JP4102764B2 - 選択取水設備 - Google Patents

Description

本発明は、取水水深を任意に選択できる選択取水設備に関する。

従来、選択取水設備としては、ダム湖やため池の堰堤に深さの異なる取水口を多段で形成して、各取水口の鋼製取水ゲートを開閉することで取水水深を選択するか、あるいは底部若しくは堰堤に固定されたテレスコープで上下できるシリンダー若しくは半円筒ゲートで必要な取水水深から取水を行うようにしたものが提案されている。

また、多段の遮水膜の昇降で取水水深を任意に選択できる遮水膜式選択取水設備も提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−２７５８６５号公報

しかしながら、前者の従来技術は、各取水口に重い鋼製取水ゲートを必要とするから、据付け性、開閉操作性が悪く、製造コストが高価になるという問題がある。

後者の従来技術は、多段の遮水膜の昇降構造が複雑で、遮水膜間の水密性も悪いという問題があった。

本発明は、上記問題を解消するためになされたもので、据付け性、開閉操作性、水密性が良く、昇降構造も簡単で製造コストを安価にできる選択取水設備を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、ダム湖等の取水塔の側壁に上下方向のスリットが形成され、この側壁の上流側にスリットを塞ぐ可撓性の遮水膜が吊り下げられて、この遮水膜と側壁との間に、昇降装置で側壁に沿って上下移動されながら遮水膜を捲り上げる取水ゲートが介設され、この取水ゲートの側面と背面とに、側面から取水した水をスリットを介して背面から取水塔内に導水する取水口が形成された選択取水設備において、上記取水ゲートは、側面視で三角筒状であり、上記取水ゲートの頂部と上傾斜部と下傾斜部とには、遮水膜の背面に接触して、遮水膜をガイドするガイドローラがそれぞれ回転自在に取付けられているとともに、上記遮水膜には、スリット幅よりも長く水平方向に延在する捲れ防止材が上下方向に一定の間隔で取付けられていることを特徴とする選択取水設備を提供するものである。
請求項２の発明は、ダム湖等の取水塔の側壁に上下方向のスリットが形成され、この側壁の上流側にスリットを塞ぐ可撓性の遮水膜が吊り下げられて、この遮水膜と側壁との間に、昇降装置で側壁に沿って上下移動されながら遮水膜を捲り上げる取水ゲートが介設され、この取水ゲートの側面と背面とに、側面から取水した水をスリットを介して背面から取水塔内に導水する取水口が形成された選択取水設備において、上記取水ゲートは、側面視で円筒状であって、上下移動方向に回転可能であるとともに、上記遮水膜には、スリット幅よりも長く水平方向に延在する捲れ防止材が上下方向に一定の間隔で取付けられていることを特徴とする選択取水設備を提供するものである。

請求項３の発明は、請求項１または２記載の選択取水設備であって、上記取水塔の側壁は、上部が下流方向に傾斜する傾斜面に形成されて、上記遮水膜の下端には、遮水膜張設用ウエイト取付けられていることを特徴とするものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の選択取水設備であって、上記遮水膜には、スリット幅よりも長い捲れ防止材が取付けられていることを特徴とするものである。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の選択取水設備であって、上記遮水膜を水面上に引き上げ可能な巻取り装置が設けられていることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、取水塔の側壁に、スリットを塞ぐ可撓性の遮水膜を吊り下げ、この遮水膜と側壁との間に、側壁に沿って上下移動しながら遮水膜を捲り上げる取水ゲートを介設して、昇降装置で取水ゲートを所定の取水位置に移動させることにより、取水ゲートの側面取水口から取水されたダム湖等の水がスリットを介して背面取水口から取水塔内に導水されるようになる。

上記遮水膜は、水圧で側壁に水密に貼り付いてスリットを塞ぐとともに、取水ゲートは、遮水膜と側壁との間に潜り込んで、水圧で取水ゲートの前面側に遮水膜が水密に貼り付いているから、遮水膜と側壁および取水ゲートとの間の水密性が維持される。

そして、取水位置を変えるときに、昇降装置で取水ゲートを上移動若しくは下移動させると、水圧で遮水膜と側壁および取水ゲートとの間の水密性が維持された状態で、取水ゲートは、遮水膜を捲り上げながら上移動若しくは下移動するようになる。

