JP4076297B2 - 除塵装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水路を流れる藻類や草の塊等の塵芥をスクリーンにより捕捉しながらレーキにより塵芥を掻き揚げて除去する除塵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、水路内に介設されたスクリーンにより流水中の藻類や草の塊等の塵芥を捕捉し、上記スクリーンに沿ってレーキを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除塵装置は一般に知られている。
【０００３】
図１０は、そのような除塵装置の一種であるロータリーレーキ式の除塵装置を示している。この装置は、水路５０の幅方向に亘って介設されるスクリーン５２と、この上部に連設されるエプロン５４と、塵芥を掻き揚げるための複数のレーキ５６と、レーキ５６の駆動機構と、掻き揚げた塵芥を水路側方に搬送する駆動式のコンベア５８とを有している。駆動機構は、モータ６０を駆動源とするチェーン伝動機構からなり、上記レーキ５６を上下方向に周回移動させるように構成されている。そして、上記スクリーン５２により塵芥を捕捉する一方で、モータ６０の作動によりレーキ５６を周回移動させる、具体的には、レーキ５６をスクリーン下流側で下降させ、水底で反転させてスクリーン表面（上流側）に沿って上昇させることにより、捕捉した塵芥をスクリーン５２及びエプロン５４に沿って掻き揚げ、エプロン上端から上記コンベア５８内に塵芥を導入するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなロータリーレーキ式の除塵装置では、通常、装置の設置場所の水底をそれより上流側の水底より深く設定し、このように水路に段差を設けることによってレーキと水底との干渉を回避しつつ、水底に沈んだ状態で流下する例えば空缶等の塵芥をレーキで掻き揚げることができるように構成されている。
【０００５】
ところで、水底に沈んだ状態で流下する塵芥を良好に掻き揚げるには、レーキを大型化する、すなわちレーキの爪長を長く設定するのが有効である。
【０００６】
しかし、このようにすると、水底を流下する塵芥の掻揚げ性能は向上するが、爪長を長くした分、水底とレーキとの干渉を回避すべく上記段差をさらに大きくする必要が生じ、これにより施工期間が長期化したり、施工コストが嵩むという問題を招いている。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、ロータリーレーキ式の除塵装置において、除塵性能を高めながらも、水底の段差を小さくすることができる除塵装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、水路内に介設されて流下する塵芥を捕捉するスクリーンと、軌道に沿って上下方向に周回移動しながらその過程でスクリーンの表面に沿って上昇することにより塵芥を掻き揚げるレーキとを備えた除塵装置において、レーキを、上記軌道に沿って移動するフレームと、塵芥を掻き揚げるための掻揚げ面を具備し、フレームに支持されるレーキ本体とから構成するとともに、このレーキ本体を、掻揚げ面が周回移動時の進行方向に対して略直交する起立姿勢と傾斜する平伏姿勢とに揺動変位可能な状態でフレームに支持する一方、レーキの周回移動時の移動ストロークの下端部分でレーキ本体を平伏姿勢とする姿勢規制手段を設け、この姿勢規制手段が、スクリーンの下端部分に取付けられる案内部材と、レーキ本体に結合され、レーキの周回移動に伴い案内部材に摺接するカム部材とからなり、カム部材が案内部材に摺接することによりレーキ本体を平伏姿勢とするように構成されているものである（請求項１）。
【０００９】
この装置によると、流水がスクリーンを通過する際に塵芥が捕捉される一方で、レーキが周回移動することにより、捕捉された塵芥がスクリーン沿って掻き揚げられる。そして、このようなレーキの周回移動動作においては、レーキが移動ストロークの下端部分に至るとレーキ本体が平伏姿勢とされる。
【００１１】
なお、上記の装置においては、レーキ本体を起立姿勢に保持すべくレーキ本体を付勢する付勢手段を設けるのが望ましい（請求項２）。このようにすれば、レーキの移動ストロークの下端部分以外の場所では、レーキ本体を確実に起立姿勢に保持することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１３】
