(57)【要約】【課題】河川を流れる水や取水口に流入する水中に含有された土砂等の浮遊物質の含有量を正確に検出することができる水中浮遊物質検出装置及び水中浮遊物質検出方法並びに上記電力設備を構成する取水口の制御方法を提供する。【解決手段】正面は、水中に含まれた土砂等の浮遊物質が衝突する衝突面２１ａとなされた衝突板２１と、この衝突板２１の背面側に設けられ上記浮遊物質が該衝突板２１の衝突面２１ａに衝突したことを検出する検出部１２と、を備え、上記衝突板２１は、該衝突板２１の厚さ方向に弾性自在とされてなる。取水口７の近傍と河川の近傍にそれぞれ水中浮遊物質検出装置１０，１１を配設し、それぞれの水中浮遊物質検出装置１０，１１による検出結果に基づき、単位時間当たりにおける浮遊物質Ｍの衝突回数が所定値を上回る場合又は下回る場合に、上記取水口７を自動的に閉塞し又は開放する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正面は、水中に含まれた土砂等の浮遊物質が衝突する衝突面となされた衝突板と、この衝突板の背面側に設けられ上記浮遊物質が該衝突板の衝突面に衝突したことを検出する検出部と、を備え、
上記衝突板は、該衝突板の厚さ方向に弾性自在とされてなることを特徴とする水中浮遊物質検出装置。
【請求項２】
前記衝突板は、その端部側において、該衝突板の正面側に位置する一方の保持部材と、該衝突板の裏面に位置する他方の保持部材とにより保持されてなるとともに、上記一方及び他方の保持部材を、弾性作用を有する素材とすることにより、該衝突板が厚さ方向に弾性自在とされてなることを特徴とする請求項１記載の水中浮遊物質検出装置。
【請求項３】
前記衝突板は、リング状の折曲部を有し、この折曲部により該衝突板が厚さ方向に弾性自在とされてなることを特徴とする請求項１又は２記載の水中浮遊物質検出装置。
【請求項４】
前記衝突板の背面側には、内部が中空となされた筐体が固定され、前記検出部はこの筐体に内蔵されてなるとともに、該筐体内は密閉されてなることを特徴とする請求項１，２又は３記載の水中浮遊物質検出装置。
【請求項５】
前記検出部は、前記衝突板に浮遊物質が衝突することにより該衝突板に発生する加速度を検出する加速度センサーからなり、この加速度センサーは、衝突板に対する浮遊物質の単位時間当たりの衝突回数及び／又は該衝突板の変位量を解析する解析部に接続されてなることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の水中浮遊物質検出装置。
【請求項６】
正面が衝突面となされ厚さ方向に弾性自在とされてなる衝突板に、水中に含まれた土砂等の浮遊物質を衝突させ、検出部により上記衝突板に浮遊物質が衝突したことを検出し、この検出部により検出された検出信号から衝突板に対する浮遊物質の単位時間当たりの衝突回数及び／又は該衝突板の変位量を解析部により解析することを特徴とする水中浮遊物質検出方法。
【請求項７】
前記請求項１，２，３，４又は５記載の何れかの水中浮遊物質検出装置を水力発電設所に設けられた取水口の近傍と、この取水口に水を導く河川の近傍とに配設し、上記取水口の近傍に配設された水中浮遊物質検出装置により検出された検出結果に基づき、単位時間当たりにおける浮遊物質の衝突回数が所定値を上回る場合には、上記取水口を自動的に閉塞し、上記河川の近傍に配設された水中浮遊物質検出装置により検出された検出結果に基づき、単位時間当たりにおける浮遊物質の衝突回数が所定値を下回る場合には、それまで閉塞されていた取水口を自動的に開放することを特徴とする取水口の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、水中に浮遊する土砂等の物質を検出する水中浮遊物質検出装置及び水中浮遊物質検出方法並びに取水口の開閉装置に関し、特に、水力発電所における発電設備に好適な水中浮遊物質検出装置及び水中浮遊物質検出方法並びにこの電力設備を構成する取水口の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、河川或いはダム湖等を用いた水力発電設備においては、取水口から取り込まれた水を落下させることによりタービンを回転させ、このタービンの回転により発電しているが、上記河川又はダム湖の水が、豪雨等により多量の土砂が混入した濁水となる場合がある。