JP6576164B2

JP6576164B2 - 除塵機

Info

Publication number: JP6576164B2
Application number: JP2015166334A
Authority: JP
Inventors: 城野　清治; 清治城野; 起一郎吉岡
Original assignee: 株式会社海洋開発技術研究所
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2019-09-18
Anticipated expiration: 2035-08-26
Also published as: JP2017043933A

Description

この発明は、河川などの水路に設置される除塵機に係り、特に、水路の側面側に設けられた取水口から取水のために取り込む水に浮遊する例えば小枝、葉っぱ、その他のゴミ等の浮遊物を取り除き、取り除いた浮遊物はそのまま河川などの水路の下流側に向けて流すようにした除塵機に関するものである。

河川などの水路の側面側に設けられた取水口には、取水の際に水に浮遊する例えば枝、葉っぱ、その他のゴミ等の浮遊物が一緒に流入するのを防ぐために、除塵機が設置されている。除塵機には、浮遊物の通過を止める構造として、例えばスクリーンバーやスクリーンネットになっているものが知られている。
スクリーンバーの構造のものは、除塵機の前面部分に、上下方向に延びる板状又は棒状のものが一定の隙間をあけて幅方向に複数並設されてスクリーンバーが形成されたものからなっている。そして、このスクリーンバーの表面で浮遊物をせき止め、浮遊物の流入を防いで、スクリーンバーの隙間から通過する水のみを取水するようにしている。
また、スクリーンネットの構造のものは、除塵機の前面部分に、上下回りに循環移動に無端状のネットが取り付けられたものからなっている。そして、このネットの表面で浮遊物をせき止め、浮遊物の流入を防いで、スクリーンネットの網目から通過する水のみを取水するようにしている。

特開平０８−３３８０９特開２０１４−１２２５１８

ところで、スクリーンバー或いはスクリーンネットの表面でせき止められた浮遊物がそのまま付着してその箇所に残ると、スクリーンバー或いはスクリーンネットの表面が付着した浮遊物で覆われて取水ができなくなる。このため、スクリーンバーの表面に付着した浮遊物は、スクリーンバー表面に沿ってレーキなどで上方に掻き上げられて、そこから外部に排出される。また、無端スクリーンネットが上方に循環移動することで、スクリーンネット表面に付着した浮遊物はネットとともに上方に移動して、そこから外部に排出される。
このように、従来の除塵機では、スクリーンバー或いはスクリーンネットの表面に付着した浮遊物は上方に引き上げられて、そこで或る程度溜められてから定期的に外部に排出されている。しかし、溜められた浮遊物を外部に定期的に排出するためには、これを定期的に管理する必要があり、また、外部への排出及びその管理には一定のコストがかかるという問題があった。さらに、溜められた浮遊物の外部への排出やその管理を怠ると、浮遊物は腐敗し易いので、周囲の環境に悪影響を与える等の問題も生じた。

この発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、水路からの取水に当たり、浮遊物の流入を阻止してその除去を図ると共に、除去した浮遊物をそのまま水路の下流側に向けて流すことで、除去した後の浮遊物の後処理を全く不要にして、それに掛かるコストを皆無にし、ランニングコストを廉価化にすることのできる除塵機を提供することにある。

以上の課題を達成するために、この発明は、水路の側面側に設けられた取水口に、複数の通水孔を備えた通水体を取り付け、通水体の取水側表面に左右幅方向に延びる突起片を上下に適宜間隔で複数設け、上下の突起片の間の取水側表面に沿って左右幅方向にスライドし取水側表面に付着した浮遊物を除去して取水側表面の側端から水路の流水中に再び戻す各スライド爪を上下に延びるアームの左右両側にそれぞれ設け、上記各スライド爪は、上記通水体の取水側表面に沿ってスライドして該取水側表面に付着している浮遊物を掬い上げてその面上にのせる厚みの薄い板材からなるスライド底面と、該スライド底面上の浮遊物が後方に移動するのを防いでスライド底面と一体となって浮遊物を前方に向けて運び出すスライド底面の後端の押出面とからなり、上記アームを通水体の取水側表面の左右幅方向に往復移動させるアーム往復駆動機構にアームの上部を連動連結した手段よりなるものである。

