JP2015172325A - 伝熱パネル及びそれを用いた融雪装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構造で高い寸法精度や施工技術を必要とせず屋根材として一度の施工で設置可能で施工日程及び費用を削減でき、量産性、施工性、品質の安定性に優れ、不具合発生部分のみを容易に補修できメンテナンス性、省資源性に優れ、温度分布の均一性、熱伝達の効率性に優れ、融雪パネルとして用いる場合は温度の低い加熱源でも効率的に均一な融雪が可能で大地熱等を有効利用でき、省エネルギー性、環境保護性に優れる伝熱パネルの提供。【解決手段】板状の伝熱部と、伝熱部の一方の面に形成された１以上の中空パイプ部と、中空パイプ部の長手方向の一端部若しくは両端部に配設される熱媒循環部と、を備え、中空パイプ部に作動流体が封入され、熱媒循環部が、熱媒供給部と連通して中空パイプ部に挿通される熱媒供給管と、熱媒供給管の外周に形設され熱媒還流路を有する伝熱管と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、加熱源又は冷却源の少なくともいずれか一方と連結して熱媒を循環させることにより、効果的に放熱又は吸熱を行うことができ、特に屋根や雁木等に積もった雪を融かして除去する融雪パネルとして好適に用いることができる伝熱パネル及びそれを用いることにより、均一かつ効率的に屋根の融雪を行うことができる融雪装置に関するものである。

寒冷地における多量の積雪が社会生活に大きな影響を及ぼすことは周知の通りであり、例えば屋根に積もった雪は家屋の倒壊の原因になるため、積雪量がある程度以上になると雪降ろしを行う必要がある。雪降ろしはそのほとんどを人力に頼る作業であり多大な時間と重労働を強いられ、さらに危険を伴う作業なので、高齢者世帯の増加に伴い大きな問題となっている。
また、雪降ろしをしなくて済むように、固く締まった屋根雪を自重で自然に落下させるため屋根の勾配を大きくした家屋もある。しかし、道路を通行する人や車にとって、屋根から勢い良く落下する雪の塊は、歩行や走行の妨げになるだけでなく怪我等を引き起こす危険物になるという問題があった。
このような問題を解消するため、雪降ろしを行うことなく屋根の積雪を融かして除去することができる様々な融雪装置や融雪構造が提案されている。
例えば、本願出願人が出願して特許された（特許文献１）には、屋根や庇に配置されたヒートパイプを備えた屋根や庇の融雪構造であって、該ヒートパイプが、熱源管が添設若しくは貫設され間隔をあけて配設された２本のヘッダ管と、各々の両端部がヘッダ管の各々に連通しヘッダ管から分岐して複数の略平行に配設され屋根や庇の勾配方向と略直交して配置されたヒートパイプ枝管と、熱源管の端部間に接続された接続管と、を備えている屋根や庇の融雪構造が開示されている。
また、（特許文献２）には、屋根面の傾斜方向にほぼ沿って配置されるヒートパイプを、屋根面に固定される板材に取付けるとともに、ヒートパイプの端部のうち布設状態での下端部を、板材の幅以下の長さの高温流体管に接続し、さらにその高温流体管の両端部に接続用のねじ部を形成した屋根用融雪パネルが開示されている。

特許第４３２４２２４号公報 特開昭６２−２８０４６２号公報

しかしながら、上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。
（１）（特許文献１）では、梯子型形状を持ったヒートパイプを断熱体に配置し、その上面に熱分散材を配した格納パネルを設置した後、そのパネルを屋根の野地板上に固定して、屋根材の施工を行っていた。
この結果、従来の温水パネルを配置する方式に比べ、屋根全面の温度分布が比較的均一化され、低温での融雪が可能になり雪洞の発生防止に効果を発揮していた。
（２）しかし、ヒートパイプから融雪面となる屋根材までの熱の伝播には、ヒートパイプから熱分散材への接触熱伝達、熱分散材内での熱伝導、熱分散材から屋根材への接触熱伝達が必要となる。このため、屋根全面の温度分布をより均一に近づけ、融雪状況をより確実かつ均一なものとするには、各部材における高い寸法精度と、各部材を確実かつ均一に接触させる技術が要求され、施工性、品質の均一性の改善が望まれていた。
（３）また、少ないエネルギーで長期間にわたって均一かつ効率的で安定的な融雪を行って雪洞の発生を防ぐためには、循環熱媒温度の低温化が必要であるが、従来技術のような構造では、接触熱伝達のバラツキ及び熱伝達の効率低下により、ヒートパイプへの循環熱媒温度は１０℃以上が望ましい状況であり、構造の簡素化による熱伝導性の改善が望まれていた。
（４）また、施工工事としては、屋根の野地板施工後にヒートパイプの施工と熱源循環ラインの工事を行い、その後に屋根材となる融雪パネルの工事を行うことになり、屋根工事が２度必要となることから、施工日数、施工工費が増加しており、これらを削減するため、構造の簡素化、施工性の向上が強く望まれていた。
（５）さらに、施工後に、ヒートパイプ又は熱源循環ラインの不具合が発生した場合は、修理のために屋根材（融雪パネル）の撤去が必要になり、多大な修理時間と修理費用がかかることから、構造の改良、改善が強く要望されていた。
（６）（特許文献２）は、屋根面に固定される板材と、ヒートパイプと、ヒートパイプに対する加熱源である高温流体管を一体化したものであるが、断熱材とヒートパイプを上板と下板により挟み付けて固定したものであり、断熱材とヒートパイプを上板と下板に隙間なく密着させるには高度な技術が必要であり、熱伝導性を改善することができず、上板全体を斑無く均一に加熱することが困難で、量産性、品質の均一性に欠けるという課題を有していた。
（７）また、高温流体管はヒートパイプの端部と接触しているだけで、ヒートパイプとの熱交換量が少ないため、高温流体管を流れる流体の温度を高温にしなければヒートパイプを十分に動作させることができず、動作の安定性、信頼性、省エネルギー性に欠けるという課題を有していた。
（８）さらに、ヒートパイプを使用することなく、構造を簡素化して安全性、量産性、施工性に優れると共に、温度分布の均一性、熱伝達の効率性に優れ、循環熱媒温度の低温化を図ることが可能な伝熱パネルの開発も望まれている。

本発明は上記課題を解決するものであり、簡素な構造で、高い寸法精度や施工技術が不要であり、屋根材として一度の施工で設置することができるため、施工日程と施工費用を大幅に削減することができ、量産性、施工性、品質の安定性に優れるだけでなく、不具合が発生した場合は、不具合発生部分のみを容易に補修することができ、メンテナンス性、省資源性に優れると共に、温度分布の均一性、熱伝達の効率性に優れることにより、加熱源又は冷却源との温度差を小さく設定することができ、特に融雪パネルとして用いる場合には、温度の低い加熱源でも効率的に均一な融雪を行うことが可能で、大地熱等を有効に利用することができ、省エネルギー性、環境保護性に優れる伝熱パネルの提供、及びこの伝熱パネルを用いることにより、施工が容易で設置自在性、メンテナンス性に優れるだけでなく、少ないエネルギーで長期間にわたって均一かつ効率的に屋根の融雪を行うことができ、動作の確実性、安定性に優れる融雪装置の提供を目的とする。

課題を解決するための手段及びそれによって得られる作用、効果

上記課題を解決するために、本発明の伝熱パネル及びそれを用いた融雪装置は以下の構成を有している。

本発明の請求項１に記載の伝熱パネルは、板状に形成された伝熱部と、前記伝熱部の一方の面に形成された１以上の中空パイプ部と、前記中空パイプ部に配設される熱媒循環部と、を備え、前記中空パイプ部に作動流体が封入され、前記熱媒循環部が、前記中空パイプ部の長手方向の一端部若しくは両端部に挿通される熱媒供給管と、前記熱媒供給管に熱媒を供給する熱媒供給部と、前記熱媒供給管の外周に形設され前記熱媒供給管から供給される熱媒を還流させる熱媒還流路を有し前記熱媒還流路を移動する前記熱媒と前記作動流体との間で熱交換を行う伝熱管と、前記伝熱管と連通して前記熱媒還流路から還流される前記熱媒を排出する熱媒排出部と、を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用、効果を有する。
（１）板状に形成された伝熱部と、伝熱部の一方の面に形成された１以上の中空パイプ部と、中空パイプ部に配設される熱媒循環部を備えることにより、中空パイプ部を介して伝熱部と熱媒循環部の間を熱が直接伝導して熱伝導性に優れ、伝熱部全体で効率的に放熱（加熱）や吸熱（冷却）を行うことができ、温度分布の均一性、吸放熱の効率性に優れる。
（２）中空パイプ部に作動流体が封入され、中空パイプ部の長手方向の一端部若しくは両端部に熱媒循環部が配設されるので、外部の加熱源又は冷却源で加熱又は冷却された熱媒を循環させることにより、熱媒と中空パイプ部の作動流体との間で熱交換を行って中空パイプ部をヒートパイプとして動作させ、伝熱部で確実かつ効率的に加熱又は冷却することができ、動作の確実性、安定性に優れる。
（３）熱媒循環部が、中空パイプ部の長手方向の一端部若しくは両端部に挿通される熱媒供給管と、熱媒供給管に熱媒を供給する熱媒供給部と、熱媒供給管の外周に形設され熱媒供給管から供給される熱媒を還流させる熱媒還流路を有し熱媒還流路を移動する熱媒と作動流体との間で熱交換を行う伝熱管と、伝熱管と連通して熱媒還流路から還流される熱媒を排出する熱媒排出部を有するので、熱媒循環部を中空パイプ部に容易に組込むことができ、簡単かつ確実に熱媒を循環させることが可能で、組立作業性、施工性に優れる。
（４）熱媒供給管と、熱媒供給管の外周に形設される伝熱管が、中空パイプ部に挿通されることにより、熱媒循環部をコンパクト化することができると共に、熱媒供給管や伝熱管の外周を中空パイプ部で覆って保護することができ、取扱い性に優れる。

