JP2004044442A - 送水管用水力発電設備 - Google Patents
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Abstract
【課題】発電ユニットの定期点検や修理のための取外し・取付け作業を能率良く容易に行なう。
【解決手段】送水管１に、水流で発電する発電ユニット４と、発電ユニット４の上流側流路を閉止操作可能な第１開閉弁と、発電ユニット４の下流側流路を閉止操作可能な第２開閉弁とを設け、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅと送水管１の両接続管部１Ａ，１Ｂとの間の少なくとも一方に、発電ユニット４の脱着を許容する状態で管軸芯Ｘ方向に伸縮自在な伸縮継手５が介在されている。
【選択図】 図２
【解決手段】送水管１に、水流で発電する発電ユニット４と、発電ユニット４の上流側流路を閉止操作可能な第１開閉弁と、発電ユニット４の下流側流路を閉止操作可能な第２開閉弁とを設け、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅと送水管１の両接続管部１Ａ，１Ｂとの間の少なくとも一方に、発電ユニット４の脱着を許容する状態で管軸芯Ｘ方向に伸縮自在な伸縮継手５が介在されている。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道管や下水管、配水管等の送水管又はそれの途中に連通接続されたバイパス配管に、水流で発電する発電ユニットが取付けられている送水管用水力発電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の送水管用水力発電設備では、図１９に示すように、送水管の一例である水道管１のうち、バイパス配管２の分岐箇所と合流箇所との間に位置する水道管部分に、開閉操作自在な仕切弁５１を介装するとともに、バイパス配管２の分岐管部２Ａ及び合流管部２Ｂの各々には、開閉操作自在な仕切弁（開閉弁）５２，５３を介装して、この三つの仕切弁５１〜５３の開閉操作により、バイパス配管２を閉止して水道管１のみに水道水を流動させる第１状態と、水道管１のうち、バイパス配管２の分岐箇所と合流箇所との間に位置する水道管部分を閉止して、バイパス配管２を経由して水道水を流動させる第２状態と、水道水を水道管１とバイパス配管２とに所定の比率で分配供給する第３状態とに切換え可能に構成されている。
【０００３】
また、前記バイパス配管２の中間管部２Ｅに形成された連結フランジ部５４と、合流管部２Ｂに形成された連結フランジ部５５に対して、発電ユニット４の両接続管部５６，５７に形成された連結フランジ部５８，５９をボルト・ナットを介して脱着自在に固定連結することにより、発電ユニット４をバイパス配管２の中間管部２Ｅと合流管部２Ｂとに亘って連結支持させていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の送水管用水力発電設備では、バイパス配管２の途中に介装された発電ユニット４を定期点検等のために取り外す際、三つの仕切弁５１〜５３を開閉操作して、バイパス配管２を閉止して水道管１のみに水道水を流動させる第１状態に切換えたのち、発電ユニット４を吊下げ支持したまま、発電ユニット４側の連結フランジ部５８，５９と、バイパス配管２側の連結フランジ部５４，５５との固定連結を解除操作し、バイパス配管２の中間管部２Ｅ及び合流管部２Ｂに対して発電ユニット４の両接続管部５６，５７を上方に抜き出す必要がある。
【０００５】
このとき、配管経路での不同沈下や地殻変動等に起因して、発電ユニット４側の連結フランジ部５８，５９と、バイパス配管４側の連結フランジ部５４，５５とが圧接されている場合があり、発電ユニット４の抜き出しに多大の手間を要することがある。
【０００６】
また、定期点検等が終了した発電ユニット４を再びバイパス配管２の途中に介装する場合には、吊下げ支持された発電ユニット４を、バイパス配管２側の連結フランジ部５４，５５間に同軸芯状態で入れ込み配置し、この吊下げ状態を維持したまま、発電ユニット４側の連結フランジ部５８，５９と、バイパス配管２側の連結フランジ部５４，５５とをボルト・ナットを介して固定連結する必要があるため、発電ユニット４の同軸芯状態での入れ込み配置に多くの手間を要し、発電ユニット４の定期点検や修理のための取外し・取付け作業能率の低下を招来していた。
【０００７】
また、バイパス配管２及び発電ユニット４に対する水道水の流路変更や定期点検、修理等の各種条件に応じて、上述の第１〜第３状態に選択的に切換えることができるものの、バイパス配管２の分岐箇所と合流箇所との間に位置する水道管部分の途中一箇所とバイパス配管２の分岐管部２Ａ及び合流管部２Ｂに仕切弁５１〜５３を介在させているため、弁の設置数が多くなるばかりでなく、それに伴って工事工程数も増加するため、設備コストの高騰化を招来するとともに、三つの仕切弁５１〜５３を開閉操作するため、第１〜第３状態への切換えに手間取り易い。
【０００８】
本発明は、上述の実状に鑑みて為されたものであって、その主たる課題は、発電ユニットの定期点検や修理のための取外し・取付け作業を能率良く容易に行なうことのできる送水管用水力発電設備を提供する点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１による特徴構成は、送水管又はそれの途中に連通接続されたバイパス配管に、水流で発電する発電ユニットと、発電ユニットの上流側流路を閉止操作可能な第１開閉弁と、発電ユニットの下流側流路を閉止操作可能な第２開閉弁とを設けてある送水管用水力発電設備であって、
前記発電ユニットの両接続管部と送水管の両接続管部又はバイパス配管の両接続管部との間の少なくとも一方に、発電ユニットの脱着を許容する状態で管軸芯方向に伸縮自在な伸縮継手が介在されている点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、送水管又はバイパス配管の途中に介装された発電ユニットを定期点検等のために取り外す場合、発電ユニットと送水管又はバイパス配管との接続箇所、発電ユニットと伸縮継手との接続箇所、送水管又はバイパス配管と伸縮継手との接続箇所のうち、発電ユニットの取外し単位に相当する箇所の接続を解除したのち、伸縮継手を収縮操作することにより、少なくともこの伸縮継手側に位置する接続箇所に脱着用の作業空間を現出することができる。
【００１１】
従って、配管経路での不同沈下や地殻変動等に起因して、発電ユニット側の両接続管部と送水管の両接続管部又はバイパス配管の両接続管部とが圧接されている条件下においても、発電ユニットの定期点検や修理のための取外し・取付け作業を能率良く容易に行なうことができる。
【００１２】
本発明の請求項２による送水管用水力発電設備の特徴構成は、伸縮継手が発電ユニットに組付けられている点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、発電ユニットに伸縮継手が予め組付けられているので、施工現場での手数を軽減することができるばかりでなく、接続構造の簡素化を図ることが可能で、送水管用水力発電設備の工期短縮と工費の低廉化を促進することができる。
【００１４】
本発明の請求項３による送水管用水力発電設備の特徴構成は、発電ユニットの各接続管部を脱着自在に載置支持する据付け装置が設けられている点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、発電ユニットを送水管又はバイパス配管の途中に介装する際、据付け装置に発電ユニットの両接続管部を載置させるが故に、発電ユニットの両接続管部を、送水管の接続管部又はバイパス配管の接続管部と同軸芯又は略同軸芯状態で安定的に受止めることができる。
【００１６】
それ故に、この状態で伸縮継手を伸長操作することにより、据付け装置に載置支持されている発電ユニットの両接続管部と送水管の両接続管部又はバイパス配管の両接続管部とを確実、容易に連通接続することができる。
【００１７】
従って、発電ユニットの定期点検や修理のための取外し・取付け作業を一層能率良く容易に行なうことができる。
【００１８】
本発明の請求項４による送水管用水力発電設備の特徴構成は、前記据付け装置が、発電ユニットの各接続管部を脱着自在に載置支持する受け台と、受け台との間で発電ユニットの各接続管部を締め付け固定する管押え部材とから構成されている点にある。
【００１９】
上記特徴構成によれば、据付け装置を構成する受け台と管押え部材とにより、受け台に載置支持された発電ユニットの各接続管部を強固に締め付け固定することができるから、発電ユニットを所定の据付姿勢に確実に維持することができるとともに、不同沈下等に起因する管軸芯方向の外力に対する離脱阻止機能も向上することができる。
【００２０】
本発明の請求項５による送水管用水力発電設備の特徴構成は、前記据付け装置に、発電ユニットの接続管部の外周面に対して径方向から喰い込むことにより管軸芯方向での相対移動を阻止する抜止め手段が設けられている点にある。
【００２１】
上記特徴構成によれば、不同沈下等に起因する管軸芯方向の外力が作用しても、発電ユニットの接続管部の外周面に対して径方向から喰い込む抜止め手段により、発電ユニットの各接続管部の管軸芯方向での相対移動を阻止することができるから、離脱阻止機能を更に高めることができる。
【００２２】
本発明の請求項６による送水管用水力発電設備の特徴構成は、前記発電ユニットが、送水管のうち、バイパス配管の両接続箇所間に位置する送水管部分又はバイパス配管に取付けられているとともに、前記第１開閉弁が、送水管とバイパス配管との分岐箇所において、送水管の上流側流路と下流側流路とが連通する第１操作状態と、送水管の上流側流路とバイパス配管の分岐側流路とが連通する第２操作状態と、送水管の上流側流路と下流側流路及びバイパス配管の分岐側流路とが連通する第３操作状態とに切換操作自在に介装される三方弁から構成されている点にある。
【００２３】
上記特徴構成によれば、送水管とバイパス配管との分岐箇所に介装された三方弁を第１操作状態に切換え操作することにより、バイパス配管を閉止して送水管のみに水道水を流動させる第１状態となり、また、三方弁を第２操作状態に切換え操作することにより、送水管の途中を閉止して、バイパス配管を経由して水道水を流動させる第２状態となり、更に、三方弁を第３操作状態に切換え操作することにより、水道水を送水管とバイパス配管とに所定の比率で分配供給する第３状態となる。
【００２４】
従って、送水管とバイパス配管との分岐箇所に三方弁を介在させるだけで済むから、設置弁数及び工事工程数の削減によって設備コストの低廉化を図ることができるとともに、流路切換操作も少ない手数で容易に行なうことができる。
【００２５】
本発明の請求項７による送水管用水力発電設備の特徴構成は、前記発電ユニットが、送水管のうち、バイパス配管の両接続箇所間に位置する送水管部分又はバイパス配管に取付けられているとともに、前記第２開閉弁が、送水管とバイパス配管との合流箇所において、送水管の上流側流路と下流側流路とが連通する第１操作状態と、送水管の下流側流路とバイパス配管の合流側流路とが連通する第２操作状態と、送水管の上流側流路と下流側流路及びバイパス配管の合流側流路とが連通する第３操作状態とに切換操作自在に介装される三方弁から構成されている点にある。
【００２６】
