JP5539465B2 - 取水装置 - Google Patents

Description

本発明は、取水装置に関し、特に、渓流から渓流水を取水して、生活用水等として利用する場合に有効な取水装置に関する。

ダム管理所等の施設においては、施設に隣接する渓流との間に簡易水道を設置し、渓流から簡易水道を介して施設に水を引き、この水を施設の手洗、風呂用等の生活用水として利用している。

簡易水道は、例えば、図４に示すように、渓流１５を流れる渓流水１８を堰き止める堰２５と、堰２５で堰き止めた渓流水１８を施設に導く取水管２６とを備え、堰２５で堰き止めた渓流水１８を取水管２６の取水孔２７を通じて取水管２６の内部に導き、取水管２６を介して施設に導き、施設に設置した貯水タンクに貯留させ、貯水タンクから施設の各所に生活用水として供給している。

ところで、上記のような構成の簡易水道により取水する場合、大雨等の出水時に、渓流１５を土砂、落ち葉等が流下することにより、それらが取水管２６の取水孔２７に詰まって取水孔２７が塞がり、取水管２６を介しての取水量が大幅に低下する。

このため、取水管２６の取水孔２７に詰まった土砂、落ち葉等を取り除く作業が必要になり、その作業に非常に手間がかかる。また、土砂、落ち葉等を取水孔２７から取り除くまでの間、施設に渓流１５から渓流水１８を引くことが困難になるため、施設の各所に生活用水を供給することが困難になる。

取水に関する技術が特許文献１、２に記載されている。特許文献１に記載の技術（取水設備）は、水源の底面に設置される枠体と、枠体の上部に設けられる除塵スクリーンとを備えたものであって、除塵スクリーンを通過した水を、枠体に設けた取水経路（接続筒、配水角管）を通じて貯水槽に導くことにより、貯水槽に貯留させた水を工業用水、生活用水等として使用できるように構成したものである。

また、特許文献２に記載の技術（水力発電所用給水設備）は、塵芥捕捉スクリーンを、取水口から放水口へ向かう水流が水槽内へ入り込む塵芥を塵芥捕捉スクリーン上部領域へ流し寄せることができるような緩傾斜で水槽の放水口上方と水槽底面間に配置し、塵芥捕捉スクリーンの上部領域に近接して水槽の満水位より上方の位置に溢水部を設け、溢水部に接続して一般の下線へ通じている余水路を設けたものである。

ところで、特許文献１に記載の取水設備、及び特許文献２に記載の給水設備は、平水時においては、水に混入している塵芥等が取水口から流入するのを防止できるが、大雨等の出水時においては、大量の塵芥を除塵スクリーン、塵芥捕捉スクリーンで捕捉することにより、除塵スクリーン、塵芥捕捉スクリーンが目詰まりを起こし、取水量が大幅に低下する。

特開２００３−６４６３９号公報 特開２００７−２２４６８２号公報

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、平水時だけでなく、出水時においても、水に混入している土砂、落ち葉等によって目詰まりを起こして、取水量が低下するようなことがなく、常に所望の取水量が得られる取水装置を提供することを目的とする。

上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、河川、渓流等の水源から取水する取水装置であって、前記水源の一部を堰き止める堰と、該堰の下流側に設けられるとともに、該堰を溢流する水の一部を貯留させる貯水槽と、該貯水槽から水を取水する取水管と、前記貯水槽の上部に設けられるとともに、上部を前記堰を溢流した水が流下可能に構成され、かつ、上部を流下する水に含まれる混入物を自然流下させることが可能な傾斜角度に設定される導水板とを備え、
前記導水板には、前記堰を溢流した水から前記混入物の一部を分離し、分離した後の前記水の一部を前記貯水槽に流入させる複数の取水孔が設けられ、前記導水板は、波形状の板材から形成され、該導水板の各山の頂部に前記取水孔が設けられていることを特徴とする。

