JP4846657B2 - 越流水の除塵装置 - Google Patents
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Description
本発明は、越流水の除塵装置に関し、特に、付着ごみを除去する回転ブラシを備えたスクリーンを流水路の越流堰の上方位置に配設し、かつ越流水の小さな落差にても確実に回転駆動する水車にて前記回転ブラシを駆動するようにした越流水の除塵装置に関するものである。
従来、雨水貯留池への流入部や放流管渠への流入部に適当な高さの越流堰を設け、該越流堰で雨水流入量を調整するようにしているが、降雨初期の増水に伴って前記施設への越流水にはごみや汚物等を含むことがあり、これが河川等へと流れ込むと利水における障害となったり、放流水域を汚濁するという問題があった。
この雨水に含まれるごみ等が貯留池や河川等へ流入するのを防ぐよう、合流管渠の主幹線から越流雨水幹への落ち口等に除塵装置を配設している。
この除塵装置として、バースクリーン式除塵機、ディスクスクリーン式除塵機等が採用されているが、このいずれにおいてもスクリーンに詰まったごみを除去するため、動力駆動式のごみ除去手段を備える必要があるので除塵装置の構造が複雑となり、高価なものになるという問題があった。
この雨水に含まれるごみ等が貯留池や河川等へ流入するのを防ぐよう、合流管渠の主幹線から越流雨水幹への落ち口等に除塵装置を配設している。
この除塵装置として、バースクリーン式除塵機、ディスクスクリーン式除塵機等が採用されているが、このいずれにおいてもスクリーンに詰まったごみを除去するため、動力駆動式のごみ除去手段を備える必要があるので除塵装置の構造が複雑となり、高価なものになるという問題があった。
このため、本件出願人は、先に、他の動力源を一切用いることなく、越流水の流下水圧を利用してスクリーンに備えた回転ブラシを回転させて、スクリーンに目詰まりを生じることなく、越流水に含むごみを濾過除去できるようにした無動力式の除塵装置を提案している（特許文献１及び２参照。）
この無動力式の除塵装置は、図５〜図６に示すように、流水路７の越流水落ち口に形成した越流堰６の上方位置に配設するスクリーン１に、スクリーンへの付着ごみ除去用の回転ブラシ２を配設し、該回転ブラシ２をスクリーン１を経て放流部に流下する越流水の流下水圧を利用して回転するように配設した水車３にて回転駆動するように構成している。
この無動力式の除塵装置は、図５〜図６に示すように、流水路７の越流水落ち口に形成した越流堰６の上方位置に配設するスクリーン１に、スクリーンへの付着ごみ除去用の回転ブラシ２を配設し、該回転ブラシ２をスクリーン１を経て放流部に流下する越流水の流下水圧を利用して回転するように配設した水車３にて回転駆動するように構成している。
したがって、越流水の有する位置エネルギーを機械的エネルギーに変換利用するようにしているため、付着ごみを除去するよう回転ブラシ２を回転駆動する水車３に、所定のトルクを得るためには、越流水の落差が必要となる。このため、無動力式の除塵装置を設置できる場所は、越流堰の頂面と放流管底との距離（堰高さ）が一定以上離れた場所、即ち一定以上の落差を有する場所に限定されるという問題があった。
特開２００４−２７５９４２号公報
特開２００４−２７８２００号公報
本発明は、越流水の除塵装置の有する問題点に鑑み、小さな落差の越流水にても確実に水車を回転駆動するようにし、流水路の越流堰の上方位置に配設したスクリーンの回転ブラシを回転させてスクリーンの付着ごみを除去するようにした越流水の除塵装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の越流水の除塵装置は、流水路の越流水落ち口に形成した越流堰の上方位置に配設するスクリーンに、スクリーンへの付着ごみ除去用の回転ブラシを配設し、該回転ブラシをスクリーンを経て放流部に向かって流下する越流水の流下水圧にて回転するように配設した水車にて回転駆動するように構成した越流水の除塵装置において、水車前面の流下水路内にスクリーンを経た越流水の流水断面の高さ方向の上側を狭めて水車前面の流速を上げるようにした整流板を、水車を支持した連結アームに配設するとともに、該整流板にフロート機能を備えることにより、水車と共に越流水路内で流下水位変動に対して上下するようにしたことを特徴とする。
