(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平面に沿う方向を長手方向とする長尺部材であって、深さ方向に並べて配置される複数のスクリーン部材と、
前記スクリーン部材を貫通する棒状部材である縦軸と、前記縦軸に交差する棒状部材である横軸と、が交互に接続された部材であって、前記複数のスクリーン部材を連結する複数のクランク回転軸と、
前記クランク回転軸を回転させる駆動装置と、
前記スクリーン部材の長手方向の両側に位置しており、前記スクリーン部材の長手方向に突出する複数の凸部を備える側壁と、
を備え、
前記複数の凸部は、前記横軸に対向する位置に、前記複数のスクリーン部材が並べられる間隔と同じ間隔で並べられる
ことを特徴とする取水口。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塵芥を捕捉するためのスクリーン装置および取水口に関する。
【背景技術】
【０００２】
河川等から取水するために設けられる取水口には、河川等の水中に含まれる草木またはゴミ等の塵芥を捕捉するためにスクリーン装置が設けられる。スクリーンに捕捉された塵芥が多量になると、塵芥で水の流れが遮られるので、単位時間当たりに取水できる量が減少する可能性がある。このため、スクリーンに付着した塵芥は、多量に堆積する前に排除される必要がある。これに対して、特許文献１には、固定スクリーン素子および可動スクリーン素子が交互に配置され、固定スクリーン素子および可動スクリーン素子の下流側の端部がクランク機構により連結されているスクリーン装置が記載されている。特許文献１には、当該クランク機構を回転させることで、可動スクリーン素子を長軸方向に往復運動させると同時に、スクリーン装置を通過する流体の流れの方向にも往復運動させることにより、捕捉された塵芥が徐々に下流側に移動させられることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来技術を用いた場合、固定スクリーン素子および可動スクリーン素子が交互に配置されているため、塵芥が固定スクリーン素子にのみに接触している状態では、塵芥を下流側に移動させる力が塵芥に作用しにくくなる可能性がある。また、クランク機構は下流側に１つ設けられているだけであるため、可動スクリーン素子における河川の上流側の部分の動作が小さくなり、塵芥に作用する力が小さくなる可能性がある。このため、従来技術においては、スクリーン装置全体のうち塵芥が捕捉されている位置によって、塵芥が河川の下流側に移動しにくくなる可能性があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、捕捉した塵芥に対して河川の下流側に移動させる力を加えることができ、位置による当該力の大きさのバラつきを抑制することができるスクリーン装置および取水口を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るスクリーン装置は、水平面に沿う方向を長手方向とする長尺部材であって、深さ方向に並べて配置される複数のスクリーン部材と、前記スクリーン部材を貫通する棒状部材である縦軸と、前記縦軸に交差する棒状部材である横軸と、が交互に接続された部材であって、前記複数のスクリーン部材を連結する複数のクランク回転軸と、前記クランク回転軸を回転させる駆動装置と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
これにより、クランク回転軸が回転している間、平面視で移動する複数のスクリーン部材のうち少なくとも１つが塵芥に接触し、河川の下流側へと移動させる力を加えている。また、上述した特許文献１においては、クランク機構が１つであったために河川の上流側の部分の動作が小さくなる可能性があったのに対して、本発明に係るスクリーン装置は、複数のクランク回転軸を用いてスクリーン部材を連結し回転させている。これにより、スクリーン部材は、河川の流れ方向の位置に関わらず、平面視で縦軸が移動する距離に応じた大きさの動作を行うことができる。これにより、スクリーン装置は、捕捉した塵芥に対して河川の下流側に移動させる力を加えることができ、位置による当該力の大きさのバラつきを抑制することができる。
【０００８】
また、本発明に係る取水口は、水平面に沿う方向を長手方向とする長尺部材であって、深さ方向に並べて配置される複数のスクリーン部材と、前記スクリーン部材を貫通する棒状部材である縦軸と、前記縦軸に交差する棒状部材である横軸と、が交互に接続された部材であって、前記複数のスクリーン部材を連結する複数のクランク回転軸と、前記クランク回転軸を回転させる駆動装置と、前記スクリーン部材の長手方向の両側に位置しており、前記スクリーン部材の長手方向に突出する複数の凸部を備える側壁と、を備え、前記複数の凸部は、前記横軸に対向する位置に、前記複数のスクリーン部材が並べられる間隔と同じ間隔で並べられることを特徴とする。
