(57)【要約】【課題】  高剛性の膜体を使用することなく、大口径の管路であっても確実に止水性能を発揮できる可撓性膜起伏ゲートを得る。【解決手段】  管路１２内にはシールリブ１６が配置され、管路１２内が周方向に沿って３つの流路に均等に分割される。分割されたそれぞれの流路には、可撓性膜体２４が配置される。管路１２内で複数の可撓性膜体２４のそれぞれを起立させて閉塞するので、可撓性膜体２４の起立高さを低くできる。可撓性膜体２４に作用する張力が小さくなるので、可撓性膜体２４に求められる耐久強度も小さく設定できる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路内に配置され流体の給排によって起立倒伏されて管路内の流路の断面積を調整する可撓性膜起伏ゲートであって、
前記管路の内周を周方向に複数に分割して配置される複数の可撓性膜体、
を有することを特徴とする可撓性膜起伏ゲート。
【請求項２】
前記管路内に固定され、前記可撓性膜体が起立した状態で接触することで管路内を完全に閉塞可能な接触部を備えたシール部材、
を有することを特徴とする請求項１に記載の可撓性膜起伏ゲート。
【請求項３】
前記可撓性膜体の起立時の曲率半径と、前記シール部材の前記接触部の曲率半径とが等しくされていることを特徴とする請求項２に記載の可撓性膜起伏ゲート。
【請求項４】
前記管路の少なくとも内側断面が円形とされ、この管路の内周の曲率半径と、前記可撓性膜体の倒伏時の曲率半径とが等しくされていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の可撓性膜起伏ゲート。
【請求項５】
前記シール部材の前記接触部の管路長手方向の長さが１００ｍｍ以下とされていることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の可撓性膜起伏ゲート。
【請求項６】
前記シール部材の前記接触部の少なくとも一部が、起立状態の前記可撓性膜体の頂部よりも下流側に配置されていることを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれかに記載の可撓性膜起伏ゲート。
【請求項７】
前記シール部材の前記接触部が、１つの前記可撓性膜体あたり管路長手方向に複数配置されていることを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれかの記載の可撓性膜起伏ゲート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性膜起伏ゲートに関し、さらに詳しくは、管路内に配置され流体の給排によって起立倒伏されて管路内の流路の断面積を調整する可撓性膜起伏ゲートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、上下水道などの管路内に可撓性膜体で構成された可撓性膜起伏ゲートを配置し、可撓性膜体への流体（気体や液体）の給排で可撓性膜体を起立倒伏させて、管路の開閉等を行う技術が知られている。
【０００３】
たとえば、図１０に示す管路用ゲート（特許文献１参照）では、管路１１２の底面上に設けられたパッド１１４と、このパッド１１４上に設けられた膜体１１６を有している。膜体１１６を構成する上膜１１８と下膜１２０とは取付具でパッド１１４に密封状態で取り付けられており、上膜１１８と下膜１２０との間に空気を供給して上膜１１８を起立させる。
【０００４】
このような構造の可撓性膜起伏ゲートでは、たとえば管路１１２の直径が大きいと、上膜１１８を起立させて管路１１２の上壁面に密着させた状態での上膜１１８の曲率半径が大きくなる。また、たとえば水位の高い流体を堰き止める場合には、上膜１１８の高い流体圧が及ぼされるため、膜体１１６の内部の圧力が高まることとなる。
【０００５】
ここで一般に、膜体に作用する張力は、内部圧力と、起立時の膜体の曲率半径の積であることが知られている。このため、管路が大口径で、しかも高水位の流体を堰き止める場合には、高い張力に耐えうるように、高強度、すなわち高い剛性を有する膜体が必要になる。
【０００６】
