JPH048567B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は袋状堰の全自動制御装置に関するもの
である。

（従来技術） 河川を横切つて設けたゴム引布等の袋状体に水
または空気を注入して起立させ、またはこれらを
排出させて倒伏させる、いわゆる袋状堰は構造が
簡単で、また塗装を要しないので、近頃、鋼製の
水門にかわつて広く用いられている。

この袋状堰を用いる装置においては、一切の動
力と何等の人為操作をせずに、河川流量の増減に
応じて自動的に、倒伏および起立を繰り返し、ま
た起立中においては流量の如何にかかわらず、常
に一定の堰上水位を保持するように構成されてい
る。

この操作装置はすでに実用化され、改良も重ね
て、特願昭59−27569等により出願されているが、
この発明により従来の問題は一応解決されたが新
しい問題が生ずるおそれがあることが判つた。

すなわち、(1)起立時においては排気管の上端が
水没している構造であるので、排気管が空中に露
出する前に排気が開始された場合、排気装置内に
水が侵入し、不完全な排気となり、堰の倒伏状態
が不完全になる恐れがあること。

(2)前記発明には安全装置が付加されていないた
め、故障しやすい部分が仮りに破損した場合でも
倒伏だけは行ない得るような構造としたため設備
費が高価になつたこと。

等の問題点である。

（発明の目的） したがつて、この発明は、これらの新たな問題
点を解決するものであつて、排気管を空中に露出
させる方式で、別途に安全装置を加えて過度の設
備をなくし、もつて安全かつ簡便な袋状堰の全自
動制御装置を提供するものである。

（発明の構成） 本発明は従来の問題を解決するためのもので、
河川を横切つて設けられた袋状の堰体１と、該堰
体１の上流河川に連通する制御装置室５と、制御
装置室５の側面に設けた通水口９ａを下流河川に
連通するサイフオン１０と、を設け、 前記堰体１内に開口する通水管７の他端をサイ
フオン１０の開口１０ａに位置させて開口し、前
記堰体１内に、空気を給排気する通気管８を連通
し、該通気管８を逆気流防止槽１３および送気管
３９を介して送気装置６の空気槽３０に連通し、 空気槽３０の上方の貯水槽３１の底面に開口す
る落水管３８の他端が空気槽３０の下部に開口
し、空気槽３０の起立水位のやや上方に副サイフ
オン３５の一端が開口し、中間は堰上げ水位より
も僅かに低い位置に配管され他端は制御装置室５
内に開口し、 前記逆気流防止槽１３内の堰上げ水位よりも僅
かに高い位置に開口した排気管１６の他端が排気
槽１１の上部に開口し、該排気槽１１内が放気管
１９を介して大気中に連通し、放気管１９の下部
に開口する給水管４０の他端が逆水流防止槽１４
内の堰上げ水位よりも僅かに高い位置に開口し、
逆水流防止槽１４の底面に開口する送水管２９は
下方に延び、河床以下の位置において反転して、
その他端が給水槽１５内の給水管４０の上端と等
しい高さの位置に開口し、 一端を給水槽１５内の上端近くに開口するＵ字
管２４の下端は河床以下の高さの位置で反転し、
他端は制御槽１２内の起立水位よりも僅かに高い
位置に開口し、 人為倒伏弁２１を備えた導気管２０により、制
御槽１２内は大気中に連通され、また給水槽１５
の右側の一部の下方の大部分が仕切板１５ａによ
り仕切られて、制御槽１２内の起立水位以下の位
置に開口する注水管２５が上方に延び、後記のブ
レーカ２６の頂部とほぼ等しい高さで反転して下
方に延び、給水槽１５内の右側の区画の底面近く
に下向きに開口し、 サイフオン１０の頂部に開口するブレーカ２６
が上方に延び、倒伏時のみにおいてサイフオンを
形成する高さ位置で反転して下方に延び、制御槽
１５の右側の区画の堰上げ水位の高さにおいて鋸
状に開口し、また制御槽１５の右側の底面に開口
する導水管２７が下方に延び、河床以下の高さ位
置で反転して上方に延び、起立水位よりも僅かに
低い高さにおいて制御装置室５内の水中に開口
し、 注水管２５とブレーカ２６の頂部が、小さな吸
水管２８により連通され、 制御槽１２内の起立水位よりもやや低い高さに
給気管２３の下端が開口し、その上端は給水槽１
５の左側の区画の頂部近くに開口し、該給気管２
３内に挿通する開放管３７の一端が給気管２３の
下端に位置し、他端は前記貯水槽３１の頂部に開
口し、 また、一端を制御槽１２内の起立水位の高さに
開口し、他端を空気槽３０内の起立水位よりもや
や高い位置に開口した給気管３３を配し、 前記ブレーカ２６と副サイフオン３５の頂部ど
うしが信号管３６により連通され、 また、安全装置４１に有する非常サイフオン４
１ａの一端は排気槽１１内の底面近くに開口して
上方に延び、堰上げ水位よりもやや高い位置で反
転して下方に延び、再度反転して斜め上向きに河
川内に他端を開口し、非常サイフオン４１ａの上
端に連接した始動管４１ｄが、堰上げ水位よりも
やや高い位置において空中に開口し、前記放気管
１９と非常サイフオン４１ａの中程の位置が贈気
管４１ｃにより連通されたことを特徴とする。

