JPS6349298Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈技術分野〉 本考案は、特に原子力発電所の廃棄物処理系設
備等に適している水中モータ式環流撹拌装置に関
するものである。

〈従来技術〉 原子力発電所の廃棄物処理系の廃液には、イオ
ン交換樹脂や発生したクラツド及びその他の比較
的小形の固形物が混入しており、貯槽底部にはこ
れらの固形物が沈澱している。従つて、このよう
な廃液を他の場所に移送する場合などには、移送
効率を向上するために撹拌して固形物を母液中に
浮遊混合させた状態にした方がよく、このため従
来は、圧搾空気、あるいは上澄母液を槽外に設置
したポンプで吸引して吐出する圧力水を貯槽底部
に設けたノズルから噴出させるジエツト流の利
用、あるいは槽内に設けた撹拌翼の回転や振動、
ピストン運動あるいはこれらの組合せによる複合
動作等により撹拌を行なつて、貯槽底部の沈澱物
を母液中に混合させていた。

しかしながら、これらいずれの方式も沈澱物の
堆積層を浮遊混合させるものであるため装置が複
雑で大形化しやすいものであり、特に大形の貯槽
で水平断面に対して深度の浅いものや逆に深い場
合には、装置の大形化と重量化はもとより構造の
複雑化は避けられず、また撹拌効果を充分に発揮
できない場合が多く装置の作動に対する信頼性も
低下するという問題点が生じていた。また廃液に
放射性物質が含まれているという原子力発電設備
特有の条件下で使用される関係上、設備の複合化
によつて廃液に触れる設備が多くなることはそれ
だけ被曝量が増す可能性が高くなるため、保守点
検時の安全性と作業効率化の見地から望ましいこ
とではなく、設備全体としての総合コストを高め
る原因となつていた。

なお、設備費の低減や保守点検性の向上等をは
かるために、本出願人らは吊支型の撹拌機を既に
提案している（特開昭53−132857号公報参照）。
しかし、これも貯槽底部の堆積層を破砕、飛散さ
せながら母液中に浮遊させることを目的としたも
ので、堆積層を破砕撹拌するためには撹拌対象範
囲の全域に必要な流速を発生させなければなら
ず、強力で大形なものが必要となつていた。

〈考案の目的〉 本考案は上述の問題点に着目し、沈澱物の堆積
自体を防いで母液に対する固形物の混合撹拌を容
易とし、しかも設備の複合化による場合に生じて
いた諸問題を解決し、安全性の向上と総合コスト
の低減をはかることのできる水中モータ式環流撹
拌装置を提供することを目的としてなされたもの
である。

〈考案の構成〉 上記の目的を達するために、本考案の水中モー
タ式環流撹拌装置は、下方に延長された立軸水中
モータの主軸に下向きの水流を生ずる軸流羽根車
を取付け、上下両端にそれぞれベルマウス状の拡
大端部を有し立軸水中モータに一体に連結された
案内胴を設けて、この案内胴を軸流羽根車の外周
に同心状に配置して軸流羽根車を覆い、案内胴の
上下の拡大端部に対応した形状を有する上部笠状
体及び下部笠状体を各拡大端部に対向させてそれ
ぞれ配置し、拡大端部と笠状体との間に複数の整
流案内羽根を放射状またはほぼ放射状に設けるこ
とにより、案内胴の上部に環状の吸込口を形成す
るとともに、槽底に沿う薄い放射状流動層を生ず
る環状の噴出口を案内胴の下部に形成したことを
特徴としている。

〈実施例 １〉 次に、図示の実施例により本考案を具体的に説
明する。

第１図において、１は主軸２を下方に有する立
軸水中モータであつて、例えば、JIS Ｂ 8325の
水中モータポンプにおける下軸形電動機（形記号
Ｄ）に相当する水封式、キヤンド式、油封式及び
乾式等の公知のものが使用される。３は主軸２に
取付けられ、回転により下向きの水流を生ずる軸
流羽根車であつて、公知の軸流ポンプのインペラ
ーや船舶のスクリユー、あるいは航空機のプロペ
ラなどと同一または類似の形状で複数の羽根４を
有するものが用いられている。第２図ａ，ｂ，ｃ
はその代表的な形状を例示したものである。

５は羽根車３の軸流作用を高めるための案内胴
であり、直胴部６の上下両端にはそれぞれベルマ
ウス状の拡大端部７，８を有し、軸流羽根車３の
外周に同心状に配置されて直胴部６の任意の位置
で軸流羽根車３を覆つている。なお、直胴部６は
中央部で結合されており、必要に応じて上下に分
離できる構造としてある。

