JP2018122277A - 浮遊物の除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】浮遊物を取水堰の外に大量に除去できる除去装置を提供する。【解決手段】除去装置１０は、導水管１、伸縮管２、及び、サイフォン管３を備える。導水管１は、網場Ｌｍ１に沿って軸方向に延在し、複数のスリット１ｓを外周に開口している。水と共に浮遊物Ｆｍをスリット１ｓから吸い込むことができる。伸縮管２は、その下端部を導水管１の終端部に接続し、上端部を高さ方向に配置している。サイフォン管３は、その一端部を伸縮管２の上端部に接続し、他端部を導水管１より低い位置に配置している。サイフォン管３の一端部側から呼び水をサイフォン管３に給水することで、サイフォンの原理で、浮遊物Ｆｍを水と共に複数の導水管１のスリット１ｓから吸引し、水と共に浮遊物Ｆｍを取水堰Ｗｄの外に除去できる。【選択図】図２

Description

本発明は、浮遊物の除去装置に関する。特に、発電設備に水を引き込むための取水口に配置したスクリーンに、落葉などの浮遊物が到達することを阻止するために、網場に漂着した浮遊物を除去する、浮遊物の除去装置の構造に関する。

ダムなどの取水口には、小枝又は落葉などの浮遊物が流入することを阻止するため、格子状のスクリーンを前面に設置している。しかし、前述した浮遊物が取水口用のスクリーンに滞留すると、取水量の低減に起因して、発電量が低減することが心配になる。このため、網場を水に浮いた状態で、取水口用のスクリーンの上流側に配置し、浮遊物をこの網場で堰き止めることで、浮遊物が取水口用のスクリーンに漂着することを防止している。

しかし、月日が経過し、網場に漂着した浮遊物が滞留すると、定期的又は不定期に、浮遊物を網場から取り除いていた。このような網場に漂着した浮遊物の除去作業は、船舶を用いた人力による水上作業となるため、その労力と除去費用に改善が求められていた。

このような現状を改善するため、労力と多くの除去費用を要することなく、水面に浮遊する垢又はごみなどの塵芥を貯留槽の外部に確実に吸出し除去できる、浮遊物の除去装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

実開平７−３１１８５号公報

図７は、従来技術による浮遊物の除去装置の構成を示す縦断面図である。なお、本願の図７は、特許文献１の図２に相当している。

図７を参照すると、従来技術による浮遊物の除去装置（以下、除去装置と略称する）９は、屈曲自在な排水管９１とＵ字状のサイフォン管９２を備えている。又、除去装置９は、内部に空洞を有する球状のフロート９３と捕集タンク９４を備えている。

図７を参照すると、排水管９１は、その一端部側がフロート９３の中心部を貫通した状態で、一端部側がフロート９３に固定されている。又、排水管９１は、その中間部が液体Ｌを貯留した貯留槽Ｔの周壁Ｗｓに跨って配置されている。更に、排水管９１は、その他端部が捕集タンク９４に接続している。

図７を参照すると、サイフォン管９２は、その一端部側が貯留槽Ｔの内部に没した状態で配置されている。又、サイフォン管９２は、その中間部が貯留槽Ｔの周壁Ｗｓに跨った状態で配置されている。更に、サイフォン管９２は、その他端部が捕集タンク９４に接続している。

図７を参照すると、フロート９３は、排水管９１の吸込口９１１が液体Ｌの液面と略一致するように、浮力が調整されている。フロート９３は、ボルト部材９３ｂを底部から突出している。ボルト部材９３ｂに締結するナット部材９３ｎの個数を増減することで、フロート９３の浮力を調整できる。

図７を参照すると、排水管９１は、Ｕ字状に湾曲した湾曲部９１ｕを中間部に形成している。湾曲部９１ｕが液体Ｌの液面から没するように、排水管９１の中間部を配置することで、排水管９１の吸込口９１１から空気が進入することを防止できる。

