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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022129110
(43)【公開日】2022-09-05
(54)【発明の名称】取水装置
(51)【国際特許分類】
E02B 9/04 20060101AFI20220829BHJP
E02B 7/26 20060101ALI20220829BHJP
E02B 7/20 20060101ALI20220829BHJP
【ＦＩ】
E02B9/04 C
E02B7/26 B
E02B7/20 109
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021027676
(22)【出願日】2021-02-24
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2021-08-04
(71)【出願人】
【識別番号】591180624
【氏名又は名称】日東河川工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100134979
【弁理士】
【氏名又は名称】中井 博
(74)【代理人】
【識別番号】100167427
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】桑島 聡明
【テーマコード（参考）】
2D019
【Ｆターム（参考）】
2D019AA57
2D019BA21
(57)【要約】
【課題】電力を使用することなく取水の制限と取水復帰とを自動で行うことができる取水装置を提供する。
【解決手段】河川Ｒから取水する取水路Ｃに設置される取水装置１０であって、取水路Ｃにおける開口Ｃａを開閉する弁体１１と、取水路Ｃ内の水Ｗの水位に応じて昇降するフロート１２と、フロート１２と弁体１１とを連結する連結機構１５と、を備えており、連結機構１５は、フロート１２に第一端部が連結され、一端と他端との間に設けられた揺動軸１６ａ周りに揺動する、剛体によって形成された揺動部材１６を有しており、揺動部材１６の第二端部は、第二端部が上下に揺動すると、弁体１１の第一面１１ａが取水路Ｃにおける開口Ｃａが設けられた壁面ＣＦに接触した状態で壁面ＣＦに沿って移動するように弁体１１と連結されている。
【選択図】図１
【解決手段】河川Ｒから取水する取水路Ｃに設置される取水装置１０であって、取水路Ｃにおける開口Ｃａを開閉する弁体１１と、取水路Ｃ内の水Ｗの水位に応じて昇降するフロート１２と、フロート１２と弁体１１とを連結する連結機構１５と、を備えており、連結機構１５は、フロート１２に第一端部が連結され、一端と他端との間に設けられた揺動軸１６ａ周りに揺動する、剛体によって形成された揺動部材１６を有しており、揺動部材１６の第二端部は、第二端部が上下に揺動すると、弁体１１の第一面１１ａが取水路Ｃにおける開口Ｃａが設けられた壁面ＣＦに接触した状態で壁面ＣＦに沿って移動するように弁体１１と連結されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
河川から取水する取水路に設置される取水装置であって、
取水路における開口を開閉する弁体と、
取水路内の水の水位に応じて昇降するフロートと、
該フロートと前記弁体とを連結する連結機構と、を備えており、
該連結機構は、
前記フロートに第一端部が連結され、第一端部と第二端部との間に設けられた揺動軸周りに揺動する揺動部材を有しており、
該揺動部材の第二端部は、
該第二端部が上下に揺動すると、前記弁体の第一面が取水路における開口が設けられた壁面に接触した状態で該壁面に沿って移動するように前記弁体と連結されている
ことを特徴とする取水装置。
取水路における開口を開閉する弁体と、
取水路内の水の水位に応じて昇降するフロートと、
該フロートと前記弁体とを連結する連結機構と、を備えており、
該連結機構は、
前記フロートに第一端部が連結され、第一端部と第二端部との間に設けられた揺動軸周りに揺動する揺動部材を有しており、
該揺動部材の第二端部は、
該第二端部が上下に揺動すると、前記弁体の第一面が取水路における開口が設けられた壁面に接触した状態で該壁面に沿って移動するように前記弁体と連結されている
ことを特徴とする取水装置。
【請求項2】
前記連結機構は、
前記揺動部材の第二端部と前記弁体とを連結する連結部材を有している
ことを特徴とする請求項１記載の取水装置。
前記揺動部材の第二端部と前記弁体とを連結する連結部材を有している
ことを特徴とする請求項１記載の取水装置。
【請求項3】
前記取水路における開口が設けられた壁面と前記弁体との間には、両者の摺動抵抗を小さくする摺動部材が設けられている
ことを特徴とする請求項１または２記載の取水装置。
ことを特徴とする請求項１または２記載の取水装置。
【請求項4】
取水路には、
開口の下方に取水路における開口が設けられた壁面と交差する交差面が設けられており、
前記弁体の下端縁には、
該弁体が前記交差面に接触した際に、該弁体の下端と前記交差面との間をシールするシール部材が設けられており、
前記揺動部材は、
前記弁体の上端部に回転可能に連結されている
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の取水装置。
開口の下方に取水路における開口が設けられた壁面と交差する交差面が設けられており、
前記弁体の下端縁には、
該弁体が前記交差面に接触した際に、該弁体の下端と前記交差面との間をシールするシール部材が設けられており、
前記揺動部材は、
前記弁体の上端部に回転可能に連結されている
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の取水装置。
【請求項5】
前記連結機構の揺動部材は、
その第一端部が前記フロートに固定されている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の取水装置。
その第一端部が前記フロートに固定されている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の取水装置。
