JP2539039Y2 - 屋根の隅棟部における融雪構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、所謂表皮電流発熱管の基本的原理を応用し
て具体化した発熱ユニットを利用してなる融雪屋根構造
に係り、特に、当該屋根の隅棟部における具体的な融雪
構造に関するものである。

〔従来の技術〕

近年においては、燃料重油のような常温では固化する
物質を加熱昇温してパイプライン輸送する場合のパイプ
ラインの温度保持等を目的として、所謂表皮電流発熱管
（若しくは誘導電流発熱管）と称せられるものが使用さ
れるに至っている。

この表皮電流発熱管の基本的構成は、例えば電気学会
編「電気工学ハンドブック」1978年版第1578頁に記載さ
れているように、鋼管（強磁性管）の内孔に一本の絶縁
電線を引き通し、且つこの鋼管と絶縁電線とを商用周波
の交流電源に直列に接続してなる回路を構成し、この回
路に例えば管長1mあたり0.3〜0.7Vの電圧を印加して、5
0〜250Aの電流が流れるように構成したものである。こ
れによれば、交流電流の表皮効果に起因して、電流は鋼
管の内表皮に集中して流れ、これに伴って鋼管が発熱す
ると共に、鋼管の外面には無視できる程度の僅かな電流
が流れるに留まる。従って、これを発熱管として利用し
ても、アークの発生や感電等の不具合は生じないもので
ある。

更に、上記の表皮電流発熱管を応用したものとして、
複数本例えば二本の鋼管を並列に配設し、この双方の鋼
管の両端を短絡すると共に、当該双方の鋼管の内孔に閉
ループをなす一本の絶縁電線を引き通し、且つ該絶縁電
線に交流電流を流すことにより上記と同様に表皮効果及
び発熱効果を得るようにした構成も公知のものである
（詳細については後述する）。

一方、プレハブ住宅等の建造物における屋根構造は、
基本的には、屋根組枠材（母屋）の上方に野地板を固設
し、且つ該野地板の上方や瓦やカラーベスト或いは成型
鋼板等でなる屋根葺材を敷設したものである。この種の
屋根構造の更なる詳細な具体的一例を述べると、登り粱
の直上方に屋根組枠材（母屋）を固設し、且つ該屋根組
枠材の直上方に野地板を貼り渡し、更に該野地板の直上
方のアスファルトルーフィング等を覆設して防水性を確
保し、このような状態で最上方に屋根葺材を敷設したも
のである。

そして、寒冷地等における要請に応じて上記の屋根構
造に保温効果を所有させるには、前述の野地板の上方或
いはアスファルトルーフィングの上方に断熱材を貼り渡
すといった手法を採用するのが一般的とされている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来のように野地板の上方等に単
に断熱材を貼り渡すといった手法のみでは、一定限度の
保温効果が得られるに過ぎず、積極的な加熱作用は当然
の事ながら行い得ない。このため、多雪地域においては
屋根に多量の雪が積雪残留し、雪降ろし等の面倒且つ煩
雑な除雪作業を行わねば種々の弊害を招くことになる。

そして、上記例示の表皮電流発熱管を屋根の融雪に利
用することは理論上可能ではあるものの、当該建造物の
いかなる箇所にどのような状態で表皮電流発熱管を取り
付ければ最適であるかという問題がある。

更に、四つの隅棟が会する寄せ棟屋根等においては、
当該隅棟部に対してどのような構成をもって対処すれ
ば、融雪を確実に行えるかという問題がある。

本考案は上記諸事情に鑑みてなされたものであり、表
皮電流発熱管を好適な構成を用いてユニット化すること
により運搬作業や取付作業を容易にし且つ被加熱部位に
対する放熱作用を効率良く行わせると共に、特に屋根の
隅棟部における融雪に確実に対処して多雪地域における
雪による弊害を可及的低減させることを技術的課題とす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記技術的課題を達成するための具体的手段とすると
ころは、並列に配置された複数の強磁性管と、該複数の
強磁性管の内孔に引き通されて交流電圧が印加される一
本の絶縁電線と、該複数の強磁性管の長手方向両端部が
夫々導通状態となるように固定支持された導電性を有す
る第１の板材と、該複数の強磁性管の長手方向中央部が
固定支持された熱伝導率の高い第２の板材とから発熱ユ
ニットを構成するすると共に、屋根葺材の下方であって
屋根の隅棟部における稜線を境としてその両側方に夫
々、複数の発熱ユニットを強磁性管が横方向に延びるよ
うに敷設し、且つ、当該発熱ユニットの前記稜線側に存
する第１の板材の先端部を、該稜線と平行若しくは略平
行になるように傾斜状に形成したところにある。

