JP2001064946A - 除塵機の動作速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 除塵機の動作速度を塵芥量に応じてきめ細か
く制御する。 【解決手段】 水位差検出部２１は、上流側と下流側の
水位差に応じた水位差検出信号を制御部２４に送出す
る。操作部２２は、第１、第２動作点を設定する第１、
第２動作点設定操作部４１，４２を備える。制御部２４
の運転周波数設定手段５２は、水位差検出部２１で検出
される水位差と、操作部２２で設定される第１、第２動
作点とに基づいて、モータ８の運転周波数を設定し、運
転周波数に応じたレベルの電流をＶＶＶＦインバータ２
５に出力する。ＶＶＶＦインバータ２５は制御部２４か
らの入力電流に応じた周波数の電圧をモータ８に印加
し、モータ８は、その周波数に比例して回転速度が変化
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水中に浮遊する生
物などを含む塵芥を取り除くべく用水路や取水口などに
配設される除塵機に係り、特に、その動作速度の制御技
術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、工業用水のための用水路、例えば
火力発電所用冷却水の取水口には、水中に浮遊するクラ
ゲや藻類などの生物を含む塵芥を除去するための除塵機
が配設されている。

【０００３】除塵機としては、従来、ネットなどの濾過
体と塵芥収容棚とを有するバスケットを上下に多数並べ
て無端状のチェーンに取り付け、このチェーンを駆動源
としての電動機により周回駆動して水中の塵芥をバスケ
ットにより捕捉し、捕捉した塵芥を上部に設けた排水溝
に取り出して除去するトラベリングスクリーン方式や、
水路内に介設されたスクリーンにより水中の塵芥を捕捉
し、電動機によりレーキ（熊手状の掻き揚げ部材）をス
クリーンに沿って移動させることにより、捕捉した塵芥
を掻き揚げて除去するようにしたロータリーレーキ方式
などが知られている。

【０００４】これら従来の除塵機では、水中の塵芥量が
多くなると水が流れにくくなり、除塵機の下流側（例え
ば取水口側）の水位が上流側（例えば取水口の反対側）
の水位に比べて低下することから、上流側と下流側の水
位差を検出し、下流側の水位が上流側の水位より所定値
以上低くなると、電動機などの駆動源を動作させて除塵
を行うようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、水中の塵芥
量は、除塵機の設置場所によって異なるが、除塵機の設
置場所が同一であっても季節によって大きく異なる。例
えば、火力発電所の冷却水を取り入れるために海に近接
して設けられた取水口では、夏にはクラゲの大量発生や
台風などの影響で塵芥量が増大するが、冬には減少し、
その差は非常に大きいものになっている。

【０００６】従って、除塵機の駆動源としては、夏に大
量の塵芥を高速で除去可能にするために大容量の機器を
設置しておくことが必要であるが、冬などの塵芥量が少
ないときには、容量が過大となり電力を無駄に消費する
こととなっていた。

【０００７】これに対して、従来、誘導電動機の極数変
換を用いて、水位差に応じて動作速度を２〜３種類に変
更可能なものが知られているが、設置場所や季節によっ
て大きく異なる塵芥量の差に対応するためには不十分で
あり、動作速度をさらにきめ細かく設定可能にしたり、
動作速度の範囲を季節に応じて容易に変更可能にするこ
とが望まれていた。

【０００８】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
除塵機の動作速度を塵芥量に応じてきめ細かく制御する
ことができる除塵機の動作速度制御装置を提供すること
を目的とする。

