(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水力発電所側に流れ込む水路の底部に形成された隆起部と、
一端が前記隆起部に係止され他端が該隆起部の下流側に形成された岸部の縁部に係止されることにより上下方向に対して所定角度傾いた状態で前記水路の流路断面領域の全域を塞ぐように設置された塵芥流入を阻止するスクリーンと、
前記スクリーンの上流位置に配置され、前記岸部の縁部と同程度の高さ位置に回動可能に軸支され、前記水路の水流により駆動される水車と、
該水車の駆動軸に一端側が連結された伝達ベルト、及び前記岸部に設置され該伝達ベルトの他端側に連結された岸部側駆動力伝達スプロケットを介して、前記水車による駆動力が伝達されることによって駆動され、前記スクリーンに沿った上流側のスクリーン上流軌道を下方から上方に移動するとともに、上端部分で上流側に回り下方に移動し、下端部分で下流側に回り再び前記スクリーン上流軌道を移動するように循環移動する循環移動体と、
前記循環移動体に取り付けられるとともに、該循環移動体が前記スクリーン上流軌道を移動している状態で前記スクリーン側に突出するように取り付けられた複数のレーキ歯を備えたレーキと、
を有し、
前記スクリーンは、前記水路の幅方向に所定の間隔を持って複数のスクリーンバーを配置することにより櫛状に構成され、
前記レーキ歯は、前記循環移動体が前記スクリーン上流軌道を移動している際に前記スクリーンバーの間に形成される空間の途中位置まで入り込む長さを有し、
前記伝達ベルトが前記水車の軸支部分から前記岸部側駆動力伝達スプロケットに向かって直線状に配置され、
前記循環移動体が移動する軌道の最下点が、前記スクリーンにおける前記隆起部に係止された一端と略同じ高さ位置であることを特徴とする水力駆動式除塵システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力発電所の沈砂池や水槽等の水路、及び該水路に設置される水力駆動式除塵機を備えた水力駆動式除塵システムに関し、特に、水車の駆動力でスクリーンに沿ってレーキを移動させ、スクリーンに漂着する塵芥を掻き上げ、排出する水力駆動式除塵システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水力発電所に流れ込んでいる水路を流下する塵芥を除去する装置として、流下する塵芥を水路に設置したスクリーンで受け止め、受け止めた塵芥をスクリーンに沿ってレーキにより機械的に掻き上げて、塵芥を水路上方の所定位置に排出するレーキ式除塵機が知られている。このレーキ式除塵機には、レーキが無端軌道上で一方向に循環するレーキ循環式の除塵機がある。具体的には、上述の掻き上げは、レーキに設けられた複数のレーキ歯が、スクリーンを構成する並列したスクリーンバーの間の空間に挿入され、スクリーンに漂着した塵芥がレーキの移動にともない掻き出されることによって行なわれる。
【０００３】
上述のようなレーキ循環式の除塵機には、例えば、水路に設置されたスクリーンの左右両側部に各々無端状のチェーンを斜め上下方向に亘って配置し、これら左右のチェーンに各レーキの両端を連結し、チェーンの循環動によりレーキをスクリーン上に沿って循環移動させ、上方に移動する側のレーキの掻き上げによってスクリーンに漂着する塵芥を除去する構造のものがある。そして、これら従来のレーキ循環式除塵機には、チェーンを循環動させる駆動スプロケット及び該駆動スプロケットを駆動させる駆動機構が設けられている。
【０００４】
ところで、駆動スプロケットを駆動させる駆動機構には一般に電動モータが使用されているが、電動モータは電源を必要とし、近くに電源がないような場合にはわざわざ電線を引いたり、発電機を備えたりしなければならなかった。従って、電動モータの設置による設備の大型化やそのモータを駆動させるための電気代によるランニングコストの増加という問題があった。
【０００５】
そこで、水車を水路に配置し水路を流れる水流を利用して回転させ、水車の駆動力でレーキを駆動循環させてスクリーンに漂着した塵芥を掻き上げ、無動力で除塵機を稼動させるようにした水力駆動式除塵システムが知られている。この水力駆動式除塵システムにおいては、水車がスクリーンの直ぐ下流側の水路に配置され、スクリーンを通過した水流で回転して駆動を得る機構になっている。
【０００６】
しかし、スクリーンに塵芥が一時的に大量に漂着してスクリーンが詰まってしまった場合は、水の流れが堰き止められてスクリーンを通過する水流が不足して、スクリーンの直ぐ近くの下流側に取付けられた水車が十分に回転せず、その結果、レーキを駆動循環させるのに必要な駆動力が得られなくなるという問題があった。
【０００７】
