(57)【要約】【課題】放水量や取水量の制御を浮力を利用して高精度に行うことができ、小型化並びに施工コストの低減を図ること。【解決手段】河川又は水路の高水位側に配置されて上下方向にそれぞれ延びる第１ロッド１１と、その第１ロッド１１と間隔をおいて配置されて上下方向に延びる第２ロッド１２と、第１ロッド１１に連結され、水位の変動に伴ってその第１ロッドを上下移動させるフロート１３と、第１ロッド１１の上下移動と相対する方向に第２ロッド１２を上下移動させる変換装置２０と、第２ロッド１２の上下移動に基づいて開度調整されるゲート３０とを備えている。変換装置２０は、第１ロッド１１の上下移動よりも第２ロッド１２の上下移動を少なくする減速機構を備えている。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮力を利用して流水量を制御する無電源自動制御による放流又は取水装置であって、
河川又は水路の高水位側に配置されて上下方向にそれぞれ延びる第１ロッドと、
前記第１ロッドと間隔をおいて配置されて上下方向に延びる第２ロッドと、
第１ロッドに連結され、水位の変動に伴ってその第１ロッドを上下移動させるフロートと、
第１ロッドの上下移動と相対する方向に第２ロッドを上下移動させる変換装置と、
第２ロッドの上下移動に基づいて開度調整されるゲートとを備え、
前記変換装置は、前記第１ロッドの上下移動よりも第２ロッドの上下移動を少なくする減速機構を備えている、無電源自動制御による放流又は取水装置。
【請求項２】
前記変換装置は、前記第１ロッドの上昇移動を前記第２ロッドの下降移動に変換し、第１ロッドの下降移動を第２ロッドの上昇移動に変換する機能を備え、前記ゲートは、前記第２ロッドに連結され第２ロッドの上下移動に伴ってゲートの開度を一定放水量となるように調整するスライドゲートを備えている、請求項１記載の無電源自動制御による放流又は取水装置。
【請求項３】
前記河川又は水路の高水位側に前記第１ロッドと同軸に延びる筒体が配置され、その筒体内に前記フロートが上下移動可能に配置され、筒体の下端は水面下に位置し、上端は水面上に位置している、請求項１または２記載の無電源自動制御による放流又は取水装置。
【請求項４】
前記第１ロッドおよび第２ロッドは、それぞれの軸方向に延びるラックギアを備え、前記変換装置は、第１ロッドのラックギアに噛み合う第１ピニオンギアと、第２ロッドのラックギアに噛み合う第２ピニオンギアと、両ピニオンギア間に設けられた伝達ギアとを備えている、請求項１〜３の何れかに記載の無電源自動制御による放流又は取水装置。
【請求項５】
前記ゲートは、前記河川又は水路の高水位側に設けられている、請求項１〜４の何れかに記載の無電源自動制御による放流又は取水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浮力を利用してゲートの開度を調整し放水量や取水量等の流水量を制御する無電源自動制御による放流又は取水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放流、取水のために、流れの途中や流出口に堰を設けて流れをせき止めることが従来から行われている。しかし、例えば水力発電所において、河川の水を取水するにあたっては、河川の正常な機能を維持する等の理由により、河川維持放流、観光放流、魚道放流、農業用分水等の放流を義務付けられている。
【０００３】
この放流に際し、小規模ゲートからの放流は、ゲートの開度を一定に固定し放流していることが多い。そのため、次のような問題がある。
（１）契約放流量確保のため、ゲート開度は最低水位を基準として設定されており、その設定水位を上回る水位時には契約放流量を超えて放流している。
（２）設定水位を下回る水位時においては、契約放流量を下回ることにより、関係各所とのトラブルが予想される。
（３）契約放流量を常時一定に保つためには、現場でのゲート操作がその都度必要となる。
【０００４】
