JP2006169936A - Sprinkling snow melting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少量の高温水で融雪を行なう散水融雪方法に関する。 The present invention relates to a sprinkling snow melting method for melting snow with a small amount of high-temperature water.
地下水を散水して屋根や路面の雪を溶かす方式は汎用されてきた融雪方法である。水量が足らなければ井戸を新設しなければならない。必要な水量を確保できなければ散水のできる屋根面積は制限されることになる。こうした温水の不足は降雪が続けばやがて積雪に発展し、人力による雪下ろしを必要とするようになる。民生用の屋根融雪において、屋根面積が大きければ雪下ろしに伴なう人件費は膨大であるので、これを回避するため深井戸を設けて水量を確保しこれに対応してきたが、それでも井戸の新設には制限がある。 A method of melting snow on roofs and road surfaces by spraying groundwater is a snow melting method that has been widely used. If there is not enough water, a new well must be established. If the necessary amount of water cannot be secured, the roof area where water can be sprayed will be limited. This shortage of hot water will eventually develop into snow if it continues to snow, and will require manual snow removal. In the case of snow melting for civilian roofs, if the roof area is large, the labor cost associated with snow removal is enormous, so to avoid this, we have established a deep well to secure the amount of water and respond to this. There are limitations.
対応策として、ボイラーを設置し屋根からの戻り水や河川水を暖めて利用する方法がある。この方式の基本は、不足する熱量を補える能力のボイラーを設置する一方、排水を再利用するか河川水を導入するかして水量を確保し、散水手段から一斉に低温水の散水を行なうことで対応しようとするものである。
しかしながら、この従来の方法では、大量の水を地下水程度の温度まで昇温させる方式のため、単位面積あたりの熱の投入量が少なく雪の溶けが遅い。その結果、降雪時の散水だけでは雪は溶けきらず雪が降り止んだ後も散水しなくてはならず燃費の嵩む欠点がある。
However, in this conventional method, since a large amount of water is heated to a temperature about the level of groundwater, the amount of heat input per unit area is small and the melting of snow is slow. As a result, there is a disadvantage that fuel consumption is high because water cannot be melted only by watering at the time of snowfall and water must be sprayed after the snow stops.
解決しようとする問題点は、予定される融雪屋根の規模に対し確保できる温水の量が少ないと融雪に支障をきたし、補助熱源で対応するにしても高額の燃費を覚悟しなければならない点である。 The problem to be solved is that if the amount of hot water that can be secured for the planned size of the snowmelt roof is small, it will interfere with snowmelt, and even if it is supported by an auxiliary heat source, it is necessary to prepare for high fuel efficiency. is there.
本発明は、屋根面と路面を小分けしてこれに対応できる給湯ボイラーの規模で高温散水を行ない、短時間に小面積の融雪面に大量の熱を投入し、散水箇所を下流側から上流側に移動させて広い融雪面をカバーすることを主要な特徴としている。 The present invention performs hot water sprinkling on the scale of a hot water boiler that can divide the roof surface and the road surface into small parts, throws a large amount of heat into a small area of the snow melting surface in a short time, and changes the water sprinkling location from the downstream to the upstream The main feature is to cover a wide snow melting surface.
ボイラーの高温出湯能力に見合う面積ごとに処理するので融雪面に融けムラができにくく、狭い面積ごとに下流側から上流側にかけて雪に高温水を吸わせ短時間に一挙に融雪しけじめよく散水をきりあげられるので温水を無駄に流さなくてすむ。散水量が少ないのでボイラーの高温水を希釈せず直接に散水して大量の雪を急速に短時間で処理することができる。散水手段からの散水時間は各ブロックごとに調節できるので、ブロックごとの散水量を適正流量にセットでき散水に無駄がない。また、ブロックを特定して散水することもできる。ボイラーから出湯される限られた量の高温水を有効に利用できる利点がある。 Since it is processed for each area that matches the boiler's high-temperature hot water discharge capacity, it is difficult to melt and melt unevenly on the snow melting surface. Since it can be lifted up, it is not necessary to waste warm water. Since the amount of water spray is small, the high-temperature water in the boiler can be sprayed directly without diluting, and a large amount of snow can be treated rapidly in a short time. Since the watering time from the watering means can be adjusted for each block, the watering amount for each block can be set to an appropriate flow rate, and there is no waste in watering. It is also possible to water by specifying a block. There is an advantage that a limited amount of high-temperature water discharged from the boiler can be used effectively.