これらの構成とすることにより堰に対する河川
水位と、制御装置室に入つて来る河川水位により
自動的に堰体内に空気または水を供給したり排出
したりすることができ、これにより堰体の倒伏ま
たは起立が行なわれ、また制御装置室内に設けた
安全装置により本装置の作動の異常時にも確実に
大気中に排気をさせて堰を倒伏させることができ
る。

さらに装置内に土砂が混入しないような補助部
材を付加し、人為的に堰を倒伏することのできる
弁を備えることにより、本装置の作動における安
全をはかることができる。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

堰体１は第１図および第２図に示すように、河
川を全長に亘つて横断し、固定金具２をもつて、
河床に固着された可撓部材からなる袋状のアウタ
ーチユーブ３と、これに内蔵される可撓部材から
なるインナーチユーブ４からなり、アウターチユ
ーブ３には水が、インナーチユーブ４には空気が
入るようにそれぞれ水密および気密になつてい
る。ここでインナーチユーブ４を省略し、直接、
アウターチユーブ３内に空気を封入しても良い。

堰体１のアウターチユーブ３の内部は通水管７
により制御装置室５に通じており、またインナー
チユーブ４は四方を密閉され、その内部は通気管
８に通じている。

一方、河川岸には第３図に示すように、堰体１
の上・下流河川に開口する制御装置室５および制
御装置室５に連通する送気装置６を有している。

なお、第３図中の小数位を含む数字は、河床を
0.00とし、堰高を1.00とし、しかも倒伏時の越流
水深が30％、下流水深が50％、起立時の下流側水
深が20％の場合における各部位の河床からの高さ
を示す数字である。

制御装置室５は堰体上流河川に開口し、堰体下
流河川に至る流水路を形成しており、下流端近く
に遮水板９があり、河床付近に通水口９ａ、堰頂
の高さ位置に非常通水口９ｂを備え、通水口９ａ
からの流水を通水管７の開口とサイフオン１０の
河床位置にある開口１０ａへと連通している。ま
た通水管７の他端はアウターチユーブ３に通じて
いる。

サイフオン１０は河床より低い開口１０ａと、
河床より僅かに低く、堰体１の下流側に開口した
排水口１０ｂと両者を仕切る堰高より僅かに低い
クレスト１０ｃとからなつている。

制御装置室５内には河床付近の高さに排気槽１
１および制御槽１２を有し、堰高付近に逆気流防
止槽１３、逆水流防止槽１４、および給水槽１５
を有して、これらは、いずれも四方を密閉されて
おり、特に給水槽１５の下部は仕切板１５ａによ
り左右に区画されている。

またインナーチユーブ４の内部に開口する通気
管８の他端には逆気流防止槽１３の頂面に開口
し、この頂面により僅かに低く開口する排気管１
６の他端は排気槽１１の頂面付近に開口してい
る。また排気槽１１内には側方を密閉され頂面に
通気膜１７を有する放気枠１８が内蔵され、残余
の頂面に放気管１９が接続し、他端は高く空中に
開口している。通気膜１７は布で両面とも空気に
接している時は十分な通気性を発揮するか、一面
が水に接している時は水の表面張力によつて、水
と空気の圧力差に抗して全く通気しない構造であ
る。この機能を充足する限度内において、放気枠
１８の上部開口は高くしている。

制御槽１２の頂面には導気管２０が開口し、人
為倒伏弁２１を介して、その内部は大気に通じて
いる。また制御槽１２内の堰体１が起立すべき時
の河川水位（以下起立水位という。）より僅かに
低く、下端を定めた給気枠２２が設けられ、その
頂面に接続する給気管２３の他端は給水槽１５内
の上部に開口している。給気枠２２の構造は放気
枠１８と同一である。

制御槽１２内にはＵ字管２４が給気枠２２の通
気膜１７より僅かに高く、上方に向いて開口し、
後で述べる十分に低い位置を経由して、給気管２
３の上端より僅かに高く給水槽１５の上部に開口
している。前記Ｕ字管２４の最底部の内上面の高
さは制御槽１２内に一端を連通する注水管２５の
下方の開口部より僅かに低い。

給水槽１５は前記仕切板１５ａにより左右に区
画されている。サイフオン１０の頂面に開口する
ブレーカ２６の他端は給水槽１５の右側区画内の
堰上水面の高さ位置に開口した、下方に向いた鋸
形状の開口部２６ａを有している。

また給水槽１５内のブレーカ２６には給気管２
３の上端より僅かに高く極めて小径孔の吸気口２
６ｂが設けられている。給水槽１５内のブレーカ
２６と同区画の底面にはブレーカ２６に比して極
めて小径の導水管２７が開口し、途中、河床より
僅かに低い位置から反転し、起立水位より僅かに
低く上向きに開口している。

