(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車と前記台車の側方を覆う台車カバーとを有する鉄道車両に対して、液体を噴射し、前記台車に着いた雪を除去する鉄道車両用融雪装置であって、
前記台車の下方、かつ、前記鉄道車両が通過する２本の軌条に沿って設置され、液体が供給されるヘッダと、
前記ヘッダに接続されて液体を上方に噴射する複数の液体噴射ノズルとを備え、
前記ヘッダとして、前記２本の軌条の外方に設置される外ヘッダが設けられ、
前記外ヘッダには、前記複数の液体噴射ノズルの一部として、液体の噴射方向に垂直な２方向のうち第１の方向の拡散が第２の方向の拡散より大きくなるように液体を噴射する複数の扇型拡散ノズルが接続され、
前記外ヘッダに接続された前記複数の扇型拡散ノズルは、前記第１の方向が前記軌条と略平行な方向を向き、かつ、前記台車カバーと前記台車との間の空間の奥まで液体が届くように配置され、
前記外ヘッダに接続された前記複数の扇型拡散ノズルは、前記台車カバーと前記台車との間の空間のうち前記台車側に液体が噴射されるように配置されている、
ことを特徴とする鉄道車両用融雪装置。
【請求項２】
台車と前記台車の側方を覆う台車カバーとを有する鉄道車両に対して、液体を噴射し、前記台車に着いた雪を除去する鉄道車両用融雪装置であって、
前記台車の下方、かつ、前記鉄道車両が通過する２本の軌条に沿って設置され、液体が供給されるヘッダと、
前記ヘッダに接続されて液体を上方に噴射する複数の液体噴射ノズルとを備え、
前記ヘッダとして、前記２本の軌条の外方に設置される外ヘッダが設けられ、
前記外ヘッダには、前記複数の液体噴射ノズルの一部として、液体の噴射方向に垂直な２方向のうち第１の方向の拡散が第２の方向の拡散より大きくなるように液体を噴射する複数の扇型拡散ノズルが接続され、
前記外ヘッダに接続された前記複数の扇型拡散ノズルは、前記第１の方向が前記軌条と略平行な方向を向き、かつ、前記台車カバーと前記台車との間の空間の奥まで液体が届くように配置され、
前記ヘッダとして、２本の前記外ヘッダと、前記２本の軌条の内方に設置される２本の内ヘッダとが設けられている、
ことを特徴とする鉄道車両用融雪装置。
【請求項３】
前記内ヘッダには、前記複数の液体噴射ノズルの一部として、前記液体の噴射方向に垂直な２方向のうち第１の方向の拡散が第２の方向の拡散より大きくなるように液体を噴射する複数の扇型拡散ノズルが接続され、
前記内ヘッダに接続された前記複数の扇型拡散ノズルの何れかは、前記第１の方向が前記軌条と平行な方向を向き、他の何れは、前記第１の方向が前記軌条と交差する方向を向く、
ことを特徴とする請求項２記載の鉄道車両用融雪装置。
【請求項４】
前記外ヘッダに接続された前記複数の扇型拡散ノズルは、液体が前記台車カバーの内側面に噴射されるように傾斜して配置されている、
ことを特徴とする請求項２記載の鉄道車両用融雪装置。
【請求項５】
前記複数の液体噴射ノズルは、液体の噴射パターンが異なる少なくとも２種類の液体噴射ノズルを含み、前記台車の部品配置に対応する位置および向きで、前記ヘッダに接続されている、
ことを特徴とする請求項２記載の鉄道車両用融雪装置。
【請求項６】
台車と前記台車の側方を覆う台車カバーとを有する鉄道車両に対して、液体を噴射し、前記台車に着いた雪を除去する鉄道車両用融雪装置であって、
前記台車の下方、かつ、前記鉄道車両が通過する２本の軌条に沿って設置され、液体が供給されるヘッダと、
前記ヘッダに接続されて液体を上方に噴射する複数の液体噴射ノズルとを備え、
前記ヘッダとして、前記２本の軌条の外方に設置される外ヘッダが設けられ、
前記外ヘッダには、前記複数の液体噴射ノズルの一部として、液体の噴射方向に垂直な２方向のうち第１の方向の拡散が第２の方向の拡散より大きくなるように液体を噴射する複数の扇型拡散ノズルが接続され、
前記外ヘッダに接続された前記複数の扇型拡散ノズルは、前記第１の方向が前記軌条と略平行な方向を向き、かつ、前記台車カバーと前記台車との間の空間の奥まで液体が届くように配置され、
前記複数の液体噴射ノズルの各々は、
液体を噴射する噴射口と、
液体を前記噴射口へ流す液体通路と、
前記液体通路の一部に設けられ、前記液体の流れにより負圧を生じる負圧室と、
空気を導入する空気導入口から、空気を前記負圧室へ導出する空気導出口まで、空気を流す空気通路と、
を備え、
前記空気導出口における前記空気通路の方向は、当該方向に沿って伸ばした仮想直線が、前記負圧室に隣接する前記液体通路の中心線に対してねじれの位置にあるように設定され、
