(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水池、ため池、水槽の貯水装置の双頭式フロート取水装置であって、
Ｔ字排水管（３）の両端に枢軸部（４）を回転自在に設け、この枢軸部（４）に放射線方向に堰柱を立てた朝顔型円周堰を有する一対の取水口（６）からの取水を導入する一対のＬ字導水管（５）の下部を接続し、この一対の取水口（６）と一対のＬ字導水管（５）の上部に回転自在な枢軸部７を設け、またこの一対の取水口（６）を連結する連結体（８）の下部にフロート昇降手段（２０）を介して貯水装置内の水面変動に対応するフロート（１０）を配置し、前記連結体（８）と支持体（１１）とに導水管用リンク（１３）を連結し、前記フロート（１０）の昇降を司るハンドル（２００）を前記連結体（８）に設けたフロート昇降手段（２０）に設け、また前記一対の取水口（６）、及び連結体（８）、並びに一対のＬ字導水管（５）をロの字に枠組みした構成であって、
このロの字に枠組みした一対の取水口（６）、及び連結体（８）、並びに一対のＬ字導水管（５）が、前記Ｔ字排水管（３）の両端に枢着した枢軸部（４）を支点として昇降し、この一対の取水口（６）を水面に垂直に保持するとともに、この一対の取水口（６）を円弧状に回転移動し、水面近くの温水を取水可能とすることを特徴とする双頭式フロート取水装置。
【請求項２】
貯水池、ため池、水槽の貯水装置の双頭式フロート取水装置であって、
Ｔ字排水管（３）の両端フランジ中に、回転自在とする円周パッキンを挿入した枢軸部（４）を構成し、この枢軸部（４）に放射線方向に堰柱を立てた朝顔型円周堰で、かつフロート（１０）の喫水線に対して越流水深Ｈを備えた一対の取水口（６）からの取水を導入する一対のＬ字導水管（５）の下部を枢着し、この取水口（６）とＬ字導水管（５）の上部とを接続する２個のエルボ管の間のフランジ中には同様な回転自在な枢軸部（７）を設け、またこの一対の取水口（６）を連結する連結体（８）の下部にフロート昇降手段（２０）を介して貯水装置内の水面変動に対応するフロート（１０）を配置し、前記連結体（８）と支持体（１１）とに導水管用リンク（１３）を連結し、前記フロート（１０）の昇降を司るハンドル（２００）を前記連結体（８）に設けたフロート昇降手段（２０）に設け、また前記一対の取水口（６）、及び連結体（８）、並びに一対のＬ字導水管（５）とをロの字に枠組みした構成であって、
このロの字に枠組みした一対の取水口（６）、及び連結体（８）、並びに一対のＬ字導水管（５）が、前記Ｔ字排水管（３）の両端に枢着した枢軸部（４）を支点として昇降し、この一対の取水口（６）を水面に垂直に保持するとともに、この一対の取水口（６）を円弧状に回転移動し、水面近くの温水を取水可能とすることを特徴とする双頭式フロート取水装置。
【請求項３】
一対のＬ字導水管（５）の外側両サイドに水平に張り出したアーム２３と貯水装置の壁面（１ｂ）上のガイド手段（２２）とによって、フロート（１０）の上下移動における盲動を防止した請求項２記載の双頭式フロート取水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、貯水装置における表面の温水を定量取水する双頭式フロート取水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
取水装置の従来技術は、次のような例が挙げられる。
【０００３】
（１）取水装置（特開平１０−１４０５４３号：文献１）がある。調整地等の堤体に添って高さ別に多段式に取水ゲートを有する樋管を設置し、水位に応じて上部ゲートから手動操作によって順次開栓する構造、又は取水孔を高さ別に多段式に設けた取水塔を建てて、水位に応じて上部取水孔から手動操作によって順次開栓する構造が知られている。中小ため池において、取水方式として操作が簡便で、施工費も比較的安価であることから非常に多く採用されている。しかし、「１」水位が変動する度に、水面直下の取水ゲートを開栓する操作が必要であり、「２」水位が下降しても次孔の開栓操作を失念すれば取水はゼロとなり、水位が上昇したら過剰な取水が行われ、取水量が不安定である等の欠点がある。
【０００４】