このように多量の土砂が混入した濁水の状態において、上記取水口を開放させると、上記タービン等の水力発電設備が磨耗し或いは損傷する可能性が高い。また、取水口から水力発電設備までに形成された水路内へ土砂が堆積した場合、この土砂を除去するためには発電を停止して作業をしなければならず、こうした作業には多くの費用がかかるとともに、溢水電力の増加を招くこととなる。そこで、従来では、ダム等の水位を検出する水位検出手段により、豪雨等により水位が所定の水位よりも上昇した場合には、上記取水口を閉塞（取水停止を）している。なお、上記取水口が閉塞された後（取水停止後）においては、水位が所定の水位よりも低下した場合にオンするタイマーを用い、所定の時間（例えば３時間）が経過したか否かを計測し、所定の時間が経過した場合においては、上記閉塞されている取水口を再び開放（取水開始）している。
【０００３】
しかし、上述したように、取水口を閉塞（取水停止）する目的は、土砂による発電設備の磨耗・損傷の防止及び沈砂池の堆積土砂除去費用の削減並びに溢水電力の削減であり、ダム湖等の水位の上昇と土砂の流入量とは必ずしも比例関係にあるとは限らない。なぜならば、同じように水位が上昇した場合であっても、ダム湖等の増水速度により河床の洗掘量（土砂の含有量）は大きく異なり、また、河川工事の影響により河床が損傷しているか否かにより、単位流量に含まれる土砂の含有量は大きく異なるからである。このため、従来の方法による場合では、土砂の含有量が少なく、取水口の開放状態を維持することが十分可能である場合であっても、取水停止をしなければならず、溢水電力量を増加させ、逆に、土砂の含有量が多く、取水停止をしなければならない状態であるにも拘らず取水停止をしないために、取水口から多くの土砂が流入してしまう危険性がある。
【０００４】
そこで、こうした問題点を解決するために、例えば、特許文献１に記載された技術が提案されている。この特許文献１に開示された技術は、取水口への土砂の流入頻度及び流入土砂の粒子重量などを容易に検出することができるように、導水路に設置されている構造物に土砂が衝突したときに該構造物に発生する加速度信号を検出する加速度検出手段及びこの加速度検出手段によって検出された加速度信号を処理して流入土砂の有無及び単位時間当たりに流入した土砂粒子数から土砂流入量を演算する演算手段を備えたものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−６８１１８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１には、「導水路に設置されている構造物に土砂が衝突したときに該構造物に発生する加速度信号を検出する加速度検出手段」として、具体的には、加速度計２１をスクリーン検出バーに取り付け、スクリーン検出バーに石が衝突したときに発生する振動加速度を検出するとのみ記載され、どのような構造により振動加速度を検出するかについては開示されていない。すなわち、微細な土砂が衝突した場合でも検出することができる検出部を備えていなければ、検出手段により検出された検出結果をどのように演算したとしても、土砂の含有量を正確に検出することはできない。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した従来の技術が有する課題を解決するために提案されたものであって、河川を流れる水や取水口に流入する水中に含有された土砂等の浮遊物質の含有量を正確に検出することができる水中浮遊物質検出装置及び水中浮遊物質検出方法並びに上記電力設備を構成する取水口の制御方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために提案されたものであって、第１の発明（請求項１記載の発明）は、水中浮遊物質検出装置に係るものであって、正面は、水中に含まれた土砂等の浮遊物質が衝突する衝突面となされた衝突板と、この衝突板の背面側に設けられ上記浮遊物質が該衝突板の衝突面に衝突したことを検出する検出部と、を備え、上記衝突板は、該衝突板の厚さ方向に弾性自在とされてなることを特徴とするものである。