この発明に係る除塵機によれば、取水の際に、取水口に設置された除塵機の通水体の通水孔によって浮遊物の流入を防ぐことができるのは勿論のこと、流入を阻止して取水側表面に付着した浮遊物は、左右に往復移動するアームの左右両側面に設けられた各スライド爪によって掬い上げられて通水体の取水側表面の側端まで運ばれ、側端から水路の流水中に再び戻され、水路の下流側に向けて排出して除去することができる。
このように、除塵機で除去した浮遊物を水路の流水中に再び戻して排出できるので、浮遊物の後処理作業を全く不要にすることができ、これに掛かるコストを皆無にし、ランニングコストを廉価化にすることができる。
加えて、通水体の取水側表面に上下方向に適宜間隔で設けた突起片により、浮遊物の一部分がこの突起片に付着することで、付着する浮遊物と取水側表面との間に隙間を生じさせることが容易となり、この隙間を利用してスライド爪による浮遊物の取水側表面からの掬い上げを容易にすることができる。しかも、上下の各突起片は通水体の左右幅方向に延設されているので、水圧の作用する通水体の変形を防いでその強度を高めることができる等、極めて新規的有益なる効果を奏するものである。

この発明を実施するための形態を示す除塵機の正面図である。この発明を実施するための形態を示す除塵機を設置した水路の平面図である。この発明を実施するための形態を示す除塵機のアーム、スライド爪、突起片、通水体の部分斜視図である。（Ａ）はこの発明を実施するための形態を示す除塵機のアーム往復駆動機構の部分斜視図、（Ｂ）はこの発明を実施するための形態を示す除塵機のアーム下部の部分斜視図である。この発明を実施するための形態を示す除塵機のスライド爪、通水体の部分斜視図である。（Ａ）と（Ｂ）は通水体の取水側表面の突起片の有無を比較する図で、（Ａ）がこの発明を実施するための形態を示す除塵機の通水体の取水側表面の突起片を設けた部分側断面図、除塵機の通水体の取水側表面の突起片がない場合を示す部分側断面図である。

以下、図面に記載の発明を実施するための形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。

図において、河川などの水路２の側面側には、河川の水を利用するための取水口２１が設けられている。取水口２１は水路２の途中に設けられた堰２２の近くの側面側に設けられる。取水口２１には水路２の流水中に混在する浮遊物ａを除去し流水のみを取水できるように、除塵機１が設置されている。

この発明に係る除塵機１は、取水に際して、水路２の流水中に混在する浮遊物ａを除去して、浮遊物ａが混じった状態で取水されるのを防ぐ一方で、除去した浮遊物ａを従来の除塵機と異なり、そのまま水路２に戻して下流側に排出して、浮遊物ａの後処理を不要することができる特徴を備えている。

この除塵機１は、複数の通水孔３１を備えた通水体３、通水体３の取水側表面３２に設けられた複数の突起片４、上下の突起片４の間でスライドしながら取水側表面３２に付着している浮遊物ａを除去して水路２に戻すスライド爪５、各スライド爪５が左右側面に設けられて左右幅方向に往復移動するアーム６、アーム６の上部が連結されたアーム往復駆動機構７などから構成されている。

水路２の側面側に設けられた取水口２１には、複数の通水孔３１を備えた通水体３がほぼ垂直に取り付けられている。水路２を流れる水の一部はこの通水孔３１を通過して取水される。通水体３は取水口２１を塞ぐように取り付けられている。取水口２１の左右両側には縦枠１１がそれぞれ形成されており、通水体３の左右側端３３側は左右の縦枠１１にボルトなどで固定されている。

通水体３は、水路２から取水するに当たり、例えば小枝、葉っぱ、その他のゴミ等の浮遊物ａが一緒に流入しない状態で取水できるように、浮遊物ａが容易には通過することができない程度の孔径の通水孔３１が複数形成されている。通水体３には例えば多孔板が使用されている。多孔板には例えば孔径が５〜10mm前後の円形の通水孔３１が複数形成されている。

