JPH0434111A - 自動回動堰 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、河川または水路を堰上げて取水するための自
動回動層（ゲート）に関するものである。

（従来技術） 河川または水路には、通常、上流水位をほぼ一定に保持
するためにゲートが設置される。従来、このゲートとし
てはフロートを利用して作動するようになっているもの
があり、その一つとして第６図に示すような自動操作可
能なテンターゲート１がある。図において、水路２の上
方を横断して回動自在に設けた主軸３にアーム４が上下
流方向に固着され、アーム４の上流端には主軸３を中心
とする円弧状の扉体５が固着され、水路２を堰上げ可能
に配置されている。一方、アーム４の下流端近くの下方
にカウンターウェイト６が調節自在に装着されている。

水路２の側方には静水池７と、越流堰８を介して静水池
７と連通ずるフロート室９とが設けられており、静水池
７はゲートｌの上流側水路に通水口１０を介して連通さ
れ、フロート室９は小径の流出口１１を介してゲート１
の下流側水路に連通されている。そして、フロート室９
内に収納されたフロート１２は、主軸３にアーム４と同
方向に延ばして固着されたフロートアームＩ３の上流端
に懸垂されている。なお、越流堰８の層表は流出口１１
の断面積に比して十分に大きくされている。

次に上記ゲート１の作用について説明する。

ゲート１の上流側水路と静水池７の水位が、越流堰８の
頭頂よりも僅かに高くなると、越流堰８の頭頂が流出口
１１の断面積に比して十分に大きくされているので、フ
ロート室９内の水位が上昇し、その結果、フロート１２
と扉体５が上昇して流下量が増加しゲート１の上流水路
の水位が低くなる。

一方、静水池７の水位が低下すればフロート室９内への
流入量が減少しフロート室９内の水位の上昇が止まるの
でゲート１は静止する。ゲートｌの上流水路の水位が低
下した場合における作用については自明の事であるので
説明を省略する。

ところで、上記ゲート１においてその開閉精度を上げる
には、フロート１２の平面積を小さくすれば良いが、こ
の場合浮力が小さくなるので、第一に、主軸３から扉体
５までの距離（以下、扉体５のアーム長と云う）を小さ
（して扉体５に装着された水密ゴム（図示略）の抵抗ト
ルクを小さくし、第二に主軸３からフロー）−１２中心
までの距離すなわちフロートアーム１３の長さを大きく
する事が必要である。換言すれば、扉体５のアーム長に
対するフロート１２のアーム長の比率（以下、アーム長
比という。）を大きくする必要がある。

しかしながら、第６図に示す従来技術においては、水路
２の流水量が多（ゲートｌの上・下流側の水位差が少な
い場合に、フロート１２の昇降し得る高さは極めて少な
く、一方、扉体５の下方を通過する水流の速度は小さい
ので、扉体５が大きく開閉しなければ上流水位を一定に
保持できないという問題がある。このことは、木理学的
な制約のために扉体５とフロート１２のアーム長比を極
めて小さくせざるを得ないと云うことを意味し、上記開
閉精度を上げることに関してマイナスとなる。

そこで、本発明者は、第７図に示すようなゲート１４を
提案した（特願平１−１７３５３２号参照）。従来のゲ
ート１　（第６図参照）と異なる部分は、フロート１５
内を密閉室１５ａとその上部に配した上部室１５ｂとに
区画し、上部室１５ｂ内部を密閉室１５ａを貫通し屈曲
自在の連通管１６を介してゲート１４の下流側水路に連
通させたことにある。これにより、上部室１５ｂ内部の
水が出入しながらフロート１５が昇降するので、フロー
ト１５に働く作用力は、フロート１５の昇降に拘らず、
フロート室９と下流側水路の水位が大きく変化しない限
り消失する事がないから、フロートアーム１３の長さに
は理論上の制約がないので、フロート室９の底面を低く
して、フロート１５のアーム長を大きくする事ができる
。

