(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
用水路等に設置されているスクリーンバーに沿ってレーキを昇降させ、当該レーキにより前記スクリーンに捕捉された塵を掬い上げる除塵機において、
レーキが下端部分に取付けられている伸縮自在な多段型アームを有し、
この多段型アームは、複数本の筒状アームを備え、上段側の筒状アームの下端開口から下段側の筒状アームを下方に引き出し可能となっており、
これら複数本の筒状アームの引き出しがローラによって案内されるようになっており、
前記多段型アームは、そのアーム中心軸線から偏位した支点で前後方向に旋回可能に支持されており、
さらに、前記多段型アームを前記支点を中心として前後方向に旋回させるためのアーム開閉機構を有し、
このアーム開閉機構は、前後方向に伸縮するアーム開閉用のシリンダと、このシリンダの作動ロッドに一端が回転自在に連結され、他端が前記多段型アームに回転自在に連結された連結ロッドとを備え、当該連結ロッドにおける前記シリンダの作動ロッドとの連結端が前記多段型アームとの当接面とされていることを特徴とする除塵機。
【請求項２】
請求項１において、
前記多段型アームを伸縮する伸縮機構を有し、
当該伸縮機構は、前記多段型アームの両側に沿って配置され、当該多段型アームの下端位置に架け渡されていると共に相互に繋がっている１本のロープを備えていることを特徴とする除塵機。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記レーキの内面に溜まった塵を掻き落とすめの塵芥掻き落とし機構を有し、
当該塵芥掻き落とし機構は、所定位置にある前記レーキの内周面に沿ってしゅう動可能な回転式の掻き落とし爪と、この掻き落とし爪を支持している支持アームとを備え、この支持アームは旋回可能に支持されていることを特徴とする除塵機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水力発電所の発電機用水の取り入れ口等に配置されたスクリーンバーで捕捉された塵を掬い上げて除去する除塵機に関するものである。更に詳しくは、このような除塵機におけるスクリーンバーの表面に沿って昇降させるレーキの支持機構およびレーキに付着した塵芥を掻き落とすための機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水力発電所等の発電機用水の取り入れ口等には、そこから流入する水に含まれている塵を捕捉するためにスクリーンバーが配置されており、スクリーンバーに捕捉された塵を取り除くために除塵機が使用される。除塵機としては、固定配置されたもの、あるいは走行式のものがあり、いずれも、スクリーンバーの表面に沿ってレーキを昇降させて、そこに捕捉されている塵を掬い上げて除去する機構を備えている。レーキをスクリーンバーに沿って昇降させるレーキ支持機構としては、油圧シリンダ駆動式のアーム方式のもの、ロープによる支持方式のものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
レーキ支持構造としては、レーキを支持している伸縮式のアームを、横振れ等を伴うことなく円滑に伸縮できるものが望ましい。
【０００４】
また、レーキを支持している伸縮式のアームをスクリーンバーに対して接近および離す方向に旋回させるために伸縮式アームの自重を利用することができれば、このような伸縮式アームの開閉機構を簡素化できるので好ましい。
【０００５】
さらに、塵芥を掬い上げるレーキには塵が絡まりそこに付着することがよくあるので、レーキに付着した塵を簡単に取り除くことができることが望ましい。
【０００６】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、レーキを支持している伸縮式のアームの伸縮を円滑に行うことのできる機構を備えた除塵機を提案することにある。
【０００７】
