ベローズ式選択取水設備
【課題】取水設備を耐久性に優れ維持管理費を低減可能にすること、製作費や据え付け費の面で格段に有利にすること、蛇腹状取水筒を整然と折り畳み可能にすること、蛇腹状取水筒に共振振動が生じるのを防止可能にすること。
【解決手段】ダムの任意層の水を取水する為、ダム堤体に沿って鉛直に配設される取水通路形成体５を伸縮可能な蛇腹状取水筒２０で構成し、蛇腹状取水筒２０は円錐台の外周形状を持つ環状体２１を複数直列状に連結して複数の内径側パイプ材と外径側パイプ材とを介して連結され、蛇腹状取水筒をその下端部が接続される水路接続体の環状受部上に整然と折り畳み可能にし、蛇腹状取水筒の高さ方向途中部に水平方向への変位を規制する中間支持機構を設け、上下に隣接する各対の外径側パイプ材同士を連結する複数のバンド部材を設け、折り畳み時にバンド部材が確実に外側へ屈曲可能に構成した。
【解決手段】ダムの任意層の水を取水する為、ダム堤体に沿って鉛直に配設される取水通路形成体５を伸縮可能な蛇腹状取水筒２０で構成し、蛇腹状取水筒２０は円錐台の外周形状を持つ環状体２１を複数直列状に連結して複数の内径側パイプ材と外径側パイプ材とを介して連結され、蛇腹状取水筒をその下端部が接続される水路接続体の環状受部上に整然と折り畳み可能にし、蛇腹状取水筒の高さ方向途中部に水平方向への変位を規制する中間支持機構を設け、上下に隣接する各対の外径側パイプ材同士を連結する複数のバンド部材を設け、折り畳み時にバンド部材が確実に外側へ屈曲可能に構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダムなどの貯水施設の任意層の水を取水する為の取水設備に関し、特に蛇腹状取水筒を主体として構成したベローズ式選択取水設備において、収縮状態に折り畳んだときの折り畳み形態を改良し、蛇腹状取水筒の最大伸び状態規制用の複数のベルト部材の連結構造を改良し、蛇腹状取水筒の高さ方向の途中部が水平方向へ移動しないように規制されて上下方向に移動可能に支持される機構を追加したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上水用ダム、農業用ダム、その他の多目的ダムには、取水呑口の高さ位置を自由に調節可能な取水設備が設けられる。従来の取水設備として、特許文献に示すような、複数の直径の異なるゲート管を直列状に接続してテレスコピックに伸縮可能に構成し、上端に取水呑口を設けてなる円形多段型ゲートが広く採用されている。
【特許文献１】特開平１０−３３１１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の円形多段型ゲートからなる取水設備では、複数の直径の異なるゲート管が鋼製のものであるため、その製作費が高価になり、複数のゲート管を伸縮させる為の昇降駆動装置も大型化して高価になるなど、製作費や据付け費が全体として高価になる。しかも、鋼製の複数のゲート管が腐食しやすく耐久性に劣り、長期の使用の間の維持管理費も高価になる、などの問題がある。そこで、近年、ステンレス鋼製のゲート管を採用したものが実用に供されているが、製作コストが高価である。
【０００４】
そこで、本願発明者等は、特願２００４−１５７１２５号において、前記取水設備における取水通路形成体を伸縮可能な蛇腹状取水筒で構成し、その蛇腹状取水筒を、補強繊維入りの合成樹脂又はゴム製の可撓性を有する環状体であって円錐台の外周形状を持つ環状体を複数直列状に連結して構成するベローズ式選択取水設備を提案し、この取水設備の開発研究を行って来た。
【０００５】
図１９−１〜図１９−５は、前記のベローズ式選択取水設備の蛇腹状取水筒１００の下端付近部分の片側半分の断面を示し、蛇腹状取水筒１００を水路接続体１０１の内周側の収容受部１０２上に収縮状態に折り畳む際の挙動を示す。この選択取水設備では、収容受部１０２が下方程小径化するテーパ状に形成され、蛇腹状取水筒１００の下端部分には下方に向かって大径化する可撓性のある環状体１０３が配設されてその環状体１０３の下端の大径端部が収容受部１０２の上端に接続されている。
【０００６】
蛇腹状取水筒１００における上下に隣接する環状体１０３の小径端部同士は環状の内径側パイプ材１０４で連結され、上下に隣接する環状体１０３の大径端部同士は環状の外径側パイプ材１０５で連結されている。蛇腹状取水筒１００を収縮状態に折り畳む際に、内外の水圧差がない状態では、折り畳む際の問題はない。しかし、図示のように、蛇腹状取水筒１００に外側から水圧が作用する際には、外径側パイプ材１０５が内径側パイプ材１０４よりも重いことにも起因して、図１９−４〜図１９−５に示すように、蛇腹状取水筒１００の外面側において環状体１０３同士間に水を抱き込んだまま、蛇腹状取水筒１００が折り畳まれてしまう。そのため、複数の環状体１０３を整然と接近状に重ね合わせた状態に折り畳むことが難しいという問題がある。
【０００７】
さらに、上下に隣接する各対の外径側パイプ材１０５同士の最大離間距離を規制する為に、各対の外径側パイプ材１０５同士を連結する複数（周方向の６ケ所）のバンド部材１０６が設けられているが、外径側パイプ材１０５に連結する部位において、上側のバンド部材１０６の下端部と下側のバンド部材１０６の上端部との高さ方向の位置がラップするという関係上、それらバンド部材１０６の中心線を周方向にずらして配設していたため、上下のバンド部材１０６から外径側パイプ材１０５に曲げモーメントが作用し、強度上不利になるという問題もあった。そして、蛇腹状取水筒１００の折り畳みの際に全部のバンド部材１０６が蛇腹状取水筒１００から遠のくように外側へ屈曲するとは限らず、一部のバンド部材１０６が内側へ屈曲して折り畳まれた蛇腹状取水筒１００の環状体１０３の間に挟まることがあるという問題がある。
【０００８】
さらに、蛇腹状取水筒１００が円滑に上下に伸縮できるように、蛇腹状取水筒１００の外周側の周方向３ケ所に対応する位置において、鉛直に張設した３本のワイヤにより、全部の外径側パイプ材１０５を案内するワイヤ式案内機構が採用されていた。ところで、蛇腹状取水筒１００内を水が流れる際に、その水流に伴う振動が蛇腹状取水筒１００に発生するが、前記のワイヤ式案内機構の比較的低い固有振動数と水流に伴う振動が共振する虞がある。そこで、水流の流速を下げるために、蛇腹状取水筒１００を大径化すると、蛇腹状取水筒１００が大型化し、このベローズ式選択取水設備の設備費低減の特長がかなり損なわれてしまう。
【０００９】
本発明の目的は、耐久性に優れ維持管理費を低減可能な取水設備を提供すること、製作費や据え付け費の面で格段に有利な取水設備を提供すること、整然と折り畳み可能な蛇腹状取水筒を有する取水設備を提供すること、蛇腹状取水筒に共振振動が生じるのを防止可能な取水設備を提供すること、等である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１のベローズ式選択取水設備は、ダムなどの貯水施設の任意層の水を取水する為の取水設備において、貯水の全高にわたる鉛直構造体に沿って上端に取水呑口を有する取水通路形成体を鉛直姿勢に設け、この取水通路形成体を伸縮可能な蛇腹状取水筒で構成し、前記蛇腹状取水筒は、補強繊維入りの合成樹脂又はゴム製の可撓性を有する環状体であって円錐台の外周形状を持つ環状体を複数直列状に連結して構成され、前記蛇腹状取水筒の下端部を放水水路に接続する水路接続体と、この水路接続体の外周部に形成され下方程大径化したテーパ状の環状受部を有する水路接続体を設け、前記蛇腹状取水筒をその下端側に収縮状態に折り畳むとき、前記複数の環状体を前記環状受部上に同一姿勢に接近状に重ね合せ可能に構成したものである。
【００１１】
このベローズ式選択取水設備においては、蛇腹状取水筒を伸縮させることで、取水呑口の高さ位置を変えて任意層の水を取水できる。蛇腹状取水筒の下端部は水路接続体に接続されて放水水路に接続されている。水路接続体の外周部には、下方程大径化したテーパ状の環状受部が形成され、前記蛇腹状取水筒をその下端側に収縮状態に折り畳む時、前記蛇腹状取水筒を構成する複数の環状体が環状受部上に同一姿勢に接近状に重ね合わされる。
【００１２】
請求項２のベローズ式選択取水設備は、請求項１の発明において、上下に隣接する各対の環状体の小径端部同士を連結する金属製の環状の内径側パイプ材を複数設け、上下に隣接する各対の環状体の大径端部同士を連結する金属製の環状の外径側パイプ材を複数設けたものである。
【００１３】
請求項３のベローズ式選択取水設備は、請求項１の発明において、前記蛇腹状取水筒の最下端部分には、上端に大径端部を有し且つ下端に小径端部を有する環状体を配置し、この環状体の小径端部が前記環状受部の上端部に接続されたものである。
【００１４】
請求項４のベローズ式選択取水設備は、請求項２の発明において、上下に隣接する各対の外径側パイプ材同士間の最大離間距離を規制する為に、前記各対の外径側パイプ材同士を連結する複数のバンド部材を設けたものである。
【００１５】
請求項５のベローズ式選択取水設備は、請求項４の発明において、前記蛇腹状取水筒のほぼ全長に亙って上下方向に列をなす複数のバンド部材はそれらの中心線を一致させた直列状に配設され、各バンド部材は、バンド部材の大部分を構成するバンド部材本体とこのバンド部材本体の下端部に連結された１対のリンク部材とで構成されたものである。
請求項６のベローズ式選択取水設備は、請求項５の発明において、前記リンク部材が蛇腹状取水筒の内方へ倒れないように規制するストッパーを外径側パイプ材に固定的に設けたものである。
【００１６】
請求項７のベローズ式選択取水設備は、請求項４〜６の何れかの発明において、前記バンド部材本体は補強繊維入りの可撓性のある成形体で構成され、このバンド部材本体は、前記蛇腹状取水筒を折り畳む際に蛇腹状取水筒から遠のくように外側へ屈曲するように癖付けして成形されたものである。
【００１７】
