JP2008138466A - 横掻き式除塵機 - Google Patents

Abstract

【課題】捕捉された塵芥を横掻きしながら水流方向に掻き取ることで、スクリーンが目詰まりを起こすおそれがない横掻き式除塵機を提供する。
【解決手段】複数の円弧を組み合わせて外周縁が形成される複数枚の板状回転レーキ８を軸方向に所定の間隔を隔てて回転軸６に固定してなるスクリーンユニット５が設けられ、複数個のスクリーンユニット５が水流方向に横並びで配列されて、各スクリーンユニット５は、隣り合うスクリーンユニット５の回転レーキ８との間に水流方向の隙が生じないように同調回転される。板状回転レーキ８は、回転方向に立ち上がりながら回転するので、回転レーキ８で捕捉された塵芥は、立ち上がった回転レーキ８で順次に横掻されながら水流方向に掻き取られて、スクリーンが目詰まりを起こすおそれがなくなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、横掻き式除塵機に関する。

従来、円板を定ピッチで回転軸に串装してなる多重回転円板式スクリーンを、各スクリーンの円板間隙間に隣接するスクリーンの円板が互いに挿入するようにして並設すると共に、各スクリーンの回転方向を水流方向となるようにして回転駆動手段を配設してなる多重回転円板式スクリーンを用いた取水口のごみ阻止装置がある（特許文献１参照）。
特開平８−１５１６２２号公報

しかしながら、特許文献１では、真円状（単数の円弧）の円板を用いているから、回転駆動する円板で捕捉されたごみは、円板の外周縁でスリップ状態となって、スクリーンの所定位置に送り込むことが非常に困難で、スクリーンが目詰まりを起こすおそれがあった。

本発明は、前記問題を解消するためになされたもので、捕捉された塵芥を横掻きしながら水流方向に掻き取ることで、スクリーンが目詰まりを起こすおそれがない横掻き式除塵機を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本発明は、複数の円弧を組み合わせて外周縁が形成される複数枚の板状回転レーキを軸方向に所定の間隔を隔てて回転軸に固定してなるスクリーンユニットが設けられ、複数個のスクリーンユニットが水流方向に横並びで配列されて、各スクリーンユニットは、隣り合うスクリーンユニットの回転レーキとの間に水流方向の隙が生じないように同調回転されることを特徴とするものである。

請求項２のように、前記回転レーキは、２個の円弧を組み合わせて、平面視で略木の葉状である構成とすることができる。

請求項３のように、前記回転レーキは、３個の円弧を組み合わせて平面視で略三角状である構成とすることができる。

請求項４のように、前記回転レーキは、隣り合う回転レーキの外周縁同士が水流方向の隙が生じないように対向されている構成とすることができる。

請求項５のように、前記回転レーキは、隣り合う回転レーキの外周縁同士が上下方向でオーバーラップされている構成とすることができる。

請求項６のように、前記回転軸の上端部と下端部にクランクアームがそれぞれ固定され、上側のクランクアームと下側のクランクアームとは、各側で連結リンクにより一連に連結されて、いずれかのクランクアームを電動機で回転させることで、各回転軸が同調回転される構成とすることが好ましい。

請求項７のように、上側のクランクアームと下側のクランクアームとは、軸回りに位相がずらされている構成とすることが好ましい。

請求項８のように、最上流位置と最下流位置のスクリーンユニットに対して、回転レーキの上下方向の間隔の間に入り込む櫛歯状のスクレーバーが設けられている構成とすることが好ましい。

本発明によれば、スクリーンユニットの板状回転レーキは、複数の円弧を組み合わせて外周縁を形成したものであるから、背景技術のような真円では無く、回転方向に立ち上がりながら回転するので、回転レーキで捕捉された塵芥は、立ち上がった回転レーキで順次に横掻されながら水流方向に掻き取られて、スクリーンが目詰まりを起こすおそれがなくなる。