なお、アーム４の下流端に取付けられたカウンターウェ
イト６は、重さと高さが調節可能とされ、装置全体の重
心位置が、ゲート１４の全閉状態においては主軸３の上
流側の斜め上方に、全開状態においては主軸３の下流側
の斜め上方に来るようにされている。以上のことがら、
洪水時においては、上記の重心の作用によって、フロー
１−１５は上部室１５ｂ内部の水を吐き出しながら上昇
し、扉体５の下端が空中に上昇してゲート１４が全開す
る。洪水が去って、水路２の水位が低くなれば、空中に
露出されたフロート１５の下部の密閉室１５ａの重さに
よって、フロート１５が下降すると共に扉体５が下降す
る。そこで、再び堰上げが開始されるようになる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記構成においても、扉体５のアーム長
は依然として太き（、フロート室９の底面は深くなり、
したがって、扉体５とフロート１５のアーム長比はあま
り変わらず、フロート１５の平面積は依然として太き（
、設置スペースを必要とすると云う問題は残ったままで
ある。

また、扉体５とフロート１５のアーム長比が小さいと云
う以外にも、フロート１５が直接フロートアーム１３に
懸垂されていることで昇降にともなってフロート１５が
上・下流方向に変位し、このために、フロート室９内の
フロート１５との隙間を広く取らねばならず、したがっ
て、フロート１５に働いている作用力がなかなか減少せ
ず、また一方、扉体５の抵抗は動き始めると、静止摩擦
抵抗から動摩擦抵抗に変って減するということから、扉
体５が過剰に動（ということであり、この結果、流量が
少ない場合には、扉体５が絶えず開閉を繰返し、水面が
一定しないと云う問題があった。

本発明は扉体を操作するフロートの動作を確実にして安
定した埋土げの行える自動回動堰を提供することを目的
とする。

（課題解決のための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、水路を横断して
設けた扉体を、アームの一端に固着し、該アームの他端
を前記扉体の下流側水路の両壁の計画水位より低い位置
に回動自在に配設した主軸に固着し、前記扉体の上流側
水路と連通する静水池および該静水池と連通し前記扉体
の下流側水路と導水池を介して連通ずるフロート室を水
路に沿った前記扉体の側方に設け、前記フロート室に配
したフロートの内部を下流側水路と連通させ、前記フロ
ートを垂直に昇降させる連動装置に接続し、該連動装置
に連結装置を介して前記アームを連結させ、前記扉体を
前記フロートと連動させるようにしたことを特徴とする
。

また、カウンターウェイトを連結装置を介して連動装置
に装着しても良く、フロートを昇降時に横方向に振れな
いようにガイド装置によって保持しても良い。

（作　用） 本発明は上記のように構成するものであるので、主軸が
計画水位以下の位置に軸支されるので扉体のアーム長を
著しく小さくすることができ、扉体作動時の抵抗トルク
が小さくなる。また、連結装置により連動装置を主軸の
位置と別箇所に設けることができるので、フロート室の
底面を僅かに掘込むだけで、フロートのアーム長を大き
くすることができ、扉体とフロートのアーム長比を著し
く大きくすることができる。

また、フロートは連動装置によってフロート室内を垂直
に昇降可能にされるので、フロートの平面位置が決めら
れフロートとフロート室内との隙間を上下流方向に余分
に取る必要がなくなり、フロートの平面積を小さくする
だけでなくその水面積を小さくすることができる。した
がって、フロートが僅かに昇降しただけで、フロート室
内の水面がフロートと反対方向に大きく動いて、フロー
トに働いていた作用力が消失し、扉体の無駄な動きがな
くなり効率良く作動する。

また、フロートは、必ず水中と空中に跨る必要があるが
、連結装置によって連動装置を水面上方に設置すること
ができる。また、カウンターウェイトも連結装置を介し
て装着されるので、流水の流通を阻害する事はない。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第３図に示すように、水路１７にはその流れを埋土げる
ゲート１８が設けられ、水路１７を横断する扉体１９に
は、その両側端に配置された厚板の縦桁２０と、扉体１
９の下流側面のはｆ中間の高さの位置に扉体１９と一体
となってその両側端は縦桁２０に固着された箱状の断面
を形成する捩り桁２１と、扉体１９の下端近くに固着さ
れその両端も縦桁２０に固着された水平桁２２（第１図
参昭）とが、組み付けられている。そして、両側の縦桁
２０の下流側のはｆ中間の高さの位置に各々アーム２３
．２３が固着されている。

