JP3841536B2 - 用水路等におけるフロートスクリーン装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば農業用の水路等に設置され水面付近を浮遊する微小な木片やその他の異物を捕集してこれを水路から排出できるようにした用水路等におけるフロートスクリーン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば灌漑用の農業用水路等には、河川から分岐した支流として人工的に施工されたものが含まれる。このような用水路では、農地内に木片や軽石その他の異物が流れ込まないように定期的に掃除をしたりすることが必要とされ、河川またはこの河川から分岐させた用水路には、異物の流れ込みを防止するための設備が設けられる。
【０００３】
この異物の流れ込み防止のための設備としては、たとえば、河川または用水路の幅方向に格子状のネット材を展開させたものや、水面に浮遊して微小な木片や軽石等を補足できるようにしたフロートスクリーンが従来から広く利用されている。ネット材は、たとえば鉄筋棒等を川底または用水路底から立ち上げるようにして配列したものであり、比較的大きな木材やその他の異物の侵入を防止する役目を果たす。また、フロートスクリーンは、たとえば図４に示すように、用水路の両岸にロープ５１を架け渡すとともに、このロープ５１に発泡スチロール等を利用したフロート５２を複数個配列したものである。
【０００４】
このフロートスクリーンは、大きな木片等を捕集するネット材の下流に設置するようにすれば、ネット材を通り抜けた小さな木片や軽石やその他の異物をロープ５１で遮ることにより、これらの異物を補足して下流側への流れ込みを防止することができる。したがって、たとえば下流にポンプ等の揚水用の設備がある水路に設置しておけば、揚水設備への異物の侵入をなくすことができ、ポンプの故障等を防ぐことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、フロートスクリーン用のロープ５１は水面を浮遊している小さな異物を遮るだけであり、これを回収するためには、定期的な人力による作業が必要である。すなわち、ロープ５１によって捕集された異物の量が溜まると、ロープ５１に対する負荷が大きくなって破断したり、異物の堆積量が或る臨界値を越えると異物がロープ５１を乗り越えて下流側に流れ込んだりするので、用水路の中に作業者が入り込んだり両岸から捕捉用の網を用いたりして異物を除去しなければならない。
【０００６】
このような異物の除去作業を定期的に行えば、下流側への異物の侵入を防止することはできる。しかしながら、たとえば河川側から用水路側への異物の流れ込み量は予測することは難しく、たとえば豪雨の場合では河川に流れ込む異物の量も格段に多くなるだけでなく、現場での除去作業も困難さを伴う。このため、異物がロープ５１を越えて下流側に流れてしまうことは避けられず、フロートスクリーンとしての機能が損なわれてしまう。
【０００７】
このように、従来のフロート式のスクリーンでは、ゴミ等の異物の流れ込みを遮断することはできるものの、人力による作業なしに異物を河川や用水路から外に回収することはできない。
【０００８】
本発明において解決すべき課題は、水面付近に浮遊する異物を捕捉するとともに外に排出回収して農地等への異物の侵入を確実に防止できる用水路用のフロートスクリーン装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の用水路等におけるフロートスクリーン装置は、用水路の幅方向よりも合計長さが長く且つ浮力によって水面レベルで浮遊可能な２本のフロートバーと、用水路の底部側に固定点を持ちその上端までのレベルを自在に変更可能とした可撓性の回収流路とを備え、２本のフロートバーを、回収流路の上端の流路入口に干渉しないようにそれぞれの基端どうしの間に間隔を開け且つ先端側が回収流路の上端より上流側に偏る配置として用水路内の流線方向に回動可能に連接してなることを特徴とする。
【００１０】
このような構成において、回収流路は、用水路の底部側に固定配置されて外部までの流路を構成する回収管と、この回収管に基端を接続した可撓性のサクション管と、このサクション管の上端に連結した導入管とを備えたものとしてよい。この場合、回収管は用水路の外部に流路開閉用の仕切り弁を備えることができ、導入管とフロートバーとの連接部に、導入管に対するフロートバーの高さを調整する高さ調整機構を含む構成としてもよい。
【００１１】
