JP2010150830A - 取水口カバー - Google Patents

Abstract

【課題】取水口のスクリーンに木片や塵芥が引っ掛かることを防止する。
【解決手段】スクリーン３が取り付けられた取水口２に、流水が通過可能な隙間をあけて配置された竹材１１からなり、所定の高さより下方に位置する部位は、各部の表面と、各部と取水口２の下端とを結ぶ直線との角度θが４５°以下となるように形成され、所定の高さより上方に位置する部位は、各部の表面と、各部と取水口２の下端とを結ぶ直線との角度θが４５°以上となるように形成されたスクリーンカバー１０を、一端を取水口２の上部に、他端を取水口２の上流側の水底に固定して取り付ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、水力発電所の取水口に設けられたスクリーンを保護するための取水口カバーに関する。

従来より、水力発電所の水路の取水口には、水路に木片や塵芥が流入しないように、格子状のスクリーンが取り付けられている。しかしながら、スクリーンに木片や塵芥が大量に引っ掛かると、水路への水の流入を妨げてしまう。

そこで、例えば、特許文献１には、固定スクリーンと可動スクリーンとからなり、これらスクリーンを構成する格子を固定スクリーン側と可動スクリーン側とに交互に配置されるように構成し、可動スクリーンの上部を押し出すことで、格子に挟まった木片等を除去可能なスクリーンが記載されている。
特開２００１−２７９６４８号公報

しかしながら、上記のスクリーンでは、格子に挟まった木片等は除去できるものの、取水口への水の流入方向に対して、スクリーンが略垂直に設けられているため、可動スクリーンを押し出しても、大きな木片などは依然としてスクリーンに引っ掛かったままとなり、除去することができない。このため、取水口を通る水流を妨げることとなる。

本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、取水口のスクリーンに木片や塵芥が引っ掛かることを防止することである。

本発明の取水口カバーは、スクリーンが設けられた取水口に取り付けられるカバーであって、一端が前記取水口の上部に、他端が前記取水口の上流側の水底に固定され、中間部が上向きに凸となるように湾曲した、流水が通過可能な隙間を有する板状の部材からなることを特徴とする。

上記の取水口カバーにおいて、所定の高さより下方の部位の各位置において、当該カバーと前記取水口の下端とを結ぶ直線と当該カバーの表面とのなす角度が４５°以下となるように形成されていてもよい。

また、所定の高さより上方の各位置において、当該カバーと前記取水口の下端とを結ぶ直線と当該カバーの表面とのなす角度が４５°以上となるように形成されていてもよい。

また、前記板状の部材は、前記取水口の幅方向に並ぶ複数の竹材からなるものであってもよい。

本発明によれば、河川を流れる木片等は取水口カバーに接触し、この木片や塵芥は取水口カバーに接触した木片等は、スクリーンカバーに沿って上方へ移動するため、スクリーンに木片等が付着することを防止するとともに、スクリーンカバーに木片等が付着することを防止できるため、取水口を通る水流が妨げられるのを防止できる。

以下、本発明のスクリーンカバーの一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

図１及び図２は、本実施形態のスクリーンカバー１０が取り付けられた取水口２を示し、図１は斜視図、図２は河川６に沿った方向の鉛直断面図である。本実施形態のスクリーンカバー１０は、河川と、水力発電所へ供給する水路とを仕切る堰堤１に設けられた取水口２を覆うように設けられ、取水口２に取り付けられたスクリーン３に木片や塵芥が引っ掛かり、取水口２を通過する水流を妨げることを防止するためのものである。同図に示すように、取水口２には格子状に鋼材が組まれてなるスクリーン３が取り付けられている。

スクリーンカバー１０は、河川を横断する方向に隙間をあけて並べられた複数の竹材１１により構成されている。スクリーンカバー１０は、スクリーン３に比べて十分に幅広く形成され、河川６に沿った方向の鉛直断面において、上方に突出するように湾曲した形状を有する。スクリーンカバー１０は、一端が堰堤１の取水口２の上部に取り付けられ、他端が堰堤１の上流側の河川の底面に取り付けられることで、取水口２を覆った状態で固定されている。