請求項８のベローズ式選択取水設備は、請求項１〜７の何れかの発明において、前記蛇腹状取水筒の高さ方向の１又は複数の途中部に、外径側パイプ材として機能する円環体と、この円環体に固定されて水平に延びる複数の腕部材と、各腕部材の先端部に装備した複数のガイドローラとを設け、鉛直構造体と一体の複数の側壁構造に、複数の腕部材の先端部のガイドローラを夫々上下方向に移動自在に案内する案内レールを設け、前記円環体と複数の腕部材と複数のガイドローラと案内レールとを有する中間支持機構により、前記蛇腹状取水筒の高さ方向の１又は複数の途中部が水平方向へ移動しないように規制されて上下方向に移動可能に支持されるように構成したものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、取水通路形成体を伸縮可能な蛇腹状取水筒で構成するが、蛇腹状取水筒は補強繊維入りの可撓性のある合成樹脂やゴム材料で構成することができるため、製作費を低減でき、軽量化できるため蛇腹状取水筒を昇降する為の昇降駆動装置の小型化を図ることも可能で、取水設備全体の建設費を低減可能である。
また、蛇腹状取水筒は、耐蝕性に優れるものに構成できるから、耐蝕性と耐久性を高め、維持管理を簡単化し、維持管理費を低減することができる。蛇腹状取水筒が円錐台の外周形状を持つ環状体を複数直列状に連結して構成されるため、１種類の環状体を複数製作すればよいので、蛇腹状取水筒を安価に製作可能である。
【００１９】
蛇腹状取水筒を折り畳む際に、水路接続体の外周部の下方程大径化した環状受部上に、蛇腹状取水筒の複数の環状体を同一姿勢で近接状に重ね合わせることができるので、蛇腹状取水筒の外面側に水圧が作用する場合でも、複数の環状体を整然と近接状に重ね合わせて折り畳むことができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、環状体の小径端部を内径側パイプ材に連結するため環状体を強く屈曲させる必要がなく、蛇腹状取水筒の伸縮に伴う環状体の歪み量を小さくして耐久性を高めることができる。環状体の大径端部を外径側パイプ材に連結するため環状体を強く屈曲させる必要がなく、蛇腹状取水筒の伸縮に伴う環状体の歪み量を小さくして耐久性を高めることができる。
【００２１】
接続３の発明によれば、蛇腹状取水筒の最下端部分には、上端に大径端部を有し且つ下端に小径端部を有する環状体を配置し、この環状体の小径端部が前記環状受部の上端部に接続されるため、蛇腹状取水筒の取水通路を水路接続体内の水路に接続できる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、複数のバンド部材により上下に隣接する外径側パイプ材同士の最大離間距離を規制するため、環状体に無理な荷重が作用するのを防止でき、耐久性を確保できる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、蛇腹状取水筒のほぼ全長に亙って上下方向に列をなす複数のバンド部材はそれらの中心線を一致させた直列状に配設されているため、バンド部材から外径側パイプ材に曲げモーメントが作用しないから強度的に有利である。しかも、各バンド部材は、バンド部材の大部分を構成するバンド部材本体とこのバンド部材本体の下端部に連結された１対のリンク部材とで構成されているため、蛇腹状取水筒を収縮させる際に、１対のリンク部材を介してバンド部材を外側へ屈曲させることができる。
請求項６の発明によれば、リンク部材が蛇腹状取水筒の内方へ倒れないように規制するストッパーを外径側パイプ材に固定的に設けたので、蛇腹状取水筒を収縮させる際に、リンク部材が蛇腹状取水筒の外方へ倒れて、バンド部材を外側へ屈曲させることができる。
【００２４】
請求項７の発明によれば、バンド部材本体は補強繊維入りの可撓性のある成形体で構成され、このバンド部材本体は、前記蛇腹状取水筒を折り畳む際に蛇腹状取水筒から遠のくように外側へ屈曲するように癖付けして成形されているため、蛇腹状取水筒を収縮させる際に、バンド部材を確実に外側へ屈曲させることができる。
【００２５】
請求項８の発明によれば、蛇腹状取水筒の高さ方向の１又は複数の途中部に、外径側パイプ材として機能する円環体と、この円環体に固定されて水平に延びる複数の腕部材と、各腕部材の先端部に装備した複数のガイドローラとを設け、鉛直構造体と一体の複数の側壁構造に、複数の腕部材の先端部のガイドローラを夫々上下方向に移動自在に案内する案内レールを設け、この円環体と複数の腕部材と複数のガイドローラと案内レールとを有する中間支持機構により、蛇腹状取水筒の高さ方向の１又は複数の途中部が水平方向へ移動しないように規制されて上下方向に移動可能に支持されるように構成したので、蛇腹状取水筒内を流れる水流により蛇腹状取水筒が振動するとき、円環体と腕部の高さ位置の部位が振動の節部となる。つまり、円環体と腕部の高さ位置を適切に設定することにより、蛇腹状取水筒内を流れる水流による振動と蛇腹状取水筒の固有振動との共振を回避することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明のベローズ式選択取水設備は、ダムなどの貯水施設の任意層の水を取水する為の取水設備において、貯水の全高にわたる鉛直構造体に沿って上端に取水呑口を有する取水通路形成体を鉛直姿勢に設け、この取水通路形成体を伸縮可能な蛇腹状取水筒で構成し、前記蛇腹状取水筒は、補強繊維入りの合成樹脂又はゴム製の可撓性を有する環状体であって円錐台の外周形状を持つ環状体を複数直列状に連結して構成され、前記蛇腹状取水筒の下端部を放水水路に接続する水路接続体と、この水路接続体の外周部に形成され下方程大径化したテーパ状の環状受部を有する水路接続体を設け、前記蛇腹状取水筒をその下端側に収縮状態に折り畳むとき、前記複数の環状体を前記環状受部上に同一姿勢に接近状に重ね合せ可能に構成したものである。
【実施例１】
【００２７】
以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
図１〜図７に示すように、このベローズ式選択取水設備１はダム（貯水施設に相当する）の水面付近及び任意層の水を取水する為のものであり、このベローズ式選択取水設備１は、ダムの貯水側においてコンクリート製のダム堤体２（貯水の全高にわたる鉛直構造体に相当する）に沿って鉛直姿勢に配設されている。このベローズ式選択取水設備１の前面側には、浮遊物やゴミ等の異物の進入を防止する為のスクリーン３が設けられ、ベローズ式選択取水設備１の左右両側には、ダム堤体２と一体的に形成されたコンクリート製の側壁体４が形成されている。
【００２８】
ベローズ式選択取水設備１は、スクリーン３、取水通路形成体５を構成する蛇腹状取水筒２０、この取水通路形成体５の上端の取水呑口６を形成する取水呑口形成体７、取水呑口形成体７に付設された１組のフック部材８、蛇腹状取水筒２０の上端部が連結された取水呑口形成体７を昇降させる為の昇降駆動装置９、休止台１０、制水蓋１１、休止台１０を回動させる為の補助昇降駆動装置１２、蛇腹状取水筒２０の下端部に接続された水路接続体４０などを有する。
【００２９】
前記取水通路形成体５はダム堤体２に沿って鉛直姿勢に配設されて上端に取水呑口６を有し、この取水通路形成体５は伸縮可能な蛇腹状取水筒２０で構成されている。蛇腹状取水筒２０は、直列状に連結された可撓性のある複数の環状体２１、複数の内径側パイプ材２２、複数の外径側パイプ材２３、複数のバンド部材２４などで構成されている（図７，図１３，図１６参照）。
【００３０】
図２，図７，図９に示すように、環状体２１は、補強繊維（例えばナイロン繊維等）入りの合成樹脂又はゴム製の可撓性を有する環状体（例えば厚さ５ｍｍ）であって円錐台の外周形状を持つ環状体である。蛇腹状取水筒２０における、最上端の環状体２１は小径端部２１ａ（内周端部）を上側にして取水呑口形成体７に接続され、小径端部２１ａを上側にした環状体２１と大径端部２１ｂ（外周端部）を上側にした環状体２１とが交互に配置され隣接する環状体２１同士が連結されている。複数の環状体２１は共通の成形型で成形される同構造・同形状のものである。
【００３１】
図７，図１６に示すように、上下に隣接する環状体２１の小径端部２１ａをステンレス製の環状の内径側パイプ材２２の上下両面に重ね、ステンレス製の環状当板２５をボルト締結することで固定されている。内径側パイプ材２２の下面において環状当板２５には周方向適当間隔おきにスペーサ２６が固定されている。上下に隣接する環状体２１の大径端部２１ｂをステンレス製の環状の外径側パイプ材２３の上下両面に重ね、ステンレス製の環状当板２７をボルト締結することで固定されている。外径側パイプ材２３の下面において環状当板２７には周方向適当間隔おきにスペーサ２８が固定されている。尚、図１６は蛇腹状取水筒２０を最大限収縮させた折り畳み状態を示すものであり、この状態では、スペーサ２６，２８の下端が環状当板２５，２７に夫々当接する。
【００３２】
図１３〜図１６に示すように、蛇腹状取水筒２０を伸長させた状態のときの、上下に隣接する各対（各組）の外径側パイプ材２３同士間の最大離隔距離を規制する為に、上下に隣接する各対の外径側パイプ材２３同士を連結する複数（例えば６本）のバンド部材２４が周方向等間隔の６ケ所に設けられている。バンド部材２４は、その大部分を構成するバンド部材本体３０と、このバンド部材本体３０の下端部に連結された１対のリンク部材３１とを有する。
【００３３】
バンド部材本体３０は、高張力に耐える補強繊維（例えばアラミド繊維など）入りの合成樹脂又はゴム製の帯状の可撓性のある成形体で構成され、このバンド部材本体３０の上下両端部にはピン連結部３０ａ，３０ｂが形成されている。外径側パイプ材２３の外周部にバンド部材２４を連結する連結構造に関して、外径側パイプ材２３の外周面には当板５０を挟んで、断面「エ」字状のスペーサ部材５１がボルトにて固定され、このスペーサ部材５１の外面には１対の立向きのブラケット５２が固定され、この１対の立向きのブラケット５２に水平の連結ピン５３が架着されている。
【００３４】
