JP2002275849A

JP2002275849A - 融雪装置

Info

Publication number: JP2002275849A
Application number: JP2001075810A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Zaizen; 克徳財前; Shinji Kondo; 信二近藤; Masaki Yura; 政樹由良; Tomoaki Kajiura; 智彰梶浦
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】寒冷地の降雪特性に最適な融雪性能を発揮し
て、融雪時間の短縮と節電を図るとともに、メンテナン
ス性の優れた融雪装置の提供を目的とする。【解決手段】面状発熱体１の上部に配置した表面プレ
ート３３を誘導加熱する加熱コイル３５と、この加熱コ
イル３５に高周波電流を供給するインバータ５を備え、
前記表面プレート３３の温度をメンテナンス時に高めに
変更することにより、融雪能力を強め、短時間で維持管
理が行える融雪装置となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般家庭や店舗の
敷地内の雪を効率的に融雪するための融雪装置に関わ
り、特に施工後のメンテナンスを効率良く行うの構成に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】積雪の多い寒冷地においては、公共の道
路はもとより、一般家庭や店舗の敷地の、特に歩道から
一般家庭の玄関、車庫あるいは駐車スペースまでのアプ
ローチの除雪作業が、積雪期の日常生活での大きな問題
とされてきている。

【０００３】これを解決するためのものとしては、発熱
体として電熱線や温水パイプ等を敷地内の地面に埋設し
て、路面の加熱を行うことで融雪を行う融雪装置があ
る。「電熱線」は通電することでジュール熱によって発
熱するものであり、「温水パイプ」は灯油ボイラーの燃
焼で加熱した温水（実際は不凍液）を熱媒として循環す
ることで発熱するものである。これらの加熱によって路
面温度を上昇させて、路面上の雪を融雪することが一般
的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来構成の融雪
装置では、発熱体である電熱線や温水パイプを地中に埋
設しているため、運転を開始しても、地表に堆積する雪
を融雪までに時間がかかる。また、その施工には長時間
の工期が必要で、個々の家の敷地形状及び面積が異なる
ため専用設計となり、そのための設置工事費も高い。ま
た、施工後の冬季期間中に発熱体の補修や、融雪面積を
変更しようとした場合、凍結している既設部を掘り返し
て作業を行うため時間がかかり、補修工事費も高い。

【０００５】さらに、降雪は通常は２４時間連続的に発
生することは少なくて、間欠的に降雪することが多いた
め、融雪装置の運転も間欠的であることが多くて、その
都度、低温度の外気によって、融雪装置の温度は低下す
る。そこで次回の降雪時には、一度冷却した路面全体を
再度加温するために時間が必要である。このような原因
によっても、電気あるいは灯油の消費量が多くなるの
で、ランニングコストが高い。

【０００６】このように、積雪期全体を通じて考える
と、融雪装置自体の温度上昇のために使用されるエネル
ギーの割合が大きくて、また間欠的な運転による損失も
大きい。この点からみると、従来の融雪装置はその融雪
性能が不適切であって、エネルギーの利用効率が低いと
言える。

【０００７】すなわち、従来の融雪装置は、敷地内の駐
車スペースに用いるには、その融雪性能あるいは施工性
やメンテナンスに関して課題を有する。

【０００８】本発明は、以上のような従来の融雪装置が
有している課題を解決するために、寒冷地の降雪特性に
最適な融雪性能を発揮することで、融雪時間の短縮と、
節電を図るとともに、必要な耐久強度を得て、その維持
管理が簡単で、敷地形状や使用実態に合わせて施工後も
融雪装置の施工面積を自在に変更でき、且つ、省施工が
可能な面状発熱体を用いた融雪装置を提供することを目
的としているものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の融雪装置は、高周波電流を供給する
主インバータと、この主インバータに接続して面状発熱
体の上部に配置した表面プレートを誘導加熱する加熱コ
イルと、この面状発熱体の温度を検知するための温度セ
ンサーと、その測定温度に基づき前記表面プレートの温
度を融雪に適した温度に制御する制御手段とを備えて、
表面プレートの温度を自在に制御出来るようにしたもの
である。

