特開 2024-135057 スクリーンユニット、除塵装置及び除塵装置の設置方法

(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】P2024135057

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】スクリーンユニット、除塵装置及び除塵装置の設置方法

(51)【国際特許分類】

   E02B 5/08 20060101AFI20240927BHJP

【ＦＩ】

E02B5/08 101Z

E02B5/08 101C

E02B5/08 101A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023045561

(22)【出願日】2023-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】591073337

【氏名又は名称】株式会社丸島アクアシステム

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100176304

【弁理士】

【氏名又は名称】福成 勉

(72)【発明者】

【氏名】半田 英明

(72)【発明者】

【氏名】矢延 孝也

(72)【発明者】

【氏名】文元 勝仙

(57)【要約】

【課題】より少ない労力でかつ短時間で除塵装置を設置できるようにする。
【解決手段】除塵装置はスクリーンユニットＳＵを含む。スクリーンユニットＳＵは、水路Ｗ上方の基礎５０に固定される基礎部材３０と、各々基礎部材３０に接合されて上下方向に延在する一対の側板３２と、各々一対の側板３２に接合されて上下方向に所定間隔で配置される複数の桁部材３４と、一対の側板３２の間に配置されて各桁部材３４に接合されたスクリーン１と、スクリーン１の上方に連続するように配置されて基礎部材３０に接合されたエプロン７とを備えるとともに、基礎部材３０、側板３２、桁部材３４、スクリーン１及びエプロン７が吊り上げ可能となるように一体に接合されている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水路に所定の傾斜角度で配置されるスクリーンと、
当該スクリーンに補足された塵芥を掻き上げるレーキと、
前記スクリーンの上方に配置されて、前記レーキにより掻き上げられる塵芥を案内するエプロンと、を備えた除塵装置を構成するためのユニット部材であって、
前記水路上方の基礎に固定されることが可能な固定部を備えた金属製の基礎部材と、
所定間隔を隔てて水平方向に対面し、かつ各々前記基礎部材に接合されて上下方向に延在する、金属製の一対の側板と、
各々前記一対の側板の並び方向に延在して両端が当該側板に接合され、かつ上下方向に所定間隔で配置された金属製の複数の桁部材と、
前記一対の側板の間に配置されて、少なくとも前記複数の桁部材に接合された前記スクリーンと、
前記スクリーンの上方に連続するように配置されて前記基礎部材に接合された前記エプロンと、を備え、
前記基礎部材、前記一対の側板、前記複数の桁部材、前記スクリーン及び前記エプロンは、前記基礎部材を介して吊り上げ可能となるように一体に接合され、
前記スクリーンは、前記固定部を介して前記基礎に前記基礎部材が固定された状態において前記傾斜角度で前記水路内に配置されるように設けられている、ことを特徴とするスクリーンユニット。

【請求項2】

請求項１に記載のスクリーンユニットにおいて、
前記固定部を第１固定部と定義したときに、
前記基礎部材には、前記スクリーンに沿って前記レーキを移動させるための駆動機構部を支持する架台を固定することが可能な第２固定部が設けられている、ことを特徴とするスクリーンユニット。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のスクリーンユニットにおいて、
前記一対の側板の下端部には、前記水路の底面に接地するとともに、高さ調整が可能な脚部が備えられている、ことを特徴とするスクリーンユニット。

【請求項4】

除塵装置の設置方法であって、
請求項１に記載のスクリーンユニットを準備する準備工程と、
前記スクリーンユニットを吊り上げて水路上に搬送し、当該水路内に前記スクリーンを介在させた状態で、水路上方の基礎に前記基礎部材を固定するユニット固定工程と、
前記スクリーンに沿って前記レーキを移動させるための駆動機構部を支持する架台を前記水路上方に設置する架台設置工程と、
前記架台に、前記レーキ及び前記駆動機構部を組み付ける機構部組付工程と、を含むことを特徴とする除塵装置の設置方法。

【請求項5】

請求項４に記載の除塵装置の設置方法において、
前記架台設置工程では、前記架台を前記基礎部材に固定する、ことを特徴とする除塵装置の設置方法。

【請求項6】

請求項１に記載のスクリーンユニットと、
前記スクリーンユニットの前記基礎部材に固定される架台と、
前記架台に組み付けられ、前記レーキ及び当該レーキを前記スクリーンに沿って移動させる駆動機構部と、を備えることを特徴とする除塵装置。

【請求項7】

請求項６に記載の除塵装置において、
前記駆動機構部は、前記レーキを前記スクリーンに沿って上下方向に往復移動させる昇降機構部と、前記水路の水流方向に前記レーキを揺動させる揺動機構部と、を含むことを特徴とする除塵装置。

【請求項8】

請求項６に記載の除塵装置において、
前記スクリーンユニットの各側板と前記水路の側面との間、及び／又は、水路底面と前記スクリーンとの間に防塵シールが設けられている、ことを特徴とする除塵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スクリーンに捕捉された塵芥をレーキによって掻き上げて除去する除塵装置に関する。

【背景技術】

【0002】

水路等に設置されたスクリーンで流水中の塵芥を補足し、レーキによりスクリーンに沿って塵芥を掻き上げて除去する除塵装置が周知である。この種の除塵装置の設置は、レーキを案内するためのガイドフレームを水路の両側壁（コンクリート壁）に埋め込み、こらガイドフレームの間にレーキ及びその駆動機構等を据え付ける。そのため、水路を堰き止めての大掛かりな土木作業が必要で、工期が長くなる傾向があった。