このように、取水塔の側壁にスリットを塞ぐ遮水膜を吊り下げて、この遮水膜と側壁との間に比較的小型な１台の取水ゲートを設けるだけであるから、各取水口に重い鋼製取水ゲートを必要とする従来技術と比べて、据付け性や開閉操作性が良好になるとともに、製造コストも安価になる。

また、多段の遮水膜を必要とする従来技術と比べて、常時は遮水膜を昇降させないので、遮水膜と側壁および取水ゲートとの間の水密性が良好であるとともに、昇降構造が簡単になって製造コストも安価になる。

上記取水ゲートは、取水塔に設置した昇降装置のロープ等で上下移動させることができ、取水ゲートを水面上に引き上げることができるから、取水ゲートの保守点検が水面上で容易に行える。
さらに、取水ゲートを三角筒状としたから、上下移動方向に傾斜部が形成されるので、遮水膜をスムーズに捲り上げながら取水ゲートが上下移動するようになる。
また、取水ゲートに遮水膜のガイドローラを取付けたから、遮水膜をよりスムーズに捲り上げることができる。
また、遮水膜に上下方向に一定の間隔で水平方向に延在する捲れ防止材を取付けたから、遮水膜が水圧でスリットから取水塔内に引き込まれることを防止できる。
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の三角筒状の取水ゲートに代えて、取水ゲートを円筒状として回転可能としたから、請求項１の発明の効果に加えて、遮水膜をスムーズに捲り上げながら取水ゲートが上下移動するようになる。

請求項３の発明によれば、取水塔の側壁を傾斜面に形成したから、遮水膜張設用ウエイトで張設されることと相俟って、遮水膜が水圧で側壁に水密に貼り付いて、スリットを確実に塞ぐことができる。

請求項４の発明によれば、遮水膜を水面上に引き上げ可能な巻取り装置を設けたから、遮水膜の保守点検が水面上で容易に行える。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、ダム湖等１にはコンクリート製の堤体２が設置されて、この堤体２のダム湖側の前面（上流側）には、中空直方体形状で前方に突出した取水塔３が設けられ、この取水塔３の前面側壁３ａには、上下方向のスリット４が形成されている。上記取水塔３の前面側壁３ａは、上部が下流方向に傾斜する傾斜面に形成されている。

この前面側壁３ａの上流側には、スリット４を塞ぐためにスリット幅Ｗ〔図３（ｂ）参照〕よりも広幅な縦長長方形状の遮水膜５が吊り下げられている。この遮水膜５は可撓性のゴム等で成形されている。

上記遮水膜５は、上端５ａは、上記取水塔３の上部に設置された巻き取り装置６のドラム６ａに連結されるとともに、下端５ｂには、遮水膜張設用ウエイト７が取付けられている。

また、遮水膜５には、上下方向に一定の間隔で、上記スリット幅Ｗよりも長く水平方向に延在する捲れ防止材８が取付けられている。この捲れ防止材８は、撓みにくい細径棒材であって、遮水膜５の前面に固定されている。

この遮水膜５の背面が対向する取水塔３のスリット４の両側の前面側壁３ａには、図６に示すように、遮水膜５の吊り下げ方向に沿って延在する当たり板９が固定されている。この当たり板９は、例えばステンレス鋼板製であって、遮水膜５がコンクリート製の前面側壁３ａに直接擦れないようにするためのものである。

上記取水塔３のスリット４の両側の前面側壁３ａには、図５に示すように、平面視でＩ字状で、上記遮水膜５の吊り下げ方向に沿って延在するローラレール１１の後部が埋設され、このローラレール１１の前部には、遮水膜５の端部に接近する幅規制部１１ａが設けられている。この幅規制部１１ａは、遮水膜５の幅方向移動を規制するものである。

また、上記取水塔３のスリット４の両側の前面側壁３ａの背面側の内壁３ｂには、平面視でＨ字状で、上記遮水膜５の吊り下げ方向に沿って延在するガイドローラレール１２が固定されている。