【請求項6】
前記弁体によって開閉される開口が形成され、前記弁体が開口が形成された壁面に沿って移動可能に設けられた壁と、
前記壁と連結され、前記連結機構の揺動軸が設けられる保持部材と、を有するフレーム部を有している
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の取水装置。
前記壁と連結され、前記連結機構の揺動軸が設けられる保持部材と、を有するフレーム部を有している
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の取水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、取水装置に関する。さらに詳しくは、河川から分岐した取水路等に設けられ、取水を制限する取水装置に関する。
【背景技術】
【0002】
水力発電所などでは、河川の途中に堰を設けて取水が行われている。河川水の取水については、事前に取水量などについて河川管理者から水利使用許可を得て行われており、許可取水量を超過した取水は認められていない。このため、河川からの取水するための取水路等には取水量を制御するために取水装置が設けられている。この取水装置には、取水路等における流路面積を制限するゲートが設けられており、河川や取水路等の水位が一定以上になった場合には、このゲートを作動させることによって許可取水量を越えないように取水量を制限している。
【0003】
ところで、大雨等に起因して河川や取水路等の水位が一定以上になった場合にはゲートを閉めなければならない一方、水位が元の状態に戻った場合には取水を元の状態に戻すためにゲートを開く必要がある。ゲートの開閉作業を作業者が行う場合、ゲートが重いので作業者の負担が大きい。また、大雨等で水位が一定以上になった場合には作業者の作業に危険が伴うので、取水装置のゲートの開閉は自動で行われることが望ましい。
【0004】
大規模な河川に設けられた取水装置では、ゲートの作動を電動化して、自動で開閉する構造を採用している。一方、山間部などの小規模な河川（渓流など）に設けられた取水装置では、電源を確保することが困難であるなどの問題があるためゲートの作動を電動化することが難しい。
【0005】
そこで、小規模な河川（渓流など）に設けられる取水装置として、ゲートと連結されたフロートを設けて、取水路等の水位に応じてフロートが昇降し、このフロートの昇降に伴ってゲートが開閉するようにしたものが開発されている（例えば、特許文献１）。
【0006】
特許文献１には、可動体（フロート）と連結された弁体が取水管の取水口を開閉することによって取水量を調整でき、水位が一定以上になった場合には取水口を完全に閉塞するようにした取水装置が開示されている。この取水装置では、弁体が回転軸に揺動可能に取り付けられているので、水位が上がって可動体が上昇すると弁体が下方に揺動して取水口を閉塞し、水位が下がって可動体が下降すると弁体が上方に揺動して取水口を開くことができる旨の記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特許第５０２５７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献１の取水装置では、水位が上がった場合には弁体によって取水口を自動で閉塞することはできる。しかし、弁体によって取水口が閉塞された後、水位が取水口が閉塞した水位になっても弁体を自動で開かせることは難しい。なぜなら、特許文献１の取水装置の場合、弁体によって取水口を閉塞した状態では、弁体に対して水流からの水圧が加わっており、この水圧が弁体が揺動する際に大きな抵抗となるからである。もちろん、水位が取水口が閉塞した水位よりも大きく低下すれば、弁体に対して加わる水圧が小さくなるので取水口を開くことはできるが、所定の水位、つまり、本体取水を再開させたい水位まで復帰してから取水口を開くまでにタイムラグが大きくなり、適切なタイミングで取水を再開することが難しい。
【0009】
本発明は上記事情に鑑み、電力を使用することなく取水の制限と取水復帰とを自動で行うことができる取水装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
第１発明の取水装置は、河川から取水する取水路に設置される取水装置であって、取水路における開口を開閉する弁体と、取水路内の水の水位に応じて昇降するフロートと、該フロートと前記弁体とを連結する連結機構と、を備えており、該連結機構は、前記フロートに第一端部が連結され、一端と他端との間に設けられた揺動軸周りに揺動する揺動部材を有しており、該揺動部材の第二端部は、該第二端部が上下に揺動すると、前記弁体の第一面が取水路における開口が設けられた壁面に接触した状態で該壁面に沿って移動するように前記弁体と連結されていることを特徴とする。
第２発明の取水装置は、第１発明において、前記連結機構は、前記揺動部材の第二端部と前記弁体とを連結する連結部材を有していることを特徴とする。
第３発明の取水装置は、第１または第２発明において、前記取水路における開口が設けられた壁面と前記弁体との間には、両者の摺動抵抗を小さくする部材が設けられている
ことを特徴とする。
第４発明の取水装置は、第１、第２または第３発明において、取水路には、開口の下方に取水路における開口が設けられた壁面と交差する交差面が設けられており、前記弁体の下端縁には、該弁体が前記交差面に接触した際に、該弁体の下端と前記交差面との間をシールするシール部材が設けられており、前記揺動部材は、前記弁体の上端部に回転可能に連結されていることを特徴とする。
第５発明の取水装置は、第１から第４発明のいずれかにおいて、前記連結機構の揺動部材は、その第一端部が前記フロートに固定されていることを特徴とする。
第６発明の取水装置は、第１から第５発明のいずれかにおいて、前記弁体によって開閉される開口が形成され、前記弁体が開口が形成された壁面に沿って移動可能に設けられた壁と、前記壁と連結され、前記連結機構の揺動軸が設けられる保持部材と、を有するフレーム部を有していることを特徴とする。
