JP6005691B2 - Water intake equipment - Google Patents
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Description
本発明は、水力発電所等において河川等から取水するための取水装置に関する。 The present invention relates to a water intake device for taking water from a river or the like in a hydroelectric power plant or the like.
水力発電所において山間部の河川等から取水する場合に、電源がなく自動制御ができないときは、手動式の巻上機によって取水ゲートの開度を調整し、所定の水量を取水している。電源がないことにより、取水ゲートの開度は固定され、水位に応じた操作は実施していない。したがって、河川水位が上昇すると、取水量は増加し、河川水位が低下すると、取水量は減少する。 When water is taken from a mountain river or the like at a hydroelectric power station and there is no power supply and automatic control is not possible, the opening of the water intake gate is adjusted by a manual hoist to take a predetermined amount of water. Since there is no power source, the opening of the intake gate is fixed and no operation according to the water level is performed. Therefore, when the river water level rises, the water intake increases, and when the river water level decreases, the water intake decreases.
ところで、河川水の取水については、事前に水利使用許可を得ており、許可水量以上の取水は認められない。したがって、想定される最高水位でも取水量が許可水量を越えないように固定開度を設定する必要がある。したがって、通常の低水位時の取水量は僅かとなり、クリーンな水力エネルギーを有効に利用できないという問題がある。 By the way, with regard to river water intake, water use permission has been obtained in advance, and water intake exceeding the permitted water volume is not allowed. Therefore, it is necessary to set a fixed opening so that the water intake amount does not exceed the permitted water amount even at the highest water level assumed. Therefore, there is a problem that the amount of water intake at a normal low water level is small, and clean hydraulic energy cannot be used effectively.
このため、例えば特許文献1には、水位上昇に伴うフロートの上昇により補助ゲートを降下させて、水位上昇時に補助ゲートにより取水ゲートを閉じる技術が提案されている。 For this reason, for example, Patent Document 1 proposes a technique of lowering the auxiliary gate by raising the float accompanying the rise in water level and closing the intake gate by the auxiliary gate when the water level rises.
しかし、水位上昇に伴う取水量制限のために取水ゲートを閉じた場合、その後に水位が低下しても取水ゲートが閉じ続けられるため、取水量が不足する場合がある。取水量が不足した場合、例えば水力発電所の発電機が停止する可能性がある。 However, if the water intake gate is closed to limit the water intake accompanying the rise in the water level, the water intake gate may continue to be closed even if the water level subsequently drops, and the water intake may be insufficient. When the amount of water intake is insufficient, for example, the generator of the hydroelectric power plant may stop.
本発明は、水位が低下しても取水量が不足することを抑制する取水装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the water intake apparatus which suppresses that the amount of water intake is insufficient even if a water level falls.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の取水装置は、水路に配置され、前記水路の流水量を制御するための取水装置であって、前記水路に設けられ、下端面と前記水路の底部との間に取水用の開口部を形成する取水ゲートと、前記取水ゲートを、前記取水ゲートの下端が前記水路と接しない範囲で昇降可能に支持するゲート支持部と、前記ゲート支持部に取付けられ、前記ゲート支持部を固定することで前記取水ゲートの昇降を抑制するロック部と、前記水路の前記取水ゲートよりも上流側に設けられ、前記取水ゲートよりも上流側の前記水路の水位の変動に伴い鉛直方向に移動するフロートと、前記フロートに取付けられて前記フロートの移動に伴って鉛直方向に移動し、前記フロートが所定の位置まで上昇した場合に前記ロック部の前記ゲート支持部の固定を解除するロッドと、前記取水ゲートの下端部に設けられ、前記取水ゲートよりも上流側の前記水路の水位に応じて前記開口部の遮蔽量を変化させる流量調整部と、を有する。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a water intake device of the present invention is a water intake device that is disposed in a water channel and controls the amount of water flowing in the water channel. A water intake gate that forms a water intake opening between the water channel and the bottom of the water channel; a gate support portion that supports the water intake gate so that the lower end of the water intake gate is not in contact with the water channel; A lock part that is attached to the gate support part and prevents the intake gate from moving up and down by fixing the gate support part, and is provided on the upstream side of the intake gate of the water channel, on the upstream side of the intake gate A float that moves in the vertical direction as the water level of the waterway moves, and a float that is attached to the float and moves in the vertical direction as the float moves and the float rises to a predetermined position. A rod that releases the fixing of the gate support portion of the lock portion, and a flow rate that is provided at a lower end portion of the intake gate and changes the shielding amount of the opening portion according to the water level of the water channel upstream of the intake gate. And an adjustment unit.
この取水装置は、所定の水位になれば取水ゲートの固定を解除するロック部を有し、また、取水口の水位に応じて開口部の遮蔽量を変化させる流量調整部を有する。従って、取水装置は、許可水量以上の取水を抑制しながら、その後に水位が低下した場合にも、開口部の遮蔽量を調整することにより取水量が不足することを抑制することができる。 This water intake device has a lock portion that releases the fixation of the water intake gate when a predetermined water level is reached, and also has a flow rate adjustment portion that changes the shielding amount of the opening according to the water level of the water intake. Therefore, the water intake device can suppress a shortage of water intake by adjusting the shielding amount of the opening even when the water level subsequently decreases while suppressing water intake exceeding the permitted water amount.
