(57)【要約】【課題】スプロケットやリンクを設計変更することなく、キャリングチェーン速度のばらつきを低減できる除塵装置の制御装置を提供する。【解決手段】本発明の除塵装置の制御装置１０は、無端状のキャリングチェーン２に塵芥捕集用スクリーンを備えた網枠４を接合し、前記キャリングチェーン２を上下部スプロケットホイール３Ａ，３Ｂを介して駆動制御する除塵装置の制御装置において、  前記上部スプロケットホイール３Ａの歯先と、前記歯先間の中間が前記上部スプロケットホイール３Ａの軸心を通る水平線を跨ぐときの前記上部スプロケットホイール３Ａの回転速度を変えるインバータ制御を行う駆動制御部２０を備えたことを特徴とする。【選択図】    図１
2020011192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状のキャリングチェーンに塵芥捕集用スクリーンを備えた網枠を接合し、前記キャリングチェーンを上下部スプロケットホイールを介して駆動制御する除塵装置の制御装置において、
前記上部スプロケットホイールの歯先と、前記歯先間の中間が前記上部スプロケットホイールの軸心を通る水平線を跨ぐときの前記上部スプロケットホイールの回転速度を変えるインバータ制御を行う駆動制御部を備えたことを特徴とする除塵装置の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の除塵装置の制御装置において、
前記駆動制御部は、前記上部スプロケットホイールの歯先が、前記水平線を跨ぐときに前記回転速度を下げると共に、前記上部スプロケットホイールの歯先間の中間が前記水平線を跨ぐときに前記回転速度を上げるインバータ制御を行うことを特徴とする除塵装置の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の除塵装置の制御装置において、
前記上部スプロケットホイールの回転軸に取り付けて前記歯先の回転位置を検出する角度検出部を備え、
前記駆動制御部は、前記角度検出部と電気的に接続して前記回転位置の検出値に基づいて前記上部スプロケットホイールの回転速度が一定となるインバータ制御を行うことを特徴とする除塵装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は海水、河川水などの流体から塵芥を捕集する回転式網枠を備えた除塵装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所などのプラント設備の工業用水利用先において、冷却水や工業用水を取水するための水路に除塵装置が設置されている。この除塵装置は海、河川、池などの取水口に流入するくらげや塵芥などの異物を取り除くために機能している。簡易な除塵装置は、スクリーンや金網を水の流れ方向に対して垂直方向あるいは所定角度の傾斜を付けて設置されている。この他、取水量の多い発電所等では、回転式網枠のスクリーンを周回転させて連続的に塵芥を絡め捕ることでスクリーンが目詰まりすることなく除塵できる構造を採用している。
【０００３】
図５は従来の除塵装置の斜視図である。図示のように除塵装置１は、水路を横切るように設けた左右（幅方向ともいう）一対のキャリングチェーン２と、キャリングチェーン２を回動させる上部及び下部スプロケットホイール３Ｂ（上部スプロケットホイール３Ａは不図示）と、キャリングチェーン２のリンク毎に水流方向に対して垂直又は所定角度に傾斜させたスクリーンを有する網枠４を備えている。
【０００４】
ここで一般の除塵装置の多くは、上下のスプロケットホイールの歯数が６個の正六角形状に形成されている。正六角形の頂点とキャリングチェーンのリンクピン部のローラが噛み合い、水路上流側の網枠を持ち上げている。正六角形のスプロケットホイールは回転によってキャリングチェーンの進行方向に対して直角の水平方向の動きが生じる。このときスプロケットホイールの回転中心と上下移動するキャリングチェーン中心間の距離が変動して、キャリングチェーンの進行速度が変動すると共に、水平方向の運動も生じる。このため速度変動により衝撃力がキャリングチェーンやスプロケットに作用し、振動騒音の発生、装置摺動部分の早期摩耗や疲労破損の原因となっていた。またキャリングチェーンの周回転速度を高めて集塵能力をアップすることも検討されているが、振動対策の問題で実施が難しい。
【０００５】
従来、この速度変動を低減する目的で、先行技術文献１のようにスプロケットホイールの歯数を増やしてキャリングチェーンの速度変動と水平運動を少なくする装置が提案されている。より具体的には、スプロケットホイールの歯数を６枚から１２枚に増やし、キャリングチェーンのピッチを６００ｍｍから半分の３００ｍｍにして速度変化と衝撃力の発生を少なくしている。
【０００６】