ブレーカ２６の上部左端付近から極めて小径の
吸水管２８が分岐し、該吸水管２８の他端は前記
導水管２７の下方開口部より僅かに低く開口する
注水管２５の頂部に接続している。

一方給水槽１５の左側区画内には給気管２３、
Ｕ字管２４、および送水管２９の夫々の開口が堰
高よりかない高い位置に設けられている。Ｕ字管
２４の開口位置は給気管２３の開口より僅かに高
くなつている。

送水管２９は給水槽内の堰上水面付近の高さに
開口を有し、下方に延びて、河床より僅かに低い
位置で反転し、更に上方に延びて逆水流防止槽１
４内の底部に連通する。

逆水流防止槽１４内には前記送水管２９の底部
開口より高い位置に開口部を有する給水管４０が
連通し、他端は放気管１９の十分低い位置に通じ
ている。

送気装置６は主に空気槽３０およびその上方に
ある貯水槽３１により構成され、いずれも四方を
密閉されている。

さらに制御槽１２内には下端を起立水位と一致
させ、構造その他を放気枠１８等と同じくする吸
気枠３２があり、その頂面に接続する給気管３３
は堰上水面上を経て、その他端は空気槽３０内の
起立水位より僅かに高い位置に開口しており、こ
れより僅かに低く起立水位より僅かに高い位置に
定めた信号枠３４が同じく空気槽３０内に設けら
れ、その頂面に接続する副サイフオン３５は堰上
水面より僅かに低い位置を経由して他端は制御装
置室５内の遮水板９の上流側水中に開口してお
り、その頂部の適当な位置から信号管３６が分岐
し、ブレーカ２６の頂部に接続している。

また給気枠２２内の通気膜１７より僅かに低
く、起立水位より高い位置に解放管３７が下向き
に開口し、堰上水面を経由して、他端は貯水槽３
１の頂面に開口し、さらに貯水槽３１の底面に開
口する落水管３８は空気槽３０の底面近くに開口
している。

空気槽３０の頂面に開口する送気管３９は十分
高い位置を経てから、その他端は逆気流防止槽１
３内の排気管１６の上端より僅かに低い位置に下
向きに開口している。

以上説明した構成よりなる一連の装置が正常に
作動しない場合における安全装置として排気槽１
１の下部に、給水管４０に比し、十分大きな非常
サイフオン４１ａが開口し途中給水管４０の上端
と同じ高さのクレストを経て、堰高のほぼ半分の
高さに下降し、再度上昇して最下流内面より高
く、堰体下流河川内に上向きに開口しているが、
該開口部近くの下面に小径の排水口４１ｂが設け
られている。

また非常サイフオン４１ａの排気槽側は放気管
１９とほぼ給水管４０と同じ高さと径を有する贈
気管４１ｃにより連通し、非常サイフオン４１ａ
の反対側の頂部はかなり小さい始動管４１ｄが分
岐して所定の高さに他端が開口し、その上側開口
部の上方と側面を塞ぐ笠金物４１ｅが一体となつ
て水理論的にサイフオンを構成している。

また安全装置の補助として遮水板９の上流から
サイフオン１０の下流側内に貫通する排泥管４２
がある。

装置の設置直後および補修後において一時的に
使用する補助装置として注水口４３があり、上端
は大気中、下端は空気槽３０の河床以下の部分に
開口している。

なお倒伏時における堆砂により通常の手段によ
つて起立させ得ない場合に使用される補助装置と
して、通水管７から強制起立管４４が分岐し、他
端は適当な高さの空中に開口し、この分岐点の下
流側の通水管７に遮水弁４５が付属している。

さらに制御装置室５の上流側開口部は河川護岸
と、同一の平面上にあり、河床付近に通水路を残
す遮蔽板４６およびその下流に河床から堰高のほ
ぼ半分まで全長に亘つて横断する遮泥板４７があ
る。

その他緊急時において使用する緊急排気管４８
が緊急排気弁４９を伴つて通気管８から分岐して
いる。また給水槽１５の左側区画の右端底面に洗
浄管５０が設けられ、途中に洗浄弁５１がある。

次に本発明の作用について説明する。

本装置は起立中において、自動的に水位を所定
の高さに調節し、洪水時には自動的に倒伏し、減
水後においては自動的に起立する。また洪水時以
外にも人為的に倒伏させ、その状態を維持させる
事もできるが、先ず水位調節機能について述べる
と、サイフオン１０のクレスト１０ｃは所定の堰
上水面より僅かに低くしてあるので、堰体上流河
川水位が所定の高さ近くなると、サイフオン１０
のクレスト上から越流が生じ、サイフオン１０内
の空気は水流によつて連行され、排出されるが、
上流河川水位が所定の高さに達するまでは導気管
２０からブレーカ２６に至る一連の通路によつて
補充される。

このようなサイフオン１０のクレスト上の影響
を受けて、通水管７開口部の水位は上流河川水位
より僅かに低いが、堰体１のアウターチユーブ３
の周長およびインナーチユーブ４内の空気量はこ
の水位でもつて所定より僅かに高い水位まで堰上
げ得るよう十分に大きくしている。