図１及び図２は、本発明に係る除塵装置の一例を示している。これらの図に示すように、除塵装置１０は、下流側の水底１ｂを上流側よりも低くすることにより水路1内に形成される段部３の直下流側に設置されており、水路１を流れる塵芥を捕捉するスクリーン１２と、このスクリーン１２の上方に配置されるエプロン１４と、スクリーン１２により捕捉した塵芥を掻き揚げるレーキ１６と、レーキ１６を移動させるための駆動機構と、掻き揚げられた塵芥をレーキ１６から脱落させるためのスクレーパー１８と、水底１ｂを流下する塵芥を捕捉するための補助スクリーン１９とを備えている。
【００１４】
上記スクリーン１２は、上下方向に細長の板状のバー１２ａを水路1の幅方向（図１の左右方向；以下単に幅方向という）に一定の間隔で並設した多孔状の部材で、水路１を塞ぐように水底１ｂ近傍から立上がり、上部が下流側に向かってやや傾斜するように除塵装置１０の本体フレーム１１に固定されている。本体フレーム１１は、図３に示すように、アンカボルト２２により水路１の側壁１ａにそれぞれ固定される一対の側板２４の間に幅方向に延びる複数本のＨ型鋼２６が接合されることにより構成されており、上記スクリーン１２は、両側板２４の間であって上記型鋼２６より上流側に配置され、型鋼２６にボルトナット等により固定されている。
【００１５】
エプロン１４は、上記スクリーン１２の上端に連設されて塵芥の案内面を構成するもので、鋼板から構成され、下端部が上記スクリーン１２の下流側に重ねられた状態で配置され、ボルトナット等により上記本体フレーム１１に固定されている。なお、エプロン１４の上端部は、後述する駆動軸６０の上部で下流側に巻き返されており、掻き揚げられた塵芥をエプロン上端部から下流側へと案内するように構成されている。
【００１６】
レーキ１６は、図示の例では２つ搭載されており、上記スクリーン１２及びエプロン１４の周囲を上下方向に周回移動する、具体的には、スクリーン１２の下端部からスクリーン１２及びエプロン１４その表面（上流側の面）に沿って上昇し、エプロン上端部分で反転してスクリーン１２及びエプロン１４の下流側を降下した後、スクリーン１２の下端部で反転してスクリーン１２の上流側に移動するように構成されている。
【００１７】
レーキ１６及びその駆動機構についてより詳しく説明すると、本体フレーム１１の各側板２４には、図２及び図３に示すように、エプロン１４の下流側であってその上端部近傍から下方に向かって延び、スクリーン１２の下端部でスクリーン１２の上流側に反転してエプロン１４及びスクリーン１２に沿ってエプロン上端部に至る中空状のガイド部４７が設けられ、これらガイド部４７に、レーキ１６の周回移動時の軌道を構成するガイド孔４８が相対向して設けられている。また、本体フレーム１１の上部に、幅方向に延びる駆動軸６０が回転可能に支持され、この駆動軸６０に一対のスプロケット６２が所定の間隔で取付けられ、これらスプロケット６０に無端状のチェーン６４がそれぞれ装着され、これら各チェーン６４が上記ガイド部４７の中空部分に介装されるとともに、上記駆動軸６０が本体フレーム１１に固定された駆動モータ６６の出力軸に減速機構を介して連結されている。
【００１８】
一方、各レーキ１６は、幅方向に延びるレーキフレーム３０と、このレーキフレーム３０に取付けられて塵芥を掻き揚げるレーキ本体３４とを有しており、上記本体フレーム１１の各ガイド部４７の間に介設されている。
【００１９】
レーキフレーム３０の長手方向両端部にはローラ４６が回転可能に装着され、これらローラ４６が各ガイド孔４８にそれぞれ挿入されてローラ４６に一体形成のつば部４６ａにより抜け止めされている。そして、各ローラ４６の駆動軸を介して上記チェーン６４とレーキフレーム３０とが連結され、上記駆動モータ６６の作動によりスプロケット６２が回転すると、チェーン６４が周回移動し、これに伴い上記ローラ４６がガイド孔４８に沿って案内されることにより、レーキ１６が上記スクリーン１２及びエプロン１４の周囲を上下方向に周回移動するように構成されている。
【００２０】
上記レーキフレーム３０は、例えば溝型鋼からなり、レーキ１６がスクリーン１２表面等に沿って上昇するときには、図２及び図３に示すように、レーキフレーム３０の基部３０ａがスクリーン１２等に略平行となり各ウェブ３０ｂが上流側に突出し、かつレーキ本体３４がレーキフレーム３０の上部に位置する正位の状態でレーキ１６が移動し、逆に、スクリーン１２等の下流側を降下するときには、レーキフレーム３０の各ウェブ３０ｂが下流側に突出し、かつレーキ本体３４がレーキフレーム３０の下部に位置する反位の状態でレーキ１６が移動するようになっている。