第２発明の取水装置は、第１発明において、前記連結機構は、前記揺動部材の第二端部と前記弁体とを連結する連結部材を有していることを特徴とする。
第３発明の取水装置は、第１または第２発明において、前記取水路における開口が設けられた壁面と前記弁体との間には、両者の摺動抵抗を小さくする部材が設けられている
ことを特徴とする。
第４発明の取水装置は、第１、第２または第３発明において、取水路には、開口の下方に取水路における開口が設けられた壁面と交差する交差面が設けられており、前記弁体の下端縁には、該弁体が前記交差面に接触した際に、該弁体の下端と前記交差面との間をシールするシール部材が設けられており、前記揺動部材は、前記弁体の上端部に回転可能に連結されていることを特徴とする。
第５発明の取水装置は、第１から第４発明のいずれかにおいて、前記連結機構の揺動部材は、その第一端部が前記フロートに固定されていることを特徴とする。
第６発明の取水装置は、第１から第５発明のいずれかにおいて、前記弁体によって開閉される開口が形成され、前記弁体が開口が形成された壁面に沿って移動可能に設けられた壁と、前記壁と連結され、前記連結機構の揺動軸が設けられる保持部材と、を有するフレーム部を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
第１発明によれば、取水路内の水の水位に応じてフロートが昇降すれば、弁体によって取水路における開口を開閉することができる。しかも、弁体が壁面に沿って移動するように設けられているので、弁体に水圧が加わっても、弁体の移動抵抗を小さくすることができる。また、揺動部材の揺動によってフロートの昇降を弁体の移動に変換するので、フロートの移動と弁体の移動との連動性を高めることができる。
第２発明によれば、揺動部材と弁体との相対的な移動の自由度を高めることができる。
第３発明によれば、弁体が壁面に沿って移動する際の移動抵抗を小さくできるので、水位の変動と弁体の移動とを連動させやすくなる。
第４発明によれば、フロートが上昇して弁体が下方に移動した際に、弁体と交差面との間のシール性を高めることができる。
第５発明によれば、フロートの移動と弁体の移動の連動性をより高めることができる。
第６発明によれば、取水路への取水装置の設置が容易になる。
第２発明によれば、揺動部材と弁体との相対的な移動の自由度を高めることができる。
第３発明によれば、弁体が壁面に沿って移動する際の移動抵抗を小さくできるので、水位の変動と弁体の移動とを連動させやすくなる。
第４発明によれば、フロートが上昇して弁体が下方に移動した際に、弁体と交差面との間のシール性を高めることができる。
第５発明によれば、フロートの移動と弁体の移動の連動性をより高めることができる。
第６発明によれば、取水路への取水装置の設置が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本実施形態の取水装置１０を取水路Ｃに設けた状態の概略説明図であって、（Ａ）は開口Ｃａが完全に開いた状態であり、（Ｂ）は弁体１１によって開口Ｃａが完全に閉じられた状態である。
【図2】（Ａ）は本実施形態の取水装置１０を取水路Ｃに設けた状態の概略平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ線矢視図である。
【図3】本実施形態の取水装置１０を交差面ＣＳが無い取水路Ｃに設けた状態の概略説明図であって、（Ａ）は開口Ｃａが完全に開いた状態であり、（Ｂ）は弁体１１によって開口Ｃａが完全に閉じられた状態である。
【図4】（Ａ）はフレーム部ＦＲを有する本実施形態の取水装置１０を取水路Ｃに設けた状態の概略平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ線矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本実施形態の取水装置は、河川等から取水する取水量を調整するために取水路に設けられる装置であって、電力を使用せずに取水量の調整を自動で行えるようにしたものである。
【0014】
本実施形態の取水装置が設けられる場所は、河川等から取水する取水路であればよく、設置される取水路は限定されない。作業者等が容易にアクセスできない場所に設けられた取水路、とくに、重機等の機械を使用することが困難な場所に設置する取水装置として、本実施形態の取水装置は適している。例えば、山間の渓流等から取水する取水路に設置する取水装置等として、本実施形態の取水装置は適している
【0015】
また、本実施形態の取水装置は、取水路の水位が上限水位以上になった際に取水を停止し、水位が上限水位よりも低下した際に取水を再開するために設ける取水装置として使用することができる。また、上記以外の目的にも、本実施形態の取水装置を使用することは可能である。
【0016】
以下では、河川等から取水する取水路において、取水路の水位が上限水位（例えば、越流天端）以上になった際に、取水を停止するために本実施形態の取水装置を設けた場合を説明する。
【0017】
なお、本実施形態の取水装置によって取水を停止する上限水位としては、取水路から許可取水量の水を取水できる最大水位である越流天端を採用することができる。また、越流天端よりも若干高い水位や若干低い水位を上限水位として採用することもできる。
【0018】
＜取水路Ｃ＞
まず、本実施形態の取水装置１０が採用される取水路Ｃの概略を説明する。
図１に示すように、取水路Ｃは、上流側水路Ｃ１と下流側水路Ｃ２との間に両者を分離する壁ＣＷが形成されており、この壁ＣＷに上流側水路Ｃ１と下流側水路Ｃ２とを連通する開口Ｃａが設けられている。この開口Ｃａは、その上端が取水路Ｃの上流側水路Ｃ１における上限水位Ｈ１（図１参照）よりも下方に位置しており、上流側水路Ｃ１の水位が上限水位Ｈ１まで上昇すると、所定の取水量（許可取水量）となるように形成されている。
まず、本実施形態の取水装置１０が採用される取水路Ｃの概略を説明する。
図１に示すように、取水路Ｃは、上流側水路Ｃ１と下流側水路Ｃ２との間に両者を分離する壁ＣＷが形成されており、この壁ＣＷに上流側水路Ｃ１と下流側水路Ｃ２とを連通する開口Ｃａが設けられている。この開口Ｃａは、その上端が取水路Ｃの上流側水路Ｃ１における上限水位Ｈ１（図１参照）よりも下方に位置しており、上流側水路Ｃ１の水位が上限水位Ｈ１まで上昇すると、所定の取水量（許可取水量）となるように形成されている。
