とそれらの間の可撓性膜４の相互作用を説明するものである。
図３（ａ）に示した可撓性膜４は河床１上に設けられた凸条部材２の回転部材２Ａ上に着底するように接する。この時、可撓性膜４の内室の圧力Ｐ１  は、上下流８の水圧Ｐ２  より小さいので、水圧Ｐ２  が負荷され続けることによってＰ１  とＰ２  との差圧ΔＰによって可撓性膜内の容積が逐次減容し続ける。
一方、一つの凸条部材２の回転部材２Ａとこれに隣接する他の回転部材凸条部材２と間の可撓性膜４は河床側に所定の曲率半径Ｒを有する湾曲部４Ｂを形成している。これらの二つの凸条部材２間の可撓性膜４にかかる張力Ｔと上記差圧ΔＰ及び上記曲率半径Ｒとの間には、
Ｔ＝ΔＰ・Ｒ
の関係が成り立つ。
【００１９】
図３（ｂ）のように、一つの凸条部材２は河川等７の流れ方向Ｆに河床部上で支承部材２Ｂに設けられた河川の上下流Ｆのいずれの方向に対しても自在回転可能な回転部材２Ａを支承している。
従って、可撓性膜の倒伏が進むと、回転部材２Ａ上に接して載置されている可撓性膜４は、回転部材２Ａの回転（自転）作用により回転部材の表面を走行して湾曲部４Ｂが弛むように動くことで湾曲部４Ｂの張力Ｔ１  を緩和する。そして、湾曲部４Ｂの湾曲部の曲率半径Ｒは、Ｒ１  がより小さいＲ２  を有するようになる。  又、回転部材２Ａの表面には平滑面２Ａ１が設けられているので、可撓性膜４と回転部材２Ａとの間の摩擦抵抗が少なく、張力Ｔを緩和する上で更に効果がある。
【００２０】
その結果、上記作用が逐一進行するにつれて、すべての凸条部材２の表面を可撓性膜４が覆うような状態にまでなり、図３（ｃ）のように可撓性膜４が凸条部材２と河床部１共とによって形成される凹凸部に収納され、可撓性膜４の倒伏時の浮遊部を吸収して可撓性膜４の完全な倒伏が達成できる。又、再び可撓性膜内に給気を行いつつ可撓性膜堰３の起立を実施しても、可撓性膜４が凸条部材２の表面から容易に離れることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、施工が簡単で可撓性膜堰の倒伏が完全に行える可撓性膜堰を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）から（ｄ）は、本発明の一実施例における可撓性膜堰の取付構造を示した可撓性膜堰の起立から倒伏に至る状態の横断側面図である。
【図２】図１の要部拡大横断側面図である。
【図３】（ａ）から（ｃ）は、図１の要部拡大横断側面図である。
【図４】（ａ）から（ｃ）は、従来の可撓性膜堰の取付構造を示した可撓性膜堰の起立から倒伏に至る状態の横断側面図である。
【符号の説明】
１、１０  河床部
２、２０  凸条部材
３、３０  可撓性膜堰
４、４０  可撓性膜
２Ｄ、５、５０、アンカーボルト
６、６０  給、排気管
７、７０  河川流
８、８０  流体
４Ａ、４０Ａ  浮遊部
４Ｂ、４０Ｂ  湾曲部
２Ａ  回転部材
２Ａ１  軸部
２Ａ２  平滑面
２Ｂ  支承部材
Ｆ  河川の流れ方向
Ｒ  曲率半径
Ｔ  張力
【図１（ａ）】
0003609548.tif 000002
【図１（ｂ）】
0003609548.tif 000003
【図１（ｃ）】
0003609548.tif 000004
【図１（ｄ）】
0003609548.tif 000005
【図２】
0003609548.tif 000006
【図３（ａ）】
0003609548.tif 000007
【図３（ｂ）】
0003609548.tif 000008
【図３（ｃ）】
0003609548.tif 000009
【図４（ａ）】
0003609548.tif 000010
【図４（ｂ）】
0003609548.tif 000011
【図４（ｃ）】
0003609548.tif 000012