(57)【要約】【課題】  取水用工作物の機能要素である自然に流れくる枯葉枯草小枝を用水中から確実に排除し、水中より引き上ることなく自然に近い形で元の河川流の中にそのまま戻す。また水に弱い電源を使わず水没状態から回復した状態でも安定した作動機能を保持する。【解決手段】  取水設備内に小落差を設け水流に運動エネルギーを与えこれを水車により原動力として確保し自己制御運転機能による不要電源装置とし、用水水位に対して浮台を設けスクリーン下軸を基軸に常にスクリーン上端部が水面に存在するようにスクリーンの傾斜角度を装置全体で追随変化移動させ、掻揚塵芥が水面から上がることなく浮遊物バケット３にて浮遊状態のまま掬い上げ元の河川流に戻す。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取水設備内に小落差を設け水流に運動エネルギーを与えこれを水車により原動力として取得し単純確実なバースクリーンと水重りシーソーを巧みに応用した開放型機械構造で保守が容易になり、水没状態の去った後でも通常通り機能を回復する事を特徴とする電源不要の用水中浮遊塵芥除去装置。
【請求項２】
常にスクリーン上端部が水面に存在するようスクリーンの上端部を該スクリーンの傾斜により水面に追随移動させ浮遊塵芥を水中より引上げることなく元の河川に戻す事が可能な機構を有すことを特徴とする浮遊塵芥除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川湖沼から塵芥浮遊物の少ない水を取得するのに必要な、電源を必要とせずその流水の運動エネルギーを利用し且つ水量の変化による水位の変動に応じ水中に浮遊した状態のまま常時排出する機能を持つ浮遊塵芥除去装置を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在主流である石油石炭系化石エネルギーは地球環境に多大な負荷を生じさせその対策で自然エネルギー利用に転換することが急務であり、化石エネルギーに変わる更なるエネルギーの確保の為、無数に存在する中小河川においてそのエネルギーの活用が有望視されているが、その対応対象は大自然であり、生き物であり、利害関係が複雑で、関係監督官庁も多く、採算性即ち設備費並びにメンテナンス費用の負担問題と多岐に渡り煩雑なことから実用的な活用開発が遅れている。
【０００３】
特に塵芥類の少ない水を必要とする発電用の取水場所は安定した電源確保の困難な場所が多く、且つ水量も大きく自然変動することからこれに自動的に対応する浮遊塵芥除去装置が必要とされる。
【０００４】
洪水時における水没状態において故障する要因を多く含む電源を必要とする装置は、予期出来ぬ出水時への不安が解消されない。
【０００５】
自然な湖沼や河川では流れくる塵芥類に対し規模が小さい取水設備においては排除機械のメンテナンス労力と費用の割合が大きくなり課題になっていた。又、従来型の電源を用いた異物排除方式は一定の効果が得られているが、本発明で述べるような安全安心な装置になっていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許公開    平１１−２８００４３
【特許文献２】特許公開  ２０００−９６５３８
【特許文献３】特許公開  ２０００−２６５４４５
【特許文献４】特許公開  ２００１−２６２５４１
【特許文献５】特許公開  ２００２−６６２２１
【特許文献６】特許公開  ２００２−３６３９５０
【特許文献７】特許公開  ２００４−２１１４３０
【特許文献８】特許公開  ２００５−１９４７５１
【特許文献９】特許公開  ２００７−３２１４８４
【特許文献１０】特願   ２０１０−０３５６４９
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】経済産業省・新エネルギー財団  「中小水力標準化モデルプラント設計調査総括」平成１４年公開
【非特許文献２】菊岡武男著  「取水堰設計上の問題点について（続）」平成７年公開
【非特許文献３】ＮＥＤＯ  「マイクロ水力発電導入ガイドブック」平成１５年３月公開
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
良好な取水用工作物で必要な機能での問題点は上流より自然に流れくる水中には必ず枯葉枯草小枝が存在し、水中より引上げることにより産業廃棄物に変りその処理処分に大変な労力と費用が嵩み得策ではなく、これらは河川海水の生物に対する栄養源でも有ることからこれを無闇に採集廃棄することなく自然に近い形で用水中から排除し、河川流の中にそのまま戻し自然に流下させることにより自然の営みを温存することである。
【０００９】
第二点は河沼自然水位取水式においては少水時から洪水時迄安定した塵芥排除機能が求められるが、変化量が余りにも大きく難問であった。
【００１０】
第三点は小水力発電設備においては取水場所が、その大きな水流落差を利用することで運営効率が上がり当然河川では急峻な流れを呈する場所又はその直近となり、谷間の狭い河川内に上記課題を解決する全ての工作物を設置することが費用面で有利になり、洪水時の水没状態でも安全確実な電源確保と機能維持が大きな課題であった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第一の課題である自然に流水中に存在する枯葉枯草小枝を水中より引上げることなく浮遊した状態のまま用水中から分離し河川流に戻す機構を採用する。
【００１２】
第二の課題である変化する用水勢水位に対して、装置全体を常にスクリーン上端部が水面に追随するよう該下軸を基軸に傾斜角度が自然に変化するよう浮台に係結させる方式を用いる。
【００１３】
第三の課題である過酷な環境下における運用を求められる該装置の主要動力源並びに制御系には電源を必要としない、流水の運動エネルギーを水車により確保活用し、元来持つ水流による自浄自己移動作用を最大限利用し複雑な制御を要しない単純小型機構とし水没による機械故障を防止する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は砂止兼浮遊物除去槽内に設置された本発明の流水水位による装置全体がスクリーン下軸を基軸に弧を描くように上下及び水平移動する様子を現す全体概要側面図である。