上記特徴構成によれば、送水管とバイパス配管との合流箇所に介装された三方弁を第１操作状態に切換え操作することにより、バイパス配管を閉止して送水管のみに水道水を流動させる第１状態となり、また、三方弁を第２操作状態に切換え操作することにより、送水管の途中を閉止して、バイパス配管を経由して水道水を流動させる第２状態となり、更に、三方弁を第３操作状態に切換え操作することにより、水道水を送水管とバイパス配管とに所定の比率で分配供給する第３状態となる。
【００２７】
従って、送水管とバイパス配管との合流箇所に三方弁を介在させるだけで済むから、設置弁数及び工事工程数の削減によって設備コストの低廉化を図ることができるとともに、流路切換操作も少ない手数で容易に行なうことができる。
【００２８】
本発明の請求項８による送水管用水力発電設備の特徴構成は、前記発電ユニットが、送水管のうち、バイパス配管の両接続箇所間に位置する送水管部分又はバイパス配管に取付けられているとともに、前記第１開閉弁が、送水管とバイパス配管との分岐箇所において、送水管の上流側流路と下流側流路とが連通する第１操作状態と、送水管の上流側流路とバイパス配管の分岐側流路とが連通する第２操作状態と、送水管の上流側流路と下流側流路及びバイパス配管の分岐側流路とが連通する第３操作状態とに切換操作自在に介装される三方弁から構成され、更に、前記第２開閉弁が、送水管とバイパス配管との合流箇所において、送水管の上流側流路と下流側流路とが連通する第１操作状態と、送水管の下流側流路とバイパス配管の合流側流路とが連通する第２操作状態と、送水管の上流側流路と下流側流路及びバイパス配管の合流側流路とが連通する第３操作状態とに切換操作自在に介装される三方弁から構成されている点にある。
【００２９】
上記特徴構成によれば、送水管とバイパス配管との分岐箇所に介装された三方弁、及び、送水管とバイパス配管との合流箇所に介装された三方弁を夫々第１操作状態に切換え操作することにより、バイパス配管を閉止して送水管のみに水道水を流動させる第１状態となり、また、両三方弁を夫々第２操作状態に切換え操作することにより、送水管の途中を閉止して、バイパス配管を経由して水道水を流動させる第２状態となり、更に、両三方弁を夫々第３操作状態に切換え操作することにより、水道水を送水管とバイパス配管とに所定の比率で分配供給する第３状態となる。
【００３０】
従って、送水管とバイパス配管との分岐箇所及び合流箇所に三方弁を介在させるだけで済むから、設置弁数及び工事工程数の削減によって設備コストの低廉化を図ることができるとともに、流路切換操作も少ない手数で容易に行なうことができる。
【００３１】
本発明の請求項９による送水管用水力発電設備の特徴構成は、前記伸縮継手が、受口管部とこれに対して管軸芯方向から伸縮自在に挿入接続される挿口管部とを備え、受口管部の外周面に設けた取付け部と挿口管部の外周面に設けた取付け部とに亘って、接続された両管部を管軸芯方向に摺動させる伸縮調節具が脱着自在に係合保持されているとともに、伸縮調節具と少なくとも一方の取付け部との間には、両者の係合状態を維持したまま両管部の一定範囲内での相対回転を許容する融通が設けられている点にある。
【００３２】
上記特徴構成によれば、発電ユニットの両接続管部と送水管の両接続管部又はバイパス配管の両接続管部との間の少なくとも一方に、発電ユニットの脱着を許容する状態で管軸芯方向に伸縮自在な伸縮継手を介在する場合、先ず、受口管部の取付け部と挿口管部の取付け部との間に亘って係合保時された伸縮調節具を伸縮操作して、接続された両管部の全長を配管接続寸法に応じた長さに調節し、管軸芯方向で相対向する一方の送水管の接続管部又はバイパス配管の接続管部と、それに対応する受口管部又は挿口管部とを接続したのち、他方の送水管の接続管部又はバイパス配管の接続管部と、それに対応する挿口管部又は受口管部との接続位置が合致するように、伸縮調節具を係合保持させたまま、伸縮調節具と少なくとも一方の取付け部との間に設けた融通の範囲内で、両者のずれ角度だけ両管部を管軸芯周りで相対回転操作し、他方の送水管の接続管部又はバイパス配管の接続管部と、それに対応する挿口管部又は受口管部とを接続する。
【００３３】
従って、伸縮調節具を係合保持させたまま、両管部を融通の範囲内で相対回転操作することができるから、両管部の相対回転操作を先に行なっても、伸縮調節具を用いて両管部を伸縮操作することができるとともに、接続手順としても二つの中から自由に選択することができ、しかも、伸縮管継手を発電ユニットと共に又は単独で撤去する必要が生じた場合でも、受口管部の取付け部と挿口管部の取付け部との周方向での位置ずれが融通の範囲内であれば、伸縮調節具を用いて両管部を収縮操作することができるから、伸縮管継手を接続又は撤去する場合の何れにおいても、伸縮調節具を有効に活用して少ない労力で能率良く容易に行なうことができる。
【００３４】
本発明の請求項１０による送水管用水力発電設備の特徴構成は、前記伸縮継手が、連結フランジ部を備えた受口管部と、これに対して管軸芯方向から抜き差し可能に挿入接続される連結フランジ部を備えた挿口管部とから構成され、挿口管部の外周面には、それの周方向複数箇所において径方向外方に突出する複数の突起部からなるストッパー部を設けるとともに、前記受口管部の内周面側には、挿口管部のストッパー部と管軸芯方向から接当することにより、両管部の管軸芯方向での相対摺動範囲のうち、少なくとも引抜き側での範囲外への摺動を阻止する抜止め部を形成し、この抜止め部には、両管部が特定の位相にあるときのみ、各突起部の管軸芯方向での通過移動を許容する脱着用凹部が形成されている点にある。
【００３５】
上記特徴構成によれば、前記受口管部と挿口管部とを接続する場合、ストッパー部を構成する挿口管部側の複数の突起部と、受口管部の受口側の抜止め部に形成された複数の脱着用凹部とを、管軸芯方向で合致する特定位相に調節し、この状態で両管部を相対近接移動させて、受口管部側の各脱着用凹部に対して挿口管部側の各突起部を通過移動させたのち、その接続位置から設定抜止め位置にまで両管部を管軸芯周りで回転操作する。
【００３６】
この状態で両管部に引抜力が作用しても、受口管部側の抜止め部に対して、挿口管部側の突起部の全部又は一部が管軸芯方向から接当し、両管部の抜け出し移動が阻止される。
【００３７】
従って、前記受口管部と挿口管部とを接続する場合でも、両管部を管軸芯方向嵌合接続させたのち、両管部を所定角度回転操作するだけで済むから、従来の伸縮継手のように、受口管部内の制限された空間内で治具を組付ける必要が無く、両管部の接続作業を能率良く容易に行うことができる。
【００３８】
しかも、前記挿口管部側の突起部及び受口管部側の脱着用凹部は、特定位相で両者の相対通過移動を許容できれば充分であるから、突起部及び脱着用凹部に対する機械加工を省略することが可能で、更に、部材点数も削減することができるため、製造コストの低廉化を図り易い。
【００３９】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１は送水管用水力発電設備を示し、送水管の一例である水道管１の途中に、水力発電設置相当箇所を迂回する状態でバイパス流路を形成するバイパス配管２が、割りＴ字管３Ａ，３Ｂを介して連通接続され、このバイパス配管２の分岐箇所と合流箇所との間に位置する水道管１の水道管部分には、水流で回転する水車ランナー４Ａ、及び、この水車ランナー４Ａに回転伝達軸４Ｂを介して連動連結されたビルトイン式の発電機４Ｃとを備えた発電ユニット４が取付けられているとともに、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅと水道管１の両接続管部１Ａ，１Ｂとの間の各々には、管軸芯Ｘ方向で伸縮自在な伸縮継手５が、少なくとも発電ユニット４の各接続管部４Ｄ，４Ｅに対して脱着操作自在な状態で連通接続されている。
【００４０】
更に、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅを水道管１の管軸芯Ｘと同芯状態で脱着自在に載置支持する受け台６Ａと、受け台６Ａとの間で発電ユニット４の各接続管部４Ｄ，４Ｅを締め付け固定する管押え部材６Ｂとからなる据付け装置６が設けられ、この据付け装置には、発電ユニット４の接続管部４Ｄ，４Ｅの外周面に対して径方向から喰い込むことにより管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止する抜止め手段７が設けられている。
【００４１】
前記水道管１の上流側接続管部１Ａの途中には、分岐用割りＴ字管３Ａと発電ユニット４との間の上流側流路を閉止操作可能な第１開閉弁Ｖ１が介在されているとともに、水道管１の下流側接続管部１Ｂの途中には、発電ユニット４と合流用割りＴ字管３Ｂとの間の下流側流路を閉止操作可能な第２開閉弁Ｖ２が介在され、更に、バイパス配管２の分岐管部２Ａ及び合流管部２Ｂには、分岐流路及び合流流路を夫々各別に閉止操作可能な第３開閉弁Ｖ３及び第４開閉弁Ｖ４が介在されている。
【００４２】
そして、第１開閉弁Ｖ１及び第２開閉弁Ｖ２を開き操作し、第３開閉弁Ｖ３及び第４開閉弁Ｖ４を閉じ操作すると、バイパス配管２を閉止して水道管１にのみ水道水を流動させる第１状態となり、また、第１開閉弁Ｖ１及び第２開閉弁Ｖ２を閉じ操作し、第３開閉弁Ｖ３及び第４開閉弁Ｖ４を開き操作すると、バイパス配管２の分岐箇所と合流箇所との間に位置する水道管１の途中部分を閉止して、バイパス配管２を経由して水道水を流動させる第２状態となり、更に、第１〜第４開閉弁Ｖ１〜Ｖ４を夫々設定開度に開き操作することにより、水道水を水道管１とバイパス配管２とに設定比率で分配供給する第３状態となる。
【００４３】
前記伸縮継手５は、図５〜図１１に示すように、鋳鉄製の受口管部１０の基端に、発電ユニット４の上流側接続管部４Ｄに形成された連結フランジ部４Ｆ又は下流側接続管部４Ｅに形成された連結フランジ部４Ｇにボルト８・ナット９等の締結手段を介して管軸芯Ｘ方向から脱着自在に固定連結される連結フランジ部１０Ａが一体形成されているとともに、前記受口管部１の受口に対して管軸芯Ｘ方向から抜き差し並びに伸縮自在に挿入接続される鋳鉄製の挿口管部１１の基端には、水道管１の上流側接続管部１Ａに形成された連結フランジ部１Ｃ又は下流側接続管部１Ｂに形成された連結フランジ部１Ｄにボルト８・ナット９等の締結手段を介して管軸芯Ｘ方向から脱着自在に固定連結される連結フランジ部１１Ａが一体形成されている。
【００４４】
前記挿口管部１１の外周面の先端部分には、図５〜図７に示すように、径方向外方に突出するストッパー部１２が設けられているとともに、前記受口管部１０の内周面には、接続された両管部１０，１１の管軸芯Ｘ方向での相対摺動範囲（伸縮範囲）を接当規制するための第１環状溝１３と、受口管部１０の内周面と挿口管部１１の外周面との間を密封するための弾性シール材１４を装着する第２環状溝１５とが形成され、更に、前記受口管部１０の内周面のうち、前記第１環状溝１３を区画形成する基端側の円環状壁部１０Ｂと受口側の円環状壁部１０Ｃとをもって、挿口管部１１のストッパー部１２、及び、挿口管部１１の先端面に管軸芯Ｘ方向から接当することにより、両管部１０，１１の管軸芯Ｘ方向での相対摺動範囲のうち、引抜き側（引張側）及び押込み側（圧縮側）での範囲外への摺動をそれぞれ阻止する抜止め部が構成されている。
【００４５】