請求項２によれば、回転レーキをプレス等で簡単に成形加工できる。また、隣り合う回転レーキの間に挟まった塵芥を挟む角度は、回転角度が大きくなるに従って徐々に大きくなるので、噛み込むことは無く、スムーズに掻き出すことができる。

請求項３によれば、回転レーキをプレス等で簡単に成形加工できる。

請求項４によれば、回転レーキをストレート配置とすることで、隣り合う回転レーキの外周縁の間に水流方向の隙が生じないので、塵芥が隙に噛み込んだり、隙を通って取水口に入り込んだりするおそれが無くなる。

請求項５によれば、回転レーキをラップ配置とすることで、隣り合う回転レーキの外周縁の間に水流方向の隙が生じないので、塵芥が隙に噛み込んだり、隙を通って取水口に入り込んだりするおそれが無くなる。

請求項６によれば、クランクアームと連結リンクとでスクリーンユニットを簡単に同調（シンクロ）回転させることができるので、スプロケットホイールやチェーン、あるいはギヤのような複雑で高価な同調回転機構が不要になる。

請求項７によれば、上側と下側のクランクアームの軸回りに位相がずらしているから、上側と下側のいずれかのクランクアームでデッドポイントを容易に通過できるので、１台の電動機だけで上側と下側のクランクアームをスムーズに駆動できるようになる。

請求項８によれば、最上流位置と最下流位置のスクリーンユニットに櫛歯状のスクレーバーを設けたから、回転レーキで横掻されながら水流方向に掻き取られた塵芥は、スクレーバーの位置から水流によって下流側に自然に押し流されるようになる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は取水口の入口部分等に設置された横掻き式除塵機１の正面図、図２は図１の側面図、図３（ａ）は図１の平面図である。図３（ｂ）は図１のＡ−Ａ線断面図、図４（ａ）は図３（ｂ）のＢ部拡大図、図４（ｂ）は図１のＣ部拡大図である。図４（ｃ）はクランク部分の拡大図、図５は駆動部分の拡大断面図である。

横掻き式除塵機１には、上部フレーム２Ａと、下部フレーム２Ｂと、水流方向Ｄの上流側の側部フレーム２Ｃおよび水流方向Ｄの下流側の側部フレーム２Ｄとで横長四角枠状に構成されたフレーム２が備えられている。

このフレーム２は、取水口の入口部分等の水底に下部フレーム２Ｂが固定され、取水口の入口部分等の両側に立設された柱部材３Ａ，３Ｂに側部フレーム２Ｃ，２Ｄが固定されることで、上部フレーム２Ａと相俟って、取水口の入口部分に横長四角枠状の取水開口を形成するようになる。なお、取水口の入口部分等の横幅サイズによっては、図１のように、下流側の柱部材３Ｂのさらに下流側に、同様の横掻き式除塵機１が連設されることもある。

フレーム２の取付けられるスクリーンユニット５には、上下方向に延在する回転軸６が設けられ、図５のように、回転軸６に嵌合固定されるパイプ７の外周部には、複数枚（本例では３２枚）の回転レーキ８が軸方向に所定の間隔Ｔを隔てて固定されている。

回転レーキ８は、背景技術のような真円状の円板ではなく、変形状の回転板である点が特徴であって、複数の円弧を組み合わせて外周縁が形成されている。

例えば、板状の回転レーキ８は、図９（ａ）のように、２個の円弧ｓ，ｔを組み合わせて、平面視で略木の葉状である構成、あるいは図１０のように、３個の円弧ｕ，ｖ，ｗを組み合わせて平面視で略三角状である構成とすることができる。

図９（ａ）のような略木の葉状の構成である場合は、回転軸６の軸間距離Ｗを１（例えば、実寸法は４００ｍｍとする。）として、半径Ｒ１〔１／√２＝０．０７０１（例えば、実寸法は２８３ｍｍとなる。）〕と半径Ｒ２〔１−１√２＝０．２９２９（例えば、実寸法は１１７ｍｍとなる。）〕との円を描き、半径Ｒ１の円の円周上２等分位置を中心として、半径Ｒ２の円に接する半径１（Ｒ５）の円弧２個を組み合わせることで、略木の葉状に形成する。