アーム２３の方向は、ゲート１８の全閉状態において、
はｆ水平にされ、その下流側端部に形成された孔に、両
側に柄を有する主軸２４の先端が外側から緩く嵌合され
、両者はスプリングビン２５によって結合され、一方の
主軸２３は水路１７の壁内に埋設されている主軸受２６
に回動自在に軸支され、他方の主軸２４は水路１７の壁
内に埋設されている主軸受２６に軸支されると共に貫通
し、後述する並設された導水池２７を横断して外側の壁
内に埋設されている副軸受２８（第２図参照）に回動自
在に軸支されている。また、扉体１９の側方には水路１
７の壁を隔てて静水池２９が設けられ、さらに下流側に
向かって順にフロート室３０および導水池２７が設４け
られている。静水池２９はゲート１８の上流側水路と壁
に穿設された通水口３１を介して連通され、また、静水
池２９は越流堰３２を介してフロート室３０と連通され
ている。また、フロート室３ｏは底部に配した小径の流
出管３３を介して導水部２７と連通し、また、導水部２
７は水路１７の壁に穿設された導水口３４を介してゲー
ト１８の下流側水路に連通されている（第１．２図参照
）。

次に越流堰３２の構成について説明する。第２図に示す
ように５静水池２９内に上方を開口したタンク状の注水
槽３５が、その上端の高さを所定の埋土がるべき計画水
位よりも適当に低くされて配置され、注水槽３５の下部
に注水管３６が角ネジを介して結合され、注水管３６の
他端はフロート室３０の、最も低い状態におけるフロー
ト３７の下端よりも低い位置に開口されている。注水槽
３５の流入口３５ａ付近は筒形の防塵防波筒３８によっ
て囲繞されている。また、注水槽３５の周長は流出管３
３の断面に比べて十分に大きくされており、注水槽３５
の曲目から水を越流させる事によって注水槽３５の水面
積を極力小さ（している。

フロート室３０に設けられたフロート３７は、その下部
に密閉部３７ａを形成し、その上方は導水部３７ｂとさ
れ、頂板に通気口３７ｃが穿たれている。

また、ツーロート室３０の上流側壁面中央および下流側
壁面中央の近（の底面にそれぞれ鉛直に突き出された一
対のガイド棒３９，３９が固着され、このガイド棒３９
はフロート３７に固着されたガイドバイブ４０に挿通さ
れており、このため、フロート３７はガイド捧３９に沿
って昇降し、フロート３７のフロート室３０内の位置は
確定するのでフロート３７との間の隙間は極力小さくさ
れている。また、導水部３７ｂの下端に開口する導水孔
４１は密閉部３７ａを貫通してフロート３７の下端にお
いて、フロート３７の昇降に支障がないよう十分な長さ
の可撓性の導水管４２と接続され、導水管４２の先端は
フロート室３ｏの壁を貫通して導水部３７内に開口され
ている。なお、流出管３３と導水管４２の大きさはゲー
ト１８の開閉速度が適当となるように決定されている。

前述した導水部２７内を横断した主軸２４は、その中央
部の位置に、連結装置４３のリンク４４が固着されその
先端に下部連結ビン４５を介して連結材４６が回動自在
に接続されている。また、導水部２７内を横断した主軸
２４の上方に、この導水部２７の壁上面に立設した一対
の支柱４７．４７に軸支された下部軸４８が主軸２４と
平行に回動自在に設けられている。

この下部軸４８に、一対の支柱４７．４７の内側に位置
して、上・下流方向に延びる一対の下部アーム４９．４
９が固着され、この下部アーム４９の下流側端に、一対
の下部アーム４９．４９を連結する上部連結ビン５０を
介して、上記の連結材４６の上端部が回動自在に接続さ
れている。この構成において主軸２４、連結装置４３の
下部連結ビン４５と上部連結ピン５０および下部軸４８
を結ぶ線は平行四辺形を形成している。

次に連動装置５１を説明する。下部軸４８の上方に支柱
４７に軸支されて上部軸５２が水平に回動自在に設けら
れ、上部軸５２に上流側に延びた一対の上部アーム５３
．５３が固着されている。そして、下部アーム４９の上
流側先部と上部アーム５３の先部とに連絡し、それぞれ
、下部支持ピン５４と上部支持ビン５５を介して一本の
鉛直材５６が設けられている。