前記取水装置において、前記流量調整部は、前記取水ゲートの下端部に沿って設けられ、前記取水ゲートの下端部から鉛直方向下方に延在する板部と、前記板部の流水の下流方向側の面に設けられ、浮力を有する浮体部と、前記取水ゲートの下端部と前記板部の上端部とを、前記板部が前記取水ゲートの下端部と前記板部の上端部との間を回転軸として前記流水の上流方向に向かって回転可能に連結する連結部と、を有し、前記浮体部に働く浮力による流水の上流方向への回転モーメントと、前記取水ゲートよりも上流側の前記水路の水位に応じた水圧による流水の下流方向への回転モーメントとの関係に応じて、前記板部の回転量が変化することが好ましい。この取水装置は、流量調整部が浮体部及び板部を有することにより、より適切に開口部の遮蔽量を調整することができる。 In the water intake apparatus, the flow rate adjusting unit is provided along a lower end portion of the intake gate, and extends downward from the lower end portion of the intake gate in a vertical direction, and a downstream side of the flowing water of the plate portion. A floating body portion having buoyancy, a lower end portion of the intake gate and an upper end portion of the plate portion, and the plate portion between the lower end portion of the intake gate and the upper end portion of the plate portion. A connecting portion that is rotatably connected toward the upstream direction of the flowing water as a rotating shaft, and a rotational moment in the upstream direction of the flowing water due to buoyancy acting on the floating body portion, and the upstream side of the intake gate It is preferable that the amount of rotation of the plate portion changes according to the relationship with the rotational moment in the downstream direction of the flowing water due to the water pressure according to the water level of the water channel. This water intake device can adjust the shielding amount of an opening part more appropriately because a flow volume adjustment part has a floating body part and a board part.
前記取水装置において、前記浮体部は、前記板部と反対側の面が円弧状であることが好ましい。この取水装置は、浮体部の面が円弧状であるため、流量調整部が取水口の水面に追従し、より適切に開口部の遮蔽量を調整することができる。 In the water intake apparatus, it is preferable that the surface of the floating body portion on the side opposite to the plate portion is arcuate. In this water intake device, since the surface of the floating body portion has an arc shape, the flow rate adjusting unit follows the water surface of the water intake port, and the shielding amount of the opening can be adjusted more appropriately.
前記取水装置において、前記浮体部は、前記板部と反対側の面に、鉛直方向に沿って溝が設けられていることが好ましい。この取水装置は、浮体部に溝が設けられることにより、流量調整部が取水口の水面に追従し、より適切に開口部の遮蔽量を調整することができる。 In the water intake device, it is preferable that the floating body portion is provided with a groove along a vertical direction on a surface opposite to the plate portion. In this water intake device, by providing a groove in the floating body portion, the flow rate adjusting portion can follow the water surface of the water intake port, and can adjust the shielding amount of the opening portion more appropriately.
前記取水装置において、前記板部は、鉛直方向下方から前記流水の上流方向に向かって、0度以上90度以下の範囲で回転することが好ましい。この取水装置は、板部が鉛直方向下方から前記流水の上流方向に向かって、0度以上90度以下の範囲で回転するため、取水口の水位が再度上昇した場合において、流量調整部を適切に閉じることができ、開口部をより適切に遮蔽することができる。 In the water intake apparatus, it is preferable that the plate portion is rotated in a range of 0 degrees or more and 90 degrees or less from a vertically lower direction toward an upstream direction of the flowing water. In this water intake device, the plate portion rotates in the range of 0 degree or more and 90 degrees or less from the vertically downward direction to the upstream direction of the flowing water. Therefore, when the water level at the intake port rises again, And the opening can be more appropriately shielded.
前記取水装置において、前記取水ゲートは、前記取水ゲートの下降を所定の下降位置までに制限するストッパー部を有することが好ましい。この取水装置は、取水ゲートの下降を所定の位置までに制限するため、水位が低下しても取水量が不足することを抑制する。 In the water intake apparatus, it is preferable that the water intake gate has a stopper portion that restricts the descent of the water intake gate to a predetermined lower position. Since this water intake device restricts the descent of the water intake gate to a predetermined position, even if the water level falls, the intake amount is suppressed from being insufficient.
前記取水装置において、前記ストッパー部は、前記取水ゲートの前記所定の下降位置を表示する表示部を有することが好ましい。この取水装置は、取水ゲートの所定の下降位置を表示するため、作業者が取水ゲートの下降位置を容易に認識することができる。 In the water intake apparatus, it is preferable that the stopper portion includes a display unit that displays the predetermined lowered position of the water intake gate. Since this water intake apparatus displays the predetermined lowered position of the intake gate, the operator can easily recognize the lowered position of the intake gate.
本発明によれば、水位が低下しても取水量が不足することを抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if a water level falls, it can suppress that water intake is insufficient.
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment, Moreover, when there are two or more embodiments, what comprises a combination of each Example is also included.
