JPH0512345Y2 - - Google Patents
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- JPH0512345Y2 JPH0512345Y2 JP17660887U JP17660887U JPH0512345Y2 JP H0512345 Y2 JPH0512345 Y2 JP H0512345Y2 JP 17660887 U JP17660887 U JP 17660887U JP 17660887 U JP17660887 U JP 17660887U JP H0512345 Y2 JPH0512345 Y2 JP H0512345Y2
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- seal ring
- jet flow
- downstream
- flow
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Description
【考案の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この考案は農業用水等の送水路に用いられるジ
エツトフローゲートに係り、特に射流に不安定流
の発生を抑制するようにしたジエツトフローゲー
トに関する。[Detailed description of the invention] <Industrial application field> This invention relates to a jet flow gate used in agricultural water transmission channels, etc., and is particularly concerned with jet flow gates that suppress the occurrence of unstable flow in the jet flow. Regarding gates.
〈従来の技術〉
従来、ジエツトフローゲートは、ダム等に接続
された送水用の円形管路に設けられ、簡単で堅牢
な構造のスライド式扉体によつて容易に高圧水の
開閉が可能で、振動やキヤビテーシヨンが少ない
ことなどにより、農業用水、上水道工業用水、洪
水調節等の取水と放流設備として、また、下流河
川や水路の流量調節用として広く用いられてい
る。<Conventional technology> Conventionally, jet flow gates have been installed in circular pipes for water supply connected to dams, etc., and can easily open and close high-pressure water using a sliding door body with a simple and robust structure. Due to its low vibration and cavitation, it is widely used as water intake and discharge equipment for agricultural water, industrial water supply, flood control, etc., and for regulating the flow rate of downstream rivers and waterways.
このようなジエツトフローゲートは、一般には
第4図、第5図に示すように、上流側の管路1に
接続させた拡大管2を備え、拡大管2の下流端に
は、内側が水路軸に対し45度のテーパー状のリン
グ基材13と、先端が上下流方向に微小変位でき
るノズル40とからなるシールリング30が設け
られている。シールリング30の下流側には上下
移動できるような扉体50が傾斜リツプ面50a
の最下端でシヤープなリツプエツジ50bを上流
端とするように設けられ、更に、給気管7を有す
る減勢管6が設けられている。そしてノズル40
の先端は、シヤープエツジ状の先端部40aが形
成されており、これにより下流側へ開放される高
速の射流が、扉体50の戸溝16に衝突するのを
回避するように構成されている。また、減勢管6
は、高速の射流が下流構造物に損傷を与えないよ
うに、その射流を常流に減勢するために設けられ
ている。 As shown in FIGS. 4 and 5, such a jet flow gate generally includes an expansion tube 2 connected to an upstream pipe line 1, and the downstream end of the expansion tube 2 has an inner side. A seal ring 30 is provided, which includes a ring base material 13 tapered at 45 degrees with respect to the water channel axis, and a nozzle 40 whose tip can be slightly displaced in the upstream and downstream directions. On the downstream side of the seal ring 30, a door body 50 that can be moved up and down has an inclined lip surface 50a.
A sharp lip edge 50b at the lowermost end is provided as an upstream end, and an energy reducing pipe 6 having an air supply pipe 7 is further provided. and nozzle 40
A sharp edge-shaped tip 40a is formed at the tip of the door 50, and is configured to prevent the high-speed jet stream released downstream from colliding with the door groove 16 of the door body 50. In addition, the energy reducing pipe 6
is provided to reduce the energy of the high-speed jet flow to normal flow so that it does not damage downstream structures.
