(57)【要約】 【課題】  省スペース化を図ることのできるゲート装置、放流設備を提供することを目的とする。【解決手段】  ダムの堤体の上流の貯水池側と下流側とを連通するよう設けられた放流管２０と、この放流管２０の下流側先端部に設けられた主ゲートと、放流管２０において主ゲートの直ぐ上流側に設けられた副ゲート４０と、を備えた放流設備において、副ゲート４０を、ハウジング４２内で回転する扉体により、放流管２０を開閉する構成とした。また、扉体は、ハウジング４２の外部両側に配置した駆動シリンダ５５の伸縮動作により回転駆動させるようにした。【選択図】図３
2005232912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流路を有するハウジングと、
前記ハウジングに回転可能に設けられた軸と、
前記軸に設けられ、前記ハウジング内で前記流路を閉塞する位置と前記流路を開放する位置の間で回転可能な扉体と、
前記扉体を回転駆動させる駆動機構と、
を備えることを特徴とするゲート装置。
【請求項２】
前記駆動機構は、
前記ハウジングの外部に設けられ、前記ハウジングの外部に突出した前記軸に一端部が連結されたアームと、
前記ハウジングの外部に設けられ、前記アームの他端部に連結されて、伸縮動作によって前記扉体を回転駆動させる駆動シリンダと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のゲート装置。
【請求項３】
前記扉体は、前記流路を開放する位置にて、前記流路の内壁面と略同一面を形成することを特徴とする請求項１または２に記載のゲート装置。
【請求項４】
前記扉体は、前記軸に略直交して設けられた一対の円板と、
一対の前記円板間にて、前記円板の外周部側に設けられ、前記流路を閉塞できる大きさを有した扉体本体と、を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のゲート装置。
【請求項５】
前記扉体が前記流路を開放する位置から前記流路を閉塞する位置に回転するときに、前記扉体本体が、前記ハウジングの一つの内壁面からせり出すことを特徴とする請求項４に記載のゲート装置。
【請求項６】
前記扉体が前記流路を開放した位置から前記流路を閉塞する位置に回転するときに、前記扉体本体が前記流路下流側からせり出すように前記扉体を回転させることを特徴とする請求項５に記載のゲート装置。
【請求項７】
貯水施設から水を放流する放流設備であって、
前記貯水施設の堤体を貫通するよう設けられた放流管と、
前記放流管の先端部に設けられた主ゲートと、
前記放流管にて、前記主ゲートの上流側に設けられた副ゲートと、を備え、
前記副ゲートは、前記放流管の一部を形成するハウジングと、
前記ハウジング内に回転可能に設けられ、前記放流管の流路を閉塞する位置と前記流路を開放する位置の間で回転可能な扉体と、
前記扉体を回転駆動させる駆動機構と、
を備えることを特徴とする放流設備。
【請求項８】
前記副ゲートは、前記堤体の内部に形成されたゲート室に設置されていることを特徴とする請求項７に記載の放流設備。
【請求項９】
前記駆動機構は、
前記ハウジングの外部に突出した前記扉体の回転軸に一端部が連結されたアームと、
前記ハウジングの外部に設けられ、前記アームの他端部に連結されて、伸縮動作によって前記扉体を回転駆動させる駆動シリンダと、
を備えることを特徴とする請求項７または８に記載の放流設備。
【請求項１０】
前記駆動シリンダは、前記ハウジングの側方に配設されていることを特徴とする請求項９に記載の放流設備。
【請求項１１】
前記主ゲートは、引張りラジアルゲート方式であることを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載の放流設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダム等の貯水施設に備えられる放流設備、およびそれに用いるのに適したゲート装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダム等の貯水施設に蓄えられた水は、洪水調節、水道、工業用水利用、河川の環境維持等のため、放流設備により放流量を制御しながら下流への放流が行われている。
このような放流設備は、放流量の制御に用いられる主ゲートと、主ゲートをメンテナンスする際等に用いられる副ゲートとを備えている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４１０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、図７に示すように、主ゲート１には、引張りラジアルゲートと称される、下流側に凸となった扉体２を、放流管３に設けられたピン４を中心として回転させることで開閉させる形式のものが開発され、これにより主ゲート１は小型化が実現された。