図1は、本実施形態に係る取水装置の構成を示す模式図である。図2は、図1の矢印Aの方向から見た本実施形態に係る取水装置の模式図である。図3は、図1の矢印Bの方向から見た本実施形態に係る取水装置の模式図である。図1及び図2に示すように、取水装置10は、取水ゲート20と、ゲート支持部30と、ロック部40と、フロートガイド部50と、フロート部52と、ロッドとしての駆動ロッド54と、流量調整部60と、第1の開度調整ロッド70と、第2の開度調整ロッド72とを有する。取水装置10は、水路11に配置され、取水ゲート20により取水量を制御しながら、水路11の流水100を、取水装置10よりも流水100の上流方向X1側に設けられる取水口12から取水する。取水装置10は、取水した流水100を、取水装置10より流水100の下流方向X2側に設けられる出水口13から出水する。
Drawing 1 is a mimetic diagram showing the composition of the water intake device concerning this embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram of the water intake device according to the present embodiment viewed from the direction of arrow A in FIG. FIG. 3 is a schematic diagram of the water intake device according to the present embodiment viewed from the direction of arrow B in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the
図4は、取水口と出水口とを示す模式図である。図2及び図4に示すように、取水口12は、水路11内に設けられ、水路11の底部90と、流水100の流れ方向に沿って設けられて底部90から延伸する2つの取水壁部82,84と、取水壁部82,84の先端を連結する取水屋根部86とに囲まれる空間に形成される。取水屋根部86には、開口部88が設けられている。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a water intake and a water outlet. As shown in FIGS. 2 and 4, the
図3及び図4に示すように、出水口13は、水路11の底部90と、流水100の流れ方向に沿って設けられて底部90から延伸する2つの出水壁部92,94と、出水壁部92,94の先端を連結した出水屋根部96とに囲まれる空間に形成される。出水壁部92,94の鉛直方向の高さは、取水壁部82,84の鉛直方向の高さよりも小さい。出水屋根部96は、流水100の上流側の端部から鉛直方向上方に延伸する出水壁部93を有する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図4に示すように、取水口12と出水口13とは、取水壁部82と出水壁部92と、取水壁部84と出水壁部94と、取水屋根部86の下流方向X2側の端部と出水壁部93の鉛直方向上方の端部とが連結することにより、互いに連結されている。なお、取水口12は、取水装置10が流水100を取水することができればよく、構造はこれに限られない。また、出水口13は、取水装置10が流水100を出水することができればよく、構造はこれに限られない。
As shown in FIG. 4, the
図1に示すように、取水ゲート20は、流水100の流れ方向に対向し、取水口12に設けられる壁状の部材である。本実施形態において、取水ゲート20は、流水100の下流方向X2側の面の一部が出水壁部93と接している。取水ゲート20は、出水壁部93と共に、取水口12から出水口13への流水100の流れをせき止める。ただし、取水ゲート20は、取水口12から出水口13への流水100の流れをせき止めるものであれば、出水壁部93と接していなくてもよい。
As shown in FIG. 1, the
取水装置10は、取水ゲート20の下端面22と水路11の底部90とにより、取水用の開口部24を形成する。取水装置10は、開口部24を介して、取水口12からの流水100を取水し、出水口13に出水する。また、取水ゲート20は、鉛直方向に沿って昇降することができる。取水ゲート20は、鉛直方向下方に降下することにより、開口部24の開口面積を減少させ、鉛直方向上方に上昇することにより、開口部24の開口面積を増加させる。取水ゲート20の昇降方法については後述する。
In the
図5は、ゲート支持部の内部構造を表す模式図である。図1及び図5が示すように、ゲート支持部30は、ピニオンカバー部31と、ラックカバー部32と、ピニオン部33と、ラック部35と、基台部37と、とを有する。ゲート支持部30は、ラックアンドピニオン構造を有し、取水ゲート20を取水ゲート20の下端面22が水路11の底部90と接しない範囲で昇降可能に支持する。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the internal structure of the gate support. As shown in FIGS. 1 and 5, the
ピニオンカバー部31は、取水屋根部86の開口部88に設けられ、取水屋根部86と出水壁部93とを連結する土台部71に設けられる箱状の部材である。ピニオンカバー部31は、内部にピニオン部33と、ラック部35の一部と、基台部37を収納する。
The
図5に示すように、ピニオン部33は、複数の歯33aを有する円形の歯車であり、基台部37に、水平方向を中心軸として回転可能に取付けられている。ラック部35は、平板状の棒に、軸方向に沿って複数の歯35aを設けた部材である。ラック部35は、鉛直方向に沿って、かつ、ピニオン部33の外周の接線方向に沿って設けられている。ラック部35は、一部がピニオンカバー部31に収納され、他の一部がラックカバー部32に収納される。また、ラック部35は、鉛直方向下方の端部において、取水ゲート20の鉛直方向上端部と接続されている。
As shown in FIG. 5, the pinion part 33 is a circular gear having a plurality of
ピニオン部33の歯33aと、ラック部35の複数の歯35aの間の歯間35bとは、少なくとも1つ同士が噛み合っている。ピニオン部33は、自身の回転運動をラック部35に伝達して、ラック部35を鉛直方向に移動させる。同様に、ラック部35は自身の鉛直方向の移動をピニオン部33に伝達して、ピニオン部33を回転させる。本実施形態において、ピニオン部33の時計回りの回転運動は、ラック部35の鉛直方向下方の移動に連動している。また、ピニオン部33の反時計回りの回転運動は、ラック部35の鉛直方向上方の移動に連動している。ただし、これらの関係は逆でもよく、ピニオン部33の時計回りの回転運動は、ラック部35の鉛直方向上方の移動に連動していてもよい。