ここで、伝熱パネルは屋根材、壁材などとして用いることができる。伝熱パネルの材質としてはアルミニウム又はアルミニウム合金が好適に用いられる。伝熱部と中空パイプ部は押出加工により一体に形成することが好ましい。伝熱部と中空パイプ部が一体に形成されることにより、伝熱部と中空パイプ部との間で熱を直接伝導させて熱の伝播における無駄や斑を低減することができ、温度分布の均一性、吸放熱の効率性に優れるためである。１枚の伝熱パネルに形成する中空パイプ部の数や配置は適宜選択することができるが、１つの中空パイプ部に形成される熱媒循環部の熱で略均一に加熱又は冷却ができる面積の伝熱部と一体に形成することにより、伝熱パネルを小型化することができ、加熱及び冷却の効率性、量産性、汎用性に優れる。尚、１枚の伝熱パネル全体を一体で成形することが好ましいが、中空パイプ部と伝熱部の一部を一体に形成した後、伝熱部の一側部又は両側部に板材を溶接等で継ぎ足して１枚の伝熱パネルを形成してもよい。

伝熱パネルを放熱（加熱）専用又は吸熱（冷却）専用に用いる場合は、熱媒循環部を中空パイプ部の長手方向の一端部のみに設け、加熱源で加熱された熱媒を循環させれば中空パイプ部をヒートパイプとして動作させて伝熱部で放熱（加熱）することができ、冷却源で冷却された熱媒を循環させれば同様にして伝熱部で吸熱（冷却）を行うことができる。伝熱パネルを放熱（加熱）用と吸熱（冷却）用に兼用する場合は、加熱源で加熱された熱媒を循環させる加熱用の熱媒循環部を中空パイプ部の長手方向の一端部に設け、冷却源で冷却された熱媒を循環させる冷却用の熱媒循環部を中空パイプ部の長手方向の他端部に設けて、いずれか一方を選択して熱媒を循環させることにより、伝熱部で放熱（加熱）又は吸熱（冷却）を行うことができる。特に、傾斜した屋根の上に伝熱パネルを設置して使用する場合、加熱用の熱媒循環部を中空パイプ部の軒先側の端部に設け、冷却用の熱媒循環部を中空パイプ部の棟側の端部に設けることにより、中空パイプ部をヒートパイプとして確実に動作させて、放熱（加熱）及び／又は吸熱（冷却）を効率的に行うことができる。
中空パイプ部に封入される作動流体としては、純水、アンモニア、炭酸、液体窒素、水銀、アルコール、アセトン、過酸化水素等を使用することができるが、伝熱パネルを屋根に敷設して寒冷地等で融雪パネルとして用いる場合には、ＨＣＦＣ−１４１ｂ，１４２ｂなどのＨＣＦＣ系溶剤やＨＦＣ１３４ａ等の−３０℃前後まで凍結しない不凍性のものが好適に用いられる。また、熱媒循環部に循環させる熱媒としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、酢酸カリウム水溶液等の不凍性のものが好適に用いられるが、冷却用の熱媒には水を用いることができるので、熱媒に水道水を用いれば、伝熱パネルを太陽熱温水器としても機能させることができ、水道水を温めて生活用水に使用することができる。

熱媒供給管及び伝熱管の材質としては、銅，ステンレス，アルミニウム，マグネシウム，チタン，ニッケル，真鍮等の金属やこれらの合金、ＡＢＳ，ポリサルフォン，ポリエーテルエーテルケトン，高強度ポリエチレン等の強度の高い合成樹脂、若しくはこれらの合成樹脂を、ガラス繊維やカーボンブラック，炭素繊維，カーボンナノチューブ等のカーボン等をフィラーとして充填して強化したもの等を用いることができる。特に、伝熱管の材質として、アルミニウム、ステンレス、銅、真鍮などを用いた場合、溶接又はロウ付により確実に熱媒循環部を封止することができ、信頼性、耐久性に優れる。
熱媒供給管の長さは、中空パイプ部に封入される作動流体との熱交換に必要な熱量に応じて、適宜、選択することができるが、伝熱パネル（中空パイプ部）の全長の１０％〜４０％程度が好ましい。熱媒供給管の長さが伝熱パネル（中空パイプ部）の全長の１０％より短くなるにつれ、作動流体との熱交換量が減少し、作動流体を十分に加熱又は冷却することができず、放熱量や吸熱量が不足し易くなる傾向があり、４０％より長くなるにつれ、熱媒を循環させるための圧力損失が増加して消費動力が増大し易くなる傾向があり、いずれも好ましくない。

熱媒循環部は、熱媒供給部と熱媒供給管の入口側を連通させ、伝熱管の出口側と熱媒排出部を連通させるものであればよい。熱媒供給管と伝熱管は二重管状に配設され、内側の熱媒供給管と、外側の伝熱管との間に熱媒還流路が形成される。また、伝熱管の先端側は閉塞されている。これにより、熱媒供給部から熱媒供給管に供給された熱媒は熱媒供給管の先端（出口）側から流出し、熱媒還流路を通って伝熱管の末端（熱媒流出口）側に還流され、熱媒排出部から流出する。尚、伝熱管の外周面と、中空パイプ部の内周面との間には隙間が形成され、作動流体が流動可能な状態で封入されている。
そして、伝熱パネルの熱媒循環部における熱媒供給部及び熱媒排出部と加熱源又は冷却源との間を熱媒循環路でループ状に接続することにより、加熱源又は冷却源で加熱又は冷却された熱媒を循環させることができる。循環する熱媒は伝熱管の内部（熱媒還流路）を移動する間に、伝熱管の外周面において作動流体を加熱又は冷却し、中空パイプ部をヒートパイプとして連続的に動作させることができる。
尚、伝熱パネルは設置場所の面積に応じて、必要な枚数を設置することができるが、このときの熱媒循環路は、各々の伝熱パネルの熱媒循環部に熱媒を循環させることができればよく、その経路は適宜、選択することができる。例えば、全ての伝熱パネルの熱媒循環部の熱媒供給部及び熱媒排出部をそれぞれ並列に接続してもよいし、複数枚の伝熱パネルの熱媒循環部の熱媒供給部と熱媒排出部を直列に接続したものを一組として、それを複数組、並列に接続しもよい。

熱媒循環部との間で熱媒を循環させる加熱源及び冷却源は、適宜、選択することができる。熱媒循環部が地中に埋設される熱交換部や水中に沈設される熱交換部を有する場合は、周囲の土砂、地中を流れる地下水、地中等に溜まった井戸水（地下水）や温泉水等を介して大地の熱と熱交換を行うことができるので、別途、熱源を用意する必要がなく、省エネルギー性、大地熱の有効利用性に優れる。
尚、熱交換部を設置する場所は、地熱を直接的或いは間接的に利用して熱交換できる場所であればよい。熱交換部は大地に竪穴などを掘削して設置する以外に、井戸を利用して設置することや温泉水の中に設置することもできる。また、生ごみその他を利用して製造する堆肥の中に埋設すれば、堆肥の製造過程で発生する発酵熱も有効利用することができる。
また、熱交換部の設置方向は、設置場所に応じて、適宜、選択することができ、縦方向に限らず、水平方向に設置してもよいし、傾斜させて設置してもよい。特に、熱交換部を傾斜地などに設置する場合には、穴を水平方向や斜め方向に掘削して熱交換部を埋設することもできる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の伝熱パネルであって、前記熱媒循環部が、前記熱媒供給部と、前記熱媒排出部と、前記熱媒供給管の一端側を挿抜自在に保持する熱媒供給管保持部と、を有する連結具を備えた構成を有している。
この構成により、請求項１で得られる作用、効果に加え、以下のような作用、効果が得られる。
（１）熱媒循環部が、熱媒供給部、熱媒供給管の一端側を挿抜自在に保持する熱媒供給管保持部と、を有する連結具を備えることにより、簡便かつ確実に熱媒供給部と熱媒供給管を連通させることができ、組立作業性に優れる。
（２）熱媒循環部の連結具が、熱媒供給管の一端側を挿抜自在に保持する熱媒供給管保持部を有することにより、伝熱部の面積や中空パイプ部の長さ等に応じて、必要な長さの熱媒供給管を取付けることができるので、連結具を共通化することができ、量産性、設計自在性に優れる。
（３）熱媒循環部の連結具が、熱媒排出部と、熱媒供給管の一端側を挿抜自在に保持する熱媒供給管保持部を有するので、熱媒供給管保持部に保持された熱媒供給管を伝熱管に内挿し、連結具に伝熱管を取付けるだけで熱媒供給管の外周に熱媒還流路を形設することができ、中空パイプ部への取付けが容易で、組立作業性、量産性に優れる。