その水平の連結ピン５３の両端付近に１対のリンク部材３１の下端部が枢着され、これら１対のリンク部材３１の間において連結ピン５３には、下側のバンド部材本体部３０の上端部のピン連結部３０ａが連結されている。また、１対のリンク部材３１の上端部には水平の連結ピン５４が架着され、その水平の連結ピン５４には、上側のバンド部材本体部３０の下端部のピン連結部３０ｂが連結されている。図１５に示すように、蛇腹状取水筒２０のほぼ全長に亙って上下方向に列をなす複数のバンド部材２４，２４，・・は、それらの中心線５５を一致させた直列状に配設されている。これは、１対のリンク部材３１を設けたことで実現されている。その結果、上下のバンド部材２４から外径側パイプ材２３に曲げモーメントが作用することがなく、強度的に有利になっている。尚、前記のように、外径側パイプ材２３の周方向同位置において、上側のバンド部材２４（リンク部材３１）の下端部と下側のバンド部材２４（バンド部材本体部３０）の上端部とを高さ方向にずらして連結する構造については、上記構造以外の種々の構造を採用可能である。
【００３５】
蛇腹状取水筒２０を収縮状態に折り畳む際に、図１６に示すように、バンド部材２４が蛇腹状取水筒２０から遠のくように外側へ屈曲するように、バンド部材２４の中段高さ部位に対応するバンド部材本体部３０の部位には、前記のように外側へ屈曲するように癖付けして成形した屈曲部３０ａが形成されており、リンク部材３１が内方へ倒れないように規制するストッパー５６（図１４、図１６、図１７参照）がブラケット５２に設けられいる。それ故、蛇腹状取水筒２０を収縮させて折り畳む際に、図１６に示すように、全部のバンド部材２４が外側へ確実に屈曲する。
【００３６】
尚、図１７は、外径側パイプ材２３として機能する後述する円環体２３Ａにバンド部材２４の下端部と上端部を連結する構造を示す。円環体２３Ａの外周側の上端部分には、当板５０Ａ、スペーサ５１Ａ、ブラケット５２Ａ、連結ピン５３、連結ピン５４、バンド部材２４（リンク部材３１）などが連結されている。円環体２３Ａの外周側の下端部分には、当板５０Ａ、スペーサ５１Ａ、ブラケット５２Ａ、連結ピン５３Ａ、バンド部材２４（バンド部材本体部３０）などが連結されている。
【００３７】
図２，図７，図８に示すように、全部の外径側パイプ材２３を鉛直方向に案内する為の複数（例えば蛇腹状取水筒２０の両側に２本）のガイドワイヤ３３が鉛直に取水設備の全高にわたって張設され、これらガイドワイヤ３３は、外径側パイプ材２３に突設された被ガイド片３２の穴を挿通し、全部の外径側パイプ材２３を鉛直方向に案内している。
【００３８】
図２、図５に示すように、取水呑口形成体７は、ステンレス製の板材により平面視にて扇形のボックス状に形成され、その前面側に矩形状の取水呑口６が形成されている。この取水呑口形成体７から左右に延びたアーム３４の先端には案内用の３つのローラ３５ａ，３５ｂ，３５ｂが夫々設けられている。左右の側壁体４（側壁構造に相当する）にはローラ３５ａ，３５ｂ，３５ｂを案内するステンレス製の案内レール３６が鉛直に延びるように設けられ、左右のアーム３４の先端のローラ３５ａ，３５ｂ，３５ｂが案内レール３６で夫々案内され、取水呑口形成体７が上下方向に円滑に昇降するように案内される。
【００３９】
図１０〜図１２に示すように、蛇腹状取水筒２０の高さ方向途中部の１又は複数個所に設ける中間支持機構６０について説明する。このベローズ式選択取水設備１においては、例えば蛇腹状取水筒２０の全高をほぼ３等分する高さ方向途中の２個所に装備される。中間支持機構６０は、外径側パイプ材２３として機能する前記の円環体２３Ａと、この円環体２３Ａに固定され且つ前記案内レール３６の方へ水平に延びる１対の腕部材６１と、各腕部材６１の先端部に装備された３つのガイドローラ６２ａ，６２ｂ，６２ｂなどを有する。ローラ６２ａは、前記ローラ３５ａと同様に案内レール３６の溝内を転動し、ローラ６２ｂ，６２ｂは、前記ローラ３５ｂ，３５ｂと同様に案内レール３６の外壁面に接触して転動する。このように、中間支持機構６０により、蛇腹状取水筒２０の途中部が、上下動可能であるが水平方向へ殆ど変位しないように規制されている。
【００４０】
図２，図３，図７，図９に示すように、蛇腹状取水筒２０の下端には、ステンレス製の水路接続体４０が連結され、この水路接続体４０をダム堤体２の基部内の放水水路４２の上端側に装備することにより、蛇腹式取水筒２０内の通路が水路接続体４０内の水路４１を介して放水水路４２に接続されている。水路接続体４０の上半部の外周部には、下方程大径化したテーパ状の環状受部４０ａが形成されている。蛇腹状取水筒２０の下端部には、小径端部２１ａを下側にした環状体２１が配設され、その環状体２１の小径端部２１ａが環状受部４０ａに接続されている。蛇腹状取水筒２０を図３，図９に示すように下端側に収縮状態に折り畳むとき、複数の環状体２１を環状受部４０ａ上に同一姿勢に接近状に重ね合わせ可能に構成してある。
【００４１】
図２に示すように、昇降駆動装置９は、取水呑口形成体７に連結されたワイヤを巻き取ったり繰り出したりすることにより、蛇腹状取水筒２０に連結された取水呑口形成体７を昇降させるものである。この昇降駆動装置９はベローズ式選択取水設備１の上端部分の機械室１４に設置されている。この昇降駆動装置９により取水呑口形成体７を昇降させることにより蛇腹状取水筒２０を伸縮させることができる。
【００４２】
ダムの水位が高い場合は、ほぼ水位に応じて蛇腹状取水筒２０が伸長し、上端の取水呑口６からダム内の任意層（但し、通常は表層）の水が取水されて、蛇腹状取水筒２０の水路と水路接続体４０の水路４１と放水水路４２を経て放流される。ダムの水位が低い場合にも、ほぼ水位に応じて蛇腹状取水筒２０が収縮し、上端の取水呑口６からダム内の任意層（但し、通常は表層）の水が取水されて、前記と同様に放流される。
【００４３】
水路接続体４０の前面部には、蛇腹状取水筒２０の下端よりも下側に、保安ゲート１３が設けられている。例えば、取水呑口６にゴミが詰まったりして、ダム内の水圧と蛇腹状取水筒２０内の水圧の水頭差が所定値以上になった場合に、保安ゲート１３が自動的に水平姿勢に回動して開くようになっている。
【００４４】
蛇腹状取水筒２０を点検したり修理したりする場合には、図３に示すように、蛇腹状取水筒２０を最大限収縮した状態にし、図示のフック部材８を更に下降させて水路接続体４０の上端に係合させてから、最大限収縮した状態の蛇腹状取水筒２０と水路接続体４０とを図２に鎖線で図示の上昇位置まで引き上げて、蛇腹状取水筒２０の点検や修理を行う。
【００４５】
また、放水水路４２を点検したり修理したりする場合には、前記と同様に、収縮状態の蛇腹状取水筒２０と水路接続体４０とを図２に鎖線で示す最大上昇位置まで上昇させ、補助昇降駆動装置１２により、休止台１０を水平姿勢まで回動させ、休止台１０に装備している制水蓋１１を水路接続体４０の水路４１の下端側にボルトで固定し、その後それらの全体を下降させ、制水蓋１１により放水水路４２の上端を閉鎖し、放水水路４２へ水が流れないようにする。
【００４６】
次に、以上説明したベローズ式選択取水設備１の作用、効果について説明する。
昇降駆動装置９により取水呑口形成体７を昇降させることにより蛇腹状取水筒２０を伸縮させることができる。ダムの水位に応じて、蛇腹状取水筒２０を伸縮させることで、ダムの任意層の水を選択的に取水して放流する作用については既述のとおりである。
【００４７】
取水通路形成体５を伸縮可能な蛇腹状取水筒２０で構成し、蛇腹状取水筒２０は複数の環状体２１を直列状に連結して構成され、環状体２１は補強繊維入りの可撓性のある合成樹脂やゴム材料で構成してあるため、蛇腹状取水筒２０の製作費を低減でき、軽量化できるため蛇腹状取水筒２０を昇降する為の昇降駆動装置９の小型化を図ることも可能で、取水設備１全体の建設費を低減することができる。蛇腹状取水筒２０は、耐蝕性に優れるものに構成できるから、耐蝕性と耐久性を高め、長期の使用の間の維持管理を簡単化し、維持管理費を低減することができる。
【００４８】
水路接続体４０の外周部には、下方程大径化したテーパ状の環状受部４０ａが形成され、前記蛇腹状取水筒２０をその下端側に収縮状態に折り畳む時、蛇腹状取水筒２０を構成する複数の環状体２１が環状受部４０ａ上に同一姿勢に接近状に重ね合わされる。
【００４９】
図１８−１〜図１８−２は、昇降駆動装置９により取水呑口形成体７を下降させることで、蛇腹状取水筒２０を収縮状態に折り畳む際の挙動を示すものである。このとき、蛇腹状取水筒２０の下端側の環状体２１から順に環状受部２１の上に重ねられるが、蛇腹状取水筒２０に外側から水圧が作用する場合でも、外径側パイプ材２３が内径側パイプ材２２よりも重いことも起因して、図１８−３，図１８−４に示すように、上下に隣接する環状体２１と環状体との間に水を抱き込むことなく、上下の環状体２１，２１がほぼ密着状に重なるように折り畳まれる（図３，図９参照）。
【００５０】
環状体２１の小径端部２１ａを内径側パイプ材２２に連結するため、環状体２１を強く屈曲させる必要がなく、蛇腹状取水筒２０の伸縮に伴う環状体２１の歪み量を小さくして耐久性を高めることができる。環状体２１の大径端部２１ｂを外径側パイプ材２３に連結するため環状体２１を強く屈曲させる必要がなく、蛇腹状取水筒２０の伸縮に伴う環状体２１の歪み量を小さくして耐久性を高めることができる。
【００５１】
環状体２１の小径端部２１ａ（内周端部）が内径側パイプ材２２に連結され、環状体２１の大径端部２１ｂ（外周端部）が外径側パイプ材２３に連結され、複数の環状体２１の内外両端部が内径側および外径側パイプ材２２，２３により補強され形状保持されるため、蛇腹状取水筒２０が損傷しにくくなり、耐久性を高めることができる。
【００５２】
複数のバンド部材２４により上下に隣接する外径側パイプ材２３同士の最大離間距離を規制するため、環状体２１に無理な荷重が作用するのを防止でき、耐久性を確保できる。 しかも、蛇腹状取水筒２０のほぼ全長に亙って上下方向に列をなす複数のバンド部材２４はそれらの中心線５５を一致させた直列状に配設されているため、バンド部材２４から外径側パイプ材２３に曲げモーメントが作用しないから強度的に有利である。