At least one of the
ラック部35は、取水ゲート20と接続されているため、取水ゲート20は、ラック部35の鉛直方向の移動に伴って昇降する。ピニオン部33には、レバーが取り付けられており、作業者がレバーを回すことにより、ピニオン部33を回転させ、ラック部35及び取水ゲート20を、手動で昇降させることができる。
Since the
また、ピニオン部33には、ロック部40が取り付けられている。ロック部40は、取水屋根部86の鉛直方向上部からピニオン部33に向かって延在する。図1及び図5に示すように、ロック部40は、棒状の部材であり、接触部42と、支点部44と、固定部46とを有する。接触部42は、ロック部40の一方の端部であって、取水屋根部86の鉛直方向上部に設けられている。固定部46は、ロック部40の他方の端部であって、ピニオン部33の歯間33bと噛み合っている。支点部44は、接触部42と固定部46との間に設けられている。支点部44は、土台部71と固定されており、ロック部40を回転可能に支持している。また、ロック部40は、支点部44と接触部42との間の被支持部45が、土台部71に取付けられた支持部43に鉛直方向下方から支持されている。ロック部40は、支持部43に支持されているため、被支持部45が支持部43に支持されている位置から支持部43と離れる方向に向かって回転可能であるが、被支持部45が支持部43に支持されている位置から支持部43に向かって回転しない。すなわち、本実施形態においては、ロック部40は、被支持部45が支持部43に支持されている位置から、時計回りに回転可能であるが、反時計回りには回転しない。
Further, a
上述のように、ロック部40の固定部46は、ピニオン部33の歯間33bと噛み合っている。ロック部40は、ピニオン部33を固定し、ピニオン部33の回転をロックしている。より詳しくは、ロック部40は、支持部43に支持されているため、ピニオン部33が時計回りに回転することを抑制する。すなわち、ロック部40は、ラック部35及び取水ゲート20を固定し、取水ゲート20を所定の位置に固定して、取水ゲート20が鉛直方向下方に移動することを抑制する。
As described above, the fixing
ロック部40は、接触部42が駆動ロッド54に跳ね上げられることにより、支点部44を中心に時計回りに回転する。ロック部40は、支点部44を中心に時計回りに回転することにより、ロック部40の固定部46と、ピニオン部33の歯間33bとの噛み合いが解除される。ロック部40の固定部46と、ピニオン部33の歯間33bと噛み合いが解除されれば、ピニオン部33は時計回りに回転可能となる。そして、ラック部35及び取水ゲート20の固定は解除され、取水ゲート20は自重で降下する。
The
図1に示すように、フロートガイド部50は、両端が開口する円筒状の部材である。フロートガイド部50は、外周が取水屋根部86の開口部87に支持されることにより取水口12に設けられる。フロートガイド部50は、一方の端部51が取水屋根部86の開口部87の鉛直方向上部に位置して鉛直方向下方に延在する。フロートガイド部50は、他方の端部が水路11の底部90上に底部90と所定の間隔をもって位置する。また、フロートガイド部50の一方の端部51には、ロック部40の接触部42が配置されている。
As shown in FIG. 1, the
フロート部52は、内部に空気を収納する筒状(半円筒状)の中空の部材である。フロート部52は、流水100に対して浮力を有する。フロート部52は、フロートガイド部50の内部に設けられる。フロート部52は、フロートガイド部50の内部で、取水口12内の水位の変動に応じて、鉛直方向に移動する。すなわち、フロート部52は、取水口12内の水位が上昇すれば、それに伴い鉛直方向上方に移動し、取水口12内の水位が下降すれば、それに伴い鉛直方向下方に移動する。なお、フロート部52は、流水100に対して浮力を有するものであれば、筒状の中空の部材に限られず、例えば多孔性の部材であってもよい。
The
駆動ロッド54は、図1に示すように、棒状の部材である。駆動ロッド54は、一方の端部55がフロート部52に取付けられる。駆動ロッド54は、フロートガイド部50に沿って、一方の端部55から他方の端部56に向かって鉛直方向上方に延在する。駆動ロッド54は、取水口12内の水位の変動に応じて、フロート部52の移動に伴い鉛直方向に移動する。駆動ロッド54は、所定の位置まで上昇すると、他方の端部56がフロートガイド部50の一方の端部51の位置に達し、ロック部40の接触部42と接触する。駆動ロッド54は、ロック部40の接触部42と接触して接触部42を鉛直方向上部に跳ね上げて、ロック部40によるピニオン部33の固定を解除する。
The
図6は、流量調整部の構成を示す模式図である。図1及び図6に示すように、流量調整部60は、板部61と、浮体部66と、連結部68とを有する。流量調整部60は、連結部68により、取水ゲート20の下端部に取付けられる。流量調整部60は、取水口12の水位に応じて連結部68を回転軸として回転することにより、取水ゲート20の開口部24の遮蔽量を変化させる。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the configuration of the flow rate adjusting unit. As shown in FIGS. 1 and 6, the flow
板部61は、板状の部材である。板部61は、一方の端部62に連結部68が取り付けられている。板部61は、連結部68を介して、取水ゲート20の取水口12側の面の下端部に取付けられている。板部61は、取水ゲート20の水平方向に沿って、かつ、取水ゲート20の下端部から鉛直方向下方に向かって他方の端部63に延在するように、取水ゲート20に取付けられている。
The
板部61は、下流方向X2側の面64の一部であって一方の端部62側の面である接触面65が取水ゲート20の取水口12側の面と接している。板部61は、接触面65にゴム状の弾性体を有する。板部61は、接触面65にゴム状の弾性体を有することにより、板部61及び取水ゲート20を保護し、また、板部61と取水ゲート20との間の水密性を向上させる。なお、板部61は、板部61及び取水ゲート20を保護し、また、板部61と取水ゲート20との間の水密性を向上させるものであれば、接触面65にゴム状の弾性体を設けることに限られない。
The
