(57)【要約】【課題】  水流を利用してドラムに回転力を与えることで、このドラム内に塵が蓄積するのを防止する。【解決手段】  水流用除塵機１は、水力発電所の水槽１０１に設置される。水流用除塵機１は、胴体に水流を透過するスクリーン４が形成されている円筒形のドラム２を備え、ドラム２が水流中に浸漬されて回転することにより、スクリーン４でこの水流中の塵５を捕捉して除塵するものである。水流がドラム２のスクリーン４上側から多く流入するよう水路底１０４の形状を工夫し、又は水流の傾斜面部材１０７を設け、このドラム２はスクリーン４上側から多くの水流を受けることによりドラム２に回転力を与えるものである。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体に水流を透過するスクリーン（４）が側面に形成されている略円筒形のドラム（２）を流路（１０３）中に備え、該ドラム（２）が水流中に浸漬されて回転することにより前記スクリーン（４）で当該水流中の塵（５）を捕捉して除塵する水流用除塵機（１）であって、
前記流路（１０３）における該ドラム（２）から上流側の水路底（１０４）に、該流路（１０３）を流れる水流が、前記ドラム（２）の上部から多く流入するように、この水流を上向きに変える流路変更部を形成した、ことを特徴とする水流用除塵機。
【請求項２】
前記流路変更部は、前記流路（１０３）の水路底（１０４）に、前記ドラム（２）の回転軸（６）の軸方向と平行になるように凹部（１０５）を形成し、該凹部（１０５）内で該ドラム（２）を回転させるように構成したものである、ことを特徴とする請求項１の水流用除塵機。
【請求項３】
前記凹部（１０５）は、前記流路（１０３）の水路底（１０４）の一部を、前記ドラム（２）の回転軸（６）の軸方向とその上下底面が平行になるように略半円筒状に形成したものである、ことを特徴とする請求項２の水流用除塵機。
【請求項４】
前記流路変更部は、前記流路（１０３）の水路底（１０４）における前記ドラム（２）の上流側に、水流を上向きに変える凸部（１０６）を形成したものである、ことを特徴とする請求項１の水流用除塵機。
【請求項５】
前記流路変更部は、前記流路（１０３）の水路底（１０４）に、前記ドラム（２）の回転軸（６）の軸方向と平行になるように凹部（１０５）を形成し、該凹部（１０５）内で該ドラム（２）を回転させると共に、該ドラム（２）の上流側に隣接するように、水流を上向きに変える凸部（１０６）を形成したものである、ことを特徴とする請求項１の水流用除塵機。
【請求項６】
前記流路変更部は、前記流路（１０３）の水路底（１０４）に、先端が前記ドラム（２）向きに上方に傾斜した傾斜面部材（１０７）を設けたものである、ことを特徴とする請求項１の水流用除塵機。
【請求項７】
胴体に水流を透過するスクリーン（４）が側面に形成されている略円筒形のドラム（２）を流路（１０３）中に備え、該ドラム（２）が水流中に浸漬されて回転することにより前記スクリーン（４）で当該水流中の塵（５）を捕捉して除塵する水流用除塵機（１）であって、
前記ドラム（２）内に、前記スクリーン（４）を透過して該ドラム（２）内に流入する水流を受けて、この水流の向きを該ドラム（２）の側方に変える流向変更部材を備えた、ことを特徴とする水流用除塵機。
【請求項８】
前記流向変更部材は、水流を受けることにより前記ドラム（２）に回転力を与えるものである、ことを特徴とする請求項５の水流用除塵機。
【請求項９】
前記流向変更部材は、前記ドラム（２）内に該ドラム（２）の内周に沿って複数個設けられ、何れも該ドラム（２）の周方向の同一の一方側が凹形状、同一の他方側が凸形状をしているものである、ことを特徴とする請求項６に記載の水流用除塵機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力発電設備における水槽内に混入した塵を除去する水流用除塵機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水力発電設備においては、水槽内に水を貯蔵し、この水を水車発電機に導いて発電を行なう。この水槽内には、様々な塵が混入するため、水槽内に混入した塵を除去する必要がある。そこで、水車発電機に流れる水流中に特許文献１，２に示すような除塵機を設ければ、水車発電機内に大きな塵が流入することを防ぐ技術が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１の特開平９−１９５２４９号「水路用除塵機」には、両端部を固定された半円周形状を有する複数個のスクリーンバーと、各スクリーンバー間を回転し、且つスクリーンバーにより形成される半円周形状表面より外方または内方へ出入する機構を有する複数個のレーキと、当該出入するレーキ面に弾性的に接触する機構を有する複数個のスクレーパとを備えることにより、スクリーンバーにより塞き止められたゴミをレーキとスクレーパにより掻揚げ掻落として除塵する水路用除塵機について開示されている。
