JP7038029B2 - 除塵機 - Google Patents

Description

本発明は、水路を流れる流水中の塵芥をバースクリーンで捕捉し、当該バースクリーンで捕捉した塵芥をレーキによって自動的に水路外に排出する除塵機に関するものである。

従来、下水処理場、ポンプ場、揚排水機場等に設置される除塵機として、特許文献１，２に記載されたものが知られている。除塵機は、一般に、水路内に配設したバースクリーンにより水路を流れる塵芥を捕捉するように構成されている。捕捉された塵芥は、スクリーン前面に沿って上昇するレーキにより掻き揚げられ、レーキの上昇端付近の下方に設けたシュート内に落下されて水路内から除去される。

除塵機におけるレーキの駆動方式としては、ピンラック式やダブルチェーン式が広く知られている。除塵機は、バースクリーン、水路内フレーム、水上部ベースおよび水上部フレーム等の本体部材や、レーキ、チェーンおよびスプロケット等の付属部材を備えている。

実開昭５６－６８０２１号公報 特開２０１８－８０４９３号公報

一般に、除塵機の施工は、土木構造物に基礎ボルトを施工した上で、水路の両側壁に水路内フレーム等の本体部材を固定し、付属部材を本体部材に取り付けるという現地で行う組立方式で行っていた。このため、現地での施工に手数を要していた。特に、規模の小さい中継ポンプ場等における除塵機の施工では、水路数が少ないことから水路を止水しない状況で施工する場合があり、施工費用が高くなるおそれがあった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、施工が行い易く、施工期間の短縮を図ることができる除塵機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の除塵機は、水路内の塵芥を捕捉するバースクリーンおよび前記水路内に配置される水路内フレームを一体に構成してなる水路内構造部と、前記水路内構造部と分割して設けられ、前記水路の上方に配置されるベース部および水路外フレームとを一体に構成してなる水路外構造部と、前記バースクリーンに捕捉された塵芥を回収するレーキ、ピンラックに噛み合うスプロケット、およびガイドに案内されるガイドローラ、を備えるレーキユニットと、を備え、前記水路内構造部と前記水路外構造部とは、前記水路内フレームと前記水路外フレームとを係合する係合部を介して連結されており、前記スプロケットに噛み合う前記ピンラックは、前記水路内フレームに設けられる第１ピンラックと、前記水路外フレームに設けられて前記第１ピンラックに連なる第２ピンラックと、によって構成されており、前記ガイドローラを案内する前記ガイドは、前記水路内フレームに設けられる第１ガイドと、前記水路外フレームに設けられて前記第１ガイドに連なる第２ガイドと、によって構成されている。

本発明によれば、施工が行い易く、施工期間の短縮を図ることができる除塵機が得られる。

本発明の一実施形態に係る除塵機の内部の概略構造を一部透視した側面図である。 本発明の一実施形態に係る除塵機の正面図である。 本発明の一実施形態に係る除塵機に備わるレーキユニットを示す拡大平面図である。 本発明の一実施形態に係る除塵機の水路内構造部と水路外構造部とを分割させた状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る除塵機の水路内構造部の下部を示す拡大側面図である。 本発明の一実施形態に係る除塵機の係合部を構成する突部と凹部との位置関係を示す拡大側面図である。 本発明の一実施形態に係る除塵機の係合部を構成する突部と凹部とを係合させて水路内構造部と水路外構造部とを連結した状態を示す拡大側面図である。 本発明の一実施形態に係る除塵機の係合部の変形例を示した模式斜視図である。

以下、本発明に係る除塵機の実施形態について図面を参照して説明する。説明において、除塵機の前後上下を言うときは、図１に示す方向を基準とし、左右を言うときは、図２に示す方向を基準とする。以下では、下水処理場等の沈砂池設備に設置される除塵機について説明するが、設置される設備を限定するものではない。

除塵機１は、図１，図２に示すように、沈砂池設備に設けられる水路１０に設置されるものである。水路１０は、左右両側壁１０ａ，１０ａ（図１では右側壁１０ａを表示）および底壁１０ｂで囲われた断面凹形状を呈している。
除塵機１は、略全体が水路１０内に配置される水路内構造部２０と、水路内構造部２０と分割して設けられ全体が水路１０外（沈砂池設備の建屋内）に配置される水路外構造部３０とを備えて構成されている。

