JP2004076506A - 凍結防止器 - Google Patents

Abstract

【課題】無落雪屋根などにおいて、排水溝周縁の屋根面の凍結を防止する凍結防止器を提供する。
【解決手段】凍結防止器１は、上板１１，側板１２及び底板１３とからなっており、側板１２の上方端部には、屋根面８３の傾斜角度とほぼ同じ角度で開いた状態で、それぞれ上板１１が設けてある。すなわち、凍結防止器１は、上板１１の断熱材１５の下面と屋根面８３の間に、ほぼ板金はぜ８４の高さ分の隙間が形成され、この隙間を通って暖気を放出し凍結を防止する。また、底板１３と側板１２の接合部分には、複数の長穴状の水抜き孔１４が穿設してあり、底板１３上の雪を融雪する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、凍結防止器に関し、特に、屋根上の融雪水が流れ込む排水溝内の暖気を利用し、排水溝周縁の屋根面の凍結を防止することのできる凍結防止器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積雪寒冷地、特に、北海道の住宅の屋根は、約半数が「無落雪屋根」、「Ｍ型屋根」、「陸屋根」といった名称で呼ばれる屋根であり、これらの屋根は、たとえば、両側から家屋の中心方向に向かって下りの勾配を有する屋根面を備えた構造となっている。そして、下りの屋根面の交差する位置に、「スノーダクト」、「スノードレイン」と呼ばれる排水溝が設けられており、この排水溝には家屋を貫通するようにドレイン（排水管）が連結されている。
【０００３】
このようにすると、屋根に積もった雪は、屋根から落下することはなく、また、ドレイン内を地熱暖気（家屋からの暖気を含む。）が上昇してくるので、排水溝の上部及びその周縁に降った雪はこれらの暖気によって融かされ、その融雪水は排水溝及びドレインを経由して地中の排水口へと排水される。
また、排水溝の上部及びその周縁に降った雪が融けると、屋根に積もったその他の雪は、屋根面の勾配にしたがって排水溝側に移動するので、同様に暖気によって融かされ、融雪水となって排水される。
【０００４】
ところで、上記構造の屋根においては、地熱暖気を有効に利用するほど、融雪性能が向上することから、特に、排水溝の構造に関して、様々な工夫が施されてきた。
【０００５】
従来の様々な工夫として、図５に示すスノーダクト１００は、排水管１０４が備えられた底板１０３の周縁に立設した周壁の上縁部に断面鉤形の貯熱板１０２を周設してある。
このスノーダクト１００は、貯熱板１０２により、地熱暖気がスノーダクト１００内に貯えられるとともに、貯熱板１０２がスノーダクト１００上の積雪（図示せず）と相俟って地熱暖気をダクト内で対流せしめ、スノーダクト１００まわりの雪を融かすとともに、融雪水の凍結を防止する工夫が施されている（例えば、実用新案文献１参照。）。
【０００６】
【実用新案文献１】
実開昭６１−６９３２５号公報　（実用新案登録請求の範囲）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示すように、融雪が行われている状態から急激に気温が下がったりすると、排水溝８１の底面を流れてドレイン８２に排水される融雪水が、排水溝８１の底面で凍結したり、排水溝８１の側面で凍結したりする。また、屋根面８３の排水溝８１の周縁部に氷の堤防を生成することもある。
このように、屋根面８３の排水溝８１の周縁部に氷の堤防（ダム）が生成されると、氷の堤防内に溜まった融雪水が凍結し氷の堤防が成長するといった悪循環を繰り返し、大きな氷塊を生成する。そして、気温の上がったときに融雪水がダムによって貯まり（融雪水だまり）、屋根面８３や板金はぜ８４の接合部分のゆるんだ箇所から家屋内に雨漏りする（通常、「すがもり」という。）といった深刻な事態となる。
【０００８】
なお、気温が低い地域では、図示してないが、排水溝８１の底面にヒータ（電熱線等）を敷設している。このようにすると、地熱暖気の他にヒータの熱を利用することができ、排水溝８１の底面や側面の凍結を防止することができる。
しかしながら、このようにヒータを敷設した場合であっても、屋根面８３の排水溝８１の周縁部に氷の堤防が生成されるの完全に防ぐことはできず、家屋内に雨漏りしてしまうといった危険性を完全に排除することはできない。
【０００９】
この発明は上記の問題点にかんがみてなされたもので、排水溝周縁の屋根面を上板で覆い、屋根面と上板の間に暖気を放出することで、排水溝周縁の屋根面の凍結を防止する凍結防止器を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者は、無落雪屋根などの排水溝周縁の屋根面におけるすがもりをより完全に防止するために、排水溝周縁の屋根面を覆う上板を備えた凍結防止器を設け、この屋根面と上板との間に排水溝内の暖気を放出して凍結を防止できるようにしたものである。