図３は、スクリーンカバー１０の堰堤１に固定されている側の端部の拡大図である。同図に示すように、堰堤１のスクリーンカバー１０の端部が取り付けられるべき位置の下にはアンカーボルト１６が打設されており、下方のアンカーボルト１６には山型鋼１５が、河川を横断する方向に延びるように固定されている。そして、スクリーンカバー１０の堰堤１側の端部を山型鋼１５の上部に配置し、スクリーンカバー１０の上面に平型鋼１４を当接させ、これら平型鋼１４及び山型鋼１５によりスクリーンカバー１０を挟みこんだ状態で、平型鋼１４及び山型鋼１５をボルト１８及びナット１７により締め付けることにより、スクリーンカバー１０の端部は堰堤１に固定されている。

図４は、スクリーンカバー１０の河川底面４に固定されている側の端部の拡大図である。同図に示すように、スクリーンカバー１０の端部が取り付けられるべき位置の河川底面４は、河川を横断する方向に掘削され、この掘削した箇所にコンクリート６が打設されている。そして、コンクリート６の表面には断面逆三角形状の切欠部５が形成されている。

切欠部５の下流側の面（図４における左側の面）には、アンカーボルト２０が打設されており、竹材１１の上流側の端部に取り付けられた鋼材１３が、このアンカーボルト２０により固定されることにより、スクリーンカバー１０の上流側の端部は河川底面４に固定されている。

なお、スクリーンカバー１０の堰堤１及び河川底面４への取付構造は図３、図４に示すものに限らず、他の周知の取付構造を用いて取り付けることができる。

図２に戻り、スクリーンカバー１０は、河川の水面から所定の深さまでのスクリーン上部（図１において矢印より左側の部分）１０Ａと、所定の深さよりも低いスクリーン下部（図２において矢印より右側の部分）１０Ｂとにより構成される。スクリーンカバー下部１０Ｂは、その各部において、取水口２の下端とを結ぶ直線とスクリーンカバー１０の表面とのなす角度θが４５°以下となるように形成されている。また、スクリーンカバー上部１０Ａは、その各部において、取水口２の下端とを結ぶ直線とスクリーンカバー１０の表面とのなす角度θが４５°以上となるように湾曲している。なお、上記の所定の深さは、水深、取水口の設けられている深さ、河川６の水流などに基づき決定すればよい。

図１に矢印で示すように、河川６を流れる水流は、スクリーンカバー１０の側方や、構成する竹材１１の隙間を通過して取水口２に吸い込まれる。この際、河川６を流れる木片や塵芥は、スクリーンカバー１０の下部の上面に接触する。

図５は、スクリーンカバー下部１０Ｂに接触した木片又は塵芥（以下、木片等という）３０に作用する力を示す図である。同図に示すように、スクリーンカバー下部１０Ｂに接触した木片等３０には竹材１１の隙間を通って取水口２に向かって流れる水流により、取水口２に向かうように力Ｆが作用する。この取水口２に向かう力Ｆは、スクリーンカバー１０の表面に対して平行な平行成分Ｆ１と、スクリーンカバー１０の表面に対して垂直な垂直成分Ｆ２に分解して考えることができる。そして、この平行成分Ｆ１は、木片等３０がスクリーンカバー１０に沿って上方へ流れる向きに作用し、垂直成分Ｆ２は木片等３０をスクリーンカバー１０に押し付ける向きに作用する。

ここで、力Ｆは取水口２の中央に向けて作用するが、スクリーンカバー１０の各部において、取水口２の上端又は中間部とを結ぶ直線とスクリーンカバー１０の表面とのなす角度は、取水口２の下端とを結ぶ直線とスクリーンカバー１０の表面とのなす角度に比べて小さくなる。上記のように、スクリーンカバー下部１０Ｂは、その各部において、取水口２の下端とを結ぶ直線とスクリーンカバー１０の表面とのなす角度θが４５°以下となるように構成されているため、力Ｆとスクリーンカバー１０表面とのなす角度γは、θよりも小さく、４５°以下となる。これにより、図５に示すように、スクリーンカバー１０の下部に接触した木片等３０に作用する力は、水平方向成分Ｆ１が垂直方向成分Ｆ２に比べて大きくなる。

したがって、スクリーンカバー１０の上面に接触した木片等３０はスクリーンカバー１０に沿って上方に向かって流れ、スクリーンカバー１０の上部と下部の境界まで到達することとなる。