前記空気通路は、前記空気導出口の上流から前記空気導出口にかけて前記液体通路の中心線に近づくように傾斜している、
ことを特徴とする鉄道車両用融雪装置。
【請求項７】
前記扇型拡散ノズルは、
液体を通す３つ以上の孔が、噴射端へ近づくにしたがって広がるように、同一の仮想平面上に放射状に並んで、或いは、スリット状に、前記噴射口が構成され、前記液体の噴射方向に垂直な２方向のうち、第１の方向の拡散が、第２の方向の拡散より、大きくなるように液体を噴射する、
ことを特徴とする請求項６記載の鉄道車両用融雪装置。
【請求項８】
前記複数の液体噴射ノズルの何れかは、
噴射方向に見て略等方的に液体を噴射する直進ノズルである、
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の鉄道車両用融雪装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を噴射して鉄道車両の台車に着いた雪を除去する鉄道車両用融雪装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
積雪地を走る鉄道車両は、台車のメンテナンスの際に、台車に着いた雪を除去する必要がある。従来、鉄道車両の台車に着いた雪を除去する融雪装置は、台車の側方にカバーのない車両を対象としていたため、台車の横方向から台車の上部に温水等の液体を噴射して雪を除去するのが一般的であった（例えば特許文献１を参照）。このような融雪装置は、液体噴射ノズルを使用して液体の噴射を行う。
また、従来、液体噴射ノズルについての様々な開発が行われている。例えば、特許文献２では、半田付けのフラックスを塗布するためのノズルにおいて、フラックスの通路の内壁に沿って空気をらせん状に噴出させることで、フラックスを平行流として噴射させる提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０６８６８６号公報
【特許文献２】特開２０１５−０３２６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、鉄道車両の高速化に伴う騒音対策などにより、台車の側方を台車カバーで覆った鉄道車両が登場している。このような鉄道車両の融雪を行う場合、台車カバーが邪魔となり、台車の横方向から液体を噴射して、台車の雪を除去することは難しい。
また、鉄道車両の台車に着いた雪を除去する融雪装置においては、使用する温水量に対して効率的に雪の除去を行うことが求められる。積雪地では雪を除去する必要のある鉄道車両が多く、温水の生成に大きなエネルギーを要するからである。
本発明は、台車カバーを有する鉄道車両に着いた雪を、効率的に除去することのできる鉄道車両用融雪装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の鉄道車両用融雪装置は、上記目的を達成するために、
台車と前記台車の側方を覆う台車カバーとを有する鉄道車両に対して、液体を噴射し、前記台車に着いた雪を除去する鉄道車両用融雪装置であって、
前記台車の下方、かつ、前記鉄道車両が通過する２本の軌条に沿って設置され、液体が供給されるヘッダと、
前記ヘッダに接続されて液体を上方に噴射する複数の液体噴射ノズルとを備え、
前記ヘッダとして、前記２本の軌条の外方に設置される外ヘッダが設けられ、
前記外ヘッダには、前記複数の液体噴射ノズルの一部として、液体の噴射方向に垂直な２方向のうち第１の方向の拡散が第２の方向の拡散より大きくなるように液体を噴射する複数の扇型拡散ノズルが接続され、
前記外ヘッダに接続された前記複数の扇型拡散ノズルは、前記第１の方向が前記軌条と略平行な方向を向き、かつ、前記台車カバーと前記台車との間の空間の奥まで液体が届くように配置されている。
この構成によれば、台車と台車カバーとの間に溜まった雪を、軌条と平行な方向に大きく拡散する液体の噴射により、効率的に除去することができる。よって、台車カバーを有する鉄道車両に着いた雪を効率的に除去することができる。
【０００６】
好ましくは、前記外ヘッダに接続された前記複数の扇型拡散ノズルは、液体が前記台車カバーの内側面に噴射されるように傾斜して配置されているとよい。
この構成によれば、台車と台車カバーとの間に溜まった雪ダマリを、全て溶かして除去するのではなく、主に、雪ダマリの台車カバーに沿った部分を溶かし、残りの部分をそぎ落とすように雪を除去することができる。よって、台車カバーを有する鉄道車両に着いた雪を効率的に除去することができる。