この点の対策として、フローティングゲートを採用した越流堰がある。このフローティングゲートによる越流堰は、水位の上下に応じてゲートが上下して、越流水深をほぼ一定に保ち、これにより放水量あるいは取水量を制限することができるものである。
【０００５】
また、特許文献１には、水量の増減及び降雨等による下流の需要減少に応じて越流堰（フローティングゲート）を昇降させ流量調節を可能にした技術が開示されている。
【０００６】
特許文献２には、開閉弁に作用する水圧変動に拘わらず、設定流量を自動制御可能とするフロート弁連動型定流量越流堰の技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１７６３７号公報
【特許文献２】
特開２０００−８３５３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうしたフローティングゲートを用いる技術では、ゲートの操作動力は浮力であるため、電源設備を要しない利点を備えているものの、以下の点で解決すべき課題がある。
【０００９】
第１に、放水量（取水量）を高精度に制御できない問題である。確かに、フローティングゲートを採用したものでは、越流水深が一定のため、放水量を一定に保ちやすい。しかし、ゲート自体がフロートとして構成されている場合、ゲートが水位の変化に高精度に追従しない現象が生じやすい。特に、塵芥や付着物等によりゲートと戸当たり部の摩擦抵抗が増大すると、ゲートは水位の変化に遅れて追従し、放水量が大きく変化する。ゲート自体に大きな浮力を与えれば、水位変化に対する追従性能を高めることができるが、その分、ゲートが大型化する問題が生じる。
【００１０】
第２に、河川又は水路の高水位側の水位変化が大きい場合、フローティングゲートを含む越流堰全体もその水位変化量に比例して大型化する問題がある。即ち、越流水深を一定に保つためには、水位が大きく変化しても、その水位変化量に比例してゲートが追従可能な構成としなければならず、特にゲート部分が必然的に大型化する問題がある。
【００１１】
第３に、施工コストの問題である。例えば既存の固定越流堰をフローティングゲート方式とする場合、既設構造物の改造を伴う。大規模な改造になるほど施工費用も増大するため、費用対効果を考慮した場合、改造箇所や改造範囲を極力少なくできる簡易な構造とする必要がある。
【００１２】
この点、特許文献１、特許文献２に記載の技術においても、複雑な機構や構造を必要としているため、上述した第１〜第３の問題に加えて、制作費の増大、組立費用の増大に伴う施工コストの問題、保守点検回数が多くなる問題等があり、採用し難い。
【００１３】
よって、本発明の課題は、放水量の制御を浮力を利用して高精度に行うことができ、小型化並びに施工コストの低減を図ることができる無電源自動制御による放流又は取水装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明では以下の手段を採用した。
本発明は、浮力を利用して流水量を制御する無電源自動制御による放流又は取水装置であって、河川又は水路の高水位側に配置されて上下方向にそれぞれ延びる第１ロッドと、前記第１ロッドと間隔をおいて配置されて上下方向に延びる第２ロッドと、第１ロッドに連結され、水位の変動に伴ってその第１ロッドを上下移動させるフロートと、第１ロッドの上下移動と相対する方向に第２ロッドを上下移動させる変換装置と、第２ロッドに連結され、その第２ロッドの上下移動に基づいて開度調整されるゲートとを備え、前記変換装置は、前記第１ロッドの上下移動よりも第２ロッドの上下移動を少なくする減速機構を備えていることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、フロートの浮力による第１ロッドの上下移動を、減速機構を備えた変換装置により第２ロッドの上下移動に変換してその第２ロッドでゲートの開度調整を行う構成としているので、フロートの浮力以上の力をゲートを開閉する力として作用させることができる。これにより、ゲートの開度調整を浮力を利用して確実かつ高精度に行うことができる。また、フロートとゲートを別体とし、かつ減速機構を設けることで、フロートおよびゲートを小型化することができ、これにより、装置の小型化並びに施工コストの低減を図ることができる。