ここで、熱媒還流管保持部にはＯリング等を配設することにより、熱媒の漏れを防止することができる。連結具に伝熱管の端部と嵌合する伝熱管保持部を形設した場合、伝熱管を容易に固定することができ、組立作業性に優れる。また、連結具に中空パイプ部の端部と嵌合する嵌合部を形設した場合、中空パイプ部の中心部に伝熱管を簡単かつ確実に位置決め固定することができ、量産性、品質の安定性に優れる。連結具の材質として、アルミニウム、ステンレス、銅、真鍮などを用いた場合、溶接又はロウ付により、連結具と伝熱管の間や連結具と中空パイプ部との間を確実かつ強固に封止して熱媒や作動流体の漏洩を防止することができ、信頼性、耐久性に優れる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の伝熱パネルであって、前記熱媒循環部が、前記連結具の端部に形成された熱媒供給管挿通口を備えた構成を有している。
この構成により、請求項２で得られる作用、効果に加え、以下のような作用、効果が得られる。
（１）熱媒循環部が、連結具の端部に形成された熱媒供給管挿通口を有することにより、組立後も必要に応じて、熱媒供給管挿通口から熱媒供給管を交換することができ、中空パイプ部をヒートパイプとして動作させるのに必要な熱量を確保するために最適な長さに調整することができるので、設計自在性、汎用性、メンテナンス性、省エネルギー性に優れる。

ここで、熱媒供給管挿通口を開閉自在に密閉する開閉蓋を備えることにより、通常は熱媒供給管挿通口から熱媒が漏洩することはなく、熱媒供給管を交換する時は、熱媒循環部を分解することなく、熱媒供給管挿通口を開放して容易に熱媒供給管を抜き差しすることができ、機能性に優れる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の伝熱パネルであって、前記熱媒循環部が、前記伝熱管の端部を保持する伝熱管保持部と、前記中空パイプ部に嵌合される嵌合筒部と、を有する端部固定部を備えた構成を有している。
この構成により、請求項３乃至５の内いずれか１項で得られる作用、効果に加え、以下のような作用、効果が得られる。
（１）熱媒循環部が、伝熱管の端部を保持する伝熱管保持部と、中空パイプ部に嵌合される嵌合筒部と、を有する端部固定部を備えているので、熱媒循環部を中空パイプ部の端部に容易に取付けることができ、組立作業性、量産性に優れる。
（２）熱媒循環部の端部固定部が、伝熱管の端部を保持する伝熱管保持部を有することにより、伝熱管を容易に位置決め固定して、熱媒供給管と伝熱管との間に熱媒還流路を形設することができ、品質の安定性に優れる。
（３）熱媒循環部の端部固定部が、中空パイプ部に嵌合される嵌合筒部を有することにより、嵌合筒部で中空パイプ部を確実に封止して作動流体の漏洩を防止することができ、高品質性、耐久性に優れる。
（４）熱媒循環部の端部固定部が、伝熱管保持部と、中空パイプ部に嵌合される嵌合筒部を有するので、伝熱管と、中空パイプ部との間に確実に隙間を形成して作動流体を通過させることができ、伝熱管の表面全体を有効に利用して熱媒と作動流体との間で効率的に熱交換を行うことができ、ヒートパイプとしての動作の確実性、効率性に優れる。

ここで、端部固定部は前述の連結具と一体に形成してもよいし、別部材で形成したものを溶接などにより連結具に固定してもよい。尚、端部固定部の材質は連結具と同様のものが好適に用いられる。
伝熱管は端部を端部固定部の伝熱管保持部に挿通して保持した後、伝熱管保持部との繋ぎ目を溶接やロウ付けなどで確実に封止することができる。また、端部固定部の嵌合筒部を中空パイプ部に嵌合させた後、嵌合筒部とヒートパイプ部との繋ぎ目を溶接やロウ付けなどで確実に封止することができる。

本発明の請求項５に記載の伝熱パネルは、板状に形成された伝熱部と、前記伝熱部の一方の面に形成された１以上の中空パイプ部と、前記中空パイプ部に形成される熱媒循環部と、を備え、前記熱媒循環部が、前記中空パイプ部に熱媒を供給する熱媒供給部と、前記中空パイプ部に挿通され前記熱媒供給部から供給される前記熱媒を還流させる熱媒還流管と、前記熱媒還流管から還流される前記熱媒を排出する熱媒排出部と、を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用、効果を有する。
（１）板状に形成された伝熱部と、伝熱部の一方の面に形成された１以上の中空パイプ部と、中空パイプ部に形成される熱媒循環部を備えることにより、中空パイプ部を介して伝熱部と熱媒循環部の間を熱が直接伝導して熱伝導性に優れ、伝熱部全体で効率的に放熱（加熱）や吸熱（冷却）を行うことができ、温度分布の均一性、吸放熱の効率性に優れる。
（２）中空パイプ部に形成される熱媒循環部を有するので、外部の加熱源又は冷却源で加熱又は冷却された熱媒を循環させることにより、熱媒と中空パイプ部との間で確実に熱交換を行って、伝熱部で確実かつ効率的に加熱又は冷却することができることができ、動作の確実性、安定性に優れる。
（３）熱媒循環部が、中空パイプ部に熱媒を供給する熱媒供給部と、中空パイプ部に挿通され熱媒供給部から供給される熱媒を還流させる熱媒還流管と、熱媒還流管から還流される熱媒を排出する熱媒排出部を有することにより、中空パイプ部に容易に熱媒循環部を形成することができ、簡単かつ確実に熱媒を循環させることができるので、ヒートパイプが不要で、構造を簡素化することができ、組立作業性、施工性、量産性、安全性に優れる。
（４）熱媒還流管が中空パイプ部に挿通されることにより、熱媒供給管の外周を中空パイプ部で覆って保護することができ、取扱い性に優れる。

ここで、請求項５の伝熱パネルは、熱媒が直接、中空パイプ部に供給、循環されており、中空パイプ部をヒートパイプとして動作させる作動流体が封入されていない点で請求項１の伝熱パネルと異なるが、その他については請求項１と同様であるので、説明を省略する。
熱媒還流管の材質としては、熱媒供給管又は伝熱管と同様のものが好適に用いられる。
熱媒供給部から中空パイプ部に供給された熱媒は、中空パイプ部に挿通された熱媒還流管の外（中空パイプ部と熱媒還流管との間）を通って中空パイプ部の一端側から他端側へ移動し、他端側で熱媒還流管の中に入り、熱媒還流管を通って中空パイプ部の一端側まで還流され、熱媒排出部から排出される。
よって、熱媒供給部及び熱媒排出部と加熱源又は冷却源との間を熱媒循環路でループ状に接続することにより、加熱源又は冷却源で加熱又は冷却された熱媒を循環させることができる。加熱源で加熱された熱媒を熱媒循環部に循環させれば熱媒の熱が中空パイプ部の壁面を伝導して伝熱部で放熱（加熱）を行うことができ、冷却源で冷却された熱媒を熱媒循環部に循環させれば伝熱部の熱が中空パイプ部の壁面を伝導して熱媒に吸収され伝熱部で吸熱（冷却）を行うことができる。
その他の伝熱パネルの配置、熱媒循環路の構成や経路等は請求項１と同様であるので、説明を省略する。
熱媒としては、請求項１で説明したものと同様のものの他に、井戸水や地下水等を使用することができ、これらは特に、加熱用の熱媒として好適である。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の伝熱パネルであって、前記熱媒循環部が、前記熱媒供給部と、前記熱媒排出部と、前記熱媒還流管の一端側を保持する熱媒還流管保持部を有する連結具を備えた構成を有している。
この構成により、請求項５で得られる作用、効果に加え、以下のような作用、効果が得られる。
（１）熱媒循環部が、熱媒供給部と、熱媒排出部と、熱媒還流管の一端側を保持する熱媒還流管保持部と、を有する連結具を備えることにより、簡便かつ確実に熱媒供給部と中空パイプ部、熱媒排出部と熱媒還流管をそれぞれ連通させることができ、組立作業性に優れる。
（２）熱媒循環部の連結具が、熱媒還流管の一端側を保持する熱媒還流管保持部を有することにより、中空パイプ部の長さに応じて、必要な長さの熱媒還流管を取付けることができるので、連結具を共通化することができ、量産性、設計自在性に優れる。
（３）熱媒循環部の連結具が、熱媒還流管の一端側を保持する熱媒還流管保持部を有するので、熱媒還流管保持部に熱媒還流管を保持した状態で中空パイプ部に挿入し、連結具を中空パイプ部に固定するだけで熱媒を供給、循環させるための二重管構造を形成することができ、中空パイプ部への取付けが容易で、量産性に優れる。

