(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取水口の下流側へ魚類が侵入するのを防止する魚類侵入防止装置であって、
前記取水口の上流側に配設されるとともに、特定の魚類が嫌う赤色や白色が施され、前記取水口に向かって流れる水によって回転可能な回転体と、
前記回転体に連結され、前記取水口に向かって流れる水の水位の変化に応じて上下方向に移動可能なフロートと、
前記回転体の回転駆動力を利用して前記取水口の上流側の水中に気泡を発生させる気泡発生手段と、
を備え、
前記回転体は、前記フロートの移動に伴って前記取水口に向かって流れる水の水面に対して常時所定の深さに位置する、
ことを特徴とする魚類侵入防止装置。
【請求項２】
前記回転体およびフロートは、前記取水口の上方に設けられた昇降手段によって前記水面から引き上げ可能である、ことを特徴とする請求項１に記載の魚類侵入防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、取水口に魚類が侵入するのを防止するための魚類侵入防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水力発電所においては、貯水池などに開口された取水口から水を取り込み、取水口から取り込んだ水を利用して水車を回転させ、この水車に連結された発電機によって電力を発生させている。取水源となる貯水池などには、遡上した魚など多数の魚類が生息しており、これらの魚類の取水口への侵入は、魚類の育成などの影響を与える可能性がある。
【０００３】
そこで、取水口への魚類の侵入を防止するために、カーテンを水路等を横切って張設し、魚類の視覚を刺激して、カーテンに魚類を近づけないようにする魚類迷入防止装置に関する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、プロペラ式水流発生装置で発生した海洋生物排除用水流に気泡を混入させ、水流で押し流すとともに気泡で驚かせて、海水取水口に流入するのを防止する海洋生物流入防止装置に関する技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
また、取水口または放水路の手前で揺動部材を強制的に動かすことで、金属管と金属鎖が接触する際に生じる金属音と揺動部材の動きとにより魚を脅す技術（例えば、特許文献３参照。）や、金属板と管体又は金属板と金属板とが衝突して打撃音を発生させ、魚類の取水口への迷入を忌避する技術が知られている（例えば、特許文献４参照。）。さらに、取水路を流れる水流によって回転羽根部材を支持軸回りに回転させることにより魚類が回転羽根部材を忌避する、魚類迷入防止装置に関する技術が知られている（例えば、特許文献５参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−３１７７４４号公報
【特許文献２】特開平１０−２９８９６４号公報
【特許文献３】特開２００５−２２６３２１号公報
【特許文献４】特開２０１０−０２４６９５号公報
【特許文献５】特開平０９−０７４９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、魚類は種類ごとに生息する水深が決まっていることが知られていて、例えば鮎の場合は、水面から数１０ｃｍ程度の深さに生息しているが、特許文献１ないし５に記載された技術は、無電源で取水口の水位の変化に追従することができず、魚類の取水口への侵入を確実に防止することができないという問題がある。すなわち、貯水池などの水位は、降水量などによって著しく変化するので、魚類の侵入を確実に防止するためには、水位に変化に追従して魚類侵入防止装置の位置を変化させる必要があるが、取水口が設置されている場所は、電源の確保が困難な山間部であることも多いため、上記の従来技術では対応することができない。したがって、電源の確保が困難な場所であっても、取水口への魚類の侵入防止効果を高めることが可能な魚類侵入防止装置の開発が望まれる。
【０００７】
そこで、この発明は、電源の確保が困難な場所であっても、取水口への魚類の侵入防止効果を高めることが可能な魚類侵入防止装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、取水口の下流側へ魚類が侵入するのを防止する魚類侵入防止装置であって、前記取水口の上流側に配設されるとともに、特定の魚類が嫌う赤色や白色が施され、前記取水口に向かって流れる水によって回転可能な回転体と、前記回転体に連結され、前記取水口に向かって流れる水の水位の変化に応じて上下方向に移動可能なフロートと、前記回転体の回転駆動力を利用して前記取水口の上流側の水中に気泡を発生させる気泡発生手段と、を備え、前記回転体は、前記フロートの移動に伴って前記取水口に向かって流れる水の水面に対して常時所定の深さに位置する、
ことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、回転体は、フロートの移動に伴って上下方向に移動可能であるので、水路の水位にかかわらず水面から所定の深さに位置するようになっている。また、気泡発生手段は、回転体の回転駆動力を利用して取水口の上流側の水中に気泡を発生させる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の魚類侵入防止装置において、前記回転体およびフロートは、前記取水口の上方に設けられた昇降手段によって前記水面から引き上げ可能である、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、水位の変化に応じてフロートが上下方向に移動することで、回転体が上下方向に移動するので、回転体の水面からの深さを常に一定に保つことができ、取水口への魚類の侵入防止効果を高めことができる。すなわち、魚類が嫌がる色、例えば、赤色や魚類が嫌がる物体に似た色、例えば、白色が施された回転体は常に水面に対して所定の水深に位置するので、所定の水深に生息する魚類が取水口に侵入しにくくなり、魚類の取水口への侵入防止効果を高めることができる。
【００１３】
また、回転体は、フロートの浮力を利用して上下動するとともに、取水口に向う水流によって回転するので、回転体の上下方向の位置調整と回転駆動のための電源は不要となり、電源の確保が困難な山間部でも使用が可能となる。
【００１４】
さらに、取水口の上流側の水中に気泡を発生することができるので、魚類が嫌う気泡を取水口の近くに作り出すことができ、魚類の取水口への侵入効果をさらに高めることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、回転体およびフロートは、取水口の上方に設けられた昇降手段によって水面から引き上げ可能であるので、陸側での点検、整備が可能となり、保守が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態１に係る魚類侵入防止装置を取水口に設置した状態を示す断面図である。
【図２】図１の魚類侵入防止装置が設けられる取水口の正面図である。
【図３】図１の魚類侵入防止装置の水中での稼動状態を示す拡大図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る魚類侵入防止装置の水中での稼動状態を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
つぎに、この発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１ないし図３は、この発明の実施の形態１を示している。図１、図２に示すように、ダムの堤体よりも上流側に位置する貯水池Ｒには発電所へ水を供給するための取水口８が設けられている。取水口８の上流側には、取水口スクリーンＳが設置されている。取水口スクリーンＳは、取水口８の左右方向端部にそれぞれ設けられた取水口ピラーＰの間に位置している。そして、魚類侵入防止装置１は、スクリーンＳの上流側に配設されている。
【００１９】
魚類侵入防止装置１は、貯水池Ｒの魚類などをスクリーンＳの下流側へ侵入させないようにするものである。この魚類侵入防止装置１は、図１に示すように、主として、フロート２と、昇降手段４と、プロペラ５と、連結部材６とを備え、左右の取水口ピラーＰの間に配設された取水口スクリーンＳの上流側に配設されている。フロート２は、水に浮く浮遊体であって、貯水池Ｒの水位に応じて上下方向に移動するもので、図２、図３に示すように、梯子状の枠体２１と、枠体２１の両端部に配設された浮き袋２２とを有している。このフロート２は、水に浮くように、フロート２の浮力および自重と、後述するプロペラ５および連結部材６の自重が設定されている。
【００２０】
このフロート２の両端部の背面２ｂ中央部には、リング状の先端部を有するガイドリング２３（被ガイド部）が取り付けられ、各ガイドリング２３にガイドワイヤ３が挿入されている。すなわち、ガイドワイヤ３は、取水口ピラーＰに沿って上下方向に延びるように配設されており、上下端部が取水口８側に取付けられたアンカーフック３１を介して取水口ピラーＰに固定されている。ガイドワイヤ３には、ガイドリング２３が上下方向に移動自在に保持されている。ガイドワイヤ３は、フロート２の下流側（背面２ｂ側）に位置するようになっており、取水口８の上流側から見た場合、ガイドワイヤ３の水面近傍はフロート２の前面２ａで隠れるようになっている。魚類侵入防止装置１では、フロート２がガイドワイヤ３に沿って昇降可能となっていることにより、フロート２が取水口８に向かって流れる水に対して下流側に流されるのが阻止されている。
【００２１】
