JP2022034512A

JP2022034512A - 融雪車

Info

Publication number: JP2022034512A
Application number: JP2021075598A
Authority: JP
Inventors: 秀夫小林; Hideo Kobayashi
Original assignee: Nihon Tokushu Sharyo Service Co Ltd
Current assignee: Nihon Tokushu Sharyo Service Co Ltd
Priority date: 2020-08-18
Filing date: 2021-04-28
Publication date: 2022-03-03
Anticipated expiration: 2041-04-28
Also published as: JP7164093B2

Abstract

【課題】舗装路面に密着して凍った状態の雪であっても、あるいは他の状態の雪であっても、必要な量の熱水を供給するだけで適切にかつ効率よく舗装路面上の雪を融雪することができる融雪車を提供する。【解決手段】自走する車両（２）からなる融雪車（１）として構成する。車両（２）には水槽（４）と、この水槽（４）の水を加熱して６０℃以上の熱水にして１０ＭＰａ以上の高圧で供給する１台または複数台の高圧熱水供給装置（５）とを設ける。そして車両（２）の下面には複数個の噴射ノズル（１６）を設け、高圧熱水供給装置（５）から供給される熱水が舗装路（Ｈ）面上の雪（Ｓ）に噴射されるように構成する。なお、噴射ノズル（１６）の一部は車両（２）の前方寄りに５０ｃｍ以内の間隔で走行方向と直交する方向に並べて配置し、他の一部は、後方寄りにおいて回転駆動される円盤（２１）に設けるようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、舗装路面を走行しながら舗装路面に積もった雪を融雪する融雪車に関するものであり、限定するものではないが、比較的降雪量の少ない都会部の高架道路の積雪を融雪するのに好適な融雪車に関するものである。

舗装路面の積雪は安全走行の妨げになり、スタッドレスタイヤの装着率が低い都会部において特に問題が大きく、交通渋滞だけでなく通行止めが発生する。舗装路面に積もった雪は適切に除去する必要があり、舗装路面上の雪を路肩に掃き出したり側方に飛ばす除雪車が比較的多く利用されている。ところで除雪車による除雪を実施すると、雪を積み上げるスペースが必要であり、あるいはダンプトラックによって外部に搬出して廃棄する必要がある。しかしながら都会部では雪を積み上げるスペースを確保できないことが多いし、廃棄場所の確保が困難である。例えば首都高速道路等の高架道路の場合、除雪した雪を狭い路肩に積み上げたとしたら、路肩からはみ出た雪によって走行車線が狭くなる虞があるし、路肩上の雪が徐々に融けて走行路面を濡らし続ける問題もある。つまり安全走行上問題がある。従って、特に都会部においては、除雪ではなく舗装路面に積もった雪を融かすことが好ましい。特許文献１、２には舗装路面の雪を融かす融雪車が提案されている。

特開平２－３００４０６号公報実用新案登録第３２２４４０７号公報

特許文献１に記載の融雪車は、自走する車両と、この車両に積載されている水タンクと、水タンクの水を加熱するボイラと、ボイラ内で空気を加熱するエアーバイブと、加熱された空気を車両の下方に噴出させる温風噴射口と、加熱された水タンク内の水を噴出して雪に散布する温水噴射ノズルとから概略構成されている。特許文献１によると、この融雪車は車両の前方に向けて温水を温水噴射ノズルから噴出して路面上の雪を溶融しながら走行し、雪が融けて濡れた状態の路面を、温風噴射口から噴出させる温風によって乾かすようになっている。

特許文献２に記載の融雪車は、移動可能な台車と、この台車に搭載されて雪投入口から雪が投入されるようになっている貯水タンクと、水を加熱する瞬間湯沸かし器と、熱水を加圧するポンプと調節バルブと、熱水を散布する散水口とから構成されている。散水口から噴出された熱水によって路面上の雪を融雪することができる。

