特許 5786165 取水口用スクリーン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5786165

(24)【登録日】2015年8月7日

(45)【発行日】2015年9月30日

(54)【発明の名称】取水口用スクリーン

(51)【国際特許分類】

   E02B 9/04 20060101AFI20150910BHJP

   E02B 5/08 20060101ALI20150910BHJP

【ＦＩ】

   E02B9/04 E

   E02B5/08 101A

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2013-76074(P2013-76074)

(22)【出願日】2013年4月1日

(65)【公開番号】特開2014-201882(P2014-201882A)

(43)【公開日】2014年10月27日

【審査請求日】2014年9月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000150291

【氏名又は名称】株式会社中山鉄工所

(74)【代理人】

【識別番号】100099634

【弁理士】

【氏名又は名称】平井 安雄

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 美信

(72)【発明者】

【氏名】相森 冨男

【審査官】 越柴 洋哉

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５６−１６６３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 登録実用新案第３１４３１８９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００８−０３１８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２２８６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５０８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−１１２７２０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｂ ９／０４

Ｅ０２Ｂ ５／０８

Ｆ０３Ｂ １／００−１１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水力発電機の取水口に設置される取水口用スクリーンにおいて、
川底に固定される板状の基体と、
前記基体に接合され、前記取水口の正面視で当該取水口を包囲して配設される枠体と、
前記枠体の正面視で前記基体上の一端を起点として他端が放射状に前記枠体の外側に配設される複数の支持体と、
を備えることを特徴とする取水口用スクリーン。

【請求項2】

前記請求項１に記載の取水口用スクリーンにおいて、
前記支持体は、前記基体に底辺が接合され、上流側から前記枠体にかけて上向きの斜辺を有する板状体であることを特徴とする取水口用スクリーン。

【請求項3】

前記請求項２に記載の取水口用スクリーンにおいて、
前記複数の支持体は、前記枠体の正面視で当該枠体の中央に前記基体及び枠体に略垂直に接合される一の板状体と、当該一の板状体を基準として左右対称に同一の枚数及び形状で形成される複数の他の板状体と、から構成されることを特徴とする取水口用スクリーン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水力発電機の取水口に設置される取水口用スクリーンに関し、特に、マイクロ水力発電機の取水口に設置される取水口用スクリーンに関する。

【背景技術】

【0002】

水力発電機は、出力規模により、１０万ｋＷ以上の大水力と、１〜１０万ｋＷの中水力と、１０００ｋＷ〜１万ｋＷの小水力と、１００ｋＷ〜１０００ｋＷのミニ水力と、１００ｋＷ以下のマイクロ水力と、１ｋＷ以下のピコ水力と、に分類される。
このうち、マイクロ水力発電機は、装置が比較的小さく、ある程度の水量さえあれば設置が可能であり、河川の現状を維持して河川に設置することができるため、大水力発電機と比較して生態系を脅かす心配が少ないという特徴がある。

【0003】

マイクロ水力発電機は、自然の中に設置されるため、当然ながら、枯葉、雑草、枝又は水草等のごみが流入し、場合によっては、ビニール、紐、ペットボトル又は発泡スチロール等の生活ごみが流入することになる。
このため、マイクロ水力発電機は、発電機内の水車の回転を妨げる長尺状のごみが発電機内に流入しないように、格子状のスクリーンが上流側に設置される。
しかし、落ち葉の時期や天候が悪いときには、落ち葉や枝等が通常よりも多く河川を流れることになり、スクリーンの目詰まりを起こし、発電機内に水が流れなくなり、発電機による所望の発電量が得られなくなる。
このため、マイクロ水力発電機に対して、水処理場のような可動式スクリーンやスクリーンに溜まったごみ（塵芥）を除去する除塵装置を設置することも考えられるが、コストアップとなり、マイクロ水力発電機の出力規模に見合わない。

