JP2007211466A - 地熱利用融雪凍結防止システム - Google Patents
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Abstract
【課題】地下水を汲み上げることなく、経済的な融雪凍結防止システムを実現する。
【解決手段】地上に敷設した電気／地熱複合式の融雪装置１と、地中に埋設した熱交換器２と、これらを一巡して接続された循環配管６と、この循環配管６内の液体を循環させる循環ポンプ４とで融雪凍結防止システムを構成する。
【選択図】図１
【解決手段】地上に敷設した電気／地熱複合式の融雪装置１と、地中に埋設した熱交換器２と、これらを一巡して接続された循環配管６と、この循環配管６内の液体を循環させる循環ポンプ４とで融雪凍結防止システムを構成する。
【選択図】図１
Description
本発明は、積雪地方等における道路や広場等の積雪を除去し、あるいは凍結を防止する融雪凍結防止システムに関する。
積雪地方等においては、冬季の交通を確保し、また歩行者の転倒事故等を防止するため除雪作業が行なわれるが、人力やブルドーザ等の機械力の経費もさることながら、排除した雪の処置も大きな問題であり、これらを同時に解決する除雪対策として、地下水の温度が年間を通してほぼ変わらず１８度程度であることを利用して、近年、この地下水を汲み上げ、道路等に噴射して積雪を溶かし、側溝等に流して処理する融雪凍結防止システムが採用されている。
しかしこのシステムで大量の地下水を連続的に汲み上げていると、地下水位が低下して井戸の枯渇や地盤沈下等のさまざまな弊害をひき起こすことがわかり、汲み上げを制限せざるを得ない事態となって、見直しを迫られているのが実情である。
一方、電気式の発熱体を埋め込んだ発熱パネル等も融雪用として使用されている。電気式の発熱体にもさまざまな種類があり、大部分はニクロム線などの高抵抗導体に通電する抵抗加熱方式であるが、超音波加熱形などそれ以外のものもある。
一方、電気式の発熱体を埋め込んだ発熱パネル等も融雪用として使用されている。電気式の発熱体にもさまざまな種類があり、大部分はニクロム線などの高抵抗導体に通電する抵抗加熱方式であるが、超音波加熱形などそれ以外のものもある。
特許文献１には電磁誘導形の発熱体が記載されている。図３、図４により簡単にこれを説明する。図３は電磁誘導形発熱体の原理を示す説明図で、721、721は強磁性体である1対の発熱鋼管、722はこの内部に挿通された絶縁電線、723は交流電源、724は1対の発熱鋼管721、721を接続する接続部（短絡片）である。誘導電流が集中して流れる発熱鋼管721の内側表皮の部分にハッチングを施してある。
絶縁電線722を流れる1次電流Iaに対して、発熱鋼管721のハッチングを施した内側表皮部分に流れる２次電流（誘導電流）Ibは、内側表皮の電流の流れる部分の深さをＳ、発熱鋼管の肉厚をｔとするとき、ｔ＞２Ｓであればよい。ここにＳは電源の周波数、発熱鋼管の抵抗率、発熱鋼管の比透磁率の関数であり、強磁性の鋼管で電源が50ヘルツのとき、Ｓは0.1ｃｍ程度である。
図４は、この電磁誘導形発熱体の応用例を示す説明図で、1本の絶縁電線722を３回、発熱鋼管721に通すようにして、変圧器の原理により１次電流に対して２次電流を３倍にしたものである。このようにして発熱鋼管の内側表皮に高い２次電流を集中して流し、発生するジュール熱によって発熱鋼管を効率的に加熱することができる。
図５はこのような発熱体を内蔵させた電気式の発熱パネル８を示す斜視図で、８１は給電端子、８２は防水コネクタである。
特許第２７９９７２１号公報
図５はこのような発熱体を内蔵させた電気式の発熱パネル８を示す斜視図で、８１は給電端子、８２は防水コネクタである。
地下水の汲み上げには規制があり、また電気式の発熱パネルはそれ自体が高価で予算面から設置面積が制約される上、設置後も電力消費が大きいため経済面で採用が控えられてしまうという問題点がある。
本発明は、電気式の融雪装置における電力を節減し、かつ地下水の汲み上げを行うことなしに地熱のみを利用するようにして経済的な地熱利用融雪凍結防止システムを実現することを目的とする。
本発明は、電気式の融雪装置における電力を節減し、かつ地下水の汲み上げを行うことなしに地熱のみを利用するようにして経済的な地熱利用融雪凍結防止システムを実現することを目的とする。
本発明は、地上に敷設した電気／地熱複合式の融雪装置と、地中に埋設した熱交換器と、前記融雪装置と熱交換器とを一巡して接続された循環配管と、この循環配管内の液体を循環させる循環ポンプとで構成されたことを特徴とする地熱利用融雪凍結防止システムであり、望ましくは前記融雪装置の電気部分が、電磁誘導形のものである前記の地熱利用融雪凍結防止システムである。
本発明によれば、地熱の有効利用により、きわめて経済的な融雪凍結防止システムが実現し、雪害が軽減されるという、すぐれた効果を奏する。
本発明によれば、電気式の融雪パネル等の融雪装置に地熱を付加することにより地熱を主、電力を従とすることで電力が大幅に節減され、かつ地下水の汲み上げを行うことなく、地熱のみを利用するので地下水汲み上げの弊害がなく、経済的な地熱利用融雪凍結防止システムが実現する。
