JP2001027052A - 氷柱除去構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 氷柱（つらら）を強制的に取り除くことによ
って、氷柱の落下による設備の損傷や事故を防止する。 【解決手段】 建造物１の高所構造部２に生成される氷
柱を除去する氷柱除去構造であって、高所構造部２に振
動を与えて氷柱を振り落とす振動機構４を備えるように
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建造物の高所構造
部に生成される氷柱（つらら）を除去する技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】屋外に設置されている建造物には、例え
ば積雪等から一旦融けた水分が夜間等の低温時に再度凍
結することによって、屋根部等に氷柱が生成されること
がある。例えば、ガス貯槽等に用いられる円筒形貯槽や
球形貯槽といったタンクは、高所でのメンテナンスのた
めの作業場所である回廊と呼ばれる構造部がタンク上方
に設置されており、この回廊の底部に氷柱が生成され
る。図４は、このタンク２０の回廊２１に氷柱２２が生
成された様子を示したものであり、回廊２１の底板２３
上に積もった雪２４が、底板２３の下方で凍結するとと
もに垂れ下がり、氷柱２２が生成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、回廊２
１などの高所に生成された氷柱はある程度の大きさに成
長すると落下することがあり、このような氷柱の落下に
よって下方の設備が損傷を受けることがある。また、回
廊２１に氷柱が発生していると、氷柱２２の落下による
事故を避けるため、その下方には人が近づくことが困難
となり、タンク１の下方近辺での作業効率が悪くなると
いったことが起こる。

【０００４】本発明は、このような点に鑑みてなさされ
たものであり、氷柱を強制的に取り除くことによって、
氷柱の落下による設備の損傷や事故を防止する氷柱除去
構造を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に係る発明は、建造物の高所構造部に生成
される氷柱を除去する氷柱除去構造であって、高所構造
部に振動を与えて氷柱を振り落とす振動機構を備える技
術が採用される。この氷柱除去構造では、振動機構によ
って氷柱に振動を与えることで、強制的に氷柱を高所構
造物から振り落とすことが可能となる。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１の氷柱除
去構造において、振動機構が、高所構造部へ振動を与え
やすい位置に設置される技術が採用される。この氷柱除
去構造では、高所構造部へ振動を与えやすい位置に振動
機構が配置されており、振動機構による振動が効率的に
高所構造部へと伝達される。

【０００７】請求項３に係る発明は、請求項１又は２の
氷柱除去構造において、振動機構が、高所構造部に所定
間隔で複数設置されるとともにそれぞれが所定の振動数
で揃って振動する技術が採用される。この氷柱除去構造
では、振動機構が高所構造部に所定間隔で複数設置さ
れ、これらの振動機構が所定の振動数で揃って振動する
ので、高所構造部の構造に関わらず高所構造部全体を振
動させることが可能となる。

【０００８】請求項４に係る発明は、請求項１から３の
いずれかに記載の氷柱除去構造において、高所構造部
が、防振手段を介して建造物に設置される技術が採用さ
れる。この氷柱除去構造では、高所構造部が防振手段を
介して建造物に設置されるので、高所構造部に与えられ
た振動が建造物に伝達されにくく、建造物に及ぼす振動
の影響が抑制される。

【０００９】請求項５に係る発明は、請求項１から４の
いずれかに記載の氷柱除去構造において、振動機構が、
所定の時刻に振動機構の動作開始を指示する第１の制御
部を備える技術が採用される。この氷柱除去構造では、
例えば装置や人へ影響を及ぼすことのない所定の時刻に
振動機構の動作開始を指示することで、その時刻に氷柱
を自動的に落下させることが可能となる。

【００１０】請求項６に係る発明は、請求項１から５の
いずれかに記載の氷柱除去構造において、振動機構が、
気温や湿度等の所定の気象条件を検出しその検出結果に
基づいて振動機構の動作開始を指示する第２の制御部を
備える技術が採用される。この氷柱除去構造では、所定
の気象条件の検出結果に基づいて振動機構の動作開始を
指示するので、氷柱が生成されやすい気象条件が検出さ
れた際に振動機構を動作させることで、成長前の小さい
段階の氷柱を除去したり氷柱の成長を妨げるといったこ
とが可能となる。

【００１１】請求項７に係る発明は、請求項１から６の
いずれかに記載の氷柱除去構造において、氷柱が生成さ
れるように高所構造部に設置される振動体と、この振動
体に振動を与えて氷柱を振り落として除去する加振機構
とを備える技術が採用される。この氷柱除去構造では、
構造物に設けた振動体に氷柱を生成させ、その振動体に
振動を与えて氷柱を除去するので、高所構造物に比べて
小さなエネルギーで氷柱を除去するといったことが可能
となる。