ここで、熱媒還流管保持部にはＯリング等を配設することにより、熱媒の漏れを防止することができる。連結具に中空パイプ部の端部と嵌合する嵌合部を形設した場合、中空パイプ部の中心部に熱媒還流管を容易に位置決め固定することができ、組立作業性、品質の安定性に優れる。連結具の材質としては、請求項１と同様であるので、説明を省略する。

本発明の請求項７に記載の融雪装置は、請求項１乃至６の内いずれか１項に記載の伝熱パネルを用いた融雪装置であって、野地板上に覆設される１乃至複数の前記伝熱パネルと、前記伝熱パネルの軒先側の前記熱媒循環部の前記熱媒供給部及び前記熱媒排出部とループ状に接続されて前記熱媒を循環させる熱媒循環路を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用、効果が得られる。
（１）野地板上に覆設される伝熱パネルが、伝熱部と、伝熱部の一方の面に形成された１以上の中空パイプ部と、中空パイプ部に配設される熱媒循環部を有することにより、簡素な構造で、高い寸法精度や施工技術が不要であり、屋根材として一度の施工で設置することができるため、施工日程と施工費用を大幅に削減することができ、量産性、施工性、品質の安定性に優れる。
（２）伝熱部と中空パイプ部を有する伝熱パネルが野地板上に覆設されるので、不具合が発生した場合は、不具合発生部分のみを容易に補修することができ、メンテナンス性、省資源性に優れる。
（３）伝熱パネルが、伝熱部と、中空パイプ部と、中空パイプ部に配設される熱媒循環部を有することにより、温度分布の均一性、熱伝達の効率性に優れるので、熱媒を加熱するための加熱源の温度が低くても効率的に均一な融雪を行うことができ、大地熱等を有効に利用することが可能で、少ないエネルギーで長期間にわたって安定した動作を実現でき、省エネルギー性、環境保護性、動作の安定性に優れる。
（４）伝熱パネルの軒先側の熱媒循環部の熱媒供給部及び熱媒排出部とループ状に接続されて熱媒を循環させる熱媒循環路を有するので、外部の加熱源で加熱された熱媒を循環させることにより、熱媒と中空パイプ部との間で熱交換を行って、伝熱部で確実かつ効率的に加熱（放熱）して融雪することができ、動作の確実性、安定性に優れる。

ここで、熱媒循環路の一部を加熱源で加熱することにより、加熱された熱媒が熱媒循環部を通過して循環する際に、熱媒の熱が中空パイプ部から伝熱部へ伝導し、伝熱部全体をほぼ均一な温度に加熱することができる。中空パイプ部に作動流体が封入されている場合は、熱媒の熱が作動流体を加熱することにより、作動流体が蒸発して多量の蒸発潜熱を吸収し、作動流体が吸収した熱が短時間で中空パイプ部の隅々まで運ばれ、その熱が伝熱部に伝導して伝熱部全体をほぼ均一に加熱する。熱媒循環部が伝熱パネルの軒先側に配設されているので、放熱して凝縮した作動流体は、中空パイプ部の棟側から軒先側に向かってスムーズに流れ、中空パイプ部はヒートパイプとして連続的に機能する。また、熱媒を直接、中空パイプ部に供給、循環させる場合は、中空パイプ部を通過する熱媒の熱が、そのまま中空パイプ部の壁面から伝熱部全体に伝導する。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の融雪装置であって、前記熱媒循環路が、前記伝熱パネルの軒先側に前記中空パイプ部の長手方向と直交して配設され複数の前記熱媒供給部を並列に接続する熱媒供給ヘッダ管と、前記伝熱パネルの軒先側に前記中空パイプ部の長手方向と直交して配設され複数の前記熱媒排出部を並列に接続する熱媒排出ヘッダ管と、を有し、前記伝熱パネルの軒先側の端部下方に形成された樋が、前記熱媒供給ヘッダ管と前記熱媒排出ヘッダ管の間に挟まれている構成を有している。
この構成により、請求項７で得られる作用、効果に加え、以下のような作用、効果が得られる。
（１）熱媒循環路が、伝熱パネルの軒先側に中空パイプ部の長手方向と直交して配設され複数の熱媒供給部を並列に接続する熱媒供給ヘッダ管と、伝熱パネルの軒先側に中空パイプ部の長手方向と直交して配設され複数の熱媒排出部を並列に接続する熱媒排出ヘッダ管を有するので、野地板上に複数の伝熱パネルが覆設される場合や伝熱部が大面積の場合でも、複数の中空パイプ部の熱媒循環部に十分な熱媒を供給、循環させて野地板上の伝熱部全体を斑なく確実に加熱して融雪することができ、動作の信頼性、安定性に優れる。
（２）伝熱パネルの軒先側の端部下方に形成された樋が、熱媒供給ヘッダ管と熱媒排出ヘッダ管の間に挟まれていることにより、熱媒供給ヘッダ管及び熱媒排出ヘッダ管が風除けとなって軒先から垂れ落ちる融雪水に風が当たることがなく、氷柱の発生を効果的に防ぎ、雨樋の破損を防止すると共に、軒下の通行の安全性を確保することができ、メンテナンス性、安全性に優れる。
（３）樋が、熱媒供給ヘッダ管と熱媒排出ヘッダ管の間に挟まれているので、熱媒供給ヘッダ管及び熱媒排出ヘッダ管を流れる熱媒の熱により、軒先から垂れ落ちる融雪水や樋を流れる融雪水の温度低下を防ぎ、氷柱が発生したり、樋が凍り付いたりすることを確実に防止することができ、機能性、氷柱防止の確実性、に優れる。

ここで、熱媒供給ヘッダ管及び熱媒排出ヘッダ管の断面積は、接続する熱媒循環部の数や長さなどに応じて、必要な熱媒の流量が確保できるように決定することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の融雪装置であって、前記熱媒循環路が、地中に埋設され又は水中に沈設される熱交換部を備えた構成を有している。
この構成により、請求項７又は８で得られる作用、効果に加え、以下のような作用、効果が得られる。
（１）熱媒循環路が、地中に埋設され又は水中に沈設される熱交換部を有することにより、熱交換部の周囲の土砂、地中を流れる地下水、地中等に溜まった井戸水（地下水）や温泉水等を介して大地の熱で熱媒を加熱することができるので、別途、加熱源を用意する必要がなく、大地熱を有効利用することができ、省エネルギー性、環境保護性に優れる。

ここで、熱交換部としては、二重管方式、Ｕチューブ方式、ＷＵチューブ方式等の従来公知のものを用いることができる。

実施の形態１における伝熱パネルを示す模式平面図 図１のＡ−Ａ線矢視断面模式図 図１のＢ−Ｂ線矢視断面拡大模式図 実施の形態１における伝熱パネルの組立工程を示す要部断面模式図 実施の形態１の伝熱パネルを用いた融雪装置の構成を示す模式斜視図 実施の形態１の伝熱パネルの固定構造を示す要部断面模式図 実施の形態２における伝熱パネルを示す模式平面図 図７のＥ−Ｅ線矢視断面模式図 図７のＦ−Ｆ線矢視断面拡大模式図 実施の形態２の伝熱パネルを用いた融雪装置の構造を示す要部断面模式図 実施の形態２の伝熱パネルを用いた融雪装置の構造を示す要部平面模式図 実施例１における融雪終了後の状態を示す図

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら説明する。尚、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
（実施の形態１）
まず、実施の形態１における伝熱パネルについて説明する。
図１は実施の形態１における伝熱パネルを示す平面模式図であり、図２は図１のＡ−Ａ線矢視断面模式図である。
図１及び図２中、１は実施の形態１における伝熱パネル、２はアルミニウム合金で板状に形成された伝熱パネル１の伝熱部、２ａは伝熱パネル１を野地板上に覆設する際に隣接する伝熱パネル１の端部同士を通し吊り子で固定するために伝熱部２の幅方向の両側部に形成された折曲部、３は伝熱部２の一方の面の幅方向中央部に形成された伝熱パネル１の中空パイプ部、３ａは中空パイプ部３の長手方向の一端部を封止する端部封止部、４は中空パイプ部３の長手方向の他端部に配設される伝熱パネル１の熱媒循環部である。
中空パイプ部３が押出加工により伝熱部２と一体に形成されることにより、伝熱部２と中空パイプ部３との間で熱を直接伝導させて熱の伝播における無駄や斑を低減することができ、温度分布の均一性、吸放熱の効率性に優れる。
尚、１枚の伝熱パネル１に形成する中空パイプ部３の数や配置は適宜選択することができる。また、１枚の伝熱パネル１全体を一体で成形することが好ましいが、中空パイプ部３と伝熱部２の一部を一体に形成した後、伝熱部２の一側部又は両側部に板材を溶接等で継ぎ足して１枚の伝熱パネル１を形成してもよい。