【０００９】
このようにすることで、本発明に係る取水口は、スクリーン部材の長手方向の両側に生じる隙間の一部を凸部が埋める。また、凸部は、深さ方向において横軸に対向する位置に配置されているため、スクリーン部材の動作範囲とは異なる位置に配置されている。これにより、取水口は、スクリーン部材の動作を妨げず、スクリーン部材の長手方向の両側に生じる隙間を比較的小さくすることができる。このため、取水口は、スクリーン部材の長手方向の両側に生じる隙間を塵芥がすり抜ける可能性を低減することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、捕捉した塵芥に対して河川の下流側に移動させる力を加えることができ、位置による当該力の大きさのバラつきを抑制することができるスクリーン装置および取水口を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、スクリーン装置が配置される位置を模式的に示す平面図である。
【図２】図２は、スクリーン装置の構成を示す平面図である。
【図３】図３は、スクリーン装置の構成を示す正面図である。
【図４】図４は、図３におけるＡ−Ａ’断面を示す図である。
【図５】図５は、スクリーン部材の端部を模式的に示す斜視図である。
【図６】図６は、図２に示す時点からクランク回転軸が平面視で９０°回転した時点でのスクリーン装置を示す平面図である。
【図７】図７は、図３に示す時点からクランク回転軸が平面視で９０°回転した時点でのスクリーン装置を示す正面図である。
【図８】図８は、図７におけるＢ−Ｂ’断面を示す図である。
【図９】図９は、図２に示す時点からクランク回転軸が平面視で１８０°回転した時点でのスクリーン装置を示す平面図である。
【図１０】図１０は、図２に示す時点からクランク回転軸が平面視で２７０°回転した時点でのスクリーン装置を示す平面図である。
【図１１】図１１は、比較例に係る取水口を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１３】
（実施形態）
図１は、スクリーン装置が配置される位置を模式的に示す平面図である。図１に示すように、河川１００から取水するために、河川１００の一部に取水口１０が設けられている。取水口１０は、河川１００に交差するように設けられる側壁９を備える。取水口１０は、河川１００を流れる水のうち一部を取り入れ、例えば水力発電所等に水を供給する。河川１００の水中には、草木またはゴミ等の塵芥が含まれている。このような塵芥が水力発電所等に導かれることを抑制するために、取水口１０は、対向する側壁９の間にスクリーン装置１を備える。
【００１４】
図２は、スクリーン装置の構成を示す平面図である。図３は、スクリーン装置の構成を示す正面図である。図４は、図３におけるＡ−Ａ’断面を示す図である。図５は、スクリーン部材の端部を模式的に示す斜視図である。図３に示すように、スクリーン装置１は、複数のスクリーン部材２を備える。
【００１５】
スクリーン部材２は、水平面を沿う方向を長手方向とする長尺部材である。例えば本実施形態において、スクリーン部材２は板状部材である。複数のスクリーン部材２は、深さ方向に並べて配置されている。例えば本実施形態において、複数のスクリーン部材２は、鉛直方向に等間隔に並べて配置されている。なお、スクリーン部材２は、棒状部材等の他の形状の部材であってもよいし、複数のスクリーン部材２は、鉛直方向に対して角度を有する方向に向かって並べて配置されていてもよい。
【００１６】
図３に示すように、スクリーン装置１は、複数のスクリーン部材２を連結するクランク回転軸３を備える。クランク回転軸３は、複数であり、例えば本実施形態においては２つである。２つのクランク回転軸３は、スクリーン部材２の長手方向の両端部に配置されている。クランク回転軸３は、スクリーン部材２を貫通する棒状部材である縦軸３１と、縦軸３１に交差する棒状部材である横軸３２と、が交互に接続された部材である。例えば、縦軸３１は、鉛直方向に平行な円柱状であって、横軸は、水平方向に平行な円柱状である。このため、縦軸３１は、図３に示すように鉛直方向に平行な軸Ｚ２上または鉛直方向に平行な軸Ｚ３上に配置されている。
【００１７】
図５に示すように、縦軸３１は、スクリーン部材２に設けられた貫通孔２２を貫通している。貫通孔２２の内側には軸受２１が備えられている。例えば、軸受２１は玉軸受である。軸受２１の外輪が貫通孔２２の内側に圧入等で固定されており、縦軸３１が軸受２１の内輪を貫通している。これにより、縦軸３１は、スクリーン部材２を相対回転可能な状態で支持している。また、縦軸３１は、外周面に固定されたストッパー３３を備える。例えば本実施形態において、ストッパー３３は、スラスト玉軸受である。これにより、縦軸３１は、スクリーン部材２の深さ方向の位置を規制している。
【００１８】