図１０のような略三角状の構成である場合は、回転軸６の軸間距離Ｗを１（例えば、実寸法は４００ｍｍとする。）として、半径Ｒ３〔１／√３＝０．５７７４（例えば、実寸法は２３１ｍｍとなる。）〕と半径Ｒ４〔１−１√３＝０．４２２６（例えば、実寸法は１６９ｍｍとなる。）〕との円を描き、半径Ｒ３の円の円周上３等分位置を中心として、半径Ｒ４の円に接する半径１（Ｒ６）の円弧３個を組み合わせることで、略三角状に形成する。

図１のように、複数個（本例では１０個）のスクリーンユニット５は、フレーム２に対して、水流方向に一定の間隔（軸間距離Ｗ）で横並びに配列されて、全体として除塵用スクリーンを構成している。

具体的には、図５のように、上部フレーム２Ａと下部フレーム２Ｂの内部には、軸受１０がそれぞれ固定され、上下の軸受１０に回転軸６の上端部６ａと下端部６ｂとがそれぞれ垂直回転自在に支持されている。

そして、上流側から下流側に向かって、図３（ｂ）のように、隣り合う回転レーキ８が９０度で位相がずれるように回転軸６をセットする。これにより、隣り合う回転レーキ８の外周縁同士が水流方向の隙が生じないように対向するようになる。

この状態で、回転軸６の上端部６ａに、上側のクランクアーム１１Ａを同じ向きでキー等により固定し、下端部６ｂに下側のクランクアーム１１Ｂを同じ向きでキー等により固定する。この場合、上側のクランクアーム１１Ａと下側のクランクアーム１１Ｂとは、図４（ａ）のように、軸回りに９０度（符号θ参照）で位相がずれるように回転軸６に固定する。

そして、上側のクランクアーム１１Ａと下側のクランクアーム１１Ｂとは、ピン１３により各側で連結リンク１２Ａ，１２Ｂに一連に連結する。また、水流方向のほぼ中間位置の回転軸６が位置する上部フレーム２Ａには、減速機付き電動機１５を設置して、出力軸１５ａのクランクアーム１５ｂとほぼ中間位置の回転軸６の上側のクランクアーム１１Ａとを長めのピン１３により連結リンク１２Ａを介して連結する。

これにより、電動機１５の駆動で出力軸１５ａのクランクアーム１５ｂからピン１３を介してほぼ中間位置の回転軸６の上側のクランクアーム１１Ａに回転力が伝達されるとともに、連結リンク１２Ａを介して他の位置の回転軸６の上側のクランクアーム１１Ａに回転力が伝達されることで、全ての回転軸６が同方向に同速度で同調（シンクロ）回転〔図９（ａ）の矢印ｒ参照〕されるようになる。

また、全ての回転軸６の下側のクランクアーム１１Ｂもピン１３により連結リンク１２Ｂで連結されているので、全ての回転軸６がその全長に亘って、捩れ等なく同調（シンクロ）回転されるようになる。

図４（ａ）（ｂ）のように、最上流位置と最下流位置のスクリーンユニット５に対しては、回転レーキ８の上下方向の間隔の間に入り込む櫛歯状のスクレーバー１６それぞれが設けられている。この各スクレーバー１６は、側部フレーム２Ｃ，２Ｄと回転レーキ８との間の隙間をカバーして、この隙間から塵芥が取水口内に入り込まないようになっている。

次に、図６〜図８を参照して回転レーキ８の作用を説明する。図６（ａ）のように、スクレーバー１６が設けられた最下流位置のスクリーンユニット５よりも２台上流側のスクリーンユニット５の回転レーキ８−１の符号ａの位置に塵芥が有るとする。このスタート時の回転レーキ８−１の回転角度を０度とする。

図６（ｂ）のように、各回転レーキ８−１〜８−３が２２．５度まで左回りに同調回転すると、回転方向に立ち上がりなから回転する回転レーキ８−１によって符号ｂの位置に塵芥が横掻きされる。