【００１２】請求項８に係る発明は、請求項１から７の
いずれかに記載の氷柱除去構造において、氷柱の生成状
態を検出する検出手段を備える技術が採用される。この
氷柱除去構造では、氷柱の生成状態を検出する検出手段
を備えているので、検出手段によって判別された氷柱の
生成状態に応じて振動機構あるいは加振機構を稼動およ
び停止させるといったことが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図１〜図２を参照して説明する。図１において、符号
１は円筒形貯槽であるタンク、符号２はタンク１の高所
メンテナンス用の作業場所として設置された構造部であ
る回廊を示している。回廊２は、地上から例えば３０ｍ
といった高所においてタンク１側面に沿って周回するよ
うに設置されており、底板３には一般に網状の鋼板や格
子状の鋼板などが用いられている。

【００１４】回廊２には、回廊２に振動を与える振動発
生機（振動機構）４が設置されている。振動発生機４
は、回廊２に振動を与えやすい場所で底板３上に設置さ
れ、ここではタンク１から離れた側の端部付近に設置さ
れている。また、振動発生機４は、回廊２全体を振動さ
せることを目的として、所定間隔ごと（図２に示すタン
ク１中央を中心とする円周上において９０度ごと）で４
箇所に分けて設置されている。この振動発生機４の設置
数は、回廊２全体を振動させるのに必要な数であって、
予め計算や試験などによって確認され定められている。
また、各振動発生機４の設置される間隔は必ずしも等間
隔に限るものではなく、振動を与える構造部（ここでは
回廊２）の構造に応じて、最も効率的に構造部を振動さ
せることができる配置が予め定められている。

【００１５】振動発生機４には、自身が振動するタイ
プ、振動部分と発生機とが別々に設けられているタイプ
など様々なタイプのものが適用されうるが、ここでは自
身が振動する振動モータが採用されている。また、振動
発生機４の振動数は、内部にインバータ等の周波数変換
部を有する制御手段５によって制御され、回廊２に取り
付けられた加速度計６からの計測結果に基づいて、不要
な荷重を作用させないように回廊２が共振しない範囲に
設定される。特に、回廊２に積雪した場合、雪および氷
柱の重量により、回廊２の固有振動数が積雪量、氷柱の
量により違ってくるので、制御手段５では、その都度、
加速度計６を通して振動の大きさを感知して、振動発生
機４の振動数を適切な値に設定するようになっている。
また、底板３上に複数配置された各振動発生機４は、制
御手段５で設定される所定の振動数で揃って振動するよ
うになっている。

【００１６】また、制御手段５は、予め設定された所定
の時刻に振動機構４の動作開始を指示するようになって
いて、振動機構４の動作開始後、所定の時間が経過する
と振動発生機４の動作停止を指示するようになってい
る。これに加えて、制御手段５では、氷柱の生成状態を
検出するために設置される検出手段７からの検出結果に
基づいて、振動発生機に動作開始の指示を送るようにな
っている。検出手段７としては例えば反射型の光電子セ
ンサといったものが用いられ、一つの振動発生機４に対
して一つずつの検出手段７がタンク１の側面付近に設置
されている。

【００１７】また、回廊２は、防振手段８を介して設置
されている。この防振手段８は、回廊２に与えられた振
動がタンク１に伝わることによって、タンク１が損傷し
たり、あるいはタンク１内の貯蔵物が悪影響を受けると
いったことなどを防止する目的で設けられている。すな
わち防振手段８は、回廊２の振動を吸収するとともにタ
ンク１へ振動が伝達するのを抑制するための手段であっ
て、各種防振用の材料や防振用の機構といったものが用
いられる。防振用の材料や機構としては、例えば、柔軟
なバネや防振ゴムあるいはエアダンパといったものが用
いられる。

【００１８】続いて、以上のように構成された氷柱除去
構造における作用について説明する。図１において、所
定の時刻になると、制御手段５が、振動発生機４に動作
開始を指示する。動作開始の時刻は、例えば日の出直後
といった時刻で、高所構造物の配置環境やタンク１付近
での作業予定の時間割などに応じて予め定められてい
る。そして、制御手段５からの指示によって、回廊２上
に設置されている複数の振動発生機４が、所定の振動数
で揃って振動する。これらの振動発生機４が振動動作を
開始することにより、その振動が回廊２の底板３に伝達
され、底板３の氷柱が振り落とされて除去される。その
後、動作開始から所定の時間が経過すると、制御手段５
によって振動発生機４に動作停止が指示され、振動発生
機４が停止する。

【００１９】また一方で、制御手段５は、検出手段７で
所定の大きさの氷柱が検出された際にも振動発生機４に
動作開始を指示する。これは、前述した所定時刻での氷
柱の除去とは別に、成長前の小さい段階で氷柱を振り落
とすことを目的としている。そのため、ここで検出され
る氷柱の大きさは氷柱が落下しても装置に損傷を与えた
りすることがない十分に小さい大きさである。これによ
り、成長前の小さい氷柱が振り落とされて、回廊２に大
きな氷柱が生成されにくくなる。

