(57)【要約】雪の体積を低減するとともに雪を流動化させる装置であって、雪を流動化させるとともに体積を低減する手段（２〜６）を備える固定された第１のリザーバ（１）と、貯蔵槽（１１）を形成する少なくとも１つの第２のリザーバであって、貯蔵槽の容積は、第１のリザーバの容積の少なくとも２０倍、好ましくは１００倍であり、貯蔵槽は、周囲温度の水で少なくとも部分的に満たされ、好ましくは貯蔵槽の容積の少なくとも３０％まで満たされる、少なくとも１つの第２のリザーバとを備え、流動化させる手段（２〜６）は、可動式の動的圧縮手段を有する雪圧縮手段と、雪を下方に押しやることが可能な、細断および混合の少なくとも一方を行う手段（２）と、細断および混合の少なくとも一方を行う手段の上および下に水を注入することが可能な、機械リザーバまたは貯蔵槽（１１）に由来する水を注入する手段（３）と、水注入ノズルの下に配置される、好ましくは第１のリザーバ内の複数の地点に実質的に均質に分散される超音波発生装置とを備える、装置。
2016525636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雪の体積を低減するとともに雪を流動化させる装置であって、
雪を流動化させるとともに雪の体積を低減する手段（２〜６）を備える固定された第１のリザーバ（１）と、
前記第１のリザーバよりも大きい容積の貯蔵槽（１１）を形成する少なくとも１つの第２のリザーバであって、前記貯蔵槽の容積は、前記第１のリザーバの容積の少なくとも２０倍、好ましくは少なくとも１００倍であり、前記貯蔵槽は、周囲温度の水で少なくとも部分的に満たされ、好ましくは該貯蔵槽の容積の少なくとも３０％が水で満たされる、少なくとも１つの第２のリザーバと、
前記第１のリザーバ（１）の下端の排除オリフィス（１ｅ）と前記貯蔵槽（１１）との間に位置する少なくとも１つの第１の流体搬送導管（９）と、
前記貯蔵槽（１１）と前記第１のリザーバ（１）との間に位置する少なくとも１つの第２の搬送導管（１０）と、
を備え、
前記流動化させる手段（２〜６）は、
可動式の動的圧縮手段（４）を有する雪圧縮手段と、
前記雪圧縮手段の下に配置されるとともに雪を下方に押しやることが可能な、細断および混合の少なくとも一方による機械的粉砕手段（２）と、
前記第１のリザーバ（１）内および該第１のリザーバ（１）上の少なくとも一方に設けられた水噴霧ノズル（３ａ、３ｂ）を好ましくは有し、前記第２の搬送導管を介して前記貯蔵槽（１１）から水（１２）が供給される水注入手段（３）であって、少なくとも前記細断および混合の少なくとも一方を行う手段（２）の上（３ａ）に、好ましくは前記細断および混合の少なくとも一方を行う手段の下（３ｂ）にも配置される、水注入手段（３）と、
前記第１のリザーバ内の剛性構造（５）によって支持され、前記細断および混合の少なくとも一方を行う手段（２）の下ならびに前記水注入ノズルの下に配置される、超音波放射装置（５ａ）を有する超音波発生手段と、
を備える、装置。
【請求項２】
前記第１のリザーバは、前記超音波放射装置の上および前記機械的粉砕手段の下まで該第１のリザーバの下側部分（１ｃ）が水で部分的に予め満たされることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記剛性構造（５）は、流動化された雪の通過および前記第１のリザーバの底部に向かう流れを可能にするオリフィス（５１）を画定する格子構造であり、該剛性構造は、実質的に前記第１のリザーバの水平断面全体にわたって延び、複数の地点に分散する複数の超音波放射体（５ｂ）を支持することを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記超音波放射装置は、前記剛性構造の中実部分（５ａ）の上部に固定され、前記剛性構造にわたって分散する、円筒形の棒（５ｂ）、好ましくは１０個〜５０個の棒の形態であり、前記超音波は、前記第１のリザーバの断面全体にわたって、好ましくは水で予め満たされる少なくとも前記第１のリザーバの下側部分において実質的に均質に拡散されることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記可動式の動的圧縮手段（４）は、回動板、好ましくは透孔板（４ａ）または第１の回動格子を有し、前記回動板の組立体は、前記細断および混合の少なくとも一方を行う手段の上で前記第１のリザーバの水平断面の全面を実質的に覆い、前記回動板は、水平な回転シャフト（４ｂ）上で、好ましくは油圧アクチュエータ（４ｃ）の補助によって前記第１のリザーバの側壁に対してヒンジで動くように、該第１のリザーバの該側壁に固定されることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記第１のリザーバ（１）は、雪に含まれる固形物を濾過する手段（７）、好ましくは、前記超音波発生手段（５ａ）の下流で、前記第１のリザーバの下側部分の流動化された雪混合物の前記排除オリフィス（１ｅ）の上流に配置される、好ましくは少なくとも５ｃｍのメッシュサイズを有する格子（７１）、および、前記固形物を前記第１のリザーバから排除する手段（７ａ、７ｂ）、好ましくは、油圧アクチュエータ（７ｂ）またはアルキメデスポンプによって作動されるスクレーパタイプの排除手段（７ａ）を更に備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記第１のリザーバ（１）は、静的圧縮手段を更に備え、
