(57)【要約】  【課題】  フラッシュ洗浄のための弁体の転倒作動が正常に行なわれないような異常事態等に備えて更なる安全性を確保するフラッシュゲートを提供する。  【解決手段】  基部が水路の底部で枢着され、水路を閉塞する起立止水姿勢と水路を開放する転倒姿勢との間で揺動自在な弁体２と、水路の水位がフラッシュ実行水位に上昇するまで起立止水姿勢を保持部により維持するとともに、フラッシュ実行水位に達すると保持部３０を解除して転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構３を備え、姿勢切替機構３による起立止水姿勢の保持を強制的に解除する強制解除機構５を、弁体２に変位自在に保持され弁体２からのオーバーフロー水を貯留する貯水槽５０と、貯水槽５０へ流入したオーバーフロー水の重量による貯水槽５０の変位に連動し、姿勢切替機構３による保持部３０を強制解除する作用桿５３を備えて構成する。  【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部が水路の底部で枢着され、前記水路を閉塞する起立止水姿勢と前記水路を開放する転倒姿勢との間で揺動自在な弁体と、前記水路の水位がフラッシュ実行水位に上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部により維持するとともに、フラッシュ実行水位に達すると前記保持部を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構を備えたフラッシュゲートであって、
前記姿勢切替機構による起立止水姿勢の保持を強制的に解除する強制解除機構を備えてあるフラッシュゲート。
【請求項２】
前記強制解除機構が、前記弁体に変位自在に保持され前記弁体からのオーバーフロー水を貯留する貯水槽と、前記貯水槽へ流入したオーバーフロー水の重量による前記貯水槽の変位に連動し、前記姿勢切替機構による前記保持部を強制解除する作用桿を備えて構成される請求項１記載のフラッシュゲート。
【請求項３】
前記起立止水姿勢を維持する保持部が、係止爪と係合孔でなる第一係止機構を前記弁体と前記ゲート部に設けられた横梁部に分離配置して構成され、前記強制解除機構が、前記横梁部と前記ゲート部を連結解除可能な第二係止機構で構成してある請求項１記載のフラッシュゲート。
【請求項４】
転倒姿勢にある前記弁体を前記起立止水姿勢に自動復帰させる姿勢復帰機構を前記弁体に設けてある請求項１から３の何れかに記載のフラッシュゲート。
【請求項５】
前記姿勢復帰機構による前記起立止水姿勢への復帰作動を強制的に停止させる転倒姿勢維持機構を設けてある請求項４記載のフラッシュゲート。
【請求項６】
前記姿勢復帰機構が、前記弁体の揺動軸芯周りに配置され、前記弁体を起立方向に常時付勢するスプリングで構成され、前記転倒姿勢維持機構が、前記スプリングの付勢力を開放する付勢解除機構で構成してある請求項５記載のフラッシュゲート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川、下水配管、用水路などを定期的にフラッシュ洗浄するフラッシュゲートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、河川、下水配管、用水路などを定期的にフラッシュ洗浄するフラッシュゲートが知られている。例えば、特許文献１には、基部が水路の底部に枢着された起立・転倒自在な堰板と、堤防上に設置された巻上装置とを備え、前記巻上装置によって起立状態に支持された堰板が、水位の一定以上の上昇によって転倒させられるとともに、転倒によって水路の水位が所定の起立水位まで低下したときは巻上装置を作動させて再度起立させられるように構成された転倒堰において、前記堰板に水路の水が流入する水タンクを設けるとともに、該水タンクには、水タンクの横断面積と同等以上の面積を有する上向きの開口を形成することにより、転倒時には堰板の重量を大きくして、確実かつ迅速に倒伏させることができるとともに、該倒伏によって迅速に重量を低減することが可能となり、放水後に迅速に再起立させ、貯水を再開することのできるものが提案されている。
【特許文献１】特開２００１−１３１９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述した特許文献１に記載された技術によれば、転倒した堰板を再度起立させるための巻上装置や堰板支持ワイヤなどの部品が必要とされ、構造が複雑になるばかりか、電源設備が整備されていない地域、場所では稼動できないという問題があった。
【０００４】