〈考案が解決しようとする問題点〉
しかし、このような従来構成のジエツトフロー
ゲートにあつては、上流側の高水圧のため、シー
ルリング30を通過する射流は、極端な縮流現象
を起こし、縮流流線8部の外周は全域が負圧とな
り、飛散流線8aで示すように流況が不安定とな
つて縮流流線8部に飛沫流9が生ずる。この飛沫
流9部は給気管7によつて大量の空気を送り込ま
ないと振動やキヤビテーシヨンを発生するため、
通常、流量の80%以上の空気を必要とする。その
ため、扉体50の下流側減勢管6は上流管路1よ
りも1.8倍以上の管路断面としていた。また、空
気の混入した水は粘性が小さく、水同志の摩擦や
衝撃抵抗が小さくなるため、減勢管6における射
流の減勢効果が十分発揮されなくなる。そのた
め、減勢管6は長大となり、上述の管路断面の大
形化とともに不経済となる要因となつていた。<Problems to be solved by the invention> However, in a jet flow gate with such a conventional configuration, due to the high water pressure on the upstream side, the jet flow passing through the seal ring 30 suffers from an extreme contraction phenomenon. As a result, the entire area around the outer periphery of the vena contracta streamline 8 becomes negative pressure, and the flow condition becomes unstable as shown by the scattering streamline 8a, and a droplet flow 9 is generated at the vena contracta streamline 8 section. This droplet flow 9 will generate vibration and cavitation unless a large amount of air is sent through the air supply pipe 7.
Typically requires air at 80% or more of the flow rate. Therefore, the downstream deenergization pipe 6 of the door body 50 has a pipe cross section that is 1.8 times or more larger than that of the upstream pipe line 1. In addition, the viscosity of water mixed with air is low, and the friction and impact resistance between the water particles is small, so that the energy-reducing effect of the jet flow in the energy-reducing tube 6 is not sufficiently exerted. Therefore, the energy reducing pipe 6 becomes long, which, together with the above-mentioned increase in the cross-section of the pipe, becomes an uneconomical factor.
また、高速水流中に、木片、砂、砂利等が含ま
れていると、ノズル40の先端部40aが損傷を
受けるおそれがあり、ダムが堆砂して、排砂を要
する水路には使用できないという致命的な問題が
あつた。 Furthermore, if the high-speed water flow contains wood chips, sand, gravel, etc., the tip 40a of the nozzle 40 may be damaged, and it cannot be used in waterways where dams accumulate sediment and require sand removal. There was a fatal problem.
〈問題点を解決するための手段〉
この考案は上記問題点を解決するためになされ
たものであり、管路に接続された拡大管と、その
拡大管の下流端に設けられたテーパー状のシール
リングと、そのシールリングの下流側に上下移動
可能に設けられた扉体とを備えたジエツトフロー
ゲートであつて、上記シールリングは、断面形状
が水路の軸線に漸近するように下流側に向かつて
延びた二次曲線状の線形に形成された曲線部を具
備し、この曲線部で縮流を完了し、シールリング
の先端部の最小断面で射流を水路軸方向に放流す
るジエツトフローゲートである。<Means for solving the problem> This invention was made to solve the above problem, and consists of an expansion tube connected to the conduit and a tapered tube provided at the downstream end of the expansion tube. A jet flow gate comprising a seal ring and a door body provided vertically movably on the downstream side of the seal ring, wherein the seal ring is arranged on the downstream side so that its cross-sectional shape approaches asymptotically to the axis of the waterway. The jet is equipped with a curved part formed in a linear quadratic curve extending toward the waterway, and completes the flow contraction at this curved part, and discharges the jet flow in the axial direction of the waterway at the minimum cross section of the tip of the seal ring. It is a flow gate.
〈作用〉
この考案は上記のように構成されたものであ
り、断面形状が射流の流線と近似する二次曲線線
形の曲線部を有するシールリングにより、射流の
流線が水路軸と略平行となり、飛沫域の負圧変動
が少なくなる。<Function> This device is constructed as described above, and the seal ring has a curved section whose cross-sectional shape is a quadratic curve that approximates the streamline of the jet flow, so that the streamline of the jet flow is approximately parallel to the waterway axis. As a result, negative pressure fluctuations in the droplet area are reduced.
その結果、空気の供給量も少なくなり、振動、
キヤビテーシヨンの発生が抑制される。 As a result, the amount of air supplied also decreases, causing vibrations and
The occurrence of cavitation is suppressed.
〈実施例〉
以下、この考案の一実施例を第1図ないし第3
図に基づいて説明する。<Example> Hereinafter, an example of this invention will be shown in Figures 1 to 3.
This will be explained based on the diagram.