【００５３】
しかも、各バンド部材２４は、バンド部材２４の大部分を構成するバンド部材本体３０とこのバンド部材本体３０の下端部に連結された１対のリンク部材３１とで構成されているため、また、リンク部材３１が内方へ倒れないように規制するストッパー５６が設けられているため、蛇腹状取水筒２０を収縮させる際に、１対のリンク部材３１を介してバンド部材２４を外側へ屈曲させることができる。しかも、バンド部材本体３０の途中部に成形時に癖付けした屈曲部３０ａを形成するため、バンド部材２４を外側へ屈曲させることができる。
【００５４】
他方、複数のガイドワイヤ３３によって複数の外径側パイプ材２３を鉛直方向に案内するため、蛇腹状取水筒２０が複数のガイドワイヤ３３に沿って伸縮するように案内することができ、蛇腹状取水筒２０の損傷を防止し、耐久性を高め、蛇腹状取水筒２０内を流れる水流の円滑化を図ることができる。
【００５５】
特に、蛇腹状取水筒２０の高さ方向の途中部の複数部位（例えば、２個所）に中間支持機構６０を設けて、蛇腹状取水筒２０の上下動は許容しつつ水平移動しないように規制するため、蛇腹状取水筒２０の固有振動数を高め、蛇腹状取水筒２０内の水流による振動と共振する現象が発生するのを確実に防止することができる。蛇腹状取水筒２０内の水流による振動の振動数を下げるために、蛇腹状取水筒２０を大径化する必要もないので、ベローズ式選択取水設備１の設備費低減可能という特長を維持することができる。
【００５６】
蛇腹状取水筒２０を収縮させた状態では、複数の環状体２１が同一姿勢になって接近状に重なるので、収縮状態のときの蛇腹式取水筒２０の全体長さが小さくなる。そのため、ベローズ式選択取水設備１の鉛直方向長さを小さくでき、設備費の面で有利である。
蛇腹状取水筒２０の下端よりも下側に保安ゲート１３を設けたので、何らかの理由で蛇腹状取水筒２０に過大な水圧が作用する場合に、保安ゲート１３を開放して蛇腹状取水筒２０が損傷するのを防止できる。
【００５７】
前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
１］前記蛇腹状取水筒２０における内径側パイプ材２２の代わりに、金属製の環状板を採用し、外径側パイプ材２３の代わりに金属製の環状板を採用することも可能である。これらの環状板によっても、蛇腹状取水筒２０を構成する複数の環状体２１を補強し形状保持することができる。或いは、隣接する環状体２１の小径端部２１ａ同士を内径側パイプ材２２を省略した状態で固着し、隣接する環状体２１の大径端部を外径側パイプ材２３を省略した状態で固着してもよい。
【００５８】
２］蛇腹状取水筒２０の環状体２１は、強度に優れる織布（例えば、合成樹脂製のテント用生地など）で構成したり、或いは、そのような織布の両面に低摩擦の合成樹脂コートやゴムコートを被覆したような可撓性のあるシート状（膜状）材料で構成してもよい。
３］前記蛇腹状取水筒２０における内径側パイプ材２２や外径側パイプ材２３は合成樹脂製の成形体（パイプ材又は非パイプ材）で構成してもよい。また、蛇腹状取水筒２０に使用する種々の部品の大部分を、合成樹脂製の部品で構成してもよい。
【００５９】
４］前記中間支持機構６０を設けるため、ガイドワイヤ３３によって蛇腹状取水筒を上下方向に案内する案内機構を省略することができる。尚、中間支持機構６０を設ける１又は複数の部位は、蛇腹状取水筒２０の全長、直径、蛇腹状取水筒２０内を流れる水流の流速等を加味して適切に設定するものとする。
５］本発明は、以上説明した実施例に限定されるものではなく、ダム以外の貯水施設（、貯水池、堰、湖沼、河川、海など）から取水する取水設備に適用可能であり、また、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施することができ、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施例に係るベローズ式選択取水設備の正面図である。
【図２】ベローズ式選択取水設備とダム堤体の縦断面図である。
【図３】蛇腹状取水筒を最下位置に収縮させた状態を示す要部断面図である。
【図４】昇降駆動装置と補助昇降駆動装置を収容した機械室の平面図である。
【図５】ベローズ式選択取水設備の平面図である。
【図６】ベローズ式選択取水設備の横断面図である。
【図７】伸長状態にした蛇腹状取水筒と水路接続体の要部縦断面図である。
【図８】外径側パイプ材とガイドワイヤを示す要部縦断面図である。
【図９】ほぼ収縮状態にした蛇腹状取水筒の要部縦断面図である。
【図１０】ベローズ式選択取水設備の中間支持機構の部分を示す要部縦断面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】図１０の要部を拡大した縦断面図である。
【図１３】蛇腹状取水筒のバンド部材を示す要部縦断面図である。
【図１４】図１３の要部を拡大した要部拡大断面図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線断面図である。
【図１６】蛇腹状取水筒の下端側部分を折り畳んだ状態を示す要部縦断面図である。
【図１７】円環体とバンド部材の端部を示す要部縦断面図である。
【図１８−１】蛇腹状取水筒の折り畳み開始直前の挙動を説明する説明図である。
【図１８−２】蛇腹状取水筒の折り畳み開始直後の挙動を説明する説明図である。
【図１８−３】蛇腹状取水筒の折り畳み開始後の挙動を説明する説明図である。
【図１８−４】蛇腹状取水筒の折り畳み開始後２枚の環状体が重なり合った状態の挙動を説明する説明図である。
【図１９−１】先行技術の蛇腹状取水筒の折り畳み開始直前の挙動を説明する説明図。
【図１９−２】先行技術の蛇腹状取水筒の折り畳み開始直後の挙動を説明する説明図。
【図１９−３】先行技術の蛇腹状取水筒の折り畳み開始後２枚の環状体の間に水を抱き込み始めたときの挙動を説明する説明図である。
【図１９−４】先行技術の蛇腹状取水筒の折り畳み開始後２枚の環状体の間に水を抱き込んだときの挙動を説明する説明図である。
【図１９−５】先行技術の蛇腹状取水筒の折り畳み状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ ベローズ式選択取水設備
２ ダム堤体
５ 取水通路形成体
６ 取水呑口
１３ 保安ゲート
２０ 蛇腹状取水筒
２１ 環状体
２１ａ 小径端部
２１ｂ 大径端部
２２ 内径側パイプ材
２３ 外径側パイプ材
２３Ａ 円環体
２４ バンド部材
３０ バンド部材本体
３１ リンク部材
３３ ガイドワイヤ
３６ 案内レール
４０ 水路接続体
４０ａ 環状受部
６０ 中間支持機構
６１ 腕部材
６２ａ，６２ｂ ガイドローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダムなどの貯水施設の任意層の水を取水する為の取水設備に関し、特に蛇腹状取水筒を主体として構成したベローズ式選択取水設備において、収縮状態に折り畳んだときの折り畳み形態を改良し、蛇腹状取水筒の最大伸び状態規制用の複数のベルト部材の連結構造を改良し、蛇腹状取水筒の高さ方向の途中部が水平方向へ移動しないように規制されて上下方向に移動可能に支持される機構を追加したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上水用ダム、農業用ダム、その他の多目的ダムには、取水呑口の高さ位置を自由に調節可能な取水設備が設けられる。従来の取水設備として、特許文献に示すような、複数の直径の異なるゲート管を直列状に接続してテレスコピックに伸縮可能に構成し、上端に取水呑口を設けてなる円形多段型ゲートが広く採用されている。
【特許文献１】特開平１０−３３１１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の円形多段型ゲートからなる取水設備では、複数の直径の異なるゲート管が鋼製のものであるため、その製作費が高価になり、複数のゲート管を伸縮させる為の昇降駆動装置も大型化して高価になるなど、製作費や据付け費が全体として高価になる。しかも、鋼製の複数のゲート管が腐食しやすく耐久性に劣り、長期の使用の間の維持管理費も高価になる、などの問題がある。そこで、近年、ステンレス鋼製のゲート管を採用したものが実用に供されているが、製作コストが高価である。
【０００４】
そこで、本願発明者等は、特願２００４−１５７１２５号において、前記取水設備における取水通路形成体を伸縮可能な蛇腹状取水筒で構成し、その蛇腹状取水筒を、補強繊維入りの合成樹脂又はゴム製の可撓性を有する環状体であって円錐台の外周形状を持つ環状体を複数直列状に連結して構成するベローズ式選択取水設備を提案し、この取水設備の開発研究を行って来た。
【０００５】
図１９−１〜図１９−５は、前記のベローズ式選択取水設備の蛇腹状取水筒１００の下端付近部分の片側半分の断面を示し、蛇腹状取水筒１００を水路接続体１０１の内周側の収容受部１０２上に収縮状態に折り畳む際の挙動を示す。この選択取水設備では、収容受部１０２が下方程小径化するテーパ状に形成され、蛇腹状取水筒１００の下端部分には下方に向かって大径化する可撓性のある環状体１０３が配設されてその環状体１０３の下端の大径端部が収容受部１０２の上端に接続されている。
【０００６】
蛇腹状取水筒１００における上下に隣接する環状体１０３の小径端部同士は環状の内径側パイプ材１０４で連結され、上下に隣接する環状体１０３の大径端部同士は環状の外径側パイプ材１０５で連結されている。蛇腹状取水筒１００を収縮状態に折り畳む際に、内外の水圧差がない状態では、折り畳む際の問題はない。しかし、図示のように、蛇腹状取水筒１００に外側から水圧が作用する際には、外径側パイプ材１０５が内径側パイプ材１０４よりも重いことにも起因して、図１９−４〜図１９−５に示すように、蛇腹状取水筒１００の外面側において環状体１０３同士間に水を抱き込んだまま、蛇腹状取水筒１００が折り畳まれてしまう。そのため、複数の環状体１０３を整然と接近状に重ね合わせた状態に折り畳むことが難しいという問題がある。
