(57)【要約】【課題】  簡易、且つ安価な構造で、水路に配設されたゲートの上流側の水面に浮遊する浮遊物を、人的操作を必要とせず、下流側に流すことが可能であると共に、既設ゲートにも容易に後施工が可能な浮遊物除去装置および浮遊物除去方法を提供する。【解決手段】  扉体２の上流側に複数の渦流発生手段７を備え、この渦流発生手段７により扉体２の上流側の水域に渦流１０を発生させることにより、扉体２の上流側の水面に浮遊する浮遊物を、この渦流１０により扉体２の上流側の面に沿って流下させ、人的操作を必要とせず、扉体２の下端と水路５の底面との間の隙間から下流側に流すことができる。さらには渦流発生手段７を上流側延設部８と水路横断延設部９とから構成し簡易な構造としたので、容易に既設ゲートに後施工が可能となる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降可能な扉体の下端と水路の底面との間に隙間を設け、該隙間を介して上流側と下流側とが連通するアンダーフロー方式によって水位を調節するゲートの浮遊物除去装置において、
前記扉体の上流側に、前記扉体の上流側の水域に渦流を発生させる渦流発生手段を備えることを特徴とする浮遊物除去装置。
【請求項２】
前記渦流発生手段は、前記扉体の上流側に、水流に対向する抵抗部を配設して構成されることを特徴とする請求項１に記載の浮遊物除去装置。
【請求項３】
前記渦流発生手段は、前記扉体から上流側に延設される上流側延設部と、該上流側延設部に固定され水路を横断する方向に延設される水路横断延設部とから構成されることを特徴とする請求項１に記載の浮遊物除去装置。
【請求項４】
昇降可能な扉体の下端と水路の底面との間に隙間を設け、該隙間を介して上流側と下流側とが連通するアンダーフロー方式によって水位を調節するゲートの浮遊物除去方法において、
前記扉体の上流側の水域に渦流を発生させ、前記扉体の上流側の水面に浮遊する浮遊物を、前記渦流に乗せて前記扉体の上流側の面に沿って流下させ、前記扉体の下端と水路の底面との間の前記隙間から下流側に流すことを特徴とする浮遊物除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水路の水位を調節するゲートの上流側の水面に浮遊するゴミ等を除去する浮遊物除去装置および浮遊物除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、上流側及び下流側の水位を調節するゲートは、アンダーフロー方式とオーバーフロー方式とに大別される。
前者のアンダーフロー方式は、扉体の下端と水路の底面との間に隙間を設け、この隙間を介して上流側と下流側とを連通させている。
一方、後者のオーバーフロー方式は、上流側の水を扉体の上端を越流させて下流側に流下させている。
【０００３】
特に、アンダーフロー方式において、ゲート、すなわち扉体の上流側水位を比較的高水位で管理する場合、必然的に水面付近の流速が遅くなり、水面に浮遊するゴミ等の浮遊物が扉体の上流側の水面に貯まる。このように浮遊物が貯まると、上流からの流れが阻害されたり、ゲート自体の制御に支障をおよぼす虞がある。さらには、浮遊物が腐敗して異臭を発生させる等、環境上、景観上の問題点として取り上げられる場合も少なくない。そこで、この浮遊物を除去する対策として以下に示す（１）〜（４）の方法が考慮される。
（１）引き上げ装置等を使用して手動操作により定期的にゲート（扉体）を全開し、浮遊物を下流側に流す方法。
（２）扉体の一部に開口部を設け、この開口部にスライド板を差し込んで定期的に手動操作により開閉して、浮遊物を下流側に流す方法。
（３）浮遊物流下用のバイパス水路を別途設け、浮遊物をバイパス水路に沿って下流側に流す方法。
（４）除塵設備を別途設置して浮遊物を除去する方法。
【０００４】
さらに、河川のゴミを収集する従来技術として、特許文献１には、河川幅の全域または部分的に、下流方向に所定の角度を有して斜めに連続して配置されており、河川水流に衝突する反転流を生じさせて水流境界を形成する境界形成手段と、河川水流の下流側であって境界形成手段の側端部に配設したゴミ収集手段とを具備することが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１４６２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、水路には、アンダーフロー方式やオーバーフロー方式のゲートが配設され水位を調節しているが、特に、アンダーフロー方式のゲートでは、水位を比較的高水位で管理する場合、流下するゴミ等が、扉体によって堰きとめられやすく、扉体の上流側の水面に浮遊し、この浮遊物により上流からの流れが阻害されたり、ゲート自体の制御に支障をおよぼす虞があり、しかも、環境上、景観上好ましくない状態であった。その対策として、上述の（１）〜（４）の対策が考慮されているが、対策（１）〜（４）それぞれについての課題を以下に説明する。
