(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023153655
(43)【公開日】2023-10-18
(54)【発明の名称】除塵装置
(51)【国際特許分類】
E02B 5/08 20060101AFI20231011BHJP
【ＦＩ】
E02B5/08 101C
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022063048
(22)【出願日】2022-04-05
(71)【出願人】
【識別番号】522137161
【氏名又は名称】株式会社筒井
(74)【代理人】
【識別番号】100188248
【弁理士】
【氏名又は名称】丹生 哲治
(72)【発明者】
【氏名】筒井 信悟
(57)【要約】
【課題】除塵作業後のスクリーンを水上で視認でき、また、一般的にスクリーンに比べて強度が劣るスクレーパの破損やサビなどが発生しにくく、高い除塵作業性が得られてメンテナンスも容易な除塵装置を提供する。
【解決手段】除塵作業時、電動ウインチ１６により水路１１の水面から両ガイドレール１５に沿ってスクリーン１４を上昇させ、その後、カム機構１９によりスクレーパ１８を移動して、各掻き取り爪１７を塵掻き取り位置Ｐに配する。次にスクリーン１４の下降中、塵が各掻き取り爪１７で掻き取られる。よって、除塵作業をスクリーン１４の自重を利用しながら地上でできる。
【選択図】図１
【解決手段】除塵作業時、電動ウインチ１６により水路１１の水面から両ガイドレール１５に沿ってスクリーン１４を上昇させ、その後、カム機構１９によりスクレーパ１８を移動して、各掻き取り爪１７を塵掻き取り位置Ｐに配する。次にスクリーン１４の下降中、塵が各掻き取り爪１７で掻き取られる。よって、除塵作業をスクリーン１４の自重を利用しながら地上でできる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水路に配置されて、複数本の除塵格子が左右平行な離間状態で組まれた格子枠状のスクリーンと、
前記水路に付設されて、該水路を流れる水の中から塵を捕捉する降下位置と前記水路の水面より上方の上昇位置との間で、前記スクリーンが昇降するのをガイドする左右一対のガイドレールと、
前記スクリーンを、前記両ガイドレールに沿って昇降させるスクリーン昇降手段と、
隣り合う前記各除塵格子の間に、左右平行に離間した複数本の掻き取り爪をそれぞれ差し込んで、前記スクリーンに捕捉された前記塵を掻き取るスクレーパと、
前記スクリーンの上昇時には、前記各掻き取り爪を前記スクリーンから離反させる一方、前記スクリーンの下降時には、前記スクリーンに捕捉された塵の掻き取りが可能な塵掻き取り位置まで前記各掻き取り爪をこのスクリーンに近接させるスクレーパ移動手段とを備えたことを特徴とする除塵装置。
前記水路に付設されて、該水路を流れる水の中から塵を捕捉する降下位置と前記水路の水面より上方の上昇位置との間で、前記スクリーンが昇降するのをガイドする左右一対のガイドレールと、
前記スクリーンを、前記両ガイドレールに沿って昇降させるスクリーン昇降手段と、
隣り合う前記各除塵格子の間に、左右平行に離間した複数本の掻き取り爪をそれぞれ差し込んで、前記スクリーンに捕捉された前記塵を掻き取るスクレーパと、
前記スクリーンの上昇時には、前記各掻き取り爪を前記スクリーンから離反させる一方、前記スクリーンの下降時には、前記スクリーンに捕捉された塵の掻き取りが可能な塵掻き取り位置まで前記各掻き取り爪をこのスクリーンに近接させるスクレーパ移動手段とを備えたことを特徴とする除塵装置。
【請求項2】
前記スクレーパ移動手段は、
前記スクリーンに設けられて、このスクリーンの昇降方向へ長い直進カムと、前記両ガイドレールが固定される架台に設けられて、この直進カムの当接・離反により作動する従動節とを有したカム機構で、
前記従動節は、
前記スクリーンの上昇時で前記直進カムが当接している間は、前記スクレーパの各掻き取り爪を前記スクリーンから離反させる一方、前記スクリーンの下降時で少なくとも前記直進カムが当接している間は、前記スクレーパの各掻き取り爪を前記塵掻き取り位置まで近接させるリンク構造を有したものであることを特徴とする請求項１に記載の除塵装置。
前記スクリーンに設けられて、このスクリーンの昇降方向へ長い直進カムと、前記両ガイドレールが固定される架台に設けられて、この直進カムの当接・離反により作動する従動節とを有したカム機構で、
前記従動節は、
前記スクリーンの上昇時で前記直進カムが当接している間は、前記スクレーパの各掻き取り爪を前記スクリーンから離反させる一方、前記スクリーンの下降時で少なくとも前記直進カムが当接している間は、前記スクレーパの各掻き取り爪を前記塵掻き取り位置まで近接させるリンク構造を有したものであることを特徴とする請求項１に記載の除塵装置。
【請求項3】
前記スクレーパは、その基端部が、水平軸を介して、前記架台の前記両ガイドレールより水路上流側の部分に軸支され、
前記従動節は、
前記架台の前記両ガイドレールより水路下流側の部分に、第１の水平ピンを介して、上部が軸支された第１のリンクと、
該第１のリンクの上端部に、第２の水平ピンを介して、長さ方向の中間部が軸支された第２のリンクと、
前記第１のリンクの下端部に、第３の水平ピンを介して、長さ方向の一端部が軸支されるとともに、その長さ方向の他端部が、第４の水平ピンを介して、前記スクレーパの上部に軸支された第３のリンクとを有し、
前記第２のリンクの長さ方向の水路上流側の端部には、昇降中の前記直進カムに当接されるカム当接ローラが軸支され、
前記第２のリンクの長さ方向の水路下流側の端部には、前記第２の水平ピンを中心として、前記第２のリンクのカム当接ローラ側の端部を、常時上方へ回動させようとするウエイトが連結され、