第1図はこの考案の要部をなすシールリング部
の拡大断面図であり、第2図はそのシールリング
を装備したジエツトフローゲートを示す縦断面
図、第3図はシールリングの曲線部の説明図であ
る。尚、以下では従来例と同一部分については、
同一符号を付して説明を省略する。 Fig. 1 is an enlarged cross-sectional view of the seal ring that forms the main part of this invention, Fig. 2 is a longitudinal cross-sectional view showing a jet flow gate equipped with the seal ring, and Fig. 3 is a curved section of the seal ring. FIG. In addition, in the following, the parts that are the same as the conventional example are as follows.
The same reference numerals are used to omit the explanation.
図において3はリング基材13とノズル4等か
らなるシールリングであり、シールリング3の下
流側には上下移動可能な扉体5が設けられてい
る。ノズル4は、フランジ状のフランジ部4a
と、扉体5のスキンプレート5bと摺接し背面部
4fより稍突出した垂直面状のシール面4bと、
流れに接するテーパー部4c、曲線部4d、直線
部4eを有している。テーパー部4cは、リング
基材13のテーパー部の延長面Fをなし、水路軸
の軸線に対し45度の角度を有しており、曲線部4
dは後述するように、テーパー部4cに連続する
とともに、下流側に向かつて軸線に漸近するよう
に形成され、更にそれに連続して僅かな直線部4
eが形成されている。 In the figure, 3 is a seal ring consisting of a ring base material 13, a nozzle 4, etc., and a door body 5 that is vertically movable is provided on the downstream side of the seal ring 3. The nozzle 4 has a flange-like flange portion 4a.
and a vertical sealing surface 4b that comes into sliding contact with the skin plate 5b of the door body 5 and slightly protrudes from the back surface 4f.
It has a tapered portion 4c, a curved portion 4d, and a straight portion 4e that are in contact with the flow. The tapered part 4c forms an extension surface F of the tapered part of the ring base material 13, has an angle of 45 degrees with respect to the axis of the water channel axis, and has a curved part 4.
As will be described later, d is continuous with the tapered part 4c and is formed so as to approach the axis toward the downstream side, and further continues with a slight straight part 4.
e is formed.
上記曲線部4dの断面線形の形成は、第3図に
示すように、二次曲線である仮想楕円Aの短軸C
は背面部4fの延長線Eに合致させ、テーパ部4
cより延長線Eに交差する方向に延びた延長線F
と仮想楕円Aとの接点を始曲点Hとする。また、
延長線Eと仮想楕円Aの下側外周との交差点を終
曲点Jとし、始曲点Hと終曲点Jとの間に仮想楕
円Aの外周に沿つた曲線部4dが形成される。そ
して、始曲点Hでテーパー部4cと接線状に連続
し、終曲点Jで水路軸の軸線に平行する直線部4
eに連続されている。 The formation of the cross-sectional linear shape of the curved portion 4d is as shown in FIG.
is aligned with the extension line E of the back surface portion 4f, and the tapered portion 4
Extension line F extending from c in a direction intersecting extension line E
Let the point of contact between and the virtual ellipse A be the starting point H. Also,
The intersection of the extension line E and the lower outer periphery of the imaginary ellipse A is defined as an end point J, and a curved portion 4d along the outer periphery of the imaginary ellipse A is formed between the start point H and the end point J. Then, the straight part 4 continues tangentially with the tapered part 4c at the starting point H, and is parallel to the axis of the water channel axis at the ending point J.
Continued with e.
このように形成されたシールリング3は、リン
グ基材13とノズル4との間にOリング10を介
装するとともに、リング基材13に設けられたね
じ孔に、押えリング11を介してボルト12によ
りノズル4の着脱を可能にしている。尚、第1図
に示す13aはリング基材13のストツパー部で
ある。 The seal ring 3 formed in this way has an O-ring 10 interposed between the ring base material 13 and the nozzle 4, and a bolt is inserted into a screw hole provided in the ring base material 13 via a retainer ring 11. 12 allows the nozzle 4 to be attached and detached. Note that 13a shown in FIG. 1 is a stopper portion of the ring base material 13.