【０００９】
また、第２の発明（請求項２記載の発明）は、上記第１の発明において、前記衝突板は、その端部側において、該衝突板の正面側に位置する一方の保持部材と、該衝突板の裏面に位置する他方の保持部材とにより保持されてなるとともに、上記一方及び他方の保持部材を、弾性作用を有する素材とすることにより、該衝突板が厚さ方向に弾性自在とされてなることを特徴とするものである。
【００１０】
また、第３の発明（請求項３記載の発明）は、上記第１又は第２の発明において、前記衝突板は、リング状の折曲部を有し、この折曲部により該衝突板が厚さ方向に弾性自在とされてなることを特徴とするものである。
【００１１】
上記第１乃至第３の各発明によれば、水中に浮遊する浮遊物質が上記衝突板に衝突したことが検出部により検出されることから、水中の浮遊物質の含有量を正確に検出することができる。したがって、これらの発明に係る水中浮遊物質検出装置を、水力発電設備に適用し、該水中浮遊物質検出装置による検出結果に基づき取水口の開閉を制御することにより、水路内に土砂等の浮遊物質が流入することによる発電設備の磨耗や損傷を有効に防止し、また、水路内に堆積した土砂の除去作業費用を有効に削減することができるとともに、溢水電力量を効果的に削減することが可能となる。
【００１２】
なお、上記浮遊物質は、必ずしも土砂に限定されず、水中に浮遊する物質であれば、他の物質であっても良い。また、上記第１の発明を構成する衝突板は、少なくとも、水中の浮遊物質が衝突する衝突面を有していれば、特にその大きさ（面積）や素材等が限定されるものではない。また、この第１の発明では、衝突板が該衝突板の厚さ方向に弾性自在とされていれば良く、こうした構成は、上記第２の発明のように、衝突板以外の構成により、衝突板が衝突板の厚さ方向に弾性自在とされているものであっても良いし、第３の発明のように、衝突板自体が該衝突板の厚さ方向に弾性自在とされているものであっても良い。
【００１３】
すなわち、第２の発明では、衝突板は、その端部側において、該衝突板の正面側に位置する一方の保持部材と、該衝突板の裏面に位置する他方の保持部材とにより保持されてなるとともに、上記一方及び他方の保持部材を、弾性作用を有する素材とすることにより、該衝突板の厚さ方向に弾性自在となされ、これにより、水中の浮遊物質の含有量を正確に検出することができる。また、第３の発明では、衝突板は、リング状の折曲部を有し、この折曲部により該衝突板が厚さ方向に弾性自在とされてなることから、第２の発明と同じように、水中の浮遊物質の含有量を正確に検出することができる。なお、上記第２の発明において、弾性作用を有する素材とは、例えば、ゴム、ウレタン樹脂等のように弾性変形可能な素材を指す。また、上記第３の発明を構成する折曲部は、例えば、衝突板の周端側中途部に、１又は複数の折曲部をリング状に形成し、この（これらの）折曲部を介して該衝突板の厚さ方向に弾性自在としたものばかりではなく、衝突板を、金属材料により円盤状に成形された衝突板本体と、この衝突板本体の外周に固定されゴム，ウレタン樹脂等の素材からなるリング状の弾性部材とから構成し、このリング部材にリング状の折曲部が形成されたものであっても良い。
【００１４】
また、第４の発明（請求項４記載の発明）は、前記第１，第２又は第３の発明の何れかにおいて、前記衝突板の背面側には、内部が中空となされた筐体が固定され、前記検出部はこの筐体に内蔵されてなるとともに、該筐体内は密閉されてなることを特徴とするものである。