前記第１のリザーバの高さは、該第１のリザーバの幅よりも寸法が大きく、
前記第１のリザーバの側壁は、前記第１のリザーバの上側開口（１ａ）よりも小さい水平断面の漏斗（１ｄ）を形成する部分（１ｃ）を有し、前記漏斗を形成する部分（１ｅ）は、前記細断および混合の少なくとも一方を行う手段（２）の下に少なくとも配置されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記機械的粉砕手段は、少なくとも１つの水平方向横断シャフトまたはドラム（２ｂ）に取り付けられる、角度が付いたブレード（２ａ）の形態の歯付き回転ディスクおよびフィンガの両方または一方を有し、前記第１のリザーバの水平断面全体を実質的に覆うように、氷および圧縮された雪または氷もしくは圧縮された雪の片を粉砕して下方に押しやることが可能な細断、混合および強制移動手段（２）、好ましくは複数の平行なシャフトまたはドラムであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記第１のリザーバは、該第１のリザーバの下端において流動化した雪を排除する動的手段（８）を備えるかまたは該動的手段（８）と協働するものであり、動的手段（８）は、前記排除オリフィス（１ｃ）の下流において濾過手段および前記超音波発生手段の下に位置し、動的手段（８）は、好ましくは、搬送ポンプおよび電動ウォームスクリュ（８ａ）の少なくとも一方であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記リザーバは、該第１のリザーバから前記貯蔵槽に向かって、得られた混合物を循環させる第１の搬送導管（９）および第１のポンプ（９ａ）を有し、流動化された雪を搬送する第１の手段、ならびに、第２の搬送導管（１０）および第２の流体循環ポンプ（１０ａ）を有し、前記第１のリザーバ内で前記貯蔵槽（１１）と水注入ノズル（３）との間で水を搬送する第２の手段（１０）を更に備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１のリザーバ（１）は、該第１のリザーバの側壁の下側部分が地面に埋められ、上部が開口したタンクであることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１のリザーバはトラックまたはトレーラに配置されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記貯蔵槽は、該貯蔵槽の側壁の少なくとも下側部分が地面に埋められる、開口した貯蔵槽であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置を使用して現場を除雪する方法であって、
好ましくは１分あたり２ｍ３〜３０ｍ３の雪の速度で雪を前記第１のリザーバ（１）に捨てるステップと、
前記細断および混合の少なくとも一方を行う手段（２）、前記水注入手段（３）、好ましくは前記動的圧縮手段（４）ならびに前記超音波発生手段（５ａ）を作動させるステップと、
流動化された雪を前記排除オリフィス（１ｅ）から前記貯蔵槽（１１）に向かって、好ましくは１分あたり２ｍ３〜３０ｍ３の流動化された雪の速度で排除するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記第１のリザーバおよび前記貯蔵槽は、水で部分的に予め満たされ、好ましくは少なくとも部分的に埋められ、水は前記貯蔵槽と前記第１のリザーバとの間の閉循環路で循環し、前記貯蔵槽は、貯蔵されている水を給水網または環境に搬送することを可能にする水濾過および循環手段を備えるかまたは該水濾過および循環手段と協働することを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雪の体積を低減するとともに雪を流動化させ、公共の場または工業用地および空港用地の路上に堆積した雪を排除する装置および方法に関する。
本発明は、広い表面積において、除雪および稼働サービスへの復旧を非常に迅速に行わなければならない場所において、荒天の後で雪の体積を低減する一般的な分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連する場所は、主として空港および飛行場であるが、通常の作業状態を取り戻すことができるよう、堆積した雪の除去を必要とする、公共の場における全ての表面にも関連する。
【０００３】
特に空港は、通常の稼働状態に戻る前に排除されるべき雪が数十万ｍ３あることを表す数百万ｍ２ほどの表面積を有する。排除は、非常に短期間のうちに行われなければならず、１日〜３日であるものと予想することができる。これは現在、場合によっては雪を長距離にわたって搬送することを必要とする掘削機およびダンプトラック等の建設用重機を用いて達成されている。
【０００４】
生じる問題の１つは、除雪現場から離れた場所において貯蔵することを必要とする、関与する雪の体積である。特に、泥へと変わって航空機に対する危険を生じる水が堆積するのを防止するために、除去された雪は、滑走路のへりに蓄積されてはならない。第２の問題は、空港の稼働のために注意を払わなければならない、滑走路の脇の最大許容高さに関する。この許容高さは、雪の気象条件下で考慮される雪の体積に適合しない。