また、本発明の課題は、レーキを支持してる伸縮式のアームの開閉動作を行う簡単な機構を備えた除塵機を提案することにある。
【０００８】
さらに、本発明の課題は、レーキに付いた塵を除去する機構を備えた除塵機を提案することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、用水路等に設置されているスクリーンバーに沿ってレーキを昇降させ、当該レーキにより前記スクリーンに捕捉された塵を掬い上げる除塵機において、レーキが下端部分に取付けられている伸縮自在な多段型アームを有し、この多段型アームは、複数本の筒状アームを備え、上段側の筒状アームの下端開口から下段側の筒状アームを下方に引き出し可能となっており、これら複数本の筒状アームの引き出しがローラによって案内されることを特徴としている。このように、ローラによって案内されて伸縮する多段型アームを備えているので、レーキを支持している多段型アームの伸縮動作を円滑に行うことができる。
【００１０】
また、本発明の除塵機は、伸縮式の多段型アームの両側に沿って配置され、アーム下端に架け渡されていると共に相互に繋がっている１本のロープを用いて多段型アームの伸縮を行なうアーム伸縮機構を備えている。従って、多段型アームの伸縮時に多段型アームに偏心荷重を作用することを回避できる。また、多段型アームの両側に配置したロープは下端で繋がっているので、アームの両側のロープ部分に作用する引っ張り力を均一化できる。
【００１１】
さらに、本発明の除塵機は、多段型アームのアーム中心軸線よりも後方側に偏った位置で当該多段型アームを前後方向に開閉可能に支持すると共に、アーム開閉機構を備えている。そして、当該アーム開閉機構のアーム開閉用のシリンダの作動ロッドの先端を、多段型アームの側に一端が回転自在に取り付けられた連結アームの他端に回転自在に連結してある。従って、本発明によれば、アーム支持点を中心として前方に傾斜した多段型アームは、アーム自重により、その下端のレーキをスクリーンバーに押し付けるので、多段型アームをスクリーンバーの側に押しつけるための機構を別途配置する必要がない。また、アーム開閉用のシリンダを多段型アームから離すことができるので、多段型アームの傾斜姿勢に応じてアーム開閉用シリンダをその都度調整する必要もない。さらには、アーム開閉用のシリンダによる多段型アームの押しつけ位置を常に同じ場所にすることができる。
【００１２】
一方、本発明の除塵機は、旋回可能に支持された支持アームの先端に、回転式の塵掻き落とし用の爪を配置した塵芥掻き落とし機構を備えている。従って、レーキの内面に溜まった塵を人手作業によらずに排除できる。また、回転式の塵掻き落とし用の爪が障害物に当たって回転が阻止された場合には、それを支持している支持アームが全体として旋回するので、無理な力が各部分に作用することを回避できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した除塵機を説明する。
【００１４】
（全体構成）
図１は本例の除塵機の側面図であり、図２はレーキを支持している伸縮式の多段形アームの正面図および側面図である。本例の除塵機１は、水力発電所の発電機用水の取り入れ口２に配置されたスクリーンバー３に捕捉された塵を掬い上げて除去するためのものである。
【００１５】
除塵機１は、機体フレーム４と、レーキ５が下端に取り付けられている伸縮式の多段型アーム６と、ロープ式の多段型アーム伸縮機構７と、多段型アームの開閉機構８と、レーキ５に付着した塵を掻き落とすための塵芥掻き落とし機構９とを有している。
【００１６】
機体フレーム４は、垂直フレーム４１と、この上端から水平に延びる水平フレーム４２とを有し、この水平フレーム４２の先端に多段型アーム６が支持されている。本例では、水平フレーム４２の先端上面に支点ピン４３を取り付け、この支点ピン４３を中心として、多段型アーム６が図１に示す垂直な姿勢から想像線で示す傾斜姿勢６Ａ、６Ｂとなるように旋回可能となっている。
【００１７】
（伸縮式の多段型アーム）