【００１０】これによって、メンテナンス時に表面プレ
ートの温度を通常動作時より高めに変更すれば、上部の
表面プレートに急速加熱用熱量が供給されて、表面プレ
ートの温度を速やかに上昇させて、強力な融雪効果を発
揮するので、通常動作時よりさらに短時間に補修が行え
る。また、面状発熱体下部が路盤に凍結したような状態
でも通常より多めの熱量を供給することで解凍され、簡
単に維持管理できるので、メンテナンス性が優れた融雪
装置を提供できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、高周波電
流を供給する主インバータと、この主インバータに接続
して面状発熱体の上部に配置した表面プレートを誘導加
熱する加熱コイルと、この面状発熱体の温度を検知する
ための温度センサーと、その測定温度に基づき前記表面
プレートの温度を融雪に適した温度に制御する制御手段
とを備え、メンテナンス時の表面プレート温度を通常動
作時より高めにすることで、簡単に維持管理や、施工面
積の変更が行え、メンテナンス性が良くなる。

【００１２】請求項２記載の発明は、制御手段に急速昇
温動作を指示する指示手段を設け、面状発熱体に供給す
る電力値を増加させることにより、より短時間にメンテ
ナンス作業を行なえる。

【００１３】請求項３記載の発明は、面状発熱体に上置
きし追加熱する補助発熱体を設け、この補助発熱体の熱
量が加算されるため、より短時間にメンテナンス作業を
行えると共に、部分的なメンテナンス作業も行える。

【００１４】請求項４記載の発明は、補助発熱体を主イ
ンバータに接続する補助接続端子を設けることにより、
安価な構成とすることができる。

【００１５】請求項５記載の発明は、面状発熱体下部に
防磁コイルを備え、急速昇温動作時はこの防磁コイルを
補助加熱コイルとして用いることにより、路盤部との接
地面の昇温を早めることが出来る。

【００１６】請求項６記載の発明は、面状発熱体上部の
表面プレートに直接電流を流して加熱する印加部を設け
ることにより、加熱コイル破損時でもメンテナンスが短
時間に行うことが出来る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図１〜８を
参照しながら説明する。（実施例１）図１は本発明の実施例１における融雪装置
の回路ブロック図、図２は同装置の設置場所を示す外観
図、図３は面状発熱体の要部断面図である。図１に示す
ように面状発熱体１ａ、１ｂ内の加熱コイル２ａ〜２ｃ
の合成インダクタンスと、共振コンデンサ３、スイッチ
ング素子４とでインバータ５を構成し、商用電源６を整
流回路７で整流した電圧が供給されている。このインバ
ータ５は制御手段８により所定周波数で動作するように
制御されている。９は温度センサーで、この値に基づき
制御手段８が面状発熱体１ａ、１ｂの表面プレートの温
度を所定の温度値となるようインバータ５をオンオフし
て温度調節する。１０は直流電源、１１は温度設定手
段、１２は切替スイッチ、１３は配電線である。温度設
定手段１１は半固定抵抗、ジャンパー線、ディップＳＷ
等で構成され、融雪に適した温度を予め設定する。切替
スイッチ１２はこの設定温度をメンテナンス時に高めに
変更する時に使用する。

【００１８】また、図２に示すように、上記面状発熱体
１複数枚組み合わせて加熱ユニット２０とし、各々イン
バータ５（図示せず）を備えた加熱ユニット２０を路面
上に複数ユニット設置して、歩道２１から玄関２２およ
び駐車スペース２３に至るアプローチを含めた融雪装置
敷設部２４を形成するものである。

【００１９】本発明では、面状発熱体１は図３（ａ）の
要部断面図に示すように、設置場所周囲の舗装部の路面
３０よりも上位あるいは同一高さに位置するように設置
固定する。面状発熱体１の固定にはボルトによる直止
め、あるいは、ビス止めの金属外枠（図示せず）を用い
る。その路面３０上に接するように置かれた底面プレー
ト３１に樹脂部材３２を合わせ、表面プレート３３を装
着してビス（図示せず）で固定し、樹脂部材３２に設け
たガイド溝３４に絶縁電線を用いた加熱コイル３５は納
められている。図３（ｂ）の一部破断平面図で３６は面
状発熱体１への配電線、３７は配電線３６の引き出し部
のシールである。この発明では、加熱コイル３５と上部
の表面プレート３３との間に空隙が形成されているの
で、これらが弾性変形するほどの重量物が乗った時に
も、加熱コイル３５には大きな外力が加わらない。

