JP2994291B2 - 雨水桝型電気式融雪装置および融雪装置部 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、雨水桝と融雪装
置とを兼用した雨水桝型電気式融雪装置および融雪装置
部に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気融雪装置の一例として、図５
に開示されたものがある。図５を参照して、従来の電気
融雪装置につき簡単に説明する。

【０００３】従来の電気融雪装置は、地中に埋設された
融雪槽５０と当該融雪槽５０の下方に設けられた受雪盤
５４とにより構成されている。融雪槽５０の下側は、開
口部５３を有しており、受雪盤５４から溢れ出た融雪水
が地中に自然に浸透するようになっている。

【０００４】融雪槽５０の一方の側壁面には、配線を挿
入するための配線管５１が設けてあり、融雪槽５０の上
部には、雪を投入するための上蓋５２が設けられてい
る。

【０００５】一方、この受雪盤５４は、底面を有する円
筒形状をしており、受雪盤５４の中心部には、ヒータ５
４１と温度検出器（温度センサー）５４２とが配設され
ている。そして、ヒータ５４１および温度検出器５４２
を金網台５４３で覆って保護している。

【０００６】この電気融雪槽５０を用いて地表に積もっ
た雪を溶かすときは、上蓋５２を開口して融雪槽５０中
に雪を投入する。投入された雪は雪の塊（雪塊）の状態
で受雪盤５４中に堆積される。

【０００７】次に雪の投入作業が完了した時点で、制御
盤（図示せず）の電源をオンにして、ヒータ５４１に電
圧を印加し、ヒータ５４１を加熱する。ヒータ５４１の
加熱により融解した融雪水は受雪盤５４内に溜り、然る
後受雪盤５４の上部から溢れ出て地中に浸透していく。

【０００８】一方、受雪盤５４内の雪塊が融解完了した
とき、融雪水の温度が急激に上昇するので、この温度を
検知してヒータの電源をオフにする。

【０００９】また、融雪機能を有していないが、一般の
歩道または公道の路肩付近には、通常一定の間隔で雨水
或いは融雪水を排水するための雨水桝が埋設されてい
る。この雨水桝は、箱状の溜め水水槽を具えており、溜
め水水槽内の水位が所定の水位になったとき、溜め水を
排水溝に排水するための排水管が溜め水水槽内に設けら
れている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た電気融雪装置および雨水桝は、以下に述べる問題があ
った。

【００１１】電気融雪装置については、 受雪盤として、底面を有する円筒状の受雪盤を用いて
いるため、製作する上で、曲げ加工或いは溶接加工等の
複雑な加工が必要となり、製作コストが高くなる。

【００１２】ヒータ部は、融雪槽の底面に近い部分に
取付けられているので、雪と一緒に投入される土砂等に
よりヒータが埋まってしまい、ヒータの発熱効率が著し
く低下する。

【００１３】またヒータ部は、金網台で保護されている
ので、土砂等の衝撃を受けて金網台が変形してしまい、
このため、ヒータや温度検出器が損傷を受ける。

【００１４】融雪槽内の受雪盤には、予め溜め水が張
られている。この溜め水の水量が多いと、投入した雪が
浮力を受けて水面に浮き上がってしまうため、融雪槽内
へ投入できる雪の量が少なくなってしまう。このため、
従来の受雪盤容積は、槽内への可能投雪量を大きくする
ことを考慮して必要最小量の規模となっている。一方、
受雪盤水量を比較的少なくすると、融雪通電時における
受雪盤への雪の落ち込みが断続的に起こるため、受雪盤
内の水温変動が４〜１２℃と大きくなる。このため、通
電停止の設定値を比較的高い温度にする必要が生じ、消
費電力のロスが大きくなる。

【００１５】また、従来の電気融雪槽を稼働させると
きは、融雪槽に雪を投入した後、手動でヒータ部の電源
を投入して融雪を開始させている。私道の融雪を行うと
きは手動方式でも良いが、歩道または公道の融雪作業に
は手動式は不都合を生じる。すなわち、歩道または公道
に設置された融雪槽の制御盤のオン・オフ制御を付近の
住民に判断させ、通電開始または停止を依頼することは
実質的に不可能である。