また好ましくは、前記外ヘッダに接続された前記複数の扇型拡散ノズルは、前記台車カバーと前記台車との間の空間のうち前記台車側に液体が噴射されるように配置されているとよい。
この構成によれば、台車と台車カバーとの間に溜まった雪ダマリを、全て溶かして除去するのではなく、主に、雪ダマリの台車に沿った部分を溶かし、残りの部分をそぎ落とすように雪を除去することができる。よって、台車カバーを有する鉄道車両に着いた雪を効率的に除去することができる。
【０００７】
さらに好ましくは、前記複数の液体噴射ノズルは、液体の噴射パターンが異なる少なくとも２種類の液体噴射ノズルを含み、前記台車の部品配置に対応する位置および向きで、前記ヘッダに接続されているとよい。
この構成によれば、台車の下部において部品配置により異なる着き方をした雪を、少なくとも２種類の液体噴射ノズルにより下方から液体を噴射して、効率的に除去することができる。
また好ましくは、前記ヘッダとして、２本の前記外ヘッダと、前記２本の軌条の内方に設置される２本の内ヘッダとが設けられているとよい。
この構成によれば、台車カバーを有する鉄道車両の台車に溜まる雪を除去するのに、効率的な液体噴射ノズルの配置を実現できる。
【０００８】
さらに好ましくは、前記内ヘッダには、前記複数の液体噴射ノズルの一部として、前記液体の噴射方向に垂直な２方向のうち第１の方向の拡散が第２の方向の拡散より大きくなるように液体を噴射する複数の扇型拡散ノズルが接続され、
前記内ヘッダに接続された前記複数の扇型拡散ノズルの何れかは、前記第１の方向が前記軌条と平行な方向を向き、他の何れは、前記第１の方向が前記軌条と交差する方向を向くように構成されているとよい。
この構成によれば、台車カバーを有する鉄道車両において台車の中央寄りに溜まる雪黙りを、部品配置に応じてそぎ落とすように除去することができる。よって、効率的に雪を除去できる。
【０００９】
さらに好ましくは、
前記複数の液体噴射ノズルの各々は、
液体を噴射する噴射口と、
液体を前記噴射口へ流す液体通路と、
前記液体通路の一部に設けられ、前記液体の流れにより負圧を生じる負圧室と、
空気を導入する空気導入口から、空気を前記負圧室へ導出する空気導出口まで、空気を流す空気通路と、
を備え、
前記導出口における前記空気通路の方向は、当該方向に沿って伸ばした仮想直線が、前記負圧室に隣接する前記液体通路の中心線に対してねじれの位置にあるように設定され、
前記空気通路は、前記導出口の上流から前記導出口にかけて前記液体通路の中心線に近づくように傾斜しているとよい。
この構成によれば、液体噴射ノズルから噴射される液体の圧力を少ない液量で高め、かつ、液体の噴射方向または噴射範囲を搖動できる。これにより、効率的に鉄道車両の台車に着いた雪を除去できる。
【００１０】
また好ましくは、前記扇型拡散ノズルは、
液体を通す３つ以上の孔が、噴射端へ近づくにしたがって広がるように、同一の仮想平面上に放射状に並んで、或いは、スリット状に、前記噴射口が構成され、前記液体の噴射方向に垂直な２方向のうち、第１の方向の拡散が、第２の方向の拡散より、大きくなるように液体を噴射する構成とするとよい。
この構成によれば、扇型拡散ノズルにより、第１の方向に広がった液体の噴射ができるので、雪ダマリの片側を溶かして、残りの雪をそぎ落とす場合に、効率的に液体を噴射できる。
また好ましくは、前記複数の液体噴射ノズルの何れかは、
噴射方向に見て略等方的に液体を噴射する直進ノズルであるとよい。
この構成によれば、直進ノズルにより、雪ダマリの一部を溶かす場合に、効率的に液体を噴射できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、台車カバーを有する鉄道車両に着いた雪を、効率的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る鉄道車両用融雪装置を示す構成図である。
【図２】ノズルユニットの配置を示す平面図である。
【図３】外ノズルユニットを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）はノズル先端の拡大図、（ｃ）は側面図である。
【図４】内ノズルユニットを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）はノズル先端の拡大図、（ｃ）は側面図である。
