JPH0428906Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、雪と水を攪はん混合して輸送に適す
る形態にする雪水攪はん混合装置に関する。

［従来の技術］ 最近、豪雪地域の雪を処理する方法として、雪
を水と混ぜ、ポンプと配管系で河川や貯雪池に輸
送する方法が試みられるようになつた。

その際、輸送に先立つて雪と水を効果的に混合
する方法を、出願人は、先に提案した（特願昭58
−75223号）。その方法は、具体的には、攪はん槽
内底部で羽根を回転させて水の渦流を形成し、そ
の渦流の中に雪を投入して攪はん混合するという
ものである。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、上のように単に攪はん槽内底部に羽
根を配し、それを回転させて攪はんするだけで
は、次のような問題があることが実験的に確かめ
られた。

(ア) 攪はんのために大きな動力を必要とする。

(イ) 攪はん能力が低く、水に対する雪の割合（固
相率）を大きくできない。そのため実際の雪の
混合処理能力が低い。

(ウ) 硬い雪や氷、その他の異物が羽根に取り付き
やすく、除去に手間がかかる。

本考案は、以上の問題点を解消し得る雪水攪は
ん混合装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、上の問題を解決するため、攪はん槽
の内底部の渦流発生用の回転羽根と攪はん槽内壁
との間に、回転羽根を囲繞する筒状壁を配設した
ことを特徴としている。

［作用］ 本考案においては、筒状壁により羽根が囲繞さ
れていることにより、主として次の２つの作用が
起こる。

羽根を中心にし、筒状壁で囲まれる限定され
た領域ができるため、その内部で強力な流動が
発生する。そして、その領域が渦流発生中心と
なり、槽内の他の領域に流動が伝わる。したが
つて、槽内において流動エネルギの大きさに分
布が生じる。中央部が一番激しく流動し、周囲
はその流動中心に引きずられるように従動的に
流動し渦を巻くことになる。

このような流動エネルギの分布が生じること
により、羽根が直接に流動を与える領域が限定
され、その領域において、強力な一体的な流れ
が起こる。そのため、羽根に対する負荷が軽減
する。

また、中央の限定された領域の水中において
激しい流動が起こるため、その領域に流動抵抗
の大きい固形の雪が直接には入りにくい。また
入つても直ぐに粉砕されやすい。したがつて、
羽根は固形の雪による回転抵抗を受けにくい状
態におかれる。また、この領域に直接固形の雪
が入りにくいことから、羽根への異物の取り付
きが起こりにくい。

羽根の回転により羽根の半径方向外方に飛び
出した運動エネルギの大なる水流は、槽内壁の
手前に配された筒状壁に当たつて強烈な上昇流
となる。この上昇流は渦流の中心に近い位置で
起こり、渦流の内部に大きな流れの乱れを作
る。一方、槽内に投入された雪は密度の差によ
り渦流の上部中心近傍に集中しやすい。したが
つて、渦流中心に集中した雪は、その上昇流に
よつて作られる流れの乱れの中に取り込まれ、
上昇流によつて直接粉砕されたり、流れの中で
もまれたりしながら攪はん混合される。

［実施例］ 以下、第１図を参照して本考案の一実施例を説
明する。

図中符号１で示すものは攪はん槽である。この
攪はん槽１は有底円筒状のもので、地表に上面開
口部のみを出して土中に埋められている。この攪
はん槽１の内底部中心には羽根支持部２が突設さ
れており、その羽根支持部２に、回転羽根３が鉛
直な軸４を中心に回転自在に設けられている。

この羽根３は、回転することにより攪はん槽１
内の水に、その羽根３を通る鉛直線を中心とした
渦流を発生させることができるような形成とされ
ており、羽根３を回転させることにより遠心力で
半径方向外方に向かう図中矢印Ａで示すような水
流を発生するものである。

また、この羽根３と攪はん槽１の内壁の間に
は、羽根３を囲繞する円筒状壁５が配設されてい
る。この円筒状壁５は底部が蓋をされて、攪はん
槽１底面の羽根支持部２に固定されている。そし
て、羽根３と、円筒状壁５と、攪はん槽１内壁と
が同心的な位置関係に配設されている。また、こ
の円筒状壁５の羽根３底面からの高さh′は、羽根
３の高さｈの２倍から３倍程度に設定されてい
る。

また、攪はん槽１の周壁には、上部に槽内に給
水するための給水管６が接続され、下部に攪はん
後の雪水混合体を槽外に排出するための排水管７
が接続されている。この場合、給水管６は攪はん
中の最高水位より上位に位置する高さに接続さ
れ、また排水管７は回転羽根３とほぼ同じ高さに
接続されている。したがつて、排水管７と羽根３
との間に円筒状壁５が位置している。また、給水
管６は、攪はん槽１内に発生する渦流に供給水が
合流しやすいよう、攪はん槽１の周壁にほぼ接線
方向に向けて接続されている。排水管７について
も、排水しやすいよう接線方向に向けて接続され
ている。

また、このように構成された攪はん槽１の下側
に、回転羽根３の駆動用モータ８が設けられてい
る。このモータ８は、収納箱９の中に収められ地
中に埋設されている。したがつて、何等かの冷却
手段を講じる必要がある。そのため、モータ８の
外殻には銅管でできた冷却パイプ１０が巻き付け
られ、伝熱ペーストで密着されている。