そして、前記ストッパー部１２を、図７〜図１１に示すように、挿口管部１１の周方向複数箇所（当該実施形態では六ヶ所）に形成した突起部１２Ａ〜１２Ｆから構成するとともに、前記受口管部１０の受口側に位置する一方の抜止め部１０Ｃと、受口管部１０の受口側端面に連なる円環状の壁部１０Ｄ、換言すれば、弾性シール材１４を装着するための第２環状溝１５を区画形成する円環状の両壁部１０Ｃ，１０Ｄには、両管部１０，１１が特定の位相にあるときのみ、各突起部１２Ａ〜１２Ｆの管軸芯Ｘ方向での通過移動を許容する脱着用凹部１６Ａ〜１６Ｆが形成されている。
【００４６】
更に、前記受口管部１０の取付け部１０Ｅと挿口管部１１の取付け部を兼用構成する連結フランジ部１１Ａとに亘って、受口管部１０と挿口管部１１とが前記の特定位相で接続され、かつ、その接続位置から設定抜止め位置にまで周方向に所定角度だけ相対回転させた抜止め状態にあるとき、その抜止め状態を維持したまま両管部１０，１１を管軸芯Ｘ方向に相対摺動並びにその摺動範囲の任意の位置で固定操作自在な伸縮調節具１７が脱着自在に設けられているとともに、前記伸縮調節具１７と受口管部１０の取付け部１０Ｅとの間には、両者１７，１０Ｅの係合状態を維持したまま両管部１０，１１の一定範囲内での相対回転を許容する融通Ｓが設けられている。
【００４７】
前記突起部１２Ａ〜１２Ｆ及び脱着用凹部１６Ａ〜１６Ｆは、図７〜図１１に示すように、管軸芯Ｘを通る直径方向の中心線Ｙを対称中心とし、かつ、前記脱着用凹部１６Ａ〜１６Ｆの各隣接間の中心角θ１〜θ６が不等角になる状態で周方向に分散形成されている。
当該第１実施形態では、中心角θ１が４０度、中心角θ２、θ６が５０度、中心角θ３、θ５が７５度、中心角θ４が７０度にそれぞれ構成されている。
【００４８】
図８は、前記挿口管部１１側の複数の突起部１２Ａ〜１２Ｆと、受口管部１０側の複数の脱着用凹部１６Ａ〜１６Ｆとを管軸芯Ｘ方向で合致させた特定位相にある状態を示し、出荷時には、図９に示すように、前記の特定位相（接続位置）から設定抜止め位置にまで両管部１０，１１を１８０度回転操作し、この状態で前記伸縮調節具１７により、両管部１０，１１を相対回転並びに相対摺動不能な状態で仮止め固定する。
【００４９】
前記伸縮調節具１７は、図５〜図９に示すように、挿口管部１１の連結フランジ部１１Ａを一方の取付け部に兼用構成して、それに貫通形成された複数の連結孔（当該実施形態では等ピッチで形成された６個のボルト挿入孔）１８のうち、周方向で隣接する二組の両連結孔１８間の中央位置で、かつ、管軸芯Ｘを挟んで直径方向の両側に位置する二個所にネジ孔１７Ａを形成するとともに、受口管部１０の受口側外周面の周方向二個所には、前記ネジ孔１７Ａに螺合固定された連結ボルト１７Ｂが管軸芯Ｘ方向から入り込み自在なボルト挿通孔１７Ｃを形成してある取付け部１０Ｅを一体形成し、更に、各連結ボルト１７Ｂには、取付け部１０Ｅを管軸芯Ｘ方向から挾持固定する一対の挾持ナット１７Ｄ，１７Ｅと、挿口管部１１の連結フランジ部１１Ａに圧接される弛み止め用のロックナット１７Ｆとを螺合して構成されている。
【００５０】
前記融通Ｓ は、受口管部１０の取付け部１０Ｅに形成されたボルト挿通孔１７Ｃを管軸芯Ｘ周りに沿う弧状の長孔に形成することにより構成されているとともに、この融通Ｓによる両管部１０，１１の最大相対回転角度αが、受口管部１０の連結フランジ部１０Ａに形成される複数の連結孔（当該実施形態では等ピッチで形成された６個のボルト挿入孔）１９、又は、挿口管部１１の連結フランジ部１１Ａに形成される複数の連結孔１８における隣接間の中心角度と同一又はほぼ同一に構成されている。
【００５１】
そして、図２〜図４に示すように、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅと水道管１の両接続管部１Ａ，１Ｂとの間に、発電ユニット４の脱着を許容する状態で管軸芯Ｘ方向に伸縮自在な伸縮継手５を介在する場合、先ず、受口管部１０の取付け部１０Ｅと挿口管部１１の連結フランジ部１１Ａとの間に亘って係合保時された伸縮調節具１７の両挾持ナット１１Ｄ，１１Ｅを螺合操作して、接続された両管部１０，１１の全長を、継手接続寸法に応じた長さに調節し、管軸芯Ｘ方向で相対向する一方の発電ユニット４の連結フランジ部４Ｆ，４Ｇ、それに対応する受口管部１０の連結フランジ部１０Ａ（又は挿口管部１１の連結フランジ部１１Ａ）とをボルト８・ナット９等の締結手段で固定連結したのち、他方の水道管１の連結フランジ部１Ｃ，１Ｄと、それに対応する挿口管部１１の連結フランジ部１１Ａ（又は受口管部１０の連結フランジ１０Ａ）との連結位置が合致するように、伸縮調節具１７を横架姿勢で係合保持させたまま、取付け部１０Ｅのボルト挿通孔１７Ｃに設けた融通Ｓの範囲内で、両連結フランジ部のずれ角度だけ両管部１０，１１を管軸芯Ｘ周りで相対回転操作し、他方の水道管１の連結フランジ部１Ｃ，１Ｄと、それに対応する挿口管部１１の連結フランジ部１１Ａ（又は受口管部１０の連結フランジ部１０Ａ）とをボルト８・ナット９等の締結手段で固定連結する。
【００５２】
それ故に、伸縮調節具１７を係合保持させたまま、両管部１０，１１を融通Ｓの範囲内で相対回転操作することができるから、両管部１０，１１の相対回転操作を先に行なっても、伸縮調節具１７を用いて両管部１０，１１を伸縮操作することができるとともに、接続手順としても二つの中から自由に選択することができ、しかも、流体輸送機器類間に接続されていた伸縮管継手を撤去する必要が生じた場合でも、受口管部１０の取付け部１０Ｅと挿口管部１１の連結フランジ部１１Ａとの周方向での位置ずれが融通Ｓの範囲内にあるから、伸縮調節具１７を用いて両管部１０，１１を収縮操作することができ、流体輸送機器類の配管系統途中に伸縮管継手を接続する場合、或いは、配管系統途中に接続されている伸縮管継手を撤去する場合の何れにおいても、伸縮調節具１７を常に活用して少ない労力で能率良く容易に行なうことができるのである。
【００５３】
前記据付け装置６の受け台６Ａは、図１〜図４に示すように、水力発電設置相当箇所の床面（据付け面）にアンカーボルト２０とナット２１とで締付け固定される基台部６ａに、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅの周面に沿う半円弧状の受け面６ｂを備えた受け部６ｃを連設して、水道管１の両接続管部１Ａ，１Ｂと同軸芯状態で発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅを受け止め支持するように構成されている。
【００５４】
また、据付け装置６の管押え部材６Ｂには、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅの周面に沿う半円弧状の押え面６ｄと、受け台６Ａの連結フランジ部６ｅに接当した状態でボルト２２・ナット２３により締付け固定される連結フランジ部６ｆとが形成されている。
【００５５】
前記抜止め手段７について説明すると、図１２、図１３に示すように、受け台６Ａの周方向複数箇所及び管押え部材６Ｂの周方向複数箇所に形成した厚肉の取付け部７Ａで、かつ、管軸芯方向に所定間隔を隔てた２箇所の各々には、管径方向に貫通する雌ネジ孔７ａが形成されているとともに、各雌ネジ孔７ａには、径方向内方への螺合操作に連れて発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅの外周面に喰い込み可能な先鋭状の喰込み部７ｂを備えた抜止め部材７Ｂが螺合装着され、更に、各抜止め部材７Ｂの径方向外方側の端部には、アレンレンチ等の人為操作具と径方向から相対回転不能な状態で脱着自在に嵌合する操作凹部７ｃが形成されている。
【００５６】
そして、図２、図３に示すように、水道管１の途中に介装された発電ユニット４を定期点検等のために取り外す場合、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅと水道管１の両接続管部１Ａ，１Ｂとを夫々連通接続している伸縮継手５の接続箇所のうち、発電ユニット４の構成部材である接続管部４Ｄ，４Ｅの連結フランジ部４Ｆ，４Ｇと伸縮継手５の構成部材である受口管部１０の連結フランジ部１Ａとの固定連結を解除操作したのち、各伸縮継手５の受口管部１０を挿口管部１１側に収縮操作して、発電ユニット４における両接続管部４Ｄ，４Ｅの連結フランジ部４Ｆ，４Ｇと伸縮継手５における受口管部１０の連結フランジ部１Ａとの間に脱着用の作業空間を現出する。
【００５７】
次に、発電ユニット４の各接続管部４Ｄ，４Ｅを脱着自在に載置支持している据付け装置６の受け台６Ａから管押え部材６Ｂを取り外したのち、発電ユニット４を吊下げ状態で受け台６から取り外して所定箇所に移送する。
【００５８】
また、定期点検等が終了した発電ユニット４を再び水道管１の途中に介装する場合には、据付け装置６の受け台６Ａ上に、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅを載置すると、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅが、水道管１の両接続管部１Ａ，１Ｂと同軸芯又は略同軸芯状態で受止められるので、発電ユニット４を吊下げ状態に維持する必要がなく、しかも、発電ユニット４の位置合せ作業も迅速、容易に行なうことができる。
【００５９】
この状態で各伸縮継手５の受口管部１０を伸長操作して、発電ユニット４における接続管部４Ｄ，４Ｅの連結フランジ部４Ｆ，４Ｇと伸縮継手５における受口管部１０の連結フランジ部１Ａとを連通状態で固定連結操作するとともに、受け台６Ａ上に載置支持されている発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅを、管押え部材６Ｂで締め付け固定する。
【００６０】
〔第２実施形態〕
上述の第１実施形態では、バイパス配管２の分岐箇所と合流箇所との間に位置する水道管１の水道管部分に、水流で発電する発電ユニット４を取付けたが、図１４に示すように、バイパス配管２の途中に水流で発電する発電ユニット４を取付けてもよい。
【００６１】
この場合においても、第１実施形態と同様に、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅとバイパス配管２の両接続管部２Ｃ，２Ｄとの間の各々に、管軸芯Ｘ方向で伸縮自在な伸縮継手５を、少なくとも発電ユニット４の各接続管部４Ｄ，４Ｅに対して脱着操作自在な状態で連通接続するとともに、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅをバイパス配管２の管軸芯Ｘと同芯状態で脱着自在に載置支持する受け台６Ａと、受け台６Ａとの間で発電ユニット４の各接続管部４Ｄ，４Ｅを締め付け固定する管押え部材６Ｂとからなる据付け装置６を設ける。
【００６２】
尚、その他の構成は、第１実施形態で説明した構成と同一であるから、同一の構成箇所には、第１実施形態と同一の番号を付記してそれの説明は省略する。
【００６３】
〔第３実施形態〕
図１５は、第１実施形態で説明した送水管用水力発電設備の改良を示し、水道管１とバイパス配管２との分岐箇所に、発電ユニット４の上流側流路を閉止操作可能な第１開閉弁の一例で、水道管１の上流側流路Ｗ１と下流側流路Ｗ２とが連通する第１操作状態と、水道管１の上流側流路Ｗ１とバイパス配管２の分岐側流路Ｗ３とが連通する第２操作状態と、水道管１の上流側流路Ｗ１と下流側流路Ｗ２及びバイパス配管２の分岐側流路Ｗ３とが連通する第３操作状態とに切換操作自在な第１三方弁Ｖ５を介装してある。