扉体5は、その下面に断面がノズル4の曲線部
4dと同様な、下流側に向かつて二次曲線状の線
形で膨出した下端リツプ部5aが形成されてい
る。また、扉体5の上流側の面および下端リツプ
部5aの表面には、SUS304等からなるスキンプ
レート5bが貼着されている。 The door body 5 has a lower end lip portion 5a formed on its lower surface, which has a cross section similar to the curved portion 4d of the nozzle 4 and bulges out in a quadratic curve toward the downstream side. Further, a skin plate 5b made of SUS304 or the like is attached to the upstream side surface of the door body 5 and the surface of the lower end lip portion 5a.
このシールリング3を装備して構成されたジエ
ツトフローゲートによれば、第2図に示すように
ノズル4の曲線部4dの線形が射流の縮流流線8
と合致し、それにより、射流の方向が水路軸方向
に方向づけられ、射流の流況が安定して飛沫流9
の発生が抑制される。 According to the jet flow gate equipped with this seal ring 3, as shown in FIG.
As a result, the direction of the jet flow is directed in the direction of the channel axis, and the flow condition of the jet flow is stabilized, resulting in a droplet flow 9.
The occurrence of is suppressed.
模型実験において、射流流速が25m/sのと
き、飛沫流9の抑制効果で射流中に混入される空
気が約40%となり、従来例に比して空気混入量が
1/2に減少することが確認された。 In a model experiment, when the jet flow velocity was 25 m/s, the amount of air mixed into the jet flow was approximately 40% due to the suppression effect of the droplet flow 9, reducing the amount of air mixed in to 1/2 compared to the conventional example. was confirmed.
また、扉体5の下端リツプ部5aの二次曲線形
により、扉体5の開閉途中におけるゲート下流の
流況を安定させることができる。 Moreover, the quadratic curve shape of the lower end lip portion 5a of the door body 5 makes it possible to stabilize the flow condition downstream of the gate during opening and closing of the door body 5.
尚、この考案は上述の説明および図例に制限さ
れることなく、この考案の技術的思想から逸脱し
ない範囲において、その実施態様を変更すること
ができる。例えば、ノズル4は直線部4eが省略
されたものであつてもよい。その場合、曲線部4
dの終曲点Jは、シール面4dと交差する角部に
位置される。 It should be noted that this invention is not limited to the above-mentioned explanation and illustrations, and its embodiments can be changed within a range that does not depart from the technical idea of this invention. For example, the nozzle 4 may have the straight portion 4e omitted. In that case, the curved part 4
The end point J of d is located at the corner that intersects with the sealing surface 4d.
また、曲線部4dの曲率と曲線長は一定の数値
に規定されるものではなく、水路の流速等に応じ
た加速度変化の二次曲線とすることができる。 Further, the curvature and curve length of the curved portion 4d are not defined by fixed numerical values, but may be a quadratic curve of acceleration changes depending on the flow velocity of the waterway, etc.
〈考案の効果〉
この考案によりジエツトフローゲートは以上の
ような水理的な構成により従来例の欠点を大幅に
改善したものである。即ち、ジエツトフローゲー
トの開口部となるシールリングの先端部に、射流
の縮流流線と略合致する二次曲線状の線形の曲線
部を具備しているので、発生する負圧力と負圧変
動とが小さく射流の流況が安定化される。そのた
め、放流後の流線が水路軸方向に定常化されるの
で、開閉時の振動やキヤビテーシヨンが少なくな
る。更に、飛沫流の発生が抑制されて、射流中に
混入する空気が半減する。<Effects of the invention> With this invention, the jet flow gate has the above-mentioned hydraulic configuration and has greatly improved the drawbacks of the conventional example. In other words, the tip of the seal ring, which serves as the opening of the jet flow gate, is equipped with a quadratic linear curved section that approximately matches the contraction streamline of the jet flow. Pressure fluctuations are small and the flow condition of the jet flow is stabilized. Therefore, the streamlines after discharge are stabilized in the axial direction of the waterway, which reduces vibration and cavitation during opening and closing. Furthermore, the generation of droplet flow is suppressed, and the amount of air mixed into the jet flow is halved.