前記第１のリンクの上部には、前記スクリーンの昇降時において、前記ウエイトの作用により、前記カム当接ローラが昇降中の前記直進カムから離反する角度まで、前記第２の水平ピンを中心として、前記第２のリンクが回動するのを規制する第２のリンク用回動規制ストッパが突設され、
前記架台の前記両ガイドレールより水路下流側の部分には、前記スクリーンの下降時に、前記第３のリンクを介して、前記第１のリンクの回動に連動して回動する前記スクレーパの各掻き取り爪が、前記塵掻き取り位置を維持するように、前記第１のリンクの回動を規制する第１のリンク用回動規制ストッパが突設されたことを特徴とする請求項２に記載の除塵装置。
前記従動節は、
前記架台の前記両ガイドレールより水路下流側の部分に、第１の水平ピンを介して、上部が軸支された第１のリンクと、
該第１のリンクの上端部に、第２の水平ピンを介して、長さ方向の中間部が軸支された第２のリンクと、
前記第１のリンクの下端部に、第３の水平ピンを介して、長さ方向の一端部が軸支されるとともに、その長さ方向の他端部が、第４の水平ピンを介して、前記スクレーパの上部に軸支された第３のリンクとを有し、
前記第２のリンクの長さ方向の水路上流側の端部には、昇降中の前記直進カムに当接されるカム当接ローラが軸支され、
前記第２のリンクの長さ方向の水路下流側の端部には、前記第２の水平ピンを中心として、前記第２のリンクのカム当接ローラ側の端部を、常時上方へ回動させようとするウエイトが連結され、
前記第１のリンクの上部には、前記スクリーンの昇降時において、前記ウエイトの作用により、前記カム当接ローラが昇降中の前記直進カムから離反する角度まで、前記第２の水平ピンを中心として、前記第２のリンクが回動するのを規制する第２のリンク用回動規制ストッパが突設され、
前記架台の前記両ガイドレールより水路下流側の部分には、前記スクリーンの下降時に、前記第３のリンクを介して、前記第１のリンクの回動に連動して回動する前記スクレーパの各掻き取り爪が、前記塵掻き取り位置を維持するように、前記第１のリンクの回動を規制する第１のリンク用回動規制ストッパが突設されたことを特徴とする請求項２に記載の除塵装置。
【請求項4】
前記スクレーパの表面には、前記各掻き取り爪により掻き取られた前記塵を、前記スクレーパの基端へ向かって滑落させるシュートが設けられ、
該シュートの基端の直下には、このシュートから落下した前記塵を外部へ排出するための傾斜した塵排出路が配されたことを特徴とする請求項１～請求項３のうち、何れか１項に記載の除塵装置。
該シュートの基端の直下には、このシュートから落下した前記塵を外部へ排出するための傾斜した塵排出路が配されたことを特徴とする請求項１～請求項３のうち、何れか１項に記載の除塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水路の流水中に混入した枯葉やビニール等の塵を除去する除塵装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、小水力発電の取水設備としての水路などを流れる水中に混ざり込んだ塵を取り除くものとして、従来、特許文献１の除塵装置などが知られている。
この除塵装置は、水路に配置されて、複数本の除塵格子が左右平行な離間状態で組まれた格子枠状の固定式スクリーンと、スクリーンに捕捉された塵を爪で掻き上げるレーキ（スクレーパ）と、レーキを昇降させる電動ウインチ（昇降手段）とを備えたものである。
この除塵装置は、水路に配置されて、複数本の除塵格子が左右平行な離間状態で組まれた格子枠状の固定式スクリーンと、スクリーンに捕捉された塵を爪で掻き上げるレーキ（スクレーパ）と、レーキを昇降させる電動ウインチ（昇降手段）とを備えたものである。
【0003】
除塵作業時、所定量の塵がスクリーンに捕捉されると、電動ウインチを駆動してスクリーンの下部に待機されたレーキをスクリーンの表面に沿って上昇させ、スクリーンに付着した塵をレーキの爪で掻き上げて除去する。これにより、スクリーンに捕捉された塵を自動的に取り除くことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００７－１７７４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来の除塵装置にあっては、スクリーンに付着した塵の除去作業が水中で行われていたため、以下のような課題があった。
（１）従来装置では、除塵作業が困難な水面下で行われていたため、水流の影響を受けてスクリーンに捕捉された塵を十分に除去できなかった。
（２）また、従来装置では、レーキを水路の水面下に配されたスクリーンの下部で待機させておく必要がある。そのため、金属製のレーキがサビ易いとともに、例えば豪雨時、水路に流れ込んだ瓦礫等が衝突して、レーキが破損するおそれもあった。
（１）従来装置では、除塵作業が困難な水面下で行われていたため、水流の影響を受けてスクリーンに捕捉された塵を十分に除去できなかった。
（２）また、従来装置では、レーキを水路の水面下に配されたスクリーンの下部で待機させておく必要がある。そのため、金属製のレーキがサビ易いとともに、例えば豪雨時、水路に流れ込んだ瓦礫等が衝突して、レーキが破損するおそれもあった。
【0006】
（３）さらに、例えば流れの速い水路などでの除塵作業では、電動ウインチにより没水したレーキを上昇させて行われるスクリーン表面の塵の掻き上げ作業に想定外の負荷がかかり易く、塵の除去をスムーズにできないおそれがあった。
（３）さらにまた、水面下でのレーキによる除塵作業にあっては、掻き上げ途中の塵が水中に拡散し易く、掻き取ったはずの塵が、スクリーンに再び捕捉されてしまうおそれもあった。