次に、実施の形態１における伝熱パネルの熱媒循環部の詳細について説明する。
図３は図１のＢ−Ｂ線矢視断面拡大模式図である。
図３中、５は後述する熱媒循環路と接続されて熱媒循環部４に水道水やエチレングリコール等の熱媒を循環させるための連結具、６は中空パイプ部３の長手方向と直交するように連結具５に形成され熱媒循環路の熱媒供給ラインが接続される供給ライン接続部、７は供給ライン接続部６と連通して形成された連結具５の熱媒供給部、８は入口８ａ側が熱媒供給部７と連通して中空パイプ部３に挿通された熱媒循環部４の熱媒供給管、９は熱媒供給管８の外周に配設され熱媒供給管８の先端の出口８ｂから供給される熱媒を還流させる熱媒還流路９ａを有し熱媒還流路９ａを移動する熱媒と中空パイプ部３中に封入されるアンモニアやＨＣＦＣ系溶剤等の作動流体との間で熱交換を行う熱媒循環部４の伝熱管、９ｂは伝熱管９の先端側を封止する伝熱管封止部、１０は伝熱管９の末端の伝熱管出口９ｃ側で熱媒還流路９ａと連通して熱媒を熱媒循環部４から排出するための連結具５の熱媒排出部、１１は中空パイプ部３の長手方向と直交するように連結具５に形成され熱媒循環路の熱媒還流ラインが接続される還流ライン接続部、１２は熱媒供給管８の入口８ａ側の端部を挿抜自在に保持する連結具５の熱媒供給管保持部、１３は連結具５の端部に形成され外部から熱媒供給管８を挿抜するための熱媒供給管挿通口、１４は熱媒供給管挿通口１３を開閉自在に密閉する開閉蓋、１５は中空パイプ部３の端部と連結具５を接続する熱媒循環部４の端部固定部、１６は伝熱管９を伝熱管出口９ｃ側の端部で保持する端部固定部１５の伝熱管保持部、１６ａは伝熱管保持部１６の連結具５側と反対側の端部に形成され中空パイプ部３に嵌合された端部固定部１５の嵌合筒部、１６ｂは伝熱管保持部１６の連結具５側に形成され連結具５の嵌合凹部５ａに嵌入された端部固定部１５の接続筒部、１７は接続筒部１６ｂの外周に配設されるＯリングなどにより連結具５の嵌合凹部５ａと端部固定部１５の接続筒部１６ｂの間をシールするシール部である。

次に、実施の形態１における伝熱パネルの熱媒循環部の組立工程について説明する。
図４は実施の形態１における伝熱パネルの組立工程を示す要部断面模式図である。
図４（ｂ）中、３ｂは端部封止部３ａに形成された作動流体注入部、３ｃは作動流体注入部３ｂを封止する端部封止部３ａの封止プラグである。
まず、図４（ａ）に示すように、伝熱管９の伝熱管出口９ｃ側の端部を端部固定部１５の伝熱管保持部１６に挿通して保持した後、伝熱管９と伝熱管保持部１６の繋ぎ目である嵌合筒部１６ａの端部外周（Ｃ部）を溶接やロウ付けにより封止する。
次に、図４（ｂ）に示すように、中空パイプ部３の開口端部から伝熱管９を挿通し、端部固定部１５の嵌合筒部１６ａを中空パイプ部３に嵌合した後、中空パイプ部３と端部固定部１５の繋ぎ目である中空パイプ部３の端部外周（Ｄ部）を溶接やロウ付けにより封止する。また、端部封止部３ａの作動流体注入部３ｂから中空パイプ部３に作動流体を注入した後、作動流体注入部３ｂを封止プラグ１８ｃで封止する。
次に、図４（ｃ）に示すように、端部固定部１５の接続筒部１６ｂを連結具５の嵌合凹部５ａに嵌入した後、連結具５の熱媒供給管挿通口１３から熱媒供給管８を挿通する。このとき、熱媒供給管８の傾斜状の入口８ａを連結具５の熱媒供給口７に対向させることにより、熱媒供給口７から供給される熱媒を熱媒供給管８にスムーズに流すことができる。
最後に、連結具５の熱媒供給管挿通口１３を開閉蓋１４（図３参照）で密閉して熱媒循環部４の組立が完了する。

次に、以上のように構成された実施の形態１の伝熱パネルを用いた融雪装置について説明する。
図５は実施の形態１の伝熱パネルを用いた融雪装置の構成を示す模式斜視図である。
図５中、２１は家屋３０の屋根に実施の形態１の伝熱パネル１を設置して構成された融雪装置、２２は複数の伝熱パネル１の熱媒循環部４とループ状に接続されて熱媒を循環させる融雪装置２１の熱媒循環路、２３ａは各々の伝熱パネル１の熱媒循環部４に熱媒を供給する熱媒循環路２２の熱媒供給ライン、２３ｂは各々の伝熱パネル１の熱媒循環部４から熱媒を還流する熱媒循環路２２の熱媒還流ライン、２４は大地に掘削した竪穴４０によって地中に埋設された熱媒循環路２２のＵチューブ方式の熱交換部、２５は熱媒供給ライン２３ａの途中に配設され熱媒循環路２２の熱媒を循環させるポンプ、２６は熱媒循環部４の連結具５や連結具５に接続された熱媒循環路２２の熱媒供給ライン２３ａ，熱媒還流ライン２３ｂを保護する配管カバーである。
尚、説明の都合上、図５では配管カバー２６の一部を省略した。

次に、伝熱パネルの固定構造について説明する。
図６は実施の形態１の伝熱パネルの固定構造を示す要部断面模式図である。
図６中、３１は複数の伝熱パネル１が覆設された家屋３０の野地板、３２は隣接する伝熱パネル１の端部の折曲部２ａ同士を固定する通し吊り子、３３は通し吊り子３２に覆設されたキャップである。
尚、この伝熱パネル１の固定構造は、一般の屋根材を野地板３１上に取付ける際の構造と同一であるため、詳細な説明は省略する。

以上のように構成された実施の形態１の伝熱パネルを用いた融雪装置の動作について説明する。
図５において、地中に埋設された熱交換部２４内の熱媒（不凍液）は地中熱によって最低でも４℃〜６℃程度に加温される。熱交換部２４で加温された熱媒は、熱媒供給ライン２３ａに配設されたポンプ２５を駆動することにより、媒循を開始する。複数の伝熱パネル１の熱媒循環部４とループ状に接続された熱媒循環路２２の熱媒供給ライン２３ａは各々の伝熱パネル１の熱媒循環部４に配設された連結具５で分岐している。
熱媒供給ライン２３ａを流れる熱媒は、図３において、連結具５の供給ライン接続部６から熱媒供給部７を通って熱媒供給管８の入口８ａから流入する。熱媒供給管８を通過した熱媒は出口８ｂから流出し、熱媒供給管８と伝熱管９の間に形成された熱媒還流路９ａを通って伝熱管出口９ｃへ還流される。熱媒は熱媒還流路９ａを移動する間に中空パイプ部３中の作動流体を加熱し、加熱された作動流体は中空パイプ部３の他端側（棟側）に向かって蒸発する。作動流体の蒸気は中空パイプ部３の内部を拡散し凝縮して凝縮熱を放出し、その熱が伝熱部２に伝導する。
中空パイプ部３の内部で凝縮した作動流体は重力によって滴下し熱媒循環部４側（軒側）に移動し、熱媒循環部４を循環する熱媒で再度加熱され蒸発する。
一方、伝熱管出口９ｃへ還流された熱媒は連結具５の熱媒排出部１０を通り、還流ライン接続部１１から流出して熱媒還流ライン２３ｂによって還流され、再び熱交換部２４において地中熱で加熱される。
以上の動作を繰り返し、伝熱部２から放熱することにより、屋根（伝熱パネル１）の表面に積もった雪を融かすことができる。
尚、本実施の形態では、熱交換部２４を大地に掘った竪穴４０に埋設する場合について説明したが、熱交換部２４は既存の坑井、井戸、温泉水の中などに沈設して使用することもできるし、その他の加熱源を用いて加熱することもできる。

本実施の形態では、伝熱パネルを用いた融雪装置について説明したが、伝熱パネルは放熱（加熱）専用だけではなく、吸熱（冷却）専用に用いることもできる。伝熱パネルを吸熱（冷却）専用に用いる場合は、熱媒循環部を屋根の棟側に配置することで、中空パイプ部３をヒートパイプとして確実に動作させることができる。
また、加熱源で加熱された熱媒を循環させる加熱用の熱媒循環部を中空パイプ部３の長手方向の一端部に設け、冷却源で冷却された熱媒を循環させる冷却用の熱媒循環部を中空パイプ部３の長手方向の他端部に設けて、いずれか一方を選択して熱媒を循環させるようにすれば、放熱（加熱）用と吸熱（冷却）用を兼用することもできる。
伝熱パネルを吸熱（冷却）用に使用する場合、熱媒に水道水を用いれば、伝熱パネルを太陽熱温水器としても機能させることができ、水道水を温めて生活用水に使用することができる。
尚、伝熱パネルは屋根材としてだけでなく、壁材その他にも用いることができる。