複数の通水孔３１が形成された多孔板には例えばパンチングメタルが使用されている。多孔板の通水孔３１による開口率は例えば50％程度である。なお、通水体３として多孔板に代えてネットを用いてもよい。通水体３がネットからなる場合には、ネット目からなる通水孔３１による開口率は50％を超える。

通水体３のほぼ垂直な取水側表面３２には、左右幅方向に延びる突起片４が直角に設けられている。突起片４の両端は通水体３の側端３３まで延びている。このような突起片４が通水体３の取水側表面３２の上下に適宜間隔で複数設けられている。上下の突起片４との間に挟まれている通水体３の各取水側表面３２の左右の側端３３は水路２に向けて開口されている。つまり上下の突起片４と取水側表面３２で水路２に向けてコ字状の横向き溝型になっている。そして、この横向き溝型の端部となる開口されている側端３３から取水側表面３２に付着していた浮遊物ａは水路２に押し出される。

各突起片４は、通水体３の取水側表面３２に浮遊物ａの全部分が密着状態で付着するのを防いで、スライド爪５による除去を容易にする機能を果たす。すなわち、上下に適宜間隔で突起片４が設けられることで、通水体３の取水側表面３２に付着する浮遊物ａの一部分が突起片４の先端部分に付着しやすくなる（図６（Ａ）（Ｂ）参照）。

各浮遊物ａは、その一方側が通水体３の取水側表面３２に付着し他方側が突起片４の先端部分に付着することで、浮遊物ａの中間部分の一部は通水体３の取水側表面３２とで隙間を生じる。このように、突各起片は、浮遊物ａの全部分が密着状態で付着するのを防いで、スライド爪５による取水側表面３２に付着する浮遊物ａの除去を容易にするのである。

また、各突起片４は、通水体３の表面が平面方向の横断方向からみて、凹凸状或いは波形状に変形するのを防ぐ機能も果たす。通水体３の表面には取水時に水圧が作用するため、変形しやすい環境にある。ところで、前述したように、通水体３はその左右幅方向の両側端３３が取水口２１の左右両側の縦枠１１はそれぞれ固定されて支持されるため、通水体３の表面が上下方向内での凹凸状或いは波形状に変形するのは小さい。それよりも左右幅方向内での変形の方が大きい。左右に延びる各突起片４はこれを防いでいる。

通水体３の取水側表面３２が仮に左右幅方向内で凹状に変形すると、取水側表面３２に沿ってスライドするスライド爪５と取水側表面３２との間に隙間が生じて、取水側表面３２に付着した浮遊物ａをスライド爪５で除去できなくなる事態が想定されるが、突起片４によりその変形を阻止して、このような状況に陥るのを防いでいる。また、通水体３の変形を阻止することで通水体３の強度低下を防いでいる。

突起片４には例えば板状部材が使用され、溶接などにより通水体３の取水側表面３２に固設されている。各突起片４の上下間隔は例えば50mm前後であり、また各突起片４の突起高さは例えば10〜20mm前後である。各突起片４は上下で平行になるように取り付けられている。また、左右に往復移動するアーム６の移動方向に対して直交するように取り付けられていて、アーム６と一体となって左右方向に移動するスライド爪５が上下の突起片４に当たらない構造になっている。

スライド爪５は、通水体３の取水側表面３２に付着している浮遊物ａを除去するものである。スライド爪５は各上下の突起片４の間にそれぞれ設けられていて、その間を通水体３の左右幅方向の側端３３に向かって取水側表面３２に沿ってスライド移動し、スライド移動中に取水側表面３２に付着している浮遊物ａを通水体３の側端３３に向けて運んで除去するものである。除去された浮遊物ａは通水体３の開口されている側端３３から水路２を下流側に向かって流れる流水中に戻され、流水とともに下流側に流されて自然排出される。

