JPH04102Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本願は上流側のダム貯水を下流側へ放流する放
流路に介装したジエツトフローゲートの減勢池に
関する考案である。 ［従来の技術］ 放流路の中間に介装して放流量を調整する装置
としてはニードルバルブやチユーブバルブが使用
されてきたが最近ジエツトフローゲートが多用さ
れるのは、形状が簡単であることや、ゲートの絞
りによつて放流水は噴流状に戸溝をとび越えてい
くので構造物のキヤビテーシヨンに結びつき難
く、管路の途中で流量調整に便利な点に着目され
たからである。 この場合、ゲートの絞りが大きいほど噴出する
放流水の流速は大きいのでこの水の勢力を緩衝す
る減勢池を下流側に設けるのが普通である。 さらにこの減勢池の減勢効果を高めるために第
５図にように池内に多数の孔を穿孔した阻板７を
取り付けて水流に衝突させたり、これを改良した
ジエツトフローゲートの減勢装置」 （実公昭59−10176号第６図）がある。 この考案はゲートオリフイス下流側に淵（本願
に言う緩衝槽）４ａを形成し、この淵の底ににゲ
ートオリフイス３ａ（本願に言う扉体）から噴出
する高速流が当たるようにこの高速流の方向と直
角方向に所定の間隔をおいて複数個のバツフルピ
ア（バツフルブロツク）５ａを設置し、さらにバ
ツフルピアの下流側に偏向ポケツトを形成するよ
うに堰の上部に上流側に向つて突出するデフレク
タ８を一体に設けている。 このような構成をとつた結果第６図のようにバ
ツフルピアとデフレクタとを組み合せ高速流を水
中で回転させ淵に滞留させた後流出させるので、
従来の減勢池（第５図）に比べて構造簡単であり
ながら減勢効果を高めることができたとしてい
る。 ［考案が解決しようとする問題点］ 前記第６図の従来技術は構造を簡略化した上で
減勢効果も高める効果を謳つているが減勢池の構
造はさらに簡単であればあるほど望ましいのは技
術上の当然の要請である。 従来技術はデフレクタを必須要件としてバツフ
ルピアの共同効果をあげているが、上流側へ突出
する構造は施工が必ずしも容易とは言えず強度上
相当な配慮を必要とする。 またデフレクタの内ふところに高速流を巻きこ
んで急速に流路を反転するため、この部分には強
い衝撃を伴つた摩耗現象が発生し、キヤビテーシ
ヨンのおそれが大きい。 また潰食的に崩れた後の補修も簡単でなく復旧
のため管路を閉じる必要日数も無視できない程大
きくなるおそれがる。 また減勢池の減勢効果は池の全長が大きい程大
きいのは当然だが、少なくとも最小限度の程度を
要するかについては幾つかの実験効果が必ずしも
一致していない。 ましてバツフルピアをどの位置に突設すれば最
良の結果に恵まれるかについて従来の設計情報か
らは得られないから多分に抽象的、感覚的な概念
で設計に取り組んでいるきらいもある。 本願考案は以上の問題点を解決するための従来
の減勢池よりさらに構造が簡単でキヤビテーシヨ
ンを生じ難く、生じても容易に修理が完了できな
がら減勢効果も高い減勢池に関する設計情報の提
供を目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本願考案に係るジエツトフローゲートの減勢池
は扉体下流側に緩衝槽を設け、槽底に扉体より槽
全長の20％乃至30％の位置に始端を有する複数の
第１のバツフルブロツクと、扉体より槽全長50％
乃至60％の位置に始端を有する複数の第２のバツ
フルブロツクとの二列のバツフルブロツク群を槽
底に突設することにより前記の問題点を解決し
た。 ［作用］ 本願は数百回の実験の結果バツフルブロツクの
位置を特定したものであるため減勢池における作
用を理論的に述べることはかなり困難であるが、
考案者が実験を立案するに当り減勢池の槽長設定
の基本に選んだのが跳水現象である。 第２図において上流側放水管からゲート（径
Ｄ）に絞られて流速Ｖで噴出したとき、下流側で
はげしい水勢のため、ある長さに亘つて水面が躍
動する。 この跳水がおさまつて平滑な水面に戻るまでの
跳水長さをＬとすると Ｌ＝α・Ｖ√ ……(1) に帰結する。 αはこのゲートにかかる水頭によつて異なる係
数である。 実験では水頭を幾つか変え、それに伴つてＬも
変えた上でゲートの前面に可動扉体を装着してゲ
ートの開度を変えてそれらの組み合わせによつて
生じる多数のケースについて、まず第２のバツフ
ルブロツクの位置を仮に定め、第１のバツフルブ
ロツクの位置を色々変動し、その始端における減
勢効果を測定した。 その結果の一番良好な位置を選んで第１のバツ
フルブロツクを特定し、今度は第２のバツフルブ
ロツクの位置を色々変動してその始端における減
勢効果を測定した。 その結果各水頭、各開度に共通して最も減勢効
果の高かつた二列のバツフルブロツクの位置関係
を最大公約数的に探り当てたところ、扉体から第
１のバツフルブロツクの始端までの長さをI₁、同
じく第２のバツフルブロツクの始端までの長さを
I₂とすると、 I₁＝（0.2〜0.3）Ｌ ……(2) I₂＝（0.5〜0.6）Ｌ ……(3) の関係がえられた。 水流の作用を定性的に見るとゲートと第１バツ
フルブロツクの距離が相対的に遠くなるとゲート
扉体との間に縦の大きい渦を生じ水面は乱れる。 あまり接近させるとバツフルブロツクに衝突し
て水面に向う強い流れとなり、やはり水面は乱れ
ると共にバツフルブロツクがキヤビテーシヨンの
影響を強く受ける。 ゲートと第１バツフルブロツク、第１バツフル
ブロツクと第２バツフルブロツクの間隔を適当に
決定すると、水面を乱さない程度の渦が発生し効
果的に減勢することができる。 第１、第２バツフルブロツクの相関関係、下流
水深、減勢池の大きさ、それらのすべてを数値化
して結局統計手法で選び出したのが(2)，(3)の式で
ある。 ［実施例］ 実験のすべてを記載するのは膨大に過ぎるので
実施の一例として第１表に示す実施諸元の変移と
その結果を明らかにするのに留める。 第１図Ａは本願実施例の正面断面図、第１図Ｂ
は立面図であつて上流側の放水路１に介装したジ
エツトフローゲート２の絞られた管径をＤとす
る。 ゲートの下流側にはこのＤをさらに自在に絞る
昇降可能（図示せず）の扉体３を密接して装着し
ている。 減勢用の緩衝槽４の槽底に扉体からI₁だけ隔て
て第１のバツフルブロツク５を４ケ並べ、またI₂
だけ隔てて第２のバツフルブロツク６を３ケ並べ
た。 ゲートの中心、したがつて放水路の軸心から水
面までの距離をhdに示し軸心から槽底までの距
離を1.5D、バツフルブロツクの全高を2Dに設定
した。 バツフルブロツク５および６はセメントモルタ
ルで断面梯形の基本を成形し、その表面をステン
レス鋼板で被包した。 ゲート２に装着している扉体の開度をａで示す
と式(1)より Ｌ＝α・Ｖ√・ ……(4) となつて水頭により選ぶα、開度によつて得られ
るhd、式(4)より算出されるＬが特定されてくる
ので、夫々のＬに対してI₁，I₂の位置を変えて最
適の条件を見出した。 第１表、第２表は一連の実験諸元の一覧と、そ
の判定の結果減勢効果の顕著なものを○マークと
して右欄に示したものである。 判定基準は第１図ＡにおいてＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの
４ケ所の水位を電子波高計で計測した。 この計器は水中に測定端子を浸漬させ濡れ位置
を電気信号に替えて表示するもので本例では１秒
間に20回２分連続して水位の最高と最低を出し、
その水位差が水頭の１％以下のときこれを○マー
ク評価し、特に顕著な効果ピークを◎であらわす
こととした。