浮体部66は、鋼又はFRP(Fiber Reinforced Plastics 強化繊維プラスチック)等により製造され、内部に空気を収納する中空の部材である。浮体部66は、流水100に対して浮力を有する。浮体部66は、板部61の面64に設けられる。浮体部66は、板部61に取付けられている面と反対側の面67が円弧状となっている。より詳しくは、面67は、板部61の一方の端部62から他方の端部63に向かって円弧状となっている。また、面67には、板部61の一方の端部62から他方の端部63に向かって複数の溝部69が設けられている。本実施形態において、溝部69は、水平方向にそって5個設けられているが、板部61の一方の端部62から他方の端部63に向かって、面67に設けられていれば、これに限られない。また、浮体部66は、流水100に対して浮力を有するものであれば、上述の材料に限られず、また中空の部材でなくてもよい。浮体部66は、例えば多孔性の部材であってもよい。
The floating
連結部68は、取水ゲート20の水平方向に沿って設けられ、上述のように、板部61と、取水ゲート20の取水口12側の面の下端部とを連結している。本実施形態において、連結部68は、ヒンジである。連結部68は、板部61が連結部68を中心軸として流水100の上流方向X1に向かって回転できるように、板部61と取水ゲート20の取水口12側の面の下端部とを連結している。より詳しくは、連結部68は、板部61の他方の端部63が鉛直方向下方から流水100の上流方向X1に向かって0度以上90度以下の範囲内で回転するように、板部61と取水ゲート20の取水口12側の面の下端部とを連結することが好ましい。なお、連結部68は、板部61が流水100の上流方向X1に向かって回転できるように、板部61と取水ゲート20の取水口12側の面の下端部とを連結するものであれば、ヒンジに限られない。
The connecting
このように、流量調整部60は、流水100に対して浮力を有する浮体部66と、板部61及び浮体部66を流水100の上流方向X1に回転可能とする連結部68とを有する。浮体部66は、浮力による流水100の上流方向X1への回転モーメントが作用する。また、板部61は、取水口12の水位に応じた水圧による流水100の下流方向X2への回転モーメントが作用する。流量調整部60は、浮体部66に作用する浮力による上流方向X1への回転モーメントが、板部61に作用する取水口12の水位に応じた水圧による流水100の下流方向X2への回転モーメントを下回った場合は、板部61及び浮体部66が流水100の上流方向X1に向かって回転しない。流量調整部60は、浮体部66に作用する浮力による上流方向X1への回転モーメントが、板部61に作用する取水口12の水位に応じた水圧による流水100の下流方向X2への回転モーメントを上回った場合は、板部61及び浮体部66が流水100の上流方向X1に向かって回転する。流量調整部60は、浮力による上流方向X1への回転モーメントと、取水口12の水位に応じた水圧による流水100の下流方向X2への回転モーメントとの関係に応じて、板部61及び浮体部66の流水100の上流方向X1に向かう回転量を変化させる。
As described above, the flow
第1の開度調整ロッド70は、図1及び図2に示すように、一方の端部が取水ゲート20の鉛直方向上端部に取付けられ、土台部71に設けられた開口部77を介して鉛直方向上方に延在する棒状の部材である。第1の開度調整ロッド70は、取水ゲート20の昇降に伴って、鉛直方向に移動する。また、第1の開度調整ロッド70の外周であって、土台部71よりも鉛直方向上方の所定の位置には、円板部74が設けられている。円板部74は、開口部77よりも径が大きい。従って、第1の開度調整ロッド70及び取水ゲート20は、円板部74が土台部71に接する位置まで降下すると、円板部74と土台部71とが接触することにより、それ以上降下しない。すなわち、円板部74及び第1の開度調整ロッド70は、取水ゲート20の下降を所定の位置までに制限するストッパー部となる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the first
本実施形態において、円板部74及び第1の開度調整ロッド70は、取水ゲート20の下端面22が水路11の底部90と接さないように、取水ゲートの下降位置を制限する。従って、ゲート支持部30は、円板部74及び第1の開度調整ロッド70により、取水ゲート20を取水ゲート20の下端面22が水路11の底部90と接しない範囲で昇降可能に支持する。ただし、取水装置10は、円板部74及び第1の開度調整ロッド70の位置を調整することにより、ゲート支持部30が取水ゲート20を取水ゲート20の下端面22が水路11の底部90と接するように支持するようにしてもよい。すなわち、この場合、取水装置10は、円板部74及び第1の開度調整ロッド70の位置を調整することにより、取水ゲート20を全閉とすることができる。
In the present embodiment, the
本実施形態においては、第1の開度調整ロッド70の外周及び円板部74の内周には、ねじが設けられている。円板部74は、第1の開度調整ロッド70の外周とのねじの締付量を制御することにより、円板部74の第1の開度調整ロッド70の軸方向での位置を変化させることができる。従って、円板部74は、取水ゲート20の最大下降位置を変化させることができる。また、本実施形態において、第1の開度調整ロッド70及び円板部74には、鉛直方向の高さを示す目盛が設けられている。作業者は、この目盛を読み取ることにより、設定した取水ゲート20の所定の下降位置を容易に認識することができる。
In the present embodiment, screws are provided on the outer periphery of the first
第2の開度調整ロッド72は、図1及び図2に示すように、一方の端部が取水ゲート20の鉛直方向上端部に取付けられ、土台部71に設けられた開口部78を介して鉛直方向上方に延在する棒状の部材である。第2の開度調整ロッド72は、ゲート支持部30を介して、第1の開度調整ロッド70に隣接して設けられている。第2の開度調整ロッド72は、取水ゲート20の昇降に伴って、鉛直方向に移動する。また、第2の開度調整ロッド72の外周であって、土台部71よりも鉛直方向上方の所定の位置には、ナット76が設けられている。ナット76は、開口部78よりも径が大きく、円板部74より径が小さい。従って、第2の開度調整ロッド72及び取水ゲート20は、ナット76が土台部71に接する位置まで降下すると、ナット76と土台部71とが接触することにより、それ以上降下しない。すなわち、ナット76及び第2の開度調整ロッド72は、取水ゲート20の下降を所定の位置までに制限するストッパー部となる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the second