また、同じ目的を達成するため、本発明の越流水の除塵装置は、流水路の越流水落ち口に形成した越流堰の上方位置に配設するスクリーンに、スクリーンへの付着ごみ除去用の回転ブラシを配設し、該回転ブラシをスクリーンを経て放流部に向かって流下する越流水の流下水圧にて回転するように配設した水車にて回転駆動するように構成した越流水の除塵装置において、水車前面の流下水路内にスクリーンを経た越流水の流水断面の高さ方向の下側を狭めて水車前面の流速を上げるようにした整流板を、流下水路内底部に固定堰状に配設したことを特徴とする。
本発明の越流水の除塵装置によれば、流水路の越流水落ち口に形成した越流堰の上方位置に配設するスクリーンに、スクリーンへの付着ごみ除去用の回転ブラシを配設し、該回転ブラシをスクリーンを経て放流部に向かって流下する越流水の流下水圧にて回転するように配設した水車にて回転駆動するように構成した越流水の除塵装置において、水車前面の流下水路内にスクリーンを経た越流水の流水断面の高さ方向の上側又は下側を狭めて水車前面の流速を上げるようにした整流板を配設することにより、スクリーン配設位置と水車配設位置間の越流水の落差が小さくても水車前面の流速が増すため水車を高トルクで回転させることができ、高低差のあまりない場所にも設置することができるとともに、イニシャル及びランニングコストの低減、工期短縮、環境負荷の低減なども図ることができる。
そして、整流板を、水車を支持した連結アームに配設するとともに、該整流板にフロート機能を備えることにより、水車と共に越流水路内で流下水位変動に対して上下するようにすることにより、降雨時などにより水車前面の水位変動に追従して水車の設置高さを設置できるので、水位に関係なく効率よく水のエネルギーを利用することができる。
また、整流板を、流下水路内底部に固定堰状に配設することにより、流下水量が少ない場合でも確実に流下水を水車側に導き、水のエネルギーを効果的に利用することができる。
以下、本発明の越流水の除塵装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１〜図２に、本発明の越流水の除塵装置の第１実施例を示す。
本発明の越流水の除塵装置は、流水路７の越流雨水幹への落ち口等に形成した越流堰６の上方位置に、越流水を遮るようにして配設したスクリーン１と、該スクリーン１にて濾過除塵されたごみを除去するための回転ブラシ２と、スクリーン１を経た越流水が放流部に向かって流下する越流水路５内において越流水圧にて回転させるようにした水車３と、越流水路内で水車前面位置に配設し、越流水の流水断面の高さ方向を狭めて水車前面の流速を上げて越流水圧を効率よく利用するようにした整流板４とより構成する。
また、スクリーン１の前面には遮集板８を配設する。
本発明の越流水の除塵装置は、流水路７の越流雨水幹への落ち口等に形成した越流堰６の上方位置に、越流水を遮るようにして配設したスクリーン１と、該スクリーン１にて濾過除塵されたごみを除去するための回転ブラシ２と、スクリーン１を経た越流水が放流部に向かって流下する越流水路５内において越流水圧にて回転させるようにした水車３と、越流水路内で水車前面位置に配設し、越流水の流水断面の高さ方向を狭めて水車前面の流速を上げて越流水圧を効率よく利用するようにした整流板４とより構成する。
また、スクリーン１の前面には遮集板８を配設する。
このスクリーン１は、特に限定されるものではないが、例えば、回転ブラシにて捕捉したごみの掻き取り除去を行いやすいよう、図１に示すように、メッシュ、パンチングメタル、バースクリーンを円弧形にして形成するとともに、このスクリーン１の内周面に沿って回転駆動するよう回転ブラシ２を配設する。
この回転ブラシ２は、図２に示すように、螺旋形をしており、越流堰６の頂面或いは越流水路５上方に配設する固定フレームに回転可能に支持された軸１１に固定され、該軸１１と共に回転するようにし、スクリーン１の内周面に沿って回転する際、円弧形のスクリーン１の全内周面を摺動して捕捉ごみを除去するよう構成する。
なお、この軸１１の端には動力伝達手段、特に限定されるものではないが、例えば、プーリ１２を固定し、図２に示すように、水車側の動力伝達手段、例えば、プーリ３２との間にベルト１３等を張架して水車側の動力を伝達するようにする。
また、この動力伝達手段としてプーリ、ベルトに変えてスプロケットホイール、チェンを採用することもできる。
なお、この軸１１の端には動力伝達手段、特に限定されるものではないが、例えば、プーリ１２を固定し、図２に示すように、水車側の動力伝達手段、例えば、プーリ３２との間にベルト１３等を張架して水車側の動力を伝達するようにする。