【００１１】
具体的には、請求項１に記載するように、融雪水が流れ込む屋根上の排水溝に設けられ、この排水溝内の暖気を利用して屋根面の凍結を防止する凍結防止器であって、前記排水溝周縁の屋根面との間に所定の隙間を有するように前記排水溝に被せられる上板を具備し、前記隙間を通して、前記排水溝内の前記暖気を放出する構成としてある。
このように構成することで、隙間を通る暖気によって排水溝周縁の屋根面が暖められ、この部分に氷塊が生成するのを効果的かつより高い確率で防止することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記上板の少なくとも前記排水溝の内側の面に断熱材を形成した構成としてある。
このようにすることにより、暖気を保温することができるので、その分、排水溝の周縁部の屋根面を暖めることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記排水溝の底面から浮かせた状態で設けられた底板と、この底板と前記上板を連結し、前記排水溝の側面から離間させた状態で設けられた側板とを具備した構成としてある。
このようにすると、暖気の流路を確保することができ、効果的に凍結を防止することができる。また、凍結防止器を排水溝に嵌め込むように取り付けることができ、たとえば、既存の排水溝に対しても、凍結防止器だけを容易に取り付けることができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、前記底板と側板に断熱材を形成してあり、このようにすると、暖気をより保温することができるので、その分、排水溝周縁の屋根面を暖めることができる。
【００１５】
さらに、請求項５に記載の発明は、前記底板及び／又は側板に、前記暖気を放出するとともに前記融雪水を排水する水抜き孔を配設した構成としてあり、このようにすると、凍結防止器上に積もった雪を放出する暖気により融かすとともに、水抜き孔から排水することができる。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明は、前記排水溝内に発熱体を設けた構成としてあり、このようにすると、気温が低くなった場合であっても、屋根（排水溝を含む。）を凍結から守ることができる。
なお、発熱体は、線状、面状をとわず様々な種類のヒータを使用できる。また、発熱体を排水溝底面の上に置いたり、排水溝底面の板金の下に入れることもできる。
【００１７】
また、請求項７に記載の発明は、前記凍結防止器を支持又は固定する、支持部材，連結柱及び／又は取付板を具備した構成としてあり、このようにすることにより、凍結防止器を様々な構造で支持又は固定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面にしたがって詳細に説明する。
［第一実施形態］
図１は、本発明の凍結防止器の第一実施形態にかかり、その構成を説明するための概略図を示しており、（ａ）は要部の断面図を、（ｂ）は（ａ）の凍結防止器をＩ方向から見た上面図を示している。
【００１９】
この実施形態の凍結防止器１が設置される無落雪屋根８は、中央部に排水溝８１が設けてあるとともに、排水溝８１に向かって屋根高が低くなる下り勾配の屋根面８３が敷設されている。また、屋根面８３には、板金と板金を接続する目的で、板金はぜ８４が突設されている。
【００２０】
排水溝８１には、融雪水を排水するドレイン８２が所定の間隔で連結されている。そして、排水溝８１の底面は、融雪水がドレイン８２に流れ込むように勾配がつけられている。また、排水溝８１及びドレイン８２には、それぞれ、線状のヒータ９１，９２が敷設されている。
なお、ヒータ９１，９２は、手動スイッチによりオンオフ制御する構成とすることもできるが、外気温が所定の温度より低くなったときにオンする構成としてもよく、年間タイマを取り付けて自動制御を行う構成としてもよい。
【００２１】
凍結防止器１は、屋根面８３の排水溝８１の周縁部分に被せられる上板１１と、排水溝８１の底面より上方に位置するように設けられた底板１３と、この底板１３と上板１１とを連結するとともに、排水溝８１の内部側面から離間して設けられた側板１２とからなっている。上板１１，側板１２及び底板１３の材料は、通常、金属又は樹脂が使用され、プレス加工又は一体成形加工によって凍結防止器１を製造することができる。
