(57)【要約】【課題】順流時に安定して水底に伏せ置きすることが可能であり、逆流時には安定した起立状態を保持することができる防水板による回転式逆流防止装置を提供すること。【解決手段】水底に倒伏した状態から起立する回転式逆流防止装置Ａであって、回転式逆流防止装置Ａは、流体中で浮揚力を生じる防水板１と、防水板１の起立した状態における下端側と下流側台座４とをそれぞれ回動自在に連結した第１のリンク２と、防水板１の起立した状態における上端側と上流側台座５とをそれぞれ回動自在に連結した、第１のリンク２よりも長尺な第２のリンク３とからなり、防水板１の倒伏した状態における下面には下方に向けた凸状曲面部１１ａを設け、凸状曲面部１１ａと水底面との間に解放された空間１１ｂを有し、空間１１ｂに入った水流および上面側に入った水流の双方により、防水板１に対し逆揚力を生じせしめることで、水底に倒伏した状態となる回転式逆流防止装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水底に倒伏した状態から起立する回転式逆流防止装置であって、
前記回転式逆流防止装置は、
流体中で浮揚力を生じる防水板と、
前記防水板の起立した状態における下端側と下流側台座とをそれぞれ回動自在に連結した第１のリンクと、
前記防水板の起立した状態における上端側と上流側台座とをそれぞれ回動自在に連結した、前記第１のリンクよりも長尺な第２のリンクとからなり、
前記防水板の倒伏した状態における下面には下方に向けた凸状曲面部を設け、
前記凸状曲面部と水底面との間に解放された空間を有し、
前記空間に入った水流および上面側に入った水流の双方により、前記防水板に対し逆揚力を生じせしめることで、水底に倒伏した状態となる、
ことを特徴とする回転式逆流防止装置。
【請求項２】
前記凸状曲面部を上流側からの水流に対し逆揚力が生じるように成したことを特徴とする請求項１に記載の回転式逆流防止装置。
【請求項３】
前記凸状曲面部が翼形状であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の回転式逆流防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水路や河川等における回転式逆流防止装置に関し、通常の順流時には逆揚力を利用して水底に倒伏した状態を呈し、津波や高潮等の発生に伴う逆流時に起立して逆流防止機能を発揮することが可能な回転式逆流防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、河川施設には、津波や高潮等による河川の増水に備え、逆流を防止するための逆流防止ゲートが設けられている。従来の逆流防止ゲートは、上下方向にスライドする扉体によって水路を開閉する構造であり、水量の増減に応じて扉体を昇降することにより、逆流を防止している。
【０００３】
津波や高潮等で河川が増水したときは、河川管理者がその都度、増水の程度に応じてゲートの開閉を行わなければならず、平常状態に戻った後も、ゲートを通常状態に戻さなければならない。このため、管理者の負担が多く、事故に遭遇するリスクが高い。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載の水路用ゲート装置は、水が一定方向に流れる水路内に傾動自在に軸支され、水中で浮揚力を生じる扉体を有し、河川側が増水すると扉体が起立して水路を閉止する機能を有し、扉体の下部はヒンジを介して水路底面の下部戸当たりに傾動自在に軸支され、軸支部分に扉体の傾動と共に湾曲可能な弾性シール材が付設され、扉体の上縁部に、水路天井部の上部戸当たりに対し係脱可能な弾性シール材が付設され、扉体の両側縁部に水路内側面の側部戸当たりに対し摺動可能な弾性シール材が付設されている。
【０００５】
係る装置は、片端部を水底にヒンジで固定し、逆流時にはその流れの力により自動的に回転、起立して逆流を防止する機構を有するものである。しかし、防水板を逆流時に確実に起立させるためには、中性浮力（水中で浮き上がりも沈みもしないニュートラルなプラスマイナスゼロな浮力状態になること）あるいは若干の浮力を要するが、この場合、防水板を順流時に安定して水底に伏せ置きすることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１７２９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、順流時に安定して水底に伏せ置きすることを可能にし、逆流時には安定した起立状態を保持することができる防水板による回転式逆流防止装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の回転式逆流防止装置は、水底に倒伏した状態から起立する回転式逆流防止装置であって、前記回転式逆流防止装置は、流体中で浮揚力を生じる防水板と、前記防水板の起立した状態における下端側と下流側台座とをそれぞれ回動自在に連結した第１のリンクと、前記防水板の起立した状態における上端側と上流側台座とをそれぞれ回動自在に連結した、前記第１のリンクよりも長尺な第２のリンクとからなり、前記防水板の倒伏した状態における下面には下方に向けた凸状曲面部を設け、前記凸状曲面部と水底面との間に解放された空間を有し、前記空間に入った水流および上面側に入った水流の双方により、前記防水板に対し逆揚力を生じせしめることで、水底に倒伏した状態となる、ことを特徴とするものである。