【0019】
なお、壁ＣＷの上流側の壁面ＣＦは、後述する弁体１１の第一面１１ａと壁ＣＷの壁面ＣＦとの接触状態を面接触に近い状態にするため、言い換えれば、壁面ＣＦと後述する弁体１１の第一面１１ａとの間に隙間ができないように、ここでいう「隙間ができない」とは、壁面ＣＦと後述する弁体１１の第一面１１ａとの間からほとんど水が漏れない場合と、若干の漏れが生じする場合を含んでいる。
【0020】
＜本実施形態の取水装置１０＞
つぎに、本実施形態の取水装置１０を説明する。
図１に示すように、本実施形態の取水装置１０（以下、単に取水装置１０という場合がある）は、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１に設けられている。つまり、本実施形態の取水装置１０は、取水路Ｃの壁ＣＷよりも上流側に設けられている。
つぎに、本実施形態の取水装置１０を説明する。
図１に示すように、本実施形態の取水装置１０（以下、単に取水装置１０という場合がある）は、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１に設けられている。つまり、本実施形態の取水装置１０は、取水路Ｃの壁ＣＷよりも上流側に設けられている。
【0021】
＜弁体１１＞
本実施形態の取水装置１０は、開口Ｃａを開閉する弁体１１を備えている。この弁体１１は板状の部材であり、その板状の本体の一方の面に摩擦抵抗の小さい素材によって形成された摺動部材１１ｆが設けられている。この摺動部材１１ｆの表面１１ａ（以下では弁体１１の第一面１１ａという場合がある）は平面に形成されており、この第一面１１ａを取水路Ｃの壁ＣＷの壁面ＣＦに接触させた状態で、壁ＣＷの壁面ＣＦに沿って上下方向に移動できるように設けられている。例えば、壁ＣＷの壁面ＣＦに弁体１１の上下方向の移動を案内する案内機構を設けて、壁ＣＷの壁面ＣＦに沿った弁体１１の移動を案内させることができる。案内機構としては、例えば、壁ＣＷの壁面ＣＦの開口Ｃａの側方に上下方向に沿って伸びる溝を備えた一対のレール状部材ＣＲ，ＣＲを採用することができる(図２（Ｂ）参照)。かかる一対のレール状部材ＣＲ，ＣＲを設ければ、この一対のレール状部材ＣＲ，ＣＲの溝に弁体１１の両側端部を挿入することによって、一対のレール状部材ＣＲ，ＣＲに案内されて弁体１１を上下方向に移動させることができる。
本実施形態の取水装置１０は、開口Ｃａを開閉する弁体１１を備えている。この弁体１１は板状の部材であり、その板状の本体の一方の面に摩擦抵抗の小さい素材によって形成された摺動部材１１ｆが設けられている。この摺動部材１１ｆの表面１１ａ（以下では弁体１１の第一面１１ａという場合がある）は平面に形成されており、この第一面１１ａを取水路Ｃの壁ＣＷの壁面ＣＦに接触させた状態で、壁ＣＷの壁面ＣＦに沿って上下方向に移動できるように設けられている。例えば、壁ＣＷの壁面ＣＦに弁体１１の上下方向の移動を案内する案内機構を設けて、壁ＣＷの壁面ＣＦに沿った弁体１１の移動を案内させることができる。案内機構としては、例えば、壁ＣＷの壁面ＣＦの開口Ｃａの側方に上下方向に沿って伸びる溝を備えた一対のレール状部材ＣＲ，ＣＲを採用することができる(図２（Ｂ）参照)。かかる一対のレール状部材ＣＲ，ＣＲを設ければ、この一対のレール状部材ＣＲ，ＣＲの溝に弁体１１の両側端部を挿入することによって、一対のレール状部材ＣＲ，ＣＲに案内されて弁体１１を上下方向に移動させることができる。
【0022】
なお、摺動部材１１ｆは、弁体１１が移動する際に、取水路Ｃの壁ＣＷの壁面ＣＦとの間に発生する摩擦が小さくなる部材であればよく、その素材はとくに限定されない。例えば、高分子ポリエチレン等のように摩擦抵抗の小さい素材によって摺動部材１１ｆを形成することができる。
また、取水路Ｃの壁ＣＷの壁面ＣＦに摩擦抵抗の小さい素材によって形成された部材（壁側摺動部材）を設けてもよい。つまり、取水路Ｃの壁ＣＷの壁面ＣＦにおいて、弁体１１と接触する部分に壁側摺動部材を設けてもよい。この壁側摺動部材を設けた場合、弁体１１にも摺動部材１１ｆを設けてもよいが、弁体１１には摺動部材１１ｆを設けなくてもよい。つまり、弁体１１の本体の一方の面を、直接、取水路Ｃの壁ＣＷの壁面ＣＦ、つまり、取水路Ｃの壁ＣＷの壁面ＣＦに設けられた壁側摺動部材に接触させるようにしてもよい。壁側摺動部材も、摺動部材１１ｆと同様に、その素材はとくに限定されず、例えば、高分子ポリエチレン等のように摩擦抵抗の小さい素材を採用することができる。
もちろん、弁体１１の本体の一方の面と取水路Ｃの壁ＣＷの壁面ＣＦとを直接接触させても、両者間の摩擦抵抗が小さく、後述するように弁体１１をフロート１２の動きに応じてスムースに移動させることができるのであれば、摺動部材１１ｆや壁側摺動部材は設けてなくてもよい。
また、取水路Ｃの壁ＣＷの壁面ＣＦに摩擦抵抗の小さい素材によって形成された部材（壁側摺動部材）を設けてもよい。つまり、取水路Ｃの壁ＣＷの壁面ＣＦにおいて、弁体１１と接触する部分に壁側摺動部材を設けてもよい。この壁側摺動部材を設けた場合、弁体１１にも摺動部材１１ｆを設けてもよいが、弁体１１には摺動部材１１ｆを設けなくてもよい。つまり、弁体１１の本体の一方の面を、直接、取水路Ｃの壁ＣＷの壁面ＣＦ、つまり、取水路Ｃの壁ＣＷの壁面ＣＦに設けられた壁側摺動部材に接触させるようにしてもよい。壁側摺動部材も、摺動部材１１ｆと同様に、その素材はとくに限定されず、例えば、高分子ポリエチレン等のように摩擦抵抗の小さい素材を採用することができる。
もちろん、弁体１１の本体の一方の面と取水路Ｃの壁ＣＷの壁面ＣＦとを直接接触させても、両者間の摩擦抵抗が小さく、後述するように弁体１１をフロート１２の動きに応じてスムースに移動させることができるのであれば、摺動部材１１ｆや壁側摺動部材は設けてなくてもよい。
【0023】
＜フロート１２＞
図１および図２に示すように、本実施形態の取水装置１０は、フロート１２を有している。このフロート１２は、後述する連結機構１５を介して弁体１１を上下方向に移動させる駆動力を発生させるものである。
