JP2005036622A - 温風融雪装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の融雪装置における、大面積或いは大雪に対応することが困難であり、融雪に時間が要かり、降雪センサーの作動後に路面温度の上昇までの時間が長く、熱損失が大きい、等の問題を解決する廃熱を利用する融雪装置を提供することである。
【解決手段】 地中に埋設する筒状構造体の周壁に空気の流通路となる対流孔を多数設けて、該筒状構造体の両端部を土止板で覆い、温風と熱を失い冷温となった空気を強制的に給排気するもので、筒状構造体の外周部に粒状石を敷き詰め、その上方に融雪路面を配置する、蓄熱式温風融雪装置として課題を解決している。
【選択図】 図 １

Description

本発明は、温風を利用する道路等における融雪装置の構造に関するものである。

積雪寒冷地にあっては、冬期間における道路等の地面上の圧雪あるいは路面凍結による事故等の防止のために様々な方法及び装置に拠り、その対策が講じられている。
路面を直接暖めるものとして、地中に埋設する電熱線を使用する電気式ロードヒーティング、パイプに温水を流して融雪する温水式ロードヒーティングあるいはパイプの中に蒸気を通して路面を暖める蒸気式ヒーティング等が実施されている。また、ヒートパイプ等の利用も試みられている。
他に、温風融雪槽と言われるものが実用に供されているが、これは、温風が吹き出す槽の中に、人力あるいは機械に依り雪を投入して融雪するもので除雪が主な目的であり、温風により直接路面上の雪を溶かすものでは無い。
路面を形成する表層部の土壌より密度の低い土壌の二層間に温風空間を設け、この中に小孔を施す温風パイプをめぐらして上層部を暖めて直接路面上の雪を溶かす方法も提案されているが実用には至っていないものである。
亦、地中に埋設して周囲の地熱を温風空間内に導き入れ、上面近傍に路面がくる位置に配置するコンクリート温風融雪槽も提案されているが、これも実用に至っていない。

上述の従来技術においては、比較的小規模の融雪には適するものの処理面積が大きい場合には対応ができない方法或いは装置であり、また大規模の融雪に対応する電熱式ヒーティング等の融雪装置にあっては、電力、ガス或いは石油等の燃料消費量が大きくなり、時間当たりの降雪量が多くなると対応が困難となるともに、自動運転に依る路面温度の立ち上がりが遅くなり融雪までの時間が要る或いは効率が良くない等の問題を抱えている。
又、車両の通行による埋設管或いはホース或いは電熱線等の破損の問題もあり維持管理にコストがかかるので、結局のところ高コストの運用を余儀なくされているのが現状であり、更に廃熱の利用が困難である等のことから、温風の蓄熱利用が望まれることになる。
特開昭５９−１８５２０３ 実開昭６２−１８１６２６ 特開２００１−２７９６３０

上記問題点を解決し、極めて広い面積での融雪を、ランニングコストの要からない装置として温風による蓄熱利用を考慮する融雪装置を実用化することが課題となる。

本発明は、基本的には、送風用ファンに拠り温風供給パイプから供給される温風を一度ヘッダー管に蓄熱し、そこから、地下に埋設する筒状構造体に供給するとともに、筒状構造体の周壁に開口する温風流出孔から該筒状構造体の周囲に配置する粒状石及びその間隙空間に放出させて熱伝し対流しつつ蓄放熱して地表面の融雪を行うもので、該筒状構造体内で対流する冷温空気を排気パイプから強制的に外部に排出させ高効率化を図る融雪装置として課題を解決している。

本発明は課題を十分に解決する、以下に示す特有の効果を有するものである。
即ち、廃熱を利用するだけでも路面の融雪を可能とし、温風を造り出すために石油等の燃料を用いてもその消費量が少なく、地面に作用する車両等に依る加重にフリーであり、廃熱を常時供給しておく事が可能となり、蓄熱作用を十分に活用でき、極めてランニングコストの要しない経済的効果が高いものとなり且つ利用面積を大きく採れる等の固有の効果である。

容易に利用が可能であるコルゲート管に拠り筒状構造体を形成し、周壁に開口する多数の小孔の中、最上部に位置する小孔を管の長手方向の中心線に沿って配置するとともに、ファンを具備して強制的に給吸気するパイプを筒状構造体内に設け、用途により粒状石を適宜選択して筒状構造体の周囲に被せて成る装置としている。