本発明の実施例を図面により説明する。図１は実施例の地熱利用融雪凍結防止システムを示す概念図、図２は断面図で、１は地上等に設置される電気／地熱複合式の融雪装置、２は地中の熱交換器、３は交流の電源、４は融雪装置１と熱交換器２との間で水を循環させる循環ポンプ、５は中継タンク、６は循環配管である。
地上に敷設した電気／地熱複合式の融雪装置１と、地中に埋設した熱交換器２、循環ポンプ４、中継タンク５などが一巡する循環配管６により接続されている。
地上に敷設した電気／地熱複合式の融雪装置１と、地中に埋設した熱交換器２、循環ポンプ４、中継タンク５などが一巡する循環配管６により接続されている。
地表から４〜５ｍ下がった地下水位に相当する深さの地中の温度は年間を通してほぼ一定の１８度程度に保たれており、この循環配管６内に水等の液体を循環させ、熱交換器２を通過させることにより、地下水を汲み上げることなくその地中熱を取り出すことができる。
この循環水を地上等に設置した融雪装置の表面や内部空間を通過させることにより、循環水の温度が０℃以下にならない限り雪を融かすことができ、また凍結せずに循環が継続されるが、戻り水の温度、あるいは融雪装置表面の温度をセンサ等で検知して、たとえば１℃以上を保持するように適宜通電して電気による熱を加えるようにすれば、消費電力はきわめて少なくて済み、電気のみの場合に比べてはるかに経済的な融雪凍結防止システムが実現する。
この循環水を地上等に設置した融雪装置の表面や内部空間を通過させることにより、循環水の温度が０℃以下にならない限り雪を融かすことができ、また凍結せずに循環が継続されるが、戻り水の温度、あるいは融雪装置表面の温度をセンサ等で検知して、たとえば１℃以上を保持するように適宜通電して電気による熱を加えるようにすれば、消費電力はきわめて少なくて済み、電気のみの場合に比べてはるかに経済的な融雪凍結防止システムが実現する。
融雪装置の電気部分としてはとくに方式を限定するものではないが、前記の電磁誘導形のものであれば電気効率がよいので一層望ましい。
なお、本発明の融雪装置は地上に敷設するものとして説明したが、階段や橋梁に取り付けてもよいし、タンクやパイプラインなどの構造物に取り付けてもよいのはいうまでもない。また、循環させる液体は水がもっとも手頃であるが、場合によっては熱媒など、他の液体を使用してもよい。
なお、本発明の融雪装置は地上に敷設するものとして説明したが、階段や橋梁に取り付けてもよいし、タンクやパイプラインなどの構造物に取り付けてもよいのはいうまでもない。また、循環させる液体は水がもっとも手頃であるが、場合によっては熱媒など、他の液体を使用してもよい。
１ 融雪装置
２ 熱交換器
３ 電源
４ 循環ポンプ
５ 中継タンク
６ 循環配管
７ 発熱体
８ 発熱パネル
７１ 被覆材
７２ 発熱体本体
７３ リード線
７４ 断熱材
８１ 給電端子
８２ 防水コネクタ
７２１ 発熱鋼管
７２２ 絶縁電線
７２３ 交流電源
７２４ 接続部（短絡片）
２ 熱交換器
３ 電源
４ 循環ポンプ
５ 中継タンク
６ 循環配管
７ 発熱体
８ 発熱パネル
７１ 被覆材
７２ 発熱体本体
７３ リード線
７４ 断熱材
８１ 給電端子
８２ 防水コネクタ
７２１ 発熱鋼管
７２２ 絶縁電線
７２３ 交流電源
７２４ 接続部（短絡片）
Claims (2)
- 地上に敷設した電気／地熱複合式の融雪装置（１）と、地中に埋設した熱交換器（２）と、前記融雪装置（１）と熱交換器（２）とを一巡して接続された循環配管（６）と、この循環配管（６）内の液体を循環させる循環ポンプ（４）とで構成されたことを特徴とする地熱利用融雪凍結防止システム。
- 前記融雪装置（１）の電気部分が、電磁誘導形のものである請求項１に記載の地熱利用融雪凍結防止システム。
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|---|---|---|---|
| JP2006031583A JP2007211466A (ja) | 2006-02-08 | 2006-02-08 | 地熱利用融雪凍結防止システム |
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| JP2006031583A JP2007211466A (ja) | 2006-02-08 | 2006-02-08 | 地熱利用融雪凍結防止システム |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006031583A Pending JP2007211466A (ja) | 2006-02-08 | 2006-02-08 | 地熱利用融雪凍結防止システム |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100991085B1 (ko) | 2008-04-25 | 2010-10-29 | 김효성 | 온도에 따라 형성되는 액체의 성층을 이용한 노면 온도조절장치 |
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-
2006
- 2006-02-08 JP JP2006031583A patent/JP2007211466A/ja active Pending
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