(57)【要約】【課題】  除塵機により塵芥を水面より高く掻き揚げることなく、塵芥を排砂水路に排出して、塵芥処分量を著しく低減することが可能な除塵機を提供することを目的とする。【解決手段】  水流と交差するように水路６に設けられたスクリーン２と、前記スクリーン２に沿って昇降するレーキ８と、前記レーキ８を昇降させる昇降手段５とを備えた除塵機１において、前記レーキ８の水流と交差する断面形状を樋状にし、前記レーキ８の一端8aと水路側壁18との間は開口するとともに、前記レーキ８の他端8bと水路側壁19とは当接し、前記レーキ８の他端側水路側壁19に流塵用水門21を設けることにより上記の課題を解決する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水流と交差するように水路に設けられたスクリーンと、前記スクリーンに沿って昇降するレーキと、前記レーキを昇降させる昇降装置とを備えた除塵機において、前記レーキの水流と交差する断面形状を樋状にし、前記レーキの一端と水路側壁との間は開口するとともに、前記レーキの他端と水路側壁とは当接し、前記レーキの他端側水路側壁に流塵用水門を設けたことを特徴とする除塵機。
【請求項２】
前記樋状をしたレーキの底板に長手方向の勾配を設けたことを特徴とする請求項１に記載の除塵機。
【請求項３】
前記流塵用水門が水面高さに相当する位置の水路側壁に設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の除塵機。
【請求項４】
前記レーキの昇降動作と前記流塵用水門の開閉動作を連動させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の除塵機。
【請求項５】
前記レーキが水面高さまで上昇すると前記流塵用水門が開くように制御されることを特徴とする請求項４に記載の除塵機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川、用水路、水力発電所の取水路等に設置される除塵機に関する。
【背景技術】
【０００２】
河川、用水路、水力発電所の取水路等には、流水の他に樹木の枝や落ち葉等の異物が混入する。また、人里に近くなるとビニールやペットボトル等の自然物以外の異物も混入するようになる。これらの異物が混入すると、たとえば水力発電所の取水路であれば、発電機器の故障の原因となる場合がある。そこで、従来から水路には各種の除塵機が設けられている。
【０００３】
除塵機としてもっとも多く使用されているのは、水流と交差するように水路に設けられたスクリーンと、前記スクリーンに沿って昇降するレーキと、前記レーキを昇降させる昇降手段を備えたものである。スクリーンの上流側に塵芥が溜まると手動または自動運転によりレーキを上昇させて塵芥を掻き揚げ、除塵するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、除塵機は流水と一緒に流れる塵芥を除去するためのものであり、除塵機により水路から塵芥を除去することは、本来的には問題視すべきものではない。水路の後流側に設置される発電機器等の動作に支障が生じる大きな枝や動物の死骸等の大きなものは、スクリーンにより捕捉して水路の後流側へ流れないようにする必要がある。
【特許文献１】特開２００４−３６１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、塵芥は単に除塵機により水路から除去すれば済むというものではない。塵芥を水路から掻き揚げれば必ず塵芥を処理する必要がある。実際的にも塵芥は水路から掻き揚げるよりも、塵芥を処理する方がはるかに困難な作業となる。
【０００６】
例えば、水路から除去した塵芥を焼却処分や埋立て処分する方法もあるが、いずれにしても塵芥の処分に要する労力と費用は嵩む。さらに、環境問題も考慮しなければならず、処分可能な塵芥には量的制限もある。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、除塵機により塵芥を水面より高く掻き揚げることなく、水流を利用して塵芥を排砂水路に排出し、塵芥処分量を著しく低減することが可能な除塵機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】