【００１６】
前記変換装置は、第１ロッドの上昇移動を第２ロッドの下降移動に変換し、第１ロッドの下降移動を第２ロッドの上昇移動に変換する機能を備え、前記ゲートは、前記第２ロッドに連結され第２ロッドの上下移動に伴ってゲートの開度を一定放水量となるように調整するスライドゲートを備えていることが望ましい。このようにすれば、第２ロッドの上下移動によってスライドゲートを直接上下移動させてゲートの開度を調整する簡易な構造とすることができる。また、スライドゲートはゲートの開度調整程度の少ない移動量となるので、スライドゲート移動時に生じる負荷も小さくすることができる。
【００１７】
前記河川又は水路の高水位側に第１ロッドと同軸に延びる筒体が配置され、その筒体内にフロートが上下移動可能に配置され、筒体の下端は水面下に位置し、上端は水面上に位置している構成とすることが望ましい。このように筒体内にフロートを配置した場合、筒体がフロートの上下移動時におけるガイド機能を発揮し、さらに、波浪によってフロートが揺れるのを防ぐ波防用機能を発揮する。
【００１８】
前記第１ロッドおよび第２ロッドは、それぞれの軸方向に延びるラックギアを備え、前記変換装置は、第１ロッドのラックギアに噛み合う第１ピニオンギアと、第２ロッドのラックギアに噛み合う第２ピニオンギアと、両ピニオンギア間に設けられた伝達ギアとを備えた構成とすることが望ましい。このようにすれば、第１ロッド及び第２ロッドを、ロッド本来の機能に加えてラックギアとしても構成することができる。これにより、ラックピニオン方式の減速機構付き変換装置をよりシンプルな構成とすることができる。
【００１９】
前記ゲートは、河川又は水路の高水位側に設けられていることが望ましい。ゲート自体は放水口の途中や河川又は水路の低水位側にも設けることができるが、このように河川又は水路の高水位側に設けることで、フロートとの距離を小さくし、装置全体の小型化を図ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は河川から取水する沈砂池の堰に放流装置を設けた例を示す概略平面図であり、図２はその部分断面図、図３は正面図である。
【００２１】
図１において、１は矢印方向に流れる河川を示している。河川１には、ゲートＧ１、Ｇ２を備えた大型の越流堰２が設けられ、さらにその高水位側に取水口３が設けられている。取水口３の下流側は取水流路４と、沈砂池５に分岐されている。取水流路４および沈砂池５の入口にはゲートＧ３、Ｇ４がそれぞれ設けられている。
【００２２】
河川１の下流領域１ａと沈砂池５との間には、コンクリート造の堰６が設けられている。この堰６を境界にして、沈砂池５が高水位側となり、河川１の下流領域１ａが低水位側となる。そして、この堰６には、本発明に係る放流装置１０が装備されている。
【００２３】
この放流装置１０の放水口８は河川１の下流領域１ａに向かって開口している。従って、放水口８からの放水は河川１の下流領域１ａに戻される。沈砂池５の最下流側には、増水時等に利用するゲートＧ５を介して河川１の下流領域１ａに連続する流路７が設けられている。
【００２４】
放流装置１０は、図２〜図５に示すように、浮力を利用してゲートの開度を調整し、放水量を一定に保つ無電源自動制御による定量放流装置として構成されている。
【００２５】
即ち、この放流装置１０は、堰６の高水位側に配置されて上下方向にそれぞれ延びる第１ロッド１１と、その第１ロッド１１と間隔をおいて配置されて上下方向に延びる第２ロッド１２と、第１ロッド１１に連結され、水位の変動に伴ってその第１ロッドを上下移動させるフロート１３と、第１ロッド１１の上下移動と相対する方向に第２ロッド１２を上下移動させる変換装置２０と、第２ロッド１２の上下移動に基づいて開度調整されるゲート３０とを備えている。
【００２６】