【０００５】
関与する雪の体積のために、機械の量、および、適した貯蔵場所における積み込み／輸送／投棄サイクルの回数が比較的多く、迅速な除雪方法には極めてコストがかかることが分かっている。
【０００６】
更なる問題は、排除された雪が、燃料およびごみまたはタイヤ片もしくは種々の汚物等の種々の固形物といった汚染物質を含んでいることに関連する。
除雪の問題は、スキーリゾート等の冬季の観光地、ならびに、気象条件が設備および建物における地吹雪の発生につながる可能性があり、設備および建物を運用不能や稼働不能にし、更には場合によってはアクセス不能にする、北部地域または極地における油田設備およびガス生産設備等の工業現場にも影響を与える。
【０００７】
現在のところ実際には、これらの制約は、加熱によって、相転移による氷状態から液体状態への物理的状態の変化により雪を溶かすことによって対処され、加熱は、相転移に起因する高いエネルギー消費を伴い、特に、ガス、石炭および石油等の化石燃料源からのエネルギーを伴い、雪を溶かすこれらの処理によって生じる生態系へのダメージのため、都市部または極地において行うには疑問の余地がある作業である、温室効果ガスの高い排出につながる。
【０００８】
特に、特許文献１、特許文献２または特許文献３から、表面の囲いに異なる通常の加熱手段を用いて雪を貯蔵するとともに加熱し、水に戻すことが知られている。
特許文献４は、水注入手段と組み合わせた雪粉砕手段を備えるホッパを記載しており、液体は下水管に排出される。
【０００９】
特許文献４における装置は、混合物を機械的に得るために大量の水道水を使用する。水道水は、大量に消費され、水／雪スラリの形態で排出される。これは、水道水のエネルギのかなりの無駄を伴う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５４００２６号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／０１７８８６６号明細書
【特許文献３】国際公開第０３８５９５号
【特許文献４】米国特許第４６９７５７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
現行の方法の不都合な点は、関与する雪の体積が、大容量の、したがって除雪現場から離れて配置される囲いまたはタンクにおける貯蔵を必要とすることによるものであり、一方で同時に、関与する雪の体積によって、必要な機械、および、除雪現場と貯蔵場所との間の積み込み／輸送／投棄サイクルの回数が比較的多く、利用可能な除雪方法に比較的時間およびコストがかかることを意味する。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、極めてコストのかかる稼働停止を低コストに制限するように、雪を排除するために容易な輸送および可能な限り迅速な雪の体積の低減を可能にする除雪装置および方法を提供することである。より詳細には、目的は、非常に迅速に稼働可能にされなければならない広い表面積に堆積した雪の体積の低減を可能にするとともに、限られた容積のリザーバに雪を排除するとともに液体の形態で貯蔵するか、または、限られた容積のリザーバに雪を排除するかもしくは液体の形態で貯蔵し、除雪車両が移動する距離を制限するように、リスクのある場所の近傍に容易にリザーバを設置することができるようにすることである。
【００１３】
このために、本発明は、雪の体積を低減するとともに雪を流動化させる装置であって、
雪を流動化させるとともに雪の体積を低減する手段を備える、（「流動化タンク」として働く）固定された第１のリザーバと、
第１のリザーバよりも大きい容積の貯蔵槽を形成する少なくとも１つの第２のリザーバであって、上記貯蔵槽の容積は、第１のリザーバの容積の少なくとも２０倍、好ましくは少なくとも１００倍であり、上記貯蔵槽は、周囲温度の水で少なくとも部分的に満たされ、好ましくは該貯蔵槽の容積の少なくとも２０％が水で満たされる、少なくとも１つの第２のリザーバと、
上記第１の流動化リザーバの下端の排除オリフィスと上記貯蔵槽との間に位置する少なくとも第１の流体搬送管路と、
貯蔵槽と上記第１のリザーバとの間、好ましくは上記貯蔵槽の底部からの少なくとも１つの第２の搬送管路と、
を備え、
上記流動化手段は、
可動式の動的圧縮手段を含む雪圧縮手段と、
上記雪圧縮手段の下に配置されるとともに雪を下方に押しやることが可能な、細断および混合の少なくとも一方による機械的粉砕手段と、
好ましくは上記第２の搬送管路を介して貯蔵槽に由来する水が供給される、第１のリザーバ内および第１のリザーバ上または第１のリザーバ内もしくは第１のリザーバ上の水噴霧ノズルを含む水注入手段であって、細断および混合の少なくとも一方を行う手段の上に、好ましくは上記および混合の少なくとも一方を行う手段の下にも配置される、水注入手段と、
第１のリザーバ内の剛性構造によって支持され、上記細断および混合の少なくとも一方を行う手段の下ならびに上記水注入ノズルの下に配置される、超音波放射装置を含む超音波発生手段と、
を含む、雪の体積を低減するとともに雪を流動化させる装置を提供する。