本実施形態において、ナット76及び第2の開度調整ロッド72は、取水ゲート20の下端面22が水路11の底部90と接さないように、取水ゲートの下降位置を制限する。従って、ゲート支持部30は、ナット76及び第2の開度調整ロッド72により、取水ゲート20を取水ゲート20の下端面22が水路11の底部90と接しない範囲で昇降可能に支持する。ただし、取水装置10は、ナット76及び第2の開度調整ロッド72の位置を調整することにより、ゲート支持部30が取水ゲート20を取水ゲート20の下端面22が水路11の底部90と接するように支持するようにしてもよい。すなわち、この場合、取水装置10は、ナット76及び第2の開度調整ロッド72を調整することにより、取水ゲート20を全閉とすることができる。
In the present embodiment, the
本実施形態においては、第2の開度調整ロッド72の外周及びナット76の内周には、ねじが設けられている。ナット76は、第2の開度調整ロッド72の外周とのねじの締付量を制御することにより、ナット76の第2の開度調整ロッド72の軸方向での位置を変化させることができる。従って、ナット76は、取水ゲート20の最大下降位置を変化させることができる。また、本実施形態において、第1の開度調整ロッド70及びナット74には、鉛直方向の高さを示す目盛が設けられている。作業者は、この目盛を読み取ることにより、取水ゲート20の鉛直方向での位置を容易に認識することができる。なお、本実施形態においては、第1の開度調整ロッド70と円板部74とにより取水ゲート20の最大下降位置を決定し、ナット76は、円板部74と鉛直方向で同じ高さに位置するように、位置を調整される。円板部74は、ナット76よりも径が大きいため、位置の微調整が可能となる。なお、本実施形態において、開度調整ロッドは2つであるが、これに限られず、1つあるいは3つ以上であってもよい。
In the present embodiment, screws are provided on the outer periphery of the second
次に、取水口12の水位の変化に伴う取水装置10の動作について説明する。図7、図8及び図9は、取水口の所定の水位における取水装置の動作を示す模式図である。図7は、取水口12の水位が通常の水位102である場合を示している。図8は、取水口12の水位が上昇して設定水位103になっている場合を示している。図9は、取水口12の水位が設定水位103から下降して、所定水位105になっている場合を示している。
Next, operation | movement of the
取水ゲート20の鉛直方向での位置は、作業者がゲート支持部30のピニオン部33に取付けられたレバーを操作して取水ゲート20を所定の位置まで移動させ、ロック部40でピニオン部33をロックすることにより、決定される。この場合の取水ゲート20の位置は、図7に示されるように、取水ゲート20の下端部と水路11の底部90との距離が距離Y1になるように決定される。この場合、流量調整部60の下端部と水路11の底部90との距離は、距離Z1となる。この場合において、流水100が取水口12から出水口13に流れる流路である有効流路24Aは、開口部24から流量調整部60が遮蔽する箇所を除いた部分である。すなわち、図7における有効流路24Aは、流量調整部60の下端部と水路11の底部90との間の、鉛直方向の距離が距離Z1となる開口部分である。本実施形態において、距離Y1及びZ1は、任意に設定することができる。
The position of the
図8に示すように、増水などで取水口12の水位が上昇し設定水位103(例えば、流量0.9m3/sに対応)になると、フロート部52が取水口12の水位に伴って上昇することにより、駆動ロッド54がロック部40の接触部42を鉛直方向上部に跳ね上げて、ロック部40によるピニオン部33の固定を解除する。そして、取水ゲート20が、自重により第1の開度調整ロッド70及び円板部74により決定された位置まで降下する。図8に示されるように、本実施形態における取水ゲートの降下位置は、取水ゲート20の下端部と水路11の底部90との距離が距離Y2となる位置である。
As shown in FIG. 8, when the water level of the
取水口12の水位が設定水位103である場合、浮体部66に作用する浮力による上流方向X1への回転モーメントが、板部61に作用する取水口12の水位に応じた水圧による流水100の下流方向X2への回転モーメントを下回っている。そのため、図8に示されるように流量調整部60は、流水100の上流方向X1に向かって回転せず、板部61及び浮体部66は、鉛直方向下方に向かって延在している。この場合、流量調整部60の下端部と水路11の底部90との距離は距離Z2となる。
When the water level of the
図8に示されるように、取水口12の水位が設定水位103になった場合において、流水100が取水口12から出水口13に流れる流路である有効流路24Bは、流量調整部60の下端部と水路11の底部90との間の、鉛直方向の距離が距離Z2となる開口部分である。また、有効流路24Bを通って出水口13より出水された流水100の水位104は、流量調整部60の下端部、すなわち距離Z2に対応する水位となっている。本実施形態において、距離Y2及び距離Z2は、取水口12の水位が設定水位103以上になった場合においても、取水量が許可水量を超えないように設定されるものであれば、任意に設定することができる。また、ロック部40がピニオン部33の固定を解除する水位である設定水位103も、取水量が許可水量を超えないものであれば、任意に設定することができる。
As shown in FIG. 8, when the water level of the
図9に示すように、取水口12の水位が設定水位103から所定水位105まで下降した場合、取水ゲート20の位置は図8に示す位置から変わらない。この場合の取水ゲート20の下端部と水路11の底部90との距離は、距離Y2のままである。従って、この場合において、流量調整部60は、鉛直方向下方に向かって延在している場合においては、流量調整部60の下端部と水路11の底部90との距離が距離Z2である位置のままである。
As shown in FIG. 9, when the water level of the
ここで、所定水位105は、鉛直方向の高さが距離Z2よりも大きい。また、取水口12の水位が所定水位105である場合、浮体部66に作用する浮力による上流方向X1への回転モーメントが、板部61に作用する取水口12の水位に応じた水圧による流水100の下流方向X2への回転モーメントを上回る。従って、図9に示すように流量調整部60は、流水100の上流方向X1に向かって回転する。より詳しくは、取水口12が所定水位105である場合、流量調整部60は、流量調整部60の下端部と水路11の底部90との距離が、距離Z3となるように、流水100の上流方向X1に向かって回転する。この場合、流量調整部60の下端部は、浮体部66の面67が流水100の水面(所定水位105の位置)と接する位置である。すなわち、流量調整部60は、流量調整部60の下端部が流水100と接するように回転する。従って、距離Z3は、所定水位105と対応する位置である。