【００６４】
前記第１三方弁Ｖ５は、三つの第１〜第３流路Ｗ１〜Ｗ３をＴ字状に直交状態で連通形成してある管状の弁箱２５内に、水道管１の軸芯方向に沿う第１・第２流路Ｗ１，Ｗ２同士のみを連通接続する第１操作状態と、互いに直交する第１・第３流路Ｗ１，Ｗ３同士のみを連通接続する第２操作状態、及び、第１流路Ｗ１と第２・第３流路Ｗ２，Ｗ３とを連通接続する第３操作状態とに揺動切換え自在な弁体２６を設けて構成されているとともに、前記弁箱２５の流路接続箇所の内壁面で、かつ、第２流路Ｗ２と第３流路Ｗ３との境界相当箇所には、第２流路Ｗ２と第３流路Ｗ３とを区画する状態で水道管１の軸芯側に突出する固定壁２７が一体形成され、この固定壁２７の先端部側に、それに摺接する状態で弁体２６の円筒状の揺動基端部が配置されている。
【００６５】
尚、その他の構成は、第１実施形態で説明した構成と同一であるから、同一の構成箇所には、第１実施形態と同一の番号を付記してそれの説明は省略する。
また、この第３実施形態で用いた第１三方弁Ｖ５を、第２実施形態における水道管１とバイパス配管２との分岐箇所に介装して実施してもよい。
【００６６】
〔第４実施形態〕
図１６は、第１実施形態で説明した送水管用水力発電設備の改良を示し、水道管１とバイパス配管２との合流箇所に、発電ユニット４の下流側流路を閉止操作可能な第２開閉弁の一例で、水道管１の上流側流路Ｗ２と下流側流路Ｗ１とが連通する第１操作状態と、水道管１の下流側流路Ｗ１とバイパス配管２の合流側流路Ｗ３とが連通する第２操作状態と、水道管１の上流側流路Ｗ２と下流側流路Ｗ１及びバイパス配管２の合流側流路Ｗ３とが連通する第３操作状態とに切換操作自在な第２三方弁Ｖ６を介装してある。
【００６７】
前記第２三方弁Ｖ６は、前述の第３実施形態で説明した第１三方弁Ｖ５と同様に、三つの第１〜第３流路Ｗ１〜Ｗ３をＴ字状に直交状態で連通形成してある管状の弁箱２５内に、水道管１の軸芯方向に沿う第１・第２流路Ｗ１，Ｗ２同士のみを連通接続する第１操作状態と、互いに直交する第１・第３流路Ｗ１，Ｗ３同士のみを連通接続する第２操作状態、及び、第１流路Ｗ１と第２・第３流路Ｗ２，Ｗ３とを連通接続する第３操作状態とに揺動切換え自在な弁体２６を設けて構成されているとともに、前記弁箱２５の流路接続箇所の内壁面で、かつ、第２流路Ｗ２と第３流路Ｗ３との境界相当箇所には、第２流路Ｗ２と第３流路Ｗ３とを区画する状態で水道管１の軸芯側に突出する固定壁２７が一体形成され、この固定壁２７の先端部側に、それに摺接する状態で弁体２６の円筒状の揺動基端部が配置されている。
【００６８】
尚、その他の構成は、第１実施形態で説明した構成と同一であるから、同一の構成箇所には、第１実施形態と同一の番号を付記してそれの説明は省略する。
また、この第４実施形態で用いた第２三方弁Ｖ６を、第２実施形態における水道管１とバイパス配管２との合流箇所に介装して実施してもよい。
【００６９】
〔第５実施形態〕
図１７は、第１、第３、第４実施形態で説明した送水管用水力発電設備の改良を示し、水道管１とバイパス配管２との分岐箇所に、発電ユニット４の上流側流路を閉止操作可能な第１開閉弁の一例で、水道管１の上流側流路Ｗ１と下流側流路Ｗ２とが連通する第１操作状態と、水道管１の上流側流路Ｗ１とバイパス配管２の分岐側流路Ｗ３とが連通する第２操作状態と、水道管１の上流側流路Ｗ１と下流側流路Ｗ２及びバイパス配管２の分岐側流路Ｗ３とが連通する第３操作状態とに切換操作自在な第１三方弁Ｖ５を介装し、更に、水道管１とバイパス配管２との合流箇所には、発電ユニット４の下流側流路を閉止操作可能な第２開閉弁の一例で、水道管１の上流側流路Ｗ２と下流側流路Ｗ１とが連通する第１操作状態と、水道管１の下流側流路Ｗ１とバイパス配管２の合流側流路Ｗ３とが連通する第２操作状態と、水道管１の上流側流路Ｗ２と下流側流路Ｗ１及びバイパス配管２の合流側流路Ｗ３とが連通する第３操作状態とに切換操作自在な第２三方弁Ｖ６を介装する。
【００７０】
そして、水道管１とバイパス配管２との分岐箇所に介装された第１三方弁Ｖ５、及び、水道管１とバイパス配管２との合流箇所に介装された第２三方弁Ｖ６を夫々第１操作状態に切換え操作することにより、バイパス配管２を閉止して水道管１のみに水道水を流動させる第１状態となり、また、第１・第２三方弁Ｖ５，Ｖ６を夫々第２操作状態に切換え操作することにより、バイパス配管２の分岐箇所と合流箇所との間に位置する水道管１の途中部分を閉止して、バイパス配管２を経由して水道水を流動させる第２状態となり、更に、第１・第２三方弁Ｖ５，Ｖ６を夫々第３操作状態に切換え操作することにより、水道水を水道管１とバイパス配管２とに所定の比率で分配供給する第３状態となる。
【００７１】
尚、その他の構成は、第１、第３、第４実施形態で説明した構成と同一であるから、同一の構成箇所には、第１、第３、第４実施形態と同一の番号を付記してそれの説明は省略する。
また、この第５実施形態で用いた第１三方弁Ｖ５及び第２三方弁Ｖ６を、第２実施形態における水道管１とバイパス配管２との分岐箇所及び合流箇所に介装して実施してもよい。
【００７２】
〔第６実施形態〕
上述の各実施形態では、発電ユニット４の両連結フランジ部４Ｆ，４Ｇと伸縮継手５における受口管部１０の連結フランジ部１０Ａとをボルト８・ナット９を介して脱着自在に固定連結したが、図１８に示すように、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅと受口管部１０の直管部分とを一体形成して、発電ユニット４に伸縮継手５を組付けて構成してもよい。
【００７３】
〔その他の実施形態〕
（１）前記発電ユニット４としては、水道管等の送水管１内を流動する水の圧力を利用して発電することのできるものであれば、如何なる構造のものを用いてもよい。
【００７４】
（２）前記伸縮継手５としては、管軸芯方向で伸縮自在で、かつ、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅと送水管１の両接続管部１Ａ，１Ｂ又はバイパス配管２の両接続管部２Ｃ，２Ｄとを連通接続することができるものであれば、如何なる構造のものを用いてもよい。
（３）上述の実施形態では、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅと水道管１の両接続管部１Ａ，１Ｂとの間、又は、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅとバイパス配管２の両接続管部２Ｃ，２Ｄとの間の各々に、管軸芯Ｘ方向に伸縮自在な伸縮継手５を、発電ユニット４の脱着を許容する状態で介在したが、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅと水道管１の両接続管部１Ａ，１Ｂとの間、又は、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅとバイパス配管２の両接続管部２Ｃ，２Ｄとの間のいずれか一方にのみ伸縮継手５を介装してもよい。
【００７５】
（４）前記据付け装置６としては、発電ユニット４の各接続管部４Ｄ，４Ｅを脱着自在に載置支持する受け台６Ａと、受け台６Ａとの間で発電ユニット４の各接続管部４Ｄ，４Ｅを締め付け固定する管押え部材６Ｂとを備えたものであれば、如何なる構造のものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１実施形態を示す送水管用水力発電設備の平面図
【図２】一部切欠き側面図
【図３】伸縮継手を収縮操作したときの一部切欠き側面図
【図４】据付け装置の管押え部材を分離して発電ユニットを取外したときの側面図
【図５】伸縮継手の断面側面図
【図６】伸縮継手の分離時の断面側面図
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図
【図８】図６のＢ−Ｂ線矢視図
【図９】図６のＣ−Ｃ線矢視図
【図１０】受口管部と挿口管部とを嵌合接続させたときの拡大断面正面図
【図１１】接続された受口管部と挿口管部とを１８０度回転させたときの拡大断面正面図
【図１２】据付け装置の拡大側面図
【図１３】据付け装置の要部の拡大断面正面図
【図１４】本願発明の第２実施形態を示す送水管用水力発電設備の平面図
【図１５】本願発明の第３実施形態を示す送水管用水力発電設備の平面図
【図１６】本願発明の第４実施形態を示す送水管用水力発電設備の平面図
【図１７】本願発明の第５実施形態を示す送水管用水力発電設備の平面図
【図１８】本願発明の第６実施形態を示す送水管用水力発電設備の一部切欠き側面図
【図１９】従来の送水管用水力発電設備の平面図
【符号の説明】
Ｖ１ 開閉弁
Ｖ２ 開閉弁
Ｖ５ 開閉弁（第１三方弁）
Ｖ６ 開閉弁（第２三方弁）
Ｘ 管軸芯
Ｓ 融通
１ 送水管（水道管）
１Ａ 上流側接続管部
１Ｂ 下流側接続管部
２ パイパス管
２Ｃ 上流側接続管部
２Ｄ 下流側接続管部
４ 発電ユニット
４Ｄ 接続管部
４Ｅ 接続管部
５ 伸縮継手
６ 据付け装置
６Ａ 受け台
６Ｂ 管押え部材
７ 抜止め手段
１０ 受口管部
１０Ａ 連結フランジ部
１０Ｅ 取付け部
１１ 挿口管部
１１Ａ 連結フランジ部（取付け部）
１２ ストッパー部
１２Ａ 突起部
１２Ｂ 突起部
１２Ｃ 突起部
１２Ｄ 突起部
１２Ｅ 突起部
１２Ｆ 突起部
１６Ａ 脱着用凹部
１６Ｂ 脱着用凹部
１６Ｃ 脱着用凹部
１６Ｄ 脱着用凹部
１６Ｅ 脱着用凹部
１６Ｆ 脱着用凹部
１７ 伸縮調整具
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道管や下水管、配水管等の送水管又はそれの途中に連通接続されたバイパス配管に、水流で発電する発電ユニットが取付けられている送水管用水力発電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の送水管用水力発電設備では、図１９に示すように、送水管の一例である水道管１のうち、バイパス配管２の分岐箇所と合流箇所との間に位置する水道管部分に、開閉操作自在な仕切弁５１を介装するとともに、バイパス配管２の分岐管部２Ａ及び合流管部２Ｂの各々には、開閉操作自在な仕切弁（開閉弁）５２，５３を介装して、この三つの仕切弁５１〜５３の開閉操作により、バイパス配管２を閉止して水道管１のみに水道水を流動させる第１状態と、水道管１のうち、バイパス配管２の分岐箇所と合流箇所との間に位置する水道管部分を閉止して、バイパス配管２を経由して水道水を流動させる第２状態と、水道水を水道管１とバイパス配管２とに所定の比率で分配供給する第３状態とに切換え可能に構成されている。
【０００３】
また、前記バイパス配管２の中間管部２Ｅに形成された連結フランジ部５４と、合流管部２Ｂに形成された連結フランジ部５５に対して、発電ユニット４の両接続管部５６，５７に形成された連結フランジ部５８，５９をボルト・ナットを介して脱着自在に固定連結することにより、発電ユニット４をバイパス配管２の中間管部２Ｅと合流管部２Ｂとに亘って連結支持させていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の送水管用水力発電設備では、バイパス配管２の途中に介装された発電ユニット４を定期点検等のために取り外す際、三つの仕切弁５１〜５３を開閉操作して、バイパス配管２を閉止して水道管１のみに水道水を流動させる第１状態に切換えたのち、発電ユニット４を吊下げ支持したまま、発電ユニット４側の連結フランジ部５８，５９と、バイパス配管２側の連結フランジ部５４，５５との固定連結を解除操作し、バイパス配管２の中間管部２Ｅ及び合流管部２Ｂに対して発電ユニット４の両接続管部５６，５７を上方に抜き出す必要がある。