クランク回転軸３は、鉛直方向の端部に配置される縦軸３１に接続される棒状部材である端部横軸３２ｅと、端部横軸３２ｅに接続される棒状部材である端部縦軸３１ｅと、を備える。例えば、端部横軸３２ｅは、水平方向に平行な円柱状であって、横軸３２の半分の長さである。端部縦軸３１ｅは、鉛直方向に平行な円柱状である。このため、端部縦軸３１ｅは、図３に示すように鉛直方向に平行な軸Ｚ１上に配置されている。軸Ｚ１は、軸Ｚ２および軸Ｚ３から、端部横軸３２ｅの長さに略等しい距離Ｌ１離れている。
【００１９】
また、鉛直方向下側の端部に配置される端部縦軸３１ｅは、軸受３４を介して取水口１０の底に支持される。例えば、軸受３４は、スラスト玉軸受である。また、鉛直方向上側の端部に配置される端部縦軸３１ｅは、駆動装置４に接続される。なお、鉛直方向上側の端部に配置される端部縦軸３１ｅは、鉛直方向下側の端部に配置される部材と異なる部材であってもよい。
【００２０】
駆動装置４は、クランク回転軸３を回転させる装置である。駆動装置４は、例えば電動モータ等であり、図３に示すように側壁９に配置されている。駆動装置４が回転駆動することにより発生したトルクは、ベルト等の伝達手段によって２つのクランク回転軸３の端部縦軸３１ｅに伝達され、軸Ｚ１を中心にしてクランク回転軸３を回転させる。図２、３に示すように、駆動装置４は、クランク回転軸３を平面視で反時計回りに回転させる。また、２つのクランク回転軸３は、互いに同位相になるように回転させられる。これにより、２つのクランク回転軸３において、軸Ｚ２および軸Ｚ３が、１８０°ずれた位置関係を保ちながら平面視で軸Ｚ１を中心とした円周Ｃ上を移動する。クランク回転軸３が回転すると、縦軸３１の移動に応じてスクリーン部材２が移動する。２つのクランク回転軸３が互いに同位相で回転しているため、スクリーン部材２は、平面視での長手方向の向きを一定にしたまま往復運動を行う。なお、駆動装置４は、必ずしも全てのクランク回転軸３に接続されていなくてもよく、少なくとも１つのクランク回転軸３に接続されていれば足りる。また、駆動装置４は、河川１００の流れを利用した水車等であってもよい。
【００２１】
図２、３、４に示す時点において、軸Ｚ１、軸Ｚ２、および軸Ｚ３は、図２に示す河川１００の流れＦ１方向に沿って軸Ｚ２、軸Ｚ１、軸Ｚ３の順で並んでいる。このため、軸Ｚ２上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２が、軸Ｚ３上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２よりも、流れＦ１方向で上流側に位置している。一方、図２に示すスクリーン装置１を通過する流れＦ２方向において、軸Ｚ２上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２は、軸Ｚ３上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２と同じ位置にある。
【００２２】
図６は、図２に示す時点からクランク回転軸が平面視で９０°回転した時点でのスクリーン装置を示す平面図である。図７は、図３に示す時点からクランク回転軸が平面視で９０°回転した時点でのスクリーン装置を示す正面図である。図８は、図３におけるＢ−Ｂ’断面を示す図である。
【００２３】
図６、７、８に示す時点において、軸Ｚ１、軸Ｚ２、および軸Ｚ３は、図６に示すスクリーン装置１を通過する流れＦ２方向に沿って軸Ｚ２、軸Ｚ１、軸Ｚ３の順で並んでいる。このため、軸Ｚ２上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２が、軸Ｚ３上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２よりも、流れＦ２方向で上流側に位置している。一方、図６に示す河川１００の流れＦ１方向において、軸Ｚ２上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２は、軸Ｚ３上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２と同じ位置にある。
【００２４】
図９は、図２に示す時点からクランク回転軸が平面視で１８０°回転した時点でのスクリーン装置を示す平面図である。図１０は、図２に示す時点からクランク回転軸が平面視で２７０°回転した時点でのスクリーン装置を示す平面図である。
【００２５】
図９に示す時点において、軸Ｚ１、軸Ｚ２、および軸Ｚ３は、流れＦ１方向に沿って軸Ｚ３、軸Ｚ１、軸Ｚ２の順で並んでいる。このため、軸Ｚ２上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２が、軸Ｚ３上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２よりも、流れＦ１方向で下流側に位置している。一方、流れＦ２方向において、軸Ｚ２上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２は、軸Ｚ３上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２と同じ位置にある。