【０００７】
さらに、上下に隣接する各対の外径側パイプ材１０５同士の最大離間距離を規制する為に、各対の外径側パイプ材１０５同士を連結する複数（周方向の６ケ所）のバンド部材１０６が設けられているが、外径側パイプ材１０５に連結する部位において、上側のバンド部材１０６の下端部と下側のバンド部材１０６の上端部との高さ方向の位置がラップするという関係上、それらバンド部材１０６の中心線を周方向にずらして配設していたため、上下のバンド部材１０６から外径側パイプ材１０５に曲げモーメントが作用し、強度上不利になるという問題もあった。そして、蛇腹状取水筒１００の折り畳みの際に全部のバンド部材１０６が蛇腹状取水筒１００から遠のくように外側へ屈曲するとは限らず、一部のバンド部材１０６が内側へ屈曲して折り畳まれた蛇腹状取水筒１００の環状体１０３の間に挟まることがあるという問題がある。
【０００８】
さらに、蛇腹状取水筒１００が円滑に上下に伸縮できるように、蛇腹状取水筒１００の外周側の周方向３ケ所に対応する位置において、鉛直に張設した３本のワイヤにより、全部の外径側パイプ材１０５を案内するワイヤ式案内機構が採用されていた。ところで、蛇腹状取水筒１００内を水が流れる際に、その水流に伴う振動が蛇腹状取水筒１００に発生するが、前記のワイヤ式案内機構の比較的低い固有振動数と水流に伴う振動が共振する虞がある。そこで、水流の流速を下げるために、蛇腹状取水筒１００を大径化すると、蛇腹状取水筒１００が大型化し、このベローズ式選択取水設備の設備費低減の特長がかなり損なわれてしまう。
【０００９】
本発明の目的は、耐久性に優れ維持管理費を低減可能な取水設備を提供すること、製作費や据え付け費の面で格段に有利な取水設備を提供すること、整然と折り畳み可能な蛇腹状取水筒を有する取水設備を提供すること、蛇腹状取水筒に共振振動が生じるのを防止可能な取水設備を提供すること、等である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１のベローズ式選択取水設備は、ダムなどの貯水施設の任意層の水を取水する為の取水設備において、貯水の全高にわたる鉛直構造体に沿って上端に取水呑口を有する取水通路形成体を鉛直姿勢に設け、この取水通路形成体を伸縮可能な蛇腹状取水筒で構成し、前記蛇腹状取水筒は、補強繊維入りの合成樹脂又はゴム製の可撓性を有する環状体であって円錐台の外周形状を持つ環状体を複数直列状に連結して構成され、前記蛇腹状取水筒の下端部を放水水路に接続する水路接続体と、この水路接続体の外周部に形成され下方程大径化したテーパ状の環状受部を有する水路接続体を設け、前記蛇腹状取水筒をその下端側に収縮状態に折り畳むとき、前記複数の環状体を前記環状受部上に同一姿勢に接近状に重ね合せ可能に構成したものである。
【００１１】
このベローズ式選択取水設備においては、蛇腹状取水筒を伸縮させることで、取水呑口の高さ位置を変えて任意層の水を取水できる。蛇腹状取水筒の下端部は水路接続体に接続されて放水水路に接続されている。水路接続体の外周部には、下方程大径化したテーパ状の環状受部が形成され、前記蛇腹状取水筒をその下端側に収縮状態に折り畳む時、前記蛇腹状取水筒を構成する複数の環状体が環状受部上に同一姿勢に接近状に重ね合わされる。
【００１２】
請求項２のベローズ式選択取水設備は、請求項１の発明において、上下に隣接する各対の環状体の小径端部同士を連結する金属製の環状の内径側パイプ材を複数設け、上下に隣接する各対の環状体の大径端部同士を連結する金属製の環状の外径側パイプ材を複数設けたものである。
【００１３】
請求項３のベローズ式選択取水設備は、請求項１の発明において、前記蛇腹状取水筒の最下端部分には、上端に大径端部を有し且つ下端に小径端部を有する環状体を配置し、この環状体の小径端部が前記環状受部の上端部に接続されたものである。
【００１４】
請求項４のベローズ式選択取水設備は、請求項２の発明において、上下に隣接する各対の外径側パイプ材同士間の最大離間距離を規制する為に、前記各対の外径側パイプ材同士を連結する複数のバンド部材を設けたものである。
【００１５】
請求項５のベローズ式選択取水設備は、請求項４の発明において、前記蛇腹状取水筒のほぼ全長に亙って上下方向に列をなす複数のバンド部材はそれらの中心線を一致させた直列状に配設され、各バンド部材は、バンド部材の大部分を構成するバンド部材本体とこのバンド部材本体の下端部に連結された１対のリンク部材とで構成されたものである。
請求項６のベローズ式選択取水設備は、請求項５の発明において、前記リンク部材が蛇腹状取水筒の内方へ倒れないように規制するストッパーを外径側パイプ材に固定的に設けたものである。
【００１６】
請求項７のベローズ式選択取水設備は、請求項４〜６の何れかの発明において、前記バンド部材本体は補強繊維入りの可撓性のある成形体で構成され、このバンド部材本体は、前記蛇腹状取水筒を折り畳む際に蛇腹状取水筒から遠のくように外側へ屈曲するように癖付けして成形されたものである。
【００１７】
請求項８のベローズ式選択取水設備は、請求項１〜７の何れかの発明において、前記蛇腹状取水筒の高さ方向の１又は複数の途中部に、外径側パイプ材として機能する円環体と、この円環体に固定されて水平に延びる複数の腕部材と、各腕部材の先端部に装備した複数のガイドローラとを設け、鉛直構造体と一体の複数の側壁構造に、複数の腕部材の先端部のガイドローラを夫々上下方向に移動自在に案内する案内レールを設け、前記円環体と複数の腕部材と複数のガイドローラと案内レールとを有する中間支持機構により、前記蛇腹状取水筒の高さ方向の１又は複数の途中部が水平方向へ移動しないように規制されて上下方向に移動可能に支持されるように構成したものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、取水通路形成体を伸縮可能な蛇腹状取水筒で構成するが、蛇腹状取水筒は補強繊維入りの可撓性のある合成樹脂やゴム材料で構成することができるため、製作費を低減でき、軽量化できるため蛇腹状取水筒を昇降する為の昇降駆動装置の小型化を図ることも可能で、取水設備全体の建設費を低減可能である。
また、蛇腹状取水筒は、耐蝕性に優れるものに構成できるから、耐蝕性と耐久性を高め、維持管理を簡単化し、維持管理費を低減することができる。蛇腹状取水筒が円錐台の外周形状を持つ環状体を複数直列状に連結して構成されるため、１種類の環状体を複数製作すればよいので、蛇腹状取水筒を安価に製作可能である。
【００１９】
蛇腹状取水筒を折り畳む際に、水路接続体の外周部の下方程大径化した環状受部上に、蛇腹状取水筒の複数の環状体を同一姿勢で近接状に重ね合わせることができるので、蛇腹状取水筒の外面側に水圧が作用する場合でも、複数の環状体を整然と近接状に重ね合わせて折り畳むことができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、環状体の小径端部を内径側パイプ材に連結するため環状体を強く屈曲させる必要がなく、蛇腹状取水筒の伸縮に伴う環状体の歪み量を小さくして耐久性を高めることができる。環状体の大径端部を外径側パイプ材に連結するため環状体を強く屈曲させる必要がなく、蛇腹状取水筒の伸縮に伴う環状体の歪み量を小さくして耐久性を高めることができる。
【００２１】
接続３の発明によれば、蛇腹状取水筒の最下端部分には、上端に大径端部を有し且つ下端に小径端部を有する環状体を配置し、この環状体の小径端部が前記環状受部の上端部に接続されるため、蛇腹状取水筒の取水通路を水路接続体内の水路に接続できる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、複数のバンド部材により上下に隣接する外径側パイプ材同士の最大離間距離を規制するため、環状体に無理な荷重が作用するのを防止でき、耐久性を確保できる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、蛇腹状取水筒のほぼ全長に亙って上下方向に列をなす複数のバンド部材はそれらの中心線を一致させた直列状に配設されているため、バンド部材から外径側パイプ材に曲げモーメントが作用しないから強度的に有利である。しかも、各バンド部材は、バンド部材の大部分を構成するバンド部材本体とこのバンド部材本体の下端部に連結された１対のリンク部材とで構成されているため、蛇腹状取水筒を収縮させる際に、１対のリンク部材を介してバンド部材を外側へ屈曲させることができる。
請求項６の発明によれば、リンク部材が蛇腹状取水筒の内方へ倒れないように規制するストッパーを外径側パイプ材に固定的に設けたので、蛇腹状取水筒を収縮させる際に、リンク部材が蛇腹状取水筒の外方へ倒れて、バンド部材を外側へ屈曲させることができる。
【００２４】
請求項７の発明によれば、バンド部材本体は補強繊維入りの可撓性のある成形体で構成され、このバンド部材本体は、前記蛇腹状取水筒を折り畳む際に蛇腹状取水筒から遠のくように外側へ屈曲するように癖付けして成形されているため、蛇腹状取水筒を収縮させる際に、バンド部材を確実に外側へ屈曲させることができる。
【００２５】
