JP2007191982A - 屋上融雪装置 - Google Patents

Abstract

【課題】融雪運転時、供給水が無駄に消費されることがなく、供給水はボイラーの加熱により、凍結する虞がなく良好な融雪機能を維持する屋上融雪装置を提供する。
【解決手段】ボイラー９で加熱した供給水が散湯部５から屋根４に放散されて積雪を効果的に融かすので、供給水が無駄に消費されることがない。供給水はボイラー９で加熱されるため、凍結する虞がなく良好な融雪機能を維持し、多雪地帯や豪雪地域に好適となる。屋根４上の積雪を融かした融雪水を貯留槽１１と配管部３との間で循環させて融雪運転を続行しているので、融雪水を再使用することになり、新たな供給水を補充する必要がなく節水にも寄与する。
【選択図】図２

Description

本発明は、建物の屋根に降り積もった積雪を自動的に融かすように設定した屋上融雪装置に係り、とりわけ省力化が可能なため、多雪地帯や豪雪地域に好適となる屋上融雪装置に関する。

冬季に多量の降雪を経験する地域では、建物の屋根に降り積もった積雪の重量が大きくなると、その重量を受けて建物が倒壊する虞がある。このため、積雪量が所定量に達すると、屋根上の積雪を手作業で取り除く雪下ろしが広く行われてきた。
雪下ろし作業では、積雪面が滑り易い高い屋根に登って雪塊を掻き上げるので、危険なうえに重労働となり、作業の担い手が少なく敬遠する傾向がある。この状況下でも、多量の降雪に備えて建物を守るため、的確かつ迅速に雪下ろしを達成できるとともに、省力化が可能な機械装置を導入することが望まれていた。

省力化の一環として登場したものに、雪センサが降雪を検知すると、給水パイプの散水ノズルから水を放散する融雪装置がある（例えば特許文献１参照）。この融雪装置では、給水手段の作動により、地下水や水道水などを屋外に圧送して散水ノズルから屋根面に散水が行われる。屋根面への散水時には、雪が屋根面に降って水に触れる毎に融け出すので、雪が融雪水として排除され屋根上に降り積もることを予防している。
特開平７−３１７３７３号公報

しかしながら、特許文献１の融雪装置では、雪が一旦降り始めると、降り終わるまでは、散水が屋根面に持続的に行われる。このため、それほどの積雪量が予測されない場合でも、屋根面への散水が続行するので、散水が無駄に消費される虞がある。
地下水や水道水などを散水に用いているので、豪雪地域のように降雪が激しく、かつ多量になると、周囲温度の低下に伴って地下水や水道水などが降温を来たすと考えられる。このため、地下水や水道水などによる融雪が不確実になるとともに、屋根面に散水した水自体が凍結し、散水による融雪機能が失われる虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、屋根上に降り積る積雪の量が所定量に達すると、ボイラーで加熱した供給水により積雪を効果的に融かすので、供給水が無駄に消費されることがなく、供給水はボイラーの加熱により、凍結する虞がなく良好な融雪機能を維持し、とりわけ多雪地帯や豪雪地域に好適の屋上融雪装置を提供することにある。

（請求項１について）
屋上融雪装置における配管部は、建物の屋根に配設されて外周部に散湯部を有する。屋根に降り積もる積雪の量が所定量に達すると、貯留槽からの供給水をボイラーが加熱し、汲上げポンプにより配管部に圧送し、散湯部から屋根上の積雪に対して放散して融雪水を生じさせる。この融雪水を屋根から雨樋により供給水として貯留槽に循環させる案内管が設けられている。
積雪の量が所定量に達すると、ボイラーで加熱した供給水により積雪を効果的に融かすので、供給水が無駄に消費されることがない。供給水はボイラーの加熱により、凍結する虞がなくなるので、良好な融雪機能を維持し、とりわけ多雪地帯や豪雪地域に好適となる。 屋根上の積雪を融かした融雪水を貯留槽と配管部との間で循環させて融雪運転を続行しているので、新たな供給水を補充する必要がなく節水にも寄与する。

（請求項２について）
ボイラーは、積雪の重量を検出して作動信号を発生する荷重センサ、あるいは積雪の高さを検出して作動信号を発生する積雪センサにより駆動される。このため、屋根上に降り積もる積雪の量を定量化でき、適切な積雪量で正確な融雪運転を開始させることができる。

（請求項３について）
汲上げポンプの駆動に先立って、ボイラーの稼働により生じる排気熱流を貯留槽に供給する暖気流路を設けている。このため、貯留槽に供給水が残っていたとしても、供給水を凍結させたまま融雪運転を開始してしまうことが避けられる。