【００２６】
図１０に示す時点において、軸Ｚ１、軸Ｚ２、および軸Ｚ３は、流れＦ２方向に沿って軸Ｚ３、軸Ｚ１、軸Ｚ２の順で並んでいる。このため、軸Ｚ２上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２が、軸Ｚ３上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２よりも、流れＦ２方向で下流側に位置している。一方、流れＦ１方向において、軸Ｚ２上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２は、軸Ｚ３上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２と同じ位置にある。
【００２７】
上述したように、クランク回転軸３が回転している間、軸Ｚ２上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２と、軸Ｚ３上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２と、の相対的な位置関係が変化していく。また、クランク回転軸３が回転している間、クランク回転軸３に連結される全てのスクリーン部材２が平面視で移動している。
【００２８】
このようなスクリーン部材２の動作によって、スクリーン装置１が捕捉した塵芥が流れＦ１方向の下流側へ移動させられる。以下において、例えば図２に示す時点で隣接する２つのスクリーン部材２に塵芥が接触している状態を前提として、塵芥がどのように移動させられるのかを、図２、６、９、１０を用いて説明する。
【００２９】
図２に示す時点から図６に示す時点を経て図９に示す時点に至るまでの間、複数のスクリーン部材２のうち流れＦ２方向において上流側に位置するのは、軸Ｚ２上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２である。このため、塵芥は、軸Ｚ２上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２に接触している。また、当該スクリーン部材２は、流れＦ１方向において上流から下流に向かって移動している。このため、塵芥と当該スクリーン部材２との間に発生する摩擦力により、塵芥が流れＦ１方向の下流へと移動させられる。そして、図９に示す時点で、塵芥は隣接する２つのスクリーン部材２に接触する。
【００３０】
図９に示す時点から図１０に示す時点を経て図２に示す時点に至るまでの間、複数のスクリーン部材２のうち流れＦ２方向において上流側に位置するのは、軸Ｚ３上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２である。このため、塵芥は、軸Ｚ３上に配置される縦軸３１に支持されるスクリーン部材２に接触している。また、当該スクリーン部材２は、流れＦ１方向において上流から下流に向かって移動している。このため、塵芥と当該スクリーン部材２との間に発生する摩擦力により、塵芥が流れＦ１方向の下流へと移動させられる。
【００３１】
これにより、クランク回転軸３が回転している間、平面視で移動する複数のスクリーン部材２のうち少なくとも１つが塵芥に接触し、河川１００の下流側へと移動させる力を加えている。また、上述した特許文献１においては、クランク機構が１つであったために河川の上流側の部分の動作が小さくなる可能性があったのに対して、本実施形態に係るスクリーン装置１は、複数のクランク回転軸３を用いてスクリーン部材２を連結し回転させている。これにより、スクリーン部材２は、流れＦ１方向の位置に関わらず、平面視で縦軸３１が移動する距離に応じた大きさの動作を行うことができる。これにより、スクリーン装置１は、捕捉した塵芥に対して河川１００の下流側に移動させる力を加えることができ、位置による当該力の大きさのバラつきを抑制することができる。
【００３２】
また、スクリーン装置１において、スクリーン部材２の流れＦ１方向の位置が変化するため、取水口１０の側壁９からスクリーン部材２までの距離が変化する。このため、スクリーン部材２の長手方向の両側に隙間が生じやすくなり、塵芥が当該隙間をすり抜ける可能性がある。そこで、本実施形態に係る取水口１０の側壁９は、図３、７に示すように、スクリーン部材２の長手方向に突出する複数の凸部９１を備える。また、複数の凸部９１は、クランク回転軸３の横軸３２に対向する位置に、複数のスクリーン部材２が並べられる間隔と同じ間隔で並べられる。凸部９１は、例えば側壁９から直方体状に突出している。スクリーン部材２の長手方向における凸部９１の長さは、例えば、距離Ｌ１以上である。また、凸部９１は、例えば側壁９の一部を切り欠くことで形成されている。なお、凸部９１は、側壁９とは異なる部材を側壁９に固定することで形成されていてもよい。