【００１４】
好ましくは、上記第１のリザーバは、上記超音波放射体の上および上記機械的粉砕手段の下まで第１のリザーバの下側部分が水で部分的に予め満たされる。したがって、超音波は、空気ではなく水中で、より効率的に拡散されることができる。
【００１５】
より詳細には、上記剛性構造は、流動化された雪の通過および第１のリザーバの底部に向かう下方への流れを可能にするオリフィスを画定する格子構造であり、該剛性構造は、実質的に第１のリザーバの水平断面全体にわたって延び、複数の地点に分散する複数の超音波放射体を支持する。
【００１６】
また更に詳細には、上記超音波放射体は、上記剛性構造の中実部分の上部に固定され、上記剛性構造にわたって分散する、好ましくは１０個〜５０個の円筒形の棒の形態であり、上記超音波は、上記第１のリザーバの断面全体にわたって、好ましくは水で予め満たされる第１のリザーバの少なくとも下側部分において実質的に均質に拡散される。
【００１７】
第１のリザーバ内の超音波放射体のこの構成および均質な拡散は、水／雪混合物中で直接的に生成される超音波の効率を高めることを可能にする。超音波を用いる粉砕手段は、雪の流動化の必要な動力および速さの両方または一方に関して最適化され、雪は、より容易かつより迅速に搬送可能になる。
【００１８】
本発明によると、雪は、上記第１のリザーバ内で、より大きいサイズの上記貯蔵槽に圧送するかまたは機械的に搬送することができる均質な、粉砕され流動化された水／雪混合物に流動化され、貯蔵槽内で、雪の完全に自然な融解が、機械によって供給されるいかなるエネルギーも用いることなく周囲温度で得られる。
【００１９】
超音波は、雪を形成する結晶凝集体を粉砕し、加熱することなく、またいかなる状態の変化も行うことなく、雪の流動化を促し、雪の体積の低減および容易な輸送につながる。雪の、水で予め満たされる第１のリザーバの下側部分に浸漬される部分を融解させることが可能である。
【００２０】
本発明によると、雪は、融解されるのではなく、特に雪を粉砕するために超音波を印加する手段の組み合わせを用いて、圧送可能または機械的に搬送可能な均質なペーストにされ、その結果、固体状態から液体状態への変化に必要な熱量がリザーバ内で必要とされないため、エネルギー消費がかなり低減される。
【００２１】
加えて、本発明の方法は、いかなる水も消費せず、貯蔵槽を用いた閉循環路で動作し、他のニーズに用いることができるように水の回収および処理を可能にする。
したがって、本発明の装置は、エネルギー消費および水の節約の双方の観点でより有利である。
【００２２】
したがって、本発明によると、水の加熱は必要なく、特定の状況下でノズルまたは導管または機械部品の凍結を防止するためだけに水の加熱が適用される。
超音波および混合の使用を伴う手段の組み合わせは、雪を形成する氷結晶凝集体の粉砕を可能にし、それによって、雪を、その物理的状態を変化させることなく流動化させることができるため、本発明による方法の全体的なエネルギー消費は、雪の加熱を伴う従来技術の装置において必要であるよりも少なくとも２０倍低い。
【００２３】
上記細断および混合の少なくとも一方を行う手段ならびに低減および流動化手段は、氷または圧縮された雪のブロックを破砕し、雪を粉砕するとともに均質化させることが可能であるため、雪を、リザーバの下端から上記第１の搬送管路を介して貯蔵槽に向かって搬送することができる。
【００２４】
上記周囲温度の水を注入する上記手段は、地面に自然に含まれる熱量の供給によって、貯蔵槽に由来するエネルギーを用いて流動化に寄与する。システムは、搬送ポンプ以外の機械によってエネルギーを供給することなく閉循環路で動作する。
【００２５】
第１のリザーバの容積が比較的限られており、第１のリザーバの内部で、雪が、より大きい容積の、雪で覆われた現場から更に離れた上記貯蔵槽に向かって圧送手段によって搬送される前に流動化されることは、第１のリザーバを、リスクのある場所から比較的短距離に恒久的に設置することを可能にする。
【００２６】
加えて、本発明によると、比較的低減されたサイズの第１のリザーバ内で雪を流動化させる処理時間が、比較的少ない数のダンプトラックおよび標準的なサイズのローディングバケットまたは比較的少ない数のダンプトラックもしくは標準的なサイズのローディングバケットによる積み込み／輸送／積み降ろし時間に対応することから、利益が得られる。
【００２７】
さらに、別個の第１のリザーバおよび貯蔵槽が使用されるため、第１のリザーバは単に雪を流動化させるのに用いられ、雪は、地面からのエネルギーの自然な供給によってより大きい容積の貯蔵槽内で自然に融解し、貯蔵槽は、現場から更に離れた距離に設置することができ、第１のリザーバ内で得られる混合物は、導管およびポンプを介して長距離にわたって容易に輸送することを可能にする。
【００２８】
より詳細には、リザーバの保持容量は、機械のモデルに応じて数ｍ３の雪、特に４ｍ３〜３０ｍ３であり、したがって、現場の規模および雪を積み／降ろす手段に応じて、本発明によるリザーバの数に関して適合される。
【００２９】
第１のリザーバが、ダンプトラックが降ろす雪を直接的に受け取ることが理解されるであろう。第１のリザーバは緩衝リザーバとして働き、雪の下方への移動を補助し、更には、水の注入、混合、および、雪をリザーバの底部に向かって下方に押しやることによって雪を圧縮および流動化させる機器を備える。
