JP2013234439A - 落雪システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】積雪部101に配したヒータ線110で積雪を割って落下させる落雪システム100であって、複数の支持金具130により、ヒータ線110を収納した複数の金属製中空管120が垂直方向に所定の距離を隔てて平行に配設されていること。
【選択図】図1
Description
また、充分に損壊に耐えうる構造の場合であっても、自然落下の際の落雪量が多いと落雪による事故の虞もあり、また、落雪した周辺の交通の妨げとなるため、少ない量で積雪を落下させて、事故を防止するとともに落雪の処理負担を軽減するのが望ましい。
例えば、赤外線光源を屋根棟部の稜線方向に沿って水平方向に設けて、屋根棟部の積雪が赤外線によって融雪することにより、逆V字状の屋根上の積雪が両側面に分離され、それぞれ重力により屋根の傾斜に沿って落下するようにしたものが知られている(特許文献1を参照。)。
また、雨水及び融雪水を貯水槽に溜めて、この水をポンプによって屋根上に揚水・散水し、そして横樋・立樋によって再び回収することにより屋根雪を除雪するようにしたものが知られている(特許文献2を参照。)。
また、雪が滑り落ちる勾配屋根棟部の稜線方向に雪割りヒータ線を配設し、更に勾配屋根の両端部の勾配方向にも雪割りヒータ線を配設し、屋根雪が雪割りヒータ線の熱によって左右に分断され各々が自重によって落雪するようにしたものが知られている(特許文献2を参照。)。
赤外線光源は一般に高価であり更には消費電力が大きく、また、定期的に行う必要がある手入れや赤外線光源の交換を行う作業が高所作業となるため、その設備費、維持管理費がかかるという問題がある。
上記特許文献2に記載された公知技術では、屋根に水の循環ラインを設置する設備費、ラインフィルタの交換等に要する維持管理費、更にはポンプが駆動する際に発生する騒音等の問題がある。
また、積雪部の傾斜では積雪が滑り落ちず、積雪の自重による横方向の圧力で積雪部の端部から押し出されて落雪する箇所においては、積雪の横方向の結合力が極めて強いため適用できないという問題があった。
そこで、本発明は上記従来技術の課題を解決することを目的とするものであって、簡易な構成で設備費および維持管理費が少なく、いかなる形状の積雪部にも適用可能であり、かつ、耐久性に優れ、安全に落雪することが可能な落雪システムを提供することにある。
本請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に係る落雪システムの構成に加え、前記複数の金属製中空管が、積雪部の端部に沿って配設されていることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項4に係る発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかに係る落雪システムの構成に加え、前記ヒータ線が、金属製ケース内部に収納され、該ヒータ線を収納した金属製ケースが、複数の締結具によって前記積雪部の端部に直接配設されていることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項5に係る発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかに係る落雪システムの構成に加え、前記ヒータ線が、温度感応制御機能を有することにより、前記課題を解決するものである。
また、金属製中空管の外周面全体がヒータ線の発熱の放熱面となるため、ヒータ線の熱を積雪に効率良く伝熱でき、消費電力を小さくすることが可能となる。
さらに、ヒータ線を収納した金属製中空管を積雪部の上方に所定の距離を隔てて配設することにより、放熱面積を広く確保することが可能となり、ヒータ線の熱を更に効率良く積雪に伝熱することが出来るようになる。
また、複数の金属製中空管を垂直方向に所定の距離を隔てて平行に配設することにより、大量に積雪した場合や、自重による横方向の圧力で積雪部の端部から押し出されて落雪する箇所等で、横方向の結合力が極めて強い場合でも、複数の金属製中空管によって積雪の上下方向複数箇所を融雪することで、金属製中空管の近傍を契機として重力によって確実に積雪を割って落下させることが可能となる。
本請求項3に記載の構成によれば、ヒータ線を収納した金属製中空管が、積雪部の端部に沿って配設されていることにより、積雪部の傾斜では積雪が滑り落ちず、積雪の自重による横方向の圧力で積雪部の端部から押し出されて落雪する箇所においても、端部に達した積雪が金属製中空管の近傍で割れることにより横方向の結合力を弱めることができ、端部から外方に押し出される積雪の量が少なくても重力により容易に落下する。
このことで、積雪部の端部から大量の積雪が落下することなく、少量を安全に落雪することが可能となり、事故や周辺の交通の妨げとなることを防止できる。
このことで、積雪部全体の積雪を安全、確実に落雪させることが可能となる。
本請求項5に記載の構成によれば、ヒータ線として温度感応制御機能を有するヒータ線を使用することにより、ヒータ線の温度が所定の温度以下になった時にのみ通電し発熱するように設定可能であり、外気温や降雪による温度低下に応じて自動的に積雪の金属製中空管の近傍のみを融雪するように温度に調節されるため、不要な電力の消費が少なく維持管理費を軽減できる。
本発明の落雪システムが採用される積雪部は、建築物の屋根や屋上、スノーシェッドやトンネル等の上部、標識や信号灯等の構造物の上部等のいかなるものであってもよく、金属製中空管の配設位置は、積雪部の形状や傾斜に応じて適宜の位置とすれば良い。