昇降手段４は、図１、図２に示すように、各取水口ピラーＰの頂部に一台配設され、フレーム４１と、ウインチ４２と、固定滑車４３と、移動滑車４４と備えている。フレーム４１は、取水口ピラーＰの頂部に垂直に設置された第１フレームピラー４１１と第２フレームピラー４１２と、このフレームピラー４１１、４１２の頂部に架設された水平アーム４１３から構成されている。また、第２フレームピラー４１２は、２本のピラー材から構成されている。水平アーム４１３は、取水口８側から所定距離だけ貯水池Ｒの上流側に張り出しており、先端部には固定滑車４３を支持するための滑車取付フックが取り付けられている。移動滑車４４は、第２フレームピラー４１２の２本のピラー材間に配設されている。水平アーム４１３の第１フレームピラー４１１と第２フレームピラー４１２との間には、ウインチカバー（図示略）が設けられ、このウインチカバー内にウインチ４２が取り付けられている。
【００２２】
ウインチ４２のワイヤ４２２は、移動滑車４４および固定滑車４３にかけられており、その先端部がフロート２の端部に連結されている。すなわち、固定滑車４３は滑車取付フックに取り付けられることにより位置が固定されており、移動滑車４４は、ワイヤ４２２の張力によって宙に浮いた状態となっている。これにより、後述するように、フロート２が昇降するのに伴って、あるいはワイヤ４２２が巻き上げまたは巻き下げられるのに伴って、移動滑車４４が上下方向に移動するようになっている。さらに、移動滑車４４の重量は、ワイヤ４２２を常時張った状態にするのに要する重量（荷重）に設定されている。そして、このような移動滑車４４と固定滑車４３とを介して、ワイヤ４２２の先端部がフロート２に連結されている。
【００２３】
回転体としてのプロペラ５は、この実施の形態では、図１、図３に示すように、フロート２から所定距離だけ下方に、つまり、水面から所定距離だけ下方に上下方向に２つ並んで配設されている。このプロペラ５は、図３に示すように、取水口スクリーンＳの幅方向に沿って、所定間隔で複数組が配設されている。このプロペラ５の水面からの距離は、生息する魚類の性質に合わせて設定され、例えば、河川Ｒに鮎が多く生息している場合には、鮎の生息する水深、例えば６０〜７０ｃｍと同程度になるように設定されている。また、プロペラ５とスクリーンＳとの距離は、貯水池Ｒの水が取水口８に流入する際の流入抵抗を考慮して所定の距離、例えば１〜２ｍに設定されている。
【００２４】
ここで、プロペラ５は、後述する連結部材６にネジなどの締結部材によって固定され、必要に応じでフロート２からの距離を調節可能となっている。このプロペラ５は、主として、２枚の回転羽根５１と、回転軸５２とを有し、回転羽根５１がスクリーンＳの上流側に位置するように配置されている。回転羽根５１は回転軸５２を軸として水流によって回転可能であり、わずかな水流であっても回転可能なように形状や重量などが設定されている。また、回転羽根５１は、プロペラ５の回転中心に対して互いに対向するように回転軸５２に固定されている。つまり、回転羽根５１は、回転方向に２等分された位置に配置されており、回転羽根同士のなす角が略１８０°となるように回転軸５２に固定されている。さらに、回転羽根５１は、特定の魚類の嫌う色や忌避に効果的な色が施されており、例えば、上側のプロペラ５の回転羽根５１を赤色に、下側のプロペラ５の回転羽根５１を白色とするのが望ましい。ここで、魚類は動くものに対して警戒心が強く、逃げる性質を有していることが知られている。また、魚類によって特定の色を嫌う性質を有することが知られていて、例えば鮎は赤色を嫌うことが知られている。また、例えば鮎は気泡を嫌い、気泡を想起させる（気泡と錯覚する）白色の物体を嫌うことが知られている。プロペラ５は、棒状の連結部材６を介して、フロート２の枠体２１と連結されており、フロート２の上下方向の移動に追従して上下方向に移動するようになっている。
【００２５】
次に、このような構成の魚類侵入防止装置１の作動および作用について説明する。
【００２６】
貯水池Ｒの水位が上ると、フロート２がガイドワイヤ３３に沿って上昇し、プロペラ５もフロート２の移動に伴って上昇する。また、フロート２の上昇に伴って、ワイヤ４２２が張った状態を維持するよう移動滑車４４が下降しワイヤ４２２が巻き上げられる。この状態では、プロペラ５とフロート２との距離は一定に保たれているため、貯水池Ｒの水位が上昇した場合であっても、プロペラ５を水面から所定の深さに位置させることが可能となる。
【００２７】
一方、貯水池Ｒの水位が下がると、フロート２がガイドワイヤ３３に沿って下降し、プロペラ５も下降する。そして、フロート２の下降に伴って、ワイヤ４２２が張った状態を維持するよう移動滑車４４が上昇し、ワイヤ４２２が巻き下げられる。この状態では、プロペラ５とフロート２との距離が一定であるので、貯水池Ｒの水位が下がった場合であっても、プロペラ５は水面から所定の深さに位置することになる。
【００２８】
