(57)【要約】      （修正有）【課題】水力発電所のバルブの点検を効率よく行うためのバルブの点検支援方法を提供する。【解決手段】情報処理装置に、水力発電所の放水路１１に設けられているバルブ２０、放水路１１、及び放水路１１を流れる水５の情報を入力する情報入力工程と、入力した情報に基づき、情報処理装置に、放水路１１を流れる水によりバルブ２０の各位置にかかる応力を算出させる応力算出工程と、情報処理装置に、各位置のうち、所定の閾値より高い応力がかかるバルブ２０の位置を特定させる応力集中位置特定工程と、特定させた位置に、応力が集中している旨を視認可能な部材を取り付ける視認部材取付工程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水力発電所の放水路に設けられているバルブの点検支援方法であって、
情報処理装置に、前記バルブ、前記放水路、及び前記放水路を流れる水の情報を入力する情報入力工程と、
前記入力した情報に基づき、前記情報処理装置に、前記放水路を流れる水により前記バルブの各位置にかかる応力を算出させる応力算出工程と、
前記情報処理装置に、前記各位置のうち、所定の閾値より高い応力がかかる前記バルブの位置を特定させる応力集中位置特定工程と、
前記特定させた位置に、周囲から区別して当該位置を視認可能な部材を取り付ける視認部材取付工程と
を有することを特徴とするバルブの点検支援方法。
【請求項２】
前記視認部材取付工程は、自身に張力がかかると着色する部材を取り付ける工程であることを特徴とする、請求項１に記載のバルブの点検支援方法。
【請求項３】
前記視認部材取付工程は、前記特定させた位置に塗料を塗布する工程であることを特徴とする請求項１に記載のバルブの点検支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブの点検支援方法において、特に水力発電所のバルブの点検を効率よく行うための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
水力発電所には様々な水路が設けられており、その水量は水門やバルブなどの設備によってコントロールされている。特に、水力発電所のダムの放水路には大量の水が流れ、この放水路に設けられたバルブには大きな水圧がかかる。
【０００３】
なお、水門の管理方法としては、例えば特許文献１に、水門が備える主桁のフランジの板厚みに基づいて水門の健全性を評価する水門の管理方法であって、水門の応力解析を実施してフランジ内の位置毎に板厚の減少量の許容量を求め、フランジ内の位置毎の板厚の減少量の許容量を視認可能とする指標としての色分けして塗装を、フランジに施すことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４２６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水門の管理においては、上記のようにその板厚が健全性の指標となる。一方、バルブの場合は事情が異なる。すなわち、水力発電所のバルブは前述のように、放水路における水圧に耐えるため複雑な構造を有しているが、バルブそのものは比較的簡易な構造モデルに基づき設計されており、バルブのどの位置にどの程度の水圧がかかるかまで考慮して設計されているわけではない。したがって、水圧が集中的にかかる箇所（応力が集中する箇所）がバルブに存在すると、そこからクラックが発生する可能性があり、破損の原因となる。したがって、そのような箇所を、水力発電所の点検員等はバルブの現場点検において発見する必要があるが、バルブの構造は前述のように複雑なため、クラック発生箇所を特定する作業は非常に煩雑であり困難であった。
【０００６】
本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、水力発電所のバルブの点検を効率よく行うための点検支援方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の目的を達成するための本発明は、水力発電所の放水路に設けられているバルブの点検支援方法であって、情報処理装置に、前記バルブ、前記放水路、及び前記放水路を流れる水の情報を入力する情報入力工程と、前記入力した情報に基づき、前記情報処理装置に、前記放水路を流れる水により前記バルブの各位置にかかる応力を算出させる応力算出工程と、前記情報処理装置に、前記各位置のうち、所定の閾値より高い応力がかかる前記バルブの位置を特定させる応力集中位置特定工程と、前記特定させた位置に、周囲から区別して当該位置を視認可能な部材を取り付ける視認部材取付工程とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のように、バルブ、水路、及び放水路を流れる水の情報に基づきバルブの各位置にかかる応力を算出させる、応力解析を行うことにより、高い応力がかかるバルブの位置を特定させ、さらに、その位置に、周囲から区別して当該位置を視認させる部材を取り付けることで、クラックが将来発生する可能性が高い位置をバルブの点検員等に視認させることができる。これにより、点検員等は、クラックが発生する可能性が高い位置を集中的に点検することが可能となるので、バルブの破損等を未然に防ぐことができる。このように本発明によれば、水力発電所のバルブの点検を効率よく行うことができる。
