JPH035445B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、自然水源から水を吸い込む取水構
造の施設から魚を誘導して追い払うことに関する
ものであり、より詳細に言えば、吸い込まれた魚
が生きた無傷の状態でそのような構造から逃げる
ことができる装置に関するものである。

従来の技術 ある工業及び公共サービス施設（たとえば発電
所、揚水工場、公供給水施設、鉱石処理工場及び
揚水用水路など）は、その運転のために多量の水
を必要とする。一般に、必要な水は川、湖、河
口、及び沿岸海水のような自然水源から吸い込ま
れるか、またはそのような自然水源から方向転換
される。

これらの自然水源に生息する魚は、そのような
施設の取水構造内に必ず吸い込まれる。１度吸い
込まれると、魚は、障壁または“取水”網によつ
て吸込みをさえぎられるまで、水流の方向に移動
する傾向がある。これらの障壁網はポンプ施設の
循環装置内へのゴミの進入を防ぐための手段とし
て一般的に使用されているものである。いくつか
の障壁網は固定されているが、大部分のものは移
動し、すなわちエンドレスベルトの一部分である
ように、駆動スプロケツトの周りを垂直方向に
“移動”する。固定または移動するとしても、障
壁網は吸い込まれた魚（網目から押し出されるよ
うな非常に小さい幼虫を除く）がさらに吸い込ま
れるのを防止する。吸い込まれた魚はこれらの取
水構造の垂直凹部（screenwell）に捕集された状
態になり、もし追い払われない場合、結局、魚は
障壁網に押し付けられるか、または水流の力によ
つて障壁網の網目に押し込まれて、傷ついたり死
んだりする。

活発に泳ぐ魚は流れに平行にかつ頭部を流れに
向ける傾向があるので、魚は障壁網に向かつて後
方に移動する。魚の尾びれが網に接触すると、魚
は素早く移動し、障壁網の前面の領域において流
れに逆らう傾向がある。流れの力に逆らつて移動
する場合には、魚はより力強く泳がなければなら
ず、エネルギー消費量が増すため次第に疲れてく
る。時間が経過すれば、疲れきつた魚は流れの力
によつて障壁網に押し付けられ、そして死ぬ。

取水装置内に吸い込まれた魚の死傷数を減少す
る多くの試みが行なわれてきた。バイパス導水路
内に魚を追い込むか、または捕集される前におど
して追い払う非機械的方法が利用されてきた。す
べての周知の索（たとえば音波、気泡カーテン、
ストロボ光線、水噴射、衝撃波、化学的忌避剤、
及び電気など）は、実際の装置には効果のないこ
とがわかつた。

さらに、種々の機械的な装置が試みられたが機
械的に非実用的なために、または魚を保護するの
に根本的には効果のないために有効でないことが
わかつた。１つの実験的な実例では、たとえば、
可動障壁網が流れを横切つて横方向に移動するよ
うに位置決めし直され、その前面側が可動障壁網
の一端に配置されたバイパススロツトの方向に駆
動される。これは、小さい魚をバイパススロツト
の方に移動させるのには効果があるが、その装置
は工業的な取水構造の大きさに適切でないことが
わかつた。さらに機械的な制限によつて、くさび
ワイヤシリンダや同種の回転機構のような小さい
装置を大きくすることができない。

いくつかの取水施設では、垂直可動障壁網には
トラフ（trough）が設けられており、その目的
はトラフのすくい作用によつて魚を直接取り除く
ことである。この変更態様の実地試験は魚を保護
することでは、通常の可動障壁網よりも一様によ
い結果を示さなかつた。

いくつかの取水構造には受動“案内”障壁が設
けられ、この受動“案内”障壁は、通常は垂直金
属よろい板（louvre）または通常の障壁網であ
り、取水とい式水路を横切つて対角線的に位置決
めされ、障壁網ととい式水路の壁との間の鋭角の
頂点に配置された狭いバイパススロツトに至つて
いる。大部分のよろい板の配列の試験では、試験
用の魚の大部分はよろい板の開口を通つて取水装
置のポンプ内に直接吸い込まれた。よろい板の羽
根が強力な局所乱流を生じるような形状であると
きだけ、大部分の魚が乱流の正面に対する見掛の
反応によつてバイパススロツトへの道を見つけ
た。しかし、乱流を生じるよろい板の配列はポン
プ効率に損失を生じるために工業施設には使用さ
れていない。魚がよろい板の開口を通つて進入す
るのを妨げる乱流は、取水装置内への水の流れも
妨げ、これによつて取水量が許容できないレベル
の効率まで徐々に低下していくことになる。