【０００９】また、本発明は、除塵機の動作速度の変化
範囲を設置場所や季節に応じて容易に設定変更可能にす
る除塵機の動作速度制御装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、水中
の塵芥を捕捉して除去する塵芥除去手段を備えた除塵機
において、動作速度が最大定格速度以下の範囲で無段階
に可変であって、上記塵芥除去手段を駆動するための駆
動源と、上記塵芥除去手段によって塵芥が捕捉される位
置に対して上流側の水位と下流側の水位との水位差を検
出する水位差検出手段と、外部から操作可能で、第１水
位差に対する上記駆動源の第１動作速度を第１動作点と
して設定する第１動作点設定操作手段と、外部から操作
可能で、上記第１水位差より大きい第２水位差に対する
上記駆動源の第２動作速度を第２動作点として設定する
第２動作点設定操作手段と、設定された上記第１、第２
動作点と検出された上記水位差とに基づいて得られる動
作速度で上記駆動源を動作させる駆動制御手段とを備え
たものである。

【００１１】この構成によれば、外部からの例えばオペ
レータの操作により、第１水位差に対する駆動源の第１
動作速度が第１動作点として設定され、さらに、第１水
位差より大きい第２水位差に対する駆動源の第２動作速
度が第２動作点として設定される。そして、塵芥除去手
段によって塵芥が捕捉される位置に対して上流側の水位
と下流側の水位との水位差が検出され、設定された第
１、第２動作点と検出された水位差とに基づいて得られ
る動作速度で上記駆動源が動作される。

【００１２】例えば、検出された水位差が第１水位差に
等しいときは、駆動源が第１動作速度で動作し、検出さ
れた水位差が第２水位差に等しいときは、駆動源が第２
動作速度で動作する。これによって、オペレータが第
１、第２動作点を所望の値に設定することにより、駆動
源の動作速度の範囲を任意の範囲に容易に変更すること
が可能になる。その結果、高速で塵芥除去を行ったり、
消費電力の低減を図ることなどが季節や時刻などの必要
に応じて容易に行える。

【００１３】なお、下流側とは、例えば発電所などの取
水口が設けられている側、すなわち塵芥が除去済みの側
を言うものとし、上流側とは、取水口と反対側、すなわ
ち塵芥除去前の側を言うものとする。

【００１４】また、請求項２の発明は、請求項１記載の
除塵機の動作速度制御装置において、上記駆動制御手段
は、検出された上記水位差が上記第１水位差未満のとき
は上記駆動源を停止し、検出された水位差が上記第１水
位差以上であって上記第２水位差未満のときは上記第
１、第２動作速度を線形補間することによって得られる
動作速度で上記駆動源を動作させ、検出された水位差が
上記第２水位差以上のときは上記駆動源を上記最大定格
速度で動作させるものである。

【００１５】この構成によれば、例えば第１水位差を比
較的小さい値に設定し、第１動作速度と第２動作速度と
の差を比較的大きい値に設定しておくと、検出された水
位差が比較的小さい第１水位差になると駆動源が第１動
作速度で動作開始し、検出された水位差が第２水位差に
近づくに従って、駆動源の動作速度が第２動作速度に向
けて急上昇することになり、これによって、水位差の増
大に応じて塵芥除去手段の高速動作が行われる。

【００１６】一方、例えば第１水位差を比較的大きい値
に設定し、第１動作速度と第２動作速度との差を比較的
小さい値に設定しておくと、検出された水位差が比較的
大きい第１水位差になるまで駆動源が動作せず、検出さ
れた水位差が第１水位差から第２水位差に近づくと、駆
動源の動作速度が第２動作速度に向けて緩やかに上昇す
ることになり、これによって低消費電力での動作が行わ
れる。

【００１７】このように、第１、第２動作点の設定を適
宜変更することにより、塵芥除去手段の高速動作から低
消費電力での動作への変更を容易に行えることとなる。

【００１８】また、請求項３の発明は、請求項１または
２記載の除塵機の動作速度制御装置において、上記駆動
源は、印加電圧の周波数に応じた動作速度で回転駆動す
る誘導電動機からなるものである。この構成によれば、
誘導電動機への印加電圧の周波数を変更することによ
り、動作速度が精度良く変更されることとなり、単純な
構造の誘導電動機を用いて低価格で装置が実現できる。