したがつて上流河川水位は、確実に所定の高さ
まで堰上げられるが所定の水位になるとブレーカ
２６の鋸形状開口部２６ａが部分的に水没し、ふ
さがれてサイフオン１０への空気供給が制限され
る。その結果サイフオン１０内にいわゆるサイフ
オン作用を生じ、その流量は著しく増大する。一
方通水管７およびサイフオン１０の開口部のある
区画に対する水の供給は遮水板９上の通水口９ａ
により制限されているので、この部分の水位は堰
体上流水位よりも低く抑えられ、通水管７を介し
て堰体内の水圧の上昇ひいては堰体の上昇が制限
され、上流河川水位は一定の水位に抑えられる。
河川流量が増加して上流河川水位が僅かに上昇す
るとさらにこの調節作用が強まり、堰体内の水は
排出されて堰頂ひいては上流河川水位はもとに復
帰する。

河川流量が減少した場合には、反対の作用が働
いて、直ちに上流河川水位が回復することは明ら
かである。このように鋸形状開口部２６ａの水没
に始まる一連の調節作用は河川流量が多い程、よ
り大きく働く必要がある。したがつて理論的には
流量が多いほど上流河川水位は高い水位で平衡す
るが、鋸形状開口部２６ａの鋸の高さは僅かであ
るので実用的にはほぼ一定とみなし得る段階まで
水位の変動幅は縮められる。

次に河川流量が著しく増加した場合における非
常通水路９ｂの作用について説明する。河川流量
が多くなると、堰体内の水頭、すなわち、堰体内
の水をマノメーターにより、大気中に取出した水
面の高さは相当に低くなるので、サイフオン１０
が空気を吸い込み過ぎて、サイフオン１０が切断
した場合、通水口９ａを通じて補給される水は、
全て堰体内に流入し、上流河川水位が著しく上昇
し、一方、サイフオン１０のクレスト上の越流が
生じないので水位調節機能は失われる。したがつ
て非常通水路９ｂが設けてあり、上流河川水位が
相当に上昇すると、この部分からの越流水によつ
て、サイフオン１０のクレスト上から越流が開始
され、直ちに、水位調節機能を回復し所定の水位
に調節するように構成されている。

次に洪水によつて倒伏する機能、すなわち、自
然倒伏機能について説明する。上記のとおり、河
川流量が増加すると水位調節機能が働き、堰頂、
ひいては、インナーチユーブ４の位置が低めら
れ、ついには河床部分のアウターチユーブ３と接
触する。この状態になるとインナーチユーブ４が
障害となりそれ以上は、上流河川水位は低下でき
ないので、上流河川水位は上昇し過ぎて、鋸形状
開口部２６ａは全て水没する。その結果、サイフ
オン１０への空気供給は、僅かに小さな吸気口２
６ｂを通じて行われるだけとなるから空気供給量
が不足し、サイフオン１０内の負圧が高まり、吸
水管２８内の水面が上昇し、ついには注水管２５
を介して、制御槽１２内へ注水され、給気管２３
の下端が水没し給水槽１５内への空気供給は完全
に遮断され、これに残存する空気は吸気口２６ｂ
から排出され、負圧により、水が導水管２７およ
び送水管２９から吸引され、給水槽１５内の水面
は吸気口２６ｂの上端まで上昇する。この段階に
なると、ブレーカ２６への空気供給は完全に遮断
されるので、この部分にもサイフオンが形成さ
れ、給水槽１５内の水は激しく排出されるが、導
水管２７は小断面積であるので、放気管１９内の
水が激しく吸引され、この部分の水面が低下す
る。したがつて排気槽１１内の水圧は低くなり、
槽内の水面は空気圧によつて放気枠１８の下端ま
で押し下げられ、一気に排気が開始される。その
際、後に述べる起立直前において、排気槽１１が
水封される時、給水管４０内に残存した空気は、
逆水流防止槽１４内に吸い込まれ、同槽内の水面
は、給水管４０の上端より僅かに低くなるが、同
槽の平面積は、給水管４０の容積に比して、十分
に大きいのでこの高低差は僅かでありまた、給水
管４０の下方の開口部は十分に低く水没している
ので排気のための放気管１９からの排水が阻害さ
れる事は全くない。排気開始直後において、給水
管４０の下方開口部の水圧は瞬時にして消滅する
ので、この水と放気管１９内にあつた水の一部は
再び落下し、放気枠１８の下端は水没するが、排
気槽１１の平面積は十分に大きいので、通気膜と
水面の間隔は十分に大きく、しかも、すでに通気
膜は、上下面ともに空気に接触し、通気性を回復
しているので、インナーチユーブ４内は何等の抵
抗もなく、大気に連通しており、内部の空気は水
圧に押されて、完全に排出する。この際、送水管
２９を通ずる本格的な逆流があつては、排気の支
障となるが、給水管４０の上端は、排気開始時に
おける、給水槽１５内の水頭よりも高くしてある
ので、逆流は、逆水流防止槽１４内で阻止され
る。