図１は、本発明における一実施例を示す横断面図であり図２は同実施例における縦断面図である。
地中に埋設され多数の対流孔９により構成する開口部を周壁に穿つ半円筒状のコルゲート管１０の両端を土止板８で遮蔽して筒状構造体とし、送風用ファン３を具備する温風パイプ４をヘッダー管７に接続し、このヘッダー管７から給温パイプ１９を延長して土止板８に貫通させコルゲート管１０内の上方に開口端部１３が位置するように配備し、コルゲート管１０の下方から冷温パイプ６を土止板８に通し排気用ファン５を介して地上まで延長して設け、コルゲート管１０及び土止板８の外周部を粒状石２で覆い、粒状石２の上方に融雪路面１を設けるものである。
対流孔９は、コルゲート管１０の波形に合わせて一つの波形の谷部或いは山部に１０乃至２０ｃｍ程度の孔を波形と平行に貫通させて設けられているが形状、大きさはこれに限るものでは無く、亦、設置時において、コルゲート管１０の長手方向における最上方中心線に沿うように配列されるのが最適である。
土止板８は、コルゲート管１０の端部からの土壌の侵入を防ぐためのものであり形状等は自由に選定できるものである。

送風用ファン３から送出される温風１２は一度ヘッダー管７に溜まり、そこから給温パイプ１３を通り筒状構造体であるコルゲート管１０内の開口端部１３から流入し、コルゲート管１０内の上方を伝いながら移動し管内を満たしながら対流孔９から粒状石２の隙間１５を、粒状石２を暖めながら上昇し、路面１の下方部に溜まり温風の有する熱Ｈは路面１に伝わり融雪することになる。路面１に吸収されて熱Ｈを失い温度の下がった温風１２は冷気１６となって下降し、絶え間なく供給され、上昇する温風１２と対流しつつコルゲート管１０の対流孔９から中に入り、コルゲート管１０に設ける冷温パイプ６の吸入口１４から排気用ファン５により強制的に外気に放出されることになる。本実施例にあっては、粒状石２自体が蓄熱体となるとともにコルゲート管１０も蓄熱の役割を果たしていることになる。

図３に、本実施例の融雪装置を複数個並設して、大面積の融雪に供する場合の使用状態を示すが、図示のように実施することで極めて広範囲の融雪が可能となる。温風パイプ４から供給される温風１２は一旦ヘッダー管７に収まり、そこから筒状構造体としての各コルゲート管１０に給温パイプ１９を通じて均等に配給され、コルゲート管１０上層の路面融雪が同一条件で行われることになる。
この実施例にあっては、コルトゲート管１０と同一のコルゲート管をヘッダー管７として互いに交差させて実施することも可能であり、また、交差するコルゲート管の中に別体のヘッダー管７を配置することも可能である。

図４は、他の筒状構造体の実施例を示す部分分解斜視図であり、円筒形のコルゲート管１０をパイプ状そのものとして用いる場合の例である。コルゲート管１０の周壁全体に亘り対流孔９を設けるものであり、両端部を土止板８で遮蔽し、土止板８に貫通する給温パイプｌ９及び冷温パイプ６の開口端部１３と冷気の吸入口１４がコルゲート管１０内に位置するように構成することは前記実施例と同様である。
コルゲート管１０に設ける対流孔９を全周壁に穿つことにより、半円筒状のコルゲート管１０の場合と同様の地中環境内での使用を可能とするものである。
この実施例における円筒状コルゲート管１０の筒状構造体を使用すると、管内空間の高低差が前記実施例のものより大きく採れ対流を良好にすることが出来る他に、融雪面積が大きくなることに合わせて管径を選び対流孔９の加工だけで用いることが出来る利点がある。

図５及び図６は、更に他の実施例における筒状構造体の単体を示す部分外観図である。
図５は、コルゲート管を筒状構造体とするものではなく、半割の輪状の枠体２０を並べて、その周囲にエキスパンドメタル１７を網目状板として覆い開口部を有する筒状構造体とするものであり、図６は、角筒を形成するために、角枠体２１によって骨組みし、その周囲にエキスパンドメタル１７を施して筒状構造体を構成するものである。
本実施例においては、網目状板としてエキスパンドメタル１７を用いた例を示したが、網目状板としてエキスパンドメタルに限るものではなく、例えば、対流孔として多数の小穴を穿つ強化プラスティック等の薄い板を用いることも出来、要するに必要な強度を有する素材であれば実施可能である。