【0004】

これに対し、従来の取水口カバーは、スクリーンが取り付けられた取水口に、流水が通過可能な隙間をあけて配置された竹材からなり、所定の高さより下方に位置する部位は、各部の表面と、各部と取水口の下端とを結ぶ直線との角度が４５°以下となるように形成され、所定の高さより上方に位置する部位は、各部の表面と、各部と取水口の下端とを結ぶ直線との角度が４５°以上となるように形成されたスクリーンカバーを、一端を取水口の上部に、他端を取水口の上流側の水底に固定して取り付ける（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−１５０８３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来の取水口カバーは、スクリーンカバー上部に停留した木片等を適宜なタイミングで作業員が回収する必要があり、維持メンテナンスのコストアップになるという課題がある。

【0007】

本発明は、上述のような課題を解消するためになされたもので、簡易な形状で自浄効果のある取水口用スクリーン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】

この発明に係る取水口用スクリーンにおいては、川底に固定される板状の基体と、基体に接合され、取水口の正面視で当該取水口を包囲して配設される枠体と、枠体の正面視で基体上の一端を起点として他端が放射状に枠体の外側に配設される複数の支持体と、を備えるものである。

【発明の効果】

【0009】

開示の取水口用スクリーンは、板状の部材の組み合わせであるため、作製が容易であると共に、スクリーンでのごみの停留を抑制することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】（ａ）は第１の実施形態に係る取水口用スクリーンの概略構成を示す斜視図であり、（ｂ）はマイクロ水力発電機の概略構成を示す斜視図である。

【図2】（ａ）は図１（ａ）に示す取水口用スクリーンの正面図であり、（ｂ）は図１（ａ）に示す取水口用スクリーンの背面図である。

【図3】（ａ）は図１（ａ）に示す取水口用スクリーンの左側面図であり、（ｂ）は図１（ａ）に示す取水口用スクリーンの右側面図である。

【図4】（ａ）は図１（ａ）に示す取水口用スクリーンの平面図であり、（ｂ）は図１（ａ）に示す取水口用スクリーンの底面図である。

【図5】（ａ）は取水口用スクリーンをマイクロ水力発電機に装着した状態を示す正面図であり、（ｂ）は第１の実施形態に係る他の取水口用スクリーンの概略構成を示す斜視図である。

【図6】（ａ）は図１（ａ）に示す取水口用スクリーンの作用効果を説明するための斜視図であり、（ｂ）は図３（ｂ）に示す取水口用スクリーンの作用効果を説明するための右側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（本発明の第１の実施形態）
取水口用スクリーン１００は、図１及び図５（ａ）に示すように、マイクロ水力発電機２００の取水口２０１近傍に設置され、マイクロ水力発電機２００内の水車２０２の回転を妨げるごみの取水口２０１内への流入を防止するものである。
取水口用スクリーン１００は、川底に固定される板状の基体１と、基体１に対して略垂直に溶接や螺子止めなどで接合され、取水口２０１の正面視（図２（ａ）参照）で当該取水口２０１を包囲して配設される板状の枠体２と、枠体２の正面視（図２（ａ）参照）で基体１上の一端３ａを起点として他端３ｂが放射状に枠体２の外側に配設される複数の支持体３と、を備える。

【0012】

なお、本実施形態に係る基体１は、図４（ｂ）に示すように、等脚台形の内部を当該等脚台形より小さい等脚台形で切除した平面形状であり、鉄板で形成されているが、枠体２及び支持体３を接合できる面積を有するであれば、この平面形状及び材質に限られるものではない。

【0013】

また、本実施形態に係る枠体２は、図２（ｂ）及び図１（ｂ）に示すように、取水口２０１の外枠２０１ａの上辺及び両側辺に一致する略コの字の平面形状であり、鉄板で形成されているが、所望の水量の水を取水口２０１に流入することができ、支持体３を接合できる面積を有するのであれば、この平面形状及び材質に限られるものではない。
また、枠体２は、図示しないボルト及びナットにより、取水口２０１の外枠２０１ａに締着されている。