従つて、ジエツトフローゲートの減勢管の直径
および長さを小さくすることができ、工事費の低
減となつて大きな経済効果を上げることができ
る。更に、給気量が少ないことからジエツトフロ
ーゲートを水中に設置することが容易となり、水
中放流ゲートとして適用範囲を拡大することがで
きる。 Therefore, the diameter and length of the energy reducing tube of the jet flow gate can be reduced, construction costs can be reduced, and a large economic effect can be achieved. Furthermore, since the amount of air supplied is small, the jet flow gate can be easily installed underwater, and its range of applications as an underwater discharge gate can be expanded.
また、シールリングの先端部が縮流流線に合致
しているので、高速水流中に木片、砂、砂利等が
含まれていても、それらは曲線部に沿つて流下し
て、シールリングの損傷を防止し、ダムの排泥を
可能にして、ダムの寿命を延ばす効果を奏する。 In addition, since the tip of the seal ring is aligned with the contractile streamline, even if wood chips, sand, gravel, etc. are included in the high-speed water flow, they will flow down along the curved part and close to the seal ring. This has the effect of preventing damage, enabling mud removal from the dam, and extending the life of the dam.
第1図はこの考案の実施例のジエツトフローゲ
ートの要部をなすシールリング部の拡大断面図、
第2図は同じくジエツトフローゲートの縦断面
図、第3図は同じくシールリングの曲線部の説明
図、第4図は従来のジエツトフローゲートの縦断
面図、第5図は従来のシールリング部の拡大断面
図である。
2……拡大管、3……シールリング、4……ノ
ズル、4c……テーパー部、4d……曲線部、5
……扉体、5a……下端リツプ部、6……減勢
管。
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a seal ring portion that forms the main part of a jet flow gate according to an embodiment of this invention.
Fig. 2 is a longitudinal sectional view of the jet flow gate, Fig. 3 is an explanatory diagram of the curved part of the seal ring, Fig. 4 is a longitudinal sectional view of the conventional jet flow gate, and Fig. 5 is the conventional seal. It is an enlarged sectional view of a ring part. 2... Expansion tube, 3... Seal ring, 4... Nozzle, 4c... Tapered part, 4d... Curved part, 5
... Door body, 5a ... Lower end lip part, 6 ... Energy reduction pipe.
Claims (1)
流端に設けられたテーパー状のシールリング
と、そのシールリングの下流側に上下移動可能
に設けられた扉体とを備えたジエツトフローゲ
ートであつて、 前記シールリングは、断面形状が水路の軸線
に漸近するように下流側に向かつて延びた二次
曲線状の線形に形成された曲線部を具備したこ
とを特徴とするジエツトフローゲート。 (2) 断面形状が水路の軸線に漸近するように下流
側に向かつて延びた二次曲線状の線形に形成さ
れた曲線部を備えたシールリングと、 下流側に向かつて二次曲線状の線形に膨出形
成された下端リツプ部を備えた扉体と、を具備
したことを特徴と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。[Scope of Claim for Utility Model Registration] (1) An expansion tube connected to a conduit, a tapered seal ring provided at the downstream end of the expansion tube, and a tapered seal ring provided downstream of the seal ring so as to be movable up and down. A jet flow gate is provided with a gate body, and the seal ring has a cross-sectional shape formed in a linear quadratic curve extending downstream so that the cross-sectional shape approaches the axis of the waterway. A jet flow gate characterized by comprising: (2) A seal ring with a linear curved part in the shape of a quadratic curve extending downstream so that the cross-sectional shape asymptotically approaches the axis of the waterway; The jet flow gate according to claim 1, which is a registered utility model, and further comprises a door body having a lower end lip portion formed in a linearly bulging manner.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17660887U JPH0512345Y2 (en) | 1987-11-19 | 1987-11-19 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17660887U JPH0512345Y2 (en) | 1987-11-19 | 1987-11-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0184332U JPH0184332U (en) | 1989-06-05 |
| JPH0512345Y2 true JPH0512345Y2 (en) | 1993-03-30 |
Family
ID=31468334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17660887U Expired - Lifetime JPH0512345Y2 (en) | 1987-11-19 | 1987-11-19 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0512345Y2 (en) |
-
1987
- 1987-11-19 JP JP17660887U patent/JPH0512345Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0184332U (en) | 1989-06-05 |
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