この冷却パイプ１０は、その両端が攪はん槽１
内に水中の異なる２位置に開口され、一端は攪は
ん槽１内の中段外周側のイで示す位置に開口さ
れ、他端は回転羽根３の裏側の中心近傍のロで示
す位置に開口されている。イで示す位置とロで示
す位置は、渦流発生中圧力差があり、イで示す位
置の方が動圧が高い。したがつて、その圧力差に
より攪はん槽１内の低温の水が冷却パイプ１０内
を矢印Ｃ方向に自然循環する。この場合も、冷却
パイプ１０の一端側開口を水流に向かう方向に向
けると、冷水を導入しやすくなる。

また、冷却パイプ１０は、冷水の入る一端側を
モータ８の下側に巻き付け、冷却後の水の出る他
端側をモータ８の上側に巻き付けているので、実
際には圧力差による循環作用とともに、温度の違
いによる比重差による循環作用も働く。このた
め、何等循環手段を設けなくても、自然循環によ
りモータ８は冷却される。

このような構成の装置で雪と水を混合するに
は、予め給水管６から攪はん槽１内に水Ｗを供給
して、回転羽根３を回転させることにより、攪は
ん槽１内に水の渦流を形成する。そして、その上
で攪はん槽１の上面開口部から雪Ｓを投入し、攪
はん槽１内での流動作用により雪と水を攪はんす
る。攪はん後の混合体は排水管７からプログラム
などで取り出し、適宜な輸送パイプを経て貯雪池
などの輸送する。これを連続的に行なう。

このような混合作業を行なう際、攪はん槽１内
では、次のように流動現象が発生して攪はんが行
なわれる。

まず、羽根３を回転させることにより、羽根３
を中心にし円筒状壁５で囲まれる限定された領域
ができるため、その内部で強力な流動が発生す
る。そして、その領域が渦流発生中心となり、槽
１内の他の領域に流動が伝わる。したがつて、槽
１内において流動エネルギの大きさに分布が生じ
る。円筒状壁５で囲まれた領域が一番激しく流動
し、ついでその流動がその上の領域に伝わり、外
周側の領域はその流動中心に引きずられるように
従動的に流動し渦を巻くことになる。

このような流動エネルギの分布が生じることに
より、羽根３が直接に流動を与える領域が限定さ
れ、その領域内において強力な一体的な流れが起
こる。したがつて、羽根３に対する負荷が軽減
し、羽根３の回転動力を小さく押さえることがで
きる。

また、中央の限定された領域の水中において激
しい流動が起こるため、その領域に流動抵抗の大
きい固形の雪が直接には入りにくくなる。また、
入つても直ぐに粉砕されやすくなる。したがつ
て、羽根３は固形の雪による回転抵抗を受けにく
い状態におかれ、このことによつても羽根３に対
する負荷が軽減される。また、この領域に直接固
形の雪が入りにくいことから、羽根３への異物の
取り付きが起こりにくくなる。したがつて、異物
の除去作業を行なう必要がほとんどなくなる。

さらに、羽根３の回転により羽根３の半径方向
外方に運動エネルギの大なる水流が矢印Ａのよう
に飛び出す。この水流は、槽１の内壁の手前に配
された円筒状壁５に当たつて矢印Ｂのような強烈
な上昇流となる。この上昇流は渦流の中心に近い
位置で起こり、渦流の内部に大きな流れの乱れを
作る。一方、槽１内に投入された雪Ｓは密度の差
により渦流の中心近傍に集中しやすい。したがつ
て、渦流中心に集中した雪Ｓは、その上昇流によ
つて作られる流れの乱れの中に取り込まれ、上昇
流によつて直接粉砕されたり、流れの中でもまれ
たりしながら攪はん混合される。

この点、円筒状壁５がない場合と比較してみ
る。円筒状壁５がない場合、羽根３の回転により
遠心力で外周方向に飛ばされる一番運動エネルギ
の大きい水流は、攪はん槽１の底部において外周
方向に向つて放散してしまう。この水流は、槽１
内で渦流を形成する上では有効に作用するが、攪
はん作用をもたらす流れの乱れを発生させる上で
は有効に作用しない。しかも、その一番運動エネ
ルギの大きい水流は、固形の雪の少ない領域に飛
び出すため、雪の塊を直接粉砕攪はんする作用を
果たさない。

したがつて、円筒状壁５を設けた上記の混合装
置によれば、それを設けない場合に比較して格段
に攪はん効果がアツプする。

なお、上の実施例においては、円筒状壁５の場
合を説明したが、角筒状の壁にしてもよい。ま
た、筒状壁は、その周の一部に切欠のあるものと
してもよい。それらについては、攪はんの条件に
よつて適宜選択可能である。

［考案の効果］ 以上の説明のように、本考案の攪はん混合装置
は、回転羽根と攪はん槽内壁との間に、回転羽根
を囲繞する筒状壁を設けたので、次の効果を奏す
る。

(ア) 回転羽根に対する負荷が小さくなり、攪はん
動力を小さく押さえることができる。

(イ) 攪はん能力を高めることができ、固相率を大
きくすることができる。よつて雪の混合処理能
力が高まる。

(ウ) 硬い雪や氷、その他の異物が羽根に取り付き
にくく、除去作業にほとんど手間を要しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の断面図である。 １……攪はん槽、３……回転羽根、５……円筒
状壁、６……給水管、７……排水管、８……モー
タ、１０……冷却パイプ、Ｓ……雪、Ｗ……水。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 雪と水が投入される攪はん槽の内底部に、渦流
   を発生させる回転羽根が設けられ、この回転羽根
   と攪はん槽内壁との間に、回転羽根を囲繞する筒
   状壁が配設されていることを特徴とする雪水攪は
   ん混合装置。