【００１９】また、請求項４の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載の除塵機の動作速度制御装置において、
表示手段と、上記駆動源の動作速度を上記表示手段に表
示する表示制御手段とを備えたものである。この構成に
よれば、駆動源の動作速度が表示手段に表示されること
により、無段階で変化する駆動源の動作速度をオペレー
タが容易に知ることが可能になる。

【００２０】また、請求項４記載の除塵機の動作速度制
御装置において、上記表示制御手段は、さらに、検出さ
れた上記水位差を上記表示手段に表示するものであると
してもよい。この構成によれば、水位差の変化がオペレ
ータにリアルタイムで報知されることとなり、除塵機の
使い勝手がさらに向上する。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る除塵機の動作
速度制御装置が適用されるトラベリングスクリーン式の
除塵機の電気的構成を示すブロック図、図２は同除塵機
の概略構成を示す側面図である。

【００２２】図２において、このトラベリングスクリー
ン式の除塵機１は、用水路２に配設されている。この用
水路２は、図中、左方が上流側、右方が下流側で、右方
の図外には、例えば火力発電所の冷却水取水口が設けら
れている。

【００２３】この除塵機１は、用水路２の幅方向（紙面
に垂直な方向）に長尺のバスケット３を備えており、こ
のバスケット３は、左右一対の無端状のチェーン４ａ，
４ｂ間に、上下方向に複数連なって取り付けられてい
る。バスケット３は、上流側（図中、左側）に開口３ａ
を有する箱状で、底壁（図中、右側）に設けられたネッ
ト等からなる濾過体３ｂと、側壁（図中、下方側）に設
けられた塵芥収容棚３ｃとを備え、用水路２の水中に浮
遊するクラゲや藻類などの生物を含む塵芥を捕捉するも
のである。

【００２４】チェーン４ａ，４ｂは、用水路２の両側壁
において、それぞれ上下に配設されたチェーンホイール
５ａ，６ａおよびチェーンホイール５ｂ，６ｂに掛けら
れており、上側のチェーンホイール５ａが、コンクリー
トスラブ７上に配置されたモータ（駆動源）８にチェー
ン９を介して連結されている。バスケット３およびチェ
ーン４ａは、塵芥除去手段を構成する。

【００２５】このような構成において、モータ８の駆動
によりチェーンホイール５ａが回転すると、コンクリー
トスラブ７の開口７ａを通ってバスケット３が昇降する
ようになっている。そして、バスケット３が上昇する際
に濾過体３ｂにより塵芥が捕捉され、塵芥収容棚３ｃに
塵芥が積み上げられて、各バスケット３に集積された塵
芥は、散水管１０からの噴射水によりシュート１１に投
げ出され、コンクリートスラブ７に設けられた排水溝７
ｂに水とともに排出される。

【００２６】図１において、除塵機１は、水位差検出部
２１と、操作部２２と、表示部２３と、制御部２４と、
ＶＶＶＦ（Variable Voltage Variable Frequency）イ
ンバータ２５と、モータ８とを備え、操作部２２、表示
部２３、制御部２４およびＶＶＶＦインバータ２５は、
コンクリートスラブ７（図２）上に設けられたオペレー
タ室１２（図２）内に配設されている。

【００２７】水位差検出部２１は、上流側の水位Ｌ１
（図２）を検出する上流側水位センサ３１と、下流側の
水位Ｌ２（図２）を検出する下流側水位センサ３２とを
備え、双方の水位差(Ｌ１−Ｌ２)＝Ｈに応じた水位差検
出信号を制御部２４に送出するものである。水位センサ
３１，３２としては、超音波液面計やフロートセンサな
どを採用することができる。

【００２８】操作部２２は、オペレータにより操作され
る操作ボタン等を備えたもので、第１動作点を設定する
第１動作点設定操作部４１および第２動作点を設定する
第２動作点設定操作部４２を備えている。第１、第２動
作点については後述する。表示部２３は、ＣＲＴまたは
ＬＣＤパネルなどからなり、オペレータに除塵機１の運
転状況などを報知するためのものである。

