(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水と逆流防止を兼ねて水路に設置され、下流側の水位によって扉体に作用する浮力で起立して水路を閉じる起伏型フラップゲートにおいて、起立した起伏型フラップゲートによるゲート全閉状態を検出するゲート全閉検出機器を設け、起伏型フラップゲートの下流側の外水路の所定の高水位を検出する外水位検出機器を設け、起伏型フラップゲートを強制的に開く開動装置を設け、上記ゲート全閉検出機器及び外水位検出機器からの情報をもとに起伏型フラップゲートの天頂側と上流側の内水路出口の天井側との間に挟まれた異物を検出しこの情報に基づき上記開動装置を作動させる異物検出制御装置を設け、起伏型フラップゲートを強制的に開いて逆流を発生させ、逆流の勢いを利用して異物を上流側の内水路に導いて異物を除去することを特徴とする起伏型フラップゲートの異物除去装置。
【請求項２】
開動装置を駆動させる電力を供給する太陽電池を設けると共に、異物除去時にのみ電力を供給する請求項１記載の起伏型フラップゲートの異物除去装置。
【請求項３】
外水位検出機器は、下流側の外水路に連通するフロート室に垂下されたフロートスイッチからなる請求項１記載の起伏型フラップゲートの異物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、排水と逆流防止を兼ねて水路に設置され、下流側の外水路の水位によって扉体に作用する浮力で起立する起伏型フラップゲートに係り、特に、起伏型フラップゲートによる異物挟み込み時に、起伏型フラップゲートを強制的に開いて逆流を発生させ、逆流の勢いを利用して異物を上流側の内水路に導いて異物を除去する起伏型フラップゲートの異物除去装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、排水と逆流防止を兼ねて水路に、起伏型フラップゲートが設置されることがある。起伏型フラップゲートは、河川又は支川等（以下『上流側の内水路』という）から海又は本川等（以下『下流側の外水路』という）に排水する一方で、下流側の外水路から上流側の内水路に逆流するのを防ぐ機能を有している。
【０００３】
起伏型フラップゲートは、ゲートの下端のヒンジを支点として下流側の外水路に向かって倒伏して水路を開き、又下流側の外水路の水位によって扉体に作用する浮力で上流側の内水路に向かって起立して水路を閉じるように、水路に取り付けられていて、上流側の内水路と下流側の外水路との水位差による水圧差と浮力を利用して自動的に起伏して水路を開閉できる機構になっている。
【０００４】
即ち、上流側の内水路の水位が高い場合には、その水圧によって、起伏型フラップゲートは下流側の外水路に向かって倒伏して水路を開き、上流側の内水路から下流側の外水路に排水する。上流側の内水路の水位が低くなり、下流側の外水路の水位が高くなると、起伏型フラップゲートは扉体に作用する浮力によって上流側の内水路に向かって起立して水路を閉じて、下流側の外水路から上流側の内水路に逆流するのを防ぐ。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、開いていた起伏型フラップゲートが閉じかける最中に、例えば、扉体の天頂側と上流側の内水路出口の天井側との間に異物を挟み込むと、この異物が障害となって起伏型フラップゲートが閉じなくなって、水位が高くなった下流側の外水路から上流側の内水路に向かって逆流を生じる不都合があった。