【0003】

このような事情に鑑み、出願人は、特許文献１に開示されるような除塵装置を考案している。この除塵装置は、水路の両側壁に予めボルトで固定された固定ガイドに沿って、複数の分割ブロック（ガイドフレーム、スクリーン及び受桁を分割したパーツ）を順次水路内に送り込みながら、当該固定ガイド（又は側壁）に固定することにより構成される。この除塵装置によれば、設置作業は、水路側壁に固定ガイドを固定する作業と、分割ブロックを固定ガイド（又は側壁）に対してボルトで固定する作業となるため、水路を堰き止めての大掛かりな土木作業が不要で、工期の短縮が可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実用新案登録第３０４６９２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のような従来の除塵装置では、水路側壁への固定ガイドの固定作業や当該固定ガイド（又は側壁）への分割ブロックの固定作業に加え、当該固定のためのはつり作業や溶接を水路内で行う必要があり、多くの労力を要する。

【0006】

また、複数の分割ブロックによってガイドフレーム、スクリーン及び受桁が構成されるため、パーツ同士の位置や角度の調整等、精度確保に多くの時間を要する。

【0007】

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、より少ない労力で、かつ短時間で除塵装置を設置することを可能となるスクリーンユニット、除塵装置及び除塵装置の設置方法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】

上記の課題を解決するために、本発明の一局面に係るスクリーンユニットは、水路に所定の傾斜角度で配置されるスクリーンと、当該スクリーンに補足された塵芥を掻き上げるレーキと、前記スクリーンの上方に配置されて、前記レーキにより掻き上げられる塵芥を案内するエプロンと、を備えた除塵装置を構成するためのユニット部材であって、前記水路上方の基礎に固定されることが可能な固定部を備えた金属製の基礎部材と、所定間隔を隔てて水平方向に対面し、かつ各々前記基礎部材に接合されて上下方向に延在する、金属製の一対の側板と、各々前記一対の側板の並び方向に延在して両端が当該側板に接合され、かつ上下方向に所定間隔で配置された金属製の複数の桁部材と、前記一対の側板の間に配置されて、少なくとも前記複数の桁部材に接合された前記スクリーンと、前記スクリーンの上方に連続するように配置されて前記基礎部材に接合された前記エプロンと、を備え、前記基礎部材、前記一対の側板、前記複数の桁部材、前記スクリーン及び前記エプロンは、前記基礎部材を介して吊り上げ可能となるように一体に接合され、前記スクリーンは、前記固定部を介して前記基礎に前記基礎部材が固定された状態において前記傾斜角度で前記水路内に配置されるように設けられている、ことを特徴とする。

【0009】

このスクリーンユニットを用いれば、次のような本発明の設置方法により除塵装置を水路に設置することが可能となる。すなわち、本発明の一局面に係る除塵装置の設置方法は、上述のスクリーンユニットを準備する準備工程と、前記スクリーンユニットを吊り上げて水路上に搬送し、当該水路内に前記スクリーンを介在させた状態で、水路上方の基礎に前記基礎部材を固定するユニット固定工程と、前記スクリーンに沿って前記レーキを移動させるための駆動機構部を支持する架台を前記水路上方に設置する架台設置工程と、前記架台に、前記レーキ及び前記駆動機構部を組み付ける機構部組付工程と、を含むことを特徴とする。

【0010】

この方法によれば、クレーン等により上記スクリーンユニットを吊り上げて水路内に配置し、基礎部材をコンクリート等からなる水路上面基礎（躯体）に固定することで、従来のような水路内作業を殆ど行うこと無く、短時間で所定の傾斜角度で難なくスクリーン及びエプロンを設置できる。そのため、より少ない労力で、かつ短時間で除塵装置を設置することが可能となる。

【0011】

なお、上記スクリーンユニットにおいて、前記固定部を第１固定部と定義したときに、前記基礎部材には、前記スクリーンに沿って前記レーキを移動させるための駆動機構部を支持する架台を固定することが可能な第２固定部が設けられているのが好適である。すなわち、前記架台設置工程においては、前記架台を前記基礎部材に固定するのが好適である。

【0012】

この構成（設置方法）によれば、架台が基礎部材に固定されるので、架台を固定するための部材（アンカー等）を別途基礎に設ける必要が無くなる。

【0013】

また、上記スクリーンユニットにおいて、前記一対の側板の下端部には、前記水路の底面に接地するとともに、高さ調整が可能な脚部が備えられているのが好適である。

【0014】

この構成によれば、スクリーンユニットを水路底面に対してより安定的に設置することが可能となる。

【0015】

一方、本発明の一の局面に係る除塵装置は、上述したスクリーンユニットと、前記スクリーンユニットの前記基礎部材に固定される架台と、前記架台に組み付けられ、前記レーキ及び当該レーキを前記スクリーンに沿って移動させる駆動機構部と、を備えるものである。

【0016】

この除塵装置によれば、既述のような設置方法に基づき除塵装置を設置することが可能となる。そのため、従来の除塵装置に比べて少ない労力で、かつ短時間で除塵装置を設置することが可能となる。

