JP3053958U - 構造物埋設用融雪システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電力を低減させながら、積もった雪をほ
ぼ一様に融かすことが可能な構造物埋設用融雪システム
を提供する。 【解決手段】 内部仕切２Ｃによって２分された袋状体
２にそれぞれ多数の球状発熱体３を内包するとともに、
２分された袋状体２内にそれぞれ多数の球状発熱体３を
駆動する一対の電極４、５を配置した第１及び第２面状
発熱部１Ａ、１Ｂを有する短冊型面状発熱部１と、第１
及び第２面状発熱部１Ａ、１Ｂを選択的に駆動する電力
制御部６とを備え、袋状態２は保温機能を有する遠赤外
線放射材及び高熱伝導機能を有する遠赤外線放射材を含
んだ物質からなり、球状発熱体３は球状体８の表面に電
気抵抗発熱被膜９を被着したものであり、電力制御部６
は、面状発熱部１を構造物に埋設した際に、各面状発熱
部１における第１面状発熱部１Ａと第２面状発熱部１と
を短時間毎に交互に駆動する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、構造物埋設用融雪システムに係わり、特に、積雪量の多い地方にお ける道路や建造物の屋根、通路等に埋設し、駆動時に発生する熱により積った雪 を融雪する構造物埋設用融雪システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、積雪量の多い地方、例えば、北日本や東日本の日本海側の地方において は、道路や建造物の屋根及び通路等の下側に電気ヒーターを具備した面状発熱体 を埋設し、積雪量が所定の深さ以上になったときに面状発熱体を駆動させ、面状 発熱体から発生する熱によって積もった雪を融かすようにした構造物埋設用融雪 システムが既に提案されている。

【０００３】 ここで、図３（ａ）、（ｂ）は、既知の構造物埋設用融雪システムの構成の一 例を示す構成図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ’線部分 の断面図である。

【０００４】 図３（ａ）、（ｂ）において、３１は面状発熱体、３２は略長方形状の樹脂フ ィルム、３３は電気抵抗発熱被膜（例えばカーボン被膜）、３４は一対の電極、 ３５は電力駆動部、３６は導線である。

【０００５】 そして、面状発熱体３１は、樹脂フィルム３１の一方の表面に電気抵抗発熱被 膜３３が被着され、樹脂フィルム３１の一方の表面の長端縁に電気抵抗発熱被膜 ３３に接触するように一対の電極３４が取り付けられた構造になっている。また 、電力駆動部３５は、一対の導線３６を介してそれぞれ面状発熱体３１の一対の 電極３４に接続されている。

【０００６】 また、図４は、図３（ａ）、（ｂ）に図示された構造物埋設用融雪システムを 道路に埋設した場合の一例を示す断面図である。

【０００７】 図４において、３７は保温機能を有する遠赤外線放射材及び高熱伝導機能を有 する遠赤外線放射材を含んだ融雪シート、３８は路盤、３９は基礎層、４０は高 熱伝導性セラミックを融合した表層であり、その他、図３（ａ）、（ｂ）に図示 された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。

【０００８】 図４に示されるように、それぞれの面状発熱体３１を道路に埋設する場合には 、路盤３８上に形成される基礎層３９上に、融雪シート３７を重ね合わせた状態 で面状発熱体３１を設置し、その上に表層４０を形成するようにしている。

【０００９】 前記構成による既知の構造物埋設用融雪システムは、概略、次のように動作す る。

【００１０】 構造物埋設用融雪システムを設置した道路に所定の積雪量があったことが検出 されると、電力駆動部３５は一対の導線３６を介してそれぞれの面状発熱体３１ に駆動電力を供給する。このとき、電力駆動部３５からの駆動電力は、一対の電 極３４から電気抵抗発熱被膜３３に供給され、電気抵抗発熱被膜３３の電気抵抗 によって電気抵抗発熱被膜３３が発熱する。電気抵抗発熱被膜３３の熱は、面状 発熱体３１に重なるあっている融雪シート３７に伝達され、融雪シート３７に含 まれている遠赤外線放射材から遠赤外線が放射される。放射された遠赤外線に基 づいた熱は、高熱伝導性セラミックを配合した表層４０を通して道路表面まで伝 達され、道路表面の温度を０℃よりも若干高い温度、例えば２℃乃至６℃程度に 上昇させ、それにより道路に積もった雪を融かすものである。