このような問題に対して、特許文献１には、幹線水路のスクリーンの下流側に設置したメインの水車の他に、余水路に補助水車を設置してメインの水車の駆動力を補うことでレーキを駆動循環させるための駆動力の不足を防止することができる水力駆動式除塵システムが記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１０７２４９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の除塵システムにおいては、上述のように補助水車を設置するための余水路が必要である。しかし、水力発電所の水槽や沈砂池等の水路においては、そのような余水路を設置するスペースを確保することは現実的に難しいという問題があった。また、特許文献１の除塵システムに代表される従来の除塵機においては、スクリーンの下流に水車が設けられているため、回転している水車に空気中で付着したゴミ等の異物はスクリーンを通ることなくそのまま発電所側に流入してしまう。従って、発電所側に異物が流入して発電所設備に悪影響を与えるという可能性があった。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、レーキによる安定した塵芥の掻き出しを可能とし、発電所への異物の流入をより確実に防止することのできる水力駆動式除塵システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための請求項１に記載の水力駆動式除塵システムは、水力発電所側に流れ込む水路の底部に形成された隆起部と、一端が前記隆起部に係止され他端が該隆起部の下流側に形成された岸部の縁部に係止されることにより上下方向に対して所定角度傾いた状態で前記水路の流路断面領域の全域を塞ぐように設置された塵芥流入を阻止するスクリーンと、前記スクリーンの上流位置に配置され、前記岸部の縁部と同程度の高さ位置に回動可能に軸支され、前記水路の水流により駆動される水車と、該水車の駆動軸に一端側が連結された伝達ベルト、及び前記岸部に設置され該伝達ベルトの他端側に連結された岸部側駆動力伝達スプロケットを介して、前記水車による駆動力が伝達されることによって駆動され、前記スクリーンに沿った上流側のスクリーン上流軌道を下方から上方に移動するとともに、上端部分で上流側に回り下方に移動し、下端部分で下流側に回り再び前記スクリーン上流軌道を移動するように循環移動する循環移動体と、前記循環移動体に取り付けられるとともに、該循環移動体が前記スクリーン上流軌道を移動している状態で前記スクリーン側に突出するように取り付けられた複数のレーキ歯を備えたレーキと、を有し、前記スクリーンは、前記水路の幅方向に所定の間隔を持って複数のスクリーンバーを配置することにより櫛状に構成され、前記レーキ歯は、前記循環移動体が前記スクリーン上流軌道を移動している際に前記スクリーンバーの間に形成される空間の途中位置まで入り込む長さを有し、前記伝達ベルトが前記水車の軸支部分から前記岸部側駆動力伝達スプロケットに向かって直線状に配置され、前記循環移動体が移動する軌道の最下点が、前記スクリーンにおける前記隆起部に係止された一端と略同じ高さ位置であることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、水車に駆動される循環移動体に取り付けられたレーキが、循環移動することによって、スクリーンに漂着した塵芥を掻き出し排出される。そして、本発明では、水車がスクリーンの上流位置に配置されており、この場合、スクリーンが詰まることによる流速の低下の影響を受けるまでに掛かる時間が、下流位置に比べてやや長く、スクリーンに塵芥が一時的に大量に漂着してスクリーンが詰まった場合において、上流の流速が低下するまでの所定時間の間で、レーキによってスクリーンに漂着した塵芥を一部除去することができる。従って、スクリーンへの大量の塵芥の一時的な漂着による水車の回転の停止を防止することができる。
【００１３】
また、本発明では、上述のように、水車がスクリーンの上流位置にあることから、従来のように、空気中で水車に付着するゴミ等の異物がそのまま発電所に流れ込むことがなくスクリーンで遮られるので、発電所への異物の流入を防止することができる。更に、塵芥の掻き出しが、スクリーンバーの間の空間にレーキ歯が挿入されることで行われるので、スクリーンに漂着した塵芥を効率良く掻き出すことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、水車をスクリーンの上流に設けたことにより、スクリーンに塵芥が一時的に大量に漂着してスクリーンが詰まった場合において、上流の流速が低下する前に、レーキによってスクリーンに漂着した塵芥が除去される。従って、スクリーンへの大量の塵芥の一時的な漂着による水車の駆動の停止を防止することができる。