(57)【要約】【課題】水面近くの水をサイフォン作用により安価に取水する。【解決手段】導水管３は、貯水池Ｐの通常水位より上位に至った後、外部に導いて、常時、サイフォン作用により、取水する。これにより、敢えて、堤体を貫通させる必要もなく、堤体を掘削するなどの大工事もなくする。取水管２の回動は、フロート５の浮力により行う。フロート５の取付けは容易であり、安価である。フロート５は、水を封入し、かつその封入量を調整することにより、浮力を調整する。この調整及びフロート５の取付け位置で、呑み口４が常に水面下にあるようにする。取水管２の回動は球面軸受８で受けた構成としてスムースに行い得るようにする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水池Ｐの堤体Ｗ側面に、一端を呑み口４とした剛体製取水管２を沿わせるとともに、その取水管２をその他端を支点として前記堤体Ｗ側面に沿って回動自在に取付け、前記取水管２の他端から前記堤体Ｗを越えて外部に導水管３を導き、その導水管３は、前記貯水池Ｐの通常水位Ｌより上位に至った後、前記外部に導かれて、常時、サイフォン作用により、前記貯水池Ｐの水を前記取水管２及び導水管３に流通させて取水するサイフォン式取水装置において、上記取水管２にフロート５を設けて、このフロート５により貯水池Ｐの水位の昇降に伴い前記取水管２を回動させて、上記呑み口４を貯水池Ｐの水面近くの下方に位置させるようにしたことを特徴とするサイフォン式取水装置。
【請求項２】
上記フロート５を、上記取水管２の長さ方向に所要間隔で設けたことを特徴とする請求項１に記載のサイフォン式取水装置。
【請求項３】
上記フロート５を水を封入したものとするとともに、その水の封入量を調節可能としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のサイフォン式取水装置。
【請求項４】
上記取水管２の途中にワイヤーロープ１５の一端を固定し、そのワイヤーロープ１５の他端に貯水池Ｐの水面に浮くフロート１６を固定したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のサイフォン式取水装置。
【請求項５】
上記堤体Ｗ側面が傾斜している場合には、上記取水管２の他端の回動支点は、前記堤体Ｗ側面の軸受８に、前記取水管２に垂直に設けた支軸７を前記堤体Ｗ側面に垂直に回転自在に突き合わせた構造であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のサイフォン式取水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダム、溜池などの貯水池からサイフォン作用により取水する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のサイフォン式取水装置として、特開平８−２３２２４９号公報（公報１）記載のものがあり、この取水装置は、ダムの堤体側面に、一端を呑み口とした剛体製取水管を沿わせるとともに、その取水管をその他端を支点として前記堤体側面に沿って回動自在に取付け、前記取水管の他端から前記堤体を越えて外部に導水管を導き、ダム水位が前記支点より下降した際、サイフォン作用により、前記貯水池の水を、前記取水管及び導水管に流通させて取水する。
【０００３】
また、特開２０００−１７６３５号公報（公報２）には、取水管の呑み口にフロートを設け、このフロートにより、ダムの水位の昇降に伴い、呑み口を昇降させて、その呑み口をダム水面近くに常時位置させる技術が開示されている。
【０００４】
さらに、特開昭６３−６７３１７号公報（公報３）には、ダム内の水を常時サイフォン作用により取出し、その取水に伴って堆積土砂を排出する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
公報１記載の取水装置は、取水管にロープを取付け、そのロープをウィンチなどで巻取り、巻戻しすることにより、取水管を回動させている。このウィンチの回動には、電動機などを使用し、また、水位の昇降に従ってその巻取り、巻戻し量を調整しなくてはならない。このため、その回動装置が大型化し、コストアップにつながる。
