(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダム貯水池等の堤体に取水路と排砂路を設け、
前記排砂路は前記取水路の下部に位置し、
前記取水路に取水ゲートを、前記排砂路に排砂ゲートを取付け、
前記取水ゲートと排砂ゲートの昇降を同一の巻上機で行う取水装置であって、
前記取水ゲートと排砂ゲートの連結、離脱手段を設けて、前記巻上機により前記取水ゲート単独又は前記取水ゲートと排砂ゲートを連動して昇降可能であることを特徴とする取水装置。
【請求項２】
前記取水ゲートと排砂ゲートの連結、離脱手段は、取水ゲートに取付けの連結軸の端部に形成のロック部と、排砂ゲートに形成のロック用溝とで構成し、前記ロック部は前記ロック用溝に挿入、離脱可能であることを特徴とする請求項１の取水装置。
【請求項３】
連結軸の端部に形成のロック部の回動を操作モータで行うことを特徴とする請求項２の取水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダム貯水池や農業用等の灌漑池等に設置し、取水量と排砂の調整を可能にする取水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダムは治水や利水の目的として構築され、治水に関しては、例えば、山間部に設置される砂防ダムにおいては、降雨による土石流による災害を防止すると共に、土砂を下流に供給する排砂機能も有する等、河川の機能維持の役割を持っている。また、利水に関しては、ダムに貯水した水は灌漑や発電等に利用されている。また、これら治水、利水の両方の目的を兼ね備えたダムも見られる。
ダムを構築または既設ダムの利用をする際には、地表を大規模に掘削するか、土地造成をする等の大規模な工事が必要であり、取水設備及び排砂設備を有するダムにおいては、従来それぞれが平面的に離れた独立した位置に設置されており、広範な工事範囲となることから、工事範囲が縮小できる技術の開発が望まれていた。
【０００３】
一方、上述のような技術ではないが、ダム貯水池や農業用等の潅漑池に設置する複数のゲートで構成される取水装置に関する技術として、実開平６−８４２８号公報がある。この公報には、上下動する複数段の取水ゲートを配置し、溝内に位置する両側壁に固着した係止部材及び連携金具を介してワイヤロープにより連係的に連結し、ワイヤロープの下端にその案内管内においてウエイト兼用のストッパーを設ける旨の発明が開示してある。
この考案によると、実開平６−８４２８号公報に開示の図面（図５（ａ）〜（ｄ））に示すように、最頂部のゲートを引き上げると、その下の第２ゲートはワイヤロープの設定長さだけ上昇しないので、最頂部のゲートと第２ゲートの間に隙間が生じて、その隙間が取水口となる。
そして、更に、最頂部のゲートを引き上げると、第２ゲート、第３ゲート、第４ゲートが、ワイヤロープの設定長さだけ離れて、引き上げられ、各々のゲート間が取水口になる。
【０００４】
【特許文献１】実開平６−８４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記した様に、特許文献１に開示の技術は、ダムを構築または既設ダムの利用をする際の工事範囲の縮小に寄与できるものではない。
また、前記特許文献１に開示の技術は、ダム貯水池からの取水制御（取水を行う水深の制御）のみを目的とするものであり、複数段設けたゲートにより排砂を行うことは考慮されていない。従って、排砂をするのに最も効果的である、上部のゲートを閉鎖し、最下部のゲートのみを開口することはできない。
そこで、本願の発明は、取水機能及び排砂機能を有するダムにおいて、工事範囲の縮小を可能にすると共に、取水ゲートの開口度制御と排砂ゲートの開閉制御を連係して効率的に行うことが可能な取水装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、従来平面的に離れた独立した位置に設置されている取水設備と排砂設備を、上下に立体的に配置すること及びその際の効果的な装置構成を想到し、本発明を完成させた。
