(57)【要約】【課題】低コストで設置可能であり、自動的に開放することのできる排砂ゲートを提供する。【解決手段】ダムの堰１の切欠き部２に設けられ、ダム内の砂を堰１の下流側へ排出するための排砂ゲート１０は、切欠き部２を覆うように堰１の下流側の表面に当接した状態と、堰１の下流側の表面から離間した状態とを取り得るように揺動可能に支持された閉塞部材２０を備え、閉塞部材２０は、常時は、堰１の下流側の表面に当接し、堰１の上流側から閉塞部材２０に作用する水圧が所定圧を超えると、その水圧により揺動して堰１の下流側の表面から離間するように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダムの堰の切欠き部に設けられ、前記ダム内の砂を前記堰の下流側へ排出するための排砂ゲートであって、
前記切欠き部を覆うように前記堰の下流側の表面に当接した状態と、前記堰の下流側の表面から離間した状態とを取り得るように揺動可能に支持された閉塞部材を備え、
前記閉塞部材は、常時は、前記堰の下流側の表面に当接し、前記堰の上流側から前記切欠き部を介して前記閉塞部材に作用する水圧が所定圧を超えると、その水圧により揺動して前記堰の下流側の表面から離間するように構成されていることを特徴とする排砂ゲート。
【請求項２】
請求項１記載の排砂ゲートであって、
前記閉塞部材は中空部材であり、前記閉塞部材の前記ダムの上流側の面には第１の開口が形成され、前記閉塞部材の側面又は下流側の面には、第２の開口が形成され、
前記堰の上流側の水が前記第１の開口から前記閉塞部材の内部に流入すると共に、前記閉塞部材の内部において前記第２の開口の高さに達した水が当該第２の開口から流出することで、前記閉塞部材の内部には前記第２の開口よりも低い位置に水が蓄えられ、前記閉塞部材には、その内部に蓄えられた水の重量により、前記堰に向かう向きの力が作用し、
前記ダムに貯留される水の水位が所定水位を超えて、前記堰の上流側から前記閉塞部材に作用する水圧が前記所定圧を超えると、前記閉塞部材に、前記堰に向かう向きの力よりも大きい逆向きの力が作用することで前記閉塞部材が前記堰の下流側の表面から離間することを特徴とする排砂ゲート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダム内に堆積した土砂を下流に排出するための排砂ゲートに関する。
【背景技術】
【０００２】
河川などの水路に設けられたダム内には、上流のダムからの出水等により土砂が堆積する。このような土砂は発電効率を低下させる原因となるため、従来、巡視時に堰の切欠き部を閉塞する角落しを取り外し、ダム内に堆積した土砂を下流側に排出している。しかしながら、このような角落しは、堆積した土砂や水圧により、取り外すことが非常に困難な場合がある。また、排砂作業を巡視時に行っているため、巡視時間内の限られた時間しか、排砂の作業を行うことができず、少量の土砂しか排砂することができない。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、取水路の底面に複数の長さの異なる角パイプを、角パイプの端部が排砂ゲート付近まで到達するように敷設し、取水路に設けられたセンサが土砂が堆積したことを検出すると、巻上げ機により排砂ゲートを角パイプの高さよりも僅かに上方まで引き上げ、角パイプを通して、ダム内に堆積した土砂を排出する排砂装置が記載されている。
【特許文献１】特開平７−１５８０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の排砂装置は、センサや巻上げ機などを設けなければならず、装置が大掛かりになり、設置コストが高くなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、低コストで設置可能であり、自動的に排砂することのできる排砂ゲートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の排砂ゲートは、ダムの堰の切欠き部に設けられ、前記ダム内の砂を前記堰の下流側へ排出するための排砂ゲートであって、前記切欠き部を覆うように前記堰の下流側の表面に当接した状態と、前記堰の下流側の表面から離間した状態とを取り得るように揺動可能に支持された閉塞部材を備え、前記閉塞部材は、常時は、前記堰の下流側の表面に当接し、前記堰の上流側から前記切欠き部を介して前記閉塞部材に作用する水圧が所定圧を超えると、その水圧により揺動して前記堰の下流側の表面から離間するように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