【0017】

より具体的に、前記駆動機構部は、前記レーキを前記スクリーンに沿って上下方向に往復移動させる昇降機構部と、前記水路の水流方向に前記レーキを揺動させる揺動機構部と、を含む。

【0018】

この構成によると、水中におけるスクリーンに沿った位置に昇降機構部を固定的に設置することなく塵芥をスクリーンに沿って掻き上げることが可能となる。そのため、水中作業を伴うこと無く昇降機構部を設置することが可能となる。

【0019】

上記構成において、前記スクリーンユニットの各側板と前記水路の側面との間、及び／又は、水路底面と前記スクリーンとの間には防塵シールが設けられていてもよい。

【0020】

この構成によれば、スクリーンに対して水流をより確実に透過させることができるため、流水中の塵芥の捕捉性能が向上する。また、接地面積が大きくなるので、前記スクリーンユニットが水路底部にて安定的に接地される。

【発明の効果】

【0021】

以上説明した本発明によれば、より少ない労力で、かつ短時間で除塵装置を設置することを可能となり、精度が確保され高品質の製品供給が可能になる。また、簡単に修理、取り替えが可能である。加えて、水路内作業がほとんど無くなることで据え付け作業環境の改善につながる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態に係る除塵装置の正面図である。

【図2】除塵装置の側面図（一部断面図）である。

【図3】除塵装置の動作説明図である。

【図4】除塵装置のスクリーンユニットを示す正面図である。

【図5】スクリーンユニットの断面図（図４のＶ－Ｖ線断面図）である。

【図6】スクリーンユニットの要部を示す図である。

【図7】除塵装置の設置方法を示す模式図である。

【図8】スクリーンユニットのモデル図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0024】

［除塵装置の全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係る除塵装置の概略的な正面図であり、図２は、除塵装置の概略的な側面図（一部断面図）である。

【0025】

除塵装置は、水路Ｗの流水に含まれる塵芥（ゴミ類）を捕捉するスクリーン１と、スクリーン１に捕捉された塵芥を掻き上げるレーキ２と、レーキ２を駆動する駆動装置４と、掻き上げた塵芥をレーキ２から除去するスクレーパ６と、エプロン７と、廃棄エリア８とを備える。

【0026】

スクリーン１は、水路Ｗ内に配置されている。スクリーン１は、上下方向に延在する複数のプレート状のバー１ａが水路幅方向に亘って一定間隔で並んだバースクリーンである（図１では便宜上、一部のバー１ａは省略されている）。スクリーン１は、下端に対して上端が下流側に位置するように垂直面に対して所定角度だけ傾斜した姿勢で水路Ｗ内に配置されている。図１では、左が水路Ｗの上流側、右が下流側である。

【0027】

なお、以下の除塵装置の説明における方向関係については、水路Ｗの上流側を「前」、下流側を「後」、水の流れる方向を「前後方向」と称する。また、単に「幅方向」と言うときは、特に言及する場合を除き水路Ｗの幅方向と平行な方向である。

【0028】

スクリーン１の上方にエプロン７が配置されている。エプロン７は、レーキ２がスクリーン１に沿って掻き上げる塵芥を、スクレーパ６による掻き落とし高さ位置まで案内する金属製のプレート部材である。エプロン７は、スクリーン１と同じ傾斜角度で、当該スクリーン１の上端に連続的に配置されている。

【0029】

なお、この除塵装置のうち、スクリーン１及びエプロン７を含む一部の部材は１つのユニット化された構造物（スクリーンユニットＳＵと称する）で構成されている。このスクリーンユニットＳＵについては後に詳述する。

【0030】

エプロン７の上方にスクレーパ６が配置されている。スクレーパ６は、エプロン７に沿って掻き上げられた塵芥を、レーキ２から除去しつつエプロン後方の廃棄エリア８に掻き落とす、無動力の塵芥除去部材である。スクレーパ６は、後記装置架台１０に揺動自在に支持されており、レーキ２が所定高さ位置まで上昇すると、後記レーキ本体２０の上面に当接して塵芥を掻き落とす。

【0031】

エプロン７の前方には、上下方向に延在するガイド部材１２が配置されている。ガイド部材１２は、レーキ２を昇降可能に支持する支持部材である。水路Ｗの上方には、この水路Ｗを跨ぐように櫓状の装置架台１０が固定されており、ガイド部材１２は、この装置架台１０に枢軸１１を介して揺動可能に、具体的には前後方向（水流方向）に揺動可能に支持されている。

【0032】

レーキ２は、図１及び図２に示すように、幅方向に延在するプレート状のレーキ本体２０と、上下方向に延在するレーキフレーム２１とを含む。

【0033】

レーキフレーム２１は、断面矩形（正方形）の筒状の軸部材であり、このレーキフレーム２１の下端部にレーキ本体２０が連結されている。詳しくは、レーキフレーム２１の下端部の後面にレーキ本体２０が固定されている（図２参照）。レーキ本体２０は、その長手方向の中央部でレーキフレーム２１に固定されており、この構成により、レーキ２は、全体として逆Ｔ字型の形状を呈している。

【0034】

レーキ２は、後述する昇降駆動機構５Ｌにより、レーキフレーム２１を介して昇降駆動される。このような逆Ｔ字型のレーキ２によると、レーキ本体２０の長手方向全体を使用可能であるため、図１に示すように、水路Ｗの略幅方向に亘って広く塵芥を掻き上げることができる。

