JPS5830965B2 - 水門のソフトタッチ水密構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水門の水密構造に関し、更に詳しくは水門の扉
体間又は扉体と戸当り間の摺動部に於てソフトタッチで
確実に止水を達成する水密構造に関するものである。

水門の扉体と戸当り間及び扉体が複数の扉体から成る水
門の扉体間の間隙からの漏水を止水するために、上記扉
体間又は扉体と戸当り間に水密構造を備える必要がある
。

特にシリンダーゲートの内外筒間の摺動部又はスライド
ゲート、ローラーゲート等の扉体と側面戸当り間の摺動
部等の摺動水密構造は、摺動時の滑動の容易さと密着に
よる完全止水という相反する要請ある。

従来水門の摺動部に用いられて来た水密構造は、止水を
目的とする水圧の大小に拘わらず、肉厚の大きな（通常
９〜１２ｍｍ以上）Ｌ型、Ｐ型、Ｔ型若しくは■型のゴ
ム製バッキングを介して加圧密着する水密方式が用いら
れて来た。

これらはバッキングの長手方向に直角に摺動させる場合
、バッキングの摺動面への噛込みや、止水板の摺動面の
不陸に対する追従性等に多くの問題点がある。

追従性を良好にするためにバッキングの可撓性を増すと
噛込みが生じ易く、又逆に噛込み防止のためにバッキン
グの剛性を増すと、水密を保つために大きな圧着力を必
要とし、摺動抵抗が増大する。

又圧着力を増すために水密ゴムに種々の補助的な機構、
例えばバネ、シュー等を併用する場合には、その水密構
造が複雑となり、完全なものと言えない。

更に塗装面を強い圧着力下で摺動する場合、塗装面に損
傷を与える虞れがあり、曲線部分の圧着摺動は更に困難
となる。

又このような補助的機構なしに単独にゴムのみで水密を
行う場合は、過度の剛性圧着力を与える必要があり、や
はり噛込み、摺動抵抗の増大、止水板への追随性の不足
等の障害が生じる。

水門の中でも表層又は中層取水用水門は通常０．１〜１
．０ｍ程度の水位差（１０〜１００ｇ／ＣＩ！、、）で
使用されるものが多く、この場合理想的な状態では、１
００，９／ｉ以上のゴム圧着力があれば止水可能である
。

通常ゴムと止水板の圧着力は静水圧Ｐの１，５〜２．０
倍の圧力があればよいとされているので、２００ｇ／Ｃ
ｒＩＬもあれば充分と考えられる。

このような圧着力で前記のような剛性の大きなソリッド
ゴムを用いると、扉体の製作誤差、据付誤差、及び開閉
時の動揺等により、ゴムバッキングに大きな不等撓みが
発生するため、水密性を良好にするためには、少くとも
数ｋｇ／ｉの圧着力を特徴とする特に曲線又は円型等で
は、扉体の歪みのために局部的に異状に大きな力が働く
ことが多く、又締め過ぎたり、調整不適当な場合には、
水密摩擦抵抗のために扉体が開閉不能となることも多い
。

又実公昭３７−２９２７４号及び実公昭５１−１７７１
１号には高水圧水門の閉鎖時に水火ゴムの背面に、圧力
水管より圧力水を導入して水火ゴムを止水板に強く圧着
して完全に止水し、水門開閉時にはその圧力水を排出し
て、水火ゴムの圧着を解除して、自由に開閉し得るよう
にする構造が提案されているが、圧力水を必要に応じて
導入、排出するためのポンプ及び弁機構等の複雑な機構
を必要とし、更に開閉時には圧力水を排出するので、開
閉時に水蜜を保持することは不可能であり、例えば水門
の摺動開閉時においても常に水密状態に保つことを必要
とするシリンダーゲートの水密構造としてはこれらを採
用することはできない。

一方このような比較的低い圧力の取水用水門の摺動水密
部には、操作及び制御の異状又は下流の水車発電機等の
急激な負荷変動の際、ウォーターハンマー等の圧力波が
発生すると、瞬時に大きな背圧が水密部に働く。

