(57)【要約】【課題】想定される外水圧が大きい場合であっても、小さな内水圧により排水することが可能な水門を提供する。【解決手段】水路２の末端部に設けられていて、互いの先端同士が当接することで水路２を遮蔽し、先端同士が離隔することで水路２を開口する一対の扉体４，４を有する水門１であって、一対の扉体４，４は、基端部が回転可能に水路２に取り付けられていて、水路２を遮蔽した状態で先端よりも基端部が水路２の上流側に位置するように設置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの先端同士が当接することで水路を遮蔽し、前記先端同士が離隔することで前記水路を開口する一対の扉体を有する水門であって、
前記一対の扉体は、前記水路を遮蔽した状態で、前記先端よりも基端部が前記水路の上流側に位置するように設置されていることを特徴とする、水門。
【請求項２】
前記一対の扉体の内角が、９０°以下であることを特徴とする、請求項１に記載の水門。
【請求項３】
前記一対の扉体のうちの少なくとも一方の扉体に錘が取り付けられており、
前記一対の扉体は、前記錘の重量により遮蔽されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の水門。
【請求項４】
一方の前記扉体の先端部から延設されたワイヤーと、
前記ワイヤーの先端に取り付けられた錘と、
他方の前記扉体の先端部に取り付けられた滑車と、をさらに備え、
前記錘は、前記滑車にかけまわされた前記ワイヤーを介して吊り下げられており、
前記一対の扉体は、前記錘の重量により遮蔽されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の水門。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水路等の水門に関する。
【背景技術】
【０００２】
津波や高潮などによる遡上を防止するために、水路等の端部（排水口）には水門が取り付けられている。
このような水門として、水路の内水圧により上方に押し上げられることで開口（排水）し、津波や高潮等の外水圧により閉口（遡上を防止）するフラップゲートが用いられる場合がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、特許文献２には、水位検出手段から発信された信号により駆動する駆動機構を介して上下に移動するゲートを備えた水門が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３２６０４１号公報
【特許文献２】特開２０１３−０９６１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水門の扉体は、想定される津波や高潮などによる外水圧に耐え得る構造を有している必要がある。
そのため、フラップゲート式の水門において、想定される外水圧が大きい場合には、扉体の自重が大きくなり、水路からの排水が困難になる場合があった。
【０００６】
一方、駆動機構によりゲートを開閉する水門は、駆動機構等のメンテナンスにより維持管理に手間がかかるとともに、駆動手段を含めた制御システムを機能させておくための動力に費用がかかる。
【０００７】
このような観点から、本発明は、想定される外水圧が大きい場合であっても、小さな内水圧により排水することが可能な水門を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の水門は、互いの先端同士が当接することで水路を遮蔽し、前記先端同士が離隔することで前記水路を開口する一対の扉体を有する水門であって、前記一対の扉体は、前記水路を遮蔽した状態で、前記先端よりも基端部が前記水路の上流側に位置するように設置されていることを特徴としている。
なお、前記一対の扉体の内角は、９０°以下であることが望ましい。
【０００９】
かかる水門によれば、一対の扉が下流側に突出するように傾斜しているため、外水圧に対して小さい内水圧により開口することができる。
そのため、想定される外水圧が大きく、扉体の自重が大きい場合であっても、少量の排水が可能に設定することができる。
【００１０】
また、前記一対の扉体のうちの少なくとも一方の扉体に錘が取り付けられており、前記一対の扉体は、前記錘の重量により遮蔽されるように構成されていれば、錘の重さによって、排水する内水圧を調整することができる。
【００１１】
なお、前記水門は、一方の前記扉体の先端部から延設されたワイヤーと、前記ワイヤーの先端に取り付けられた錘と、他方の前記扉体の先端部に取り付けられた滑車とをさらに備え、前記錘は前記滑車にかけまわされた前記ワイヤーを介して吊り下げられており、前記一対の扉体は前記錘の重量により遮蔽されるように構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の水門によれば、想定される外水圧が大きい場合であっても、小さな内水圧により排水することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の水門を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】図１の水門の開口時を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】水門に作用する内水圧と錘との関係を示す平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本実施形態では、海等３への排水を行う水路２の末端（水路２と海等３との境界部）に設置された水門１について説明する。
本実施形態の水門１は、図１に示すように、一対の扉体４，４を有している。
【００１５】
本実施形態の水路２は、頂版と底版と左右の側壁とを備えており、断面視口字状に形成されている。なお、水路２の形状は限定されるものではなく、例えば断面視凹字状やＵ字状であってもよい。
【００１６】
