(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導水管と、該第１導水管より小口径の第２導水管と、上記第１導水管の放水側に設けられ開度調整が自在で大流量の放水が可能な第１主ゲートと、該第１主ゲートの上流側における第１導水管に開閉自在に設けられ該第１主ゲートまでの管路を閉塞する第１副ゲートと、上記第２導水管の放水側に開閉自在に設けられ第１主ゲートより小流量の放水が可能な第２主ゲートと、該第２主ゲートの上流側における第２導水管に開閉自在に設けられ第２主ゲートまでの管路を閉塞する第２副ゲートと、上記第１導水管における第１主ゲートと第１副ゲートとの間で第２導水管と第１導水管とを接続する充水管と、該充水管に設けられ充水用管路を開閉する充水弁とを有することを特徴とする放水弁装置。
【請求項２】
上記第１主ゲートと第２主ゲートが同一面内に配置され単一の駆動機構によって開閉される請求項１記載の放水弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダム等の放水設備に適用される放水弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からダム等の貯水施設においては、放水用の流路（放水用流路）と、この流路を開閉するジェットフローゲート等のゲート開閉装置を備えた放水設備を設け、必要に応じ適量の放水が行われている。
【０００３】
一般にダムの放水設備では、発電放流や洪水放流のような大量放水と、水位調整や維持放流のような少量放水とを行うが、この場合、大量放水を基準として大口径の１つの放水用流路を設けてすべての放水量を１つのゲートを開閉することにより制御しようとすると、少量放水時（例えば、ゲートの開度が全開時の５％以下の時）にキャビテーションが発生して振動や騒音が発生するという問題がある。また、少量放水時の放水量の制御が難しくなるという問題もある。
【０００４】
そのため、ダムの放水設備では、通常放水用流路として大口径の放水用流路（主流路）を設けると共に、少量放水が行われるように径寸法が設定された小口径の副流路を主流路から分岐させ、各流路にそれぞれゲート開閉装置を設けるようにしている。つまり、洪水放流等の時には、副流路を閉じて主流路により大量放水を行う一方、維持放流等の時には、主流路を閉じて副流路により少量放水を行うようにしている。
【０００５】
図８〜図１０は、こうした従来の放水設備である放水弁装置９１の具体的な構成例を示す。
【０００６】
この放水弁装置９１は、図８に示すように、大流量の放水を行うための大口径の第１導水管９２と、この第１導水管９２から分岐するように接続され第１導水管９２より小口径で小流量の放水を行うための第２導水管９３とを有する。第１導水管９２の放水側には、大流量の放水を行うための第１主ゲート９４が開度調整自在に設けられている一方、その上流側には第１副ゲート９５が開閉自在に設けられ、第１導水管９２における第１主ゲート９４までの管路を閉塞できるようになっている。
【０００７】
第２導水管９３の放水側には、小流量の放水を行うための第２主ゲート９６が開閉自在に設けられている一方、その上流側には第２副ゲート９７が開閉自在に設けられ、第２導水管９３における第２主ゲート９６までの管路を閉塞できるようになっている。
【０００８】
また、第１導水管９２には充水装置１００が設置されている。この充水装置１００は、上記第１導水管９２における第１主ゲート９４と第１副ゲート９５との間に充水管９８の一端が接続される一方、この充水管９８の他端が第１導水管９２における第１副ゲート９５の上流側に接続されていて、この充水管９８の途中には充水用管路を開閉する２つの充水弁９９，９９’が設けられている。
【０００９】
この充水装置１００は、通常は充水弁９９’が開状態で充水弁９９が閉状態になっているので、第１主ゲート９４のメンテナンスを行う際に、第１副ゲート９５を全閉状態にした後に第１主ゲート９４を全開にし両ゲート９４，９５間の水を排出して第１主ゲート９４のメンテナンスを行う。メンテナンス後は第１主ゲート９４を全閉状態にして充水弁９９を開き両ゲート９４，９５間の管内に充水管９８によって充水することによって、第１副ゲート９５の上流側と下流側の水圧バランスを調整して平衡状態にする。これによって、第１副ゲート９５が開けられる状態になるので、第１主ゲート９４の開度を調整して大流量の放水が行えるようになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の放水弁装置９１では、第１主ゲート９４のメンテナンスを行うために、専用の充水用管路を形成した充水装置１００を設けていることによって配管が複雑になるという問題がある。