【００１６】雨水桝については、 歩道または公道に設置されている雨水桝は、通常、融
雪装置を具えていないため、仮に溜り水中に雪塊を投入
しても融雪効率が極めて悪い。

【００１７】そこで、上述の〜の問題を解決できる
電気式融雪槽の出現が望まれていた。

【００１８】

【課題を解決するための手段】このため、この発明の雨
水桝型電気式融雪装置によれば、雨水或いは融雪水を溜
める融雪槽本体とこの融雪槽本体内に設けられ、所定の
水位に達したとき雨水或いは融雪水を外部に排水するた
めの排水管とを備える雨水桝状の融雪槽と、融雪槽本体
の底面に取付けられ、開口部を有する熱伝導性金属部材
とこの金属部材に設けられた複数の脚部とからなる台座
状の受雪盤と受雪盤の、金属部材の裏面に当接されかつ
融雪槽本体の底面から排水管までの間の位置に設けた発
熱体とこの発熱体に近接させて設けられ、融雪槽の水温
を測定するための温度検出器とからなる融雪装置部と、
温度検出器の制御信号を検出して発熱体を自動的に制御
する制御手段とを具えることを特徴とする。

【００１９】この発明では、受雪盤は、開口部を有する
金属部材と当該金属部材に設けられた複数の脚部とによ
り構成されている。このように、受雪盤の金属部材に開
口部を設けているので、融雪槽本体の上部入口からに投
入された雪塊は溜り水或いは融雪水中に効率良く落ち込
んでいく。このため、従来に比べ、融雪効率を高めるこ
とができる。

【００２０】また発熱体は、受雪盤の金属部材の裏面に
当接されかつ融雪槽中の溜り水或いは融雪水の中間部の
位置に設けてあるので、発熱体が土砂等によって埋め込
まれる心配がなくなり、発熱体を効率良く加熱して融雪
槽内の溜め水或いは融雪水を均一に暖めることができ
る。

【００２１】また、この発明では、発熱体に近接させて
温度検出器を設け、かつ、この温度検出器からの制御信
号を制御する制御手段を具えているので、融雪槽中の溜
め水或いは融雪水の温度を検知して発熱体を自動的にオ
ン・オフ制御することができる。

【００２２】また、発熱体は、受雪盤の金属部材の裏面
に当接し、かつ、温度検出器を受雪盤の金属部材の裏側
に配設してあるので、受雪盤が土砂等の落下による衝撃
を受ける保護カバーの役割をするので、発熱体や温度検
出器が損傷を受けることはなくなる。

【００２３】また、この発明では、好ましくは、制御手
段は、温度検出器からの制御信号を得て所定の設定温度
に達したときオン・オフする温度調節器と該温度調整器
がオン状態のとき電圧を出力する電源装置とからなる温
度調節部と、この温度調節部のオン・オフ信号を得てス
イッチを開閉する電磁接触器とを具えるのが良い。

【００２４】このように、温度検出器からの制御信号を
得て所定の設定温度に達したときの温度を検知してオン
・オフ信号（例えば電圧信号）を出力する温度調節部
と、この温度調節部により出力されたオン・オフ信号に
よりスイッチを開閉する電磁接触器とを具えているの
で、雨水或いは融雪水の温度を温度検出器により検知し
て電磁接触器をオン・オフさせ、発熱体の通電開始また
は停止を自動的に制御することができる。

【００２５】また、この発明では、好ましくは、受雪盤
は、金属部材と脚部とをそれぞれ止め具によって固定し
てあるのが良い。このように、両者を止め具、例えばネ
ジによって固定することにより、受雪盤を製作する上
で、従来のような複雑な加工を必要とせず、簡便に組立
てが可能となるので、受雪盤のコストを低減できる。

