JP2008169615A - Cleaning device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、清掃装置に関し、特に、水力発電所の水路の壁面に付着した水生生物や汚泥等の付着物を除去するための清掃装置に関する。 The present invention relates to a cleaning device, and more particularly, to a cleaning device for removing deposits such as aquatic organisms and sludge attached to a wall surface of a water channel of a hydroelectric power plant.
一般に、水力発電所では、河川等の上流に設けた取水堰に水を取り入れ、この水を取水堰の取水口から緩い勾配の水路内に導き、水路内を流下させて下流のヘッドタンクに導き、ヘッドタンクと発電所との落差を利用することにより発電している。 Generally, in a hydropower plant, water is taken into a water intake weir provided upstream of a river, etc., and this water is led from the intake of the water weir into a gently sloping waterway, and the water is flowed down to the downstream head tank. Electricity is generated by utilizing the difference between the head tank and the power plant.
このような水力発電所においては、常に最大出力が得られるようにするために、水路の壁面を平滑な状態に保ち、最大流量の水を流下させることが可能な状態にしておくことが必要であるが、時間の経過に伴って水路の壁面に水生生物や汚泥等の付着物が付着することにより、水路の壁面の粗度が悪化し、最大流量を流下させることができなくなり、最大出力が得られなくなる問題が生じる。 In such a hydroelectric power plant, in order to always obtain the maximum output, it is necessary to keep the wall surface of the waterway smooth and to be able to allow the maximum flow of water to flow down. However, due to the attachment of aquatic organisms and sludge to the wall surface of the water channel over time, the roughness of the water channel wall surface deteriorates, making it impossible to flow down the maximum flow rate. There is a problem that cannot be obtained.
このような問題に対処するため、水路の壁面に付着した水生生物や汚泥等の付着物を除去する各種の装置及び方法が提案され、例えば、人力により水路の壁面から付着物を除去する方法が採られている。 In order to cope with such a problem, various apparatuses and methods for removing deposits such as aquatic organisms and sludge attached to the wall surface of the water channel have been proposed. For example, a method for removing the deposit from the wall surface of the water channel by human power is proposed. It is taken.
人力による方法は、水力発電所の運転を停止し、水路を介しての発電所への水の供給を停止し、この状態で水路の壁面に付着した付着物をブラシ等を用いて除去することになるので、長時間に渡って発電所を停止しなければならず、水力発電所による売り上げが大幅に低下してしまう問題がある。また、多量の付着物が産業廃棄物として排出されるため、その処理に多大な労力と費用がかかることになる。 The method by human power is to stop the operation of the hydroelectric power plant, stop the supply of water to the power plant via the water channel, and remove the deposits attached to the wall surface of the water channel with a brush etc. in this state Therefore, there is a problem that the power plant must be stopped for a long time, and the sales by the hydroelectric power plant are greatly reduced. In addition, since a large amount of deposits are discharged as industrial waste, a great amount of labor and cost are required for the treatment.
一方、特許文献1には、ロボットを用いた清掃装置及び清掃方法が提案されている。この清掃装置は、ロボットと一体に清掃装置を水路の壁面に沿って走行させ、清掃装置のカッターの回転により水路の壁面に付着した付着物を掻き落とし、掻き落とした付着物をロボットの回収容器に回収ポンプで回収するように構成したものであって、ロボット及び清掃装置への電力の供給は地上からケーブルを用いて行っている。
ところで、特許文献1に記載されている清掃装置にあっては、上述したように発電所を停止させる必要はないが、清掃作業中にケーブルが何らかの原因で切断された場合に、ケーブルが水路からヘッドタンクを越えて発電所まで流下し、発電所の水車を傷付けたり、破損させたりする虞がある。
By the way, in the cleaning apparatus described in
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、発電所を停止させることなく、水路の壁面に付着した付着物を容易に除去することができるとともに、付着物の除去作業中に誤って発電所の水車等を傷つけたり破損させたりする虞がない、清掃装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the conventional problems as described above, and can easily remove the deposits attached to the wall surface of the water channel without stopping the power plant, and remove the deposits. It is an object of the present invention to provide a cleaning device that does not cause a possibility of accidentally damaging or damaging a turbine or the like of a power plant during work.