【００１１】
また、主流路の第１主ゲート９４と副流路の第２主ゲート９６とを個別の駆動機構で開閉する構成をとっているため、放水弁装置９１の構造が複雑になって大型化すると共に各ゲート９４，９６を個別に駆動して放水量を制御しなければならないという問題がある。
【００１２】
更には、構造が複雑であることに起因してメンテナンスを行うのが煩雑になるといった問題が生じる。
【００１３】
本発明は、こうした従来技術の課題を解決するものであり、大流量と小流量の放水を良好に行うことができる簡略な構成でメンテナンスが容易な放水弁装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の放水弁装置は、第１導水管と、該第１導水管より小口径の第２導水管と、上記第１導水管の放水側に設けられ開度調整が自在で大流量の放水が可能な第１主ゲートと、該第１主ゲートの上流側における第１導水管に開閉自在に設けられ該第１主ゲートまでの管路を閉塞する第１副ゲートと、上記第２導水管の放水側に開閉自在に設けられ第１主ゲートより小流量の放水が可能な第２主ゲートと、該第２主ゲートの上流側における第２導水管に開閉自在に設けられ第２主ゲートまでの管路を閉塞する第２副ゲートと、上記第１導水管における第１主ゲートと第１副ゲートとの間で第２導水管と第１導水管とを接続する充水管と、該充水管に設けられ充水用管路を開閉する充水弁とを有する。
【００１５】
上記構成によれば、第１導水管の第１主ゲートと第２導水管の第２主ゲートを選択的に開閉することによって大流量と小流量の放水を良好に行うことが可能になると共に、第１副ゲートを閉じることによって第１主ゲートのメンテナンスを行うことが可能になる一方、第２副ゲートを閉じることによって第２主ゲートのメンテナンスを行うことが可能になる。
【００１６】
具体的には、例えば、第１主ゲートのメンテナンスを行う際は、この放水弁装置では充水弁が通常は閉状態になっているので、まず第１副ゲートを全閉状態にした後に第１主ゲートを全開にし両ゲート間の水を排出して第１主ゲートのメンテナンスを行う。メンテナンス後に第１主ゲートを全閉状態にして、充水装置を構成する充水弁を開き両ゲート間の管内に第２導水管の一部と充水管を用いて充水することによって、第１副ゲートの上流側と下流側の水圧バランスを調整して平衡状態にする。これによって、第１副ゲートが開けられる状態になるので、第１主ゲートの開度を調整して大流量の放水が行えるようになる。
【００１７】
このように充水装置を構成する充水用管路として、第２導水管の一部と充水管を用い、即ち、小流量放水を行うための第２導水管の一部を充水用管路として兼用しているので、充水専用に配管される充水管の長さが短かくなると共に配管全体が簡略化される。
【００１８】
上記放水弁装置において、上記第１主ゲートと第２主ゲートが同一面内に配置され単一の駆動機構によって開閉される構成にすると、第１主ゲートによる大流量の放水と第２主ゲートによる小流量の放水を簡略な駆動機構による簡単な制御で確実に流量制御することが可能となる。また、放水弁装置全体の小型化を図ると共に設備費用を低減することも可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
【００２０】
図１及び図２は、本発明に係る放水弁装置１の構成例を示す。
【００２１】
この放水弁装置１は、図１に示すように、大流量の放水を行うための大口径Ｄ１の第１導水管２と、この第１導水管２より小口径Ｄ２（＜Ｄ１）で小流量の放水を行うための第２導水管３とを有する。第１導水管２の放水側には、大流量の放水を行うための第１主ゲート４が開度調整自在に設けられている一方、その上流側には第１副ゲート５が開閉自在に設けられ、第１導水管２における第１主ゲート４までの管路を閉塞できるようになっている。
【００２２】
第２導水管３の放水側には、小流量の放水を行うための第２主ゲート６が開度調整自在に設けられている一方、その上流側には第２副ゲート７（図２参照）が開閉自在に設けられ、第２導水管３における第２主ゲート６までの管路を閉塞できるようになっている。
【００２３】
上記第１導水管２における第１主ゲート４と第１副ゲート５との間に充水管８の一端が接続される一方、この充水管８の他端が第２導水管３における第２主ゲート６と第２副ゲート７との間に接続されている。この充水管８の途中には充水用管路を開閉する充水弁９が設けられている。
