JP2004257105A - Road heating apparatus for tunnel entrance - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル出入口付近の道路等における、トンネル坑内の湧水を利用したロードヒーティング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
寒冷地における冬期の道路では、降雪時や路面凍結時に事故が起きやすいので、凍結防止及び融雪手段として、路面を加熱するロードヒーティング装置が施工される。ロードヒーティング装置には電熱線により路面を加熱する方式や、ボイラーで発生させた熱を利用して路面を加熱する方式等がある。
【0003】
また、地熱を利用して、エンドレスパイプに封入した不凍液を循環させることで路面を加熱する方法もある(例えば、特許文献1)。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−190503号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電熱線やボイラーで発生させた熱を利用して路面を加熱する方法では電気代や燃料費等のランニングコストがかかるという問題があった。
【0006】
また、地熱を利用して路面を加熱する方法では、熱を発生させるためのコストはかからないものの、地熱を利用して垂直下方に深い孔を掘削しなければならず、設備コストが大きくなるという問題があった。
【0007】
本発明の課題は、積雪地域でのトンネル出入口付近等の道路におけるロードヒーティング装置にかかる総コストを安価に抑えることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明の請求項1に記載の発明は、トンネル出入口のロードヒーティング装置であって、トンネルの出入口近傍に設置されるヒートポンプと、トンネル坑内の湧水を前記ヒートポンプの蒸発器に導入するトンネル湧水導入手段と、トンネル出入口の路面下に敷設されるロードヒーティング用配管と、前記ヒートポンプの凝縮器と前記ロードヒーティング用配管内との間で不凍液を循環させる不凍液循環手段とを備えることを特徴とする。
【0009】
請求項1に記載の発明によれば、トンネルの出入口近傍に設置されるヒートポンプでトンネル坑内の湧水から熱を汲み出して不凍液に供給し、温められた不凍液がトンネル出入口の路面下に敷設されるロードヒーティング用配管を循環して路面を温めて氷雪を解かすので、電気や燃料を使用して熱を発生させる必要がなく、他の工法と比較すると電気代や燃料費等のランニングコストを安価にすることができる。またトンネル坑内の湧水を使用するので、設備コストを抑え、総コストを最小限に抑えることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態例について詳細に述べる。
図1は本発明が実施されたトンネル入り口の模式図である。地山1にトンネル2が設けられ、トンネル2の入り口近辺に本発明のロードヒーティング装置が設けられている。
【0011】
図2は本発明のロードヒーティング装置の概略図を示す。本発明のロードヒーティング装置は、年間を通してほぼ一定の温度であるトンネル坑内の湧水を使用するものであり、トンネル湧水導入手段10と、ヒートポンプ20と、不凍液循環手段30と、ロードヒーティング用配管40とから概略構成されている。
【0012】
トンネル湧水導入手段10はトンネル2坑内の湧水をヒートポンプ20の蒸発器27に導入するものであり、湧水本管11と、取水桝12と、給水管13等とからなる。
湧水本管11はトンネル2坑内から湧き出した10℃前後の湧水が流れてくる管であり、取水桝12へ湧水を供給する。
【0013】
取水桝12はトンネル2坑内の湧水を取水するために溜める桝であり、湧水本管11から湧水が供給されるとともに過剰量は排水され、適切な水位に保たれる。
取水桝12の内部には揚水ポンプ14を介してヒートポンプ20の蒸発器27へトンネル2坑内の湧水を供給する給水管13の取水口が設けられている。
【0014】
給水管13には取水桝12からトンネル2坑内の湧水を揚水する揚水ポンプ14や、ボールバルブ、電磁弁、流量計等の計器類15が設けられている。給水管13内の水は凍結しないよう安全性を充分に考慮して5℃よりも下がらないようにする(例えば流量を調節する等)。
給水管13はヒートポンプ20を構成する蒸発器27の内部を通過しており、蒸発器27の内部でトンネル坑内の湧水の熱をヒートポンプ20内の冷媒に伝達する。蒸発器27の内部で熱を冷媒に伝達した給水管13内の水は排水される。
【0015】
なお、トンネル湧水導入手段10の取水桝12にはトンネル2坑内の湧水のみならず、近隣の環境に応じて井戸水、温泉水、工業廃熱水等を供給してもよい。
【0016】
トンネル2の出入口近傍に設置されるヒートポンプ20は、トンネル2坑内の湧水から熱を汲み出して不凍液循環手段30内の不凍液を温める。
ヒートポンプ20は圧縮機21、凝縮器22、受液器23、ドライヤー24、サイトグラス25、膨張弁26、蒸発器27等が配管で環状に接続され、冷媒が封入されている。
【0017】
圧縮機21は冷媒に圧力をかけて凝縮器22に供給する。圧縮機21と凝縮器22との間の配管には圧力計等の計器が設けられる。
【0018】
凝縮器22は圧縮機21から供給された気体の冷媒を凝縮させ、生じた凝縮熱を不凍液循環手段30の内部の不凍液へ伝達する。このとき不凍液の温度は30℃前後となるようにする。不凍液の温度が低すぎると路面の氷雪を融解速度が遅く、また高すぎるとヒートポンプのエネルギー効率が悪くなる。
