JP3085228U - 屋根用融雪装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全性、防水性、取り付け性に優れ、落雪や
雪ぴの発生を確実に防止する融雪装置を提供する。 【解決手段】屋根用融雪装置は、炭素繊維を発熱抵抗体
とする発熱層、前記発熱層の両面側にそれぞれ設けられ
た絶縁層および前記絶縁層の一方の面に設けられ、前記
発熱層が放射する赤外線を反射する反射層を備えた面状
発熱体15と、前記面状発熱体の両面側にそれぞれ設けら
れた板材51a、51bと、前記反射層と前記板材との間に設
けられた断熱材52とを備えており、所定の固定具によ
り、屋根の構造材や雪止め具に固定される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、赤外線を放射する発熱体を利用した屋根の融雪装置に関し、軽量で 且つ既存の屋根への取り付けが容易な屋根用融雪装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、寒冷地や積雪地においては、屋根に積もった雪を取り除くために、融雪 装置が使用されている。従来の融雪装置としては、屋根に温水管を配管し、ボイ ラー等で加温した温水を供給、循環させるようにしたもの、電熱線をすだれ状に 配置して通電するようにしたもの、パネル状の箱体に電熱線を収納したもの等が ある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしこれら従来の融雪装置は、次のような問題があった。１）熱伝導によっ て融雪する方式であるため、熱効率が悪く、燃料の消費量或いは消費電力が莫大 である、２）配管や配線する際に屋根材に損傷を与える可能性が高い、３）ボイ ラーの騒音が大きい等の問題があった。またこれら従来の融雪装置では、豪雪に は対応できず、逆にツララや雪ぴを作ってしまい、雨樋や屋根材を破損してしま うという問題があった。このため雨樋を頻繁に取り替えなければならなかった。

【０００４】 そこで、本考案は、熱効率がよく消費電力が少なく、豪雪にも対応することが でき、ツララや雪ぴの発生を低減することが可能な屋根用融雪装置を提供するこ とを課題とする。また本考案は、屋根への取り付けが容易で、屋根や雨樋の破損 を防止できる屋根用融雪装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

前記課題達成のために、本考案の屋根用融雪装置は、炭素繊維を発熱抵抗体と する発熱層、前記発熱層の両面側にそれぞれ設けられた絶縁層および前記絶縁層 の一方の面に設けられ、前記発熱層が放射する赤外線を反射する反射層を備えた 面状発熱体と、前記面状発熱体の両面側にそれぞれ設けられた板材と、前記反射 層と前記板材との間に設けられた断熱材とを備えたことを特徴とする。

【０００６】 このような構成の屋根用融雪装置は反射層及び断熱材が設けられた側を屋根側 とし、その反対側が上側となるように屋根に設置され、発熱体に通電することに より、発熱体が赤外線を放射し、この熱により融雪する。このような融雪装置に よれば、発熱体として赤外線を放射する炭素繊維を用いるとともに赤外線を反射 する反射層を有する発熱体を用いたことにより、少ない消費電力で効率よく融雪 することができる。これにより豪雪であっても、解けた雪が再度氷結してツララ や雪ぴとなることを防止できる。また屋根との間に断熱材が存在することから、 発熱体からの熱が屋根側に放散するのを防止し、さらに熱効率を高めることがで きる。

【０００７】 また本考案の屋根用融雪装置は、上述した融雪装置であって、板材が箱の形状 を有し、箱の内部に前記面状発熱体および断熱材が収納されているものである。 このように箱体に収納して一体のものとすることにより、発熱体を外部環境から 保護するとともに、融雪装置の屋根への設置を容易に行うことができる。

【０００８】 また本考案の屋根用融雪装置は、上述した融雪装置であって、板材の少なくと も一方が高熱伝導性材料からなることを特徴とするものである。発熱体と雪との 間に介在する板材を高熱伝導性材料のものとすることにより、発熱体の熱を効率 よく雪側に伝達することができる。

【０００９】 本考案の融雪機能付き雨樋は、炭素繊維を発熱抵抗体とする発熱層、前記発熱 層の両面側にそれぞれ設けられた絶縁層および前記絶縁層の一方の面に設けられ 、前記発熱層が放射する赤外線を反射する反射層を備え、Ｌ字状又はＪ字状の面 状発熱体と、前記面状発熱体の両面側にそれぞれ設けられ、前記面状発熱体とほ ぼ同じ形状を有する高熱伝導性材料からなる板材と、前記反射層と前記板材との 間に設けられた断熱材とを備えたものである。

【００１０】 雨樋自体を発熱体で構成することにより、解けた雪が雨樋で氷結するのを防止 し、速やかに排出することができる。この場合にも、赤外線を放射する炭素繊維 からなる発熱抵抗体を用いたことにより、赤外線によって効率よく融雪できると ともに、所望の雨樋の形状に作製することができる。

【００１１】 本考案の屋根用融雪装置は、上述した融雪装置であって、さらに融雪機能付き 雨樋を一体化したものである。融雪装置と融雪機能付き雨樋の両者による融雪機 能により、ツララや雪ぴの発生を確実に防止することができる。

【００１２】 本考案の屋根用融雪装置は、屋根に固定するための固定手段を備えていること が好ましい。

【００１３】

【考案の実施の形態】

以下、本考案の実施形態について説明する。

【００１４】 図１に本考案の屋根用融雪装置（以下、単に融雪装置という）の全体構成を示 す。

【００１５】 図示するように、融雪装置50は、面状発熱体15と、この面状発熱体15を覆う板 材51a、51bと、断熱材52とからなる。二つの板材51a、51bは、一方51aが平坦な 板状であり、他方51bが一方の板材51aの面積よりも小さい底面積を有する浅い箱 状であり、その上端には、一方の板材51aの端部が係合するコの字状の溝が箱の 内側に向かって形成されている。一方の板材51aを他方の板材51bの溝に係合させ ることにより箱体51が形成される。

【００１６】 このように発熱体15を箱状の板材51a、51bで覆った構造とすることにより、外 部環境から発熱体15やその端子部を保護するとともに、積雪による荷重に対して も耐久性を与える。さらにこの板材を必要に応じて固定用の板材等(固定手段)を 介して建物の構造体に固定することにより、融雪装置を屋根に取り付けることが できる。

【００１７】 板材51a、51bの材料は、耐候性に優れた材料であれば特に限定されず、鋼板、 アルミ板等を用いることができる。雪が積もる面となる板材51aは、発熱体15が 発生する熱(赤外線)を雪に効率よく伝えるために、熱伝導性に優れた材料である ことが好ましく、具体的には軽量で熱伝導性のよいアルミ板が好ましい。特にフ ッ素樹脂を含む塗料で塗装されたカラーアルミ板が好ましい。

【００１８】 断熱材52は、発熱体15の熱が板材51bを介して散逸するのを防止するもので、 耐熱性プラスチックの発泡体やガラスウール等の耐熱性のある材料からなる。

【００１９】 面状発熱体15は、この箱体51に断熱材52を収納し、その上に配置される。面状 発熱体15は、図２に示すように、発熱層10（11、12）を複数の多層フィルム20、 21、30で挟んだ構造を有しており、熱放射面を上(図中、左側)としたとき、発熱 層の下側に赤外線反射層31が設けられている。