【００２９】制御部（駆動制御手段）２４は、ＣＰＵや
入出力回路などからなり、機能ブロックとして、メモリ
部５１と、運転周波数設定手段５２と、表示制御手段５
３とを有する。なお、制御部２４はＣＰＵを有するプロ
グラマブルコントローラで構成してもよい。

【００３０】メモリ部５１は、制御プログラムが格納さ
れたＲＯＭや、水位差検出部２１および操作部２２など
から送られるデータを一時的に保管するためのＲＡＭな
どからなる。

【００３１】運転周波数設定手段５２は、水位差検出部
２１で検出される水位差Ｈと、操作部２２で設定される
第１、第２動作点とに基づいて、モータ８の運転周波数
を設定するもので、設定した運転周波数に応じたレベル
の電流をＶＶＶＦインバータ２５に出力する。なお、運
転周波数の設定については後述する。

【００３２】表示制御手段５３は、検出された水位差Ｈ
およびモータ８の運転周波数を表示部２３に表示するも
のである。なお、モータ８の運転周波数に代えて、バス
ケット３の動作速度（チェーン４ａの回転速度）を表示
するようにしてもよい。この場合には、モータ８の運転
周波数とバスケット３の動作速度との対応関係をメモリ
部５１に格納しておき、設定された運転周波数に対応す
る動作速度を表示部２３に表示すればよい。

【００３３】ＶＶＶＦインバータ２５は、出力周波数及
び出力電圧が任意に変化可能な汎用インバータで、制御
部２４からの入力電流（本実施形態では例えば４〜20m
A）に応じた周波数（本実施形態では例えば０〜60Hz）
の電圧をモータ８に印加するものである。モータ８は、
本実施形態では例えば誘導電動機からなり、ＶＶＶＦイ
ンバータ２５からの入力周波数に比例して回転速度が変
化するものである。

【００３４】誘導電動機のトルクは、端子電圧と周波数
の比に比例するので、本実施形態では、ＶＶＶＦインバ
ータ２５の出力電圧と出力周波数とを比例させるＶ／ｆ
一定制御が行われ、モータ８を定トルクで動作させてい
る。

【００３５】なお、操作部２２は、表示部２３の表面に
形成されたタッチパネルで構成するようにしてもよい。

【００３６】図３、図４はそれぞれ水位差Ｈに対するモ
ータ８の運転周波数ｆの設定例を示す図である。

【００３７】例えば図３では、第１動作点設定操作部４
１により、第１水位差Ｈ１１に対する第１運転周波数
（第１動作速度）ｆ１１を第１動作点Ｘ１１として設定
し、第２動作点設定操作部４２により、第１水位差Ｈ１
１より大きい第２水位差Ｈ１２に対する第２運転周波数
（第２動作速度）ｆ１２を第２動作点Ｘ１２として設定
している。

【００３８】そして、運転周波数設定手段５２により、
水位差検出部２１で検出される水位差Ｈに応じてモータ
８の運転周波数ｆが以下の〜のように設定される。

【００３９】Ｈ＜Ｈ１１のときはｆ＝０、すなわちモ
ータ８は停止、 Ｈ１１≦Ｈ＜Ｈ１２のときは第１、第２運転周波数ｆ
１１，ｆ１２の線形補間により算出、 Ｈ１２≦Ｈのときはｆ＝60Hz、すなわちモータ８の最
大定格周波数。

【００４０】また、例えば図４では、第１動作点設定操
作部４１により、第１水位差Ｈ２１に対する第１運転周
波数ｆ２１を第１動作点Ｘ２１として設定し、第２動作
点設定操作部４２により、第１水位差Ｈ２１より大きい
第２水位差Ｈ２２に対する第２運転周波数ｆ２２を第２
動作点Ｘ２２として設定している。

【００４１】そして、図３と同様に、運転周波数設定手
段５２により、水位差検出部２１で検出される水位差Ｈ
に応じてモータ８の運転周波数ｆが以下の〜のよう
に設定される。