このような時、前記の剛性の大きい水密ゴムではこの圧
力を逃出させるのが困難であり、水門の各部に損傷を与
える虞れがある。

上述の従来の剛性の犬なろ水密ゴムを用いた水密構造の
欠点に鑑みて、本発明は比較的低い圧力の各種水門の摺
動水密部に於て、水密に必要な最小限の圧力を摺動接触
面に均等に与えることにより、確実に止水を達成し、更
にウォーターハンマー等の急激な背圧上昇時にも、安全
弁の如く直ちに圧力を逃がすことができ、摺動抵抗の小
さい、長寿命の水密構造を提供せんとするものである。

即ち本発明の要旨とするところは、水門の扉体間又は扉
体と戸当り間等の摺動部の水密構造に於て、水密を保持
すべき摺動部の一方の摺動面上に、一定の距離を距てへ
並行に立設した２本のブラケット間にゴム膜を該摺動面
に略並行に張りわたし、該摺動面と２本の該ブラケット
と該ゴム膜とに囲まれた気密のゴム膜室を形成すると共
に、該ゴム膜の外側にブラケットと平行に突条部を設け
、該ゴム膜室内に水門の外部の静水圧を導入し、ゴム膜
室内外の水圧差と突条部が摺動面に当接して押戻された
ときのゴム膜の張力により突条部を反対側の摺動面に押
圧密着し、更に場合により補助的加圧手段によって該ゴ
ム膜を摺動面に追加的に押圧して水密圧着力を増すこと
を特徴とする水門のソフトタッチ水密構造にある。

次に本発明の内容を図面によって更に詳細に説明する。

本発明の水密構造は例えば第１図に示すシリンダーゲー
ト１のシリンダー２，２′間の摺動水密部３に用いられ
、又第２図に示すローラーゲート４の扉体５と側面戸当
り６間の摺動水密部３に用いられる。

更にスライドゲート、ラジアルゲート、セクタゲート、
ドラムゲート、転倒ゲート、バイザゲート、ローリング
ゲート、マイクゲート等のあらゆる種類の公知の低圧水
門の摺動水密部に同様に用いられる。

本発明の水密構造をシリンダーゲートに用いた場合を例
にとり、その内容を説明する。

シリンダーゲートは第１図に示す如く、順次口径の小さ
くなる多数のシリンダーを、互に上方程口径が小さくな
るように垂直方向に摺動伸縮自在に嵌合せしめ、最上部
のシリンダー２の上端の取水孔７より取水した水を、シ
リンダー内を経てその下端より導出する水門であって、
各シリンダーを互に上下方向に摺動せしめることにより
全体の高さを伸縮し、最上端の取水孔７の位置を水位変
化に応じて水面下の任意の位置に調節し、必要に応じて
表層又は中層の水を取水する水門である。

このシリンダーゲートのシリンダー間の摺動水密部に用
いた本発明の水密構造の代表的実施例を第３図乃至第６
図の断面図に示す。

第３図及び第４図はシリンダーゲートのシリンダーの内
筒８の外面９に本発明の薄いゴム膜１０より戒る水密部
３を設け、該水密部と外筒１１の内面１２が摺動する内
面摺動型水密の断面を示し、該水密部３は円筒形内筒８
の外面に沿ってこれを取り巻いて環状に設けられている
。

その水密部は互に適当な間隔（例えば約１５０〜２５０
ｍｍ）で並行に設けた鋼製等のブラケット１３，１３′
の間に１．５〜３關の厚みのゴム膜１０を適当な張力を
もたせて張り、該ゴム膜の上端及び下端をそれぞれ上下
のブラケット１３ 、１３’に密着して固定し、内筒外
面９とブラケット１３ 、１３’とゴム膜１０により囲
まれたゴム膜室１５を形成する。

ゴム膜室１５外側のほぼ中央部にブラケット１３ 、１
３’と平行に環状の突条部２４を設ける。

この突条部２４が外筒内面１２に接しないときは、ゴム
膜１０及び突条部２４は第３図の鎖線で示す状態にある
が、突条部２４が外筒内面１２の摺動面に当接してこれ
により押戻され、実線で示す状態になると、ゴム膜１０
に斜上及び斜下向きの張力Ｆ、Ｆが生じ、この張力によ
り、ゴム膜中央の突条部２４に外側に向う圧力Ｒを生じ
させる。