第１ロッド１１および第２ロッド１２は、図３に示すように互いに間隔をおいて鉛直に配置されている。第１ロッド１１および第２ロッド１２はいずれも断面円形の金属棒あるいは丸パイプ等により構成されている。フロート１３は内部中空の円柱状に形成され、その上部に第１ロッド１１の下端が連結されている。
【００２７】
堰６の高水位側（沈砂池側）には、第１ロッド１１と同軸に延びる筒体１４が配置され、その筒体１４内にフロート１３が上下移動可能に配置されている。この筒体１４を設けた理由は、フロート１３の動作時における横方向への揺れを防止して、フロート１３の上下移動用ガイド機能と波防用の機能を兼用できるように配慮したものである。したがって、筒体１４の内径はフロート１３の外径よりも若干大き目に形成されている。また、筒体１４には、その下部からの塵芥や付着物等の流入、あるいはフロートの流出を防ぐための金具が設けられている。
【００２８】
また、ガイド機能および波防用機能を確実に発揮させるため、筒体１４には、その下端が水面下に位置し、上端が水面上に位置する長さのものが用いられている。図示例の場合、筒体１４はその下端が水底近くに位置する長さに設計されている。そして筒体１４は、堰６に固定された縦フレーム１５に対して金具１６によって固定されている。
【００２９】
縦フレーム１５の上端には支持台１７が固定されている。この支持台１７の一部は堰６の上端に載せられ、残りの部分は沈砂池５側へ水平に突出している。支持台１７と縦フレーム１５との間には複数の補強フレーム１８が設けられている。そして、この支持台１７上に変換装置２０が搭載されている。
【００３０】
変換装置２０は、第１ロッド１１の上下移動よりも第２ロッド１２の上下移動を少なくする減速機構を備えている。さらに、この変換装置２０は、第１ロッド１１の上昇移動を第２ロッド１２の下降移動に変換し、第１ロッド１１の下降移動を第２ロッド１２の上昇移動に変換する機能を備えている。
【００３１】
放水口８は角パイプにより形成され、その一端側は堰６の高水位側に突出していてそこへゲート３０が設けられている。このゲート３０は、第２ロッド１２の下端に連結され第２ロッド１２の上下移動に伴ってゲートの開度を一定放水量となるように調整するスライドゲート３１を備えている。スライドゲート３１は、断面四角形の放流口３２と同形のプレートで形成され、上下に移動することで、放流口３２の開度を調整可能に構成されている。
【００３２】
次いで、図４、図５、図６を参照して説明する。第１ロッド１１および第２ロッド１２は、それぞれの軸方向に延びるラックギア１１ａ、１２ａを備えている。この実施形態では、第１ロッド１１および第２ロッド１２自体がラックギアとして構成されている。一方の変換装置２０は、減速機構を構成するように複数の平歯車を噛み合わせたもので、入力側と出力側で対応するラックギアと噛み合う構成としている。これにより、ラックピニオン方式の変換装置（巻き上げ機構）が構成されている。
【００３３】
即ち、変換装置２０は、第１ロッド１１のラックギア１１ａに噛み合う第１ピニオンギア２１と、第２ロッド１２のラックギア１２ａに噛み合う第２ピニオンギア２２と、両ピニオンギア２１、２２間に設けられた伝達ギア２３とを備えている。これらのギアは箱形のハウジング２４に収容されている。
【００３４】
ハウジング２４は、図３に示すように、正面から見て長方形の箱形で、その高さＨよりも厚さ（奥行き）ｄが小さい薄型に形成されている。ハウジング２４の下部には、図６に示すように、ボルト・ナット等を利用してハウジング２４を支持台１７上に固定するためのボルト穴２５ａ付きのフランジ２５、２５が設けられている。
【００３５】
第１ロッド１１はハウジング２４を上下に貫通した状態で第１ピニオンギアと噛み合い、上下移動可能である。この第１ロッド１１の鉛直度や噛み合い状態を維持するために、ハウジング２４には上下に間隔をおいて配置されたガイドギア２６ａ、２６ｂと、それらの中間に配置された押さえローラ２６ｃとが設けられている。
【００３６】
