JP2005061071A

JP2005061071A - 融雪装置

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Publication number: JP2005061071A
Application number: JP2003292664A
Authority: JP
Inventors: Akira Kumagai; 明熊谷; Tetsuya Sato; 徹哉佐藤
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2003-08-12
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2023-08-12
Also published as: JP4124354B2

Abstract

【課題】燃焼バーナを熱源とする給湯装置を備えた給湯ユニットを融雪装置に用いると、設置される環境が極寒であるため、排気Ｓ中の水分がすぐに凝縮し水滴になる。その水滴が前板２Ｆに付着すると前板２Ｆの表面に氷が堆積する。この氷を形成する水分は強い酸性を示すので前板２Ｆが腐食するという不具合が生じる。特に熱交換器の次段に潜熱回収熱交換器を備えていると排気Ｓの温度が低くなるため、氷が堆積しやすくなる。
【解決手段】排気口の筒部８１の先端を前板２Ｆよりも距離Ｔだけ突出するように設定した。なお、この突き出し量Ｔは１０ｍｍ程度が望ましい。
【選択図】図６

Description

本発明は、冬季に駐車場や路上の積雪を融解する融雪装置に関する。

このような従来の融雪装置としては、ガスバーナを熱源とする給湯装置を内蔵すると共に、融雪対象範囲内に埋設されたパイプにこの給湯装置で加熱された温水を循環させる循環水管と、ガスバーナにガスを供給するガス管とが配管された給湯ユニットを備えたものが知られている。そして、別途設置した降雪センサが降雪開始を検知すると、給湯ユニットに内蔵されている制御盤内の制御装置が降雪開始と判断して、自動的に給湯装置で加熱した温水を埋設したパイプに循環させ融雪対象範囲の土壌を暖める。そして道路を暖めたことによって冷却された温水をふたたび給湯装置で加熱してパイプに送り出している（特許文献１参照）。
実用新案登録第２５７７７３６号公報（図１）

上記従来の融雪装置では、熱源にバーナを使用しているので、排気ガスを給湯ユニット外に排気する必要がある。そのため、給湯ユニットの外壁面に排気口を設け、その排気口から燃焼ガスを排気している。

この種の融雪装置が設置される場所は積雪量が多く、外気温がきわめて低い場合が多い。そのため排気口から排気された燃焼ガスは直ちに冷やされ、燃焼ガス中の水蒸気は凝縮して水分となる。さらにその水分は短時間に氷になる。特に、熱交換器の次段に潜熱回収熱交換器が設けられていると、排気温度が低いので、排気口から排気されてから凝縮して水が生じるまでの時間が短くなる。

この水が氷になる前に給湯ユニット外壁面に付着すると、給湯ユニットの外壁面で付着した水が氷になり、その氷は成長し続ける。燃焼ガス中には、燃焼により生じた窒素酸化物が含まれている。またガスバーナを熱源に用いている場合には燃料であるガス中に硫黄を含む臭気物質が添加されているため、燃焼ガス中に亜硫酸ガスが含まれる。

これら窒素酸化物や亜硫酸ガスが水溶すると、その水溶液は強い酸性を示す。その強い酸性を含んだ水が給湯ユニットの外壁面に氷着すると、水分の昇華や蒸発によりさらに濃縮され、給湯ユニットの外壁面を腐食させるという問題が生じる。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、給湯ユニットの外壁面に排気ガス中の水分が氷着しない融雪装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明による融雪装置は、バーナを熱源とする給湯装置を内蔵すると共に、融雪対象範囲内に埋設されたパイプにこの給湯装置で加熱された温水を循環させる循環水管が配管された給湯ユニットを備えた融雪装置において、上記バーナからの燃焼ガスを排気する排気口を、この排気口の先端が給湯ユニットの外壁面から１０ｍｍ以上突出するように形成したことを特徴とする。

排気口の先端が給湯ユニットの外壁面から１０ｍｍ以上突出していると、排気口の先端から排気された排気ガス中の水蒸気が凝縮して水になっても、給湯ユニットの外壁面にその水が付着する前に氷になるため外壁面にはその氷は付着しない。そのため、外壁面に氷が堆積することがない。