【０００６】
また、公報２記載技術は、フロートの昇降につれて取水管が伸縮して呑み口を水面近くに位置させる。このため、その取水管の伸縮構造は複雑となるうえに、昇降用のガイドが必要であって、コスト高となる。
【０００７】
さらに、公報３記載技術は、堆積土砂の排出用のため、その土砂の呑み口は、堆積土砂上部にほぼ固定され、呑み口は水位の昇降につれて動かない。
【０００８】
この発明は、上述の技術の下、水面近くの水をサイフォン作用により安価に取水し得るようにすることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述課題を達成するため、この発明は、まず、公報１記載技術において、公報３記載の技術のように、導水管は、貯水池の通常水位より上位に至った後、外部に導くようにし、常時、サイフォン作用により、取水するようにしたのである。そのサイフォン作用は周知の適宜な手段でもって生じさせればよく、例えば、公報３記載技術のように、導水管及び取水管に水を送り込んでサイフォン作用を生じさせる手段を採用する。また、通常水位は、貯水池の通常に許容される最高水位をいい、この水位より上位に導水管があることにより、通常は、導水管を介した水の自然流下はなく、サイフォン作用によって取水することとなる。
【００１０】
このように、常時サイフォン作用により取水するようにすれば、導水管は、敢えて、堤体を貫通させる必要もなく、堤体を掘削するなどの大工事もなくなり、また、堤体に導水管を貫通することによる水道（みずみち）が生じることによる堤体の劣化を招くこともなくなる。なお、導水管を堤体の上面に露出させることが好ましくない場合、例えば、堤体の上面が道路の場合は、導水管は浅い埋設状態とすればよい。この浅い埋設は、公報１記載技術のように堤体の中程より下位を導水管が貫通する場合に比べれば、工事も簡単で、堤体の導水管貫通による劣化も極めて少ない。
【００１１】
つぎに、この発明は、フロートの浮力は、昇降のみならず、揺動する杆を揺動（回動）し得ることに着目し、そのフロートを取水管に設け、そのフロートの浮力により、取水管を回動することとしたのである。このフロートによる回動は、取水管にフロートを取付ければよいため、安価である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態としては、貯水池の堤体側面に、一端を呑み口とした剛体製取水管を沿わせるとともに、その取水管をその他端を支点として前記堤体側面に沿って回動自在に取付け、前記取水管の他端から前記堤体を越えて外部に導水管を導き、その導水管は、前記貯水池の通常水位より上位に至った後、前記外部に導かれて、常時、サイフォン作用により、前記貯水池の水を、前記取水管及び導水管に流通させて取水するサイフォン式取水装置において、前記取水管にフロートを設けて、このフロートにより貯水池の水位の昇降に伴い前記取水管を回動させて、前記呑み口を貯水池の水面近くの下方に位置させるようにした構成を採用し得る。
【００１３】
このとき、上記フロートは、上記取水管の長さ方向全長に適宜な所要間隔で設ければ、取水管全長に亘ってほぼ均等に浮力を支えることができ、取水管の回動が円滑になるとともに、取水管に偏力が加わりにくく、耐久性が増す。また、フロートは、水を封入したものとするとともに、その水の封入量を調節可能とすれば、浮力調整を行うことができる。この浮力調整により、呑み口の位置調整、例えば、水面下の位置調整を行うことができる。
【００１４】
また、取水管はガイドレールに沿って回動するようにするとよく、そのとき、対のローラにより上下方向からガイドレールを挟んで案内するようにすれば、取水管の浮き上がりを阻止しつつ、案内が確実でかつスムースである。
【００１５】
さらに、上記取水管の途中にワイヤーロープの一端を固定し、そのワイヤーロープの他端に貯水池の水面に浮くフロートを固定すれば、何らかの事情により、取水管が水没しても、そのフロートを手がかりにして、ワイヤーロープを介して取水管を引き上げることができる。また、そのワイヤーロープを堤体の固定物に結べば、取水管の下方への回動を阻止できる。例えば、台風などで、取水管が波打つ場合などは有効である。