【０００９】
なお、前記視認部材取付工程は、例えば、自身に張力がかかると着色する部材を取り付ける工程である。また、前記視認部材取付工程は、前記特定させた位置に塗料を塗布する工程であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、水力発電所のバルブの点検を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】水力発電所の堰体の構造の一例を示す断面図である。
【図２】バルブ２０の斜視図である。
【図３】バルブ２０の三面図（平面図、側面図、正面図）である。
【図４】バルブの点検支援方法の手順を説明するフローチャートである。
【図５】バルブ２０の応力解析の結果の一例を示す図である。
【図６】バルブ２０に視認部材を取り付けた様子を示す図である。
【図７】バルブ３０の斜視図である。
【図８】バルブ３０の三面図（平面図、側面図、正面図）である。
【図９】バルブ３０の応力解析の結果の一例を示す図である。
【図１０】バルブ３０に視認部材３８を取り付けた様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施例１＞
図１は、水力発電所の堰体の構造の一例を示す断面図である。同図に示すように、堰体１０は河川、湖等の貯水池の水３を堰き止め、これを貯留している。
【００１３】
堰体１０の内部には、例えば断面直径が数十ｃｍ程度の放水路１１が設けられている。貯水池の水３は、堰体１０の下部に設けられた取水口１２から、放水路１１を通じて、堰体１０の下流側（例えば下流河川）に放流される。
【００１４】
放水路１１の途中には、バルブ２０が設けられている。バルブ２０は例えば鋼鉄製であり、放水路２０の断面を塞いでいる。また、バルブ２０には開閉機構１３が設けられており、この開閉機構１３によってバルブ２０は上下に運動して、放水路１１を開閉する。例えば、貯水池の水３の水位が上昇した場合や堰体１０の保守管理を行う際には開閉機構１３によりバルブ２０を上方に移動させて放水路１１を開放する。これにより貯水池の水３は取水口１２から放水路１１を通じて下流側に流れる。
【００１５】
ところで、取水口１２は通常、貯水池の水面４より下方（例えば数ｍ〜数十ｍ下方）にあるので、放水路１１を流れる水５によりバルブ２０には大きな水圧が作用する。したがって、この水５を閉止するバルブ２０は、その水圧に耐えるべく複雑な構造を有している。
【００１６】
図２、３は、バルブ２０の構造の一例を示す図である。このうち図２はバルブ２０の斜視図、図３はバルブ２０の三面図（平面図、側面図、正面図）である。これらの図に示すように、バルブ２０は、放水路１１の断面形状に対応した直径を有する平板状の部材であり、放水路１１を流れる水５を受け止める略円形の面である受水面２１と、受水面２１の周縁に立設された周壁２２と、受水面２１上に縦横に設けられたフレーム２３、２４とを備える。
【００１７】
このうち、フレーム２３は受水面２１の中心を通って受水面２１を二等分割するように設けられている。一方、フレーム２３と直交する方向には複数のフレーム２４が、フレーム２３と交叉するようにして設けられている。フレーム２３、２４のそれぞれは、その両端が周壁２２に接している。
【００１８】
以下、このバルブ２０を例としてバルブの点検支援方法について説明する。
【００１９】
図４は、本実施例に係るバルブの点検支援方法の手順を説明するフローチャートである。同図に示すように、本実施例の点検支援方法ではまず、情報処理装置（コンピュータ）を用いたバルブの応力解析を行う（Ｓ１〜Ｓ２）。なお、この情報処理装置は、応力解析を実行するためのソフトウェア等を記憶している。
【００２０】
水力発電所の作業員は、まず、バルブ２０に関する情報、放水路１１に関する情報、及び放水路１１を流れる水５の情報等を情報処理装置に入力する（Ｓ１）。
【００２１】
バルブ２０に関する情報は、例えば、バルブ２０の構造を特定する情報であり、バルブ２０（受水面２１）の直径、バルブ２０の厚み（周壁２２の高さ）、フレーム２３、２４の各辺の長さである。また、バルブ２０の素材を表す情報（例えば比重）等である。
【００２２】
また、放水路１１に関する情報は、例えば、取水口１２の内径及び位置（高さ）、放水路１１の内径、高さ、勾配、長さ等である。
【００２３】
また、水５に関する情報は、例えば、水５の比重や水温、貯水池の水位４、及び水５が放水路１１を流れる時間（バルブ２０を開放する時間、タイミング）などの情報である。
【００２４】
次に、作業員は、Ｓ１で入力した情報に基づき情報処理装置により応力解析を実行し、放水路１１の水５によりバルブ２０の各位置にかかる応力を算出する（Ｓ２）。
【００２５】
