JPS637409A

JPS637409A - 自動水門扉装置

Info

Publication number: JPS637409A
Application number: JP14915886A
Authority: JP
Inventors: Kunikazu Aragata; 荒ケ田　國和
Original assignee: Hokoku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Hokoku Kogyo Co Ltd
Priority date: 1986-06-25
Filing date: 1986-06-25
Publication date: 1988-01-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自動的に水路中の通過水流量を一定に制御す
るための自動水門扉装置に関するものである。

（従来技術）本発明の理解の便を図るため、従来の水門扉の用途およ
び従来技術について順次説明する。

水門扉の用途は、所要水ｊｋを通過させる場合と、余剰
水ｉを通過させる場合の二つがあシ、この目的を達成す
る友めには、堰等が併用される事は勿論であるが、水門
扉自体の機能としては、前者は水門扉の下流、後者は水
門扉の上流の水位を一定に保持する機能が必要である。

また、後者については、すでに二十数年以前から、無人
無動力の装置が出現し、敗退したものもあるが、分流を
作り、その水面の昇降を利用する機種は立派に成功し、
広く普及し、−部分の用途の無人無動力化は達成逼れて
いる。

しかし、その用途は極めて小テ＜、分水をし易くするた
めに水路を堰止げる、いわゆるチエツクゲートおよび降
雨時に水路の余剰水を水路外へ排出する余水吐ゲートに
限定てれ、水門扉の用途の大部分を占める、下流水位全
−定的保持する機能のゲートは、無人無動力化が実現せ
ず、現段階においては、いちいち人為的に操作し、或は
自動化する場合には、フロートによって水位を測定し、
堰を併用して流量全測定し、或は超音波を併用して流速
を測定し、電子機器を用いて流量を計算して、ゲートの
電動機を制御する方法が採られている。

ま友、最近は、上記の二徨類のゲートの機能を併せ持っ
た機能が必要となって来た。すなわち、最近、新規に河
川水を利用する場合は、本川および皮相にダムを築造す
る事が出来ず１派用にダムを築造し、本川または皮相か
ら余剰水量だけを取水して貯留して置く場合が多くなっ
て来たが、このような個所においては、渇水時において
は全く取水せず、豊水時においては余剰水量だけ全取水
し、ざらに洪水時においては取水量を一定に保持する事
が必要となるが、これをゲートの機能面から見ると、豊
水時における機能は、上流水位を一定て保持する機能全
有するゲート（以下、上流水位型と云う）が必要でちゃ
、洪水時においては、下流水位も一定に保持する機能を
有するゲート（以下、下流水位型と云う）が必要となっ
て来７’Ｃ，三の腫の云わば上下流水位型においても、
上記の下流水位型と同じく電気的手法が用いられている
が、この場合には、上記のとおり、取水の制限が厳しく
、ま九、設置９個所が人里離れた渓谷である場合が多い
ので、遠隔操作装置をも必要となる事が多い。

（本発明が解決しようとする問題点）従来技術においては、第一に、電力施設、電子機器装置
、遠隔操作装置の建設および維持管理に費用と時間がか
かフ過ぎる。第二に、フロートによって水位全測定する
ため、測定精度が低く、水利権をめぐる厳しい社会情勢
に対応し得ていない。また、第三に、従来においては堰
または、超音波音用いて、流量または、流速を測定して
いた几め、堰の設置位置において、大きな損失水頭音生
じて水路勾配が緩くな）、断面が大きく々って建設費が
嵩み、或は超音波測定装置の建設ビ維持管理に費用が嵩
むものでいた。本発明は、主として上記の三点について
の問題解決を図ろうとするものである。

上記従来技術で説明したとおり、上流水位型においては
、すでに無人無動力化が実現しているが、そのうち、も
つとも普及しているものは、ゲートの最寄シの位置に設
けた室内に、ゲート上流地点に設けた層頂から流入した
水が、オリスイスから流出し、ゲート下流地点の水路に
合流する分流を作って、上流水位の僅かな変化によって
、室内の水位を大きく変化てせるようにし、その水面に
浮べたフロートによって、ゲートを操作するものである
。しかし、下流水位型の場合においては、ゲート下流の
水位が対象となるので、何等かの工夫を行わなければ１
分流全形成し得ないが、本発明においては、ゲート下流
の水路の一部の水面中を緩やかに挟挿して、限界流を生
じさせて、低い水面を作シ、ここに分流を合流させる手
段と用いて、この種のゲートについても、無人無動力化
を実現し、もって、上記第一の問題点を解決する。