【００１６】
また、上記堤体側面が傾斜している場合には、上記取水管の他端の回動支点は、前記堤体側面の軸受に、前記取水管に垂直に設けた支軸を前記堤体側面に垂直に回転自在に突き合わせた構造とすることができる。
【００１７】
このようにすれば、支軸と軸受間で、取水管からの垂直荷重の大部分を受けることとなり、取水管の回動も円滑になるとともに、支持構造も簡単となる。
【００１８】
因みに、フレキシブルなホースにより、取水管及び導水管の一部を成して、そのホースの先を呑み口とした取水装置も考えられているが、ホースは、ワイヤーロープで張っても、動き易いため、風、雨などによる波動によって呑み口が動き易く、空気が入るなどにより、安定したサイフォン作用が望めず、取水効率が悪い。これに対し、取水管を剛体とすれば、波動によって揺れることもなく、安定したサイフォン作用を得ることができる。また、ホースは耐久性にも問題がある。
【００１９】
【実施例】
図１乃至図９に一実施例を示し、この実施例は、田畑灌漑の一施設である溜池Ｐから取水する装置に係るものであり、図１乃至図３に示すように、溜池Ｐの一側にコンクリート壁により堰１を形成し、その堰１内に取水管２及び導水管３を導いている。取水管２は、ステンレススチール製で、その先端（一端）がＵ字状に折り返って呑み口４となっており、その呑み口４を含めた３個所にフロート５が固定されている（図５参照）。呑み口４には、網、パンチングメタル板、格子穴板などのストレーナ４ａを設けて、取水管２内に木片などが入って閉塞しないようにする。
【００２０】
上記各フロート５は、中空ステンレススチール製で、中央のものは、図９に示すように、栓５ａが設けられて、この栓５ａを介して水を流出入可能となっている。このフロート５内への水の流入量でもって浮力を調整して、前記呑み口４が常時水面Ｌ数十センチ下に位置するようにする。他のフロート５も水を流出入可能とすることができ、各フロート５の位置、大きさは、取水管２の長さなどを考慮して適宜に設定する。また、呑み口４のフロート５はバラスト式とし、このフロート５のみを水流出入による浮力調整可能とし得る。呑み口４を水面数十センチ下に位置させるのは、取水が田畑灌漑用のため、作物に支障のない温かい水温の水を取リ出すためである。
【００２１】
取水管２の基部（他端）は、図６、７に示すように、ステンレススチール製のＴ字管６となっており、その下側端にピン状支軸７が嵌合され、この支軸７が堰１底面（堤体Ｗの傾斜側面）の球面軸受８に直交状態で回転自在に支持されている。Ｔ字管６の上側端には、ステンレススチール製補助管９が溶接され、この補助管９にスイベルジョイント１０を介して上記ステンレススチール製の導水管３が接続されている。また、前記支軸７及び補助管９は軸受１１を介して堰１内側に支持されており、この軸受１１を介した支持及び球面軸受８の支持により、取水管２は、堤体Ｗの傾斜側面に沿って回動する。
【００２２】
その堤体Ｗの傾斜側面には、円弧状のガイドレール１２が設けられており、図８に示すように、このレール１２に取水管２に取付板１３ａを介して設けた対の案内ローラ１３、１３が係合している。その対の案内ローラ１３、１３はレール１２のフランジを上下方向から挟むように対向して転動するため、取水管２は浮き上がりが阻止されつつレール１２に沿って揺れることなくスムースに回動する。図中、１４はローラカバーである。
【００２３】
取水管２の途中にはワイヤーロープ１５が括り付けられ、このロープ１５にはフロート１６が固着されている。このフロート１６は、常時水面上に浮いており、何らかの事情により、取水管２が水没した場合には、そのフロート１６を頼りにロープ１５を引いて取水管２を引き上げる。また、取水を行なわない場合や台風の襲来などで、取水管２を固定する場合には、そのロープ１６を固定物に括り付けることによってその固定を行う。
【００２４】
堤体Ｗ傾斜側面にはストッパー１７が設けられ、このストッパー１７に取水管２が当接することによりそれ以上の回動が阻止される。その当接時、図２に示すように、取水管２は少し下向きの傾斜を維持して水位の低下（下降）につれてスムースに下方に回動する。