流れに対し一定の角度で設定した通常の障壁網
（流れに対して直角に設定した同一の障壁網も）
では、吸い込まれた魚は流れに逆らつて正面を向
いた状態になる傾向があり、機会があつたときだ
け、魚はバイパススロツトに偶然出くわす。魚は
気ままに移動し、バイパススロツトに出くわす機
会が少ないため、角度をもつた障壁網に関係した
魚の死亡率は常に非常に高い。

発明が解決しようとする問題点 従つて、この発明の目的は、魚をポンプ取水構
造から方向転換させ、魚が進入した所からそれら
の魚を無傷のまま自然水源に戻してやるための装
置を提供することにある。

この発明の別の目的は、魚を脱出区域内に素早
く誘導して、障壁網から追いやるための方法を可
能にすることであり、もしそうしなかつたら、魚
は吸い込まれて死ぬことになる。

この発明に関する別の目的は、大きいポンプ施
設が在つても、魚の生命を保護し、魚の自然生息
地に固有の種を維持することにある。

問題点を解決するための手段 本発明に従う装置では、取水構造は水流の方向
にほぼ直角な障壁網と、この障壁網の両側に隣接
して配置したポンプバイパス導水路とで構成され
ている。障壁網の面に垂直な可動魚誘導網は障壁
網の前面に配置されている。魚誘導網は魚を障壁
網の正面からバイパス導水路の方に誘導するよう
に移動する。多数の障壁網及び誘導網を備えてい
る装置では、隣接する魚誘導網は協同運動のとき
に互いに向かい合う方向または互いに離れる方向
に移動することが好ましい。従つて、互いに向か
い合う方向に移動する時、隣接する魚誘導網は隣
接する障壁網間に配置された同一のバイパス導水
路内に魚を誘導する。同様に、隣接する魚誘導網
が互いに離れる方向に移動する時、魚誘導網は別
の魚誘導網に向かう方向またはとい式水路壁に向
かう方向に移動し、魚をバイパス導水路の入口に
誘導する。可動魚誘導網は魚をバイパス導水路内
に誘導する作用をする。もしそうしなければ、こ
れらの魚は障壁網の正面の取水領域において捕集
されることになる。

実施例 本発明は取水構造のための魚誘導保護装置に関
するものである。好ましい実施例では、 (a) 取水構造を備え、取水構造はｎ個の取水張間
または複数組の取水張間を有し、取水張間の間
を水が流れ、取水張間は水流に平行な壁を有
し、取水構造の最端部に取り付けられている。
さらに、取水構造は、水流に面する開口端を有
するｎ＋１個のポンプバイパス導水路と、取水
張間の軸に直角、すなわち流入水に直角に配置
され、バイパス導水路に取り付けられているｎ
個の障壁網または複数組の障壁網とを有し、 (b) ｎ個の魚誘導網を備え、各魚誘導網は取水構
造の全水深にわたるのに十分な高さを有し、さ
らに各魚誘導網は、障壁網の前面の面に垂直な
方向を維持しながら障壁網を横切つて左右に移
動するように拘束され、 (c) 往復パターンの運動時に各誘導網がそれに関
係した障壁網または複数組の障壁網の前面に沿
つて移動するように前記誘導網を駆動するため
の手段を備え、各往復運動のたびに、誘導網は
障壁網の一端のバイパスから他端のバイパスに
移動し、水流によつて吸い込まれた魚は障壁網
から追いやられ、バイパス区域内に誘導され
る。