【特許文献１】特開平９−１９５２４９号公報
【０００４】
特許文献２の特開１１−３５０４５９号「除塵装置」には、円筒状本体の内周面側にすくい部が複数配設されているリングスクリーンを、支持枠に環状に配設された複数のローラをそのリングスクリーンの外周面側縁部ところがり接触させることにより、回転自在に支持し、リングスクリーンの回転中心軸が塵芥等の流れる水路方向と略直交するようにして、支持枠で支持されたリングスクリーンを水路内に配置し、リングスクリーンを回転させるための駆動機構を、リングスクリーンの上部且つ外周面側に設けた除塵装置について開示されている。
【特許文献２】特開１１−３５０４５９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、これらの除塵機では、円筒形のドラムの胴体に形成されたスクリーンから水がドラム内に流入し、再度、ドラム内の水がスクリーンを介してドラム外に流出するようになっているため、落ち葉などの細かな塵はドラム内からスクリーンを介してドラム外に流出するものの、イネ科の雑草などの塵はスクリーンを介してドラム外に流出しにくく、ドラム内に蓄積されてしまうという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、水流を利用してドラムに回転力を与えることで、このドラム内に塵が蓄積するのを防止することができる水流用除塵機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、胴体に水流を透過するスクリーン（４）が側面に形成されている略円筒形のドラム（２）を流路（１０３）中に備え、該ドラム（２）が水流中に浸漬されて回転することにより前記スクリーン（４）で当該水流中の塵（５）を捕捉して除塵する水流用除塵機（１）であって、前記流路（１０３）における該ドラム（２）から上流側の水路底（１０４）に、該流路（１０３）を流れる水流が、前記ドラム（２）の上部から多く流入するように、この水流を上向きに変える流路変更部を形成した、ことを特徴とする水流用除塵機が提供される。
【０００８】
前記流路変更部は、前記流路（１０３）の水路底（１０４）に、前記ドラム（２）の回転軸（６）の軸方向と平行になるように凹部（１０５）を形成し、該凹部（１０５）内で該ドラム（２）を回転させるように構成したものである。
前記凹部（１０５）は、前記流路（１０３）の水路底（１０４）の一部を、前記ドラム（２）の回転軸（６）の軸方向とその上下底面が平行になるように略半円筒状に形成したものである。
前記流路変更部は、前記流路（１０３）の水路底（１０４）における前記ドラム（２）の上流側に、水流を上向きに変える凸部（１０６）を形成したものである。
前記流路変更部は、前記流路（１０３）の水路底（１０４）に、前記ドラム（２）の回転軸（６）の軸方向と平行になるように凹部（１０５）を形成し、該凹部（１０５）内で該ドラム（２）を回転させると共に、該ドラム（２）の上流側に隣接するように、水流を上向きに変える凸部（１０６）を形成したものである。
前記流路変更部は、前記流路（１０３）の水路底（１０４）に、先端が前記ドラム（２）向きに上方に傾斜した傾斜面部材（１０７）を設けたものである。
【０００９】
また、本発明は、胴体に水流を透過するスクリーン（４）が側面に形成されている略円筒形のドラム（２）を流路（１０３）中に備え、該ドラム（２）が水流中に浸漬されて回転することにより前記スクリーン（４）で当該水流中の塵（５）を捕捉して除塵する水流用除塵機（１）であって、前記ドラム（２）内に、前記スクリーン（４）を透過して該ドラム（２）内に流入する水流を受けてこの水流の向きを該ドラム（２）の側方に変える流向変更部材を備えたものである。
【００１０】
前記流向変更部材は、水流を受けることにより前記ドラム（２）に回転力を与えるものである。