図７を参照すると、サイフォン管９２は、複数の吸着盤Ｐｓを用いて、貯留槽Ｔの周壁Ｗｓに着脱自在に固定されている。一部の吸着盤Ｐｓは、サイフォン管９２から下垂した支持棒９２ｓを支持している。

図７を参照すると、捕集タンク９４は、支持棒９２ｓに支持されている。捕集タンク９４は、その上面が液体Ｌの液面より低くなるように配置されている。捕集タンク９４の上面から排水口９４１までの落差Ｈを利用して、サイフォンの原理で、貯留槽Ｔに貯留した液体Ｌを吸引できる。

図７を参照して、サイフォンの原理で、貯留槽Ｔに貯留した液体Ｌがサイフォン管９２から捕集タンク９４の内部に流入させることで、これを呼び水とする吸引力により、排水管９１の吸込口９１１から流入した液体Ｌに浮遊する塵芥Ｄを、液体Ｌと共に捕集タンク９４の内部に吸引できる。

図７を参照すると、捕集タンク９４は、延長管９４ｔを下端部に接続している。又、捕集タンク９４は、球形のフロート弁９４ｆを内部に備えている。通常、フロート弁９４ｆは、捕集タンク９４の排水口９４１を塞いでいる。

図７を参照して、塵芥Ｄを含む液体Ｌが捕集タンク９４の内部に溜まると、フロート弁９４ｆが浮上することで、捕集タンク９４の排水口９４１を開放し、延長管９４ｔを介して、塵芥Ｄを含む液体Ｌを貯留槽Ｔの外に排水できる。

図７に開示した除去装置９は、貯留槽の周壁に着脱自在に設置でき、浴槽から除去装置９を取り外して、小型コンパクトに保管できる、としている。

しかし、図７に開示した従来技術による浮遊物の除去装置は、適用例として、一般家庭用の浴槽を想定しており、浴槽に浮遊する垢又はごみなどの塵芥を除去するのに便利であっても、網場に漂着した小枝又は落葉などの浮遊物を除去することは困難である。

又、図７に開示した従来技術による浮遊物の除去装置は、液体と共に塵芥を吸い込む吸込口９１１が一つのみであり、表面積が比較的限定された浴槽に浮遊する塵芥を除去するのに便利であっても、広範囲に亘り設置した網場に漂着した浮遊物を大量に除去することは困難である、という問題がある。

ダムなどに設置した取水口の引水により、広範囲に亘り設置した網場に漂着した浮遊物を大量に除去できる、浮遊物の除去装置が求められている。そして、以上のことが本発明の課題といってよい。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、広範囲に亘り設置した網場に漂着した浮遊物を取水堰の外に大量に除去できる、浮遊物の除去装置を提供することを目的とする。

本発明者は、取水口の上流側に設置した少なくとも網場に沿って軸方向に延在し、浮遊物を水と共に吸い込み自在な複数のスリットを外周に開口した一つ以上数の導水管と、軸方向に伸縮自在な伸縮管であって、一端部を導水管の終端部に接続し、他端部を開口し、高さ方向に配置した伸縮管と、取水口を構成する取水堰に設置し、一端部を伸縮管の他端部に接続し、他端部を導水管より低い位置に配置したサイフォン管で浮遊物の除去装置を構成し、サイフォン管の一端部側から呼び水をサイフォン管に給水することで、サイフォンの原理で、網場に漂着した浮遊物を水と共に複数の導水管のスリットから吸引し、大量の浮遊物を水と共に取水堰の外に除去できると考え、これに基づいて、以下のような新たな浮遊物の除去装置を発明するに至った。

（１）本発明による浮遊物の除去装置は、取水口の上流側に設置した少なくとも網場に沿って軸方向に延在し、水と共に浮遊物を吸い込み自在な複数のスリットを外周に断続して開口した一つ以上の導水管と、軸方向に伸縮自在な伸縮管であって、下端部を前記導水管の終端部に接続し、上端部を高さ方向に配置した伸縮管と、前記取水口を構成する取水堰に設置し、一端部を前記伸縮管の上端部に接続し、他端部を前記導水管より低い位置に配置したサイフォン管と、を備え、前記サイフォン管の一端部側から呼び水を前記サイフォン管に給水することで、前記浮遊物を水と共に複数の前記導水管のスリットから吸引し、水と共に前記浮遊物を前記取水堰の外に除去できる。