【００１１】 この場合、この既知の構造物埋設用融雪システムにおいては、埋設された面状 発熱体３１の消費電力をできるだけ少なくするために、埋設する面状発熱体３１ の設置間隔を拡げて面状発熱体３１の設置数を少なくする手段を採用するか、ま たは、複数（２つ）の面状発熱体３１を交互に駆動する手段を採用している。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

前記既知の構造物埋設用融雪システムにおいて、複数の面状発熱体３１を埋設 する場合、消費電力を少なくするために、１つの面状発熱体３１と隣接する面状 発熱体３１との設置間隔を拡げる手段を採用したときは、面状発熱体３１の設置 箇所上の道路表面の温度と、面状発熱体３１の非設置箇所の道路表面の温度との 間に比較的大きな差が生じて、面状発熱体３１の非設置箇所の道路表面の温度が ０℃以上にならず、その結果、面状発熱体３１の非設置箇所上に積もった雪を有 効に融かすことができないという問題がある。

【００１３】 一方、前記既知の構造物埋設用融雪システムにおいて、複数の面状発熱体３１ を埋設する場合、同じく消費電力を少なくするために、複数（２つ）の面状発熱 体３１を交互に駆動する手段を採用したときは、道路表面への熱の供給が断続的 になることから、面状発熱体３１の非設置箇所の道路表面の温度だけでなく、面 状発熱体３１の設置箇所上の道路表面の温度も０℃以上にならず、その結果、道 路表面に積もった雪を有効に融かすことができないという問題がある。

【００１４】 これらの問題は、道路上に積もった雪の量が多いときや、周囲温度が低いとき （例えば氷点下１０℃以下のとき）、特に顕著に生じるようになる。

【００１５】 本考案は、これらの問題点を解決するもので、その目的は、消費電力を低減さ せながら積もった雪を略一様に融かすことが可能な構造物埋設用融雪システムを 提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するために、本考案の構造物埋設用融雪システムは、内部仕切 で２分された袋状体にそれぞれ球状発熱体を内包した第１及び第２の面状発熱部 を有し、この袋状体を保温機能を有する遠赤外線放射材及び高熱伝導機能を有す る遠赤外線放射材を含んだ物質により形成し、これら第１及び第２面状発熱部を 電力制御部によって短時間内に交互に駆動する手段を備えている。

【００１７】 前記手段によれば、球状発熱体を内包した袋状体を保温機能を有する遠赤外線 放射材及び高熱伝導機能を有する遠赤外線放射材を含んだ物資で形成しているの で、第１及び第２面状発熱部を高い温度状態に維持させながら遠赤外線を放射さ せて、面状発熱部を埋設した構造物の表面温度を有効に上昇させることができ、 また、第１及び第２面状発熱部が短時間内に交互に駆動しているので、電力消費 の低減を計りながら、面状発熱部を埋設している構造物の表面またはその周辺部 分の表面の温度を必要な温度にまで略均一に上昇させることができる。

【００１８】

【考案の実施の形態】

本考案の実施の形態において、構造物埋設用融雪システムは、内部仕切によっ て２分された袋状体にそれぞれ多数の球状発熱体を内包するとともに、２分され た袋状体内にそれぞれ多数の球状発熱体を駆動する一対の電極を配置した第１及 び第２面状発熱部を有する短冊型面状発熱部と、第１及び第２面状発熱部を選択 的に駆動する電力制御部とを備え、袋状体は保温機能を有する遠赤外線放射材及 び高熱伝導機能を有する遠赤外線放射材を含んだ物質からなり、球状発熱体は球 状体の表面に電気抵抗発熱被膜を被着したものであり、電力制御部は、面状発熱 部を構造部に埋設した際に、各面状発熱部における第１面状発熱部と第２面状発 熱部とを短時間毎に交互に駆動するものである。