記閉塞部材は中空部材であり、前記閉塞部材の前記ダムの上流側の面には第１の開口が形成され、前記閉塞部材の側面又は下流側の面には、第２の開口が形成され、前記堰の上流側の水が前記第１の開口から前記閉塞部材の内部に流入すると共に、前記閉塞部材の内部において前記第２の開口の高さに達した水が当該第２の開口から流出することで、前記閉塞部材の内部には前記第２の開口よりも低い位置に水が蓄えられ、前記閉塞部材には、その内部に蓄えられた水の重量により、前記堰に向かう向きの力が作用し、前記ダムに貯留される水の水位が所定水位を超えて、前記堰の上流側から前記閉塞部材に作用する水圧が前記所定圧を超えると、前記閉塞部材に、前記堰に向かう向きの力よりも大きい逆向きの力が作用することで前記閉塞部材が前記堰の下流側の表面から離間することとしてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ダムの堰内の水の水位が上流のダムの出水等により上昇し、閉塞部材に作用する水圧が大きくなると、閉塞部材が堰から離間する方向に揺動し、堰に設けられた切欠き部が開放されるため、自動的に排砂を行うことができる。また、本発明の排砂ゲートは簡単な構成からなり、低コストで設置できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の排砂ゲートの一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１（Ａ）は本実施形態の排砂ゲート１０を示す斜視図であり、（Ｂ）は分解図である。同図に示すように、本実施形態の排砂ゲート１０は、渓流取水ダムの堰１に設けられ、常時は切欠き部２を閉鎖しており、出水時には、切欠き部２を開放することにより堰１の内部に堆積した土砂を堰１の下流側に排出するためのものである。排砂ゲート１０は、堰１に設けられた切欠き部２の両側上部に立設された支持部材２１と、支持部材２１により揺動可能に支持され、常時は切欠き部２を覆うように堰１に下流側より当接する閉塞部材２０とから構成される。
【００１１】
閉塞部材２０は、回転軸２２と、側面形状が回転軸２２を中心とする扇形となるように形成された強化プラスチックからなる中空部材２３と、で構成される。閉塞部材２０は、回転軸２２が支持部材２１に設けられた貫通孔２１Ａに挿通されることにより、回転軸２２を中心に揺動可能に支持されている。
【００１２】
また、図１（Ｂ）に示すように、中空部材２３の上流側の面には第１の開口２４が設けられており、また、両側面には第２の開口２５が設けられている。従って、堰１の上流側の水が第１の開口２４より中空部材２３の内部に流れ込み、そして、中空部材２３内部の水位が第２の開口２５の下端の高さまで達すると、その後は、中空部材２３の内部に流れ込んだ量と略同量の水が第２の開口２５より下流側へと排出されることで、中空部材２３内の水位は第２の開口２５の直下の高さに保たれる。すなわち、中空部材２３が堰１の切欠き部２を閉塞した状態で、閉塞部材２０内に蓄えられる水の量は第２の開口２５の高さに応じた量となる。なお、第２の開口２５は閉塞部材２０の下流側の面に設けてもよい。
【００１３】
図１（Ｂ）に示すように、堰１の切欠き部２の周囲には、水密版３が取り付けられ、また、閉塞部材２０の堰１側の面の水密版３に対応する部位には水密ゴム２６が貼られている。これにより、閉塞部材２０が堰１に当接した状態では、切欠き部２の周囲の水密版３と、閉塞部材２０の水密ゴム２６とが密着することで、堰１を通して水が流れ出さないように切欠き部２を閉塞することができる。
【００１４】
図２は、本実施形態の排砂ゲート１０が排砂する仕組みを説明するための断面図であり、（Ａ）は、常時の状態を、（Ｂ）は、ダムへの流入量が増加して、堰１の上流側の水位が上昇した状態を、（Ｃ）は、さらに、水位が上昇して排砂が行われている状態を示す。
【００１５】
同図（Ａ）に示すように、常時は、堰１の上流側に貯まった水が第１の開口２４から中空部材２３の内部に流れ込む。この際、上述のように中空部材２３の内部の水位が第２の開口２５の下端高さまで到達すると、その後、中空部材２３の内部に流れ込んだ水と略同量の水が第２の開口２５から堰１の下流側に排出されるため、中空部材２３の内部の水の量は略一定に保たれる。
【００１６】
この状態では、閉塞部材２０には、中空部材２３の内部の水の重量により堰１に向かう力が作用する。本実施形態においては、この力が、堰１の上流側の水位（ダムの水位）が所定の水位となるまでは、水の圧力により閉塞部材２０に作用する力に比べて大きくなるように、第２の開口２５の高さ位置が設定されている。このため、ダムの水位が所定の水位より低い間は、閉塞部材２０が堰１に当接し、堰１の切欠き部２は閉塞部材２０により閉塞された状態となる。