上部ブラケット１３に設けた静水圧導入孔１４により、
ゴム膜室１５は内外筒の間隙を経てシリンダーゲートの
外側１６に通じており、従ってゴム膜室１５内には外側
の静水圧Ｐ１が導入されている。

一方向外筒間の間隙の水密部より下部１７は内筒の内側
即ちシリンダーゲートの内側１８に連通しており、こ＼
にはシリンダーゲート内側の低い圧力Ｐ２が導かれてい
る。

従ってゴム膜室１５の下半部の内外に生ずる圧力差（ｐ
ｌ−ｐ２）により、柔軟な薄いゴム膜１０は外筒１１の
内面１２に密着される。

上記ゴム膜室１５内外の圧力差と、ゴム膜１０の張力に
より、突条部２４が外筒内面１２の摺動面に密着され、
水密が保持されて完全な止水を達成することができる。

止水を更に完全にするために第５図に示すようにゴム膜
１０外面のほぼ中央に沿ってラバーマグネット１９を貼
着したり、Ｌ型等の各種のラバースプリング２０等の水
密圧着力を増加するための補助加圧手段を設けてゴム膜
を内側より押圧して、ゴム膜１０を外筒内面１２に密接
させるのがよい。

外筒内面の摺動面には不銹鋼等のライニング２１を施し
、鋼の腐蝕による摺動抵抗の増加とゴム膜の損傷を避け
る。

第４図は水密保持圧を増加するための補助加圧手段とし
て、不銹鋼、燐青銅等のコイルスプリング２２を用い、
ブラケットに設けた当り片２５とゴム膜１０の間に働く
コイルスプリング２２の半径方向の復元力Ｓを利用して
、水密圧着力の増加を図っている。

この際コイルスプリング２２はゴム膜１０内面に設けた
２条の突起２３ 、２３’により所定の位置に保持され
る。

第５図及び第６図はシリンダーゲートのシリンダーの外
筒の内面に本発明のゴム膜よりなる水密部３を設け、内
筒８の外面９上を該水密部が摺動する外面摺動型水密の
実施例を示す。

第５図の実施例では外筒１１又は上部ブラケット１３に
設けた水圧導入孔１４を通してゴム膜室１５内に外部の
静水圧Ｐ１を導入して、前記と同様に圧力差による水密
圧着力を生じさせる。

更に水密圧着力増加の補助加圧手段としてゴム膜の略中
央外面に沿ってラバーマグネット１９を備え、且つコイ
ルスプリング２２をその軸方向に引き伸ばして張力をか
けつ＼内筒外周に沿ってゴム膜内面に巻き回し、該張力
により内筒中心に向う圧力Ｓを生じさせ、ラバーマグネ
ットの磁気吸着力Ｍに加えて水密圧着力の増加を図って
いる。

第６図は薄いゴム膜の外側に設けた突条部２４の内部に
空洞を設け、突条部２４の柔軟性を増し、突条部２４の
摺動面への密着性を高めている。

これらの外面摺動型の場合は内筒外面に不銹鋼等のライ
ニング２１を施す。

上記の実施例では本発明の水密構造をシリンダーゲート
に用いた場合のみを示したが、ローラーゲート、スライ
ドゲート等の扉体と側面戸当り間の直線状摺動部、ラジ
アルゲート、転倒ゲート等の扉体と側面戸当り間の円弧
状若しくは曲面状摺動部等、あらゆる種類の低圧水門の
扉体と戸当り間又は扉体間の摺動部にも全く同様に本発
明のソフトクツチ水密構造を利用することができる。

この場合摺動方向はシリンダーゲートの実施例の如くゴ
ム膜の長手方向に対して直角方向に摺動させることもで
きるし、又ローラーゲート等の側面戸当りの水密の場合
の如く、ゴム膜の長手方向に沿って摺動させることもで
きる。