【００１９】 また、本考案の実施の形態の好適例において、球状発熱体は、熱膨張係数の大 きな材料の球状体と亀裂によって分離された電気抵抗発熱被膜とからなり、亀裂 は、常温のとき電気的に接触し、電気抵抗発熱被膜が発熱してその温度が高くな ったときに電気的に離間するように形成されているものである。

【００２０】 本考案のこれらの実施の形態によれば、面状発熱部は、内部仕切で２分された 袋状体と２分された袋内にそれぞれ内包された球状発熱体とからなる第１及び第 ２面状発熱部を有するもので、袋状体が保温機能を有する遠赤外線放射材及び高 熱伝導機能を有する遠赤外線放射材を含んだ物質で形成されているので、第１及 び第２面状発熱部を高い温度に維持させた状態で、第１及び第２面状発熱部から 遠赤外線を放射させ、面状発熱部を埋設している構造物の表面温度を常時必要な 温度にまで上昇させることができる。

【００２１】 また、本考案のこれらの実施の形態によれば、第１及び第２面状発熱部は、電 力制御部の制御によって短時間内に交互に駆動するようにしているので、電力消 費の低減を計ることができるとともに、第１及び第２面状発熱部を高い温度に維 持させる働きと相まって、面状発熱部を埋設している構造物の表面またはその近 傍部分表面の温度を必要な温度にまで略均一に上昇させることができ、比較的広 い範囲内の融雪を有効に行うことができる。

【００２２】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。

【００２３】 図１（ａ）乃至（ｃ）は、本考案による構造物埋設用融雪システムの一実施例 を示す構成図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ’線部分の 断面図であり、（ｃ）は球状発熱体の具体的構成を示す拡大図である。

【００２４】 図１（ａ）乃至（ｃ）において、１は面状発熱部、１Ａは第１面状発熱部、１ Ｂは第２面状発熱部、２は袋状体、２Ａは第１袋状部、２Ｂは第２袋状部、２Ｃ は内部仕切、３は球状発熱体、４は第１袋状部２Ａ内の一対の電極、５は第２袋 状部２Ｂ内の一対の電極、６は電力駆動部、６₁ は一方の対の出力端子、６₂ は 他方の対の出力端子、７は導線、８は球状体、９は電気抵抗発熱被膜（例えばカ ーボン被膜）、９Ａは電気抵抗発熱被膜９の亀裂である。

【００２５】 そして、面状発熱部１は、全体形状が短冊型のもので、長軸方向に平行配置さ れた第１面状発熱部１Ａと第２面状発熱部１Ｂとからなっている。袋状態２は、 保温機能を有する遠赤外線放射材及び高熱伝導機能を有する遠赤外線放射材を含 んだ樹脂シート、例えば塩化ビニールシートを成形して構成したもので、内部仕 切２Ｃによって第１袋状部２Ａと第２袋状部２Ｂとに分割されている。第１袋状 部２Ａ及び第２袋状部２Ｂには、それぞれ球状発熱体３が内包され、かつ、第１ 袋状部２Ａ内に内包した球状発熱体３を発熱駆動する一対の電極４及び第２袋状 部２Ｂ内に内包した球状発熱体３を発熱駆動する一対の電極５がそれぞれ配置さ れて、第１面状発熱部１Ａ及び第２面状発熱部１Ｂを形成している。球状発熱体 ３は、高い熱膨張係数を有する樹脂からなる球状体８と、球状体８の表面に適宜 亀裂９Ａを有するように被覆された電気抵抗発熱被膜９とによって形成され、亀 裂９Ａは、電気抵抗発熱比較９が非駆動状態にあるとき（常温時）に互いに接触 しており、電気抵抗発熱被膜９が駆動されて発熱状態にあるたき（高温時）に適 宜非接触になるように形成されている。電力駆動部６は、一方の対の出力端子６ ₁ が導線７を介して各第１袋状部２Ａの一対の電極４に接続され、他方の対の出 力端子６₂ が動線７を介して各第２袋状部２Ｂの一つの電極５に接続されている 。