また、アウターチユーブ３内の水も、通水管７
およびサイフオン１０を介して排出されるので、
堰体は完全に倒伏する。

なお、倒伏機能に関する装置内への堆砂問題に
ついて補足する。倒伏開始時において、制御槽１
０内に注入される水については、水位調節中にお
いて、導水管２７から補給される水は殆んどな
く、完全に静水の状態にあるので、土砂の浸入量
は無視され得る。

また、給水槽１５の左側区画に吸引される水
も、長時間排気槽１１内等にあつたもので、問題
はない。さらに倒伏中において、導水管２７から
吸引される水は、多量に土砂を含んでいるが、ブ
レーカ２６へ直行するので、給水槽１５の左側区
画には関係なく、右側区画に対する堆砂が問題と
なるが、この部分は、後に説明するとおり起立直
前に洗浄し排出されるので問題はない。

また、この水流は、倒伏途中だけで、倒伏状態
においては静止するので、量的にも問題はない。

なお、起立中において、流水の自然圧により副
サイフオン３５を介して、空気槽３０および貯水
槽３１内に流入した水は倒伏による制御装置室５
内の水面の低下にともなつて流出しようとする
が、両槽内の河床以上の高さに開口する解放管３
７等の各管は、いずれもそれ以前において、他端
が水没しているので、他端鉛直部分に水柱を吸い
上げ、圧力が均衡する。したがつて貯水の滅亡は
自動的に阻止される。

次に、減水後、自動的に起立する機能について
説明する。制御槽１２と下流河川の流水の間に
は、倒伏時において、給気管２３、ブレーカ２６
およびサイフオン１０によりサイフオンが形成さ
れている。したがつて、倒伏状態においては、人
為倒伏弁２１が開いておれば、制御槽１２内の水
面は、完全に河川水位と連動しており、河川水位
が吸気枠３２の下端まで低下すると、先ず枠内に
空気が侵入し、通気膜の通気性が回復し、一方吸
気管３３の他端開口部は、負圧となつているの
で、空気槽３０内に自動的に吸気し、その水は副
サイフオン３５、サイフオン１０を通じて排出さ
れる。また、吸気中においては、給気枠２２の下
端は、より低いので、解放管３７の開口部は未だ
水中にあり、貯水槽３１内の水は静止したまゝ
で、送気は開始されない。

しかしながら、河川水位、ひいては、制御槽１
２内の水面が一気に低下した場合には、給気枠２
２の通気膜の内外圧力差が大きくなり過ぎて、吸
気完了以前に、この部分から空気が侵入し、不完
全な送気、ひいては、堰体１の不完全な起立をも
たらすおそれがあるが、水面が、注水管２５の下
端まで低下すると、この部分の、位置の高いとこ
ろから、ブレーカ２６内に空気が侵入し、そのサ
イフオンが切断され、また、導水管２７の下方開
口部は、これ以上高く定めてあるので、これ以上
水面が低下し、吸気中に送気が開始される事はな
い。

また、ブレーカ２６のサイフオン切断後、サイ
フオン１０および副サイフオン３５内に、空気が
侵入し、これらの部分のサイフオンが切断される
と吸気に必要な排水が不可能となるが、吸水管２
８の管径は極めて小さいので各部分に一斉に空気
が侵入する事はなく、また、これら空気の侵入を
許容できない部分より、より高い位置にある給水
槽１５の上部に空気が侵入する事により、これに
見合う水の大部分が、給気管２３を通じて、制御
槽１２内に落下し、再び注水管２５の下端は水没
するので、安全である。

