(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、
上下流の少なくともいずれか一方側の水面下に片端側を開口し可撓性膜堰底部に他端側を開口して、これらの両端側との間に水の給排水を行う開閉弁を有する水路と、可撓性膜に空気を給排気する配管とを設けて、
前記可撓性膜堰の起立時には前記配管により空気を圧入して可撓性膜を膨張させると共に、前記水路により河川水を前記可撓性膜の内部に自然流入させ、
前記可撓性膜堰の倒伏時には前記配管により空気を自然又は強制排出して可撓性膜を収縮させると共に、前記水路により前記可撓性膜の内部の前記河川水をポンプにより可撓性膜の外部に強制排水してなることを特徴とする可撓性膜堰。
【請求項２】
前記水路の開口両端部の途中に、河川水と可撓性膜とが連通及び閉鎖可能であり、外気と気密可能なハッチ及び前記ポンプとを備えた河川水貯蔵槽を設けたことを特徴とする請求項１に記載の可撓性膜堰。
【請求項３】
前記河川水貯水槽と前記可撓性膜との間に設けた前記水路に人の出入りを可能としたことを特徴とする請求項１乃至２に記載の可撓性膜堰。
【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膨張媒体の供給・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。
従来、このような可撓性膜堰を構成する可撓性膜を膨張させて起立させたり、又は収縮させて倒伏させるための方法として、可撓性膜の内室に膨張媒体として空気を給気したり又は内室の空気を排気することが採用されている。
更には、上記の膨張媒体を空気に替えて水を使用し、給水排水を利用して可撓性膜堰の起立、倒伏を行うことが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、このような水位が反転する河川等では水深が大きく、大型の防潮堰のように可撓性膜堰を構成する可撓性膜の上下流とも大部分が没水しているものにおいては、可撓性膜の膨張収縮のための膨張媒体として空気を使用した空気方式の場合には、可撓性膜が空気で膨張した時にはその浮力が大きく作用し過ぎるために、過大な張力に耐えるように可撓性膜の本体又はその側端部の厚みを増したり、河床部への固定治具（押え金具、受け金具、アンカーボルト等）を必要以上に使用して補強する必要がある。
【０００５】
又、可撓性膜の膨張媒体として水を使用した水方式の場合には、可撓性膜内の水の重量によって外側方向（河川等の下流方向）へ大きく傾いて膨張するために、空気式に比べ可撓性膜の大きさ即ちその周長がより大きくなる（空気式対比３０％増加）他、可撓性膜の張力もより大きくする（空気式対比２０％増加）必要があり、そのために可撓性膜の材料費や運搬、据付コストが高くなる。更には、可撓性膜への給水及び排水の際には大量の水の移送が必要であり、そのための巨大なポンプと多量の電力を必要とし、大きなランニングコストを必要とする。これらの理由から、可撓性膜堰の倒伏、特に起立には多大な時間を必要とし、計画高水位や計画高水流量の維持確保に長時間を要するという問題がある。
【０００６】
従って、本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、可撓性膜の膨張媒体として空気又は／及び水を併用することで水方式の可撓性膜堰の起立に要する動力コストや時間を節減すると共に、可撓性膜の大きさ並びに可撓性膜の張力を空気式と同等又はそれ以下にすることができる低コストで効率の高い可撓性膜堰を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【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、上下流の少なくともいずれか一方側の水面下に片端側を開口し可撓性膜堰底部に他端側を開口して、これらの両端側との間に水の給排水を行う開閉弁を有する水路と、可撓性膜に空気を給排気する配管とを設けて、前記可撓性膜堰の起立時には前記配管により空気を圧入して可撓性膜を膨張させると共に、前記水路により河川水を前記可撓性膜の内部に自然流入させ、前記可撓性膜堰の倒伏時には前記配管により空気を自然又は強制排出して可撓性膜を収縮させると共に、前記水路により前記可撓性膜の内部の前記河川水をポンプにより可撓性膜の外部に強制排水してなることを特徴とするものである。