図１および図２に示すように、本実施形態の取水装置１０は、フロート１２を有している。このフロート１２は、後述する連結機構１５を介して弁体１１を上下方向に移動させる駆動力を発生させるものである。
【0024】
＜連結機構１５＞
図１および図２に示すように、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１には、壁ＣＷの壁面ＣＦによりも上流側に連結機構１５が設けられている。この連結機構１５は、フロート１２の浮力による移動を利用して、弁体１１を上下方向に移動させる機能を有するものである。
図１および図２に示すように、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１には、壁ＣＷの壁面ＣＦによりも上流側に連結機構１５が設けられている。この連結機構１５は、フロート１２の浮力による移動を利用して、弁体１１を上下方向に移動させる機能を有するものである。
【0025】
＜揺動部材１６＞
図１および図２に示すように、連結機構１５は、取水路Ｃに設置された揺動軸１６ａによって揺動可能に設けられた揺動部材１６を有している。具体的には、揺動軸１６ａは、取水路Ｃの壁ＣＷの壁面ＣＦと平行かつ水平となるように、上流側水路Ｃ１の上限水位Ｈ１よりも上方に設けられている。そして、揺動部材１６は、その一端部と他端部との間の位置が揺動軸１６ａに対して回転可能に設けられている。つまり、揺動部材１６は、揺動軸１６ａを介して、揺動軸１６ａ周りにその両端が上下方向に揺動するように取水路Ｃの上流側水路Ｃ１に設けられている。
図１および図２に示すように、連結機構１５は、取水路Ｃに設置された揺動軸１６ａによって揺動可能に設けられた揺動部材１６を有している。具体的には、揺動軸１６ａは、取水路Ｃの壁ＣＷの壁面ＣＦと平行かつ水平となるように、上流側水路Ｃ１の上限水位Ｈ１よりも上方に設けられている。そして、揺動部材１６は、その一端部と他端部との間の位置が揺動軸１６ａに対して回転可能に設けられている。つまり、揺動部材１６は、揺動軸１６ａを介して、揺動軸１６ａ周りにその両端が上下方向に揺動するように取水路Ｃの上流側水路Ｃ１に設けられている。
【0026】
この揺動部材１６の第一端部にはフロート１２が固定されている。このフロート１２は、少なくとも、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１内の水位が上限水位Ｈ１になると上流側水路Ｃ１内の水に浮かび、水位が上限水位Ｈ１を超えると揺動部材１６の第二端部を下方に揺動させることができるように、揺動部材１６の第一端部に連結されている（図１（Ｂ）参照）。
【0027】
なお、フロート１２は、上流側水路Ｃ１内の水位が上限水位Ｈ１以下の状態から上流側水路Ｃ１内の水に浮かぶようになっていてもよい。この場合でも、上限水位Ｈ１（またはその近傍の水位）までは、弁体１１によって開口Ｃａの開口面積が小さくならないように連結機構１５は調整される。
【0028】
＜連結部材１７＞
一方、揺動部材１６の第二端部は、連結部材１７を介して、弁体１１に連結されている。具体的には、連結部材１７は、例えば、金属などで形成された軸状の部材であり、その第一端部が揺動部材１６の第二端部に揺動可能に連結されており、その第二端部が弁体１１の上端に揺動可能に連結されている。より詳しく言えば、連結部材１７の第一端部と揺動部材１６の第二端部とは、上述した揺動軸１６ａと平行な揺動軸１７ａによって連結されており、この揺動軸１７ａ周りに連結部材１７が揺動部材１６に対して揺動可能に連結されている。また、連結部材１７の第二端部と弁体１１の上端とは、上述した揺動軸１６ａと平行な揺動軸１７ｂ（つまり揺動軸１７ａと平行な揺動軸１７ｂ）によって連結されており、この揺動軸１７ｂ周りに連結部材１７が弁体１１に対して揺動可能に連結されている。
一方、揺動部材１６の第二端部は、連結部材１７を介して、弁体１１に連結されている。具体的には、連結部材１７は、例えば、金属などで形成された軸状の部材であり、その第一端部が揺動部材１６の第二端部に揺動可能に連結されており、その第二端部が弁体１１の上端に揺動可能に連結されている。より詳しく言えば、連結部材１７の第一端部と揺動部材１６の第二端部とは、上述した揺動軸１６ａと平行な揺動軸１７ａによって連結されており、この揺動軸１７ａ周りに連結部材１７が揺動部材１６に対して揺動可能に連結されている。また、連結部材１７の第二端部と弁体１１の上端とは、上述した揺動軸１６ａと平行な揺動軸１７ｂ（つまり揺動軸１７ａと平行な揺動軸１７ｂ）によって連結されており、この揺動軸１７ｂ周りに連結部材１７が弁体１１に対して揺動可能に連結されている。
【0029】
以上のような構造であるので、本実施形態の取水装置１０は、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１内の水位によって以下のように作動する。
【0030】
まず、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１内の水位が低い場合には、フロート１２は揺動軸１６ａよりも下方に位置する（図１（Ａ）参照）。つまり、揺動部材１６の第一端部が揺動軸１６ａよりも下方に位置し、揺動部材１６の第二端部が揺動軸１６ａよりも上方に位置した状態になる。この状態では、弁体１１は、その下端が取水路Ｃの壁ＣＷに設けられた開口Ｃａよりも上方に配置されるので、開口Ｃａを通して、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１から下流側水路Ｃ１に所定の取水量以下の水が流れる。
【0031】
また、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１内の水位が上昇すると、フロート１２は水位の上昇にともなって上方に移動し、揺動部材１６の第一端部が上昇する。すると、揺動部材１６の第二端部が下降し、連結部材１７を介して弁体１１が下方に移動される。しかし、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１内の水位が上限水位Ｈ１以下の場合には、弁体１１は、その下端が取水路Ｃの壁ＣＷに設けられた開口Ｃａの上端よりも上方に位置するので、開口Ｃａを通して、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１から下流側水路Ｃ１に所定の取水量以下の水が流れる。