【００２０】以上のように、本実施形態の氷柱除去構造
によれば、振動発生機４によって氷柱に振動を与えるこ
とで、強制的に氷柱を回廊２から振り落とすことができ
る。したがって、成長前の小さい氷柱を振り落とした
り、回廊２下方での作業前に予め氷柱を振り落としたり
することによって、氷柱の落下による設備や人への損傷
や事故の可能性を極めて低く抑えることができる。しか
も、回廊２へ振動を与えやすい位置に振動発生機４が配
置されており、振動発生機４による振動が効率的に回廊
２へ伝達される。また、振動発生機４が所定間隔で回廊
２に複数設置され、これらの振動発生機４が所定の振動
数で揃って振動するので、回廊２を効率よく振動させる
ことができる。

【００２１】なお、本実施形態では、すべての振動発生
機４が同時に振動する構成としているが、必ずしも同時
に振動する必要はなく、振動する振動発生機４を所定時
間ごとに順次切り替えていく構成としてもよい。また、
振動発生機４の動作開始の時刻を制御手段５によって定
めるのではなく、作業員が確認しながら振動発生機４を
稼動・停止させるといったことも行われる。

【００２２】また、検出手段７は、回廊２に生成される
氷柱を生成初期の段階で検出することを目的としてお
り、上述した実施形態で説明した反射型光電子センサの
他に、透過型光電子センサ、あるいは接触式のセンサな
ど、他の種類のセンサを用いてもよい。また、例えば、
底板３の所定部分の重量変化を重量センサで検出すると
いった構成のものでもよい。

【００２３】さらに、本実施形態では、制御手段５が、
所定の時刻に振動発生機４の動作開始を指示している
が、これに限るものではなく、振動発生機４が気温や湿
度等の所定の気象条件を検出しその検出結果に基づいて
振動発生機４の動作開始を指示する構成にしてもよい。
この場合、所定の環境条件を予め制御手段５に入力して
おくことで、氷柱が生成されやすい環境のときだけ振動
発生機４を動作させるといったことが可能となり、より
確実で効率的に回廊２から氷柱を除去することができる
ようになる。

【００２４】次に、本発明の他の実施形態について、図
３を参照して説明する。本実施形態と前述した実施形態
との異なる点は、前述した実施形態の振動発生機（振動
機構）４が、回廊２の底板３上に設置されていたのに対
し、本実施形態の振動発生機（加振機構）１０が、回廊
２の下方に設置された振動体１１に設置されている点で
ある。

【００２５】振動体１１は、回廊２の下方に設置され、
振動板１２と接続機構１３とから構成されている。この
うち振動板１２は、回廊２の底板３との間に所定の間隔
を保った状態で設置されている。底板３と振動板１２と
の位置関係は、底板３に生成される氷柱のほとんどが振
動板１２上に落ちるような位置関係であって、さらに底
板３に生成される氷柱が過度に大きく成長しないように
両者の間隔が狭く定めれている。また、振動板１２に
は、雪などの重みに耐えられる強度を持ちかつ振動しや
すい軽量の材質のものが用いられ、さらに、所定の場所
（例えばタンク１方向の振動板１２端部）付近に氷柱を
生成させることを目的として、上面や底面に溝等が形成
されたり、あるいは斜めに傾けて設置されたりといった
ことが行われている。そして、この振動板１２は、接続
機構１３を介して回廊２と接続されていて、接続機構１
３は、振動板１２に積もる雪などの重量を考慮に入れた
強固な構造であるとともに、振動板１２が振動しやすい
ように例えば鎖状といった構造となっている。

【００２６】このように構成される本実施形態の氷柱除
去構造では、回廊２に設けられた振動体１１の振動板１
２に氷柱を生成させ、その振動板１２に振動を伝達して
氷柱を除去するので、回廊２を振動させて氷柱を除去す
るのに比べて小さなエネルギーで氷柱を除去できるよう
になる。

【００２７】なお、上述した２つの実施の形態において
示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であっ
て、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求
等に基づき種々変更可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る氷
柱除去構造では、振動機構によって氷柱に振動を与える
ことで、強制的に氷柱を高所構造物から振り落とすこと
ができる。したがって、成長前の小さい氷柱を振り落と
したり、高所構造物の下方での作業前に予め氷柱を振り
落としたりすることによって、氷柱の落下による人や設
備への損傷や事故の可能性を極めて低く抑えることがで
きる。また、この氷柱除去構造は、高所構造部に振動機
構を設置するだけでよく、既設の高所構造部にも容易に
適用することができる。