また、上板１１，側板１２及び底板１３の裏面（排水溝８１の内側を向く面）には、樹脂製又はゴム製の断熱材１５が形成してあり、排水溝８１内の暖気の温度が下がらないように保温して、熱の流れ（地熱暖気及びヒータ９１，９２による暖気の流れ）を弱めないようにしている。
【００２２】
底板１３と側板１２の境界部分には、複数の長穴状の水抜き孔１４が穿設してあり、排水溝８１内の暖気が水抜き孔１４を通って上方に放出され、底板１３の上に積もった雪を融かすとともに、この融雪水が、水抜き孔１４を通って排水溝８１に排出されるようになっている。また、底板１３は、中央部を上方に折り曲げて傾斜面を形成してあり、融雪水が水抜き孔１４まで流れて排水されやすい形状としてある。
【００２３】
なお、水抜き孔１４は、長穴状としてあるが、これに限定されるものではなく、円形、楕円形、多角形などの様々な形状としてもよい。また、孔１４の数や配設位置も任意に決定することができる。孔１４の数は、暖気の流路全体のバランスなどを考慮して決定することができ、また、孔１４の配設位置は、凍結防止器１に積もった雪を効率良く融かすことができる位置を考慮して決定することができる。さらに、孔１４は、上板１１や側板１２にも穿設してもよい。
【００２４】
側板１２は、底板１３の両側に立設してあり、排水溝８１の側壁との間に暖気を通す隙間を設けてある。すなわち、側板１２と底板１３は、排水溝８１に収納される構造としてあり、暖気の流路を確保するとともに、特別に支持部材を設けなくても、上板１１が板金はぜ８４に載置されることにより、凍結防止器１を容易に設置することができる。
なお、特に図示はしないが、排水溝８１内における側板１２の左右方向の位置決めを行うストッパを設けてもよい。
【００２５】
側板１２の上方端部に設けられた上板１１は、屋根面８３の傾斜角度とほぼ同じ角度で開いた状態になっているとともに、板金はぜ８４に載置されるように、各上板１１の先端は下方に折り曲げてある。したがって、凍結防止器１は、上板１１の断熱材１５の下面と屋根面８３の間に、ほぼ板金はぜ８４の高さ分の隙間が形成されることになり、この隙間を通って、排水溝８１内の暖気が放出されるようになっている。
【００２６】
このように、第一実施形態の凍結防止器１は、ドレイン８２及びヒータ９１からの暖気を、底板１３，側板１２及び排水溝８１によって形成された流路を通し、さらに、上板１１と屋根面８３の隙間を通して、外部に放出している。この際、断熱材１５によって冷めないように保温した状態で暖気の流れを作り、この暖気を排水溝８１周縁の屋根面８３に沿って流すことにより、排水溝８１周縁の屋根面８３が凍結するのを確実に防止することができる。
【００２７】
また、凍結防止器１は、底板１３に水抜き孔１４を配設してあり、凍結防止器１に積もった雪に対しては、排水溝８１内の暖気の一部を水抜き孔１４から放出することにより、効率良く融雪することができる。
さらに、側板１２と底板１３が、排水溝８１に収納される構造としてあり、上板１１を板金はぜ８４に載置するだけで、凍結防止器１を容易に設置することができる。
また、凍結防止器１は、排水溝８１内にヒータ９１を設けることにより、ドレイン８２からの地熱暖気に加え、ヒータ９１の暖気をも効率良く利用することができる。
【００２８】
［第二実施形態］
図２は、本発明の凍結防止器の第二実施形態にかかり、その構成を説明するための要部の概略断面図を示している。
この実施形態の凍結防止器１ａは、上板１１ａ，側板１２ａ及び底板１３ａとからなっており、底板１３ａが支持部材１６に載置された構成としてある。また、ヒータ９１は、支持部材１６の両側に二列に配置されている。
【００２９】
支持部材１６は、通常、排水溝８１の底面に載置されたれんがなどを使用することができる、これに限定されるものではない。例えば、排水溝８１の底面にボルトなどで固定された金属製の支持部材１６を用いることも可能である。
【００３０】
また、凍結防止器１ａは、金属又はプラスチックと、断熱性ゴム又は断熱性プラスチックとの複合材料を、プレス加工又は一体成形加工により製造するとよく、このようにすることにより、製造原価のコストダウンを図ることができる。また、樹脂による中空成形により断熱効果を併せもつ成形体とすることもできる。なお、その他の構造は、第一実施形態の凍結防止器１とほぼ同様としてあり、同一の部位、同一の部材には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００３１】
このように、凍結防止器１ａは、底板１３ａを支持部材１６に載置してあり、上板１１ａを板金はぜ８４に載置しなくてもよいので、上板１１ａが板金はぜ８４と接触して、板金はぜ８４が損傷を受けるといった危険性を排除することができる。