少ない水量の高温水で広い面積を融雪するという目的を、簡単な操作手順のもとで実現した。 The purpose of melting snow over a large area with high-temperature water with a small amount of water was realized under simple operating procedures.
図1は、本発明に係る散水方法を説明するために用いた積雪傾斜面、例えば屋根の斜視図である。融雪のための散水区域は複数のブロックに分割される。説明に用いる600平米の屋根は横に5列、縦に6分割された合計30の融雪のためのブロック1を形成している。これらブロック1の各々には散水手段2が設置されている。散水手段2は、図示の例では散水ヘッダである。散水ヘッダの上下の間隔は約4メートル、長さは約10メートル、口径は40φ、これに連絡する給湯管3の口径は20φである。 FIG. 1 is a perspective view of a snow slope, for example, a roof, used for explaining a watering method according to the present invention. The water spray area for melting snow is divided into a plurality of blocks. The 600-square-meter roof used for the description forms blocks 1 for melting snow in total, divided into five rows and six columns. Each of these blocks 1 is provided with watering means 2. The watering means 2 is a watering header in the illustrated example. The upper and lower intervals of the watering header are about 4 meters, the length is about 10 meters, the diameter is 40φ, and the diameter of the hot water supply pipe 3 connected to this is 20φ.
屋根面は雪に対して摩擦抵抗力が大きく、雪および融雪途中のシャーベットの滑りを止める性質を備えているのが好ましい。この滑止めの性質は、例えば、本件出願と同一の出願人による特開平8−184216号(特願平6−339265)に記載の流下規正シートを使用すれば得ることができる。このシートはスパン糸を使用した織布から構成され、表面に載った雪は滑りにくい。また流下する温水の挙動に規正を加えて流れを分散させ、均一に広げて雪の層に接触させる効率のよい熱交換性能を備えている。シートは、液体含有量が少なく、流下する熱媒体の一部を吸収し残りの部分が表面を滑る露出した速い流れの熱媒体の主流を形成する任意の幅の主要流下経路と、この主要流下経路の側部に位置し、前記主流よりも流速の遅い副流を形成する、主要流下経路に比べて液体含有量の大きな副流下経路とを有する吸液素材から構成されている。 It is preferable that the roof surface has a high frictional resistance against snow and has a property of stopping the sliding of the snow and the sherbet during melting. This non-slip property can be obtained, for example, by using a flow down regulation sheet described in JP-A-8-184216 (Japanese Patent Application No. 6-339265) by the same applicant as the present application. This sheet is made of a woven fabric using spun yarn, and the snow on the surface is hard to slip. In addition, it regulates the behavior of hot water flowing down, disperses the flow, spreads it uniformly, and has an efficient heat exchange performance that contacts the snow layer. The sheet is low in liquid content, absorbs part of the flowing heat medium, and the main flow path of arbitrary width to form the main stream of the exposed fast flow heat medium where the remaining part slides on the surface. It is composed of a liquid-absorbing material that is located on the side of the path and has a sub-flow path with a larger liquid content than the main flow path that forms a sub-flow with a slower flow rate than the main flow.
屋根の各ブロック1の面積は20平米である。1つの散水手段による散水量は1平米あたり毎分約800cc、1ブロックあたり約16リットル/分である。散水温度は摂氏15度の地下水を摂氏50度から60度に昇温させた高温水が用いられた。4寸勾配の横長尺屋根では、氷点下1度前後の日中の時間帯に散水した場合、縦横10m×2mのブロック20平米当たり水温53度で熱水を散水すれば30センチの新雪は10分程度でほぼ消去できる。 The area of each block 1 on the roof is 20 square meters. The amount of water sprayed by one watering means is about 800 cc per minute per square meter and about 16 liters / minute per block. As the watering temperature, high-temperature water obtained by raising the ground water at 15 degrees Celsius from 50 degrees Celsius to 60 degrees Celsius was used. On a long roof with a 4 inch gradient, if water is sprayed during the daytime around 1 degree below freezing point, hot water is sprayed at a water temperature of 53 degrees per 20 square meters in a 10m x 2m block. It can be almost erased.