ｎが１よりも大きい場合、各誘導網はその往
復パターンに従つて、隣接の誘導網と同時にか
つその隣接の誘導網の方向と反対方向に移動す
ることが好ましい。

第１図はｎ＝１の場合の装置の好ましい実施例
を示し、１つの障壁網１０１が水流入１０２の方
向に直角に位置決めされている。魚１０３は流入
１０２によつて吸い込まれ、障壁網１０１の方に
向かつて水源から取水構造内に吸い込まれる。吸
い込まれた魚は障壁網１０１の正面に沿つた近く
の領域において流入１０２に逆らつて頭部を向け
た状態になる傾向がある。誘導網１０４は、障壁
網１０１の前面を横切るように駆動機構１０６に
よつて移動かつ案内され、常に障壁網に垂直であ
り、水流入１０２に平行である。誘導網の内縁１
０５は許容作用限界に達すると、障壁網１０１の
前面に接近した状態になる。誘導網１０４の横方
向運動によつて、捕集された魚１０３は自然かつ
直接回避反応をし、その結果魚は障壁網１０１の
付近から離れ、障壁網１０１の両最端部に配置さ
れたポンプバイパス導水路１０７のどちらか一方
の付近に誘導され、または網目の横方向に移動す
る。魚１０３は導水路１０７のポンプ作用によつ
て生じた流れにおいて垂直凹部から脱出し、そこ
から魚はバイパス導水路を経て、水源に戻る。

第２ａ図、第２ｂ図、及び第２ｃ図は第１図に
示した単一モジユールの取水構造の平面図であ
る。

第２ａ図は、捕集された魚１０３が流入水１０
２によつてその尾びれを障壁網１０１の方向に向
けた状態で吸い込まれるときの構造を示してい
る。流れに逆らつて移動する魚は障壁網１０１の
前方近くの領域において流れに逆らつてその頭部
を向けた状態になる傾向がある。取水張間はとい
式水路壁１０８に取り付けられており、それに面
してバイパス導水路１０７が配置されている。さ
らに障壁網１０１はポンプバイパス導水路に取り
付けられている。誘導網１０４は緩速の掃出し運
動のときに障壁網１０１の端から端まで繰り返し
移動し、捕集された魚、そうでなければ障壁網に
向つて吸い込まれる恐れのある魚１０３はポンプ
バイパス導水路内に誘導される。第２ｂ図は、２
つのバイパス導水路１０７のうちの左のバイパス
導水路の付近において、最も左の位置に移動した
後の誘導網１０４を示しており、第２ｃ図は、最
も右の位置にある誘導網１０４を示している。誘
導網１０４は障壁網１０１を横切つて左右に掃出
し、吸い込まれた魚をバイパス導水路内に誘導す
る。

第３図はｎ＝２の場合の装置の好ましい実施例
を示しており、２つの障壁網３０１，３０２が水
流入３０３の方向に直角に位置決めされている。
図示するように、吸い込まれた魚３０４は障壁網
の正面の付近の領域において流れに逆らつて頭部
を向けた状態になる傾向がある。誘導網３０５，
３０６は駆動機構３０９によつて案内されて移動
し、往復かつ同時移動のときに障壁網の前面を横
切り、誘導網は互いに向かい合う方向または互い
に離れる方向に移動する。前者の場合には、誘導
網は互いに向かい合う方向かつ中央バイパス３０
７の付近まで移動する。誘導網のこのパターンの
運動の結果、捕集された魚３０４は障壁網３０
１，３０２の正面に沿つてかつ中央バイパスの方
に向かつて横方向に移動する。誘導網３０５，３
０６がバイパス３０７の両側に同時に到達すれ
ば、狭区域が生じ、誘導された魚はそこからポン
プバイパスで生じた流れによつて脱出する。誘導
網の往復運動の次の半周期時に、誘導網は最外の
バイパス３０８の方に同時に移動する。すなわ
ち、誘導網３０５は障壁網３０１ととい式水路壁
３１０との間に設けられたバイパスの方に移動
し、誘導網３０６は障壁網３０２ととい式水路壁
３１１との間に設けられたバイパスの方に移動す
る。この半周期の運動時に、魚は最外のバイパス
３０８の方に向かつて横方向に移動させられる。
この場合、狭区域が各最外のバイパス３０８に生
じ、各バイパスから誘導された魚がポンプバイパ
スで生じた流れによつて脱出する。