【００１５】
上記第４の発明では、検出部は、内部が中空となされた筐体内に内蔵され該筐体内は密閉されてなることから、該筐体内に水が浸入することがない。したがって、この第４の発明によれば、上記検出部の破損を有効に防止し或いは耐久性を向上させることができるとともに、衝突板に対する微細な浮遊物質の衝突による微細振動を有効に感知することができる。
【００１６】
また、第５の発明（請求項５記載の発明）は、前記第１，第２，第３又は第４の発明の何れかにおいて、前記検出部は、前記衝突板に浮遊物質が衝突することにより該衝突板に発生する加速度を検出する加速度センサーからなり、この加速度センサーは、衝突板に対する浮遊物質の単位時間当たりの衝突回数及び／又は該衝突板の変位量を解析する解析部に接続されてなることを特徴とするものである。
【００１７】
この第５の発明では、検出部は、加速度センサーであることから、前記衝突板に水中の浮遊物質が衝突すると、該加速度センサーにより衝突板の振動が加速度として検出され、この検出信号は、衝突板に対する浮遊物質の単位時間当たりの衝突回数及び／又は該衝突板の変位量を解析する解析部に送られる。
【００１８】
また、第６の発明（請求項６記載の発明）は、水中浮遊物質検出方法に係るものであって、正面が衝突面となされ厚さ方向に弾性自在とされてなる衝突板に、水中に含まれた土砂等の浮遊物質を衝突させ、検出部により上記衝突板に浮遊物質が衝突したことを検出し、この検出部により検出された検出信号から衝突板に対する浮遊物質の単位時間当たりの衝突回数及び／又は該衝突板の変位量を解析部により解析することを特徴とするものである。
【００１９】
この第６の発明による場合であっても、前記第１乃至第５の発明と同じように、水中の浮遊物質の含有量を正確に検出することができる。したがって、この発明に係る水中浮遊物質検出方法を、水力発電設備に適用し、該水中浮遊物質検出方法による検出結果に基づき取水口の開閉を制御することにより、水路内に土砂等の浮遊物質が流入することによる発電設備の磨耗や損傷を有効に防止することができ、また、水路内に堆積した土砂の除去費用を削減することができるとともに、溢水電力量を効果的に削減することが可能となる。
【００２０】
また、第７の発明（請求項７記載の発明）は、取水口の制御方法に係るものであって、前記請求項１，２，３，４又は５記載の何れかの水中浮遊物質検出装置を水力発電設所に設けられた取水口の近傍と、この取水口に水を導く河川の近傍とに配設し、上記取水口の近傍に配設された水中浮遊物質検出装置により検出された検出結果に基づき、単位時間当たりにおける浮遊物質の衝突回数が所定値を上回る場合には、上記取水口を自動的に閉塞し、上記河川の近傍に配設された水中浮遊物質検出装置により検出された検出結果に基づき、単位時間当たりにおける浮遊物質の衝突回数が所定値を下回る場合には、それまで閉塞されていた取水口を自動的に開放することを特徴とするものである。
【００２１】
この第７の発明によれば、水中浮遊物質検出装置による検出結果に基づき取水口の開閉を制御することにより、水路内に土砂等の浮遊物質が流入することによる発電設備の磨耗や損傷を有効に防止することができ、また、水路内に堆積した土砂の除去費用を削減することができるとともに、溢水電力量を効果的に削減することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係る取水口の制御方法について、図面を参照しながら詳細に説明し、さらに水中浮遊物質検出装置についても詳細に説明する。
【００２３】
図１に示すように、水力発電設備を構成するえん堤１の内側には、ダム湖２が形成されている。このダム湖２には、図１中左側に図示しない河川が形成され、この河川から水が矢印の方向に流入するようにされている。また、このダム湖２の下方には、図示しない発電所が設けられ、この発電所とダム湖２とは水路６により接続され、この水路６のダム湖２側は取水口７とされている。この取水口７は、上記ダム湖２に貯留された水が流入する部位であり、該取水口７から水路６内に流入した水は落下しながら上記発電所に導かれ、この落下した水により該発電所内に設けられた図示しないタービンが回転するように構成されている。なお、上記水路６の中途部には、取水口制御門８が形成され、この取水口制御門８の開閉動作により、ダム湖２内の水を取水するか停止するかが制御される。