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、請求項1に係る発明は、水力発電所の水路の壁面に付着した水生生物や汚泥等の付着物を除去するための清掃装置であって、前記水路の底部を前記水路の勾配に沿って自走可能な自走車両と、前記水路内を流れる水の水面上を浮遊可能なフロートと、該フロートと前記自走車両とを連結して、該フロートを前記自走車両に連動させて前記水面上を移動させる連結手段と、前記フロートに設けられるとともに、前記水路の壁面に当接可能なブラシを有するブラシ体と、前記フロートに設けられるとともに、前記ブラシを振動させる駆動源とを備えてなることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, the invention according to
本発明による清掃装置によれば、自走車両を水路の底部に沿って走行させると、連結手段を介してフロートが自走車両に連動して水路の水面上を移動し、フロートに設けられているブラシ体が水路の壁面に沿って移動する。この場合、ブラシ体のブラシが駆動源によって振動させられることにより、水路の壁面に付着している付着物が除去されることになる。 According to the cleaning device of the present invention, when the self-propelled vehicle travels along the bottom of the water channel, the float moves on the water surface of the water channel in conjunction with the self-propelled vehicle via the connecting means, and is provided on the float. The moving brush body moves along the wall surface of the water channel. In this case, the adhering matter adhering to the wall surface of the water channel is removed by vibrating the brush of the brush body by the drive source.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の清掃装置であって、前記フロートには、前記ブラシを前記水路の壁面方向に付勢して、前記ブラシを前記水路の壁面に圧接するばね部材が設けられていることを特徴とする。
The invention according to
本発明による清掃装置によれば、ばね部材によってブラシが水路の壁面に圧接されることになるので、ブラシによって水路の壁面に付着している付着物を効率良く除去することができる。 According to the cleaning device of the present invention, the brush is pressed against the wall surface of the water channel by the spring member, so that the deposits attached to the wall surface of the water channel can be efficiently removed by the brush.
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の清掃装置であって、前記フロートの両側には、前記水路の壁面に当接して、前記フロートを前記水路内の所定の位置に案内する案内部材が設けられていることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the cleaning device according to claim 1 or 2, wherein the float is brought into contact with a wall surface of the water channel on both sides of the float, and the float is guided to a predetermined position in the water channel. A guiding member is provided.
本発明による清掃装置によれば、案内部材によってフロートを水路内の所定の位置に案内することができるので、フロートに設けられるブラシ体のブラシを一定の圧接力で水路の平面に当接させることができる。 According to the cleaning device of the present invention, since the float can be guided to a predetermined position in the water channel by the guide member, the brush of the brush body provided on the float is brought into contact with the plane of the water channel with a constant pressure contact force. Can do.
請求項4に係る発明は、請求項1から3の何れかに記載の清掃装置であって、前記連結手段の両端部は、前記自走車両及び前記フロートにそれぞれ揺動可能に連結されていることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the cleaning device according to any one of
本発明による清掃装置によれば、自走車両が水路の底部の段差や曲がり等によって動きが不安定になっても、その動きを連結手段の両端部が揺動することによって吸収できるので、フロートを水路の水面上を安定して移動させることができ、ブラシ体のブラシを水路の壁面に安定して当接させることができる。 According to the cleaning device of the present invention, even if the movement of the self-propelled vehicle becomes unstable due to a step or bend at the bottom of the water channel, the movement can be absorbed by the swinging of both ends of the connecting means. Can be stably moved on the water surface of the water channel, and the brush of the brush body can be stably brought into contact with the wall surface of the water channel.
請求項5に係る発明は、請求項1から4の何れかに記載の清掃装置であって、前記ブラシ体のブラシは、水路内における水深方向の位置の調整が可能に構成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the cleaning device according to any one of
本発明による清掃装置によれば、ブラシ体のブラシの位置を例えば水路における最大流速の位置に合わせるように設定することにより、水路の壁面の全体の付着物を除去することなく、所定レベルで最大流量を確保することができ、発電所により最大出力が得られ易くなることになる。 According to the cleaning device of the present invention, the position of the brush of the brush body is set so as to match the position of the maximum flow velocity in the water channel, for example, so that the maximum adhering amount on the wall surface of the water channel can be removed at a predetermined level. The flow rate can be secured, and the maximum output is easily obtained by the power plant.
請求項6に係る発明は、請求項1から5の何れかに記載の清掃装置であって、前記連結手段は、形状自己維持可能な所定の剛性を備えた材料からなることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the cleaning device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the connecting means is made of a material having a predetermined rigidity capable of self-maintaining the shape.
本発明による清掃装置によれば、連結手段は、形状自己維持可能な所定の剛性を備えた材料から形成されているので、破損等する虞がなく、自走車両とフロートとを確実に連結することができる。 According to the cleaning apparatus of the present invention, the connecting means is formed of a material having a predetermined rigidity capable of self-maintaining the shape, so that there is no risk of breakage and the self-propelled vehicle and the float are reliably connected. be able to.
