JP5200156B1 - 取水用除塵装置及び水力発電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】取水用除塵装置を、取水口41から上流側に連続する水路の流れ方向に沿った領域をメッシュ状のスクリーン材12で囲う籠状の除塵ボックス10と、除塵ボックス10におけるスクリーン材12の内面に対して水路の流れ方向に所定間隔を隔てて固定された複数枚の案内板20とで構成した。それぞれの案内板20は、水路の下流側を向くその基端縁がスクリーン材12の内面に固定されて、水路の上流側を向くその先端縁がその基端縁が固定された箇所のスクリーン材12の内面から除塵ボックス10の内側に浮き上がるように傾斜した状態に設けた。
【選択図】図3
Description
本発明の取水用除塵装置の好適な実施態様について、図面を用いてより具体的に説明する。図1は、本発明の取水用除塵装置の全体を示した斜視図である。図2は、本発明の取水用除塵装置からスクリーン材を取り除いた状態を示した斜視図である。図2において、各案内板は宙に浮いた状態で示してある。図3は、水路に設置された本発明の取水用除塵装置を水路の流れ方向に平行な鉛直面で切断した状態を示した断面図である。図4は、本発明の取水用除塵装置から前面用スクリーン材と上面用スクリーン材を取り除いた状態を示した平面図である。以下においては、本発明の取水用除塵装置を水力発電装置に組み込む場合を例に挙げて説明する。
除塵ボックス10は、その前面を形成する前面用スクリーン材(図1における面P1P2Q2Q1を覆う部分)と、その上面を形成する上面用スクリーン材(図1における面P2P4Q4Q2を覆う部分)と、その底面を形成する底面用スクリーン材(図1における面P1P3Q3Q1及び面P3P5Q5Q3を覆う部分)と、その左側面を形成する左側面用スクリーン材(図1における面Q1Q2Q3及び面Q2Q3Q5Q4を覆う部分)と、その右側面を形成する右側面用スクリーン材(図1における面P1P2P3及び面P2P3P5P4を覆う部分)とで構成されている。前面用スクリーン材は、底面用スクリーン材に対して傾斜して設けている。本実施態様の取水用除塵装置において、底面用スクリーン材に対する前面用スクリーン材の傾斜角度(図3における∠Q2Q1Q3)は、約14°としている。
前面用スクリーン材の内面(下面)には、3枚の案内板20(案内板21a,21b,21c)を、水路の流れ方向に沿って15〜25cm間隔で固定している。また、上面用スクリーン材の内面(下面)には、3枚の案内板20(案内板21d,21e,21f)を、水路の流れ方向に沿って約30cm間隔で固定している。さらに、底面用スクリーン材の内面(上面)には、4枚の案内板20(案内板22a,22b,22c,22d)を、水路の流れ方向に沿って35〜60cm間隔で固定している。案内板22cと案内板22dの間隔が約60cmとなっており、案内板22aと案内板22bの間隔である約35cmや、案内板22bと案内板22cの間隔である約45cmよりも広くなっているのは、底面用スクリーン材に、案内板20の取付用あるいはメンテナンス用の窓10aを設けているからである。水路の表面近くを流れる塵などが除塵ボックス10の内部に入り込まないようにするためには、除塵ボックスにおける少なくとも前面用スクリーン材、上面用スクリーン材、左側面用スクリーン材及び右側面用スクリーン材に案内板20を設ければよいが、底面用スクリーン材にも案内板20を固定することで、水路の底部付近を流れる砂などが除塵ボックス10の内部に流れ込まないようにすることができる。
次に、上述した取水用除塵装置を利用した水力発電装置及びその設置方法について説明する。本実施態様の水力発電装置は、図1〜4に示すように、上記の取水用除塵装置と、この取水用除塵装置の下流側(y軸方向正側)に接続された取水装置40と、取水装置40から取り入れられた水の流れにより発電する発電機(図示省略)より構成される。取水用除塵装置は、その除塵ボックス10が水路の水の流れと平行(y軸方向と平行)になるように、除塵ボックス10の前面を水路の上流側に向けて設置する。水路の底面付近の砂などが除塵ボックス10の内部に入り込まないようにするため、除塵ボックス10の底面は、脚部30よって、水路の底面から5cm以上浮いた状態とされる。ただし、除塵ボックス10の底面を高くしすぎると、水路の水位が低下した場合に取水口41から水が導入されなくなるために、除塵ボックス10の底面は、通常水路の底面から20cm以下、好ましくは10cm以下とされる。除塵ボックス10が水平となるように、各脚部30の高さを調節する。あるいは、水路の底面を水平に整えておく。除塵ボックス10や各脚部30は、水路の底面などに固定すると、増水して水路の水の流れが速くなったような場合であっても、取水用除塵装置が流されないようにすることができる。除塵ボックス10などの固定は、水路にある岩などを利用してもよい。