１１，１２は拡大端部７，８と組合せて滑らか
に湾曲した水路を形成するための上部笠状体及び
下部笠状体であつて、拡大端部７，８のベルマウ
ス形状に対応して、中央部分が尖り周縁に向けて
緩やかに広がつた山形となつている。１３，１４
は拡大端部７と笠状体１１の間及び拡大端部８と
笠状体１２との間に設けられる複数個の整流案内
羽根であり、拡大端部７，８と笠状体１１，１２
とはこれらの整流案内羽根１３，１４によつて所
定の間隔を保つて相互に固定され、案内胴５の上
下の外周に吸込口１５及び噴出口１６がそれぞれ
環状に形成されている。

上記の整流案内羽根１３，１４は、吸込口１５
及び噴出口１６を通る水流を整える作用をなすた
めに放射状あるいはこれに準じた形状に配置さ
れ、また噴出口１６は上下方向の幅を狭くして流
速が高められるようになつており、このスリツト
効果により噴出口１６からの噴出水流は貯槽１７
の胴壁１７ａまで達する流速を与えられる。

なお、水中モータ１と案内胴５は適宜の手段で
相互に連結固定されるが、この実施例では、上部
笠状体１１を水中モータ１のケーシング１ａに固
定し、これに整流案内羽根１３を介して案内胴５
を固定し、更に整流案内羽根１４を介して下部笠
状体１２を固定することにより、全体が一体に連
結されている。

本実施例は上述のように構成されており、貯槽
１７内に設置して立軸水中モータ１を運転する
と、軸流羽根車３が回転して下向きの水流が発生
し、保有液１８は吸込口１５から吸込まれて噴出
口１６から所定の流速で勢いよく噴出する。そし
て水流は貯槽１７の底面１７ｂに沿う薄い放射状
流動層となつて周辺に広がり、更に胴壁１７ａに
達して上昇する。これにより槽底付近の固形物は
水流とともに上昇し、固形物自身の沈降性と相ま
つて下降流が形成され、第１図に実線矢印で示す
ような還流が生じて保有液１８が撹拌される。こ
こで立軸水中モータ１の容量、軸流羽根車３や案
内胴５の形状、寸法などの諸仕様は、必要な流速
で環流が生ずるように、貯槽１７とその保有液１
８の仕様に応じて選定されており、底面１７ｂに
沈澱しがちな固形物は噴出口１６からの水流によ
つて押し流され、環流に乗つて母液内にほぼ均一
に浮遊混合されて固形物の堆積層の形成が防止さ
れるのである。

〈実施例 ２〉 吸込口１５及び噴出口１６の断面形状は、貯槽
１７の水平断面と保有水量などから定まる環流線
に沿つた形状とすることが望ましいが、第１図に
示すような形状のままでは、保有水量が多く深度
が大きい場合には良好な対応ができなくなる。こ
れに対処するのは、案内胴５の直胴部６の長くす
ればよく、直胴部６の中央で分離し、ここに第３
図ａ，ｂ，ｃに例示したように深度に見合つた長
さの延長管６ａを接続するのである。

第３図ａは延長管６ａとして単なる直管を用い
たものであり、同図ｂ，ｃは補助通水口２１ａま
たは２１ｂを有する延長管６ａを用いた例を示
す。補助通水口２１ａ，２１ｂは、深度が大で延
長管６ａが長くなり、上昇流と下降流が均衡して
直胴部６と貯槽１７の胴壁１７ａとの間に破線で
示すように澱み部２２ができる可能性がある場合
に、この付近に流れを生じさせて澱み部２２の発
生を防ぐ目的で形成されており、軸流羽根車３は
補助通水口２１ａ，２１ｂよりも高い位置に配置
されている。

第３図ｂの補助通水口２１ａは、単に丸穴を設
けただけであるが、これでは効果が不充分な場合
には、第３図ｃ及び第４図のように延長管６ａを
上下に二分し、下部の延長管６ａの上端にベルマ
ウス状拡大端部２３を形成し、放射状に配設する
整流案内羽根２４を介して上部の延長管６ａの下
端２５を接続することにより、全周にわたつて環
状に開口した補助通水口２１ｂを形成し、充分な
吸込み作用が行なわれて撹拌効果を高めるように
するのである。