（２）シリンダーゲート（実開平２−１５６２８号：文献２）がある。伸縮型釣り竿のように、調整地等の底部から垂直に多段シリンダーを組み上げ、上端シリンダーにフロートと取水口を設けて水位の変動に追従して取水する構造が知られており、常時監視して開栓操作する作業の必要はない。しかし、「１」池底部に取水装置を設置するため、基礎工事や施工費が高くなる、「２」シリンダーの全重量をフロートで支えるためフロートが大きくなるので、重量を相殺する巻き上げ装置が別途必要となる、「３」伸縮長さによってフロートに掛かる浮力と落下流水の管壁の摩擦損失が異なり、フロートの喫水線が変化して定量取水できない等の欠点がある。
【０００５】
（３）なお、本発明が意図するリンク機構とフロートを利用した取水装置として、簡易型取水設備（特開平５−３３３６７号：文献３）があり、取水導管の高さ別に多段式に設置した個々の取水口をリンク機構でフロートが昇降して開閉する構造であり、開閉操作の作業は必要としないが、「１」定量取水ができない、「２」個々の取水口の開閉部が水没するので、土砂やごみの堆積によって作動しない危険性がある等の欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来技術は、「１」通常、常時監視による開閉操作が必要である、「２」装置が複雑となり、特別な基礎工事が必要である、「３」定量の取水ができない、「４」ごみや土砂の堆積に影響されて作動しなくなる危険性がある等の欠点がある。
【０００７】
本発明は、水面近くの温水を定量取水できる自動方式でなる双頭式フロート取水装置を提供するものであり、次のような特徴を持つ。
１）貯水池内の水位変動に追従するフロートによって、水面近くの温水を定量取水できるので、特別な作業や動力源を必要とせず、維持管理が容易である。
２）取水装置の取り付けは、特別な基礎工事を必要としない。
３）取水量の設定はフロートの喫水線に対する取水口の越流高さによって決められ、フロート昇降手段を水位目盛りを見ながらハンドル操作して調整するので、簡単に設定できる。
４）一対の取水口は、フロートの両サイドにバランス良く設置されるので、安定的な取水が確保できる。
５）一対のＬ字導水管は、Ｔ字排水管内において取水を相互に衝突させてエネルギーを減勢すると共に連行された空気の集積を促進し、下流側に設置したエアートラップとエアー抜きステッキによって連行空気は排出される。
６）取水口は、自由ナップに近い形で拡げた朝顔型円周堰を採用し、円周堰では渦が発生すると流量係数が急激に低下するので、この低下は、例えば、堰柱を、取水口の放射線方向に立てる（図５（Ｃ）参照）ことで回避できる。
７）一対の取水口は、貯水池等内の水位変動に追従するフロートによって、Ｔ字排水管の両端フランジの枢軸部を支点として、水面に垂直に保持されつつ円弧状に回転移動されるが、一対の取水口，それを連結する連結体，一対のＬ字導水管とで形成するロの字の枠組みを堅持して昇降するので、盲動することはない。
８）更に、一対のＬ字導水管の外側両サイドに水平に張り出したアームと貯水装置の壁面上のガイド手段とによって、フロートの昇降移動における盲動を防止している。
９）その上、Ｔ字排水管の上部に支持体を垂直に立て、連結体と支持体とを回転ボルトとによって接続した導水管用リンクを連結し、横方向においてＬ字導水管、連結体、導水管用リンク，支持体で構成される平行四辺形を、常時Ｔ字配水管３の両端の枢軸部４を支点として形成するリンク機構により、フロートの昇降移動における盲動を防止している。
１０）Ｔ字排水管の両端フランジの枢軸部（支点）に対して、一対の取水口，それを連結する連結体，一対のＬ字導水管とで形成するロの字の枠組みの重量（力点）を、上端のフロート（作用点）の浮力でバランスさせる構成と、この支点と作用点間は長いスパンで、かつてこの原理とを採用することから、フロート浮力は小さくて良くなり、結果として、フロート本体を小さくできる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題を解決するために、下記の構造を持つ取水装置とした。
【０００９】