ここで、押さえローラ２６ｃは、第１ロッド１１が第１ピニオンギア２１から離間するのを防止する機能を有する。ガイドギア２６ａ、２６ｂは、第１ロッド１１のラックギア１１ａと第１ピニオンギア２１とが良好な状態で噛み合うのを維持しつつ、押さえローラ２６ｃとの組み合わせで、第１ロッド１１を鉛直に保持する機能を有する。
【００３７】
同様に、第２ロッド１２はハウジング２４を上下に貫通した状態で第２ピニオンギアと噛み合い、上下移動可能である。この第２ロッド１２の鉛直度や噛み合い状態を維持するために、ハウジング２４には上下に間隔をおいて配置されたガイドギア２７ａ、２７ｂと、それらの中間に配置された押さえローラ２７ｃとが設けられている。各ギア及びローラの軸受け２８はハウジング２４に設けられている。
【００３８】
伝達ギア２３は、回転軸２３ａを共通とする小径ピニオンギア２３ｂを備え、このギア２３ｂが第１ピニオンギア２１と噛み合っている。第２ピニオンギア２２も、回転軸２２ａを共通とする小径ピニオンギア２２ｂを備え、このギア２２ｂが伝達ギア２３と噛み合っている。このギア構成により、減速機構が構成されている。減速比（減速数）は変動水位や放水量（ゲート開度）、ゲート断面積等の相関関係にもよるが、例えば１／１０〜１／５０程度となるように設計される。
【００３９】
必要な減速比は、変動水位、放水量、吐出流速、吐出管径（必要断面積）、ゲートストローク等に基づいて計算で求めることができる。
次いで、変動水位ｈ、放水量Ｑ、吐出流速Ｖ、吐出管径Ｄにおける、スライドゲート３１のゲートストロークと、変換装置２０の総減速数を求める方法について具体例を挙げて説明する。
【００４０】
ここでの設計仕様としては、
変動水位ｈ＝２〜３ｍ、放水量Ｑ＝０．５４ｍ３とする。
（１）吐出流速：Ｖ（ｍ／ｓ）
Ｖ＝（２・ｇ・ｈ）１／２
水位３ｍの場合
Ｖ１＝（２×９．８０７×３．０）１／２＝７．６７１ｍ／ｓ
水位２ｍの場合
Ｖ２＝（２×９．８０７×２．０）１／２＝６．２６３ｍ／ｓ
（２）吐出管径：Ｄ（ｍ）
必要断面積は、
Ａ１＝Ｑ／Ｖ１＝０．５４／７．６７１＝０．０７０３９（ｍ２）
Ａ２＝Ｑ／Ｖ２＝０．５４／６．２６３＝０．０８６２２（ｍ２）
吐出管径は、角パイプとし、内寸法０．３００とすると、
断面積Ａ＝０．３×０．３＝０．０９（ｍ２）
（３）変動水位に対応したゲート開度は、
ｈ１＝Ａ１／Ａ＝０．０７０３９／０．０９０×０．３＝０．２３５ｍ
ｈ２＝Ａ２／Ａ＝０．０８６２２／０．０９０×０．３＝０．２８７ｍ
従って、ゲートストロークは、
ｈ２−ｈ１＝０．２８７−０．２３５＝０．０５２ｍ
（４）ラックピニオン（減速機構）の減速数
変動水位１０００ｍｍに対して、ゲート３０の開度ストローク５２ｍｍはラックピニオンのスパーギアの減速数にて調整する。
従って、総減速数は、
Ｌ１＝５２／１０００＝１／１９
実ストロークは、
Ｌ＝１０００×１２／７６×１４／４２＝５２．６（ｍｍ）
以上の結果は、変動水位ｈ＝２〜３ｍ、放水量Ｑ＝０．５４ｍ３とした場合であるが、例えば冬季において変動水位ｈ＝２〜３ｍ、放水量Ｑ＝０．３６ｍ３とした場合には、総減速数Ｌ１＝１／２７．８、実ストロークＬ＝３５．７（ｍｍ）となる。
【００４１】
この実施形態の放流装置１０によれば、沈砂池５の水位が、例えば図３に示すように、低水位Ｗ１から高水位Ｗ２に変化すると、それに伴ってフロート１３が第１ロッド１１を押し上げつつ、図中仮想線で示す位置に移動する。第１ロッド１１にはラックギア１１ａが設けられているので、その第１ロッド１１の上昇移動に伴って変換装置２０の各ギア２１、２２、２３が回転し、第２ロッド１２を下降移動させて、ゲート３０の開度調整（放流口３２の開口面積を小さくする開度調整）が行われる。
【００４２】
水位が上昇すると、それに比例して水圧も高くなり、吐出流量が多くなる。したがって、放流口３２からの吐出流量を一定にするためには水位に比例して放流口３２の開口面積が小さくなるように絞る必要があるからである。水位が下降する場合には上記と逆の動作となる
【００４３】