【００２６】また、この発明では、好ましくは、融雪槽
は、融雪槽本体および排水管の大きさを、歩道または公
道用の雨水桝と同様な大きさとし、融雪槽本体に貫通さ
せて配線管を設けてあるのが良い。このように、この発
明では、融雪槽を、歩道または公道に設けれている雨水
桝の大きさとほぼ同様な大きさとしてあるので、私道以
外の歩道や公道にも雨水桝として兼用することができ
る。また、配線管を設けることにより、発熱体に接続さ
れる導電線と温度検出器に接続される配線とを配線管を
介して通線することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して、この発明の
雨水桝型電気式融雪装置に実施の形態につき説明する。
なお、図１および図２は、この発明が理解できる程度に
各構成成分の形状、大きさ及び配置関係を概略的に示し
てあるにすぎない。

【００２８】図１〜３を参照して、この発明の雨水桝型
電気式融雪装置（以下、電気式融雪装置という）の構造
につき説明する。図１の（Ａ）および（Ｂ）は、電気式
融雪装置の融雪装置部の構造を説明するための平面図お
よび一部切欠き側面図であり、図２は、電気式融雪装置
の全体構成を説明するための断面図である。また、図３
は、電気式融雪装置の一部の構成成分である制御手段を
説明するためのブロック図である。

【００２９】この発明の電気式融雪装置は、融雪槽本体
１２とこの融雪槽本体１２内に設けられた排水管１６と
を具えた融雪槽１０と受雪盤２２、発熱体２４および温
度検出器２６とから構成された融雪装置部２０と、融雪
装置部２０の温度検出器２６により融雪槽１０中の溜り
水或いは融雪水の温度を検出してこれらの温度を制御す
るための制御手段３０とにより構成されている（図
２）。

【００３０】融雪槽１０は、コンクリート製設置台
（Ｂ）上に設置され、地中に埋設されている。そして、
融雪槽１０には、溜め水或いは融雪水を溜めるための融
雪槽本体１２と、地表（Ｇ）の雪を投入するための開口
部１３とこの開口部１３を開閉するための上蓋１４と、
溜め水或いは融雪水が所定の水位に達したとき、これら
の水を排水するための排水管１６とが設けられている。
また、融雪槽１０の大きさは、歩道または公道（一般道
路）に設置されている雨水桝とほぼ同様な大きさに形成
してある。

【００３１】また、融雪槽本体１２には、底面１２ａか
ら一方の側壁１２ｂにわたって、通線用の配線管１８が
内蔵されている。

【００３２】融雪装置部２０は、開口部２１を有する熱
伝導性金属部材２２ａと当該金属部材２２ａの端部に設
けられた複数の脚部２２ｂとからなる台座状の受雪盤２
２と、この受雪盤２２の金属部材２２ａの裏面２２ｃに
当接されかつ融雪槽本体１２の底面１２ａから排水管１
６、ここでは下側内壁１６ａまで間の位置に設けた発熱
体２４と、発熱体２４に近接させて設けられ、融雪槽本
体１２中の水温を測定するための温度検出器（温度セン
サー）２６とから構成されている。以下、融雪装置部２
０の構成成分につき逐次説明する。

【００３３】受雪盤２２は、金属部材２２ａとして、平
板部材を用いる。そして、この平板部材２２ａの２カ所
に長方形状の開口部２１が設けられており、この金属部
材２２ａの端部には１２個の脚部２２ｂが設けられてい
る。金属部材２２ａと脚部２２ｂとは、ネジ止めにより
固定されている。なお、ここでは、熱伝導性金属部材２
２ａとして、例えば亜鉛めっき鋼板を用い、脚部２２ｂ
も金属部材２２ａと同じ材料、すなわち、亜鉛めっき鋼
板を用いている。なお、この実施の形態では、金属部材
２２ａと脚部２２ｂとをネジ止め固定した例につき説明
したが、金属部材２２ａと脚部２２ｂとを一体成形し、
その後金属部材２２ａの端部を折曲げて形成しても良
い。また、この実施の形態では、受雪盤２２の大きさを
従来のものよりも小さくしてあるので、融雪槽本体１２
の内壁と受雪盤２２の外周縁との間に一定の隙間を設け
ることができる。このため、融雪槽本体１２の底面に堆
積あれた土砂等を、外部から例えば吸引装置を用いて容
易に排出することができるというメンテナンス面でも有
利な構造になっている。