【００２４】
そして、こうした水力発電設備において、上記取水口７には、第１の水中浮遊物質検出装置１０が設置され、また、上記河川からダム湖２に流入する水の流れの途中には、第２の水中浮遊物質検出装置１１が設置されている。これら第１及び第２の水中浮遊物質検出装置１０，１１は、何れも同一の構成からなるものであり、図２に示すように、計測解析部１２に接続されている。この計測解析部１２は、上記取水口７に設置された上記第１の水中浮遊物質検出装置１０に接続された第１のチャージアンプ１３と、上記分岐水路４の近傍に設置された上記第２の水中浮遊物質検出装置１１に接続された第２のチャージアンプ１４と、これら第１及び第２のチャージアンプ１３，１４に接続された切替器１５と、この切替器１５に接続されたバンドパスフィルター１６とを有している。また、このバンドパスフィルター１６には、Ａ／Ｄ変換ボード１７を介して計測解析用パーソナルコンピュータ１８に接続されている。
【００２５】
そこで、以下、上述した第１及び第２の水中浮遊物質検出装置１０，１１（以下、水中浮遊物質検出装置１０という。）に付いて、図３を参照しながら詳細に説明する。この水中浮遊物質検出装置１０は、背面側から正面側にかけて除々に拡径されてなる腹胴部（筐体）２０と、この腹胴部２０の正面に固定された腹胴板（衝突板）２１と、この腹胴板２１の背面に固定された検出部としての加速度センサー２２とを備えている。上記腹胴部２０は、外形形状が略円錐状に成形され内部は中空とされてなるとともに、背面は、支持パイプ２３の下端側中途部に固定されている。なお、上記支持パイプ２３内と、上記腹胴部２０の内部とは連通しており、また、該支持パイプ２３の下端には、該支持パイプ２３内を密閉するキャップ２３ａが装着されている。上記支持パイプ２３は、上端側がダム湖２の水面よりも上方に位置するよう長尺に成形されたものである。
【００２６】
また、この腹胴部２０の正面には、フランジ部２０ａが形成されている。このフランジ部２０ａには、後述するボルトの軸部が挿通される挿通穴（符号は省略する。）が複数穿設されている。また、このフランジ部２０ａの正面には、本発明を構成する一方の保持部材としての一方のゴムパッキン２４が設けられ、この一方のゴムパッキン２４の正面には上記腹胴板２１を挟んで、本発明を構成する他方の保持部材としての他方のゴムパッキン２５が設けられている。これら一方及び他方のゴムパッキン２４，２５は、何れもニトリルゴムを素材とするとともに円盤状に成形されてなるものである。なお、これら一方及び他方のゴムパッキン２４，２５には、上記フランジ部２０ａに形成された挿通穴に対応した位置にボルトの軸部が挿通される挿通穴（符号は省略する。）が穿設されている。そして、上記他方のゴムパッキン２５の正面には、ステンレススチールからなる固定リング２６が設けられている。この固定リング２６は、外径は同一とされてなるとともに、背面は上記一方及び他方のゴムパッキン２４，２５の幅と同じ幅となされ、正面は該一方及び他方のゴムパッキン２４，２５の幅よりもやや狭い幅に成形されたものである。また、この固定リング２６には、上記一方及び他方のゴムパッキン２４，２５に穿設された挿通穴に対応した位置に、ボルトの軸部が挿通される挿通部（符号は省略する。）と頭部が挿入される凹部（符号は省略する。）が形成されている。そして、上記一方のゴムパッキン２４と他方のゴムパッキン２５とは、間に上記腹胴板２１を挟んだ状態で、上記腹胴部２０に形成されたフランジ部２０ａと上記固定リング２６との間に、複数の上記ボルト２７とこのボルト２７に螺着されたナット２８により締結されている。すなわち、上記内部が中空に成形された腹胴部２０は、上記一方及び他方のゴムパッキン２４，２５と固定リング２６を介して固定された上記腹胴板２１により内部が密閉されている。