第４図は、この発明の一般的なｎ個のモジユー
ルの実施例の参考寸法線図である。ｎ個の誘導網
４０４及びそれらに関係した障壁網４０１に、連
続番号１、……、ｉ、……、ｎが取水とい式水路
を横切つてかつ障壁網の前面に平行に延びる基準
軸（ｘ）に沿つて付けられている。わかりやすく
するために、誘導網“１”が関係した障壁網の中
心、かつ変位軸（ｘ）の原点（０）に一致した
“開始”または最初の位置にある状態で線図に示
されている。幅（L_i）の障壁網４０１は幅（B_i）
のｎ＋１個のバイパス構造４０７によつて、互い
にかつとい式水路壁４０８から離れている。線図
に示した最初の状態では、誘導網は間隔（S_i）だ
け互いに離れており、S_iは、 S_i＝L_i＋L_i+1／２＋B_i+1 である。第１図、第２図、及び第３図によつて先
に記載したように、ｎ個の取水張間を有する取水
構造はその両最端部でとい式水路壁４０８に取り
付けられている。流入水４０２は外部の水源から
吸い込まれ、障壁網４０１を経て、ポンプ施設の
循環ポンプまでとい式水路壁４０８にほぼ平行に
流れる。流入水はさらに各バイパス導水路４０７
にポンプで送られる。水源の魚は水流によつて構
造内にほぼ連続的に吸い込まれ、障壁網４０１に
偶然出くわすと、障壁網の丁度正面の領域におい
て流れに逆らつて移動する傾向がある。ｎ個の誘
導網４０４の各々は、障壁網の左右かつ横方向に
及び障壁網の前面の面に常に垂直に移動するよう
拘束されている。ある期間の運動時に、誘導網４
０４は基準軸（ｘ）に沿つて変位し、第ｉ番目の
誘導網は第ｉ＋１番目の誘導網の方向と反対の方
向に移動する。

第ｉ番目の誘導網の往復運動及び変位（ｘ）の
ための同時境界条件は、 x〓_i＝0t＝（2j−１）π／2ω、ｊ＝１、２、３……(1) x〓_i（ｔ）＝L_i／２（−１）^i-1sinωt＋_i-1 〓^k=1 S_k (2) であり、ωtはラジアン、ωは角速度（rad／ｓ）、
ｔは時間（ｓ）である。第ｉ番目の誘導網のその
関係した障壁網の左右への平均移動すなわち往復
運動速度（時間増加t_j+1−t_j）は、 _i＝ωL_i／π (3) で表わされ、時間t_jとt_j+1間の加速度には関係な
い。第５ａ図及び第５ｂ図は、ｎが偶数のときの
第４図のｎ個の誘導網４０４の同時パターンの運
動を示している。第５ａ図は、x〓_i＝０でｊがｔ＝
（2j−１）π／2ωにおいて奇数であるときの誘導
網の位置を示している。第５ｂ図は、x〓_i＝０でｊ
が偶数のときの誘導網の位置を示してある。

第５ｃ図及び第５ｄ図は、ｎが奇数のときの第
４図のｎ個の誘導網４０４の同時パターンの運動
を示している。第５ｃ図は、＝０でｊがｔ＝（2j−
１）π／2ωにおいて奇数のときの誘導網の位置
を示している。第５ｄ図は、＝０でｊが偶数のと
きの誘導網の位置を示している。

誘導網、障壁網、及びバイパスのすべての組み
合わせについては、単一または多数の形状であつ
ても、誘導網は、前述した方法及び目的に対して
その方向及び運動を拘束する限りにおいて、案内
トラツクに取り付けられてもよいし、または案内
トラツクからつり下げられてもよい。誘導網また
は組み合わせた誘導網に運動を行なわせるための
手段は、モータチエーン駆動機構であつてもよ
く、運動方程式(1)、(2)及び(3)に従つて誘導網を案
内トラツクに沿つて前後に引張るように、スプロ
ケツトに係合されるかまたは適合される。

この発明のすべての記載されたかつ含まれた形
状では、魚のバイパスは捕集された魚を取水構造
から吸い出してやるために積極的にポンプで送り
出す。そのようにして脱出した魚は適当な導水路
または水路によつて進入したところから自然水に
戻るが、戻つた魚が取水装置によつて再び捕集さ
れないような水源の位置に戻る。