【００３４】発熱体２４としては、例えば棒状ヒータを
用いる。そして、この棒状ヒータ２４を、金属部材２２
ａの裏面２２ｃであって、開口部２１の周辺の面に当接
して固定してある。

【００３５】このように、ヒータ２４を金属部材２２ａ
の裏面に当接して設けることにより、金属部材２２ａを
含む受雪盤２２が土砂等の衝撃からヒータ２４を保護す
る保護カバーとして作用するので、土砂等の衝撃による
ヒータ２４の損傷を回避することができる。

【００３６】また、ヒータ２４を金属部材２２ａの裏面
に当接して設けてあるので、ヒータ２４を加熱した場
合、ヒータ２４の加熱温度が金属部材２２ａの全体（こ
こでは受雪盤全体）に伝達し、あたかも受雪盤２２全体
がヒータとしての役割をするので、ヒータ２４の近辺だ
けに熱が集中されることはなく、溜め水或いは融雪水を
均一に暖めることができる。

【００３７】この実施の形態では、ヒータ２４の位置
を、融雪槽本体１２の底面１２ａと排水管１６の下側内
壁１６ａとの間のほぼ中央部に設けてある。ヒータ２４
をこのような位置に設けた理由は、ヒータ２４が融雪槽
本体１２中に流入した土砂に埋まらないこと、かつ溜り
水或いは融雪水の温度を均一に保持することができるた
めである。

【００３８】また、ヒータ２４には、耐熱性の導電線２
３が接続されており、この導電線２３は配線管１８を経
由して制御手段３０に接続されている。

【００３９】また、温度センサー２６は、上述したよう
にヒータ２４の端部に近接させ、かつ、受雪盤２２の脚
部２２ｂに設けられたフック（図示せず）に取付けられ
ている。なお、ここでは、温度センサー２６として、例
えば市販の熱電対を用いる。

【００４０】なお、温度センサー２６には、配線（信号
線）２８が接続されている。そして、信号線２８は、配
線管１８に通線されて地上に設けた制御手段３０に接続
されている（図１および図２）。

【００４１】制御手段３０は、温度センサー２６からの
制御信号を得て所定の設定温度に達したときオン・オフ
する温度調節器３２１とこの温度調整器３２１がオン状
態のとき電圧を出力する電源装置３２２とからなる温度
調節部３２と、この温度調節部３２のオン・オフ信号
（電圧信号）を得てスイッチを開閉する電磁接触器３４
とを具えている（図３）。

【００４２】温度調節部３２の温度調節器３２１として
は、所定の温度設定によりオン・オフ信号を出力できる
タイプの温度調節器を用いる。この温度調節器３２１の
出力端子（図示せず）は、１００Ｖの電源装置３２２が
接続されており、温度調節器３２１がオン状態のとき１
００Ｖの交流電圧が電磁接触器３４へ出力される。

【００４３】なお、電磁接触器３４としては、例えば電
磁スイッチを用いる。この電磁スイッチ３４は、温度調
節器３２１の出力端子と接続されており、温度調節器３
２１の１００Ｖの出力電圧によりオン状態になる。ま
た、電磁スイッチ３４には、２００Ｖ電源装置（図示せ
ず）が接続されているので、電磁スイッチ３４がオン状
態のとき、ヒータ２４に２００Ｖの電圧が印加され、ヒ
ータ２４が加熱される。

【００４４】一方、温度センサー２６の温度が所定の設
定温度、例えば４℃以上になると、温度調節器３２１は
オフ状態となり、したがって、電源装置３２２の電圧
（１００Ｖ）も電磁スイッチ３４に出力されないため、
電磁スイッチ３４はオフ状態となる。このため、ヒータ
２４の印加電圧は０Ｖになり、加熱を停止する。

【００４５】このように、この発明では、温度調節器３
２１の温度を所定の温度に設定することにより、温度セ
ンサー２６が融雪槽本体１２中の溜め水或いは融雪水の
温度を検知して自動的に発熱体２４をオン・オフ制御す
ることができる。

【００４６】次に図４を参照して、温度調節器の温度設
定値を決める方法につき説明する。なお、図４は、従来
の電気融雪装置を用いて受雪盤５４中の融雪水の温度と
外気温度との関係をプロットした図である。図中、横軸
に時間を取り、縦軸に融雪槽中の水温（℃）を取って表
わす。