【００２７】
そして、上述のように一方及び他方のゴムパッキン２４，２５により挟まれた状態で上記腹胴部２０の正面に固定された腹胴板２１は、正面が雨水に含まれた土砂等の浮遊物質が衝突する衝突面とされてなるものであり、本実施の形態においては、ステンレススチールにより円盤状に成形されたものである。そして、この腹胴板２１の裏面には、本発明を構成する検出部としての加速度センサー２２がセンサー貼付座金２９を介して固定されている。なお、このセンサー貼付座金２９は、上記腹胴板２１の裏面に図示しない接着剤を介して接着されている。また、上記加速度センサー２２は、浮遊物質が上記腹胴板２１に衝突することにより発生する振動を検出するものであり、本実施の形態においては、周波数応答の高い圧電型のものであり、この加速度センサー２２には、リード線３０を介して前記計測解析部１２を構成する第１又は第２のチャージアンプ１３，１４に接続されている。なお、このリード線３０は、ナイロン等の可撓性を有する軟質チューブ３１内に挿通され、この軟質チューブ３１の先端側には、上記加速度センサー２２及びリード線３０の表面に結露が発生することを防止するために、シリコンゴム等による封止材３２が被覆されている。
【００２８】
そして、上述した第１の水中浮遊物質検出装置１０は、前述したように、第１のチャージアンプ１３に接続され、また、上記第２の水中浮遊物質検出装置１１は、第２のチャージアンプ１４に接続されている。これら第１及び第２のチャージアンプ１３，１４は、それぞれ図示しない低域の周波数領域の入力を制約する低域リミッターと、高域の周波数領域の入力を制約する高域リミッターとを備え、中域の周波数のみを増幅するものである。また、図２に示すように、これら第１及び第２のチャージアンプ１３，１４に接続された上記切替器１５は、上記第１のチャージアンプ１３又は第２のチャージアンプ１４にバンドパスフィルター１６を選択的に切り替えるものであり、後述するように、水路６の中途部に形成された取水口制御門８が開放されている場合には、この切替器１５の操作によりバンドパスフィルター１６は、第１の水中浮遊物質検出装置１０に接続された第１のチャージアンプ１３に接続される一方、上記取水制御門８が閉塞されている場合には、上記第２の水中浮遊物質検出装置１１に接続された第２のチャージアンプ１４に接続される。
【００２９】
また、上記バンドパスフィルター１６は、所定の低周波数信号をカットするローパスフィルターと、所定の高周波数信号をカットする図示しないハイパスフィルターとから構成されている。上記ローパスフィルターは、例えば水流等による低周波数信号を除去するためのものであり、また、上記ハイパスフィルターは、例えば腹胴板に対して斜めの角度で衝突した場合に不規則に得られる高周波数信号を除去するためのものである。このため、このバンドパスフィルター１６により処理をすることで石粒子の衝突による周波数信号のみを抽出することが可能となり、この後の周波数信号の処理がより楽となり、実用上便利なものとなる。
【００３０】
また、上記バンドパスフィルター１６には、上記Ａ／Ｄ変換ボード１７が接続されている。このＡ／Ｄ変換ボード１７は、上記バンドパスフィルター１６により得た特定の周波数信号（アナログ信号）を、デジタル信号に変換するものであり、このＡ／Ｄ変換ボード１７からのデジタル信号は、上記計測解析用パーソナルコンピュータ１８に送られる。この計測解析用パーソナルコンピュータ１８は、単位時間当たりにおける設定電圧以上の振動回数を計測するプログラムが格納され、このプログラムに基づいて水中の浮遊物質、特にこの実施の形態においては、水中の土砂の量を検出するように構成されている。例えば、図４に示されるように、設定電圧以上の電圧が印加された回数が単位時間当たりに少ない場合には、水中の土砂は少ないと判断され、設定電圧以上の電圧が印加された回数が単位時間当たりに多い場合には、水中の土砂が多いと判断される。また、設定電圧に満たない電圧のみが印加された場合には、水中に土砂はないと判断される。なお、こうした水中の土砂の量の多少を判断する手法としては、上述した単位時間当たりの土砂の衝突回数を計測する方法以外に、上記加速度センサー２２により検出された加速度波形の全波整流波形の積分値を単位時間毎に算出し、この算出結果に基づいて、水中の土砂の多少を判断する方法を単独で採用しても良いし、また、この方法と上記単位時間当たりの土砂の衝突回数を計測する方法とを併用しても良い。