【００２１】
レーキ本体３４は、幅方向に延びる細長の鋼板から構成されており、上記正位の状態においてその上流側及び下流側（図３では上下両側）には塵芥を掻き揚げるための爪がそれぞれ長手方向に複数並設されている。具体的には、図３に示すように、下流側に、スクリーン１２により捕捉される塵芥を掻き揚げるための短爪３４ａが並設され、上流側に、後述する補助スクリーン１９により捕捉される塵芥を掻き揚げるための長爪３４ｂが並設されている。なお、両爪３４ａ，３４ｂは水路１の長手方向に相対応して形成されている。
【００２２】
上記レーキ本体３４及びレーキフレーム３０の長手方向両端部には、図３及び図４に示すようにレーキ本体３４の短爪下面及びレーキフレーム３０の基部背面にそれぞれブラケット３６，３２が相対応して突設されており、これらブラケット３６，３２に亘って幅方向に延びる支持軸４０が貫通装着されることにより、レーキ本体３４がレーキフレーム３０に対して揺動可能に取付けられている。具体的には、レーキ本体３４がレーキフレーム３０のウェブ表面に当接してレーキ本体３４の表面（掻揚げ面）が進行方向（図４では鉛直上方）に対して略直交した状態となる起立姿勢（図４の実線に示す状態）と、進行方向に対してレーキ本体３４の表面が傾斜した状態となる平伏姿勢（図４の二点鎖線に示す状態）とに亘ってレーキ本体３４が揺動可能に取付けられている。
【００２３】
また、レーキ本体３４及びレーキフレーム３０の長手方向両端部には、レーキ本体３４の長爪下面及びレーキフレーム３０の基部表面にそれぞれブラケット４２及び３０ｃが形成されるとともに、これらブラケット４２及び３０ｃに亘ってばね４４が装着されており、外力が作用しない状態では、そのばね力によりレーキ本体３４が付勢されて上記起立姿勢に保持されるようになっている。なお、図３中符号３１は、レーキフレーム３０のウェブ３０ｂに形成された切欠きであって、レーキ本体３４の揺動に伴いばね４４を逃がすようになっている。
【００２４】
上記レーキ本体３４には、さらに、上記ブラケット３６にカム３８（カム部材）が一体に設けられ、このカム３８が、図２に示すように上記本体フレーム１１の下端部近傍に配設される案内部材８０に摺接するようになっている。この案内部材８０は、例えば薄幅の鋼板等からなり、スクリーン１２等の下流側をレーキ１６が降下してスクリーン１２下端部近傍に到達すると上記レーキ本体３４に形成された切欠き３３（図３に示す）を介してカム３８が案内部材８０に摺接し、レーキ１６の進行に伴いカム３８を回動させてレーキ本体３４を上記ばね４４のばね力に抗して徐々に起立姿勢から平伏姿勢に揺動変位させ、レーキ１６がスクリーン１２の上流側に反転する伴い徐々にばね４４の付勢力によりレーキ本体３４を起立姿勢に復帰させるように形成されている。
【００２５】
上記スクレーパー１８は、図２に示すように、上記本体フレーム１１の各側板２４の上端部に支持軸７０を介して回動自在に支持される略Ｌ字型の一対のアーム６７を有し、これらアーム６７の間に幅方向に延びる案内板６８が接合された構成となっている。各アーム６７には、各側板２４との間にばね７２が装着されており、外力が作用しない状態では、このばね７２のばね力により、同図に示すように、案内板６８の先端がエプロン１４の上端近傍に位置した状態に保持されるようになっている。そして、レーキ１６がスクリーン１２等に沿って上昇してエプロン１４上端に達すると、後述するように案内板６８の先端がレーキ１６のレーキ本体表面に当接して塵芥を掻き落とすように構成されている。
【００２６】
補助スクリーン１９は、図２に示すように、上下方向に延びる棒状のバー７３を上記スクリーン１２のバー１２ａと同一の間隔で幅方向区に並設し、それら基端部を連結板７４により一体に連結することにより構成されている。
【００２７】
この補助スクリーン１９は、蝶番７６により水路１の水底であって上記段部３に揺動可能に配設されており、通常は、自重で水路１の下流側に向かって傾くことによりスクリーン１２の各バー１２ａに各バー７３の先端が当接している。これにより上記スクリーン１２の下端部と水底との間の隙間を塞ぎ、水底を流れる塵芥を捕捉するように構成されている。
【００２８】