このように、フロート２は、貯水池Ｒの水位の変化によって上下方向に移動し、フロート２に追従してプロペラ５も上下方向に移動し、常に水面から所定の深さに位置するようなる。このため、スクリーンＳに接近してきた鮎などの魚類は、プロペラ５の回転や、回転羽根５１に施された魚類が嫌う赤色や、魚類が嫌う気泡を想起する白色に驚いて上流側に逃げることになる。つまり、取水口８に向かう魚類は、プロペラ５の動きおよび特有の色によってスクリーンＳから離れる方向に逃げることになる。
【００２９】
以上のように、この魚類侵入防止装置１によれば、貯水池Ｒの水位が変化しても、水位の変化に応じてフロート２が上下方向に移動することで、プロペラ５が上下方向に移動するので、プロペラ５の水面からの深さを常に一定に保つことができ、取水口８への魚類の侵入防止効果を高めことができる。すなわち、魚類が嫌がる色が施されたプロペラ５は常に水面に対して所定の水深に位置するので、所定の水深に生息する魚類が取水口８に侵入しにくくなり、魚類の取水口８への侵入防止効果を高めることができる。
【００３０】
また、プロペラ５は、フロート２の浮力を利用して上下動するとともに、取水口８に向う水流によって回転するので、プロペラ５の上下方向の位置調整と回転駆動のための電源は不要となり、電源の確保が困難な山間部でも使用が可能となる。
【００３１】
また、プロペラ５およびフロート２は、取水口８の上方に設けられた昇降手段４によって水面から引き上げ可能であるので、陸側での点検、整備が可能となり、保守が容易となる。
【００３２】
さらに、プロペラ５は取水口スクリーンＳの幅方向に複数配設されているので、取水口８の幅が広い場合であっても、魚類の取水口８への侵入を防止することが可能となる。
【００３３】
（実施の形態２）
図４は、この発明の実施の形態２を示している。この実施の形態２は、気泡発生手段７を備える点でのみ実施の形態１と構成が相違し、その他の部分は実施の形態１に準じるので、準じる部分に実施の形態１と同一の符号を付すことにより、準じる部分の説明を省略する。
【００３４】
図４に示すように、気泡発生手段７は、主として、エアーポンプ７０と、空気を取り込むパイプ７１と、気泡送出孔７２とを備えている。エアーポンプ７０は、プロペラ５に連結されており、プロペラ５によって圧縮空気を作るための回転軸（図示略）が駆動されるようになっている。
【００３５】
この実施の形態２においては、プロペラ５の回転によってエアーポンプ７０が回転駆動され、エアーポンプ７０の作動によって圧縮空気が作り出される。この圧縮空気は、気泡送出孔７２から水中に放出されることにより、微小な気泡Ａとなり、水中ではこの気泡Ａは魚類が嫌うものである。上述したように、魚類は気泡を嫌うので、取水口８の上流側で気泡Ａを発生させることにより、魚類の取水口８への侵入防止効果をさらに高めることが可能となる。
【００３６】
また、エアーポンプ７０は、プロペラ５の回転を利用して回転駆動させるようにしているので、エアーポンプ７０を動かすための電力は不要となり、電力がなくとも気泡Ａを発生させることが可能となる。
【００３７】
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、２つのプロペラ５を上下方向に配置したが、プロペラ５は１つであっても３つ以上であってもよい。また、プロペラ５は、水流と直交する向きに配置し、水流との直交面上を回転するようにして説明したが、例えば、水流と同一方向の平面上を回転するようにしても、任意の平面上で回転するようにしてもよい。
【００３８】
また、上記の実施の形態において、魚類侵入防止装置１を水力発電用の貯水池Ｒの取水口８に適用する場合を説明したが、魚類侵入防止装置１は貯水池Ｒの取水口８に限定されることはなく、河川や水路に設けられた取水口に適用できることは勿論である。
【符号の説明】
【００３９】
１              魚類侵入防止装置
２              フロート
２３            ガイドリング
３              ガイドワイヤ
４              昇降手段
４１            フレーム
４２２          ワイヤ
４３            固定滑車
４４            移動滑車
５              プロペラ（回転体）
５１            回転羽根
６              連結部材
７              気泡発生手段
８              取水口
Ｓ              取水口スクリーン
Ｐ              取水口ピラー
Ｒ              貯水池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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