【0014】

また、本実施形態に係る支持体３は、図３に示すように、略直角三角形（例えば、正三角形）の平面形状であり、底辺３１ａが基体１に溶接や螺子止めなどで接合され、上流側から枠体２にかけて上向きの斜辺３１ｂを有する板状体（鉄板）であるが、枠体２の正面視（図２（ａ）参照）で一端３ａが基体１上に配設され他端３ｂが枠体２の外側に配設されるのであれば、この平面形状及び材質の板状体に限られるものではない。例えば、支持体３は、他端３ｂを屈曲部分とし、板状体の斜辺３１ｂ及び垂辺３１ｃに対応した直線部分を有し、両端を基体１に接合する棒状体であってもよい。

【0015】

また、複数の支持体３は、枠体２の正面視（図２（ａ）参照）で当該枠体２の中央に基体１及び枠体２に略垂直に溶接や螺子止めなどで接合される一の板状体（以下、中央板状体３２と称す）と、当該中央板状体３２を基準として左右対称に同一の枚数及び形状で形成される複数の他の板状体（以下、側方板状体３３と称す）と、から構成される。

【0016】

なお、本実施形態に係る支持体３は、図１及び図２に示すように、側方板状体３３が左右各６枚計１２枚の板状体であり、隣り合う支持体３（中央板状体３２、側方板状体３３）の各底辺３１ａ間のなす角が、基体１の平面視（図５（ａ）参照）で同一である（例えば、各側方板状体３３が中央板状体３２に対して６°置きにそれぞれ開いている）、扇状に配設される。

【0017】

例えば、各支持体３（中央板状体３２、側方板状体３３）が河川の流れに沿って互いに平行に並設されている場合に、河川の流れに沿った長尺状のごみは、隣り合う支持体３間をすり抜けて、枠体３（取水口２０１）内に流入することになる。
これに対し、本実施形態に係る各支持体３（中央板状体３２、側方板状体３３）は、扇状に配設されているため、河川の流れに沿った長尺状のごみは、支持体３の主面に衝突し、長尺状のごみの先端を支点として水流により回転し、隣の支持体３の斜辺３１ｂに乗り上げる。そして、長尺状のごみは、斜辺３１ｂに沿って下流側に流され、枠体２（取水口２０１）の外側に押し出されることになる。

【0018】

また、各側方板状体３３は、主面が基体１に対して傾斜しており、基体１に対する各側方板状体３３の主面の傾斜角が、最外側の側方板状体３３（以下、第１の板状体３３ａと称す）から中央板状体３２にかけて、一定の割合で大きくなる（例えば、各側方板状体３３が基体１に対して６°置きにそれぞれ立ち上がっている）。

【0019】

例えば、側方板状体３３の主面が基体１に対して傾斜していない場合に、長尺状のごみは、斜辺３１ｂに沿って枠体２の上方に全て向かい、一体となったごみが、マイクロ水力発電機２００の上部の発電機２０３に絡み付く虞がある。
これに対し、本実施形態に係る側方板状体３３は、主面が基体１に対して傾斜しているために、長尺状のごみは、斜辺３１ｂに沿って枠体２の上方のみならず、枠体２の側方に向かうことになり、ごみが分散され、マイクロ水力発電機２００の上部の発電機２０３での絡み付きを抑制することができる。

【0020】

なお、図１（ｂ）に示すマイクロ水力発電機２００は、取水口２０１の上方に発電機２０３が突出しているため、枠体２の正面視（図２（ａ）参照）において、取水口２０１の外枠２０１ａの上方に位置する支持体３の他端３ｂを、発電機２０３の高さを越えるように位置させることにより、発電機２０３でのごみの絡み付きを防止することができる。
また、枠体２の正面視（図２（ａ）参照）において、左右の第１の板状体３３ａ間の間隔は、取水口２０１の幅よりも広く、マイクロ水力発電機２００を設置する河川の川幅より狭くすることにより、支持体３の斜辺３１ｂに沿って押し出されたごみを枠体２及び川岸間に通過させることができる。