【0035】

駆動装置４は、揺動駆動機構５Ｓと昇降駆動機構５Ｌとを含む。

【0036】

揺動駆動機構５Ｓは、ガイド部材１２を揺動させる機構である。揺動駆動機構５Ｓは電動シリンダ１９を含む。シリンダ１９は、ガイド部材１２に設けられたブラケットと装置架台１０との間に介設されている。揺動駆動機構５Ｓは、このシリンダ１９の伸縮により、枢軸１１を支点としてガイド部材１２を前後方向に揺動させる。このガイド部材１２の揺動により、レーキ２が、スクリーン１に沿って当該スクリーン１に当接する姿勢（図２中に実線で示す姿勢）と、スクリーン１から前方に離れた姿勢（図２中の二点鎖線に示す姿勢）とに変位する。

【0037】

昇降駆動機構５Ｌは、ガイド部材１２に対してレーキ２を昇降させる機構であり、以下のような構成を有している。

【0038】

ガイド部材１２の内部には、長手方向（上下方向）に延在して楕円軌道で移動する無端状のチェーン１６が備えられている。チェーン１６は、上下一対のスプロケット１５に亘って掛け渡されている。上側のスプロケット１５は枢軸１１の上方で、下側のスプロケット１５は、ガイド部材１２の下端部近傍の位置で、各々図外の枢軸を介してガイド部材１２に回転自在に支持されている。

【0039】

上側のスプロケット１５の枢軸はモータ１４の出力軸に連結されている。このモータ１４により枢軸を介して上側のスプロケット１５が駆動されることにより、チェーン１６が周方向に移動する。なお、モータ１４は、ガイド部材１２の側面に固定されている。

【0040】

レーキ２のレーキフレーム２１には、その幅方向両側には、各々上下一対のガイドローラ２２が備えられている。ガイドローラ２２は、ガイド部材１２の内側面に設けられた溝型のレーキガイド部１３に挿入されている。このレーキガイド部１３に沿ってガイドローラ２２が案内されることにより、レーキ２がガイド部材１２に沿って昇降（上下方向に移動）する。

【0041】

レーキフレーム２１の上下のガイドローラ２２の間にはブラケット２３が設けられている。ブラケット２３には、前方に向かって開口する切欠溝（図３（ａ）参照）が設けられている。この切欠溝は、チェーン１６に設けられた連結ピン１６ａが挿抜可能に形成されており、連結ピン１６ａが当該切欠溝に挿入されると、ブラケット２３を介してレーキ２がチェーン１６に係合した状態となる。これにより、チェーン１６と共にレーキ２が移動する。

【0042】

レーキ２は、水路Ｗの水底近傍に設定された第１高さ位置Ｐ１（図３（ａ）参照）、すなわち図１及び図２実線で示す位置では、チェーン１６（連結ピン１６ａ）に対してブラケット２３が係合している。この第１高さ位置Ｐ１は、レーキ２の昇降ストロークの下端位置であり、換言すると、レーキ２の掻き上げ開始位置である。従って、図２においてチェーン１６が反時計回りに移動すると、これに伴いレーキ２は第１高さ位置Ｐ１からスクリーン１に沿って上昇する。

【0043】

なお、以下の説明では、レーキ２を上昇させるチェーン１６の回転方向（図２では反時計回り）を正方向、レーキ２を下降させるチェーン１６の回転方向を逆方向という。

【0044】

連結ピン１６ａに対するブラケット２３の係合状態は、チェーン１６が上側のスプロケット１５に沿って反転し始める位置で解除される。すなわち、チェーン１６の反転移動に伴い切欠溝から連結ピン１６ａが離脱することで、ブラケット２３とチェーン１６との係合状態が解除される。

【0045】

チェーン１６には、図２に示すように、係合金具２５がさらに設けられている。係合金具２５は、チェーン１６の正方向の移動に伴い、レーキ２が、第１高さ位置Ｐ１よりも高い第２高さ位置Ｐ２（図３（ｂ）参照）に到達したときにレーキ２に係合するように設けられている。すなわち、係合金具２５は、チェーン１６のうち、第２高さ位置Ｐ２と第１高さ位置Ｐ１との高低差だけ、ブラケット２３の係合位置（すなわちブラケット２３が係合する連結ピン１６ａの位置）から周方向にずれた位置に固定されている。第２高さ位置Ｐ２は、例えば、レーキ本体２０がスクリーン１の上端に達する高さ位置である。

【0046】

係合金具２５は側面視Ｌ字型の形状を有している（図３（ａ）参照）。係合金具２５は、チェーン１６と共に移動し、チェーン１６が正方向に移動するのに伴いレーキフレーム２１の下端部に係合する。このように係合金具２５がレーキ２に係合することで、レーキ２がチェーン１６と共に移動することが可能となる。

【0047】

［動作説明］
図３は、除塵装置の動作説明図であり、図３（ａ）は、レーキ２が第１高さ位置Ｐ１、すなわち掻き上げ開始位置に配置された状態を示している。

【0048】

図３（ａ）に示すように、第１高さ位置Ｐ１では、レーキ２はブラケット２３を介してチェーン１６（連結ピン１６ａ）に係合している。よって、チェーン１６がモータ１４により正方向（図中の矢印方向）に回転駆動されると、この回転に伴いレーキ２がスクリーン１に沿って上昇する。