続いて、上述した取水用除塵装置の除塵原理について説明する。本実施態様の取水用除塵装置は、図3に示すように水路に設置される。このとき、水路を流れる落ち葉やゴミや砂などの塵は、水の流れ(図中の矢印A)に従って、主に除塵ボックス10の内部に入り込もうとするが、案内板20によって除塵ボックス10の外面付近に離反流(図中の矢印B)が発生しているため、除塵ボックス10の内部に入り込むことなく、除塵ボックス10の上方へと流されるようになっている。除塵ボックス10の前面には、最も勢いよく水流がぶつかるため、除塵ボックス10の前面においては、塵の付着を最も効果的に防止する必要があるが、本実施態様の取水用除塵装置においては、上述したように、除塵ボックス10の前面を傾斜させているため、除塵ボックス10の前面にぶつかる塵の流れを上方へと受け流しやすくしている。一方、水は、除塵ボックス10の各面を形成するスクリーン材12に遮られることなく、除塵ボックス10の内部に入り込み、取水口41から取り込まれる(図中の矢印C)。水路の水位が低下し、除塵ボックス10の上面よりも低くなると、除塵ボックス10の左側面、右側面又は底面などからも塵が入り込みやすくなるが、本実施態様の取水用除塵装置においては、除塵ボックス10の左側面、右側面又は底面を形成するスクリーン材12にも案内板20を固定しているため、これらの場所においても離反流を発生させ、塵が除塵ボックス10の内部に入り込まないようになっている。また、案内板21a,21b,21c,21d,21e,21fは、水流によって下向きの力を発生させ、除塵ボックスを水路底部に押さえ付けて安定させる効果も奏する。
10a 窓
11 フレーム
12 スクリーン材
20 案内板
30 脚部
40 取水装置
41 取水口
42 取水管
Claims (6)
- 水路に設置した取水口の上流側に取り付けて該取水口から流入する水に塵が混入しないようにするための取水用除塵装置であって、
前記取水口から上流側に連続する水路の流れ方向に沿った領域をメッシュ状のスクリーン材で囲う籠状の除塵ボックスと、
除塵ボックスにおけるスクリーン材の内面に対して水路の流れ方向に所定間隔を隔てて固定された複数枚の案内板とで構成され、
それぞれの案内板は、水路の下流側を向くその基端縁がスクリーン材の内面に固定されて、水路の上流側を向くその先端縁がその基端縁が固定された箇所のスクリーン材の内面から除塵ボックスの内側に浮き上がるように傾斜した状態に設けられたことを特徴とする取水用除塵装置。 - スクリーン材の内面に対するそれぞれの案内板の傾斜角度が5〜60°に設定された請求項1記載の取水用除塵装置。
- 水路の流れ方向に隣り合う案内板の間隔が5〜100cmに設定された請求項1又は2記載の取水用除塵装置。
- 除塵ボックスが、その前面を形成する前面用スクリーン材と、その上面を形成する上面用スクリーン材と、その底面を形成する底面用スクリーン材と、その両側の側面を形成する一対の側面用スクリーン材とで構成され、
前面用スクリーン材、上面用スクリーン材、底面用スクリーン材及び一対の側面用スクリーン材のそれぞれの内面に案内板が複数枚ずつ固定された請求項1〜3いずれか記載の取水用除塵装置。 - 前面用スクリーン材が、底面用スクリーン材に対して鋭角を為すように傾斜された請求項4記載の取水用除塵装置。
- 請求項1〜5いずれか記載の取水用除塵装置と、該取水用除塵装置の下流側に接続された取水装置と、該取水装置から取り入れられた水の流れにより発電する発電機とで構成された水力発電装置。
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