（請求項４について）
汲上げポンプの駆動に先立って、ボイラーの稼働により生じる排気熱流を配管部の外周部に供給する暖気流路を設けている。このため、配管部に供給水が残っていたとしても、供給水を凍結させたまま融雪運転を開始してしまうことが避けられる。

（請求項５について）
汲上げポンプの駆動に先立って、ボイラーの稼働により生じる排気熱流を案内管に沿って雨樋の外周部に供給する暖気流路を設けている。このため、案内管や雨樋に供給水が残っていたとしても、供給水を凍結させたまま融雪運転を開始してしまうことがない。

（請求項６について）
融雪運転の開始時、汲上げポンプによりボイラーに給水する予備タンクが屋内に設置されている。融雪運転の終了時に貯留槽を排水する電磁弁とともに、配管部を負圧により吸引して排水する真空ポンプが設けられている。
このため、仮に貯留槽の供給水が凍結していたとしても、予備タンクの供給水によりボイラーを稼働させて融雪運転を開始することができる。
予備タンクの設置により、融雪運転の終了時に貯留槽を排水しても、融雪運転の開始に支障を来さない。融雪運転の終了時に貯留槽および配管部の排水を行っているので、貯留槽および配管部に供給水を凍結させたまま、融雪運転を再開させてしまうといった不都合がなくなる。

（請求項７について）
屋根には、棟部に沿って配管部と略同芯的に配されて、左右に開閉可能な一対の樋状板部が設けられている。樋状板部は、配管部を内部に隠蔽して収納する不使用位置と配管部を外部に露出させる使用位置との間で開閉回動可能となっている。
このため、不使用時、配管部を樋状板部に収納しておくことにより、配管部を極寒から保護することができる。この結果、配管部に残った供給水を凍結させたまま融雪運転を再開させてしまうといったことが避けられる。

本発明における屋上融雪装置は、屋根上に降り積る積雪の量が所定量に達すると、ボイラーで加熱した供給水により積雪を効果的に融かす。このため、供給水が無駄に消費されることがなく、供給水はボイラーの加熱により、凍結する虞がなくなり、良好な融雪機能を維持し、とりわけ多雪地帯や豪雪地域に好適となる。

図１および図２は本発明の実施例１を示す。図１は、建物１に対する屋上融雪装置２の施工例であり、パイプ状の配管部３が屋根４の棟部４ａに沿って配設されている。配管部３は、例えば三個の散湯部５を外周部で長手方向に沿って等間隔に形成している。

散湯部５は、例えばスプリンクラーをなすもので、図２の（ｂ）にも示すように配管部３に連通して外側吐出孔６ａを有する短筒部６を備えている。短筒部６には、上端に径大な弁体８を有する管部７が上下摺動可能に嵌合されている。管部７は、同図に示すように上方への摺動に伴なって外側吐出孔６ａと連通する内側吐出孔７ａを有している。

配管部３は、図２の（ａ）に示すように、屋内に配設された配送管１０を介して火力調整可能なボイラー９に接続されている。屋外に設置された貯留槽１１は、雨樋１６に連結された案内管１７からの融雪水を供給水として蓄える。
貯留槽１１は、過剰な供給水を外部に排出する溢水管１１ａを有し、供給管１２を介して屋内の予備タンク１３、容量可変形の汲上げポンプ１４およびボイラー９に連結されている。

融雪運転に先立って、ボイラー９の稼働により発生する排気熱流は、暖気流路としての暖気管１５を介して貯留槽１１、ならびに案内管１７の周囲や雨樋１６の外周部に宛てた暖気管１８に供給されるようになっている。このため、貯留槽１１、案内管１７および雨樋１６に供給水が残っていたとしても、供給水を凍結させたまま融雪運転を開始してしまうことがない。

貯留槽１１に対しては、融雪運転の終了時に貯留槽１１の供給水を浸透枡１１Ａに排水する電磁弁１９が設けられている。配送管１０には、融雪運転の終了時に配管部３を負圧により吸引して排水する真空ポンプ２０が補助管２１および逆止弁２２を介して接続されている。とりわけ、融雪運転の終了時に貯留槽１１および配管部３の排水を行っているので、貯留槽１１および配管部３に供給水を凍結させたまま、融雪運転を再開させてしまうといったことがなくなる。

上記構成における融雪運転は、屋根４上に設置した荷重センサ２３および積雪センサ２４が働いて作動信号を発生する時に開始される。すなわち、屋根４に降り積もった積雪の重量が所定量に達すると、荷重センサ２３に組込まれた圧力感知部（図示せず）が働く。積雪の高さが所定に達すると、積雪センサ２４に組込まれた発光ダイオード（図示せず）などに対する周囲の反射光を識別する色彩感知部（図示せず）が働く。