【0032】
一方、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１内の水位が上限水位Ｈ１を超えると、弁体１１は、その下端が取水路Ｃの壁ＣＷに設けられた開口Ｃａの上端よりも下方まで移動し、開口Ｃａの開口面積を低減させる。すると、開口Ｃａを通して取水路Ｃの上流側水路Ｃ１から下流側水路Ｃ２に流れる水の量が、所定の取水量を越えないように制限される。
【0033】
取水路Ｃの上流側水路Ｃ１内の水位の上昇に伴ってフロート１２は上昇し、弁体１１の下方への移動量が大きくなるので、開口Ｃａの開口面積が小さくなっていく。そして、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１内の水位が水位Ｈ２まで上昇すると、弁体１１は、取水路Ｃの壁ＣＷに設けられた開口Ｃａを完全に塞ぐ位置まで下降し、開口Ｃａを通した取水が停止される（図１（Ｂ）参照）。
【0034】
なお、弁体１１の下端が交差面ＣＳに接触するまで、揺動部材１６が揺動した後もさらに水位Ｈ２が上昇すると、フロート１２に発生する浮力が大きくなるので、その浮力に起因して、弁体１１の下端を交差面ＣＳに押しつける力が発生する。したがって、弁体１１の下端と交差面ＣＳとの間を通って水が流れることを防止する効果が高くなる。
【0035】
取水路Ｃの上流側水路Ｃ１内の水位が水位Ｈ２を越えた後、水位が減少すると、水位の減少にともなってフロート１２が発生する浮力が小さくなり、フロート１２は下方に移動しようとする。すると、揺動部材１６を介して弁体１１を上方に移動させようとする力が発生する。このとき、弁体１１には、水圧によって取水路Ｃの壁ＣＷの壁面ＣＦに押し付ける力が加わっているので、この力によって弁体１１と壁面ＣＦとの間には摩擦抵抗が発生しており、この摩擦抵抗が弁体１１の移動抵抗になる。しかし、弁体１１には摺動部材１１ｆが設けられており、弁体１１と壁面ＣＦとの間の摩擦抵抗が小さくなっているので、弁体１１を上方に移動させようとする力が発生すると、弁体１１はスムースに上方に移動する。つまり、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１内の水位が減少すれば、その水位の減少とほぼ連動するように弁体１１を上方に移動させることができる。
【0036】
取水路Ｃの上流側水路Ｃ１内の水位がさらに減少すると、フロート１２はさらに下降する。やがて、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１内の水位が上限水位Ｈ１まで下降すると、弁体１１は、その下端が取水路Ｃの壁ＣＷに設けられた開口Ｃａよりも上方に位置するまで移動する。すると、取水状態が、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１内の水位が上限水位Ｈ１を超える前の取水状態に復帰する（図１（Ａ）参照）。
【0037】
以上のように、本実施形態の取水装置１０によれば、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１内の水の水位に応じてフロート１２が昇降すれば、弁体１１によって取水路Ｃの壁ＣＷに設けられた開口Ｃａを開閉することができる。
【0038】
しかも、揺動部材１６の揺動によってフロート１２の昇降を弁体１１の移動に変換しているので、フロート１２の移動に対する弁体１１の移動の連動性を高めることができる。
【0039】
また、弁体１１が壁ＣＷの壁面ＣＦに沿って移動するように設けられており、しかも、弁体１１と壁面ＣＦとの間の摩擦抵抗が小さくなっている。したがって、弁体１１によって取水路Ｃの壁ＣＷに設けられた開口Ｃａが閉じられた状態から、弁体１１を上方に移動させて開口Ｃａを開く際に、水位の減少に対して弁体１１の移動を連動させることができる。
【0040】
＜弁体１１について＞
弁体１１は、その形状や素材はとくに限定されないが、連結機構１５の連結部材１７によって下方に押し付けられたときに、曲がったり座屈したりしない程度の剛性を有するように形成されていることが必要である。
弁体１１は、その形状や素材はとくに限定されないが、連結機構１５の連結部材１７によって下方に押し付けられたときに、曲がったり座屈したりしない程度の剛性を有するように形成されていることが必要である。
【0041】
また、弁体１１は、上述したように、壁ＣＷの壁面ＣＦに沿ってスムースに移動できるように設けられていればよいが、壁ＣＷの壁面ＣＦとの間に隙間ができるだけ小さくなるように形成されていればより望ましい。壁ＣＷの壁面ＣＦとの間に隙間ができないようにする上では、上述したように、弁体１１は、第一面１１ａが平面に形成されていることが望ましい。
【0042】
弁体１１の下端に、ゴムや樹脂等で形成されたシール部材１１ｓを設けてもよい。かかるシール部材１１ｓを設ければ、フロート１２が上昇して弁体１１が下方に移動して、弁体１１の下端が交差面ＣＳに押し付けられた際に、弁体１１と交差面ＣＳとの間のシール性を高めることができる。
【0043】
＜フロート１２について＞
フロート１２は、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１内の水位が上限水位になると上流側水路Ｃ１内の水に浮かび、揺動部材１６の揺動によって弁体１１を移動させることができるように設けられていれば、その大きさや構造、弁体１１を形成する素材はとくに限定されない。フロート１２は、設置する環境に応じて適切な大きさや構造、素材を採用すればよい。しかし、本実施形態の取水装置１０の運搬や設置を容易にする上では、フロート１２はできるだけ小さく軽い方が望ましい。例えば、本実施形態の取水装置１０を使用する場所が装置を人力で無ければ運搬できない環境であれば、人力で運搬や設置を容易にするために、フロート１２は２０ｋｇ以下が好ましい。