また、この動力伝達手段としてプーリ、ベルトに変えてスプロケットホイール、チェンを採用することもできる。
越流堰６の越流水口に接続するようにして、かつ上方にはカバー１５にて覆うようにして越流水路５を配設し、越流水口よりの越流水は、該越流水路５内を流下するようにする。
この越流水路５の傾斜角度は雨水吐き室の構造により定められる。そしてこの越流水路５内のカバー１５の下方に水車３を配設するが、この水車３は前記軸より突設される連結アーム１４の先端部に回転可能に支持される。この場合、水車３は越流水路５の内底面に接しないよう、かつ越流水路内を流下する流下水の水圧を受けやすい位置に配設するようにする。
この越流水路５の傾斜角度は雨水吐き室の構造により定められる。そしてこの越流水路５内のカバー１５の下方に水車３を配設するが、この水車３は前記軸より突設される連結アーム１４の先端部に回転可能に支持される。この場合、水車３は越流水路５の内底面に接しないよう、かつ越流水路内を流下する流下水の水圧を受けやすい位置に配設するようにする。
また、連結アーム１４には、越流水路５内で、かつ水車前面の流下水路内にスクリーン１を経た越流水の流水断面の高さ方向を狭めて水車前面の流速を上げるようにした整流板４を取り付ける。
したがって、この整流板４は水車前面位置になるようにして配設されるとともに、流下水の水位変動に対応して浮沈するようフロート機能を備えるようにし、これにより整流板４が浮沈するに応じて水車３をも越流水路５内で上下させて流下水位変動に対して常に最適な水圧を受けるようにする。この水車３の水位変動による水位追従範囲Ｌは、予め定めておくことができる。
したがって、この整流板４は水車前面位置になるようにして配設されるとともに、流下水の水位変動に対応して浮沈するようフロート機能を備えるようにし、これにより整流板４が浮沈するに応じて水車３をも越流水路５内で上下させて流下水位変動に対して常に最適な水圧を受けるようにする。この水車３の水位変動による水位追従範囲Ｌは、予め定めておくことができる。
上述の如く構成する越流水の除塵装置においては、流水路７の越流雨水幹への落ち口等に形成した越流堰６を経て越流水が越流水路５側に流下する際、越流水に含まれるごみはスクリーン１にて捕捉除去されるとともに、このスクリーン１を経た越流水は越流水路５内を流下する。この際、スクリーン設置位置と水車設置位置との落差Ｈが小さくても越流水路５内を流下する越流水は、水車前面位置に配設された整流板４により越流水の流水断面の高さ方向を狭めて水車前面の流速を上げるようになっているため、水車３は所定のトルクを得て回転するようになる。この水車３の回転力は動力伝達手段を介して回転ブラシ２に伝達されてスクリーン１に沿って回転ブラシ２が回転し、スクリーン１にて捕捉されたごみが除去される。
この場合、図１に示すように、低水位レベルＬＷＬから高水位レベルＨＷＬまで水位変動に追従してフロート機能を備えた整流板４が浮沈して越流水路内を流下する流下水の水圧を最も受けやすいようになり、これにより越流水の落差Ｈが小さくても効果的に動力を得ることができる。
なお、高水位レベルＨＷＬ以上の水位の場合は、除塵装置の保護のため、図１に示すように、オーバフロー時の水位ＯＷＬで越流水路内は勿論のこと、越流水路上方のカバー上を流下するようする。
この場合、図１に示すように、低水位レベルＬＷＬから高水位レベルＨＷＬまで水位変動に追従してフロート機能を備えた整流板４が浮沈して越流水路内を流下する流下水の水圧を最も受けやすいようになり、これにより越流水の落差Ｈが小さくても効果的に動力を得ることができる。
なお、高水位レベルＨＷＬ以上の水位の場合は、除塵装置の保護のため、図１に示すように、オーバフロー時の水位ＯＷＬで越流水路内は勿論のこと、越流水路上方のカバー上を流下するようする。
図３に、越流水の除塵装置の参考例を示す。
この参考例は、越流堰６の頂面位置に配設するスクリーン１、越流水路５内に配設され流下流水圧にて回転する水車３及び水車前面位置に整流板４を配設する構成及び作用効果は、第１実施例と同じであるが、この整流板４の構成が異なる。
整流板４は、軸１１に固定式に配設した連結アーム１４に固定するか、或いは固定フレーム（図示省略）に固定するようにする。この場合においても、越流水の流水断面の高さ方向を狭められるよう上流側より下流側をかけて湾曲形成し、これにより落差が小さくても水車前面における越流水の流水流速を上げるようにする。