【0049】

第１高さ位置Ｐ１から第２高さ位置Ｐ２へレーキ２が上昇すると、図３（ｂ）に示すように、係合金具２５がレーキ２に係合する。第２高さ位置Ｐ２では、同図に示すように、レーキ２は、未だブラケット２３を介してチェーン１６に係合している。よって、レーキ２は、その上下二箇所がチェーン１６に係合した状態で、チェーン１６の移動に伴い上昇する。

【0050】

第２高さ位置Ｐ２から少しレーキ２が上昇し、ブラケット２３に係合している連結ピン１６ａがチェーン１６と共に上側のスプロケット１５に沿って反転し始めると、当該連結ピン１６ａがブラケット２３から離脱する。これによりチェーン１６に対するレーキ２の係合状態が解除され、その後、レーキ２は、係合金具２５のみを介してチェーン１６に係合した状態で、図３（ｃ）に示す第３高さ位置Ｐ３まで移動する。第３高さ位置Ｐ３は、レーキ２の昇降ストロークの上昇端位置であり、例えば、スクレーパ６によるレーキ２からの塵芥の掻き落としが完了する高さ位置である。

【0051】

第３高さ位置Ｐ３までレーキ２が上昇すると、モータ１４が反転駆動され、チェーン１６が逆方向に回転する。これにより、上昇時とは逆の動作で、レーキ２が第３高さ位置Ｐ３から第１高さ位置Ｐ１にリセットされる。この際、シリンダ１９の作動により、レーキ２は、下降途中で一旦スクリーン１から前方へ離れた姿勢（図１の二点鎖線のレーキを参照）とされた後、第１高さ位置Ｐ１に到達するタイミングで、スクリーン１に当接する姿勢にリセットされる。

【0052】

なお、上述したレーキ２及びその駆動装置５は、以下に説明するスクリーンユニットＳＵと共に使用されるレーキ及び駆動機構部の一例である。

【0053】

［スクリーンユニットの構成］
除塵装置のうち、スクリーン１及びエプロン７を含む一部の部材は、既述の通り、１つのユニット化された構造物（スクリーンユニットＳＵ）で構成されている。

【0054】

図４は、除塵装置のうち、スクリーンユニットＳＵのみを示す正面図であり、図５は、スクリーンユニットＳＵのみを示す断面図（図４のＶ－Ｖ線断面図）である。また、図６は、スクリーンユニットＳＵの幅方向両端部分を示す図で、（ａ）は、図５のＶＩａ－Ｖａ線に沿った断面図で、（ｂ）は図４の矢印ＶＩｂ方向の平面図で各々スクリーンユニットＳＵの幅方向両端部分を示している。

【0055】

図４及び図５に示すように、スクリーンユニットＳＵは、基礎部材３０、左右一対の側板３２、複数の桁部材３４、前記スクリーン１及び前記エプロン７等を含む。

【0056】

基礎部材３０は、スクリーンユニットＳＵを水路Ｗの基礎（躯体）５０に固定するためのベースとなる部材である。基礎部材３０は鋼材で構成されており、当例では水路Ｗを挟んでその両側に各々配置される一対の単位鋼材３１を含む。各単位鋼材３１は、当例では前後方向に延在する溝形鋼であり、図４に示すように、水路Ｗを挟んで互いに外向きに開くように配置されている。

【0057】

単位鋼材３１の下側（図４で下側）のフランジ３１ａには、複数の固定孔が長手方向に所定間隔で設けられている。単位鋼材３１は、これら固定孔を用いてボルトナットで基礎５０に固定されている。具体的には、図４～図６（ａ）、（ｂ）に示すように、基礎５０に設けられたアンカーボルト５１が固定孔に挿通され、当該アンカーボルト５１にナット５２が螺合されることにより、フランジ３１ａがボルトナット５１，５２を介して基礎５０に締結されている。当例では、単位鋼材３１の下側のフランジ３１ａが本発明の「第１固定部」に相当する。

【0058】

なお、基礎部材３０は、一対の単位鋼材３１同士が鋼材により連結された平面視Ｈ形や額縁型（ロ字型）の構造であってもよく、具体的な構造は、実施形態以外の構造であってもよい。

【0059】

一対の側板３２は、上下方向に細長い概略長方形の鋼板からなり、水路Ｗの幅方向に間隔を隔てて対面している。図４に示すように、左側の側板３２は、水路Ｗの左側の側面Ｗ２の近傍で、当該側面Ｗ２に沿って上下方向に延在するとともに、溶接等の接合手段により左側の単位鋼材３１のリップ部３１ｂに接合されている。また、右側の側板３２は、水路Ｗの右側の側面Ｗ２に沿って上下方向に延在するとともに、溶接等の接合手段により右側の単位鋼材３１のリップ部３１ｂに接合されている。

【0060】

各側板３２は、それらの対向面であってかつ前端縁部及び後端縁部に、互いに向か合わせに突出して上下方向に延在する補強用のリブ３２ａが形成されている。これにより各側板３２の剛性が高められている。