さらに、図６（ｃ）のように、各回転レーキ８−１〜８−３が４５度まで同調回転すると、回転レーキ８−１によって符号ｃの位置に塵芥が押し出され、図７（ａ）のように、各回転レーキ８−１〜８−３が６７．５度まで同調回転すると、回転レーキ８−２によって符号ｄの位置に塵芥が押し出され、図７（ｂ）のように、各回転レーキ８−１〜８−３が９０度まで同調回転すると、回転レーキ８−２によって符号ｅの位置に塵芥が横掻きされ、図７（ｃ）のように、各回転レーキ８−１〜８−３が１１２．５度だけ同調回転すると、回転レーキ８−２によって符号ｆの位置に塵芥が横掻きされるようになる。

そして、最下流位置のスクリーンユニット５において、図８（ａ）のように、各回転レーキ８−１〜８−３が２０２．５度まで同調回転すると、回転レーキ８−３によって符号ｇのスクレーバー１６の位置に塵芥が横掻きされ、さらに、図８（ｂ）のように、各回転レーキ８−１〜８−３が２７０度まで同調回転すると、回転レーキ８−３によって符号ｈのスクレーバー１６の位置に塵芥が横掻きされ、図８（ｃ）のように、各回転レーキ８−１〜８−３が２９２．５度まで同調回転すると、符号ｉのスクレーバー１６の位置で塵芥が横掻きされながら、回転レーキ８−３の外周縁から外れるようになる。

なお、横掻き式除塵機１を駆動させていない時は、通常は、図６（ａ）のような回転レーキ８の回転角度が０度の位置で回転軸６を停止させる。

前記のような横掻き式除塵機１であれば、スクリーンユニット５の回転レーキ８は、複数の円弧を組み合わせて外周縁を形成したものであるから、背景技術のような真円では無く、回転方向に立ち上がりながら回転するので、回転レーキ８で捕捉された塵芥は、立ち上がった回転レーキ８で順次に横掻されながら水流方向に掻き取られて、スクリーンが目詰まりを起こすおそれがなくなる。

また、回転レーキ８は、図９のように、２個の円弧を組み合わせて、平面視で略木の葉状であるので、回転レーキ８をプレス等で簡単に成形加工できる。さらに、回転レーキ８は、図１０のように、３個の円弧を組み合わせて平面視で略三角状としても良く、この場合でも、回転レーキ８をプレス等で簡単に成形加工できる。

このように、２個の円弧を組み合わせて、平面視で略木の葉状の回転レーキ８であれば（３個の円弧を組み合わせて平面視で略三角状の回転レーキ８でも同様。）、図６（ａ）〜図７（ａ）に示すように、隣り合う回転レーキ８の間に挟まった塵芥を挟む角度αは、回転角度が大きくなるに従って、すなわち、図６（ａ）の回転角度が０度のときは約４０度、図６（ｂ）の回転角度が２２．５度のときは約４５度、図６（ｃ）の回転角度が４５度のときは約７０度、図７（ａ）の回転角度が６７．５度のときは約９０度のように、徐々に大きくなるので、噛み込むことは無く、スムーズに掻き出すことができる。

さらに、回転レーキ８は、隣り合う回転レーキ８の外周縁同士を水流方向の隙が生じないように対向させたストレート配置であるので、隣り合う回転レーキ８の外周縁の間に水流方向の隙が生じないので、塵芥が隙に噛み込んだり、隙を通って取水口に入り込んだりするおそれが無くなる。

また、クランクアーム１１Ａ，１１Ｂと連結リンク１２Ａ，１２Ｂとでスクリーンユニット５を簡単に同調（シンクロ）回転させることができるので、スプロケットホイールやチェーン、あるいはギヤのような複雑で高価な同調回転機構が不要になる。