請求項８の発明によれば、蛇腹状取水筒の高さ方向の１又は複数の途中部に、外径側パイプ材として機能する円環体と、この円環体に固定されて水平に延びる複数の腕部材と、各腕部材の先端部に装備した複数のガイドローラとを設け、鉛直構造体と一体の複数の側壁構造に、複数の腕部材の先端部のガイドローラを夫々上下方向に移動自在に案内する案内レールを設け、この円環体と複数の腕部材と複数のガイドローラと案内レールとを有する中間支持機構により、蛇腹状取水筒の高さ方向の１又は複数の途中部が水平方向へ移動しないように規制されて上下方向に移動可能に支持されるように構成したので、蛇腹状取水筒内を流れる水流により蛇腹状取水筒が振動するとき、円環体と腕部の高さ位置の部位が振動の節部となる。つまり、円環体と腕部の高さ位置を適切に設定することにより、蛇腹状取水筒内を流れる水流による振動と蛇腹状取水筒の固有振動との共振を回避することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明のベローズ式選択取水設備は、ダムなどの貯水施設の任意層の水を取水する為の取水設備において、貯水の全高にわたる鉛直構造体に沿って上端に取水呑口を有する取水通路形成体を鉛直姿勢に設け、この取水通路形成体を伸縮可能な蛇腹状取水筒で構成し、前記蛇腹状取水筒は、補強繊維入りの合成樹脂又はゴム製の可撓性を有する環状体であって円錐台の外周形状を持つ環状体を複数直列状に連結して構成され、前記蛇腹状取水筒の下端部を放水水路に接続する水路接続体と、この水路接続体の外周部に形成され下方程大径化したテーパ状の環状受部を有する水路接続体を設け、前記蛇腹状取水筒をその下端側に収縮状態に折り畳むとき、前記複数の環状体を前記環状受部上に同一姿勢に接近状に重ね合せ可能に構成したものである。
【実施例１】
【００２７】
以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
図１〜図７に示すように、このベローズ式選択取水設備１はダム（貯水施設に相当する）の水面付近及び任意層の水を取水する為のものであり、このベローズ式選択取水設備１は、ダムの貯水側においてコンクリート製のダム堤体２（貯水の全高にわたる鉛直構造体に相当する）に沿って鉛直姿勢に配設されている。このベローズ式選択取水設備１の前面側には、浮遊物やゴミ等の異物の進入を防止する為のスクリーン３が設けられ、ベローズ式選択取水設備１の左右両側には、ダム堤体２と一体的に形成されたコンクリート製の側壁体４が形成されている。
【００２８】
ベローズ式選択取水設備１は、スクリーン３、取水通路形成体５を構成する蛇腹状取水筒２０、この取水通路形成体５の上端の取水呑口６を形成する取水呑口形成体７、取水呑口形成体７に付設された１組のフック部材８、蛇腹状取水筒２０の上端部が連結された取水呑口形成体７を昇降させる為の昇降駆動装置９、休止台１０、制水蓋１１、休止台１０を回動させる為の補助昇降駆動装置１２、蛇腹状取水筒２０の下端部に接続された水路接続体４０などを有する。
【００２９】
前記取水通路形成体５はダム堤体２に沿って鉛直姿勢に配設されて上端に取水呑口６を有し、この取水通路形成体５は伸縮可能な蛇腹状取水筒２０で構成されている。蛇腹状取水筒２０は、直列状に連結された可撓性のある複数の環状体２１、複数の内径側パイプ材２２、複数の外径側パイプ材２３、複数のバンド部材２４などで構成されている（図７，図１３，図１６参照）。
【００３０】
図２，図７，図９に示すように、環状体２１は、補強繊維（例えばナイロン繊維等）入りの合成樹脂又はゴム製の可撓性を有する環状体（例えば厚さ５ｍｍ）であって円錐台の外周形状を持つ環状体である。蛇腹状取水筒２０における、最上端の環状体２１は小径端部２１ａ（内周端部）を上側にして取水呑口形成体７に接続され、小径端部２１ａを上側にした環状体２１と大径端部２１ｂ（外周端部）を上側にした環状体２１とが交互に配置され隣接する環状体２１同士が連結されている。複数の環状体２１は共通の成形型で成形される同構造・同形状のものである。
【００３１】
図７，図１６に示すように、上下に隣接する環状体２１の小径端部２１ａをステンレス製の環状の内径側パイプ材２２の上下両面に重ね、ステンレス製の環状当板２５をボルト締結することで固定されている。内径側パイプ材２２の下面において環状当板２５には周方向適当間隔おきにスペーサ２６が固定されている。上下に隣接する環状体２１の大径端部２１ｂをステンレス製の環状の外径側パイプ材２３の上下両面に重ね、ステンレス製の環状当板２７をボルト締結することで固定されている。外径側パイプ材２３の下面において環状当板２７には周方向適当間隔おきにスペーサ２８が固定されている。尚、図１６は蛇腹状取水筒２０を最大限収縮させた折り畳み状態を示すものであり、この状態では、スペーサ２６，２８の下端が環状当板２５，２７に夫々当接する。
【００３２】
図１３〜図１６に示すように、蛇腹状取水筒２０を伸長させた状態のときの、上下に隣接する各対（各組）の外径側パイプ材２３同士間の最大離隔距離を規制する為に、上下に隣接する各対の外径側パイプ材２３同士を連結する複数（例えば６本）のバンド部材２４が周方向等間隔の６ケ所に設けられている。バンド部材２４は、その大部分を構成するバンド部材本体３０と、このバンド部材本体３０の下端部に連結された１対のリンク部材３１とを有する。
【００３３】
バンド部材本体３０は、高張力に耐える補強繊維（例えばアラミド繊維など）入りの合成樹脂又はゴム製の帯状の可撓性のある成形体で構成され、このバンド部材本体３０の上下両端部にはピン連結部３０ａ，３０ｂが形成されている。外径側パイプ材２３の外周部にバンド部材２４を連結する連結構造に関して、外径側パイプ材２３の外周面には当板５０を挟んで、断面「エ」字状のスペーサ部材５１がボルトにて固定され、このスペーサ部材５１の外面には１対の立向きのブラケット５２が固定され、この１対の立向きのブラケット５２に水平の連結ピン５３が架着されている。
【００３４】
その水平の連結ピン５３の両端付近に１対のリンク部材３１の下端部が枢着され、これら１対のリンク部材３１の間において連結ピン５３には、下側のバンド部材本体部３０の上端部のピン連結部３０ａが連結されている。また、１対のリンク部材３１の上端部には水平の連結ピン５４が架着され、その水平の連結ピン５４には、上側のバンド部材本体部３０の下端部のピン連結部３０ｂが連結されている。図１５に示すように、蛇腹状取水筒２０のほぼ全長に亙って上下方向に列をなす複数のバンド部材２４，２４，・・は、それらの中心線５５を一致させた直列状に配設されている。これは、１対のリンク部材３１を設けたことで実現されている。その結果、上下のバンド部材２４から外径側パイプ材２３に曲げモーメントが作用することがなく、強度的に有利になっている。尚、前記のように、外径側パイプ材２３の周方向同位置において、上側のバンド部材２４（リンク部材３１）の下端部と下側のバンド部材２４（バンド部材本体部３０）の上端部とを高さ方向にずらして連結する構造については、上記構造以外の種々の構造を採用可能である。
【００３５】
蛇腹状取水筒２０を収縮状態に折り畳む際に、図１６に示すように、バンド部材２４が蛇腹状取水筒２０から遠のくように外側へ屈曲するように、バンド部材２４の中段高さ部位に対応するバンド部材本体部３０の部位には、前記のように外側へ屈曲するように癖付けして成形した屈曲部３０ａが形成されており、リンク部材３１が内方へ倒れないように規制するストッパー５６（図１４、図１６、図１７参照）がブラケット５２に設けられいる。それ故、蛇腹状取水筒２０を収縮させて折り畳む際に、図１６に示すように、全部のバンド部材２４が外側へ確実に屈曲する。
【００３６】
尚、図１７は、外径側パイプ材２３として機能する後述する円環体２３Ａにバンド部材２４の下端部と上端部を連結する構造を示す。円環体２３Ａの外周側の上端部分には、当板５０Ａ、スペーサ５１Ａ、ブラケット５２Ａ、連結ピン５３、連結ピン５４、バンド部材２４（リンク部材３１）などが連結されている。円環体２３Ａの外周側の下端部分には、当板５０Ａ、スペーサ５１Ａ、ブラケット５２Ａ、連結ピン５３Ａ、バンド部材２４（バンド部材本体部３０）などが連結されている。
【００３７】
図２，図７，図８に示すように、全部の外径側パイプ材２３を鉛直方向に案内する為の複数（例えば蛇腹状取水筒２０の両側に２本）のガイドワイヤ３３が鉛直に取水設備の全高にわたって張設され、これらガイドワイヤ３３は、外径側パイプ材２３に突設された被ガイド片３２の穴を挿通し、全部の外径側パイプ材２３を鉛直方向に案内している。
【００３８】
図２、図５に示すように、取水呑口形成体７は、ステンレス製の板材により平面視にて扇形のボックス状に形成され、その前面側に矩形状の取水呑口６が形成されている。この取水呑口形成体７から左右に延びたアーム３４の先端には案内用の３つのローラ３５ａ，３５ｂ，３５ｂが夫々設けられている。左右の側壁体４（側壁構造に相当する）にはローラ３５ａ，３５ｂ，３５ｂを案内するステンレス製の案内レール３６が鉛直に延びるように設けられ、左右のアーム３４の先端のローラ３５ａ，３５ｂ，３５ｂが案内レール３６で夫々案内され、取水呑口形成体７が上下方向に円滑に昇降するように案内される。
【００３９】
図１０〜図１２に示すように、蛇腹状取水筒２０の高さ方向途中部の１又は複数個所に設ける中間支持機構６０について説明する。このベローズ式選択取水設備１においては、例えば蛇腹状取水筒２０の全高をほぼ３等分する高さ方向途中の２個所に装備される。中間支持機構６０は、外径側パイプ材２３として機能する前記の円環体２３Ａと、この円環体２３Ａに固定され且つ前記案内レール３６の方へ水平に延びる１対の腕部材６１と、各腕部材６１の先端部に装備された３つのガイドローラ６２ａ，６２ｂ，６２ｂなどを有する。ローラ６２ａは、前記ローラ３５ａと同様に案内レール３６の溝内を転動し、ローラ６２ｂ，６２ｂは、前記ローラ３５ｂ，３５ｂと同様に案内レール３６の外壁面に接触して転動する。このように、中間支持機構６０により、蛇腹状取水筒２０の途中部が、上下動可能であるが水平方向へ殆ど変位しないように規制されている。
【００４０】
図２，図３，図７，図９に示すように、蛇腹状取水筒２０の下端には、ステンレス製の水路接続体４０が連結され、この水路接続体４０をダム堤体２の基部内の放水水路４２の上端側に装備することにより、蛇腹式取水筒２０内の通路が水路接続体４０内の水路４１を介して放水水路４２に接続されている。水路接続体４０の上半部の外周部には、下方程大径化したテーパ状の環状受部４０ａが形成されている。蛇腹状取水筒２０の下端部には、小径端部２１ａを下側にした環状体２１が配設され、その環状体２１の小径端部２１ａが環状受部４０ａに接続されている。蛇腹状取水筒２０を図３，図９に示すように下端側に収縮状態に折り畳むとき、複数の環状体２１を環状受部４０ａ上に同一姿勢に接近状に重ね合わせ可能に構成してある。
