(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
堤体によって水が堰き止められた貯水部に配設され、浮力によって水位に追従して上下動する筒状の取水体と、
前記取水体に連結され、前記堤体より下流側に水を放流する管状の放流体と、を有し、
前記取水体は、水を筒内に取り込む取水口と、軸心周りに回転することで前記貯水部内に外周方向への水流を発生させる水流発生部と、水の流れによって前記水流発生部を回転させる回転駆動部と、を備えることを特徴とする放水設備。
【請求項２】
前記水流発生部は、軸心周りに回転することで前記貯水部の水面側に向かう水流を発生させるように形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の放水設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ダムや堤防等の堤体に設けられ、この堤体よりも下流側に所定量の水を放流する放水設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、貯水や利水名との貯めに堰（堤体）を備えたダムが建設されている。このダムには、下流側へ水を安定供給するために、常に所定量放流することができる放流設備が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。この放流設備を備えた堰は、堤体によって堰き止められた貯水部に配置される一対のフロートと、このフロートに連結され且つ取水口を有する筒状の取水体と、堰の放水口に繋がり取水体を上下方向に案内する筒状の接続管路とを備える。
【０００３】
そして、流路の水位の変動に伴ってフロート位置が上下動し、取水体の位置も同じ距離だけ上下動する。これにより、水面に対する取水口の相対的位置が変動せず、一定量の放水が水位の変動に関係なく維持されるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２７８５７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載のような堰は、取水体の取水口に塵芥が付着すると、取水量が減ってしまい所定の放流量を維持できなくなる、という問題がある。また、付着した塵芥を人によって除去しなければならず、多大な時間と労力とを要する。
【０００６】
そこでこの発明は、取水口に塵芥が付着するのを抑制して、放流量を維持することが可能な放水設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、堤体によって水が堰き止められた貯水部に配設され、浮力によって水位に追従して上下動する筒状の取水体と、前記取水体に連結され、前記堤体より下流側に水を放流する管状の放流体と、を有し、前記取水体は、水を筒内に取り込む取水口と、軸心周りに回転することで前記貯水部内に外周方向への水流を発生させる水流発生部と、水の流れによって前記水流発生部を回転させる回転駆動部と、を備えることを特徴とする放水設備である。
【０００８】
この発明によれば、取水体の取水口から水が取り込まれ、放流体を流れて堤体より下流側に水が放流される。一方、水の流れを駆動源とする回転駆動部によって水流発生部が軸心周りに回転すると、貯水部内に外周方向への水流が発生する。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の放水設備において、前記水流発生部は、軸心周りに回転することで前記貯水部の水面側に向かう水流を発生させるように形成されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、貯水部内に外周方向への水流が発生するため、取水口に塵芥が付着するのを抑制することが可能となる。その結果、所定の放流量を維持することが可能となるとともに、塵芥除去に要する時間と労力を削減することが可能となる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、貯水部の水面側に向かう水流が発生するため、塵芥が貯水部の水面側に向って流れ外に排出されやすくなり、取水口に塵芥が付着するのをより抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る放水設備を示す正面図である。