多段型アーム６は、上段アーム１１と、第１の中段アーム１２と、第２の中段アーム１３と、下段アーム１４を備えており、下側の段のアームは上側の段のアームから下方に引き出し可能な状態で上側の段のアームに差し込まれている。
【００１８】
上段アーム１１は、矩形筒状のアーム本体１１１と、このアーム本体の上端開口１１２の外周面に固着した矩形枠ブラケット１１３に取り付けた２対の上側ガイドローラ１１４ａ、１１４ｂおよび１１５ａ、１１５ｂと、アーム本体の下端開口１１６の外周面に固着した矩形枠ブラケット１１７に取り付けた２対の下側ガイドローラ１１８ａ、１１８ｂおよび１１９ａ、１１９ｂとを備えている。
【００１９】
上側ガイドローラ１１４ａ、１１４ｂおよび１１５ａ、１１５ｂと、下側ガイドローラ１１８ａ、１１８ｂおよび１１９ａ、１１９ｂとによって、上段アーム１１に差し通されている第１の中段アーム１２が前後方向（多段型アームの開閉方向）に振れることなく当該上段アーム１１に対して昇降可能である。また、各ローラのローラ面の外側縁には第１の中段アーム１２の左右の面に係合した鍔１１４ｃ、１１４ｄ、１１５ｃ、１１５ｄおよび１１８ｃ、１１８ｄ、１１９ｃ、１１９ｄが形成されており、これらにより、第１の中段アーム１２が横方向に振れることなく当該上段アーム１１に対して昇降可能である。
【００２０】
上段アーム１１に差し通されている第１の中段アーム１２も矩形筒であり、その上端部の両側面には抜け止め１２１、１２２が取り付けられ、上端アーム１から抜け落ちないようになっている。この抜け止め１２１、１２２における上段アームとの衝突面には、衝撃緩和用のゴムバッファ１２１ａ、１２２ａが取り付けられている。
【００２１】
第１の中段アーム１２の下端開口１２３の外周には矩形枠ブラケット１２４が固着され、ここに、２対のガイドローラ１２５ａ、１２５ｂおよび１２６ａ、１２６ｂが取り付けられている。これらのガイドローラにも、横揺れ防止用の鍔１２５ｃ、１２５ｄおよび１２６ｃ、１２６ｄが形成されている。従って、第１の中段アーム１２の下端開口１２３から下方に引き出される第２の中段アーム１３は前後および左右に揺れることなく、第１の中段アームに対して昇降させることができる。
【００２２】
次に、第２の中段アーム１３は、その上端に一対のローラ１３１ａ、１３１ｂが取り付けられており、これらのローラは、第１の中段アーム１２の前後の内周面の間隔よりも僅かに小さな外径寸法のものである。また、これらのローラの下側位置には、第１の中段アーム１２の左右の内周面に沿ってしゅう動可能なガイドシュー１３３が取り付けられている。従って、第２の中段アーム１３の上端部分は、一対のローラ１３１ａ、１３１ｂと、ガイドシュー１３２によって、前後左右に揺れることなく、第１の中段アーム１２の内周面に沿って昇降可能である。
【００２３】
また、第２の中段アーム１３の下端には矩形枠ブラケット１３３が固着され、ここには、左右各一対のガイドローラ１３４ａ、１３４ｂと１３５ａ、１３５ｂが取り付けられている。各ガイドローラには当該中段アーム１３に差し込まれている下段側のアーム１４の横振れ防止用の鍔１３４ｃ、１３４ｄおよび１３５ｃ、１３５ｄが形成されている。従って、第２の中段アーム１３の下端開口１３６から下方に引き出される下段アーム１４は、当該ガイドローラおよびそれらに形成されている鍔によって、前後および左右に振れることなく昇降可能である。なお、第１の中段アーム１２に差し込まれている第２の中段アーム１３の前後の外周面には抜け落ち防止用のストッパ１３８が取り付けられている。
【００２４】
次に、下段アーム１４もその上端に一対のローラ１４１ａ、１４１ｂが取り付けられており、これらのローラは、第２の中段アーム１３の前後の内周面の間隔よりも僅かに小さな外径寸法のものである。また、これらのローラの下側位置には、第２の中段アーム１３の左右の内周面に沿ってしゅう動可能なガイドシュー１４２が取り付けられている。従って、第２の中段アーム１３の上端部分は、一対のローラ１４１ａ、１４１ｂと、ガイドシュー１４２によって、前後左右に揺れることなく、第２の中段アーム１３の内周面に沿って昇降可能である。この下段アーム１４の下端にはレーキ５が取り付けられている。なお、第２の中段アーム１３に差し込まれている下段アーム１４の前後の外周面には抜け落ち防止用のストッパ１４８が取り付けられている。