しかしながら、耐久性を上げるべく高剛性の膜体を使用すると、起立時の膜体の伸びが悪化するため、管路を完全に閉塞することが困難になる。
【特許文献１】特開２００２−８８７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事実を考慮し、高剛性の膜体を使用することなく、大口径の管路であっても確実に止水性能を発揮できる可撓性膜起伏ゲートを得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明では、管路内に配置され流体の給排によって起立倒伏されて管路内の流路の断面積を調整する可撓性膜起伏ゲートであって、前記管路の内周を周方向に複数に分割して配置される複数の可撓性膜体、を有することを特徴とする。
【０００９】
この可撓性膜起伏ゲートでは、管路の内周を複数に分割して複数の可撓性膜体を配置しており、複数の可撓性膜体を起立させることで、管路の流路断面積を減少させる（あるいは管路を閉塞する）ことができる。管路内に１つの可撓性膜体のみを配置して可撓性膜起伏ゲートを構成した場合と比較して、可撓性膜体の起立高さが低くなる。このため、同じ内部圧力では、作用する張力も小さくなり、可撓性膜体のそれぞれに必要な耐久強度を小さく設定できる。すなわち、高剛性の膜体を使用しなくても、大口径の管路を確実に閉塞できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記管路内に固定され、前記可撓性膜体が起立した状態で接触することで管路内を完全に閉塞可能な接触部を備えたシール部材、を有することを特徴とする。
【００１１】
したがって、起立状態の可撓性膜体がシール部材の接触部に接触することで、管路内を確実に閉塞することが可能となる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記可撓性膜体の起立時の曲率半径と、前記シール部材の前記接触部の曲率半径とが等しくされていることを特徴とする。
【００１３】
これにより、起立時の可撓性膜体が、シール部材の接触部に隙間無く接触してこれら間に隙間が生じなくなるとともに、接触部から可撓性膜体に作用する圧力を略均等にすることができるので、より確実に止水できる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記管路の少なくとも内側断面が円形とされ、この管路の内周の曲率半径と、前記可撓性膜体の倒伏時の曲率半径とが等しくされていることを特徴とする。
【００１５】
これにより、倒伏時には可撓性膜体が管路の内周面に沿って隙間無く収納されるので、管路内の流路断面積を大きく確保でき、流れの阻害をより少なくすることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、請求項２から請求項４のいずれかに記載の発明において、前記シール部材の前記接触部の管路長手方向の長さが１００ｍｍ以下とされていることを特徴とする。
【００１７】
これにより、起立時の可撓性膜体に対する接触部の接触面積が小さくなるので、接触圧が大きくなり、より確実に止水することが可能となる。
【００１８】
請求項６に記載の発明では、請求項２〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記シール部材の前記接触部の少なくとも一部が、起立状態の前記可撓性膜体の頂部よりも下流側に配置されていることを特徴とする。
【００１９】
可撓性膜体が起立した状態でさらに上流から流体圧が作用すると、可撓性膜体が下流側に押されて変形することがある。接触部の少なくとも一部を起立状態の可撓性膜体の頂部よりも下流側に配置することで、下流側に変形した可撓性膜体が接触部に確実に接触するので、より確実に止水することができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明では、請求項２〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記シール部材の前記接触部が、１つの前記可撓性膜体あたり管路長手方向に複数配置されていることを特徴とする。