そこで、本願出願人は先に人力や電動機などの動力を必要とする巻上装置を使用せずに、起立止水姿勢にある弁体を自動的に転倒させてフラッシュ洗浄を行ない、洗浄後に弁体を起立止水姿勢に自動的に復帰させるフラッシュゲートとして、基部が水路の底部で枢着され、前記水路を閉塞する起立止水姿勢と前記水路を開放する転倒姿勢との間で揺動自在な弁体と、前記水路の水位がフラッシュ実行水位に上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部により維持するとともに、フラッシュ実行水位に達すると前記保持部を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構と、転倒姿勢にある前記弁体を前記起立止水姿勢に自動復帰させる姿勢復帰機構を備えたフラッシュゲートを出願しているが（特願２００３−０９８４３２号）、従来のフラッシュゲートを含め、何らかの原因で姿勢切替機構が作動しないような場合に備えてさらに安全性を確保するという観点や、緊急事態に姿勢復帰機構の作動を停止し転倒姿勢を維持できるようにする等の観点で更なる改良の余地があった。
【０００５】
本発明の目的は、上述の従来欠点に鑑み、フラッシュ洗浄のための弁体の転倒作動が正常に行なわれないような異常事態等に備えて更なる安全性を確保するフラッシュゲートを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明によるフラッシュゲートの第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、基部が水路の底部で枢着され、前記水路を閉塞する起立止水姿勢と前記水路を開放する転倒姿勢との間で揺動自在な弁体と、前記水路の水位がフラッシュ実行水位に上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部により維持するとともに、フラッシュ実行水位に達すると前記保持部を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構を備えたフラッシュゲートであって、前記姿勢切替機構による起立止水姿勢の保持を強制的に解除する強制解除機構を備えてある点にある。
【０００７】
上述の構成によれば、弁体が何らかの原因で起立止水姿勢に保持されフラッシュ実行水位より上昇した場合であっても、管路の氾濫や機器の破損といった不測の事態に到る前に、強制解除機構により起立止水姿勢が強制的に解除されるので、より高い安全性を確保することができるようになった。
【０００８】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記強制解除機構が、前記弁体に変位自在に保持され前記弁体からのオーバーフロー水を貯留する貯水槽と、前記貯水槽へ流入したオーバーフロー水の重量による前記貯水槽の変位に連動し、前記姿勢切替機構による前記保持部を強制解除する作用桿を備えて構成される点にある。
【０００９】
この場合には、フラッシュ実行水位より上昇し、弁体からオーバーフローした水が貯水槽に流入することで、貯水槽の弁体に対する相対位置が変動し、その変位エネルギーが作用桿を介して保持部に伝わり、保持されている起立止水姿勢が強制解除されるのである。
【００１０】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記起立止水姿勢を維持する保持部が、係止爪と係合孔でなる第一係止機構を前記弁体と前記ゲート部に設けられた横梁部に分離配置して構成され、前記強制解除機構が、前記横梁部と前記ゲート部を連結解除可能な第二係止機構で構成してある点にある。
【００１１】
上述の構成によれば、第二係止部による係合状態を解いて横梁部とゲート部の連結を解除することにより、つまり、ゲート部から横梁部を除去することにより、保持部を構成する第一係止機構による係合状態が解消されるので、保持されている起立止水姿勢が強制解除されるのである。
【００１２】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、転倒姿勢にある前記弁体を前記起立止水姿勢に自動復帰させる姿勢復帰機構を前記弁体に設けてある点にあり、このように構成することにより、継続的にフラッシュ洗浄を繰り返すことが可能となるのである。
【００１３】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第四特徴構成に加えて、前記姿勢復帰機構による前記起立止水姿勢への復帰作動を強制的に停止させる転倒姿勢維持機構を設けてある点にあり、これにより、例えば起立止水姿勢への復帰が不完全な状態でフラッシュ洗浄が正常に行なわれないような場合に、確実に転倒姿勢に維持され、更なる事態の悪化を回避することが可能となるのである。
【００１４】