【０００８】
請求項１記載の発明は、水流と交差するように水路に設けられたスクリーンと、前記スクリーンに沿って昇降するレーキと、前記レーキを昇降させる昇降装置とを備えた除塵機において、前記レーキの水流と交差する断面形状を樋状にし、前記レーキの一端と水路側壁との間は開口するとともに、前記レーキの他端と水路側壁とは当接し、前記レーキの他端側水路側壁に流塵用水門を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の除塵機において、前記樋状をしたレーキの底板に長手方向の勾配を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の除塵機において、前記流塵用水門が水面高さに相当する位置の水路側壁に設けられたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の除塵機において、前記レーキの昇降動作と前記流塵用水門の開閉動作を連動させたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の除塵機において、前記レーキが水面高さまで上昇すると前記流塵用水門が開くように制御されることを特徴とするものでる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の除塵機によれば、レーキを水面高さまで上昇させた後で流塵用水門を開放すると、樋状をしたレーキの一端側から他端側に向かってレーキ内に水の流れが発生する。その結果、レーキ内に捕集された塵芥も樋状のレーキ内を流れ、流塵用水門から排出することができる。
【００１４】
請求項２記載の除塵機によれば、樋状をしたレーキの底板に長手方向の勾配を設けたので、レーキ内を流れる水の勢いを加速でき、塵芥を確実に流塵用水門から排出することができる。
【００１５】
請求項３記載の除塵機によれば、流塵用水門が水面高さに相当する位置の水路側壁に設けられているので、レーキが水面位置にある場合に効率よく塵芥を流塵用水門から排出することができる。
【００１６】
請求項４記載の除塵機によれば、レーキの昇降動作と流塵用水門の開閉動作を連動させたので、スクリーンに溜まった塵芥を除去する作業が容易になるとともに、作業の安全性も高まる。
【００１７】
請求項５記載の除塵機によれば、レーキが水面高さまで上昇すると流塵用水門が開くように制御されるので、効率よく塵芥を流塵用水門から排出することができるとともに、塵芥の排出に要する無駄な放水を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る除塵機１を水路に設置した場合の縦断面図である。スクリーン２に捕捉された塵芥３を水面４から掻き揚げるレーキ昇降装置５は本発明の特徴的構成ではなく、従来から知られている各種のレーキ昇降装置５を用いることができる。また、流塵用水門21も本発明の特徴的構成ではなく、従来から知られている各種の水門21を用いることができる。したがって、本発明に用いる除塵機１は各種形式のものを適用できるが、図１に示したレーキ昇降装置５を含む除塵機１について簡単に説明する。
【００１９】
図１において、流水はスクリーン２の左側から右側へと流れる。流水に含まれる塵芥３を捕捉するスクリーン２は水路６の全幅にわたって設けられる。このスクリーン２は縦格子状のバースクリーンであり、多数のスクリーンバー2aからなる。そして、スクリーン２は支持フレーム（図示せず）を介して水路６中において若干後流側に傾斜した状態で上下に配設され、その下端は水路６中の底面７に固定されている。
【００２０】
スクリーン２の上流側に設けられ、前記スクリーン２を構成するスクリーンバー2aに摺動しながら上昇し、前記スクリーン２に溜まった流木や落ち葉等を掻き揚げるレーキ８は、レーキ昇降装置５により駆動される。図に示すレーキ昇降装置５は、レーキ８の昇降自体は動力駆動するものである。
【００２１】