なお、図２中、符号８６は、上記除塵装置１０の下流側であって水路１に掛け渡された管理橋であり、この管理橋８６上にはトラフ８８が配設され、上記スクレーパー１８によりレーキ１６から掻き落とされる塵芥がこのトラフ８８を通じて水路１の側方に案内されるようになっている。
【００２９】
上記の除塵装置１０によると、流水中に塵芥が含まれていると、流水がスクリーン１２又は補助スクリーン１９を透過する際にこれらスクリーン１２，１９により捕捉される。この際、流水中を浮遊する藻類等の塵芥はスクリーン１２により捕捉され、空缶等、水底に沿って流下する塵芥は補助スクリーン１９により捕捉される。
【００３０】
そして、このように塵芥が捕捉される一方で、上記駆動モータ６６の作動によりレーキ１６が周回移動することにより、スクリーン１２，１９により捕捉された塵芥が掻き揚げられつつ上記トラフ８８に導入されることとなる。
【００３１】
この動作についてより詳しく説明すると、レーキ１６は、まずエプロン１４の裏面側を上記反位の状態で下降する。この際、レーキ本体３４は、ばね４４の付勢力により図２に示すように起立姿勢に保持る。そして、レーキ１６がスクリーン１２の下端部に接近すると、図５（ａ）→図５（ｂ）→図６（ａ）→図６（ｂ）に示すように、上記カム３８が案内部材８０に摺動しつつ回動し、これに伴いレーキ本体３４がばね４４の付勢力に抗して起立姿勢から平伏姿勢へと徐々に揺動変位し、レーキ本体３４が平伏姿勢とされた状態でレーキ１６がスクリーン１２下端部を通過してスクリーン１２の上流側に移動する。
【００３２】
こうしてレーキ１６がスクリーン１２の上流側に移動すると、レーキ１６が上記反位から正位に反転するとともに、図７（ａ）→図７（ｂ）→図８に示すようにカム３８が上記案内部材８０から離脱し、これによりレーキ本体３４がばね４４の付勢力により起立姿勢に復帰し、この状態でスクリーン１２に沿って上昇することとなる。
【００３３】
上昇時には、レーキ本体３４の各短爪３４ａがスクリーン１２の各バー１２ａの間に介在する一方、各長爪３４ｂが補助スクリーン１９の各バー７３の間に介在し、これにより各スクリーン１２により捕捉されている塵芥が短爪３４ａにより、補助スクリーン１９により捕捉されている塵芥が長爪３４ｂによりそれぞれ掻き揚げられることとなる。この際、補助スクリーン１９は、レーキ１６が上昇するに伴い、図７（ｂ）→図８に示すようにレーキ１６により押し上げられつつ揺動し、レーキ１６が完全に通過すると自重でもとの状態に復帰する。
【００３４】
こうしてスクリーン１２及びエプロン１４に沿って塵芥が掻き揚げられ、レーキ１６がエプロン１４の上端部に到達すると、図９（ａ）→（ｂ）→（ｃ）に示すように、レーキ１６がエプロン１４上端から下流側に反転移動するに伴い、上記スクレーパー１８の案内板６８がレーキ本体３４の表面に当接してその基端部から先端部へと摺動する。これにより案内板６８の先端部分により塵芥がレーキ１６から除去されれるとともに除去された塵芥が案内板６８の表面を自重で滑り落ちて上記トラフ８８内へと案内される。この際、レーキ１６が反転するに伴い上記ばね７２の付勢力に抗してスクレーパー１８が押し上げられ、この抗力により案内板６８の先端部がレーキ本体３４の表面に押圧されて塵芥が強固に除去される。そして、レーキ１６が完全にエプロン１４の下流側に移動すると、ばね７２の付勢力により、スクレーパー１８が図２に示すもとの状態に復帰することとなる。
【００３５】
こうして以後、同様に２つのレーキ１６が周回移動することにより塵芥がスクリーン１２及びエプロン１４に沿って掻き揚げられつつスクレーパー１８により上記トラフ８８内へと導入されることとなる。
【００３６】
以上のように構成された除塵装置１０によると、上記のようにレーキ１６のレーキ本体３４が起立姿勢と平伏姿勢とに揺動変位可能とされ、スクリーン１２の下端部を通過する際には、レーキ本体を平伏姿勢に保持した状態でレーキ１６を移動させるようにしているので、このようにレーキ本体を平伏姿勢とできる分、従来のこの種の除塵装置と比較すると、水底１ｂに形成される上記段部３の段差を小さくすることができる。例えば、図６（ａ）の一点鎖線は、レーキ本体３４をレーキフレーム３０に対して起立姿勢で固定した場合のレーキ下端位置、つまり従来のこの種の除塵装置におけるレーキ下端位置であり、上記除塵装置１０と従来装置とを比較すると、図中符号ｈで示す分だけ上記除塵装置１０の方が段差を小さくすることができる。
【００３７】
そのため、水底に沈んだ状態の塵芥を効果的に捕捉すべレーキ本体３４を水路１の長手方向に大型化しても、水底１ｂの段差を抑えることができ、これにより施工期間の長期化やコスト高を有効に回避することができる。