【図２】図２は図１の下流側から透視した平均水位における該装置を示した正面Ａ−ａ断面図である。
【図３】図３は砂止兼浮遊物除去槽内に設置された平均水位における該装置を示した本発明の全体概要平面図である。
【図４】図４は図１の機械装置部分の全体を拡大した詳細側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を最も活用できる形態は、今後普及が期待される小水力発電プラント等における少水時から洪水時まで如何なる流下水勢に対しても影響が少なく、急峻な中小河川、いわゆる狭い渓流の河川内に保守労力費用が少なく電源不要で安心な機械装置として、浮遊異物を用水中から排除し発電設備等に安全な水を供給する取水口設備の重要な部分として不可欠なものである。
【実施例】
【００１６】
図１、図２、図３、図４にて、取水槽３８より導水した水流は、砂止兼浮遊物除去槽３３内に、塵芥排除用部材の浮遊物留バースクリーン１、浮遊物掻揚櫛２、掻揚げた浮遊物を受けシーソー動作により高所まで持上げし流出させる浮遊物バケット３、該浮遊塵芥を受け取る浮遊物受樋４、水中浮遊状態で河川に塵芥を放出する浮遊物排出樋５、シーソー動作を行わせる水リフトアップコンベア６並びに水送り樋７とウェイト水貯タンク８、動作を繰り返し規則正しく行うための浮遊物掻揚タイミングチェーン９浮遊物バケット作動タイミングチェーン１０浮遊物バケット作動タイミングレバー１１、駆動エネルギーを伝達する浮遊物排出駆動チェーン１２水リフトアップ駆動軸１３縦引き主駆動軸１４横引き主駆動軸１５原動水車主チェーン１６原動水車１７により構成された主要動力機構、それらを保持する機械フレーム３０、水量水位と共に上下に追随する先頭浮台１８後方浮台１９、浮台補助用の機械吊バランスウェイト２０により構成され、水位の変化に伴い装置全体が少水位時は２点破線で示す位置に移動し豊水位時は破線で示す位置に移動する。移動状態は常にスクリーン上端部が水面に追随するようスクリーンの傾斜角度が該下軸を基軸としたものとなる。
【００１７】
図４にて本装置の平均水位時例における塵芥の移動を説明すると、水流エネルギーを受けた原動水車（駆動位置）１７ａより駆動力を分配された各作動部のうち、傾斜スクリーンに留まる浮遊塵芥は浮遊物掻揚タイミングチェーン９の駆動力から浮遊物掻揚櫛２に伝達されその動作により該スクリーンの上端部方向にスライドし浮遊物バケット（待機位置）３ａに移され、水リフトアップコンベア６により供給された重り水は水送り樋７を経由しウェイト水貯タンク（水受位置）８ａに注がれ、浮遊物バケット作動タイミングチェーン１０浮遊物バケット作動タイミングレバー１１によりウェイト水貯タンク（水捨位置）８ｂに移動する。この時ウェイト水貯タンク８と浮遊物バケット３は同一軸に緊結されておりシーソー動作が行われ浮遊物バケット（持上位置）３ｂに移動し、バケット内の溜まり水と共に浮遊物受樋４に流し込まれ浮遊物排出樋５を経由して放出される。これにより用水中に取込まれた浮遊塵芥は元の河川に確実に水中浮遊状態のまま河川流に戻される事になる。
【００１８】
機械の保守並びに絡まった塵芥の除去をする場合は安全のために原動水車揚げ機構３１により機械保守時用の原動水車（休止位置）１７ｂに水車を移動させる。このように本装置は確実な動作と保守の容易性安全性が向上している。
【００１９】
【数１】
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【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、小水力発電プラントで最も障害の多い取水口設備に本装置を採用することにより、自然破壊の少なく洪水の時並びに水位の下がった時点で少しの随時点検と遠隔監視カメラ等による常時監視を行うことにより連続発電機能が確保され水車トラブルの少ない寿命の長い保守労力と費用のかからない安全安心な発電プラントを構築することが出来る。
【符号の説明】
【００２１】
１      浮遊物留バースクリーン
２      浮遊物掻揚櫛
３ａ    浮遊物バケット（待機位置）
３ｂ    浮遊物バケット（持上位置）
４      浮遊物受樋
５      浮遊物排出樋
６      水リフトアップコンベア
７      水送り樋
８ａ    ウェイト水貯タンク（水受位置）
８ｂ    ウェイト水貯タンク（水捨位置）
９      浮遊物掻揚タイミングチェーン
１０    浮遊物バケット作動タイミングチェーン
１１    浮遊物バケット作動タイミングレバー
１２    浮遊物排出駆動チェーン
１３    水リフトアップ駆動軸
１４    縦引き主駆動軸
１５    横引き主駆動軸
１６    原動水車主チェーン
１７ａ  原動水車（駆動位置）
１７ｂ  原動水車（休止位置）
１８    先頭浮台
１９    後方浮台
２０    機械吊バランスウェイト
２１    少水時水位面
２２    平均水位面
２３    豊水時水位面
２４    少水位時浮遊物留バースクリーン上軸位置
２５    平均水位時浮遊物留バースクリーン上軸位置
２６    豊水位時浮遊物留バースクリーン上軸位置
２７    溢水時浮遊物留板
２８    水位追随機械吊滑車
２９    機械吊ワイヤー
３０    機械フレーム
３１    原動水車揚げ機構
３２    導水路制水門
３３    砂止兼浮遊物除去槽
３４    荒砂止壁
３５    回遊魚道兼荒砂排出路
３６    微細砂止壁
３７    微細砂排出路
３８    取水槽
３９    先頭側水流平均落差
４０    砂止兼浮遊物除去槽屋根組
４１    導水路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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