【００３３】
図１１は、比較例に係る取水口を示す正面図である。比較例に係る取水口１０Ｃの側壁９Ｃは、例えば鉛直方向に沿った平坦な表面を有している。このような側壁９Ｃを備える取水口１０Ｃに、スクリーン装置１が設けられた場合、スクリーン部材２の長手方向の両側に生じる隙間が大きくなるため、塵芥が当該隙間をすり抜ける可能性が高くなる。
【００３４】
本実施形態に係る取水口１０は、スクリーン部材２の長手方向の両側に生じる隙間の一部を凸部９１が埋める。また、凸部９１は、深さ方向において横軸３２に対向する位置に配置されているため、スクリーン部材２の動作範囲とは異なる位置に配置されている。これにより、上述した比較例と比べて、本実施形態に係る取水口１０は、スクリーン部材２の動作を妨げず、スクリーン部材２の長手方向の両側に生じる隙間を比較的小さくすることができる。このため、取水口１０は、スクリーン部材２の長手方向の両側に生じる隙間を塵芥がすり抜ける可能性を低減することができる。
【００３５】
以上述べたように、本実施形態に係るスクリーン装置１は、水平面に沿う方向を長手方向とする長尺部材であって、深さ方向に並べて配置される複数のスクリーン部材２を備える。スクリーン装置１は、スクリーン部材２を貫通する棒状部材である縦軸３１と、縦軸３１に交差する棒状部材である横軸３２と、が交互に接続された部材であって、複数のスクリーン部材２を連結する複数のクランク回転軸３と、クランク回転軸３を回転させる駆動装置４を備える。
【００３６】
これにより、クランク回転軸３が回転している間、平面視で移動する複数のスクリーン部材２のうち少なくとも１つが塵芥に接触し、河川１００の下流側へと移動させる力を加えている。また、上述した特許文献１においては、クランク機構が１つであったために河川の上流側の部分の動作が小さくなる可能性があったのに対して、本実施形態に係るスクリーン装置１は、複数のクランク回転軸３を用いてスクリーン部材２を連結し回転させている。これにより、スクリーン部材２は、流れＦ１方向の位置に関わらず、平面視で縦軸３１が移動する距離に応じた大きさの動作を行うことができる。これにより、スクリーン装置１は、捕捉した塵芥に対して河川１００の下流側に移動させる力を加えることができ、位置による当該力の大きさのバラつきを抑制することができる。
【００３７】
また、本実施形態に係る取水口１０は、水平面に沿う方向を長手方向とする長尺部材であって、深さ方向に並べて配置される複数のスクリーン部材２を備える。取水口１０は、スクリーン部材２を貫通する棒状部材である縦軸３１と、縦軸３１に交差する棒状部材である横軸３２と、が交互に接続された部材であって、複数のスクリーン部材２を連結する複数のクランク回転軸３と、クランク回転軸３を回転させる駆動装置４を備える。また、取水口１０は、スクリーン部材２の長手方向の両側に位置しており、スクリーン部材２の長手方向に突出する複数の凸部９１を備える側壁９を備える。複数の凸部９１は、横軸３２に対向する位置に、複数のスクリーン部材２が並べられる間隔と同じ間隔で並べられる。
【００３８】
このようにすることで、本実施形態に係る取水口１０は、スクリーン部材２の長手方向の両側に生じる隙間の一部を凸部９１が埋める。また、凸部９１は、深さ方向において横軸３２に対向する位置に配置されているため、スクリーン部材２の動作範囲とは異なる位置に配置されている。これにより、取水口１０は、スクリーン部材２の動作を妨げず、スクリーン部材２の長手方向の両側に生じる隙間を比較的小さくすることができる。このため、取水口１０は、スクリーン部材２の長手方向の両側に生じる隙間を塵芥がすり抜ける可能性を低減することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  スクリーン装置
１０、１０Ｃ  取水口
１００  河川
２  スクリーン部材
２１  軸受
２２  貫通孔
３  クランク回転軸
３１  縦軸
３１ｅ  端部縦軸
３２  横軸
３２ｅ  端部横軸
３３  ストッパー
３４  軸受
４  駆動装置
９、９Ｃ  側壁
９１  凸部
Ｃ  円周
Ｆ１、Ｆ２  流れ
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３  軸
【図１】
0005960180.tif 000002
【図２】
0005960180.tif 000003
【図３】
0005960180.tif 000004
【図４】
0005960180.tif 000005
【図５】
0005960180.tif 000006
【図６】
0005960180.tif 000007
【図７】
0005960180.tif 000008
【図８】
0005960180.tif 000009
【図９】
0005960180.tif 000010
【図１０】
0005960180.tif 000011
【図１１】
0005960180.tif 000012