即ち、請求項１の取水装置は、ダム貯水池等の堤体において、取水路の下部に排砂路が設けてある。そして、前記取水路には取水ゲートが取り付けてあると共に、前記排砂路には排砂ゲートが取付けてある。又、取水ゲートと排砂ゲートの昇降は同一の巻上機で行う。
そして、前記取水ゲートと排砂ゲートには連結、離脱手段が設けてあり、連結状態のときには、取水ゲートと排砂ゲートを一緒に昇降でき、離脱状態のときには取水ゲートのみを独立して昇降可能であるので、容易に取水路と排砂路の流量調整ができる。
又、請求項２の取水装置における取水ゲートと排砂ゲートの連結、離脱手段は、取水ゲートに取付けの連結軸の端部に形成のロック部と、排砂ゲートに形成のロック用溝とで構成してある。そして、ロック部がロック用溝に挿入、離脱可能であるので、ロック部がロック用溝に挿入すると取水ゲートと排砂ゲートは一体で昇降可能であるし、反対に離脱状態にすると、取水ゲート単独での昇降が可能である。
又、請求項３の取水装置は、連結軸の端部に形成のロック部の回動を操作モータで行うことによって、簡便に、ロック部がロック用溝に挿入、離脱を行うことができる。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の取水装置は、取水路の下部に排砂路を設けることによりダムを構築または既設ダムの利用をする際の工事範囲を縮小することが可能となると共に、取水ゲートと排砂ゲートに連結、離脱手段を設け同一の巻上機により昇降を行うようにしたので、取水路と排砂路の流量調整が容易かつ効率的にできる。
又、請求項２の取水装置は、ロック部をロック用溝に挿入、離脱可能であり、ロック部をロック用溝に挿入すると取水ゲートと排砂ゲートが一体で昇降可能であるし、反対に離脱状態にすると、取水ゲート単独での昇降が可能である。
又、請求項３の取水装置は、連結軸の端部に形成のロック部の回動を操作モータで行うことによって、簡便に、ロック部をロック用溝に挿入、離脱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本願の取水装置を図面を参照して説明すると、図１は取水装置を設置したダムの左側断面図、図２は取水装置の図１の正面図、図３は図１のＡ〜Ａ断面図、図４は取水ゲート１０と排砂ゲート１１の拡大正面図、図５は図４の平面図、図６、図７は取水ゲート１０と排砂ゲート１１の作用図である。
【０００９】
ダム貯水池１等の堤体２の下部には、取水路３が貫通して形成してあると共に、その下には排砂路５が貫通して形成してある。又、前記取水路３の上流取水開口部３ａには取水ゲート１０が、堤体２の頂部に設置の正逆転可能な一対の巻上機８ａ、８ｂによって、誘導溝６内を昇降可能に設置してある。又、後記で詳述するが、前記排砂路５の上流排砂開口部５ａに設置の排砂ゲート１１も、前記巻上機８ａ、８ｂによって誘導溝６内を昇降可能に設置してある。
【００１０】
図４は、前記巻上機８ａ、８ｂによって昇降可能に設置の取水ゲート１０と排砂ゲート１１の拡大正面図であり、各々、上流取水開口部３ａと上流排砂開口部５ａの閉鎖状態に対応する関係図である。尚、前記巻上機８ａ、８ｂは、取水ゲート１０と排砂ゲート１１の重量のため、左右一対設置してあり、１台であってもよい。
長方形の板状である取水ゲート１０の上両端部には、ロッド７ａ、７ｂが取り付けてあり、このロッド７ａ、７ｂは前記巻上機８ａ、８ｂに備えてあるラックギア（図示しない）に歯合し、そのラックギアの正逆転によって、ロッド７ａ、７ｂ、即ち、取水ゲート１０が昇降する。
【００１１】