特許文献１、２に記載の融雪車は舗装路面上に積雪した雪を融かすことができ、特に都会部において有用である。しかしながら解決すべき課題も見受けられる。特許文献１、２に記載の融雪車は、いずれも加熱した温水、あるいは熱水を路面上の雪に散布、あるいは噴射して雪を融解するようになっているが、雪の状態によっては適切に融雪できない場合がある。例えば地熱がない高架道路において積雪するとき、舗装路面に密着した雪が一部融けて凍ることがあり、そうすると氷状になった雪が強固に舗装路面と密着する。このような状態の雪に、上方から温水または熱水を散布しても、その表面の雪を融解することはできるが、舗装路面に密着した氷状態の雪の表面を流れるだけで側方に流出してしまう。例えば０℃の氷を融解するのに必要な熱量は８０ｃａｌ／ｃｃであり、理論的には８０℃の同じ重量の熱水によって融解することができるはずであるが、凍った状態の雪を融解する前に温水が側方に流れて消失するので、路面上に雪が残ってしまう。あるいは雪が残らないようにするには、必要な量より多い大量の熱水を散布しなければならない。つまり、特許文献１、２の記載の融雪車には、雪の状態によって適切に融雪できない場合がある。

本発明は、上記したような問題を解決した融雪車を提供することを目的とし、具体的には、舗装路面に密着して凍った状態の雪であっても、あるいは他の状態の雪であっても、必要な量の熱水を供給するだけで適切にかつ効率よく舗装路面上の雪を融雪することができる融雪車を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、自走する車両からなる融雪車として構成する。車両には水槽と、この水槽の水を加熱して６０℃以上の熱水にして１０ＭＰａ以上の高圧で供給する１台または複数台の高圧熱水供給装置とを設ける。そして車両の下面には複数個の噴射ノズルを設け、高圧熱水供給装置から供給される熱水が舗装路面上の雪に噴射されるように構成する。

すなわち請求項１に記載の発明は、自走する車両において、水槽と、前記水槽の水を加熱して６０℃以上の熱水にして１０ＭＰａ以上の高圧で供給する１台または複数台の高圧熱水供給装置とを備え、前記車両の下面に複数個の噴射ノズルが設けられ、前記高圧熱水供給装置から供給される熱水が舗装路面上の雪に噴射されるようになっている融雪車として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の融雪車において、前記噴射ノズルは熱水が噴射されて拡大するとき、拡大される厚さが８ｃｍ以内で雪に到達するようになっていることを特徴とする融雪車として構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の融雪車において、前記複数個の噴射ノズルのうち所定の個数については前方寄りの前記車両の下面において５０ｃｍ以内の間隔で走行方向と直交する方向に並んで配置され、所定の個数については、後方寄りの前記車両の下面に設けられている回転駆動される円盤に設けられていることを特徴とする融雪車として構成される。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の融雪車において、前記複数個の噴射ノズルのうち所定の個数については、中央よりの前記車両の下面において５０ｃｍ以内の間隔で走行方向と直交する方向に並んで配置されていることを特徴とする融雪車として構成される。