【００２０】また、電線の絶縁材と上記空隙とで２重絶
縁構造を形成している。すなわち、加熱コイル３５は常
に保護されて損傷が起こらない構成であって、高強度で
耐久性があり、絶縁性の高い融雪装置を提供することが
できる。また、誘導加熱により効率的に表面プレート３
３を加熱でき、空隙の空気断熱効果で、底面プレート３
１からの熱伝導を低減することで、加熱効率が向上する
ものである。なお、この発明では、表面プレート３３を
金属材料または金属材料と樹脂の複合材料等の誘導加熱
できる素材で、底面プレート３１は防磁効果を持たせる
ため磁性ステンレスの薄板で構成している。

【００２１】図１〜図３で示した融雪装置の運転方法に
ついて説明する。分かりやすくするために、使用者自身
で降雪があることを判断して、運転を開始した場合を想
定する。制御手段８は加熱コイル２ａ〜２ｄに通電を開
始し表面プレート３３を誘導加熱する。この面状発熱体
１の熱容量は小さく、且つ舗装路面等の表面に設置され
ているので、所定の消費電力量にて、短時間で表面プレ
ート３３の温度が上昇する。引き続いて供給される熱エ
ネルギーは、降雪が融雪装置敷設部２４の表面に堆積す
るとすぐに、これを融雪水にするための融解熱として使
用されて、短時間で融雪が行われる。また、使用者は降
雪が停止したと判断すれば、直ちに運転を停止すればよ
いものである。もちろん、センサーの信号に基づいて上
記一連の動作の自動運転もできる。いずれにせよ、従来
の融雪装置に比べて、短時間で、したがって少ない消費
電力量で融雪ができる。

【００２２】また、実際の降雪は、２４時間連続的に発
生することは少なくて、夜間から早朝に降って、日中は
降らないといったように、間欠的に降雪することが多
い。すなわち、融雪装置の運転も、間欠的であることが
多くなる。したがって、その都度、面状発熱体１は一度
冷却するものの、再度の加温には時間が短時間で行え
る。そのためにも、加熱ユニット２０の消費電力量合計
が少なくてよいことによって、融雪装置のランニングコ
ストも安価である。

【００２３】さらに、メンテナンス時は切替スイッチ１
２により温度設定手段１１の設定温度を通常融雪動作時
より高めにすることで多めの熱量を供給する。これによ
り融雪装置設置後の冬季期間中で面状発熱体１ａ、１ｃ
下部が路盤に凍結した状態であっても容易に解凍される
ため、簡単に維持管理や、施工面積の変更が行え、メン
テナンス性が良くなる。

【００２４】（実施例２）図４は本発明の実施例２にお
ける融雪装置の回路ブロック図である。本実施例は、融
雪装置としての基本構成は実施例１と同様であり、基本
構成についての説明は省略する。この実施例２は、制御
手段に急速昇温動作を指示する指示手段を設けた構成が
上記の実施例１とは異なるものであり、この点を中心に
説明する。図４において４０はスイッチ等で構成された
急速昇温動作指示手段で、メンテナンス時に面状発熱体
に供給する電力値を増加させる指示を制御手段８に出力
する。この出力が有効な時は制御手段８はスイッチング
素子４のオン時間を通常時より長くすることにより、加
熱コイル２ａ〜２ｄへ供給される高周波電力値を大きく
する。前述した切替スイッチ１２により設定温度も高め
に変更されているため、より早く面状発熱体を昇温する
ことが可能となる。従ってより短時間に維持管理や、施
工面積の変更が行え、メンテナンス性が良くなる。

【００２５】なお、本実施例２では電力値をスイッチン
グ素子４のオン時間を通常時より長くすることにより行
ったが、それ以外の方法によっても良い。例えば、合成
インダクタンス値が小さくなるように加熱コイル２ａ〜
２ｄの接続を変え、高周波電流値が大きくなるようにし
ても良い。

【００２６】なお、本発明では表面プレートを誘導加熱
により加熱する構成としているため、電気ヒータを用い
た融雪装置のような断線や異常加熱をおこすことなく、
高周波電流値や電力値を通常融雪時より大きくすること
が可能である。