請求項１の発明は、貯水池、ため池、水槽等の貯水装置であって、Ｔ字排水管３の両端に枢軸部４を回転自在に設け、この枢軸部４に放射線方向に堰柱を立てた朝顔型円周堰を有する一対の取水口６からの取水を導入する一対のＬ字導水管５の下部を接続し、この取水口６とＬ字導水管５の上部に回転自在な枢軸部７を設け、一対の取水口６を連結する連結体８の下部にフロート昇降手段２０を介して貯水装置内の水面変動に対応するフロート１０を配置し、このフロート昇降手段２０をハンドル２００の操作によって調節してフロート１０をコントロールし、Ｔ字排水管３の両端に枢着した枢軸部４を支点として、一対の取水口６、及び連結体８、並びに一対のＬ字導水管５とで形成するロの字の枠組みをコントロールし、一対の取水口６を水面に垂直に保持しつつ円弧状に回転移動して水面近くの温水を定量取水することを特徴とする双頭式フロート取水装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、貯水池、ため池、水槽等の貯水装置であって、Ｔ字排水管３の両端フランジ中に、回転自在とする円周パッキンを挿入した枢軸部４を構成し、放射線方向に堰柱を立てた朝顔型円周堰を有する一対の取水口６からの取水を導入する一対のＬ字導水管５の下部を枢軸部４に接続せしめ、取水口６とＬ字導水管５の上部とを接続する２個のエルボ管の間のフランジ中には同様な回転自在な枢軸部７を構成し、一対の取水口６を連結する連結体８の下部にフロート昇降手段２０を介して貯水装置内の水面変動に対応するフロート１０を配置し、フロート１０の喫水線に対して一対の取水口６の朝顔型円周堰の越流水深Ｈをフロート昇降手段２０のハンドル２００操作によって調節するとき、Ｔ字排水管３の両端に枢着した枢軸部４を支点として、一対の取水口６、及び連結体８、並びに一対のＬ字導水管５とで形成するロの字の枠組みをコントロールし、一対の取水口６を水面に垂直に保持しつつ円弧状に回転移動して水面近くの温水を定量取水することを特徴とする双頭式フロート取水装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、一対のＬ字導水管５の外側両サイドに水平に張り出したアーム２３と貯水装置の壁面１ｂ上のガイド手段２２とによって、フロート１０の上下移動における盲動を防止した請求項２記載の双頭式フロート取水装置である。
【００１２】
【００１３】
【発明の実施の形態】
（１）フロートの運動：Ｔ字排水管の両端フランジの枢軸部（支点）に対して、一対の取水口，それを連結する連結体，一対のＬ字導水管とで形成するロの字の枠組みの重量（力点）を、上端のフロート（作用点）の浮力で、てこの原理でバランスさせており、貯水装置内の水面変動に伴い一対の取水口を水面に垂直に保持しつつ円弧状に回転移動させる。
【００１４】
（２）定量取水量の設定：取水量の設定はフロートの喫水線に対する取水口の越流高さＨ（越流水深Ｈ）によって決められ、円周堰における取水流量Ｑは次式によって示される。
Ｑ＝Ｃ・２πＲ・Ｈ３／２
ここで、Ｃは流速係数、Ｒは取水口半径である。円周堰は、開き角度４５°で、６枚の放射線方向の堰柱を持つ朝顔型円周堰を採用した。定量取水できる適用越流水深Ｈは、Ｗａｇｎｅｒ及びＤｕｐｏｎｔの実験からＨ／Ｒ＜０．６である。Ｈ／Ｒ≧０．６では潜り堰から管の流れに移行し、フロートの昇降に伴う取水口の変動水位高さに相当する水頭分の取水量変化はあるが、水面付近の温水取水が可能である。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００１６】
「実施例１」貯水池、ため池、水槽等の貯水装置１において、水面近くの温水を定量取水するために、Ｔ字排水管３の両端フランジ中に、回転自在とする円周パッキンを挿入した枢軸部４を構成し、放射線方向に堰柱を立てた朝顔型円周堰を有する一対の取水口６からの取水を導入する一対のＬ字導水管５の下部を枢軸部４に接続せしめ、取水口６とＬ字導水管５の上部とを接続する２個のエルボ管の間のフランジ中には同様な回転自在な枢軸部７を構成し、一対の取水口６を連結する連結体８の下部にフロート昇降手段２０を介してフロート１０を配置し、フロート１０の喫水線に対して一対の取水口６の朝顔型円周堰の越流水深Ｈをフロート昇降手段２０をハンドル２００の操作によって調節するとき、Ｔ字排水管３の両端の枢軸部４を支点として、一対の取水口６、それを連結する連結体８、一対のＬ字導水管５とで形成するロの字の枠組みを、貯水装置内の水面変動に伴うフロート１０により一対の取水口６を水面に垂直に保持しつつ円弧状に回転移動させる双頭式フロート取水装置に対して、一対のＬ字導水管５の外側両サイドに水平に張り出したアーム２３と貯水装置１の壁面１ｂ上のガイド手段２２とによって、かつＴ字排水管３の上部に支持体１１を垂直に立て、連結体８と支持体１１とを回転ボルト９及び回転ボルト１２とによって接続した導水管用リンク１３を連結し、横方向においてＬ字導水管５、連結体８、導水管用リンク１３、支持体１１、Ｔ字配水管３で構成される平行四辺形を、常時Ｔ字配水管３の両端の枢軸部４を支点として形成するリンク機構により、フロート１０の昇降移動における盲動を防止した。図中１ａは貯水装置１の底面、２は貯水装置１に設けた導入通路、２１は貯水装置１の前方に設けたバースクリーン、他の構造のスクリーン、等のスクリーンを示す。
【００１７】
図中２４、２５は取水口６の水の流動時に発生するボイル、クロッチをそれぞれ示す。
【００１８】
尚、Ｔ字排水管３、又はＬ字導水管５等に空気抜きを設けることも可能であり、取水、排水等の安定性、空気連行障害の回避、又は水の流動、装置の動作等を確保する。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、特別な作業や動力源を必要せず、水面近くの温水を安定的に定量取水できる自動方式のフロート取水装置であり、次の効果を持つ。
「１」本発明は、貯水池等内の水位変動に追従するフロートによって作動し、水面近くの温水を定量取水できるので、容易な維持管理と節水効果を実現する。
「２」取水装置は、特別な基礎工事を必要としないので、安価である。
「３」取水量の設定は、フロート昇降手段を水位目盛りを見ながらハンドル操作して調整するので、簡単である。
「４」一対の取水口は、放射線方向に堰柱を立てた朝顔型円周堰を採用し、フロートの両サイドにバランス良く設置されるので、安定的な取水が確保できる。
「５」一対のＬ字導水管は、Ｔ字排水管内において取水流体の減勢を行うと共にエアーの溶出を促進するので、下流側のエアートラップとエアー抜きステッキで容易に連行空気を排出できる。
「６」一対の取水口とフロートは、ロの字の枠組みの堅持、張り出しアームとガイド手段、平行四辺形を常時形成するリンク機構による３重構造によって、盲動を防止している。
「７」フロート本体は、てこの原理によって小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】      本発明の側面図
【図２】      本発明の上面図
【図３】      本発明の正面図
【図４】      本発明の要部の斜視図
【図５】      本発明の取水口の構造を説明する断面図で、（ａ）、（ｂ）は流動状況を示す拡大断面図、（ｃ）は取水口の拡大平面図
【符号の説明】
１        貯留装置
１ａ      底面
１ｂ      壁面
２        導入通路
３        Ｔ字排水管
４        枢軸部
５        Ｌ字導水管
６        取水口
７        枢軸部
８        連結体
９        回転ボルト
１０      フロート
１１      支持体
１２      回転ボルト
１３      導水管用リンク
２０      フロート昇降手段
２００    ハンドル
２１      スクリーン
２２      ガイド手段
２３      アーム
２４      ボイル
２５      クロッチ
Ｈ        越流水深
Ｑ        取水流量
Ｃ        流速係数
Ｒ        取水口半径
【図１】
0003871203.tif 000002
【図２】
0003871203.tif 000003
【図３】
0003871203.tif 000004
【図４】
0003871203.tif 000005
【図５】
0003871203.tif 000006