〔作用〕

上記手段によると、並列に配置された複数の強磁性管
の長手方向両端部を、導電性を有する第１の板材に導通
状態となるように固定したことにより、各強磁性管の両
端部は短絡された状態となり、従ってこのような状態で
各強磁性管の内孔に引き通された一本の絶縁電線に交流
電流を流すことにより表皮効果が現れ、電流は各強磁性
管の内表皮に集中して流れることになり、これに起因し
て、各強磁性管が発熱すると共に、当該強磁性管の外面
には電流が殆ど流れず漏電の危険性等は全く生じないこ
ととなる。この場合、前記複数の強磁性管の長手方向中
央部は、熱伝導率の高い（熱伝導性に優れた）第２の板
材に固定されているので、発熱した強磁性管の作用によ
って当該第２の板材に熱が均一に且つ効率良く伝導さ
れ、ひいては屋根葺材に対して好適な放熱がなされ、従
って当該屋根葺材は効率良く暖められることとなる。

そして、屋根の隅棟部においては、前記発熱ユニット
の強磁性管の両端部を夫々固定支持している各第１の板
材のうち隅棟部稜線側に存する第１の板材の先端部が、
稜線と平行若しくは略平行になるように傾斜状に形成さ
れているので、当該隅棟部の両側方に存する発熱ユニッ
トの対向部間に大きな隙間が形成されることがなくな
り、つまり前記稜線の近傍においても発熱ユニットを隙
間なく敷設することが可能となり、屋根の隅棟部におけ
る融雪が確実に行われることとなる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図乃至第７図に基づいて
説明する。

先ず、第１図に基づいて、本考案に係る融雪屋根構造
の概略構成を説明すると、当該建造物の屋根１には四つ
の隅棟部1a…1aが設けられていると共に、この屋根１の
上面には複数枚のカラーベスト２…２が敷設されてお
り、且つ、これらのカラーベスト２…２の下方には複数
の発熱ユニット３…３が貼り渡されている。そして、屋
根１の一端側に存する端子a,b間に、コントロールユニ
ット４内の電源から所定の電圧（交流電圧）が印加され
るように構成されており、この電圧の印加により前記複
数の発熱ユニット３…３の絶縁電線（後述する）に所定
の電流（交流電流）が流れる構成とされている。

前記屋根１の細部にわたる構造を説明すると、第２図
に示すように、登り粱５に固設された屋根組枠材（母
屋）６…６の上方に野地板７が固着され、該野地板７の
上方のアスファルトルーフィング８を介して断熱材９が
貼り渡され、該断熱材９の上方に前述の複数の発熱ユニ
ット３…３が敷設され、この複数の発熱ユニット３…３
の上方にカラーベスト２…２が配設されているのであ
る。尚、隣接する発熱ユニット3,3間には、木質系板材1
5が介設されている。

そして、前記発熱ユニット３の具体的構造は、第３図
（裏側より視た図）に示すように、並列に配置された複
数本の強磁性管（鋼管）10…10の内孔に一本の絶縁電線
11が引き通されると共に、これらの複数本の強磁性管10
…10の両端部が、導電性を有する第１の板材（例えば鉄
板）12,12に導通状態となるように固定され、且つこれ
らの複数本の強磁性管10…10の長手方向中央部が、熱伝
導率の高い第２の板材（例えばアルミ若しくはアルミ合
金製板）13に固定されたものである。詳しくは、前記複
数本の強磁性管10…10の両端部については溶接により第
１の板材12,12に固定され、その中央部については第２
の板材13に形成された係合突起13a,13aに嵌め込まれる
ことにより該第２の板材13に固定されているのである。
そして、屋根１の隅棟部1a近傍に配設される発熱ユニッ
ト３については、前記二枚の第１の板材12,12のうちの
一方のものの先端部12aが傾斜状に形成されており、こ
の傾斜状の先端部12aは、第１図に示す屋根１の隅棟部1
aの稜線Ｗと平行状態になるものである。尚、前記隅棟
部1a近傍以外の箇所に配設される発熱ユニット３につい
ては、二枚の第１の板材12,12が双方共に矩形状とされ
ている。この場合、前記第１の板材12,12と第２の板材1
3との間に形成される隙間X,Xの大きさは適宜変更が可能
である。また、第４図に示すように、前記第２の板材13
の両側縁部13b,13bはコ字型に折曲され、且つその幅方
向中央部には一対の補強用リブ13c,13cが形成されてい
ると共に、前記両側縁部13b,13bの近傍と一対の補強用
リブ13c,13c間とには釘等の固着部材14…14が打ち込ま
れるようになっている。そして、発熱ユニット３が屋根
に敷設された状態の下においては（第２図参照）、前記
釘等の固着部材14…14が野地板７まで打ち込まれるもの
である。