【００２４】
この放水弁装置１では、第１導水管２の第１主ゲート４と第２導水管３の第２主ゲート６を選択的に開閉することによって大流量と小流量の放水を行う。
【００２５】
また、この放水弁装置１では、第１副ゲート５を閉じることによって第１主ゲート４のメンテナンスを行うことを可能にする一方、第２副ゲート７を閉じることによって第２主ゲート６のメンテナンスを行うことを可能としている。
【００２６】
具体的には、例えば、第１主ゲート４のメンテナンスを行う際は、この放水弁装置１では充水弁９が通常は閉状態になっているので、まず第１副ゲート５を全閉状態にした後に第１主ゲート４を全開にし両ゲート４，５間の水を排出して第１主ゲート４のメンテナンスを行う。メンテナンス後に第１主ゲート４を全閉状態にして、充水装置１１を構成する充水弁９を開き両ゲート４，５間の管内に第２導水管３の一部３ｃと充水管８を用いて充水することによって、第１副ゲート５の上流側と下流側の水圧バランスを調整して平衡状態にする。これによって、第１副ゲート５が開けられる状態になるので、第１主ゲート４の開度を調整して大流量の放水が行えるようになる。
【００２７】
尚、第２主ゲート６のメンテナンスを行う場合も、上記と同様の手順でメンテナンスを行うことができ、メンテナンス後に第２主ゲート６及び第２副ゲート７を全閉状態にして、充水装置１１によって両ゲート６，７間の管内に充水することによって、第２副ゲート７の上流側と下流側の水圧バランスを調整して平衡状態にすることができる。
【００２８】
こうしたことが可能なのは、充水装置１１を構成する充水管８の一端が第１導水管２における第１主ゲート４と第１副ゲート５との間に接続される一方、充水管８の他端が第２導水管３における第２主ゲート６と第２副ゲート７との間に接続され、充水弁９が充水管８の途中に設けられている構成をとっていることによる。尚、第２主ゲート６のメンテナンス後に第２副ゲート７の上流側と下流側の水圧バランスを調整することがあまり必要でないようであれば、充水管８の他端を第２導水管３の両ゲート６，７間以外の部分に接続する構成にしてもよい。
【００２９】
このように充水装置１１を構成する充水用管路として、第２導水管３の一部３ｃと充水管８を用い、即ち、小流量放水を行うための第２導水管３の一部３ｃを充水用管路として兼用することによって、充水専用に配管される充水管８の長さを短かくすると共に配管全体を簡略化している。
【００３０】
また、第１主ゲート４と第２主ゲート６は同一面内に配置され単一の駆動機構による主ゲート開閉装置１０によって開閉されるようになっている。
【００３１】
ここで、図３〜図５を用いて、この主ゲート開閉装置１０について詳しく説明する。
【００３２】
主ゲート開閉装置１０は弁胴１２を有しており、この弁胴１２には、図３に示すように、その上流側（図３の左側）及び下流側にそれぞれ円筒状の配管接続部が設けられている。具体的には、弁胴１２の上流側に径の異なる大小２つの上流側接続部１４ａ，１６ａが上下に並べて設けられ、下流側にこれら上流側接続部１４ａ，１６ａにそれぞれ対応する下流側接続部１４ｂ，１６ｂが設けられている。図示の例では、大口径の接続部１４ａ，１４ｂは小口径の接続部１６ａ，１６ｂに対して下側に位置するように設けられている。そして、これら上流側接続部１４ａ，１６ａに上流側の配管２ａ，３ａが、下流側接続部１４ｂ，１６ｂに下流側の配管２ｂ，３ｂがそれぞれ接続されることによって、上記配管２ａ，２ｂ及び主ゲート開閉装置１０により洪水放流等の大量放水を行う大口径の放水用流路である主流路が構成される一方、上記配管３ａ，３ｂ及び主ゲート開閉装置１０により維持放流等の少量放水を行うための小口径の放水用流路である副流路が構成されている。
【００３３】
尚、主流路を構成する配管２ａ，２ｂ、及びこれらに対応する上記接続部１４ａ，１４ｂは、主流路が洪水放流等の大量放流を行い得るように径寸法が設定されており、一方、副流路を構成する配管３ａ，３ｂ、及びこれらに対応する上記接続部１６ａ，１６ｂは、副流路が維持放流等の微小放流を行い得るように径寸法が設定されている。
【００３４】
上記弁胴１２において、上流側接続部１４ａ，１６ａと下流側接続部１４ｂ，１６ｂの間には中空状の弁昇降部１３が形成されており、この弁昇降部１３内に、上記主副各流路を開閉するための共通の弁体２０が配設されている。
【００３５】