Here, the
この場合において、流水100が取水口12から出水口13に流れる流路である有効流路24Cは、流量調整部60の下端部と水路11の底部90との間の、鉛直方向の距離が距離Z3となる開口部分である。このように、取水口12の水位が設定水位103以上となり、その後水位が所定水位105まで低下した場合、流量調整部60が流水100の上流方向X1に向かって回転するため、有効流路が大きくなる。
In this case, the
流量調整部60の回転量、すなわち流量調整部60の下端部と水路11の底部90との距離は、取水口12の水位に応じて変化する。すなわち、浮体部66に作用する浮力による上流方向X1への回転モーメントと板部61に作用する取水口12の水位に応じた水圧による流水100の下流方向X2への回転モーメントとの関係に応じて、流量調整部60の回転量が変化する。例えば、取水口12の水位が所定水位105よりも上昇した場合、浮力による回転モーメントが大きくなるため、流量調整部60は、さらに上流方向X1へ回転し、有効流路が大きくなる。なお、流量調整部60が回転を始める場合、すなわち浮力による回転モーメントが水圧による回転モーメントを上回る場合の取水口12の水位は、例えば、取水口12の水位が板部61の一方の端部62と他方の端部63の鉛直方向における中央部に位置した場合であるが、これに限られず任意に設定することができる。
The rotation amount of the flow
なお、取水口12の水位が所定水位105まで下降して、取水装置10が流量調整部60の回転により有効流路を大きくしながら取水を所定の期間継続した後、作業者がゲート支持部30のピニオン部33に取付けられたレバーを操作することにより、取水ゲート20の位置を図7で示す位置に戻す。
In addition, after the water level of the
このように、本実施形態に係る取水装置10は、所定の水位になれば取水ゲート20の固定を解除するロック部40を有し、また、取水口12の水位に応じて開口部24の遮蔽量を変化させる流量調整部60を有する。従って、取水装置10は、許可水量以上の取水を抑制しながら、その後に水位が低下した場合にも、有効流路の開口面積を調整することにより取水量が不足することを抑制することができる。また、この流量調整部60は、取水ゲート20に取付けるものなので、既設の取水ゲートにも容易に取り付けることができる。
As described above, the
さらに、本実施形態に係る流量調整部60は、板部61と、浮体部66とを有する。従って、本実施形態に係る取水装置10は、水位が高く流量調整部60が閉じている場合は板部61により、開口部24を確実に遮蔽することができる。また、流量調整部60は、浮体部66に働く浮力による回転モーメントが板部61に働く取水口12の水位に起因する水圧による回転モーメントを上回った場合に、流水100の上流方向X1に向かって回転する。そして、流量調整部60の回転量は、浮体部66に働く浮力と、板部61に働く取水口12の水位に起因する水圧とのバランスに応じて変化する。従って、本実施形態に係る取水装置10は、取水口12の水位に応じて、適切に有効流路の開口面積を調整することができる。
Furthermore, the flow
さらに、本実施形態に係る流量調整部60は、浮体部66の面67が円弧状である。従って、流量調整部60は、流水100の抵抗を抑制して、取水口12の流水100の水面(取水口12の水位)に適切に追従することができる。また、本実施形態に係る流量調整部60は、浮体部66の面67に溝部69を有する。流量調整部60は、溝部69により、流水100の抵抗を抑制して、取水口12の流水100の水面(取水口12の水位)に適切に追従することができる。そのため、流量調整部60は、取水口12の水位に応じて適切に回転して、有効流路の開口面積をより好適に調整することができる。
Furthermore, in the flow
また、本実施形態に係る流量調整部60は、鉛直方向下方から流水100の上流方向X1に向かって0度以上90度以下の範囲内で回転する。従って、取水装置10は、取水口12の水位が再度上昇した場合において、流量調整部60を適切に閉じる(鉛直方向下方に位置させる)ことができ、開口部24をより適切に遮蔽することができる。
In addition, the flow
また、本実施形態に係る取水装置10は、ラックアンドピニオン構造を有するゲート支持部30により、取水ゲート20を昇降可能に支持する。従って、取水装置10は、取水ゲート20を好適に昇降することができる。ただし、ゲート支持部30は、取水ゲート20を昇降可能に支持するものであれば、ラックアンドピニオン構造に限られず、例えばワイヤで取水ゲート20を支持し、そのワイヤを巻き上げることにより取水ゲート20を昇降させるものであってもよい。
Moreover, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、これら実施形態の内容によりこの発明が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited by the content of these embodiment. In addition, the above-described constituent elements include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range. Furthermore, the above-described components can be appropriately combined. Furthermore, various omissions, substitutions, or changes of the components can be made without departing from the spirit of the above-described embodiment.
10 取水装置
11 水路
12 取水口
13 出水口
20 取水ゲート
30 ゲート支持部
40 ロック部
50 フロートガイド部
52 フロート部
54 駆動ロッド
60 流量調整部
61 板部
66 浮体部
68 連結部
70 第1の開度調整ロッド
72 第2の開度調整ロッド
90 底部
100 流水
X1 上流方向
X2 下流方向