更に、フロートバーの先端に用水路の側壁に密着するシールパッキンを備えた構成とすることもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のフロートスクリーン装置の用水路への施工状況を示す平面図、図２は右側面図である。
【００１３】
図において、底壁１０ａ及び左右の側壁１０ｂ，１０ｃによって構築された用水路１０の中に、側壁１０ｃを貫通して底壁１０ａのほぼ中央部分まで回収管１が配管されている。この回収管１はたとえばステンレス鋼管等を利用したもので、側壁１０ｃの外側には手動操作式の仕切り弁１ａを接続するとともに、底壁１０ａに沿って配管したその先端には下流側に向けて寝かせた姿勢としたＬ字状の継手管１ｂを連結している。なお、この継手管１ｂとしては各種の配管で常用されているエルボが利用できる。
【００１４】
継手管１ｂには可撓性を持つサクション管２を連結する。このサクション管２は、たとえば適度な強度を持つゴム製のホースや塩化ビニル等を素材とした蛇腹管を利用することができ、要するに図２に実線及び一点鎖線で示すように自由に変形できてしかもその内部流路が潰れないものであればよい。そして、このサクション管２の先端には水面から僅かに低いレベルに保持されて浮遊異物をサクション管２に導く導入管３を連結する。
【００１５】
導入管３は上端側の内径を大きくし下端側の内径を小さくした異径管であり、各種の配管で常用されているレデューサを用いることができる。そして、この導入管３には円筒状の予備フロート４を下流側に偏らせるとともに、その断面中心が導入管３の上端よりも上に位置するように連結している。
【００１６】
なお、本実施例おいては、用水路１０の幅は１０ｍ程度であってその深さは３ｍ程度であり、この場合サクション管２や回収管１は２〜４インチ程度の大きさのものとすることが好適である。そして、導入管３の入口には、大きな異物の入り込みや詰まりを防止するために適切な大きさのメッシュの網を設けるか十字状にクロスさせた邪魔板を配置することが好ましい。
【００１７】
導入管３の上端には２本のスクリーンバー５，６の基端を連接する。これらのスクリーンバー５，６は、嵩比重が小さいものであればよく、たとえば両端をプラグ等によって閉じた１インチ程度の塩化ビニル管を利用することができる。そして、これらのスクリーンバー５，６の底部には、平板状の補強材５ａ，６ａを取り付けるとともに、先端部には側壁１０ｂ，１０ｃに接触するシールパッキン５ｂ，６ｂを備えている。
【００１８】
図３はスクリーンバー５，６と導入管３との連接構造を示す詳細であって、同図の（ａ）は水の流れ方向に見た正面図、同図の（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線矢視による横断面図である。
【００１９】
図３に示すように、導入管３の上端には環状のフランジ３ａを一体に取り付け、その半径方向に対向する位置に２本の調整ボルト７を立ち上げて設ける。一方、スクリーンバー５，６の基端には、調整ボルト７に外挿する孔を開けたクレビス５ｃ，６ｃを備える。そして、これらのクレビス５ｃ，６ｃの下側には高さ調整ナット７ａ及び上側にはロックナット７ｂをそれぞで調整ボルト７に螺合し、高さ調整ナット７ａの上にクレビス５ｃ，６ｃが載るような連接構造とする。
【００２０】
このようなスクリーンバー５，６と導入管３との間の連接構造では、高さ調整ナット７ａを回してその高さを調整して、クレビス５ｃ，６ｃがロックナット７ｂできつく拘束されないようにすれば、クレビス５ｃ，６ｃは調整ボルト７周りで回動可能とすることができる。したがって、高さ調整ナット７ａを回す操作だけで、導入管３に対するスクリーンバー５，６の高さ調節ができ、スクリーンバー５，６の喫水線と導入管３の上端との間隔を簡単に変えることができる。
【００２１】
導入管３に対して調整ボルト７とクレビス５ｃ，６ｃとによるヒンジ機構によって連接されたスクリーンバー５，６は、図２に示すように、予備フロート４の断面中心と同じレベルにそれぞれの軸線が含まれるような組立てとする。そして、スクリーンバー５，６の先端にはワイヤ８ａ，８ｂを取り付け、これらのワイヤ８ａ，８ｂのそれぞれを用水路１０の側壁１０ｂ，１０ｃに打設したしたアンカー１０ｂ−１，１０ｃ−１に連結することによって、スクリーンバー５，６を係留する。したがって、スクリーンバー５，６はこれらのワイヤ８ａ，８ｂによって側壁１０ｂ，１０ｃ側に常に引かれた姿勢に拘束され、先端に設けたシールパッキン５ｂ，６ｂを側壁１０ｂ，１０ｃに突き当てておくことができる。