【００２５】
このように、本例の伸縮式の多段型アーム６は、各段のアーム１２〜１４がローラによって案内されて昇降可能となっている。従って、昇降時のしゅう動抵抗が少なく、滑らかなアーム伸縮動作を行うことができる。
【００２６】
ここで、多段型アーム６はその上段アーム１１の上端位置の所で水平フレーム４２の側に支持されている。本例では、アーム中心軸線６ａよりも後方側に片寄った位置で支点ピン４３によって前後方向に回転可能な状態で支持されている。従って、アーム６を図１に示すように伸長させた状態においては、当該支点ピン４３によって規定されるアーム支点を中心として、アーム６がその自重によってスクリーンバー３あるいはその上端に形成されているエプロン３ａに押しつけられる。
【００２７】
（多段型アームの伸縮機構）
伸縮機構７は、多段型アーム６に架け渡したワイヤーロープ７１を一対の巻き取りドラム７２Ｌ、７２Ｒから巻き出すことにより伸長させ、巻き取りドラム７２Ｌ、７２Ｒを巻き取ることにより縮めるロープ式のものである。
【００２８】
詳細に説明すると、動力付きの巻き取りドラム７２Ｌ、７２Ｒには、それぞれワイヤロープ７１の左右の両端が連結されている。左右のワイヤロープ部分７１Ｌ、７１Ｒは、各巻き取りドラム７２Ｌ、７２Ｒから上方に延び、垂直フレーム４１の上端に取り付けた左右一対のシーブ７３Ｌ、７３Ｒを経由して、前方に向けて水平に延びている。さらに、多段型アーム６の上段アーム１１のアーム支点（４３）の近傍における両側位置に取り付けられている左右のシーブ７４Ｌ、７４Ｒを経由して、多段型アーム６の前面に沿ってその下端まで延びている。
【００２９】
多段型アーム６の先端、すなわち下段アーム１４の下端部分の前面には、一対のエコライザシーブ７５Ｌ、７５Ｒが取り付けられており、左右のワイヤロープ部分７１Ｌおよび７１Ｒはこれらのシーブを経由して水平方向に延びて相互に連続している。
【００３０】
このように、本例のアーム伸縮機構７では、多段型アーム６を伸縮させるためのワイヤロープ７１を多段型アーム６の両側に沿って配置してある。従って、１本のロープでアームを伸縮させる場合とは異なり、多段型アーム６に偏心荷重を掛けることなく当該多段型アーム６を引き上げることができる。
【００３１】
また、２本のロープ部分７１Ｌ、７１Ｒは、それらの下端部分はエコライザシーブ７５Ｌ、７５Ｒを経由して繋がった１本のワイヤロープ７１である。よって、左右のワイヤロープ部分７１Ｌ、７１Ｒに作用する荷重の不均衡を解消でき、２本のロープ部分に対して常に均等に引っ張り荷重を分散できる。
【００３２】
（アーム開閉機構）
図３にはアーム開閉機構８の動作を示してある。図１および図３を参照して説明すると、アーム開閉機構８は、垂直フレーム４１と上段アーム１１の間に架け渡した油圧あるいは電動式のシリンダ８１を備えている。シリンダ８１は垂直フレーム４１の前面に上下に回転自在に連結されている。シリンダ８１の作動ロッド８２の先端は、連結ロッド８３の下端に対して上下方向に回転自在に連結されている。連結ロッド８３の上端は上段アーム１１の後ろ側面における水平フレーム４２の下方の位置に上下方向に回転自在に連結されている。また、連結ロッド８３の下端の前面には上段アーム１の後ろ側面に当接可能な当接板８４が取り付けられている。
【００３３】
図３を参照して、アーム開閉機構８によるアーム開閉動作を説明する。図３（Ａ）に示すように多段型アーム６が垂直な姿勢の位置（閉じ位置）において、シリンダ８１を駆動して作動ロッド８２を押し出すと、その作動ロッド先端に連結されている連結ロッド８３は、その上端を中心として前方に旋回する。この連結ロッド８３の下端の当接板８４は上段アーム１１の後ろ側面に当たっており、従って、シリンダ８１の作動ロッド８２を伸長させると、多段アーム６はアーム支点（４３）を中心として前方に旋回する。図３（Ｂ）にはこの前方に旋回した姿勢の位置（開放位置）を示してある。