【００４２】Ｈ＜Ｈ２１のときはｆ＝０、すなわちモ
ータ８は停止、 Ｈ２１≦Ｈ＜Ｈ２２のときは第１、第２運転周波数ｆ
２１，ｆ２２の線形補間により算出、 Ｈ２２≦Ｈのときはｆ＝60Hz、すなわちモータ８の最
大定格周波数。

【００４３】図３では、第１水位差Ｈ１１を比較的小さ
い値に設定し、第１運転周波数ｆ１１と第２運転周波数
ｆ１２との差を比較的大きい値に設定している。そし
て、検出された水位差Ｈが比較的小さい第１水位差Ｈ１
１になると、モータ８が第１運転周波数ｆ１１で動作開
始し、検出された水位差Ｈが第２水位差Ｈ１２に近づく
に従って、モータ８の運転周波数ｆが第２運転周波数ｆ
１２に向けて急上昇するようにしている。これによっ
て、水位差Ｈの増大に応じてバスケット３の高速動作が
行われることとなる。

【００４４】一方、図４では、第１水位差Ｈ２１を比較
的大きい値に設定し、第１運転周波数ｆ２１と第２運転
周波数ｆ２２との差を比較的小さい値に設定している。
そして、検出された水位差Ｈが比較的大きい第１水位差
Ｈ２１になるまでモータ８が動作しない。また、検出さ
れた水位差Ｈが第１水位差Ｈ２１から第２水位差Ｈ２２
に近づくと、モータ８の運転周波数ｆが第２運転周波数
ｆ２２に向けて緩やかに上昇するようにしている。これ
によって、水位差Ｈが変化しても低速で低消費電力での
動作が行われることとなる。

【００４５】このように、本実施形態によれば、操作部
２２を用いてオペレータが第１、第２動作点を設定し、
この設定された第１、第２動作点と検出された水位差と
に基づいてモータ８の運転周波数ｆを設定するようにし
たので、除塵機１の設置場所や季節に合った最適な動作
を容易に行わせることができる。すなわち、オペレータ
が操作部２２を用いて第１、第２動作点の設定を変更す
ることでモータ８の運転周波数ｆの動作ラインを変更す
ることにより、必要に応じてバスケット３の高速動作か
ら低消費電力での動作への変更というような季節に合っ
た動作に容易に変更することができる。

【００４６】例えば、夏でクラゲなどの塵芥が多量に発
生するときや台風が接近するときなどは、図３に示すよ
うに第１、第２動作点Ｘ１１，Ｘ１２を設定することに
よって、水位差Ｈの増大に応じてモータ８の運転周波数
ｆを急上昇することができ、これによって塵芥の急増に
対処することができる。

【００４７】一方、例えば冬で塵芥が少量しか発生しな
いときなどは、図４に示すように、第１、第２動作点Ｘ
２１，Ｘ２２を設定することによって、運転周波数ｆが
増大することがないので、消費電力の低減を図ることが
できる。

【００４８】なお、上記実施形態では、除塵機１とし
て、トラベリングスクリーン式に適用しているが、これ
に限られず、スクリーンにより捕捉した塵芥を熊手状の
レーキで掻き揚げるロータリーレーキ式や、幅広のベル
ト状に形成されたステンレス鋼製の網が回転して用水路
中の塵芥を捕捉するネオスクリーン式などに適用するこ
とができる。すなわち、レーキや網の駆動源として用い
られるモータの運転周波数の制御に適用することができ
る。