【００１７】
また、同図（Ｂ）に示すように、ダムに流れ込む水量が増加して、堰１の上流側の水位が上昇すると、中空部材２３内に流入する水の量は増加するものの、中空部材２３内の水位が第２の開口２５を越えると、その超えた分の水は第２の開口２５より排出されるので、中空部材２３の内部の水の重量は略一定に保たれる。一方、堰１の上流側の水位が上昇することにより、堰１の内側の水の圧力により閉塞部材２０に作用する力が上昇するが、ダムの水位が上記の所定水位よりも低く、閉塞部材２０に作用する力が、内部の水の重量により閉塞部材２０に作用する力よりも小さい間は、同図（Ａ）の場合と同様に、閉塞部材２０が堰１に当接して、切欠き部２は閉塞された状態に保たれる。
【００１８】
さらに、同図（Ｃ）に示すように、上流のダムからの出水等により堰１の上流側の水位（つまり、ダムの水位）がさらに上昇し、堰１の内側の水の圧力により閉塞部材２０に作用する力が、閉塞部材２０の内部の水の重量により閉塞部材２０に作用する力よりも大きくなると、閉塞部材２０が回転軸２２を中心として堰１と離間する向きに揺動する。このように閉塞部材２０が堰１から離間すると、堰１の切欠き部２が開放されるため、堰１の内側から水とともに堆積した土砂３が排出される。この際、同図（Ｃ）に示すように、閉塞部材２０が揺動して傾くことにより、第１の開口２４より内部の水が外部に流出するため、閉塞部材２０の内部の水の重量が小さくなる。このため、閉塞部材２０の内部の水の重量によって、閉塞部材２０を堰１に向けて揺動させる力が小さくなり、これにより、堰１の内側の水が勢い良く多量に排出され、それとともにダム内の土砂３も十分に排出される。堰１の内側の水位が低下して、堰１の内側の水により閉塞部材２０を離間させる向きに作用する水圧が小さくなるまで、切欠き部２が開放された状態が保たれる。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態の排砂ゲート１０によれば、上流のダムの出水等によりダムの水位が上昇し、堰１の上流側の水により閉塞部材２０に作用する水圧が大きくなることにより、自動的に切欠き部２が開放されるため、排砂ゲート１０を人手により開放する手間を削減できる。また、排砂ゲート１０は単純な構成であるため、低コストで設置できる。
【００２０】
また、出水時に閉塞部材２０が揺動して傾斜すると、第１の開口２４より内部の水が排出され、閉塞部材２０を堰１に向けて揺動させる力が小さくなるため、ダムの水位が十分に低下するまで、長時間にわたって切欠き部２を開放することができ、堰１の内部の土砂３を十分に排出することができる。
【００２１】
なお、図２（Ｃ）からわかるように、第１の開口２４の高さ位置が低いほど、閉塞部材２０が堰１から離間して傾斜した状態で閉塞部材２０内に蓄えられる水の量は少なくなり、これに伴って、閉塞部材２０を堰１へ向けて揺動させる力も小さくなる。したがって、第１の開口２４の高さ位置の設定により、ダム水位の上昇により閉塞部材２０が堰１から離間して切欠き部２を開放した後、ダム水位が低下して閉塞部材２０が堰１の切欠き部２を閉塞するまでの時間、つまり、ダムから放出する水量を調整することが可能である。
【００２２】
なお、本実施形態では、閉塞部材２０を中空に形成し、内部に水を流入させて、その重量により堰１に向けて揺動させて、切欠き部１を閉塞するものとしたが、これに限らず、閉塞部材２０を中実に作成し、その自重によって堰１に向けて揺動させて、切欠き部１を閉塞する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（Ａ）は本実施形態の排砂ゲートを示す斜視図であり、（Ｂ）は組立て図である。
【図２】本実施形態の排砂ゲートが排砂する仕組みを説明するための断面図であり、同図（Ａ）は、常時の状態を、（Ｂ）は、ダムへの流入量が増加して、堰の上流側の水位が上昇した状態を、（Ｃ）は、さらに、水位が上昇して排砂が行われている状態を示す。
【符号の説明】
【００２４】
１  堰
２  切欠き部
３  土砂
１０  排砂ゲート
２０  閉塞部材
２１  支持部材
２２  回転軸
２３  第２の開口
２４  第１の開口
【図１】
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【図２】
2008308838.tif 000004