荷重センサ２３および積雪センサ２４からの作動信号は、図２の（ａ）に示す判定回路２５に送られてボイラー９を稼働させる。この時、貯留槽１１内に設けた温度センサ２６からの入力信号を駆動判定回路２７が受けると、貯留槽１１に残っている供給水に凍結の虞がないと判断する。
このため、汲上げポンプ１４を駆動して貯留槽１１からの供給水を予備タンク１３を介してボイラー９に送って加熱し、配送管１０を介して配管部３に圧送する。融雪運転の開始時、貯留槽１１に供給水が残っていない場合、予備タンク１３からの供給水をボイラー９に送って配送管１０を介して配管部３に圧送することができる。

配管部３に圧送された供給水は、加熱により高温の熱湯となって散湯部５の管部７を押し上げるため、図２の（ｂ）に示すように内側吐出孔７ａが外側吐出孔６ａと合致して連通する。高温の熱湯となった供給水は、内側吐出孔７ａおよび外側吐出孔６ａから屋根４上に放散され、積雪を融かして融雪水にする。融雪水になった供給水は、屋根４上を伝って雨樋１６および案内管１７を介して貯留槽１１に帰還する。

このように、貯留槽１１からの供給水が汲上げポンプ１４、ボイラー９、配送管１０、配管部３、散湯部５、屋根４、雨樋１６および案内管１７を介して貯留槽１１に帰還する循環過程で、屋根４上の積雪を徐々に融かして融雪水にする。

この際、ボイラーで加熱した供給水により屋根４上の積雪を効果的に融かすので、供給水が無駄に消費されることがない。供給水はボイラー９の加熱により、凍結する虞がなくなるので、良好な融雪機能を維持し、とりわけ多雪地帯や豪雪地域に好適となる。
屋根４上の積雪を融かした融雪水を貯留槽１１と配管部３との間で循環させて融雪運転を続行しているため、融雪水を再使用することになり、新たな供給水を補充する必要がなく節水にも寄与する。

図３は本発明の実施例２を示す。実施例２が実施例１と異なるところは、ボイラー９からの排気熱流を配管部３の外周部に供給可能に構成したことである。
この場合、ボイラー９に接続された暖気管１５は、図３の（ａ）のように配送管１０に沿って屋根４の棟部に配され、図３の（ｂ）のように配管部３の外周部に螺旋状に巻かれている。
これにより、汲上げポンプ１４の駆動に先立って、ボイラー９の稼働により生じる排気熱流を暖気管１５に供給し、配管部３の外周部と熱交換させる。このため、配管部３に供給水が残っていたとしても、供給水を凍結させたまま融雪運転を開始してしまうことが避けられる。

図４は本発明の実施例３を示す。実施例３が実施例１と異なるところは、配管部３を細長な樋状板部２８により収納可能に設けたことである。
この場合、屋根４には、棟部４ａに沿って配管部３と略同芯的に配されて、左右に開閉可能な一対の樋状板部２８が設けられている。樋状板部２８は、ヒンジ２９により配管部３を内部に隠蔽して収納する不使用位置｛図４の（ａ）参照｝と配管部３を外部に露出させる使用位置との間で開閉回動可能となっている｛図４の（ｂ）参照｝。

正逆回転形の電動機３０のプーリ３１と樋状板部２８との間には、ワイヤ３２が掛け渡されている。融雪運転の開始時、建物１内に設けたスイッチ（図示せず）の操作により、電動機３０を正方向に駆動する。これに伴い、プーリ３１が正回転によりワイヤ３２を巻き取る。このため、樋状板部２８が、圧縮コイルスプリング３３の付勢力に抗して不使用位置からヒンジ２９を中心に矢印Ｍで示す方向に回動して使用位置に移動する｛図４の（ｂ）参照｝。

融雪運転の終了時、電動機３０を逆方向に駆動することにより、プーリ３１が逆回転によりワイヤ３２を繰り出す。このため、樋状板部２８が、圧縮コイルスプリング３３の付勢力に助けられながら使用位置からヒンジ２９を中心に矢印Ｍとは逆方向に回動復帰して不使用位置に移動する｛図４の（ａ）参照｝。
実施例３では、不使用時、配管部３を樋状板部２８に収納しておくことにより、配管部３を極寒から保護することができる。この結果、配管部３に残った供給水を凍結させたまま融雪運転を再開させてしまうことが避けられる。

（変形例）
（ａ）配管部３に設ける散湯部５の数は、三個に限らず一個でも四個あるいは五個であってもよく、降雪状態や使用状況などに応じて所望に設定することができる。散湯部５は、スプリンクラーに限らず、配管部３に開口形成した複数の噴湯孔であってもよい。噴湯孔の径寸法は、使用状況や降雪状態に応じて所望に設定することができる。
（ｂ）荷重センサ２３および積雪センサ２４の双方からの作動信号により、融雪運転を開始したが、いずれか一方のみからの作動信号により融雪運転を開始してもよい。
（ｃ）別途に雪センサを設けて、降雪時にボイラー９を稼働させ、湯を配管部３の散湯部５から屋根４に散布して、雪が屋根に降るたびに融雪させて積もらないようにしてもよい。