【図５】扇型拡散ノズルの詳細を示すもので、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は切断面を９０度異ならせた先端部分の縦断面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線の位置の横断面図である。
【図６】直進ノズルの詳細を示すもので、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の位置の横断面図である。
【図７】融雪処理中の台車と内ノズルユニットおよび外ノズルユニットと示す平面図である。
【図８】融雪処理中の台車と内ノズルユニットおよび外ノズルユニットとを示す正面図である。
【図９】（ａ）は融雪処理中の台車と外ノズルユニットとを示す側面図、（ｂ）は融雪処理中の台車と内ノズルユニットとを示す側面図である。
【図１０】外ノズルユニットの扇型拡散ノズルの作用を説明する図である。
【図１１】外ノズルユニットの扇型拡散ノズルの配置の第１変形例と作用とを説明する図である。
【図１２】外ノズルユニットの扇型拡散ノズルの配置の第２変形例と作用とを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る鉄道車両用融雪装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る鉄道車両用融雪装置を示す構成図である。
本実施の形態の鉄道車両用融雪装置１は、温水を噴射する複数のノズルユニット２と、温水を溜めてノズルユニット２へ送る温水供給設備３と、を有する。
温水供給設備３は、特に制限されるものでないが、温水槽５１、ポンプ５２、ボイラ５３、第１ろ過装置５４、油水分離槽５５、第２ろ過装置５６、ろ過水槽５７、排水桝５８、受け桝５９、および、ポンプ６１，６２，６３を備えている。
【００１４】
温水槽５１は、ノズルユニット２へ供給される温水を溜める容器である。ポンプ５２は、温水を温水槽５１からノズルユニット２へ圧送する装置である。ボイラ５３は、蒸気を温水槽５１へ供給して温水槽５１の水を温める装置である。第１ろ過装置５４は、工業用水をろ過して温水槽５１へ水を供給するための装置である。油水分離槽５５と第２ろ過装置５６とろ過水槽５７とは、融雪に使用した後の水を油と分離しかつろ過することで再利用可能な水を生成するための設備である。受け桝５９は、ノズルユニット２の近傍で融雪に使用して水を溜める容器である。排水桝５８は、油水分離槽５５の排水を溜めて排出する容器である。ポンプ６１，６２，６３は、各部の水を圧送するための装置である。
【００１５】
なお、温水槽５１は、必要量の温水をノズルユニット２へ圧送できる構成であれば、どのような構成としてもよい。
図２は、ノズルユニットの配置を示す平面図である。図３は、外ノズルユニットを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）はノズル先端の拡大図、（ｃ）は側面図である。図４は、内ノズルユニットを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）はノズル先端の拡大図、（ｃ）は側面図である。
図２に示すように、ノズルユニット２は、鉄道車両の台車が通過する２本の軌条Ｓの内方と外方とに、軌条Ｓと略平行に配置される。以下、２本の軌条Ｓの外方に配置されるノズルユニット２を、外ノズルユニット２Ａと記し、２本の軌条Ｓの内方に配置されるノズルユニット２を、内ノズルユニット２Ｂと記す。２本の外ノズルユニット２Ａは、２本の軌条Ｓの左外方と右外方とに、それぞれ設置される。２本の内ノズルユニット２Ｂは、２本の軌条Ｓの内方、かつ、２本の軌条Ｓの中央より左方と右方とに、それぞれ配置される。ここで、左右とは、鉄道車両を正面に見たときの左右を意味している。
１台の鉄道車両に台車に対して、２本の外ノズルユニット２Ａと２本の内ノズルユニット２Ｂとが、１組となって融雪処理を行う。鉄道車両用融雪装置１には、複数組の２本の外ノズルユニット２Ａと２本の内ノズルユニット２Ｂとが設けられていてもよい。
【００１６】
図３（ａ）−（ｃ）に示すように、外ノズルユニット２Ａは、外ヘッダ１１と、複数の扇型拡散ノズル１４と、複数の直進ノズル１５とを備えている。扇型拡散ノズル１４と直進ノズル１５とは、本発明に係る液体噴射ノズルの一例に相当する。
外ヘッダ１１は、一方に長い配管であり、温水供給設備３から圧送された温水が内部に供給され、扇型拡散ノズル１４と直進ノズル１５とに温水を送る。
