JPH0512345Y2 - - Google Patents

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。

〈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。

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。

〈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。

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。

〈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。

〈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。

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。

〈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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〈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。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 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、 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。