【図２】図１の放水設備を示す平面図である。
【図３】図１の放水設備の取水体を示す拡大正面図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る放水設備の取水体を示す拡大正面図である。
【図５】図４の取水体の水流発生部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１〜図３は、この実施の形態を示し、図１は、この実施の形態に係る放水設備１を示す正面図（一部断面）である。この放水設備１は、ダムや堤防等の堤体１０１に設けられ、この堤体１０１よりも下流側に所定量の水を放流する設備・装置であり、主として、取水体２と放流体３とを備える。
【００１５】
ここで、堤体１０１の上部に凹状の貯水部１０２が形成され、堤体１０１によって堰き止められた水の一部が、貯水部１０２に貯水されるようになっている。この貯水部１０２は、図２に示すように、水が流れる方向に対して直交方向に設置された堤体１０１の下流側隔壁１２０と、この下流側隔壁１２０の両端部から上流側に向かって延びる堤体１０１の一対の側壁１２１、１２１と、下流側隔壁１２０と一対の側壁１２１，１２１とで画定される底面の開口を閉塞する堤体１０１の底壁１２２（図１参照）と、下流側隔壁１２０と一対の側壁１２１、１２１と底壁１２２とで画定される上流側の開口の上側部を閉塞する堤体１０１の上流側隔壁１２３と、を備える。
【００１６】
上流側隔壁１２３の下端部には、堤体１０１の上流側の水を貯水部１０２内へ引き込むための流入口１２４が設けられている。すなわち、流入口１２４は、上流側隔壁１２３の下端部と底壁１２２の上流側の端部との間に形成されている。また、流入口１２４には、塵芥の流入を防止するネット１２５が取り付けられる。
【００１７】
また、上流側隔壁１２３の上端部には、後述する取水体２のフロート２１がそれ以上上昇しないように規制するプレート１２６が取り付けられている。このプレート１２６には、フロート２１が出退可能な大きさの貫通孔１２６ａが形成され、プレート１２６の上流側端部が、上流側隔壁１２３の上端部の端面に取り付けられている。
【００１８】
また、プレート１２６の下流側端部１２６ｂは、垂直方向（上側）に折り曲げられた後、先端部側が水平方向に折り曲げられている。これにより、この先端部の下面と下流側隔壁１２０の上端部の端面との間に隙間（越流口）Ｈが形成されている。この隙間Ｈは、貯水量が貯水可能量を超えた場合に、水を堤体１０１から越流させたり、後述するようにして、塵芥を下流側に放出させたりするためのものである。
【００１９】
取水体２は、堤体１０１によって水が堰き止められた貯水部１０２に配設され、浮力によって水位に追従して上下動する筒状体（管状体）であり、上下方向に延びて配設されている。この取水体２は、図３に示すように、主として、フロート２１と、水流発生部（回転駆動部）２２と、ガイド部２３と、プロペラ体（回転駆動部）２４と、を備える。
【００２０】
フロート２１は、浮力を発生させるための浮きであり、この実施の形態では、略半球状体で円弧側がプレート１２６の貫通孔１２６ａから突出するように配設されている。また、水中に位置する底辺側には、外周側に突出したストッパ２１１が形成され、プレート１２６の貫通孔１２６ａの開口周縁部に当接することで、フロート２１が貫通孔１２６ａから抜け出るのが防止される。
【００２１】
水流発生部２２は、軸心周りに回転することで貯水部１０２内に外周方向への水流を発生させるものである。すなわち、略円筒状で、フロート２１と同軸に設けられ、外周面に螺旋状（ネジ目状）の凹凸が連続的に形成され、さらに、凹部に外側に突出した羽根部２２１が複数形成されている。そして、水流発生部２２が軸心周りに回転すると、外周面の凹凸および羽根部２２１によって貯水部１０２内の水が渦巻き状に撹拌されて、貯水部１０２内に外周方向に向かう水の流れが発生する。さらに、外周面の凹凸および羽根部２２１によって貯水部１０２内の水が上向きに押し上げられ、貯水部１０２の水面側に向かう水の流れが発生する。
【００２２】
また、水流発生部２２は、この実施の形態では、回転駆動部としても機能する。すなわち、図２に示すように、流入口１２４からの水が水流発生部２２の軸心からずれて当たるように、取水体２と流入口１２４との位置関係が設定され、羽根部２２１が流入口１２４からの水を受けることで（水の流れによって）、水流発生部２２（取水体２）が軸心周りに回転する。一方、水流発生部２２の外周面には、水を筒内に取り込む取水口２２２が複数形成されている。