本発明の取水装置によれば、水源からの水が堰を溢流して導水板の上部を流下する際に、水に含まれる落ち葉等の混入物が導水板の取水孔で分離され、落ち葉等の混入物が分離された後の水が取水孔を介して貯水槽に流入し、貯水槽に貯留される。従って、落ち葉等の混入物を除去した後の水を貯水槽から取水管を介して取水することになるので、取水管が水に含まれる落ち葉等の混入物で目詰まりを起こすようなことはなく、取水量が低下するようなことはない。また、導水板は、水に含まれる落ち葉等の混入物を貯水槽よりも下流側に自然流下させる傾斜角度に設定されているので、落ち葉等の混入物が導水板の上部に滞留して取水孔が塞がれるようなことはなく、常に所望の取水量が得られることになる。
また、導水板は、波形状の板材から形成され、各山の頂部に取水孔が設けられているので、導水板の上部を落ち葉等の混入物が自然流下する際に、混入物に含まれる土砂等の粒径の小さいものは谷に沿って下流側に自然流下することになるので、土砂等の粒径の小さいものが各山の頂部の取水孔を塞ぐようなことはなく、導水板の上部を流下する水の一部を取水孔を介して貯水槽内に確実に流入させることができる。

また、本発明において、前記取水管には、前記導水板の取水孔を通過して前記貯水槽に流入した前記水に含まれる混入物を、前記水から分離する複数の取水孔が設けられていることとしてもよい。

本発明の取水装置によれば、導水板の取水孔で水から分離しきれなった粒径の小さい土砂等の混入物が貯水槽内に流入しても、それらは取水管の取水孔で更に分離されることになるので、取水管の取水孔が貯水槽内に流入した土砂等の混合物で目詰まりを起こすようなことはなく、所望の取水量が得られる。

また、本発明において、前記取水管の前記取水孔は、前記導水板の前記取水孔よりも小径に形成されていることとしてもよい。

本発明の取水装置によれば、導水板の上部を流下する水に含まれる落ち葉等の混入物のうち、導水板の取水孔の直径よりも大きいものは、導水板の取水孔で分離されて、導水板の上部を下流側に自然流下される。また、導水板の取水孔の直径よりも小さい土砂等の混入物の一部は、導水板の取水孔を通過して貯水槽内に流入することになるが、この混入物は、取水管の取水孔で更に分離されることになるので、貯水槽内に流入した土砂等の混入物で取水管の取水孔が目詰まりを起こすようなことはない。

また、本発明において、前記取水管は、前記貯水槽の底面よりも上方に設けられていることとしてもよい。

本発明の取水装置によれば、取水管は、貯水槽の底面よりも上方に設けられているので、取水管の取水孔で分離された土砂等の混入物が貯水槽の底部に堆積されても、その堆積された混入物で取水管の取水孔が閉塞されるようなことはない。

さらに、本発明において、前記導水板は、傾斜角度の調整が可能に構成されていることとしてもよい。

本発明の取水装置によれば、導水板の傾斜角度を調整することにより、出水等により流速が変化しても対応することができる。

以上、説明したように、本発明の取水装置によれば、水源からの水に含まれる落ち葉等の混入物によって取水管が目詰まりを起こして取水量が低下するようなことはなく、常に、所定の取水量が得られることになる。

本発明による取水装置の一実施の形態を示した平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って見た断面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿って見た断面図である。 従来の簡易水道の一例を示した断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図３には、本発明による取水装置の一実施の形態が示されている。本実施の形態の取水装置１は、例えば、ダム管理所等の施設２０において、施設２０に隣接する渓流１５から施設２０に渓流水１８を引き、この渓流水１８を施設２０の手洗、風呂用等の生活用水として利用するのに有効なものである。

すなわち、本実施の形態の取水装置１は、ダム管理所等の施設（以下、施設２０という。）に隣接する渓流１５の取水部１６に設けられて、渓流１５の流れを堰き止める第１堰２及び第２堰３と、第１堰２と第２堰３との間に設けられるとともに、第１堰２を溢流した渓流水１８の一部を貯留させておく貯水槽４と、貯水槽４の上部に設けられる導水板５と、貯水槽４と施設２０との間に設けられて、貯水槽４に貯留された渓流水１８の一部を施設２０に導く取水管１１とを備えている。

取水部１６は、例えば、渓流１５に、コンクリート製のＵ字溝１７を渓流１５の流れ方向を向くように設置して構成したものであって、この取水部１６のＵ字溝１７の上流側の部分及び下流側の部分にそれぞれコンクリート製の第１堰２及び第２堰３を設置することにより、第１堰２と第２堰３とＵ字溝１７とによって囲まれる部分に、上部が開口された断面Ｕ形状の貯水槽４を形成している。