【０００９】
かかる回転式逆流防止装置によれば、順流時における防水板が水底に倒伏した状態では、防水板の下面に凸状曲面部を設けたことで逆揚力が生じ、水中で浮揚力を生じる防水板であっても確実かつ安定した防水板の倒伏状態を保持することが可能になる。また、順流時から逆流時に推移する遷移時には、順流と逆流の水流が均衡し、逆揚力から解放された防水板に生じる浮揚力により防水板が浮き上がり、逆流時には浮き上がった防水板の上面に水圧が作用することで、防水板が起立した状態になることで逆流を防止することができる。
【００１０】
なお、前記凸状曲面部を上流側からの順流水に対しのみ逆揚力が生じるように形成すれば、遷移時間が極端に短い場合は、防水板が浮き上がる前に、逆流による水圧が作用しても防水板が浮き上がることを妨げるような逆揚力が作用しないため、より確実に防水板を起立させることができる。
【００１１】
さらに、前記凸状曲面部が翼形状であれば、逆揚力をより効果的に生じせしめることが期待できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の回転逆流防止装置によれば、防水板の下面を翼形状の凸状曲面とすることで、順流時、防水板には、板がほぼ水底と平行となるように鉛直下向きの逆揚力が作用し、安定した伏せ置き状態が保持される。また、逆流時には流れの抵抗により容易に防水板が傾斜状態（図４（ｂ））となり、浮力を妨げる逆揚力が生じないため、より確実に浮き上がりながら防水板の上面側が下流側に回転し、逆流水の水圧が前記防水板の上面に作用することで、回転が助長され、最終的に起立状態に至らしめることができる。さらに、前記凸状曲面部が翼形状であれば、順流水に対してより効果的に前記防水板を鉛直下向きに逆揚力を発生させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る回転式逆流防止装置の（ａ）倒伏状態における側面図、（ｂ）起立状態における側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る回転式逆流防止装置の（ａ）Ａ−Ａ平面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ平面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る回転式逆流防止装置の作用力を示す概略図である。
【図４】本発明の実施形態に係る回転式逆流防止装置の（ａ）順流時における倒伏状態を表す側面図、（ｂ）遷移時における防水板浮き上がり状態を表す側面図、（ｃ）逆流時における起立状態を表す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の回転式防水装置の構成を図１および図２に示す。
本発明の回転式防水装置Ａは、防水板１と防水板１の起立した状態における下端側と下流側台座４とをそれぞれ回動自在に連結する第１のリンク２と、防水板１の起立した状態における上端側と上流側台座５とをそれぞれ回動自在に連結した第１のリンク２よりも長尺な第２のリンク３とからなり、防水板１の倒伏した状態における下面には下方に向けた凸状曲面部１１ａを設け、凸状曲面部１１ａと水底面との間に解放された空間１１ｂを有し、空間１１ｂに入った水流および上面側に入った水流の双方により、防水板１に対し逆揚力を生じせしめることで、水底に倒伏した状態となるものである。
以下、各部材及びその他の構成の詳細について説明する。
【００１５】
図１に示す通り、防水装置の構築に際し、まず始めに津波や高潮等の河川の増水による逆流水の来襲方向に亘って水底に基礎ａを設けておくことが望ましい。基礎ａ上には逆流水の来襲方向に亘って間隔を設けて、二つの台座（下流側台座４，上流側台座５）を配しておく。
【００１６】
＜防水板１＞
図１（ｂ）に示す通り、防水板１は、水中に起立した状態で逆流水に抵抗するための部材である。
防水板１は、増水発生時に予想される水位や所望される強度、重量、体積等の諸条件から、材料やサイズを適宜設計すれば良い。
なお、防水板１は、通常時には倒伏した状態で水底に載置しておくため、高さ方向に対して長尺となっても、船舶等の運行に障害となることはない。
【００１７】
図２（ａ）に示す通り、防水板１は、頂版１１及び側方板１２，１２とからなり、頂版１１を挟みこむように側方板１２，１２が一体で形成される。実施形態では、頂版１１の上面と側板１２，１２の上面はフラットな同一面を呈している。
【００１８】