【００２０】 多層フィルムは発熱層10の絶縁、保護のための層であり、その材料としては、 絶縁性を有し、耐候性を有するものであればよく、単層フィルムであってもよい が、図示するようにＰＥ（ポリエチレンフィルム）層／ＰＥＴ（ポリエチレンテ レフタレート）層／ＰＥ層の三層からなる三層フィルム20、30やＰＥ層／ＰＥＴ 層からなる二層フィルム21を用いることが好ましい。エステル基を有しているた めに酸やアルカリに対して加水分解を起こしやすく耐薬品性には弱いが耐熱性に 優れたＰＥＴフィルムと、耐薬品性と電気絶縁性に優れたＰＥフィルムを積層し た複合フィルムを用いることにより、発熱体15に耐熱性、耐薬品性、絶縁性に優 れた性能を付与することができ、また、各層を熱溶着によって密着させて一体化 でき、これにより外部からの水分、湿気などの侵入を防止し、これらによる発熱 層10の劣化や損傷が防ぐことができる。

【００２１】 赤外線反射層31は、発熱層10が発生する赤外線を効率よく反射し、熱放射面へ の赤外線放射量を増大させるものであり、三層フィルム30の一方の面にアルミを 蒸着することにより、或いはアルミ箔を貼着することにより設けることができる 。アルミ蒸着層31と三層フィルム30との組み合わせの代わりに、鏡面処理したア ルミ板を積層してもよい。

【００２２】 発熱層10は、図３に示すように、発熱抵抗体である炭素繊維11と、絶縁材であ るガラス繊維12と、炭素繊維11に電力を供給するための銅線などの導体13とを紡 織して布状に構成したものである。炭素繊維11は、ちょうどガラス繊維12を縦糸 、横糸として形成した布の、縦糸または横糸のいずれか一方を、所定間隔でガラ ス繊維12から炭素繊維11に置き換えたように、所定間隔で織り込まれている。そ して、導体13は、炭素繊維11と交差、接触して炭素繊維11と電気的に接続するよ うに、発熱層10の上下端にそれぞれ織り込まれている（図４参照）。そして、同 図４に示すように、上下の導体13は互い違いに、それぞれ炭素繊維11の所定本数 毎に断たれており、これによりｎ本の炭素繊維11を並列に接続した発熱抵抗回路 11Ａ、11Ｂ、11Ｃ・・・を、直列に接続した発熱回路を形成している。

【００２３】 また導体13は、発熱体15の端部において、端子部40に接続されている。端子部 40は、図示しない商用電源に接続される。電源としては、単相100Ｖ、200Ｖに対 応できる。また端子部40は、絶縁性材料からなる端子台41によって保護されてい る。端子台41は、例えば、ガラス繊維12で織り上げられた布の端部(端子台を設 ける部分)にエポキシ樹脂等の絶縁性材料を含浸させて、加熱加圧により硬化さ せる工程を繰り返すことにより形成した積層絶縁板からなる。このような積層絶 縁板は、防水性、電気絶縁性、耐荷重性に優れ、過酷な環境における使用に耐え ることができる。

【００２４】 このような構成の発熱体15は、赤外線放射率が非常に高く（0.94）、ピーク放 射波長が8〜11μｍであって雪の固有波長とほぼ同じであるために、共鳴現象を 利用した極めて高い融雪効率が実現できる。また防水性、電気絶縁性、耐荷重性 については、体水中に２時間浸水後の水中耐電圧試験（1500Ｖ/１分印加）で絶 縁抵抗値が無限大、耐荷重テストで２ton/cm²であることが実証されている。

【００２５】 本発明の融雪装置の大きさは特に限定されないが、屋根の大きさや融雪効率を 考慮し、具体的には、幅300mm、600mm、900mm、長さ(奥行き)900mm、1800mm、36 00mm、厚さ5mm、7mm、10mmなどを標準として設計することができる。重量は、3k g/m²程度と非常に軽く、屋根に載せた場合の構造体への負担を少なくすることが できる。

【００２６】 なお、図示していないが、融雪装置は温度センサを備えていることが好ましい 。本発明の融雪装置を複数使用する場合には、少なくとも１つの融雪装置が温度 センサを備えていることが好ましい。