なお、本実施の形態においては、第１堰２を第２堰３よりも高く形成し、第１堰２を溢流させた渓流水１８を後述する導水板５の上部を流下させ、第２堰３を溢流させて第２堰３の下流側に流すように構成している。

導水板５は、山６、谷７が交互に設けられた波形板状をなすものであって、山６、谷７が渓流１５の流れ方向を向くように、貯水槽４の上部開口（Ｕ字溝１７の上部開口）に着脱可能に設けられ、この導水板５の上部を、第１堰２を溢流した渓流水１８が流下するように構成されている。

導水板５としては、波形板状のものであれば特に制限はなく、市販の合成樹脂製、金属製の各種の波板を用いることができる。

導水板５の幅方向の両端の複数個所（本実施の形態では４箇所）には、コ形状の取手９が設けられ、この取手９を手で掴むことにより、導水板５の貯水槽４の上部開口への着脱を容易に行うことができる。

導水板５は、第１堰２を溢流した渓流水１８に含まれる混入物１９（落ち葉、塵芥、土砂等）を第２堰３よりも下流側に自然流下させ得る傾斜角度に設定され、本実施の形態においては、約３０度に設定されている。

導水板５と第２堰３との間には、傾斜角度調整手段としてのジャッキ１０が設けられ、このジャッキ１０の操作によって導水板５の第２堰３側の部分を昇降させることにより、導水板５の傾斜角度を調整できるようになっている。

なお、本実施の形態においては、導水板５の傾斜角度を２０〜４５度の範囲内で調整可能とし、この範囲内で導水板５を昇降可能なストロークを有するジャッキ１０を、第２堰３の貯水槽４に面する部分に設けた基台３ａの上部に介装させている。
なお、角度調整手段１０は、ジャッキ１０に限らず、導水板５の傾斜角度を調整可能なものであればよい。

導水板５の各山６の頂部には、所定の直径の取水孔８が複数個所に設けられ、これらの取水孔８を介して導水板５の上部を流下する渓流水１８の一部が貯水槽４側に導かれるようになっている。

取水孔８は、渓流水１８に含まれる混入物１９（落ち葉、塵芥、土砂等）のうち、所定の粒径以上のものを通過させない直径に設定されている。これにより、混入物１９のうち、所定の粒径以上のものが取水孔８を通過して貯水槽４内に流入するのを防止している。

取水管１１は、塩ビ管、鋼管等から形成されるものであって、一端が第２堰３の下端部の貯水槽４に面する部分に開口し、他端が施設２０の給水槽２１に接続される本管１２と、貯水槽４の底部に、貯水槽４の底面と所定の間隔をおいて水平に設けられるとともに、一端が本管１２の一端に接続される複数の取水孔１４を有するフィルタ管１３とから構成されている。

フィルタ管１３の取水孔１４は、フィルタ板５の取水孔８よりも小さい直径に設定されている。これにより、導水板５の取水８孔を通過した渓流水１８に含まれる混入物１９のうち、フィルタ管１３の取水孔１４よりも直径の大きいものを分離し、貯水槽４の底部に堆積させることができる。

上記のように構成した本実施の形態の取水装置１にあっては、平水時においては、渓流１５を流れる渓流水１８は、第１堰２で堰き止められて第１堰２を溢流し、導水板５の上部を流下し、第２堰３を溢流して第２堰３の下流側に流れる。この際に、導水板５の上部を流下する渓流水１８の一部が導水板５の取水孔８を介して貯水槽４内に流入し、貯水槽４内に渓流水１８が貯留される。

また、貯水槽４の内部に貯留される渓流水１８は、取水管１１のフィルタ管１３の取水孔１４を介して取水管１１の本管１２の内部に導かれ、本管１２を介して施設２０の給水槽２１に導かれ、給水槽２１から施設２０の各所（手洗、風呂等）に生活用水として供給される。

一方、大雨等の出水時においては、渓流１５を流れる渓流水１８に含まれる混入物１９（落ち葉、塵芥、土砂等）も渓流水１８と一緒に第１堰２を溢流し、導水板５の上部を流下し、第２堰３を溢流して第２堰３の下流側に流れる。

