JP2010505614A - 押圧可能な裾シールを具えるウォータースクリーンシステム - Google Patents

Abstract

垂直方向移動する羽根付きウォータースクリーンの側部をシールする押圧可能な裾シール。この裾シールは、移動するウォータースクリーンの下端の裾部に位置しているボトムベースを有する、Ｕ字形状の、曲がったナイロン製のプレートと、遠位端でウォータースクリーンサポートの側部に取付けられている上側に延在する２本のアームとで形成されている。このプレートは、ベースとアームの交差する部分で曲がっており、プレートを羽根のサイドエッジと接触する際にサポートの側部に向かって撓ませるリビングヒンジを形成している。このヒンジは羽根のサイドエッジに対してプレートをシールしている。弾力性の有る充填材で、プレートとサポート構造側部との隙間を埋めて、砂やデブリスがサイドシールの撓みとぶつからないようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般的にウォータースクリーンに関するものであり、より具体的には、裾シールを具える移動式ウォータースクリーンシステムに関する。

湖や河川から工業プラントに引き込まれる水は、設備を詰まらせたりダメージを発生させないように、濾過してデブリスを除く必要がある。移動式ウォータースクリーンは、デブリスがプラントに流入する前、あるいはスクリーンの上流側に衝突した魚が死ぬ前に、水路から流れ込むデブリスや魚を取り除いて濾過するために用いられる。典型的な移動式ウォータースクリーンは、小孔が開いたコンベヤベルトなどのモータで駆動されるスクリーンであり、水路幅に亘って横方向に、又水路の底から水面上部に亘って縦方向に延在して、水路に流れ込む水が全て確実にスクリーンを通過するようになっている。スクリーンは、水面上方に配置したモータで駆動するヘッドシャフトと、水路の底に位置するウォータースクリーンの裾部にある下側アイドルシャフトの周りの遠回り経路（ｃｉｒｃｕｉｔｏｕｓ ｐａｔｈ）を移動する。スクリーンは、この遠回り経路の上流側では上方へ移動し、下流側では下方へ移動する。長さ方向に一定の間隔を置いてスクリーンの外側に向かって延在する、バスケットやスコップあるいは羽根などの一連のリフトエレメントが、ウォータースクリーンの上方へ移動する上流側のデブリスあるいはそこに引っ掛かった魚を持ち上げて、デブリスの場合には廃水用チャネルに捨て、魚の場合には安全なところに移す。シールは、スクリーンと水路の底との間の、ウォータースクリーンシステムの裾部に、魚やデブリスを含む濾過されていない水が流れ込むのを防いでいる。裾部は上流側端部に取付けられており、裾部の上流リップの上に延在しているゴム製のフラップあるいは金属製のプレートが、裾シールとして使用される。このフラップあるいはプレートは、裾部に存在する上方に進む羽根と接触することによって反り返り、下流側端部がこの羽根の先端に沿ってスライドしてシール機能を維持する。羽根が通過すると、ウォータースクリーンの上方への進行に対して付勢されたフラップあるいは金属製プレートは、スリーンの上流の面に近い下流側の端部と共に反り返る前のシールされたポジションに戻る。これらのシールは羽根の先端部にシールを形成しているが、特注の改良がないかぎり、これらのシールは、羽根の側端部にはシールを形成しない。更に、付勢された金属製のプレートシールによって、ウォータースクリーンは一方向に進むことができるが、ウォータースクリーンの移動方向が逆転すると、このプレートがダメージを受けることがある。