また、本発明では、水車がスクリーンの上流に設けられているので、空気中で水車に付着するゴミ等の異物を、スクリーンで遮ることができるので、発電所への異物の流入を防止することができる。なお、本発明にかかるシステムでは、上述の補助水車のような設備を設置する必要がないので、水力発電所の水槽等の限られたスペースにおいても利用することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明にかかる実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本実施の形態にかかる水力駆動式除塵システムが設置されている発電所の水路の概略側面図である。図２は、図１の水力駆動式除塵システムのＩ―Ｉ概略断面図である。
【００１７】
図示のように水力駆動式除塵システム１０は、河川や池等から流入する水を蓄え、下流側の水力発電所に水を供給するための水槽１００に設置され、塵芥の流入を阻止するためのスクリーン１２と、スクリーン１２の上流側に配置された水車１４と、水車１４に駆動されて循環移動する循環移動体としての一対のチェーン１６−１、１６−２と、チェーン１６に取り付けられ、チェーン１６とともに循環移動しスクリーン１２に沿ってスクリーン１２に漂着した塵芥１０２を掻き出し排出するレーキ１８を有している。なお、図の矢印Ａは、水流の方向を示している。
【００１８】
スクリーン１２は、例えば平鋼で形成される複数のスクリーンバー１２ａを、水槽１００の幅方向に間隔を空けて空間１９を形成し、若干下流側に傾斜させた状態で水槽１００の上下方向に延在するように配置することで構成されている。特に、本実施の形態では、水車１４の駆動によるチェーン１６の移動方向、すなわち、チェーン１６の延在方向の一部領域に沿ってスクリーン１２が延在するように、スクリーンバー１２ａが、水槽１００の底部の隆起した隆起部２４と、隆起部２４の下流側の縁部２２の間に架け渡された状態で設けられている。これにより、上流側から水槽１００に流入した水は、必ずスクリーン１２を通過し、塵芥の発電所側への流入を防止できるようになっている。なお、上述の各スクリーンバー１２ａの間の空間１９の幅は、例えば、２ｃｍ程度である。
【００１９】
水車１４は、水槽１００におけるスクリーン１２の上流側において水槽１００の両壁部に支持された状態で設置されており、その回転により駆動スプロケット２８、３０を介してチェーン１６を駆動循環させる。この循環移動の方向は、図において矢印Ｂで示す。このように、水車１４がスクリーン１２の上流位置にあることから、従来のように、空気中で水車１４に付着するゴミ等の異物がそのまま発電所側に流れることなく、スクリーン１２で遮られるので、発電所側への異物の流入を防止することができる。
【００２０】
また、この水車１４は、駆動スプロケット２８と伝達ベルト２６を介して連結された駆動伝達軸３２に複数の羽１４ａが放射状に配置された構造からなっている。なお、この水車１４の羽１４ａの材質には、例えば、ステンレスやガラス繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック、ボロン繊維強化プラスチック、アラミド繊維強化プラスチック等のＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）を用いることができる。
【００２１】
チェーン１６−１、１６−２は、駆動スプロケット３０に取り付けられている軸受け３１（上端部分）と軸受け３３（下端部分）を介して、水槽１００の両端部に固定されている。なお、本実施の形態では、上述のように、スクリーン１２がチェーン１６の一部領域に沿って延在しているので、チェーン１６もスクリーン１２とほぼ同じ傾斜で設置されている。
【００２２】
レーキ１８は、各チェーン１６−１、１６−２の間に、各チェーン１６で形成される循環軌道の外側に突出するように複数、本実施の形態では、４つ（符号１８−１〜１８−４で示す。）取り付けられており、水車１４の駆動によりチェーン１６とともに循環移動する。そして、上方に向かって移動する側のレーキ１８、すなわち、図１においてスクリーン１２に近い側のスクリーン上流軌道を移動しているレーキ１８−１により、スクリーン１２に漂着した塵芥１０２が掻き上げ、塵芥置き場３４に排出される。このレーキ１８は、塵芥１０２の掻き上げ時にスクリーンバー１２ａの間の空間１９の途中位置まで入り込むように空間１９よりも若干小さい寸法に形成された複数のレーキ歯１８ａを有している。このように、塵芥１０２の掻き出しが、スクリーンバー１２の間の空間１９にレーキ歯１８ａが挿入されることで行われるので、スクリーン１２に漂着した塵芥１０２を効率良く掻き出すことができる。
【００２３】