水路内構造部２０と水路外構造部３０とは、上下に係合する係合部４０によって位置決めされて連結され、上下一体に構成されている。除塵機１は、水路内構造部２０および水路外構造部３０内に亘って移動可能に設けられたモノレーキとして機能するレーキユニット５０を備えている。

なお、除塵機１は、コンクリート等で形成される水路１０の水路幅および深さに合わせて各部の寸法が設定される。除塵機１の各部材は水中および多湿環境での使用となるため、耐食性、耐摩耗性に優れた材質、例えば、ステンレス鋼、合成樹脂等を使用して形成される。特に、ステンレス鋼については、耐食性を考慮し、必要に応じて、塗装または樹脂コーティング等を実施することで、さらに腐食に対して耐久性を向上させている。

初めに水路内構造部２０について説明する。図１に示すように、水路内構造部２０は、左右一対の水路内フレーム２１，２１（図２参照）と、バースクリーン２２とを備えている。水路内フレーム２１は、板状を呈しており、水路１０の側壁１０ａに沿って、上部２１ａが下部２１ｂよりも後方斜め上方に位置するように延在している。水路内フレーム２１の上端部は、スラブＳに形成された開口部Ｓ１を貫通しており、スラブＳの上面側となる水路１０外（建屋内）に露出している。水路内フレーム２１の上端部には、図４に示すように、連結フレーム２３が取り付けられている。

また、水路内フレーム２１，２１の内面には、図３に示すように、支持部材２１ｃ，２１ｃを介して一対のピンラック（第１ピンラック）２５，２５が取り付けられている。ピンラック２５，２５は、水路内フレーム２１，２１の延在方向に沿って左右方向に対向配置されており、レーキユニット５０を駆動するための駆動装置を構成している。なお、図示はしないが、ピンラック１５，１５の周りには、レーキユニット５０に備わる一対のスプロケット５４，５４をガイドするガイド部材が設けられている。

また、水路内フレーム２１，２１の内面には、断面略凹形状のガイド部（第１ガイド）２５ｇ１が設けられている。ガイド部２５ｇ１は、図１に示すように、ピンラック２５に対応して後方斜め上方に延在している。

水路内フレーム２１，２１の上部前後には、図６Ａに示すように、側面視略三角形状のリブ（補強）材２０ａが取り付けられている。前側のリブ（補強）材２０ａは、スラブＳの開口部Ｓ１の前側内面に対向し、前側内面との間に形成されるスペーサとして機能する。後側のリブ（補強）材２０ａは、開口部Ｓ１の後側内面に対向し、後側内面との間に形成されるスペーサとして機能する。このようなリブ（補強）材２０ａ，２０ａを備えることで設置性が向上している。このことは施工期間の短縮に寄与する。

バースクリーン２２は、水路１０内を流れてきた塵芥を捕捉するものである。バースクリーン２２は、図１に示すように、水路内フレーム２１，２１の後端間を塞ぐように配置され、水流方向に対して所定角度に傾斜した状態または垂直の状態で（水路内フレーム２１の傾斜に対応した状態で）各水路内フレーム２１に一体に固定されている。バースクリーン２２の後部は、図３に示すように、左右方向に架け亘された複数の後部フレーム２４で補強されている。後部フレーム２４は、上下方向に所定の間隔を空けて１個以上配置される場合や条件によっては設置されない場合もある。

各水路内フレーム２１の前端部は、図３に示すように、断面略Ｌ字形状の仕舞部材２７を介して各側壁１０ａに固定されている。仕舞部材２７は、各水路内フレーム２１の前端部にボルト２７ａで固定されている。また、水路内フレーム２１の前端部には、ボルト２７ａで前部フレーム２６が固定されている。前部フレーム２６は、図１，図２に示すように、上下方向に所定の間隔を空けて配置されている。水路内フレーム２１，２１の前部側は、図２に示すように、水路１０を流れる水を受け入れ可能に開口している。