【００３１】
なお、この実施の形態においては、この計測解析用パーソナルコンピュータ１８には、上記水路６の中途部に形成された取水口制御門８を駆動する図示しない駆動装置が接続され、該計測解析用パーソナルコンピュータ１８に格納されたプログラムによる判断結果に基づいて上記駆動装置が駆動されるように構成されている。すなわち、上記切替器１５を介して第１の水中浮遊物質検出装置１０に接続された第１のチャージアンプ１３と上記バンドパスフィルター１６とが接続されている場合において、上記第１の水中浮遊物質検出装置１０を構成する腹胴板２１に多量の土砂が衝突したことが上記計測解析部１２を構成する計測解析用パーソナルコンピュータ１８により判断された場合には、それまで開放されていた取水口制御門８は自動的に閉塞される。このように、取水口制御門８が閉塞された場合には、上記切替器１５により、第２の水中浮遊物質検出装置１１に接続された第２のチャージアンプ１４と上記バンドパスフィルター１６とが接続される。この場合において、上記第２の水中浮遊物質検出装置１１を構成する腹胴板２１に、引き続き多量の土砂が衝突していると上記計測解析用パーソナルコンピュータ１８に格納されたプログラムにより判断された場合には、上記取水口制御門８の閉塞状態が維持され、一方、土砂の量が少ない又は無いと判断された場合には、上記駆動装置の駆動により上記取水口制御門８が開放され、取水口１７からダム湖２の水が水路６内に流入する。そして、このように取水制御門８が開放されると、それまでなされていた第２のチャージアンプ１４とバンドパスフィルター１６との接続状態は上記切替器１５を介して解除され、再び上記第１のチャージアンプ１３とバンドパスフィルター１６とが接続される。
【００３２】
なお、上記実施の形態では、本発明を構成する一方及び他方の保持部材として、一方のゴムパッキン２４と他方のゴムパッキン２５とを構成要素としたが、この一方及び他方の保持部材は、弾性作用を有する素材であれば、上記一方のゴムパッキン２４と他方のゴムパッキン２５のように、ゴムを素材とするものばかりではなく、例えば、ウレタン樹脂のような他の素材からなるものであっても良い。
【００３３】
また、本発明においては、上述した実施の形態に係る水中浮遊物質検出装置１０，１１のように、それぞれ弾性作用を有する一方及び他方のゴムパッキン２４，２５により衝突板２１を保持させたものばかりではなく、本発明を構成する衝突板自体に弾性作用を持たせたもの、すなわち、衝突板が、該衝突板の厚さ方向に弾性自在とされたものであっても良い。
【００３４】
例えば、図５は、他の実施の形態に係る水中浮遊物質検出装置４０を示すものであって、金属材料により円盤状に成形された衝突板（腹胴板）４１の外周側中途部には、該衝突板４１の正面側に折曲された第１の折曲部４１ａと、この第１の折曲部４１ａと連続してなるとともに該衝突板４１の背面側に折曲されてなり、第１の折曲部４１ａと連続して断面形状が波状となされた第２の折曲部４１ｂとが形成されてなるものである。こうした第１及び第２の折曲部４１ａ，４１ｂにより、この衝突板４１の中心側は、該衝突板４１の厚さ方向に弾性自在となされ、水中の浮遊物質がこの衝突板４１に衝突すると、大きくその位置が大きく変位し、より高精度に水中の浮遊物質を検出することができる。
【００３５】