これらの欠点は、本発明の特徴を実施するウォータースクリーンシステムで克服される。本発明の一態様では、ウォータースクリーンシステムは、縦方向に移動するウォータースクリーンを具え、このスクリーンは外側スクリーン面を有し、この面から羽根列が外側及び横方向に、羽根の第１及び第２のサイドエッジ間においてウォータースクリーンの幅にわたって延在している。この移動式ウォータースクリーンは、その下端部で、下流側経路と上流側経路間の方向を転換する。ウォータースクリーンサポート構造が、対向する第１及び第２の側部間でウォータースクリーンを制限している。裾プレートは桶の形を形成しており、その中でウォータースクリーンの下端部を受けている。この桶は、サポート構造の第１の側部から第２の側部に延在している。第１のサイドシールが、ウォータースクリーン下端のサポート構造の第１の側部に設置されている。このシールは、裾プレートの桶で受けている第１のプレートを具える。このプレートの摩耗面は、通過する第１の羽根のサイドエッジと接触することによって、サポート構造の第１の側部に向かって可塑的に押圧される。同様の第２のサイドシールが、サポート構造の反対側の第２の側部に設置されている。これらのサイドシールは、羽根のサイドエッジとサポート構造の側部との間に押圧可能なシールを形成している。

本発明のもう一つの態様では、移動式ウォータースクリーンシステムは、縦方向に移動するウォータースクリーンを具え、このスクリーンは外側スクリーン面から外側に向けて、及びウォータースクリーンの幅にわたって延在する羽根列を有する。この移動式ウォータースクリーンは、その下端部で、下流側経路と上流側経路間の方向を転換する。ウォータースクリーンサポート構造は、ウォータースクリーンを制限している第１の側部とその反対側の第２の側部を具えている。裾プレートはサポート構造の第１及び第２の側部間で、第１の閉鎖端から第２の閉鎖端へ横方向に延在する桶を形成しており、ウォータースクリーンの下端部を受けている。第１のサイドシールが、ウォータースクリーン下端のサポート構造の第１の側部に設置されている。このシールは、Ｕ字型プロファイルを規定する第１の磨耗プレートを具える。底となるベースを、第１の側部の内側で裾プレートの桶で受けている。第１のアームがウォータースクリーンの下流側ベースから上方に向かって延びており、第２のアームは、ウォータースクリーンの上流側ベースから上方に向かって延びている。このベースの反対側にある両アームの遠位端は、裾プレートの上方で、サポート構造の第１の側部に、第１の側部においてこれらの遠位端からベースへと下側に向けて角度が付いているアームによって連結されている。第１の弾性のある充填材が、第１の磨耗面とサポート構造の第１の側部との間に配置されている。同様の第２の側部シールが、サポート構造の第２の側部に、ウォータースクリーンに対向して配置されている。

本発明の更に別の態様においては、裾シールが、ベースと、このベースから延びおりてＵ字型プロファイルを規定するアーム対を有する弾性プレートを具える。このベースは、第１の平面を規定しており、アーム対はこの第１の平面に対して斜めになった第２の平面を規定している。

本発明のこれらの特徴、態様、利点は、以下の説明、特許請求の範囲、及び添付の図面を参照することによってより良く理解される。
図１は、押圧可能なサイドシールを含めた本発明の特徴を実施する、ウォータースクリーンシステム裾部の片側を、部分的にカットして示す斜視図である。 図２は、図１に示す押圧可能なサイドシールの正面図である。 図３は、図１に示すウォータースクリーンシステムの一部を示す斜視図であり、内側シール並びにサイドシールを示し、明確化のために裾プレートを取外した状態を示す。 図４は、図３に示す内側シールとサイドシールを具える裾プレートの一部を示す斜視図である。 図５は、図３のウォータースクリーンシステム裾部の平面図である。

本発明の特徴を実施する、垂直方向に移動するウォータースクリーンの裾部１０の一部を図１に示す。ウォータースクリーンシステム１２は、水路に設置した移動式ウォータースクリーン１４を具えており、この水路を通って矢印１６で示す方向に水が流れる。スプロケットやプーリあるいはドラム等の、一またはそれ以上のホイール１８が、ウォータースクリーンの下端１７で、下流側経路２０から上流側経路２１へ、ウォータースクリーンを移行させている。通常の動作において、ウォータースクリーンは上流側経路では上方に、下流側経路では下方に移動する。しかしウォータースクリーンは反転駆動しうる。裾部のホイールは、横方向に配置したシャフトを中心に回転し、このシャフトの端部はウォータースクリーンサポート構造の第１及び第２の側部２２、２３で回転するように支持されている。ウォータースクリーンシステムの裾部の反対側は、水路の水面上のヘッド部となっている。このヘッド部のモータで駆動ホイールを駆動して、ウォータースクリーンを上流側経路では上方に、下流側のリターン経路では下方に駆動する。