【0019】
受液器23は凝縮器22で不凍液に冷却された冷媒のうち液化した部分のみを蒸発器27に供給する。受液器と蒸発器27との間にはドライヤー24、サイトグラス25、膨張弁26等が設けられる。
ドライヤー24は冷媒中の水を乾燥剤等で除去するものである。
サイトグラス25は蒸発器27に供給される冷媒の配管内の流れを観察するものである。
膨張弁26は蒸発器27に供給される冷媒を減圧する働きをする。
【0020】
蒸発器27は冷媒を気化させ、蒸発器27内の給水管13から蒸発熱を吸収する。なお給水管13から熱を吸収する際に、給水管13内の水が凍結しないよう安全性を充分に考慮し、冷媒の流量を調整するなどして湧水の温度が5℃よりも下がらないようにする。
気化した冷媒は再び圧縮機21に送られ、圧力をかけられて再び凝縮器22に供給される。
【0021】
以上のようにしてヒートポンプ20は、冷媒を循環させることで蒸発器27でトンネル2坑内の湧水から吸収した熱を、凝縮器22で放出して不凍液循環手段30に伝達している。また、ヒートポンプには図示しない四方弁が設けられており、四方弁を回すことで蒸発器27と凝縮器22との役割を入れ換え、不凍液循環手段30からトンネル湧水導入手段10へ熱を移動させることもできる。
【0022】
不凍液循環手段30は、ヒートポンプ20の凝縮器22とロードヒーティング用配管40との間で不凍液を循環させるものであり、循環パイプ31と、2つのヘッダー32、32等とからなる。
【0023】
循環パイプ31はヒートポンプ20の凝縮器22の内部を通過しており、冷媒から不凍液へ熱が伝達されるようになっている。循環パイプ31の両端は2つのヘッダー32、32と連結されている。また、循環パイプ31には循環ポンプ33が設けられており、温められた不凍液をロードヒーティング用配管40に送って循環させている。また不凍液が膨張して循環パイプ31、2つのヘッダー32、32やロードヒーティング用配管40を破損しないように、不凍液の流量を計測する流量計34や不凍液の圧力を調整する膨張タンク35が設けられている。
【0024】
2つのヘッダー32、32はバルブ36、36を介して循環パイプ31とロードヒーティング用配管40の両端を接続している。
【0025】
ヒートポンプ20の各構成要素と不凍液循環手段30とは、蒸発器27と2つのヘッダー32、32とを除いて1つの筐体50にパッケージされ、風雨・降雪から保護されている。また筐体50の外部には降雨センサー60が設けられており、降雪、気温、路面地温、湿度を計測し、降雪時に自動的にロードヒーティング装置の運転を開始する。
【0026】
なお図では各ヘッダー32、32には1つのロードヒーティング用配管40しか接続されていないが、他にも複数のロードヒーティング用配管40を接続することができる。
【0027】
ロードヒーティング用配管40は架橋ポリエチレン等からなる管であり、トンネル2の出入口近辺の路面3を均一に温めるように、例えば図1に示すように路面3の舗装の下に等間隔をおいて蛇行して埋設されている。
【0028】
ロードヒーティング用配管40には凝縮器22で凝縮熱を受け取った不凍液が不凍液循環手段30を介して供給される。不凍液の熱は路面に伝達され、路面の雪や氷を解かす。ロードヒーティング用配管40内で冷却された不凍液は不凍液循環手段30に戻り、凝縮器22で再び温められる。
以上のようにして、トンネル2坑内の湧水の熱がヒートポンプを介して不凍液へ伝達され、路面を温めて雪や氷を解かす。
【0029】
このように、本発明のロードヒーティング装置では電気や燃料を用いて熱を発生させず、トンネル坑内の湧水の熱をヒートポンプで汲み上げて利用するので、ランニングコストを低く抑えることができる。またトンネル坑内の湧水を利用するので、設備コストを最小限とすることができる。
【0030】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、トンネルの出入口近傍に設置されるヒートポンプでトンネル坑内の湧水から熱を汲み出して不凍液に供給し、温められた不凍液がトンネル出入口の路面下に敷設されるロードヒーティング用配管を循環して路面を温めて氷雪を解かすので、電気や燃料を使用して熱を発生させる必要がなく、他の工法と比較すると電気代や燃料費等のランニングコストを安価にすることができる。またトンネル坑内の湧水を使用するので、設備コストを抑え、総コストを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が実施されるトンネル入り口の模式図である。
【図2】本発明の実施の形態例を示す図である。
【符号の説明】
1 地山
2 トンネル
3 路面
4 保護コンクリート
10 トンネル湧水導入手段
11 湧水本管
12 取水桝
13 給水管
14 揚水ポンプ
15 計器類
20 ヒートポンプパッケージ
21 圧縮機
22 凝縮器
23 受液器
24 ドライヤー
25 サイトグラス
26 膨張弁
27 蒸発器
30 不凍液循環手段
31 循環パイプ
32 ヘッダー
33 循環ポンプ
34 流量計
35 膨張タンク
36 バルブ
40 ロードヒーティング用配管
50 筐体
60 降雪センサー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a road heating device using spring water in a tunnel pit on a road or the like near a tunnel entrance.