ｆノ第二の問題点について、堰長を大きくし、越流水深を極
めて小でクシ穴埋を用いて、水位を低下する事によって
解決する。第三の問題てついてｈ基本的方針として、上
記の挟挿部を用いて流量を把握し、併せて、挟挿後、再
び緩やかに水面中も拡大する事によって損失水頭を少く
し、問題の解決を図る。

（問題を解決するための手段）上記目的を達成するために１本発明は、河川から導水し
た水路中において、水平軸の周シに揺動自在に設は次、
水路の開閉の之めのゲートと、前記ゲートの近くに設け
られた下流水位変化増巾室と、前記下流水位変化増巾室
の中を下流水位検知堰によって形成きれた、ゲートより
下流の水路と連通している下流水静水池と、前記下流水
位変化増巾室と連通した、前記ゲートより下流の挾搾水
路と、前記下流水位変化増巾室中または前記下流水位変
化増巾室に隣接して設けられ、河川の水位の影響を受け
るように設けた上流水位変化増巾室中であって、前記ゲ
ートの水平軸が延長した部分に装着され、前記いずれか
の変化増巾室の水位の変化を前記ゲートに伝える７ａ−
１とからなることを特徴とする構成からなる自動水門扉
装置に関する。

（作　　用）本発明は上記構成からなるものであるから、水路中の水
位の上下によってフロートが上下し。

この動作によりゲートを開閉することができる。

（実　施　例）本発明の実施例′５：図面と共に説明する。

先ず、第１図、第２図および第３図により、下流水位型
について説明する。

河川１の食中を横断して、十分な高てを有する堰堤２が
設けられ、その上流において、河川１から水路３が分岐
し、その直下流にゲート４が設置され、その上部の水路
３の断面は全面的に遮水壁５によって閉塞され、ゲート
４の設置点の下流の適当な位置に設け、挟挿部　３ａ　
は水面中が緩やかにせばめられ、丁度限界流を生ずる水
面中に挟挿てれてから、再び緩やかに拡巾され、もっと
も挟挿された部分の水路底は極力低くされている。

ゲート４の構成について説明すれば、水路３内に固着さ
れた。−対のゲート軸受″’４ａ　　に−本のゲート軸
　４ｂ゛″が回動自在に支持され、これと−体となった
一対のアーム゛’４ｃ　　の先端に水路３の全巾を横断
する円弧状のスキンプレート’４ｄ”が固着され、アー
ム°４ｃ　の他端には対重　４ｅ”力；調節自在に装着
され、ゲート４の最大の開度は、ストッパー’　４　ｆ
　”によって制限され、ゲート４の上方の水路３の断面
は、全て遮水壁５によって遮断され、その下端に固着さ
れた止水ゴム゛５　ａ　”の先端がスキンプレート４　
ｄ　”の上流面に栓く圧着されている。

挟挿部°゛３ａ″゛の直上流、すなわち、全、く水面中
が狭められていない部分の水中に、下流水導入口６が開
口し、その他端に接続する下流水静水池７は、下流水位
検知堰８によって、下流水位変化増巾室９と区別せられ
、下流水位変化増巾室９の下部水中に下流水排出孔１ａ
が開口し、排出管１１を通って、挟挿部゛′３ａ″の水
中に連通している。下流水排出孔１０の断面積は、河川
１のものとも急激な減水速度と下流水位変化増巾室９の
大きさを考慮して適当に走られている。また、下流水位
検知堰８の堰長および排出管１１の断面積は、下流水排
出孔１０の断面積に比して、十分に大きく、そのクレス
の高では所定の計画水位よりも僅かに低く、調節自在に
されている。