各スライド爪５は、厚みの薄い板材からなるスライド底面５１と、スライド底面５１の後端に垂直に立ち上がっている押出面５２からなり、スライド底面５１の裏面側は通水体３の取水側表面３２に接するように取り付けられている。スライド底面５１は通水体３の取水側表面３２に沿ってスライドして、取水側表面３２に付着している浮遊物ａを掬い上げてその面上にのせる。後端の押出面５２はスライド底面５１上の浮遊物ａが後方に移動するのを防いで、スライド底面５１と一体となって浮遊物ａを前方に向けて運び出す。

スライド底面５１はその先端側が例えばＶ字状に尖っていて、厚みの薄い尖った先端が浮遊物ａと取水側表面３２との間の僅かな隙間に入り込み易くなっており、取水側表面３２に付着している浮遊物ａをその表面から剥がし易くしている。また、スライド爪５はその厚みの薄い先端側で、通水孔３１に一部が入り込んでいる根元側を切断し易くなっている。各スライド爪５はアーム６の左右両側に取り付けられている。

アーム６は各スライド爪５を通水体３の左右幅方向にスライド移動させるもので、各スライド爪５はＶ字状に尖った先端側の反対側となる基端側がほぼ垂直に水路２側に向けて曲がってアーム６の左右両側に一体的に連結されて取り付けられている。アーム６が通水体３の左右幅方向に移動すると、左右両側に設けられた各スライド爪５はこれと一体となって移動する。

左右両側に複数のスライド爪５が設けられたアーム６は、通水体３の取水側表面３２に上下向きに延びた状態で取り付けられている。アーム６は上記の左右幅方向に設けられた各突起片４に対して直交する向きに設けられている。アーム６は通水体３の取水側表面３２の突起片４の突起先端に沿って左右幅方向に往復移動する。

アーム６はその上部が、通水体３の取水側表面３２の左右幅方向に往復移動するアーム往復駆動機構７に連動連結されている。アーム６はアーム往復駆動機構７の往復移動により、通水体３の左右幅方向に往復移動し、アーム６の両側に取り付けられた各スライド爪５で通水体３の取水側表面３２に付着した浮遊物ａを除去する構造になっている。

アーム６の下端側には、棒状のアームガイド６１が通水体３の左右幅方向に向けて取り付けられている。アームガイド６１は通水体３の突起片４に平行になるように取り付けられている。アームガイド６１は通水体３の左右幅方向に往復移動するアーム６の下部側を案内ガイドするものである。アーム６の下端側にはこのアームガイド６１が貫通するガイド孔６２が形成されている。このようにアーム６はその上部がアーム往復駆動機構７に支持され、下部がアームガイド６１によって支持されている。

アーム往復駆動機構７は、アーム６の上部が連結された往復駆動盤７１、往復駆動盤７１の螺子孔７２を螺入貫通した螺旋軸棒７３、螺旋軸棒７３を正逆回転するモーター７４、往復駆動盤７１のガイド溝７５に係合してこれをガイドするガイドレール７６などから構成されている。アーム往復駆動機構７は通水体３の上部側に設置されている。

往復駆動盤７１には通水体３の左右幅方向に平行に螺子孔７２が形成されている。すなわち螺子孔７２は通水体３の取水側表面３２に設けられた各突起片４に平行に形成されている。螺子孔７２は往復駆動盤７１の左右側面を貫通して形成されている。螺子孔７２の円形内周側面には螺旋状の螺子山が刻設されている。この往復駆動盤７１にはアーム６の上部が連結されていて、往復駆動盤７１が往復移動することで、アーム６は通水体３の取水側表面３２を左右幅方向に往復移動する。

螺旋軸棒７３は往復駆動盤７１を移動させるもので、螺旋軸棒７３が軸芯回りに正逆回転することで、往復駆動盤７１は螺子運動により螺旋軸棒７３の軸芯方向つまり通水体３の左右幅方向に往復移動する。螺旋軸棒７３の一端側は減速機などを介してモーター７４に連動連結されており、モーター７４の駆動より螺旋軸棒７３は正逆回転して往復駆動盤７１を往復移動させる。

螺旋軸棒７３は往復駆動盤７１の螺子孔７２を螺入貫通しており、その両端側は回転自在に軸支されている。螺旋軸棒７３は通水体３の左右幅方向に平行に、すなわち通水体３の取水側表面３２に設けられた各突起片４に平行に配置されている。螺旋軸棒７３はその外周側面に往復駆動盤７１の螺子孔７２と螺合する螺旋状の螺子山が刻設されている。