扇型拡散ノズル１４は、温水の噴射方向に直交する２方向のうち第１方向の拡散が第２方向の拡散より大きい扇型の噴射パターンで温水の噴射を行う。拡散が最も大きい方向を第１の方向とし、拡散が最も少ない方向を第２の方向と呼んでいる。図３（ｂ）に示すように、扇型拡散ノズル１４の先端には、一方向に噴射の拡散範囲が大きくなるように、複数の孔が一列に並んだ或いはスリット状の噴射口１４６を有している。扇型拡散ノズル１４の先端を正面に見たときの噴射口１４６の長手方向が、噴射の拡散が大きくなる第１の方向に相当する。
【００１７】
扇型拡散ノズル１４は、温水に空気を混入して噴射する構造を有する。これにより少ない温水を高い圧力で噴射でき、また、温水の噴射方向および噴射範囲を搖動させることができる。扇型拡散ノズル１４の詳細な構造については後述する。
外ヘッダ１１の複数の扇型拡散ノズル１４は、図３（ｃ）に示すように、外ヘッダ１１の長手方向の複数の箇所に間隔を開けて固定されている。図３（ｂ）に示すように、外ヘッダの扇型拡散ノズル１４は、噴射口１４６の長手方向が、軌条と略平行になる向きに固定されている。
【００１８】
さらに、外ヘッダの複数の扇型拡散ノズル１４は、図３（ａ）に示すように、傾斜して固定されている。左方の外ヘッダ１１の扇型拡散ノズル１４は、上部が左方に倒れる方向に傾斜する。右方の外ヘッダ１１の扇型拡散ノズル１４は、上部が右方に倒れる方向に傾斜する。左右は、鉄道車両を正面に見たときの左右を意味する。これらの傾斜は、本実施の形態においては、扇型拡散ノズル１４による温水の噴射方向が、台車カバーの内側面へ向くように調整されている。
直進ノズル１５は、噴射方向に見て、略等方的に温水が拡散するような噴射パターンで温水を噴射する。この噴射パターンには、例えば、一直線に温水を噴射するパターン、等方的に温水が広がる噴射パターン、または、温水の噴射方向が回転方向に変化するなど等方的に変化するパターン（図６を参照）などが含まれる。直進ノズル１５の詳細な構造については後述する。
【００１９】
外ヘッダ１１の複数の直進ノズル１５は、図３（ｃ）に示すように、外ヘッダ１１の前端寄りの部分と、後端寄りの部分とに、それぞれ設けられている。ここで、前後は、鉄道車両の正面に見たときの前後を意味する。
外ヘッダ１１の複数の直進ノズル１５は、図３（ａ）および図３（ｃ）に示すように、傾斜して固定されている。左方の外ヘッダ１１の前端寄りの直進ノズル１５は、上部が左方かつ前方に倒れる方向に傾斜している。左方の外ヘッダ１１の後端寄りの直進ノズル１５は、上部が左方かつ後方に倒れる方向に傾斜している。また、右方の外ヘッダ１１の前端寄りの直進ノズル１５は、上部が右方かつ前方に倒れる方向に傾斜している。右方の外ヘッダ１１の後端寄りの直進ノズル１５は、上部が右方かつ後方に倒れる方向に傾斜している。これらの傾斜は、直進ノズル１５による温水の噴射方向が、台車の四隅の内面側を向くように調整されている。
【００２０】
図４（ａ）−（ｃ）に示すように、内ノズルユニット２Ｂは、内ヘッダ１２と、複数の扇型拡散ノズル１４と、１個の直進ノズル１５とを備えている。なお、直進ノズル１５は、複数設けられていてもよい。
内ヘッダ１２は、一方に長い配管であり、温水供給設備３から圧送された温水が内部に供給され、扇型拡散ノズル１４と直進ノズル１５とに温水を送る。
内ヘッダ１２に接続される扇型拡散ノズル１４は、外ヘッダ１１の扇型拡散ノズル１４と同一形態であり、同一の拡散パターンで温水の噴射を行う。なお、内ヘッダ１２と外ヘッダ１１とで、別形態の扇型拡散ノズル１４を設け、例えば温水の拡散の大きさを互いに異ならせてもよい。
【００２１】
内ヘッダ１２の複数の扇型拡散ノズル１４は、内ヘッダ１２の長手方向の複数の箇所に固定されている。また、図４（ｂ）に示すように、内ヘッダ１２の複数の扇型拡散ノズル１４の何れかは、噴射口１４６の長手方向が軌条と略平行になる向きに固定され、他の何れかは、噴射口１４６の長手方向が軌条と交差（略直交）する向きに固定される。また、図４（ａ）に示すように、内ヘッダ１２の扇型拡散ノズル１４の何れかは、傾斜して固定されてもよい。図４の例では、２個の扇型拡散ノズル１４が、傾斜して固定されている。扇型拡散ノズル１４の固定される箇所、向きおよび傾斜角度は、台車の部品配置に応じて設定される。例えば、台車の部品配置に応じて雪が溜まりやすい箇所に対して、雪ダマリの側方に温水を噴射して、残りの雪をそぎ落とすように、扇型拡散ノズル１４の固定される箇所、向き、および、傾斜角度を設定するとよい。あるいは、メンテナンスのために雪をより多く除去する必要のある箇所に直接に温水がかかるように、扇型拡散ノズル１４の固定される箇所、向き、および、傾斜角度を設定してもよい。