【００２７】（実施例３）図５は本発明の実施例３にお
ける融雪装置の要部断面図である。本実施例は、融雪装
置としての基本構成は実施例１と同様であり、基本構成
についての説明は省略する。この実施例３は、面状発熱
体１に上置きし追加熱する補助発熱体と、補助インバー
タとを設けた構成が上記の実施例１〜２とは異なるもの
であり、この点を中心に説明する。図５において、補助
発熱体５０は裏プレート５１にガイド溝を設けた樹脂部
材５２を合わせ、表プレート５３を装着してビス（図示
せず）で固定し、ガイド溝には絶縁電線を用いた加熱コ
イル５４が納められている。この加熱コイル５４に前述
の主インバータ５と同様の構成の補助インバータで高周
波電流を供給することで、面状発熱体１に上置きし追加
熱する。従って、この補助発熱体の熱量が加算されるた
め、より短時間に維持管理作業を行えると共に、配電線
接続部のみ等の部分的なメンテナンス作業を行うことが
可能となる。

【００２８】なお、表プレート５３は加熱コイル５４を
収納できれば良いので樹脂材料で構成している。

【００２９】（実施例４）図６は本発明の実施例４にお
ける融雪装置の一部破断平面図である。本実施例は、融
雪装置としての基本構成は実施例１と同様であり、基本
構成についての説明は省略する。この実施例４は、補助
発熱体５０を主インバータ５に接続する補助接続部を設
けた構成が上記の実施例１〜３とは異なるものであり、
この点を中心に説明する。図６において、３５は加熱コ
イル、３６は加熱コイル３５への配電線、３７は配電線
３６の引き出し部のシール、６０は前記の補助発熱体５
０を接続する補助接続部である。この補助接続部６０に
補助発熱体５０を接続することにより、主インバータ５
から配電線３６を経由して高周波電流が供給され、補助
発熱体が誘導加熱される。従って、補助インバータが不
要になり、安価な構成とすることができる。

【００３０】なお、補助接続部６０へ補助発熱体５０を
接続した時に、加熱コイル３５は接続を外し、補助発熱
体５０のみ加熱する方法でも良い。

【００３１】（実施例５）図７は本発明の実施例５にお
ける融雪装置の面状発熱体の要部断面図、図８は同回路
ブロック図である。図７（ａ）に示すように面状発熱体
７０は、ガイド溝７１を設けた樹脂部材７２に、表面プ
レート７３を装着してビスで固定し、ガイド溝７１には
絶縁電線を用いた加熱コイル７４を納めている。７５は
面状発熱体７０下部に設けた防磁コイルで、加熱コイル
７４から漏洩する磁界を抑制するように作用する。図７
（ｂ）は面状発熱体７０を下部外観図で、７６は防磁コ
イルの７６の接続を点検するための点検ＢＯＸである。

【００３２】図８において、加熱コイル７４ａ〜７４ｂ
の合成インダクタンスと、共振コンデンサ８０、スイッ
チング素子８１とでインバータ８２を構成し、商用電源
８３を整流回路８４で整流した電圧が供給されている。
このインバータ８２は制御手段８５により所定周波数で
動作するように制御されている。８６は温度センサー
で、この値に基づき制御手段８５が面状発熱体７０の表
面温度を所定の温度値となるようインバータ８２をオン
オフして温度調節する。８７は直流電源、８８は温度設
定手段、８９は切替スイッチ、９０は配電線である。以
上の構成による融雪装置としての動作は実施例１〜４と
同様なので省略する。９１は切替手段で防磁コイル７５
を補助加熱コイルとして用いる時に、防磁コイル７５の
両端を短絡からインバータ８２に接続するよう回路を切
り替える。すなわち、通常融雪時は短絡された閉ループ
なので防磁コイル７５として作用し、メンテナンス時は
切替手段９１により補助加熱コイルとしてインバ−タ８
２に接続され、表面プレート７３の路面３０との接地面
を誘導加熱する。従って、面状発熱体７０上下面共に加
熱されることとなり、より迅速な維持管理作業を行うこ
とが可能となる。

【００３３】なお、この発明では、表面プレート７３を
金属材料または金属材料と樹脂の複合材料等の誘導加熱
できる素材で構成している。底面プレートは防コイルを
用いることで不要となる構成としている。