【０００５】
このとき、配管経路での不同沈下や地殻変動等に起因して、発電ユニット４側の連結フランジ部５８，５９と、バイパス配管４側の連結フランジ部５４，５５とが圧接されている場合があり、発電ユニット４の抜き出しに多大の手間を要することがある。
【０００６】
また、定期点検等が終了した発電ユニット４を再びバイパス配管２の途中に介装する場合には、吊下げ支持された発電ユニット４を、バイパス配管２側の連結フランジ部５４，５５間に同軸芯状態で入れ込み配置し、この吊下げ状態を維持したまま、発電ユニット４側の連結フランジ部５８，５９と、バイパス配管２側の連結フランジ部５４，５５とをボルト・ナットを介して固定連結する必要があるため、発電ユニット４の同軸芯状態での入れ込み配置に多くの手間を要し、発電ユニット４の定期点検や修理のための取外し・取付け作業能率の低下を招来していた。
【０００７】
また、バイパス配管２及び発電ユニット４に対する水道水の流路変更や定期点検、修理等の各種条件に応じて、上述の第１〜第３状態に選択的に切換えることができるものの、バイパス配管２の分岐箇所と合流箇所との間に位置する水道管部分の途中一箇所とバイパス配管２の分岐管部２Ａ及び合流管部２Ｂに仕切弁５１〜５３を介在させているため、弁の設置数が多くなるばかりでなく、それに伴って工事工程数も増加するため、設備コストの高騰化を招来するとともに、三つの仕切弁５１〜５３を開閉操作するため、第１〜第３状態への切換えに手間取り易い。
【０００８】
本発明は、上述の実状に鑑みて為されたものであって、その主たる課題は、発電ユニットの定期点検や修理のための取外し・取付け作業を能率良く容易に行なうことのできる送水管用水力発電設備を提供する点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１による特徴構成は、送水管又はそれの途中に連通接続されたバイパス配管に、水流で発電する発電ユニットと、発電ユニットの上流側流路を閉止操作可能な第１開閉弁と、発電ユニットの下流側流路を閉止操作可能な第２開閉弁とを設けてある送水管用水力発電設備であって、
前記発電ユニットの両接続管部と送水管の両接続管部又はバイパス配管の両接続管部との間の少なくとも一方に、発電ユニットの脱着を許容する状態で管軸芯方向に伸縮自在な伸縮継手が介在されている点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、送水管又はバイパス配管の途中に介装された発電ユニットを定期点検等のために取り外す場合、発電ユニットと送水管又はバイパス配管との接続箇所、発電ユニットと伸縮継手との接続箇所、送水管又はバイパス配管と伸縮継手との接続箇所のうち、発電ユニットの取外し単位に相当する箇所の接続を解除したのち、伸縮継手を収縮操作することにより、少なくともこの伸縮継手側に位置する接続箇所に脱着用の作業空間を現出することができる。
【００１１】
従って、配管経路での不同沈下や地殻変動等に起因して、発電ユニット側の両接続管部と送水管の両接続管部又はバイパス配管の両接続管部とが圧接されている条件下においても、発電ユニットの定期点検や修理のための取外し・取付け作業を能率良く容易に行なうことができる。
【００１２】
本発明の請求項２による送水管用水力発電設備の特徴構成は、伸縮継手が発電ユニットに組付けられている点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、発電ユニットに伸縮継手が予め組付けられているので、施工現場での手数を軽減することができるばかりでなく、接続構造の簡素化を図ることが可能で、送水管用水力発電設備の工期短縮と工費の低廉化を促進することができる。
【００１４】
本発明の請求項３による送水管用水力発電設備の特徴構成は、発電ユニットの各接続管部を脱着自在に載置支持する据付け装置が設けられている点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、発電ユニットを送水管又はバイパス配管の途中に介装する際、据付け装置に発電ユニットの両接続管部を載置させるが故に、発電ユニットの両接続管部を、送水管の接続管部又はバイパス配管の接続管部と同軸芯又は略同軸芯状態で安定的に受止めることができる。
【００１６】
それ故に、この状態で伸縮継手を伸長操作することにより、据付け装置に載置支持されている発電ユニットの両接続管部と送水管の両接続管部又はバイパス配管の両接続管部とを確実、容易に連通接続することができる。
【００１７】
従って、発電ユニットの定期点検や修理のための取外し・取付け作業を一層能率良く容易に行なうことができる。
【００１８】
本発明の請求項４による送水管用水力発電設備の特徴構成は、前記据付け装置が、発電ユニットの各接続管部を脱着自在に載置支持する受け台と、受け台との間で発電ユニットの各接続管部を締め付け固定する管押え部材とから構成されている点にある。
【００１９】
上記特徴構成によれば、据付け装置を構成する受け台と管押え部材とにより、受け台に載置支持された発電ユニットの各接続管部を強固に締め付け固定することができるから、発電ユニットを所定の据付姿勢に確実に維持することができるとともに、不同沈下等に起因する管軸芯方向の外力に対する離脱阻止機能も向上することができる。
【００２０】
本発明の請求項５による送水管用水力発電設備の特徴構成は、前記据付け装置に、発電ユニットの接続管部の外周面に対して径方向から喰い込むことにより管軸芯方向での相対移動を阻止する抜止め手段が設けられている点にある。
【００２１】
上記特徴構成によれば、不同沈下等に起因する管軸芯方向の外力が作用しても、発電ユニットの接続管部の外周面に対して径方向から喰い込む抜止め手段により、発電ユニットの各接続管部の管軸芯方向での相対移動を阻止することができるから、離脱阻止機能を更に高めることができる。
【００２２】
本発明の請求項６による送水管用水力発電設備の特徴構成は、前記発電ユニットが、送水管のうち、バイパス配管の両接続箇所間に位置する送水管部分又はバイパス配管に取付けられているとともに、前記第１開閉弁が、送水管とバイパス配管との分岐箇所において、送水管の上流側流路と下流側流路とが連通する第１操作状態と、送水管の上流側流路とバイパス配管の分岐側流路とが連通する第２操作状態と、送水管の上流側流路と下流側流路及びバイパス配管の分岐側流路とが連通する第３操作状態とに切換操作自在に介装される三方弁から構成されている点にある。
【００２３】
上記特徴構成によれば、送水管とバイパス配管との分岐箇所に介装された三方弁を第１操作状態に切換え操作することにより、バイパス配管を閉止して送水管のみに水道水を流動させる第１状態となり、また、三方弁を第２操作状態に切換え操作することにより、送水管の途中を閉止して、バイパス配管を経由して水道水を流動させる第２状態となり、更に、三方弁を第３操作状態に切換え操作することにより、水道水を送水管とバイパス配管とに所定の比率で分配供給する第３状態となる。
【００２４】
従って、送水管とバイパス配管との分岐箇所に三方弁を介在させるだけで済むから、設置弁数及び工事工程数の削減によって設備コストの低廉化を図ることができるとともに、流路切換操作も少ない手数で容易に行なうことができる。
【００２５】
本発明の請求項７による送水管用水力発電設備の特徴構成は、前記発電ユニットが、送水管のうち、バイパス配管の両接続箇所間に位置する送水管部分又はバイパス配管に取付けられているとともに、前記第２開閉弁が、送水管とバイパス配管との合流箇所において、送水管の上流側流路と下流側流路とが連通する第１操作状態と、送水管の下流側流路とバイパス配管の合流側流路とが連通する第２操作状態と、送水管の上流側流路と下流側流路及びバイパス配管の合流側流路とが連通する第３操作状態とに切換操作自在に介装される三方弁から構成されている点にある。
【００２６】
上記特徴構成によれば、送水管とバイパス配管との合流箇所に介装された三方弁を第１操作状態に切換え操作することにより、バイパス配管を閉止して送水管のみに水道水を流動させる第１状態となり、また、三方弁を第２操作状態に切換え操作することにより、送水管の途中を閉止して、バイパス配管を経由して水道水を流動させる第２状態となり、更に、三方弁を第３操作状態に切換え操作することにより、水道水を送水管とバイパス配管とに所定の比率で分配供給する第３状態となる。
【００２７】
従って、送水管とバイパス配管との合流箇所に三方弁を介在させるだけで済むから、設置弁数及び工事工程数の削減によって設備コストの低廉化を図ることができるとともに、流路切換操作も少ない手数で容易に行なうことができる。
【００２８】
本発明の請求項８による送水管用水力発電設備の特徴構成は、前記発電ユニットが、送水管のうち、バイパス配管の両接続箇所間に位置する送水管部分又はバイパス配管に取付けられているとともに、前記第１開閉弁が、送水管とバイパス配管との分岐箇所において、送水管の上流側流路と下流側流路とが連通する第１操作状態と、送水管の上流側流路とバイパス配管の分岐側流路とが連通する第２操作状態と、送水管の上流側流路と下流側流路及びバイパス配管の分岐側流路とが連通する第３操作状態とに切換操作自在に介装される三方弁から構成され、更に、前記第２開閉弁が、送水管とバイパス配管との合流箇所において、送水管の上流側流路と下流側流路とが連通する第１操作状態と、送水管の下流側流路とバイパス配管の合流側流路とが連通する第２操作状態と、送水管の上流側流路と下流側流路及びバイパス配管の合流側流路とが連通する第３操作状態とに切換操作自在に介装される三方弁から構成されている点にある。
【００２９】
上記特徴構成によれば、送水管とバイパス配管との分岐箇所に介装された三方弁、及び、送水管とバイパス配管との合流箇所に介装された三方弁を夫々第１操作状態に切換え操作することにより、バイパス配管を閉止して送水管のみに水道水を流動させる第１状態となり、また、両三方弁を夫々第２操作状態に切換え操作することにより、送水管の途中を閉止して、バイパス配管を経由して水道水を流動させる第２状態となり、更に、両三方弁を夫々第３操作状態に切換え操作することにより、水道水を送水管とバイパス配管とに所定の比率で分配供給する第３状態となる。
【００３０】
従って、送水管とバイパス配管との分岐箇所及び合流箇所に三方弁を介在させるだけで済むから、設置弁数及び工事工程数の削減によって設備コストの低廉化を図ることができるとともに、流路切換操作も少ない手数で容易に行なうことができる。
【００３１】
本発明の請求項９による送水管用水力発電設備の特徴構成は、前記伸縮継手が、受口管部とこれに対して管軸芯方向から伸縮自在に挿入接続される挿口管部とを備え、受口管部の外周面に設けた取付け部と挿口管部の外周面に設けた取付け部とに亘って、接続された両管部を管軸芯方向に摺動させる伸縮調節具が脱着自在に係合保持されているとともに、伸縮調節具と少なくとも一方の取付け部との間には、両者の係合状態を維持したまま両管部の一定範囲内での相対回転を許容する融通が設けられている点にある。