図２（ｂ）及び（ｃ）に示す通り、頂版１１の下面には、下方に向けた凸状曲面部１１ａを設け、凸状曲面部１１ａと水底面若しくは基礎ａの上面との間に解放された空間１１ｂが設けられている。空間１１ｂは図１（ａ）に示す上流側及び下流側からの水流を通水できるように形成されている。
また、凸状曲面部１１ａは翼形状であり、上流側からの順水流に対して逆揚力が作用するように構成されている。
凸状曲面部１１ａの形状は、逆揚力が作用する形状であれば、円形でも楕円形でもその他の形状であっても良く、翼形状に限定されない。
【００１９】
図２（ａ）及び（ｂ）に示す通り、防水板１には、後述する第１のリンク２と第２のリンク３と回動自在に連結するための連結部１３ａ，１３ａ及び１３ｂ，１３ｂがそれぞれ防水板１の起立した状態における上端側及び下端側に一体に固定されている。
【００２０】
＜リンク機構＞
リンク機構は、防水板１の移動・回転を制御するための部材である。
図１（ａ），（ｂ）及び図２（ａ），（ｂ）に示す通り、リンク機構は、長短の異なる第１のリンク２及び第２のリンク３とからなる。
第１のリンク２，２は、短尺状のリンク部材であって、一端を下流側台座４の連結部４２，４２に回動自在に連結し、他端を防水板１の起立した状態における下端側の連結部１３ｂ，１３ｂに回動自在に連結しておく。
第２のリンク３，３は、長尺状のリンク部材であって、一端を上流側台座５の連結部５２，５２に回動自在に連結し、他端を防水板１の起立した状態における上端側の連結部１３ａ，１３ａに回動自在に連結しておく。
リンク部材は、所望される強度、重量、寸法等の諸条件から、材料やサイズを適宜設計すれば良い。
【００２１】
＜台座＞
図１（ａ），（ｂ）及び図２（ａ），（ｂ）に示す通り、下流側台座４，４の固定部４１，４１と、上流側台座５，５の固定部５１，５１は、基礎ａに直接接合して一体化するか、水底に固定する方法があるが、いずれにせよ、水底にアンカーや杭等の定着部材を敷設した上で、係る定着部材に各台座を直接固定するか、基礎ａを介して固定する方法がある。各台座には、リンク部材を通じた大きな外力が作用するため、所望の外力に対抗できる構造にする必要がある。
【００２２】
＜作用＞
図３（ａ）に示す通り、防水板１の鉛直方向には、防水板１の自重Ｇと逆揚力Ｌが鉛直下向きに、浮力Ｆ０が鉛直上向きにそれぞれ作用する。逆揚力Ｌは、上流側から順流による流速Ｖ０が防水板１に作用することにより、順水流が防水板１の上面及び下面の凸状曲面部１１ｂに分流することによって、鉛直下向きに防水板１を押さえつけるように生じる。
【００２３】
図３（ｂ）に示す通り、防水板１の鉛直方向には、防水板１の自重Ｇが鉛直下向きに、浮力Ｆ１が鉛直上向きにそれぞれ作用する。防水１の上下面を通過する順水流がないため、逆揚力Ｌは生じない。浮力は、没水している体積当たりに生じるため、水面より上の範囲には浮力が生じない。したがって、浮力が生じたときに水面から防水板１が突出する場合は、倒伏状態における浮力Ｆ０と比較すると浮力Ｆ１は小さい。
【００２４】
図４に防水板１が倒伏状態から起立状態に至るまでの推移を示す。同図（ａ）は、前述の通り、防水板１の倒伏状態であり、防水板１には、防水板１の自重Ｇ，浮力Ｆ０及び逆揚力Ｌが作用する。
【００２５】
下流側の増水等の影響によって、上流側からの順流水が下流側からの逆流水と均衡して水流が停止した遷移状態を同図（ｂ）に示す。上流側からの順流水が停止した状態であるため、防水板１には逆揚力Ｌは生じず、自重Ｇ及び浮力Ｆ０のみが生じる。浮力Ｆ０は、中性浮力あるいは若干の浮力を要するように調整してあるため、水流が停止した状態あるいは少しの逆流水の抵抗が生じた状態では、浮力Ｆ０により防水板１は浮き上がる。浮き上がりによる防水板１の姿勢は、第１のリンク及び第２のリンクによって制限される。具体的には、下流側の第１のリンク２に比して、上流側の第２のリンク３が長尺なため、防水板１の上面は下流側に回転する。
【００２６】
前記浮力に伴う回転によって、防水板１の上面の下流側からの投影面積が徐々に大きくなるに伴い、下流側からの逆流水が防水板１を上流側に押す作用力が増大する。最終的には、図４（ｃ）に示す通り、防水板１の回転及び浮力が第１のリンク２及び第２のリンク３に制限され、防水板１は完全に起立した状態に至る。これ以降の逆流水は、防水板１によって抑制されることになる。
【００２７】
前記従来のフラップ式の逆流防水装置では、逆流が弱くなると安定して姿勢を保持できなくなるが、本発明では、逆流から順流に変化し、上流側水位が下流側水位よりも高くなるまで安定して起立姿勢を保持できる。
【符号の説明】
【００２８】
Ａ      回転逆流防止装置
１      防水板
２      第１のリンク
３      第２のリンク
４      下流側台座
５      上流側台座
１１ａ  凸状曲面部
１１ｂ  空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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