なお、下流水位変化増巾室９内には、上記のゲート軸”
４ｂ’が突出しておυ、フロート軸受１２に回動自在に
支持されたフロート軸１３がゲート軸　４ｂ　と結合さ
れている。

フロート軸１３と一体となっ友リンク１４の上端にフロ
ート懸垂ピン１５が固着され、これにフロートａ垂ロッ
ド１６が回動自在に懸垂され、その下端にフロート１７
が固着されている。

フロート懸垂ピン１５の位置は、フロート軸１３の右下
方にあるが、その方向は次のとおりに定められている。

すなわち、ゲート４が全開している時には、ゲート４に
水圧が加わらないので、ゲート４の抵抗トルクは小さい
が、河川１の水位が上昇するにつれて、ゲート４に加わ
る水圧が加わるので、ゲート４の抵抗トルクは大きくな
るが、全開状態と全閉状態におけるフロート軸１３と、
フロート懸垂ピン１５の水平距離の比率が同じく、両状
態におけるゲート４の抵抗トルクの比率と−致し、ま几
、両状態におけるフロート懸垂ビン１５位置の高石の差
が、下流水導入ロ６位置と挟挿部”５　ａＩの水面の高
さの差（以下、水位差と云う）の半分となるよう、フロ
ート懸垂ピン１５の位置は定められている。

フロート１７の位置は、ゲート４が全閉状態の時に、も
つとも高くなるが、その時、上端は水路３の下流水導入
ロ６位置の水位に一致するよう構成されている。フロー
ト１７の下端については、少し説明を要する。ゲート４
が安定状態を保つためには、フロート１７には常時水浸
している部分がなければならない事は勿論であるが、こ
の常時水浸している部分を除いた部分（以下、露出部分
と云う）の高さは、下流水導入ロ６位置と挟挿部Ｉ５ａ
　位置の水位差の半分である。上記構成からして、フロ
ート１７の露出部分の下端は、ゲート４が全開状態の時
に、挟挿部”３ａ゛の水面と等しい高でとなる事は勿論
である。ま几、フロート１７は全ての部分が水浸しても
、々お、フロート懸垂ビン１５に懸垂されているよう、
十分に重くされている。

対重“”　４　ｅ　”の位置は、フロート１７０周辺の
水面が上記露出部分の半分の高ｆＫ″ある時に、−連の
回動部分が均衡し、静止するよう調節されている。

ま友、下流水位型が使用される個所においては、大洪水
の時には、取水をしない方が好ましい場合が多いので、
実施例においては、河川１の取水を再開すべき水位に、
入口゛１８ａ　をもって、注水管１８が開口し、−旦上
昇し、クレス）　’１８ｂ　すなわち、最高位部分の内
下面が取水を停止すべき水位に合致してから反転下降し
、その下端の吐出口’１８ｃ’が、入口゛１８ａより、
十分に低い高さで、もって下流水位変化増巾室９内の室
中に開口している。フロート弁１９の弁座　ｆ？、　　
の周辺は突起し、注水管１８の吐出口　１８　ｃ　”を
囲み支桿　１９ｂ゛に固着され、支桿’１９ｂ”は、ヒ
ンヂ１９ｃ゛に回動自在に支持され、その他端にフロー
ト部”１９ｄ″゛が固着され、下流水位変化増巾室９内
の水面が、下流水位検知堰８のフレストと等しい時に弁
座”　１９　ａ　”は吐出口゛１８ｃ　と密着されるよ
う、構成されている・次に、上記の実施例を応用して上下流水位置の機能とし
た応用例について説明する。上下流水位型においては、
洪水時にも取水が継続される事が望ましいので、注水管
１日およびフロート弁１９は、構成から削除する必要が
ある。

