(57)【要約】【課題】  ゲートの下部に設けられた内外水位差センサで検出された実際の内外水位差が予め設定された設定値より大きくなったときに前記ゲートを自動的に開らかせるようにする。【解決手段】  内水側３の内水位と外水側５の外水位との水位差によりゲート７を開閉装置９により開閉する河川構造物１のゲート開閉操作装置において、前記ゲート７におけるスキンプレート３５の下部に内外水位差検出装置の内外水位差センサ１５を設け、この内外水位差センサ１５に電気ケーブル２３を介して接続された水位差演算器２５が地上に設けられていると共に、前記ゲート７が前記開閉装置９により開閉されるとき、前記電気ケーブル２３の長さを調整するケーブル長さ調整手段１９が前記地上に設けられていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内水側の内水位と外水側の外水位との水位差によりゲートを開閉する河川構造物のゲート開閉操作方法において、前記ゲートの下部に設けられた内外水位差センサで検出された実際の内外水位差が予め設定された設定値より大きくなったときに前記ゲートを開らかせることを特徴とする河川構造物のゲート開閉操作方法。
【請求項２】
内水側の内水位と外水側の外水位との水位差によりゲートを開閉する河川構造物のゲート開閉操作方法において、前記内水側、外水側のどちらか一方に設けられた流向計によって外水側から内水側へ向けて逆流が検出されたとき前記ゲートを閉じ、ゲートの下部に設けられた内外水位差センサで検出された実際の内外水位差が予め設定された設定値より大きくなったときに前記ゲートを開らかせることを特徴とする河川構造物のゲート開閉操作方法。
【請求項３】
内水側の内水位と外水側の外水位との水位差によりゲートを開閉装置により開閉する河川構造物のゲート開閉操作装置において、前記ゲートにおけるスキンプレートの下部に内外水位差検出装置の内外水位差センサを設けてなることを特徴とする河川構造物のゲート開閉操作装置。
【請求項４】
前記内外水位差検出装置の内外水位差センサに電気ケーブルを介して接続された水位差演算器が地上に設けられていると共に、前記ゲートが前記開閉装置により開閉されるとき、前記電気ケーブルの長さを調整するケーブル長さ調整手段が前記地上に設けられていることを特徴とする請求項３記載の河川構造物のゲート開閉操作装置。
【請求項５】
前記内外水位差センサが水晶式内外水位差センサであることを特徴とする請求項３または４記載の河川構造物のゲート開閉操作装置。
【請求項６】
前記スキンプレートの下部に内水側と外水側とを貫通せしめる貫通穴を設け、外水側より前記水晶式内外水位差センサの一端であるシール材を備えた接続アダプタねじの一部を構成し、内部にオイルチューブを挿入した中空パイプねじが内水側へ向けて前記貫通穴に挿入され、内水側に前記中空パイプねじが突出した先端部にダブルナットで固定せしめることを特徴とする請求項５記載の河川構造物のゲート開閉操作装置。
【請求項７】
前記ダブルナットの外側ナットが袋付きナットであることを特徴とする請求項６記載の河川構造物のゲート開閉操作装置。
【請求項８】
前記接続アダプタねじの中空パイプねじ側の反対側のオイルチューブはニップルでシールされていることを特徴とする請求項６または７記載の河川構造物のゲート開閉操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、河川構造物のゲート開閉操作方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
洪水時に河川氾濫地域の安全確保のために治水施設は重要な役割を持っており、河川構造物としての例えば樋門はその１つである。そして、樋門とは、河川または水路を横断して設けられる制水施設であり、当該樋門の横断する支川の合流する本川の堤防内に暗渠として設けられ、堤防の機能を有している。樋門のゲートの開放操作というのは高い重要性を持っており、台風または集中豪雨時には、水路への流入量が一時的に増大するため、水位が上昇し、的確な操作を行わないと水路内から水が溢れて周辺の家屋が浸水するなど大きな被害を招くことから社会的影響度も大きいものがある。このように、樋門とは、ゲートの開閉により、設備の上下流（内外）に生じる水理的な影響を遮断する設備である。
