JP3206700U - Snow melting equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】機材の輸送や設置が比較的容易である、ヒートパイプを利用した融雪装置を提供する。【解決手段】ヒートパイプは、地中の熱を吸収する蒸発部22と地上の近傍で放熱する凝縮部21とを有している。凝縮部21は、長尺部材25及び支持脚26によって設置基準面S上で支持されている。長尺部材25は、設置基準面Sに沿って延びており、凝縮部21を支持している。支持脚26は、凝縮部21が設置基準面Sから離隔するように長尺部材25を支持している。【選択図】図2A snow melting device using a heat pipe, which is relatively easy to transport and install equipment. A heat pipe has an evaporation section 22 that absorbs underground heat and a condensation section 21 that dissipates heat near the ground. The condensing part 21 is supported on the installation reference plane S by the long member 25 and the support leg 26. The long member 25 extends along the installation reference plane S and supports the condensing unit 21. The support leg 26 supports the long member 25 so that the condensing part 21 is separated from the installation reference plane S. [Selection] Figure 2
Description
本考案は、ヒートパイプを利用した融雪装置に関する。 The present invention relates to a snow melting device using a heat pipe.
ヒートパイプを利用した融雪装置である特許文献1に記載の装置においては、地表に設置されたパネル体にヒートパイプの凝縮部が設置されている。 In the apparatus described in Patent Document 1, which is a snow melting apparatus using a heat pipe, a heat pipe condensing part is installed on a panel body installed on the ground surface.
特許文献1で用いられているパネル体は、凝縮部が延びている範囲にわたって平面的に広がっている。よって、パネル体がかさばることで機材の輸送やヒートパイプの設置に困難が生じるおそれがある。 The panel body used in Patent Document 1 spreads in a plane over the range in which the condensing portion extends. Therefore, the panel body is bulky, which may cause difficulty in transporting equipment and installing heat pipes.
本考案の目的は、機材の輸送や設置が比較的容易である、ヒートパイプを利用した融雪装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a snow melting device using a heat pipe that is relatively easy to transport and install equipment.
本考案の融雪装置は、地中の熱を吸収する蒸発部と地上の近傍で放熱する凝縮部とを有するヒートパイプと、前記凝縮部を支持した凝縮部支持手段とを備えており、前記凝縮部支持手段が、設置基準面に沿って延びると共に前記凝縮部を支持した複数本の長尺部材と、前記凝縮部が前記設置基準面から離隔するように前記長尺部材を支持した支持脚とを備えている。 The snow melting device of the present invention includes a heat pipe having an evaporation portion that absorbs heat in the ground and a condensation portion that dissipates heat in the vicinity of the ground, and a condensation portion support means that supports the condensation portion. And a plurality of long members that support the condensing unit and a support leg that supports the long member so that the condensing unit is spaced apart from the installation reference surface. It has.
本考案の融雪装置によると、ヒートパイプの凝縮部支持手段として、パネル体よりかさばりにくい部材である長尺部材とこれを支持する支持脚とを用いる。したがって、機材の輸送や設置が比較的容易である。 According to the snow melting device of the present invention, a long member that is a member that is less bulky than the panel body and a support leg that supports the member are used as the heat pipe condensing unit supporting means. Therefore, transportation and installation of equipment is relatively easy.
また、本考案においては、前記凝縮部の近傍に設置された放熱部と、地中熱交換部と、前記地中熱交換部から採取した熱を、熱媒体を介して前記放熱部へと供給するヒートポンプとをさらに備えていることが好ましい。これによると、ヒートパイプにヒートポンプを併設している。このため、例えば、ヒートパイプのみでは融雪の能力を確保しづらい状況においてヒートポンプを作動させることで、ヒートパイプの融雪能力をヒートポンプに補完させることができる。 Further, in the present invention, the heat extracted from the heat dissipating part, the underground heat exchanging part, and the underground heat exchanging part installed in the vicinity of the condensing part is supplied to the heat dissipating part via a heat medium. It is preferable to further include a heat pump. According to this, a heat pump is attached to the heat pipe. For this reason, for example, by operating the heat pump in a situation where it is difficult to secure the snow melting capability with only the heat pipe, the heat pump can complement the snow melting capability of the heat pipe.
また、本考案においては、複数本の前記ヒートパイプが設けられており、前記放熱部が、前記複数本のヒートパイプにおける前記凝縮部の全体を、平面視において取り囲んでいてもよい。これによると、放熱部がヒートパイプの凝縮部を取り囲んでいるため、放熱部からの熱が凝縮部に伝達され、さらにこの熱が凝縮部を通じて凝縮部の周辺に伝達される。これによって、放熱部の周辺のみならず、凝縮部の周辺にも放熱部からの熱による影響を及ぼすことができる。 Further, in the present invention, a plurality of the heat pipes may be provided, and the heat radiating unit may surround the entire condensing unit in the plurality of heat pipes in a plan view. According to this, since the heat radiating part surrounds the condensing part of the heat pipe, the heat from the heat radiating part is transmitted to the condensing part, and this heat is further transmitted to the periphery of the condensing part through the condensing part. Thereby, not only the periphery of the heat radiating portion but also the periphery of the condensing portion can be affected by the heat from the heat radiating portion.
また、本考案においては、地中に形成された1つの縦穴内に前記蒸発部が挿入された1又は複数本の前記ヒートパイプを有するヒートパイプユニットを複数備えており、前記放熱部が、前記ヒートパイプユニットを、平面視において少なくとも三方から囲むように延びていてもよい。これによると、各ヒートパイプユニットを少なくとも三方から囲むように放熱部が延びている。このため、放熱部が各ヒートパイプユニットに放熱の影響を与えやすい。 Further, in the present invention, it is provided with a plurality of heat pipe units having one or a plurality of the heat pipes in which the evaporation section is inserted into one vertical hole formed in the ground, and the heat dissipation section, The heat pipe unit may extend so as to surround at least three sides in plan view. According to this, the heat radiating portion extends so as to surround each heat pipe unit from at least three sides. For this reason, a heat radiating part tends to give the influence of heat radiation to each heat pipe unit.