上記図示の実施例においては、筒状構造体１０の両端面を遮蔽する土止板８に貫通させる給温パイプ１９と冷温パイプ６に拠り、筒状構造体１０内での空気の移動を強制的に行う装置を示したが、図は省略するが、この給温パイプ１９及び冷温パイプ６の筒状構造体１０内への導入敷設は、土止板８に貫通させる以外に、効率の問題を抜きに且つ敷設等における多少の手間が要ることを容認して、筒状構造体１０の側壁に貫通させて設けること或いは地中を通して筒状構造体１０の底部から導設して成る装置としても目的を果たすことが出来、実施可能である。

本発明における熱源として、一般の家庭や工場或いは病院等の施設で捨てられる廃熱を利用して、冬期間に常時温風１２を造り出し供給することで極めて高効率の融雪装置として実現できるが、状況によりバーナーで加熱された空気を供給することも必要となる場合があり、この時には廃熱との併用により燃料消費量の少ない小型のバーナーでも融雪に必要な十分な熱量を供給することが出来る。必要熱量以上の温風１２を送っても、筒状構造体１０内及び粒状石２とその間隙１５の温度が平衡して余剰の未消費温風が冷温パイプ６に吸引され外気に放出されてしまうので大型のバーナーを使用する必要はないものとなる。粒状石２を設けることで温風１２の有する当初の熱量が蓄熱され、供給を止めた後にも相当時間、放熱を続け得るものとなる。

本発明における粒状石２は、各粒状石２間に適当な隙間が採れることが必要条件であり、粒子が小さすぎると間隙も小さくなって空気の流通が悪く対流が生じ難く、粒子が大きすぎると温風の熱が速やかに路面に吸収されて粒状石２の蓄熱効果が無くなる。おおよその目安としては通常の砕石、砂利或いは砂等が適当である。

廃熱を利用して温風を造り出し、熱放出後の冷風を外気に開放する一種の熱交換器でもあり、地表面に堆積する雪を溶かす以外に、施設内における多少の熱を必要とする、例えば植物、食物栽培用ハウス等への転用が考えられる。

本発明の一実施例を示す横断面図である。（実施例１） 図１における縦断面図である。 図１に示す実施例の一使用状態図である。 他の実施例を示す部分分解斜視図である。（実施例２） 他の実施例を示す部分外観図である。（実施例３） 更に他の実施例を示す部分外観図である。（実施例３）

符号の説明

１ 路面
２ 粒状石
３ 送風用ファン
４ 温風パイプ
５ 排気用ファン
６ 冷温パイプ
７ ヘッダー管
８ 土止板
９ 対流孔
１０ 筒状構造体
１１ 土壌
１２ 温風
１３ 開口端部
１４ 吸入口
１５ 間隙
１６ 冷気
１７ エキスパンドメタル
１８ 間隙
１９ 給温パイプ
２０ 輪状枠体
２１ 角枠体

Claims (5)

1. 周囲に開口部を形成する筒状構造体の両端面を土止板で遮蔽して対流空間部を形成し、送風用ファンを具備する温風パイプとヘッダー管を介して接続する給温パイプと、排気用ファンを具備する冷温パイプを前記筒状構造体内の対流空間部に挿入して設け、前記筒状構造体の外周囲を粒状石で覆って成る温風融雪装置。
2. 前記給温パイプと前記冷温パイプを筒状構造体の両端面を覆う土止板の上下に貫通して成る請求項１記載の温風融雪装置。
3. 前記筒状構造体を、周壁部に多数の小孔を施すコルゲート管で構成する請求項１及び請求項２記載の温風融雪装置。
4. 筒状構造体の外周に網目状板を施して開口部を構成する請求項１及び請求項２記載の温風融雪装置。
5. 筒状構造体の最上部に位置する開口部を、前記筒状構造体の長手方向の中心線上に並ぶように配置する請求項１、請求項２及び請求項３記載の温風融雪装置。

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