【００３０】
第１のリザーバの下側部分は水で予め満たされ、下側部分に向かって雪が方向付けられるため、得られる混合物を、第１のリザーバを備える注入ノズルに向かっておよび貯蔵槽に向かって、または第１のリザーバを備える注入ノズルに向かってもしくは貯蔵槽に向かって、圧送して送ることができ、それによって、雪の流動化を高めるのに必要な熱量を提供する。また、超音波は、空気中よりも水中でより効率的に拡散される。
【００３１】
装置の更なる利点は、したがって、水が以下で説明するように失われるのではなく再利用されることを可能にするため、装置が環境保護タイプでもあることである。
今日のエネルギーに関する更なる利点は、第１には、地面によって提供され、貯蔵槽に貯蔵される水によって利用可能となる熱エネルギーが利用され、雪を融解させるとともに塊を流動化させることにあり、第２に、車両が移動する距離が短縮されることよって温室効果ガスを低減することにある。
【００３２】
加えて、装置の１つの利点は、交通障害を引き起こす、ひどく濡れていてぬかるみとなる可能性のあるエリアを生じさせるような、現場での雪の融解が回避されることである。
超音波発生手段は、少なくとも２０ｋＨｚ、好ましくは２０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの超音波を放射する。
【００３３】
それ自体が既知であるようなこれらの超音波発生手段は、５０Ｈｚである通常の電圧の周波数を２０ｋＨｚ以上の周波数まで増大させ、電流を機械的な振動運動に変換することによって超音波を発生させるランジュバントリプレットを形成する１つまたは複数の予め応力をかけられた対の圧電セラミックから形成されるソノトロードとしても既知のトランスデューサに結合される、発生器を含む。
【００３４】
好ましくは、混合前の上記可動式の動的圧縮手段による最初の圧縮は、雪の最初の体積Ｖｏの少なくとも３０％を低減することを可能にし（Ｖ＝Ｖｏの７０％）、したがって、圧縮された雪を超音波発生手段によって流動化させるのに必要なエネルギーまたは時間が少なくとも３０％低減される（ｔ＝ｔｏの７０％）。
【００３５】
したがって、上記可動式の動的圧縮手段、上記水注入手段ならびに上記細断および混合手段の組み合わせは、雪の体積を少なくとも２分の１〜５分の１とすることを可能にし、一方で、上記超音波発生手段は、流動化される雪を均質な混合物にすることを可能にし、導管ならびに従来の圧送および搬送手段による迅速な輸送を可能にする。
【００３６】
より詳細には、上記可動式の動的圧縮手段は、回動板、好ましくは透孔板を含み、上記板の組立体は、上記細断および混合手段の上で上記第１のリザーバの水平断面の全面を実質的に覆い、上記板は第１のリザーバの側壁に固定され、好ましくは油圧シリンダによって補助されて、水平な回転軸に沿って上記第１のリザーバの上記側壁に対して回転蝶着される。
【００３７】
雪は５０％〜９０％の空気を含み、したがって、透孔板は、空気を排除し、雪を圧縮するときに予め雪を細断することを可能にする。より詳細には、上記透孔板の穿孔部は、櫛または熊手のような構造を形成し、中実部分は少なくとも１０ｃｍの幅であり、少なくとも１０ｃｍの幅の空隙によって離間している。
【００３８】
好ましくは、第１のリザーバは、雪に含まれる固形物を濾過する手段、好ましくは、上記超音波発生手段の下流で、第１のリザーバの下側部分の流動化された雪混合物の上記排除オリフィスの上流に配置される、少なくとも５ｃｍのメッシュサイズの格子、および、上記固形物を第１のリザーバから、特に付加的な樽に向かって排除する手段、好ましくは、油圧シリンダまたはアルキメデスポンプによって作動されるスクレーパタイプの排除手段も備える。
【００３９】
より詳細には、第１のリザーバ、注入ノズルおよび搬送管路は、ジュール効果による第２の加熱手段を更に備える。本発明によると、加熱は単にノズルまたは導管の凍結を防止するために印加されるが、雪を流動化させるためには必要とされない。雪を形成する氷結晶凝集体の粉砕を可能にするのは、手段の、特に超音波の組み合わせの使用である。
【００４０】
より詳細には、超音波放射体を支持する上記格子構造の構成フレーム部材は、５ｃｍ〜１５ｃｍの規則的なメッシュサイズを画定する。
超音波手段は、圧縮された雪の変形を可能にし、流動性を高めるとともに、超音波処理後に得られる混合物の、導管におけるより容易な搬送を可能にし、排除および搬送手段は、少なくとも２００ｍｍの直径の断面を有する導管を介してこの混合物を貯蔵槽に向かって搬送する。この搬送動作は、搬送ポンプを通して行われる。
【００４１】
有利には、リザーバは、上記リザーバに加えて、静的圧縮手段を備え、
リザーバの高さは該リザーバの幅よりも寸法が大きく、
リザーバの側壁は、上側開口よりも小さい水平断面を有する漏斗を形成する部分を含み、上記漏斗形成部分は、少なくとも上記細断および混合手段の下に配置される。
【００４２】
これは、上記細断および混合の少なくとも一方を行う手段の下では、粉砕後の雪の体積が低減されるためである。