【０００８】
更には、本発明の請求項２に記載の可撓性膜堰は、前記水路の開口両端部の途中に、河川水と可撓性膜とが連通可能であり、外気と気密可能なハッチ及び前記ポンプとを備えた河川水貯蔵槽を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載の可撓性膜堰は、前記河川水貯水槽と前記可撓性膜との間に設けた前記水路に人の出入りを可能としたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
即ち、本発明者らは可撓性膜堰の起立、倒伏を行う際にその可撓性膜の膨張媒体として空気と水とを併用することによって、それぞれの媒体の有する特徴を考慮しつつ、しかもこれらの媒体の可撓性膜内室への供給、可撓性膜からの排出を全て動力によらずして自然導入、自然排出できる構造を採用すれば、コストの安い、しかも高性能である可撓性膜堰を構成できることを知見して本発明を完成するに至った。
即ち、可撓性膜堰を起立させる場合には、空気を給気するブロアーによって可撓性膜内室に給気し膨張させると、膨張空間が形成されるので、その空間には、上流側と膨張空間との水深差を利用することによって、容易に上流側の河川水を自然導入することが可能であり、このようにして可撓性膜の内室の下部を水、上部を空気とした両者併用の膨張媒体で構成される起立した可撓性膜堰が得られる。
また、このように起立した可撓性膜堰を倒伏させる場合には、可撓性膜内室の河川水をポンプによって、室外に排水ことにより可撓性膜を収縮させると、河川の水圧によってブロアーによらずとも可撓性膜内室の空気を自然排気することができ、可撓性膜は収縮して河床へ倒伏させることができる。
【００１１】
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。
【００１２】
【実施例】
図１に本発明の可撓性膜の膨張に空気又は／及び水を使用した可撓性膜堰が起立している状態の図２におけるＡ−Ａ’断面図を、図２は可撓性膜堰の平面図を、図３はその断面展開図をそれぞれ示す。
図１において１０はコンクリート等で築床された河床部であり、可撓性膜４０の両側縁を離して前記河床部１０の固定ラインＡ、Ｂにアンカーボルト６０により固定されることによって袋状体の内室４０Ａを形成し、可撓性膜の両川岸７１側に固定された固定部には空気の給排気のための開口部９１がそれぞれ設けられている。
【００１３】
一方、河床部１０の表面には、上流河川７０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１１が河床部１０上に適宜間隔でに設けられ、このようにして河床部１０上に凹凸が形成されるので、可撓性膜の倒伏時にはこの凹凸部に収納することができる。
また、凸条部１１間には複数の開口部５１を有する水路５０が河川幅方向に延在して布設され、図２に示すように、上流河川７０を取水し貯蔵する貯水槽１００に連通して他端側開口部５２を形成している。
また、空気４１の給排気のために、可撓性膜の河川法面部のいずれか一方に開口部９１を有する配管９０が布設され貯水槽１００に連通可能とし、また他端側開口部９２を形成している。
【００１４】
このように、図１に示すように可撓性膜堰４０は、可撓性膜４０の内室４０Ａは水路５０から取水、導入された河川水４２と配管９０から給気された空気４１とによって、膨張し起立した可撓性膜堰を形成して上流河川７０と下流河川８０とを区分している。
【００１５】