水路６上に設けられた架台９にはレーキ昇降装置５が備えられている。図１に示すレーキ８は往復動作することによりスクリーン２に捕捉された塵芥３を掻き揚げるものである。塵芥３を掻き揚げる際には、レーキ８をスクリーン２の表面から離間した状態で下降させ、その後、レーキ８をスクリーンバー2aに摺動させながら上昇させて塵芥３を掻き揚げるものである。したがって、レーキ８は往復動作するものであるが、上昇時と下降時とでは異なる経路を移動するものであり、レーキ昇降装置５には昇降駆動手段11とともにレーキ傾動手段12も備えられている。具体的には電動ジャッキや電動シリンダー等のリニアアクチュエータを用いて構成している。また、レーキ昇降装置５には、リニアアクチュエータを操作するためのレーキ上昇スイッチ13と、レーキ下降スイッチ14と、レーキ上向傾動スイッチ15と、レーキ下向傾動スイッチ16とを備えた操作盤17が設けられている。
【００２２】
次に、本発明の特徴的構成要素について説明する。本発明に係る除塵機１は、水流と交差するように水路６に設けられたスクリーン２と、前記スクリーン２に沿って昇降するレーキ８と、前記レーキ８を昇降させる昇降装置５とを備えた除塵機１において、前記レーキ８の水流と交差する断面形状を樋状にし、前記レーキ８の一端8aと水路側壁18との間は開口するとともに、前記レーキ８の他端8bと水路側壁19とは当接し、前記レーキ８の他端側水路側壁19に流塵用水門21を設けたことを特徴とするものである。
【００２３】
図１に示すように、レーキ昇降装置５により昇降させられる昇降部材20の下端に取付けられるレーキ８は、水流と交差する断面形状が樋状とされている。より詳細には、底板8cと一体で形成された上流側板8dと、前記底板8cと一体で形成された下流側板8eからなる樋状をしている。そして、下流側板8eの上端部は外側に曲げられ、その上端部にレーキ爪8fが取付けられている。レーキ爪8fは多数形成されており、スクリーン２を構成するスクリーンバー2aと同ピッチで配列されている。すなわち、各レーキ爪8fは各スクリーンバー2aの目開きとなる隙間に挿入されている。
【００２４】
また、樋状のレーキ８の底板8cには、図２に示すように長手方向の勾配が設けられている。そして、レーキ８の一端8a（右側）と水路側壁18との間は開口しているとともに、レーキ８の他端8b（左側）と水路側壁19とは当接している。その結果、レーキ８の樋としての断面積は右側が小さく、左側が大きくなっている。
【００２５】
レーキ８の左側である他端側水路側壁19の水面高さに相当する位置には、流塵用水門21が設けられている。流塵用水門21は略平板状をしており、下辺においてヒンジ22により水路側壁19に取付けられ、上辺において電動ジャッキ23の作動軸24下端のクレビス25に回動自在に取付けられている。ここで、流塵用水門21の平面形状は、樋状のレーキ８の左側開口部の形状に対応した形状と大きさを有している。具体的には矩形形状とされている。また、電動ジャッキ23は水路側壁19の適所にハウジング全体として回動可能なように軸受により支持された回動軸26に取付けられている。その結果、電動ジャッキ23の作動軸24を上限位置まで作動させると、図２に示すように流塵用水門21は閉じた状態になる。一方、電動ジャッキ23の作動軸24を下限位置まで作動させると、図３に示すように流塵用水門21は開いた状態になる。このようにして電動ジャッキ23を作動させることにより流塵用水門21を開閉することができる。なお、電動ジャッキ23には作動軸24の上下限位置を検出するリミットスイッチ27が設けられており、流塵用水門21の開閉操作は自動的に行うことができる。さらに、流塵用水門21の開閉動作はレーキ８の昇降動作と連動するように構成されている。すなわち、流塵用水門21の開閉動作はレーキ８が水面位置にある状態で行なうのが通常の操作モードであり、レーキ８が水面高さまで上昇すると流塵用水門21が開くように制御される。
【００２６】
次に、上記実施例の作用について説明する。流塵用水門21は、通常状態において閉じられている。スクリーン２の上流側に溜まった塵芥３を取り除く必要が生じた際には、レーキ昇降装置５に設けられた操作盤17のレーキ上向傾動スイッチ15をオンにした後、レーキ下降スイッチ14をオンにしてレーキ８をスクリーン２の最下部まで下降させる。次に、レーキ下向傾動スイッチ16をオンにしてレーキ爪8fをスクリーンバー2aの目開きに挿入した後、レーキ上昇スイッチ13をオンにしてレーキ８をスクリーンバー2aに摺動させながら上昇させ、スクリーン２に溜まった塵芥３を捕集する。そして、樋状をしたレーキ８の上流側板8dの上辺が水面４から露出する位置までレーキ８を上昇させ、その位置でレーキ８の移動を停止する。かかる状態では樋状をしたレーキ８の上流側板8dの上辺は水面４から露出しているものの、下流側板8eの高さは上流側板8dの高さより低いため、下流側板の8e上辺に位置するレーキ爪8fは水面４から露出しないままである。ただし、レーキ８がスクリーン２の下部から水面４近くまで摺動することで、スクリーン２に溜まった塵芥３は樋状のレーキ８内に捕集されることになる。