これに対し、副ゲート５は、ボンネットタイプと称される、板状の扉体６を駆動シリンダ７によって上下動させることで、放流管３を開閉するものが用いられている。
このため、副ゲート５においては、扉体６を放流管３から上方に引き上げるためのスペース、および扉体６を引き上げる駆動シリンダ７をメンテナンスする際に、撤去・設置するためのスペースが放流管３の上方に必要であり、例えばそのスペースは、放流管３の３倍以上の高さとなる。したがって、主ゲート１を小型化しても、副ゲート５が大きなスペースを依然として占めてしまい、主ゲート１による省スペース化というメリットが生かしきれていない。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、省スペース化を図ることのできるゲート装置、放流設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的のもと、本発明のゲート装置は、流体の流路を有するハウジングと、ハウジングに回転可能に設けられた軸と、この軸に設けられ、ハウジング内で流路を閉塞する位置と流路を開放する位置の間で回転可能な扉体と、この扉体を回転駆動する駆動機構とを備えることを特徴とする。このような駆動機構としては、例えば、ハウジングの外部に設けられ、ハウジングの外部に突出した軸に一端部が連結されたアームと、ハウジングの外部に設けられ、アームの他端部に連結されて、伸縮動作によって扉体を回転駆動させる駆動シリンダと、を備えるものがある。また、モータ等により、扉体の軸を回転駆動させるようにしても良い。
このような回転式のゲート装置により、ゲート装置の小型化が図れる。
また、アームを介した駆動シリンダの伸縮動作によって扉体を回転駆動させることにより、大きなトルクで扉体を回転させることができ、特にこのゲート装置を放流設備等に用いる場合に適している。また、駆動機構をハウジング外部に設けることで、保守を容易に行える。
【０００６】
扉体は、流路を開放する位置にて、流路の内壁面と略同一面を形成することができる。
このような扉体は、軸に略直交して設けられた一対の円板と、一対の円板間にて、円板の外周部側に設けられ、流路を閉塞できる大きさを有した扉体本体と、を備えた構成とすることができる。そして、扉体が流路を開放した位置から流路を閉塞する位置に回転するときに、扉体本体が、ハウジングの一つの内壁面からせり出すよう、扉体を回転させるのが好ましい。このとき、扉体本体は、通水部上面からせり下がるように扉体を回転させるのが好ましい。さらに、扉体が流路を開放した位置から流路を閉塞する位置に回転するときに、扉体本体は、流路下流側へせり出すようにするのが、流路を流れる流体に対し、水理的に好ましい。
【０００７】
本発明は、貯水施設から水を放流する放流設備として捉えることもできる。この放流設備は、貯水施設の堤体を貫通するよう設けられた放流管と、放流管の先端部（下流端部）に設けられた主ゲートと、放流管にて、主ゲートの上流側に設けられた副ゲートと、を備える。そして、副ゲートは、放流管の一部を形成するハウジングと、ハウジング内に回転可能に設けられ、放流管の流路を閉塞する位置と流路を開放する位置の間で回転可能な扉体と、扉体を回転駆動させる駆動機構と、を備えることを特徴とする。
このように回転式の扉体を採用することで、副ゲートを小型化できる。特に、副ゲートが、堤体の内部に形成されたゲート室に設置されている場合、ゲート室の小型化を図ることが可能となり、特に有効である。
また、駆動機構は、ハウジングの外部に突出した扉体の回転軸に一端部が連結されたアームと、ハウジングの外部に設けられ、アームの他端部に連結されて、伸縮動作によって扉体を回転駆動させる駆動シリンダと、を備える構成としても良い。さらに、駆動シリンダ等の駆動機構を、ハウジングの側方に配設するのが、省スペース化という観点で好ましい。
特に、主ゲートに、引張りラジアルゲート方式のものを採用する場合、主ゲート、副ゲートの双方を小型化できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回転式の扉体を備えることにより、ゲート装置、副ゲート装置を大幅に小型化できる。これにより、放流設備のゲート室を従来より縮小することが可能となり、設備コスト、施工コストを大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１および図２は、本実施の形態における放流設備１０の構成を説明するための図である。