図６は、スクリーンカバー上部１０Ａに接触した木片等３０に作用する力を示す図である。スクリーンカバー上部１０Ａは、その各部において、取水口２の下端とを結ぶ直線とスクリーンカバー１０の表面とのなす角度θが４５°以上となるように構成されている。スクリーンカバー上部１０Ａの各部における力Ｆとスクリーンカバー１０表面とのなす角度γは、上記のように角度γが角度θよりも小さいため、スクリーンカバー下部１０Ｂ側の一部の領域において４５°以下となる部分もあるが、その他の大部分の領域において４５°以上となる。このような角度γが４５°以上となる部分では、図６に示すように、スクリーンカバー下部１０Ｂに接触した木片等３０に作用する力Ｆは、垂直方向成分Ｆ２が水平方向成分Ｆ１に比べて大きくなり、スクリーンカバー上部１０Ａに接触した木片等３０は、スクリーンカバー１０に押し付けられ、停留することとなる。

このようにスクリーンカバー上部１０Ａに停留した木片等３０は、適宜なタイミングで作業員が回収すればよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、スクリーンカバー下部１０Ｂに接触した木片等３０は、スクリーンカバー１０に沿って上方へ移動し、スクリーンカバー上部１０Ａまで到達すると、その近傍で停留することとなる。このため、スクリーン３に木片等３０が付着することを防止できるとともに、スクリーンカバー下部１０Ｂに木片等３０が付着することが防止できるため、取水口を通る水流が妨げられるのを防止できる。

また、本実施形態では、スクリーンカバー下部１０Ｂを、各部において、この部分と取水口２の下端とを結ぶ直線のスクリーンカバー１０の表面に対する角度θが４５°以下となるように構成しているが、これに限らず、スクリーンカバー下部１０Ｂの表面に接触した木片等３０がスクリーンカバー１０に沿って上方に流れれば、これ以上の角度としてもよい。

また、スクリーンカバー上部１０Ａを、各部において、この部分と取水口２の下端とを結ぶ直線のスクリーンカバー１０の表面に対する角度θが４５°以上となるように構成しているが、これに限らず、スクリーンカバー上部１０Ａの表面に接触した木片等３０が停留すれば、これ以下の角度であってもよい。

すなわち、スクリーンカバー１０は、中間部が上方に凸となるように湾曲することにより、下部に比べて上部がなだらかに傾斜するような構成であればよい。

本実施形態のスクリーンカバーが取り付けられた取水口を示す斜視図である。 本実施形態のスクリーンカバーが取り付けられた取水口を示す、河川に沿った方向の鉛直断面図である。 スクリーンカバーの堰堤に固定されている側の端部の拡大図である。 スクリーンカバーの河川底面に固定されている側の端部の拡大図である。 スクリーンカバー下部に接触した木片等に作用する力を示す図である。 スクリーンカバー上部に接触した木片等に作用する力を示す図である。

符号の説明

１ 堰堤
２ 取水口
３ スクリーン
４ 河川底面
５ 切欠部
６ 河川
１０ スクリーンカバー
１０Ａ スクリーンカバー上部
１０Ｂ スクリーンカバー下部
１１ 竹材
１３ 鋼材
１４ 平型鋼
１５ 山形鋼
１６ アンカーボルト
１８ ボルト
１９ ナット
２０ アンカーボルト
３０ 木片等

Claims (4)

1. スクリーンが設けられた取水口に取り付けられるカバーであって、
   一端が前記取水口の上部に、他端が前記取水口の上流側の水底に固定され、中間部が上向きに凸となるように湾曲した、流水が通過可能な隙間を有する板状の部材からなることを特徴とする取水口カバー。
2. 請求項１記載の取水口カバーであって、
   所定の高さより下方の部位の各位置において、当該カバーと前記取水口の下端とを結ぶ直線と当該カバーの表面とのなす角度が４５°以下となるように形成されていることを特徴とする取水口カバー。
3. 請求項１又は２記載の取水口カバーであって、
   所定の高さより上方の各位置において、当該カバーと前記取水口の下端とを結ぶ直線と当該カバーの表面とのなす角度が４５°以上となるように形成されていることを特徴とする取水口カバー。
4. 請求項１から３のうち何れか１項に記載の取水口カバーであって、
   前記板状の部材は、前記取水口の幅方向に並ぶ複数の竹材からなることを特徴とする取水口カバー。

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