上記取水塔３の前面側壁３ａと遮水膜５の間には、図３（ａ）および図４（ｂ）に示すように、側面視で三角筒状の取水ゲート１４が介設されている。この取水ゲート１４は、概ね二等辺三角形状であって、上傾斜部１４ａと下傾斜部１４ｂとが形成されて、各頂点は丸められている。

上記取水ゲート１４の両側面には側面取水口１４ｃがそれぞれ形成されて、各側面取水口１４ｃには、ゴミの流入を阻止するバースクリーン１５が取付けられている。

上記取水ゲート１４の底面には上記スリット４内に遊嵌する取水短管１４ｅが取付けられ、この取水短管１４ｅに背面取水（流出）口１４ｄが形成されている。

そして、図３（ａ）に矢印ａで示すように、取水ゲート１４の側面取水口１４ｃから取水した水をスリット４を介して背面取水（流出）口１４ｄから取水塔３内に導水するようになる。この取水塔３内に導水された水は、図１に示すように、取水塔３内の底部の放流管１６から外部に放流されるようになる。なお、取水塔３のスリット４が遮水膜５で塞がれて気密になるために、取水塔３内に外部空気ｃを導入するための給気管１７が設けられている。

上記取水塔３内の上部には修理用ゲート１９が設けられ、この修理用ゲート１９は、下降時に上記放流管１６の入口１６ａを閉じて、放流管１６に設けられた放流ゲート等を修理するときに使用するものである。

上記取水ゲート１４の上傾斜部１４ａの上端両側と下傾斜部１４ｂの下端両側とには、上記ローラレール１１を転動可能な主ローラ２１がそれぞれ取付けられるとともに、上記ローラレール１１を外側からオーバーハングするように平面視でコ字状のガイドプレート２２がそれぞれ取付けられている。これにより、取水ゲート１４は、ガイドプレート２２で前後方向および幅方向を規制された状態で、主ローラ２１がローラレール１１に沿って上下移動されるようになる。

また、取水ゲート１４の取水短管１４ｅの両側には、上記ガイドローラレール１２の側面を転動可能なガイドローラ２０がそれぞれ取付けられて、取水短管１４ｅは、ガイドローラレール１２で幅方向を規制された状態で、ガイドローラ２０がガイドローラレール１２に沿って上下移動されるようになる。

上記取水ゲート１４の頂部と上傾斜部１４ａと下傾斜部１４ｂとには、図４（ｂ）および図７に示すように、遮水膜５の背面に接触して、遮水膜５をガイドするガイドローラ２３がそれぞれ回転自在に取付けられている。

図７に示すように、上記取水ゲート１４の上傾斜部１４ａの左右のガイドプレート２２には、リフティングビーム２５のテンションロッド２６がそれぞれ連結され、このリフティングビーム２５のシーブ２５ａには、図４（ｂ）のようにプーリ２７が取付けられている。

図１のように、上記取水塔３の上部に昇降装置２８が設置され、この昇降装置２８のドラム２８ａに巻き付けられたロープ２９が上記プーリ２７に巻き掛けられて、このロープ２９の端部２９ａが取水塔３の上部に係止されている。

そして、昇降装置２８のドラム２８ａを正転させてロープ２９を緩めると、自重によってリフティングビーム２５とともに取水ゲート１４が遮水膜５を捲り上げながら下移動Ｄ（図１の矢印参照）するとともに、ドラム２８ａを逆転させてロープ２９を巻き取ると、リフティングビーム２５とともに取水ゲート１４が遮水膜５を捲り上げながら上移動Ｕ（図１の矢印参照）するようになる。

上記のように選択取水設備を構成すれば、取水塔３の前面側壁３ａにスリット４を塞ぐ可撓性の遮水膜５を吊り下げて、この遮水膜５と前面側壁３ａとの間に取水ゲート１４を介設して、昇降装置２８で取水ゲート１４を上下移動させると、取水ゲート１４は遮水膜５を捲り上げながら前面側壁３ａのローラレール１１に沿って上下移動するようになる。