【００２１】
すなわち、この構成では、接触部が、少なくとも上流側と下流側とに配置されることとなる。起立時の可撓性膜体に上流側から作用した流体圧によって上流側の接触部と可撓性膜体との接触圧が弱くなった場合でも、下流側の接触部と可撓性膜体との接触によって、止水性を確実に維持することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は上記構成としたので、高剛性の膜体を使用することなく、大口径の管路であっても確実に止水性能を発揮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１及び図２には、本発明の第１実施形態の可撓性膜起伏ゲート１４が適用された管路１２が示されている。第１実施形態では、管路１２が円筒形とされて、その内部が流路とされており、この管路１２を矢印Ｆ方向に流体が流れる。以下、管路１２内を流れる流体を「管路内流体」といい、単に「流れ方向」というときは、この管路内流体が管路１２内を流れる方向をいうものとする。流れ方向が、管路１２の長手方向と一致している。
【００２４】
管路１２内には、流れ方向の上流側及び下流側に、シールリブ１６が配置されている。シールリブ１６は、図２に示すように、中心Ｃから３方向に均等に延びる脚部１８を有している。脚部１８の先端には固定金具２０が溶接されており、管路１２から延出されたアンカーボルト２２がこの固定金具２０にナット止めされることで、シールリブ１６が管路１２の内周面に固定されている。これにより、管路１２内が周方向に沿って３つの流路に均等に分割されることになる。なお、図１及び図２では、１つの脚部１８が管路１２の底部１２Ｂ近傍に固定されるようにしているが、図３に示すように、管路１２の底部１２Ｂの近傍に１つの流路が位置するようにしてもよい（この場合には、脚部１８の１つが、管路１２の頂部１２Ｔ近傍に固定される）。このように、管路１２の底部１２Ｂの近傍に分割流路の１つを構成すると、可撓性膜起伏ゲート１４の点検時などに作業者がこの分割流路を通ることができる。
【００２５】
シールリブ１６によって分割されたそれぞれの流路に、図２に示すように可撓性膜体２４が配置されている。それそれの可撓性膜体２４は、全周にわたって取付金具２６で管路１２にボルト止めシールされている。
【００２６】
図１に示すように、管路１２には、それぞれの可撓性膜体２４へ起立用流体を給排する給排口２８、可撓性膜体２４の起立状態を内圧によって検知するための内圧検知口３０、及びドレインを排出するためのドレイン口３２が形成されている。給排口２８から起立用流体（気体あるいは液体）を可撓性膜体２４内に供給して可撓性膜体２４を起立させ、同じく起立用流体を排出することで可撓性膜体２４を倒伏させることができる。図２では、倒伏状態の可撓性膜体２４を実線で、起立状態の可撓性膜体２４を二点鎖線で示している。可撓性膜体２４の起立状態は、内圧検知口３０から可撓性膜体２４内の内圧を検知することで知ることが出来る。
【００２７】
なお、これら給排口２８、内圧検知口３０及びドレイン口３２には、あらかじめ管路１２の内周面側に形成された溝内の連通パイプ（図示省略）の一端が接続されている。連通パイプの他端は、管路１２の外部に設置された制御板（図示省略）に接続されており、この制御版を介して、可撓性膜起伏ゲート１４を制御及び監視できるようになっている。
【００２８】
管路１２の内周面の曲率半径Ｒ１と、倒伏状態での可撓性膜体２４の曲率半径Ｒ２とが等しくされている。したがって、倒伏状態の可撓性膜体２４が管路１２の内側に出っ張らず、流路の断面積を広く確保できる。
【００２９】
シールリブ１６には、それぞれの脚部１８の間の部分が円弧状に湾曲されており、接触部１６Ｔとされている。接触部１６Ｔの曲率半径Ｒ３は、起立状態の可撓性膜体２４の曲率半径Ｒ４と等しくなるように設定されており、可撓性膜体２４が起立時に接触部１６Ｔに隙間無く接触する。
【００３０】
図１から分かるように、それぞれのシールリブ１６の厚みＴ１は（流れ方向の長さ）１００ｍｍ以下とされている。したがって、厚みＴ１をこれより厚くしたものと比較して、起立時の可撓性膜体２４と接触部１６Ｔとの接触面積が狭くなるので、接触圧は大きくなる。