【００３２】
上記特徴構成によれば、発電ユニットの両接続管部と送水管の両接続管部又はバイパス配管の両接続管部との間の少なくとも一方に、発電ユニットの脱着を許容する状態で管軸芯方向に伸縮自在な伸縮継手を介在する場合、先ず、受口管部の取付け部と挿口管部の取付け部との間に亘って係合保時された伸縮調節具を伸縮操作して、接続された両管部の全長を配管接続寸法に応じた長さに調節し、管軸芯方向で相対向する一方の送水管の接続管部又はバイパス配管の接続管部と、それに対応する受口管部又は挿口管部とを接続したのち、他方の送水管の接続管部又はバイパス配管の接続管部と、それに対応する挿口管部又は受口管部との接続位置が合致するように、伸縮調節具を係合保持させたまま、伸縮調節具と少なくとも一方の取付け部との間に設けた融通の範囲内で、両者のずれ角度だけ両管部を管軸芯周りで相対回転操作し、他方の送水管の接続管部又はバイパス配管の接続管部と、それに対応する挿口管部又は受口管部とを接続する。
【００３３】
従って、伸縮調節具を係合保持させたまま、両管部を融通の範囲内で相対回転操作することができるから、両管部の相対回転操作を先に行なっても、伸縮調節具を用いて両管部を伸縮操作することができるとともに、接続手順としても二つの中から自由に選択することができ、しかも、伸縮管継手を発電ユニットと共に又は単独で撤去する必要が生じた場合でも、受口管部の取付け部と挿口管部の取付け部との周方向での位置ずれが融通の範囲内であれば、伸縮調節具を用いて両管部を収縮操作することができるから、伸縮管継手を接続又は撤去する場合の何れにおいても、伸縮調節具を有効に活用して少ない労力で能率良く容易に行なうことができる。
【００３４】
本発明の請求項１０による送水管用水力発電設備の特徴構成は、前記伸縮継手が、連結フランジ部を備えた受口管部と、これに対して管軸芯方向から抜き差し可能に挿入接続される連結フランジ部を備えた挿口管部とから構成され、挿口管部の外周面には、それの周方向複数箇所において径方向外方に突出する複数の突起部からなるストッパー部を設けるとともに、前記受口管部の内周面側には、挿口管部のストッパー部と管軸芯方向から接当することにより、両管部の管軸芯方向での相対摺動範囲のうち、少なくとも引抜き側での範囲外への摺動を阻止する抜止め部を形成し、この抜止め部には、両管部が特定の位相にあるときのみ、各突起部の管軸芯方向での通過移動を許容する脱着用凹部が形成されている点にある。
【００３５】
上記特徴構成によれば、前記受口管部と挿口管部とを接続する場合、ストッパー部を構成する挿口管部側の複数の突起部と、受口管部の受口側の抜止め部に形成された複数の脱着用凹部とを、管軸芯方向で合致する特定位相に調節し、この状態で両管部を相対近接移動させて、受口管部側の各脱着用凹部に対して挿口管部側の各突起部を通過移動させたのち、その接続位置から設定抜止め位置にまで両管部を管軸芯周りで回転操作する。
【００３６】
この状態で両管部に引抜力が作用しても、受口管部側の抜止め部に対して、挿口管部側の突起部の全部又は一部が管軸芯方向から接当し、両管部の抜け出し移動が阻止される。
【００３７】
従って、前記受口管部と挿口管部とを接続する場合でも、両管部を管軸芯方向嵌合接続させたのち、両管部を所定角度回転操作するだけで済むから、従来の伸縮継手のように、受口管部内の制限された空間内で治具を組付ける必要が無く、両管部の接続作業を能率良く容易に行うことができる。
【００３８】
しかも、前記挿口管部側の突起部及び受口管部側の脱着用凹部は、特定位相で両者の相対通過移動を許容できれば充分であるから、突起部及び脱着用凹部に対する機械加工を省略することが可能で、更に、部材点数も削減することができるため、製造コストの低廉化を図り易い。
【００３９】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１は送水管用水力発電設備を示し、送水管の一例である水道管１の途中に、水力発電設置相当箇所を迂回する状態でバイパス流路を形成するバイパス配管２が、割りＴ字管３Ａ，３Ｂを介して連通接続され、このバイパス配管２の分岐箇所と合流箇所との間に位置する水道管１の水道管部分には、水流で回転する水車ランナー４Ａ、及び、この水車ランナー４Ａに回転伝達軸４Ｂを介して連動連結されたビルトイン式の発電機４Ｃとを備えた発電ユニット４が取付けられているとともに、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅと水道管１の両接続管部１Ａ，１Ｂとの間の各々には、管軸芯Ｘ方向で伸縮自在な伸縮継手５が、少なくとも発電ユニット４の各接続管部４Ｄ，４Ｅに対して脱着操作自在な状態で連通接続されている。
【００４０】
更に、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅを水道管１の管軸芯Ｘと同芯状態で脱着自在に載置支持する受け台６Ａと、受け台６Ａとの間で発電ユニット４の各接続管部４Ｄ，４Ｅを締め付け固定する管押え部材６Ｂとからなる据付け装置６が設けられ、この据付け装置には、発電ユニット４の接続管部４Ｄ，４Ｅの外周面に対して径方向から喰い込むことにより管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止する抜止め手段７が設けられている。
【００４１】
前記水道管１の上流側接続管部１Ａの途中には、分岐用割りＴ字管３Ａと発電ユニット４との間の上流側流路を閉止操作可能な第１開閉弁Ｖ１が介在されているとともに、水道管１の下流側接続管部１Ｂの途中には、発電ユニット４と合流用割りＴ字管３Ｂとの間の下流側流路を閉止操作可能な第２開閉弁Ｖ２が介在され、更に、バイパス配管２の分岐管部２Ａ及び合流管部２Ｂには、分岐流路及び合流流路を夫々各別に閉止操作可能な第３開閉弁Ｖ３及び第４開閉弁Ｖ４が介在されている。
【００４２】
そして、第１開閉弁Ｖ１及び第２開閉弁Ｖ２を開き操作し、第３開閉弁Ｖ３及び第４開閉弁Ｖ４を閉じ操作すると、バイパス配管２を閉止して水道管１にのみ水道水を流動させる第１状態となり、また、第１開閉弁Ｖ１及び第２開閉弁Ｖ２を閉じ操作し、第３開閉弁Ｖ３及び第４開閉弁Ｖ４を開き操作すると、バイパス配管２の分岐箇所と合流箇所との間に位置する水道管１の途中部分を閉止して、バイパス配管２を経由して水道水を流動させる第２状態となり、更に、第１〜第４開閉弁Ｖ１〜Ｖ４を夫々設定開度に開き操作することにより、水道水を水道管１とバイパス配管２とに設定比率で分配供給する第３状態となる。
【００４３】
前記伸縮継手５は、図５〜図１１に示すように、鋳鉄製の受口管部１０の基端に、発電ユニット４の上流側接続管部４Ｄに形成された連結フランジ部４Ｆ又は下流側接続管部４Ｅに形成された連結フランジ部４Ｇにボルト８・ナット９等の締結手段を介して管軸芯Ｘ方向から脱着自在に固定連結される連結フランジ部１０Ａが一体形成されているとともに、前記受口管部１の受口に対して管軸芯Ｘ方向から抜き差し並びに伸縮自在に挿入接続される鋳鉄製の挿口管部１１の基端には、水道管１の上流側接続管部１Ａに形成された連結フランジ部１Ｃ又は下流側接続管部１Ｂに形成された連結フランジ部１Ｄにボルト８・ナット９等の締結手段を介して管軸芯Ｘ方向から脱着自在に固定連結される連結フランジ部１１Ａが一体形成されている。
【００４４】
前記挿口管部１１の外周面の先端部分には、図５〜図７に示すように、径方向外方に突出するストッパー部１２が設けられているとともに、前記受口管部１０の内周面には、接続された両管部１０，１１の管軸芯Ｘ方向での相対摺動範囲（伸縮範囲）を接当規制するための第１環状溝１３と、受口管部１０の内周面と挿口管部１１の外周面との間を密封するための弾性シール材１４を装着する第２環状溝１５とが形成され、更に、前記受口管部１０の内周面のうち、前記第１環状溝１３を区画形成する基端側の円環状壁部１０Ｂと受口側の円環状壁部１０Ｃとをもって、挿口管部１１のストッパー部１２、及び、挿口管部１１の先端面に管軸芯Ｘ方向から接当することにより、両管部１０，１１の管軸芯Ｘ方向での相対摺動範囲のうち、引抜き側（引張側）及び押込み側（圧縮側）での範囲外への摺動をそれぞれ阻止する抜止め部が構成されている。
【００４５】
そして、前記ストッパー部１２を、図７〜図１１に示すように、挿口管部１１の周方向複数箇所（当該実施形態では六ヶ所）に形成した突起部１２Ａ〜１２Ｆから構成するとともに、前記受口管部１０の受口側に位置する一方の抜止め部１０Ｃと、受口管部１０の受口側端面に連なる円環状の壁部１０Ｄ、換言すれば、弾性シール材１４を装着するための第２環状溝１５を区画形成する円環状の両壁部１０Ｃ，１０Ｄには、両管部１０，１１が特定の位相にあるときのみ、各突起部１２Ａ〜１２Ｆの管軸芯Ｘ方向での通過移動を許容する脱着用凹部１６Ａ〜１６Ｆが形成されている。
【００４６】
更に、前記受口管部１０の取付け部１０Ｅと挿口管部１１の取付け部を兼用構成する連結フランジ部１１Ａとに亘って、受口管部１０と挿口管部１１とが前記の特定位相で接続され、かつ、その接続位置から設定抜止め位置にまで周方向に所定角度だけ相対回転させた抜止め状態にあるとき、その抜止め状態を維持したまま両管部１０，１１を管軸芯Ｘ方向に相対摺動並びにその摺動範囲の任意の位置で固定操作自在な伸縮調節具１７が脱着自在に設けられているとともに、前記伸縮調節具１７と受口管部１０の取付け部１０Ｅとの間には、両者１７，１０Ｅの係合状態を維持したまま両管部１０，１１の一定範囲内での相対回転を許容する融通Ｓが設けられている。
【００４７】
前記突起部１２Ａ〜１２Ｆ及び脱着用凹部１６Ａ〜１６Ｆは、図７〜図１１に示すように、管軸芯Ｘを通る直径方向の中心線Ｙを対称中心とし、かつ、前記脱着用凹部１６Ａ〜１６Ｆの各隣接間の中心角θ１〜θ６が不等角になる状態で周方向に分散形成されている。
当該第１実施形態では、中心角θ１が４０度、中心角θ２、θ６が５０度、中心角θ３、θ５が７５度、中心角θ４が７０度にそれぞれ構成されている。
【００４８】
図８は、前記挿口管部１１側の複数の突起部１２Ａ〜１２Ｆと、受口管部１０側の複数の脱着用凹部１６Ａ〜１６Ｆとを管軸芯Ｘ方向で合致させた特定位相にある状態を示し、出荷時には、図９に示すように、前記の特定位相（接続位置）から設定抜止め位置にまで両管部１０，１１を１８０度回転操作し、この状態で前記伸縮調節具１７により、両管部１０，１１を相対回転並びに相対摺動不能な状態で仮止め固定する。
【００４９】
前記伸縮調節具１７は、図５〜図９に示すように、挿口管部１１の連結フランジ部１１Ａを一方の取付け部に兼用構成して、それに貫通形成された複数の連結孔（当該実施形態では等ピッチで形成された６個のボルト挿入孔）１８のうち、周方向で隣接する二組の両連結孔１８間の中央位置で、かつ、管軸芯Ｘを挟んで直径方向の両側に位置する二個所にネジ孔１７Ａを形成するとともに、受口管部１０の受口側外周面の周方向二個所には、前記ネジ孔１７Ａに螺合固定された連結ボルト１７Ｂが管軸芯Ｘ方向から入り込み自在なボルト挿通孔１７Ｃを形成してある取付け部１０Ｅを一体形成し、更に、各連結ボルト１７Ｂには、取付け部１０Ｅを管軸芯Ｘ方向から挾持固定する一対の挾持ナット１７Ｄ，１７Ｅと、挿口管部１１の連結フランジ部１１Ａに圧接される弛み止め用のロックナット１７Ｆとを螺合して構成されている。
【００５０】
