JPH0435565B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本願発明は河川湖沼の流量を調節し、取水と洪
水調節のための流路を横断して設置する水門の扉
体、とくに上流側呑口と天端と下流側吐出口とを
繋ぐサイフオン管路を上架したサイフオン付き扉
体に関する新規な発明である。

〔従来の技術〕

サイフオン付き扉体については出願人自身の提
案によるいくつかの発明、考案（たとえば「サイ
フオン付水門扉」（特開昭57−155412号公報）や
（特開昭58−106008号公報）など数件）がある。

従来電気的に水門を昇降して放水量を調節して
いたのでは人員配置と機械的メンテナンス上に問
題があり、可動部分をなくした自然越流のみでは
上流側水位の急増に対応できながつたが、サイフ
オン付水門扉の開発によつてこれらの諸問題を解
決した。

すなわち上流側水位が高まつて自然越流のまま
サイフオン管路の呑口が水没すると管路内の空気
は水流に巻きこまれて急速に減圧しサイフオン流
（遷移流）となつて流速は急増し大量放流を可能
とする。水位がさらに上昇してサイフオン管路中
の空気をすべて追い出して水が完全に充満した管
路流に入つてもなお流量は増加するので（実験的
には自然越流に比べ同一越流幅、同一越流水深で
あれば約８倍の放流能力が得られる。）上流側水
位の変動に最も敏感に順応して放水量を増減でき
るため水位の調整に効果的な作用を行なう長所を
有している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

サイフオン管路は以上述べたように、上流側水
位の上昇と管路内の空気の強制的な逸出と管路水
の充満によつて自然越流からサイフオン流（遷移
流）を経て管路流に達し、その放流量は著しく増
大して水門設置の目的を達する。

ところで、第９図はサイフオン付き扉体の典型
的な従来技術の一例を示す正面断面図であり、１
ａが溶接組立構造による扉体であり、この扉体に
上架するのが呑口３ａ、天端４ａ、吐出口５ａを
繋いで形成されるサイフオン管路２ａである。

上流側水位が下がつて呑口３ａの上端部が水面
に露出するようになると、この部分から空気を吸
い込んでサイフオンブレーカの作用を生じ管路流
はサイフオン流（遷移流）に移り、水位がさらに
下れば自然越流に移行していく。このとき限られ
た狭隘な空隙から急速な空気の吸引が続くので、
場所によつては騒音公害の原因となりやすい。

また、この型式の扉体では上流側水面近くに浮
遊する異物の混入を防止する必要があるため、サ
イフオンナ管路の全呑口部に防塵装置を取り付け
なければならない。この工事は相当に煩瑣なもの
である。

第１０図は別の型式のサイフオン付き扉体の従
来技術であり、サイフオン管路２ｂの呑口３ｂは
上流側水面下に深く沈潜しているから、ここから
サイフオンブレーカとしての空気吸引はなく、別
に天端４ｂの直前にブレーカ用孔１３ｂを穿孔す
る。

このタイプの特徴は前例のように上流側からの
浮遊物混入の恐れがなく、したがつて流量調節中
の防塵装置は特に設ける必要はないことである
が、ブレーカ用孔が天端附近にあるため吸入時の
空気音が異常に高いのは避けられず、依然騒音公
害の原因となる恐れが解消されていない。

本願発明は以上の問題点を解決するために、流
量調節用の防塵装置は最も軽小なものに留め、サ
イフオンブレーカ時の空気の吸引音を最も微小な
ものに留めるため新しいサイフオン付き扉体の構
成を提出することが目的である。

〔問題点を解決するための手段〕

本願発明に係るサイフオン付き扉体は扉体内に
おいて、サイフオン管路の天端附近で該管路に開
口して扉体内を別途に垂下し下端は扉体内に内蔵
された水槽の下底部附近に開口する導水管を独立
して設け、一方上端はサイフオン管路天端附近で
管路に挿通しつつ管路上に架設し、扉体内を別途
垂下して下端は前記水槽内の所望の高さで開口す
る給気管を設け、さらに前記水槽内の給気管開口
面にほぼ対応して開口し下流側へ垂下する放水路
を設けたため、扉体内でサイフオン管路へ給気を
断続することができ前記の問題点を解決した。

〔作用〕

本願発明のサイフオン付き扉体は以上述べた構
成をとるから上流側水位の変動に伴い次の作用を
果す。

上流側の水位が上つてサイフオン管路の呑口が
水没し、さらに管路内を上昇して天端附近に達す
ると、水は管路内を越流して下流側へ放流すると
共にその一部は管路に開口した導水管内を垂下し
て扉体内の水槽に入る。

水槽には下流側へ垂下する放水路があり、流入
した水量だけ流出するようにしておく。

上流側水位の変動と水槽内水位は、水槽の大き
さおよび導水管の管路への開口面積を適当に設定
することによつて同調させることができる。

水槽へは所望の高さで開口する給気管が下向き
に突出しており、この管の上部はサイフオン管路
の上に被さるように架設され、かつサイフオン管
路の天端附近で開口している。

上流側水位が上り、サイフオン管路の越流量が
増えて吐出口が満水したため、ここからの給気が
絶たれたとき、管路の流態体はサイフオン流（遷
移流）に変わり、放水量は著増し、空気は水槽内
の空間に開口する給気管先端から吸入され、上昇
して管路天端附近から管路へ供給される。