以上のように構成された実施の形態１における伝熱パネルによれば、以下のような作用が得られる。
（１）板状に形成された伝熱部と、伝熱部の一方の面に形成された１以上の中空パイプ部と、中空パイプ部に配設される熱媒循環部を備えることにより、中空パイプ部を介して伝熱部と熱媒循環部の間を熱が直接伝導して熱伝導性に優れ、伝熱部全体で効率的に放熱（加熱）や吸熱（冷却）を行うことができ、温度分布の均一性、吸放熱の効率性に優れる。
（２）中空パイプ部に作動流体が封入され、中空パイプ部の長手方向の一端部若しくは両端部に熱媒循環部が配設されるので、外部の加熱源又は冷却源で加熱又は冷却された熱媒を循環させることにより、熱媒と中空パイプ部の作動流体との間で熱交換を行って中空パイプ部をヒートパイプとして動作させ、伝熱部で確実かつ効率的に加熱又は冷却することができ、動作の確実性、安定性に優れる。
（３）熱媒循環部が、中空パイプ部の長手方向の一端部若しくは両端部に挿通される熱媒供給管と、熱媒供給管に熱媒を供給する熱媒供給部と、熱媒供給管の外周に形設され熱媒供給管から供給される熱媒を還流させる熱媒還流路を有し熱媒還流路を移動する熱媒と作動流体との間で熱交換を行う伝熱管と、伝熱管と連通して熱媒還流路から還流される熱媒を排出する熱媒排出部を有するので、熱媒循環部を中空パイプ部に容易に組込むことができ、簡単かつ確実に熱媒を循環させることが可能で、組立作業性、施工性に優れる。
（４）熱媒供給管と、熱媒供給管の外周に形設される伝熱管が、中空パイプ部に挿通されることにより、熱媒循環部をコンパクト化することができると共に、熱媒供給管や伝熱管の外周を中空パイプ部で覆って保護することができ、取扱い性に優れる。
（５）熱媒循環部が、熱媒供給部、熱媒供給管の一端側を挿抜自在に保持する熱媒供給管保持部と、を有する連結具を備えることにより、簡便かつ確実に熱媒供給部と熱媒供給管を連通させることができ、組立作業性に優れる。
（６）熱媒循環部の連結具が、熱媒供給管の一端側を挿抜自在に保持する熱媒供給管保持部を有することにより、伝熱部の面積や中空パイプ部の長さ等に応じて、必要な長さの熱媒供給管を取付けることができるので、連結具を共通化することができ、量産性、設計自在性に優れる。
（７）熱媒循環部の連結具が、熱媒排出部と、熱媒供給管の一端側を挿抜自在に保持する熱媒供給管保持部を有するので、熱媒供給管保持部に保持された熱媒供給管を伝熱管に内挿し、連結具に伝熱管を取付けるだけで熱媒供給管の外周に熱媒還流路を形設することができ、中空パイプ部への取付けが容易で、組立作業性、量産性に優れる。
（８）熱媒循環部が、連結具の端部に形成された熱媒供給管挿通口を有することにより、組立後も必要に応じて、熱媒供給管挿通口から熱媒供給管を交換することができ、中空パイプ部をヒートパイプとして動作させるのに必要な熱量を確保するために最適な長さに調整することができるので、設計自在性、汎用性、メンテナンス性、省エネルギー性に優れる。
（９）熱媒循環部が、伝熱管の端部を保持する伝熱管保持部と、中空パイプ部に嵌合される嵌合筒部と、を有する端部固定部を備えているので、熱媒循環部を中空パイプ部の端部に容易に取付けることができ、組立作業性、量産性に優れる。
（１０）熱媒循環部の端部固定部が、伝熱管の端部を保持する伝熱管保持部を有することにより、伝熱管を容易に位置決め固定して、熱媒供給管と伝熱管との間に熱媒還流路を形設することができ、品質の安定性に優れる。
（１１）熱媒循環部の端部固定部が、中空パイプ部に嵌合される嵌合筒部を有することにより、嵌合筒部で中空パイプ部を確実に封止して作動流体の漏洩を防止することができ、高品質性、耐久性に優れる。
（１２）熱媒循環部の端部固定部が、伝熱管保持部と、中空パイプ部に嵌合される嵌合筒部を有するので、伝熱管と、中空パイプ部との間に確実に隙間を形成して作動流体を通過させることができ、伝熱管の表面全体を有効に利用して熱媒と作動流体との間で効率的に熱交換を行うことができ、ヒートパイプとしての動作の確実性、効率性に優れる。

以上のように構成された実施の形態１における伝熱パネルを用いた融雪装置によれば、以下のような作用が得られる。
（１）野地板上に覆設される伝熱パネルが、伝熱部と、伝熱部の一方の面に形成された１以上の中空パイプ部と、中空パイプ部に配設される熱媒循環部を有することにより、簡素な構造で、高い寸法精度や施工技術が不要であり、屋根材として一度の施工で設置することができるため、施工日程と施工費用を大幅に削減することができ、量産性、施工性、品質の安定性に優れる。
（２）伝熱部と中空パイプ部を有する伝熱パネルが野地板上に覆設されるので、不具合が発生した場合は、不具合発生部分のみを容易に補修することができ、メンテナンス性、省資源性に優れる。
（３）伝熱パネルが、伝熱部と、中空パイプ部と、中空パイプ部に配設される熱媒循環部を有することにより、温度分布の均一性、熱伝達の効率性に優れるので、熱媒を加熱するための加熱源の温度が低くても効率的に均一な融雪を行うことができ、大地熱等を有効に利用することが可能で、少ないエネルギーで長期間にわたって安定した動作を実現でき、省エネルギー性、環境保護性、動作の安定性に優れる。
（４）伝熱パネルの軒先側の熱媒循環部の熱媒供給部及び熱媒排出部と加熱源との間をループ状に接続して熱媒を循環させる熱媒循環路を有するので、外部の加熱源で加熱された熱媒を循環させることにより、熱媒と中空パイプ部との間で熱交換を行って、伝熱部で確実かつ効率的に加熱（放熱）して融雪することができ、動作の確実性、安定性に優れる。
（５）熱媒循環路が、地中に埋設され又は水中に沈設される熱交換部を有することにより、熱交換部の周囲の土砂、地中を流れる地下水、地中等に溜まった井戸水（地下水）や温泉水等を介して大地の熱で熱媒を加熱することができるので、別途、加熱源を用意する必要がなく、大地熱を有効利用することができ、省エネルギー性、環境保護性に優れる。

（実施の形態２）
実施の形態２における伝熱パネル及びそれを用いた融雪装置について説明する。尚、実施の形態１と同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
図７は実施の形態２における伝熱パネルを示す模式平面図であり、図８は図７のＥ−Ｅ線矢視断面模式図であり、図９は図７のＦ−Ｆ線矢視断面模式図である。
図７乃至図９中、１Ａは実施の形態２における伝熱パネル、３ｄは中空パイプ部３の一端部を封止する端部封止部（図９）、４Ａは中空パイプ部３の長手方向の他端部（軒下側）に配設される伝熱パネル１Ａの熱媒循環部（図７，９）である。

次に、実施の形態２における伝熱パネルの熱媒循環部の詳細について説明する。
図９中、５Ａは後述する熱媒循環路と接続されて熱媒循環部４Ａに地下水や井戸水等の熱媒を循環させるための連結具、５ｂは中空パイプ部３に嵌合された連結具５Ａの嵌合筒部、５ｃは後述する熱媒還流管１９の一端側を保持する連結具５Ａの熱媒還流管保持部、７ａは連結具５Ａの底面部に形成され中空パイプ部３に熱媒を供給する熱媒供給部、１０ａは連結具５Ａの底面部に形成され後述する熱媒還流管１９から還流される熱媒を排出する熱媒排出部、１９は中空パイプ部３に挿通され熱媒供給部７ａから中空パイプ部３に供給される熱媒を還流させる熱媒還流管、１９ａは熱媒還流管１９の熱媒流入口、１９ｂは熱媒還流管１９の熱媒流出口である。

実施の形態２における伝熱パネルの熱媒循環部の組立方法は、熱媒還流管１９の熱媒流出口１９ｂ側の端部を連結具５Ａの熱媒還流管保持部５ｃに挿通して保持した後、中空パイプ部３の開口端部から熱媒還流管１９を挿通し、連結具５Ａの嵌合筒部５ｂを中空パイプ部３に嵌合して、中空パイプ部３と連結具５Ａの繋ぎ目である中空パイプ部３の端部外周を溶接やロウ付けにより封止すればよい。

次に、以上のように構成された実施の形態２の伝熱パネルを用いた融雪装置について説明する。
図１０は実施の形態２の伝熱パネルを用いた融雪装置の構造を示す要部断面模式図であり、図１１は実施の形態２の伝熱パネルを用いた融雪装置の構造を示す要部平面模式図である。
図１０及び図１１中、２１Ａは家屋の屋根に実施の形態２の伝熱パネル１Ａを設置して構成される融雪装置、２２Ａは屋根に設置される複数の伝熱パネル１Ａの熱媒循環部４Ａの熱媒供給部７ａ及び熱媒排出部１０ａとループ状に接続されて熱媒を循環させる融雪装置２１Ａの熱媒循環路、２３ｃは伝熱パネル１Ａの軒先側に中空パイプ部３の長手方向と直交して配設され接続管７ｂによって複数の伝熱パネル１Ａの熱媒供給部７ａを並列に接続する熱媒循環路２２Ａの熱媒供給ヘッダ管、２３ｄは伝熱パネル１Ａの軒先側に中空パイプ部３の長手方向と直交して配設され接続管１０ｂによって複数の伝熱パネル１Ａの熱媒排出部１０ａを並列に接続する熱媒排出ヘッダ管、２７は伝熱パネル１Ａの軒先側の端部下方に配設され熱媒供給ヘッダ管２３ｃと熱媒排出ヘッダ管２３ｄの間に形成された樋、２８は伝熱パネル１Ａの軒先側の端部である。
尚、この伝熱パネル１Ａの固定構造は、実施の形態１と同様に、一般の屋根材を野地板３１上に取付ける際の構造と同一であるため、説明は省略する。