【００３４】
この傾斜状態で伸縮機構７によって多段型アーム６を下方に延ばせば、図１において想像線６Ａで示すように、下端のレーキ５をスクリーンバー３に平行に多段型アーム６を伸ばすことができる。この状態において、アーム開閉機構８のシリンダ８１の作動ロッド８２を引き込めると、最初は、多段型アーム６は閉じる方向に旋回するが、図１において想像線６Ｂで示すようにレーキ５がスクリーンバー３に当たった後は、多段型アーム６はその姿勢に保持される。シリンダ８１の作動ロッド８２を更に引き込めると、図３（Ｃ）に示すように、その引き込み動作に連動して、連結ロッド８３が旋回し、その下端の当接板８４が上段アーム１１から離れて後方に移動する。
【００３５】
このように、本例のアーム開閉機構８では、多段型アーム６がその自重によりスクリーンバー３に押し付けられた後は、アーム開閉用のシリンダ８１を引き込めて、多段型アーム６から離すことができる。よって、多段型アーム６の傾斜角度に応じてアーム開閉用のシリンダ８１を調整する必要がない。
【００３６】
また、上端が上段アーム１１に取り付けられた連結ロッド８３の下端位置で当該上段アーム１１が押されて、多段型アーム６の開閉動作が行われる。よって、シリンダ８１による押しつけ位置が、多段型アーム６の傾斜角度に関係なく常に一定の位置に保持される。
【００３７】
（塵芥掻き落とし機構）
図４（Ａ）、（Ｂ）はレーキに付着した塵を掻き落とすための掻き落とし機構９の平面構成図および側面構成図である。図１および図４を参照して説明すると、塵芥掻き落とし機構９は、レーキ５が最上位置まで引き上げられた状態において、当該レーキ５の内面に接するように配置した回転式の掻き取り爪によってレーキ５の内部に滞留している塵芥を掻き落とすものである。
【００３８】
回転式の掻き取り爪９１は連結アーム９２２によって連結された左右一対の支持アーム９２Ｌ、９２Ｒの先端に、軸受け９３Ｌ、９３Ｒを介して、上下方向に回転自在に取り付けられている。左右一対の支持アーム９２Ｌ、９２Ｒはその中程の位置の所で、垂直フレーム４１に対して上下方向に回転自在に支持されている。一対の支持アーム９２Ｌ、９２Ｒの後端にはバランスウエイト９９Ｌ、９９Ｒが取り付けられている。
【００３９】
掻き取り爪９１を支持している一対の支持アーム９２Ｌ、９２Ｒでは、垂直フレーム４１による支点に対して、掻き取り爪９１の側に重心が位置しており、垂直フレーム４１に取り付けたストッパ９２１によって支持されている。
【００４０】
回転式の掻き取り爪９１は、その一端にスプロケット９５が取り付けられ、このスプロケット９５はチェーンベルト９６を介して、駆動電動機９７の出力軸に取り付けた駆動側のスプロケット９８に連結されている。なお図４において想像線で示すように、掻き取り爪９１の一端に同軸状態で駆動用電動機を連結することもできる。
【００４１】
この構成の塵芥掻き落とし機構９では、レーキ５が最上位置にある状態で回転式の掻き取り爪９１を回転あるいは所定の範囲に亘って往復回転させると、その爪先端がレーキ内面に沿ってしゅう動して、当該レーキ内面に溜まっている塵を掻き落とすことができる。
【００４２】
ここで、爪９１を支持している一対の支持アーム９２Ｌ、９２Ｒも旋回可能であるので、爪９１が何らかの障害物に当たって回転が阻止された場合には、図４（Ｂ）において想像線で示すように、支持アーム９２Ｌ、９２Ｒが旋回することになる。よって、無理な力が当該塵芥掻き落とし機構９に作用することはない。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の除塵機は、ローラによって案内されて伸縮する多段型アームを備えている。従って、レーキを支持している多段型アームの伸縮動作を円滑に行うことができる。
【００４４】