【００２６】 また、図２は、図１（ａ）乃至（ｃ）に図示された構造物埋設用融雪システム を建造物、例えば道路に埋設した場合の一例を示す断面図である。

【００２７】 図２において、１０は路盤、１１は基礎層、１２は高熱伝導性セラミックを配 合した表層であり、その他、図１（ａ）乃至（ｃ）に図示された構成要素と同じ 構成要素については同じ符号を付けている。

【００２８】 図２に示されるように、各面状発熱部１を道路内に埋設する場合には、路盤１ ０上に形成される基礎層１１上に、各面状発熱部１を配置し、その上に表層１２ を形成するようにしている。

【００２９】 前記構成による本実施例の構造物埋設用融雪システムの動作を、図１（ａ）乃 至（ｃ）及び図２を用いて説明する。

【００３０】 構造物埋設用融雪システム、即ち、複数の面状発熱部１を設置した道路上に所 定の積雪量があったことが検出された場合、電力駆動部６は、まず、一方の対の 出力端子６₁ に駆動電力を発生し、この駆動電力を一対の導線７を介して各面状 発熱部１の第１面状発熱部１Ａに供給する。第１面状発熱部１Ａに供給された駆 動電力は、一対の電極４から、一対の電極４間に配置され、互いに接触状態にあ る多数の球状発熱体３に加えられる。ところで、この時点においては、多数の球 状発熱体３の温度が殆ど常温状態にあって、球状体８が膨張しておらず、電気抵 抗発熱被膜９の亀裂９Ａが互いに接触している状態にあるので、一対の電極４間 のインピーダンスは比較的低くなっており、供給された駆動電力は、殆ど全部の 球状発熱体３の電気抵抗発熱被膜９を比較的大きな電流で駆動し、電気抵抗発熱 被膜９を発熱させる。

【００３１】 ここで、電力駆動部６が動作を開始してから予め定められている短い時間が経 過すると、電力駆動部６は、一方の対の出力端子６₁ に発生していた駆動電力の 出力を停止して、他方の対の出力端子６₂ に駆動電力を発生し、この駆動電力を 一対の導線７を介して各面状発熱部１の第２面状発熱部１Ｂに供給する。第２面 状発熱部１Ｂに供給された駆動電力は、一対の電極５から、一対の電極５間に配 置され、互いに接触状態にある多数の球状発熱体３に加えられる。この時点にお いても、前述の場合と同様に、多数の球状発熱体３の温度が殆ど常温状態にあっ て、球状体８が膨張しておらず、電気抵抗発熱被膜９の亀裂９Ａが互いに接触し ている状態であるので、一対の電極４間のインピーダンスは比較的低くなってお り、供給された駆動電力は、殆ど全部の球状発熱体３の電気抵抗発熱被膜９を比 較的大きな電流で駆動し、電気抵抗発熱被膜９を発熱させる。

【００３２】 そして、電力駆動部６が他方の対の出力端子６₂ に駆動電力を発生してから予 め定められている短い時間が経過すると、電力駆動部６は、他方の対の出力端子 ６₂ に発生していた駆動電力の出力を停止して、再び、一方の対の出力端子６₁ に駆動電力を発生し、この駆動電力を一対の導線７を介して各面状発熱部１の第 １面状発熱部１Ａに供給する。この場合、第１面状発熱部１Ａにおける動作は、 既に述べた第１面状発熱部１Ａの動作とほぼ同じである。

【００３３】 さらに、電力駆動部６が一方の対の出力端子６₁ に駆動電力を発生してから再 び予め定められている短い時間が経過すると、電力駆動部６は、一方の対の出力 端子６₁ に発生していた駆動電力の出力の停止して、他方の対の出力端子６₂ に 駆動電力を発生し、この駆動電力を一対の導線７を介して各面状発熱部１の第２ 面状発熱部１Ｂに供給する。この場合においても、第２面状発熱部１Ｂにおける 動作は、既に述べた第２面状発熱部１Ｂの動作とほぼ同じである。