種々の好ましい実施例が本発明の概念を示すた
めに詳細に記載されてきたが、本発明の要旨から
逸脱することなく利用できる機械的な装置及び機
構には、多数の変更が考えられる。本発明の要旨
は特許請求の範囲により詳細に記載されている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の魚誘導装置の単一モジユー
ルの実施例の斜視図、第２ａ図、第２ｂ図、及び
第２ｃ図はこの発明の単一モジユールの実施例の
往復運動及び魚誘導動作を示す平面図、第３図は
この発明の複数モジユールの実施例の斜視図、第
４図はこの発明のｎ個のモジユールの実施例の平
面図における参考寸法線図、第５ａ図及び第５ｂ
図はｎが偶数のときのｎ個の誘導網の同時運動を
示す平面図、第５ｃ図及び第５ｄ図はｎが奇数の
ときのｎ個の誘導網の同時運動を示す平面図であ
る。 １０１，３０１，３０２，４０１……障壁網、
１０３，３０４……魚、１０４，３０５，３０
６，４０４……魚誘導手段（誘導網）、１０７，
３０７，３０８，４０７……バイパス導水路、１
０８，３１０，３１１，４０８……側壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 水が流れる取水領域を形成する両側壁
   と、 (b) 前記両側壁の一方に隣接し、前記取水領域に
   面する開口端を有し、もしそれがなければ前記
   取水領域において捕集されるであろう魚を逃し
   込ませることのできる少くとも１つのバイパス
   導水路を形成する手段と、 (c) 水流の方向にほぼ直角に方向づけられ、前記
   バイパス導水路に隣接して配置された障壁網
   と、 (d) 前記取水領域の全水深にわたるのに十分な高
   さの魚誘導手段とを備え、前記魚誘導手段は、
   前記障壁網の面に垂直な方向を維持しながら前
   記障壁網の前面を横切つて移動するよう拘束さ
   れ、 (e) 前記魚誘導手段を前記障壁網の前面を横切つ
   て前記バイパス導水路の方に移動させて、前記
   取水領域において捕集されるであろう魚が前記
   障壁網から追いやられて前記バイパス導水路に
   誘導されるように前記魚誘導手段を駆動するた
   めの手段 を備えていることを特徴とする魚を誘導し保護す
   るための装置。 ２ 前記取水領域の各垂直側壁に隣接する分離バ
   イパス導水路を有していることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の装置。 ３ 複数の障壁網と、隣接する前記障壁網間のバ
   イパス導水路と、前記障壁網と前記両側壁間のバ
   イパス導水路とを有していることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の装置。 ４ 前記魚誘導手段を駆動するための前記手段は
   前記魚誘導手段を往復運動のときに横方向に移動
   させることを特徴とする特許請求の範囲第２項ま
   たは第３項に記載の装置。 ５ 前記魚誘導手段は可動網であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
   １項に記載の装置。 ６ (a) 取水領域を形成する両側壁と、 (b) 水流の方向にほぼ垂直な方向に設けられた複
   数の障壁網と、 (c) 各垂直側壁と隣接する前記障壁網との間のバ
   イパス導水路と、隣接する障壁網間のバイパス
   導水路とを備え、前記バイパス導水路はそれが
   なかつた場合に前記取水領域において捕集され
   るであろう魚を逃し込ませることができるよう
   に、前記取水領域に面する開口端を有し、 (d) 前記各障壁網に関係した魚誘導網を備え、前
   記各魚誘導網は、前記取水領域の全水深にわた
   るのに十分な高さを有し、前記障壁網の面に垂
   直な方向を維持しながら前記障壁網の前面を横
   切つて横方向に移動するよう拘束され、 (e) 往復運動のときに、隣接する魚誘導網が互い
   に向かい合う方向または互いに離れる方向に移
   動し、互いに向かい合う方向に移動する時、前
   記魚誘導網が関係する障壁網間のバイパス導水
   路の正面において魚を狭区域内に移動させるよ
   うに、前記魚誘導網を駆動するための手段 を備えていることを特徴とする魚を誘導し保護す
   るための装置。