（４）また、例えば、ビニールシートや枝などがレーキに絡まったり、サビや瓦礫の衝突などによってレーキが損傷した際には、その修復作業を水路の水面下で行わなければならならず、衣服の濡れを伴う重労働となっていた。
（３）さらにまた、水面下でのレーキによる除塵作業にあっては、掻き上げ途中の塵が水中に拡散し易く、掻き取ったはずの塵が、スクリーンに再び捕捉されてしまうおそれもあった。
（４）また、例えば、ビニールシートや枝などがレーキに絡まったり、サビや瓦礫の衝突などによってレーキが損傷した際には、その修復作業を水路の水面下で行わなければならならず、衣服の濡れを伴う重労働となっていた。
【0007】
そこで、発明者は鋭意研究の結果、塵を捕捉したスクリーンが、スクリーンの昇降によって水路の水面から引き上げ、その後、スクレーパ移動手段によりスクレーパを移動させて、スクレーパに配設された複数の掻き取り爪（レーキ）をスクリーンの塵掻き取り位置に配置し、この状態でスクリーン昇降手段によりスクリーンを水面下に戻すようにすれば、スクリーンに捕捉された塵の除去作業を、スクリーンの自重を利用して地上で行うことができ、これにより上述した課題はすべて解消されることを知見し、この発明を完成させた。
【0008】
本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであって、除塵作業後のスクリーンを水上で視認することができ、また、一般的にスクリーンに比べて強度が劣るスクレーパの破損やサビなどが発生しにくく、さらには高い除塵作業性が得られるとともに、メンテナンスも容易な除塵装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
請求項１に記載の発明は、水路に配置されて、複数本の除塵格子が左右平行な離間状態で組まれた格子枠状のスクリーンと、前記水路に付設されて、該水路を流れる水の中から塵を捕捉する降下位置と前記水路の水面より上方の上昇位置との間で、前記スクリーンが昇降するのをガイドする左右一対のガイドレールと、前記スクリーンを、前記両ガイドレールに沿って昇降させるスクリーン昇降手段と、隣り合う前記各除塵格子の間に、左右平行に離間した複数本の掻き取り爪をそれぞれ差し込んで、前記スクリーンに捕捉された前記塵を掻き取るスクレーパと、前記スクリーンの上昇時には、前記各掻き取り爪を前記スクリーンから離反させる一方、前記スクリーンの下降時には、前記スクリーンに捕捉された塵の掻き取りが可能な塵掻き取り位置まで前記各掻き取り爪をこのスクリーンに近接させるスクレーパ移動手段とを備えたことを特徴とする除塵装置である。
【0010】
水路の種類は限定されない。例えば、小水力発電の取水設備としての水路の他、各種の農業用水路、各種の工業用水路、各種の上水道用の水路などを採用することができる。
スクリーンの素材は任意である。例えば、鉄、鋼、アルミニウム合金などの各種の金属を採用することができる。
スクリーンの形状は、上下方向に延びた複数本の除塵格子が、左右平行な離間状態で組まれた格子枠状のものであれば任意である。
スクリーンのサイズは、水路の幅方向（左右方向）の全域を被えるサイズが好ましい。
スクリーンの素材は任意である。例えば、鉄、鋼、アルミニウム合金などの各種の金属を採用することができる。
スクリーンの形状は、上下方向に延びた複数本の除塵格子が、左右平行な離間状態で組まれた格子枠状のものであれば任意である。
スクリーンのサイズは、水路の幅方向（左右方向）の全域を被えるサイズが好ましい。
【0011】
ガイドレールの本数は、通常、水路の幅方向の両側に配置可能な２本であるが、スクリーンを昇降可能であれば、３本以上でもよい。
スクリーン昇降手段の種類は任意である。例えば、ハンドウインチや手動ラックジャッキといった手動式のものでも、電動ウインチやモータ駆動型のねじ送り装置などの自動式のものでもよい。
スクレーパの素材は任意である。例えば、鉄、鋼、アルミニウム合金などの各種の金属を採用することができる。
スクレーパの形状は、上下方向に延びて左右平行に離間した複数本の掻き取り爪を有するものであれば任意である。
スクリーン昇降手段の種類は任意である。例えば、ハンドウインチや手動ラックジャッキといった手動式のものでも、電動ウインチやモータ駆動型のねじ送り装置などの自動式のものでもよい。
スクレーパの素材は任意である。例えば、鉄、鋼、アルミニウム合金などの各種の金属を採用することができる。
スクレーパの形状は、上下方向に延びて左右平行に離間した複数本の掻き取り爪を有するものであれば任意である。
【0012】
スクレーパ移動手段の構造は、スクリーン上昇時に、各掻き取り爪をスクリーンから離反させることができるとともに、スクリーン下降時には、スクリーンに捕捉された塵の掻き取りが可能な塵掻き取り位置まで各掻き取り爪をスクリーンに近接できれば任意である。例えば、各種のカム機構、各種のジャッキ機構、各種のモータによる移動機構などを採用することができる。このうち、特にスクリーンの昇降力を利用して作動可能なカム機構が好ましい。
また、スクレーパ移動手段によるスクレーパの移動方向は任意である。例えば、回転方向、直線方向、曲線方向でもよい。
ここでいう“塵の塵掻き取り位置”とは、スクリーンの表面（水路の上流を向いた面）側であって、スクリーンに捕捉された塵を各掻き取り爪によって掻き取ることができる位置をいう。
また、スクレーパ移動手段によるスクレーパの移動方向は任意である。例えば、回転方向、直線方向、曲線方向でもよい。
ここでいう“塵の塵掻き取り位置”とは、スクリーンの表面（水路の上流を向いた面）側であって、スクリーンに捕捉された塵を各掻き取り爪によって掻き取ることができる位置をいう。