次に、付加される構成要素について、第４図および第５
図により説明すると、河川１内の流水中に、上流水導入
口２０が開口し、これに接続する上流水静水池２１が、
上流水位検知堰・２２によって、上流変化増巾室２３と
区別きれている。上流水位検知堰２２のフレストの高さ
は、所定の河川１の計画水位より僅かに低く、可変とは
されていない。上流水位変化増巾室２３の水中には、上
流水排出管２４が開口し、その他端は排水管１１に接続
されているが、上流水静水池２１および上流水位変化増
巾室２３は、水路３および、下流水位変化増巾室９から
完全に遮断逼れ、ゲート軸　４　ｂ　”も、水密の構造
をもって隔壁全貫通して、上流水位変化増巾室２３の室
中に突出している。−ｉ次、フロート１７の空洞部分の
下端および上端に、それぞれ可撓性の通水管２５および
通気管２６が接続されておフ、他端は下流水位変化増巾
室９内の水中、および空中に開口している。

次に、変更される要点について説明すると、先ず、下流
水位検知堰８のフレストの高さは、−定に固定され、す
でに上記において述べたとおり、ゲート軸゛４ｂ′は、
上流水位変化増巾室２３内に突出し、これに結合された
フロート軸１３の左上方に、フロート懸垂ビン１５の位
置が変更され、その定量的な位置は最大の洪水時におい
て取水音読ける状態、いわは全閉状態と、全開状態全基
準にして定められ、また、フロート１７も上流水位変化
増巾室２３内に懸垂され、その上端の高でも、ゲート４
が全開状態の時に河川１の計画水位に一致するよう定め
られている。対重”４ｅ’の位置は変更しなくて良い。

全般的な機能の説明を行う前に、予め、部分的構成によ
って得られる部分的機能について説明する。先ず、挟挿
部’３ａ　　の機能について説明する。第２図において
断面Ｉは全く挟挿されず、水流が常流となっている下流
水導入ロ６位置の断面を示し、断面■は水面中が挟挿さ
れて、水流が限界流となっている挟挿部゛、３ａ’の断
面を示し、断面■は再び緩やかに拡巾されて水流が再び
常流となっている断面を示している。

Ｍ２図中の各記号は次のとおりである。

ｈ１＝断面ｌの水面から、断面Ｈの水路底まで、の高嘔
、ｈｖｌ：断面Ｉの流速水頭、ｈｖｌ：断面Ｉから断面■までの間の損失水頭、ｈ２＝
断面■の水深、ｈγ２：断面■と断面■の間の損失水頭、先ず１、断面
Ｉと断面■間の水面差について、水理学的に説明する。

断面■の総水類■（は、Ｈ＝ｈｌ　＋ｈｖｌｈγｌ限界流においては、水深が総水類の２／３になると云う
周知の法則があるから、よりて、断面１と断面■の水面の高嘔の差２はで２中−（２）上記の（２）式から、水面差２を大きくするには、断面
■の水路底を低くすれば良い事が判るが。

いずれにしろ、実在の水路において、断面Ｉと、断面■
の間に、数十センチメートルの水位差が生じ、両断面間
に内水導入口６に始まり、排出管１１を経て、挟挿部゛
ｒ　３　ａ　ｌに至る分流も発生する。

次に、内水導入口６の位置、すなわち、断面ｌの水位を
一定に制御すれば、断面■を通過する水量を一定になし
得ると云う事について説明する。先ず、断面■におけろ
水流は限界流であるので、水理学的は、その性質は堰と
変りはなく、ゲート４により、断面■の水位を一定に制
御すれば、こ＼全通過する水量が一定となる事は勿論で
ある。しかし、断面Ｈの通過水量が一定であっても、そ
の中には、排出管１１からの流量が含まれ、その量は一
定ではないので、断面ｌと断面■間の流量は若干変化し
、し九がって、断面ｌと断面■の間の損失水頭ｈｒｔが
変化し、ひいては、断面１の水面は一定ではない。

と云う問題があるが、実用上からすれば、本来。

断面ｌと断面■の間の損失水頭は極めて小さく、数ミリ
メートルに過ぎず、また、排出管１１を経由する流量は
、全流量の数十分の−に過ぎない。

したがって、断面Ｉ、すなわち、内水導入ロ６位置の水
位を一定に保持すれば、水路３の下流部分の流量を一定
になし得るものである。

次に、上記の如く局部的に大きな水位差を生じ、しかも
通過水量を把桿し得ると云う、堰同様の機能を有するに
も拘らず、挟挿部　３ａ’位置における損失水頭が少い
と云う事全説明する必要があるが、水理掌上の漸拡、す
なわち、再び緩やかに拡巾すれば、挟挿部分において一
旦、流速水頭と化しているエネルギーの殆んどは。