【0061】

これら一対の側板３２の間に、複数の桁部材３４が配置されており、当例では３本の桁部材３４が配置されている。各桁部材３４は、幅方向に延在する鋼材からなり、当例ではＨ形鋼である。各桁部材３４は、図４及び図５に示すように、フランジ部３４ａが前後に並ぶ姿勢で、上下方向に一定の間隔を隔てて両側板３２の間に配置されている。

【0062】

図４に示すように、各桁部材３４における左側の端部は、溶接等の接合手段により左側の側板３２に一体に接合されており、右側の端部は、同接合手段により右側の側板３２に一体に接合されている。図５に示すように、各桁部材３４は、各々のフランジ面が、鉛直面に対してスクリーン１と同一角度で傾斜し、かつ一直線上に並ぶように前後方向にオフセットされている。

【0063】

そして、これら桁部材３４の前側のフランジ面に沿って複数の前記バー１ａが幅方向に一定間隔で配置されるとともに、各々、ボルトナット等の接合手段により各桁部材３４に一体に接合されている。これにより前記スクリーン１が構成されている。

【0064】

エプロン７は、ステンレス鋼板等で構成されている。図４及び図５に示すように、エプロン７は、スクリーン１の前面と面一の面を有しかつ当該スクリーン１の上端から上方に延びる前側ガイド面部７ａと、この前側ガイド面部７ａの上端から後方かつ下方に延びる後側ガイド面部７ｂとを備えた、側面視で上側に凸の三角形状を有している。

【0065】

前側ガイド面部７ａは、既述のように、スクリーン１に沿ってレーキ２が掻き上げる塵芥を、スクレーパ６による掻き落とし高さ位置まで案内する部分であり、後側ガイド面部７ｂは、スクレーパ６によりレーキ２から掻き落とされる塵芥を廃棄エリア８に案内する部分である。

【0066】

エプロン７は、基礎部材３０の前記一対の単位鋼材３１の間に配置されるとともに、溶接等の接合手段により当該単位鋼材３１に一体に接合されている。

【0067】

図５に示すように、前記一対の側板３２は、前後の端部がスクリーン１と平行に延びるように形成されているが、それらの下端部分の前後方向の寸法は、当該下端部分より上方部分に比して大きく形成されている。詳しくは、側板３２の前端を基準として後方に延びるように形成されている。各側板３２の当該下端部分は、スクリーンユニットＳＵが水路Ｗの底面Ｗ１に対して接地する部分（以下、脚部３６と称す）であり、このように前後方向の寸法が大きく形成されていることにより、スクリーンユニットＳＵの設置安定性が高められている。

【0068】

各脚部３６には、高さ調整用の複数のジャッキボルト３８が備えらえている。当例では、前後方向に所定間隔を隔てて２つのジャッキボルト３８が備えられている。これらジャッキボルト３８の調整により左右の脚部３６の高さや、各脚部３６における前後の高さが調整される。これによりスクリーンユニットＳＵを底面Ｗ１に対してより安定的に設置することが可能となっている。

【0069】

なお、基礎部材３０、側板３２、桁部材３４、スクリーン１（バー１ａ）及びエプロン７は、既述の通りこれらが一体に接合されており、これによりスクリーンユニットＳＵは、基礎部材３０を介してクレーン等で吊り上げることが可能に構成されている。

【0070】

［除塵装置の設置方法］
次に、上述した除塵装置を水路Ｗに設置する方法（据え付け方法）について図７を用いて説明する。図７は、除塵装置の設置方法を時系列的に示した模式図である。

【0071】

まず、基礎工事により、水路Ｗの上方に除塵装置を設置するためのコンクリート製の基礎（躯体）５０を構築した後、スクリーンユニットＳＵを準備する（準備工程）。スクリーンユニットＳＵは、予め工場で組立てて車両で搬送することができる。工場での組立てにより、スクリーン１及びエプロン７の角度や、スクリーン１を構成する各バー１ａの間隔や角度等、スクリーンユニットＳＵの各部を事前に精度良く構成しておくことができる。

【0072】

次に、図７（ａ）に示すように、準備したスクリーンユニットＳＵをクレーン等で吊り上げ、水路Ｗ内に降ろして固定する。すなわち、スクリーン１を水路Ｗ内に介在させた状態で、基礎部材３０を基礎５０上にセットし、既述の通りボルトナット５１、５２により基礎部材３０を基礎５０に固定する（ユニット固定工程）。この際、ジャッキボルト３８の操作により脚部３６の高さを調整することができる。

【0073】

次に、装置架台１０を準備し、図７（ｂ）に示すように、当該装置架台１０を吊り上げて基礎５０又は基礎部材３０上に降ろし、装置架台１０を基礎５０又は基礎部材３０に固定する（架台設置工程）。この場合、装置架台１０は基礎部材３０に固定するのが望ましい。例えば、単位鋼材３１の上側（図４で上側）のフランジ３１ａ（本発明の「第２固定部」に相当する）に対して装置架台１０をボルトナットで締結することにより、基礎部材３０に対して装置架台１０を固定することができる。この構成によれば、装置架台１０を固定するためのアンカーボルト等の専用部材を基礎５０に別途設ける必要が無いため、基礎工事の工期短縮や工事費用のコスト抑制に寄与する。