吸気途中において再び河川水位が上昇した場合
は、吸気は中止され、河川水位の上昇にともなつ
て空気槽３０内には、副サイフオン３５を通じて
水が流入し、すでに吸入した空気は、送気管３
９、排気管１６、放気管１９等を通じて大気中に
放出される。さらに増水し、洪水位が非常サイフ
オン３９ａのクレストに達すると、この部分を通
じて、排気槽１１内に水が侵入するが、これら全
ての操作装置は水没しても何等支障がない。すな
わち、空気槽３０内への吸気途中において、上記
のとおり、河川水位が注水管２５の下端まで低下
すると、ブレーカ２６内のサイフオンは切断され
るが、制御槽１２内の水は、給気管２３、導水管
２７、およびサイフオン１０を介して、河川水と
通じているので、再度、吸気枠３２の下端まで減
水すると、吸気が開始され、空気槽３０内の水は
副サイフオン３５を通じて排出され、槽内水位が
信号枠３４の下端に達すると、副サイフオン３５
内に空気が侵入し、排水と吸気が停止され、信号
管３６を通じて、給水槽１５内に空気が侵入し、
槽内の水は負圧から解放されて排気槽１１内に落
下するが、上記の例のように、倒伏中において、
洪水により、排気槽１１等が満水となつている場
合には、余分な水は、非常サイフオン４１ａから
排出され、サイフオン１０内のサイフオンも切断
され、起立のための準備が完了する。この際、逆
気流防止槽１３内の空気はインナーチユーブ４内
の頂部に押しやられ、逆気流防止槽１３内も浸水
する事は勿論である。このように空気は、高位部
から順に侵入するが、給気管２３内にも侵入し、
その水は制御槽１２内に落下する。また、上記の
例のように、吸気途中において河川水位が急激に
低下し、注水管２５の下端からの空気供給によ
り、給気管２３の上端より上の水が制御槽１２内
に落下していない場合は、その分も、吸気完了時
に落下する。したがつて給気管２３の上端と、吸
気口２６ｂの上端の高低差は、必要限度内におい
て、なるべく小さくしてあり、一方、制御槽１２
の平面積は十分に大きくしてあるから、解放管３
７の下端が水没する事はない。したがつて、水面
の低下により、先ず、給気枠２２の通気膜の下面
が露出して通気性も回復し、次に、解放管３７内
の鉛直部分に形成された水柱が落下し、貯水槽３
１頂面の大きな負圧によつて空気が吸入され、貯
水槽３１内の水は、負圧から解放されて、落水管
３８を通じて、空気槽３０内に落下し、空気槽３
０内の水面が上昇し、吸気管３３および副サイフ
オン３５の下端が水浸するまで、空気はこれらの
両経路を通り、導気管２０に再び合流して大気中
に放出されるが、これら両管の下端が水没する
と、気圧が上昇し、送気管３９の左端の水没によ
る僅かな抵抗と、インナーチユーブ本体の受けて
いる水圧に抗して、送気管３９および通気管８を
通じて、インナーチユーブ４内に送気される。

送気の進行にともなつて、空気槽３０内の水面
は上昇し、一方貯水槽３１内の水面は下降し、両
槽水面の高低差、すなわち、気圧は減少するの
で、送風機械を用いる場合のように過給気を防止
する装置は、全く必要がない。また一方、河川水
の上昇により、インナーチユーブが過大な水圧を
受けると送気が中断されるので、事実上、送気は
一気に行う必要がある。送気が完了すると、流水
は、先ず、インナーチユーブ４の膨満だけによつ
て堰上げられ、次にこの水が、遮泥板４７のクレ
スト、通水口９ａおよび通水管７を通じてアウタ
ーチユーブ３内に流入し、インナーチユーブ４に
浮力が働いて、堰頂が上昇し、上記において説明
した水位調節機能を発揮するに至る。

次に、上記の装置が正常に作動しない場合にお
いて、自動的に作動する、自動安全装置の機能に
ついて説明する。非常サイフオン４１ａの出口に
は、排水口４１ｂが設けてあり、またこの位置
は、下流河川水面の上にあり笠金物４１ｅ内は大
気に通じているので、その内外水面は完全に同じ
である。したがつて、所定の洪水時に堰体１が倒
伏せず上流河川水位が始動管４１ｄまで上昇する
と、非常サイフオン４１ａの出口側に水が流入
し、その流入量は、排水口４１ｂに比べて極めて
多いので、先ず非常サイフオン４１ａの出口附近
は満水となり、その中の空気は外界から遮断さ
れ、流水によつて連行し、排出されるが、始動管
４１ｄの取付位置は、非常サイフオン４１ａの頂
部にあるので、非常サイフオン４１ａの右側部分
の空気も排出され、安全装置４１内に、サイフオ
ンが形成される。この現象は、先ず始動管４１ｄ
開口部の全周から水が流入し、しかも、空気連行
が僅かに行われるだけで、笠金物４１ｅ内の水面
は盛り上るので、水流はますます激しくなり、相
乗的に極めて早く進行する。しかしながら、始動
管４１ｄの断面積は非常サイフオン４１ａの数分
の一に過ぎないから、放気管１９内の水面と排気
槽１１内の水圧は急激に低下し、排気槽１１内の
水面は、放気枠１８の下端まで一気に押し下げら
れて排気が開始される。排気開始直後において、
非常サイフオン４１ａの右側部分の水と放気管１
９内の水の一部は、再び排気槽１１内に落下する
が、放気枠１８の通気膜１７は水没せず、この部
分を通じて、排気が続けられる。また、排気開始
時において、贈気管４１ｃから非常サイフオン４
１ａ内に空気が供給され、サイフオンは切断さ
れ、逆流は起らない。

しかし、始動管４１ｄからの落水は、暫らく続
くが、非常サイフオン４１ａのクレスト部は、始
動管４１ｄの右端より、さらに排気槽１１側にあ
り、また、非常サイフオン４１ａの出口側の断面
積も十分に大きいので、これによつて、排気が妨
げられる事はなく、また、仕切板１５ａの上端
は、河川水位より上にあるので、導水管２７を通
ずる河川水の侵入も防止され、完全に排気が行わ
れる。この場合、アウターチユーブ３内の水は強
制的に排出される事はないが、上流河川水位が遮
泥板４７の上端まで低下すると、アウターチユー
ブ３内は、上流河川水位と絶縁し、通水管７、通
水口９ａおよび排泥管４２により、下流河川水と
連通し、堰体内外の水圧差によつて完全に排出さ
れる。