図1に示す例では、給湯管3はボイラー30を経由して地下水井戸の汲上げポンプ31に接続されている。地下水の水量は毎分20リットル程度を必要としているが、これよりも少なければ図3に示すように受水タンク32で水を貯めながらの間欠運転が行なわれる。地下水に鉄やマグネシウムが含まれる場合、ボイラー30と井戸34の間、また受入タンク32と井戸34の間に除鉄装置36を介在させることができる。
井戸の出水量が多ければそれに見合うブロック面積を設定することができる。In the example shown in FIG. 1, the hot water supply pipe 3 is connected via a
If there is a lot of water in the well, the block area can be set accordingly.
個々の散水手段2に至る給湯管3の途中位置には電動式の開閉弁4が配置されている。
開閉弁4を開閉操作して順次に散水手段2に通水しブロック毎の散水操作が行なわれる。図示の例では、開閉弁4には電動式の三方弁が使われている。この3方弁は給湯ボイラーにいたる経路を閉鎖状態にし、排水口4aより開閉弁と散水手段2の間の給湯管3から排水を行なうことができる。開閉弁が散水手段よりも高い位置にあって配管内の水が自然落水するようであれば、この種の三方弁に代えて二方電磁弁を用いることもできる。An electrically operated on-off valve 4 is arranged at a midway position of the hot water supply pipe 3 reaching the
The on-off valve 4 is opened and closed, and water is sequentially passed through the
図3に示すように、屋根を担当する開閉弁4の各々は作動出力を発する出力時間可変のタイマーにより個々に開放時間をセットされている。
説明の便宜上、図2にはタイマーA〜Mが図示されている。これらタイマーは、図1の屋根のブロックの2つの列と3つ目の列の最下位の計7つのブロックの散水手段に至る給湯管の開閉弁を担当しているものとして説明されている。Aは最下位の散水手段の開閉弁、Bはそれよりも上位の散水手段の開閉弁、Fは最上位の散水手段の開閉弁を担当している。同様に、Gは最下位の散水手段の開閉弁、Hはそれよりも上位の散水手段の開閉弁、Lは最上位の散水手段の開閉弁を担当している。同じくMは隣接のブロックの最下位の開閉弁の開閉動作を担当している。As shown in FIG. 3, each of the on-off valves 4 in charge of the roof is individually set to an open time by a variable output time timer for generating an operation output.
For convenience of explanation, timers A to M are shown in FIG. These timers are described as being responsible for the on-off valves of the hot water supply pipes leading to the sprinkling means of a total of seven blocks in the lowest order in the two rows and the third row of the roof block in FIG. A is an on-off valve of the lowest watering means, B is an on-off valve of the upper watering means, and F is an on-off valve of the uppermost watering means. Similarly, G is an on-off valve of the lowest watering means, H is an on-off valve of the upper watering means, and L is an on-off valve of the uppermost watering means. Similarly, M is in charge of opening / closing the lowest on-off valve of the adjacent block.