各水路内フレーム２１の前端下部には、吊具２１ｔが取り付けられている。吊具２１ｔには、水路内構造部２０の組み付けや搬入等の際に、クレーンのフックを引っ掛けることができる。

各水路内フレーム２１の後端部は、図３に示すように、楔状部材２８および押付ボルト２９を介して各側壁１０ａに固定されている。楔状部材２８は、水路内フレーム２１の後端部と側壁１０ａとの間に介在されている。押付ボルト２９は、ナット２９ａに螺合されて水路内フレーム２１の後端部に取り付けられており、先端部が楔状部材２８を固定している。

水路内フレーム２１，２１の下端部間には、図５に示すように、底フレーム２１ｅが取り付けられている。底フレーム２１ｅの所定の位置には、調節装置６０が設けられている。調節装置６０は、水路１０の底面に当接して当該底面に対する水路内フレーム２１，２１の設置高さを調節するものである。調節装置６０は、底フレーム２１ｅに固定されたナット部材６１と、ナット部材６１に螺合する調節ロッド６２とを備えている。調節ロッド６２は、底フレーム２１ｅに対する下方への突出量を調節可能である。
なお、水路１０の底面には、調節ロッド６２の突出位置に対応するように、敷板６３を配置することが好ましい。

水路内フレーム２１，２１の下端部の前部には、カバー部材６５が取り付けられている。カバー部材６５は、調節装置６０によって水路１０の底面と水路内フレーム２１の下端部（底フレーム２１ｅの下面）との間に形成された隙間を塞ぐ役割をなす。

次に水路外構造部３０について説明する。水路外構造部３０は、図１に示すようにベース部３１と、ベース部３１に一体に立設された左右一対の水路外フレーム３２，３２（図２参照）とを備えている。ベース部３１は、スラブＳの開口部Ｓ１の縁部に配置される四角枠状を呈しており、開口部Ｓ１の縁部に対向するように前後左右にフランジ状に張り出して形成されている。ベース部３１は、複数のアンカーボルト３０ａ（固定手段）によって開口部Ｓ１の縁部に固定されている。

水路外フレーム３２は、板状を呈しており、図１に示すように、水路内フレーム２１の上端部に連続して後方斜め上方に延在している。水路外フレーム３２，３２の前部間には前部カバー３３が取り付けられ、上部間には上部カバー３４が取り付けられ、また、後部間には後部カバー３５が取り付けられている。これにより、水路外構造部３０は、内側にレーキユニット５０等の収容空間を有する箱状を呈している。

前部カバー３３には、ヒンジを介して前部扉３３ａが開閉可能に設けられている。一方、後部カバー３５には、後方に張り出す収容部３６が形成されている。収容部３６内には、塵芥を収容するためのコンテナ３７が配置されている。また、収容部３６内の上部スペースには、ワイパー３８が設置されている。ワイパー３８は、後記するようにレーキユニット５０によって回収された塵芥をコンテナ３７に向けて払い出すものである。収容部３６の後面には開閉扉３６ａが形成されている。

各水路外フレーム３２の内面には、一対のピンラック（第２ピンラック）２５ａ，２５ａが取り付けられている。各ピンラック２５ａは、下側の水路内構造部２０のピンラック２５に連続して配置されるものであり、水路内フレーム２１の延在方向に沿って左右方向に対向配置されている。各ピンラック２５ａは、水路内構造部２０と水路外構造部３０とを連結する際に、図示しない連結具等によって各ピンラック２５に一体に連結される。なお、図示はしないが、各ピンラック２５の周りにも、レーキユニット５０に備わる一対のスプロケット５４，３４をガイドするためのガイド部材が設けられている。このガイド部材も水路内構造部２０と水路外構造部３０とを連結する際に、図示しない連結具等によって水路内構造部２０のガイド部材に一体に連結される。

また、水路外フレーム３２，３２の内面には、下側の水路内構造部２０のガイド部２５ｇ１に連続して、断面略凹形状のガイド部（第２ガイド）２５ｇ２が設けられている。ガイド部２５ｇ２は、ピンラック２５に対応して後方斜め上方に延在している。