（２）前記伸縮管は、前記浮遊物の水位に追従して軸方向に伸縮することが好ましい。

（３）前記サイフォン管は、他端部に配置された制水弁と、一端部側に開口し、給水管と接続自在な給水口と、を有していることが好ましい。

（４）前記サイフォン管は、導水側を構成する口径の小さい小径サイフォン管と、前記給水口から排水口に至る口径の大きい大径サイフォン管と、を有し、前記小径サイフォン管と前記大径サイフォン管とは、通水可能に接続していることが好ましい。

本発明による浮遊物の除去装置は、浮遊物を吸い込み自在な複数のスリットを外周に開口した一つ以上の導水管と、導水管に接続し、高さ方向に配置した伸縮管と、一端部を伸縮管に接続し、他端部を導水管より低い位置に配置したサイフォン管と、を備え、導水管を取水口の上流側に配置すると共に、サイフォン管の一端部側から呼び水をサイフォン管に給水することで、サイフォンの原理で、大量の浮遊物を取水堰の外に除去できる。

本発明の一実施形態による浮遊物の除去装置の構成を示す平面図である。 前記実施形態による浮遊物の除去装置の構成を示す正面図である。 図１の拡大図であり、図３（Ａ）は、図１の左半分の拡大図、図３（Ｂ）は、図１の右半分の拡大図である。 図２の拡大図であり、図４（Ａ）は、図２の右半分の拡大図、図４（Ｂ）は、図２の左半分の拡大図である。 図３（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面図であり、前記実施形態による浮遊物の除去装置に備わる導水管の一実施形態の構成を示す図である。 を示す図である。 図３（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面図であり、前記実施形態による浮遊物の除去装置に備わる導水管の別の実施形態の構成を示す図である。 従来技術による浮遊物の除去装置の構成を示す縦断面図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
［浮遊物の除去装置の構成］
最初に、本発明の一実施形態による浮遊物の除去装置の構成を説明する。

図１は、本発明の一実施形態による浮遊物の除去装置の構成を示す平面図である。図２は、前記実施形態による浮遊物の除去装置の構成を示す正面図である。

図３は、図１の拡大図であり、図３（Ａ）は、図１の左半分の拡大図、図３（Ｂ）は、図１の右半分の拡大図である。図４は、図２の拡大図であり、図４（Ａ）は、図２の右半分の拡大図、図４（Ｂ）は、図２の左半分の拡大図である。

図５は、図３（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面図であり、前記実施形態による浮遊物の除去装置に備わる導水管の一実施形態の構成を示す図である。

図６は、図３（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面図であり、前記実施形態による浮遊物の除去装置に備わる導水管の別の実施形態の構成を示す図である。

なお、従来技術で使用した符号と同じ符号を有する構成品は、その作用を同じとするので、以下説明を省略することがある。

（全体構成）
図１又は図２を参照すると、本発明の一実施形態による浮遊物の除去装置（以下、除去装置と略称する）１０は、取水口Ｗｉに配置したスクリーンＳｃに落葉などの浮遊物Ｆｍが到達することを阻止するために、網場Ｌｍ１に漂着した浮遊物Ｆｍを取水堰Ｗｄの外に除去できる。

図１又は図３を参照すると、網場Ｌｍ１は、取水口Ｗｉの上流Ｓｕ側に設置している。図１から図５を参照すると、網場Ｌｍ１は、重りを下部に取り付けたネット（網）Ｎと、ネットＮの長手方向に沿って、ネットＮの上部に取り付けた複数の発泡スチロールなどのフロートｆ１で構成している。網場Ｌｍ１は、浮遊物Ｆｍが取水口Ｗｉに流入することを阻止できる。