開閉弁4への開放出力時間はタイマーA〜Mごとに個々に設定されるが、説明の便宜上、例えば、それぞれを10分に統一することができる。運転に際し、例えば、最初のタイマーAが起動して開閉弁4を開放し最下段の散水手段20への散水を開始する。10分経過してタイマーAはタイムアップし開閉弁4を閉じる。数分から数十分の時間差をおいて後続のタイマーBが起動して開閉弁4を10分開放し下から2段目の散水手段への温水の供給を開始する。10分経過してタイマーBはタイムアップし開閉弁4を閉じる。同様に、タイマーC、D、E、Fの順に出力とタイムアップを順番に繰り返し、それぞれが分担する開閉弁を順番に開閉して下段から中段にかけて、さらに上段の散水手段に移行しながら散水を継続する。引き続き、タイマーGからLにかけて、さらにMへと同様の出力とタイムアップを繰り返し、下流側のブロックから上流側のブロックへと融雪領域を移動させていく。 The opening output time to the on-off valve 4 is individually set for each of the timers A to M, but for convenience of explanation, for example, each can be unified to 10 minutes. In operation, for example, the first timer A is activated to open the on-off valve 4 and start watering to the lowest watering means 20. After 10 minutes, the timer A expires and the on-off valve 4 is closed. Subsequent timer B is started after a time difference of several minutes to several tens of minutes, and the on-off valve 4 is opened for 10 minutes to start supplying warm water to the second stage watering means from the bottom. After 10 minutes, the timer B expires and the on-off valve 4 is closed. Similarly, output and time-up are repeated in the order of timers C, D, E, and F, and the on-off valves assigned to each are sequentially opened and closed, and the water is sprayed while moving from the lower stage to the middle stage and further to the upper stage. continue. Subsequently, the same output and time-up are repeated from timer G to L and further to M, and the snow melting region is moved from the downstream block to the upstream block.
説明の便宜上から、ブロックの融雪処理は下流側から上流側に縦に移行するものとして解説してきたが、これは複数の縦列を横方向に移動処理していく際にも当てはまる。具体的には、各縦列のブロックのうち最下位のブロックを順に優先的に処理し、次に下から2段目のブロックに移行する方法である。下流側から上流側にかけてのブロックの移動順は選択事項である。 For convenience of explanation, the snow melting process of the block has been described as moving vertically from the downstream side to the upstream side, but this is also applicable when moving a plurality of columns in the horizontal direction. Specifically, the lowest block among the blocks in each column is preferentially processed in order, and then the process proceeds to the second block from the bottom. The order of block movement from the downstream side to the upstream side is a matter of choice.
前記タイマーのすべてがタイムアップした後、必要とあらば、これらのタイマーのすべてをリセットして再び最初のタイマーから順次に動作させる目的で、リセット手段X1、X2、X3を設置して置くことができる。リセット手段X1は手動リセットスイッチである。手動操作によりタイムアップした一連のタイマーを再起動させるスイッチとして使用される。X2は、一定の時間ごとにオン/オフ動作するタイマースイッチである。例えば、一連のタイマーがタイムアップしたままの状態でこれらタイマーの電源をオフにし、所定時間が経過してオン出力を発してタイマーの時系列動作を再開させることができる。雪が降り続いている場合、または残雪状況に応じて、前記リセット手段X2の働きによりタイマーの出力機能を回復させ、散水手段から散水を繰り返して行なえるようにできる。X3は、目視により残雪が認められるときには、該当するブロックのタイマーを指定し、これらタイマーをリセットして開閉弁を順に作動させて散水を行なうためのリセットスイッチである。 After all of the timers have timed up, if necessary, reset means X1, X2, X3 may be installed and placed for the purpose of resetting all of these timers and starting them again sequentially from the first timer. it can. The reset means X1 is a manual reset switch. Used as a switch to restart a series of timers timed up by manual operation. X2 is a timer switch that performs an on / off operation at regular intervals. For example, it is possible to turn off the power of these timers while a series of timers have timed up, and to restart the time series operation of the timers by issuing an ON output after a predetermined time has elapsed. When the snow continues, or according to the remaining snow condition, the output function of the timer can be restored by the function of the reset means X2, and water spraying can be repeated from the water spray means. X3 is a reset switch for designating timers of the corresponding blocks when the remaining snow is visually recognized, resetting these timers and sequentially operating the on-off valves to spray water.
散水手段の段数に関わりなく長尺の積雪面を処理できるため、小規模の井戸施設またはボイラー設備を使用して、工場、駅舎、公共施設のような数千平米から数万平米の長尺屋根はもとより数キロに及ぶ鉄道路床や路面にも応用できる。 Long snow cover can be processed regardless of the number of sprinkling means, so long-sized roofs of thousands to tens of thousands of square meters such as factories, station buildings, and public facilities using small well facilities or boiler facilities It can also be applied to railway floors and road surfaces that extend over several kilometers.
1 散水区域のブロック
2 散水手段
3 給湯管
4 開閉弁
A〜M タイマーDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Block of watering
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