また、上記課題を解決するために本発明による他の融雪装置は、バーナを熱源とする給湯装置を内蔵すると共に、融雪対象範囲内に埋設されたパイプにこの給湯装置で加熱された温水を循環させる循環水管が配管された給湯ユニットを備えた融雪装置において、上記バーナの燃焼ガスから顕熱を循環水へ伝達する熱交換器の次段に、燃焼ガス中の水蒸気から潜熱を循環水へ伝達させる潜熱回収熱交換器を備え、この潜熱回収熱交換器を通過した排気ガスを排気する排気口の先端の位置が、排気中の水分が給湯ユニットの外周壁に氷着しない位置になるように、この外周壁から突出させて設けたことを特長とする。

特に潜熱回収熱交換器を備えている場合には燃焼ガスの排気時の温度が低い。そのため排気口の先端付近ですぐに水蒸気が水に凝縮し、排気口の周囲に付着しやすい。そのため、このように給湯装置が潜熱回収熱交換器を備えている場合には、特に排気口の先端の位置について注意する必要がある。

なお、上記２つの発明によれば、給湯ユニットの外壁面に氷が堆積することを防止できるものの排気ダクトを形成するダクト部材に氷が堆積することは防止できない。このダクト部材は燃焼ガスで暖められ氷は堆積しにくいものの、腐食するおそれが生じる。そこで、上記排気口を形成するダクト部材は給湯ユニットに着脱自在にすれば、腐食しても容易に交換することができる。

なお、上記バーナの燃料は気体液体を問わないが、ガスを燃料とする場合には上述のように臭気物質が添加されているので、凝縮した水に亜硫酸や硫酸が溶解するおそれが高く、そのため氷が堆積すると特に堆積部分の腐食が進行しやすい。したがって、上記発明はバーナがガスバーナである場合に特に有効である。

以上の説明から明らかなように、本発明は、極寒の環境下で使用される融雪装置で熱源をバーナとする場合であっても、排気中に含まれる水分が給湯ユニットの外壁面に氷着し堆積しないので、排気口周辺の外壁面が腐食することを防止することができる。

図１を参照して、１は本発明による融雪装置である。この融雪装置１は給湯ユニットであるメインユニット２と、同じく給湯ユニットであるサブユニット３とを有している。本形態では１台のメインユニット２に２台のサブユニット３を横方向に１列に並べて連結し使用している。但し、融雪対象範囲の広さに応じて適宜サブユニット３の台数を増減する。

これらメインユニット２と２台のサブユニット３は壁面Ｗに接して設けられた基礎Ｂ上に設置される。この基礎Ｂは融雪対象範囲の近傍に形成されており、融雪対象範囲には比較的柔軟な樹脂製のパイプ１１が埋設されている。このパイプ１１は循環水管である往水管４１と復水管４２とに接続されている。

パイプ１１内には循環水が充填されており、往水管４１を介してメインユニット２から吐出される温水がパイプ１１内を循環して復水管４２からメインユニット２へと戻される。そして復水管４２を通って戻ってきた循環水をメインユニット２及びサブユニット３で加熱して、ふたたび往水管４１からパイプ１１へと循環させる。

パイプ１１の近傍には温度センサ１４が埋設されており、パイプ１１内の暖かい循環水で暖められた土壌の温度を測定し、メインユニット２内の制御装置に検知信号を入力するように構成されている。ところで、１２は室内に設置されたリモコンであり、融雪装置１の作動を室内で制御できるようにしている。また降雪センサ１３が設けられており、この降雪センサ１３が降雪開始を検知すると自動的にパイプ１１に温水を循環させる。なお、メインユニット２及びサブユニット３の熱源はガスバーナであり、ガスの燃焼により生じたドレンはメインユニット２に集められ、排水管２０を介して浸透枡２０ａに排出される。

図２を参照して、メインユニット２及びサブユニット３には各々給湯装置２１，３１が内蔵されている。そして、メインユニット２の図において向かって左側面に向けられた開口２２及びサブユニット３の両側面に設けられた開口３２，３３を通して往水管４１，復水管４２，ガス管５が、メインユニット２から図において左端のサブユニット３まで連通されるように、各ユニットの接合部分で連結した。なお、図３を参照して、サブユニット３の図において向かって右側の側面には開口３２を囲う環状のパッキンＰを予め貼着しておいた。また、連結前のメインユニット２の向かって左側面には開口２２を閉塞する閉塞板３０を取り付け、他のサブユニット３を連結する際にこの閉塞板３０を外し、連結されるサブユニットの向かって左側面に取り付け、この左側面の開口３３を新たに閉塞するようにした。