【００３４】（実施例６）図９は本発明の実施例６にお
ける融雪装置の要部断面図である。本実施例は、融雪装
置としての基本構成は実施例１と同様であり、基本構成
についての説明は省略する。この実施例６は、面状発熱
体上部の表面プレートに直接電流を流して加熱する印加
部を設けた構成が上記の実施例１〜５とは異なるもので
あり、この点を中心に説明する。図９において、１０
１、１０２は表面プレート３３に設けた電流印加部であ
る。この、電流印加部１０１、１０２は表面プレート３
３の表面処理を剥がす、あるいは、金属片を表面プレー
ト３３の側面に溶接する等の方法で設置する。メンテナ
ンス時は主インバータあるいは補助インバータからの高
周波電流を表面プレート３３に流し、ジュール熱により
面状発熱体１の温度を上げ、路盤３０との凍結部等を解
凍することで、簡単に維持管理や、施工面積の変更が可
能となる。また、加熱コイル３５の破損時でもメンテナ
ンスが短時間に行うことが出来る。

【００３５】なお、主インバータにより表面プレート３
３に直接電流を流す場合は、インピーダンス整合のた
め、表面プレート３３内の加熱コイル３５への接続は解
放状態にしておく方が良い。

【００３６】なお、表面プレートに滑り止めの表面仕上
層を急速昇温動作時はヒータとして加熱出来る材料で形
成することも考えられる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、請求項１〜６に記載の発
明によれば、メンテナンス時に表面プレートの温度を通
常動作時より高めに変更することにより、表面プレート
の温度を速やかに上昇させて、融雪能力を高めるので、
短時間に補修が行うことが可能となる。簡単に維持管理
できる、メンテナンス性の優れた融雪装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の回路ブロック図

【図２】同実施例１の融雪装置の設置状態を示す外観図

【図３】同実施例１の面状発熱体の要部断面図及び一部
破断平面図

【図４】本発明の実施例２の回路ブロック図

【図５】本発明の実施例３の面状発熱体の要部断面図

【図６】本発明の実施例４の面状発熱体の一部破断平面
図

【図７】本発明の実施例５の面状発熱体の要部断面図及
び下面外観図

【図８】同実施例５の回路ブロック図

【図９】本発明の実施例６の面状発熱体の要部断面図

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ面状発熱体２ａ〜２ｄ加熱コイル５インバータ６商用電源７整流回路８制御回路９温度センサ１１温度設定手段１２切替スイッチ１３配電線２０加熱ユニット２１歩道２２玄関２３駐車スペース２４融雪装置敷設部３１底面プレート３２樹脂部３３表面プレート３４ガイド溝３５加熱コイル３６配電線３７シール５０補助発熱体５１裏プレート５２樹脂部５３表プレート５４加熱コイル６０補助接続部７５防磁コイル９１切替手段１００、１０１電流印加部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者由良政樹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者梶浦智彰大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2D026 CL02 3K059 AA02 AA08 AB04 AB13 AB26 AC33 AD02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高周波電流を供給する主インバータと、
この主インバータに接続して面状発熱体の上部に配置し
た表面プレートを誘導加熱する加熱コイルと、この面状
発熱体の温度を検知するための温度センサーと、その測
定温度に基づき前記表面プレートの温度を融雪に適した
温度に制御する制御手段とからなる融雪装置。
【請求項２】制御手段に急速昇温動作を指示する指示
手段を設け、面状発熱体に供給する電力値を増加させる
ことを特徴とした請求項１記載の融雪装置。
【請求項３】面状発熱体に上置きし追加熱する補助発
熱体と、補助インバータとを設けたことを特徴とした請
求項１または２記載の融雪装置。
【請求項４】補助発熱体を主インバータに接続する補
助接続部を設けたことを特徴とした請求項１〜３のいず
れか１項に記載の融雪装置。
【請求項５】面状発熱体下部に防磁コイルを備え、急
速昇温動作時はこの防磁コイルを補助加熱コイルとして
用いる切替手段を設けたことを特徴とした請求項１〜４
のいずれか１項に記載の融雪装置。
【請求項６】面状発熱体上部の表面プレートに直接電
流を流して加熱する印加部を設けたことを特徴とした請
求項１または２に記載の融雪装置。