【００２２】
以上の構成において、２本のスクリーンバー５，６はそれぞれワイヤ８ａ，８ｂによって係留されているので、図１に示すようにシールパッキン５ｂ，６ｂを側壁１０ｃ，１０ｂに突き当てた状態に保持される。そして、施工の際に継手管１ｂが用水路１０のセンターからずれた位置となっても、スクリーンバー５，６はそれぞれクレビス５ｃ，６ｃによって導入管３に設けた調整ボルト７に連接されていて図１の矢印方向に自由に回動できるので、これらのスクリーンバー５，６の用水路１０のセンターに対する開き角度が異なった状態でシールパッキン５ｂ，６ｂを常に側壁１０ｃ，１０ｂに突き当てることができる。
【００２３】
用水路１０内の水位が図２において実線のレベル及び一点鎖線で示すレベルに変わっても、サクション管２はゴム等の可撓性を利用しているので自在に変形する。したがって、予備フロート４を一体に備えたスクリーンバー５，６は常に水位に応動して浮沈動作し、水位に関係なく予備フロート４の断面中心及びスクリーンバー５，６の軸線が水位レベルと一致するように保持することができる。
【００２４】
また、スクリーンバー５，６の大きさや補強材５ａ，６ａを一体としたときの浮力の大きさの変動によって、スクリーンバー５，６の軸線が水位に対して上下にずれたときには、調整ボルト７に対するクレビス５ｃ，６ｃの高さを図３で説明した要領で調整する。これにより、スクリーンバー５，６の軸線を水位レベルに一致するように設定することができ、水面付近を浮遊する微小なゴミ等をこれらのスクリーンバー５，６によって捕集することができる。
【００２５】
水面付近を浮遊する微小な木片やその他の異物は、下流に向かう流れに乗ってスクリーンバー５，６に達して下流側への流れが遮られる。一方、スクリーンバー５，６は用水路１０内の流線と直交する向きではなく、用水路１０のほぼ中央部分に頂角を持つような三角形の２辺に相当する向きとなっている。したがって、水面付近の水は上流側からスクリーンバー５，６が交差する部分に向かうに連れて流路面積が絞られていき、水面を浮遊している異物はスクリーンバー５，６にガイドされて次第に導入管３方向へ向けて移動していく。このとき、上流側からの水はスクリーンバー５，６の下を潜り抜けるようにして下流へと流れ去り、水面の異物はそのままこれらのスクリーンバー５，６によって捕捉される。
【００２６】
ここで、導入管３の真上は、図１から明らかなように、スクリーンバー５，６の基端どうしの間の隙間に臨んでいて、導入管３の入口は水面付近に対してほぼ直交するとともに水面よりも少し下側に開口した位置関係にある。このため、スクリーンバー５，６の基端部に異物が漂着すると、水自身はスクリーンバー５，６の底を潜り抜けて下流側に流れ去るが、異物は捕捉されたままである。したがって、スクリーンバー５，６の基端部に集められる異物は行き場がなくなり、その下に開口している導入管３に吸い込まれ、水面からサクション管２へと吸引される。
【００２７】
このように、導入管３側に水面付近の水を異物とともに吸引できるので、スクリーンバー５，６の上流側で用水路１０の全幅に散っている異物はこれらのスクリーンバー５，６に当たってから中央側に次第に流れていき、最終的に導入管３から吸引される。この吸引された異物及び水はサクション管３から回収管１を経て外部に放出される。なお、回収管１の出口端には異物の処理槽や回収タンク等を接続しておき、これらの処理槽及び回収タンクで異物を濾過して処理すればよい。
【００２８】
以上のような導入管３からの水及び異物の吸引は、用水路１０の水位が変動したときも同様に可能である。すなわち、図２において実線で示す水位から、一点鎖線で示す水位まで下がっても、サクション管２が水位の変動に応じて変形してスクリーンバー５，６及び導入管３を水面に対応させた位置に常に設定することができる。したがって、スクリーンバー５，６による異物の捕捉と導入管３による吸引により、水位に関係なく異物を用水路１０の外に自動的に回収して除去することができる。
【００２９】
更に、２本のスクリーンバー５，６をヒンジ機構によって導入管３に連接しているので、用水路１０の幅が様々に変わっても、設計変更することなくそのまま現場施工できる。すなわち、スクリーンバー５，６は図１において矢印方向に回動できるので、用水路１０の幅が広ければスクリーンバー５，６のそれぞれの交差角度を大きくして広がったような姿勢とし、用水路１０の幅が小さければ折り畳むような姿勢とすればよく、対応できる用水路１０の最大幅はスクリーンバー５，６の２本の長さの合計にほぼ等しい。
【００３０】