【０００７】
対策（１）による、手動操作により定期的にゲート（扉体）を全開して浮遊物を下流側に流す方法は、浮遊物と同時に、貯留した水も一時的に下流側に流してしまうという欠点があり、特に、水事情の厳しい場所においては、大きな問題とされる。また、手動操作であるために、管理人が必要となり、定期的にゲートを全開するための人件費と多大な労力が必要となる。
対策（２）による、扉体の一部に開口部を設け、この開口部にスライド板を差し込んで定期的に手動操作により開閉して浮遊物を下流側に流す方法は、主に既設ゲートに対して後施工する場合が多いが、上記対策（１）のように、定期的にゲートを全開にして浮遊物を下流側に流す場合と比較すると、貯水の下流側への放流量は少なくなる反面、浮遊物の下流側への放流率が劣る。
また、この方法は、扉体の一部に開口部を設ける必要があるため、扉体全体としての強度的観点から判断しても、十分な検討を必要とし、当然その大きさは限られたものとなる。さらに、一般的に開口部は、扉体の上方に設けられているために、ゲートの開度や上流水位によっては、浮遊物を排除できない範囲が発生する。また、この方法も手動操作であるために、管理人が必要となり、人件費と定期的に労力を必要とする。
対策（３）による、浮遊物流下用のバイパス水路を別途設け、そのバイパス水路に沿って浮遊物を下流側に流す方法は、常時一定量の放流が可能な水路においては、特別な人的操作を要せず貯まった浮遊物を下流側に流すことができる反面、バイパス水路を別途設ける必要性から余分なスペースを要するために、スペース的に余裕のある場所に限っての設置となる。また、別途工事を必要とするために、その分工事費も嵩むことになる。
対策（４）による、除塵設備を別途設置して浮遊物を除去する方法は、余分な設置スペース並びに設置費用が必要となるばかりでなく、それ以外にも設備の維持管理費やゴミの処理費が嵩むことになる。
【０００８】
また、特許文献１の河川ゴミ収集施設を、扉体の上流側に配設して、扉体の上流側の浮遊物を収集することが考慮できる。しかしながら、この特許文献１の河川ゴミ収集施設は河川の全般または部分的に境界形成手段を配置して、河川の水流に反転流を生じさせて水流境界を形成し、浮遊ゴミをその流れに乗せて収集するものであるが、境界形成手段を溝または突起物で構成すると、年月が経つにつれて溝には土砂が堆積し、突起物には上流側から流下する土砂が衝突して、突起物の上流側に土砂が堆積していまい、所望の反転流を形成できない虞がある。また、境界形成手段を散気管を配設して構成する場合には、定期的に散気管から空気を噴射させる操作が必要で、人的操作が必要となり、人件費が嵩むことになる。このように、特許文献１の河川ゴミ収集施設を扉体の上流側に配設し、浮遊物を収集するには、まだ多くの課題を残している。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、簡易、且つ安価な構造で、水路に配設されたゲートの上流側の水面に浮遊する浮遊物を、人的操作を必要とせず、下流側に流すことが可能であると共に、既設ゲートにも容易に後施工が可能な浮遊物除去装置および浮遊物除去方法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】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した浮遊物除去装置の発明は、昇降可能な扉体の下端と水路の底面との間に隙間を設け、該隙間を介して上流側と下流側とが連通するアンダーフロー方式によって水位を調節するゲートの浮遊物除去装置において、前記扉体の上流側に、前記扉体の上流側の水域に渦流を発生させる渦流発生手段を備えることを特徴とするものである。
このように構成することにより、扉体の上流側の水域に渦流を発生させ、扉体の上流側の水面に浮遊する浮遊物を、全く人的操作を必要とせず、渦流により扉体の上流側の面に沿って流下させて、扉体の下端と水路の底面との間の隙間から下流側に流すことが可能である。