【００２９】請求項２に係る氷柱除去構造では、高所構
造部へ振動を与えやすい位置に振動機構が配置されてお
り、振動機構による振動が効率的に高所構造部へと伝達
されて、氷柱を効率的に高所構造部から振り落とすこと
ができる。

【００３０】請求項３に係る氷柱除去構造では、振動機
構が高所構造部に所定間隔で複数設置され、これらの振
動機構が所定の振動数で揃って振動するので、高所構造
部の構造に関わらず高所構造部全体を容易に振動させる
ことができる。また、それぞれの振動機構の振動数を適
切に設定することで、効率的に構造部を振動させること
が可能となる。

【００３１】請求項４に係る氷柱除去構造では、高所構
造部が防振手段を介して建造物に設置されており、高所
構造部に与えられた振動が建造物に伝達されにくくて、
建造物に及ぼす振動の影響が抑制されるので、高所構造
部を長期に渡り安定して振動させることができる。

【００３２】請求項５に係る氷柱除去構造では、例えば
装置や人へ影響を及ぼすことのない所定の時刻に振動機
構の動作開始のを指示し、強制的に氷柱を振り落とすこ
とで、その時刻に自動的に氷柱を落下させることができ
る。また、氷柱が生成され始めるような時刻を設定する
ことで、成長前の氷柱を落下させることが可能となり、
氷柱の落下による人や設備への損傷や事故の可能性をよ
り低く抑えることができる。

【００３３】請求項６に係る氷柱除去構造では、所定の
気象条件の検出結果に基づいて振動機構の動作開始を指
示するので、氷柱が生成されやすい気象条件が検出され
た際に振動機構を動作させることで、成長前の小さい段
階の氷柱を除去したり氷柱の成長を妨げるといったこと
ができ、より確実で効率的に高所構造部から氷柱を除去
することができる。

【００３４】請求項７に係る氷柱除去構造では、構造物
に設けられた振動体に氷柱を生成させ、その振動体に振
動を与えて氷柱を除去するので、高所構造物を振動させ
て氷柱を除去するのに比べて小さなエネルギーで氷柱を
除去できるようになる。また、この氷柱除去構造では、
既設の高所建造部に大きな加工を施すことなく振動体を
追加して高所構造物に設置するだけでよいので、様々な
建造物に容易に対応することができる。

【００３５】請求項８に係る氷柱除去構造では、氷柱の
生成状態を検出する検出手段を備えているので、検出手
段によって判別された氷柱の生成状態に応じて振動機構
や加振機構を稼動および停止させることが可能となり、
成長前の小さい段階で氷柱を振り落とすことで、氷柱の
落下による設備等への損傷の可能性をより確実に低く抑
えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る氷柱除去構造の一実施形態を示
す側面図である。

【図２】 図１を上方から見た平面図である。

【図３】 他の実施形態を示す側面図である。

【図４】 従来の構造における氷柱が生成された状態を
示す説明図である。

【符号の説明】

１ タンク（建造物） ２ 回廊（高所構造部） ４ 振動発生機（振動機構） ５ 制御手段（第１の制御部、第２の制御部） ７ 検出手段 ８ 防振手段 １０ 振動発生機（加振機構） １１ 振動体

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建造物の高所構造部に生成される氷柱を
   除去する氷柱除去構造であって、 前記高所構造部に振動を与えて氷柱を振り落とす振動機
   構を備えることを特徴とする氷柱除去構造。
2. 【請求項２】 前記振動機構は、前記高所構造部へ振動
   を与えやすい位置に設置されることを特徴とする請求項
   １記載の氷柱除去構造。
3. 【請求項３】 前記振動機構は、前記高所構造部に所定
   間隔で複数設置されるとともにそれぞれが所定の振動数
   で揃って振動することを特徴とする請求項１又は２記載
   の氷柱除去構造。
4. 【請求項４】 前記高所構造部は、防振手段を介して前
   記建造物に設置されることを特徴とする請求項１から３
   のいずれかに記載の氷柱除去構造。
5. 【請求項５】 前記振動機構は、所定の時刻に該振動機
   構の動作開始を指示する第１の制御部を備えることを特
   徴とする請求項１から４のいずれかに記載の氷柱除去構
   造。
6. 【請求項６】 前記振動機構は、気温や湿度等の所定の
   気象条件を検出しその検出結果に基づいて前記振動機構
   の動作開始を指示する第２の制御部を備えることを特徴
   とする請求項１から５のいずれかに記載の氷柱除去構
   造。
7. 【請求項７】 氷柱が生成されるように前記高所構造部
   に設置される振動体と、該振動体に振動を与えて氷柱を
   振り落として除去する加振機構とを備えることを特徴と
   する請求項１から６のいずれかに記載の氷柱除去構造。
8. 【請求項８】 氷柱の生成状態を検出する検出手段を備
   えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載
   の氷柱除去構造。