【００２２】
内ヘッダ１２に接続される直進ノズル１５は、外ヘッダ１１の直進ノズル１５と同一形態であり、同一の拡散パターンで温水の噴射を行う。なお、内ヘッダ１２と外ヘッダ１１とで別形態の直進ノズル１５を設け、例えば温水の拡散の大きさを互いに異ならせてもよい。
内ヘッダの直進ノズル１５は、内ヘッダ１２の長手方向の中央の箇所に固定されている。内ヘッダ１２の直進ノズル１５は、傾斜せずに固定されている。内ヘッダの直進ノズル１５は、例えば、台車１００の空気バネ装置１０２（図７を参照）の箇所に着く雪ダマリに、直接に温水がかかるように、固定位置と傾斜角度とが設定されている。
【００２３】
＜扇型拡散ノズル＞
図５は、扇型拡散ノズルの詳細を示すもので、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は切断面を９０度異ならせた先端部分の縦断面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線の位置の横断面図である。
扇型拡散ノズル１４は、図５に示すように、温水導入通路１４１と、負圧室１４２と、空気通路１４３と、噴射前通路１４５と、噴射口１４６とを備えている。
温水導入通路１４１は、外ヘッダ１１または内ヘッダ１２に圧送された温水が通過する通路である。温水導入通路１４１は、例えば、断面円形で略同一径の真っ直ぐな通路とすればよい。温水導入通路１４１の下流端には、負圧室１４２が連通される。ここで、上流と下流とは、温水の流れに沿った上流と下流とを意味する。
【００２４】
負圧室１４２は、中央を温水が通り、温水の周囲に負圧を生成する空間である。負圧室１４２の上流側は、温水導入通路１４１より広い幅を有し、空気通路１４３の一端が連通している。負圧室１４２は、例えば断面が略円形であり、空気通路１４３の一端は負圧室１４２の上流端に設けるとよい。負圧室１４２の下流側は、温水導入通路１４１の径より僅かに大きい径の通路を有し、空気と温水とを混合して導出する。負圧室１４２の下流端は噴射前通路１４５に連通する。
【００２５】
空気通路１４３は、扇型拡散ノズル１４の外部から負圧室１４２へ空気を導く通路である。空気通路１４３の一端は、扇型拡散ノズル１４の外部に開口して空気導入口１４３ａを構成する。空気通路１４３の他端は、負圧室１４２に開口して空気導出口１４３ｂを構成する。空気導出口１４３ｂにおける空気通路１４３の方向は、この方向に伸ばした仮想直線と、流れる温水の中心線とがねじれの位置にあるよう設定される（図５（ｃ）を参照）。加えて、空気通路１４３は、空気導出口１４３ｂの上流から空気導出口１４３ｂに近づくにしたがって、流れる温水に近づくように傾斜して構成される。さらに、空気通路１４３は、空気導出口１４３ｂの空気の流れ方向と、温水の流れ方向との成す角度が、鋭角になるように構成されるとよい。このような構成により、負圧室１４２に導入される空気は、負圧室１４２で螺旋状に流れて、温水と混合する際に、温水に回転方向の動きを生じさせる。
【００２６】
噴射前通路１４５は、負圧室１４２の下流端の幅より広い幅を有し、大きな抵抗を付加することなく温水と空気との混合体を噴射口１４６まで通す。
噴射口１４６は、図５（ａ）と図５（ｂ）とに示すように、５個の孔が、放射端に進むほど広がるように、図５（ｂ）の平面上で放射状に設けられている。なお、噴射口１４６は、一方向に長いスリット状としてもよい。
このような扇型拡散ノズル１４によれば、高圧の温水を温水導入通路１４１に供給することで、噴射方向に垂直な２つの方向Ｖ１、Ｖ２のうち、方向Ｖ２の拡散が、方向Ｖ１の拡散より大きくなるように、扇状の噴射パターンで温水が噴射される。
【００２７】
さらに、空気通路１４３による螺旋状に導入される空気により、まず、負圧室１４２から導出される温水と空気との混合体には、回転方向の動きが生じる。そして、回転方向に動く混合体が噴射口１４６を介して噴射されることで、図５（ａ）に示すように、方向Ｖ１に搖動する混合体の噴射が得られる。さらに、温水と空気との混合体の回転方向の動きにより、図５（ｂ）に示すように、方向Ｖ２の温水の拡散を増大できる。
【００２８】
＜直進ノズル＞
図６は、直進ノズルを示すもので、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の位置の横断面図である。
