JPS5856765B2 - 凍結防止取水フロ−ト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 貯水池などの表面水は一般に池底より水温が高く、かつ
汚泥等を含まず澄んでいるので、農業用、工業用、上水
運用等多目的に取水するには、この表面水を取水するこ
とが望ましい。

表面水を取水する場合に使用するフロートが近時開発利
用されている。

この取水フロートは水面の変動に対し、常に水面と一定
の関係で上下に浮動するが、冬期厳寒地では、このフロ
ートの内側および外表面の接水部分に氷雪が凍結し、取
水フロートの上下浮動を不正確にし、甚しい場合は不可
能となる。

この発明は上記不都合を解決するもので、取水フロート
に氷雪が発生することを防止したり、或いは付着した氷
雪を融解するために、熱源として表皮電流発熱管を利用
する。

表皮電流発熱管には種々あるが、主として直列表皮電流
発熱管と誘導表皮電流発熱管があり、これらは例えば電
気学会発行「電気工学ハンドブックｊ１９７９年版１５
７８頁にのべられているが、こＸで簡単にのべる。

第１図は直列表皮電流発熱管を示し、第２図は誘導表皮
電流発熱管を示すもので、いずれもこの発明の取水フロ
ートに利用できる。

両図において１．１′は強磁性をもつ発熱鋼管、２はこ
の鋼管内に比較的自由に通した絶縁電線又はケーブル３
は交流電源で通常商用周波数である。

４ 、４’、 ４’は接続電線で、電源３と絶縁電線２
と鋼管１，１′の結線は第１図では電源３に対し絶縁電
線２と鋼管１が直列になるように接続され、第２図では
電源３に対し絶縁電源２が１次回路となり、鋼管１゜１
′は各々その両端が短絡片７，８で電気的に接続されて
いるので、絶縁電線２に対し２次回路を形成する。

上記の場合、鋼管１，１′の肉厚をｔ、長さをｌ、鋼管
内径をＤとし、交流電流ｉが鋼管内表皮を流れる相当範
囲を表わす表皮の厚さをＳとし、いずれも同じ長さの単
位とすると、 ｔ＞２Ｓ ｊ ｌ＞Ｄ 、 Ｄ＞Ｓのような条
件の下では、交流電流ｉは殆んど鋼管１，１′の外部に
流出しないので、鋼管外面に金属的接触をしてもアーク
を発生したり、人体、動物等に危害を及ぼさず、発熱管
として安全に使用できる。

従来、表皮電流発熱管は以上のべたように、種の発熱体
として考えられてきたが、この発明ではもう一つの効果
を発揮できる。

それは表皮電流発熱管は変圧器等と同じく、種の電磁機
器であるから変圧器鉄心等で見られる電磁振動が発生す
ることによる。

すなわち鋼管１に通された絶縁電線２は鋼管中央に固定
することなく比較的自由に通されているので、鋼管１の
磁気的中心（この場合は鋼管の中心）にないことによる
電磁力により、電線２は電流ｉの周波数の２倍の周波数
で微振動する。

この振動は、電線２が貫通している鋼管１に伝えられ、
表皮電流発熱管は通電時機振動し、さらに被加熱物であ
る放流管に伝達され、凍結の初期における表面の氷の発
生を妨げ、或いは生成した氷の剥離を容易にする。

上記構造の表皮電流発熱管の取水フロートへの取付構造
を次に記せば、第３図において９はフロートで、中空の
算盤法の形状に鋼板で作られて水面に浮べられ、フロー
ト９の下側には中央に孔のある盃状の受皿１Ｔが取付け
られ、池の表面水１１は水流１２となってフロート９と
受皿１７の隙間を通って導水管１０に流れる。

導水管１０は固定されており、フロート９が自由に上下
できるように伸縮継手１５で両者を連結する。

水面におけるフロート９の上下位置の調節は、注水バル
ブ１３によって中空部に入れられる水１１′によって行
う。

水１１′の排水は図示されてないが、別に排水ポンプを
必要とする。

さて、上記構造のフロート９は、半屋内に設置されるの
で雪に覆われることは殆んどないが、厳寒地の冬期には
フロートの外部では１９のような氷雪の凍結が発生し、
内部では２０のような凍結がフｏ−トが水面と接する部
分に発生する。

するとこれら凍結のためフロート９の重量が変動し、そ
の結果フロート９を取水に適当な深さに浮ばせておくこ
とができなくなる。

この発明は上記不都合を解消したもので、第３図におい
て鋼管１，１′等は、第１図又は第２図に示す発熱鋼管
でフロート９の鋼板の水面に接する部分に鉢巻状に溶接
材されている。

第４，５図はこれを詳細に示すもので、第４図では短絡
片７，８が図示されているが、第５図では鋼管１，１′
等は溶接１８によって鋼板製フロート９に固定されてい
るので省略することができる６また、第３，５図では池
の表面水１１とフロート内の水１１′の水面が等しくな
っているが、フロートをどの程度の高さに浮かせるかは
、フロート内の水１１′の量で調節可能である。

第３図で１４は表皮電流発熱管の瑞相を示しているが、
第４図では省略されている。

フロート９は上下動するので電源３よりの配線は可撓部
分１６が必要になる。

以上のように構成し、通電すれば表皮電流発熱管の発熱
により凍結１９，２０の発生を防止することが可能とな
る。

上記のように、表皮電流発熱管を構成する鋼管１．１’
％は鉢巻状に巻かれており、珠状フロート９の最外部附
近にあるので、フロート９の機械的補強の役割も果して
いる。

なお以上の説明ではフロート９が半屋内におかれると仮
定したが、もし屋外におかれフロート上に積雪を見る場
合には、この部分に表皮電流発熱管を追加することは勿
論可能である。

凍結防止に必要な電力は、フロート９の内面の場合前記
したフロート９の接水部１平方米当り数１００ワツトで
あるが外面にはその２倍程度必要になる。

図面では鋼管１，１′等はすべて円形断面としたが、こ
れは必要条件ではなく、また設備電力容量次第では単相
でなく３相でも使用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は直列表皮電流発熱管の原理図、第２図は誘導表
皮電流発熱管の原理図、第３図はこの発明凍結防止フロ
ートの縦断面図、第４図は誘導表皮電流発熱管とフロー
ト鋼板の関係を示す斜面図、第５図は表皮電流発熱管を
取付けたフロートと水面の関係を示す縦断面図である。 ｉ、ｉ’：強磁性をもつ発熱鋼管、２：絶縁電線、３：
交流電源、４，４’、４’：接続電線、５，６：端子、
７，８：短絡片、９：フロート、１０：導水管、１３：
注水バルブ、１４：瑞相、１５：伸縮継手、１６：可撓
配線、１Ｔ：受皿、１８：溶接。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 貯水池などの表面水取水用鋼板製フロートの、水面
   に接する部分の内面又は外面又は内外面に、絶縁電線を
   鋼管中央に固定することなく比較的自由に通した表皮電
   流発熱管を鉢巻状に必要回数巻付は溶接した凍結防止取
   水フロート。