次にレーキユニット５０について説明する。レーキユニット５０は、上下のピンラック２５ａ，２５およびガイド部材に沿って周回し、水路内構造部２０内および水路外構造部３０内を移動するように構成されている。図１において、ピンラック２５ａ，２５に沿って表した一点鎖線は、レーキユニット５０の回動軌跡を示している。レーキユニット５０は、図３に示すように、駆動モータ５１と、変速機５２と、出力軸５３と、一対のスプロケット５４，５４と、レーキ５５とを備えている。レーキユニット５０は、水路の水位の上昇を想定して、水中駆動可能に構成されている。駆動モータ５１は、給電線５９を介して供給される電力によって駆動される。

一対のスプロケット５４，５４は、出力軸５３の左右両端部に取り付けられており、ピンラック２５，２５ａに噛み合っている。駆動モータ５１が駆動されると、その駆動力が変速機５２、出力軸５３を介して各スプロケット５４に伝達され、レーキユニット５０が上下のピンラック２５ａ，２５およびガイド部材に沿って周回するようになっている。

レーキ５５は、支持部５６を中心として回動可能に支持された腕部５６ａの下端部に取り付けられている。レーキ５５の幅Ｌ１は、スプロケット５４，５４の間隔Ｌ２よりも大きくなっており、レーキ５５の左右両端部が水路内フレーム２１，２１の内面に近接配置されている。

腕部５６ａの上端部には、左右方向に延在する支持ロッド５７が取り付けられている。支持ロッド５７の両端部には、ガイドローラ５８，５８が取り付けられている。各ガイドローラ５８は、水路内フレーム２１および水路外フレーム３２に亘って設けられたガイド部２５ｇ１，２５ｇ２（図３ではガイド部２５ｇ１のみ図示）に内に配置されている。
各ガイドローラ５８がガイド部２５ｇ１，２５ｇ２に案内されることで、レーキ５５は、バースクリーン２２に捕捉された塵芥を掻き上げ可能な位置と、バースクリーン２２から離れる位置とに移動可能である。
具体的に、レーキ５５は、レーキユニット５０がピンラック２５，２５に沿って下降する際に、バースクリーン２２の前方に離れた位置にあり、上昇する際に、バースクリーン２２に捕捉された塵芥を掻き上げ可能な位置に移動し、レーキユニット５０の上昇に伴ってバースクリーン２２に捕捉された塵芥を掻き上げる。

次に係合部４０について説明する。図６Ａ，図６Ｂは、設置場所（現地）となる沈砂池設備の水路１０において、分割して搬入した水路内構造部２０と水路外構造部３０とを連結する際の様子を示したものである。係合部４０は、図６Ａに示すように、水路内構造部２０の連結フレーム２３に設けられた凹部としての係合溝４２と、水路外構造部３０の水路外フレーム３２，３２の下端部に設けられ、係合溝４２に係合可能な突部としての係合ピン４１とを備えている。係合溝４２と係合ピン４１とは、上下方向に対向しており、上下方向に係合可能である。

図６Ｂに示すように、係合溝４２に係合ピン４１が係合すると、水路内構造部２０と水路外構造部３０との位置決めがなされる。そして、この位置決めと同時に、上下のピンラック２５，２５ａが延在方向に連続した１本のピンラックとして連結可能なように、位置決めがなされる。
また、加えて、上下のガイド部２５ｇ１およびガイド部２５ｇ２が延在方向に連続した１本のガイドとして連結可能なように、位置決めされる。

水路外構造部３０は、このような係合部４０による水路内構造部２０との位置決めを行った後に、アンカーボルト３０ａによって開口部Ｓ１の縁部に固定される。

以上説明した本実施形態の除塵機１によれば、水路内構造部２０と水路外構造部３０とを、上下方向に係合する係合部４０を介して連結することで、上下のピンラック２５，２５ａを延在方向に連続した１本のピンラックとして容易に構成でき、水路内基礎工事が不要となる。つまり、施工時に、上下のピンラック２５，２５ａの煩雑な位置合わせを行う必要もない。したがって、施工が行い易く、施工期間の短縮を図ることができる。