再び位置のエネルギーに変じ、第２図に示すとおり、断
面■の水面は再び上昇し、断面■から断面■までの間に
失われる損失水頭は、数十ミリメートルに過ぎない。し
友がって、堰による損失水頭に伴う、或は超音波の使用
に伴う不経済性の問題は解消し得る。

また、堰８と排出孔ＩＱを組せる事によって堰上流の僅
かな水位変化によって、堰８と排出孔１００間の水面が
大きく変化すると云う事象について説明する。この説明
の目的が堰上流、すなわち、水路３および河川１の水位
変化全極めて小ざくし得る事を説明するためである事は
云うまでもない。すなわち、排出孔１０の断面積に比し
て堰の長さは極めて大きくされているので、堰上流の水
位が安定している時Ｑ層頂上の越流量は、極めて小さい
。し友がって、水位が僅かに下れば、層頂上の越流量は
なくなジ、塩８ビ排出孔１０の間の水面は排出孔１０の
下流、−ｒなわち、具体的に云えば挟挿部’３ａ　　の
水面と同じになる事、換言すれば、堰下流の水位が僅か
に低下すれば堰と排出孔１０の間の水面が大きく低下す
る事は勿論である。

堰下流の水位が上昇した場合について説明する。

堰８および排出孔１０からの流量は、それぞれ、次式に
よって表わされる。

Ｑ　＝　Ｃｓ　Ｂ　、　ｈ　５／２　　　　　　　　　
　　（３）Ｑ　＝Ｃ２、Ａ、　ｆＴ戸Ｌ（４）ここで、Ｑ：流量　　　　　Ｃ２：排出孔の流量Ｃ１：堰の流量
係数　Ａ：排出孔の断面積Ｂ：堰長　　　　　ｇ：重力
の加速度ｈ：越越流　　　　Ｈ：排出孔の入口と出口の水位差次に、ｈが僅かにΔｈだけ増加した場合に、排出孔上下
流の水位差Ｈが、いかに変化するかと云う事を計算する
。（３）　（４）式の微分量はそれぞれ、上の二式から ΔＨ＝３−Δｈ（７）こ＼に求めたΔＨは、排出孔の上下流の水位差であるが
、Δｈが極めて小さいから、排出孔下流の水位差は一定
と見做して差支えないので、ΔＨを堰と排出孔の間の水
位変化量と考えて差支えない。

今、ｈ、＝１．５０ｍの場合を例にして説明すれば、Ｚ
＝１．５０７３　＝　ＣＬ５０ｍ長らく安定状態にあったので、フロート１７０周辺、ま
几は、内部の水面は露出部分の半分の高さにあり、ゲー
ト４は静止していた管であるが、Ｈが、もっとも小さい
のは、下流水位型においては、ゲートが全閉状態のとき
、上下流水位型においては、ゲートが最閉状態のときで
あるが、いずれの場合も最小の■は同じであシ、上記に
おいて説明した構成からして、Ｈ＝Ｚ／４＝α５０／４＝Ｉ１１２５ｍいま、この時の
越流縁に５ｃｍとすれば。

ΔＨ＝３Ｘて罰了Δ１１＝７５．０Δｈ上記計算は１例
ではあるが、堰下流の僅かな上昇によって、堰下流の水
面は大きく上昇する。

したがって、その上昇によってゲート４が操作され、水
面は再び補正されるが、いま、上記の計算と観点を変え
て、堰下流の水位が、どこまで上昇すれば、堰下流の水
位が殆んど、堰下流の水位と殆んど同じになるかと云う
事について計算する。