さらに上流側水位が上昇し、これに連動して水
槽内の水位も上昇し、給気管開口部に達すると、
空気の流路をここで断つこととなりサイフオン管
路への給気は中断され、管路はサイフオン流（遷
移流）から管路流と流態が移行し大放流状態とな
る。

上流側の水位が低下するときは、これと逆の現
象が進行し、給気管からの空気の送給が再開され
ることによりサイフオン管路の流態は管路流、サ
イフオン流（遷移流）、自然越流へと移行する。

このように水位変動に伴なうサイフオン管路へ
の給気の断続がすべて閉鎖した扉体内に生じる作
用によつて機能する。

〔実施例〕

本願発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は正面断面図で鉄板の溶接構造で製作さ
れた扉体１の上にサイフオン管路２を上架してい
る。管路は呑口３、先端４、吐出口５とから形成
されている。呑口３にはスクリーンバー６をとり
つけている。このサイフオン管路の一部に開口し
扉体内を別途垂下する導水管７は扉体内に内蔵さ
れる水槽８の下底部附近に開口し上流側の水を導
入する。水槽８内には減勢板９Ａ，９Ｂ，９Ｃ…
を突設して垂下してきた流勢を減殺する。水槽の
上部には下流側へ導入する放流路１０を垂下さ
せ、その終端はサイフオン管路の吐出口と一致す
る。サイフオン管路２の上面に被る形で空気管１
１の上端を架設する。空気管は第１図、第２図に
示すように、サイフオン管路への上架部１２，サ
イフオン管路の天端４へ連通する給気口１３、扉
体内を別途垂下する垂下管１４、水槽内に突出開
口する吸気口１５より成り立つている。

サイフオン付き扉体の全体図を示すのが第３図
（正面図）と第４図（平面図）であり、サイフオ
ン管路２を複数個（本例では６流路）づつ分割し
て、それぞれの管路へ給気管１１の吸気口１３か
ら空気の送給を断続する。

本例では両図および第１図に示すように、サイ
フオン管路群とサイフオン管路群との間に設けた
越流部分１６にのみ簡単な防塵装置１７を装着し
ており、この越流部分のみ導水管７は上流側へ向
つて開口しているが浮遊物の混入はこの装置のた
め防止することができる。

第５図は第１図におけるＡ−Ａ断面を示す平面
断面図で、導水管７、水槽８、減勢板９Ａ，９
Ｂ，……，放水路１０の隣接する位置関係を示
す。

本願実施例における上流側水位の変動と扉体内
の水位および空気の挙動を図に基いて説明する。

第６図Ａ，Ｂは上流側水位がまだ低い状態で、
Ａ図において導水管７へ上流水が流入して水槽８
に達するが、流入した水量だけ流出し、一方、本
来の流路である上架したサイフオン管路２はＢ図
に示すように自然越流状態である。

第７図Ａ，Ｂは上流側水位が高まり、サイフオ
ン管路を通過する越流水が増加した結果サイフオ
ン管路の後端（吐出口附近）が水で充満し、サイ
フオン流（遷移流）に入つた状態である。Ａ図、
Ｂ図において矢印で示すように、空気は吐出側か
らの吸入を閉ざされたため、もつぱら水槽内に突
出した給気管１１のラツパ状吸気口１５からのみ
吸入され、サイフオン管路天端附近から管路へ給
気される。

第８図Ａ，Ｂは上流側水位がさらに高まり、給
気口１５は水槽内の水位上昇によつて封止され、
サイフオン管路はどこからも給気をうけることな
く満水状態となつてサイフオン流（遷移流）から
管路流に移り大放流状態となつたものである。

〔発明の効果〕

本願発明は以上述べたように、サイフオン管路
への給気の断続を扉体内の作用に求めたため、給
気に伴なつて発生する騒音は閉鎖構造に妨げられ
て外部へ伝播することがなく公害問題を解決す
る。

サイフオン呑口からの浮遊物混入を防止すると
いう第二の従来技術（第１０図）の効果もそのま
ま保持できる。

また、実施例特有の効果としてサイフオンブレ
ーカ用の水槽への浮遊物混入は第３図などに示す
極く小規模、局部的な防塵装置で足りるという点
が挙げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本願発明実施例の正面断面
図、第３図（正面図）と第４図（平面図）は扉体
の全体を示し、第５図は一部平面断面図、第６図
Ａ，Ｂ（自然越流）と第７図Ａ，Ｂ（サイフオン遷
移流）、第８図Ａ，Ｂ（管路流）とは実施例の作用
を示す正面断面図。第９図、第１０図は従来の技
術を示す正面断面図。 １……扉体、２……サイフオン管路、３……
（サイフオン管路の）呑口、４……（同）天端、
５……（同）吐出口、７……導水管、８……水
槽、１０……放水路、１１……給気管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上流側呑口３と天端４と下流側吐出口５とを
   繋ぐサイフオン管路２を上架したサイフオン付き
   扉体１において、サイフオン管路の天端附近で管
   路に開口し扉体内を別途に垂下して下端は扉体内
   に内蔵された水槽８の下底部附近に開口する導水
   管７を独立して設け、一方上端はサイフオン管路
   天端附近で管路に連通しつつ管路上に架設し、扉
   体内を別途垂下して下端は前記水槽内の所望の高
   さで開口する給気管１１を設け、さらに前記水槽
   内の給気管開口面にほぼ対応して開口し、下流側
   へ垂下する放水路１０を設けることにより、扉体
   内でサイフオン管路へ給気を断続することを特徴
   とするサイフオン付き扉体。