【００１１】
請求項２に記載した浮遊物除去装置の発明は、請求項１に記載した発明において、前記渦流発生手段は、前記扉体の上流側に、水流に対向する抵抗部を配設して構成されることを特徴とするものである。
このように構成することにより、抵抗部と扉体との間の水域に渦流を発生させることができる。
【００１２】
請求項３に記載した浮遊物除去装置の発明は、請求項１に記載した発明において、前記渦流発生手段は、前記扉体から上流側に延設される上流側延設部と、該上流側延設部に固定され水路を横断する方向に延設される水路横断延設部とから構成されることを特徴とするものである。
このように構成することにより、渦流発生手段を上流側延設部と水路横断延設部とから構成して、簡易で安価な構造に形成できる。また、水路横断延設部の下流側に渦流を発生させると共に、扉体、上流側延設部及び水路横断延設部で囲まれた部位に渦室が形成され、水面から下方に連続する渦流を安定して発生させることができる。
【００１３】
請求項４に記載した浮遊物除去方法の発明は、昇降可能な扉体の下端と水路の底面との間に隙間を設け、該隙間を介して上流側と下流側とが連通するアンダーフロー方式によって水位を調節するゲートの浮遊物除去方法において、前記扉体の上流側の水域に渦流を発生させ、前記扉体の上流側の水面に浮遊する浮遊物を、前記渦流に乗せて前記扉体の上流側の面に沿って流下させ、前記扉体の下端と水路の底面との間の前記隙間から下流側に流すことを特徴とするものである。
このように構成することにより、扉体の上流側の水面に浮遊する浮遊物は、人的操作を必要とせず、渦流に吸い込まれるようにして、扉体の上流側の面に沿って流下し、扉体の下端と水路の底面との間の隙間から下流側に流される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１及び２に記載した浮遊物除去装置の発明によれば、扉体の上流側の水域にゲートの開度や上流水位に関係なく渦流を発生させる渦流発生手段を、扉体の上流側に備えており、扉体の上流側の水面に浮遊する浮遊物は、渦流発生手段により発生させた渦流に吸い込まれるように、扉体の上流側の面に沿って流下して、扉体の下端と水路の底面との隙間から下流側に流されるので、扉体の上流側の水面には浮遊物が貯まることなく、景観上、環境上等において良好な状態を保つことができる。さらに、浮遊物を除去するために、人的操作や除塵設備等を必要としないので、人件費や設備費等を大幅に削減することができる。
また、請求項３に記載した発明によれば、渦流発生手段を上流側延設部と水路横断延設部とから構成し、簡易で安価な構造としたので、既設ゲートにおいても、低コスト、短期間で容易に後施工が可能となり、非常に実用的である。
【００１５】
請求項４に記載した浮遊物除去方法の発明によれば、扉体の上流側の水域に渦流を発生させ、扉体の上流側の水面に浮遊する浮遊物を、渦流によって扉体の上流側の面に沿って流下させ、扉体の下端と水路の底面との間の隙間から下流側に流すことが可能であるので、浮遊物を除去するために、人的操作や除塵設備等を必要とせず、人件費や設備費等を大幅に削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図１〜図４に基いて詳細に説明する。
図１に示すように、水路５には、上流側及び下流側の水位を調節するゲート１が配設されている。このゲート１はラジアルゲートであって、水路５を開閉可能とする扉体２と、この扉体２に一対のゲートアーム４を介して連結され、水路５を横断する回転軸３とを少なくとも備えている。そして、回転軸３が図示しない駆動手段により回動することにより、ゲートアーム４を介して、扉体２が昇降し水路５を開閉可能としている。
また、このゲート１は、アンダーフロー方式であり、図２に示すように、扉体２の下端と水路５の底面との間には隙間６が形成され、この隙間６を介して上流側と下流側とが連通する。
【００１７】
本発明の実施の形態に係る浮遊物除去装置は、図１に示すように、扉体２の上流側の水域に渦流１０を発生させる渦流発生手段７を、扉体２の上流側に水路５を横断する方向に、単数もしくは、所定の間隔をおいて複数（図１では２個）備えている。