前記流向変更部材は、前記ドラム（２）内に該ドラム（２）の内周に沿って複数個設けられ、何れも該ドラム（２）の周方向の同一の一方側が凹形状、同一の他方側が凸形状をしているものである、ことを特徴とする請求項６に記載の水流用除塵
【発明の効果】
【００１１】
上述したように、本発明の水流用除塵機では、流路（１０３）の水路底（１０４）に、水流を上向きに変える、凸部（１０６）又は傾斜面部材（１０７）等の流路変更部を形成しているので、この流路（１０３）を流れる水流がドラム（２）の上部に多く流入することにより、ドラム（２）に強い回転力が生じる。そこで、ドラム（２）内に流入する水流を受けて当該水流の向きをドラム（２）の側方に変えることができるので、ドラム（２）内の塵（５）を水流によりドラム（２）の側方から排出して、ドラム（２）内に塵（５）が蓄積するのを防止することができる。
【００１２】
水流によりドラム（２）を回転させることができるので、ドラム（２）の回転にモータなどの駆動源は必要なく、水流用除塵機（１）の製造コスト、ランニングコストを低減することができる。ドラム（２）のスクリーン（４）上側に、塵（５）がかかるとドラム（２）外とドラム（２）内に水位差が生じ、この水位差によりドラム（２）上部には下流向きの力が加わってドラム（２）の回転力が上昇し、スクリーン（４）で水流中の塵（５）を塞き止めて行なう除塵を促進することができる。
【００１３】
また、ドラム（２）はその上部から多くの水流を受けることにより、或いは流向変更部材の凹形状に水流が当たるか、凸形状に水流が当たるかの違いにより、ドラム（２）を回転させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の水流用除塵機は、胴体に水流を透過するスクリーンが形成されている略円筒形のドラムを備え、このドラムが水流中に浸漬されて回転することによりスクリーンで当該水流中の塵を捕捉して除塵するものである。水流がドラムの上部から多く流入するよう水路底の形状を工夫し、又は水流の傾斜面部材を設けた。そこで、このドラムはその上部から多くの水流を受けることによりドラムに回転力を与えるものである。
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の水流用除塵機の設置状況を説明する説明図である。
本発明の水流用除塵機１は、水力発電所の水槽１０１内に設置され、この水槽１０１内の塵を除去する。即ち、水力発電所には、水流で発電を行なう水車発電機１０２が設けられ、水槽１０１内の水を流路１０３で水車発電機１０２に導いて発電を行なう。なお、この水車発電機１０２は簡略的に示したもので実際の発電装置の構成とは異なる。
水流用除塵機１は、略円筒形のドラム２を備えている。ドラム２の胴体は、外枠３と、この外枠３に設けられ金網などで構成されたスクリーン４とを備えている。外枠３は回転支柱１０で回転軸６に支持される。
【００１６】
水流用除塵機１は、ドラム２を水槽１０１内の水に浸漬し、図示しないモータなどで回転させるようになっている。図１では、水槽１０１内の水流方向は左側が上流であり、この図示例では、ドラム２は時計回りに回転させるようになっている。このとき、水流はドラム２のスクリーン４を通過し、同時に水中の塵５はスクリーン４に絡んで捕捉され、ドラム２の回転と共に水面上に引き上げられる。この引き上げられた塵５は、水上に設置されたレーキ９などで掻き取り、回転する掻寄装置７で所定位置にかき寄せるようにして除去することができる。あるいは、スクリーン４に水を吹き付けて、塵５をスクリーン４から落とし、この落ちた塵５を水とともに所定位置に流すことで除去するようにしてもよい。
【実施例１】
【００１７】
図２は本発明の実施例１の流路に凹部と凸部からなる流路変更部を形成した水流用除塵機の設置状況を説明する説明図である。
実施例１の水流用除塵機は、水流がドラム２の上部から多く流入するように水路底１０４の形状を工夫したものである。流路１０３内におけるドラム２の上流側の水路底１０４に、この流路１０３を流れる水流がドラム２のスクリーン４上側から多く流入するように、水流を上向きに変える流路変更部を形成した。この流路変更部は、流路１０３の水路底１０４に、ドラム２の回転軸６の軸方向と平行になるように凹部１０５を形成したものである。例えば、流路１０３の水路底１０４に、ドラム２の回転軸６の軸方向とその上下底面が平行になるように略半円筒状になる凹部１０５を形成し、この凹部１０５内でドラム２を回転させるように構成したものである。
【００１８】