【００３４】 以下、電力駆動部６における一方または他方は対の出力端子６₁ 、６₂ の駆動 電力の発生の切替が行われてから予め定められている短い時間が経過する度ごと に、電力駆動部６から出力される駆動電力は第１面状発熱部１Ａまたは第２面状 発熱部１Ｂに交互に供給され、第１面状発熱部１Ａまたは第２面状発熱部１Ｂに おいては、前述の動作が繰り返し実行される。

【００３５】 かかる動作経緯の間に、第１面状発熱部１Ａ及び第２面状発熱部１Ｂの温度が 上昇すると、その温度上昇によって球状発熱体３を構成する高い熱膨張係数をも った球状体８が次第に膨張して表面積が大きくなり、電気抵抗発熱被膜９の亀裂 ９Ａが順次拡がり、電気抵抗発熱被膜９が亀裂９Ａによって互いに接触状態から 非接触状態に以降する。このような状態になってくると、一対の電極４及び一対 の電極５間のインピーダンスは次第に高くなり、その結果、球状発熱体３の電気 抵抗発熱被膜９を流れる電流が低減するとともに、電気抵抗発熱被膜９の発熱の 度合いも低減し、第１面状発熱部１Ａ及び第２面状発熱部１Ｂの温度の上昇を抑 制する。

【００３６】 この場合、電気抵抗発熱被膜９が発熱すると、袋状体２は、塩化ビニールシー ト内に含まれている保温機能を有する遠赤外線放射材及び高熱伝導機能を有する 遠赤外線放射材から遠赤外線を発生させ、その遠赤外線の発生によって得られた 熱を高熱伝導性セラミックを配合した表層１２を通して道路表面に伝達し、道路 表面の温度を０℃よりも若干高い温度、例えば２℃乃至６℃の範囲内に上昇させ 、上昇させた温度によって道路上に積もった雪を融かすようにしている。

【００３７】 このように、本実施例によれば、保温機能を有する遠赤外線放射材及び高熱伝 導機能を有する遠赤外線放射材を含んだ物質で形成されている袋状体２を、内部 仕切２Ｃにより２分した第１袋状部２Ａ及び第２袋状部２Ｂにそれぞれ球状発熱 体３を内包して第１及び第２面状発熱部１Ａ、１Ｂを構成し、第１及び第２面状 発熱部１Ａ、１Ｂを短時間内に交互に切り換えて駆動しているので、電力消費の 低減が計れるとともに、第１及び第２面状発熱部発熱部１Ａ、１Ｂを高い温度に 維持させた状態で、第１及び第２面状発熱部１Ａ、１Ｂから遠赤外線を放射させ ることができ、面状発熱部１を埋設している構造物の表面またはその近傍部分表 面の温度を略均一になるように上昇させ、道路の比較的広い範囲内で融雪を有効 に行うことができる。

【００３８】 また、本実施例によれば、第１及び第２面状発熱部１Ａ、１Ｂの発熱体に、高 い熱膨張係数を有する材料からなる球状体８と、その表面に被覆した亀裂９Ａを 有する電気抵抗発熱被膜９とからなる球状発熱体３を用いているので、第１及び 第２面状発熱部１Ａ、１Ｂの温度が上昇した際に、適宜電気抵抗発熱被膜９の駆 動が制御され、さらに電力消費の適言が計れるとともに、第１及び第２面状発熱 部１Ａ、１Ｂの必要以上の上昇を抑えることができる。

【００３９】 なお、前記実施例においては、球状発熱体３を、高い熱膨張係数を有する材料 からなる球状体８と、その表面に被覆した亀裂９Ａを有する電気抵抗発熱被膜９ とで構成した例を挙げて説明したが、本考案による球状発熱体３はかかる構成の ものに限られるものではなく、低い熱膨張係数を有する材料からなる球状体と、 その表面に被覆した亀裂なしの電気抵抗発熱被膜で構成したものであってもよい 。