ところで、サブユニット３の後面には燃焼用の空気を取り入れる吸気口が設けられているが、メインユニット２の図において右側面２３に設けられた吸気口２４から吸引された燃焼用の空気はメインユニット２の給湯装置２１に供給されるばかりか、開口２２，３２，３３を通ってすべてのサブユニット３の給湯装置３１に供給される。なお、２Ｐは温水を循環させるための循環ポンプである。

図３を参照して、サブユニット３の図において右側面３４には上述のようにパッキンＰが貼着されている。このパッキンＰはウレタンフォーム等の発泡性の樹脂で形成されており、非圧縮状体では１０ｍｍの厚みになるように成形されている。そして、このパッキンＰの上下に、右側面３４から６ｍｍ突出した距離規制手段である突座３５を形成した。

この突座の中心部分には連結ボルト１６が挿通される穴３５ａが形成されており、連結ボルト１６でメインユニット２やサブユニット３に他のサブユニット３を連結すると、パッキンＰは６ｍｍの厚みになるまで圧縮され、それ以上圧縮されることはない。

また、本形態では連結ボルト１６として８ｍｍねじ（Ｍ８）を用い、突座３５には直径９ｍｍの穴３５ａを形成した。また、メインユニットの左側面２５にも連結ボルト１６が挿通される直径９ｍｍの穴２５ａを設けた。したがって、連結ボルト１６によって相互に連結されるメインユニット２とサブユニット３は、前後及び上下方向に０．５ｍｍ以内の位置精度で位置決めされる。本形態では連結ボルト１６と突座３５の穴３５ａ及び左側面２５の穴２５ａとで位置決め手段を構成した。なお、サブユニット３の左側面３６にも同様に穴３６ａを設けており、２台のサブユニット３を連結する際にも同様の位置決めをすることができる。

そしてこのように連結ボルト１６によってメインユニット２及びサブユニット３が相互に連結されると、両ユニット２，３の底部に取り付けてあるアジャスタボルト１５を調節して各アジャスタボルト１５を基礎Ｂに当接させる。そして、図示しないが基礎Ｂにアンカーボルトを埋設して押さえ金具によってアジャスタボルト１５を基礎Ｂに固定する。

このようにユニット２，３が相互に連結されると、次に往水管４１，復水管４２，ガス管５の連結を行う。各配管の連結は同様にして行うので、ガス管５の連結を例にして図３を用いて連結作業を説明する。サブユニット３に予め内蔵されているガス管５の上流側端部には連結金具５１がロー付けされ、下流側端部及びメインユニット２のガス管５の下流側端部には他の連結金具５４がロー付けされている。

上流側の連結金具５１には２本のＯリング５３が取り付けられており、更にこれら２本のＯリングを覆いながらスライドするスリーブ５２が取り付けられている。また下流側の連結金具５４にも同様に２本のＯリング５６が取り付けられており、スリーブ５２をスライドさせて、対向する下流側の連結金具５４のＯリング５６を図示のようにスリーブ５２で覆えば、ガス管５が連結される。但し、そのままではスリーブ５２が後退することによって連結が解除されるので、スリーブ５２の先端部分に取り付けたねじ５２ａを下流側の連結金具５４に形成した全周にわたる溝５５に挿入し、スリーブ５２が後退しないようにした。なお、５０は金属製のエンドキャップである。

給湯装置２１，３１は同じ構造をしている。給湯装置２１を例に説明すると、図４に示すように、給湯装置２１内には内部にガスバーナを備えたバーナ部６が設けられている。このバーナ部６には燃焼用空気を強制的にバーナ部６内に送り込む送風ファン６１が設けられている。また、ガス管５からの分岐管５ａがこのバーナ部６に接続されている。そのため、分岐管５ａから供給されるガスと送風ファンから供給される燃焼用空気とがバーナ部６内で混合され、バーナの炎孔から下向きに噴出される。

バーナ部６の下方には熱交換器６２が設けられている。この熱交換器６２では往水管４１からの分岐管４１ａを介して供給される冷水に、熱交換器６２内の高温の燃焼ガスから熱の伝達を受け、温水にした状態で復水管４２に連結されている分岐管４２ａに送り出すものである。

この熱交換器６２のさらに下部には潜熱回収熱交換器６３が接続されている。上記熱交換器６２では燃焼ガスの顕熱を循環水に伝達するが、熱交換器６２を通過した燃焼ガスの温度は１００℃以上である。そこで、燃焼ガスが潜熱回収熱交換器６３を通過する際に分岐管４１ａの冷水を予熱するようにした。このとき、燃焼ガスの温度は露点（約６０℃）まで下がり、燃焼ガス中に含まれている水蒸気を凝縮して水に戻すことにより水蒸気の潜熱を分岐管４１ａからの冷水に伝達するようにした。