以上のように、本発明によると、自走する車両において、水槽と、水槽の水を加熱して６０℃以上の熱水にして１０ＭＰａ以上の高圧で供給する１台または複数台の高圧熱水供給装置とを備えた融雪車として構成されている。そして車両の下面に複数個の噴射ノズルが設けられ、高圧熱水供給装置から供給される熱水が舗装路面上の雪に噴射されるようになっている。つまり、高温であるだけでなく非常に高い高圧の熱水が舗装路面上の雪に噴射されることになる。そうすると、仮に舗装路面と接している雪が氷状になって舗装路面と強固に密着した状態になっていても、高圧の熱水によって雪に穴があくので、熱水は舗装路面と雪の間に注入される。舗装路面と雪の間に浸透した熱水は流れて流出しないので、その場に留まって効率よく雪を融解する。すなわち、熱水が無駄になること無く効率よく雪を融解することができる。他の発明によると、噴射ノズルは熱水が噴射されて拡大するとき、拡大される厚さが８ｃｍ以内で雪に到達するようになっている。つまり熱水は実質的にほとんど拡大せずに雪に到達する。そうすると雪面に細い溝が形成されて、この溝から雪の内部に熱水が注入されることになる。これによって熱水を舗装路面と雪の間に確実に閉じ込めることができ、前記したような効果が確実に得られる。他の発明によると、複数個の噴射ノズルのうち所定の個数については前方寄りの車両の下面において５０ｃｍ以内の間隔で走行方向と直交する方向に並んで配置され、所定の個数については、後方寄りの車両の下面に設けられている回転駆動される円盤に設けられている。そうすると、走行しながら熱水を噴射するとき、前方寄りにおいて走行方向と直交して配置されている噴射ノズルによって、雪面に５０ｃｍ以下の間隔で細い縦溝が形成される。つまり舗装路面上の積雪は５０ｃｍ以下の幅で複数の帯に分割される。そして前記したように熱水は溝から舗装路面と雪の間に注入されるので、舗装路面と雪の隙間を横に広がる。これによって実質的に舗装路面と雪の接着が無くなって、雪が舗装路面から浮いた状態になる。このように帯状に分割され、舗装路面から浮いた状態になった雪は、後方寄りの車両の下面に設けられている、回転駆動される円盤に設けられている噴射ノズルによって全体に一様に熱水が噴射されるので、雪は効率よく融解することになる。

本実施の第１の形態に係る融雪車を示す図で、その（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ融雪車の側面図と上面図である。その（Ａ）は、本実施の第１の形態に係る融雪車において前方寄りに設けられている複数個の噴射ノズルからなる前方噴射ユニットの上面図であり、その（Ｂ）は本実施の形態に係る融雪車において後方寄りにおいて回転盤に設けられている複数個の噴射ノズルからなる回転噴射ユニットの上面図である。その（Ａ）、（Ｂ）は噴射ユニットに設けられている噴射ノズルを示す斜視図である。舗装路面の積雪を本実施の第１の形態に係る融雪車によって融雪する様子を模式的に示す図で、その（Ａ）は舗装路面と融雪車に設けられている複数の噴射ユニットとを示す上面図、その（Ｂ）は舗装路面と前方噴射ユニットとを、その（Ｃ）は舗装路面と回転噴射ユニットとを、それぞれ示す側面断面図である。本実施の第２の形態に係る融雪車を示す図で、その（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ融雪車の側面図と上面図である。舗装路面の積雪を本実施の第２の形態に係る融雪車によって融雪する様子を模式的に示す図で、その（Ａ）は舗装路面と融雪車に設けられている複数の噴射ユニットとを示す上面図、その（Ｂ）は舗装路面と前方噴射ユニットとを、その（Ｃ）は舗装路面と中央噴射ユニットとを、その（Ｄ）は舗装路面と回転噴射ユニットとを、それぞれ示す側面断面図である。本実施の第１の形態に係る融雪車により実施した、冠雪した舗装路面の融雪実験の様子を示す写真である。本実施の第１の形態に係る融雪車により実施した、冠雪した舗装路面の融雪実験の様子を示す写真である。本実施の第１の形態に係る融雪車により実施した、冠雪した舗装路面の融雪実験の様子を示す写真である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明の第１の実施の形態に係る融雪車１は、図１の（Ａ）、（Ｂ）に示されているように、自走する車両２からなる。車両２の荷台には１個の水タンク４と、７台の高圧熱水供給装置５、５、…と、１台のエアコンプレッサ７が固定されている。高圧熱水供給装置５、５、…は、水タンク４から供給される水を加熱し、次に説明する噴射ユニットに対して高圧の熱水を供給する装置であり、それぞれ燃料タンク５ａと、エンジン駆動のポンプ５ｂと、加熱装置５ｃとから構成されている。高圧熱水供給装置５、５、…は、供給する熱水を、その温度が６０℃以上、好ましくは８０～９５℃になるように加熱して、その水圧が１０ＭＰａ以上、好ましくは１５～２０ＭＰａになるように加熱して毎分１５Ｌ供給することができるようになっている。本実施の形態においては高圧熱水供給装置５、５、…としてケルヒャー（登録商標）の高圧洗浄機（型番：ＨＤＳ１０００Ｄｅ）が採用されている。車両２の荷台の側方には、予備燃料タンク９、９が設けられており、高圧熱水供給装置５、５、…のそれぞれの燃料タンク５ａに燃料を補給することができるようになっている。なお、水タンク４と高圧熱水供給装置５、５、…とを接続する管路、および予備燃料タンク９、９と高圧熱水供給装置５、５、…のそれぞれの燃料タンク５ａとを接続する管路は、図１には示されていない。