ウォータースクリーン１４は、望ましくは、水流を通過させるのに充分な開孔部を持ったモジュラー重合体ベルトでできている。定間隔の羽根２４の列が、ウォータースクリーンの外表面２６から外側に延在している。各羽根列はウォータースクリーンの上を羽根の両サイドエッジ２８まで横方向に延在しており、ウォータースクリーンの対応するサイドエッジ３０の内側に埋め込まれていてもよい。羽根は、水流の上流側に集まるデブリスや魚を、デブリスであれば水路の外に廃棄し、魚であれば安全に取り除いて水中に戻す。

ウォータースクリーンの下端部１７は、横方向に広がったサポート構造のエンドプレートまたは側部２２によって両端３４が閉じている桶の形をした裾プレート３２で受けている。この裾プレート桶は、一般的な半円形あるいはアーチ状の底となっており、０．６ｃｍ（約０．２５インチ）程度の僅かなクリアランスを取って羽根の先端３４が回転できる大きさに形成されている。

ウォータースクリーンの真下をデブリスや魚が通過してしまわないように、サポート構造の側部２２にサイドシール３６が取り付けられている。図２および４によりよく示すように、サイドシールは、裾プレート桶３２の軸に沿ったプロファイルがＵ字状をしている。サイドシールは、裾プレート桶に合致する形状のベースプレート３８を具える。二つのアームプレート４０、４１はベースプレートから上方に向けて延在している。ベースと反対側のアームの遠位端はアタッチメントタブ４２、４３を具え、これらのタブは、ボルトなどによって裾プレート上方でサポート構造の側部２２に連結されている。これらのアームは、ベースに合致するように、ヒンジジョイント４５でタブから外側へ曲がっており、サポート構造の側板の内側に空間を形成している。これらのアームはヒンジジョイント４４でベースに交差している。ベースプレートは、ほぼ垂直な第１の平面Ｐ_１にあり、アームは斜面Ｐ_２にある。このベースおよびアームは、ヒンジジョイント部分で鈍角αを規定している。Ｕ字型のサイドシールは、ウォータースクリーンの下端部を最小限のクリアランスで収納するような大きさの段差４６を形成している。サイドシールのアームの幅は羽根の高さとほぼ等しい。

サイドシールの動作は図２に最もよく示されている。上流側経路で上方に動く羽根２４’のサイドエッジ２８’がサイドシールを押し、サイドシールは押圧されたポジション３６’（破線表示）内に屈曲している。リビングヒンジジョイント４４、４５は、必然的に、弾性のあるＵ字型プレートを、サポート構造の側板２２から離れる方向に付勢している。このプレートは、弾性と耐久性の観点からナイロン製であることが好ましい。これによって、羽根のサイドエッジ２８’とサイドシールプレートの外側摩耗面との間をしっかり密封する。羽根が上がり続けると、最終的にサイドシールとの接触が外れ、弾性によって弛緩状態３６（実線表示）に戻ることができる。砂やデブリスがサイドシールの屈曲とぶつからないようにするために、充填材４６でサイドシールプレートとサポート構造の側板との間の隙間を埋める。充填材の材質が押圧可能で弾性を有しており、ウォータースクリーンの羽根がそれを押すときに、サイドシールプレートが曲がる。発泡材、とりわけウオッシュダウン用途に適したオープンセル型のポリウレタンフォームが、その高い伸張強度と、柔軟性、及び耐水性の点から好ましい。充填材は糊付けするか、他の方法でサイドシールプレートの外側に取り付けるか、あるいはシールプレートに物理的に取り付けることなく、隙間に保持するようにしても良い。Ｕ字型のサイドシールの対称性によって、ウォータースクリーンはいずれの方向にも動作できる。ジャム状態をクリアするために、シールを傷付けること無く逆方向に動作させることができる。