ガイドレール７６は往復駆動盤７１の往復移動を案内ガイドするもので、上記螺旋軸棒７３に平行に設けられている。つまり、ガイドレール７６は通水体３の左右幅方向に向けて設けられている。往復駆動盤７１の下面にはガイド溝７５が形成されていて、ガイドレール７６はこのガイド溝７５に係合している。往復駆動盤７１はこのガイドレール７６に沿って通水体３の左右幅方向に往復移動する。

次に、上記発明を実施するための形態の構成に基づく作用について以下説明する。
河川などの水路２を流れる水は、途中に設けられた堰２２によって流れ方向が変わり、堰２２の端側の水門に向けて流れる。この水門の近くの水路２の側面側には取水口２１が設けられていて、水路２の流水の一部は取水口２１に向かい、取水口２１から取水されることになる。しかし、水路２の流水中には例えば枝、葉っぱ、その他のゴミ等の浮遊物ａが混在している。

浮遊物ａを混在した流水は、取水口２１に取り付けられた除塵機１の通水体３の複数の通水孔３１を通過して取水される際に、取水に影響のない極小さい浮遊物を除いて大部分の浮遊物ａは通水孔３１を通過できずに排除される。ところで、流水は通水孔３１を連続的に通過するので、通水孔３１の周囲には吸引力が生じ、また、取水側表面３２に向けて水圧が作用する。このため、排除された浮遊物ａはこの吸引力や水圧によって取水側表面３２、特に通水孔３１の周囲に付着することになる。通水体３の取水側表面３２に付着した浮遊物ａをそのまま放置すると、そのうちに、付着した浮遊物ａによって通水孔３１が塞がれて、取水能力の低下や、最悪の場合には取水ができなくなる。

このため、取水に当たっては、除塵機１を稼働させて、通水体３の取水側表面３２に付着する浮遊物ａを除去して、通水孔３１が浮遊物ａで塞がれるのを阻止する一方で、除去した浮遊物ａを再び水路２に放出して、下流側に排出することで、浮遊物ａの後処理を不要にしている。

除塵機１の稼働は、これを構成するアーム往復駆動機構７のモーター７４を駆動させる。モーター７４を駆動させると、モーター７４に連動連結している螺旋軸棒７３が軸回りに回転する。螺旋軸棒７３が回転すると、螺旋軸棒７３が貫通して螺合している往復駆動盤７１は螺子運動によって移動し始める。往復駆動盤７１はガイド溝７５がガイドレール７６に係合されているので、ガイドレール７６上を安全に移動して、移動経路から逸脱することはない。

往復駆動盤７１の移動方向は螺旋軸棒７３の回転向きに連動する。往復駆動盤７１は通水体３の左右幅方向を往復移動する。このため、螺旋軸棒７３は移動方向に応じてその都度、回転向きを変える必要がある。螺旋軸棒７３の回転向きの変更は、モーター７４の回転向きを往復駆動盤７１の往復に合わせて定時的に変更したり、或いはモーター７４と螺旋軸棒７３との間に回転方向を変える装置などを用いて行われる。

例えば図１で、往復駆動盤７１がガイドレール７６上を右側に向かって移動すると、往復駆動盤７１にその上部が連動連結されているアーム６は、移動する往復駆動盤７１と一体となって右側方向に移動する。移動するアーム６はその上部が往復駆動盤７１を通じてガイドされ、下部がアームガイド６１によってガイドされているため、アーム６は通水体３の取水側表面３２の各突起片４に対して直交状態を保って右側方向に移動する。

通水体３の左右幅方向に移動するアーム６には、その左右両側面にスライド爪５がそれぞれ設けられている。アーム６が右側方向に移動すると、アーム６の右側面に設けられている各スライド爪５は、上下の突起片４の間の取水側表面３２に沿って右側に向かってスライドしながら前進移動する。スライド移動する各スライド爪５のスライド底面５１は、取水側表面３２に接した状態で前進移動するため、スライド底面５１のＶ字状の先端側は、取水側表面３２に付着している浮遊物ａに接触することになる。