さらに、上側と下側のクランクアーム１１Ａ，１１Ｂの軸回りに位相がずらしているから、上側と下側のいずれかのクランクアーム１１Ａ，１１Ｂでデッドポイントを容易に通過できるので、１台の電動機１５だけで上側と下側のクランクアーム１１Ａ，１１Ｂをスムーズに駆動できるようになる。

また、最下流位置のスクリーンユニット５に対して、回転レーキ８の上下方向の間隔の間に入り込む櫛歯状のスクレーバー１６を設けたから、回転レーキ８で横掻されながら水流方向に掻き取られた塵芥は、スクレーバー１６の位置から水流によって下流側に自然に押し流されるようになる。

前記実施形態では、回転レーキ８は、隣り合う回転レーキ８の外周縁同士を水流方向の隙が生じないように対向させたストレート（並列）配置であったが、図９（ｂ）に示すように、回転レーキ８は、隣り合う回転レーキ８の外周縁同士を上下方向でオーバーラップさせたラップ（千鳥）配置としても、同様の作用効果を奏することができる。なお、回転軸６の軸間距離Ｗは、図９（ａ）のストレート配置では、例えば、実寸法が４００ｍｍであったが、図９（ｂ）のラップ配置では、例えば、実寸法を３６０ｍｍとすれば良い。

本発明の実施形態に係る横掻き式除塵機の正面図である。 図１の側面図である。 （ａ）は図１の平面図、（ｂ）は図１のＡ−Ａ線断面図である。 （ａ）は図３（ｂ）のＢ部拡大図、（ｂ）は図１のＣ部拡大図、（ｃ）はクランク部分の拡大図である。 駆動部分の拡大断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、０度〜４５度の間の回転レーキと塵芥の関係の説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、６７．５度〜１１２．５度の間の回転レーキと塵芥の関係の説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、２０２．５度〜２９２．５度の間の回転レーキと塵芥の関係の説明図である。 （ａ）はストレート配置の略木の葉状回転レーキの平面図、（ｂ）はラップ配置の略木の葉状回転レーキの平面図である。 略三角状回転レーキの平面図である。

符号の説明

１ 横掻き式除塵機
２ フレーム
５ スクリーンユニット
６ 回転軸
８ 回転レーキ
１１Ａ，１１Ｂ クランクアーム
１２Ａ，１２Ｂ 連結リンク
１５ 電動機
１２ｂ クランクアーム
１６ スクレーバー

Claims (8)

1. 複数の円弧を組み合わせて外周縁が形成される複数枚の板状回転レーキを軸方向に所定の間隔を隔てて回転軸に固定してなるスクリーンユニットが設けられ、複数個のスクリーンユニットが水流方向に横並びで配列されて、各スクリーンユニットは、隣り合うスクリーンユニットの回転レーキとの間に水流方向の隙が生じないように同調回転されることを特徴とする横掻き式除塵機。
2. 前記回転レーキは、２個の円弧を組み合わせて、平面視で略木の葉状であることを特徴とする請求項１に記載の横掻き式除塵機。
3. 前記回転レーキは、３個の円弧を組み合わせて平面視で略三角状であることを特徴とする請求項１に記載の横掻き式除塵機。
4. 前記回転レーキは、隣り合う回転レーキの外周縁同士が水流方向の隙が生じないように対向されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の横掻き式除塵機。
5. 前記回転レーキは、隣り合う回転レーキの外周縁同士が上下方向でオーバーラップされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の横掻き式除塵機。
6. 前記回転軸の上端部と下端部にクランクアームがそれぞれ固定され、上側のクランクアームと下側のクランクアームとは、各側で連結リンクにより一連に連結されて、いずれかのクランクアームを電動機で回転させることで、各回転軸が同調回転されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の横掻き式除塵機。
7. 上側のクランクアームと下側のクランクアームとは、軸回りに位相がずらされていることを特徴とする請求項６に記載の横掻き式除塵機。
8. 最上流位置と最下流位置のスクリーンユニットに対して、回転レーキの上下方向の間隔の間に入り込む櫛歯状のスクレーバーが設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の横掻き式除塵機。

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