鉛直材５６から上流に向けて直角に、下部レール５７と
上部レール５８が突き出され、その間に緩く嵌合された
ローラー５９を有する連結部材６０を介して、上記のフ
ロート３７が支持されている。この構成において、下部
軸４８、下部支持ピン５４、上部支持ピン５５および上
部軸５２を結ぶ線は平行四辺形を形成している。

また、支柱４７に軸支された下部軸４８に固着された下
部アーム４９の下流側の下方には枝アーム６１が突き出
し、この枝アーム６１によってカウンターウェイト６２
が装着されている。下部軸４８がら見たカウンターウェ
イト６２の位置は、ゲート１８の主軸２４からゲート１
８の重心位置を見た真反対の方向よっもや一上方にされ
ている。なお、支柱４７に支持されて上流側に取り付け
られた枠６３に前述したガイド棒３９の先端が固定され
ている。また、ゲート１８のアーム２３が直立した状態
において、アーム２３をその下流側に接する位置で支持
するように水路１７の側壁にストッパー６４が固着され
ている。

次に構成の詳細について説明する。先ず所定の堰止げる
べき計画水位と、そのや＼上方に実用上許容され得る限
度内において上限水位が設定され、下流水位が計画水位
、上流水位が上限水位となるようなゲート１８の開度に
おいて、フロート室３０とフロート３７の導水部３７ｂ
内の水位が等しくなれば、ゲート１８が閉じるように、
カウンターウェイト６２の重さが加減され、またフロー
ト３７の平面積は、フロート室３０内の水位が上限水位
になればゲート１８が開くよう十分に大きくされている
。

カウンターウェイト６２の重さと、下流水位が計画水位
で上流水位が上限水位の状態におけるカウンターウェイ
ト６２の水平方向の位置は、上流において確定したので
、次に、この状態におけるカウンターウェイト６２の高
さについて説明をする。この高さを決定するに先立って
、先ず、上記の開度以下の各々の開度において、ゲート
１８が確実に開き得る限度内において全体の重心の高さ
は、なるべく高（されるが、全体の重心位置がそのよう
になるようにカウンターウェイト６２の高さが決定され
ている。

なお、全体の重心位置の問題について補足する。本発明
においては、上記のとおりゲート１８および連動装置５
１等は三つの軸に分散されて軸支されているので、全体
の重心と云う用語は適切でないように見えるが、全体が
一体となって回動するので、力学的には、全ての部分が
連動装置５１の下部軸４８に支持されていると見做す事
が出来る。したがって、ゲート１８等の全てが下部端に
直接に支持されているものと仮想して、カウンターウェ
イト６２を除いた部分の重量と重心位置を予め選定して
置けば、カウンターウェイト６２の重量と位置は上記の
構成要件に基いて容易に求める事ができる。

フロート３７の密閉部３７ａの上端の高さは、水路１７
の最上流に配置するゲート１８については、密閉部３７
ａの一部が空中に露出した事によって生ずる閉方向のト
ルクと、ゲート１８の摩擦抵抗トルクの和が、自重の偏
心力による開方向のトルクよりも適当に小さくなるよう
にし、同一水路に複数のゲート１８を設置する場合には
、下流に行くに従って順に小さくなるようにする。

なお、フロート室３０への流入手段、下流側水路への連
通ずる構成については静水池２９と導水池２７とを連通
可能とした通水管を配置した構成のもの（特願昭６３−
３２６６６８号参照）を組合わせても良い。また、回動
郡全体の重心位置を軸よりも高くして洪水時にゲート１
８を全開させる構成となっているが、上流に余水吐があ
る場合には、むしろ洪水時にゲート１８が全開しない構
成とするのが良い。