以上、説明したように、本発明の清掃装置によれば、水路の底部を走行する自走車両に連動させてフロートを水面上を移動させることにより、フロート側のブラシを水路の壁面に沿って移動させて、壁面に付着している付着物を除去することができることになる。この場合、自走車両に水路の外部から電力を供給する必要がないので、電力を供給するためのケーブルを水路内に引き込み、ケーブルが何らかの原因によって切断されて、発電所の水車を傷つけたり、破損させたりするようなことはなく、安全に付着物の除去作業を行うことができる。また、自走車両とフロートとの連結にもケーブルを用いていないので、上記のような発電所の水車を傷つけたり、破損させたりすることもなく、また、自走車両とフロートとが分離する心配もない。
さらに、発電所を停止させることなく、水路の壁面の付着物を除去することができるので、発電所が停止することにより売り上げに影響を与えるようなことはない。
さらに、水路の壁面のうち、最大流速の部分のみに付着している付着物を除去することも可能なので、多量の付着物を除去する必要はなく、除去した付着物を水路内の水と一緒に流下させても環境や発電所等に影響を与えるようなこともなく、除去費用を削減することができる。
As described above, according to the cleaning device of the present invention, the float-side brush is moved along the wall surface of the water channel by moving the float on the water surface in conjunction with the self-propelled vehicle traveling on the bottom of the water channel. It is possible to remove the adhering matter adhering to the wall surface by moving. In this case, since it is not necessary to supply power to the self-propelled vehicle from outside the waterway, the cable for supplying power is drawn into the waterway, the cable is cut for some reason, and the watermill of the power plant is damaged, There is no breakage, and the deposit removal operation can be performed safely. Also, since no cable is used to connect the self-propelled vehicle and the float, the water turbine of the power plant as described above is not damaged or damaged, and the self-propelled vehicle and the float are separated. Don't worry.
Furthermore, since the deposits on the wall surface of the waterway can be removed without stopping the power plant, sales will not be affected by the power plant being stopped.
Furthermore, since it is possible to remove deposits that adhere only to the maximum flow velocity on the wall surface of the channel, there is no need to remove a large amount of deposits, and the removed deposits can be combined with the water in the channel. The removal cost can be reduced without affecting the environment, power plant, etc.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図1〜図3には、本発明による清掃装置の一実施の形態が示されていて、図1は本発明による清掃装置が適用される水力発電所の全体を示す概略図、図2は本発明の清掃装置の全体を示す概略図、図3は図2の側面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show an embodiment of a cleaning device according to the present invention. FIG. 1 is a schematic diagram showing an entire hydroelectric power plant to which the cleaning device according to the present invention is applied, and FIG. The schematic which shows the whole cleaning apparatus of invention, FIG. 3 is the side view of FIG.
すなわち、本実施の形態の清掃装置1は、図1に示すように、水力発電所20の河川等の上流側に設けられる取水ダム21の取水口22と、下流側に設けられるヘッドタンク26との間を接続する水路23内を清掃するのに有効なものであって、図2及び図3に示すように、水路23内の底部24を水路23の勾配に沿って自走可能な自走車両2と、水路23内を流下する水の水面上を浮遊可能なフロート7と、フロート7を自走車両2に連動させて水面上を移動させる連結手段16と、フロート7に設けられるブラシ体10とを備えている。