図３乃至５に見られるとおり、サポート構造の側部間中央の水流から受ける力に対する追加のサポートが必要な幅広のウォータースクリーンでは、追加のシールが有益である。この幅広タイプのスクリーンでは、Ｉ型ビームのようなビーム材５０が、下流側にウォータースクリーン１４に沿って垂直に延在している。このビームはウォータースクリーンが下流で曲がらないようにしている。このサポートビームを取付けるために、羽根２４の各列にギャップ５２が形成されている。この列中のギャップは、ウォータースクリーンの幅に沿って垂直に整列して配置されている。裾プレート桶３２の内に、サポート構造の二つの側部２２、２３の間のほぼ中央に、羽根に整列した状態で設けたギャップと一直線に内部シール５４がある。この内部シールは、裾プレートのほぼ内周より径が小さい幅狭バンドを規定する、***したアーチ状のストリップによって形成されている。このストリップの厚みは、ウォータースクリーンの外表面２６上の羽根の高さとほぼ同じである。ストリップの端部は、対になったクサビ状ガード５６で終端している。ストリップの一端において、このガードは斜面５６で面取りされており、ギャップの上に空間を空けて配置した羽根の内側エッジを案内することによって、ウォータースクリーンの整列を維持している。Ｉ型ビームと取付けクリップ５８は、ストリップ端部の溝６０で受けている。取付けクリップは裾プレートの縁まわりにフックさせて、内部シールを所定位置に保持している。サイドシール３６とは異なり、この内部シールは押圧可能でなくともよい。ストリップは、耐久性のうえから超高分子量プラスチック（ＵＨＭＷ）製であることが望ましい。

Claims (24)