ΔＨ＝α５００−α１２５−α３７５７／１３Ｈ３×α
１２５よって、堰下流の水位が当初の越流縁α００５ｍから、
さらに（ＬＯＯ５７７１上昇すれば、堰下流の水位は、
堰下流の水位と殆んど等しくなる。要するに、堰の越流
縁の変化が僅か１０ｃ！！Ｌ程度あれば、堰下流の水位
は５０αも動くので、否応なしにゲート開度が補正てれ
、堰下流の水位の変化は１０ＣＩＦ１程度に抑え得る事
が判明した。

以上によって予備説明を終了したので、下流水位型の機
能について説明する。第１図〜第３図において、河川１
内の水位が低く、下流水静水池７内の水面が下流水位検
知堰８のフレストより低い時には、下流水位変化増巾室
９内の水位は挟挿部”３ａ゛′の水面と等しいが、フロ
ート１７の露出部分の下端は、ゲート４が全開し、水路
５の水位が計画水位の時に、はじめて挟挿部“３＆“の
水面と等しい高さとなるので、−連の回動部分に、フロ
ート１７の露出部分の半分の容積の水の重量に等しい均
衡を崩す力が働いてゲート４は全開し、ストッパ　”４
ｆ　　Ｋ支えられて静止し、スキンプレード４ｄ　は空
中に露出し、流水は何等の制約もなしに水路３内へ流入
し、可能な限シの取水が続行される。

また、河川１の水位が十分に高く、水路３の取水量が所
定の限度に近づくと、下流水位検知堰８のフレスト上か
ら、下流水位変化増巾室９内へ越流を生じ、室内の水位
は若干上昇するが、フロート１７の露出部分の下半分が
水没した段階においては、ゲート４ば、静止したまま動
かず、所定量の取水が続行てれろ。

しかし、さらに河川１の水位が上外し、水路３内の水位
が僅か（Ｃ所定の計画水路を超えると、下流水位検知堰
８上の越流水量は急激に増加し。

下流水位変化増巾室９内の水位が上昇し、フロート１７
の露出部分の上半分も水没し、これによって生じた浮力
がゲート４に働き、ゲート４は僅かに閉じるが、僅かに
閉じただけで、水路３内の水位が低下して、下流水位変
化増巾室９内への流入量が激減し、室内の水位が低下す
る。

−方、フロート１７自体の上昇もあるので、ゲート４は
再び静止し、所定量の取水が続行でれる。このように、
ゲート４の１回当シの作動量は極めて僅少であるので、
ゲート４の運動は、恰も、連続運動であるかの如く１円
滑である。

河川１の水位が、さらに上昇し続ければゲート４は、そ
の都度、直ちに閉じて、−定量の取水が続行てれるが、
下流水位検知堰８のフレストの高さを、予め調節して置
けば所要の水量に合わせて、取水量を変更する事も出来
る。

こ＼で、下流水位検知堰８のフレストを可変とする場合
における溝底について補足説明する。

ゲート４のストッパー１’　４ｔ　′は最大取水量の時
）水位に、スキンプレートｌａ’の下端が合致するよう
定められることは勿論であるが、水位差ｚ′５ｅ−最少
流量の時、断面Ｉの水位と、最大流量の時の挟挿部３の
水位とすべき事は、全開状態におけるフロート１７の露
出部下端の高さ、および全閉状態におけるフロート上端
の高での制約からして明らかである。

し友がって、下流水位検知堰８のフレストの高芒による
流量調節の範囲には限界があるが。

流量調節の範囲が著しく大きく要求でれる場合には、断
面Ｉと断面■の間に調節可能なゲートを別途に設ける事
によって、目的を達成できる。

このようにして−定量の取水が続けられるが、水田の用
水等、上水道を除く一般の取水において降雨のため、用
水が不用となシ、むしろ渇水被害を防止しない段階とな
ると、注水管１８のフレストから河川水が下流水位変化
増巾室９内へ流入し、室内水位とフロート１７が一気に
上昇して、ゲート４は全閉するが、同時に、フロート弁
１９のフロート部’１ｑ、１°：に浮力が働いて、′弁
座’　１９　ａ　’、’が注水管１８の吐出口”ｊ８ｃ
”に接近して、注水管１８からの流入量が制限され、下
流水位変化増巾室９内の水位は、下流水位検知堰８のフ
レストよりも僅かに低い高てでもって、−定に保たれ、
ゲート４は全閉状態を続けるが、河川１の水位が、どの
ように高くなっても、注水管１８からの流入量はフロー
ト弁１９に制御されて著しく増加する事はなく、したが
って、下流水位変化増巾室９内の水位は、下流水位検知
堰８のフレストより高くなる事はないので、水路３に流
入する水は、下流水排出孔１０から排田管１１を通じて
流入する。僅かな水量だけとなって、事実上取水は中止
きれる。