【０００３】
樋門のゲートを開閉するための判断基準としては、水位および流向による方法が通常行われている。水位による方法では、内水側と外水側にそれぞれ水位計を設置し、その水位差から判断して、ゲートの開閉操作を行う。外水位が内水位より高くなった場合には、ゲートを閉鎖し、支川側への逆流を防ぎます。逆に外水位が内水位より低くなった場合には、内水側で氾濫が起きないよう、速やかにゲートを開放する必要があります。同様に流向による方法では目視および流向計により順流、逆流を判断し、ゲートの閉操作を行うものである。
【特許文献１】特開平９−２１７３３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、暗渠のような水路の場合、水路上面が塞がっているため、ケーブル施設が困難で、内水側の付近に水位計を設置できないのが実状である。通常は、ゲートから離れた水路の上面が開放されている個所に設置するしかなく、そのため、正確なゲート付近の内外水位差を計測ができない。このことによりゲート操作の的確な時期を判断するのに支障をきたすという問題がある。
【０００５】
流向計による方法では、外水側に設置し、順流と逆流から判断して、ゲートの閉操作を行うが、流向計については、ゲートが閉まっている状態では、ゲート付近での流れが緩くなるため、流向の計測が難しくなり、開操作の判断が困難になるという問題がある。
【０００６】
この発明は上述の課題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記発明が解決しようとする課題を達成するためにこの発明の河川構造物のゲート開閉操作方法は、内水側の内水位と外水側の外水位との水位差によりゲートを開閉する河川構造物のゲート開閉操作方法において、前記ゲートの下部に設けられた内外水位差センサで検出された実際の内外水位差が予め設定された設定値より大きくなったときに前記ゲートを開らかせることを特徴とするものである。
【０００８】
この発明の河川構造物のゲート開閉操作方法は、内水側の内水位と外水側の外水位との水位差によりゲートを開閉する河川構造物のゲート開閉操作方法において、前記内水側、外水側のどちらか一方に設けられた流向計によって外水側から内水側へ向けて逆流が検出されたとき前記ゲートを閉じ、ゲートの下部に設けられた内外水位差センサで検出された実際の内外水位差が予め設定された設定値より大きくなったときに前記ゲートを開らかせることを特徴とするものである。
【０００９】
この発明の河川構造物のゲート開閉操作装置は、内水側の内水位と外水側の外水位との水位差によりゲートを開閉装置により開閉する河川構造物のゲート開閉操作装置において、前記ゲートにおけるスキンプレートの下部に内外水位差検出装置の内外水位差センサを設けてなることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明の河川構造物のゲート開閉操作装置は、前記河川構造物のゲート開閉操作装置において、前記内外水位差検出装置の内外水位差センサに電気ケーブルを介して接続された水位差演算器が地上に設けられていると共に、前記ゲートが前記開閉装置により開閉されるとき、前記電気ケーブルの長さを調整するケーブル長さ調整手段が前記地上に設けられていることが好ましい。
【００１１】
この発明の河川構造物のゲート開閉操作装置は、前記河川構造物のゲート開閉操作装置において、前記内外水位差センサが水晶式内外水位差センサであることが好ましい。
【００１２】
この発明の河川構造物のゲート開閉操作装置は、前記河川構造物のゲート開閉操作装置において、前記スキンプレートの下部に内水側と外水側とを貫通せしめる貫通穴を設け、外水側より前記水晶式内外水位差センサの一端であるシール材を備えた接続アダプタねじの一部を構成し、内部にオイルチューブを挿入した中空パイプねじが内水側へ向けて前記貫通穴に挿入され、内水側に前記中空パイプねじが突出した先端部にダブルナットで固定せしめることが好ましい。