1. 移動式ウォータースクリーンシステムにおいて：
   垂直方向に移動するウォータースクリーンであって、外側スクリーン面と、当該外側スクリーン面から外側に向かって延在し、第１及び第２の羽根サイドエッジ間でウォータースクリーンの幅に渡って横方向に延在する羽根の列を具え、前記ウォータースクリーンの下端部で下流経路と上流経路間で方向を転換する移動式ウォータースクリーンと；
   前記ウォータースクリーンを制限する第１の側部とその反対側の第２の側部を具えるウォータースクリーン・サポート構造と；
   前記ウォータースクリーンの下端部を受ける、前記サポート構造の第１の側部から第２の側部に延在する桶型を形成する裾プレートと；
   前記ウォータースクリーンの下端部でサポート構造の第１の側部に配置された第１のサイドシールであって、前記裾プレート桶で受ける第１のプレートを具え、通過する第１の羽根サイドエッジとの接触によって、前記サポート構造の第１の側部に対して弾性的に押圧可能な摩耗面を有するサイドシールと；
   前記ウォータースクリーンの下端部でサポート構造の第２の側部に配置された第２のサイドシールであって、前記裾プレート桶で受ける第２のプレートを具え、通過する第２の羽根サイドエッジとの接触によって、前記サポート構造の第２の側部に対して弾性的に押圧可能な摩耗面を有するサイドシールと；
   を具えることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
2. 請求項１に記載の移動式ウォータースクリーンシステムが更に：
   前記第１のプレートと前記第１の側部との間に設置された第１の充填材と；
   前記第２のプレートと前記第２の側部との間に設置された第２の充填材と；
   を具えることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
3. 請求項２に記載の移動式ウォータースクリーンシステムにおいて、
   前記第１の充填材と第２の充填材は、弾性のある押圧可能な材料でできていることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
4. 請求項２に記載の移動式ウォータースクリーンシステムにおいて、
   前記第１の充填材と第２の充填材が発泡性材料でできていることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
5. 請求項１に記載の移動式ウォータースクリーンにおいて、
   前記第１のプレートと第２のプレートがナイロン製であることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
6. 請求項１に記載の移動式ウォータースクリーンシステムにおいて、
   前記第１のプレートおよび第２のプレートがそれぞれ、ベースと、当該ベースから延在してＵ字型プロファイルを規定する一対のアームとを具え、前記ベースが第１の平面を規定しており、前記一対のアームが当該第１の平面に対して傾斜した第２の平面を規定していることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
7. 請求項６に記載の移動式ウォータースクリーンシステムにおいて、
   前記第１のプレートは、前記ベースの反対側の前記一対のアームの遠位端で、前記サポート構造の第１の側部に連結されており、前記第２のプレートは、前記ベースの反対側の前記一対のアームの遠位端で、前記サポート構造の第２の側部に連結されていることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
8. 請求項１に記載の移動式ウォータースクリーンシステムにおいて、
   前記第１及び第２のプレートはそれぞれ、ベースと、一対のヒンジジョイントで前記ベースに連結されている一対のアームとで形成されたＵ字型プロファイルを具え、前記ベースが前記一対のアームと鈍角をなしていることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
9. 請求項１に記載の移動式ウォータースクリーンシステムにおいて、
   前記第１及び第２のプレートがそれぞれ、ベースと、当該ベースから延在してウォータースクリーンの下端部を収容するための前記アーム間の段差でＵ字型プロファイルを規定する一対のアームを具えることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
10. 請求項１に記載の移動式ウォータースクリーンシステムが更に、
    前記羽根の前記第１のサイドエッジと第２のサイドエッジとの間の側方位置で、前記羽根の列に垂直方向に整列したギャップと；
    前記ウォータースクリーンの下流の前記整列したギャップ内に配置して、前記ウォータースクリーンを支える垂直ビームと；
    前記裾シール桶に設置され、前記ウォータースクリーンが前記裾プレート桶を通って移動する際に、前記整列しているギャップでしっかり受けられている***したアーチ形ストリップを形成する内部シールと；
    を具えることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
11. 請求項１０に記載のウォータースクリーンシステムにおいて、
    前記垂直ビームが、下端部で前記内部シールに取付けられていることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
12. 移動式ウォータースクリーンシステムにおいて、
    垂直方向に異動するウォータースクリーンであって、外側スクリーン面と、当該外側スクリーン面から外側に向かって延在し、前記ウォータースクリーンの幅にわたって横方向に延在する羽根の列を具え、前記ウォータースクリーンの下端部で下流経路と上流経路の間で方向を転換する移動式ウォータースクリーンと；