次に作用を説明する。

まず、第５図のグラフはゲート開度と水位との関係を示
すもので、上記の構成においてフロート３７の平面積と
カウンターウェイト６２の重さと位置を決定した下流水
位が計画水位の高さになり、上流水位が上限水位の高さ
になる状態をパターン■と称し、ゲート１８の全開状態
をパターンエ、上記のパターンＩとパターンｍの中間の
状態をパターン■と称する事とする。また、曲線■は、
ゲートの各開角度毎の下流水位を示し、曲線■は、ゲー
ト１８が静止するフロート室３０内の水位を示すもので
あり、偏心力による開方向のトルクをフロート３７に働
く浮力による開方向のトルクが均衡するのに必要なフロ
ート３７の内外水位差が曲線■と比較することで理解で
きる。

上記の構成において既に説明したとおり、パターン■に
あっては、フロート室３０内の水位が上・下流の水面の
中間の高さにある場合には、自重の偏心による閉方向の
トルクと、フロート３７に働（浮力による開方向のトル
クが均衡し、フロト室３０の水位が上流水位と等しくな
れば、ゲート１８が開（ようにフロート３７の平面積が
決定されているが、ゲート１８の開方向と閉方向の抵抗
トルクが等しい事は勿論であるので、上記の構成は、換
言すればフロート室３０内の水位が上流水位と等しく、
フロート３７の内外水位差がゲート１８の上・下流の水
位差と等しくなった場合に、ゲート１８の抵抗トルクの
２倍のトルクがフロート３７によって発生する事を期待
する事になる。この事は、バターン■においても変りが
ないが、パターン■においては、第５図に示すように、
流量の減少に応じて、フロート３７の浮力の根源となる
上・下流の水位差が増加し、一方、ゲート１８に働く上
・下流の水圧差の増加にともなう抵抗トルクの増加は若
干あるが、自重による抵抗トルクが大きいので、パター
ンｍに比してパターン■においてはフロート３７の平面
積に余裕が生じ、フロート室３０内の水位が上流水位と
等しくなればフロート３７に浮力が働いてゲート１８が
開き、下流水位と等しくなればフロート３７に働く浮力
が消失し自重の偏心力の作用によってゲート１８が閉じ
る。

一方、流出管３３部の上・下流の水位差とフロート室３
０の通過流量がゲート開度によって異なるので、ゲート
１８が静止状態になっている時の上流水位は、流量の如
何によって若干具なる。しかし、注水槽３５の周長が流
出管３３の断面に比して十分に大きくされているので、
抑々、注水槽３５上の越流水準自体がきわめて小さく、
越流水準の差にもとづく上流水位の差は、実用上はいさ
さかも問題にならない程に極めて小さい。また、上記の
構成からして、流量が増減すれば当然ゲート１８が開閉
するが、フロート室３０への流入量は開く時には増加し
、閉じる時には減少する必要があるのでこれも上流水位
が若干変動する要因となる。しかし、上記のとおり注水
槽３５の周長が太き（越流水源が極めて小さ（されてい
るので、上流水位が昇降始めると直ちにフロート室３０
内への流入量が増減する。また、連動装置５１の水平レ
ール５７．５８とローラー５９を用いてフロート３７の
上・下流方向の変位を起こさない構造とし、フロート室
３０の隙間を極力小さくしたので、フロート室３０内の
水位も流水の増減に対して直ちに昇降し、フロート３７
の作動によってゲート１８は遅滞なく追随する。したが
って、突発的な洪水の場合以外にはフロート室３０内へ
の流入量の変化は微々たるものであるので、上流水位の
変化は極めて小さくほぼ一定と見做し得る。

次にフロート３７の導水部３７ｂの作用について説明す
る。まず水路１７の上・下流の水位差が小さい場合には
、扉体１９の下方を通過する水流の流速が小さいので、
流量の増減が極めて僅かであっても扉体１９は大きく昇
降する事が水理学的に要求される。このため、扉体１９
とフロート３７のアーム長比を大きくすることのほか、
フロート３７内の導水部３７ｂ内を下流側水路に連通し
ている。したがって、仮に扉体１９の動きが不十分でフ
ロート室３０内と下流側水路の水位が変らなければフロ
ート３７の内外の水位差が変らない事になるので、フロ
ート３７に働く作動力は消失せずフロート３７は昇降し
得る。したがって、扉体１９の動きは敏捷となり、また
、扉体１９のアーム２３を短く、かつ、アーム２３の回
動角を大きくできる。