【００１３】
この発明の河川構造物のゲート開閉操作装置は、前記河川構造物のゲート開閉操作装置において、前記ダブルナットの外側ナットが袋付きナットであることが好ましい。
【００１４】
この発明の河川構造物のゲート開閉操作装置は、前記河川構造物のゲート開閉操作装置において、前記接続アダプタねじの中空パイプねじ側の反対側のオイルチューブはニップルでシールされていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
以上のごとき課題を解決するための手段の説明から理解されるように、この発明によれば、前記ゲートの下部に設けられた内外水位差センサで検出された実際の内外水位差が予め設定された設定値より大きくなったときに前記ゲートを自動的に開らかせることができる。したがって、より正確なゲート開放操作の判断基準を得ることができる。
【００１６】
また、前記ゲートの下部に内外水位差センサが設けられるため、ケーブル布設等、設置を容易に行うことができる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１を参照するに、河川構造物としての例えば樋門１が  内水側３と外水側５との間に設けられている。前記樋門１を構成しているゲート７が上下に移動するよう設けられている。このゲート７の上端部には開閉装置９の一部である上下方向へ延伸されたラック１１の下端が取り付けられていると共にラック１１の上端には駆動装置１３が設けられている。この駆動装置１３は前記ラック１１に噛合されたピニオンと駆動モータを備えており、この駆動モータを駆動せしめてピニオンが回転されることでラック１１が上下に移動して前記ゲート７が上下動して開閉される。なお、駆動装置１３はこれ以外のすでに公知の駆動機構を用いても構わない。
【００１９】
前記ゲート７の下部には詳細を後述するが内外水位差センサ１５が取り付けられている。この内外水位差センサ１５には電気ケーブル１７の下端が取り付けられていると共に電気ケーブル１７の上端はケーブル長さ調整手段１９としての例えばスプリング式オートリール２１に取り付けられている。このスプリング式オートリール２１に巻かれる前記電気ケーブル１７には別の電気ケーブル２３の一端が接続されていると共に電気ケーブル２３の他端は水位差演算器２５に接続されている。この水位差演算器２５は例えば地上に立設されたポール２７の上部に設けられている。
【００２０】
前記水位差演算器２５は例えば光ケーブル２９を介して遠隔地に設置された制御装置３１に接続されていると共に前記開閉装置９の駆動装置１３と前記制御装置３１とは例えば別の光ケーブル３３で接続されている。
【００２１】
上記構成により、前記内外水位差センサ１５で検出された実際の内外水位差値が水位差演算器２５に取り込まれ、さらに、この水位差演算器２５より光ケーブル２９を介して遠隔地に設置された制御装置３１に送られる。そして、この制御装置３１において、実際の内外水位差値と予め設定して取り込まれている設定値とが比較される。実際の内外水位差値が予め設定して取り込まれている設定値より大きくなったときに、制御装置３１より光ケーブル３３を介して前記開閉装置９の駆動装置１３に信号が送られて、前記ゲート７を自動的に開らかせることができる。したがって、より正確なゲート開放操作の判断基準を得ることができる。
【００２２】
前記ケーブル長さ調整手段１９としてスプリング式オートリール２１により電気ケーブル１７の長さを調節する例で説明したが、ケーブルベヤを用いて電気ケーブル１７の長さを調節するようにしても対応可能である。
【００２３】