以上のように構成された実施の形態２の伝熱パネルを用いた融雪装置の動作について説明する。
熱媒供給ヘッダ管２３ｃの端部には熱媒供給ライン（図示せず）が接続され、ポンプを駆動することにより、熱媒（井戸水等）が供給される。
熱媒供給ヘッダ管２３ｃを流れる熱媒は接続管７ｂから分岐して各々の伝熱パネル１Ａの熱媒循環部４Ａに配設された連結具５Ａの熱媒供給部７ａから中空パイプ部３に供給される。
熱媒は中空パイプ部３と熱媒還流管１９の間を通って中空パイプ部３の他端側（棟側）まで移動し、その間に熱媒の熱が中空パイプ部３の壁面から伝熱部２全体に伝導する。
中空パイプ部３の他端側（棟側）まで移動した熱媒は、熱媒流入口１９ａから熱媒還流管１９に流入し、熱媒還流管１９を通って熱媒循環部４Ａ側（軒側）に還流される。
還流された熱媒は熱媒流出口１９ｂから流出し、熱媒排出部１０ａから接続管１０ｂを通って熱媒排出ヘッダ管２３ｄに集められ、循環する。
以上の動作を繰り返し、伝熱部２から放熱することにより、屋根（伝熱パネル１Ａ）の表面に積もった雪を融かすことができる。

図１１において、融雪水は伝熱パネル１Ａの軒先側の端部２８（中空パイプ部３と連結具５Ａの繋ぎ目）から垂れ落ち、その下に配設された樋で回収される。このとき、熱媒供給ヘッダ管２３ｃ及び熱媒排出ヘッダ管２３ｄが風除けとなって、軒先から垂れ落ちる融雪水に風が当たることを防止できる。また、熱媒供給ヘッダ２３ｃ管及び熱媒排出ヘッダ管２３ｄを流れる熱媒の熱により、融雪水の温度低下を防ぐことができる。これらにより、氷柱が発生したり、樋が凍り付いたりすることを確実に防止することができる。
尚、本実施の形態では、熱媒循環部４Ａと熱媒循環路２２Ａの熱媒供給ヘッダ管２３ｃ管及び熱媒排出ヘッダ管２３ｄを伝熱パネル１Ａの軒先側に配置した。屋根が傾斜している場合、熱媒排出ヘッダ管２３ｄが軒先側に配置されることにより、熱媒循環部４Ａで還流される熱媒を熱媒排出ヘッダ管２３ｄで確実かつ効率的に回収して循環させることができ、動作の安定性に優れるが、これらは伝熱パネル１Ａの棟側に配置することもできる。
また、熱媒循環路２２Ａの途中に実施の形態１と同様に熱交換部２４を備え、大地熱を利用して熱媒を加熱してもよいし、別途、外部に加熱源を用意して循環する熱媒を加熱してもよい。
尚、伝熱パネル１Ａを傾斜してない屋根や路面上等に設置して融雪パネルとして用いる場合、熱媒還流管１９等を省略し、中空パイプ部３の一端側から他端側へ熱媒を通液させるだけでもよい。

以上のように構成された実施の形態２における伝熱パネルによれば、以下のような作用が得られる。
（１）板状に形成された伝熱部と、伝熱部の一方の面に形成された１以上の中空パイプ部と、中空パイプ部に形成される熱媒循環部を備えることにより、中空パイプ部を介して伝熱部と熱媒循環部の間を熱が直接伝導して熱伝導性に優れ、伝熱部全体で効率的に放熱（加熱）や吸熱（冷却）を行うことができ、温度分布の均一性、吸放熱の効率性に優れる。
（２）中空パイプ部に形成される熱媒循環部を有するので、外部の加熱源又は冷却源で加熱又は冷却された熱媒を循環させることにより、熱媒と中空パイプ部との間で確実に熱交換を行って、伝熱部で確実かつ効率的に加熱又は冷却することができることができ、動作の確実性、安定性に優れる。
（３）熱媒循環部が、中空パイプ部に熱媒を供給する熱媒供給部と、中空パイプ部に挿通され熱媒供給部から供給される熱媒を還流させる熱媒還流管と、熱媒還流管から還流される熱媒を排出する熱媒排出部を有することにより、中空パイプ部に容易に熱媒循環部を形成することができ、簡単かつ確実に熱媒を循環させることができるので、ヒートパイプが不要で、構造を簡素化することができ、組立作業性、施工性、量産性、安全性に優れる。
（４）熱媒還流管が中空パイプ部に挿通されることにより、熱媒供給管の外周を中空パイプ部で覆って保護することができ、取扱い性に優れる。
（５）熱媒循環部が、熱媒供給部と、熱媒排出部と、熱媒還流管の一端側を保持する熱媒還流管保持部と、を有する連結具を備えることにより、簡便かつ確実に熱媒供給部と中空パイプ部、熱媒排出部と熱媒還流管をそれぞれ連通させることができ、組立作業性に優れる。
（７）熱媒循環部の連結具が、熱媒還流管の一端側を保持する熱媒還流管保持部を有することにより、中空パイプ部の長さに応じて、必要な長さの熱媒還流管を取付けることができるので、連結具を共通化することができ、量産性、設計自在性に優れる。
（８）熱媒循環部の連結具が、熱媒還流管の一端側を保持する熱媒還流管保持部を有するので、熱媒還流管保持部に熱媒還流管を保持した状態で中空パイプ部に挿入し、連結具を中空パイプ部に固定するだけで熱媒を供給、循環させるための二重管構造を形成することができ、中空パイプ部への取付けが容易で、量産性に優れる。

以上のように構成された実施の形態２における伝熱パネルを用いた融雪装置によれば、実施の形態１の（１）乃至（４）と同様の作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）熱媒循環路が、伝熱パネルの軒先側に中空パイプ部の長手方向と直交して配設され複数の熱媒供給部を並列に接続する熱媒供給ヘッダ管と、伝熱パネルの軒先側に中空パイプ部の長手方向と直交して配設され複数の熱媒排出部を並列に接続する熱媒排出ヘッダ管を有するので、野地板上に複数の伝熱パネルが覆設される場合や伝熱部が大面積の場合でも、複数の中空パイプ部の熱媒循環部に十分な熱媒を供給、循環させて野地板上の伝熱部全体を斑なく確実に加熱して融雪することができ、動作の信頼性、安定性に優れる。
（２）伝熱パネルの軒先側の端部下方に形成された樋が、熱媒供給ヘッダ管と熱媒排出ヘッダ管の間に挟まれていることにより、熱媒供給ヘッダ管及び熱媒排出ヘッダ管が風除けとなって軒先から垂れ落ちる融雪水に風が当たることがなく、氷柱の発生を効果的に防ぎ、雨樋の破損を防止すると共に、軒下の通行の安全性を確保することができ、メンテナンス性、安全性に優れる。
（３）樋が、熱媒供給ヘッダ管と熱媒排出ヘッダ管の間に挟まれているので、熱媒供給ヘッダ管及び熱媒排出ヘッダ管を流れる熱媒の熱により、軒先から垂れ落ちる融雪水や樋を流れる融雪水の温度低下を防ぎ、氷柱が発生したり、樋が凍り付いたりすることを確実に防止することができ、機能性、氷柱防止の確実性、に優れる。
（４）伝熱パネルの伝熱部と中空パイプ部がアルミニウムで一体に形成され熱伝導性に優れるので、中空パイプ部に配設される熱媒循環部を循環する熱媒の温度が低温でも伝熱部全体を斑なく効率性に加熱して均一に融雪することができ、空洞が発生することがなく、動作の確実性、均一性、信頼性に優れる。
（５）伝熱部全体で斑なく均一な融雪を行うことができるので、雪が残っているところがあれば、動作不良（不具合）が発生していることを直ちに把握することができ、不具合発生箇所の特定が容易で、メンテナンス性に優れる。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
実施の形態１と同様の構造の伝熱パネル１を用いた融雪装置で動作確認を行った。
アルミニウム合金製の伝熱パネル１は、幅１５０ｍｍ、長さ５４００ｍｍ、板厚２ｍｍの伝熱部２の中央部に内径１８ｍｍの１本の中空パイプ部３が形成されており、それを通し吊り子で６枚連結して使用した。
中空パイプ部３には作動流体としてＨＦＣ−１３２ａを６０ｃｃ程度封入し、中空パイプ部３の一端部に熱媒循環部４を配設して、長さ５４００ｍｍの中空パイプ部３をヒートパイプとして動作させた。
尚、熱媒循環部４のアルミニウム製の熱媒供給管８は、外径１６ｍｍ、内径１４ｍｍ、長さ１０００ｍｍとし、合成樹脂製の伝熱管９は、外径１０ｍｍ、内径６．５ｍｍ、長さ１０００ｍｍとした。
また、伝熱パネル１の熱媒循環部４は２列ずつ直列に接続したものを並列に接続した。
伝熱パネル１の上に４００ｍｍ程度の積雪がある状態で、水を熱媒として井戸水と熱交換しながら４．３Ｌ／ｍで循環させ、そのときの熱媒の供給側及び排出側の温度を測定した。
熱媒の供給側の平均温度は約９℃、排出側の平均温度は約６℃で、半日で全ての雪が融けていることが確認された。尚、積雪時の午後９時の外気温は−１０℃で、翌朝の午前９時の外気温は−２℃であった。
図１２は実施例１における融雪終了後の状態を示す図である。
図１２において、左側の６枚の伝熱パネル１上の雪は全て融けているが、比較のために伝熱パネル１の右側に設置した板厚１ｍｍのアルミ板の上には積雪したままであった。