また、排水溝８１の底面に固定された支持部材１６に、凍結防止器１ａの底板１３ａをボルトなどで固定すると、凍結防止器１ａを強固に固定することができ、排水溝８１周縁の屋根面８３と上板１１ａとの隙間などをより精度良く設定することができる。
【００３２】
［第三実施形態］
図３は、本発明の凍結防止器の第三実施形態にかかり、その構成を説明するための要部の概略断面図を示している。
この実施形態の凍結防止器１ｂは、排水溝８１ｂの内側を向く面に断熱材１５ｂが形成された上板１１ｂと、この上板１１ｂを排水溝８１ｂの底面から支持する支持部材１６ｂ及び連結柱１７とからなっている。そして、上板１１ｂが、支持部材１６ｂおよび連結柱１７を介して、排水溝８１ｂの底面に固定された構成としてある。
【００３３】
上板１１ｂは、排水溝８１ｂの容積を少なくするため内側に向けて窪むように円弧状に湾曲した一枚板状の形状としてあり、上に積もった雪を融かして排水するための水抜き孔１４ｂが、連結柱１７の両側に配設してある。
なお、上板１１ｂの形状は、上記形状に限定されるものではなく、図示はしないが、例えば、三角屋根形状などとしてもよい。
【００３４】
凍結防止器１ｂは、支持部材１６ｂが排水溝８１ｂの底面にボルトなどで固定され、さらに、連結柱１７がボルトなどで支持部材１６ｂに固定され、上板１１ｂがボルトなどで連結柱１７に固定してある。また、ヒータ９１は、支持部材１６ｂの両側に二列に配置されている。
なお、支持部材１６ｂと連結柱１７を一体構造としてもよく、このようにすることにより、部品点数を削減することができる。
【００３５】
また、この実施形態において無落雪屋根８の排水溝８１ｂは、先の実施形態の排水溝８１よりも深さを浅くしてあるが、融雪水の水量やヒータ９１の容量などに応じて排水溝８１ｂの形状や大きさは自由に設定することが可能である。
なお、その他の構造は、第二実施形態の凍結防止器１ａとほぼ同じである。
【００３６】
このように、凍結防止器１ｂは、排水溝８１ｂ及び排水溝８１ｂの周縁の屋根面８３を覆うほぼ平板状の一枚の上板１１ｂを用いることにより、製造コストの低減を図ることができる。
また、凍結防止器１ｂは、上板１１ｂの形状を単純化してあり、かつ、支持部材１６ｂと連結柱１７によって、排水溝８１ｂの底面と強固に固定されているので、雪が排水溝８１ｂ側に移動してきて上板１１ｂと接触しても、変形することもなく機械的強度に優れている。
【００３７】
［第四実施形態］
図４は、本発明の凍結防止器の第四実施形態にかかり、その構成を説明するための要部の概略断面図を示している。
この実施形態の凍結防止器１ｃは、屋根８ｃの外周縁に設けられた笠木８５に取り付けるための取付板１８と、底板１３ｃと、側板１２ｃと、上板１１ｃとからなっている。
【００３８】
凍結防止器１ｃが取り付けられる屋根８ｃは、屋根面８３ｃの外周に笠木８５が立設されており、笠木８５と隣接するように屋根面８３ｃに排水溝８１ｃが設けられている。
また、屋根面８３ｃは、屋根８ｃの中央から外側に向かって低くなるように勾配が付けられている。
【００３９】
凍結防止器１ｃは、取付板１８がねじ１９などによって笠木８５に固定され、取付板１８の下端から底板１３ｃが屋根８ｃの中央に向かって上り勾配で突設してある。
また、底板１３ｃの端部から側板１２ｃが立設してあり、側板１２ｃの上端部から、排水溝８１ｃ周囲の屋根面８３ｃを所定の隙間を介して覆うように上板１１ｃが設けられている。
【００４０】
さらに、凍結防止器１ｃは、底板１３ｃ，側板１２ｃ及び上板１１ｃの裏面（排水溝８１ｃの内側に向かう面）に断熱材１５ｃが形成してあり、またさらに、底板１３ｃの笠木８５の側端部に水抜き孔１４ｃを配設した構造としてある。
また、凍結防止器１ｃは、排水溝８１ｃの底面に、ヒータ９１が設けられており、ドレイン８２ｃからの暖気とヒータ９１の暖気を融雪及び凍結防止に利用することができる。
なお、その他の構造は、第二実施形態の凍結防止器１ａとほぼ同様としてある。
【００４１】
この実施形態の凍結防止器１ｃは、排水溝８１ｃ内の暖気を排水溝８１ｃの側壁と側板１２ｃの隙間を通し、さらに、上板１１ｃと屋根面８３ｃの隙間を通して外部に放出することにより、排水溝８１ｃ周縁の屋根面８３ｃが凍結するのを防止することができる。
【００４２】
また、凍結防止器１ｃは、上記暖気の一部を水抜き孔１４ｃから放出し、底板１３ｃの上に積もった雪を融かし、融けた融雪水を水抜き孔１４ｃから排水することができる。
すなわち、凍結防止器１ｃは、笠木８５に沿って吹きだまりができた場合であっても、水抜き孔１４ｃから放出する暖気によって吹きだまりの雪を効率良く融かすことができるわけである。