【００２７】 次にこのような構成における融雪装置の屋根への固定方法について説明する。

【００２８】 図６は、図１の融雪装置50を屋根に固定するための固定具61、62、63、64と、 このような固定具を用いて融雪装置50を屋根に取り付けた状態を示す図である。

【００２９】 図６に示すように、固定具61は、屋根の下端部において、軒天部の野縁やタル 木などの構造材71に融雪装置50を固定するための部材で、雨樋80を覆うように鉤 状の形状を有している。固定具62は、既設の雪止め部材72に融雪装置50を固定す る部材であり、雪止め部材72に固定されるＬ字状部分と、融雪装置50に固定され る平坦部分を有している。また固定具63は融雪装置50の上側の板材51aに重なる 板状部材で、固定具64は下側の板材51bの下側に重なるクッション性を有する部 材である。

【００３０】 このような固定具61〜64で融雪装置を屋根に取り付けるには、まず固定具63、 64で融雪装置50を挟むとともに、上部の一端側で固定具61、固定具63、融雪装置 50の端部および固定具64を重ねてボルト締めをし、他端側で固定具62、固定具63 、融雪装置50および固定具64を重ねてボルト締めし、融雪装置50と固定具とを一 体化する。こうして一体化した後、固定具61の、融雪装置50に連結されていない 端部を構造材71にネジ、ボルト等によって固定するとともに、固定具62の、融雪 装置50に連結されていない端部を雪止め部材72にネジ、ボルト等によって固定す ることにより、屋根に融雪装置50を取り付ける。なお、図では固定具61〜64は一 組しか示していないが、箱状の融雪装置50の少なくとも２箇所に、これら固定具 を固定し、屋根に取り付けることが好ましい。

【００３１】 次に本発明の融雪機能付き雨樋について説明する。

【００３２】 図７は、本発明の融雪機能付き雨樋の一実施形態の断面を示す図である。図示 するように、融雪機能付き雨樋80は、面状発熱体15の両面を板材81a、81bで覆っ た構造を有し、樋を形成するために、断面が図示するような略Ｌ字形或いはＪ字 形に形成されている。面状発熱体15としては、図１の融雪装置50と同じものを用 いることができ、その反射層31が樋の内面（雨水を受ける面）を向くように配置 されている。板材81a、81bは、アルミや塗装鋼板等の熱伝導性が良好で耐候性の ある材料からなり、Ｌ字の上端部は、面状発熱体15よりも寸法が長く、二つの板 材81a、81bのみが重なっている。なお、図示していないが、面状発熱体15と外側 の板材81bとの間に断熱材を介在させてもよい。

【００３３】 このような構成の雨樋80は、面状発熱体15が存在しない上端部を屋根の構造材 にネジ、くぎ等で固定するか、固定具65を用いて固定する固定することができる 。固定具65は図示するように、雨樋80の外側の側面が係合する垂直部と、雨樋80 の底面を支持する水平部と、水平部の延長した一端を、外側の垂直部とは略方向 に屈曲した他の垂直部とを有し、この他の垂直部を従来の雨樋と同様に軒天部の 野縁やタル木などにネジ、くぎ等で固定することができる。

【００３４】 本発明の雨樋は、通常の雨樋の代わりに或いは併用することができ、融けた雪 が雨樋で再凍結し、雪ぴやツララが生成するのを防止することができる。また本 発明の雨樋は、上述した本発明の融雪装置と組み合わせて用いることができ、こ れにより、より効果的に雪ぴやツララの発生を防止できる。

【００３５】 本発明の雨樋と融雪装置を組み合わせた取り付け例を図８及び図９に示す。

【００３６】 図８に示す例では、図７に示す融雪機能付き雨樋80の上端部に融雪装置50の一 端部をボルト等で固定して一体化し、それを固定具65で屋根の構造材に取り付け たものである。この場合にも図示していないが、融雪装置50の他端部を図６に示 すような固定具63、64で、雪止め部材72に固定することができる。