前記融通Ｓ は、受口管部１０の取付け部１０Ｅに形成されたボルト挿通孔１７Ｃを管軸芯Ｘ周りに沿う弧状の長孔に形成することにより構成されているとともに、この融通Ｓによる両管部１０，１１の最大相対回転角度αが、受口管部１０の連結フランジ部１０Ａに形成される複数の連結孔（当該実施形態では等ピッチで形成された６個のボルト挿入孔）１９、又は、挿口管部１１の連結フランジ部１１Ａに形成される複数の連結孔１８における隣接間の中心角度と同一又はほぼ同一に構成されている。
【００５１】
そして、図２〜図４に示すように、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅと水道管１の両接続管部１Ａ，１Ｂとの間に、発電ユニット４の脱着を許容する状態で管軸芯Ｘ方向に伸縮自在な伸縮継手５を介在する場合、先ず、受口管部１０の取付け部１０Ｅと挿口管部１１の連結フランジ部１１Ａとの間に亘って係合保時された伸縮調節具１７の両挾持ナット１１Ｄ，１１Ｅを螺合操作して、接続された両管部１０，１１の全長を、継手接続寸法に応じた長さに調節し、管軸芯Ｘ方向で相対向する一方の発電ユニット４の連結フランジ部４Ｆ，４Ｇ、それに対応する受口管部１０の連結フランジ部１０Ａ（又は挿口管部１１の連結フランジ部１１Ａ）とをボルト８・ナット９等の締結手段で固定連結したのち、他方の水道管１の連結フランジ部１Ｃ，１Ｄと、それに対応する挿口管部１１の連結フランジ部１１Ａ（又は受口管部１０の連結フランジ１０Ａ）との連結位置が合致するように、伸縮調節具１７を横架姿勢で係合保持させたまま、取付け部１０Ｅのボルト挿通孔１７Ｃに設けた融通Ｓの範囲内で、両連結フランジ部のずれ角度だけ両管部１０，１１を管軸芯Ｘ周りで相対回転操作し、他方の水道管１の連結フランジ部１Ｃ，１Ｄと、それに対応する挿口管部１１の連結フランジ部１１Ａ（又は受口管部１０の連結フランジ部１０Ａ）とをボルト８・ナット９等の締結手段で固定連結する。
【００５２】
それ故に、伸縮調節具１７を係合保持させたまま、両管部１０，１１を融通Ｓの範囲内で相対回転操作することができるから、両管部１０，１１の相対回転操作を先に行なっても、伸縮調節具１７を用いて両管部１０，１１を伸縮操作することができるとともに、接続手順としても二つの中から自由に選択することができ、しかも、流体輸送機器類間に接続されていた伸縮管継手を撤去する必要が生じた場合でも、受口管部１０の取付け部１０Ｅと挿口管部１１の連結フランジ部１１Ａとの周方向での位置ずれが融通Ｓの範囲内にあるから、伸縮調節具１７を用いて両管部１０，１１を収縮操作することができ、流体輸送機器類の配管系統途中に伸縮管継手を接続する場合、或いは、配管系統途中に接続されている伸縮管継手を撤去する場合の何れにおいても、伸縮調節具１７を常に活用して少ない労力で能率良く容易に行なうことができるのである。
【００５３】
前記据付け装置６の受け台６Ａは、図１〜図４に示すように、水力発電設置相当箇所の床面（据付け面）にアンカーボルト２０とナット２１とで締付け固定される基台部６ａに、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅの周面に沿う半円弧状の受け面６ｂを備えた受け部６ｃを連設して、水道管１の両接続管部１Ａ，１Ｂと同軸芯状態で発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅを受け止め支持するように構成されている。
【００５４】
また、据付け装置６の管押え部材６Ｂには、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅの周面に沿う半円弧状の押え面６ｄと、受け台６Ａの連結フランジ部６ｅに接当した状態でボルト２２・ナット２３により締付け固定される連結フランジ部６ｆとが形成されている。
【００５５】
前記抜止め手段７について説明すると、図１２、図１３に示すように、受け台６Ａの周方向複数箇所及び管押え部材６Ｂの周方向複数箇所に形成した厚肉の取付け部７Ａで、かつ、管軸芯方向に所定間隔を隔てた２箇所の各々には、管径方向に貫通する雌ネジ孔７ａが形成されているとともに、各雌ネジ孔７ａには、径方向内方への螺合操作に連れて発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅの外周面に喰い込み可能な先鋭状の喰込み部７ｂを備えた抜止め部材７Ｂが螺合装着され、更に、各抜止め部材７Ｂの径方向外方側の端部には、アレンレンチ等の人為操作具と径方向から相対回転不能な状態で脱着自在に嵌合する操作凹部７ｃが形成されている。
【００５６】
そして、図２、図３に示すように、水道管１の途中に介装された発電ユニット４を定期点検等のために取り外す場合、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅと水道管１の両接続管部１Ａ，１Ｂとを夫々連通接続している伸縮継手５の接続箇所のうち、発電ユニット４の構成部材である接続管部４Ｄ，４Ｅの連結フランジ部４Ｆ，４Ｇと伸縮継手５の構成部材である受口管部１０の連結フランジ部１Ａとの固定連結を解除操作したのち、各伸縮継手５の受口管部１０を挿口管部１１側に収縮操作して、発電ユニット４における両接続管部４Ｄ，４Ｅの連結フランジ部４Ｆ，４Ｇと伸縮継手５における受口管部１０の連結フランジ部１Ａとの間に脱着用の作業空間を現出する。
【００５７】
次に、発電ユニット４の各接続管部４Ｄ，４Ｅを脱着自在に載置支持している据付け装置６の受け台６Ａから管押え部材６Ｂを取り外したのち、発電ユニット４を吊下げ状態で受け台６から取り外して所定箇所に移送する。
【００５８】
また、定期点検等が終了した発電ユニット４を再び水道管１の途中に介装する場合には、据付け装置６の受け台６Ａ上に、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅを載置すると、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅが、水道管１の両接続管部１Ａ，１Ｂと同軸芯又は略同軸芯状態で受止められるので、発電ユニット４を吊下げ状態に維持する必要がなく、しかも、発電ユニット４の位置合せ作業も迅速、容易に行なうことができる。
【００５９】
この状態で各伸縮継手５の受口管部１０を伸長操作して、発電ユニット４における接続管部４Ｄ，４Ｅの連結フランジ部４Ｆ，４Ｇと伸縮継手５における受口管部１０の連結フランジ部１Ａとを連通状態で固定連結操作するとともに、受け台６Ａ上に載置支持されている発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅを、管押え部材６Ｂで締め付け固定する。
【００６０】
〔第２実施形態〕
上述の第１実施形態では、バイパス配管２の分岐箇所と合流箇所との間に位置する水道管１の水道管部分に、水流で発電する発電ユニット４を取付けたが、図１４に示すように、バイパス配管２の途中に水流で発電する発電ユニット４を取付けてもよい。
【００６１】
この場合においても、第１実施形態と同様に、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅとバイパス配管２の両接続管部２Ｃ，２Ｄとの間の各々に、管軸芯Ｘ方向で伸縮自在な伸縮継手５を、少なくとも発電ユニット４の各接続管部４Ｄ，４Ｅに対して脱着操作自在な状態で連通接続するとともに、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅをバイパス配管２の管軸芯Ｘと同芯状態で脱着自在に載置支持する受け台６Ａと、受け台６Ａとの間で発電ユニット４の各接続管部４Ｄ，４Ｅを締め付け固定する管押え部材６Ｂとからなる据付け装置６を設ける。
【００６２】
尚、その他の構成は、第１実施形態で説明した構成と同一であるから、同一の構成箇所には、第１実施形態と同一の番号を付記してそれの説明は省略する。
【００６３】
〔第３実施形態〕
図１５は、第１実施形態で説明した送水管用水力発電設備の改良を示し、水道管１とバイパス配管２との分岐箇所に、発電ユニット４の上流側流路を閉止操作可能な第１開閉弁の一例で、水道管１の上流側流路Ｗ１と下流側流路Ｗ２とが連通する第１操作状態と、水道管１の上流側流路Ｗ１とバイパス配管２の分岐側流路Ｗ３とが連通する第２操作状態と、水道管１の上流側流路Ｗ１と下流側流路Ｗ２及びバイパス配管２の分岐側流路Ｗ３とが連通する第３操作状態とに切換操作自在な第１三方弁Ｖ５を介装してある。
【００６４】
前記第１三方弁Ｖ５は、三つの第１〜第３流路Ｗ１〜Ｗ３をＴ字状に直交状態で連通形成してある管状の弁箱２５内に、水道管１の軸芯方向に沿う第１・第２流路Ｗ１，Ｗ２同士のみを連通接続する第１操作状態と、互いに直交する第１・第３流路Ｗ１，Ｗ３同士のみを連通接続する第２操作状態、及び、第１流路Ｗ１と第２・第３流路Ｗ２，Ｗ３とを連通接続する第３操作状態とに揺動切換え自在な弁体２６を設けて構成されているとともに、前記弁箱２５の流路接続箇所の内壁面で、かつ、第２流路Ｗ２と第３流路Ｗ３との境界相当箇所には、第２流路Ｗ２と第３流路Ｗ３とを区画する状態で水道管１の軸芯側に突出する固定壁２７が一体形成され、この固定壁２７の先端部側に、それに摺接する状態で弁体２６の円筒状の揺動基端部が配置されている。
【００６５】
尚、その他の構成は、第１実施形態で説明した構成と同一であるから、同一の構成箇所には、第１実施形態と同一の番号を付記してそれの説明は省略する。
また、この第３実施形態で用いた第１三方弁Ｖ５を、第２実施形態における水道管１とバイパス配管２との分岐箇所に介装して実施してもよい。
【００６６】
〔第４実施形態〕
図１６は、第１実施形態で説明した送水管用水力発電設備の改良を示し、水道管１とバイパス配管２との合流箇所に、発電ユニット４の下流側流路を閉止操作可能な第２開閉弁の一例で、水道管１の上流側流路Ｗ２と下流側流路Ｗ１とが連通する第１操作状態と、水道管１の下流側流路Ｗ１とバイパス配管２の合流側流路Ｗ３とが連通する第２操作状態と、水道管１の上流側流路Ｗ２と下流側流路Ｗ１及びバイパス配管２の合流側流路Ｗ３とが連通する第３操作状態とに切換操作自在な第２三方弁Ｖ６を介装してある。
【００６７】
前記第２三方弁Ｖ６は、前述の第３実施形態で説明した第１三方弁Ｖ５と同様に、三つの第１〜第３流路Ｗ１〜Ｗ３をＴ字状に直交状態で連通形成してある管状の弁箱２５内に、水道管１の軸芯方向に沿う第１・第２流路Ｗ１，Ｗ２同士のみを連通接続する第１操作状態と、互いに直交する第１・第３流路Ｗ１，Ｗ３同士のみを連通接続する第２操作状態、及び、第１流路Ｗ１と第２・第３流路Ｗ２，Ｗ３とを連通接続する第３操作状態とに揺動切換え自在な弁体２６を設けて構成されているとともに、前記弁箱２５の流路接続箇所の内壁面で、かつ、第２流路Ｗ２と第３流路Ｗ３との境界相当箇所には、第２流路Ｗ２と第３流路Ｗ３とを区画する状態で水道管１の軸芯側に突出する固定壁２７が一体形成され、この固定壁２７の先端部側に、それに摺接する状態で弁体２６の円筒状の揺動基端部が配置されている。
【００６８】
尚、その他の構成は、第１実施形態で説明した構成と同一であるから、同一の構成箇所には、第１実施形態と同一の番号を付記してそれの説明は省略する。
また、この第４実施形態で用いた第２三方弁Ｖ６を、第２実施形態における水道管１とバイパス配管２との合流箇所に介装して実施してもよい。
【００６９】
〔第５実施形態〕