又、取水ゲート１０の上縁中央には連結操作軸１３が取り付けてあり、堤体２の頂部に設置してある正逆転する操作モータ１２によって、前記連結操作軸１３が正逆転する。前記操作モータ１２には、前記操作モータ１２の駆動力を連結操作軸１３に伝達させるか否かを制御するための電動チャックを備え、前記連結操作軸１３を正逆転するときには電動チャックを締め付けて、操作モータ１２を回転させる。一方、前記巻上機８ａ、８ｂによってロッド７ａ、７ｂを介して取水ゲート１０等を上下動するときには、連結操作軸１３によって取水ゲート１０の動きが拘束されないように電動チャックを解除する。
又、連結操作軸１３の下端部には、上スプロケット２４と下スプロケット２５が取り付けてある。
【００１２】
前記排砂ゲート１１は長方形の板状であり、左右端には枠体１５が形成してあり、それらの枠体１５の上下２箇所には、後述するロック金具２２のロック部２２ａの挿入を可能にする断面長方形状の上ロック用溝１６ａ、１６ｂと下ロック用溝１７ａ、１７ｂが形成してある。尚、前記ロック部２２ａは突出した爪状であり、回転させることによって、挿入又は離脱ができる連結、離脱手段を構成する。尚、ロック用溝は、上ロック用溝１６ａ、１６ｂと下ロック用溝１７ａ、１７ｂとの間にも複数段設けてもよい。
又、前記下ロック用溝１７ａ、１７ｂの形成位置は、取水ゲート１０と排砂ゲート１１が取水路３と排砂路５を共に閉鎖状態になる位置であり、上ロック用溝１６ａ、１６ｂの位置は、排砂ゲート１１で排砂路５を閉鎖し、取水ゲート１０が上昇して取水路３を開状態にできる位置である。
又、前記排砂ゲート１１と取水ゲート１０の両端には、連結軸１８（ここでは右連結軸１８ａと左連結軸１８ｂであるが、１本であってもよい）が、排砂ゲート１１の上縁に取付けの固定のガイド１９ａ、１９ｂと取水ゲート１０の下縁に取付けのベアリング２０ａ、２０ｂを介して、正逆回転可能に取り付けてある。
【００１３】
又、前記右連結軸１８ａと左連結軸１８ｂの下端部には、ロック金具２２が取り付けてあり、このロック金具２２は、その一部が、前記上ロック用溝１６ａ、１６ｂと下ロック用溝１７ａ、１７ｂに挿入可能なロック部２２ａが形成してある。
従って、ロック部２２ａが上ロック用溝１６ａ、１６ｂ又は下ロック用溝１７ａ、１７ｂに挿入し、取水ゲート１０を上昇させると、排砂ゲート１１も上昇するが、反対に、ロック部２２ａが上ロック用溝１６ａ、１６ｂ又は下ロック用溝１７ａ、１７ｂから離脱し、取水ゲート１０を上昇させると、右連結軸１８ａと左連結軸１８ｂのみが上昇し、排砂ゲート１１は上昇しない状態になる。
【００１４】
一方、前記右連結軸１８ａと左連結軸１８ｂの上端には、前記上スプロケット２４と下スプロケット２５に対応する右スプロケット２４ａと左スプロケット２５ａが取り付けてあり、上スプロケット２４と右スプロケット２４ａの間にテンションスプロケット２４ｂを介して右チェン２４ｃが取り付けてあると共に、下スプロケット２５と左スプロケット２５ａの間にテンションスプロケット２５ｂを介して左チェン２５ｃが取り付けてある。
従って、前記電動チャックを締め付けて、前記連結操作軸１３を回転させると、前記左右チェン２４ｃ、２５ｃを介して右連結軸１８ａと左連結軸１８ｂが回転し、その回転量によって、ロック金具のロック部２２ａを上ロック用溝１６ａ、１６ｂ又は下ロック用溝１７ａ、１７ｂに挿入状態にしたり離脱状態にすることができる。
そこで、ロック部２２ａを上ロック用溝１６ａ、１６ｂ又は下ロック用溝１７ａ、１７ｂに挿入状態にしたときには、巻上機８ａ、８ｂによってロッド７ａ、７ｂを介して取水ゲート１０を昇降させると、取水ゲート１０と共に右連結軸１８ａと左連結軸１８ｂを介して排砂ゲート１１も一緒に昇降する。
逆に、ロック部２２ａを上ロック用溝１６ａ、１６ｂ又は下ロック用溝１７ａ、１７ｂから離脱状態にしたときには、巻上機８ａ、８ｂによってロッド７ａ、７ｂを介して取水ゲート１０を昇降させると、排砂ゲート１１は閉止したまま取水ゲート１０だけが昇降する。
【００１５】