前記ゲート７の下部に内外水位差センサ１５が取り付けられている詳細を説明すると、図２、図３および図４を参照するに、前記ゲート７はスキンプレート３５で構成されており、このスキンプレート３５における内側の上下にはＨ型鋼３７、３９の左部が一体化されており、このＨ型鋼３７の右部の下部およびＨ型鋼３９の右部の上部にはセンサ取り付け台４１の上下部が取付板４３、４５とでサンドイッチの状態にしてボルト４７で取り付けられている。前記センサ取り付け台４１には適宜な間隔で取り付けプレート４９の図２において右端が一体化されている。この取り付けプレート４９上にパッキン５１を介して前記内外水位差センサ１５が設けられ、その上からＵボルト５３が被せられ、前記取り付けプレート４９に形成された穴に通し、下部でナット５５で固定される。
【００２４】
前記内外水位差センサ１５を例えば水晶式内外水位差センサを例にとって説明すると、図５に示されているように、前面が開口する四角状のケース５７を備えており、このケース５７の開口は図示省略の蓋により閉鎖されるものである。ケース５７内の左板５７Ｌのほぼ中央部には支持部材５９が水平に突出され、この支持部材５９の右端には可撓性のばね部材６１を介して圧力伝達レバー６３のほぼ中間部より左方に突出した支点部６３Ａが連結され、これにより圧力伝達レバー６３をばね部材６１を中心にして揺動可能にしてある。
【００２５】
また、上記圧力伝達レバー６３の一端６３Ｂとこれに対向するケース５７の左右間には、水晶振動子６５を構成する水晶片６５Ａの両端が支持部材６７、６９により結合されており、この水晶片６５Ａの上下面に電極７１、７３が取り付けられ、この電極７１、７３を図示しない能動素子、同調回路に接続されることにより流体圧力に応じて発振周波数を変化する圧力ー周波数変換器が構成されるようになっている。
【００２６】
上記圧力伝達レバー６３の他端６３Ｃの左右面には第１および第２のベローズ７５、７７の閉塞端側が軸線を一致するように固着され、さらに第１および第２のベローズ７５、７７の開放端はケース５７の右板５７Ｒおよび左板５７Ｌに気密に固着されており、第１のベローズ７５または第２のベローズ７７の僅かな伸縮をばね部材６１を支点に回動する圧力伝達レバー６３の動きに変換し、さらにその動きを水晶片６５Ａの左右に圧力として伝達するようになっている。
【００２７】
また、上記第１および第２のベローズ７５、７７の開放端が固着されたケース５７の右板５７Ｒおよび左板５７Ｌにはそれぞれパイプ連結金具７９、８１が貫通状態に固着されており、この各パイプ連結金具７９、８１にはスパイラル状に成形した径が例えば１／１６インチ以下の細管８３、８５の一端がそれぞれのベローズ７５、７７の内部と連通するように気密に結合されていると共に、前記細管８３、８５の他端部には外部機構との結合を行う結合装置８７、８９が接続されている。
【００２８】
結合装置８７はフイッテイングナット９１がシールリング９３を介して嵌合されている。前記結合装置８９としては図６も併せて参照するに、前記細管８５の他端を挿入するニップル９５と中空形状の接続アダプタねじ９７とダブルナット９９とで構成されている。前記ニップル９５は中空形状のジョイント９５Ａと接続アダプタねじ９７の頭部９７Ａに取り付けられるジョイント９５Ｂとで構成されている。前記接続アダプタねじ９７は頭部９７Ａとこの頭部９７Ａに一体化された中空形状のねじ部９７Ｂとで構成されている。前記接続アダプタねじ９７には前記中空形状のねじ部９７Ｂに挿入されるシール材としてのシール座金９８を備えていて、シールの役目を果たしている。また、前記ダブルナット９９は締付ナット９９Ａと袋付締付ナット９９Ｂとで構成されている。しかも、締付ナット９９Ａと袋付締付ナット９９Ｂの長さは同じで、かつねじ部９７Ｂの長さより前記スキンプレート３５の幅を差し引いた長さの１／２となっている。前記スキンプレート３５にはねじ部９７Ｂと螺合する貫通した雌ねじ１０１が形成されている。
【００２９】
上記構成により、中空形状のジョイント９５Ａをジョイント９５Ｂに結合した後、このジョイント９５Ｂを接続アダプタねじ９７の頭部９７Ａにねじ込み、その後例えば全周を溶接で固定する。そして、シール座金９８を接続アダプタねじ９７のねじ部９７Ｂに挿入した状態で、接続アダプタねじ９７のねじ部９７Ｂをスキンプレート３５に形成された雌ねじ１０１に螺合し、ねじ部９７Ｂの先端部を内水側に突出させる。この突出したねじ部９７Ｂを締付ナット９９Ａで締め付け、さらに、袋付締付ナット９９Ｂで締め付けて固定される。