また、設置条件によっては導入管３が用水路１０の幅方向の中心に位置させることができない場合でも、スクリーンバー５，６はそれぞれの姿勢を独立して変更することができる。したがって、流線に対する傾斜角度が異なった状態でシールパッキン５ｂ，６ｂがそれぞれ側壁１０ｂ，１０ｃに当てた状態での施工が可能であり、たとえば用水路１０の曲がり部分等についても適用できる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１の発明では、用水路内を流下する浮遊異物をスクリーンバーで捕集した後に、外部からの吸引駆動等を一切必要としないで回収流路から異物を水とともに排除することができるので、人為的な作業や機械的な駆動を必要としない簡易な設備で所期の目的を達成することができる。また、用水路の幅が変わっても、スクリーンバーを常に適正に配置できるので、多数の仕様製品を準備することも不要となる。
【００３２】
請求項２の発明では、サクション管をゴム製のホースとした場合では用水路方向に延びる配置として水位の変動に応じてスクリーンバーを浮沈させることができ、また蛇腹管を用いてこれを鉛直方向に収縮するように配置すれば、回収流路が用水路の流線方向に占める嵩が小さくなる。
【００３３】
請求項３の発明では、仕切り弁を開閉する操作だけで異物を用水路の外に排出するかそのまま通過させるかの切り替えができ、たとえば異物の量が多すぎて回収流路が閉塞するような恐れがあるような場合にはこの仕切り弁を閉じることで、このような閉塞を未然に防ぐことができる。
【００３４】
請求項４の発明では、高さ調整機構によってスクリーンバーを水面レベルにきっちり合わせることができ、異物がスクリーンバーを乗り越えて下流側に流れ込むことが防止される。
【００３５】
請求項５の発明では、スクリーンバーが用水路の側壁にきっちり当たらなくてもシールパッキンによるシールが可能なので、たとえば用水路内の水の波打ちが大きいような場合でも側壁に沿って異物が下流に流れ込むことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の用水路用のフロートスクリーン装置を用水路に設置した状況を示す概略平面図である。
【図２】 回収管を破断した状態で示す図１の右側面図である。
【図３】 スクリーンバーと導入管との連接構造の詳細であって、同図の（ａ）は流れ方向に見た正面図、同図の（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線矢視による横断面図である。
【図４】 従来のフロートスクリーンの設置例を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１ 回収管
１ａ 仕切り弁
１ｂ 継手管
２ サクション管
３ 導入管
４ 予備フロート
５ スクリーンバー
５ａ 補強材
５ｂ シールパッキン
５ｃ クレビス
６ スクリーンバー
６ａ 補強材
６ｂ シールパッキン
６ｃ クレビス
７ 調整ボルト
７ａ 高さ調整ナット
７ｂ ロックナット
８ａ，８ｂ ワイヤ
１０ 用水路
１０ａ 底壁
１０ｂ，１０ｃ 側壁

Claims (5)

1. 用水路の幅方向よりも合計長さが長く且つ浮力によって水面レベルで浮遊可能な２本のフロートバーと、用水路の底部側に固定点を持ちその上端までのレベルを自在に変更可能とした可撓性の回収流路とを備え、２本のフロートバーを、回収流路の上端の流路入口に干渉しないようにそれぞれの基端どうしの間に間隔を開け且つ先端側が回収流路の上端より上流側に偏る配置として用水路内の流線方向に回動可能に連接してなる用水路等におけるフロートスクリーン装置。
2. 回収流路は、用水路の底部側に固定配置されて外部までの流路を構成する回収管と、この回収管に基端を接続した可撓性のサクション管と、このサクション管の上端に連結した導入管とを備えてなる請求項１記載の用水路等におけるフロートスクリーン装置。
3. 回収管は用水路の外部に流路開閉用の仕切り弁を備えてなる請求項２記載の用水路等におけるフロートスクリーン装置。
4. 導入管とフロートバーとの連接部に、導入管に対するフロートバーの高さを調整する高さ調整機構を含む請求項２または３記載の用水路等におけるフロートスクリーン装置。
5. フロートバーの先端に用水路の側壁に密着するシールパッキンを備えてなる請求項１から４のいずれかに記載の用水路等におけるフロートスクリーン装置。

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