凝縮した水はドレン受け６４で受けられ、上述のように、排水管２０を介して浸透枡２０ａに排出される。また、温度が約６０℃に低下した燃焼ガスは排気口を形成するダクト８を通ってメインユニット２の外部へと排出される。

６０は燃焼胴であり、図５及び図６に示すように、この燃焼胴６０に固定される排気口基部７にダクト８を重ねた状態で、このダクト８を排気口基部７と共に燃焼胴６０にねじ止めした。したがって、排気口基部７とダクト８を燃焼胴６０に固定しているねじを外せばダクト８を自由に着脱することができ、そのため必要に応じてダクト８を交換することができる。

排気口基部７には前方に開口する筒部７１が形成されており、先端は折り返されているが、ドレンが排出されるように排水口７２が設けられている。また、ダクト８には同様に筒部８１が設けられており、この筒部８１を上記筒部７１に被せた状態で燃焼胴６０にねじ止めしている。なお、筒部８１の先端開口を上下に二分する橋部８２を設けた。この橋部８２はダクト８内に小鳥が侵入することを防止するためのものである。

図６に示すように、排気口基部７及びダクト８を燃焼胴６０に取り付けたあと、環状のシール２Ｐを１本取り付け、給湯装置２１の前蓋２１Ｆを取り付ける。さらにその後シール２Ｐを取り付けたあとメインユニット２の前板２Ｆを取り付けるようにした。

この前板２Ｆを取り付けた状態で、ダクト８の筒部８１の先端が前板２Ｆから所定の距離Ｔだけ突出するようにセットした。筒部８１からは低温の燃焼ガスが排気されるが、その燃焼ガスＳは極低温の外気に触れると、含入する水蒸気成分がすぐに凝縮して水滴となり、さらに氷になる。

ダクト８の筒部８１の突き出し量Ｔが１０ｍｍ以上であると、燃焼ガスＳ中の水分が凝縮して水となっても、前板２Ｆに到達する前にさらに氷になり、前板２Ｆにその氷が付着しない。なお、筒部８１自体は燃焼ガスＳによって暖められているので、筒部８１内で生じたドレンは筒部８１内で凍り付くことはなく、水滴Ｄとなって落下する。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。例えば、給湯装置２１，３１の熱源としてガスバーナを用いたが、灯油などの液体燃料を燃焼させる石油バーナを熱源として用いてもよい。

本発明の一実施の形態の構成を示す図各ユニットの連結状態を示す図ユニット間での配管の状態を示す図給湯装置の内部構造を示す図ダクトの形状を示す斜視図ダクトと前板との関係を示す図

符号の説明

１融雪装置
２メインユニット
２Ｆ前板
３サブユニット
５ガス管
６バーナ部
７排気口基部
８ダクト
２１給湯装置
２１Ｆ前蓋
４１往水管
４２復水管
６０燃焼胴
６１送風ファン
６２熱交換器
６３潜熱回収熱交換器

Claims

バーナを熱源とする給湯装置を内蔵すると共に、融雪対象範囲内に埋設されたパイプにこの給湯装置で加熱された温水を循環させる循環水管が配管された給湯ユニットを備えた融雪装置において、上記バーナからの燃焼ガスを排気する排気口を、この排気口の先端が給湯ユニットの外壁面から１０ｍｍ以上突出するように形成したことを特徴とする融雪装置。
バーナを熱源とする給湯装置を内蔵すると共に、融雪対象範囲内に埋設されたパイプにこの給湯装置で加熱された温水を循環させる循環水管が配管された給湯ユニットを備えた融雪装置において、上記バーナの燃焼ガスから顕熱を循環水へ伝達する熱交換器の次段に、燃焼ガス中の水蒸気から潜熱を循環水へ伝達させる潜熱回収熱交換器を備え、この潜熱回収熱交換器を通過した排気ガスを排気する排気口の先端の位置が、排気中の水分が給湯ユニットの外周壁に氷着しない位置になるように、この外周壁から突出させて設けたことを特長とする融雪装置。
上記排気口を形成するダクト部材は給湯ユニットに着脱自在に設けられていることを特長とする請求項１または請求項２に記載の融雪装置。
上記バーナはガスバーナであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の融雪装置。