次に、ゲート１８のアーム２３を水中に設けた事に関す
る作用について説明する。上記理由により、ゲート１８
の主軸から、扉体１９までの距離を小さく、フロート３
７までの距離を大きくする事が可能であり、また、その
ようにする事によって扉体１９に装着される水密ゴムの
抵抗トルクが小さくなり、その結果、フロート３７の作
動トルクが大きくなってフロート３７の平面積を小さく
することができる。このような視点に立って、主軸２４
を水中に設けたのでアーム２３の長さを極めて小さくす
ることが可能となり、はぼ扉体１９の高さ程度の長さで
済み、したがって、フロート３７の平面積が小さくなる
だけでな（、ゲート１８が極めて小刻みに動くので、流
下量が太き（変化せず上流水位が安定する。

ゲート１８が小刻みに動く事の必要性について補足説明
する。近年、畑地潅激が普及し、また、上水道と農業用
水の共同事業が行われているが、これらの場合には、水
路断面に比して冬期の流量が極めて少なくゲート１８の
開度が２ｃｍ内外に過ぎない事がある。従来技術におい
ては、このような場合に、ゲート１８は前述したように
大きく変動するので流下量が激変し上流の水位も安定せ
ず絶えず変動する。その原因は、静止摩擦係数に比して
動摩擦係数が小さいために、−旦動き始めるとゲート１
８の抵抗トルクが激減し、一方、フロート３７に働いて
いた作動力は、僅かにフロート３７が昇降した位置では
消失せず、しかも、扉体１９とフロート３７のアーム長
比が小さいために、扉体１９が増巾して開閉するためで
ある。

上記のような視点から、本発明においては、前述したと
おり主軸２４を水面下に設ける事によって扉体１９のア
ーム長が極力小さくされ、一方、フロート３７内に水を
導入しフロート室３０の底面を深（掘り込む事によって
、フロート３７のアーム長が極力大きくされている。し
たがって、比較の問題ではあるが扉体１９が僅かに昇降
すれば、フロート３７は大きく動く。また、フロート室
３０内のフロート３７との隙間が極力小さくされている
ので、扉体１９が僅かに昇降した段階において、フロー
ト室３０内の水面がフロート３７と逆方向に動いてフロ
ート３７に大きな制動力が生じ、また、フロート３７の
アーム長が大きくされているので大きな制動トルクが働
き、したがって、扉体１９の動きは極めて小刻みとなる
。そして、ゲート１８の開閉の度合いが不足であっても
、フロート室３０内の隙間が極力小さくされているので
ゲート１８は矢継早やに動く。

したがって、ゲート１８の動きがどのように小刻みであ
っても、ゲート１８の動きが不足なために上流水位が大
きく変化する事はあり得ない。

なお、上記の計画水位は正確に云えば計画用水位であり
、人為的に取水量を加減する事によって調節されるもの
であるので、計画上は士数年に一回の渇水の場合にしか
起らない事とされているが、実際には文字通り我田引水
が行われ水需要の最盛期においては、毎年、計画水位ま
で水位を上昇させて使用されるのが普通である。したが
って、下流水位が計画水位になった後において流量が減
少すれば、直ちにゲート１８が自動的に閉じて上流水位
を確保する必要がある。このような場合でも本発明では
上記の構成において説明したとおり、パターンｍの状態
において、フロート３７の内外水位が等しくなれば自重
の作用によってゲート１８が閉じるように構成されてお
り、また、パターンＨにおいては、パターンｍよりも重
心位置が上流側にあってより閉じ易くなっているので問
題はない。

また、注水槽３５の上端の高さが計画水位よりもや１低
くされているので、パターンＨの大部分の領域において
は上流水位はほぼ計画水位に等しい。しかしながら、下
流水位が計画水位に近くなると上流水位は徐々に計画水
位よりも高（なり、下流水位が計画水位になれば上流水
位は上限水位になる。