【0074】

装置架台１０の固定が完了した後、図７（ｃ）に示すように、レーキ２、駆動装置４及びスクレーパ６を準備し、これらを順次装置架台１０に組み付ける（機構部組付工程）。これにより水路Ｗへの除塵装置の設置が完了する。この場合、同図に示すように、駆動装置４及びレーキ２を予めガイド部材１２に組付けた状態で、当該組立体をクレーン等により吊り上げて装置架台１０に組み付けるようにしてもよい。

【0075】

なお、必要に応じて、スクリーンユニットＳＵの各側板３２と水路Ｗの側面Ｗ２との間や、スクリーン１の下端と水路Ｗの底面Ｗ１との間をゴム製若しくは樹脂製の防塵シールによりシールするようにしてもよい。この構成によれば、スクリーン１に対して流水を確実に透過させることが可能となるため、流水中の塵芥をより確実に捕捉し除去することが可能となる。また、水路底面Ｗ１の接地面積が広がり安定する。

【0076】

［作用効果］
以上のように、上記除塵装置はスクリーンユニットＳＵを含む。このスクリーンユニットＳＵは、既述の通り、水路Ｗ上方の基礎５０に固定される基礎部材３０と、各々基礎部材３０に接合されて上下方向に延在する一対の側板３２と、各々前記一対の側板３２に接合されて上下方向に所定間隔で配置された複数の桁部材３４と、前記一対の側板３２の間に配置されて各桁部材３４に接合されたスクリーン１と、スクリーン１の上方に連続するように配置されて基礎部材３０に接合されたエプロン７とを備えるとともに、基礎部材３０、側板３２、桁部材３４、スクリーン１及びエプロン７が吊り上げ可能となるように一体に接合されている。

【0077】

この構成により、水路Ｗへの設置の際には、既述のようにスクリーンユニットＳＵを吊り上げて水路Ｗに配置し、基礎部材３０を基礎５０に固定するだけで、従来のような水中作業を殆ど行うこと無く、所定の傾斜角度で適切にスクリーン１及びエプロン７を設置することが可能となっている。従って、水中で多くの作業が必要となる従来の除塵装置に比べると、少ない労力で、かつ短時間で除塵装置を水路Ｗに設置することが可能となる。

【0078】

例えば、下水道などの特定の水路Ｗでは、安全面等の理由から水中での作業時間に制約が課せられている場合がある。このような場合には、除塵装置の設置に日数を要する結果、工事開始から実際に稼働するまでに時間を要することが考えられるが、上記の除塵装置によれば、短時間で除塵装置を設置可能なため、より速やかに除塵装置を稼働することが可能となる。

【0079】

特に、スクリーンユニットＳＵを工場で組み立てる場合には、スクリーン１及びエプロン７の角度や、スクリーン１を構成する各バー１ａの間隔や角度等、スクリーンユニットＳＵの各部を事前に精度良く調整しておくことができる。すなわち、スクリーン１とエプロン７との連続状態や、スクリーン１を構成する各バー１ａの間隔や角度等は、レーキ２の円滑な掻上げ動作に影響するため入念な調整が求められるため設置に時間を要する。しかし、上記の除塵装置によれば、これらの調整作業を工場で事前に行うことができるため、その分、設置作業に要する時間を短縮することが可能となるばかりか、高精度・高品質な製品提供が可能になる。

【0080】

また、メンテナンスの際には、図７に示した手順と逆の手順で除塵装置を分解し、スクリーンユニットＳＵを吊り上げた状態で、若しくは陸上に下ろした状態で、再塗装などのメンテナンスを行うことが可能となる。そのため、水路Ｗを堰き止めることなく、メンテナンスを速やかに行うことが可能となる。

【0081】

なお、上記スクリーンユニットＳＵは、脚部３６を水路Ｗの底面Ｗ１に接地させた状態で基礎５０に基礎部材３０が固定されることで水路Ｗに設置されており、それ以外は基本的に水路Ｗ内のどこにも固定されていない。この場合にスクリーンユニットＳＵに働く力関係について以下に説明する。

【0082】

図８は、スクリーンユニットＳＵのモデル図であり、図中の寸法値は以下の通りである。図中の符号１００は、基礎部材３０の部分を示し、符号１０１は、スクリーン１、エプロン７、側板３２及び桁部材３４の部分を示している。

【0083】

Ｄ；水路高Ｄ、
Ｗ；スクリーンユニットＳＵの重量、
Ｈ；水路底からスクリーンユニットＳＵの重心位置までの距離
ｄ；上流側の水深
ｄ_０；下流側の水深
θ；スクリーン１の垂直面に対する傾き角度
Ｐ；スクリーンユニットＳＵに作用する水圧荷重
Ｄ、Ｗ、Ｈ、ｄ、ｄ_０、θは設計値、Ｐは設計値から得られる計算値であり、
Ｐ＝ρｇ{ｄ^２－（ｄ_０）^２｝／２ｃｏｓθ
である。ここに、ρ：水の密度、ｇ：重量加速度である。

【0084】

なお、Ａ点は基礎部材３０とスクリーン１との接合位置を示し、Ｂ点は水路Ｗの底面Ｗ１に対するスクリーン１の接地位置を示す。また、ＬはＡ点～Ｂ点の距離、Ｌ_１はＡ点から水圧荷重Ｐが掛かる位置までの距離、Ｕ１はＡ点からスクリーンユニットＳＵの重心位置Ｇまでの距離、Ｕ２はＢ点からスクリーンユニットＳＵの重心位置Ｇまでの距離であり、各々次式で表される。