図１から図６を参照すると、除去装置１０は、一つ以上の導水管１、伸縮管２、及び、サイフォン管３を備えている。導水管１は、網場Ｌｍ１に沿って軸方向に延在している（図１から図４参照）。

又、図１から図６を参照すると、導水管１は、複数のスリット１ｓを外周に開口している。これらのスリット１ｓは、導水管１が延在する方向に細長く延び、導水管１が延在する方向に断続して開口している（図１から図４参照）。これらのスリット１ｓは、水面から没した位置に開口していることが好ましい。そして、導水管１は、これらのスリット１ｓから水と共に浮遊物Ｆｍを広範囲に吸い込むことができる（図５参照）。

図１から図４を参照すると、伸縮管２は、その下端部を導水管１の終端部に接続している。又、伸縮管２は、その上端部を高さ方向に配置している。伸縮管２は、軸方向に伸縮自在な、例えば、ベローズ管で構成することが好ましい。伸縮管２は、導水管１を浮かべる水位に追従して軸方向に伸縮できる。つまり、伸縮管２は、浮遊物Ｆｍの水位に追従して軸方向に伸縮できる。

図１から図４を参照すると、サイフォン管３は、取水口Ｗｉを構成する取水堰Ｗｄに設置している。サイフォン管３は、その一端部を伸縮管２の上端部に接続している。又、サイフォン管３は、その他端部を導水管１より低い位置に配置している。

図２又は図４（Ａ）を参照して、サイフォン管３の一端部側から呼び水をサイフォン管３に給水することで、サイフォンの原理で、浮遊物Ｆｍを水と共に複数の導水管１のスリット１ｓから吸引し、水と共に浮遊物Ｆｍを取水堰Ｗｄの外に除去できる。

（導水管の構成）
次に、実施形態による導水管１の構成を説明する。図５を参照すると、実施形態による導水管１は、発泡スチロールなどからなる円柱状のフロートｆ１の底面に固定している。図５を参照すると、実施形態による導水管１は、既設の網場Ｌｍ１の取り付けできるというメリットがある。

一方、図６を参照すると、別の実施形態による導水管１１は、フロートｆ２の内部に配置している。フロートｆ２は、ポリエチレンなどの合成樹脂よりなる円管体の内部に発泡スチロールなどの発泡材を充填している。そして、導水管１１は、そのスリット１ｓをフロートｆ２の底部側に開口している。これにより、別の実施形態による導水管１１は、内部に泡が入らないようにでき、サイフォン管３の水密性を向上できる。

図５を参照して、導水管１は、その外径が１５ｃｍから２０ｃｍの間のものを想定している。又、スリット１ｓは、その幅が落葉を吸い込みできる５０ｍｍ程度を想定している。更に、スリット１ｓは、その長さが３００ｍｍから５００ｍｍの間のものを想定している。

（サイフォン管の構成）
次に、実施形態によるサイフォン管３の構成を説明する。図１から図４を参照すると、サイフォン管３は、口径の小さい小径サイフォン管３１と口径の大きい大径サイフォン管３２を通水可能に接続している。小径サイフォン管３１は、導水側を構成している。大径サイフォン管３２は、給水口３２１から排水口３２２に至っている。

図２又は図４（Ａ）を参照すると、大径サイフォン管３２は、複数の固定台３２ｂを用いて、取水堰Ｗｄに固定している。大径サイフォン管３２は、制水弁３２ｖを他端部に配置している。又、大径サイフォン管３２は、給水口３２１を一端部側に開口している。給水口３２１には、図示しない給水管を接続できる。

図２又は図４（Ａ）を参照して、制水弁３２ｖを閉じた状態で、図示しない給水管から給水口３２１への給水、又は呼び水タンク又はホースから給水口３２１への引水により、サイフォン管３に水を充填し、制水弁３２ｖを開くことで、ポンプを用いることなく、サイフォンの原理で、水と共に浮遊物Ｆｍを取水堰Ｗｄの外に除去できる。