特に、本実施の形態では、レーキ歯１８ａは、各レーキ１８−１〜１８−４ごとに異なる幅方向領域に分布し、複数のレーキ１８−１〜１８−４全体でスクリーンバー１２ａの間に形成される空間１９の全てに入り込むように配置されている。具体的に、レーキ１８−１のレーキ歯１８ａは、図２において、スクリーン１２の断面視における中央付近の４つの空間１９’に入り込むように配置されており、レーキ１８−２のレーキ歯１８ａは、スクリーン１２の断面視における両端付近の８つの空間１９”に入り込むように配置されている。なお、レーキ１８−３、及びレーキ１８−４のレーキ歯の配置は、例えば、それぞれレーキ１８−１、レーキ１８−２と同様となるように行なって良い。これにより、レーキ１８−１〜１８−４が備えるレーキ歯１８ａの何れかが、各スクリーンバー１２ａの間に形成されている各空間１９’、及び１９”を少なくとも１度は、通過することとなる。
【００２４】
従って、例えば、一つのレーキ１８−１のレーキ歯１８ａが、スクリーンバー１２ａの間の空間１９”に挿入されている状態で残りのスクリーンバー１２ａの間の空間１９’には、レーキ歯１８ａが挿入されず空いている状態であるので、この空いている空間１９’で水流を確保することができる。従って、一つのレーキ１８が備える複数のレーキ歯１８ａが一斉に全てのスクリーンバー１２の間の空間１９に挿入されることによって空間１９を塞ぐ状態となって水流が阻害され、流速が低下してしまうことを防止することができ、安定した水車１４の回転状態を得ることができる。また、上述のように、一つのレーキ１８が備えるレーキ歯１８ａは、複数あるスクリーンバー１２ａの間の空間１９の内のいくつかにしか挿入されないので、従来と比較して掻き出し時におけるレーキ１８とスクリーン１２に漂着している塵芥１０２との接触抵抗を低減することができる。従って、チェーン１６を介してレーキ１８を駆動させている水車１４への負担を減らすことができるので、負荷による水車１４の停止を防止することができる。なお、上述のように、チェーン１６が１周すると全てのレーキ１８が備えるレーキ歯１８ａの何れかが、各スクリーンバー１２ａの間に形成される各空間１９を少なくとも１度は通過する、すなわち、各スクリーンバー１２ａの間の各空間１９全てにレーキ歯１８ａが確実に入り込むので、レーキ１８一つあたりのレーキ歯１８ａの数が減っていてもスクリーンバー１２ａに漂着した塵芥１０２の掻き出し効果を低下させることがない。従って、上述のように水車１４の安定した回転状態を得てその停止を防止することができる上で、塵芥の掻き出し効果も従来と同様に維持することができる。
【００２５】
そして、本実施の形態にかかる水力駆動式除塵システム１０によれば、水車１４がスクリーン１２の上流位置に配置されており、スクリーン１２の上流位置では、スクリーン１２が詰まることによる流速の低下の影響を受けるまでに掛かる時間が、下流位置に比べて長いので、スクリーン１２に塵芥が一時的に大量に漂着してスクリーン１２が詰まった場合において、上流の流速が低下するまでの所定時間の間で、レーキ１８によってスクリーン１２に漂着した塵芥を一部除去することができる。従って、スクリーン１２への大量の塵芥の一時的な漂着による水車１４の回転の停止を防止することができる。
【００２６】
また、本実施の形態にかかる水力駆動式除塵システム１０では、上述の補助水車のような設備を設置する必要がないので、水力発電所の水槽等の限られたスペースにおいても利用することが可能である。
【００２７】
なお、本発明は、上記実施の形態の範囲に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、本実施の形態では、各レーキ１８のレーキ歯１８ａの配置分布は、上述の実施の形態のものに限られることはなく、チェーン１６に設けられたレーキ１８−１〜１８−４が備えるレーキ歯１８ａの何れかが、各スクリーンバー１２の間に形成される各空間１９を少なくとも１度は通過するという条件を満たしていれば、種々の形態をとることが可能である。また、レーキ歯１４により空間１９を塞ぐことによる流速の低下の影響が小さい場合には、一つのレーキ１８のレーキ歯１４を、全てのスクリーンバー１２ａの間の空間１９に対応させて設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施の形態にかかる水力駆動式除塵システムが設置されている発電所の水路の概略側面図である。
【図２】水力駆動式除塵システムのＩ―Ｉ概略断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０        水力駆動式除塵システム
１２        スクリーン
１４        水車
１６        チェーン（循環移動体）
１８        レーキ
１８ａ      レーキ歯
【図１】
0004772084.tif 000002
【図２】
0004772084.tif 000003