【００４１】
図２に示すように、昇降駆動装置９は、取水呑口形成体７に連結されたワイヤを巻き取ったり繰り出したりすることにより、蛇腹状取水筒２０に連結された取水呑口形成体７を昇降させるものである。この昇降駆動装置９はベローズ式選択取水設備１の上端部分の機械室１４に設置されている。この昇降駆動装置９により取水呑口形成体７を昇降させることにより蛇腹状取水筒２０を伸縮させることができる。
【００４２】
ダムの水位が高い場合は、ほぼ水位に応じて蛇腹状取水筒２０が伸長し、上端の取水呑口６からダム内の任意層（但し、通常は表層）の水が取水されて、蛇腹状取水筒２０の水路と水路接続体４０の水路４１と放水水路４２を経て放流される。ダムの水位が低い場合にも、ほぼ水位に応じて蛇腹状取水筒２０が収縮し、上端の取水呑口６からダム内の任意層（但し、通常は表層）の水が取水されて、前記と同様に放流される。
【００４３】
水路接続体４０の前面部には、蛇腹状取水筒２０の下端よりも下側に、保安ゲート１３が設けられている。例えば、取水呑口６にゴミが詰まったりして、ダム内の水圧と蛇腹状取水筒２０内の水圧の水頭差が所定値以上になった場合に、保安ゲート１３が自動的に水平姿勢に回動して開くようになっている。
【００４４】
蛇腹状取水筒２０を点検したり修理したりする場合には、図３に示すように、蛇腹状取水筒２０を最大限収縮した状態にし、図示のフック部材８を更に下降させて水路接続体４０の上端に係合させてから、最大限収縮した状態の蛇腹状取水筒２０と水路接続体４０とを図２に鎖線で図示の上昇位置まで引き上げて、蛇腹状取水筒２０の点検や修理を行う。
【００４５】
また、放水水路４２を点検したり修理したりする場合には、前記と同様に、収縮状態の蛇腹状取水筒２０と水路接続体４０とを図２に鎖線で示す最大上昇位置まで上昇させ、補助昇降駆動装置１２により、休止台１０を水平姿勢まで回動させ、休止台１０に装備している制水蓋１１を水路接続体４０の水路４１の下端側にボルトで固定し、その後それらの全体を下降させ、制水蓋１１により放水水路４２の上端を閉鎖し、放水水路４２へ水が流れないようにする。
【００４６】
次に、以上説明したベローズ式選択取水設備１の作用、効果について説明する。
昇降駆動装置９により取水呑口形成体７を昇降させることにより蛇腹状取水筒２０を伸縮させることができる。ダムの水位に応じて、蛇腹状取水筒２０を伸縮させることで、ダムの任意層の水を選択的に取水して放流する作用については既述のとおりである。
【００４７】
取水通路形成体５を伸縮可能な蛇腹状取水筒２０で構成し、蛇腹状取水筒２０は複数の環状体２１を直列状に連結して構成され、環状体２１は補強繊維入りの可撓性のある合成樹脂やゴム材料で構成してあるため、蛇腹状取水筒２０の製作費を低減でき、軽量化できるため蛇腹状取水筒２０を昇降する為の昇降駆動装置９の小型化を図ることも可能で、取水設備１全体の建設費を低減することができる。蛇腹状取水筒２０は、耐蝕性に優れるものに構成できるから、耐蝕性と耐久性を高め、長期の使用の間の維持管理を簡単化し、維持管理費を低減することができる。
【００４８】
水路接続体４０の外周部には、下方程大径化したテーパ状の環状受部４０ａが形成され、前記蛇腹状取水筒２０をその下端側に収縮状態に折り畳む時、蛇腹状取水筒２０を構成する複数の環状体２１が環状受部４０ａ上に同一姿勢に接近状に重ね合わされる。
【００４９】
図１８−１〜図１８−２は、昇降駆動装置９により取水呑口形成体７を下降させることで、蛇腹状取水筒２０を収縮状態に折り畳む際の挙動を示すものである。このとき、蛇腹状取水筒２０の下端側の環状体２１から順に環状受部２１の上に重ねられるが、蛇腹状取水筒２０に外側から水圧が作用する場合でも、外径側パイプ材２３が内径側パイプ材２２よりも重いことも起因して、図１８−３，図１８−４に示すように、上下に隣接する環状体２１と環状体との間に水を抱き込むことなく、上下の環状体２１，２１がほぼ密着状に重なるように折り畳まれる（図３，図９参照）。
【００５０】
環状体２１の小径端部２１ａを内径側パイプ材２２に連結するため、環状体２１を強く屈曲させる必要がなく、蛇腹状取水筒２０の伸縮に伴う環状体２１の歪み量を小さくして耐久性を高めることができる。環状体２１の大径端部２１ｂを外径側パイプ材２３に連結するため環状体２１を強く屈曲させる必要がなく、蛇腹状取水筒２０の伸縮に伴う環状体２１の歪み量を小さくして耐久性を高めることができる。
【００５１】
環状体２１の小径端部２１ａ（内周端部）が内径側パイプ材２２に連結され、環状体２１の大径端部２１ｂ（外周端部）が外径側パイプ材２３に連結され、複数の環状体２１の内外両端部が内径側および外径側パイプ材２２，２３により補強され形状保持されるため、蛇腹状取水筒２０が損傷しにくくなり、耐久性を高めることができる。
【００５２】
複数のバンド部材２４により上下に隣接する外径側パイプ材２３同士の最大離間距離を規制するため、環状体２１に無理な荷重が作用するのを防止でき、耐久性を確保できる。 しかも、蛇腹状取水筒２０のほぼ全長に亙って上下方向に列をなす複数のバンド部材２４はそれらの中心線５５を一致させた直列状に配設されているため、バンド部材２４から外径側パイプ材２３に曲げモーメントが作用しないから強度的に有利である。
【００５３】
しかも、各バンド部材２４は、バンド部材２４の大部分を構成するバンド部材本体３０とこのバンド部材本体３０の下端部に連結された１対のリンク部材３１とで構成されているため、また、リンク部材３１が内方へ倒れないように規制するストッパー５６が設けられているため、蛇腹状取水筒２０を収縮させる際に、１対のリンク部材３１を介してバンド部材２４を外側へ屈曲させることができる。しかも、バンド部材本体３０の途中部に成形時に癖付けした屈曲部３０ａを形成するため、バンド部材２４を外側へ屈曲させることができる。
【００５４】
他方、複数のガイドワイヤ３３によって複数の外径側パイプ材２３を鉛直方向に案内するため、蛇腹状取水筒２０が複数のガイドワイヤ３３に沿って伸縮するように案内することができ、蛇腹状取水筒２０の損傷を防止し、耐久性を高め、蛇腹状取水筒２０内を流れる水流の円滑化を図ることができる。
【００５５】
特に、蛇腹状取水筒２０の高さ方向の途中部の複数部位（例えば、２個所）に中間支持機構６０を設けて、蛇腹状取水筒２０の上下動は許容しつつ水平移動しないように規制するため、蛇腹状取水筒２０の固有振動数を高め、蛇腹状取水筒２０内の水流による振動と共振する現象が発生するのを確実に防止することができる。蛇腹状取水筒２０内の水流による振動の振動数を下げるために、蛇腹状取水筒２０を大径化する必要もないので、ベローズ式選択取水設備１の設備費低減可能という特長を維持することができる。
【００５６】
蛇腹状取水筒２０を収縮させた状態では、複数の環状体２１が同一姿勢になって接近状に重なるので、収縮状態のときの蛇腹式取水筒２０の全体長さが小さくなる。そのため、ベローズ式選択取水設備１の鉛直方向長さを小さくでき、設備費の面で有利である。
蛇腹状取水筒２０の下端よりも下側に保安ゲート１３を設けたので、何らかの理由で蛇腹状取水筒２０に過大な水圧が作用する場合に、保安ゲート１３を開放して蛇腹状取水筒２０が損傷するのを防止できる。
【００５７】
前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
１］前記蛇腹状取水筒２０における内径側パイプ材２２の代わりに、金属製の環状板を採用し、外径側パイプ材２３の代わりに金属製の環状板を採用することも可能である。これらの環状板によっても、蛇腹状取水筒２０を構成する複数の環状体２１を補強し形状保持することができる。或いは、隣接する環状体２１の小径端部２１ａ同士を内径側パイプ材２２を省略した状態で固着し、隣接する環状体２１の大径端部を外径側パイプ材２３を省略した状態で固着してもよい。
【００５８】
２］蛇腹状取水筒２０の環状体２１は、強度に優れる織布（例えば、合成樹脂製のテント用生地など）で構成したり、或いは、そのような織布の両面に低摩擦の合成樹脂コートやゴムコートを被覆したような可撓性のあるシート状（膜状）材料で構成してもよい。
３］前記蛇腹状取水筒２０における内径側パイプ材２２や外径側パイプ材２３は合成樹脂製の成形体（パイプ材又は非パイプ材）で構成してもよい。また、蛇腹状取水筒２０に使用する種々の部品の大部分を、合成樹脂製の部品で構成してもよい。
【００５９】
４］前記中間支持機構６０を設けるため、ガイドワイヤ３３によって蛇腹状取水筒を上下方向に案内する案内機構を省略することができる。尚、中間支持機構６０を設ける１又は複数の部位は、蛇腹状取水筒２０の全長、直径、蛇腹状取水筒２０内を流れる水流の流速等を加味して適切に設定するものとする。
５］本発明は、以上説明した実施例に限定されるものではなく、ダム以外の貯水施設（、貯水池、堰、湖沼、河川、海など）から取水する取水設備に適用可能であり、また、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施することができ、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施例に係るベローズ式選択取水設備の正面図である。
【図２】ベローズ式選択取水設備とダム堤体の縦断面図である。
【図３】蛇腹状取水筒を最下位置に収縮させた状態を示す要部断面図である。
【図４】昇降駆動装置と補助昇降駆動装置を収容した機械室の平面図である。
【図５】ベローズ式選択取水設備の平面図である。
【図６】ベローズ式選択取水設備の横断面図である。
【図７】伸長状態にした蛇腹状取水筒と水路接続体の要部縦断面図である。
【図８】外径側パイプ材とガイドワイヤを示す要部縦断面図である。
【図９】ほぼ収縮状態にした蛇腹状取水筒の要部縦断面図である。
【図１０】ベローズ式選択取水設備の中間支持機構の部分を示す要部縦断面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】図１０の要部を拡大した縦断面図である。
