JPH053540Y2

JPH053540Y2 -

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Publication number: JPH053540Y2
Application number: JP1624787U
Authority: JP
Priority date: 1987-02-06
Filing date: 1987-02-06
Publication date: 1993-01-28
Anticipated expiration: 2002-02-06
Also published as: JPS63126421U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、攪はん機において、その駆動装置を
攪はん流体の自然循環により冷却するようにした
攪はん機における駆動装置用冷却装置に関する。

［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
する必要があり、その装置として、従来攪はん槽
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装置が
知られている。この場合の装置においては、羽根
を回転させるための駆動装置を、環境上の理由か
ら収納箱内に収納するようにしている。

［考案が解決しようとする問題点］ところが、密室内に駆動装置を収容すると、冷
却性が悪いため、モータを強制的に冷却しなくて
はならず、装置が高価になるという問題がある。

本考案は、このような攪はん機において、駆動
装置を安価な方法で冷却することのできる駆動装
置用冷却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］上記の目的を達成するために、本考案は、撹は
ん羽根を撹はん槽外部の駆動装置で回転させ、そ
れにより槽内の低温流体を撹はんする撹はん機に
おいて、前記駆動装置に冷却パイプを密着し、こ
の冷却パイプの一端を撹はん羽根の回転によつて
生じる槽内流体の渦流の外周部に、また他端を前
記渦流の中心部にそれぞれ開口させた構成とし
た。

［作用］撹はん羽根の回転によつて槽内流体は渦流を生
じる。この渦流の外周部の圧力は渦流の中心部の
圧力よりも高い。このため、撹はん槽内の低温流
体は、渦流の外周部に開口させられた一端から冷
却パイプ内に入り、駆動装置を冷却した後、渦流
の中心部に開口させられた冷却パイプの他端から
撹はん槽内に戻る。低温流体の上記の循環は、駆
動装置による低温流体の加熱で生じる比重差によ
つて僅かではあるが助長される。

［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状とされ
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置されている。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
内の水中の異なる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
置の方が圧力が高い。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、温
度の違いによる比重差で生じる循環作用が僅かで
はあるが向上し、圧力差による循環作用を助け
る。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。

たとえば、冷却パイプ１０の両端を開放してい
る場合には、11℃に維持されていたモータ８の温
度が、冷却パイプ１０の両端を閉じた場合２時間
で31.5℃に上昇した。

なお、このような構成の装置で雪と水を混合す
る場合について説明すると、まず予め給水管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からポンプなどで取り出し、適宜な
輸送パイプを経て貯雪池などに輸送する。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、本考案は、上記の雪水攪はん機に限ら
ず、比較的低温の流体を攪はんする装置であれ
ば、すべて適用できる。

［考案の効果］本考案の攪はん機における駆動装置の冷却装置
撹はん羽根を撹はん槽外部の駆動装置で回転さ
せ、それにより槽内の低温流体を撹はんする撹は
ん機において、前記駆動装置に冷却パイプを密着
し、この冷却パイプの一端を撹はん羽根の回転に
よつて生じる槽内流体の渦流の外周部に、また他
端を前記渦流の中心部にそれぞれ開口させた構成
とされているので、主として、冷却パイプの両端
に生じる圧力差により冷却パイプ内に槽内流体が
自然循環し、これにより駆動装置が冷却される。
したがつて、駆動装置を冷却するための構成が極
めて簡単であり、低価格で実現できるという効果
を奏する。

【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

【実用新案登録請求の範囲】

撹はん羽根を撹はん槽外部の駆動装置で回転さ
せ、それにより槽内の低温流体を撹はんする撹は
ん機において、前記駆動装置に冷却パイプを密着
し、この冷却パイプの一端を撹はん羽根の回転に
よつて生じる槽内流体の渦流の外周部に、また他
端を前記渦流の中心部にそれぞれ開口させたこと
を特徴とする撹はん機における駆動装置用冷却装
置。