この場合、導水板５の複数箇所には所定の直径の取水孔８が設けられているので、導水板５の上部を渓流水１８が流下する際に、渓流水１８の一部が導水板５の取水孔８を介して貯水槽４内に流入し、貯水槽４内に貯留される。また、渓流水１８に含まれる混入物１９のうち、導水板５の取水孔８の直径よりも大きいものは、取水孔８で渓流水１８から分離され、導水板５の上部を自然流下して第２堰３の下流側に流下する。また、導水板５は、渓流水１８に含まれる混入物１９を第２堰３の下流側に自然流下させることが可能な傾斜角度に設定されているので、導水板５の上部に混入物１９が滞留するようなことはなく、導水板５の取水孔８が滞留した混入物１９で目詰まりを起こするようなことはない。さらに、導水板５の各山６の頂部に取水孔８が設けられているので、山６の斜面に沿って混入物１９を谷７側に落とすことができ、各山６の頂部の取水孔８に混入物１９が詰まるのを更に効果的に防止できる。従って、導水板５の取水孔８を介して貯水槽４に流入する渓流水１８の量が低下するようなことはなく、所望の取水量を得ることができる。

また、導水板５の取水孔８の直径よりも小さい混入物１９は、導水板５の取水孔８を介して渓流水１８と一緒に貯水槽４内に流入するが、この混入物１９は、取水管１１のフィルタ管１３の取水孔１８で渓流水１８から分離されて、貯水槽４の底部に堆積されることになるので、貯水槽４から取水管１１を介して渓流水１８を取水する際に、この混合物１９によってフィルタ管１３の取水孔１８が目詰まりを起こすようなことはなく、所望の取水量が得られる。

なお、取水管１１のフィルタ管１３の取水孔１４で分離された混入物１９が貯水槽４の底部に堆積されるが、フィルタ管１３と貯水槽４の底面との間には所定の間隙が設けられているので、貯水槽４の底部に堆積された混入物１９を定期的に取り除くことにより、貯水槽４の底部に堆積された混入物１９でフィルタ管１３の取水孔１８が閉塞されるようなことはなく、所望の取水量が得られることになる。

なお、前記の説明においては、導水板５を波形板状のもので構成したが、平板状のもので導水板５を構成してもよい。

また、前記の説明においては、取水管１１の本管１２にフィルタ管１３を接続したが、取水管１１を本管１２のみによって構成し、本管１２の開口部に市販の各種のフィルタを装着するように構成してもよい。

さらに、前記の説明においては、施設２０に隣接する渓流１５から渓流水１８を取水する場合に適用したが、渓流１５に限らず、河川、湖沼等の各種の水源から取水する場合にも適用してもよいものであり、その場合にも同様の作用効果を奏する。

１ 取水装置
２ 第１堰
３ 第２堰
４ 貯水槽
５ 導水板
６ 山
７ 谷
８ 取水孔
９ 取手
１０ 傾斜角度調整手段（ジャッキ）
１１ 取水管
１２ 本管
１３ フィルタ管
１４ 取水孔
１５ 渓流
１６ 取水部
１７ Ｕ字溝
１８ 渓流水
１９ 混入合物
２０ 施設
２１ 給水槽
２５ 堰
２６ 取水管
２７ 取水孔

Claims (5)

1. 河川、渓流等の水源から取水する取水装置であって、
   前記水源の一部を堰き止める堰と、該堰の下流側に設けられるとともに、該堰を溢流する水の一部を貯留させる貯水槽と、該貯水槽から水を取水する取水管と、前記貯水槽の上部に設けられるとともに、上部を前記堰を溢流した水が流下可能に構成され、かつ、上部を流下する水に含まれる混入物を自然流下させることが可能な傾斜角度に設定される導水板とを備え、
   前記導水板には、前記堰を溢流した水から前記混入物の一部を分離し、分離した後の前記水の一部を前記貯水槽に流入させる複数の取水孔が設けられ、
   前記導水板は、波形状の板材から形成され、該導水板の各山の頂部に前記取水孔が設けられていることを特徴とする取水装置。
2. 前記取水管には、前記導水板の取水孔を通過して前記貯水槽に流入した前記水に含まれる混入物を、前記水から分離する複数の取水孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の取水装置。
3. 前記取水管の前記取水孔は、前記導水板の前記取水孔よりも小径に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の取水装置。
4. 前記取水管は、前記貯水槽の底面よりも上方に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の取水装置。
5. 前記導水板は、傾斜角度の調整が可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の取水装置。

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