しかしながら、キャリングチェーンのリンク長さを半分にするこのような構成は、リンクとローラ数も増えることになる。チェーンの回動によってローラ内のブッシュが摩耗して、チェーンローラとその軸の間に隙間が生じる。キャリングチェーンのピンとブッシュが摩耗して隙間が大きくなると、チェーンの伸びと言われる不都合が生じる。また高速化によってキャリングチェーンの負荷が増える（すなわち水中を網枠が移動する抵抗が大きくなる）ため、チェーンの伸びの原因であるローラ内のピンとブッシュの摩耗が大きくなる。さらにキャリングチェーンと網枠の固定部分の形状も複雑になってくる。通常の運転速度であっても、ローラ数を増やすことは摩耗部分が増えるため、交換部品が多くなり好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平５−３１１６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来技術の問題点に鑑み、本発明は、スプロケットやリンクを設計変更することなく、キャリングチェーン速度のばらつきを低減できる除塵装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として、無端状のキャリングチェーンに塵芥捕集用スクリーンを備えた網枠を接合し、前記キャリングチェーンを上下部スプロケットホイールを介して駆動制御する除塵装置の制御装置において、
前記上部スプロケットホイールの歯先と、前記歯先間の中間が前記上部スプロケットホイールの軸心を通る水平線を跨ぐときの前記上部スプロケットホイールの回転速度を変えるインバータ制御を行う駆動制御部を備えたことを特徴とする除塵装置の制御装置を提供することにある。
上記第１の手段によれば、キャリングチェーンの周回転速度の変動を抑えて、キャリングチェーンや駆動装置の衝撃負荷を低減することができる。これにより装置全体の延命化、メンテナンス回数の低減化が図れる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するための第２の手段として、第１の手段において、前記駆動制御部は、前記上部スプロケットホイールの歯先が、前記水平線を跨ぐときに前記回転速度を下げると共に、前記上部スプロケットホイールの歯先間の中間が前記水平線を跨ぐときに前記回転速度を上げるインバータ制御を行うことを特徴とする除塵装置の制御装置を提供することにある。
上記第２の手段によれば、キャリングチェーンの周回転速度の変動を抑えて、キャリングチェーンや駆動装置の衝撃負荷を低減することができる。これにより装置全体の延命化、メンテナンス回数の低減化が図れる。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するための第３の手段として、第１又は第２の手段において、前記上部スプロケットホイールの回転軸に取り付けて前記歯先の回転位置を検出する角度検出部を備え、
前記駆動制御部は、前記角度検出部と電気的に接続して前記回転位置の検出値に基づいて前記上部スプロケットホイールの回転速度が一定となるインバータ制御を行うことを特徴とする除塵装置の制御装置を提供することにある。
上記第３の手段によれば、歯先の回転位置に基づいてキャリングチェーンの周回転速度の変動を抑えて、キャリングチェーンや駆動装置の衝撃負荷を低減することができる。これにより装置全体の延命化、メンテナンス回数の低減化が図れる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スプロケットの歯数やリンク数を増やすことなく、キャリングチェーンの周回転速度の変動を抑えて、キャリングチェーンや駆動装置の衝撃負荷を低減することができる。これにより装置全体の延命化、メンテナンス回数の低減化が図れる。また運転速度を高速化して塵芥回収能力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の除塵装置の制御装置の説明図である。
【図２】上部スプロケットホイールの説明図である。
【図３】上部スプロケットホイールの速度と回転数の関係を示すグラフである。
【図４】角度検出部の説明図である。
【図５】従来の除塵装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の除塵装置の制御装置を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。
［除塵装置の制御装置１０］
図１は除塵装置の制御装置の説明図である。図示のように本発明の除塵装置の制御装置１０は、除塵装置の上部スプロケットホイール３Ａの駆動モータとなる駆動部１２に駆動制御部２０を設けている。
【００１５】
［駆動制御部２０］
駆動制御部２０は、駆動部１２をインバータ制御して上部スプロケットホイール３Ａの回転速度を制御するものである。