同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第五特徴構成に加えて、前記姿勢復帰機構が、前記弁体の揺動軸芯周りに配置され、前記弁体を起立方向に常時付勢するスプリングで構成され、前記転倒姿勢維持機構が、前記スプリングの付勢力を開放する付勢解除機構で構成してある点にあり、このように構成することにより、スプリングの弁体に対する復帰付勢力が作用しなくなり、転倒姿勢が維持されるのである。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明した通り、本発明によれば、フラッシュ洗浄のための弁体の転倒作動が正常に行なわれないような異常事態等に備えて更なる安全性を確保するフラッシュゲートを提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明によるフラッシュゲートの実施の形態を説明する。図１及び図２に示すように、フラッシュゲート１は、ゲート部７を構成する左右一対の門柱７Ａの間に、基部２１が水路８の底部で軸部９に軸心Ｐ１周りに枢着され、前記水路８を閉塞し水路８の上流側に水を貯留する起立止水姿勢（図２において実線で示される）と、前記水路８を開放して下流側に通水する転倒姿勢（図２において二点差線で示される）との間で揺動自在な弁体２を配置し、前記水路８の水位がフラッシュ実行水位ＨＨＷＬに上昇するまで前記起立止水姿勢を保持部３０により維持するとともに、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達すると前記保持部３０を解除して前記転倒姿勢への揺動を許容する姿勢切替機構３と、転倒姿勢にある前記弁体２を前記起立止水姿勢に自動復帰させる姿勢復帰機構４を備えて構成してある。
【００１７】
前記起立止水姿勢にある弁体２は、水路８の上流側対向面２２の幅方向両端部が前記門柱７Ａのシール面７ａに水密に接当するとともに、上流側対向面２２の下端部がゲート部７における下端横架部７Ｂのシール面７ｂに水密に接当し、上流側から下流側への水の流出を防止するように構成されている。
【００１８】
前記弁体２は、内部を空洞２０に構成してあり、前記起立止水姿勢において前記上流側対向面２２に形成した開口部２３（パンチングメタルが設置され、固形異物の流入は防止される）から空洞２０に水路８の水が流入し、前記転倒姿勢において天面に形成した開口部２４から空洞２０内の水が流出するように構成するとともに、左右端部側に後述するバランスウェイト４１の移動通路２５が形成されている。
【００１９】
前記姿勢復帰機構４は、前記弁体２に設けられ、前記弁体２の揺動軸９に巻回または装入され、前記弁体２を起立方向に常時付勢するように捻り固定された左右一対のつる巻スプリング４０と、前記移動通路２５を転動するバランスウェイト４１で構成されている。
【００２０】
前記姿勢切替機構３は、前記弁体２と前記弁体２が離接するゲート部７に分割設置され、前記弁体２側に設置されたフロート３１、フロート棒３２、係脱機構３３と、前記ゲート部７側に設置された係合孔３４で構成されている。前記フロート３１は前記空洞２０に上下移動自在に収容され、前記フロート棒３１を介して前記弁体２の上流側対向面２２側の外部に設置された前記係脱機構３３に連結されている。尚、前記係脱機構３３は前記弁体２の内部に配置されるものであってもよい。
【００２１】
前記係脱機構３３は、図３に示すように、前記弁体２の空洞２０内で回動自在に水平に支持された支軸３３Ａと、前記上流側対向面２２に水密に貫通突出した前記支軸３３Ａの一端部に基部が固着された回動板３３Ｂと、前記回動板３３Ｂの自由端部に連結され水平支持された一対のロッド３３Ｃと、前記ロッド３３Ｃの先端部に取り付けられたロック爪部３３Ｄとから構成され、前記回動板３３Ｂが前記フロート３１の上下動に応じて回動する支軸３３Ａに連動して軸心Ｐ２回りに回動することにより、前記ロッド３３Ｃが往復運動可能に構成されている。
【００２２】
前記ロック爪部３３Ｄは、前記ロッド３３Ｃの先端部に固着されたケース３３Ｅにスプリング３３Ｆを介して内挿され、前記スプリング３３Ｆの付勢力によりケース３３Ｅの外部に突出保持されており、前記弁体２が起立止水姿勢に復帰する直前にテーパー面３３ｄがゲート部７の左右の門柱７Ａに干渉することで、ケース３３Ｅ内に押圧されながら摺動し、起立止水姿勢に復帰したときに前記門柱７Ａに形成された前記係合孔３４に係合してロック状態となる。即ち、前記係脱機構３３が、起立止水姿勢を維持する保持部３０となる。
【００２３】
起立止水姿勢にある前記弁体２の開口部２３から空洞２０への水の流入に伴なって前記フロート３１が上昇し、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬより低水位ＨＷＬでは前記ロック状態が維持されるが、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬに達すると前記係脱機構３３による係合状態が解消され、前記弁体２は転倒姿勢への傾動を開始する。