本発明のソフトクツチ水密構造によれば、ゴム膜の内外
の水圧差とゴム膜の張力により、ゴム膜の柔軟な追随性
を利用して均等に水密圧着力を発生させるため、摺動面
の多少の不陸の有無に拘わらず、常に完全な水密を保持
することができる。

更に各種の適当な補助手段により、水密圧着力を増加せ
しめ、止水を一層完全にすることができる。

又本発明によれば、水密に必要な最低の圧着力で止水で
きるため、ウォーターハンマー等の急激な上昇背圧をも
、恰も安全弁の如く直ちに水密部から逃出させることが
でき、更に水密圧着力が低いため、摺動面の水潤滑によ
り摺動抵抗が小さくなり、摩耗に対しても有利となり、
長寿命が保証される等の著しい諸効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の水密構造を備えたシリンダーゲートの
側面断面図、第２図はローラーゲートの側面図、第３図
及び第４図はシリンダーゲートに用いた本発明の内面摺
動型水密構造の拡大断面図であり、第５図及び第６図は
同外面摺動型水密構造の拡大断面図である。 符号の説明、１シリンダーゲート、２，２′シリンダー
、３水密部、４０−ラーゲート、５扉体、６側面戸当り
、７取水孔、８内筒、９内筒外面、１０ゴム膜、１１外
筒、１２外筒内面、１３．１３’ブラケツト、１４静水
圧導入孔、１５ゴム膜室、１６シリンダーゲート外側、
１７下部、１８シリンダーゲ゛−ト内側、１９ラバーマ
グネツト、２０ラバースプリング、２１ライニング、２
２コイルスプリング、２３ 、２３’突起、２４突条部
、２５当り片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水門の扉体間又は扉体と戸当り間等の摺動部の水密
   構造に於て、水密を保持すべき摺動部の一方の摺動面上
   に、一定の距離を距でＸ平行に立設した２本のブラケッ
   ト間に薄いゴム膜を該摺動面に略平行に、且つ一定の張
   力をかけつつ張り渡し、該摺動面と２本の該ブラケット
   と該ゴム膜とに囲まれた気密のゴム膜室を形成し、該ゴ
   ム膜の外側中央に該ブラケットに平行に突条部を設け、
   該突条部が他方の摺動面に当接して押戻されたとき、ブ
   ラケット間に張り渡したゴム膜の張力により、該突条部
   を該他方の摺動面に押圧すると共に、該ゴム膜室内に常
   に水門の外部の静水圧を導入し、ゴム膜室内外の水圧差
   によりゴム膜を常時該他方の摺動面に抑圧密着し、更に
   場合により補助的加圧手段によって該ゴム膜を該他方の
   摺動面に追加的に押圧して水密圧着力を増すことを特徴
   とする水門のソフトタッチ水密構造。 ２ 補助的加圧手段として該ゴム膜外側にラバーマグネ
   ットを貼着してその磁気的吸引力を利用する特許請求の
   範囲第１項記載の水門のソフトタッチ水密構造。 ３ 補助的加圧手段としてラバースプリング又は金属製
   スプリングを用い、該ゴム膜室内よりゴム膜を押圧する
   特許請求の範囲第１項記載の水門のソフトタッチ水密構
   造。 ４ シリンダーゲートの入れ千秋のシリンダーの外筒と
   内筒間の摺動部に用いる特許請求の範囲第１項記載の水
   門のソフトタッチ水密構造。 ５ 外筒の内面をゴム膜が摺動する内面摺動型の特許請
   求の範囲第４項記載の水門のソフトタッチ水密構造。 ６ 内筒の外面をゴム膜が摺動する外面摺動型の特許請
   求の範囲第４項記載の水門のソフトタッチ水密構造。 ７ ローラーゲート、スライドゲート等の扉体と側面戸
   当り間の直線状摺動部に用いる特許請求の範囲第１項記
   載の水門のソフトタッチ水密構造。 ８ ラジアルゲート、転倒ゲート等の扉体と側面戸当り
   間の円弧状又は曲面状摺動部に用いる特許請求の範囲第
   １項記載の水門のソフトタッチ水密構造。