この渦流発生手段７は、図１に示すように、上面視が略Ｔ字状に形成され、扉体２の上流側の面から全高に亘って上流側に延設する板状の上流側延設部８と、この上流側延設部８の上流側端に、水路５の横断方向略中央部が固定され水路５の横断方向に延設される板状の水路横断延設部（抵抗部）９とから構成されている。
【００１８】
そして、扉体２の上流側の水流に対向する水路横断延設部９により、水路横断延設部９の下流側に渦流１０を発生させ、扉体２、上流側延設部８及び水路横断延設部９で囲まれる部位に渦室が形成されると共に、さらに、扉体２の下端と水路５の底面との間の隙間６を介して、上流側から下流側へ流れる水流（アンダーフロー）が形成されているために、渦室内に発生した渦流１０にアンダーフローの作用が付加されて、水面から下方に連続する安定した渦流１０が形成されることになる。すなわち、水路横断延設部９により発生させた２次元的な渦流１０に、アンダーフローの吸い込み力が作用して、連続的な３次元渦流（吸い込み渦）が扉体２の上流側の水域に形成されることになる。
このように、扉体２、上流側延設部８及び水路横断延設部９で囲まれた渦室内に形成された渦流１０は、水面に浮遊する浮遊物と共に扉体２の上流側の面に沿って流下し、扉体２の下端と水路５の底面との間の隙間６から下流側に流出する。
ここで、本発明の浮遊物除去装置は、アンダーフロー方式のゲートであれば、上述したラジアルゲートのみならず、図３に示すような垂直方式ゲートにも適用可能である。
【００１９】
次に、渦流発生手段７の変形例を図４に基いて説明する。
渦流発生手段７ａは、上面視が略Ｌ字状に形成され、扉体２の上流側の面の全高に亘って上流側に延設する板状の上流側延設部８と、この上流側延設部８の上流側端に、水路５の中央側の端部が固定され水路５の横断方向に延設される板状の水路横断延設部９とから構成されており、扉体２、上流側延設部８及び水路横断延設部９により囲まれる部位に、渦流１０が発生することになる。
【００２０】
ここで、渦流発生手段７、７ａの上流側延設部８は、扉体２の全高に亘って形成される形態を説明したが、扉体２の高さ方向の一部位に形成してもよい。なお、上流側延設部８を扉体２の一部位に形成する場合には、扉体２の上流側の水域に、浮遊物を吸い込む適切な渦流１０を発生させ、しかも、この渦流１０が扉体２の上流側の面に沿って流下し、隙間６から下流側に流下できる適宜の部位に形成する必要がある。
また、渦流発生手段７、７ａを設ける個数は、特に限定されず、単数でもよいし、水路５の幅や除去する浮遊物の容量等に応じて適宜決定される。
【００２１】
本発明の実施の形態に係る浮遊物除去装置によれば、扉体２の上流側に、扉体２の上流側の水域に渦流１０を発生させる渦流発生手段７または７ａを単数もしくは複数設け、この渦流発生手段７または７ａを、扉体２の上流側の面から全高に亘って上流側に延設する上流側延設部８と、この上流側延設部８の上流側端に、水路５の横断方向略中央部、または水路５の中央側の端部が固定され水路５の横断方向に延設される水路横断延設部９とから構成し、扉体２、上流側延設部８及び水路横断延設部９で囲まれる部位に、ゲートの開度や上流水位に関係なく、渦流１０を発生させることができるので、扉体２の上流側の水面に浮遊する浮遊物は、この渦流１０に吸い込まれるように、扉体２の上流側の面に沿って流下して、扉体２の下端と水路５の底面との間の隙間６から下流側に流されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る浮遊物除去装置の平面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る浮遊物除去装置の断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る浮遊物除去装置を別のゲートに採用した断面図である。
【図４】図４は、渦流発生手段の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１          ゲート
２          扉体
５          水路
６          隙間
７、７ａ    渦流発生手段
８          上流側延設部
９          水路横断延設部（抵抗部）
１０        渦流
【図１】
2005030161.tif 000003
【図２】
2005030161.tif 000004
【図３】
2005030161.tif 000005
【図４】
2005030161.tif 000006