【００２４】
つまり、前記弁体２には、フラッシュ実行水位ＨＨＷＬまで上昇している水路８の水圧が押圧力として負荷され、この押圧力が前記姿勢復帰機構４におけるつる巻スプリング４０のバネ力に打ち勝って転倒姿勢になるように少し傾動する。この状態で、前記押圧力と前記弁体２の自重及び空洞２０内の水の重量和が作用して転倒促進力が働き、図２の二点差線で示す転倒角θ＝９０＋α度の状態に急速に転倒して前記水路８を下流側に開放され、フラッシュ洗浄が行なわれる。この状態で、前記移動通路２５の下部（前記弁体２の基部側）に位置していたバランスウェイト４１が上部（前記弁体２の天面よりも上端側）に転動する。
【００２５】
フラッシュ洗浄の終了とほぼ同時に前記空洞２０内の水は前記天面の開口部２４から下流側に排水され、転倒促進力が大幅に低減され、前記姿勢復帰機構４のつる巻スプリング４０による復帰付勢力が、前記弁体の自重と傾倒した弁体２の先端側に移動したバランスウェイト４１の重量和より大きくなり、起立方向に回動して復帰作動する。
【００２６】
前記つる巻スプリング４０による復帰付勢力は前記弁体２が転倒姿勢から起立止水姿勢に復帰するにつれて漸次低下するが、姿勢変更に伴いバランスウェイト４１が基部側へ移動して弁体２の重心を下げることで前記復帰付勢力を補い、前記弁体２を急激に起立止水姿勢に復帰する。この状態で、前記係脱機構３３により係合状態となり、起立止水姿勢が維持されるのである。
【００２７】
また、上述したフラッシュゲート１には、上述した姿勢切替機構３により起立止水姿勢から転倒姿勢への姿勢切替が何らかの原因で作動しない場合に備えて、前記姿勢切替機構による起立止水姿勢の保持を強制的に解除する強制解除機構５を備えてある。前記強制解除機構５は、前記弁体２に変位自在に保持され前記弁体２からのオーバーフロー水を貯留する貯水槽５０と、前記貯水槽５０へ流入したオーバーフロー水の重量による前記貯水槽５０の変位に連動し、前記姿勢切替機構３による前記保持部３０を強制解除する作用桿５３を備えて構成される。
【００２８】
前記貯水槽５０は、図１（ａ）及び図２に示すように、上部開口から前記弁体２をオーバーフローした水が貯留されるように、前記弁体２の下流側対向面２６に沿って上下方向に摺動自在に保持されるとともに、底部５１がスプリング等の弾性部材５２で支持され、オーバーフロー水が所定容量貯留されると、その自重で前記弾性部材５２の支持力に抗して下方に移動する。前記下流側対向面２６に対向する前記貯水槽５０の背面からは左右一対の作用桿５３が前記弁体２の下流側対向面２６から上流側対向面２２に水密機構を介して貫通配置され、前記貯水槽５０の上下移動に伴い前記作用桿５３が上下方向に連動して移動する。
【００２９】
図４に示すように、前記作用桿５３の先端部分は鎌状の作用部５４に形成されており、前記作用桿５３の下方への移動に伴って、前記作用部５４に形成されたテーパー縁部５４ａが前記ロック爪部３３Ｄのテーパー面３３ｄを上方から押圧することにより、前記ロック爪部３３Ｄをケース３３Ｅ内に引退付勢し、以って、前記門柱７Ａに形成された係合孔３４に係合してロック状態に維持されている保持部３０の係合状態が解消されるように構成してある。
【００３０】
さらに、上述したフラッシュゲート１には、前記姿勢復帰機構４による前記起立止水姿勢への復帰作動を強制的に停止させる転倒姿勢維持機構６を、前記つる巻スプリング４０の付勢力を開放する付勢解除機構で構成してある。詳述すると、図１（ｂ）及び図２に示すように、前記つる巻スプリング４０の中央部側の端部が前記基部２１に固定されるとともに、他端部が左右の門柱７Ａの下部に設けた夫々のラチェットギア６０に前記弁体２を起立方向に付勢するように捻り固定されている。前記ラチェットギア６０の回転を阻止するラチェットピン６１が揺動軸６２回りに揺動可能に設けられ、前記転倒姿勢にある前記弁体２は、前記つる巻スプリング４０による復帰付勢力により前記起立止水姿勢に復帰するように構成されている。ここで、前記ラチェットピン６１の他端部に設けられた操作ワイヤ６３を引き操作することにより、前記ラチェットギア６０からラチェットピン６１が外れ、前記ラチェットギア６０が空転することにより、前記復帰付勢力が作用しなくなり前記転倒姿勢にある前記弁体２の転倒姿勢が維持される。つまり、前記ラチェットギア６０、前記ラチェットピン６１、前記操作ワイヤ６３により前記付勢解除機構が構成される。
【００３１】
上述した実施形態では、前記係脱機構３３が前記弁体２の上流側対向面２２側の外部に設置されたものを説明したが、前記係脱機構３３は前記弁体２の内部に配置されるものであってもよく、この場合、前記強制解除機構５の作用桿５３は、図５に示すように、前記弁体２の側部から突出するロック爪部３３Ｄに対して上方から押圧するように配置すればよい。