更に、実施例１の水流用除塵機では、流路１０３の水路底１０４におけるドラム２の上流側に、水流を上向きに変える凸部１０６を形成した流路変更部を設けることができる。このように流路１０３の水路底１０４に、水流を上向きに変える流路変更部を形成しているので、この流路１０３を流れる水流がドラム２のスクリーン４上側に多く流入することにより、ドラム２に強い回転力を与えることができる。そこで、ドラム２内に流入する水流を受けてその水流の向きをドラム２の側方に変えることができるので、ドラム２内の塵５を水流により、ドラム２の側方から排出して、ドラム２内に塵５が蓄積することを防止することができる。
【００１９】
なお、実施例１の水流用除塵機では、ドラム２の上部に水流を多く当てるために、このドラム２を凹部１０５内で回転させるように、この凹部１０５を水路底１０４において深く掘り下げるように構成したものでも、逆に上流側に、水流を上向きに変える凸部１０６を高く形成した流路変更部を設けることについて説明している。しかし、水流を上向きに変えるという目的を達成できれば、凹部１０５のみ又は凸部１０６のみを水路底１０４に形成することができる。あるいは、凹部１０５と凸部１０６の両方を水路底１０４に形成することも可能である。
【実施例２】
【００２０】
図３は本発明の実施例２の流路に傾斜面部材からなる流路変更部を形成した水流用除塵機の設置状況を説明する説明図である。
実施例２の水流用除塵機の流路変更部は、流路１０３の水路底１０４に、先端がドラム２へ向くと共に上方に傾斜した傾斜面部材１０７を設けたものである。この傾斜面部材１０７によっても、流路１０３を流れる水流がドラム２の上部に多く流入するようになるので、ドラム２に強い回転力を与えることができる。このように流路１０３における流路変更部は、水路底１０４に形成した凹部１０５に限定されず、傾斜面部材１０７でもよい。なお、水流を上向きに変えることができるものであればこれらの凹部１０５や傾斜面部材１０７以外のものを設けることは勿論可能である。
【実施例３】
【００２１】
図４は水流用除塵機のドラムを示す一部省略した横断面図である。図５は水流用除塵機の設置状況を説明する斜視図である。
次に示す実施例３は、ドラム２自体に回転力を付与する部材を構成したものである。図４に示すように、ドラム２の内周には、例えば外枠３に流向変更部材となる複数個の羽根８が設けられている。この羽根８は、外枠３の内周に例えば等間隔に配置されている。図４においては、水流の向きを矢印で示している。すなわち、ドラム２の水流上流側部分から水流がドラム２内に流入し（矢印ａ）、本来は、その大部分がドラム２の水流下流側部分から流出する（矢印ｂ）。しかし、実施例３では、ドラム２に羽根８が設けられており、この羽根８がドラム２の回転により水流下流側に位置すると、大部分が矢印ｂ方向に流出する水流を跳ね返して、矢印ｃ方向、すなわち、ドラム２の側方に水流を変える。これにより、ドラム２内の水はドラム２の側方に流れ、スクリーン４を通過してドラム２内に侵入した塵５はドラム２内に滞留することなく、矢印ｃ方向の水流によりドラム２の側方から流出する（図５参照）。
【００２２】
図６は水流用除塵機のドラムの他の構成例を示す一部省略した横断面図である。
図６のドラム２が図４のものと相違する点は、羽根８の取付角度が異なる点である。この取付角度により、ドラム２内の水流は、ドラム２の水流下流側部分で水流をドラム２側方にはじき返すのみならず、図６において紙面の上側にもはじき返す。よって、図６では、この水流（矢印ｃ）は紙面の斜め右上、斜め左上に流れることになる。この矢印ｃの水流の羽根８での反射により、その反作用としてドラム２には回転力が与えられる。この例では、水流によりドラム２に回転力が与えられるので、前述の例のようにモータでドラム２を回転させることが不要となり、水流用除塵機１の製造コスト、ランニングコストを低減することができる。
【００２３】
図７は水流用除塵機のドラムの他の構成例を示す一部省略した横断面図である。
図７のドラム２が図４のものと相違する点は、羽根８の形状が異なる点である。即ち、図７では、ドラム２内にドラム２の内周に沿って羽根８が複数個設けられ、この羽根８は、いずれもドラム２の周方向の同一の一方側が凹形状８ａ、同一の他方側が凸形状８ｂをしている。具体的には、本例の羽根８はお椀形である。
【００２４】
図８はドラムの回転について説明するものであり、（ａ）は羽根の縦断面図、（ｂ）は羽根が水流を受ける状態を示す説明図である。