［浮遊物の除去装置の作用］
次に、実施形態による浮遊物の除去装置の作用及び効果を説明する。図１から図５を参照すると、実施形態による除去装置１０は、浮遊物Ｆｍを吸い込み自在な複数のスリット１ｓを外周に開口した一つ以上の導水管１と、導水管１に接続し、高さ方向に配置した伸縮管２と、一端部を伸縮管２に接続し、他端部を導水管１より低い位置に配置したサイフォン管３と、を備え、導水管１を取水口Ｗｉの上流側に配置すると共に、サイフォン管３の一端部側から呼び水をサイフォン管３に給水することで、サイフォンの原理で、大量の浮遊物Ｆｍを取水堰Ｗｄの外に除去できる。

図２又は図４を参照すると、伸縮管２は、浮遊物Ｆｍの水位に追従して軸方向に伸縮できる。サイフォン管３は、導水側を構成する口径の小さい小径サイフォン管３１と、給水口３２１から排水口３２２に至る口径の大きい大径サイフォン管３２で構成することが好ましく、大径サイフォン管３２の容量を大きくすることで、吸引力を向上できる。

図１から図６を参照すると、実施形態による除去装置１０は、取水口Ｗｉの上流Ｓｕ側に設置した既設の網場Ｌｍ１を利用して、導水管１を支持した例を開示したが、フロートを用いて、網場のない取水口の上流側に導水管１を設置することもできる。

図１から図６を参照すると、本発明による浮遊物の除去装置は、網場に漂着した浮遊物を除去するダムなどに好適なサイフォン装置を開示したが、ダムなどでは、貯水するのみでなく、下流側に一定量、放流することが義務づけられている。図１又は図３（Ｂ）に示した例では、魚道Ｗｆを利用して、下流側に一定量、放流する維持流量放流を実施しているが、このサイフォン装置を利用して、維持流量放流を実施することもできる。

本発明による浮遊物の除去装置は、次の効果が期待できる。
（１）網場に漂着した浮遊物の除去作業が容易になる。
（２）構造が単純であるので、設置が容易である。
（３）浮遊物を流下させるので、塵芥処理費用（一般廃棄物処理費用）を低減できる。
（４）維持流量放流設備としての適用も可能である。特に、取水口ゲートが自動制御でなく、基準水位を設けて運用管理している取水堰に有用である。

１ 導水管
１ｓ スリット
２ 伸縮管
３ サイフォン管
１０ 除去装置（浮遊物の除去装置）
Ｌｍ１ 網場
Ｗｄ 取水堰
Ｗｉ 取水口

Claims (4)

1. 取水口の上流側に設置した少なくとも網場に沿って軸方向に延在し、水と共に浮遊物を吸い込み自在な複数のスリットを外周に断続して開口した一つ以上の導水管と、
   軸方向に伸縮自在な伸縮管であって、下端部を前記導水管の終端部に接続し、上端部を高さ方向に配置した伸縮管と、
   前記取水口を構成する取水堰に設置し、一端部を前記伸縮管の上端部に接続し、他端部を前記導水管より低い位置に配置したサイフォン管と、を備え、
   前記サイフォン管の一端部側から呼び水を前記サイフォン管に給水することで、前記浮遊物を水と共に複数の前記導水管のスリットから吸引し、水と共に前記浮遊物を前記取水堰の外に除去できる、浮遊物の除去装置。
2. 前記伸縮管は、前記浮遊物の水位に追従して軸方向に伸縮する、請求項１記載の浮遊物の除去装置。
3. 前記サイフォン管は、
   他端部に配置された制水弁と、
   一端部側に開口し、給水管と接続自在な給水口と、を有している、請求項１又は２記載の浮遊物の除去装置。
4. 前記サイフォン管は、
   導水側を構成する口径の小さい小径サイフォン管と、
   前記給水口から排水口に至る口径の大きい大径サイフォン管と、を有し、
   前記小径サイフォン管と前記大径サイフォン管とは、通水可能に接続している、請求項３記載の浮遊物の除去装置。

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