このため、定期的に管理人による見回り監視が必要であった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、起伏型フラップゲートによる異物挟み込み時に、起伏型フラップゲートを強制的に開いて逆流を発生させ、逆流の勢いを利用して異物を上流側の内水路に導いて異物を除去することのできる起伏型フラップゲートの異物除去装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、この発明は、排水と逆流防止を兼ねて水路に設置され、下流側の水位によって扉体に作用する浮力で起立して水路を閉じる起伏型フラップゲートにおいて、起立した起伏型フラップゲートによるゲート全閉状態を検出するゲート全閉検出機器を設け、起伏型フラップゲートの下流側の外水路の所定の高水位を検出する外水位検出機器を設け、起伏型フラップゲートを強制的に開く開動装置を設け、上記ゲート全閉検出機器及び外水位検出機器からの情報をもとに起伏型フラップゲートの天頂側と上流側の内水路出口の天井側との間に挟まれた異物を検出しこの情報に基づき上記開動装置を作動させる異物検出制御装置を設け、起伏型フラップゲートを強制的に開いて逆流を発生させ、逆流の勢いを利用して異物を上流側の内水路に導いて異物を除去する手段よりなるものである。
【０００８】
ここで、好ましい態様として、開動装置を駆動させる電力を供給する太陽電池を設けると共に、異物除去時にのみ電力を供給するのがよい。また、外水位検出機器は下流側の外水路に連通するフロート室に垂下されたフロートスイッチからなるのがよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に記載の発明の実施の形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。
ここで、図１は起伏型フラップゲートの異物除去装置の模式図、図２（Ａ）は通常状態の下流側の外水路の低水位の起伏型フラップゲートの起伏状態の概略側面図、図２（Ｂ）は通常状態の下流側の外水路の高水位の起伏型フラップゲートの起伏状態の概略側面図、図２（Ｃ）は異物挟み込み時の起伏型フラップゲートの起伏状態の概略側面図、図３はフローチャート図である。
【００１０】
図１において、起伏型フラップゲート１は排水と逆流防止を兼ねて水路２に設置されている。起伏型フラップゲート１は水路２を遮断するような状態つまり水路２の水流方向に対して略直角に、しかも水路２の底面及び側壁面との間で水密性を図ることができるように設置されている。
【００１１】
起伏型フラップゲート１により、水路２は上流側となる河川又は支川等の内水路３と下流側となる海又は本川等の外水路４とに分けられる。このうち、起伏型フラップゲート１の上流側の内水路３は暗渠になっていて天井が形成されて、上流側の内水路３はその上面が塞がれている。起伏型フラップゲート１の下流側の外水路４は上面が開放されている。
【００１２】
起伏型フラップゲート１は、下流側の外水路４に向けて倒伏回動して水路２を開き、下流側の外水路４の上昇水位によって扉体１ａに作用する浮力によって上流側の内水路３に向けて起立回動して水路２を閉じるように水路２に取付けられている。このように扉体１ａに浮力が作用して扉体１ａが浮くように、扉体１ａの内部にはフロート室が形成されている。
【００１３】
起伏型フラップゲート１はその下端の回転軸１ｂが水路２の底面に正逆回転自在に軸支されていて、この回転軸１ｂを中心に起伏回動して、水路２を開閉する構造になっている。起伏型フラップゲート１は、水路２を完全に閉じた状態で下流側の外水路４に傾斜するように取付けられていて、下流側の外水路４からの浮力が扉体１ａに作用し易いように取付けられている。
【００１４】
起伏型フラップゲート１は、上流側の内水路３と下流側の外水路４との水位差に伴う起伏型フラップゲート１の扉体１ａの両面を押圧する水圧差及び扉体１ａに作用する浮力を利用して、自動的に開閉できるようになっている。
【００１５】
即ち、図２（Ａ）に図示するように、下流側の外水路４の水位が低水位の場合には、扉体１ａに作用する浮力と扉体１ａの自重のバランスによって、起伏型フラップゲート１は下流側の外水路４に向けて回動して水路２を開く。
【００１６】
また、図２（Ｂ）に図示するように、下流側の外水路４の水位が高水位の場合には、扉体１ａに作用する浮力と扉体１ａの自重のバランスによって、起伏型フラップゲート１は上流側の内水路３に向けて回動して水路２を閉じる。
【００１７】
これに対して、図２（Ｃ）に図示するように、下流側の外水路４の水位が上流側の内水路３の水位より高く、且つ下流側の外水路４の水位が高水位状態にあっても、起伏型フラップゲート１の天頂側と上流側の内水路３の出口天井側との間に異物ａが挟み込まれると、起伏型フラップゲート１は全閉状態にならない。