また、図６は、さらに他の実施の形態に係る水中浮遊物質検出装置５０を示すものであって、この水中浮遊物質検出装置５０は、本発明を構成する衝突板（符号は省略する。）を、ゴム又はウレタン樹脂等の弾性を有する素材によりリング状に成形された弾性部材５１と、この弾性部材５１の内側に形成された円形状の開口を正面側から閉塞するように該弾性部材５１に接着（固定）され金属材料により円盤状に成形された衝突板本体５２とから構成したものである。なお、上記弾性部材５１の中途部には、円弧状に折曲された折曲部５１ａがリング状に形成され、上記衝突板本体５２は、この折曲部５１ａの内側に固定されている。こうした構成からなる水中浮遊物質検出装置５０による場合であっても、上記他の実施の形態に係る水中浮遊物質検出装置４０と同じように、衝突板本体５２は、該衝突板本体５２の厚さ方向に弾性自在となされ、水中の浮遊物質がこの衝突板本体５２に衝突すると、大きくその位置が大きく変位し、より高精度に水中の浮遊物質を検出することができる。なお、上述したように、本発明を構成する衝突板自体に折曲部４１ａ，４１ｂ，５１ａを形成した場合には、該衝突板を必ずしも、弾性作用を有する一方及び他方のゴムパッキン２４，２５により保持させる必要はない。
【００３６】
【発明の効果】
前述した本発明の一実施の形態の説明からも明らかなように、本発明（請求項１記載の発明）によれば、河川を流れる水や取水口に流入する水の中に含有された土砂等の浮遊物質の含有量を正確に検出することができる。したがって、この発明に係る水中浮遊物質検出装置を、水力発電設備に適用し、該水中浮遊物質検出装置による検出結果に基づき取水口の開閉を制御する（請求項７記載の発明）ことにより、水路内に土砂等の浮遊物質が流入することによる発電設備の磨耗や損傷を有効に防止することができ、また、水路内に堆積した土砂の除去作業費用を削減することができるとともに、溢水電力量を極めて効果的に削減することができる。特に、この発明では、衝突板は、その端部側において、弾性作用を有する素材からなる一方及び他方の保持部材により保持されていることから、水中の浮遊物質がこの衝突板に衝突すると、大きくその位置が変位する。したがって、より高精度に水中の浮遊物質を検出することができる。
【００３７】
また、第４の発明（請求項４記載の発明）では、検出部は、内部が中空となされた筐体内に内蔵され該筐体内は密閉されてなることから、該筐体内に水が浸入することがない。したがって、この第４の発明によれば、上記検出部の破損を有効に防止し或いは耐久性を向上させることができるとともに、衝突板に対する微細な浮遊物質の衝突による微細振動を有効に感知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダム湖に設けられた発電設備を示す平面図である。
【図２】水中浮遊物質検出装置と計測解析部を示す模式図である。
【図３】水中浮遊物質検出装置を拡大して示す側断面図である。
【図４】単位時間当たりの電圧値を示すグラフである
【図５】他の実施の形態に係る水中浮遊物質検出装置の要部を示す断面図である。
【図６】さらに他の実施の形態に係る水中浮遊物質検出装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１    えん堤
２    ダム湖
６    水路
７    取水口
８    取水口制御門
１０    第１の水中浮遊物質検出装置
１１    第２の水中浮遊物質検出装置
１２    計測解析部
２０    腹胴部
２１    腹胴板
２１ａ    衝突面
２２    加速度センサー
２４    一方のゴムパッキン
２５    他方のゴムパッキン
４０    水中浮遊物質検出装置
４１    衝突板
５０    水中浮遊物質検出装置
５１    弾性部材
５２    衝突板本体
Ｍ    土砂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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