フロート１２は、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１内の水位が上限水位になると上流側水路Ｃ１内の水に浮かび、揺動部材１６の揺動によって弁体１１を移動させることができるように設けられていれば、その大きさや構造、弁体１１を形成する素材はとくに限定されない。フロート１２は、設置する環境に応じて適切な大きさや構造、素材を採用すればよい。しかし、本実施形態の取水装置１０の運搬や設置を容易にする上では、フロート１２はできるだけ小さく軽い方が望ましい。例えば、本実施形態の取水装置１０を使用する場所が装置を人力で無ければ運搬できない環境であれば、人力で運搬や設置を容易にするために、フロート１２は２０ｋｇ以下が好ましい。
【0044】
フロート１２は、取水路Ｃの水の水位に伴って移動すると、揺動部材１６の第一端部をフロート１２の移動方向と同じ方向に移動させることができるように連結されていればよく、その連結方法はとくに限定されない。とくに、フロート１２が揺動部材１６に対して相対的に移動しないように、フロート１２の側面等が揺動部材１６の第一端部に固定されていることが望ましい。かかる構成とすれば、フロート１２の移動と揺動部材１６の第一端部の移動との間にズレが生じないので、フロート１２の移動と弁体１１の移動との連動性をより高めることができる。
【0045】
＜連結機構１５について＞
揺動部材１６の第一端部と第二端部との間において、揺動部材１６と揺動軸１６ａとを連結する位置はとくに限定されない。しかし、揺動部材１６と揺動軸１６ａとを連結する位置は、少なくとも、フロート１２に浮力が発生していない状態では、揺動部材１６の第一端部が第二端部よりも下方に位置するように設ける。つまり、フロート１２が取水路Ｃの上流側水路Ｃ１の水に浸漬していない状態では、揺動軸１６ａよりも揺動部材１６の第一端部側の部材によって発生するモーメントが、揺動軸１６ａよりも揺動部材１６の第二端部側の部材によって発生するモーメントよりも大きくなるように設ける。すると、フロート１２からの浮力が加わっていない状態では、揺動部材１６はその第一端部が第二端部よりも下方に位置するように揺動するので、弁体１１を開口Ｃａよりも上方に配置しておくことができる。
揺動部材１６の第一端部と第二端部との間において、揺動部材１６と揺動軸１６ａとを連結する位置はとくに限定されない。しかし、揺動部材１６と揺動軸１６ａとを連結する位置は、少なくとも、フロート１２に浮力が発生していない状態では、揺動部材１６の第一端部が第二端部よりも下方に位置するように設ける。つまり、フロート１２が取水路Ｃの上流側水路Ｃ１の水に浸漬していない状態では、揺動軸１６ａよりも揺動部材１６の第一端部側の部材によって発生するモーメントが、揺動軸１６ａよりも揺動部材１６の第二端部側の部材によって発生するモーメントよりも大きくなるように設ける。すると、フロート１２からの浮力が加わっていない状態では、揺動部材１６はその第一端部が第二端部よりも下方に位置するように揺動するので、弁体１１を開口Ｃａよりも上方に配置しておくことができる。
【0046】
なお、揺動軸１６ａよりも揺動部材１６の第一端部側の部材とは、揺動部材１６において揺動軸１６ａよりも第一端部側の部分およびフロート１２を意味している。
また、揺動部材１６の第二端部側の部材とは、揺動部材１６において揺動軸１６ａよりも第二端部側の部分、連結部材１７および弁体１１を意味している。もちろん、弁体１１と壁ＣＷの壁面ＣＦとの間に発生する摩擦もモーメントを発生させる力に含まれる。
また、揺動部材１６の第二端部側の部材とは、揺動部材１６において揺動軸１６ａよりも第二端部側の部分、連結部材１７および弁体１１を意味している。もちろん、弁体１１と壁ＣＷの壁面ＣＦとの間に発生する摩擦もモーメントを発生させる力に含まれる。
【0047】
揺動部材１６の長さや連結部材１７の長さはとくに限定されない。しかし、上述したように、弁体１１の下端を交差面ＣＳに押しつける効果を高くする上では、揺動部材１６の長さや連結部材１７の長さは、以下の条件を満たすように調整されていることが望ましい。図１に示すように、揺動部材１６の第二端部と連結部材１７との連結位置と、弁体１１と連結部材１７との連結位置と、を結ぶ線をＬ１とする。そして、揺動部材１６が揺動した際に、鉛直方向（図１の線ＣＬ）に対して線Ｌ１のなす角度θが±３０°、好ましくは±２０°の範囲で揺動するように、揺動部材１６の長さおよび連結部材１７の長さを調整する。すると、フロート１２が上昇して揺動部材１６の第二端部が下降した際に、連結部材１７を介して揺動部材１６の第二端部が弁体１１を下方に移動させる力を、効果的に弁体１１の下端を交差面ＣＳに押しつける力として作用させることができる。
【0048】
上記例では、連結機構１５が連結部材１７を有する場合を説明したが、必ずしも上述したような連結部材１７は設けなくてもよい。つまり、揺動部材１６の第二端部と弁体１１とを直接連結してもよい。例えば、揺動部材１６の第二端部と弁体１１との連結位置が、揺動部材１６の軸方向（揺動軸１６ａを通り揺動部材１６の第一端部と第二端部を繋ぐ方向）に沿って相対的に移動するように連結する。すると、揺動部材１６の第二端部と弁体１１とを直接連結しても、揺動部材１６が揺動した際に、弁体１１の第一面１１ａと壁面ＣＦとを接触させた状態で弁体１１を上下方向に移動させることができる。
【0049】
連結機構１５の揺動部材１６や連結部材１７を形成する素材や各部材の形状はとくに限定されない。連結機構１５の揺動部材１６や連結部材１７は、フロート１２の昇降によって弁体１１を移動させる際に、曲がったりしない程度の剛性を有するように形成されていればよい。つまり、フロート１２が昇降すると、ほとんどタイムラグが無いように弁体１１を移動させることができる程度の剛性を有するように連結機構１５の揺動部材１６や連結部材１７は形成されていればよい。
【0050】
揺動軸１６ａを設ける高さもとくに限定されないが、取水路Ｃの上流側水路Ｃ１における上限水位Ｈ１よりも上方に位置すように設けることが望ましい。かかる高さに揺動軸１６ａを設ければ、弁体１１を交差面ＣＳに押し付ける力を発揮させやすくなる。