（実施例２）
実施の形態１と同様の構造の伝熱パネル１を用いた融雪装置で動作確認を行った。
アルミニウム合金製の伝熱パネル１は、幅３００ｍｍ、長さ６０００ｍｍ、板厚２ｍｍの伝熱部２の中央部に内径２３ｍｍの１本の中空パイプ部３が形成されており、それを通し吊り子で８枚連結して使用した。
中空パイプ部３には作動流体としてＨＦＣ−１３２ａを１２０ｃｃ程度封入し、中空パイプ部３の一端部に熱媒循環部４を配設して、長さ６０００ｍｍの中空パイプ部３をヒートパイプとして動作させた。
尚、熱媒循環部４のアルミニウム製の熱媒供給管８は、外径２０ｍｍ、内径１７ｍｍ、長さ１０００ｍｍとし、合成樹脂製の伝熱管９は、外径１３ｍｍ、内径１０ｍｍ、長さ１０００ｍｍとした。
また、伝熱パネル１の熱媒循環部４は４列ずつ直列に接続したものを並列に接続した。
伝熱パネル１の上に６００ｍｍの積雪がある状態で、不凍液を熱媒として井戸水と熱交換しながら３．３Ｌ／ｍで循環させ、熱媒の供給側及び排出側の温度を測定した。
熱媒の供給側の平均温度は約７℃、排出側の平均温度は約５℃で、ほぼ１日で全ての雪が融けていることが確認された。尚、積雪時の午後９時の外気温は−１３℃で、翌朝の午前９時の外気温は−４℃であった。

実施例１及び実施例２では、いずれも熱媒の温度低下が２〜３℃程度と少ないにも関わらず、伝熱部２全体において雪が満遍なく融けており、空洞等の発生は見られず、良好な融雪状態が得られた。
以上のことから、本願発明の伝熱パネルは熱伝導性に優れ、伝熱部全体で効率的に放熱（加熱）を行うことができ、温度分布の均一性、吸放熱の効率性に優れることがわかった。
また、熱媒循環部に循環させる熱媒の温度を低く抑えることができると共に、循環流量も減少させることが可能であり、地中熱を採熱する際には採熱井戸等の深さを浅くすることができ、施工性を著しく向上させることができるものと考えられる。

本発明は、簡素な構造で、高い寸法精度や施工技術が不要であり、屋根材として一度の施工で設置することができるため、施工日程と施工費用を大幅に削減することができ、量産性、施工性、品質の安定性に優れるだけでなく、不具合が発生した場合は、不具合発生部分のみを容易に補修することができ、メンテナンス性、省資源性に優れると共に、温度分布の均一性、熱伝達の効率性に優れることにより、加熱源又は冷却源との温度差を小さく設定することができ、特に融雪パネルとして用いる場合には、温度の低い加熱源でも効率的に均一な融雪を行うことが可能で、大地熱等を有効に利用することができ、省エネルギー性、環境保護性に優れる伝熱パネルの提供、及びこの伝熱パネルを用いることにより、施工が容易で設置自在性、メンテナンス性に優れるだけでなく、少ないエネルギーで長期間にわたって均一かつ効率的に屋根の融雪を行うことができ、動作の確実性、安定性に優れる融雪装置の提供を行い、省エネルギー化や環境保護に貢献することができる。

１，１Ａ 伝熱パネル
２ 伝熱部
２ａ 折曲部
３ 中空パイプ部
３ａ 端部封止部
３ｂ 作動流体注入部
３ｃ 封止プラグ
３ｄ 端部封止部
４，４Ａ 熱媒循環部
５，５Ａ 連結具
５ａ 嵌合凹部
５ｂ 嵌合筒部
５ｃ 熱媒還流管保持部
６ 供給ライン接続部
７，７ａ 熱媒供給部
８ 熱媒供給管
８ａ 入口
８ｂ 出口
９ 伝熱管
９ａ 熱媒還流路
９ｂ 伝熱管封止部
９ｃ 伝熱管出口
１０，１０ａ 熱媒排出部
１１ 還流ライン接続部
１２ 熱媒供給管保持部
１３ 熱媒供給管挿通口
１４ 開閉蓋
１５ 端部固定部
１６ 伝熱管保持部
１６ａ 嵌合筒部
１６ｂ 接続筒部
１７ シール部
１９ 熱媒還流管
１９ａ 熱媒流入口
１９ｂ 熱媒流出口
２１，２１Ａ 融雪装置
２２，２２Ａ 熱媒循環路
２３ａ 熱媒供給ライン
２３ｂ 熱媒還流ライン
２３ｃ 熱媒供給ヘッダ管
２３ｄ 熱媒排出ヘッダ管
２４ 熱交換部
２５ ポンプ
２６ 配管カバー
２７ 樋
２８ 軒先側の端部
３０ 家屋
３１ 野地板
３２ 通し吊り子
３３ キャップ

Claims (9)

1. 板状に形成された伝熱部と、前記伝熱部の一方の面に形成された１以上の中空パイプ部と、前記中空パイプ部に配設される熱媒循環部と、を備え、
   前記中空パイプ部に作動流体が封入され、前記熱媒循環部が、前記中空パイプ部の長手方向の一端部若しくは両端部に挿通される熱媒供給管と、前記熱媒供給管に熱媒を供給する熱媒供給部と、前記熱媒供給管の外周に形設され前記熱媒供給管から供給される前記熱媒を還流させる熱媒還流路を有し前記熱媒還流路を移動する前記熱媒と前記作動流体との間で熱交換を行う伝熱管と、前記伝熱管と連通して前記熱媒還流路から還流される前記熱媒を排出する熱媒排出部と、を備えたことを特徴とする伝熱パネル。
2. 前記熱媒循環部が、前記熱媒供給部と、前記熱媒排出部と、前記熱媒供給管の一端側を挿抜自在に保持する熱媒供給管保持部と、を有する連結具を備えたことを特徴とする請求項１に記載の伝熱パネル。
3. 前記熱媒循環部が、前記連結具の端部に形成された熱媒供給管挿通口を備えたことを特徴とする請求項２に記載の伝熱パネル。
4. 前記熱媒循環部が、前記伝熱管の端部を保持する伝熱管保持部と、前記中空パイプ部に嵌合される嵌合筒部と、を有する端部固定部を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の伝熱パネル。
5. 板状に形成された伝熱部と、前記伝熱部の一方の面に形成された１以上の中空パイプ部と、前記中空パイプ部に形成される熱媒循環部と、を備え、
   前記熱媒循環部が、前記中空パイプ部に熱媒を供給する熱媒供給部と、前記中空パイプ部に挿通され前記熱媒供給部から供給される前記熱媒を還流させる熱媒還流管と、前記熱媒還流管から還流される前記熱媒を排出する熱媒排出部と、を備えたことを特徴とする伝熱パネル。
6. 前記熱媒循環部が、前記熱媒供給部と、前記熱媒排出部と、前記熱媒還流管の一端側を保持する熱媒還流管保持部と、を有する連結具を備えたことを特徴とする請求項５に記載の伝熱パネル。
7. 請求項１乃至６の内いずれか１項に記載の伝熱パネルを用いた融雪装置であって、
   野地板上に覆設される１乃至複数の前記伝熱パネルと、前記伝熱パネルの軒先側の前記熱媒循環部の前記熱媒供給部及び前記熱媒排出部とループ状に接続されて前記熱媒を循環させる熱媒循環路と、を備えたことを特徴とする融雪装置。
8. 前記熱媒循環路が、前記伝熱パネルの軒先側に前記中空パイプ部の長手方向と直交して配設され複数の前記熱媒供給部を並列に接続する熱媒供給ヘッダ管と、前記伝熱パネルの軒先側に前記中空パイプ部の長手方向と直交して配設され複数の前記熱媒排出部を並列に接続する熱媒排出ヘッダ管と、を有し、前記伝熱パネルの軒先側の端部下方に形成された樋が、前記熱媒供給ヘッダ管と前記熱媒排出ヘッダ管の間に挟まれていること特徴とする請求項７に記載の融雪装置。
9. 前記熱媒循環路が、地中に埋設され又は水中に沈設される熱交換部を備えたことを特徴とする請求項７又は８に記載の融雪装置。