また、本発明の除塵機は、伸縮式の多段型アームの両側に沿って配置され、アーム下端に架け渡されていると共に相互に繋がっている１本のロープを用いて多段型アームの伸縮を行なうアーム伸縮機構を備えている。従って、多段型アームの伸縮時に多段型アームに偏心荷重を作用することを回避できる。また、多段型アームの両側に配置したロープは下端で繋がっているので、アームの両側のロープ部分に作用する引っ張り力を均一化できる。
【００４５】
さらに、本発明の除塵機は、多段型アームのアーム中心軸線よりも後方側の偏った位置で当該多段型アームを前後方向に開閉可能に支持すると共に、アーム開閉用のシリンダの作動ロッドの先端を、多段型アームの側に一端が回転自在に取り付けられた連結アームの他端に回転自在に連結した構成のアーム開閉機構を備えている。従って、アーム支持点を中心として前方に傾斜した多段型アームは、アーム自重により、その下端のレーキをスクリーンバーに押し付けるので、多段型アームをスクリーンバーの側に押しつけるための機構を別途配置する必要がない。また、アーム開閉用のシリンダを多段型アームから離すことができるので、多段型アームの傾斜姿勢に応じてアーム開閉用シリンダをその都度調整する必要もない。さらには、アーム開閉用のシリンダによる多段型アームの押しつけ位置を常に同じ場所にすることができる。
【００４６】
一方、本発明の除塵機は、旋回可能に支持された支持アームの先端に、回転式の塵掻き落とし用の爪を配置した塵芥掻き落とし機構を備えている。従って、レーキの内面に溜まった塵を人手作業によらずに排除できる。また、回転式の塵掻き落とし用の爪が障害物に当たって回転が阻止された場合には、それを支持している支持アームが全体として旋回するので、無理な力が各部分に作用することを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した除塵機の側面構成図である。
【図２】図１の除塵機の多段式アームを示す正面図および側面図である。
【図３】図１の除塵機のアーム開閉機構を取り出して示す部分側面図、当該アーム開閉機構により多段型アームが開いた状態を示す説明図、多段型アームが開いた状態においてアーム開閉用のシリンダを引き込めた状態を示す説明図である。
【図４】図１の除塵機のレーキ内面に溜まった塵を掻き落とすための塵芥掻き落とし機構を取り出して示す部分平面図および部分側面図である。
【符号の説明】
１    除塵機
２    用水門
３    スクリーンバー
４    機体フレーム
４１  垂直フレーム
４２  水平フレーム
４３  支持ピン（アーム支点）
５    レーキ
６    伸縮式の多段型アーム
６ａ  アーム中心軸線
１１〜１４  アーム
１１４ａ、１１４ｂ、１１５ａ、１１５ｂ  上側ガイドローラ
１１８ａ、１１８ｂ、１１９ａ、１１９ｂ  下側ガイドローラ
１１４ｃ、１１４ｄ、１１５ｃ、１１５ｄ、１１８ｃ、１１８ｄ、１１９ｃ、１１９ｄ      鍔
１２１、１２２    抜け止め
１２５ａ、１２５ｂ、１２６ａ、１２６ｂ  ガイドローラ
１２５ｃ、１２５ｄ、１２６ｃ、１２６ｄ  鍔
１３１ａ、１３１ｂ  ローラ
１３２  ガイドシュー
１３４ａ、１３４ｂ、１３５ａ、１３５ｂ    ガイドローラ
１３４ｃ、１３４ｄ、１３５ｃ、１３５ｄ  鍔
１３８  ストッパ
１４１ａ、１４１ｂ  ローラ
１４２  ガイドシュー
１４８  ストッパ
４３  支点ピン
７    アーム伸縮機構
７１  ワイヤロープ
７１Ｌ、７１Ｒ  ワイヤロープの左右の部分
７２Ｌ、７２Ｒ  巻き取りドラム
７３Ｌ、７３Ｒ、７４Ｌ、７４Ｒ  シーブ
７５Ｌ、７５Ｒ  エコライザシーブ
８  アーム開閉機構
８１  アーム開閉用のシリンダ
８２  作動ロッド
８３  連結ロッド
８４  当接板
９    塵芥掻き落とし機構
９１  掻き落とし爪
９２Ｌ、９２Ｌ  支持アーム
９９Ｌ、９９Ｒ  バランスウエート
【図１】
0004064551.tif 000002
【図２】
0004064551.tif 000003
【図３】
0004064551.tif 000004
【図４】
0004064551.tif 000005