【００１８】
水路２の全閉状態を検出するゲート全閉検出機器５が設けられている。ゲート全閉検出機器５は、上述したような機能を備えた起伏型フラップゲート１が起立して水路２を完全に閉じた際に、例えば扉体１ａが当接する位置に設けられている。このゲート全閉検出機器５には例えば近接スイッチ又はリミットスイッチが使用される。スイッチが水没しない場合にはリミットスイッチが使用される。ゲート全閉検出機器５で検出された情報は後述の異物検出制御装置７に送られるようになっている。
【００１９】
外水位検出機器６は下流側の外水路４の所定の高水位を検出するもので、所定の高水位としては、内水路３の全水位高さの例えば８０％程の高さなど、起伏型フラップゲート１が設置される水路２によって、適宜調整される。外水位検出機器６には例えばフロートスイッチ６ａが使用されている。外水位検出機器６で検出された情報は後述の異物検出制御装置７に送られるようになっている。
【００２０】
外水位検出機器６に使用されるフロートスイッチ６ａは、下流側の外水路４に連通するフロート室６ｂの上方から垂下されたケーブルの下端に連結されるフロートスイッチ６ａが水位が上昇して水面下に入ると、そのフロートスイッチ６ａに浮力が作用して傾斜することによってスイッチＯＮになる構造になっている。これに対してフロートスイッチ６ａは水面上方に位置して傾いていない場合には、スイッチＯＦＦの状態になるようになっている。
【００２１】
フロート室６ｂは上下方向に延設された室からなり、その下端側面に下流側の外水路４に連通する図示しない連通路が形成されていて、フロート室６ｂは下流側の外水路４に連通しており、フロート室６ｂ内の水面は外水路４の水面と同一水位を保って変動する。
【００２２】
異物検出制御装置７は、上記ゲート全閉検出機器５及び外水位検出機器６からの入力情報をもとに、上流側の内水路３の出口の天井側と、起立して水路２を閉じようとする起伏型フラップゲート１の扉体１ａの天頂側との間に、異物ａが挟まれた状態を検出し、また後述の開動装置８の油圧装置８ｂの油圧モーターの駆動を制御するものである。
【００２３】
この異物検出制御装置７は、ゲート全閉検出機器５で起伏型フラップゲート１が全閉状態でないことが検出され、しかも外水位検出機器６で下流側の外水路４の水位が所定の高水位以上にあると検出された場合に、異物ａが挟まれていると判断する。
【００２４】
これに対して、起伏型フラップゲート１が全閉状態で下流側の外水路４の水位が高水位の場合、及び起伏型フラップゲート１が開いた状態でも、下流側の外水路４の水位が低水位の場合には、異物ａが挟み込まれたとは判断しない。
【００２５】
開動装置８は、異物検出制御装置７が異物ａが挟まれた状態を検出したとき、異物検出制御装置７からの情報に基づき作動して、起伏型フラップゲート１を強制的に開くもので、起伏型フラップゲート１を強制的に開いて逆流を発生させ、逆流の勢いを利用して異物ａを上流側の内水路３に導いて異物ａを除去するものである。
【００２６】
開動装置８は、例えば油圧シリンダー８ａ及び油圧装置８ｂなどから主に構成されている。油圧装置８ｂには図示しない油圧モーターが備えられている。開動装置８は、１回の開動で異物ａを除去できない場合には起伏型フラップゲート１を数回にわたって開動させる機構になっている。
【００２７】
開動装置８を構成する油圧シリンダー８ａは内水路３の出口の天井側上部に下流側の外水路４に向けて扉体１ａを押圧するように配置されていて、油圧シリンダー８ａはピストンロッドが伸長してその先端が扉体１ａの表面を押圧することにより、起伏型フラップゲート１を下流側の外水路４に向けて強制的に回動させて開かせる構造になっている。ピストンロッドの先端と扉体１ａとは非連結状態にある。
【００２８】
開動装置８を数回にわたって作動させても、異物ａを除去できない場合に異物検出制御装置７からの指令により異常警報を発して管理人に知らせる警報装置９が設けられている。この警報装置９は、異物咬込み時にも異物検出制御装置７からの指令により警報を知らせるようになっている。