次に、図６（Ａ〜Ｃ）、図７（Ｄ〜Ｅ）を参照して、前記取水ゲート１０と排砂ゲート１１の位置制御を巻上機８ａ、８ｂ、操作モータ１２、連結操作軸１３、ロック部２２ａの操作について説明する。
（１）取水路３と排砂路５の閉鎖（図６（Ａ））
取水ゲート１０と排砂ゲート１１が、現在、如何なる状態であるかによって、次の目的状態にするための操作が異なるが、ここでは、排砂ゲート１１が排砂路５に対応する位置にあるときとする。即ち、排砂ゲート１１によって排砂路５を閉鎖中である。
そこで、先ず、操作モータ１２の電動チャックを締め付けて、連結操作軸１３を逆転させて、ロック部２２ａを上ロック用溝１６ａ、１６ｂ及び下ロック用溝１７ａ、１７ｂから離脱させる。次に、巻上機８ａ、８ｂによって取水ゲート１０を取水路３に対応する位置にする。
以上の操作によって、排砂ゲート１１を排砂路５に対応する位置に、取水ゲート１０を取水路３に対応する位置で、共に、閉鎖状態とすることができると共に、ロック部２２ａが上ロック用溝１６ａ、１６ｂ及び下ロック用溝１７ａ、１７ｂから離脱状態であるので、取水ゲート１０のみが昇降可能であり、取水量の調整ができる。
【００１６】
（２）取水路３の開状態、排砂路５の閉鎖（図６（Ｂ））
前記取水路３と排砂路５が閉鎖状態（図６（Ａ））から、排砂路５の閉鎖状態を維持し、取水路３のみを開状態にする（図６（Ｂ））。
前述の（１）の状態で説明したとおり、ロック部２２ａは上ロック用溝１６ａ、１６ｂ及び下ロック用溝１７ａ、１７ｂから離脱した状態を維持する。
ここで、巻上機８ａ、８ｂによって、取水ゲート１０を上昇させると、排砂ゲート１１はそのままの状態であり、更に、取水ゲート１０を上昇させて取水路３を開放状態にする。
この様な操作によって、排砂路５を閉鎖状態にしたまま取水路３を開放状態にすることができる。
【００１７】
（３）取水ゲート１０により取水路３の流量制御（図６（Ｃ））
前記取水路３と排砂路５が閉鎖状態（図６（Ａ））にする。即ち、ロック部２２ａを上ロック用溝１６ａ、１６ｂ及び下ロック用溝１７ａ、１７ｂから離脱状態にする。
そして、この場合の取水ゲート１０の昇降は、巻上機８ａ、８ｂの正逆転によって行い、正転させると、ロッド７ａ、７ｂが上昇して取水ゲート１０も上昇し、取水路３を開放方向になり多量の水量を放出する。尚、この時、ロック部２２ａが上ロック用溝１６ａ、１６ｂ及び下ロック用溝１７ａ、１７ｂから離脱しているので、排砂ゲート１１は閉鎖中を維持する。
反対に、巻上機８ａ、８ｂを逆転によって取水ゲート１０を下降させると、取水路３を閉方向になり水量の放出を抑制する。
【００１８】
（４）排砂状態（図７（Ｄ））
この排砂状態にするためには、ロック部２２ａを上ロック用溝１６ａ、１６ｂに挿入可能な位置にする。そして、操作モータ１２の電動チャックを締め付けて、連結操作軸１３を正転させて、ロック部２２ａを上ロック用溝１６ａ、１６ｂに挿入する。
そして、電動チャックを解除した後、巻上機８ａ、８ｂによって取水ゲート１０を上昇させると、ロック部２２ａが上ロック用溝１６ａ、１６ｂに挿入状態であるので、排砂ゲート１１も上昇する。
即ち、巻上機８ａ、８ｂによって、取水ゲート１０と共に排砂ゲート１１が昇降可能であると共に、取水ゲート１０と排砂ゲート１１の位置は、上ロック用溝１６ａ、１６ｂと下ロック用溝１７ａ、１７ｂの形成位置だけ離れた状態で昇降する。
従って、ロック部２２ａが上ロック用溝１６ａ、１６ｂに挿入状態で、取水ゲート１０と共に排砂ゲート１１を昇降させると、取水路３と排砂路５の開放状態の制御ができる。
【００１９】
（５）排砂ゲート１１による排砂路５の流量制御（図７（Ｅ））
この場合には、取水ゲート１０と排砂ゲート１１の間隔を狭め、且つ、取水ゲート１０と排砂ゲート１１を一体で昇降させる。