【００２７】
その後、電動ジャッキ23を操作して流塵用水門21を開にする。そうすると、図３に示すように樋状をしたレーキ８の左側開口部から流塵用水門21を通って水が勢いよく流れ出る。レーキ８の他端8b（左側）と水路側壁19とは当接しており、当接部からレーキ８内への水の流入は無いか、あっても僅かであるから、レーキ８から流れ出る水は主としてレーキ６の一端8a（右側）からレーキ８内へ流入する水である。また、スクリーン２の下流側からスクリーン２の目開きを逆流してレーキ８内へ流れ込む水もある。いずれにしても、レーキ８内では右側から左側へと向かう水流が発生する。この水流の勢いはレーキ８の底板8cに勾配が設けられていることもあって、強い流れとなる。その結果、樋状のレーキ８内に捕捉されていた塵芥３も水流とともに左側に流され、流塵用水門21を通って排砂水路28へと排出される。レーキ８内に捕捉された塵芥３が水流とともに流出した段階で流塵用水門21を閉じる。このようにして、スクリーン２に溜まった塵芥３を排砂水路28へ排出することが可能となる。塵芥３の量が多い場合には前記の塵芥排出操作１回だけでは不十分であるが、そのような場合には前記の塵芥排出操作を数回繰り返して行なうことにより、より多くの塵芥３であっても同様にして排砂水路28へ排出することができる。
【００２８】
以上説明した塵芥排出操作は、人手により行うものであるが、塵芥排出操作を人手によることなく自動的に行うこともできる。例えばプログラマブルコントローラを用いて、レーキ８の昇降動作と流塵用水門21の開閉動作を順序立てて制御することで塵芥排出操作を自動化することができる。
【００２９】
このようにしてスクリーン２に溜まった塵芥３を水面４から掻き揚げることなく排砂水路28に排出することができる。したがって、除塵機１により水路６内から掻き揚げる塵芥３を無くすることができるか、著しく低減することができるので、塵芥処分量も著しく低減することが可能となる。
【００３０】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は種々の変形実施をすることができる。たとえば、上記実施例においては、樋状のレーキ８の断面形状を矩形形状としているが、レーキ８の断面形状は矩形形状に限定されるものではなく、半円形状でもよいし三角形状でも構わない。また、上記実施例においては、レーキ８の他端8bと水路側壁19とを当接しているが、ここでいう当接とは多少の隙間がある状態をも含む概念であり、その隙間からレーキ８内へ多少の水が流入しても構わない。要するに流塵用水門21を開状態にした際に樋状のレーキ８の一端8aから他端8bへ向かう水流が発生する構造であればよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る除塵機を水路に設置した場合の縦断面図である。
【図２】同上、水路上流側から見た正面図であり、流塵用水門が閉状態にある場合を示す。
【図３】同上、水路上流側から見た正面図であり、流塵用水門が開状態にある場合を示す。
【符号の説明】
【００３２】
１  除塵機
２  スクリーン
５  昇降装置（レーキ昇降装置）
６  水路
８  レーキ
8a  レーキの一端
8b  レーキの他端
8c  レーキの底板
18,19  水路側壁
21  流塵用水門
【図１】
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【図２】
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【図３】
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