より詳細には、上記機械的手段は、少なくとも１つの水平方向横断シャフトまたはドラムに取り付けられる、角度が付いたブレードの形態の歯付き回転ディスクおよびフィンガの両方または一方を含み、上記第１のリザーバの水平断面全体を覆うように、氷および圧縮された雪または氷もしくは圧縮された雪の片を粉砕して下方に押しやることが可能な細断、混合および強制移動手段、好ましくは複数の平行なシャフトである。
【００４３】
好ましくは、上記第１のリザーバは、第１のリザーバの下端において流動化した雪を排除する動的手段を備えるかまたは動的手段と協働し、動的手段は、上記排除オリフィスの下流において上記濾過手段および上記超音波発生手段の下に位置し、好ましくは、搬送ポンプおよび電動ウォームスクリュの少なくとも一方である。
【００４４】
より詳細には、第１のリザーバは、該第１のリザーバから上記貯蔵槽に向かう第１の導管および第１の流体循環ポンプを含む、第１の流動化された雪を搬送する手段、ならびに、第２の導管および第２の流体循環ポンプを含む、第１のリザーバ内で上記貯蔵槽と水注入ノズルとの間で水を搬送する第２の手段も備える。
【００４５】
好ましくは、第１のリザーバは上部が開口したタンクであり、側壁の下側部分が地面に部分的に埋められ、または、上記第１のリザーバはトラックもしくはトレーラに配置される。
【００４６】
１つの好ましくない変形形態では、上記第１のリザーバは、除雪機に続くトラックに直接的に取り付けられて固定され、除雪機は次に、雪を第１のリザーバの開口に直接的に捨てる。
【００４７】
さらに好ましくは、貯蔵槽は開口した槽であり、側壁の少なくとも下側部分が地面に部分的に埋められる。そうでなければ、貯蔵槽は単に地上に配置することができる。
本発明はまた、本発明の装置を使用して現場を除雪する方法であって、
好ましくは１分あたり２ｍ３〜３０ｍ３の雪の速度で雪を第１のリザーバに捨てるステップと、
上記細断および混合の少なくとも一方を行う手段、上記水注入手段、好ましくは上記動的圧縮手段ならびに超音波発生手段を作動させるステップと、
流動化された雪を上記排除オリフィスから上記貯蔵槽に向かって、好ましくは１分あたり２ｍ３〜３０ｍ３の流動化された雪の速度で排除するステップと、
を含むことを特徴とする、方法を提供する。この場合、１分〜３分毎に２０ｍ３〜３０ｍ３を扱う積み降ろし車両のローテーションを提供することが可能である。
【００４８】
最後に、関与する体積を考慮して、装置には、水を、濾過後に川、湖または貯水池等の流出点まで搬送することを可能にする油圧ポンプおよび導管を備え付けることができる。
雪の低減、流動化、排除および貯蔵の能力は、備え付けられる場所の表面積および雪のタイプ、特に、雪に含まれる空気の比率、すなわち上で述べたように概して５０％〜９０％の空気に依存する。設置される装置の数は、約２ｍ３〜３０ｍ３の標準的なユニットサイズに基づいて適合されるべきであり、リザーバの数およびサイズは、現場の地形的な制約に応じて変更することができる。例えば、２０ｍ×３０ｍ×４ｍすなわち２４００ｍ３の容量を有する貯蔵槽を使用することができる。
【００４９】
上記第１のリザーバおよび上記第２のリザーバまたは上記第１のリザーバもしくは上記第２のリザーバは、埋められる場合、土が熱交換器として働くため、第１のリザーバの底部から搬送される流動化された雪の混合物および第２のリザーバから搬送される水または第１のリザーバの底部から搬送される流動化された雪の混合物もしくは第２のリザーバから搬送される水は、外部温度よりも高い温度である。
【００５０】
上記装置が閉ループで動作することで、本発明は、濾過モジュールを接合して、貯蔵槽に収容されている水から化学物質および粒子汚染物質を分離することも可能にし、その目的は、この水を例えば温暖な気候の緑地に使用可能にすること、または、洗浄水および家庭用水として使用することである。
【００５１】
好ましくは、上記第１のリザーバおよび上記貯蔵槽は、水で部分的に予め満たされ、好ましくは少なくとも部分的に埋められ、水は上記貯蔵槽と上記第１のリザーバとの間の閉循環路で循環し、上記貯蔵槽は、貯蔵されている水を配水網または環境に搬送することを可能にする水濾過および循環手段を備えるかまたは水濾過および循環手段と協働する。
【００５２】
例えば、水道施設または天然のもしくは人工の水のリザーバが現場に存在する場合、（１つまたは複数の）装置をリザーバに直接的に接続することができる。
本発明の装置および方法の異なるステップは、マンマシンインタフェース（ＭＭＩ）を用いて、コンピュータプログラム命令およびプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）またはコンピュータプログラム命令もしくはプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）によって決定される。
【００５３】
したがって、本発明は、データ媒体のコンピュータプログラムにも関し、このプログラムは、制御モジュールにおいて実装可能であり、このプログラムは、本発明の方法のステップを適用するように構成されている命令を含む。
【００５４】
このプログラムは、任意のプログラミング言語を使用することができ、ソースコード、オブジェクトコード、または、部分的にコンパイルされた形式もしくは任意の他の望ましい形式等の、ソースコードとオブジェクトコードとの間の中間コードの形式であるものとすることができる。また、データ媒体は、遠隔警報報告および案内または遠隔警報報告もしくは案内のために、電気ケーブルもしくは光ケーブルを介して、無線もしくは他の手段を介して制御室に向かって送ることができる電気信号または光信号等の伝達可能な媒体であるものとすることができる。