車両２の下面には、高圧熱水供給装置５、５、…から供給される高圧熱水を噴射する複数の噴射ユニットが設けられている。すなわち、車両２の前方寄りにおいて前方噴射ユニット１１、１１、…が、そして後方寄りにおいて回転噴射ユニット１３、１３、…が、それぞれ設けられている。前方噴射ユニット１１、１１、…は、図２の（Ａ）に示されているように、所定長さのバー１５と、このバー１５に等間隔で設けられている３個の噴射ノズル１６、１６、…とからなり、高圧熱水供給装置５と管路１８によって接続されている。これら３個の噴射ノズル１６、１６、…については後で説明する。前方噴射ユニット１１、１１、…は図１の（Ａ）、（Ｂ）に示されているように、車両の前方寄りにおいて４組が設けられ、これらが同一線上なるように配置されている。そして、それぞれの噴射ノズル１６、１６、…は車両２の進行方向に対して直交する方向に、２０～２５ｃｍの間隔で配置されている。なお、前方噴射ユニット１１、１１は、高さを調整することができるようになっており、舗装路面Ｈに積もった雪Ｓに対して５～３０ｃｍの所望の距離から熱水を噴射できるようになっている。

回転噴射ユニット１３は、図２の（Ｂ）に示されているように、支持バー２０と、この支持バー２０に設けられている２個の円盤２１、２１と、これら円盤２１、２１にそれぞれ設けられている複数個の射出ノズル１６、１６、…とから構成されている。図において射出ノズル１６、１６は円盤２１に対して２個ずつ設けられているが、３個以上であってもよい。図には示されていないが、回転噴射ユニット１３には回転駆動機構が設けられ、円盤２１、２１は支持バー２０に対して一定速度で回転するようになっている。回転噴射ユニット１３、１３、…は、図１の（Ａ）、（Ｂ）に示されているに、車両２の後方寄りにおいて３組設けられており、前方噴射ユニット１１と同様に高さを調整できるようになっている。従って、高圧熱水供給装置５、５、…から管路１８によって高圧の熱水が供給されると、舗装路面Ｈ上の雪Ｓに対して１０～３０ｃｍの所望の距離から熱水を噴射することができる。

各噴射ユニット１１、１３に設けられている噴射ノズル１６を説明する。噴射ノズル１６は、図３の（Ａ）、（Ｂ）に示されているが、噴出口が所定幅のスリット２３からなる。スリット２３から噴出される高圧の熱水は、所定の角度で広がるが、その厚さｔは、噴射ノズル１６から２０ｃｍの距離で３～５ｃｍ程度にしか広がらない。つまり熱水は厚さが薄い、あるいは幅が狭い帯状を維持して雪Ｓに到達し、幅の狭い帯状の穴があけられることになる。噴射ノズル１６は図３の（Ｂ）に示されているように軸周りに回転させることができ、これによって噴射する帯状の熱水を垂直方向にしたり、水平方向にすることができるようになっている。また、噴射ノズル１６は噴射角度も調整でき、雪Ｓに対して所望の噴射角度で熱水を噴射できるようになっている。本実施の形態においては、前方噴射ユニット１１においては噴射ノズル１６、１６は図３の（Ａ）に示されているように帯状の熱水が垂直方向に噴射されるように調整され、これによって雪Ｓに細く、深い溝を形成するようになっている。これら噴射ノズル１６、１６の噴射角度は雪Ｓの状態に応じて適宜調整すればよい。