図３において、図中１００は、堤防等の陸上に設けたコンクリート等からなる気水密にしてなる河川水４２を貯水する貯水槽であり、開口部５１と５２との間に水路５０を布設してある。更に、上流河川７０から河川水４２を取水導入するための、もしくは貯水槽１００内の河川水４２の排水をも兼ねた開口部５３が上流側水面下に設けられ、フィルターＦ２、配管５５、開閉弁Ｖ４、配管５７、開閉弁Ｖ１の順に連結し、河川水４２を貯水槽１００内に取水導入可能として水路５０を構成している。
また、貯水槽の底部のピット１０２には主水中ポンプＰ１を載置し配管５４、逆止弁Ｖ２の順に配管５７に連結されている。
更に、底部のピット１０２には補助水中ポンプＰ２を載置し配管５６、逆止弁Ｖ３の順に配管５７に連結されている。
一方、貯水槽１００の屋上部には、大気中へ開口可能な開口部９２を設けた三方開閉弁Ｖ５を有するブロアーＢ１が設置してあり、開閉弁Ｖ６、開閉弁Ｖ７を有する配管９０に接続している。また、貯水槽１００の天井部には外気及び上流河川７０、下流河川８０と気水密可能とし、又は人の出入りのためにハッチ１１０が設けられている。
【００１６】
以下に本発明の実施の形態における可撓性膜堰についてその作用を説明する。図２に示す通り、可撓性膜４０の内室４０Ａに膨張媒体として水（上流河川水を利用）４２と空気４１とにより可撓性膜４０を膨張させて可撓性膜堰３０が起立している。
この起立した可撓性膜堰３０を倒伏する場合は、まず、三方開閉弁Ｖ５を開くと（開閉弁Ｖ６、Ｖ７は常時閉）、可撓性膜内室の空気４１と外気とが連通化することによって、可撓性膜内室の膨張媒体の空気４１が膨張圧により開口部９１から気管９０を通じて開口部９２より大気中に自然排気され始める。
【００１７】
同時にポンプＰ１を始動し（ハッチ１１０は開、開閉弁Ｖ１は閉、開閉弁Ｖ４は開）すると、貯水槽１００中に残存する河川水４２を配管５４、逆止弁Ｖ２、配管５５を通じて上流河川の開口部５２から上流河川７０に排水を開始する。
一方、空気４１は河川から受ける水圧で可撓性膜を圧縮するので、可撓性膜内室の空気４１がほとんど残存しなくなるまで自然排気が継続される。
また、更に貯水槽１００の河川水４２を排水し続けると、可撓性膜内室の河川水４２が水路５０を通じ開口部５２から貯水槽１００に流入し始めて、ポンプＰ１により排水の継続につれて、可撓性膜内室の残存する河川水４２を配管５４、逆止弁Ｖ２、配管５７、５５を通じて上流河川７０に排水することができる。
【００１８】
この場合、貯水槽１００、可撓性膜内室４１Ａの河川水４２の排水が完了したり、排水状況の確認等のためにポンプＰ１の作動を一時的に停止しても、開閉弁Ｖ１、逆止弁Ｖ２の作用によって開口部５３から上流河川７０から河川水４２が貯水槽１００に逆流して自然導入されることはない。
このようにして、遂には可撓性膜室内から膨張媒体である空気４１は大気中へ排気され、河川水４２は上流河川７０に排水されることが可能となり、可撓性膜４０はこれらの膨張媒体の排出によって収縮して、可撓性膜４０は河床部１０に設けた凸条部１１によって構成される凹凸部に完全に収納され、河床部１０に完全倒伏が行われる。
【００１９】
次に、この倒伏した可撓性膜堰３０を起立する場合について述べる。
まず、ハッチ１１０をひらき、貯水槽１００を大気に開放下とし、開閉弁Ｖ１、開閉弁Ｖ４を開くと、上流河川７０の河川水４２が開口部５３からフィルターＦ２を通じ配管５５、５７を通って貯水槽１００に自然導入され、ピット１０２、１０１から河川水４２の貯水が始まり、貯水槽１００内に貯水が継続される。次に、三方開閉弁Ｖ５により開口部９２を閉じ、ブロアーＢ１を始動するとフィルターＦ１を通して除塵された空気（外気）４１が気管９０を通じて、可撓性膜内室４０Ａに給気され始め、浮力を得た可撓性膜４０が河床部１０から浮上を始めると共に、更に可撓性膜４０Ａの体積を増加する。
このように可撓性膜内室４０Ａの体積が増加するにつれ、水深差によって貯水槽１００からその貯水された河水４２が、開口部５２から水路５０を経て開口部５１から可撓性膜４０Ａ内の空間に、自然導入の状態で流れ込み膨張媒体として機能する。