【００５５】
本発明の他の特徴および利点は、何ら限定するものではないその実施形態の例を示す添付の図面を参照して以下で与えられる説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】リザーバ１および貯蔵槽１１を有する装置の、リザーバの長手方向縦断面図を与える全体図。
【図２】埋められたピットにおけるリザーバの縦断面図。
【図３】底部閉位置にある透孔圧縮板を示すリザーバの上面図。
【図４】細断および混合装置２の組立体の上面図。
【図５Ａ】超音波発生手段を支持する第１の格子構造５の上面図。
【図５Ｂ】均質な配置のトランスデューサ５ａを示す、第１の格子構造５の縦断面図。
【図６】濾過格子６の上面図。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
図１は、雪を容易に排除するために、雪の体積を流動化によって低減することを可能にする本発明の装置を示している。図面に示されている、本発明の体積低減、流動化および貯蔵装置は、ピット１７において地面の下に配置される第１のリザーバ１を備え、第１のリザーバ１は、除雪される現場の近傍に部分的に埋めることができ、より大きい容量の、好ましくは除雪される現場から更に離れて同様に埋められて位置付けられる貯蔵槽１１と称される第２のリザーバに接続される。リザーバおよび貯蔵槽は上部が開口している。
【００５８】
第１のリザーバ１は、矩形形状の水平断面を有し、圧縮手段４を備える２つの平行な対向する側壁を含むフレア状の側壁を有する上側部分１ａを有する。圧縮手段は、２つの矩形の透孔板４ａから形成され、透孔板４ａは、上記側壁のうちの一方に配置される水平シャフト４ｂにそれぞれ回動取り付けされ、シリンダ４ｃによって、
２つの透孔板４ａが第１のリザーバの水平断面の全面を実質的に覆う、下側の閉じた実質的に水平な位置であって、上記シリンダ４ｃは延長位置にある、実質的に水平な位置と、
透孔板４ａが上記側壁１ａに対して実質的に鉛直位置にある開口した上側位置と、の間で回動可能である。したがって、最初に、透孔板は、積込機またはダンプトラック（図示せず）が雪を第１のリザーバ内に落とす上側開口位置にある。次に、本発明による処理方法の第１の段階では、透孔板は、下側位置まで回動し、該板４ａと、後述するように下に配置される混合手段２との間で雪を圧縮する。この場合、透孔板４ａは、雪の過剰な圧縮、ならびに、後述する細断および混合手段２を詰まらせる作動を回避するように、水平位置よりも低く降下するべきではないことが好ましい。
【００５９】
圧縮手段は、第１のリザーバ１において細断および混合手段２の方向に雪を下方に押すことにも寄与する。
図３において、板４ａは空隙４１によって隔てられる平行な薄板４２から形成され、櫛または熊手を形成する。
【００６０】
透孔板４のオリフィス４１は、圧縮の時点で雪に含まれる空気を排除することを可能にする。雪の圧縮は好ましくは、少なくとも３０％の最初の体積の低減を得ることを可能にする（ｖ＝ｖ０の７０％）。加えて、圧縮の更なる目的は、後述する超音波処理によって雪粉砕手段の効率を最適化することである。
【００６１】
下側位置にある透孔板４ａと（後述する）細断および混合手段２との間の中間の区画１ｂにおける圧縮された雪は、リザーバの中間部分１ｂの側壁に取り付けられる第１の水噴霧ノズル３ａにより周囲温度の水を注入することによって処理される。水は、貯蔵槽１１に貯蔵されている水１２から引き出され、貯蔵槽１１は、最初に、該貯蔵槽１１の容積の少なくとも２０％、この場合は５０％である量で満たされる。水１２は貯蔵槽１１の底部１１ａにおいて圧送され、上記第２の搬送管路１０および第２の循環ポンプ１０ａを介して噴霧ノズル３ａおよび３ｂまで搬送される。噴霧ノズル３ａおよび３ｂは、噴霧される水が周囲温度であるため、雪の流動化に寄与するように雪に水を振りかけることを可能にする。これに関して、外部気象条件が非常に冷たく、槽１２の表面が凍結している場合、表面の下の水は液体であり、雪を加熱して流動化を開始させるほど十分な温度であるままであることを指摘しておく。圧縮された雪に注入される水は、したがって、最初の流動化を可能にする。
【００６２】
雪は次に、水平および平行に配置される複数の細断および混合装置２を含む細断および混合手段２によって細断され、混合される。各細断および混合装置２は、等間隔に離間した平行な配置で垂線に対して傾斜し、モータ２ｃによって回転可能な水平シャフト２ｂの周りでこれに沿って取り付けられる、歯付きの外周およびフィンガの両方もしくは一方を有する複数のディスクまたはブレード２ａの形態の複数の突起を含む。回転する歯付きのディスクおよびブレード２ａの両方または一方は、圧縮された雪の細断、混合、ならびに、細断および混合手段２の下に配置されるリザーバの下側部分１ｃへの下方への強制移動の三重の技術的効果を生じる。
【００６３】