弁体２０は、図４に示すように、弁昇降部１３（図３参照）内に設けられた左右一対のガイド１８に沿って上下方向に昇降可能に支持されており、弁胴１２の上部に配置された油圧シリンダ２２のロッド２４の下端に連結されることにより、この油圧シリンダ２２により昇降駆動されるようになっている。
【００３６】
この弁体２０は、板状であって、かつ主流路と副流路を同時に閉じることができる縦長の長方形の形状とされており、その上部幅方向中央には副流路に対応して流路を全開することができる大きさの矩形の開口部２０ａが形成されている。
【００３７】
弁胴１２の下流側の外壁部には、図３及び図５に示すように空気管３０が組付けられている。この空気管３０は、空気取入口（図示せず）を一端側に備えた主管３０ａと、この主管３０ａの他方側の端部に接続される環状の分配管３０ｂとから構成されている。分配管３０ｂは、図５に示すように小口径の下流側接続部１６ｂを外側から囲むように弁胴１２の下流側の側壁に固定されており、接続管３２，３４を介してそれぞれ下流側接続部１４ｂ，１６ｂに接続されている。尚、接続管３２，３４と下流側接続部１４ｂ，１６ｂとは、接続部１４ｂ，１６ｂの外壁に形成された多数の微小孔を介して相互に連通接続されている。
【００３８】
上記主ゲート開閉装置１０においては、弁体２０をその昇降ストロークの略中間位置に配置すると、図３及び図４に示すように弁体２０により主流路と副流路が全閉状態となり、これにより放水が完全に停止されることとなる。
【００３９】
そして、この状態から油圧シリンダ２２を作動して弁体２０を上昇させると、その移動量に応じた開度で主流路が開いた状態（半開状態）となり、さらに弁体２０を上昇させて上昇端位置まで移動させると、図６に示すように主流路が全開状態となる。これにより洪水放流等の大量放流が行われることとなる。この際、副流路は弁体２０によって全閉状態とされている。
【００４０】
一方、主流路と副流路が全閉の状態から油圧シリンダ２２を作動して弁体２０を下降させると、その移動量に応じた開度で副流路が開口部２０ａを介して開いた状態（半開状態）となり、さらに弁体２０を下降させて下降端位置まで移動させると、図７に示すように副流路が全開状態となる。これにより維持放流等の少量放水が行われることとなる。この際、主流路は弁体２０により全閉状態とされている。
【００４１】
尚、このように主流路又は副流路を通じて放水が行われると、その水流により空気管３０を通じて下流側接続部１４ｂ又は１６ｂ内に空気が吸引され接続部１４ｂ又は１６ｂ中を流れる水流中に取込まれることとなる。つまり、このように空気が水流中に取り込まれることにより、両流路内を流れる水の圧力が上昇して気泡の発生が抑えられ、放水弁装置１の下流側でのキャビテーションの発生が防止されることとなる。
【００４２】
上記主ゲート開閉装置１０を用いた放水弁装置１では、主流路と副流路を選択的に開くことにより所謂洪水放流等の大量放水と維持放流等の少量放水とを行うことにより、従来の放水設備と同様に、キャビテーションの発生を有効に防止すると共に、少量放水時等の放流量の調整を精度よく行うことを可能としている。
【００４３】
しかも、この放水弁装置１では、単一の駆動機構による主ゲート開閉装置１０によって所謂洪水放流等の大量放水と維持放流等の少量放水とを切換える、つまり、主ゲート開閉装置１０を両流路に対して共通化した構成とすることで、従来の放水設備に比べ設備費用の削減を図ることを可能としている。
【００４４】
また、この放水弁装置１では、主ゲート開閉装置１０を共通化し、放流量の制御を１つの主ゲート開閉装置１０で制御するようにして、従来のような複数の主ゲート開閉装置を個別に駆動して放流量を制御する煩雑さを解消している。
【００４５】
更には、この主ゲート開閉装置１０では、主流路と副流路の配列方向に１つの弁体２０を昇降可能に設け、この弁体２０を油圧シリンダ２２により昇降駆動することより、主流路と副流路を選択的に開閉できるように構成し、機構的に簡単な構成で流路の切換えを行うことを可能としている。
【００４６】
加えて、この主ゲート開閉装置１０では、空気管３０を主管３０ａと環状の分配管３０ｂとから構成し、分配管３０ｂをそれぞれ接続管３２，３４を介して下流側接続部１４ｂ，１６ｂに接続することにより、主流路と副流路に対する空気の導入路を共通化した合理的な構成とし、この点でも放流弁装置１の構成の簡略化を図っている。
【００４７】
尚、本発明に係る放水弁装置は、上記した実施形態の具体的構成に限定されるものではなく、必要に応じ適宜構成を変形、追加、置換又は削除した構成としてもよいことは言うまでもない。