【0013】
請求項２に記載の発明は、前記スクレーパ移動手段は、前記スクリーンに設けられて、このスクリーンの昇降方向へ長い直進カムと、前記両ガイドレールが固定される架台に設けられて、この直進カムの当接・離反により作動する従動節とを有したカム機構で、前記従動節は、前記スクリーンの上昇時で前記直進カムが当接している間は、前記スクレーパの各掻き取り爪を前記スクリーンから離反させる一方、前記スクリーンの下降時で少なくとも前記直進カムが当接している間は、前記スクレーパの各掻き取り爪を前記塵掻き取り位置まで近接させるリンク構造を有したものであることを特徴とする請求項１に記載の除塵装置である。
【0014】
請求項３に記載の発明は、前記スクレーパは、その基端部が、水平軸を介して、前記架台の前記両ガイドレールより水路上流側の部分に軸支され、前記従動節は、前記架台の前記両ガイドレールより水路下流側の部分に、第１の水平ピンを介して、上部が軸支された第１のリンクと、該第１のリンクの上端部に、第２の水平ピンを介して、長さ方向の中間部が軸支された第２のリンクと、前記第１のリンクの下端部に、第３の水平ピンを介して、長さ方向の一端部が軸支されるとともに、その長さ方向の他端部が、第４の水平ピンを介して、前記スクレーパの上部に軸支された第３のリンクとを有し、前記第２のリンクの長さ方向の水路上流側の端部には、昇降中の前記直進カムに当接されるカム当接ローラが軸支され、前記第２のリンクの長さ方向の水路下流側の端部には、前記第２の水平ピンを中心として、前記第２のリンクのカム当接ローラ側の端部を、常時上方へ回動させようとするウエイトが連結され、前記第１のリンクの上部には、前記スクリーンの昇降時において、前記ウエイトの作用により、前記カム当接ローラが昇降中の前記直進カムから離反する角度まで、前記第２の水平ピンを中心として、前記第２のリンクが回動するのを規制する第２のリンク用回動規制ストッパが突設され、前記架台の前記両ガイドレールより水路下流側の部分には、前記スクリーンの下降時に、前記第３のリンクを介して、前記第１のリンクの回動に連動して回動する前記スクレーパの各掻き取り爪が、前記塵掻き取り位置を維持するように、前記第１のリンクの回動を規制する第１のリンク用回動規制ストッパが突設されたことを特徴とする請求項２に記載の除塵装置である。
【0015】
請求項４に記載の発明は、前記スクレーパの表面には、前記各掻き取り爪により掻き取られた前記塵を、前記スクレーパの基端へ向かって滑落させるシュートが設けられ、該シュートの基端の直下には、このシュートから落下した前記塵を外部へ排出するための傾斜した塵排出路が配されたことを特徴とする請求項１～請求項３のうち、何れか１項に記載の除塵装置である。
塵排出路の形状は任意である。また、塵排出路の引き回しも任意である。
塵排出路の形状は任意である。また、塵排出路の引き回しも任意である。
【発明の効果】
【0016】
請求項１に記載の発明によれば、スクリーンの除塵作業時には、まず、塵が捕捉されたスクリーンを、スクリーン昇降手段を利用して、水路の水面から左右一対のガイドレールに沿って上昇させ、その後、スクレーパ移動手段によりスクレーパを移動して、各掻き取り爪をスクリーンの塵掻き取り位置に配する。
【0017】
次いで、この状態のまま、スクリーンの自重を利用しながらスクリーン昇降手段によりスクリーンを水面下まで戻して行くと、その下降途中で、スクリーンに捕捉された塵がスクレーパの各掻き取り爪によって掻き取られる。
これにより、スクリーンに捕捉された塵の除去作業を、スクリーンの自重を利用して地上で行うことができる。
これにより、スクリーンに捕捉された塵の除去作業を、スクリーンの自重を利用して地上で行うことができる。
【0018】
その結果、水面下で除塵作業を行う従来装置では行えなかった除塵作業後のスクリーンの水上での視認（確認）が可能となり、また、一般的にスクリーンと比較して強度が劣るスクレーパの破損やサビなどが発生しにくく、さらには高い除塵作業性が得られるとともに、メンテナンスも容易となる。
【0019】
特に、請求項２に記載の発明によれば、スクレーパ移動手段として、スクリーンに設けられた直進カムと、ガイドレールを支持する架台に設けられたリンク式の従動節とを具備するカム機構を採用したため、スクレーパ移動手段、ひいては除塵装置の簡素化が図れ、装置コストが廉価となるとともに部品点数も少なくなって、故障もしにくくなる。
【0020】
また、請求項３に記載の発明によれば、スクリーンの除塵作業時には、まず、塵が捕捉されたスクリーンを、スクリーン昇降手段により、左右一対のガイドレールに沿って水路の水面から徐々に上昇させる。
その途中で、スクリーンの直進カムがカム当接ローラに当接し、カム当接ローラと第２のリンクとを、第２の水平ピンを中心にして上方回動させる。
その途中で、スクリーンの直進カムがカム当接ローラに当接し、カム当接ローラと第２のリンクとを、第２の水平ピンを中心にして上方回動させる。
【0021】
その後、第２のリンクの水路下流側の部分が第２のリンク用回動規制ストッパに当接して、これらの回動は規制されるものの、その後もスクリーンが上昇することで、直進カムによるカム当接ローラ（第２のリンク）への押し上げは進行し、第１の水平ピンを中心として、第１のリンクが、そのリンク下部を水路上流へ向かうように回動する。
これにより、第３のリンクを介して、スクレーパが水平軸を中心として上方へ回動し、その結果、スクレーパに配設された各掻き取り爪が、予め設定された塵掻き取り位置から外方（水路上流の方向）へ離反する。この離反状態は、スクリーンの直進カムがカム当接ローラに当接している間だけ継続される。