図１および図２に示すように、ダム等の貯水施設に備えられる放流設備１０は、ダム（の堤体または近傍の地山）１１に設置されるもので、ダム１１の上流の貯水池側と下流側とを連通するよう設けられた放流管２０と、この放流管２０の下流側先端部に設けられた主ゲート３０と、放流管２０において主ゲート３０の直ぐ上流側に設けられた副ゲート（ゲート装置）４０と、を備えている。
【００１０】
図１に示したように、主ゲート３０は、例えば引張りラジアルゲート式で、下流側に凸となった上下一対の扉体３１、３２が、放流管２０に設けられたピン３３を中心として回転可能に設けられている。そして、これら扉体３１、３２は、駆動シリンダ３４、３５により、ピン３３を中心として回動するよう駆動され、これによって放流管２０の下流側先端部を開閉できるようになっている。
【００１１】
副ゲート４０は、ダム１１の内部に形成されたゲート室１２内に設けられている。
この副ゲート４０は、主ゲート３０に対し上流側にて、放流管２０の途中に設けられている。
図３および図４に示すように、副ゲート４０は、ゲート室１２の床面に設けられた基台４１と、この基台４１上に設けられ、放流管２０と同一断面形状を有したハウジング４２と、ハウジング４２内に設けられた扉体４３と、扉体４３をハウジング４２内で作動させる駆動機構４４とを備えている。
ここで、放流管２０は、断面視矩形とされており、ハウジング４２も、同一断面形状の断面視矩形とされている。
【００１２】
扉体４３は、ハウジング４２の両側壁４２ａ、４２ｂを貫通し、基台４１上に設けられた軸受け４１ａにより回動自在に支持された軸４５に一体に設けられている。
図３（ｂ）に示したように、扉体４３は、軸４５に直交する二枚一対の円板４６、４６と、これら円板４６、４６間に設けられた扉体本体４７とから形成される。
図５に示すように、扉体本体４７は、円板４６、４６の外周縁の所定位置に位置する二点間を結ぶ弦の位置に設けられた平板状のスキンプレート４８と、このスキンプレート４８の背面側（円板４６の外周側）において、円板４６、４６の外周縁に沿うよう湾曲して設けられた背面板４９と、これらスキンプレート４８および背面板４９を補強する補強部材５０とが一体に形成されたものである。
【００１３】
図３（ｂ）に示したように、これら円板４６、４６は、放流管２０の両側の側壁２０ａ、２０ｂと同一面に位置するよう設けられている。このためハウジング４２の両側には、円板４６、４６を収容するため、外方に凸となる凹部４２ｄ、４２ｅが形成されている。
また、スキンプレート４８は、図５に示したように、扉体４３を回転させ扉体本体４７を上方に位置させ、スキンプレート４８を水平状態としたときに、放流管２０の上面２０ｃと略同一面に位置するよう設けられている。このため、扉体４３は、放流管２０の上面２０ｃに対し、扉体本体４７の分だけ高くなることになる。これに対応し、ハウジング４２には、上方に凸となる収容室５１が形成されている。
【００１４】
また扉体本体４７の四方には、止水するために例えばゴム製の水密部材４７ａが設けられている。
一方、ハウジング４２側には、扉体本体４７を全閉状態としたときに、水密部材４７ａが接触する部分に止水板５２、５３が設けられている。本実施の形態では、収容室５１の放流方向下流側の端部には、放流管２０の上面２０ｃとの境界部分に、例えばゴム製の止水板５２が設けられ、ハウジング４２の底部において、扉体４３の下端頂部に対応する位置に、止水板５３が設けられている。
【００１５】
図３および図４に示したように、軸４５の両端部には、ハウジング４２の外部において、所定長のアーム５４、５４の一端５４ａ、５４ａが一体に取り付けられている。そして、各アーム５４の他端５４ｂには、扉体４３を回転駆動させるための駆動シリンダ５５の伸縮ロッド５５ａが、回転自在に連結されている。駆動シリンダ５５の本体５５ｂは、例えばゲート室１２の床面に、ブラケット５６を介し、回転自在に連結されている。
駆動シリンダ５５は、例えば油圧により伸縮駆動される。駆動シリンダ５５を伸縮させると、これによってアーム５４が、一端５４ａを中心として、他端５４ｂ側が旋回する。
これによって、アーム５４の一端５４ａが連結された軸４５がその軸線回りに回転し、ハウジング４２内の扉体４３が回転することになる。
【００１６】
図５に示したように、扉体４３は、全開状態では、前述したように、扉体本体４７のスキンプレート４８は水平状態であり、放流管２０の上面２０ｃと略同一面に位置するようになっている。また、扉体４３の円板４６、４６も、放流管２０の側壁２０ａ、２０ｂと同一面に位置しているので、この状態で、円板４６、４６およびスキンプレート４８は、放流管２０に連続して流路を形成する管胴板の一部を構成している。