次に非洪水時に、人為的に倒伏させ、その状態
を維持し再度、起立させる機能について説明す
る。この機能は、使用上の要求により、倒伏させ
て置く必要がある場合の他、点検、空気洩れの場
合における空気の更新による空気補給、上流河川
の堆砂の掃流等に役立つ。先ず堰体を倒伏させる
には、人為倒伏弁２１を閉じる。これによつて、
サイフオン１０には空気の補給が遮断されるの
で、サイフオン１０に生ずる負圧が上り制御槽１
２内に注水され、放気管１９内等の水が排出さ
れ、洪水時における自動倒伏と全く同様の過程を
経て倒伏する。人為倒伏弁２１を閉じたままにし
て置けば倒伏状態を続け、開けば、起立する事は
勿論である。これらの倒伏と起立の機構は、洪水
時に自動的に行われる場合と全く同じであるか
ら、常時、異常の有無を確実に、しかも簡便に行
う事が出来、甚だ安全である。

次に、据付直後における措置について説明す
る。一旦使用状態になると、全ての作動は自動的
に行われるが、据付直後においては、先ず、放気
管１９の開口部から、非常サイフオン４１ａの出
口から水が出るまで注水し、その後、注水口４３
からインナーチユーブ４が完全に膨満するまで注
水する。これらの注水は、幾ら過大に行つても、
支障をきたすことは全くない。

次に、異常時における暫定的な構造について説
明する。

貯水槽３１の気密が不完全で、完全に起立しな
い場合には、据付直後と同じく、注水口４３から
注水すれば、十分に起立する。

堰体上の堆砂により、起立が困難となることが
予想される場合には、堰体が起立し始める以前に
人為倒伏弁２１を閉じておき、遮水弁４５を閉じ
て強制起立管４４から注水し、強制的に半ば起立
させて後、遮水弁４５を開いて倒伏させ、堰止め
られた河川水によつて、堆砂を掃流することを繰
返した後、人為倒伏弁２１を開けば、正常に起立
する。インナーチユーブ４内の空気洩れが甚しく
サイフオン１０のクレスト上の越流がない程、上
流河川水位が下がり過ぎている場合は、先ず、遮
水弁４５を閉じ強制起立管４４から程水して、サ
イフオン１０の出口から勢い良く水が流れ出るま
で、堰高を高くし、人為倒伏弁２１を閉じて排気
が開始されてから、遮水弁４５を開いて、完全に
倒伏させ、その後、人為倒伏弁２１を開けば、自
動的に起立し、その際インナーチユーブ４内の空
気は更新されて、空気も補給するのと等しい効果
が得られる。その後は、堰上水面の低下に注意
し、未だ、サイフオン１０からの越流がある中
に、人為倒伏弁２１を閉め、倒伏し始めたら直ち
に同弁を開けば、自動的に倒伏と起立が行われる
ので、多少の空気洩れがあつても、僅かな手間に
よつて、暫定的に使用が続けられる。

また、通常作動すべき装置に異常があり、安全
装置４１が作動した場合は、貯水槽３１内の水は
流出し失うため、堰体は起立しないので、異常が
確認できる。

その際、点検と補修を行うべき事は勿論である
が、その後、上記据付直後と同じく放気管１９か
ら注水した後、注水口４３と通じて空気槽３０内
に注水すれば堰体１は起立する。

また上記の一切の装置が作動しない場合に、人
為的に緊急排気弁４９を開いて倒伏させ得ること
は勿論である。

次に、塵芥および装置内への堆砂、堆泥対策に
ついて説明する。浮遊する塵芥は、遮蔽板４６に
よつて侵入を阻止され、流水によつて流れ出る。
制御装置室５内への砂泥の侵入は先ず、遮泥板４
７により阻止されるが、僅かに水底附近に開口す
る導水管２７および副サイフオン３５の直下に
は、排泥管４２が設けられ、機器内への土砂の侵
入が防止されている。しかしながらとくに洗浄を
要することもあるので、放気管１９導気管２０お
よび注水口４３および強制起立管４４から注水す
れば、全ての部分の洗浄を行い得るが、その際、
洗浄弁５１および遮水弁４５は開いて置く必要が
ある。