これにより、第３のリンクを介して、スクレーパが水平軸を中心として上方へ回動し、その結果、スクレーパに配設された各掻き取り爪が、予め設定された塵掻き取り位置から外方（水路上流の方向）へ離反する。この離反状態は、スクリーンの直進カムがカム当接ローラに当接している間だけ継続される。
【0022】
その後、直進カムがカム当接ローラを通過した時、直進カムを含むスクリーンが、自重により水平軸を中心にして水路下流方向へ傾倒する。
これに伴い、第３のリンクを介して、第１のリンクが、第１の水平ピンを中心にして先ほどとは反対方向へ回動し、その回動は、第１のリンクの下部が第１のリンク用回動規制ストッパに当接することで停止する。このとき、スクレーパの各掻き取り爪は、塵掻き取り位置にそれぞれ戻る。
これに伴い、第３のリンクを介して、第１のリンクが、第１の水平ピンを中心にして先ほどとは反対方向へ回動し、その回動は、第１のリンクの下部が第１のリンク用回動規制ストッパに当接することで停止する。このとき、スクレーパの各掻き取り爪は、塵掻き取り位置にそれぞれ戻る。
【0023】
次に、スクリーンの自重を利用しながらスクリーン昇降手段により、両ガイドレールに沿ってスクリーンを徐々に水面下まで戻して行くと、その下降途中で、直進カムの下端部がカム当接ローラに当接し、これを押し下げることで、第２の水平ピンを中心にして、第２のリンクが、先ほどとは反対に第２のリンク用回動規制ストッパから離反する方向へ回動する。
【0024】
このような状態は、少なくとも直進カムがカム当接ローラを通過するまで維持されるため、スクリーンの下降に伴い、これに捕捉された塵がスクレーパの各掻き取り爪によって掻き取られる。
その結果、スクリーンの昇降を利用してカム機構を作動させることで、スクリーンに捕捉された塵を、確実に自動除去することができる。
その結果、スクリーンの昇降を利用してカム機構を作動させることで、スクリーンに捕捉された塵を、確実に自動除去することができる。
【0025】
さらに、請求項４に記載の発明によれば、スクレーパの各掻き取り爪によって掻き取られたスクリーンの塵は、シュートの表面を滑落して、シュートの基端から直下に配される傾斜した塵排出路に落下する。その後、この落下した塵は、塵排出路を滑落して除塵装置の外に排出される。
これにより、スクレーパよって掻き取られた塵を、無動力で装置外へ排出することができる。
これにより、スクレーパよって掻き取られた塵を、無動力で装置外へ排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の実施例１に係る除塵装置の使用状態の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して具体的に説明する。ここでは、除塵装置として小水力発電の取水設備としての水路を流れる水中に混入した塵を除去するものを例に説明する。
【実施例0028】
図１および図２において、１０は本発明の実施例１に係る除塵装置である。この除塵装置１０は、小水力発電の取水設備として水路１１を跨ぐように立設された架台１２と、水路１１に配置されて、複数本の除塵格子１３が左右平行な離間状態で組まれた格子枠状のスクリーン１４と、下部が水路１１内に配置されて、水路１１を流れる水の中から塵を捕捉する降下位置と水路１１の水面より上方の上昇位置との間で、スクリーン１４が昇降するのをガイドする左右一対のガイドレール１５と、両ガイドレール１５に沿って、スクリーン１４を昇降させる電動ウインチ（スクリーン昇降手段）１６と、隣り合う各除塵格子１３の間に、左右平行に離間した複数本の掻き取り爪１７をそれぞれ差し込んで、スクリーン１４に捕捉された塵を掻き取るスクレーパ１８と、スクリーン１４の上昇時には、各掻き取り爪１７をスクリーン１４から離反させる一方、スクリーン１４の下降時には、スクリーン１４に捕捉された塵の掻き取りが可能な塵掻き取り位置Ｐまで各掻き取り爪１７をこのスクリーン１４に近接させるカム機構（スクレーパ移動手段）１９とを備えている。
【0029】
以下、図１～図７を参照して、これらの構成部品を具体的に説明する。
図１および図２に示すように、架台１２は、側面視して縦長な略直角台形状を有した金属製の枠体である。
この架台１２は、前後方向に延びた長尺な左，右下枠２０と、上下方向に延びた左，右後枠２１と、前後方向に延びた短尺な左，右上枠２３と、前記左，右後枠２１と対応するガイドレール１５の長さ方向の中間部とを連結する、前後方向に延びた左，右中間枠２２と、左，右上枠２３の上端部間を連結する左右方向に延びた上後枠２４と、左，右上枠２３の下端部間を連結する左右方向に延びた下後枠２５とを有している。
図１および図２に示すように、架台１２は、側面視して縦長な略直角台形状を有した金属製の枠体である。
この架台１２は、前後方向に延びた長尺な左，右下枠２０と、上下方向に延びた左，右後枠２１と、前後方向に延びた短尺な左，右上枠２３と、前記左，右後枠２１と対応するガイドレール１５の長さ方向の中間部とを連結する、前後方向に延びた左，右中間枠２２と、左，右上枠２３の上端部間を連結する左右方向に延びた上後枠２４と、左，右上枠２３の下端部間を連結する左右方向に延びた下後枠２５とを有している。
【0030】
このうち、左，右下枠２０は、対応するガイドレール１５を通過して水路上流方向へ延長している。これらの延長部分の基部と、対応するガイドレール１５の長さ方向の中間より若干下方部分との間には、架台１２の両ガイドレール１５より水路上流側の部分を構成する、左右一対の略逆Ｌ字状を有した軸受支持枠２６が各連結されている（図７も参照）。
【0031】