    前記ウォータースクリーンを制限する第１の側部と反対側の第２の側部を具えるウォータースクリーンサポート構造と；
    前記ウォータースクリーンの下端部を受ける、前記サポート構造の第１及び第２の側部の間で第１の閉端部から第２の閉端部へ横方向に延在する桶型を形成する裾プレートと；
    前記ウォータースクリーンの下端部で前記サポート構造の第１の側部に配置された第１のサイドシールであって、Ｕ字型プロファイルを規定しており、前記第１の側部の内側の前記裾プレート桶で受けるボトムベースと、前記ウォータースクリーンの下流で前記ベースから上方に延在する第１のアームと、前記ウォータースクリーンの上流で前記ベースから上方に延在する第２のアームと、を具え、前記ベースと反対側のこれらのアームの遠位端が、前記ベースの下方の前記第１の側部において、前記遠位端から離れる方向に角度をなした前記アームを用いて、前記裾プレート上方で前記第１の側部に連結されている第１の磨耗プレートと；
    前記第１の磨耗プレートと前記第１の側部との間に配置した第１の弾性充填材と；
    を具える第１のサイドシールと；
    前記ウォータースクリーンの下端部で前記サポート構造の第２の側部に配置された第２のサイドシールであって、Ｕ字型プロファイルを規定しており、前記第２の側部の内側の前記裾プレート桶で受けるボトムベースと、前記ウォータースクリーンの下流で前記ベースから上方に延在する第１のアームと、前記ウォータースクリーンの上流で前記ベースから上方に延在する第２のアームと、を具え、前記ベースと反対側のこれらのアームの遠位端が、前記ベースの下方の前記第２の側部において、前記遠位端から離れる方向に角度をなした前記アームを用いて、前記裾プレート上方で前記第２の側部に連結されている第２の磨耗プレートと；
    前記第２の磨耗プレートと前記第２の側部との間に配置した第２の弾性充填材と；
    を具える第２のサイドシールと；
    を具えることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
13. 請求項１２に記載の移動式ウォータースクリーンシステムにおいて、
    前記第１の弾性充填材および第２の弾性充填材が、発泡性材料でできていることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
14. 請求項１２に記載の移動式ウォータースクリーンシステムにおいて、
    前記第１及び第２の摩耗プレートが、ナイロン製であることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
15. 請求項１２に記載の移動式ウォータースクリーンシステムにおいて、
    前記第１及び第２の摩耗プレートのそれぞれのボトムベースが第１の一平面を規定しており、前記第１及び第２の摩耗プレートのそれぞれの第１及び第２のアームが、前記第１の平面に対して傾斜した第２の平面を規定していることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
16. 請求項１２に記載の移動式ウォータースクリーンシステムにおいて、
    前記第１及び第２の摩耗プレートそれぞれのボトムベースが、前記第１及び第２のアームと鈍角をなしていることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
17. 請求項１２に記載の移動式ウォータースクリーンシステムにおいて、
    前記第１及び第２の摩耗プレートそれぞれのＵ字型プロファイルが、ウォータースクリーンの前記下端を収容する大きさの前記第１及び第２のアーム間の段差を規定していることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
18. 請求項１２に記載の移動式ウォータースクリーンシステムが更に、
    前記ウォータースクリーン横方向中央位置において、前記羽根の列に垂直方向に整列したギャップと；
    前記ウォータースクリーンの下流の前記整列したギャップに配置した、前記ウオータースクリーンを支える垂直ビームと；
    前記裾プレート桶の中に配置され、前記ウォータースクリーンが前記裾プレート桶を通って移動する際に、前記整列したギャップでしっかり受けている***したアーチ形ストリップを形成する内部シールと；
    を具えることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
19. 請求項１８に記載の移動式ウォータースクリーンシステムにおいて、
    前記垂直ビームが下端部で前記内部シールに取付けられていることを特徴とする移動式ウォータースクリーンシステム。
20. ウォータースクリーン用裾シールであって、当該裾シールが、弾性材料でできたプレートを具え、ベースと、Ｕ字型プロファイルを規定する前記ベースから延在する一対のアームを有しており、前記ベースが第１の平面を規定しており、前記一対のアームが当該第１の平面に対して傾斜した第２の平面を規定していることを特徴とするウォータースクリーン用裾シール。
21. 請求項２０に記載のウォータースクリーン用裾シールが更に、
    前記一対のアームそれぞれと前記ベースとの交差部分において形成されたリビングヒンジを具えることを特徴とするウォータースクリーン用裾シール。
22. 請求項２０に記載のウォータースクリーン用裾シールにおいて、前記プレートがナイロン製であることを特徴とするウォータースクリーン用裾シール。
23. 請求項２０に記載のウォータースクリーン用裾シールにおいて、前記ベースが前記一対のアームと鈍角をなすことを特徴とするウォータースクリーン用裾シール。
24. 請求項２０に記載のウォータースクリーン用裾シールが更に、
    前記ベースの反対側の前記一対のアームの先端部に、取り付け用タブを具えることを特徴とするウォータースクリーン用裾シール。

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