【００４３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態によりなんら限定されるものではなく、本発明の適用範囲内で種々に変更することが可能である。
また、本発明の凍結防止器を設置する場所は、住宅の屋根やビル、マンションなどの屋上に設けられた排水溝に限定されるものではなく、たとえば、タンクや搭などの建築物，構造物の排水溝であってもよい。
【００４４】
なお、凍結防止器の上板は、排水溝周縁の屋根面を覆う構成としてあるが、たとえば、上板が屋根面を覆っていなくとも、暖気が屋根面側に流れるように、上板で暖気の吹出し口を形成することにより、本発明と同様に、排水溝周縁の屋根面の凍結を防止する効果を得ることができる。すなわち、暖気が屋根面側に流れるように、上板で暖気の吹出し口を形成した構成も、本発明の技術的範囲に属することは勿論である。
また、ヒータ９１は、排水溝８１，８１ｂ，８１ｃに敷設してあるものとして説明したが、この構造に限定されるものではなく、たとえば、凍結防止器１，１ａ，１ｂ，１ｃの底板１３，１３ａ，１３ｃに取り付けてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の凍結防止器によれば、排水溝周縁の屋根面に沿って、排水溝内の暖気を強制的に流すことができるので、この部分に氷塊が堤防状に生成されるのを効率良く防止することができ、すがもりが発生するといった最悪の事態を回避することができる。
また、本発明の凍結防止器によれば、排水溝内の暖気の一部を底板などに配設した水抜き孔から放出して、凍結防止器の上部に積もった雪を融かすことができ、さらに、この融雪水を水抜き孔から排水することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の凍結防止器の第一実施形態にかかり、その構成を説明するための概略図を示しており、（ａ）は要部の断面図を、（ｂ）は上面を示している。
【図２】本発明の凍結防止器の第二実施形態にかかり、その構成を説明するための要部の概略断面図を示している。
【図３】本発明の凍結防止器の第三実施形態にかかり、その構成を説明するための要部の概略断面図を示している。
【図４】本発明の凍結防止器の第四実施形態にかかり、その構成を説明するための要部の概略断面図を示している。
【図５】本発明の従来例にかかるスノーダクト構造を説明するための概略断面図を示している。
【図６】本発明の従来例にかかる排水溝及びその周縁の凍結状態を説明するための概略断面図を示している。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ　凍結防止器
８　無落雪屋根
８ｃ　屋根
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ　上板
１２，１２ａ，１２ｃ　側板
１３，１３ａ，１３ｃ　底板
１４，１４ｂ，１４ｃ　水抜き孔
１５，１５ｂ，１５ｃ　断熱材
１６，１６ｂ　支持部材
１７　連結柱
１８　取付板
１９　ねじ
８１，８１ｂ，８１ｃ　排水溝
８４　板金はぜ
９１　ヒータ
９２　ヒータ
１００　スノーダクト
１０１　周壁
１０２　貯熱板
１０３　底板
１０４　排水管

Claims (7)

1. 融雪水が流れ込む屋根上の排水溝に設けられ、この排水溝内の暖気を利用して屋根面の凍結を防止する凍結防止器であって、
   前記排水溝周縁の屋根面との間に所定の隙間を有するように前記排水溝に被せられる上板を具備し、前記隙間を通して、前記排水溝内の前記暖気を放出することを特徴とする凍結防止器。
2. 前記上板の少なくとも前記排水溝の内側の面に断熱材を形成したことを特徴とする請求項１記載の凍結防止器。
3. 前記排水溝の底面から浮かせた状態で設けられた底板と、この底板と前記上板を連結し、前記排水溝の側面から離間させた状態で設けられた側板とを具備したことを特徴とする請求項１又は２記載の凍結防止器。
4. 前記底板と側板に断熱材を形成したことを特徴とする請求項３記載の凍結防止器。
5. 前記底板及び／又は側板に、前記暖気を放出するとともに前記融雪水を排水する水抜き孔を配設したことを特徴とする請求項３又は４記載の凍結防止器。
6. 前記排水溝内に発熱体を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の凍結防止器。
7. 前記凍結防止器を支持又は固定する、支持部材，連結柱及び／又は取付板を具備したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の凍結防止器。

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