【００２３】
ガイド部２３は、取水体２を上下方向に案内するものであり、略円筒状で、水流発生部２２の反フロート２１側に水流発生部２２と同軸に設けられている。そして、下端側（反水流発生部２２側）が放流体３の接続管３１内に挿入され、接続管３１の内面に沿ってガイド部２３が上下にスライドすることで、取水体２を上下方向に案内、支持する。
【００２４】
また、ガイド部２３の上端縁（水流発生部２２との境）には、外側に突出する第１のツバ部２３１が形成され、接続管３１の当接部３１ａに当接することで、取水体２がこれ以上下がらないように規制される。同様に、ガイド部２３の下端縁には、外側に突出する第２のツバ部２３２が形成され、接続管３１の当接部３１ａに当接することで、取水体２がこれ以上上がらないように、かつ、取水体２が放流体３から抜けないように規制される。
【００２５】
このようなフロート２１と水流発生部２２とガイド部２３は、この実施の形態では、一体的に構成されている。
【００２６】
プロペラ体２４は、水の流れによって水流発生部２２を回転させる駆動部である。すなわち、プロペラ軸２４１とプロペラ本体２４２とを備え、プロペラ軸２４１は、水流発生部２２と同軸に配設され、上部が水流発生部２２（フロート２１）に接続され、下部にプロペラ本体（水車）２４２が配設されている。このプロペラ本体２４２は、ガイド部２３の下部周辺に配置されている。そして、水流発生部２２の取水口２２２から流入した水が、ガイド部２３内を通過してプロペラ本体２４２に当たると、この水の流れによってプロペラ体２４が軸心周りに回転し、水流発生部２２つまり取水体２が軸心周りに回転する。
【００２７】
放流体３は、取水体２に連結され、堤体１０１よりも下流側に水を放流する管状体であり、図１に示すように、主として、接続管３１と放流本管３２とを備える。
【００２８】
接続管３１は、上下（鉛直）方向に延び、上記のように、取水体２（ガイド部２３）を上下方向に案内する管であり、上端開口部の周縁部には、ガイド部２３のツバ部２３１、２３２が当接する、内側に突出した当接部３１ａが形成されている。
【００２９】
放流本管３２は、略Ｌ字状に曲がった管状体で、上端部が接続管３１の下端部に接続され、下端部が放水口３２ａを構成する。この放水口３２ａには、開閉蓋３３が開閉自在に取り付けられている。すなわち、開閉蓋３３は、水平に延びる上方の軸を中心に回動自在に配設され、取水体２から流入した水の水圧が所定圧よりも高い場合には、開いて放水口３２ａを開放し、所定圧よりも低い場合は、閉じて放水口３２ａを閉塞するように構成されている。また、放水口３２ａの開口周縁に当接する開閉蓋３３の部位にはパッキン３３１が装着され、開閉蓋３３が閉じることで放水口３２ａが密閉されるようになっている。
【００３０】
次に、このような構成の放水設備１の作用などについて説明する。
【００３１】
まず、貯水部１０２内の水位に追従して取水体２が上下動しながら、水が取水口２２２から取水体２内に流入して放流体３内を通過し、水圧によって開閉蓋３３が開いて放水口３２ａから放流される。この際、取水体２内を通過した水がプロペラ本体２４２に当たることでプロペラ体２４が軸心周りに回転し、水流発生部２２つまり取水体２が軸心周りに回転する。同時に、流入口１２４からの水を羽根部２２１が受けることでも、取水体２が軸心周りに回転する。
【００３２】
この回転によって、上記のようにして貯水部１０２内に外周方向への水流が発生するとともに、貯水部１０２の水面側に向かう水流が発生する。これにより、塵芥が巻き上げられて、貯水部１０２の水面側かつ外周側に流される。
【００３３】
このような放水設備１によれば、貯水部１０２内に取水体２を中心とする外周方向への水流が発生するため、塵芥が取水体２に向かって取水口２２２に付着するのを抑制することが可能となる。しかも、貯水部１０２の水面側に向かう水流が発生するため、塵芥が貯水部１０２の水面側に向って流れ隙間Ｈから外に排出されやすくなり、取水口２２２に塵芥が付着するのをより抑制することが可能となる。このように、塵芥が取水口２２２に付着するのが抑制される結果、所定の放流量を維持することが可能となるとともに、塵芥除去に要する時間と労力を削減することが可能となる。
【００３４】