【００３１】
図１に示すように、少なくとも下流側のシールリブ１６Ｂは、起立状態で、且つ管路内流体からの圧力が作用していないときの可撓性膜体２４の頂部（最も起立した部分）よりも下流側に配置されている。可撓性膜体２４は、起立状態で管路１２内の管路内流体の圧力を受けて変形し、頂部が下流側に変位することが想定されるが、この場合でも、可撓性膜体２４は確実にシールリブ１６Ｂの接触部１６Ｔに接触する。なお、上流側のシールリブ１６Ａは、可撓性膜体２４の長手方向の略中央の位置に配置されている。
【００３２】
このような構成とされた第１実施形態では、管路１２内を閉塞する、あるいは流路の断面積を少なくする必要がない場合は、可撓性膜体２４に起立用流体を供給しないようにして（又は起立用流体を積極的に抜いて）可撓性膜体２４を倒伏させておく。管路１２の内周面の曲率半径Ｒ１と、倒伏時の可撓性膜体２４の曲率半径Ｒ２とが等しくされており、流路の有効断面積を広く確保できるので、管路１２内を管路内流体はスムーズに流れる。
【００３３】
管路１２内を閉塞する場合には、図示しない制御板から３つの可撓性膜体２４のそれぞれに起立用流体を供給する信号を送り、連通パイプを通じて起立用流体を可撓性膜体２４内に供給する。この起立用流体によって可撓性膜体２４が起立し、シールリブ１６Ａ、１６ＢＢに圧接される。これにより、管路１２内を完全に閉塞して、管路内流体の流れを止めることができる。
【００３４】
可撓性膜体２４が起立した状態で可撓性膜体２４の内圧を、内圧検知口３０から連通パイプを通じて、制御版で知ることができるので、可撓性膜体２４内が所定の内圧に達すると、起立用流体の供給を停止する。特に、管路１２内を完全に閉塞する必要がなく、単に流路断面積を減少させればよい場合には、可撓性膜体２４が接触部１６Ｔに接触する前の段階で、内圧が所定値に達したときに起立用流体の供給を止めればよい。
【００３５】
図２及び図３からも分かるように、本実施形態では、管路１２内で周方向に分割した３つの可撓性膜体２４のそれぞれを起立させて管路１２内を閉塞するので、可撓性膜体２４の起立高さＨ１を低くできる（図５（Ａ）参照）。これに対し、図４に示す比較例のように、管路１２内に１つの可撓性膜体２４’のみを設けた構成では、管路１２を完全に閉塞するためには、可撓性膜体２４’の起立高さＨ２を実質的に管路１２の直径と同程度としなければならない（図５（Ｂ）参照）。本実施形態では、図４に示した比較例と同じ内圧の場合に、可撓性膜体２４に作用する張力が小さくなるので、可撓性膜体２４に求められる耐久強度も小さく設定できる。すなわち、可撓性膜体２４として高剛性のものを使用することなく、管路１２を閉塞できる。しかも、剛性の低い可撓性膜体２４は延びやすいので、取付金具２６（特に、幅方向端部の取付金具２６）の近傍での可撓性を良好に維持でき、管路１２の内面と可撓性膜体２４との間に不用意な隙間が生じることを防止できる。
【００３６】
なお、図５（Ａ）と図５（Ｂ）とを比較すれば分かるように、本実施形態の可撓性膜体２４の長さＬ１も、比較例の可撓性膜体２４’の長さＬ２よりも短くなっている。
【００３７】
また、３つの可撓性膜体２４で起立用流体の圧力を分担して負担することになるので、それぞれの可撓性膜体２４に作用する圧力は小さくなり、可撓性膜体２４の耐久性を向上させることができる。
【００３８】
また、起立時の可撓性膜体２４の容積も小さくなるので、短時間で起立倒伏させることができる。たとえば、管路内流体の急激に変化した場合でも、短時間でこれに対応して、可撓性膜体２４を起立又は倒伏させることができる。
【００３９】
可撓性膜体２４の起立状態では、この曲率半径Ｒ４と接触部１６Ｔの曲率半径Ｒ３とが等しくなっているので、可撓性膜体２４の接触部１６Ｔに対する接触圧が均等になり、確実に管路１２を閉塞することができる。
【００４０】
また、シールリブ１６の厚みＴ１が１００ｍｍ以下（好ましく３０〜５０ｍｍ）はとされており、この厚みＴ１を１００ｍｍよりも厚くした構成と比較して可撓性膜体２４の接触面積が小さくなるので、より大きな接触圧を得ることができ、確実に管路１２を閉塞することができる。
【００４１】