【００４８】
例えば、上記では、主ゲート開閉装置１０として、副流路である第２導水管３と主流路である第１導水管２をこの順で上下に配置し、第２導水管３の第２主ゲート６と第１導水管２の第１主ゲート４を選択的に開閉することによって小流量と大流量の放水を行う構成例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。具体的には、例えば、主流路である第１導水管２を上に副流路である第２導水管３を下に配置し、第１導水管２の第１主ゲート４と第２導水管３の第２主ゲート６を選択的に開閉することによって大流量と小流量の放水を行う構成としてもよい。
【００４９】
また、上記では、主ゲート開閉装置１０の弁体２０を油圧シリンダ２２を用いて昇降させる構成例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他のの開閉機構としてもよい。具体的には、例えば、主ゲート開閉装置の弁体をねじ軸を用いて昇降させるスピンドル式の開閉機構とすることができる。
【００５０】
また、上記では、主ゲート開閉装置１０の弁体２０を昇降させる構成例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、弁体２０を水平方向、あるいはそれ以外の方向に直線的に移動させることにより、主流路と副流路を選択的に開放するように主ゲート開閉装置１０を構成してもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る放水弁装置は、第１導水管の第１主ゲートと第２導水管の第２主ゲートを選択的に開閉することによって大流量と小流量の放水を良好に行うことができると共に、第１副ゲートを閉じることによって第１主ゲートのメンテナンスを行うことができる一方、第２副ゲートを閉じることによって第２主ゲートのメンテナンスを行うことができる。
【００５２】
また、メンテナンス後に全閉状態の第１主ゲートと第１副ゲート間の管内に充水することによって、第１副ゲートの上流側と下流側の水圧バランスを調整して平衡状態にする充水装置を構成する充水用管路として、第２導水管の一部と充水管を用い、即ち、小流量放水を行うための第２導水管の一部を充水用管路として兼用しているので、充水専用に配管される充水管の長さを短くすると共に配管全体の簡略化を図ることができる。
【００５３】
上記放水弁装置において、第１主ゲートと第２主ゲートが同一面内に配置され単一の駆動機構によって開閉される構成にすると、第１主ゲートによる大流量の放水と第２主ゲートによる小流量の放水を簡略な駆動機構による簡単な制御で確実に流量制御することができる。また、放水弁装置全体の小型化を図ると共に設備費用を低減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放水弁装置の構成例を示す側面図である。
【図２】本発明に係る放水弁装置の構成例を示す上視図である。
【図３】本発明に係る放水弁装置の主ゲート開閉装置において主流路と副流路を閉じた状態を表す側断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面を表す断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ断面を表す断面図である。
【図６】本発明に係る放水弁装置の主ゲート開閉装置において主流路を開放した状態を表す側断面図である。
【図７】本発明に係る放水弁装置の主ゲート開閉装置において副流路を開放した状態を表す側断面図である。
【図８】従来の放水弁装置の構成例を示す上視図である。
【図９】従来の放水弁装置の主流路を示す側面図である。
【図１０】従来の放水弁装置の副流路を示す側面図である。
【符号の説明】
１  放水弁装置
２  第１導水管
３  第２導水管
４  第１主ゲート
５  第１副ゲート
６  第２主ゲート
７  第２副ゲート
８  充水管
９  充水弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003561491.tif 000007
【図７】
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【図８】
0003561491.tif 000009
【図９】
0003561491.tif 000010
【図１０】
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