図３および図４に示すように、スクリーン１４は、左，右側板となる後述の２枚の直進カム２７の間に、所定ピッチで複数本の除塵格子１３が平行に配置されるとともに、これらの板材を左右方向へ延びた細長い上下一対の連結ロッド２８と、左右方向へ延びた４本の横枠ロッド２９とによって、細格子状に連結したものである。電動ウインチ１６のチェーン３０は、上側の連結ロッド２８の長さ方向の中間部に図示しないフックを介して掛止される。
【0032】
各除塵格子１３の表側の縁には、水中の塵を引っ掛ける複数の掛止爪３１が、その長さ方向に所定ピッチで突設されている。また、各横枠ロッド２９のうち、直進カム２７から突出した各端部には、各ガイドレール１５を走行する左右対配置された複数のガイドローラ３２が軸支されている。
【0033】
図１および図２に示すように、両ガイドレール１５は、上方へ向かうほど水路下流へ傾斜した一対の溝形鋼からなる。これらのガイドレール１５は、その長さ方向の両端部を除く部分が、架台１２の水路上流側の左，右枠材を構成している。このうち、両ガイドレール１５の下端部は水路１１内に配置され、また両ガイドレール１５の上端部は、架台１２より上方に突出している。
【0034】
図１および図２に示すように、電動ウインチ１６は、チェーン巻き上げ式のもので、両ガイドレール１５の上端間を連結する横長な上枠材３３の長さ方向の中間部に、保護カバー３４を介して連結されている。電動ウインチ１６の電源としては、バッテリなどの他、図示しない太陽光パネルにより得られた電気を利用してもよい。これにより、送電線がない山奥の僻地の水路でも、除塵装置１０を使用することができる。
【0035】
図５および図６に示すように、スクレーパ１８は、上向きの爪先部１７ａを有した各掻き取り爪１７の基端部に、左右方向へ長尺な１本の水平軸３５がそれぞれ嵌入されている。この水平軸３５の長さ方向の両端部が、各軸受支持枠２６の上側に配設された左右一対の軸受３６に軸支されている。
また、スクレーパ１８の表面には、各掻き取り爪１７により掻き取られた塵を、スクレーパ１８の基端へ向かって滑落させる横長矩形状のシュート３７が設けられている。
また、スクレーパ１８の表面には、各掻き取り爪１７により掻き取られた塵を、スクレーパ１８の基端へ向かって滑落させる横長矩形状のシュート３７が設けられている。
【0036】
このシュート３７は薄肉な鉄板で、その幅方向の両端部に左右一対のサイドガイド３８が屈曲形成されている。また、シュート３７の上辺部の略全域には、各掻き取り爪１７により掻き取った塵がシュート３７に流れ込み易いように、段差状の切欠部３７ａが形成されている。
さらに、各掻き取り爪１７の先部には、左右方向へ１本の長尺な操作ロッド（第４の水平ピン）３９が一連に嵌入されている。この操作ロッド３９の長さ方向の両端部には、後述する左右一対の第３のリンク４０の他端部が軸支される（図７を参照）。
さらに、各掻き取り爪１７の先部には、左右方向へ１本の長尺な操作ロッド（第４の水平ピン）３９が一連に嵌入されている。この操作ロッド３９の長さ方向の両端部には、後述する左右一対の第３のリンク４０の他端部が軸支される（図７を参照）。
【0037】
シュート３７の基端の直下には、固定シュート４１を介して、このシュート３７から落下した塵を外部へ排出するための、右下方向へ傾斜した樋状の塵排出部（塵排出路）４２が配されている。塵排出部４２は、その上端部が、架台１２の左下枠２０に立設された小型の枠台４３によって支持されている。
【0038】
図１、図２および図７に示す前記カム機構１９は、スクリーン１４の左，右側板を構成して、このスクリーン１４の昇降方向へ長い左右一対の直進カム２７と、両ガイドレール１５が固定される架台１２に設けられて、各直進カム２７の当接・離反により作動する左右一対の従動節４４とを有している。
【0039】
このうち、各直進カム２７は、スクリーン１４の両ガイドレール１５に沿った昇降時に、各ガイドレール１５の水路下流側より外方（後方）に突出した幅を有している。その突出幅は、直進カム２７の全長にわたり一定であって、これらの突出部分が、実質的な板状のカム部を構成している。
また、これらのカム部は、先端部２７ａが上方へ延長されている。各先端部２７ａの先端部分は、後述するカム当接ローラ４５の乗り上げがスムーズとなるように、傾斜カットされている。
また、これらのカム部は、先端部２７ａが上方へ延長されている。各先端部２７ａの先端部分は、後述するカム当接ローラ４５の乗り上げがスムーズとなるように、傾斜カットされている。
【0040】
一方、各従動節４４は、スクリーン１４の上昇時で直進カム２７が当接している間は、スクレーパ１８の各掻き取り爪１７をスクリーン１４から離反させる一方、スクリーン１４の下降時で、少なくとも直進カム２７が当接している間は、各掻き取り爪１７を塵掻き取り位置Ｐまで近接させるリンク構造を有している。
【0041】
ここで、図１および図７を参照して、リンク式の各従動節４４を詳細に説明する。
この各従動節４４は、架台１２の両ガイドレール１５より水路下流側の部分（ここでは、左，右中間枠２２の各ガイドレール１５側の端部付近）に、それぞれ第１の水平軸（第１の水平ピン）４６を介して、上部が軸支された左右一対の第１のリンク４７と、各第１のリンク４７の上端部に、各第２の水平ピン４８を介して、長さ方向の中間部が軸支された左右一対の第２のリンク４９と、各第１のリンク４７の下端部に、それぞれ第３の水平ピン５０を介して、長さ方向の一端部が軸支されるとともに、その長さ方向の他端部が、操作ロッド３９を介して、スクレーパ１８の左，右上部に軸支された左右一対の第３のリンク４０とを有している。
この各従動節４４は、架台１２の両ガイドレール１５より水路下流側の部分（ここでは、左，右中間枠２２の各ガイドレール１５側の端部付近）に、それぞれ第１の水平軸（第１の水平ピン）４６を介して、上部が軸支された左右一対の第１のリンク４７と、各第１のリンク４７の上端部に、各第２の水平ピン４８を介して、長さ方向の中間部が軸支された左右一対の第２のリンク４９と、各第１のリンク４７の下端部に、それぞれ第３の水平ピン５０を介して、長さ方向の一端部が軸支されるとともに、その長さ方向の他端部が、操作ロッド３９を介して、スクレーパ１８の左，右上部に軸支された左右一対の第３のリンク４０とを有している。
【0042】
このうち、各第１のリンク４７は、それぞれの上端部が水路上流方向に“への字”に屈曲している。
また、各第２のリンク４９の長さ方向の水路上流側の端部には、昇降中の直進カム２７に当接される左右一対のカム当接ローラ４５が軸支されている。
一方、各第２のリンク４９の長さ方向の水路下流側の端部には、各第２の水平ピン４８を中心として、各第２のリンク４９のカム当接ローラ４５側の端部を、常時上方へ回動させようとする左右一対のウエイト５１が連結されている。
また、各第２のリンク４９の長さ方向の水路上流側の端部には、昇降中の直進カム２７に当接される左右一対のカム当接ローラ４５が軸支されている。
一方、各第２のリンク４９の長さ方向の水路下流側の端部には、各第２の水平ピン４８を中心として、各第２のリンク４９のカム当接ローラ４５側の端部を、常時上方へ回動させようとする左右一対のウエイト５１が連結されている。
【0043】
さらに、各第１のリンク４７の上部の水路下流側には、スクリーン１４の昇降時において、対応するウエイト５１の作用により、各カム当接ローラ４５が昇降中の各直進カム２７から離反する角度まで、各第２の水平ピン４８を中心として、各第２のリンク４９が回動するのを規制する左右一対の第２のリンク用回動規制ストッパ５２が、連結棒６１を介して突設されている。
【0044】
また、左，右中間枠２２の各ガイドレール１５側の端部付近の下部には、傾斜した短尺なアングル鋼６０を介して、スクリーン１４の下降時に、各第３のリンク４０を介して、各第１のリンク４７の回動に連動して回動するスクレーパ１８の各掻き取り爪１７の先端部が、塵掻き取り位置Ｐを維持するように、各第１のリンク４７の回動を規制する左右一対の第１のリンク用回動規制ストッパ５３が突設されている。
【0045】
ここでは、各第１のリンク用回動規制ストッパ５３として、それぞれ長尺なねじ式ストッパを採用している。これにより、各カム当接ローラ４５を、昇降中の各直進カム２７に対する各カム当接ローラ４５の当接状態を調整することができる。
一方、各第２のリンク用回動規制ストッパ５２にも、長尺なねじ式ストッパを採用している。そのため、各掻き取り爪１７の先端部を、塵掻き取り位置Ｐに正確に配置することができる。
一方、各第２のリンク用回動規制ストッパ５２にも、長尺なねじ式ストッパを採用している。そのため、各掻き取り爪１７の先端部を、塵掻き取り位置Ｐに正確に配置することができる。
【0046】
次に、図１～図１１を参照して、本発明の実施例１に係る除塵装置１０による、スクリーン１４に捕捉された塵の除去作業を説明する。なお、ここでは、数時間毎にスクリーン１４の除塵作業が行われるものとする。
図１、図２および図７に示すように、この除塵作業時には、まず、水路１１を流れる水中の塵が捕捉されたスクリーン１４を、電動ウインチ１６のチェーン３０を巻き上げて、矢印ａのように左右一対のガイドレール１５に沿って水路１１内の水面から徐々に上昇させる。
図１、図２および図７に示すように、この除塵作業時には、まず、水路１１を流れる水中の塵が捕捉されたスクリーン１４を、電動ウインチ１６のチェーン３０を巻き上げて、矢印ａのように左右一対のガイドレール１５に沿って水路１１内の水面から徐々に上昇させる。
【0047】
その途中で、スクリーン１４の各直進カム２７が対応するカム当接ローラ４５に当接して乗り上げることで、各カム当接ローラ４５および各第２のリンク４９が、対応する第２の水平ピン４８を中心にして上方へ回動して行く（矢印ｂを参照）。その際、各第２のリンク４９の水路下流側の部分が各第２のリンク用回動規制ストッパ５２に当接することで、これらの回動が規制される。
【0048】
その後もスクリーン１４の上昇が継続することで、各直進カム２７による各カム当接ローラ４５の押し上げ（上方回動）が進行し、各第１の水平軸４６を中心として、各第１のリンク４７が、各々のリンク下部を水路上流へ向かわせるように回動する。
これにより、各第３のリンク４０を介して、スクレーパ１８が水平軸３５を中心として上方へ回動し、その結果、スクレーパ１８に配設された各掻き取り爪１７が、予め設定された塵掻き取り位置Ｐから外方（水路上流の方向）へ離反する（同じく矢印ｂを参照）。この離反状態は、スクリーン１４の各直進カム２７が各カム当接ローラ４５に当接している間だけ継続される。
これにより、各第３のリンク４０を介して、スクレーパ１８が水平軸３５を中心として上方へ回動し、その結果、スクレーパ１８に配設された各掻き取り爪１７が、予め設定された塵掻き取り位置Ｐから外方（水路上流の方向）へ離反する（同じく矢印ｂを参照）。この離反状態は、スクリーン１４の各直進カム２７が各カム当接ローラ４５に当接している間だけ継続される。
【0049】
その後、各直進カム２７が各カム当接ローラ４５を通過した時、矢印ｃに示すように各スクレーパ１８が、自重により各水平軸３５を中心にして水路下流方向へ傾倒する。
これに伴い、各第３のリンク４０を介して、各第１のリンク４７が、各第１の水平軸４６を中心にして先ほどとは反対方向へ回動し、それらの回動は、各第１のリンク４７の下部が各第１のリンク用回動規制ストッパ５３に当接することで停止される。このとき、スクレーパ１８の各掻き取り爪１７の先端部が、塵掻き取り位置Ｐにそれぞれ戻る。