【００４７】温度設定値を決めるには、既存の運転デー
タ（図４）の水温から求める。図４のデータは、昭和６
３年１２月から平成元年３月までの期間、北海道名寄市
で受雪盤中の水温と外気温度を実測したときの実測デー
タの典型例を示す。

【００４８】図４から理解できるように、８時から９時
付近の水温は、前日のヒータの加熱温度の影響を受けて
約１０℃程度になっている（期間ａ）。その後、雪を融
雪槽５０に投入することにより、一旦約２℃程度まで温
度は下がり（期間ｂ）、この時点でヒータ５４１に電源
が入る。電源が入っている間に融雪槽５０内に投入され
た雪塊は徐徐に融解していくので、雪が融解されている
間は、水温がほぼ４℃に保持されている（期間ｃ）。そ
して、翌日の１２時頃には融雪が完了するので、水温は
急激に上昇する（期間ｄ）。従来は、この急激な温度上
昇を温度センサーにより検出してヒータの電源を停止
（オフ）していた。

【００４９】一方、外気温度は、８時から翌日の１２時
までの期間において、約−５〜３℃の温度範囲で変動し
ていることがわかる。これに対し、電気融雪装置中の受
雪盤の水温は、外気温度にあまり影響されずに約４℃を
保持している。

【００５０】上記した従来の実測データを基にして、例
えば名寄市では、温度調節器３２１の設定温度を４℃に
セットする。勿論、電気式融雪装置を設置する場所、装
置の大きさおよび容量、並びに外気温度等により温度設
定値は変わるため、その地域の設置場所に合った好適な
設定温度をセットすれば良い。

【００５１】この発明の実施の形態では、温度調節器３
２１の温度を例えば４℃に設定しておけば、融雪槽１０
中の溜め水或いは融雪水が４℃以下ではヒータ２４に電
源が印加され（オン状態）、４℃以上ではヒータ２４に
電源が印加されない（オフ状態）ように自動的に制御す
ることができる。

【００５２】また、この発明では、融雪槽１０中の雨水
或いは融雪水を用いて、融雪作業を行っているため、溜
め水の水量は従来に比べて多い。このため、融雪槽１０
中の溜め水の水温の変動は従来に比べ、少なくなり（４
〜５℃程度）、温度センサー２６の設定値、すなわち、
ヒータ２４の通電停止温度を低い温度に設定することが
できる。したがって、消費電力ロスを低減できるという
利点がある。

【００５３】

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明の雨水桝型電気式融雪装置によれば、融雪槽を従来
の雨水桝とほぼ同様な形状にしてあるので、私道に設置
できることは勿論のこと、歩道或いは一般車道（公道）
の設置も可能となり、また降雪時期以外では、雨水桝と
して利用でき、降雪時期には融雪装置として利用するこ
とができる。このように、雨水桝型電気式融雪装置は、
雨水桝と融雪装置とを兼用して使用することができるの
で、極めて汎用性にとんでいる。

【００５４】また、受雪盤は、熱伝導性金属部材とこの
金属部材の端部に設けた複数の脚部を止め具で固定する
だけで簡単に組立てが可能となるので、従来に比べ、製
品コストを低減することができる。

【００５５】また、受雪盤の金属部材には、開口部を設
けてあるので、融雪槽中に投入された雪が開口部を通っ
て融雪を行う媒体である溜り水に効率良く落下する。こ
のため、融雪の作業効率が極めて良くなる。さらに、受
雪盤の金属部材の裏面には発熱体を当接して設けてある
ので、発熱体を加熱した場合、受雪盤の全体に熱が均一
に伝達し、融雪槽中の溜め水或いは融雪水を均一に暖め
ることができる。このため、従来に比べ、熱エネルギー
効率が著しく向上する。

【００５６】また、発熱体は、融雪槽本体の底面から排
水管までの間に設けているので、融雪槽中に土砂等が流
入しても発熱体が土砂に埋まることはなくなり、発熱体
を効率良く、均一に暖めることができる。