【0021】

また、支持体３（中央板状体３２、側方板状体３３）は、図１（ａ）、図２（ｂ）及び図３に示すように、第１の板状体３３ａを除き、垂辺３１ｃが枠体２に溶接や螺子止めなどで接合され、第１の板状体３３ａ及び第１の板状体３３ａに隣り合う側方板状体３３（以下、第２の板状体３３ｂと称す）を除き、各支持体３の外縁を縮尺した略直角三角形（例えば、正三角形）の開口部３ｃを各支持体３に有する。

【0022】

なお、開口部３ｃは、水を下流側に流す水路となるが、第１の板状体３３ａ及び第２の板状体３３ｂに開口部３ｃを配設しないことにより、ごみが取水口用スクリーン１００の両側から枠体２（取水口２０１）内に流入することを防止している。
また、開口部３ｃを配設することは、ごみが開口部３ｃの下流側の縁部に引っ掛かり、ごみが取水口用スクリーン１００内に停留する虞がある。このため、支持体３（中央板状体３２、側方板状体３３）は、図５（ｂ）に示すように、開口部３ｃの下流側の縁部を切除することにより、ごみの停留を防止する構造であってもよい。また、支持体３（中央板状体３２、側方板状体３３）は、隣り合う支持体３間における水の流れの円滑さは失われるのであるが、開口部３ｃを形成しない構造であってもよい。

【0023】

つぎに、本実施形態に係る取水口用スクリーン１００の作用効果について、図６を用いて説明する。
河川を流れるごみは、第１の板状体３３ａ又は第２の板状体３３ｂの主面又は斜辺３１ｂに接触すると、主面又は斜辺３１ｂに沿って枠体２の側方の下流側に移動し、枠体２の外側にある他端３ｂ側から押し出され、下流に流れることになり、枠体２（取水口２０１）内へのごみの流入を防止することができる。

【0024】

また、河川を流れるごみは、第１の板状体３３ａ及び第２の板状体３３ｂ以外の側方板状体３３又は中央板状体３２に接触すると、斜辺３１ｂに沿って枠体２の上方の下流側に移動し、河川の水面と斜辺３１ｂとの交点近傍に停留する。そして、停留したごみは、雨天時に河川が増水して水位が上がることにより、枠体２の外側にある他端３ｂから押し出され、マイクロ水力発電機２００を越流し、枠体２（取水口２０１）内に流入することなく、支持体３上（取水口用スクリーン１００）での停留を防止することができる。

【0025】

以上のように、本実施形態に係る取水口用スクリーン１００は、枠体２の正面視で基体１上の一端３ａを起点として他端３ｂが放射状に枠体２の外側に配設される複数の支持体３を備えることにより、所望の水量の水を取水口２０１に取り込みつつ、上流側からマイクロ水力発電機２００に到達するごみを効率よく下流側に越流させることができ、マイクロ水力発電機２００内へのごみの流入を防止することができるという作用効果を奏する。

【0026】

特に、本実施形態に係る取水口用スクリーン１００は、鉄板の組み合わせのみにより製造することができ、製造工程が簡易であり、製造コストを安価にすることができるという作用効果を奏する。

【符号の説明】

【0027】

１ 基体
２ 枠体
３ 支持体
３ 枠体
３ａ 一端
３ｂ 他端
３ｃ 開口部
３１ａ 底辺
３１ｂ 斜辺
３１ｃ 垂辺
３２ 中央板状体
３３ 側方板状体
３３ａ 第１の板状体
３３ｂ 第２の板状体
１００ 取水口用スクリーン
２００ マイクロ水力発電機
２０１ 取水口
２０１ａ 外枠
２０２ 水車
２０３ 発電機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】