注水管１８内にはすでにサイフオン現象が形成され、ま
た、弁座、、’　１９　ａ　’の周辺が突起して、吐出
口　１８Ｃ°の周囲を囲み、空気の侵入によるサイフオ
ンの切断全防止しているので、河川１の水位が注水管１
８の入口’１８ｂ　ｉで低下するまで、上記の状態は維
持されるが、ここにおいて、注水管１８内へ空気が侵入
して、注水管１８から下流水位変化増巾室９内への水の
流入が止められるので、室内水位が低下し、ゲート４が
開いて、水路３の流量が徐々に増加し、再び下流水位検
知堰８からの流入によって室内水位の低下が止まフゲー
ト４が静止して、所定量の取水が開始される。

以上のとおり、下流水位型の機能は、渇水時においては
全開して、何等の制約も加えず、小洪水時においては、
所要の取水を行い、大洪水時においては、全面的に近く
、取水を中断し、減水に伴って再び所定量の取水を開始
するものであるから、−般の既得水利権？有する個所の
取水および、幹線用水路からの分水に最適である。また
、洪水調節朋友め池においては、下流の排水路の許容能
力に応じて、なるだけ多く水を排出し、以後における洪
水の流入に備える必要があるが、注水管１８全除けば、
この目的にも好適である。

次に、上記の構成と機能を応用し次上下流水位型の機能
について第４図、第５図にもとづいて説明する。上下流
水位型においては、河川１の水位が、上流水位検知堰２
２のフレストより低い場合には、上記において説明し念
とおり、挟挿部　３ａ　の水面は、フロート１７の露出
部の下端より低いので、ゲート４は全閉している。

したがって、上流水位検知堰２２のフレストの高さを適
当に定めれば、渇水時において河川１の下流の既得水利
権を侵害する恐れは全くない。

しかし、河川１の流量が増加し、流量に余裕を生ずると
、上流水位検知堰２２のフレストから、上流水位変化増
巾室２３内に流入を生じ室内の水位が上昇し始めるが、
この段階においては、フロート１７の内部には全く水が
ないので、フロート１７の露出部の上中部が水没すると
、浮力が働いて、ゲート４は僅かに開く。その際ゲート
４が僅かに開いただけで河川１の水位、ひいては上流水
位変化増巾室２３内の水位が低下し、−方、フロート１
７自体の上昇も伴うので、ゲート４の作動は極めて僅少
である。

このようにして、河川１の流量が増加し続けると、その
都度ゲート４は僅かづつ開いて行き、遂には全開し、ス
トッパー’　４　ｆ　”に支えられてゲート４は静止し
、水路３内の流量も、所定の量て達し、この頃から、下
流水位検知堰８から下流水位変化増巾室９内への流入を
生じ室内の水位も徐々に、上昇する。

こ＼で、フロート１７に生ずる浮力について、補足して
説明する。上記の構成の説明において、下流水位型につ
いては、対重パ４ｅ″の位置は、フロート１７の露出部
の下半分が水没した状態において、−連の回動部分が均
衡を保ち、静止するよう調節されるべき事を説明した。

上下流水位型においても、本質的には、全く同じである
が、上下流水位型の構成に即した説明を行えば、フロー
ト１７０周辺の水位（以下、外水位と云う）が、フロー
ト内の水位（以下、内水位と云う）より、フロート１７
の露出部分の高さの半分の高さだけ高い状態において、
−連の回動部分が均衡し、静止するよう、対重”　４　
ｅ　”の位置は調節されていると云いかえたほうがより
適切である。