図２は上部スプロケットホイールの説明図である。図示のように一般的な上部スプロケットホイール３Ａは、歯数が６枚であり、歯先（キャリングチェーンのローラが嵌る箇所）を結ぶとほぼ正六角形状に形成されている。スプロケットの半径となる歯先から軸心の間の距離をｒとする。上下部スプロケットホイール３Ａ，３Ｂ間を周回移動するキャリングチェーン２は、上流側及び下流側の網枠４はいずれも上下部スプロケットホイール３Ａ，３Ｂの軸心を結ぶ中心線からｒだけ離れた前記中心線と平行な直線上を上方又は下方へ移動している。
【００１６】
しかし、網枠４が上部（又は下部）スプロケットホイール３Ａを通過する際には、歯先間の中間がｒよりも短いため、換言するとｒ×ｃｏｓ３０°となり、キャリングチェーン２のリンク中心部分の回転速度が遅くなっている。このときの速度変動率η＝１−ｃｏｓ（１８０°／Ｎ）と表すことができ（Ｎ：歯数）、例えば、歯数６でキャリングチェーンのピッチ長６００ｍｍの場合には１３．４％となる。
【００１７】
図３は上部スプロケットホイールの速度と回転数の関係を示すグラフである。一般的な上部スプロケットホイールの持ち上げ速度を３ｍ／分とした場合、歯先（１〜６）の回転速度は３ｍ／分となり、歯先間の中間の回転速度は２．６ｍ／分となる。スプロケットホイールの歯数が６の場合、同図に示すような曲線状に表すことができる。
【００１８】
本発明の駆動制御部２０は、上部スプロケットホイール３Ａの歯先と、歯先間の中間が上部スプロケットホイール３Ａの軸心を通る水平線を跨ぐときの上部スプロケットホイール３Ａの回転速度を変えるインバータ制御を行っている。より具体的には上部スプロケットホイール３Ａの歯先が、水平線を跨ぐときに回転速度を下げると共に、上部スプロケットホイール３Ａの歯先間の中間が水平線を跨ぐときに回転速度を上げるインバータ制御を行っている（図２参照）。換言すると同グラフの点線で現れる逆位相の曲線状の制御を行うことにより、キャリングチェーン２の網枠４が上部スプロケットホイール３Ａを通過する際の回転速度の変動を解消することができる。
【００１９】
また本発明は、除塵装置の既存形状や構造を変更することなく、上部スプロケットホイール３Ａの速度変動を低減させ振動発生を抑えると共に、キャリングチェーン２の張力の変動を少なくできる。ここで、除塵装置の上流側のキャリングチェーン２に作用する張力は網枠の自重、網枠に付着した塵芥重量、水中を回動する抵抗、チェーンの転がり抵抗などの負荷が作用している。負荷に対して変動サイクルが短いため、実機のキャリングチェーン２の上昇速度は完全に追随していないと想定できる。しかし駆動部１２の電流値は常に変動を繰り返している。上部スプロケットホイール３Ａがキャリングチェーン２を持ち上げる速度に変化が生じないように駆動部１２を周波数制御（インバータ制御）して負荷電流の変動をなくし省エネ効果が得られる。
なお、水位差が生じていない無負荷、かつ低速運転中は、負荷と衝撃力が小さいため省エネ効果は期待できない。このため、水位差が生じて高速でチェーン張力が大きい場合に駆動制御部２０によるインバータ制御を行うようにしても良い。
【００２０】
図４は角度検出部の説明図である。図示のように上部スプロケットホイール３Ａの軸端部に角度検出部３０を設けている。この角度検出部３０は、回転する上部スプロケットホイール３Ａの任意の歯先位置（角度）を電気信号として検出している。角度検出部と電気的に接続する駆動制御部２０は、上部スプロケットホイール３Ａの任意の歯先位置の検出値に基づいて、回転速度をインバータ制御している。具体的には、上部スプロケットホイール３Ａの歯先が軸心を通る水平線を跨いだときに回転速度を下げて、歯先間の中間が水平線を跨いだときに回転速度を上げる制御を行うことができる。
【００２１】
このような本発明の除塵装置の制御装置によれば、既存のスプロケットの歯数やリンク数を変更する（増やす）ことなく、上部スプロケットホイールの回転半径に起因する速度差を解消してキャリングチェーンの周回転速度の変動を抑えて、キャリングチェーンや駆動装置の衝撃負荷を低減することができる。これにより装置全体の延命化、メンテナンス回数の低減化が図れる。また運転速度を高速化して塵芥回収能力を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、プラントなどの取水設備における塵芥を捕集する回転式網枠を備えた除塵装置の制御装置として特に有用である。
【符号の説明】
【００２３】
１  除塵装置
２  キャリングチェーン
３Ａ  上部スプロケットホイール
３Ｂ  下部スプロケットホイール
４  網枠
１０  除塵装置の制御装置
１２  駆動部
２０  駆動制御部
３０  角度検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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