なお、第３図ｂに示すような補助通水口２１ａ
の場合は、吸込み作用のみでなく流速等の条件に
よつて破線矢印のように吐出し作用が行なわれる
こともある。

〈実施例 ３〉 第１図に示す実施例は貯槽１７の底面１７ｂに
直接定置するものであるが、直接定置できない場
合には直下に固形物が沈澱したままとなる。第５
図ａ，ｂ，ｃは、このような場合の対策として下
部笠状体１２の中央部に下向きの吐出し口２７を
設けた例を示すものであり、第５図ａは吐出し口
２７が単なる丸穴の場合である。同図ｂ，ｃは、
底面１７ｂまでの距離が大きい場合や固形物の性
質に応じて吐出し口２７からの水流の勢いを強く
する必要のある場合の例であり、吐出し口２７を
それぞれ筒状穴及びノズル穴としたものである。
このような吐出し口２７を設けることにより、底
面１７ｂの装置直下にの部分にも流動層が形成さ
れて固形物が沈澱することがなくなり、充分な撹
拌効果が得られる。

なお、２８は本装置を垂下設置する場合の位置
決め案内部２９を有する転倒防止用の架台であ
り、第６図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ第５図ａ，ｂ，
ｃに鎖線で示したものの斜視図である。これらの
架台２８は貯槽１７の底面１７ｂに直接溶接する
か、ボルト締めなどの手段で固定される。同図
ｂ，ｃはベースプレート３０を設けた例であり、
ｂはベースプレート３０として円錐状のものを用
いた例を示している。

〈実施例 ４〉 第７図は、本装置を貯槽１７の底面１７ｂに設
置できない場合に貯槽１７の上部からつり下げて
使用する例を示す。３３は中空のつり下げ筒、３
４は支持板であつて、つり下げ筒３３の下端を水
中モータ１のケーシング１ａに、また上端を支持
板３４の取付穴３４ａにそれぞれ水密的に接続
し、支持板３４を貯槽１７の上部に固定すること
により、ケーシング１ａの内部を貯槽１７の上方
外部に連通させてある。

つり下げ筒３３の内部には、電源ケーブル３
５、保護回路用ケーブル３６、軸封あるいは潤滑
用のオイルや冷媒を導くための配管３７、その他
制御用のリード線などを内装し、また、つり下げ
筒３３の外部には保有液１８の量を検出する水位
検知器３８を取付け、そのリード線も内装して外
部に導出してある。このように、つり下げ筒３３
はこれらの内装部品の保護と装置のつり下げの両
方の機能を果たしている。３９はターミナルボツ
クス、４０は接続口である。

〈実施例 ５〉 第８図は、本装置を貯槽７の底面１７ｂに定置
する場合の据付時の位置案内と、作動中の移動や
反動トルクによる回転を防止するために、係止具
４３を設けた例を示すものである。係止具４３は
貯槽１７の底面１７ｂに固定されるもので円錐形
の係止突部４４を備えており、下部笠状体１２の
下面中央には係止突部４４に対応する同形状の係
止凹部４５を形成してある。据付時には係止突部
４４が係止凹部４５に挿入されて位置決めされ、
第８図ａに鎖線で示すように所定の位置に設置さ
れる。また下部笠状体１２の下面には、軸心から
偏心した位置に係合ピン４６が突設してあり、運
転時の反動トルクで装置が回転すると、第８図ｂ
に示すように係止具４３の基板４３ａの側縁に係
合ピン４６が当り、それ以上の回転が阻止される
のである。係合ピン４６は下部笠状体１２と一体
に形成するか、別のピンを取付けることによつて
設けられる。なお、この実施例の係止具４３と係
止凹部４５を設けた状態を第１図にも鎖線で示し
てある。

上記の構造であると、据付時に係合ピン４６が
基板４３ａに乗つて装置が傾き、不安定な状態と
なることがある。第９図はこれを防ぐために係合
ピン４６を軸方向に出没可能にしたものであり、
第９図ａに示すように係合ピン４６を下部笠状体
１２に固定されたホルダ４７で保持し、ばね４８
で下向きに付勢してある。従つて、設置時に係合
ピン４６が基板４３ａに乗つた場合には、第９図
ｈに示すように装置の自重で押込まれて装置が傾
くことはなく、また、運転時の反動トルクで装置
が回転すると、係合ピン４６が基板４３ａからは
ずれた時にばね４８の反発力により突出し、第９
図ｃに示すように基板４３ａの側縁に当つてそれ
以上の回転が阻止されるのである。

第１０図は、係止具４３の係止突部４４と下部
笠状体１２の係止凹部４５を非円形断面として装
置の回転を防ぐようにした例であり、同図ａ，ｂ
は係止突部４４に角柱を用いてその上部４４ａを
角錐状としたもの、同図ｃ，ｄは角柱の上部４４
ａを円錐状としたものをそれぞれ示している。こ
のようにすれば第８図及び第９図の例のような係
合ピン４６は不要となり、構造が簡単となる。