また、係合部４０を介して連結することで、上下のピンラック２５，２５ａに加えてガイド部２５ｇ１，２５ｇ２も延在方向に連続した１本のガイドとして容易に構成できる。したがって、ピンラック２５，２５ａやガイド部２５ｇ１，２５ｇ２の精度を容易に得ることができ、モノレーキとして機能するレーキユニット５０が備わる除塵機１に本発明を適用することが好適である。

また、レーキ５５の幅Ｌ１は、一対のスプロケット５４，５４の間隔Ｌ２よりも大きいので、バースクリーン２２の幅全体に亘って塵芥を効率的に掻き取ることができ、バースクリーン２２に捕捉された塵芥の回収性が高い。

また、各水路内フレーム２１は、楔状部材２８および押付ボルト２９によって水路１０の各側壁１０ａに対して固定されるので、固定が簡単である。また、楔状部材２８および押付ボルト２９による固定構造であるので、側壁１０ａに凹凸がある場合でもこれを好適に吸収しつつ各水路内フレーム２１を各側壁１０ａに容易に固定することができる。したがって、施工が行い易く、施工期間の短縮を図ることができる。

また、水路外構造部３０は、コンテナ３７を内蔵しているので、ベルトコンベア等の設備を別途設けるものに比べて、据付性に優れる。コンテナ３７を内蔵することによって除塵機１としての機能を完結できるので、コストを低減することができる。
また、水路外構造部３０は、コンテナ３７が配置される部分を境にして水路内構造部２０と分割しているので、施工が行い易く、施工期間の短縮を図ることができる。

また、水路内フレーム２１には、吊具２１ｔが設けられているので、搬入性、据付性に優れる。したがって、施工が行い易く、施工期間の短縮を図ることができる。
なお、水路外フレーム３２に対して吊具を設けてもよい。

また、水路内フレーム２１の下端部には、調節装置６０が設けられているので、水路１０の底壁１０ｂに凹凸がある場合でも好適に吸収しつつ水路内構造部２０を容易に設置することができる。したがって、施工が行い易く、施工期間の短縮を図ることができる。
また、底壁１０ｂにアンカー等を用いて固定する必要がなく、水中部における基礎施工期間を実質的に無くすことができる。また、水路１０を止水しない状況でも容易に施工できる。

また、カバー部材６５によって、除塵機１の下端下方の隙間が閉じられるので、砂塵等の細かい塵芥が後段の設備に流れるのを好適に防止できる。

また、水路外構造部３０は、全体が箱型形状を呈して内部空間を覆う構造となっているので、外部への動作音の漏れを抑えることができ、環境性に優れている。
なお、図示しない照明装置やカメラ等の内部確認装置を設けてもよい。

以上、本発明の除塵機１について説明したが、本発明は上記実施形態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その構成を変更することができる。
例えば、係合部４０は、前記した係合溝４２と係合ピン４１との係合によるものに限られることはなく、図７に示すような係合構造によるもとしてもよい。
図７に示す係合部４０は、水路内構造部２０の左右上端部および後上端部に、係合壁４３ａ，４３ａ，４４ａを設け、これに対する水路外構造部３０の左右下端部および後下端部に、係合壁４３，４３，４４をそれぞれ設けたものである。水路内構造部２０の係合壁４３ａ，４３ａ，４４ａは、上方へ向けてそれぞれテーパ状に開いている。水路外構造部３０の係合壁４３，４３，４４は、下方へ向けてテーパ状に閉じている。これらの水路内構造部２０の係合壁４３ａ，４３ａ，４４ａと水路外構造部３０の係合壁４３，４３，４４とは、上下方向に係合可能である。
また、係合部４０は、上下方向に係合する係合溝４２と係合ピン４１とによるものを示したがこれに限られることはなく、上下方向以外の方向に係合する係合構造であってもよい。

このような構成とすることによっても、水路内構造部２０と水路外構造部３０とを容易に位置決めして連結することができ、実施形態と同様の作用効果が得られる。
なお、テーパは、水路内構造部２０と水路外構造部３０とで逆向きに設けてもよい。