（ｄ）貯留槽１１に残る供給水が凍結する場合には、その凍結を目視することができるので、熱湯処理などにより凍結を解除した後に、融雪運転を開始してもよい。配管部３には、ボイラー９で加熱された供給水が圧送されるので、配管部３への凍結が融雪運転の支障となることは少ない。
（ｅ）ボイラー９の発熱量については、外気温に応じて燃料供給量を制御して自動調節可能となるようにしてもよい。
（ｆ）ボイラー９については、予め貯留槽１１に雨水など（地下水、水道水を含む）を溜めておき、温度センサにより外気温が２℃程度と検出された時に稼働させて、汲上げポンプ１４により僅かな量だけ配管部３に圧送し、屋根４上に積雪を検出するに伴って湯水を散湯部５から放散させるようにしてもよい。この場合、予備タンク１３や真空ポンプ２０はなくてもよい。

本発明の屋上融雪装置では、ボイラーで加熱した供給水により積雪を効果的に融かす。融かした融雪水を加熱し、再使用して積雪を放散して循環させているので、供給水が無駄に消費されることがなく、良好な融雪機能を維持することができる。このため、多雪地帯や豪雪地域に好適となり、すぐれた節水および省力化が需要を喚起し、関連部品などの流通を介して機械生産分野に広く適用することができる。

建物に対する屋上融雪装置の施工例を示す斜視図である（実施例１）。 （ａ）は建物内で供給水の循環経路を示すブロック図、（ｂ）は放散時の散湯部を示す拡大縦断面図である（実施例１）。 （ａ）は散湯部の拡大横断面図、（ｂ）は配管部の拡大斜視図である（実施例２）。 （ａ）は、不使用位置における樋状板部を散湯部と一緒に示す拡大横断面図、（ｂ）は、使用位置における樋状板部を散湯部と一緒に示す拡大横断面図である（実施例３）。

符号の説明

１ 建物
２ 屋上融雪装置
３ 配管部
４ 屋根
４ａ 棟部
５ 散湯部
９ ボイラー
１１ 貯留槽
１３ 予備タンク
１４ 汲上げポンプ
１５、１８ 暖気管（暖気流路）
１６ 雨樋
１７ 案内管
１９ 電磁弁
２０ 真空ポンプ
２３ 荷重センサ
２４ 積雪センサ
２８ 樋状板部

Claims (7)

1. 建物の屋根に配設されて、外周部に散湯部を有する配管部と、
   前記屋根に降り積もる積雪の量が所定量に達すると、貯留槽からの供給水を加熱し、汲上げポンプにより前記配管部に圧送し、前記散湯部から前記屋根上の積雪に対して放散することにより融雪水を生じさせるボイラーと、
   前記融雪水を前記屋根から雨樋により前記供給水として前記貯留槽に循環させる案内管とを備えてなる屋上融雪装置。
2. 前記ボイラーは、前記積雪の重量を検出して作動信号を発生する荷重センサ、あるいは前記積雪の高さを検出して作動信号を発生する積雪センサにより駆動されることを特徴とする請求項１に記載の屋上融雪装置。
3. 前記汲上げポンプの駆動に先立って、前記ボイラーの稼働により生じる排気熱流を前記貯留槽に供給する暖気流路を設けていることを特徴とする請求項１に記載の屋上融雪装置。
4. 前記汲上げポンプの駆動に先立って、前記ボイラーの稼働により生じる排気熱流を前記配管部の外周部に供給する暖気流路を設けていることを特徴とする請求項１に記載の屋上融雪装置。
5. 前記汲上げポンプの駆動に先立って、前記ボイラーの稼働により生じる排気熱流を前記案内管に沿って前記雨樋の外周部に供給する暖気流路を設けていることを特徴とする請求項１に記載の屋上融雪装置。
6. 融雪運転の開始時、前記汲上げポンプにより前記ボイラーに給水する予備タンクが屋内に設置されており、前記融雪運転の終了時に前記貯留槽を排水する電磁弁とともに、前記配管部を負圧により吸引して排水する真空ポンプが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の屋上融雪装置。
7. 前記屋根には、棟部に沿って前記配管部と略同芯的に配されて、左右に開閉可能な一対の樋状板部が設けられており、前記樋状板部は、前記配管部を内部に隠蔽して収納する不使用位置と前記配管部を外部に露出させる使用位置との間で開閉回動可能となっていることを特徴とする請求項１に記載の屋上融雪装置。
   

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