次に、洪水になってゲート１８が開く作用について説明
する。パターン■の開度のまＳで洪水を迎え流量が増加
すれば下流水位も上昇するが、上流水位はそれ以上に増
加するので上・下流の水位差はパターン■よりも大きく
なる。したがって、洪水になって流量が計画流量以上に
なってもゲート１８の開度がパターン■のま＼である事
は有り得ず、洪水になればゲート１８は徐々に開いて行
く（第４図ｇ照）が、下流水位が上昇するので、上流水
位が上限水位以上に高くなる事は避けられない。しかし
、ゲート１８が開くにつれて、自重の重心位置が軸の真
上に近づくので、徐々に上・下流の水位差は小さくなり
、さらに、自重の重心位置が回転軸の下流側に来ればゲ
ート１８は重心の作用によって自発的に開き始める。以
下、この状態をパターンＩＶと称する事とし、パターン
ＩＩＩからパターン■Ｖになるまでの間のゲート１８の
回動角について説明すると、上記のとおりパターン１］
のあらゆる開角度の状態において、ゲート１８が開き得
る限度内において重心の位置がなるべく高くされている
ので、パターン■からパターンｌ■の間の回動角が小さ
くて済み、したがって、パターンＩＶにおける水位が計
画水位よりも著しく高（なる事はない。

また、成る設計基準によれば、水路１７の余裕高、すな
わち水面から水路側壁の上端までの高さは、計画用水位
の場合には２０乃至３０ｃｍ程度が要求されているが、
計画洪水位の場合には１０ｃｍまで許容されている。し
たがって、フロート３７の平面積は通常は上記の構成の
説明どおりにパターン■を基準にして決定すれば差支え
ない。しかし、社会的な特殊事情のために極めて近接し
て下流にゲート１８が設けられ、堰上げられている場合
には、重心位置が低いためにパターンＩＩＩとＩＶの間
の回動角が大き過ぎて上流水位が高（なり過ぎる事が絶
無とは云い切れない。そのような場合には、パターン■
ｖの水位を基準にしてフロート３７の平面積を大きくす
れば容易に対処できる。

なお、パターン■よりもゲート開度が太き（なった後に
おいては、流量が減少し下流水位が低下しても直ちに自
動的に閉じる事は出来ないが、−旦洪水になった後にお
いては、−日間程度の間は取水しないのが普通である。

しかし、どうしても直ちに埋土げを再開したい場合には
河川等からの取水口において一旦流量を減じてフロート
３７の密閉部３７ａを空中に露出させれば直ちに埋土げ
が再開される。

次にパターン■の後の作用について説明する。

パターン■において、ゲート１８の自発的な開運動が始
まると、フロート３７の導水部３７ｂ内の水は導水管４
２を通して排出され、フロート室３０内の水は注水槽３
５と流出管口３３から補給され、フロート３７の上昇は
連結装置４３によって扉体１９をさらに回動させる。上
記の水の移動は瞬時に行われる事がないので適度の速さ
でゲート１８は開き続け、アーム２３が鉛直となったと
きに扉体１９の上端と下端の高さが等しくなり、アーム
２３はストッパー６４に圧着されて静止状態となる。と
くに、その最終段階においては、上記の構成の説明のよ
うにフロート３７の密閉部３７ａの一部が空中に露出さ
れて閉方向のトルクが開方向よりも適当に小さ（されて
いるので回動速度が特に小さ（なり、アーム２３は静か
にストッパー６４に接触する。この状態をパターンＶと
称する事とする。

パターン■からパターン■になるまでの時間は瞬時では
ないが極めて短かい。したがって、パターンＶの水位は
パターン■とはｆ等しいが、さらに流量が増加して水位
が上昇してもストッパー６４によって静止状態が保持さ
れる。

パターンＶにおける扉体１９の姿勢は、上流側から見た
投影面積がもつとも小さく、かつアーム２３が垂直状態
であり、上流側からか＼る水圧をストッパー６４によっ
て受は止め得るもつとも安定した姿勢である。

次に、洪水が去って埋土げを再開する作用について説明
する。流量が減って水位がパターン■に示す水位よりも
やき低くなればグー１−１８は閉じ始め、パターン■の
開度になれば、重心の作用によって自発的に閉運動を続
は再び埋土げが開始される。このとき、フロート３７内
に水が入りフロート室３０内の水が排出される働きがあ
るので、閉運動の速度はこれらの作用によって決まる。