〈考案の効果〉 上述の各実施例の説明から明らかなように、本
考案は、案内胴によつて覆われた軸流羽根車によ
り上部の吸込口から保有液を吸込み、これを下部
の噴出口から勢いよく噴出させることにより、貯
槽底面に沿う薄い放射状流動層を生じさせて保有
液を環流撹拌し、底面に沈澱しがちな固形物を母
液内にほぼ均一に浮遊混合させるものであり、固
形物の沈澱による堆積層が形成されないので、一
旦形成された堆積層を破砕撹拌する場合と比べて
装置は小容量で小形な低コストなもので済む。ま
た案内胴のベルマウス状の拡大端部と笠状体とで
形成される吸込口と噴出口とを環流線に沿つた形
状とすることが容易で、撹拌作用を効率よくしか
も高い信頼性で行なうことができ、また立軸水中
モータと案内胴等が一体化されて全体がコンパク
トにまとめられているので、取扱いが簡単で保守
点検作業が容易になるとともに、原子力発電設備
の廃液の処理に利用した場合でも被曝面積が小さ
く被曝量が少なくてすむため、この点からも作業
効率を高めることが可能であるとともに安全性も
高まり、設備全体としての総合コストを安くする
ことができるのであり、特に原子力発電設備用と
して適した撹拌装置を得ることが容易となる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例の一部破断側面
図、第２図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ軸流羽根車の一
例を示す図、第３図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ第２の
実施例の側面図、第４図は第３図ｃに示すものの
要部の断面図、第５図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ第３
の実施例の一部破断側面図、第６図ａ，ｂ，ｃは
それぞれ架台の一例を示す図、第７図は第４の実
施例の一部破断側面図、第８図ａ，ｂはそれぞれ
第５の実施例の一部破断側面図及び要部の平面
図、第９図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ係合ピンの取付
状態の断面図及び動作説明図、第１０図ａ，ｂ，
ｃ，ｄはそれぞれ係止具の一例の平面図と斜視図
である。 １……立軸水中モータ、１ａ……ケーシング、
２……主軸、３……軸流羽根車、５……案内胴、
６……直胴部、６ａ……延長管、７，８……拡大
端部、１１，１２……笠状体、１３，１４……整
流案内羽根、１５……吸込口、１６……噴出口、
１７……貯槽、１７ａ……胴壁、７ｂ……底面、
１８……保有液、２１ａ，２１ｂ……補助通水
口、３３……つり下げ筒、３４……支持板、３５
……電源ケーブル、３７……配管、３８……水位
検知器、４３……係止具、４４……係止突部、４
５……係止凹部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 下方に延長された立軸水中モータの主軸に下
   向きの水流を生ずる軸流羽根車を取付け、 上下両端にそれぞれベルマウス状の拡大端部
   を有し立軸水中モータに一体に連結された案内
   胴を設けて、この案内胴を軸流羽根車の外周に
   同心状に配置して軸流羽根車を覆い、 案内胴の上下の拡大端部に対応した形状を有
   する上部笠状体及び下部笠状体を各拡大端部に
   対向させてそれぞれ配置し、拡大端部と笠状体
   との間に複数の整流案内羽根を放射状またはほ
   ぼ放射状に設けることにより、案内胴の上部に
   環状の吸込口を形成するとともに、槽底に沿う
   薄い放射状流動層を生ずる環状の噴出口を案内
   胴の下部に形成してなる水中モータ式環流撹拌
   装置。 (2) 案内胴の上下の拡大端部間に直径に対して全
   長の比率の大きい直胴部を設け、この直胴部に
   補助通水口を形成してなる実用新案登録請求の
   範囲第１項記載の水中モータ式環流撹拌装置。 (3) 噴出口を形成する下部笠状体の中央部に下向
   きの吐出し口を形成してなる実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の水中モータ式環流撹拌装
   置。 (4) 立軸水中モータのケーシング内部と貯槽の上
   方外部とを連通する中空のつり下げ筒を設けて
   このつり下げ筒と支持板とを水密的に接続し、
   つり下げ筒内部にモータのケーブル類を内装す
   るとともにつり下げ筒外部に水位検知器を取付
   けてなる実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   水中モータ式環流撹拌装置。 (5) 係止突部を有し貯槽底面に固定される回り止
   め用係止具を設けるとともに、上記係止突部に
   対応する係止凹部を下部笠状体の下面中央に設
   けてなる実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   水中モータ式環流撹拌装置。