【0051】
＜取水路Ｃについて＞
上記例では、取水路Ｃが、開口Ｃａの下方に壁面ＣＦと交差する交差面ＣＳが設けられている場合を説明したが、交差面ＣＳが無い場合でも、本実施形態の取水装置１０を開口Ｃａを開閉する取水装置として使用してもよい（図３参照）。取水路Ｃが交差面ＣＳを有しない場合には、本実施形態の取水装置１０や取水路Ｃは、フロート１２が最も上方まで上昇しても弁体１１が開口Ｃａを塞いでおくことができるような構造とすることが必要である。
例えば、フロート１２が最も上方まで上昇しても、弁体１１の上端が開口Ｃａの上端よりも上方に位置するような長さに弁体１１を形成すれば、上記機能を満たすことができる。
また、弁体１１の上端が開口Ｃａの上端よりも若干上方に位置するまで弁体１１が下降すると、フロート１２の上昇や連結機構１５の揺動部材１６の揺動が停止するようにしても、上記機能を満たすことができる。例えば、フロート１２の上昇や揺動部材１６の揺動を制限するストッパーを、本実施形態の取水装置１０や取水路Ｃに設けてもよい。
上記例では、取水路Ｃが、開口Ｃａの下方に壁面ＣＦと交差する交差面ＣＳが設けられている場合を説明したが、交差面ＣＳが無い場合でも、本実施形態の取水装置１０を開口Ｃａを開閉する取水装置として使用してもよい（図３参照）。取水路Ｃが交差面ＣＳを有しない場合には、本実施形態の取水装置１０や取水路Ｃは、フロート１２が最も上方まで上昇しても弁体１１が開口Ｃａを塞いでおくことができるような構造とすることが必要である。
例えば、フロート１２が最も上方まで上昇しても、弁体１１の上端が開口Ｃａの上端よりも上方に位置するような長さに弁体１１を形成すれば、上記機能を満たすことができる。
また、弁体１１の上端が開口Ｃａの上端よりも若干上方に位置するまで弁体１１が下降すると、フロート１２の上昇や連結機構１５の揺動部材１６の揺動が停止するようにしても、上記機能を満たすことができる。例えば、フロート１２の上昇や揺動部材１６の揺動を制限するストッパーを、本実施形態の取水装置１０や取水路Ｃに設けてもよい。
【0052】
＜壁ＣＷについて＞
壁ＣＷは、取水路Ｃと一体に形成されたものでもよいが、取水路Ｃと別に形成して後から取り付けてもよい。例えば、取水路Ｃはコンクリートによって形成し、壁ＣＷを鉄やステンレス等の金属製の板材で形成してもよい。この場合、壁ＣＷの壁面ＣＦを平坦面に形成し易くなるので、弁体１１の第一面１１ａと壁ＣＷの壁面ＣＦとの接触状態を面接触に近い状態にできるから、弁体１１による開口Ｃａの閉鎖性を高くすることができる。
壁ＣＷは、取水路Ｃと一体に形成されたものでもよいが、取水路Ｃと別に形成して後から取り付けてもよい。例えば、取水路Ｃはコンクリートによって形成し、壁ＣＷを鉄やステンレス等の金属製の板材で形成してもよい。この場合、壁ＣＷの壁面ＣＦを平坦面に形成し易くなるので、弁体１１の第一面１１ａと壁ＣＷの壁面ＣＦとの接触状態を面接触に近い状態にできるから、弁体１１による開口Ｃａの閉鎖性を高くすることができる。
【0053】
＜フレーム部ＦＲについて＞
また、上述したように、壁ＣＷを取水路Ｃと別に形成する場合には、壁ＣＷに連結された保持部材ＣＨを設けてフレーム部ＦＲとしてもよい。この場合、本実施形態の取水装置１０を構成する部材を一つのユニットのようにすることができるので、本実施形態の取水装置１０を取水路Ｃに設置する作業が容易になる。例えば、図４に示すように、壁ＣＷの両側端縁から立設される一対の板材ＰＲ，ＰＲによって保持部材ＣＨを形成し、一対の板材ＰＲ，ＰＲ間に揺動軸１６ａを設置する。そして、揺動軸１６ａは、その軸が壁ＣＷの表面と平行かつ弁体１１の移動方向と直交するように配設する。すると、保持部材ＣＨの一対の板材ＰＲ，ＰＲの外面がそれぞれ取水路Ｃの一対の側壁ＳＷ，ＳＷの内面に接触した状態かつ壁ＣＷの下端が取水路Ｃの底に接触するように設置するだけで、取水装置１０を設置することができる。
また、上述したように、壁ＣＷを取水路Ｃと別に形成する場合には、壁ＣＷに連結された保持部材ＣＨを設けてフレーム部ＦＲとしてもよい。この場合、本実施形態の取水装置１０を構成する部材を一つのユニットのようにすることができるので、本実施形態の取水装置１０を取水路Ｃに設置する作業が容易になる。例えば、図４に示すように、壁ＣＷの両側端縁から立設される一対の板材ＰＲ，ＰＲによって保持部材ＣＨを形成し、一対の板材ＰＲ，ＰＲ間に揺動軸１６ａを設置する。そして、揺動軸１６ａは、その軸が壁ＣＷの表面と平行かつ弁体１１の移動方向と直交するように配設する。すると、保持部材ＣＨの一対の板材ＰＲ，ＰＲの外面がそれぞれ取水路Ｃの一対の側壁ＳＷ，ＳＷの内面に接触した状態かつ壁ＣＷの下端が取水路Ｃの底に接触するように設置するだけで、取水装置１０を設置することができる。
【0054】
なお、保持部材ＣＨは、上述したような構造に限られず、揺動部材１６が上述したような機能を発揮できるように揺動軸１６ａを保持できる形状および強度に形成されていればよい。
【0055】
また、フレーム部ＦＲは、弁体１１の下端が押し付けられる、交差面ＣＳを有する底板ＢＰを有していてもよい。かかる底板ＢＰを設ければ、弁体１１を下方に押し付けた際のシール性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【0056】
本発明の取水装置は、河川等から取水する取水量を調整するために設けられる装置に適している。
【符号の説明】
【0057】
１０ 取水装置
１１ 弁体
１１ａ 第一面
１１ｓ シール部材
１２ フロート
１５ 連結機構
１６ 揺動部材
１６ａ 揺動軸
１７ 連結部材
ＦＲ フレーム部
ＣＨ 保持部材
Ｒ 河川
Ｃ 取水路
Ｃａ 開口
ＣＷ 壁
ＣＦ 壁面
ＣＳ 交差面
Ｈ１ 上限水位
Ｈ２ 水位
１１ 弁体
１１ａ 第一面
１１ｓ シール部材
１２ フロート
１５ 連結機構
１６ 揺動部材
１６ａ 揺動軸
１７ 連結部材
ＦＲ フレーム部
ＣＨ 保持部材
Ｒ 河川
Ｃ 取水路
Ｃａ 開口
ＣＷ 壁
ＣＦ 壁面
ＣＳ 交差面
Ｈ１ 上限水位
Ｈ２ 水位
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】