【００３２】
上述した実施形態では、自動的に起立止水姿勢に復帰する姿勢復帰機構を備えたものを説明したが、強制解除機構を備えるに際しては、必ずしも当該機構を備える必要は無く、電動モータ等の外部エネルギーを用いて復帰させるものであってもよい。同様に、転倒姿勢維持機構を備えるものにおいては、必ずしも強制解除機構を備えることが必要であるわけではない。
【００３３】
以下に、姿勢切替機構による起立止水姿勢の保持を強制的に解除する強制解除機構の別実施の形態を説明する。尚、上述の実施形態と同一部位は同一の符号を使用して説明する。図６から図８に示すように、フラッシュゲート１は、ゲート部７を構成する左右一対の門柱７Ａの間に、基部が水路８の底部で軸部９に軸心Ｐ１周りに枢着され、前記水路８を閉塞し水路８の上流側に水を貯留する起立止水姿勢と、前記水路８を開放して下流側に通水する転倒姿勢との間で揺動自在な弁体２を配置して構成してある。前記姿勢復帰機構４は、前記弁体２に設けられ、前記弁体２の揺動軸９に巻回または装入され、前記弁体２を起立方向に常時付勢するように捻り固定された左右一対のつる巻スプリング４０と、前記移動通路２５を転動するバランスウェイト４１で構成されている点は同様である。
【００３４】
前記ゲート部７の左右の門柱７Ａの上部に横梁部７Ｃを架設し、前記弁体２の左右天面に係合孔３４を形成するとともに、前記横梁部７Ｃの前記係合孔３４に対向する部位に係止爪としてのロック爪部３３Ｄを設けて、前記起立止水姿勢を維持する保持部３０としての第一係止機構を構成してある。前記ロック爪部３３Ｄは、その先端側がスプリング３３Ｆによりケース内へ引退付勢されるようにケース３３Ｅに収容されるとともに、後端部から前記ロック爪部３３Ｄを突出付勢する押出し機構３５を設けてある。前記押出し機構３５は、前記ゲート部７の上流側水路に浮遊するフロート３１の上下動を伝達するフロート棒３２の揺動動作に連動して回転する回転軸３５Ａと、前記回転軸３５Ａの回転動作に連動して前記ロック爪部３３Ｄを突出付勢する押出し作用片３５Ｂで構成され、前記弁体２が起立止水姿勢にあるときに前記ロック爪部３３Ｄが突出して前記係合孔３４と係合して姿勢が保持され、上流側水位がフラッシュ実行水位に達すると前記ロック爪部３３Ｄが引退して係合状態から離脱して、図８に示すような転倒姿勢に姿勢変更するように構成される。尚、図８において、破線で示す円弧は水路を構成する管路を示す。
【００３５】
前記横梁部７Ｃは、前記門柱７Ａに対して連結解除可能な第二係止機構５５をを介して固定されている。前記第二係止機構５５は、図９に示すように、前記横梁部７Ｃの側部に取り付けられた係止片５５Ａと、前記門柱７Ａの上側部に取り付けられた係合環５５Ｂでなるファスナー機構で構成される。
【００３６】
前記第二係止機構５５を手動解除して前記門柱７Ａから前記横梁部７Ｃを離脱させることにより、前記第一係止機構、つまり、前記保持部３０による起立止水姿勢の保持状態が解消される。つまり、前記第二係止機構５５により前記強制解除機構が構成される。
【００３７】
尚、上述した別実施形態によるフラッシュゲートにおいても詳述していないが、上述したと同様の強制解除機構５及び転倒姿勢維持機構６を備えてある。
【００３８】
上述した何れの実施形態も本発明の一例であり、該記載の具体的構成により本発明の範囲が限定されるものではなく、公知のフラッシュゲートに対して本発明による作用効果を奏するように、強制解除機構、姿勢復帰機構、転倒姿勢維持機構を適宜構成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（ａ）はフラッシュゲートの平面図、（ｂ）は正面図
【図２】フラッシュゲートの側断面図
【図３】フラッシュゲートの姿勢切替機構の説明図
【図４】フラッシュゲートの要部の説明図
【図５】別実施形態を示し、フラッシュゲートの概略の斜視図
【図６】別実施形態を示し、（ａ）はフラッシュゲートの平面図、（ｂ）は正面図
【図７】別実施形態を示し、フラッシュゲートの側断面図
【図８】別実施形態を示し、弁体が転倒姿勢にあるフラッシュゲートの正面図
【図９】別実施形態を示し、第二係止機構の説明図
【符号の説明】
【００４０】
１：フラッシュゲート
２：弁体
３：姿勢切替機構
４：姿勢復帰機構
５：強制解除機構
６：転倒姿勢維持機構
【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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【図９】
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