次に、上記のように、ゲート１８の開度がパターン■の
状態になって、自発的な閉動作が開始される時の水路の
゛水位について考察する。上記のとおり、グー）１８が
パターンＩＶにおいて開き始めた後においては、暫らく
の間、密閉部３７ａが空中に露出しない事が必要である
。何故ならば、パターン■においては重心の作用は、ゲ
ート１８の摩擦抵抗とはｆ等しいので、いささかでも密
閉部３７ａが空中に露出すれば開運動を続ける事は出来
ない。本発明では、前述した通りパターン■においては
密閉部３７ａの上端は水没している。また、パターンＩ
ＩとパターンＩ■の間においても、密閉部３７ａの上端
が下流水位よりも高くなればその分だけ上・下流の水位
差が大きくなって好ましくないので、パターン■とパタ
ーン■ｖの間においてもゲート１８が開く場合には密閉
部１８ａの上端は下流水位以下でなければならない。一
方、ゲート１８が閉じる際には密閉部３７ａが空中に露
出する必要があるので、ゲート１８が自発的に閉じ始め
るためには水路の水位が計画水位よりも適当に低くなる
必要がある。

しかしながら、既に説明したように洪水時においては分
水、すなわち、埋土げは急ぐ必要がないのが普通であり
、また、特殊事情があって急ぐ場合には、取水ゲートを
一旦閉じるか、或は、最上流のゲート１８を人為的に閉
じれば一時的に流下量が減少し水路の下流側水位が低下
するので、下流に配置したゲート１８を次々と自動的に
埋土げることができる。

なお、複数のゲート１８が同一の水路に設置されている
場合に、上流のゲート１８よりも下流のゲート１８が先
に閉じると、水路１７の水位は下流のゲート１８によっ
て堰上げられて上流のゲート１８位置における水位が低
下せず、上流のゲート１８は洪水時と同様の動作をする
虞れがあるが、密閉部３７ａの上端の高さを下流のもの
ほど順次に低くすることによって解決される。

次に、ゲート１８の力学的な作用について補足する。扉
体１９の背面に捩り桁２１が設けられているので、フロ
ート室３０および連動装置５１が扉体１９の片側に設置
されてもこの荷重による扉体１９の左右の捻れが解消さ
れ、さらに、左右一対のアーム２３の取付は角度が等し
くなってアーム２３には捩りがかからないのでアーム２
３の板厚を薄くして流水中に設置できる。また、扉体１
９の下縁には強大な水圧がかかるが、水平桁２２が固着
されて強固になっているので応力を軽減することができ
る。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成したものであるので、扉体の
アーム長を短かくすることができ、連動装置を使用する
ことでフロートとフロート室との隙間を小さくし、扉体
とフロートを、連結装置で連係したので、ゲートの動き
が極めて円滑となり、安定した堰上げを行うことができ
る。また、全体を小さくすることができて経済的となる
ばかりか、ゲート本体の大部分が常時は水路内に隠れて
いるので場所もとらず景観を損う事もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例のゲートの水路中の縦断面
を示す側面図、第２図は実施例のゲートの側方の静水池
等の縦断面を示す側面図、第３図は実施例のゲートの平
面図、第４図は実施例のゲートの動作を示す側面図、第
５図は実施例のゲートの開度と水位との関係を示すグラ
フ、第６図は従来のゲートの側断面図、第７図は他の従
来のゲートの側断面図である。 １７・・・水路 １９−・・扉体 ２３・・・アーム ２４・・・主軸 ２９・・・静水池 ３０・・・フロート室 ３７・・・フロート ４３・・・連結装置 ５Ｊ・・一連動装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水路を横断して設けた扉体をアームの一端に固着
   し、該アームの他端を前記扉体の下流側水路の両壁の計
   画水位より低い位置に回動自在に配設した主軸に固着し
   、前記扉体の上流側水路と連通する静水池および該静水
   池と連通し前記扉体の下流側水路と導水池を介して連通
   するフロート室を水路に沿った前記扉体の側方に設け、
   前記フロート室に配したフロートの内部を下流側水路と
   連通させ、前記フロートを垂直に昇降させる連動装置に
   接続し、該連動装置に連結装置を介して前記アームを連
   結させ、前記扉体を前記フロートと連動させるようにし
   たことを特徴とする自動回動堰。