また、前記実施形態では、ピンラック２５，２５ａとスプロケット５４，５４とを備えた駆動方式の除塵機１について説明したが、これに限られることはなく、チェーンを用いた駆動方式の除塵機においても係合部４０を容易に適用できる。

また、前記実施形態では、沈砂池設備等に分割搬入して据え付ける除塵機１について適用した例を説明したが、これに限られることはなく、工場等において、予め一体に組み付けてから現場に搬入する場合の組み付けにおいて同様に適用できる。つまり、工場等における組み付けが行い易い。

また、除塵機１は、搬送、搬入および据付を容易に行うことができることにより、現地据付期間の大幅な短縮を実現でき、耐食性も兼ね備えている。このため、除塵機１は、下水処理および上水処理の除塵設備の用途に好適に用いることができるほか、例えば、河川用の除塵設備、農業用水路の除塵設備、産業・食品関連の除塵設備の用途にも用いることができる。

１ 除塵機
１０ 水路
１０ａ 側壁（壁）
２０ 水路内構造部
２１ 水路内フレーム
２１ｔ 吊具
２２ バースクリーン
２５ ピンラック
２５ａ ピンラック
２８ 楔状部材
２９ 押付ボルト
３０ 水路外構造部
３０ａ アンカーボルト（固定手段）
３１ ベース部
３２ 水路外フレーム
３７ コンテナ
４０ 係合部
５４ スプロケット
５５ レーキ
６０ 調節装置
６５ カバー部材
Ｌ１ レーキの幅
Ｌ２ スプロケットの間隔
Ｓ スラブ

Claims (9)

1. 水路内の塵芥を捕捉するバースクリーンおよび前記水路内に配置される水路内フレームを一体に構成してなる水路内構造部と、
   前記水路内構造部と分割して設けられ、前記水路の上方に配置されるベース部および水路外フレームとを一体に構成してなる水路外構造部と、
   前記バースクリーンに捕捉された塵芥を回収するレーキ、ピンラックに噛み合うスプロケット、およびガイドに案内されるガイドローラ、を備えるレーキユニットと、
   を備え、
   前記水路内構造部と前記水路外構造部とは、前記水路内フレームと前記水路外フレームとを係合する係合部を介して連結されており、
   前記スプロケットに噛み合う前記ピンラックは、前記水路内フレームに設けられる第１ピンラックと、前記水路外フレームに設けられて前記第１ピンラックに連なる第２ピンラックと、によって構成されており、
   前記ガイドローラを案内する前記ガイドは、前記水路内フレームに設けられる第１ガイドと、前記水路外フレームに設けられて前記第１ガイドに連なる第２ガイドと、によって構成されている、
   ことを特徴とする除塵機。
2. 前記レーキは、前記バースクリーンに捕捉された塵芥を掻き取って回収するモノレーキであることを特徴とする請求項１に記載の除塵機。
3. 前記レーキユニットは、一対の前記スプロケットを備え、
   前記レーキの幅は、前記一対のスプロケットの間隔よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の除塵機。
4. 前記水路外構造部は、前記水路のスラブに対して固定手段によって固定されることを特徴とする請求項１に記載の除塵機。
5. 前記水路内フレームは、楔状部材および前記楔状部材を水路の壁に対して押し付ける押付ボルトによって前記水路の壁に対して固定されることを特徴とする請求項１に記載の除塵機。
6. 前記水路外構造部は、コンテナを内蔵しており、
   前記コンテナが配置される部分を境にして前記水路内構造部と分割していることを特徴とする請求項１に記載の除塵機。
7. 前記水路内フレームおよび前記水路外フレームの少なくとも一方には、吊具が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の除塵機。
8. 前記水路内フレームの下端部には、前記水路の底面に当接して当該底面に対する前記水路内フレームの設置高さを調節可能な調節装置が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の除塵機。
9. 前記水路内フレームの下端部の前部に取り付けられるカバー部材を備え、
   前記カバー部材は、前記調節装置によって前記水路の底面と前記水路内フレームの下端部との間に形成された隙間を塞ぐことを特徴とする請求項８に記載の除塵機。

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