直進ノズル１５は、温水導入通路１５１と、負圧室１５２と、第１の空気通路１５３と、第２の空気通路１５４と、噴射前通路１５５と、噴射口１５６とを有する。
温水導入通路１５１と負圧室１５２と第１の空気通路１５３とは、扇型拡散ノズル１４の温水導入通路１４１と負圧室１４２と空気通路１４３と、同様の構成である。
噴射前通路１５５は、負圧室１４２の下流端の幅より広い幅を有し、大きな抵抗を付加することなく温水と空気との混合体を噴射口１５６まで通す。噴射前通路１５５には、第２の空気通路１５４が連通している。
【００２９】
このような直進ノズル１５によれば、扇型拡散ノズル１４と同様に、負圧室１５２から導出された温水と空気との混合体には、回転方向の動きが生じる。さらに、噴射前通路１５５において、さらに空気が混合されて高圧になった混合体が噴射口１５６から噴射される。これにより、図６（ａ）に示すように、直進ノズル１５からは、円錐の側面に沿って回転方向Ｖ３に回転するような温水と空気との混合体の噴射が得られる。横方向からは、温水と空気との混合体が搖動して噴射しているように見える。
【００３０】
＜融雪処理＞
図７は、融雪処理中の台車と内ノズルユニットおよび外ノズルユニットと示す平面図である。図８は、融雪処理中の台車と内ノズルユニットおよび外ノズルユニットとを示す正面図である。図９（ａ）は、融雪処理中の台車と外ノズルユニットとを示す側面図、図９（ｂ）は融雪処理中の台車と内ノズルユニットとを示す側面図である。図１０は、外ノズルユニットの扇型拡散ノズルの作用を説明する図である。
【００３１】
図７と図９（ａ）に示すように、積雪地を走る鉄道車両の台車１００においては、台車１００の四隅１０１と、空気バネ装置１０２の周辺とに、着雪して、雪ダマリＦ１、Ｆ２が生じやすい。台車１００は、軌条Ｓ（図８）にガイドされる車輪１０４と、鉄道車両の車体の振動を吸収する空気バネ装置１０２とを備えている。空気バネ装置１０２は、鉄道車両の前後方向の中央、かつ、鉄道車両の幅方向の端寄りに設けられている。
【００３２】
さらに、台車カバー１０３を有する台車１００は、図８に示すように、台車１００と台車カバー１０３との間に、着雪し、雪ダマリＦ３が生じやすい。さらに、図９（ｂ）に示すように、台車１００の下部全面、または、台車１００の上部全面に着雪して、雪ダマリＦ４、Ｆ５が生じることがある。
四隅の雪ダマリＦ１に対しては、主に、左右の外ノズルユニット２Ａの前端側および後端側に配置された４つの直進ノズル１５が対処する。これらの直進ノズル１５は、回転方向に搖動する温水を、直接に雪ダマリＦ１の全体に当てて雪ダマリＦ１を除去する。あるいは、これらの直進ノズル１５は、台車１００の四隅１０１の内側面、或いは、雪ダマリＦ１の周囲に温水を当てて、雪ダマリＦ１をそぎ落してもよい。
【００３３】
空気バネ装置１０２の周辺の雪ダマリＦ２に対しては、主に、左右の内ノズルユニット２Ｂの中央の直進ノズル１５が対処する。これらの直進ノズル１５は、回転方向に搖動する温水を、直接に雪ダマリＦ２に当てて雪ダマリＦ２を除去する。あるいは、直進ノズル１５は、雪ダマリＦ２の片側に温水を当てて、温水を台車１００の上部まで通し、そこから温水が横方向に移動することで、雪ダマリＦ２の上部に温水を流して、雪ダマリＦ２をそぎ落とすように除去してもよい。
【００３４】
台車１００と台車カバー１０３との間の雪ダマリＦ３に対しては、主に、左右の外ノズルユニット２Ａに含まれる複数の扇型拡散ノズル１４が対処する。図１０の黒線矢印に示すように、これらの扇型拡散ノズル１４は、軌条Ｓに平行な方向に大きく拡散した温水を、台車カバー１０３の内側面に沿うように流すことができる。台車カバー１０３の下方が内側に傾斜している場合でも、扇型拡散ノズル１４の傾斜により、扇型拡散ノズル１４は、台車カバー１０３の内側面に沿うように温水を噴射することができる。これにより、雪ダマリＦ３の台車カバー１０３側が解け、かつ、雪ダマリＦ３が水分を吸収し、重くなることで、雪ダマリＦ３がそぎ落とされる。
【００３５】
台車１００の下部全面または上部全面の雪ダマリＦ４、Ｆ５に対しては、主に、左右の内ノズルユニット２Ｂに含まれる複数の扇型拡散ノズル１４が対処する。これらの扇型拡散ノズル１４は、軌条Ｓに平行な方向に大きく拡散した温水と、軌条Ｓに交差する方向に大きく拡散した温水とによって、雪ダマリＦ４、Ｆ５に縦横に切れ目を入れるように、雪ダマリＦ４、Ｆ５を部分的に溶かす。さらに、これらの扇型拡散ノズル１４は、雪ダマリＦ４、Ｆ５に水分を含ませて重くして、雪ダマリＦ４、Ｆ５をそぎ落とす。さらに、これらの扇型拡散ノズル１４は、温水を台車１００の上部まで通し、そこから温水が横方向に移動することで、雪ダマリＦ５の上部に温水を流して雪ダマリＦ４、Ｆ５をそぎ落すようにしてもよい。