そして、取水ゲート１４を所定の取水位置〔図１は常水位ＮＷＬの位置、図４（ａ）は最低水位ＬＷＬの位置、その他、常水位ＮＷＬと最低水位ＬＷＬとの間の任意の位置〕に移動させると、取水ゲート１４の側面取水口１４ｃから取水されたダム湖等の水が取水短管１４ｅの背面取水（流出）口１４ｄからスリット４を介して取水塔３内に導水されて、放流管１６から外部に放流されるようになる。

上記遮水膜５は、水圧で前面側壁３ａに水密に貼り付いてスリット４を塞ぐとともに、取水ゲート１４は、遮水膜５と前面側壁３ａとの間に潜り込んで、水圧で取水ゲート１４の前面側に遮水膜５が水密に貼り付いているから、遮水膜５と前面側壁３ａおよび取水ゲート１４との間の水密性が維持される。なお、取水ゲート１４の上下部分と遮水膜５との間に、三角コーナー状の隙間Ｔ〔図４（ｂ）参照〕が生じるが、この隙間Ｔは、側面取水口１４ｃの一部として機能させているので、この隙間Ｔにもゴミの流入を阻止するバースクリーン等を取付けるようにしても良い。

そして、取水位置を変えるときに、昇降装置２８で取水ゲート１４を上移動若しくは下移動させると、水圧で遮水膜５と前面側壁３ａおよび取水ゲート１４との間の水密性が維持された状態で、取水ゲート１４は、遮水膜５を捲り上げながら上移動若しくは下移動するようになる。

このように、取水塔３の前面側壁３ａにスリット４を塞ぐ遮水膜５を吊り下げて、この遮水膜５と前面側壁３ａとの間に比較的小型な１台の取水ゲート１４を設けるだけであるから、据付け性や開閉操作性が良好になるとともに、製造コストも安価になる。

また、常時は遮水膜５を昇降させないので、遮水膜５と前面側壁３ａおよび取水ゲート１４との間の水密性が良好であるとともに、昇降構造が簡単になって製造コストも安価になる。

さらに、取水ゲート１４は、取水塔３に設置した昇降装置２８のロープ２９で上下移動させることができ、取水ゲート１４を水面上に引き上げることができるから、取水ゲート１４の保守点検が水面上で容易に行える。

また、取水塔３の前面側壁３ａに傾斜部を形成したから、遮水膜張設用ウエイト７で張設されることと相俟って、遮水膜５が水圧で前面側壁３ａに水密に貼り付いて、スリット４を確実に塞ぐことができる。

さらに、遮水膜５に捲れ防止材８を取付けたから、遮水膜５が水圧でスリット４から取水塔３内に引き込まれることを防止できる。

また、遮水膜５を水面上に引き上げ可能な巻取り装置６を設けたから、遮水膜５の保守点検が水面上で容易に行える。

さらに、取水ゲート１４を三角筒状としたから、上下移動方向に傾斜部１４ａ，１４ｂが形成されるので、遮水膜５をスムーズに捲り上げながら取水ゲート１４が上下移動するようになる。

また、取水ゲート１４の傾斜部１４ａ，１４ｂに遮水膜５のガイドローラ２３を取付けたから、遮水膜５の滑りが良くなって、遮水膜５をよりスムーズに捲り上げることができる。

上記実施形態では、取水ゲート１４は、三角筒状であったが、図８、図９に示す変形例のように、左右のガイドプレート２２に、側面視で三角形状に立ち上げたプレート３０を設けるとともに、この各プレート３０に、円筒状の取水ゲート１４´の支持軸部３４を回転自在に嵌合して、この取水ゲート１４´を上記取水塔３の前面側壁３ａと遮水膜５との間に介設させるようにしても良い。

この場合、取水ゲート１４´の両側面に、バースクリーン１５を取付けた側面取水口１４ｃがそれぞれ形成されるとともに、取水ゲート１４´の外周面に、背面取水（流出）口１４ｄが形成されて、矢印ｂで示すように、取水ゲート１４´の側面取水口１４ｃおよび遮水膜５で覆われない背面取水（流出）口１４ｄから取水した水を、遮水膜５で覆われた背面取水（流出）口１４ｄからスリット４を介して取水塔３内に導水するようになる。

このように、取水ゲート１４´を円筒状として、上下移動方向に回転できるようにすれば、取水ゲート１４´の回転で遮水膜５をスムーズに捲り上げながら取水ゲート１４´が上下移動するようになる。