さて１次の段階には入る。上記の状態から、ざらに、僅
かに河川１の水位が上昇す、ると、フロート外水位が、
河川１の水位と殆んど等しくなり、フロート内水位は、
殆んど水路３内の水位と等しくなる。両水位検知堰のフ
レストの高さに誤差があって、上記の二つの現象のうち
、いずれが早く起きるかと云う事は、論外であって、い
ずれにしろ、上記の状態となる事は勿論であるが、この
状態になれば、フロート１７に働く浮力が、均＠を保っ
ている時よりも、その露出部分の半分の容積の水の量だ
け少くなるので、ゲート４が僅かに閉じ、水路３内の水
位ひいては、フロート内水位が低くなシ、フロート１７
の浮力が再び回復して、ゲート４は静止する。この段階
においてフロート１７は全ての部分が水没するので、以
降フロート１７は外水位の影響を全く受けず、専らゲー
ト４は内水位のみによって操作され、−定量の取水が続
けられるが、上下流水位型においては余剰水をなるべく
多く取水し、貯留して置くのが目的であるから、洪水時
において取水を制限し、或は中断する事は有夛得ない。

次に河川１の水位が低下し始めると、水路３内の水位が
僅かに低下した段階で、フロート内水位が低下し、フロ
ート１７の浮力か大きくなって、ゲート４は徐々に開い
て行き、遂に全開するに至るが、その際、下流水排出口
１０の大きさは、河川１のもっとも急激な低下を考慮し
て定められているので、ゲート４の動作が遅れて、水路
３内の水位が大きく下夛過ぎる事はない。

このようにして、全開して後、てらに僅かに河川１の流
量が少くなると河川１の水位が低下して、上流水位変化
増巾室２５内への流入量が少くなシ、室内水位が低下し
て、フロート１７に働く浮力が減少し、ゲート４は僅か
に閉じるが、同時に水路３内の水位が下って、下流水位
検知基８上の越流はなくなシ、フロート内水位は露出部
の下端以下に下って、以降、フロート１７は、内水位の
影響を全く受けず、ゲート４は、専ら外水位のみによっ
て、操作式れ、余剰水が取水し続けられ、遂には全閉し
て、取水は停止される。

このように、本発明を応用した上下流水位壁の機能は、
渇水時においては、全く取水せず、豊水時においては余
剰水を取水し、洪水時においては、−定量を取水するも
のであるから、河川１の下流水利槽を侵害する事が全く
なく、シたがって、既得水利権を有しない個所における
取水に好適である。

（効　　果）本発明によって提供される水門扉は、実施例および応用
例ともに極めて簡単な構造にして、−切の人為操作と動
力を要せずして、自動的に流量を制御するものであって
、これによって、動力用の電力線、流量計算用の電子機
器、遠隔操作用の看視装置、流量測定用の超音波装置或
は堰等が一切不必要となり、ｌた、制御のＷ度も一段と
向上されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一部横断平面図、第２図は第１図
における水路を縦断して示し比縦断側面図、第３図は第１図における下流水位変化増巾室の縦断側面
図、第４図は他の実施例における第１図同様の図、第５図は
第４図における上流水位変化増巾室の縦断側面図である
。１・・・河川、３・・・水路、３ａ・・・挾搾水路、４
・・・ゲート、７・・−下流水静水池、８・・−下流水
位検知基、９・・・下流水位変化増巾室、２３・−上流
水位変化増巾室。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）河川から導水した水路中において、水平軸の周り
に揺動自在に設けた、水路の開閉のためのゲートと、前記ゲートの近くに設けられた下流水位変化増巾室と、前記下流水位変化増巾室の中を下流水位検知堰によって
形成された、ゲートより下流の水路と連通している下流
水静水池と、前記下流水位変化増巾室と連通した、前記ゲートより下
流の挾搾水路と、前記下流水位変化増巾室中または前記下流水位変化増巾
室に隣接して設けられ河川の水位の影響を受ける上流水
位変化増巾室中であって、前記ゲートの水平軸が延長し
た部分に装着され、前記いずれかの変化増巾室の水位の
変化を前記ゲートに伝えるフロートとからなることを特
徴とする自動水門扉装置。