また、積雪部がスノーシェッドやトンネル等の上部であり、積雪が滑落するような傾斜がなく、積雪の自重による横方向の圧力で積雪部の端部から押し出されて落下する形状の場合、金属製中空管をその端部に沿って配設することで、ヒータ線を収納した金属製中空管によって積雪に融雪部分が生じて、大きく押し出される前に自重により積雪が割れ落下する。
本実施形態では、ヒータ線110を収納した金属製中空管120が2本、複数の支持金具130によって、屋根101の棟部102の稜線104上垂直面内に、それぞれ所定の距離を隔てて平行に配設されている。
また、電源Eから金属製中空管120に収納されたヒータ線110までの配線141の途中には、スイッチ140が設けられている。
例えば、金属製中空管120は、外径22mmの鋼製電線管であり、下部の金属製中空管120は屋根101の棟部102の稜線104から50〜150mm離され、上部の金属製中空管120は下部の金属製中空管120から50〜150mm離されて支持金具130によって支持されている。
支持金具130は、図3に示すように、稜線104を跨いで屋根101の棟部102上にビス136等で固定される固定部131と、稜線104上に垂直に延び先端に下部保持環133を有する下部支柱132と、下部保持環133の上部から垂直に延び先端に上部保持環135を有する上部支柱134とからなる。
なお、本実施例ではビス136によって屋根101の表面に止める際に、ビス136と屋根101の表面の間は防水シート137が挟み込まれており、必要に応じてコーキング処理等が施される。
支持金具130は、屋根101の棟部102の稜線104全体に所定の間隔(例えばピッチ800mmの等間隔)で固定され、それら支持金具130の下部保持環133および上部保持環135に、それぞれヒータ線110を収納した金属製中空管120が挿通固定される。
なお、下部保持環133および上部保持環135と金属製中空管120の固定は、適宜の固定部材を使用すれば良い。
また、設置される地域や、屋根101の傾斜、積雪の滑りやすさ等に応じて、金属製中空管120を3本以上平行に設けるため、支持金具130を、さらに支柱および保持環を有するものとしても良い。
本実施形態の温度感応制御機能を有するヒータ線110は、一般に公知で、同様の構成のものが市販されており、当該市販のものを使用することができる。
また、他の構成のヒータ線を使用してもよく、温度感応制御機能を有しないヒータ線を使用する場合は、配線141の途中に設けられたスイッチ140を適宜ON/OFF操作を行うことで、使用者が判断してヒータ線を直接稼働させてもよい。
従来のヒータ線を利用したものは、細いヒータ線を直に屋根に或いは屋根から少し浮かせて設置するため、ヒータ線が発熱する熱が細いヒータ線近傍のごく限られた屋根雪にしか伝熱することができず、時間あたりの積雪量が多い場合には、急速に雪の横方向の結合力が強くなり、積雪を割って自然に落下させることが困難であった。
しかし、本発明では、ヒータ線110は金属製中空管120に収納され屋根101の棟部102の稜線104上の離れた位置に複数平行に設置されているため、ヒータ線110が発熱する熱は、複数の金属製中空管120の外周面近傍の広い範囲に伝熱することができ、金属製中空管120の近傍を契機として左右に割れ、積雪を安定して落雪させることができる。
また、ヒータ線110は堅牢な金属製中空管120に収納されているため、風雨雪等に直接曝されることなく、耐久性を有する。
この軒先部103に設置されるヒータ線110は、金属製ケース150の内部に包み込まれ、軒先部103の端縁に沿って固定され、屋根101の表面(鉄板等)に連なるように配設されている。
金属製ケース150は、例えば厚さ0.35mmのトタン板(鉄板)等を板金加工することにより製作することができるが、これに限定されず、軒先部103の端縁に接する面が大きければその断面形状は特に問わない。
このようにヒータ線110を軒先部103にも設置することにより、積雪の軒先部103での巻き込みを防止すると同時に、軒先部103で他の積雪に引っ掛からなくなり、軒先部103内側への巻き込みによる建物の損傷防止と併せて、屋根101の積雪全体の速やかな落雪を促すことができ、安全、確実に落雪させることが可能となる。
また、屋根101上で溶けた雪が軒先部103から氷柱として垂れ下がるのを防止するために使用することも可能である。
また、ヒータ線110は温度感応制御機能を有するため、スイッチ140常時をONとしても、融雪の必要のない所定の温度以上の場合には通電せず、維持管理も容易となる。
本実施形態の落雪システム100が適用される屋根101としては、傾斜があれば切妻型あるいは入母屋型等の屋根の形状は問わない。
また、屋根101の積雪を傾斜に沿って滑らせて落雪するため、鉄板葺きから成る勾配屋根が好適である。
本第2実施形態では、ヒータ線を収納した金属製中空管220が2本、複数の支持金具230によって、スノーシェッド205の上部206の道路207に面した端縁に沿ってそれぞれ垂直方向に所定の距離を隔てて平行に配設されている。
また、スノーシェッド205自体は、積雪量の多い地域に設置されることが多く、横方向の圧力のみで端部から押し出される状態の積雪は非常に密度が高いため、これを少量でも重力で落下するように割るためには、融雪部を多くする必要がある。
そのため、金属製中空管220を太くして収容されるヒータ線をより発熱量の多いものとし、支持金具230を上方に長いものとして金属製中空管220の位置を適宜上方に間隔を広げて設けても良く、また、3本以上の金属製中空管220を配置するようにしても良い。
本第3実施形態では、ヒータ線を収納した金属製中空管320が2本、複数の支持金具330によって、トンネル308の出入口の上部306の端縁に沿ってそれぞれ垂直方向に所定の距離を隔てて平行に配設されている。