【００３６】
＜第１変形例＞
次に、外ノズルユニット２Ａの複数の扇型拡散ノズル１４の配置と作用との変形例を説明する。
図１１は、外ノズルユニットの扇型拡散ノズルの配置の第１変形例と作用とを説明する図である。
第１変形例は、外ノズルユニット２Ａの扇型拡散ノズル１４を傾斜なく固定し、かつ、台車１００と台車カバー１０３との間の空間のうち、台車側の縁に沿って温水を噴射するように配置した例である。第１変形例の外ノズルユニット２Ａの扇型拡散ノズル１４は、上記の実施の形態と同様に、拡散が大きくなる第１方向が軌条と平行な方向を向いている。
【００３７】
扇型拡散ノズル１４は、このような配置により、台車１００と台車カバー１０３の間の空間に着雪した雪ダマリＦ３に対して、軌条Ｓに平行な方向に大きく拡散した温水を、雪ダマリＦ３の台車１００の側の側部に沿うように流すことができる。図１１に黒線矢印により温水の流れを示している。これにより、雪ダマリＦ３の台車１００の側を溶かし、温水を台車１００の上部まで通し、そこから、温水が台車カバー１０３の横方向へ移動することで、雪ダマリＦ３の上部に温水を流して、雪ダマリＦ３をそぎ落とすことができる。
【００３８】
＜第２変形例＞
図１２は、外ノズルユニットの扇型拡散ノズルの配置の第２変形例と作用とを説明する図である。
第２変形例は、外ノズルユニット２Ａの扇型拡散ノズル１４を、台車１００と台車カバー１０３との間の空間の奥まで温水が届くように配置した例である。ここで、空間の奥とは、台車１００と台車カバー１０３の間の空間Ｅ１において、台車カバー１０３の下端Ｌ０から台車の天井Ｌ１までの高さの半分より上方の部分を意味する。
このような配置によれば、図１２に示すように、台車１００と台車カバー１０３の間の空間に着雪した雪ダマリＦ３に対して、軌条Ｓに平行な方向に大きく拡散した温水を、雪ダマリＦ３に多く当てて、雪ダマリＦ３を効率的に除去することができる。例えば台車１００と台車カバー１０３との間の空間が狭くて、雪ダマリＦ３の全体を溶かす必要がある場合に、この構成は有用である。
【００３９】
以上のように、上記の実施の形態の鉄道車両用融雪装置１によれば、台車１００と台車カバー１０３との間に溜まった雪ダマリＦ３を、軌条と平行な方向に大きく拡散する温水の噴射により、効率的に除去することができる。よって、台車カバー１０３を有する鉄道車両に着いた雪を効率的に除去することができる。
また、上記の実施の形態の鉄道車両用融雪装置１によれば、２本の外ノズルユニット２Ａと２本の内ノズルユニット２Ｂとを有している。加えて、台車の部品配置に対応して、２種類のノズル（扇型拡散ノズル１４および直進ノズル１５）が、外ノズルユニット２Ａと内ノズルユニット２Ｂとに配置されている。これらによって、台車１００の部品配置によって着雪しやすい部分の雪ダマリを効率的に除去することができる。
【００４０】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、噴射する液体は、温水に制限されない。また、扇型拡散ノズル１４と直進ノズル１５として、空気を螺旋状に混入させる形式のノズルを例にとって説明したが、螺旋状でなく、流れる温水に向けて空気が混入される形態としたり、等方的に空気が混入される形態としたり、或いは、空気の混入のない形態としたりしてもよい。その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  鉄道車両用融雪装置
２  ノズルユニット
２Ａ  外ノズルユニット
２Ｂ  内ノズルユニット
３  温水供給設備
１１  外ヘッダ
１２  内ヘッダ
１４  扇型拡散ノズル
１５  直進ノズル
１００  鉄道車両の台車
１０２  空気バネ装置
１０３  台車カバー
１４１  温水導入通路
１４２  負圧室
１４３  空気通路
１４６  噴射孔
１５１  温水導入通路
１５２  負圧室
１５３  第１空気通路
１５４  第２空気通路
１５６  噴射孔
Ｆ１〜Ｆ５  雪ダマリ
Ｓ  軌条
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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