【表】

【表】

【表】 第１表と第２表とから最大公約数的に前記の I₁＝（0.2〜0.3）Ｌ ……(2) I₂＝（0.5〜0.6）Ｌ ……(3) において最も減勢効果が大きく、さらに望ましく
はI₁は0.25L、I₂は0.55Lにおいて顕著な効果が認
められることを確認した。 実施の一例として第３図に良き組み合わせであ
る実験番号８の、第４図に悪しき組み合せである
実験番号５の夫々の槽内の流態を概念的に示し
た。（一点鎖線は水位の最高点を、点線は水位の
最低点を示す。） 第３図の場合は大きなロールもなく水位の変動
の小さな安定した流態を示しているが、第４図で
は第１のバツフルブロツクと第２のバツフルブロ
ツクの間を中心として回流うずが生じ、水位変動
も大きく水面が揺動して減勢効果がよいとは認め
難い。 ［考案の効果］ 本願は以上記述した作用を生じるので減勢効果
は従来の減勢池に劣るところなく減勢の目的を十
分に達することができる。 したがつて従来の減勢池に比べてその構造がさ
らに簡単であり、仮に補修の必要が生じたときも
きわめて容易にかつ短時間に補修を完了すること
ができるから管路を閉塞する日数もはるかに短縮
できるメリツトがある。 また従来の減勢池を簡単安価に改修することが
できるのも利点である。 実施例特有の効果としてはコンクリートモルタ
ルのみで築造した従来のバツフルブロツク（バツ
フルピア、又は多孔阻止板をふくむ）ははげしい
水勢に直面して早期に濆食するため、減勢槽の全
長を短くすることができず、バツフルブロツクも
扉体に近付けて設置することができなかつたが、
ステンレス鋼板をライニングした本実施例ではそ
の懸念を削減し、従来より扉体に近接した苛酷な
条件でも十分耐久性が持続することを立証した。

【図面の簡単な説明】

第１図ＡおよびＢは本願実施例を示す正面断面
図Ａおよび平面図Ｂ、第２図は実験理論の基本
図、第３図と第４図は実験例の流態を示す正面断
面図、第５図と第６図は従来技術を示す正面断面
図。 １……上流側の放水路、２……ジエツトフロー
ゲート、３……扉体、４……緩衝槽、５……第１
のバツフルブロツク、６……第２のバツフルブロ
ツク。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 放水路間に介装したジエツトフローゲートの
   ゲート扉体下流側に緩衝槽を設け、槽底に高速
   噴出流に直面するバツフルブロツクを突設した
   ジエツトフローゲートの減勢池において、 ゲート扉体より槽全長の20％乃至30％の位置
   に始端を有する複数の第１のバツフルブロツク
   と、 ゲート扉体より槽全長の50％乃至60％の位置
   に始端を有する複数の第２のバツフルブロツク
   との二列のバツフルブロツク群を槽底に突設し
   たことを特徴とするジエツトフローゲートの減
   勢池。 ２ バツフルブロツクがセメントモルタルを原料
   とする基体の上にステンレス鋼板で被包する実
   用新案登録請求の範囲第１項記載のジエツトフ
   ローゲートの減勢池。