【００３０】
したがって、前記スキンプレート３５の下部に内水側３と外水側５とを貫通せしめる貫通穴である雌ねじ１０１を設け、外水側５より前記水晶式内外水位差センサ５７の一端である接続アダプタねじ９７の一部を構成し、内部に細管８５を挿入した接続アダプタねじ９７のねじ部９７Ｂが内水側へ向けて前記雌ねじ１０１に螺合され、内水側３に前記ねじ部９７Ｂが突出した先端部にダブルナット９９である締付ナット９９Ａ、袋付締付ナット９９Ｂで固定せしめることで外れにくく強固に固定せしめることができる。そして、スキンプレート３５の外側と接続アダプタねじ９７の頭部９７Ａの内側との間にシール座金９８が介在されることでシール効果をさらに発揮させることができる。
【００３１】
また、前記ダブルナット９９の外側のナットを袋付きナット９９Ｂとしたことで、中空形状のねじ部９７Ｂに傷がつくと脱着できなるので、中空形状のねじ部９７Ｂに傷がつくのを防止することができる。さらに、前記接続アダプタねじ９７の中空形状のねじ部９７Ｂ側の反対側の細管８５はニップル９５でシールされているから、水が入ることを防止することができる。
【００３２】
締付ナット９９Ａと袋付締付ナット９９Ｂの長さは同じで、かつ中空形状のねじ部９７Ｂの長さより前記スキンプレート３５の幅を差し引いた長さの１／２となっているから、内水側３側に突出する突出部をできるだけ少なくすることができる。
【００３３】
前記細管８３の他端は外水側５に開放され、外水圧を細管８３を通して第１のベローズ７５内に導入し、外水圧の変動を第１のベローズ７５に伝達するようになっている。一方、上記細管８５の他端はスキンプレート３５に水密に取り付けたダブルナット９９にスキンプレート３５の内側である内水側３と連通するように嵌合されていると共に、細管８５、第２のベローズ７７内には、被測定用の液体と混合しにくい比較的粘度の高い不揮発性の液体、例えば被測定用液体が水である場合は粘度が３００ＣＳ以上のシリコンオイルまたは弗素オイルなどが真空充填されている。なお、第１および第２のベローズ７５、７７に充填された液体は、細管８５の毛細管作用により充填状態を保持し、細管８５の他端が内水側３に開口されていても上記充填液体が流出することはない。
【００３４】
上記構成により、第１のベローズ７５に連通する細管８３の他端を外水側５に開放し、かつ第２のベローズ７７に連通する細管８５の他端を外水側５に開放した状態において、被測定用液体（例えば水）の圧力と外水圧が細管８５の他端開口を通して細管８５内の液体に作用すると、細管８５内の液体は被測定用液体の圧力および外水圧に応じて第２のベローズ７７内に押し出され、これに伴い第２のベローズ７７は伸長する。このとき、第１のベローズ７５内には細管８３を通して第２のベローズ７７内と同じ外水圧が作用しているため外水圧の変動による変動部分は相殺され、常に補正された正確な被測定用液体の圧力を測定することができることになる。
【００３５】
被測定用液体の圧力および外水圧に応じて第２のベローズ７７が伸長すると、圧力伝達レバー６３はばね部材６１を支点として図５において矢印Ａ方向の回動力を受け、これにより圧力伝達レバー６３の一端６３Ａ側にある水晶振動子６５の水晶片６５Ａは圧縮される。水晶片６５Ａが圧縮力を受けると、その圧電現象により水晶振動子６５を含めた圧力ー周波数変換器の発振周波数が水晶片６５Ａに加えられる力に応じて変化し、これが被測定用液体の圧力として検知されることになる。
【００３６】
また、被測定用液体の圧力が低下し、第２のベローズ７７に導入される圧力が減少して第２のベローズ７７が縮小すると、圧力伝達レバー６３は矢印Ａと逆方向の回動力を受け、これにより水晶片６５Ａに引っ張り力が作用する結果、水晶片６５Ａの圧電効果により水晶振動子６５を含めた圧力ー周波数変換器の発振周波数が被測定用液体の圧力に応じて変化することになる。
【００３７】
前記内外水位差センサ１５によって検出された内外水位差が図１に示す如く水位差演算器２５に取り込まれて演算されることになる。
【００３８】