本実施の第１の形態に係る融雪車１において、噴射ユニット１１、１３を昇降させたり、回転噴射ユニット１３を回転させるアクチュエータはエアコンプレッサ７から供給される圧縮空気によって駆動されるようになっている。説明はしなかったが管路１８、１８、…に適宜設けられているバルブ、予備燃料タンク９から各高圧熱水供給装置５、５、…に燃料を補給するポンプ等も圧縮空気で駆動されるようになっている。融雪車１は各装置が圧縮空気で制御されるよう計装されており、防水等を考慮しないで済む設計になっている。

本実施の第１の形態に係る融雪車１の作用を説明する。雪Ｓが積もった舗装路面Ｈを１～１０ｋｍ／ｈで走行する。高圧熱水供給装置５、５、…を駆動して水タンク４からの水を加熱し高圧にして各噴射ユニット１１、１３に供給し、これらから熱水を噴射する。前方噴射ユニット１１、１１から噴射される高圧の熱水によって、図４の（Ａ）に示されているように、雪Ｓが縦方向に細く融けて細い溝２５、２５、…が形成される。すなわち雪Ｓは、２０～２５ｃｍ幅の複数の帯に分割される。熱水は高圧で噴射されるので、溝２５、２５内に深く侵入し舗装路面Ｈに到達する。そうすると、図４の（Ｂ）に示されているように舗装路面Ｈと雪Ｓの間に熱水の層２６が形成される。熱水の層２６は徐々に雪Ｓを融かして雪Ｓを舗装路面Ｈから浮かせる。このような雪Ｓに対して回転噴射ユニット１３、１３を回転させながら熱水を高圧で噴射すると、図４の（Ｃ）に示されているように、舗装路面Ｈから浮いた雪Ｓは粉砕されながら効率よく融解する。舗装路面Ｈから雪Ｓが実質的に完全に消失する。

本実施の形態に係る融雪車１は変形が可能である。図５の（Ａ）、（Ｂ）には、本実施の第２の形態に係る融雪車１’が示されている。第１の実施の形態に係る融雪車１と同様の部材、同様の部品については同じ符号を付して説明を省略する。この第２の実施の形態に係る融雪車１’は、２点の変更点がある。第１の変更点は、車両２の中央寄りにおいて中央噴射ユニット１２、１２が設けられている点である。中央噴射ユニット１２、１２は、前方噴射ユニット１１、１１と同様の構造になっており、噴射ノズル１６、１６が設けられている。これら噴射ノズル１６、１６、…の間隔は車幅方向に、４０～５０ｃｍになっている。ところで中央噴射ユニット１２、１２における噴射ノズル１６、１６は、その回転角度が前方噴射ユニット１１、１１と相違している。つまり図３の（Ｂ）に示されているような回転角度に調整されている。従って噴射される熱水は横方向に広がることになる。第２の実施の形態に係る融雪車１’の第２の変更点は、前方噴射ユニット１１、１１が２組になっている点と、これらに設けられている噴射ノズル１６、１６、…の間隔が４０～５０ｃｍになっている点である。つまり第１の実施の形態に係る融雪車１に比して、前方噴射ユニット１１、１１における噴射ノズル１６、１６、…の間隔は広い。