図１７は、第１、第３、第４実施形態で説明した送水管用水力発電設備の改良を示し、水道管１とバイパス配管２との分岐箇所に、発電ユニット４の上流側流路を閉止操作可能な第１開閉弁の一例で、水道管１の上流側流路Ｗ１と下流側流路Ｗ２とが連通する第１操作状態と、水道管１の上流側流路Ｗ１とバイパス配管２の分岐側流路Ｗ３とが連通する第２操作状態と、水道管１の上流側流路Ｗ１と下流側流路Ｗ２及びバイパス配管２の分岐側流路Ｗ３とが連通する第３操作状態とに切換操作自在な第１三方弁Ｖ５を介装し、更に、水道管１とバイパス配管２との合流箇所には、発電ユニット４の下流側流路を閉止操作可能な第２開閉弁の一例で、水道管１の上流側流路Ｗ２と下流側流路Ｗ１とが連通する第１操作状態と、水道管１の下流側流路Ｗ１とバイパス配管２の合流側流路Ｗ３とが連通する第２操作状態と、水道管１の上流側流路Ｗ２と下流側流路Ｗ１及びバイパス配管２の合流側流路Ｗ３とが連通する第３操作状態とに切換操作自在な第２三方弁Ｖ６を介装する。
【００７０】
そして、水道管１とバイパス配管２との分岐箇所に介装された第１三方弁Ｖ５、及び、水道管１とバイパス配管２との合流箇所に介装された第２三方弁Ｖ６を夫々第１操作状態に切換え操作することにより、バイパス配管２を閉止して水道管１のみに水道水を流動させる第１状態となり、また、第１・第２三方弁Ｖ５，Ｖ６を夫々第２操作状態に切換え操作することにより、バイパス配管２の分岐箇所と合流箇所との間に位置する水道管１の途中部分を閉止して、バイパス配管２を経由して水道水を流動させる第２状態となり、更に、第１・第２三方弁Ｖ５，Ｖ６を夫々第３操作状態に切換え操作することにより、水道水を水道管１とバイパス配管２とに所定の比率で分配供給する第３状態となる。
【００７１】
尚、その他の構成は、第１、第３、第４実施形態で説明した構成と同一であるから、同一の構成箇所には、第１、第３、第４実施形態と同一の番号を付記してそれの説明は省略する。
また、この第５実施形態で用いた第１三方弁Ｖ５及び第２三方弁Ｖ６を、第２実施形態における水道管１とバイパス配管２との分岐箇所及び合流箇所に介装して実施してもよい。
【００７２】
〔第６実施形態〕
上述の各実施形態では、発電ユニット４の両連結フランジ部４Ｆ，４Ｇと伸縮継手５における受口管部１０の連結フランジ部１０Ａとをボルト８・ナット９を介して脱着自在に固定連結したが、図１８に示すように、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅと受口管部１０の直管部分とを一体形成して、発電ユニット４に伸縮継手５を組付けて構成してもよい。
【００７３】
〔その他の実施形態〕
（１）前記発電ユニット４としては、水道管等の送水管１内を流動する水の圧力を利用して発電することのできるものであれば、如何なる構造のものを用いてもよい。
【００７４】
（２）前記伸縮継手５としては、管軸芯方向で伸縮自在で、かつ、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅと送水管１の両接続管部１Ａ，１Ｂ又はバイパス配管２の両接続管部２Ｃ，２Ｄとを連通接続することができるものであれば、如何なる構造のものを用いてもよい。
（３）上述の実施形態では、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅと水道管１の両接続管部１Ａ，１Ｂとの間、又は、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅとバイパス配管２の両接続管部２Ｃ，２Ｄとの間の各々に、管軸芯Ｘ方向に伸縮自在な伸縮継手５を、発電ユニット４の脱着を許容する状態で介在したが、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅと水道管１の両接続管部１Ａ，１Ｂとの間、又は、発電ユニット４の両接続管部４Ｄ，４Ｅとバイパス配管２の両接続管部２Ｃ，２Ｄとの間のいずれか一方にのみ伸縮継手５を介装してもよい。
【００７５】
（４）前記据付け装置６としては、発電ユニット４の各接続管部４Ｄ，４Ｅを脱着自在に載置支持する受け台６Ａと、受け台６Ａとの間で発電ユニット４の各接続管部４Ｄ，４Ｅを締め付け固定する管押え部材６Ｂとを備えたものであれば、如何なる構造のものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１実施形態を示す送水管用水力発電設備の平面図
【図２】一部切欠き側面図
【図３】伸縮継手を収縮操作したときの一部切欠き側面図
【図４】据付け装置の管押え部材を分離して発電ユニットを取外したときの側面図
【図５】伸縮継手の断面側面図
【図６】伸縮継手の分離時の断面側面図
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図
【図８】図６のＢ−Ｂ線矢視図
【図９】図６のＣ−Ｃ線矢視図
【図１０】受口管部と挿口管部とを嵌合接続させたときの拡大断面正面図
【図１１】接続された受口管部と挿口管部とを１８０度回転させたときの拡大断面正面図
【図１２】据付け装置の拡大側面図
【図１３】据付け装置の要部の拡大断面正面図
【図１４】本願発明の第２実施形態を示す送水管用水力発電設備の平面図
【図１５】本願発明の第３実施形態を示す送水管用水力発電設備の平面図
【図１６】本願発明の第４実施形態を示す送水管用水力発電設備の平面図
【図１７】本願発明の第５実施形態を示す送水管用水力発電設備の平面図
【図１８】本願発明の第６実施形態を示す送水管用水力発電設備の一部切欠き側面図
【図１９】従来の送水管用水力発電設備の平面図
【符号の説明】
Ｖ１ 開閉弁
Ｖ２ 開閉弁
Ｖ５ 開閉弁（第１三方弁）
Ｖ６ 開閉弁（第２三方弁）
Ｘ 管軸芯
Ｓ 融通
１ 送水管（水道管）
１Ａ 上流側接続管部
１Ｂ 下流側接続管部
２ パイパス管
２Ｃ 上流側接続管部
２Ｄ 下流側接続管部
４ 発電ユニット
４Ｄ 接続管部
４Ｅ 接続管部
５ 伸縮継手
６ 据付け装置
６Ａ 受け台
６Ｂ 管押え部材
７ 抜止め手段
１０ 受口管部
１０Ａ 連結フランジ部
１０Ｅ 取付け部
１１ 挿口管部
１１Ａ 連結フランジ部（取付け部）
１２ ストッパー部
１２Ａ 突起部
１２Ｂ 突起部
１２Ｃ 突起部
１２Ｄ 突起部
１２Ｅ 突起部
１２Ｆ 突起部
１６Ａ 脱着用凹部
１６Ｂ 脱着用凹部
１６Ｃ 脱着用凹部
１６Ｄ 脱着用凹部
１６Ｅ 脱着用凹部
１６Ｆ 脱着用凹部
１７ 伸縮調整具
Claims (10)
- 送水管又はそれの途中に連通接続されたバイパス配管に、水流で発電する発電ユニットと、発電ユニットの上流側流路を閉止操作可能な第１開閉弁と、発電ユニットの下流側流路を閉止操作可能な第２開閉弁とを設けてある送水管用水力発電設備であって、
前記発電ユニットの両接続管部と送水管の両接続管部又はバイパス配管の両接続管部との間の少なくとも一方に、発電ユニットの脱着を許容する状態で管軸芯方向に伸縮自在な伸縮継手が介在されている送水管用水力発電設備。 - 前記伸縮継手が発電ユニットに組付けられている請求項１記載の送水管用水力発電設備。
- 前記発電ユニットの各接続管部を脱着自在に載置支持する据付け装置が設けられている請求項１又は請求項２記載の送水管用水力発電設備。
- 前記据付け装置が、発電ユニットの各接続管部を脱着自在に載置支持する受け台と、受け台との間で発電ユニットの各接続管部を締め付け固定する管押え部材とから構成されている請求項３記載の送水管用水力発電設備。
- 前記据付け装置には、発電ユニットの接続管部の外周面に対して径方向から喰い込むことにより管軸芯方向での相対移動を阻止する抜止め手段が設けられている請求項３又は請求項４記載の送水管用水力発電設備
- 前記発電ユニットが、送水管のうち、バイパス配管の両接続箇所間に位置する送水管部分又はバイパス配管に取付けられているとともに、前記第１開閉弁が、送水管とバイパス配管との分岐箇所において、送水管の上流側流路と下流側流路とが連通する第１操作状態と、送水管の上流側流路とバイパス配管の分岐側流路とが連通する第２操作状態と、送水管の上流側流路と下流側流路及びバイパス配管の分岐側流路とが連通する第３操作状態とに切換操作自在に介装される三方弁から構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の送水管用水力発電設備。
- 前記発電ユニットが、送水管のうち、バイパス配管の両接続箇所間に位置する送水管部分又はバイパス配管に取付けられているとともに、前記第２開閉弁が、送水管とバイパス配管との合流箇所において、送水管の上流側流路と下流側流路とが連通する第１操作状態と、送水管の下流側流路とバイパス配管の合流側流路とが連通する第２操作状態と、送水管の上流側流路と下流側流路及びバイパス配管の合流側流路とが連通する第３操作状態とに切換操作自在に介装される三方弁から構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の送水管用水力発電設備。
- 前記発電ユニットが、送水管のうち、バイパス配管の両接続箇所間に位置する送水管部分又はバイパス配管に取付けられているとともに、前記第１開閉弁が、送水管とバイパス配管との分岐箇所において、送水管の上流側流路と下流側流路とが連通する第１操作状態と、送水管の上流側流路とバイパス配管の分岐側流路とが連通する第２操作状態と、送水管の上流側流路と下流側流路及びバイパス配管の分岐側流路とが連通する第３操作状態とに切換操作自在に介装される三方弁から構成され、更に、前記第２開閉弁が、送水管とバイパス配管との合流箇所において、送水管の上流側流路と下流側流路とが連通する第１操作状態と、送水管の下流側流路とバイパス配管の合流側流路とが連通する第２操作状態と、送水管の上流側流路と下流側流路及びバイパス配管の合流側流路とが連通する第３操作状態とに切換操作自在に介装される三方弁から構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の送水管用水力発電設備。
- 前記伸縮継手が、受口管部とこれに対して管軸芯方向から伸縮自在に挿入接続される挿口管部とを備え、受口管部の外周面に設けた取付け部と挿口管部の外周面に設けた取付け部とに亘って、接続された両管部を管軸芯方向に摺動させる伸縮調節具が脱着自在に係合保持されているとともに、伸縮調節具と少なくとも一方の取付け部との間には、両者の係合状態を維持したまま両管部の一定範囲内での相対回転を許容する融通が設けられている請求項１〜８のいずれか１項に記載の送水管用水力発電設備。
- 前記伸縮継手が、連結フランジ部を備えた受口管部と、これに対して管軸芯方向から抜き差し可能に挿入接続される連結フランジ部を備えた挿口管部とから構成され、挿口管部の外周面には、それの周方向複数箇所において径方向外方に突出する複数の突起部からなるストッパー部を設けるとともに、前記受口管部の内周面側には、挿口管部のストッパー部と管軸芯方向から接当することにより、両管部の管軸芯方向での相対摺動範囲のうち、少なくとも引抜き側での範囲外への摺動を阻止する抜止め部を形成し、この抜止め部には、両管部が特定の位相にあるときのみ、各突起部の管軸芯方向での通過移動を許容する脱着用凹部が形成されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の送水管用水力発電設備。
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