そのためには、先ず、巻上機８ａ、８ｂによって取水ゲート１０を下降させ、ロック部２２ａを下ロック用溝１７ａ、１７ｂに挿入可能な位置（図６（Ａ））にする。そして、操作モータ１２の電動チャックを締め付けて、連結操作軸１３を正転させて、ロック部２２ａを下ロック用溝１７ａ、１７ｂに挿入する。
そして、電動チャックを解除した後、巻上機８ａ、８ｂによって取水ゲート１０を上昇させると、ロック部２２ａが下ロック用溝１７ａ、１７ｂに挿入状態であるので、排砂ゲート１１も上昇する。
従って、巻上機８ａ、８ｂによって、取水ゲート１０と共に排砂ゲート１１の昇降が可能であると共に、取水ゲート１０と排砂ゲート１１の位置は、近接状態である。
【００２０】
以上のように、本願の発明においては、取水路と排砂路を上下に配置し取水ゲート１０と排砂ゲート１１を同一の巻上機８ａ、８ｂにより昇降するようにしたので、ダムを構築または既設ダムの利用をする際の工事範囲を縮小することが可能であり、ダムの建設コストを著しく低減することができる。又、取水ゲート１０と排砂ゲート１１を、巻上機８ａ、８ｂの昇降、及び、ロック部２２ａが上ロック用溝１６ａ、１６ｂに挿入状態か否か、下ロック用溝１７ａ、１７ｂに挿入状態か否かによって、種々の形態で制御できる。
又、本発明の副次的効果（工事範囲を縮小できることに伴う効果）として、従来に比べ自然景観に配慮したダムの建設または既設ダムの利用が可能となると共に、これまで景観やコスト等の理由によりダムの建設または既設ダムの利用が困難であった地点にもダムを建設または既設ダムの利用をすることが可能となり、無駄になっている水力エネルギーの有効活用等が期待できる。
更に、本発明の構成に公知の自動制御装置を適用することにより、ダム水位に応じて上述の制御を自動的に行うことが可能であると共に、種々の保護シーケンスを構成することにより、取水ゲートと排砂ゲートの位置関係による電動チャックの指令可否等の誤動作・誤操作を防止することも可能である。
【００２１】
尚、前記実施の形態では、ロック用溝を上ロック用溝１６ａ、１６ｂと下ロック用溝１７ａ、１７ｂの上下１セットずつ設けたが、上ロック用溝１６ａ、１６ｂと下ロック用溝１７ａ、１７ｂの間にも複数段のロック用溝を設けることにより、取水と排砂を同時に行うこともできる。
又、取水ゲート１０と排砂ゲート１１の２段ゲートについて説明したが、３段以上の複数のゲートで構成できることはいうまでもない。
又、ロック部の回動の操作を操作モータで行ったが、手動で行うことによっても、簡便に、ロック部をロック用溝に挿入、離脱できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】取水装置を設置したダムの左側断面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１のＡ〜Ａ断面図である。
【図４】取水ゲートと排砂ゲートの正面図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は取水ゲートと排砂ゲートの作用図である。
【図７】（Ｄ）〜（Ｅ）は取水ゲートと排砂ゲートの作用図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ダム貯水池
２  堤体
３  取水路
５  排砂路
１０  取水ゲート
１１  排砂ゲート
８ａ、８ｂ  巻上機
１２  操作モータ
１３  連結操作軸
１６ａ、１６ｂ  上ロック用溝
１７ａ、１７ｂ  下ロック用溝
１８  連結軸
１８ａ  右連結軸
１８ｂ  左連結軸
２２  ロック金具
２２ａ  ロック部
【図１】
0004481253.tif 000002
【図２】
0004481253.tif 000003
【図３】
0004481253.tif 000004
【図４】
0004481253.tif 000005
【図５】
0004481253.tif 000006
【図６】
0004481253.tif 000007
【図７】
0004481253.tif 000008