この参考例は、越流堰６の頂面位置に配設するスクリーン１、越流水路５内に配設され流下流水圧にて回転する水車３及び水車前面位置に整流板４を配設する構成及び作用効果は、第１実施例と同じであるが、この整流板４の構成が異なる。
整流板４は、軸１１に固定式に配設した連結アーム１４に固定するか、或いは固定フレーム（図示省略）に固定するようにする。この場合においても、越流水の流水断面の高さ方向を狭められるよう上流側より下流側をかけて湾曲形成し、これにより落差が小さくても水車前面における越流水の流水流速を上げるようにする。
図４に、本発明の越流水の除塵装置の第２実施例を示す。
この第２実施例は、越流堰６の頂面位置に配設するスクリーン１、越流水路５内で流下流水圧にて回転するよう配設する水車３の構成及び作用効果は、第１実施例と同じであるが、この整流板４を越流水路内底部に三角形の固定堰状に配設したものである。
この整流板４は、図４に示すように、越流水路内底部を流下する越流水がこの固定堰状の整流板４の位置に達すると、流下水は三角形の固定堰の上面に沿って自然に上方に押し上げられるようになり、流下水量が少ない場合でも流速を高めて確実に流下水を水車側に導き、水のエネルギーを効果的に利用することができる。
この第２実施例は、越流堰６の頂面位置に配設するスクリーン１、越流水路５内で流下流水圧にて回転するよう配設する水車３の構成及び作用効果は、第１実施例と同じであるが、この整流板４を越流水路内底部に三角形の固定堰状に配設したものである。
この整流板４は、図４に示すように、越流水路内底部を流下する越流水がこの固定堰状の整流板４の位置に達すると、流下水は三角形の固定堰の上面に沿って自然に上方に押し上げられるようになり、流下水量が少ない場合でも流速を高めて確実に流下水を水車側に導き、水のエネルギーを効果的に利用することができる。
以上、本発明の越流水の除塵装置について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜実施例の組み合わせ或いはその構成を変更することができるものである。
本発明の越流水の除塵装置は、越流水の流水断面の高さ方向を狭めて水車前面位置での流水流速を上げるようにして整流板を配設し、小さな落差の越流水にても確実に水車を回転駆動するようにし、流水路の越流堰の上方位置に配設したスクリーンの回転ブラシを回転させてスクリーンの付着ごみを除去するという特性を有していることから、越流水の除塵装置の用途に好適に用いることができる。
１ スクリーン
１１ 軸
１２ プーリ
１３ ベルト
１４ 連結アーム
２ 回転ブラシ
３ 水車
３２ プーリ
４ 整流板
５ 越流水路
６ 越流堰
７ 流水路
Ｌ 水位追従範囲
ＨＷＬ 高水位レベル
ＬＷＬ 低水位レベル
１１ 軸
１２ プーリ
１３ ベルト
１４ 連結アーム
２ 回転ブラシ
３ 水車
３２ プーリ
４ 整流板
５ 越流水路
６ 越流堰
７ 流水路
Ｌ 水位追従範囲
ＨＷＬ 高水位レベル
ＬＷＬ 低水位レベル
Claims (2)
- 流水路の越流水落ち口に形成した越流堰の上方位置に配設するスクリーンに、スクリーンへの付着ごみ除去用の回転ブラシを配設し、該回転ブラシをスクリーンを経て放流部に向かって流下する越流水の流下水圧にて回転するように配設した水車にて回転駆動するように構成した越流水の除塵装置において、水車前面の流下水路内にスクリーンを経た越流水の流水断面の高さ方向の上側を狭めて水車前面の流速を上げるようにした整流板を、水車を支持した連結アームに配設するとともに、該整流板にフロート機能を備えることにより、水車と共に越流水路内で流下水位変動に対して上下するようにしたことを特徴とする越流水の除塵装置。
- 流水路の越流水落ち口に形成した越流堰の上方位置に配設するスクリーンに、スクリーンへの付着ごみ除去用の回転ブラシを配設し、該回転ブラシをスクリーンを経て放流部に向かって流下する越流水の流下水圧にて回転するように配設した水車にて回転駆動するように構成した越流水の除塵装置において、水車前面の流下水路内にスクリーンを経た越流水の流水断面の高さ方向の下側を狭めて水車前面の流速を上げるようにした整流板を、流下水路内底部に固定堰状に配設したことを特徴とする越流水の除塵装置。
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