また、トンネル308自体は、山間部に設置されることが多いため積雪量も多く、トンネル308の出入口の上部306の端縁から押し出される状態の積雪は非常に密度が高いため、これを少量でも重力で落下するように割るためには、融雪部を多くする必要がある。
そのため、金属製中空管320を太くして収容されるヒータ線(図示せず)をより発熱量の多いものとし、支持金具330を上方に長いものとして金属製中空管320の位置を適宜上方に間隔を広げて設けても良く、また、3本以上の金属製中空管320を配置するようにしても良い。
本第4実施形態では、ヒータ線を収納した金属製中空管420が2本、複数の支持金具430によって、道路標識409の上部406に沿ってそれぞれ垂直方向に所定の距離を隔てて平行に配設されている。
道路標識409の上部406は非常に面積が小さいためその積雪量は小さいが、比較的交通量の多い道路の車線の直上に設置されることが多く、少量でも雪塊となって道路上に落下すると自動車や歩行者に直接被害をもたらす危険が高く、また、交通の妨げとなる確率も高い。
したがって、第4実施形態に係る落雪システム400によって道路標識409の上部406の積雪の雪塊が大きくなる前に金属製中空管420によって割ることで、上記問題を解決することが可能となる。
なお、道路標識409の上部406は非常に面積が小さいため、金属製中空管420を細くして収容されるヒータ線(図示せず)をより発熱量の少ないものとし、支持金具430を短いものとして金属製中空管420の位置を適宜下方に間隔を小さくして設けても良い。
また、上記第1実施形態乃至第4実施形態における複数の金属製中空管120、220、320、420は、それぞれ1本の管で構成されていても良く、長手方向に適宜つなぎあわせたものであっても良い。
その際、金属製中空管120、220、320、420の支持金具130、230、330、430への固定部品が、金属製中空管120、220、320、420の長手方向の接続部品を兼ねていても良い。
101 ・・・ 屋根
102 ・・・ 棟部
103 ・・・ 軒先部
104 ・・・ 稜線
205 ・・・ スノーシェッド
206、306、406 ・・・ 上部
207、307、407 ・・・ 道路
308 ・・・ トンネル
409 ・・・ 道路標識
110 ・・・ ヒータ線
111 ・・・ 発熱導体
112 ・・・ 被覆部
113 ・・・ 芯体
120、220、320、420 ・・・ 金属製中空管
130、230、330、430 ・・・ 支持金具
131 ・・・ 固定部
132 ・・・ 下部支柱
133 ・・・ 下部保持環
134 ・・・ 上部支柱
135 ・・・ 上部保持環
136 ・・・ ビス
137 ・・・ 防水シート
140 ・・・ スイッチ
141 ・・・ 配線
150 ・・・ 金属製ケース
E ・・・ 電源
Claims (5)
- 積雪部にヒータ線を配設し、積雪内部のヒータ線の周りを融雪することで積雪を割って落下させるように構成された落雪システムであって、
前記ヒータ線が、金属製中空管の内部に収納され、
該ヒータ線を収納した金属製中空管が、複数の支持金具によって前記積雪部の上方に所定の距離を隔てて配設され、
複数の前記金属製中空管が、垂直方向に所定の距離を隔てて平行に配設されていることを特徴とする落雪システム。 - 前記積雪部が、棟部から両方向に傾斜を有する屋根であり、
前記複数の金属製中空管が、屋根の棟部の稜線に沿って配設されていることを特徴とする請求項1に記載の落雪システム。 - 前記複数の金属製中空管が、積雪部の端部に沿って配設されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の落雪システム。
- 前記ヒータ線が、金属製ケース内部に収納され、
該ヒータ線を収納した金属製ケースが、複数の締結具によって前記積雪部の端部に直接配設されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の落雪システム。 - 前記ヒータ線が、温度感応制御機能を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の落雪システム。
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CN113447233A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-28 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于建筑供热与积雪耦合实验的可调节热源试验设备 |
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JPH0517029U (ja) * | 1991-08-19 | 1993-03-05 | 積水ハウス株式会社 | 通路側方の雪留め及び巻き垂れ防止構造 |
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JP3162852U (ja) * | 2010-07-08 | 2010-09-16 | 健作 五十嵐 | 自己温度制御型ヒータ線による屋根雪落雪システム |
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- 2012-05-07 JP JP2012105781A patent/JP6024187B2/ja active Active
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