【００２９】
また、前記の開動装置８の油圧シリンダー８ａの油圧装置８ｂの図示しない油圧モーター及び異物検出制御装置７を駆動するためのバッテリ１０が設けられている。更に、太陽電池１１及び充電装置１２が設けられていて、太陽電池１１で得られた電力は充電装置１２を介してバッテリ１０に蓄えられて使用される。
【００３０】
次に、上記発明の実施の形態の構成に基づく作用について以下説明する。
図２（Ｃ）に図示するように、下流側の外水路４の水位が所定の高水位以上になって起伏型フラップゲート１が起立している最中に、起伏型フラップゲート１の天頂側と上流側の内水路３の出口の天井側との間に異物ａが挟み込まれると、起伏型フラップゲート１が閉じようとしても、異物ａが障害となって、起伏型フラップゲート１は完全に閉じることができなくなる。
【００３１】
このとき、起伏型フラップゲート１が完全に閉じていないことはゲート全閉検出機器５で検出されて、その情報が異物検出制御装置７に送られ、異物検出制御装置７では起伏型フラップゲート１が閉じられていないと判断する。
【００３２】
また、外水位検出機器６によって、下流側の外水路４の水位が所定の高水位又はこれ以上にあることが検出され、その情報が異物検出制御装置７に送られる。異物検出制御装置７では、下流側の外水路４の水位が所定の高水位にあると判断する。
【００３３】
異物検出制御装置７では、送られてきたこれらの情報により、
▲１▼下流側の外水路４の水位が所定の高水位、
▲２▼起伏型フラップゲート１が完全に閉じていない、
の上記▲１▼、▲２▼、の条件の場合には、異物ａが起伏型フラップゲート１の天頂側と上流側の内水路３の出口の天井側との間に挟み込まれたと判断する。
【００３４】
そして、通常電力を消費しない異物検出制御装置７はここで電源をＯＮし、バッテリ１０の電力を用いて、開動装置８の油圧装置８ｂの図示しない油圧モーターを駆動させる。油圧装置８ｂから油圧シリンダー８ａにピストンロッドを伸長する方向に油が供給されて、油圧シリンダー８ａのピストンロッドは伸長して、起伏型フラップゲート１の扉体１ａを押圧して下流側の外水路４に向けて回動させる。このとき、同時に異物検出制御装置７からの指令によって警報装置９が作動して警報を発する。
【００３５】
起伏型フラップゲート１は、下流側の外水路４の水圧及び浮力に抗して、下流側の外水路４に向けて所定の角度だけ回動して、起伏型フラップゲート１は開く。起伏型フラップゲート１が所定の角度だけ開くと、下流側の外水路４から上流側の内水路３に向けて逆流が発生する。
【００３６】
発生した逆流はその勢いによって、起伏型フラップゲート１の天頂側と上流側の内水路３の出口の天井側との間に挟まった異物ａを上流側の内水路３に向けて押し流し、これによって挟み込まれた異物ａは除去される。
【００３７】
ところで、油圧シリンダー８ａは一定時間経過すると、異物検出制御装置７からの指令によって、伸長していたピストンロッドが収縮する。このため、油圧シリンダー８ａのピストンロッドによって強制的に所定の角度だけ開いていた起伏型フラップゲート１は、一定時間経過後に油圧シリンダー８ａのピストンロッドが収縮すると、下流側の外水路４の水圧及び浮力によって、起立方向に回動して水路２を閉じる。
【００３８】
これに対して、１回の操作で異物ａを上流側の内水路３に押し流すことができない場合には、異物ａを除去できるまで上記の操作が数回繰り返される。繰り返しの回数は予め異物検出制御装置７に入力されている。
【００３９】
つまり、一定時間経過して油圧シリンダー８ａによる起伏型フラップゲート１の強制開きが解除されて、上流側の内水路３に向けて起立回動する。しかし、起伏型フラップゲート１の天頂側と上流側の内水路３の出口の天井側との間に異物ａが引き続き挟まっているので、起伏型フラップゲート１は全閉しない。
【００４０】
起伏型フラップゲート１が全閉しないときには、異物検出制御装置７はゲート全閉検出機器５からの情報で全閉状態にないと判断して再び開動装置８の油圧シリンダー８ａを作動させて、起伏型フラップゲート１を強制的に下流側の外水路４に向けて開かせて逆流を発生させて、逆流による勢いで異物ａを上流側の内水路３に向けて押し流すように働く。