【００２５】
導水管３は、補助管９との接合後、下向きＵ字状を呈して、堤体Ｗの傾側面に沿って上方に至り、その堤体Ｗの上部に少し埋設された状態で、堤体Ｗの外部に至っている。その導水管３の端は灌漑用水路などに導かれる。導水管３を堤体Ｗの上部で埋設したのは、堤体Ｗの上面が道路Ｒとなっているからであり、支障がなければ、導水管３は埋設する必要はない。
【００２６】
導水管３の途中には、サイフォン作用を生じさせる封水装置２０が設置されている。この封水装置２０は、図３、図４に示すように、給水ポンプ２１、給水タンク２２から成り、給水ポンプ２１には、導水管３に沿って堰１内に至る給水管２３が接続されており、この管２３を介して溜池Ｐの水が汲み上げられる。給水タンク２２には、導水管３からの注水管２４及び空気抜き管２５が接続されているとともに、給水ポンプ２１からの給水管２６及び大気開放の空気管２７が接続されている。その各管２４、２５、２６、２７には電磁開閉弁Ｖ１　、Ｖ２　、Ｖ３　、Ｖ４　が介設されている。
【００２７】
この封水装置２０は図示しない操作盤により制御され、導水管３の下流側の仕切弁３０が閉じられている状態で、取水初期は、まず、開閉弁Ｖ１　が閉、Ｖ２　〜Ｖ４　が開の状態で、給水ポンプ２１により給水タンク２２に給水される。このとき、給水管２３内には呼び水が流されて吸水が可能とされる。給水タンク２２が満水となれば、開閉弁Ｖ３　が閉じられ、Ｖ１　が開放されて導水管３に水が流し込まれる。この水流入により、導水管３内の空気は上方に移行する。給水タンク２２内の水がなくなったり、少なくなれば、開閉弁Ｖ１　が閉じ、Ｖ３　が開放されて、給水ポンプ２１により給水タンク２２への給水が行われる。以後、同様の作用が繰り返される。このとき、開閉弁Ｖ３　、Ｖ４　を適宜に閉じて、取水管２側の導水管３内の水が抜けないようにする。
【００２８】
導水管３内が満水になれば、全ての開閉弁Ｖ１　〜Ｖ４　を閉じて導水管３内を密封（真空）状態とする。この状態で、仕切弁３０を開放すれば、サイフォン作用により、取水管２の呑み口４から吸水されて、取水管２、導水管３を水が通って灌漑用水路に流出する。何らかの事情により、サイフォン作用が働かなくなれば、上述の封水装置２０の作用により、自動的にサイフォン作用が作られて、取水が行われる。この取水時、溜池Ｐの水位が昇降すれば、その水位変動に応じて、フロート５を介し、取水管２が回動し、呑み口４が水面下に常時位置されて、円滑な吸水が維持される。
【００２９】
この実施例は、溜池Ｐの場合であったが、他の貯水池、例えば、ダムにおいてもこの発明を採用できることは勿論である。また、堤体Ｗの側面は、傾斜面に限らず、垂直面などでもよい。さらに、取水管２の回動支点は、堤体Ｗの上部、例えば、図２のＡ点とし得る。
【００３０】
【発明の効果】
この発明は、以上のようにフロートで取水管を回動させる等としたので、水面近くの水をサイフォン作用により安価に取水し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の要部斜視図
【図２】同実施例の要部平面図
【図３】同実施例の左切断側面図
【図４】同実施例の封水装置の概略図
【図５】同実施例の要部左切断側面図
【図６】同実施例の要部拡大斜視図
【図７】図６の要部断面図
【図８】同実施例の取水管のガイド部を示し、（ａ）は切断右側面図、（ｂ）は切断正面図
【図９】同実施例のフロート部の断面図
【符号の説明】
Ｐ　溜池（貯水池）
Ｗ　堤体
Ｒ　道路
Ｖ１　、Ｖ２　、Ｖ３　、Ｖ４　　電磁開閉弁
１　堰
２　取水管
３　導水管
４　呑み口
５　フロート
６　Ｔ字管
７　支軸
８　球面軸受
１２　ガイドレール
１３　案内ローラ
１５　ワイヤーロープ
１６　フロート
２０　封水装置
２１　給水ポンプ
２２　給水タンク
３０　仕切弁
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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