下側部分１ｃでは、第１のリザーバの側壁はピラミッド形の漏斗形状である。このレベルにおいて、圧縮された雪は部分的に流動化されており、混合物の形態である。雪に含まれる氷の任意の片は破砕されており、高度に圧縮された雪の任意のブロックは細断されている。細断されて混合された雪はまた、細断および混合装置２の下に配置されるとともに同じ第２の導管１０および第２のポンプ１０ａによって供給される第２の下側水噴霧ノズル３ｂによって水注入処理に供される。この流動化処理によって、雪は、上記下側部分１ｂにおけるリザーバ側壁の漏斗形状による付加的な圧縮処理を加えるのに有用である場合、少なくとも２分の１〜５分の１に体積が低減される。
【００６４】
図４では、９個の細断および混合装置２が、第１のリザーバの水平断面の表面全体を実質的に覆うように平行に並んで配置されており、２つの連続的な装置が等間隔に離間した部分であり、それらの回転シャフトは互いに対して逆方向に回転する。
【００６５】
下側部分１ｃにおいて、雪は、雪の粉砕および流動化を完了させるために超音波処理に供される。第１のリザーバのこの下側部分１ｃは、最初に、水で予め満たされ、例えば約６ｍ３の体積を呈する。水面６は、この下側部分１ｃの漏斗形状に起因して例えば１ｍよりも高い高さＨ２にわたり約６ｍ２である。
【００６６】
剛性構造５の上の細断および混合装置２ならびに水注入ノズル３を収容するリザーバの部分１ｂは、Ｈ２よりも高い高さＨ１にわたって延びる。
図５Ａおよび図５Ｂにおいて、超音波処理手段は、５ｃｍ〜１０ｃｍの厚さおよび幅を有する交差したプロファイルまたは剛性フレーム部材５ａによって形成される剛性の格子構造５を含み、その上に、超音波放射ソノトロードまたはトランスデューサ５ｂが、第１のリザーバの水平断面における複数の点において分散して固定される。格子構造５のメッシュは、辺ｄ＝５ｃｍ〜２５ｃｍ、特にｄ＝１０ｃｍ〜２０ｃｍを有するオリフィス５１を形成し、粉砕された水／雪混合物の下方への流れを可能にする。ソノトロードは、約５ｃｍ〜１０ｃｍの直径および約５０ｃｍ〜１５０ｃｍの高さの実質的に円筒形の棒の形態である。棒の形態のこのタイプの超音波放射体は当業者には既知であり、市販されている。この実施形態は、振動接触面を形成し、したがって第１のリザーバ内の水／雪混合物中に、実質的にその断面全体にわたって超音波を発生させるため、有利である。例えば、２０ｋＨｚ〜２ｋＷ出力のこのタイプの２０個〜４０個の超音波放射棒５ｂが、格子構造５ａ全体にわたって等間隔に分散される。
【００６７】
第１のリザーバの下側部分１ｃを水で最初に予め満たすことは、上記超音波放射棒を完全に浸漬し、特に水／雪混合物全体内で超音波の拡散を促すことを可能にする。
超音波発生による粉砕手段５の下には、集められた雪に最初に含まれているごみまたは種々の物体の片を収集することを意図した、より小さいメッシュサイズ７１の、図７に示されているような濾過格子７が配置され、ごみまたは種々の物体の片は、関連する貯蔵槽１１の方向に排除ハッチ（図示せず）を備えるリザーバ１の外側に向かって、油圧シリンダ７ｂによって作動されるスクレーパ７ａにより格子から定期的に排除することができる。格子７は、雪に含まれる石等の任意の金属または鉱物要素を特に保持する。
【００６８】
この格子７を第１のリザーバの流動化手段２〜６の下に配置することが有利であり、この格子７が上側部分に配置される場合、より小さいメッシュサイズ７１によって、流動化されていない雪が濾過格子を通ることが妨げられる可能性があるためである。
【００６９】
格子７の下に配置されるリザーバの下側部分１ｄの開口下端１ｅは、流動化された形態の雪の体積の低減が付随して生じるように漏斗形状である。下端１ｅは、流動化された雪を排除するように手段８と連通する。これらの排除手段８は、モータ８ｂによって作動される円筒ノズル８ｃ内の電動ウォームスクリュ８ａまたはアルキメデスポンプによって任意選択的に完成される搬送ポンプ９ａｂおよび導管９を備え、循環ポンプ９ａによって補助されて第１の搬送導管９内で流動化された雪を押し、貯蔵槽１１に給送し、第１のリザーバと貯蔵槽との間に閉ループ循環路を設定する。
【００７０】
貯蔵槽１１には、水濾過手段を一体化する循環ポンプ１４によって補助される、底部１１ａから給水網１５に向かって水を搬送する第３の搬送導管１３を備え付けることができる。
【００７１】
第３の搬送導管１５は、貯蔵槽１１内に貯蔵される水１２を、湖、川等の第２の貯蔵地点に向かって排除することも可能にすることができる。
行った試験は、超音波が、以下の条件下で、熱を印加する必要なく、雪の流動化に効果を有することを実証した。超音波は、雪が後退するときに雪の体積を最初に低減し、雪を流動化して従来のポンプおよび導管によって容易に搬送可能な混合物を得るという効果を有する。
【００７２】
この効果は、雪の塊の体積が圧縮によって最初に３０％低減される場合、速さに関して３０％改善される。
大規模な国際空港の場合、１０ｃｍの厚さで覆われた場合の、排除されるべき雪の量は、２０００００ｍ３〜６０００００ｍ３であり、重量は２００ｋｇ／ｍ３〜５００ｋｇ／ｍ３の間で変わり、したがって、排除されるべき水の相当する量は２２０００ｍ３〜３０００００ｍ３である。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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