上記実施形態では、昇降装置２８で取水ゲート１４，１４´を上下移動させるようにしたが、図１０に示すように、取水ゲート１４，１４´に昇降装置としてのフロート３１を取付けて、水位（水面）ＮＷＬ等の変動に応じて取水ゲート１４，１４´を上下移動させれば、無動力で表層水の取水が可能になる。

選択取水設備の側面断面図である。 選択取水設備の正面図である。 （ａ）は図２のＡ−Ａ線拡大断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。 （ａ）は最低水位位置の取水ゲートの側面断面図、（ｂ）は取水ゲートの拡大側面図である。 主ローラとガイドローラのガイド構造の断面図である。 （ａ）は当たり板の平面断面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。 取水ゲートの斜視図である。 変形例の取水ゲートであり、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は正面図である。 変形例の取水ゲートの側面図である。 フロートを取付けた取水ゲートの拡大側面図である。

符号の説明

１ ダム湖等
２ 堤体
３ 取水塔
３ａ 前面側壁
４ スリット
５ 遮水膜
５ａ 上端
５ｂ 下端
６ 巻き取り装置
７ 遮水膜張設用ウエイト
８ 捲れ防止材
１４ 取水ゲート
１４´ 取水ゲート
１４ａ 上傾斜部
１４ｂ 下傾斜部
１４ｃ 側面取水口
１４ｄ 背面取水口
１４ｅ 取水短管
２３ ガイドローラ
２８ 昇降装置
３１ フロート（昇降装置）

Claims (4)

1. ダム湖等（１）の取水塔（３）の側壁（３ａ）に上下方向のスリット（４）が形成され、この側壁（３ａ）の上流側にスリット（４）を塞ぐ可撓性の遮水膜（５）が吊り下げられて、この遮水膜（５）と側壁（３ａ）との間に、昇降装置（２８）で側壁（３ａ）に沿って上下移動されながら遮水膜（５）を捲り上げる取水ゲート（１４）が介設され、この取水ゲート（１４）の側面と背面とに、側面から取水した水をスリット（４）を介して背面から取水塔（３）内に導水する取水口（１４ｃ，１４ｄ）が形成された選択取水設備において、
   上記取水ゲート（１４）は、側面視で三角筒状であり、上記取水ゲート（１４）の頂部と上傾斜部（１４ａ）と下傾斜部（１４ｂ）とには、遮水膜（５）の背面に接触して、遮水膜（５）をガイドするガイドローラ（２３）がそれぞれ回転自在に取付けられているとともに、上記遮水膜（５）には、スリット幅（Ｗ）よりも長く水平方向に延在する捲れ防止材（８）が上下方向に一定の間隔で取付けられていることを特徴とする選択取水設備。
2. ダム湖等（１）の取水塔（３）の側壁（３ａ）に上下方向のスリット（４）が形成され、この側壁（３ａ）の上流側にスリット（４）を塞ぐ可撓性の遮水膜（５）が吊り下げられて、この遮水膜（５）と側壁（３ａ）との間に、昇降装置（２８）で側壁（３ａ）に沿って上下移動されながら遮水膜（５）を捲り上げる取水ゲート（１４´）が介設され、この取水ゲート（１４）の側面と背面とに、側面から取水した水をスリット（４）を介して背面から取水塔（３）内に導水する取水口（１４ｃ，１４ｄ）が形成された選択取水設備において、
   上記取水ゲート（１４´）は、側面視で円筒状であって、上下移動方向に回転可能であるとともに、上記遮水膜（５）には、スリット幅（Ｗ）よりも長く水平方向に延在する捲れ防止材（８）が上下方向に一定の間隔で取付けられていることを特徴とする選択取水設備。
3. 上記取水塔（３）の側壁（３ａ）は、上部が下流方向に傾斜する傾斜面に形成されて、上記遮水膜（５）の下端には、遮水膜張設用ウエイト（７）取付けられていることを特徴とする請求項１または２記載の選択取水設備。
4. 上記遮水膜（５）を水面上に引き上げ可能な巻取り装置（６）が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の選択取水設備。

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