このように、本実施形態によれば、フロート１３の浮力による第１ロッド１１の上下移動を、減速機構を備えた変換装置２０により第２ロッド１２の上下移動に変換してその第２ロッド１２でゲート３０の開度調整を行う構成としているので、フロート１３の浮力以上の力をゲート３０を開閉する力として作用させることができる。
【００４４】
これにより、ゲート３０の開度調整を浮力を利用して確実かつ高精度に行うことができる。また、フロート１３とゲート３０を別体としかつ減速機構を設けることで、フロート１３およびゲート３０を小型化することができ、これにより装置全体の小型化並びに施工コストの低減を図ることができる。さらに、堰６等の既設構造物を大きく改造する必要もほとんどないため、この点からも、施工コストの低減を図ることができる。
【００４５】
また、ゲート３０は、第２ロッド１２に連結され第２ロッド１２の上下移動に伴ってゲート３０の開度を一定放水量となるように調整するスライドゲート３１を備えているので、第２ロッド１２の上下移動によってスライドゲート３１を直接上下移動させてゲート３０の開度を調整する簡易な構造とすることができる。また、スライドゲート３１はゲート３０の開度調整程度の少ない移動量となるので、スライドゲート移動時に生じる負荷も小さくすることができる。
【００４６】
また、筒体１４内にフロート１３を配置したことで、この筒体１４でフロート１３の上下移動時におけるガイド機能と、波浪によってフロート１３が揺れるのを防ぐ波防用機能の両方を発揮させることができる。
【００４７】
また、ゲート自体は放流管８の途中や堰６の低水位側にも設けることができるが、このように堰６の高水位側に設けることで、フロート１３との距離を小さくし、この点からも装置全体の小型化を図ることができる。
【００４８】
＜実験例＞
図７および図８は、放流装置１０の動作確認のため、模型試験による実施結果を示したものである。この実験例では、水位変動を人為的に作り出す目的で、本実施形態の沈砂池５の代わりに大型水槽（大タンク）を用いて次のような仕様で実施した。
【００４９】
（仕様）
放流管８を形成する角パイプとして、内寸法９７．７ｍｍを使用し、その放流口３２の部分にスライドゲート３１を設けてゲート３０を構成した。排水は小タンクで受け、水中ポンプにて大タンクに戻すようにした。フロートの大きさは、ラックギアを含む変換装置２０の効率低下を考慮していない。
【００５０】
（実験方法）
次の２項目について検証実験を実施した。
（１）水位一定時におけるゲート開度の検証実験；
水位を１．８ｍ（ゲート敷きからの水位）より排水し、一定時間（５秒）水位を固定しながら、５ｃｍ毎のゲート開度を確認する。この時、水位変動は１．８ｍから１．０ｍを往復させる。ゲート開度は理論開度値と比較。
（２）水位変動時におけるゲート開度の検証実験；
水位１．８ｍ（ゲート敷きからの水位）より排水し、水位変動時の５秒毎にゲート開度と水深を計測する。ゲート開度は理論開度値と比較。
【００５１】
（実験結果）
項目（１）の実験結果を図７及び図８に示す。ここで、図７は、排水・入水時の水深とゲート開度の関係を、実測値と理論値に分けて表として示したものであり、図８は縦軸にゲート開度を、横軸に水深をとり、実測値と理論値をグラフ化したものである。
【００５２】
この項目（１）の実験結果では、ゲート実開度と理論開度値と比較した場合、０．５〜３．４ｍｍ（理論開度に対し最大４．９％）の差が確認された。また、水位下降時のゲート実開度と理論開度値との差はマイナス、水位上昇時の差はプラスの傾向となり、理論開度値より僅かに遅れた動きをしていることが確認された。
【００５３】
項目（２）の実験結果を図９及び図１０に示す。図９は、排水時の水深とゲート開度の関係を実測値と理論値に分けて表として示したものであり、図１０は縦軸にゲート開度を、横軸に水深をとり、実測値と理論値をグラフ化したものである。ここでも、項目（１）の実験結果と同様、理論開度値より遅れた動きをしていることが確認された。
【００５４】
（対策）