浮遊物ａが付着する取水側表面３２には上下方向に適宜間隔で突起片４が設けられているため、浮遊物ａはその一部分がこの突起片４に付着し易くなる。取水側表面３２と突起片４の双方にその一部が付着している浮遊物ａにあっては、中間部分に取水側表面３２との間に隙間が生じる。右側に向けて移動するスライド爪５のスライド底面５１のＶ字状の先端側は厚みが薄いこともあって、浮遊物ａと取水側表面３２との隙間に容易に入り込むので、取水側表面３２にその一部が付着している浮遊物ａは簡単にそこから掬われ、スライド底面５１上に乗せられる。

また、小枝のような浮遊物ａの一部分が通水体３の通水孔３１に刺さっているときには、スライド爪５のスライド底面５１の先端側が通水孔３１に刺さっている根本部分を押圧するので、浮遊物ａは通水孔３１から引き抜かれて、スライド底面５１上に乗せられる。

さらに、通水体３の取水側表面３２にのみ付着している浮遊物ａの大半は、スライド爪５のスライド底面５１の先端側は厚みが薄いため、取水側表面３２と浮遊物ａとが付着している僅かな隙間に入り込んでスライド底面５１上に掬い上げる。スライド底面５１で掬い上げられなかった一部の浮遊物ａは、スライド爪５がその間を何度か往復する間に、取水側表面３２と浮遊物ａとの間に生じた隙間にスライド底面５１がくい込んで、スライド底面５１上に掬い上げられる。

スライド底面５１上に乗せられた浮遊物ａは、移動するスライド爪５によって通水体３の取水側表面３２の右側の側端３３まで運ばれる。スライド底面５１上の浮遊物ａには水抵抗が作用して後方に押しやられる力が作用し、スライド底面５１上を後方に移動する。スライド底面５１の後端には底面に垂直な押出面５２が形成されているため、後方に移動した浮遊物ａはこの押出面５２で押しとどめられた状態となって、通水体３の取水側表面３２の右側の側端３３まで運ばれる。

このようにして、スライド爪５で除去されて運ばれてきたスライド底面５１上の浮遊物ａは、上下の突起片４と取水側表面３２とで横向き溝となっている開口された右側の側端３３から、水路２の流水中に向けて再び戻され、水路２の下流側に向けて流下して排出される。このように、除塵機１の通水体３で止められた浮遊物ａは、水路２の流水中に再び戻して排出できるので、浮遊物ａの後処理作業を不要にすることができる。

なお、この発明は上記発明を実施するための形態に限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。

１除塵機
１１縦枠
２水路
２１取水口
２２堰
３通水体
３１通水孔
３２取水側表面
３３側端
４突起片
５スライド爪
５１スライド底面
５２押出面
６アーム
６１アームガイド
６２ガイド孔
７アーム往復駆動機構
７１往復駆動盤
７２螺子孔
７３螺旋軸棒
７４モーター
７５ガイド溝
７６ガイドレール
ａ浮遊物

Claims

水路の側面側に設けられた取水口に、複数の通水孔を備えた通水体を取り付け、通水体の取水側表面に左右幅方向に延びる突起片を上下に適宜間隔で複数設け、上下の突起片の間の取水側表面に沿って左右幅方向にスライドし取水側表面に付着した浮遊物を除去して取水側表面の側端から水路の流水中に再び戻す各スライド爪を上下に延びるアームの左右両側にそれぞれ設け、上記各スライド爪は、上記通水体の取水側表面に沿ってスライドして該取水側表面に付着している浮遊物を掬い上げてその面上にのせる厚みの薄い板材からなるスライド底面と、該スライド底面上の浮遊物が後方に移動するのを防いでスライド底面と一体となって浮遊物を前方に向けて運び出すスライド底面の後端の押出面とからなり、上記アームを通水体の取水側表面の左右幅方向に往復移動させるアーム往復駆動機構にアームの上部を連動連結したことを特徴とする除塵機。