扉体４の基端部は、ヒンジ５を介して水路２の側壁の末端に取り付けられている。すなわち扉体４は、鉛直軸回りに回転可能であるように水路２の末端に取り付けられている。また、扉体４の先端部は、他の扉体４の先端部に当接可能である。
【００１７】
扉体４，４は、互いの先端部同士が当接することで水路２を遮蔽し（図１参照）、同先端同士が離隔することで水路２を開口する（図２参照）、いわゆる開閉扉型の水門を形成している。
【００１８】
各扉体４の先端部には、他方の扉体４の先端部と突き合わされる突き合わせ面４ａが形成されている。つまり、扉体４，４は、互いの突き合わせ面４ａ同士が面接触することで、水路２を遮蔽する。
【００１９】
一方の扉体４の突き合わせ面４ａには、図２の（ａ）に示すように、凹部４ｂが形成されていて、他方の扉体４の突き合わせ面４ａには凹部４ｂと同じ形状の凸部４ｃが形成されている。
【００２０】
一対の扉体４，４は、先端部同士が当接した際に凹部４ｂと凸部４ｃとが噛み合うことで、水路２の密閉度が高められている。
なお、凹部４ｂおよび凸部４ｃの形状や配置は限定されるものではない。また、凹部４ｂおよび凸部４ｃは、必要に応じて形成すればよく、必ずしも形成する必要はない。
【００２１】
扉体４は、図１に示すように、水路２を遮蔽している状態で、先端部よりも基端部が水路２の上流側に位置するように設置されている。本実施形態では、水路２を遮蔽している状態で、一対の扉体４，４の先端部の内角φが、９０°となるように設定されている。
なお、一対の扉体４，４の内角φは限定されるものではないが、９０°以下であるのが望ましい。
【００２２】
一方の扉体４の先端部上面には、ワイヤー６が固定されている。このワイヤー６の先端には、錘７が吊り下げられている。
なお、ワイヤー６は必要に応じて設置すればよい。
【００２３】
また、他方の扉体４の先端部上面には、滑車８が回転可能に設置されている。滑車８には、一方の扉体４から延設されたワイヤー６がかけまわされている。
なお、滑車８は、必要に応じて設置すればよい。
【００２４】
錘７は、一対の扉体４，４を遮蔽することが可能な重量を有している。
錘７は、滑車８にかけまわされたワイヤー６により、他方の扉体４の前面に沿って吊り下げられている。これにより、ワイヤー６に張力が発生し、扉体４，４の先端部同士を引き寄せる力が発生する。
なお、錘７の取付方法は限定されない。
【００２５】
本実施形態の水門１によれば、観音開き型の扉体４，４が、先端側が凸となるように設けられているため、従来の水門と比較して、扉体４の自重を大きくしなくても津波等の外水圧を遮断することができる。
【００２６】
扉体４が角度をつけて設けられているため、内水圧が比較的小さくても、排水することができる。
なお、扉体４の角度は、計画された水路２からの排水量に応じて設定すればよい。
【００２７】
扉体４，４の開閉を内水圧と錘７の重さとの関係により行うため、排水する水量（内水圧）を錘７の重さや錘７の取り付け位置によって調整することができる。
また、内水圧（水量）が小さい場合には、錘７の重さにより確実に水路２を遮蔽できる。
【００２８】
ここで、図３を参照して、水門１の開閉における扉体４に作用する内水圧と錘７の重さとの関係について説明する。
水路２の水流と直交する方向に対する扉体４の傾斜角をθとし、扉体４に作用する内水圧をｐ、水路２の幅を２Ｌとすると、内水圧の合力ＰＡは、式１に示す通りとなる。
Ｐ＝ｐＬ／ｃｏｓθ  ・・・  式１
【００２９】
そして、ヒンジ５から扉体４に作用する内水圧の合力作用点までの水平距離をＤとしたとき、扉体４を開けようとするモーメントＭ１は、式２に示す通りとなる。
Ｍ１＝Ｐ×Ｄ’＝ＤｐＬ／ｃｏｓ２θ  ・・・  式２
【００３０】
一方、錘７の重量により扉体４に作用する抵抗をＷ、ヒンジ５から錘７までの縦断距離をｄとしたときの扉体４を閉じようとするモーメントＭ２は、式３に示す通りである。
Ｍ２＝Ｗｄ  ・・・  式３
【００３１】
したがって、ヒンジ５周りのモーメントＭは、式４に示すようになる。
Ｍ＝ＤｐＬ／ｃｏｓ２θ−Ｗｄ  ・・・  式４
【００３２】
式４を使用することで、錘７の重さを、内水圧ｐの大きさとの関係により設定することができる。
【００３３】
式２に示すように、内水圧により扉体４を開けようとするモーメントＭ１は、扉体４の設置角（傾斜角θ）に依存している。つまり、傾斜角θが０＜θ＜９０°のとき、傾斜角θが大きい（９０°に近い）ほど、扉体４を開けようとするモーメントＭ１が大きくなり、水路からの排水が容易となる。
一方、傾斜角θが小さい（０°に近い）ほど、扉体４を開けようとするモーメントは小さくなり、内水を保持することが可能となる。
【００３４】
また、式３に示すように、扉体４を閉じようとするモーメントＭ２は、錘７の重量とヒンジ５からの距離に依存している。つまり、錘７が軽いほど、または、ヒンジ５と錘７との距離ｄが近いほど、扉体４を閉じようとするモーメントＭ２が小さくなり、水路２からの排水が容易となる。
一方、錘７が重いほど、または、ヒンジ５と錘７との距離ｄが遠いほど、扉体４を閉じようとするモーメントＭ２が大きくなり、扉体４の閉動作の確実性が向上し、内水を保持することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
【００３６】
例えば、水門を設置する水路の規模や用途は限定されない。
また、水門は、必ずしも水路の末端に設置されている必要はなく、水路の中間部に設置されていてもよい。
【００３７】
また、前記実施形態では、錘を一方の扉にのみ設置する場合について説明したが、錘は両方の扉に設置してもよい。
また、錘は必要に応じて設置すればよく、必ずしも設置する必要はない。
【符号の説明】
【００３８】
１  水門
２  水路
３  海等
４  扉体
５  ヒンジ
６  ワイヤー
７  錘
８  滑車
【図１】
2015090058.tif 000003
【図２】
2015090058.tif 000004
【図３】
2015090058.tif 000005