【図１３】蛇腹状取水筒のバンド部材を示す要部縦断面図である。
【図１４】図１３の要部を拡大した要部拡大断面図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線断面図である。
【図１６】蛇腹状取水筒の下端側部分を折り畳んだ状態を示す要部縦断面図である。
【図１７】円環体とバンド部材の端部を示す要部縦断面図である。
【図１８−１】蛇腹状取水筒の折り畳み開始直前の挙動を説明する説明図である。
【図１８−２】蛇腹状取水筒の折り畳み開始直後の挙動を説明する説明図である。
【図１８−３】蛇腹状取水筒の折り畳み開始後の挙動を説明する説明図である。
【図１８−４】蛇腹状取水筒の折り畳み開始後２枚の環状体が重なり合った状態の挙動を説明する説明図である。
【図１９−１】先行技術の蛇腹状取水筒の折り畳み開始直前の挙動を説明する説明図。
【図１９−２】先行技術の蛇腹状取水筒の折り畳み開始直後の挙動を説明する説明図。
【図１９−３】先行技術の蛇腹状取水筒の折り畳み開始後２枚の環状体の間に水を抱き込み始めたときの挙動を説明する説明図である。
【図１９−４】先行技術の蛇腹状取水筒の折り畳み開始後２枚の環状体の間に水を抱き込んだときの挙動を説明する説明図である。
【図１９−５】先行技術の蛇腹状取水筒の折り畳み状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ ベローズ式選択取水設備
２ ダム堤体
５ 取水通路形成体
６ 取水呑口
１３ 保安ゲート
２０ 蛇腹状取水筒
２１ 環状体
２１ａ 小径端部
２１ｂ 大径端部
２２ 内径側パイプ材
２３ 外径側パイプ材
２３Ａ 円環体
２４ バンド部材
３０ バンド部材本体
３１ リンク部材
３３ ガイドワイヤ
３６ 案内レール
４０ 水路接続体
４０ａ 環状受部
６０ 中間支持機構
６１ 腕部材
６２ａ，６２ｂ ガイドローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダムなどの貯水施設の任意層の水を取水する為の取水設備において、
貯水の全高にわたる鉛直構造体に沿って上端に取水呑口を有する取水通路形成体を鉛直姿勢に設け、この取水通路形成体を伸縮可能な蛇腹状取水筒で構成し、
前記蛇腹状取水筒は、補強繊維入りの合成樹脂又はゴム製の可撓性を有する環状体であって円錐台の外周形状を持つ環状体を複数直列状に連結して構成され、
前記蛇腹状取水筒の下端部を放水水路に接続する水路接続体と、この水路接続体の外周部に形成され下方程大径化したテーパ状の環状受部を有する水路接続体を設け、
前記蛇腹状取水筒をその下端側に収縮状態に折り畳むとき、前記複数の環状体を前記環状受部上に同一姿勢に接近状に重ね合せ可能に構成した、
ことを特徴とするベローズ式選択取水設備。
【請求項２】
上下に隣接する各対の環状体の小径端部同士を連結する金属製の環状の内径側パイプ材を複数設け、上下に隣接する各対の環状体の大径端部同士を連結する金属製の環状の外径側パイプ材を複数設けたことを特徴とする請求項１に記載のベローズ式選択取水設備。
【請求項３】
前記蛇腹状取水筒の最下端部分には、上端に大径端部を有し且つ下端に小径端部を有する環状体を配置し、この環状体の小径端部が前記環状受部の上端部に接続されたことを特徴とする請求項１に記載のベローズ式選択取水設備。
【請求項４】
上下に隣接する各対の外径側パイプ材同士間の最大離間距離を規制する為に、前記各対の外径側パイプ材同士を連結する複数のバンド部材を設けたことを特徴とする請求項２に記載のベローズ式選択取水設備。
【請求項５】
前記蛇腹状取水筒のほぼ全長に亙って上下方向に列をなす複数のバンド部材はそれらの中心線を一致させた直列状に配設され、各バンド部材は、バンド部材の大部分を構成するバンド部材本体とこのバンド部材本体の下端部に連結された１対のリンク部材とで構成されたことを特徴とする請求項４に記載のベローズ式選択取水設備。
【請求項６】
前記リンク部材が蛇腹状取水筒の内方へ倒れないように規制するストッパーを外径側パイプ材に固定的に設けたことを特徴とする請求項５に記載のベローズ式選択取水設備。
【請求項７】
前記バンド部材本体は補強繊維入りの可撓性のある成形体で構成され、このバンド部材本体は、前記蛇腹状取水筒を折り畳む際に蛇腹状取水筒から遠のくように外側へ屈曲するように癖付けして成形されたことを特徴とする請求項４〜６の何れかに記載のベローズ式選択取水設備。
【請求項８】
前記蛇腹状取水筒の高さ方向の１又は複数の途中部に、外径側パイプ材として機能する円環体と、この円環体に固定されて水平に延びる複数の腕部材と、各腕部材の先端部に装備した複数のガイドローラとを設け、
前記鉛直構造体と一体の複数の側壁構造に、複数の腕部材の先端部のガイドローラを夫々上下方向に移動自在に案内する案内レールを設け、
前記円環体と複数の腕部材と複数のガイドローラと案内レールとを有する中間支持機構により、前記蛇腹状取水筒の高さ方向の１又は複数の途中部が水平方向へ移動しないように規制されて上下方向に移動可能に支持されるように構成したことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のベローズ式選択取水設備。
【請求項１】
ダムなどの貯水施設の任意層の水を取水する為の取水設備において、
貯水の全高にわたる鉛直構造体に沿って上端に取水呑口を有する取水通路形成体を鉛直姿勢に設け、この取水通路形成体を伸縮可能な蛇腹状取水筒で構成し、
前記蛇腹状取水筒は、補強繊維入りの合成樹脂又はゴム製の可撓性を有する環状体であって円錐台の外周形状を持つ環状体を複数直列状に連結して構成され、
前記蛇腹状取水筒の下端部を放水水路に接続する水路接続体と、この水路接続体の外周部に形成され下方程大径化したテーパ状の環状受部を有する水路接続体を設け、
前記蛇腹状取水筒をその下端側に収縮状態に折り畳むとき、前記複数の環状体を前記環状受部上に同一姿勢に接近状に重ね合せ可能に構成した、
ことを特徴とするベローズ式選択取水設備。
【請求項２】
上下に隣接する各対の環状体の小径端部同士を連結する金属製の環状の内径側パイプ材を複数設け、上下に隣接する各対の環状体の大径端部同士を連結する金属製の環状の外径側パイプ材を複数設けたことを特徴とする請求項１に記載のベローズ式選択取水設備。
【請求項３】
前記蛇腹状取水筒の最下端部分には、上端に大径端部を有し且つ下端に小径端部を有する環状体を配置し、この環状体の小径端部が前記環状受部の上端部に接続されたことを特徴とする請求項１に記載のベローズ式選択取水設備。
【請求項４】
上下に隣接する各対の外径側パイプ材同士間の最大離間距離を規制する為に、前記各対の外径側パイプ材同士を連結する複数のバンド部材を設けたことを特徴とする請求項２に記載のベローズ式選択取水設備。
【請求項５】
前記蛇腹状取水筒のほぼ全長に亙って上下方向に列をなす複数のバンド部材はそれらの中心線を一致させた直列状に配設され、各バンド部材は、バンド部材の大部分を構成するバンド部材本体とこのバンド部材本体の下端部に連結された１対のリンク部材とで構成されたことを特徴とする請求項４に記載のベローズ式選択取水設備。
【請求項６】
前記リンク部材が蛇腹状取水筒の内方へ倒れないように規制するストッパーを外径側パイプ材に固定的に設けたことを特徴とする請求項５に記載のベローズ式選択取水設備。
【請求項７】
前記バンド部材本体は補強繊維入りの可撓性のある成形体で構成され、このバンド部材本体は、前記蛇腹状取水筒を折り畳む際に蛇腹状取水筒から遠のくように外側へ屈曲するように癖付けして成形されたことを特徴とする請求項４〜６の何れかに記載のベローズ式選択取水設備。
【請求項８】
前記蛇腹状取水筒の高さ方向の１又は複数の途中部に、外径側パイプ材として機能する円環体と、この円環体に固定されて水平に延びる複数の腕部材と、各腕部材の先端部に装備した複数のガイドローラとを設け、
前記鉛直構造体と一体の複数の側壁構造に、複数の腕部材の先端部のガイドローラを夫々上下方向に移動自在に案内する案内レールを設け、
前記円環体と複数の腕部材と複数のガイドローラと案内レールとを有する中間支持機構により、前記蛇腹状取水筒の高さ方向の１又は複数の途中部が水平方向へ移動しないように規制されて上下方向に移動可能に支持されるように構成したことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のベローズ式選択取水設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８−１】
【図１８−２】
【図１８−３】
【図１８−４】
【図１９−１】
【図１９−２】
【図１９−３】
【図１９−４】
【図１９−５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８−１】
【図１８−２】
【図１８−３】
【図１８−４】
【図１９−１】
【図１９−２】
【図１９−３】
【図１９−４】
【図１９−５】
【公開番号】特開２００７−１２００５８（Ｐ２００７−１２００５８Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１０８５３（Ｐ２００５−３１０８５３）
【出願日】平成１７年１０月２６日（２００５．１０．２６）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【出願人】（５０２１０２２６８）内閣府沖縄総合事務局長 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２６日（２００５．１０．２６）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【出願人】（５０２１０２２６８）内閣府沖縄総合事務局長 (2)
【Ｆターム（参考）】
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