【００４０】 また、前記実施例においては、構造物埋設用融雪システム、即ち、面状発熱部 １を道路に埋設した例を挙げて説明したが、本考案による構造物埋設用融雪シス テムは、道路に埋設したものに限られず、他の構造物、例えば、屋根、駐車場、 歩道、階段、溝等に埋設するようにしてもよい。

【００４１】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、面状発熱部が内部仕切で２分された袋状体と ２分された袋内にそれぞれ内包された球状発熱体とからなる第１及び第２面状発 熱部を有し、袋状体が保温機能を有する遠赤外線放射材及び高熱伝導機能を有す る遠赤外線放射材を含んだ物質で形成しているので、第１及び第２面状発熱部を 高い温度に維持させた状態において、第１及び第２面状発熱部から遠赤外線を放 射させ、面状発熱部を埋設している構造物の表面温度を常時必要な温度にまで上 昇させることができるという効果がある。

【００４２】 また、本考案によれば、電力制御部の制御により第１及び第２面状発熱部を短 時間内に交互に駆動するようにしているので、電力消費の低減を計ることができ るとともに、保温機能を有する遠赤外線放射材を含んだ袋状体の使用に基づいた 第１及び第２面状発熱部を高い温度に維持させる働きと相まって、面状発熱部を 埋設している構造物の表面またはその近傍部分表面の温度を略均一に必要な温度 にまで上昇させることができ、比較的広い範囲内の融雪を有効に行うことができ るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による構造物埋設用融雪システムの一実
施例を示す構成図である。

【図２】図１に図示された本実施例の構造物埋設用融雪
システムを道路に埋設した場合の一例を示す断面図であ
る。

【図３】既知の構造物埋設用融雪システムの構成の一例
を示す構成図である。

【図４】図３に図示された既知の構造物埋設用融雪シス
テムを道路に埋設した場合の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１−面状発熱部 １Ａ−第１面状発熱部 １Ｂ−第２面状発熱部 ２−袋状体 ２Ａ−第１袋状部 ２Ｂ−第２袋状部 ２Ｃ−内部仕切 ３−球状発熱体 ４−第１袋状部２Ａ内の一対の電極 ５−第２袋状部２Ｂ内の一対の電極 ６−電力駆動部 ６₁ −一方の対の出力端子 ６₂ −他方の対の出力端子 ７−導線 ８−球状体 ９−電気抵抗発熱被膜（カーボン被膜） ９Ａ−電気抵抗発熱被膜９の亀裂 １０−路盤 １１−基礎層 １２−高熱伝導性セラミックを配合した表層

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部仕切によって２分された袋状体にそ
   れぞれ多数の球状発熱体を内包するとともに、前記２分
   された袋状体内にそれぞれ前記多数の球状発熱体を駆動
   する一対の電極を配置した第１及び第２面状発熱部を有
   する短冊型面状発熱部と、前記第１及び第２面状発熱部
   を選択的に駆動する電力制御部と、を備え、 前記袋状体は、保温機能を有する遠赤外線放射材及び高
   熱伝導機能を有する遠赤外線放射材を含んだ物質からな
   り、 前記球状発熱体は、球状体の表面に電気抵抗発熱被膜を
   被着したものであり、 前記電力制御部は、前記面状発熱部を構造物に埋設した
   際に、前記各面状発熱部における前記第１面状発熱部と
   前記第２面状発熱部とを短時間毎に交互に駆動するもの
   である構造物埋設用融雪システム。
2. 【請求項２】 前記球状発熱体は，熱膨張係数の大きな
   材料の球状体と、亀裂によって分離された電気抵抗発熱
   被膜とからなり、 前記亀裂は、常温のとき電気的に接触し、前記電気抵抗
   発熱被膜が発熱してその温度が高くなったときに電気的
   に離間するように形成されている請求項１に記載の構造
   物埋設用融雪システム。