可撓性膜体２４を起立させて管路１２を閉塞した状態で、管路内流体の圧力が可撓性膜体２４に作用すると、可撓性膜体２４が下流側に変形し、その頂部が下流側に移動することがある。本実施形態では、下流側の可撓性膜体２４を、管路内流体による変形前の可撓性膜体２４の頂部よりも下流側に配置しているので、上記のように頂部が下流側に移動しても、確実に管路１２を閉塞した状態を維持できる。
【００４２】
図６には、本発明の第２実施形態の可撓性膜起伏ゲート４４が示されている。なお、以下の各実施形態では、第１実施形態と同一の構成要素については同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４３】
第２実施形態の可撓性膜起伏ゲート４４は、第１実施形態の可撓性膜起伏ゲート１４と略同一構成とされているが、さらに、上流側のシールリブ１６Ａと下流側のシールリブ１６Ｂの間に、３つの接触部１６Ｔにそれぞれ対応する３つの内部壁体４６が配置されている点が異なっている。内部壁体４６はそれぞれ、接触部１６Ｔと同様の曲率半径を有するように形成され、シールリブ１６Ａ、１６Ｂに溶接されている。この内部壁体４６によって、シールリブ１６Ａ、１６Ｂの間隔が一定に維持される。また、実質的に起立状態の可撓性膜体２４が接触可能な領域が接触部１６Ｔだけでなく内部壁体４６へも広がっているので、起立した可撓性膜体２４が管路内流体からの圧力で下流側に変形しても、可撓性膜体２４は接触部１６Ｔ又は内部壁体４６に接触し、確実に管路１２を閉塞できる。
【００４４】
図７及び図８には、本発明の第３実施形態の可撓性膜起伏ゲート５４が適用された管路５２が示されている。
【００４５】
第３実施形態では、管路５２が四角形の断面を有する筒状とされている。管路５２内には、たとえばコンクリート製のシール壁体５６が配置されている。シール壁体５６は、流れ方向に沿って見たとき中心から４方向にそれぞれ延びる脚部５８を有しており、脚部５８の先端が管路５２の４つの壁部の中央において、管路５２と一体化されている。
【００４６】
可撓性膜体２４は、管路５２の角部５２Ｃのそれぞれが、可撓性膜体２４の幅方向の中心と一致するように配置されている。シールリブ１６のそれぞれの脚部５８の間の面が接触部５６Ｔとされており、可撓性膜体２４に起立用流体が供給されて可撓性膜体２４が起立すると、接触部５６Ｔに接触する。図８から分かるように、シールリブ１６と可撓性膜体２４とは、本実施形態では流れ方向に同一の長さを有している。
【００４７】
このような構成とされた第３実施形態では、起立状態の可撓性膜体２４が接触する部分（接触部５６Ｔ）が、第１実施形態よりも流れ方向に十分長く確保されていることになる。このため、起立した可撓性膜体２４が管路内流体からの圧力で下流側に変形しても、可撓性膜体２４は接触部１６Ｔへの接触状態を維持し、確実に管路１２を閉塞できる。
【００４８】
また、第３実施形態では、断面四角形状の管路５２の角部５２Ｃに対応して可撓性膜体２４が配置されているので、可撓性膜体２４の起立時に必要以上に可撓性膜体２４に伸びを与える必要がなくなり、可撓性膜体２４の径方向（流れ方向と直交する方向）の長さを十分にとることができる。
【００４９】
図９には、本発明の第４実施形態の可撓性膜起伏ゲート６４が適用された管路６２が示されている。第４実施形態においても、第３実施形態と同様に管路６２は四角形断面を有している。
【００５０】
第４実施形態では、第１実施形態と同様に、厚みが１００ｍｍ以下（好ましくは３０から５０ｍｍ）とされたシールリブ６６が用いられている。シールリブ６６の４つの脚部６８は、第１実施形態と同様の固定金具２０及びナットによって、管路６２に固定されている。
【００５１】
なお、第４実施形態では、シールリブ６６を管路６２内に２つのみ設けているが、シールリブ６６の数は特に限定されない。たとえば、第４実施形態において第１実施形態と同様に、流れ方向に２つのシールリブ６６を設けてもよい。第３実施形態では、シール壁体５６が流れ方向に十分な長さを有しており、起立状態の上膜が下流側へ変形しても接触部６６Ｔへの接触状態を維持できるので、１つで十分であるが、第３実施形態のシール壁体５６を流れ方向に複数に分割してもよい。シール部材を１つのみ配置する場合には、起立した可撓性膜体２４の頂部が管路内流体からの圧力で下流側に移動する場合を考慮して、シール部材を可撓性膜体２４の流れ方向中央よりも下流側に配置することが好ましい。