以上の検証実験より、フロート１３の動きが理論値より遅れた動きが確認されたが、これは平歯車の減速比による負荷がフロート１３のラックギアに伝達されたものと推定される。即ち、ギア効率がブレーキとなって働き、その分、遅れた動きをしたものと考えられる。この対策として、スライドゲート３１を移動させる力にギア効率の逆数を乗じ、フロートの浮力を大きくする方法、スライドゲート３１を移動させる力にギア効率の逆数を乗じ、フロート側のラックギア伝達部の歯車径（トルク）を大きくする方法、等を採用することができる。
【００５５】
この放流装置１０を設置するにあたり、決められた年間放流量に対し、場所毎の夏冬で最大水位及び水位変動のデータが必要になる。ゲート３０の断面積は最大放流量より決定し、夏冬の放流量変動値に対するゲート開度の調整は、ラックピニオンの減速数を変更するために、ギア比の変更により対応する必要がある。ギア比を変更するために夏冬の放流量変動値に対応する２種類の平歯車をクラッチ等により差し替えることにより、対応が可能となる。
【００５６】
放流量に対する放流口３２の必要幅は、水深と放流口断面積との関係式によりゲート開度に対して放物線（実際には僅かに曲線を描く）となることが好ましいが、試算では、１ｍの変動水位で変化する幅の差は２％となり、放流量の誤差は許容範囲内と思われる。
【００５７】
ラックピニオンによる変換装置２０は冬季の凍結が心配されるが、露出部にカバーをし、回転部へはグリスを塗布すれば、問題は無いと考えられる。
なお、実施の形態では主として放流装置について説明したが、取水装置としても同様に利用することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、放水量や取水量の制御を浮力を利用して高精度に行うことができ、小型化並びに施工コストの低減を図ることができるといった優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る沈砂池の堰に放流装置を設けた例を示す概略平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る放流装置の部分断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る放流装置の正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る変換装置の平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る変換装置の正面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る変換装置の底面図である。
【図７】実験例における排水・入水時の水深とゲート開度の関係を示す図表である。
【図８】実験例における排水・入水時の水深とゲート開度の関係を示すグラフ図である。
【図９】実験例における排水時の水深とゲート開度の関係を示す図表である。
【図１０】実験例における排水時の水深とゲート開度の関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１  河川
５  沈砂池
６  堰
８  放流管
１０  放流装置
１１  第１ロッド
１１ａ  ラックギア
１２  第２ロッド
１２ａ  ラックギア
１３  フロート
１４  筒体
２０  変換装置
２１、２２  ピニオンギア（平歯車）
２３  伝達ギア（平歯車）
３０  ゲート
３１  スライドゲート
３２  放流口
【図１】
2004353197.tif 000003
【図２】
2004353197.tif 000004
【図３】
2004353197.tif 000005
【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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【図１０】
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