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記水路に設けられ、下端面と前記水路の底部との間に取水用の開口部を形成する取水ゲートと、
前記取水ゲートを、前記取水ゲートの下端が前記水路と接しない範囲で昇降可能に支持するゲート支持部と、
前記ゲート支持部に取付けられ、前記ゲート支持部を固定することで前記取水ゲートの昇降を抑制するロック部と、
前記水路の前記取水ゲートよりも上流側に設けられ、前記取水ゲートよりも上流側の前記水路の水位の変動に伴い鉛直方向に移動するフロートと、
前記フロートに取付けられて前記フロートの移動に伴って鉛直方向に移動し、前記フロートが所定の位置まで上昇した場合に前記ロック部の前記ゲート支持部の固定を解除するロッドと、
前記取水ゲートの下端部に設けられ、前記取水ゲートよりも上流側の前記水路の水位に応じて前記開口部の遮蔽量を変化させる流量調整部と、を有し、
前記流量調整部は、
前記取水ゲートの下端部に沿って設けられ、前記取水ゲートの下端部から鉛直方向下方に延在する板部と、
前記板部の流水の下流方向側の面に設けられ、浮力を有する浮体部と、
前記取水ゲートの下端部と前記板部の上端部とを、前記板部が前記取水ゲートの下端部と前記板部の上端部との間を回転軸として前記流水の上流方向に向かって回転可能に連結する連結部と、を有し、
前記浮体部に働く浮力による流水の上流方向への回転モーメントと、前記取水ゲートよりも上流側の前記水路の水位に応じた水圧による流水の下流方向への回転モーメントとの関係に応じて、前記板部の回転量が変化する、取水装置。 A water intake device arranged in a water channel for controlling the flow rate of the water channel,
A water intake gate that is provided in the water channel and that forms an opening for water intake between a lower end surface and the bottom of the water channel;
A gate support that supports the water intake gate so that the lower end of the water intake gate is not in contact with the water channel;
A lock part attached to the gate support part, and suppressing the raising and lowering of the intake gate by fixing the gate support part;
A float that is provided upstream of the water intake gate of the water channel, and that moves in a vertical direction in accordance with a change in the water level of the water channel upstream of the water intake gate;
A rod that is attached to the float and moves in the vertical direction along with the movement of the float, and releases the fixation of the gate support portion of the lock portion when the float rises to a predetermined position;
Wherein provided at the lower end of the water intake gates, have a, a flow rate adjusting unit for changing the shielding amount of said opening in response to the water level of the water channel upstream of the intake gates,
The flow rate adjustment unit is
A plate portion provided along a lower end portion of the intake gate, and extending vertically downward from a lower end portion of the intake gate;
A floating body portion provided on the downstream side surface of the flowing water of the plate portion, and having buoyancy;
The lower end portion of the intake gate and the upper end portion of the plate portion can be rotated toward the upstream direction of the flowing water, with the plate portion being a rotation axis between the lower end portion of the intake gate and the upper end portion of the plate portion. And a connecting portion connected to
According to the relationship between the rotational moment in the upstream direction of the flowing water due to the buoyancy acting on the floating body portion and the rotational moment in the downstream direction of the flowing water due to the water pressure according to the water level upstream of the intake gate. A water intake device that changes the amount of rotation of the plate .
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