That is, as shown in FIG. 1, the
自走車両2は、箱状の車両本体3と、車両本体3の前後部にそれぞれ回転可能に取り付けられる車軸4と、各車軸4の両端部に軸受等を介して回転可能に取り付けられる車輪5と、車両本体3の内部に設けられるバッテリ6と、車両本体3の内部に設けられるとともに、バッテリ6によって駆動される駆動モータ(図示せず)と、車両本体3の内部に設けられるとともに、駆動モータの駆動力を各車軸4に伝達させるギア、チェーン等からなる動力伝達手段(図示せず)とを備えている。
自走車両2の車両本体3の上部の四隅にはガイドローラ3aがそれぞれ回転可能に設けられ、何らかの原因によって自走車両2が水路23の底部24の中心部から壁面25方向にずれて前後部の車輪5が壁面に接触した場合に、このガイドローラ3aが壁面25に当接することにより自走車両2の自走が確保される。
The self-propelled
自走車両2は、水路23の底部24に水没された状態で配置されて、水路23内を流下する水の流速に影響を受けることなく、水路23の底部24を水路23の勾配に沿って所定の速度で自走できるように、大きさ、重量、車輪5の位置等が設定されている。
The self-propelled
フロート7は、水路23内を流下する水上を浮遊可能なものであれば特に制限はなく、例えば、発泡スチレン樹脂等の樹脂材から形成される。本実施の形態においては、2つの四角形板状のフロート部8、8を横並びに組み合わせるとともに、両フロート部8、8間をフロート部8、8よりも薄い板状の連結部9で連結し、フロート7を構成している。この場合、連結部9もフロート部8、8と同様の材質で形成してもよい。
The
フロート7の各フロート部8の両側部には案内部材19が取り付けられ、この案内部材19の先端を水路23の壁面25に当接させることにより、フロート7を水路23内の幅方向の略中央部に位置決めすることができる。案内部材19は、例えば、水路23の壁面25を転動可能な軸受と、この軸受をフロート部8に支持する長さ調整可能な脚部との組み合わせによって構成される。なお、案内部材19は、これらの組み合せに限らず、フロート7を水路23内の幅方向の略中央部に位置決めできるものであればよい。
ブラシ体10は、フロート7の各フロート部8の両側部の長手方向の中央部に、下方が外方に広がるようにハの字状に設けられる一対の腕部11、11と、各腕部11の先端部にヒンジ11aを介して揺動可能に連結される支持部12aと、支持部12aに植設される金属、樹脂等から形成されるブラシ12とから構成され、ブラシ12の先端部が水路23の壁面25に安定して当接するように、一対の腕部11、11の角度が調整されている。
The
ブラシ体10の各腕部11は、後端部が各フロート部8の上部に設けられている駆動源13に連結され、駆動源13の作動により水路23の流下方向に振動するように構成されている。駆動源13は、駆動モータ14と、駆動モータ14の回転を振動に変換する変換部材(図示せず)とからなり、駆動モータ14の回転を変換部材で変換して各腕部11に伝達させることにより、各腕部11が水路23の流下方向に振動する。
Each
ブラシ体10の両腕部11、11の後端部間には、両腕部11、11を水路23の壁面25方向に付勢するばね部材15が介装され、このばね部材15のばね力によって両腕部11、11を水路23の壁面25方向に付勢することにより、両腕部11、11のブラシ12、12が水路23の壁面25に圧接される。ばね部材15としては、両腕部11、11を水路23の壁面25方向に付勢することができるものであれば特に制限はなく、各種のばねを用いることができる。
なお、ばね部材15を両フロート部8、8間に介装させて、両フロート部8、8を介してブラシ体10の両腕部11、11を水路23の壁面25方向に付勢するようにしてもよい。
A
The
ブラシ体10の各腕11は、各フロート部8に対する上下方向の相対位置の調整が可能に構成されており、各腕部11の各フロート部8に対する上下方向の相対位置を調整することにより、各ブラシ12の水面からの距離を調整することができ、各ブラシ12を水路23の壁面25の水面から所定の距離離れた位置に当接させることができる。
ブラシ体10の各腕11の各フロート部8に対する上下方向の相対位置を調整する手段としては、各腕11の長さを可変可能に構成する方法、各腕11の各フロート部8に対する取付け位置を調整可能にする方法、各腕11をラックとピニオンとによって構成し、ピニオンのラックに対する相対位置を調整することにより、各腕11の上下方向の相対位置を調整する方法等が挙げられる。
Each
As means for adjusting the relative position in the vertical direction of each
連結手段16は、形状自己維持可能な所定の剛性を有するパイプ等から形成される管状の本体部17と、本体部17の両端部を自走車両2及びフロート7の連結部9にそれぞれ揺動可能に連結するヒンジ18とから構成される。連結手段16の本体部17とヒンジ18との協働により、自走車両2の走行に連動してフロート7が水面上を移動し、フロート7に取り付けられているブラシ体10の両ブラシ12、12が水路23の壁面25に接触した状態で壁面25上を流下方向に移動することになる。
The connecting means 16 swings a tubular
連結手段16の本体部17の両端部をヒンジ18を介して自走車両2及びフロート7の連結部9に揺動可能に連結していることにより、水路23の底部24の段差、水路23曲り等に影響されることなく、フロート7側のブラシ体10のブラシ12、12を水路23の壁面25に接触した状態で壁面25に沿って流下方向に円滑に移動させることができる。
By connecting both ends of the