【0085】

Ｌ＝Ｌ＝Ｄ／ｃｏｓθ
Ｌ_１＝（Ｄ／ｃｏｓθ）－{ｄ＋（ｄ_０）^２／（ｄ＋ｄ_０）｝／３ｃｏｓθ
Ｕ１＝（Ｄ-Ｈ）／ｃｏｓθ
Ｕ２＝Ｈ／ｃｏｓθ
ここで、スクリーンユニットＳＵの上下方向の拘束力をＱｖ、水平方向（横滑り力）の拘束力をＱｈ、底面Ｗ１からの反力をＲｖ、底面の摩擦力をＲｈとしてこれらの関係を求める。

【0086】

ここで、Ａ点回りのモーメントのつり合いを考える。

【0087】

まず、図８において、反時計回りのモーメントは、Ｐ×Ｌ_１+Ｗ×Ｕ_１ｓｉｎθで表され、時計回りのモーメントは、Ｒｖ×Ｌｓｉｎθ+Ｒｈ×Ｌｃｏｓθで表される。モーメントの釣り合いから、これらのモーメントは等しいので、
Ｐ×Ｌ_１+Ｗ×Ｕ_１ｓｉｎθ＝Ｒｖ×Ｌｓｉｎθ+Ｒｈ×ＬＣｏｓθ……（１）
である。ここで、Ｒｈは底面Ｗ１の摩擦力であるから、Ｒｈ=μＲｖ（μ：摩擦係数）を式（１）に代入して次式を得る。

【0088】

Ｐ×Ｌ_１+Ｗ×Ｕ_１ｓｉｎθ＝Ｒｖ×Ｌｓｉｎθ+μＲｖ×Ｌｃｏｓθ……（２）
従って、この式（２）より、Ｒｖは以下の通りである。

【0089】

Ｒｖ＝（Ｐ×Ｌ_１＋Ｗ×Ｕ_１ｓｉｎθ）／{Ｌ（ｓｉｎθ＋μｃｏｓθ）}…（３）
また、他の力は以下の通りそれぞれの力の釣り合いから求めることができる。すなわちＱｖは、上下方向の釣り合いからＱｖ＝Ｒｖ－Ｗ－Ｐｓｉｎθで表される。
従って、式（３）より、Ｑｖは以下の通りである。

【0090】

Ｑｖ＝（Ｐ×Ｌ_１＋Ｗ×Ｕ_１ｓｉｎθ）／{Ｌ（ｓｉｎθ＋μｃｏｓθ）｝－Ｗ－Ｐｓｉｎθ……（４）
また、摩擦力Ｒｈは、下記式で表される。

【0091】

Ｒｈ＝μ（Ｐ×Ｌ_１＋Ｗ×Ｕ_１ｓｉｎθ）／{Ｌ（ｓｉｎθ＋μｃｏｓθ）｝…（５）
また、同様に、水平方向の力の釣り合いから、Ｑｈ＝Ｐｃｏｓθ－μＲｖで表される。従って、式（５）より、Ｑｈは以下の通りである。

【0092】

Ｑｈ＝Ｐｃｏｓθ－μ（Ｐ×Ｌ_１＋Ｗ×Ｕ_１ｓｉｎθ）／{Ｌ（ｓｉｎθ＋μｃｏｓθ）｝……（６）
つまり、上記スクリーンユニットＳＵは、上記式（４），（６）で求められるＱｖ、Ｑｈを充たすように基礎部材３０が基礎５０に拘束されることにより、当該基礎部材３０以外の場所を水路Ｗの側面Ｗ２や水路底Ｗ１に固定すること無く、水路内作業をほとんど必要とせず、安定的に水路Ｗ内に設置することができると言える。、本願発明者らは、当該知見に基づき本願発明をするに至った。すなわち、既述のスクリーンユニットＳＵは、上記計算式から得られた支持力に耐え得るように基礎部材３０と基礎５０（躯体）とが連結されることにより基礎５０上のみで支持できる構造となっている。

【0093】

なお、以上説明したスクリーンユニットＳＵ、除塵装置及び除塵装置の設置方法は、本発明に係るスクリーンユニット、除塵装置及び除塵装置の設置方法の好ましい例示であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。特に、上述したレーキ２及びその駆動装置５は、本発明に係るレーキ及び駆動機構部の一例である。レーキ及び駆動機構部は、スクリーン１に沿ってレーキが上昇することにより塵芥を掻き上げるものであれば、上実施形態とは異なる構成のレーキ及び駆動機構部を適用することも可能である。例えば、レーキ及び駆動機構部として、レーキを無端状のチェーンと共に周回移動させながらスクリーンに沿って上昇させるロータリ式レーキを適用してもよい。

【符号の説明】

【0094】

１ スクリーン
２ レーキ
４ 駆動装置
５Ｌ 昇降駆動機構
５Ｓ 揺動駆動機構
７ エプロン
１０ 装置架台（架台）
１２ ガイド部材
２０ レーキ本体
２１ レーキフレーム
３０ 基礎部材
３１ 単位鋼材
３２ 側板
３４ 桁部材
３６ 脚部
５０ 基礎
ＳＵ スクリーンユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】