前記スキンプレート３５の開閉操作を図面を用いて説明すると、例えば図７（Ａ）においては内水側３と外水側５とがスキンプレート３５が開いた状態にあり内水側から外水側へ向けて順流として流れている。この状態から図７（Ｂ）に示すごとく洪水初期のとき例えば内水側に設けられた流向計１０３が働いて逆流を検知するとスキンプレート３５が図７（Ｃ）に示すごとく洪水時閉じられる。そして、図７（Ｄ）に示すごとく洪水終了時には内水位と外水位とが水平になる。
【００３９】
図８（Ａ）に示すごとく洪水終了時に、前記ゲート７におけるスキンプレート３５の下部に設けられた内外水位差センサ１５で検出された実際の内外水位差Ｈ（内水位ー外水位）が予め設定された設定値Ｈ０より大きくなったときに、図８（Ｂ）に示すごとく前記ゲートを自動的に開らかせることで内水側から外水側へ順流として流れて最後には水平へ移行させることができる。したがって、より正確なゲート開放操作の判断基準を得ることができる。しかも、前記ゲート７におけるスキンプレート３５の下部に内外水位差センサ１５が設けらているため、ケーブル布設等、設置を容易に行うことができる。  
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。本実施の形態では、河川構造物として樋門を例にとって説明したが、樋管、水門、排水機場、可動堰および閘門などであっても対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の河川構造物のゲート開閉操作装置の側面図である。
【図２】ゲートの下部に内外水位差センサを取り付けた正面図である。
【図３】図２における側面図である。
【図４】図３における平面図である。
【図５】ゲートの下部に内外水位差センサを取り付けた詳細な説明図である。
【図６】内外水位差センサをゲートに取り付ける結合装置の分解図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は流向計により検出された流向によりゲートを閉める動作を示した一例の説明図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は内外水位差センサにより検出された内外水位差によりゲートを開ける動作を示した一例の説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  樋門（河川構造物）
３  内水側
５  外水側
７  ゲート
９  開閉装置
１１  ラック
１３  駆動装置
１５  内外水位差センサ
１７、２３  電気ケーブル
１９  ケーブル長さ調節手段
２１  スプリング式オートリール
２５  水位差演算器
２７  ポール
２９、３３  光ケーブル
３１  制御装置
３５  スキンプレート
３７、３９  Ｈ型鋼
４１  センサ取付台
４３、４５  取付板
４７  ボルト
４９  取付プレート
５１  パッキン
５３  Ｕボルト
５５  ナット
５７  ケース
５９  支持部材
６１  ばね部材
６３  圧力伝達レバー
６５  水晶振動子
６７、６９  支持部材
７１、７３  電極
７５、７７  ベローズ
７９、８１  パイプ連結金具
８３、８５  細管
８７、８９  結合装置
９１  フイッテイングナット
９３  シールリング
９５  ニップル
９７  接続アダプタねじ
９７Ａ  頭部
９７Ｂ  中空形状のねじ部
９８  シール座金（シール材）
９９  ダブルナット
９９Ａ  締付ナット
９９Ｂ  袋付き締付ナット
１０１  雌ねじ
１０３  流向計
【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】
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【図７】
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【図８】
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