【００３８】
なお、上記除塵装置１０では、レーキフレーム３０とレーキ本体３４とをばね４４を介して連結し、これによりレーキ本体３４が起立姿勢となるように付勢しているが、例えば、塵芥掻揚げ時にレーキ本体３４が起立姿勢に保持され得るようにレーキ本体３４の支持位置等を設定して、このばね４４を省略することもできる。
【００３９】
また、上記除塵装置１０は、レーキ１６をスクリーン１２等の下流側で降下させる一方、スクリーン１２等の上流側で上昇させ、レーキ１６がスクリーン１２の表面に沿って上昇するときに塵芥を掻き揚げるように構成されたタイプの除塵装置に本発明を適用しているが、例えば、スクリーンの下流側においてレーキを上下方向に周回移動させ、レーキ上昇時にレーキの各爪をスクリーンの各バーの間を介して上流側に突出させることにより塵芥を掻き揚げるタイプの除塵装置に本発明を適用することができる。なお、この場合には、上記補助スクリーン１９がスクリーン１２に一体に組み込まれる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、レーキを上下方向に周回移動させながら水路内に介設したスクリーンに沿ってレーキを移動させることにより、スクリーンにより捕捉した塵芥をレーキにより掻揚げる除塵装置において、上記レーキを、軌道に沿って移動するフレームと、このフレームに支持されるレーキ本体とから構成するとともに、レーキ本体を起立姿勢と平伏姿勢とに揺動変位可能とし、レーキの周回移動時の移動ストロークの下端部分でレーキ本体を平伏姿勢に保持するようにしているので、レーキ本体を大型化して水底に沿って流下する塵芥を捕捉するようにしながらも水底の段差を有効に抑えることができ、除塵性能を合理的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る除塵装置の実施の形態を示す正面図である。
【図２】本発明に係る除塵装置の実施の形態を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明に係る除塵装置の実施の形態を示す図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】正位のレーキの構成を示す図３のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】レーキの動作を示す図２に対応する断面略図である。
【図６】レーキの動作を示す図２に対応する断面略図である。
【図７】レーキの動作を示す図２に対応する断面略図である。
【図８】レーキの動作を示す図２に対応する断面略図である。
【図９】スクレーパーの動作を示す図２に対応する断面略図である。
【図１０】従来の除塵装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 水路
１０ 除塵装置
１２ スクリーン
１４ エプロン
１６ レーキ
３０ レーキフレーム
３４ レーキ本体
３８ カム
４７ ガイド部
８０ 案内部材

Claims (2)

1. 水路内に介設されて流下する塵芥を捕捉するスクリーンと、軌道に沿って上下方向に周回移動しながらその過程で上記スクリーンの表面に沿って上昇することにより塵芥を掻き揚げるレーキとを備えた除塵装置において、
   上記レーキを、上記軌道に沿って移動するフレームと、塵芥を掻き揚げるための掻揚げ面を具備し、上記フレームに支持されるレーキ本体とから構成するとともに、このレーキ本体を、上記掻揚げ面が周回移動時の進行方向に対して略直交する起立姿勢と傾斜する平伏姿勢とに揺動変位可能な状態で上記フレームに支持する一方、上記レーキの周回移動時の移動ストロークの下端部分で上記レーキ本体を平伏姿勢とする姿勢規制手段を設け、
   この姿勢規制手段は、上記スクリーンの下端部分に取付けられる案内部材と、上記レーキ本体に結合され、レーキの周回移動に伴い上記案内部材に摺接するカム部材とからなり、カム部材が案内部材に摺接することによりレーキ本体を平伏姿勢とするように構成されていることを特徴とする除塵装置。
2. レーキ本体を起立姿勢に保持すべくレーキ本体を付勢する付勢手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の除塵装置。

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