この状態から、駆動シリンダ５５の駆動により扉体４３を回転させると、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、扉体４３は時計回りに回転し、これによってスキンプレート４８が傾斜し、放流管２０の上面２０ｃから下方にせり出してくる（せり下りてくる）。これによって、放流管２０を上方から閉じていく。そして、図６（ｃ）に示すように、最終的に、スキンプレート４８の下流側端部４８ａが、ハウジング４２の底部の水密部材５３に接触した状態となる位置まで扉体４３が回転することにより、扉体本体４７によって放流管２０が閉塞される。このとき、上下の水密部材５２、５３により、水密が保たれるようになっている。
【００１７】
このとき、本実施の形態においては、流路を開放状態から閉塞状態に移行するときに、扉体本体４７は、スキンプレート４８の下流側端部４８ａから、下方にせり出すようにする。これにより、放流管２０内において水が流れる流路は、上流側から下流側に向けてテーパ状に徐々に狭くなる。このようにして、放流を行いながら扉体４３を回転させ、副ゲート４０を閉じる場合であっても、水理的に無理なく放流を遮断できる。
【００１８】
このような副ゲート４０は、回転式の扉体４３により、放流管２０を開閉する構成となっているので、従来のボンネット式の副ゲート５に比較し、放流管２０から上方への突出寸法は遥かに少なくなり、小型化を図ることができる。また、扉体４３を駆動する駆動シリンダ５５も、ハウジング４２の両側に配置するようにしたので、この点においても、放流管２０から上方への突出寸法を抑えることができる。これにより、ゲート室１２の高さを、従来に比較して大幅に小さくすることが可能となるのである。
また、この副ゲート４０を、引張りラジアルゲート式の主ゲート３０と組み合わせることで、放流設備１０の大幅な小型化を図ることができ、設備コストを低減できる。
特に、ゲート室１２の小型化は、土木工事のコスト低減が図れるので、コスト低減への寄与率が大きい。
【００１９】
これ以外にも、駆動シリンダ５５を、ハウジング４２の外部両側に配置することにより、その保守作業も容易に行うことができる。
また、放流管２０を断面視矩形とし、また扉体４３も全開状態では放流管２０の上部の管胴板の一部を構成するので、特にその底部に土砂や流介物が堆積を防止できる。
さらに、このような方式の副ゲート４０では、放流を行った状態のまま、扉体４３を作動させて放流を遮断することができる。副ゲート４０の主な用途は、主ゲート３０の保守を行う際、主ゲート３０の上流側で放流を遮断することにあり、特に、主ゲート３０に対して緊急の保守を行う必要がある場合に、上流を行った状態のまま遮断できる機能は重要である。
【００２０】
なお、上記実施の形態において、扉体４３の回転方向を規定したが、水理的に無理が生じないのであれば、その回転方向を反対とすることももちろん可能である。
また、水密部材４７ａ、止水板５２、５３として、例えばゴム製のものを例に挙げた。これらは、ゴム製であれば水密性に優れるが、よりメンテナンスフリーとすることのできる、金属水密方式に代えることも可能である。
また、駆動機構４４として、駆動シリンダ５５の使用を例に挙げて説明したが、同じく伸縮駆動する、スピンドルの使用ももちろん可能である。さらに、ハウジング４２の外部両側に突出した軸４５に連結された駆動モータを用いることも可能である。この場合、アーム５４も不要となるが、扉体４３を回転駆動できるためのトルクを確保するため、必要に、減速機等を駆動モータと軸４５との間に介在させることができる。
さらに、扉体４３が回転する回転式のゲート装置は、水理的、機能的に問題が生じないのであれば、副ゲート４０だけでなく、放流管２０の下流端に設けられる主ゲート３０として用いることも可能である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態における放流設備の構成を示す側断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】副ゲートの構成を示す側面図および平断面図である。
【図４】副ゲートの斜視図である。
【図５】副ゲートの断面図である。
【図６】副ゲートの動作を示す図である。
【図７】従来の放流設備の構成を示す側断面図および正断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０…放流設備、１１…ダム、１２…ゲート室、２０…放流管、３０…主ゲート、４０…副ゲート（ゲート装置）、４２…ハウジング、４３…扉体、４４…駆動機構、４５…軸、４６…円板、４７…扉体本体、４８…スキンプレート、５４…アーム、５５…駆動シリンダ
【図１】
2005232912.tif 000003
【図２】
2005232912.tif 000004
【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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