図８（ａ）に羽根８の縦断面図で示すように、矢印ｄ方向の水流が凹形状８ａに当たるときは、羽根８は、この水流を凹形状８ａで受け止めやすい。また、矢印ｅ方向の水流が凸形状８ｂに当たるときは、この水流を凸形状８ｂで分散させるので、羽根８は水流の力を受けにくい。
【００２５】
羽根８の形状をこのように構成したので、図８（ｂ）に示すように、矢印ｆの水流を受けると、ドラム２の上側の羽根８では水流を受けやすく、ドラム２の下側の羽根８では水流を分散させる。また、上述した水路底１０４の形状や傾斜面部材１０７により、水流がドラム２上部にあたる場合ドラム２の下側の羽根は水流の影響を受けにくく、ドラム２に回転力が与えられるので、上述した図４の例のようにモータでドラム２を回転させることが不要となり、水流用除塵機１の製造コスト、ランニングコストを低減することができる。
【００２６】
図９はドラムにおいてドラムにかかる塵による回転力の発生を示す説明図であり、（ａ）は水中でドラムに塵芥が付着した場合、（ｂ）は水面付近に塵芥が付着した場合である。
図９（ａ）に示すように、ドラム２のスクリーン４に塵５がかかると、塵５は水流によって下流向きの力（Ｆ）を受ける。この下流向きの（Ｆ）はスクリーン４をドラム２中心に押す力（Ｆｃ）とドラム２を回転させる力（Ｆｔ）に分解して作用する。ドラム２中心に押す力（Ｆｃ）は、塵５がスクリーン４に張り付く力（スクリーン４との摩擦力に比例する力）で図９（ａ）の塵５の位置であれば（Ｆｃ＞Ｆｔ）となり、ドラム２を回転させる力（Ｆｔ）より大きくなり、ドラム２に回転力を付与するようになる。塵５は回転するドラ２ムのスクリーン４に張り付いて一緒に回転しながら、水上に設置されたレーキ９などで掻き取り、回転する掻寄装置７で所定位置にかき寄せるようにして除去される。
【００２７】
図９（ｂ）に示すように、塵５の位置が水面付近になるほど、ドラム２中心に押す力（Ｆｃ）は小さくなり塵５が回転方向（下流方向）に押される力が大きくなる。即ち（Ｆｃ＜＜Ｆｔ）となり、塵５はスクリーン４に付着しないで押し流されやすくなる。また、塵５が多くなり上流側の水位が高くなると水面付近の塵５は更に下流に押されやすくなる。
【００２８】
なお、本発明は上述した発明の実施の形態に限定されず、水流の向きをドラムの側方に変えることで、ドラム内に塵が蓄積するのを防止することができる構成であれば、図示したような構成に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の水流用除塵機は、水力発電設備における水槽内に溜まる塵を除去するときに利用できるだけでなく、落ち葉などが溜まりやすい池、貯水池であって水流が形成される場所であれば利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例１の水流用除塵機の設置状況を説明する説明図である。
【図２】本発明の実施例１の流路に凹部と凸部とからなる流路変更部を形成した水流用除塵機の設置状況を説明する説明図である。
【図３】本発明の実施例２の流路に傾斜面部材からなる流路変更部を形成した水流用除塵機の設置状況を説明する説明図である。
【図４】水流用除塵機のドラムを示す一部省略した横断面図である。
【図５】水流用除塵機の設置状況を説明する斜視図である。
【図６】水流用除塵機のドラムの他の構成例を示す一部省略した横断面図である。
【図７】水流用除塵機のドラムの他の構成例を示す一部省略した横断面図である。
【図８】ドラムの回転について説明するものであり、（ａ）は羽根の縦断面図、（ｂ）は羽根が水流を受ける状態を示す説明図である。
【図９】ドラムにおいてドラムにかかる塵による回転力の発生を示す説明図であり、（ａ）は水中でドラムに塵芥が付着した場合、（ｂ）は水面付近に塵芥が付着した場合である。
【符号の説明】
【００３１】
１  水流用除塵機
２  ドラム
３  外枠
４  スクリーン
５  塵
６  回転軸
７  掻寄装置
８  羽根（流向変更部材）
９  レーキ
１０  回転支柱
１０１  水槽
１０２  水車発電機
１０３  流路
１０４  水路底
１０５  凹部（流路変更部）
１０６  凸部（流路変更部）
１０７  傾斜面部材（流路変更部）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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