【００５７】また、この発明では、制御手段を用いて発
熱体の電源の通電開始および停止を自動的に行っている
ので、従来のように住民の個々の判断で電源の通電開始
および停止を行う方法に比べ、効率的な管理・運用が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の電気式融雪装置の融雪装置部の構造
を説明するための正面図および一部切欠き側面図であ
る。

【図２】この発明の電気式融雪装置の主要構造を説明す
るための断面図である。

【図３】この発明の制御手段の構成を説明するためのブ
ロック図である。

【図４】従来の電気融雪装置を用いて融雪水温および外
気温度を測定した結果を示す図である。

【図５】従来の電気融雪装置の構造を説明するための断
面図である。

【符号の説明】

１０：融雪槽 １２：融雪槽本体 １３：開口部 １４：上蓋 １６：排水管 １８：配線管 ２０：融雪装置部 ２２：受雪盤 ２２ａ：金属部材 ２２ｂ：脚部 ２４：ヒータ ２６：温度検出器（温度センサー） ２８：配線 ３０：制御手段 ３２：温度調節部 ３４：電磁接触器 ３２１：温度調節器 ３２２：電源装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三好 良玄 北海道札幌市豊平区里塚２条４丁目１番 63号 戸田建設株式会社 札幌支店 里 塚工作所内 (72)発明者 大崎 明 北海道札幌市豊平区里塚２条４丁目１番 63号 戸田建設株式会社 札幌支店 里 塚工作所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E01H 5/10

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 雨水或いは融雪水を溜める融雪槽本体と
   該融雪槽本体内に設けられ、所定の水位に達したとき前
   記雨水或いは融雪水を外部に排水するための排水管とを
   具える雨水桝状の融雪槽と、前記融雪槽本体の底面に取
   付けられ、開口部を有する熱伝導性金属部材と該金属部
   材の端部に設けた複数の脚部とからなる台座状の受雪盤
   と該受雪盤の、前記金属部材の裏面に当接されかつ前記
   融雪槽本体の底面から前記排水管まで間の位置に設けた
   発熱体と該発熱体に近接させて設けられ、前記融雪槽本
   体中の水温を測定するための温度検出器とからなる融雪
   装置部と、前記温度検出器の制御信号を検出して前記発
   熱体を自動的に制御する制御手段とを具えることを特徴
   とする雨水桝型電気式融雪装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電気式融雪装置におい
   て、前記制御手段は、前記温度検出器からの制御信号を
   得て所定の設定温度に達したときオン・オフする温度調
   節器と該温度調整器がオン状態のとき電圧を出力する電
   源装置とからなる温度調節部と、該温度調節部のオン・
   オフ信号を得てスイッチを開閉する電磁接触器とを具え
   ることを特徴とする雨水桝型電気式融雪装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の電気式融雪装置におい
   て、前記発熱体を、前記融雪槽本体の底面と前記排水管
   との間の中央部の位置に設けたことを特徴とする雨水桝
   型電気式融雪装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の電気式融雪装置におい
   て、前記融雪槽は、前記融雪槽本体および排水管の大き
   さを、歩道または公道用の雨水桝と同様な大きさとし、
   前記融雪槽本体に貫通させて配線管を設けたことを特徴
   とする雨水桝型電気式融雪装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の電気式融雪装置におい
   て、前記受雪盤は、前記金属部材と前記脚部とをそれぞ
   れ止め具により固定してあること特徴とする雨水桝型電
   気式融雪装置。
6. 【請求項６】 融雪槽内に設けられて使用される融雪装
   置部において、開口部を有する熱伝導性金属部材と該金
   属部材の端部に設けた複数の脚部とからなる台座状の受
   雪盤と、該受雪盤の、前記金属部材の裏面に当接されか
   つ前記融雪槽の底面から所定の位置に設けた発熱体と、
   該発熱体に近接させて設けられ、所定の前記融雪槽中の
   水温を測定するための温度検出器とからなることを特徴
   とする融雪装置部。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の融雪装置部において、
   前記受雪盤は、前記金属部材と前記脚部とをそれぞれ止
   め具により固定してあること特徴とする融雪装置部。