（効果） このように本装置は、一切機械部分がなく、構
造が簡単で、故障が少なく、安価であり、一切、
動力を用いず、且、人為を加えずして、自動的に
起立状態においては、河川流量の如何にかゝわら
ず、正確に水位を一定に保持し、洪水時において
は倒伏し、減水時には起立して、たとえ上記の装
置が異常な場合も倒伏する自動安全装置を有し、
且、常時、人為的に倒伏させる事が出来るだけで
なく、これによつて、簡便に全ての部分の異常を
総合的に点検する事が出来て、甚だ便利で、安全
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す平面図、第２図
は、その堰体の構造を示すための堰体断面図、第
３図は本発明における堰体を操作する装置の系統
図である。 １…堰体、３…アウターチユーブ、４…インナ
ーチユーブ、５…制御装置室、６…送気装置、７
…通水管、８…通気管、９…遮水板、１０…サイ
フオン、１１…排気槽、１２…制御槽、１３…逆
気流防止槽、１４…逆水流防止槽、１５…給水
槽、１５ａ…仕切板、１６…排気管、１７…通気
膜、１８…放気枠、１９…放気管、２０…導気
管、２１…人為倒伏弁、２２…給気枠、２３…給
気管、２４…Ｕ字管、２５…注水管、２６…ブレ
ーカ、２７…導水管、２８…吸水管、２９…送水
管、３０…空気槽、３１…貯水槽、３２…吸気
枠、３３…吸気管、３４…信号枠、３５…副サイ
フオン、３６…信号管、３７…解放管、３８…落
水管、３９…送気管、４０…給水管、４１…安全
装置、４１ａ…非常サイフオン、４１ｂ…排水
口、４１ｃ…贈気管、４１ｄ…始動管、４１ｅ…
笠金物、４２…排泥管、４３…注水口、４４…強
制起立管、４５…遮水弁、４６…遮蔽板、４７…
遮泥板、４８…緊急排気管、４９…緊急排気弁、
５０…洗浄管、５１…洗浄弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 河川を横切つて設けられた袋状の堰体１と、
   該堰体１の上流河川に連通する制御装置室５と、
   制御装置室５の側面に設けた通水口９ａを下流河
   川に連通するサイフオン１０と、を設け、 前記堰体１内に開口する通水管７の他端をサイ
   フオン１０の開口１０ａに位置させて開口し、 前記堰体１内に、空気を給排気する通気管８を
   連通し、該通気管８を逆気流防止槽１３および送
   気管３９を介して送気装置６の空気槽３０に連通
   し、 空気槽３０の上方の貯水槽３１の底面に開口す
   る落水管３８の他端が空気槽３０の下部に開口
   し、空気槽３０の起立水位のやや上方に副サイフ
   オン３５の一端が開口し、中間は堰上げ水位より
   も僅かに低い位置に配管され他端は制御装置室５
   内に開口し、 前記逆気流防止槽１３内の堰上げ水位よりも僅
   かに高い位置に開口した排気管１６の他端が排気
   槽１１の上部に開口し、該排気槽１１内が放気管
   １９を介して大気中に連通し、放気管１９の下部
   に開口する給水管４０の他端が逆水流防止槽１４
   内の堰上げ水位よりも僅かに高い位置に開口し、
   逆水流防止槽１４の底面に開口する送水管２９は
   下方に延び、河床以下の位置において反転して、
   その他端が給水槽１５内の給水管４０の上端と等
   しい高さの位置に開口し、 一端を給水槽１５内の上端近くに開口するＵ字
   管２４の下端は河床以下の高さの位置で反転し、
   他端は制御槽１２内の起立水位よりも僅かに高い
   位置に開口し、 人為倒伏弁２１を備えた導気管２０により、制
   御槽１２内は大気中に連通され、また給水槽１５
   の右側の一部の下方の大部分が仕切板１５ａによ
   り仕切られて、制御槽１２内の起立水位以下の位
   置に開口する注水管２５が上方に延び、後記のブ
   レーカ２６の頂部とほぼ等しい高さで反転して下
   方に延び、給水槽１５内の右側の区画の底面近く
   に下向きに開口し、 サイフオン１０の頂部に開口するブレーカ２６
   が上方に延び、倒伏時のみにおいてサイフオンを
   形成する高さ位置で反転して下方に延び、制御槽
   １５の右側の区画の堰上げ水位の高さにおいて鋸
   状に開口し、また制御槽１５の右側の底面に開口
   する導水管２７が下方に延び、河床以下の高さ位
   置で反転して上方に延び、起立水位よりも僅かに
   低い高さにおいて制御装置室５内の水中に開口
   し、 注水管２５とブレーカ２６の頂部が、小さな吸
   水管２８により連通され、 制御槽１２内の起立水位よりもやや低い高さに
   給気管２３の下端が開口し、その上端は給水槽１
   ５の左側の区画の頂部近くに開口し、該給気管２
   ３内に挿通する開放管３７の一端が給気管２３の
   下端に位置し、他端は前記貯水槽３１の頂部に開
   口し、 また、一端を制御槽１２内の起立水位の高さに
   開口し、他端を空気槽３０内の起立水位よりもや
   や高い位置に開口した給気管３３を配し、 前記ブレーカ２６と副サイフオン３５の頂部ど
   うしが信号管３６により連通され、 また、安全装置４１に有する非常サイフオン４
   １ａの一端は排気槽１１内の底面近くに開口して
   上方に延び、堰上げ水位よりもやや高い位置で反
   転して下方に延び、再度反転して斜め上向きに河
   川内に他端を開口し、非常サイフオン４１ａの上
   端に連接した始動管４１ｄが、堰上げ水位よりも
   やや高い位置において空中に開口し、前記放気管
   １９と非常サイフオン４１ａの中程の位置が贈気
   管４１ｃにより連通されたことを特徴とする袋状
   堰の全自動制御装置。