このように、空気４１の強制給気と河川水４２の自然導入を同時に並行して行うことによって可撓性膜は水と空気との膨張媒体を併用して膨張し、起立した可撓性膜堰３０を構成することができる。
【００２０】
以上説明したように、可撓性膜４０の膨張によって可撓性膜堰３０を起立させたり、その収縮によって倒伏させる場合に、その膨張収縮の媒体を自然導入、自然排出できる構成を採用することによって、膨張媒体の給排出の所要時間を大幅に短縮し、給排出のための動力を省略することが可能となって、効率の高くコストの安い可撓性膜堰を提供することができる。
【００２１】
また、貯水槽１００内に設けられたポンプ、配管、開閉弁Ｖ１〜Ｖ７の点検、その他ピット１０１、１０２に堆積した土砂等の浚泄、クリーニング等の保守点検のために、必要性に応じてハッチ１１０から人の出入りが可能としているために、このようなメンテナンスが容易であり、更には、貯水槽１００、水路５０を経由して可撓性膜内室４０Ａまで立入ることも可能であり、可撓性膜４０の内部の定期的な土砂の浚泄、点検や可撓性膜４０の補修、凸条部１１のメンテナンス、給油等の保守作業も任意に行うことができる。
これらのメンテナンス作業の際には、可撓性膜堰３０が倒伏して貯水槽１００が大気で満たされている場合は、作業者は耐水装備を施すことなく作業が可能であり、また貯水槽１００が河川水４２を充分貯水していても、潜水装備を施したダイバー等によって所望する時期に可撓性膜堰３０全体のメンテナンス作業が可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように説明したように、本発明の可撓性膜堰は、可撓性膜堰の起立時には配管により外気から空気をブロアーで圧入して可撓性膜を膨張させると、可撓性膜内に設けた開口部と上流河川側に設けた別の開口部とが連通可能としているために、上流河川から水深差を利用して水路を通じて、河川水を可撓性膜の内部に自然流入させることが可能であり、また、可撓性膜堰の倒伏時に水圧によってこの配管により空気を自然又は強制排出して可撓性膜を収縮させると共に、水路から可撓性膜内室に河川水４２をにより可撓性膜の外部（上流河川）に強制排水する構成としたので、可撓性膜の膨張媒体に空気及び水を併用することが可能となる。
このようにして、それぞれの媒体の長所を生かした大型にも関わらずコストの安い可撓性膜堰を提供することができる。
また、可撓性膜内と上流河川とを連通化させ河川水の取水、導入（又は排水）を調整する手段として、水路の途中に、河川水と可撓性膜とが連通及び閉鎖可能な開閉弁や配管及び、外気と気密可能なハッチ及びポンプ等を備えた河川水貯蔵槽を設けたので、可撓性膜内室の膨張媒体である空気又は水の給排出をそれぞれの開閉弁やポンプの操作時機を制御することが容易になる。
更に、河川水貯水槽と可撓性膜との間に設けた水路には、人が自由に出入りすることを可能としたので、可撓性膜内室に設けられた凸条部の保守点検、貯水槽内のメンテナンス等を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可撓性膜堰の実施の一形態を示す図２におけるＸ−Ｘ矢視断面図である。
【図２】本発明の可撓性膜堰の実施の一形態を示す上面図である。
【図３】本発明の可撓性膜堰の実施の一形態を示すＡ−Ａ’部分展開断面図である。
【符号の説明】
１０  河床部
１１  凸条部
２０  、３０  可撓性膜堰
４０  可撓性膜
４０Ａ  可撓性膜内室
４１  空気
４２  河川水
６０  アンカーボルト
５０  水路
５１、５２、９１、９２、５３  開口部
９０、５４、５５、５６、５７  配管
７０  上流河川
７１  堤防
８０  下流河川
Ｖ１〜Ｖ７  開閉弁
Ｐ１〜Ｐ２  ポンプ
１００  貯水槽
１０１、１０２  ピット
Ｂ１  ブロアー
Ｆ１、Ｆ２  フィルター
Ｆ  川の流れ
１１０  ハッチ
【図１】
0003588404.tif 000002
【図２】
0003588404.tif 000003
【図３】
0003588404.tif 000004