第２の実施の形態に係る融雪車１’により、雪Ｓが積もった舗装路面Ｈを融雪する様子が図６に示されている。まず、前方噴射ユニット１１、１１から噴射される高圧の熱水によって、図６の（Ａ）に示されているように、雪Ｓが縦方向に細く融けて細い溝２５、２５、…が形成される。すなわち雪Ｓは、４０～５０ｃｍ幅の複数の帯に分割され、熱水が図６の（Ｂ）に示されているように、溝２５、２５内に深く侵入し舗装路面Ｈに到達する。つまり、舗装路面Ｈと雪Ｓの間に熱水の層２６が形成される。次いで、中央噴射ユニット１２、１２から噴射される高圧の熱水は、図６の（Ａ）、（Ｃ）に示されているように雪Ｓに形成された溝２５、２５、…をさらに幅広に広げる。熱水の層２６は熱水の層２７と融合して徐々に雪Ｓを融かして雪Ｓを舗装路面Ｈから浮かせる。このような雪Ｓに対して回転噴射ユニット１３、１３を回転させながら熱水を高圧で噴射すると、図６の（Ｄ）に示されているように、舗装路面Ｈから浮いた雪Ｓは粉砕されながら効率よく融解する。舗装路面Ｈから雪Ｓが実質的に完全に消失する。

本実施の形態に係る融雪車１によって、積雪した舗装路面について、特に雪の一部が凍結した舗装路面について、効率よく融雪できることを確認するため実験を行った。
実験内容：
融雪実験の対象とした舗装路面は、５～８ｃｍの積雪があり、雪の一部が融解した後に凍結した舗装路面とした。
このような舗装路面を本実施の第１の形態に係る融雪車１を時速２～３ｋｍで走行させ、前方噴射ユニット１１、１１、…と、回転噴射ユニット１３、１３、…とから熱水を噴射した。それぞれの噴射ユニット１１、１３に設けられている噴射ノズル１６、１６、…から８０℃の熱水を１５ＭＰａの水圧で、約毎分５Ｌ噴射した。

実験結果：
舗装路面上の凍結した雪は完全に融雪された。また噴射した熱水は、ほとんどが車両２が走行した範囲の雪を融雪することに消費され、雪の上を流れて車両２の側方から流出して無駄になる熱水はなかった。
なお、図７の写真は前方噴射ユニット１１、１１、…から熱水を噴射する様子を示している。また、図８の写真は前方噴射ユニット１１の射出ノズル１６からの熱水によって凍結した雪が切断されて溝が形成される様子を示しており、図９の写真は、熱水が舗装路面と雪の間に注入されて熱水の層が形成され、雪が浮き上がっている様子が示されている。
考察：
本実施の形態に係る融雪車１によって、舗装路面に密着して凍った状態の雪に対して、必要な最小量の熱水を供給するだけで適切にかつ効率よく舗装路面上の雪を融雪することができることが確認できた。

１融雪車２車両
４水タンク５高圧熱水供給装置
７エアコンプレッサ９予備燃料タンク
１１前方噴射ユニット１２中央噴射ユニット
１３回転噴射ユニット１５バー
１６噴射ノズル１８管路
２０支持バー２１円盤
２３スリット２５溝
２６熱水の層２７熱水の層
Ｈ舗装路面Ｓ雪

Claims

自走する車両において、水槽と、前記水槽の水を加熱して６０℃以上の熱水にして１０ＭＰａ以上の高圧で供給する１台または複数台の高圧熱水供給装置とを備え、前記車両の下面に複数個の噴射ノズルが設けられ、前記高圧熱水供給装置から供給される熱水が舗装路面上の雪に噴射されるようになっている融雪車。
請求項１に記載の融雪車において、前記噴射ノズルは熱水が噴射されて拡大するとき、拡大される厚さが８ｃｍ以内で雪に到達するようになっていることを特徴とする融雪車。
請求項１または２に記載の融雪車において、前記複数個の噴射ノズルのうち所定の個数については前方寄りの前記車両の下面において５０ｃｍ以内の間隔で走行方向と直交する方向に並んで配置され、所定の個数については、後方寄りの前記車両の下面に設けられている回転駆動される円盤に設けられていることを特徴とする融雪車。
請求項３に記載の融雪車において、前記複数個の噴射ノズルのうち所定の個数については、中央よりの前記車両の下面において５０ｃｍ以内の間隔で走行方向と直交する方向に並んで配置されていることを特徴とする融雪車。