【００３７】 図９に示す例は、さらに屋根の下側先端に固定具66を設けることにより、支持 構造の強化を図った例である。

【００３８】 なお、図８及び図９に示す例でも、固定具としては１組のみを示しているが、 少なくとも２箇所にこのような取り付け構造を設けることが好ましく、それによ り本発明の融雪装置及び雨樋を堅固に屋根及び建物の構造体に固定することがで きる。

【００３９】 以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明の融雪装 置及び雨樋は、これら実施形態に限定されることなく、その形状や取り付け構造 を適宜変更することができる。例えば、図１では融雪装置として箱状の板材で発 熱体を囲ったものを示したが、単に平面状の板でサンドイッチした構造であって もよいし、また端部の形状は、固定具や取り付け構造との関係で適宜変更できる 。

【００４０】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、安全性、防水性、取り付け性に優れ、落雪や 雪ぴの発生を確実に防止する融雪装置を提供することができる。また本考案によ れば、既存の屋根に簡単に取り付けることができ、軽量で屋根材への負担の少な い融雪装置を提供することができる。さらに本考案によれば、融雪効率が高く、 消費電力の少ない融雪装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施形態に係る融雪装置の構成を示す
断面図である。

【図２】本考案の実施形態に係る発熱体の層構造を示す
図である。

【図３】本考案の実施形態に係る発熱層の基本構造を示
す図である。

【図４】本考案の実施形態に係る発熱層の構造を示す図
である。

【図５】本考案の実施形態に係る発熱体の構成を示す図
である。

【図６】本考案の実施形態に係る融雪装置の取り付け構
造を示す図である。

【図７】本考案の実施形態に係る融雪機能付き雨樋を示
す図である。

【図８】本考案の実施形態に係る融雪装置の取り付け構
造を示す図である。

【図９】本考案の実施形態に係る融雪装置の取り付け構
造を示す図である。

【符号の説明】

10・・・発熱体、20、30・・・絶縁層、31・・・反射
層、50・・・融雪装置、51a、51b・・・板材、61〜66・
・・固定具、80・・・雨樋

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 前川 圭三 岐阜県高山市上岡本町５丁目696 (72)考案者 前川 和也 岐阜県高山市上岡本町５丁目696

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】炭素繊維を発熱抵抗体とする発熱層、前記
   発熱層の両面側にそれぞれ設けられた絶縁層および前記
   絶縁層の一方の面に設けられ、前記発熱層が放射する赤
   外線を反射する反射層を備えた面状発熱体と、前記面状
   発熱体の両面側にそれぞれ設けられた板材と、前記反射
   層と前記板材との間に設けられた断熱材とを備えたこと
   を特徴とする屋根用融雪装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の屋根用融雪装置であって、 前記板材は、箱の形状を有し、箱の内部に前記面状発熱
   体および断熱材が収納されていることを特徴とする屋根
   用融雪装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の屋根用融雪装置で
   あって、 前記板材の少なくとも一方が高熱伝導性材料からなるこ
   とを特徴とする屋根用融雪装置。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の屋根
   用融雪装置であって、 建物に固定するための固定手段を有することを特徴とす
   る屋根用融雪装置。
5. 【請求項５】炭素繊維を発熱抵抗体とする発熱層、前記
   発熱層の両面側にそれぞれ設けられた絶縁層および前記
   絶縁層の一方の面に設けられ、前記発熱層が放射する赤
   外線を反射する反射層を備え、Ｌ字状又はＪ字状の面状
   発熱体と、前記面状発熱体の両面側にそれぞれ設けら
   れ、前記面状発熱体とほぼ同じ形状を有する高熱伝導性
   材料からなる板材とを備えたことを特徴とする融雪機能
   付き雨樋。
6. 【請求項６】請求項１ないし４いずれか１項記載の屋根
   用融雪装置であって、 一端部に請求項５記載の雨樋が固定されていることを特
   徴とする屋根用融雪装置。