図５は、バルブ２０の応力解析の結果の一例を示す図である。同図に示すように、バルブ２０の構造はメッシュにより表現されており、バルブ２０の各位置にかかる応力は、例えば有限要素法に基づき計算される。バルブ２０の各位置にかかる応力は、上記のメッシュ単位で算出される。
【００２６】
次に、作業員は、Ｓ２で実行した応力解析の結果に基づき、応力が特に集中するバルブ２０の位置を特定する（Ｓ３）。具体的には、例えば、所定値以上の応力値が算出されたメッシュを特定する。例えば、図５では、フレーム２３の中央部と端部のメッシュの応力値が高くなっている。
【００２７】
そこで、作業員は、バルブ２０の場所に赴き、Ｓ３で特定した応力が集中するバルブ２０の位置を確認し、その位置に、周囲と区別でき、クラックが発生し易い部位であることを視認させるための部材（以下、視認部材という）を取り付ける（Ｓ４）。例えば、図６に示すように、バルブ２０のフレーム２３の中央部と端部の表面に視認部材２５を取り付ける。
【００２８】
なお、視認部材２５は、例えば、取り付けた位置に応力（引張力）がかかった場合に、その張力に応じて着色する部材である。例えば、高強度ポリエチレンまたはビニロンを繊維基材とし、不飽和ポリエステルをマトリックスとして薄板状にした繊維含有プラスチックシートを、エポキシ樹脂系接着剤でバルブ２０の表面に貼付する（特開２０１３−２１３７０号公報参照）。また、視認部材２５はシールや塗料等、着色しただけのものでもよく、これを直接当該位置に貼り付け又は塗布するようにしてもよい。
【００２９】
このように、応力が集中しやすい（又は集中している）部位を可視化しておくことで、バルブ２０の点検を行う作業員は点検の際、視認部材２５を取り付けた位置を重点的に点検すればよく、バルブ２０のクラックの発生を早期かつ容易に発見することができる。
【００３０】
以上に説明したように、本実施例のバルブの点検支援方法では応力解析を行うことにより、高い応力がかかるバルブ２０の位置を特定し、さらにその位置に視認部材２５を取り付けることで、点検員等はクラックが発生する可能性が高い位置を集中的に点検することが可能となり、バルブ２０の破損等を未然に防ぐことができる。このように本実施例のバルブの点検支援方法によれば、水力発電所のバルブ２０の点検を効率よくかつ実効的に行うことができる。
【００３１】
＜実施例２＞
前述したように、水力発電所のバルブには様々な構造を有するものがある。そこで本実施例では、実施例１とは異なる構造を有するバルブの点検支援方法について説明する。
【００３２】
図７、８は、本実施例として示すバルブ３０の構造である。図７はバルブ３０の斜視図、図８はバルブ３０の三面図（平面図、側面図、正面図）である。これらの図に示すように、バルブ３０は、放水路１１の断面形状に対応した直径を有する平板状の部材であり、放水路１１を流れる水５を受け止める略円形の面を備える受水面３１と、受水部３１の周縁に立設された周壁３２と、受水面３１上に設けられたフレーム３３、３４、３５を備える。
【００３３】
受水面２１の中心を通るように取り付けられたフレーム３３は、これと略平行に設けられた他のフレーム３４よりも太い部材からなる。また、フレーム３３、３４と直交する方向のフレーム３５はそれぞれ、フレーム３３、３４と交叉するようにして設けられている。なお、フレーム３３、３４、３５のそれぞれは、その両端を周壁３２と接続している。
【００３４】
このバルブ３０に対して応力解析を行った結果の一例を図９に示した。実施例１のバルブ２０では、受水面２１の中央部のフレーム２３で応力値が高かったが、本実施例では、受水面３１の各フレーム３３、３４、３５の端部と周壁３２との接続部のメッシュで応力値が高くなっている。
【００３５】
したがって、本実施例では、図１０に示すように、フレーム３３、３４、３５の端部のそれぞれに、実施例1と同様の視認部材３８を取り付ける。
【００３６】
以上の実施例の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。
【００３７】
例えば、本実施例では水力発電所の放水路のバルブについての点検支援方法を説明したが、大きな応力がかかりクラックが発生し易いバルブに対して一般的に適用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
３  水、４  水面、５  水、１０  堰体、１１  放水路、１２  取水口、１３  開閉機構、２０  バルブ、２１  受水面、２２  周壁、２３  フレーム、２４  フレーム、２５  視認部材、３０  バルブ、３１  受水面、３２  周壁、３３  フレーム、３４  フレーム、３５  フレーム、３８  視認部材
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図５】
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【図９】
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