ここで、前記発熱ユニット３の基本的発熱原理を説明
すると、第５図に示すように、強磁性管20の内孔に一本
の絶縁電線21を引き通し、且つこの強磁性管20と絶縁電
線21とを商用周波数の交流電源22に直列に接続してなる
回路を構成し、この回路に対して、例えば管長1mあたり
0.3〜0.7Vの電圧を加えるのである。これにより、前記
回路に50〜250Aの電流が流れることになるが、交流電流
の表皮効果のため、電流は強磁性管20の内表皮に集中し
て流れることになり、これに伴って強磁性管20が発熱す
ると共に、強磁性管20の外面には無視し得る程度の僅か
な電圧が現れるに留まる。尚、この僅かな電圧について
も、必要ならば、強磁性管20の外面を何らかの方法で短
絡することによって完全に無視できる程度の電圧にする
ことが可能であり、従って第５図に記載のものを発熱体
として使用しても、アークの発生や感電等の危険性はな
いものである。また、第６図に示すように、絶縁電線21
を一次回路とし且つ強磁性管20を二次回路とする別方式
を採用することも可能である。この場合、前記第５図に
示すものは直列表皮電流発熱管と称せられ、第６図に示
すものは誘導表皮電流発熱管と称せられており、これら
は電気学会編「電気工学ハンドブック」1978年版第1578
頁に詳しく記載されている。更に、上述の構成に改良を
加えたものとして、例えば特公昭46−588号公報によれ
ば、第７図に示すように、複数本（図例では二本）の強
磁性管20,20を並列に配置せしめ、この双方の強磁性管2
0,20の両端間A,Aを短絡すると共に、当該双方の強磁性
管20,20の内孔に閉ループをなす一本の絶縁電線21を引
き通し、且つ該絶縁電線21に電源22より交流電流を流す
ことにより上記と同様に表皮効果及び発熱効果を得るよ
うにしたものが開示されている。

そして、上記公報に開示の原理に基づいて第３図に示
す発熱ユニット３が構成されており、従って第３図にお
ける絶縁電線11に前述のコントロールユニット４から交
流電流を流すことにより、強磁性管10…10が発熱し、且
つこの熱は第２の板材13より放熱されて、屋根葺材であ
るカラーベスト２…２が暖められることとなり、屋根１
の融雪が可能となるのである。この場合、一個の発熱ユ
ニット３に取り付けられる強磁性管10…10…の本数は、
偶数本であることが好ましい。

尚、前記コントロールユニット４内には、温度調節手
段が内蔵されており、この温度調節手段は、第１図に示
す端子a,b間に印加する電圧値（或いは電流値）を変化
させるか、若しくは前記端子間に電圧を周期的に印加さ
せる構成とした場合にはこの周期を変化させるものであ
る。

この場合において、前記端子の個数及びその配設箇所
やコントロールユニット４の個数更には温度調節手段の
有無については、上記例示のものに限定されるものでは
なく、適宜設計変更が可能である。

また、上記実施例では、屋根葺材としてカラーベスト
２…２を使用してなる屋根構造に本考案を適用したもの
であるが、これとは別に、瓦や連続成型鋼板等を使用し
てなる屋根構造についても同様に本考案を適用すること
が可能であることは言うまでもない。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、第１の板材に導通状態
となるように並列固定された強磁性管の表皮効果に伴っ
て該強磁性管が発熱すると共に、この発熱した強磁性管
から第２の板材に熱が均一に且つ効率良く伝導され、更
に該第２の板材から屋根葺材に対して良好に放熱がなさ
れ、屋根の融雪が効果的に実行される。そして、屋根の
隅棟部においては、発熱ユニットの当該第１の板材の先
端部が、隅棟部の稜線と平行若しくは略平行になるよう
に傾斜状とされているので、該稜線の近傍においても発
熱ユニットを隙間なく敷設することが可能となり、屋根
の隅棟部における融雪が確実に行われることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本考案の実施例を示すもので、第１
図は本考案に係る融雪構造を示す建造物の一部破断斜視
図、第２図は本考案に係る融雪構造を示す屋根の要部拡
大縦断側面図、第３図は本考案に係る融雪構造に使用さ
れる発熱ユニットを示す単体斜視図、第４図は本考案に
係る融雪構造に使用される発熱ユニットの拡大縦断側面
図、第５図は前記発熱ユニットに使用される発熱体の基
本的発熱原理の一例を示すための要部概略斜視図、第６
図は前記発熱ユニットに使用される発熱体の基本的発熱
原理の他の例を示すための要部概略斜視図、第７図は前
記発熱ユニットに使用される発熱体の実質的発熱原理を
示すための要部縦断正面図である。 １……屋根 1a……隅棟部 ２……屋根葺材（カラーベスト） ３……発熱ユニット 10……強磁性管 11……絶縁電線 12……第１の板材 13……第２の板材 Ｗ……稜線

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】並列に配置された複数の強磁性管と、該複
   数の強磁性管の内孔に引き通されて交流電圧が印加され
   る一本の絶縁電線と、該複数の強磁性管の長手方向両端
   部が夫々導通状態となるように固定支持された導電性を
   有する第１の板材と、該複数の強磁性管の長手方向中央
   部が固定支持された熱伝導率の高い第２の板材とから発
   熱ユニットを構成すると共に、屋根葺材の下方であって
   屋根の隅棟部における稜線を境としてその両側方に夫
   々、複数の発熱ユニットを強磁性管が横方向に延びるよ
   うに敷設し、且つ、当該発熱ユニットの前記稜線側に存
   する第１の板材の先端部を、該稜線と平行若しくは略平
   行になるように傾斜状に形成したことを特徴とする屋根
   の隅棟部における融雪構造。