一方、取水口２２２に塵芥が付着、堆積した場合、取水体２内および放流体３内の水圧が所定圧よりも低くなり、開閉蓋３３が閉じて放水口３２ａが閉塞される。これにより、貯水部１０２内の水量が増加し、貯水部１０２の貯水可能量を超えると、貯水部１０２内の水が堤体１０１の下流側隔壁１２０を超えて下流側へ放流（越流）され、放流量が維持される。
【００３５】
この越流が生じると、放水設備１を介した放流による水の流れとは異なる水の流れが貯水部１０２に生じる。すなわち、取水口２２２に付着する塵芥は、放水設備１を介した放流による水の流れで取水口２２２に吸い込まれるものである。よって、貯水部１０２内の水の流れが、放水設備１を介した放流による水の流れから越流による水の流れに変わると、塵芥は越流による水流によって取水口２２２から除去される。これにより、取水口２２２からの取水量が回復して増加するため、開閉蓋３３にかかる水圧も回復して増加し、開閉蓋３３が開いて放水設備１からの放流が再開される。
【００３６】
具体的には、越流が起きている場合の貯水部１０２内の水の流れは、流入口２４から下流側隔壁１２０の上側（隙間Ｈ側）へ向けた斜め上方の流れとなる。この斜め上方の流れを受ける位置に取水口２２２が配置されており、これにより、取水口２２２に付着した塵芥が効果的に除去される。
【００３７】
（実施の形態２）
図４〜図５は、この実施の形態を示し、図４は、この実施の形態に係る放水設備１０の取水体２０を示す拡大正面図である。この実施の形態では、水流発生部４１が実施の形態１の水流発生部２２と構成が異なり、実施の形態１と同等の構成については、同一符号を付することでその説明を省略する。
【００３８】
水流発生部４１は、フロート２１の下部から同心上に延びる円管部４２とガイド部２３との間の空間部に設けられている。すなわち、ガイド部２３の第１のツバ部２３１の上面に、図５に示すように、板状の羽４１１が、板面が上下に延びるように、放射線状に複数配設されている。この羽４１１間の隙間が取水口４１２となり、この取水口４１２には、塵芥の侵入を防止するための網４１３が配設されている。
【００３９】
そして、実施の形態１と同様にして水流発生部４１（取水体２０）が軸心周りに回転すると、羽４１１によって貯水部１０２内の水が渦巻き状に撹拌されて、貯水部１０２内に外周方向への水流が発生する。また、水流発生部４１は、実施の形態１と同様に、回転駆動部としても機能する。
【００４０】
このような実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、貯水部１０２内に取水体２０を中心とする外周方向への水流が発生するため、塵芥が取水体２０に向かって取水口４１２に付着するのを抑制することが可能となる。その結果、所定の放流量を維持することが可能となるとともに、塵芥除去に要する時間と労力を削減することが可能となる。また、貯水部１０２の水面側に向かう水流が発生するように羽４１１を配設する（例えば、羽面が斜め上方を向くように配設する）ことで、塵芥が貯水部１０２の水面側に向って流れ隙間Ｈから外に排出されやすくなり、取水口４１２に塵芥が付着するのをより抑制することが可能となる。
【００４１】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、取水体２、２０が一体的に構成されて全体が回転するが、フロート２１やガイド部２３を回転させないようにしてもよい。例えば、実施の形態２において、フロート２１と水流発生部４１とを一体的に構成し、水流発生部４１をガイド部２３に対して回転自在に接続して、ガイド部２３を回転させないようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１、１０  放水設備
２、２０  取水体
２１      フロート
２２      水流発生部（回転駆動部）
２２１    羽根部
２２２    取水口
２３      ガイド部
２４      プロペラ体（回転駆動部）
３        放流体
３１      接続管
３２      放流本管
４１      水流発生部（回転駆動部）
１０１    堤体
１０２    貯水部
【図１】
0006733355.tif 000002
【図２】
0006733355.tif 000003
【図３】
0006733355.tif 000004
【図４】
0006733355.tif 000005
【図５】
0006733355.tif 000006