【００４１】
１回又は数回の操作が繰り返されて、異物ａが除去されると、下流側の外水路４の水圧及び浮力によって、起伏型フラップゲート１は水路２を閉じる。ゲート全閉検出機器５がこれを検出して、その情報が異物検出制御装置７に送られる。その情報により異物検出制御装置７は異物ａが除去されたと判断し電源をＯＦＦの状態にする。
【００４２】
異物検出制御装置７に入力されている回数だけ繰り返しても、異物ａを除去できない場合には、異物検出制御装置７からの指令によって警報装置９が作動して、管理人に異常警報を通報し、管理人が人力で異物ａを除去する。
【００４３】
なお、この発明は上記発明の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。例えば、上記の実施の形態では、開動装置として油圧シリンダを使用した場合で説明したが、これに限定されるものではなく、例えば巻揚機などの他の動力での代用も可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上の記載より明らかなように、この発明に係る起伏型フラップゲートの異物除去装置によれば、簡単な構造の外水位検出機器、開動装置及びゲート全閉検出機器を使用して、しかも、電源の得られない場所において、異物挟み込み時のみ電源をＯＮする省電力型の電源を用いて、起伏型フラップゲートの天頂側と上流側の内水路の天井側との間に挟み込まれた異物を異物検出制御装置で検出し、異物検出制御装置からの指令によって開動装置を作動して、開動装置で起伏型フラップゲートを強制的に開いて逆流を発生させ、逆流の勢いを利用して異物を上流側の内水路に導くことによって、異物を除去することができるという極めて新規的有益なる効果を奏するものである。
【００４５】
また、請求項２のように、開動装置を駆動させる電力を供給する太陽電池を設けると共に、異物除去時にのみ電力を供給する場合には、太陽電池電源システムを利用するため、開動装置を駆動させるための商用電力を引く必要がなく、月々の電力料金を不要にできる。しかも、噛込みが起きた場合のみ、電源が起動するシステム形態により、太陽電源が極めて少容量のもので済む。
【００４６】
また、請求項３のように、外水位検出機器が下流側の外水路に連通するフロート室に垂下されたフロートスイッチからなる場合には、従来の例えば投込み式等の水位計は高価であり、常時電力を必要とし、電子機器に対して周囲環境や維持管理に気を配る必要があるのに比べて、フロートスイッチは安価でシンプルであり、しかも無電源で水位を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す起伏型フラップゲートの異物除去装置の模式図である。
【図２】（Ａ）はこの発明の実施の形態を示す通常状態の下流側の外水路の低水位の起伏型フラップゲートの起伏状態の概略側面図である。
（Ｂ）はこの発明の実施の形態を示す通常状態の下流側の外水路の高水位の起伏型フラップゲートの起伏状態の概略側面図である。
（Ｃ）はこの発明の実施の形態を示す異物挟み込み時の起伏型フラップゲートの起伏状態の概略側面図である。
【図３】この発明の実施の形態を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１    起伏型フラップゲート
１ａ  扉体
１ｂ  回転軸
２    水路
３    内水路
４    外水路
５    ゲート全閉検出機器
６    外水位検出機器
６ａ  フロートスイッチ
６ｂ  フロート室
７    異物検出制御装置
８    開動装置
８ａ  油圧シリンダー
８ｂ  油圧装置
９    警報装置
１０    バッテリ
１１    太陽電池
１２    充電装置
ａ    異物
【図１】
0004050834.tif 000002
【図２】
0004050834.tif 000003
【図３】
0004050834.tif 000004