[0002]
[Prior art]
On a road in a cold region in winter, an accident is likely to occur during snowfall or when the road surface freezes. Therefore, a road heating device that heats the road surface is installed as a means for preventing freezing and melting the snow. Road heating devices include a method of heating a road surface with a heating wire and a method of heating a road surface using heat generated by a boiler.
[0003]
There is also a method of heating a road surface by circulating an antifreeze liquid sealed in an endless pipe using geothermal heat (for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-7-190503
[Problems to be solved by the invention]
However, the method of heating a road surface using a heating wire or heat generated by a boiler has a problem in that running costs such as electricity costs and fuel costs are required.
[0006]
In addition, in the method of heating the road surface using geothermal energy, although there is no cost for generating heat, a deep hole must be excavated vertically downward using geothermal energy, which increases equipment costs. was there.
[0007]
It is an object of the present invention to reduce the total cost of a road heating device on a road near a tunnel entrance or the like in a snowy area.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an invention according to
[0009]
According to the first aspect of the present invention, the heat pump installed near the entrance of the tunnel pumps out heat from the spring water in the tunnel and supplies it to the antifreeze, and the warmed antifreeze is laid under the road surface of the tunnel entrance. Since the road heating pipes are circulated to heat the road surface and melt the ice and snow, there is no need to generate heat using electricity or fuel, and running costs such as electricity and fuel costs are reduced compared to other construction methods. It can be cheap. In addition, since the spring water in the tunnel pit is used, the equipment cost can be reduced and the total cost can be minimized.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a schematic view of a tunnel entrance in which the present invention is implemented. A
[0011]
FIG. 2 shows a schematic view of the road heating device of the present invention. The load heating apparatus of the present invention uses spring water in a tunnel pit which has a substantially constant temperature throughout the year. The tunnel spring water introduction means 10,
[0012]
The tunnel spring water introduction means 10 is for introducing the spring water in the two tunnels into the
The spring main pipe 11 is a pipe through which spring water of about 10 ° C. flowing from the inside of the two tunnels flows, and supplies the spring water to the
[0013]
The
An intake port of a
[0014]
The
The
[0015]
The
[0016]
The
In the
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The
The drier 24 removes water in the refrigerant with a desiccant or the like.
The
The
[0020]
The
The vaporized refrigerant is sent to the
[0021]
As described above, the
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The two
[0025]
The components of the
[0026]
Although only one
[0027]
The
[0028]
The antifreeze liquid that has received the heat of condensation in the
As described above, the heat of the spring water in the two tunnels is transferred to the antifreeze via the heat pump, and the road surface is warmed to melt snow and ice.
[0029]
As described above, in the road heating apparatus of the present invention, heat is not generated by using electricity or fuel, and the heat of the spring water in the tunnel is pumped up by the heat pump and used, so that the running cost can be reduced. Also, since the spring water in the tunnel mine is used, the equipment cost can be minimized.
[0030]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the heat pump installed near the entrance of the tunnel pumps out heat from the spring water in the tunnel and supplies it to the antifreeze, and the warmed antifreeze is laid under the road surface of the tunnel entrance. Since the road heating pipes are circulated to heat the road surface and melt the ice and snow, there is no need to generate heat using electricity or fuel, and running costs such as electricity and fuel costs are reduced compared to other construction methods. It can be cheap. In addition, since the spring water in the tunnel pit is used, the equipment cost can be reduced and the total cost can be minimized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a tunnel entrance where the present invention is implemented.
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
トンネル坑内の湧水を前記ヒートポンプの蒸発器に導入するトンネル湧水導入手段と、
トンネル出入口の路面下に敷設されるロードヒーティング用配管と、
前記ヒートポンプの凝縮器と前記ロードヒーティング用配管内との間で不凍液を循環させる不凍液循環手段とを備えることを特徴とするトンネル出入口のロードヒーティング装置。A heat pump installed near the entrance of the tunnel,
Tunnel spring water introduction means for introducing spring water in a tunnel mine into the evaporator of the heat pump,
A pipe for road heating laid under the road surface of the tunnel entrance,
An antifreeze circulating means for circulating antifreeze between a condenser of the heat pump and the inside of the load heating pipe, and a load heating device at a tunnel entrance and exit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003048695A JP2004257105A (en) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | Road heating apparatus for tunnel entrance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003048695A JP2004257105A (en) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | Road heating apparatus for tunnel entrance |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2004257105A true JP2004257105A (en) | 2004-09-16 |
Family
ID=33114588
Family Applications (1)
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JP2003048695A Pending JP2004257105A (en) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | Road heating apparatus for tunnel entrance |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004257105A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2003
- 2003-02-26 JP JP2003048695A patent/JP2004257105A/en active Pending
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