これに伴い、各第３のリンク４０を介して、各第１のリンク４７が、各第１の水平軸４６を中心にして先ほどとは反対方向へ回動し、それらの回動は、各第１のリンク４７の下部が各第１のリンク用回動規制ストッパ５３に当接することで停止される。このとき、スクレーパ１８の各掻き取り爪１７の先端部が、塵掻き取り位置Ｐにそれぞれ戻る。
【0050】
次に、スクリーン１４の自重を利用しながら電動ウインチ１６のチェーン３０を徐々に繰り出すことで、矢印ｄに示すように、両ガイドレール１５に沿ってスクリーン１４をゆっくり水面下まで戻して行く。
その下降途中で、各直進カム２７の下端部が各カム当接ローラ４５に当接し、さらにこれを押し下げることで、矢印ｅに示すように、各第２の水平ピン４８を中心にして、各第２のリンク４９が、先ほどとは反対に各第２のリンク用回動規制ストッパ５２から離反する方向へ回動する。
その下降途中で、各直進カム２７の下端部が各カム当接ローラ４５に当接し、さらにこれを押し下げることで、矢印ｅに示すように、各第２の水平ピン４８を中心にして、各第２のリンク４９が、先ほどとは反対に各第２のリンク用回動規制ストッパ５２から離反する方向へ回動する。
【0051】
このような状態は、少なくとも直進カム２７がカム当接ローラ４５を通過するまで（ここでは、次回（数時間後）、スクリーン１４が上昇して各直進カム２７の先端部が各カム当接ローラ４５に当接するまで）維持される。そのため、このスクリーン１４の下降に伴って、その表面に捕捉された塵が、スクレーパ１８の各掻き取り爪１７によって徐々に掻き取られて行く。
その後、こうして掻き取られた塵は、シュート３７の表面を滑落して、シュート３７の基端から固定シュート４１を経て、その直下に配された塵排出部４２に落下する。この落下した塵は、右下方向へ傾斜した塵排出部４２を滑落しながら除塵装置１０の外に排出される。
その後、こうして掻き取られた塵は、シュート３７の表面を滑落して、シュート３７の基端から固定シュート４１を経て、その直下に配された塵排出部４２に落下する。この落下した塵は、右下方向へ傾斜した塵排出部４２を滑落しながら除塵装置１０の外に排出される。
【0052】
このように構成したため、スクリーン１４に捕捉された塵の除去作業を、スクリーン１４の自重を利用して地上で行うことができる。その結果、水面下で除塵作業を行う従来装置では行えなかった除塵作業後のスクリーン１４の水上での視認（確認）が可能となる。また、一般的にスクリーン１４と比較して強度が劣るスクレーパ１８の破損やサビなどが発生しにくくなる。さらには、高い除塵作業性が得られるとともに、メンテナンスも容易となる。
【0053】
また、ここでは、スクレーパ移動手段として、スクリーン１４に設けられた直進カム２７と、ガイドレール１５を支持する架台１２に設けられたリンク式の従動節４４とを具備したカム機構１９を採用している。そのため、スクレーパ移動手段、ひいては除塵装置１０の簡素化が図れ、装置コストが廉価となるとともに、部品点数も減少し、故障もしにくくなる。
【0054】
しかも、スクレーパ移動手段として、上述した第３のリンク４０、カム当接ローラ４５、第１のリンク４７、第２のリンク４９、ウエイト５１、第２のリンク用回動規制ストッパ５２、および、第１のリンク用回動規制ストッパ５３を有する各リンク式の従動節４４と、各直進カム２７とを具備したカム機構１９を採用したため、スクリーン１４の昇降を利用してカム機構１９を作動させることができ、これによりスクリーン１４に捕捉された塵を確実に自動除去することができる。
また、ここではスクレーパ１８の各掻き取り爪１７によって掻き取ったスクリーン１４の塵を、シュート３７および塵排出部４２を介して外部排出するようにしたため、スクレーパ１８よりスクリーン１４から掻き取られた塵を、無動力で装置外へ排出することができる。
また、ここではスクレーパ１８の各掻き取り爪１７によって掻き取ったスクリーン１４の塵を、シュート３７および塵排出部４２を介して外部排出するようにしたため、スクレーパ１８よりスクリーン１４から掻き取られた塵を、無動力で装置外へ排出することができる。
【産業上の利用可能性】
【0055】
本発明は、水路の流水中に混ざり込んだ塵を除去する除塵装置の技術として有用である。
【符号の説明】
【0056】
１０ 除塵装置
１１ 水路
１２ 架台
１３ 除塵格子
１４ スクリーン
１５ ガイドレール
１６ 電動ウインチ（スクリーン昇降手段）
１７ 掻き取り爪（レーキ）
１８ スクレーパ
１９ カム機構（スクレーパ移動手段）
３５ 水平軸
３７ シュート
３９ 操作ロッド（第４の水平ピン）
４０ 第３のリンク
４２ 塵排出部（塵排出路）
４４ 従動節
４５ カム当接ローラ
４６ 第１の水平軸（第１の水平ピン）
４７ 第１のリンク
４８ 第２の水平ピン
４９ 第２のリンク
５０ 第３の水平ピン
５１ ウエイト
５２ 第２のリンク用回動規制ストッパ
５３ 第１のリンク用回動規制ストッパ
Ｐ 塵掻き取り位置
１１ 水路
１２ 架台
１３ 除塵格子
１４ スクリーン
１５ ガイドレール
１６ 電動ウインチ（スクリーン昇降手段）
１７ 掻き取り爪（レーキ）
１８ スクレーパ
１９ カム機構（スクレーパ移動手段）
３５ 水平軸
３７ シュート
３９ 操作ロッド（第４の水平ピン）
４０ 第３のリンク
４２ 塵排出部（塵排出路）
４４ 従動節
４５ カム当接ローラ
４６ 第１の水平軸（第１の水平ピン）
４７ 第１のリンク
４８ 第２の水平ピン
４９ 第２のリンク
５０ 第３の水平ピン
５１ ウエイト
５２ 第２のリンク用回動規制ストッパ
５３ 第１のリンク用回動規制ストッパ
Ｐ 塵掻き取り位置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】