本実施の形態においては、ブラシ体10の各腕部12は、水路23内を流下する水の水面から約1/3の深さにブラシ12が位置するように、各フロート部8に対する上下方向の相対位置を調整している。
すなわち、水路23内を流下する水の流速は、参考文献(基礎土木工学全書6 水理学I 椿 東一郎著 森北出版株式会社、第3章 粘性と乱れの作用 (6)広長方形開水路の等流)に記載されているように、水面から約1/3の深さの位置が最大流速となることが知られているので、水路23の壁面25の全体にブラシ12を当接させて付着物を除去しなくても、水面から約1/3の深さの位置のみにブラシ12を当接させて、その位置の付着物を除去すれば所定のレベルで最大流速を確保することができ、最大流量を確保し易くなる。
In the present embodiment, each
That is, the flow velocity of the water flowing down in the
そして、上記のように構成した本実施の形態による清掃装置1を水路23内に取水口22から投入し、自走車両2を水路23の底部24に水没した状態で配置し、自走車両2を水路23の底部24を流下方向に走行させると、フロート7が水路23の水面上を浮遊した状態で自走車両2に連動して水路23の流下方向に移動し、フロート7に設けられているブラシ体10がフロート7と一体に流下方向に移動する。
Then, the
この場合、ブラシ体10の各ブラシ12は、ばね部材15の付勢力によって水路23の壁面に圧接されるとともに、駆動源13の作動によって水路23の流下方向に振動させられているので、このブラシ体10の各ブラシ12により水路23の壁面25に付着している水生生物や汚泥等の付着物が綺麗に除去されることになる。
なお、除去された付着物は水路23内の水に混入されて、水と一緒に流下することになるが、多量の付着物が水内に混入されるわけではないので、自然環境を破壊したり、発電所27の水車に悪影響を及ぼすようなことはない。
In this case, each
The removed deposits are mixed into the water in the
そして、自走車両2を水路23に沿って流下方向に走行させ、水路23の全長に渡って壁面25の付着物を除去した後に、下流に設けられているヘッドタンク26の位置で回収することにより、取水口22とヘッドタンク26との間を接続する水路23の壁面25の付着物を全長に渡って除去することができ、水路23の最大流量を確保することができ、発電所27により最大出力を得ることができる。
Then, after the self-propelled
上記のように構成した本実施の形態による清掃装置1にあっては、水力発電所20の運転を停止することなく、また水路23内を流下する水を停止させることなく、水路23内の壁面25に付着した付着物を除去することができるので、水力発電所20全体の運転停止によって売り上げが低下するようなことはない。また、自走車両2はバッテリ6、駆動源等を内臓させているので、自走車両2に水路23の外部から電力を供給する必要はなく、電力の供給のためにケーブルを水路内に引き込む必要はないので、ケーブルの切断によって水車を傷つけたり、破損させたりするような事故が生じることもなく、安全に水路23の壁面25に付着した付着物の除去作業を行うことができる。
In the
1 清掃装置
2 自走車両
3 車両本体
3a ガイドローラ
4 車軸
5 車輪
6 バッテリ
7 フロート
8 フロート部
9 連結部
10 ブラシ体
11 腕部
11a ヒンジ
12 ブラシ
12a 支持部
13 駆動源
14 駆動モータ
15 ばね部材
16 連結手段
17 本体部
18 ヒンジ
19 案内部材
20 水力発電所
21 取水ダム
22 取水口
23 水路
24 底部
25 壁面
26 ヘッドタンク
27 発電所
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記水路の底部を前記水路の勾配に沿って自走可能な自走車両と、前記水路内を流れる水の水面上を浮遊可能なフロートと、該フロートと前記自走車両とを連結して、該フロートを前記自走車両に連動させて前記水面上を移動させる連結手段と、前記フロートに設けられるとともに、前記水路の壁面に当接可能なブラシを有するブラシ体と、前記フロートに設けられるとともに、前記ブラシを振動させる駆動源とを備えてなることを特徴とする清掃装置。 A cleaning device for removing deposits such as aquatic organisms and sludge adhering to the wall surface of the waterway of a hydroelectric power plant,
A self-propelled vehicle capable of self-propelling along the slope of the waterway, a float capable of floating on the surface of the water flowing in the waterway, and connecting the float and the self-propelled vehicle; A connecting means for moving the float on the water surface in conjunction with the self-propelled vehicle, a brush body provided on the float and having a brush capable of contacting the wall surface of the water channel, and provided on the float A cleaning device comprising a drive source for vibrating the brush.
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