【００５２】
以上説明したように、本発明のいずれの実施形態においても、管路内で複数の可撓性膜体２４のそれぞれを起立させて閉塞するので、可撓性膜体２４の起立高さを低くできる。可撓性膜体２４に作用する張力が小さくなるので、可撓性膜体２４に求められる耐久強度も小さく設定できる。また、可撓性膜体２４の倒伏時には、可撓性膜体２４（可撓性膜体２４）が管路の内面に沿って配置され流路の有効断面積を広く確保できるので、管路１２内を管路内流体はスムーズに流れる。
【００５３】
なお、上記各実施形態では、管路内を３つ又は４つに分割してそれぞれの分割領域ごとに可撓性膜体２４を配置する構成を例にあげたが、分割する数は２つ、あるいは５つ以上でもよい。
【００５４】
また、管路内の止水性が高く要求されない場合には、シール部材を省略してもよい。すなわち、シール部材が無い構成であっても、複数の可撓性膜体２４同士が直接的に接触する程度に可撓性膜体２４内の内圧を十分高めればよい。もちろん、より高い止水性を得たい場合には、上記各実施形態のようにシール部材を有する構成とすることが好ましい。また、管路内を完全に止水する必要がなく、単に流路の断面積を減少させれば十分である管路では、シール部材を省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１実施形態の可撓性膜起伏ゲートが適用された管路を一部破断して示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態の可撓性膜起伏ゲートが適用された管路を流れ方向と直交する面で破断して示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の制振装置と従来の制振装置とで建物周波数のずれと振動低減率との関係を示すグラフである。
【図４】比較のために内部に１つのみ可撓性膜体が配置された管路を流れ方向と直交する面で破断して示す断面図である。
【図５】可撓性膜体の高さ及び長さを示す概略図であり、（Ａ）は本発明の場合、（Ｂ）は比較例の場合である。
【図６】本発明の第２実施形態の可撓性膜起伏ゲートが適用された管路を一部破断して示す斜視図である。
【図７】本発明の第３実施形態の可撓性膜起伏ゲートが適用された管路を一部破断して示す斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態の可撓性膜起伏ゲートが適用された管路の断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態の可撓性膜起伏ゲートが適用された管路を一部破断して示す斜視図である。
【図１０】従来の管路用ゲートを示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１２  管路
１４  可撓性膜起伏ゲート
１６  シールリブ
１６Ｔ      接触部
１８  脚部
２４  可撓性膜体
２８  給排口
３０  内圧検知口
３２  ドレイン口
４４  可撓性膜起伏ゲート
４６  内部壁体
５２  管路
５４  可撓性膜起伏ゲート
５６  シール壁体
５６Ｔ      接触部
６２  管路
６４  可撓性膜起伏ゲート
６６  シールリブ
６６Ｔ      接触部
【図１】
2005194728.tif 000003
【図２】
2005194728.tif 000004
【図３】
2005194728.tif 000005
【図４】
2005194728.tif 000006
【図５】
2005194728.tif 000007
【図６】
2005194728.tif 000008
【図７】
2005194728.tif 000009
【図８】
2005194728.tif 000010
【図９】
2005194728.tif 000011
【図１０】
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