【００４９】また、上記実施形態では、例えば図３に示
すように、第１動作点Ｘ１１と第２動作点Ｘ１２とを線
形補間することにより、その間の運転周波数ｆを求めて
いるが、これに限られず、２次曲線などの他の曲線で補
間するようにしてもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、第１水位差に対する駆動源の第１動作速度を第
１動作点として設定し、第１水位差より大きい第２水位
差に対する駆動源の第２動作速度を第２動作点として設
定し、塵芥が捕捉される位置に対して上流側の水位と下
流側の水位との水位差を検出して、設定された第１、第
２動作点と検出された水位差とに基づいて得られる動作
速度で駆動源を動作するようにしたので、駆動源の動作
速度の範囲を任意の範囲に容易に変更することができ、
その結果、高速で塵芥除去を行ったり、消費電力の低減
を図ることなどが季節や時刻などの必要に応じて容易に
行うことができる。

【００５１】また、請求項２の発明によれば、検出され
た水位差が第１水位差未満のときは駆動源を停止し、検
出された水位差が第１水位差以上であって第２水位差未
満のときは第１、第２動作速度を線形補間することによ
って得られる動作速度で駆動源を動作させ、検出された
水位差が第２水位差以上のときは駆動源を最大定格速度
で動作させるようにしたので、第１、第２動作点の設定
を適宜変更することにより、塵芥除去手段の高速動作か
ら低消費電力での動作への変更を容易に行うことができ
る。

【００５２】また、請求項３の発明によれば、駆動源
は、印加電圧の周波数に応じた動作速度で回転駆動する
誘導電動機からなるものであるとしたので、誘導電動機
への印加電圧の周波数を変更することにより、動作速度
を精度良く変更することができ、単純な構造の誘導電動
機を用いて低価格で装置を実現することができる。

【００５３】また、請求項４の発明によれば、駆動源の
動作速度を表示手段に表示するようにしたので、無段階
で変化する駆動源の動作速度をオペレータが容易に知る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る除塵機の動作速度制御装置が適用
されるトラベリングスクリーン式の除塵機の電気的構成
を示すブロック図である。

【図２】同除塵機の概略構成を示す側面図である。

【図３】水位差に対するモータの運転周波数の設定例を
示す図である。

【図４】水位差に対するモータの運転周波数の設定例を
示す図である。

【符号の説明】

３ バスケット ４ａ チェーン ８ モータ ２１ 水位差検出部 ２２ 操作部 ２３ 表示部 ２４ 制御部（駆動制御手段） ２５ ＶＶＶＦインバータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水中の塵芥を捕捉して除去する塵芥除去
   手段を備えた除塵機において、 動作速度が最大定格速度以下の範囲で無段階に可変であ
   って、上記塵芥除去手段を駆動するための駆動源と、 上記塵芥除去手段によって塵芥が捕捉される位置に対し
   て上流側の水位と下流側の水位との水位差を検出する水
   位差検出手段と、 外部から操作可能で、第１水位差に対する上記駆動源の
   第１動作速度を第１動作点として設定する第１動作点設
   定操作手段と、 外部から操作可能で、上記第１水位差より大きい第２水
   位差に対する上記駆動源の第２動作速度を第２動作点と
   して設定する第２動作点設定操作手段と、 設定された上記第１、第２動作点と検出された上記水位
   差とに基づいて得られる動作速度で上記駆動源を動作さ
   せる駆動制御手段とを備えたことを特徴とする除塵機の
   動作速度制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の除塵機の動作速度制御装
   置において、上記駆動制御手段は、検出された上記水位
   差が上記第１水位差未満のときは上記駆動源を停止し、
   検出された水位差が上記第１水位差以上であって上記第
   ２水位差未満のときは上記第１動作速度および上記第２
   動作速度の線形補間によって上記動作速度を決定し、検
   出された水位差が上記第２水位差以上のときは上記駆動
   源を上記最大定格速度で動作させるものであることを特
   徴とする除塵機の動作速度制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の除塵機の動作速
   度制御装置において、上記駆動源は、印加電圧の周波数
   に応じた動作速度で回転駆動する誘導電動機からなるも
   のであることを特徴とする除塵機の動作速度制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の除塵機
   の動作速度制御装置において、表示手段と、上記駆動源
   の動作速度を上記表示手段に表示する表示制御手段とを
   備えたことを特徴とする除塵機の動作速度制御装置。