また、本考案においては、前記放熱部が、前記ヒートパイプとは異なる別のヒートパイプと、前記別のヒートパイプの延びる方向に沿って前記別のヒートパイプの下部を貫通した貫通管とを備え、前記ヒートポンプにおいて加熱された熱媒体が前記貫通管を通るように構成されていてもよい。これによると、径の小さい貫通管に熱媒体を流通させることで、径の大きいヒートパイプの外表面から広い範囲に放熱させることができる。 Further, in the present invention, the heat radiating section includes another heat pipe different from the heat pipe, and a through pipe penetrating a lower portion of the other heat pipe along a direction in which the other heat pipe extends. The heat medium heated in the heat pump may be configured to pass through the through pipe. According to this, it is possible to dissipate heat in a wide range from the outer surface of the heat pipe having a large diameter by circulating the heat medium through the through pipe having a small diameter.
以下、本考案の一実施形態に係る融雪装置1について、図1〜図4を参照しつつ説明する。融雪装置1は、6つのヒートパイプユニット2と、これに併設されたヒートポンプユニット3とを備えている。6つのヒートパイプユニット2は、図1に示すように、その長尺方向が平面視において互いに平行になるように一列に配列されている。図1において左側の3つのヒートパイプユニット2からなる群をユニット群2aとし、右側の3つのヒートパイプユニット2からなる群をユニット群2bとする。ユニット群2aとユニット群2bとは間隙2cを挟んで隣り合っている。
Hereinafter, a snow melting device 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The snow melting apparatus 1 is provided with six
ヒートパイプユニット2は、図2に示すように、土礫層G1、保護コンクリート層G2及びアスファルト層G3の3層からなる地盤内に埋設されている。保護コンクリート層G2は土礫層G1上に、アスファルト層G3は保護コンクリート層G2上にそれぞれ形成されている。土礫層G1の上面を設置基準面Sとする。本実施形態では、設置基準面Sが水平である場合を想定しているが、設置基準面Sが傾斜していてもよい。
As shown in FIG. 2, the
各ヒートパイプユニット2は、図1及び図3に示すように、3本のヒートパイプ20を有している。ヒートパイプ20は、金属製の管と、管内に封入された作動液と、管の内壁面に設けられたウィックとから構成されている。管は密封され、内部が真空に維持されている。ヒートパイプ20は、図2に示すように、地表面の近傍に配置された凝縮部21と、地中深くに埋設された蒸発部22と、凝縮部21と蒸発部22の中間部23とを含んでいる。凝縮部21は、保護コンクリート層G2内に、設置基準面Sにほぼ沿って直線状に延びている。
Each
設置基準面S上には、凝縮部21と交差するように直線状に配置された複数本の長尺部材25と、長尺部材25を設置基準面S上で支持する複数個の支持脚26とが設けられている。複数本の長尺部材25は、所定の間隔を挟みつつ互いに平行になるように並んで配置されている。各長尺部材25には複数個の支持脚26が設けられている。これらの支持脚26は、互いの間に適宜の間隔を挟みつつ長尺部材25に沿って並んでいる。各凝縮部21は、複数本の長尺部材25に跨るように、これらの長尺部材25によって支持されている。凝縮部21と長尺部材25とは、例えば、金属製の結束線によって結束されていてもよい。長尺部材25は、図2に示すように、支持脚26によって基準接地面Sから情報に離隔するように配置されている。これにより、長尺部材25に固定された凝縮部21も、基準接地面Sから上方に離隔した位置に配置されている。凝縮部21は、その先端(図2における左端)から中間部23へと斜め下方に向かうように傾斜している。蒸発部22は、中間部23から、土礫層G1内を鉛直下方に向かっている。中間部23は、凝縮部21の後端(図2における右端)から蒸発部22の上端に向かって湾曲している。蒸発部22は、土礫層G1に形成された縦穴h1内に、地上から約20m程度の深さにわたって設置されている。縦穴h1内において、蒸発部22の周囲には、珪砂が充填されている。
On the installation reference plane S, a plurality of
地下深くの温度が地表近くの温度より高くなる冬季において、ヒートパイプ20は以下のように地下熱を地表近くに伝導させる。蒸発部22内の作動液は、地下深くの熱を吸収することで蒸発する。蒸発した作動液は上昇し、中間部23を通じて凝縮部21へと向かう。凝縮部21まで上昇した作動液は、凝縮部21内において放熱すると共に、凝縮して液体に戻る。凝縮部21は、中間部23に向かって斜め下方に傾斜している。よって、凝縮部21において液体に戻った作動液は、重力により、ウィックを伝って中間部23へと向かうと共に、中間部23を通じて蒸発部22へと戻る。ヒートパイプ20内におけるこのような作動液の蒸発、移動及び凝縮の循環により、地中の熱が地表近くに伝導する。これによって、凝縮部21の周辺の積雪を溶かすことができる。
In the winter season when the temperature deep underground is higher than the temperature near the ground surface, the heat pipe 20 conducts the underground heat near the ground surface as follows. The working fluid in the
ヒートポンプユニット3は、図1に示すように、ヒートポンプ31、地中熱交換器32(地中熱交換部)、並びに循環パイプ35及び36(放熱部)を備えている。ヒートポンプ31と地中熱交換器32とは、2つのヘッダ37を介しつつ配管38によって接続されている。また、ヒートポンプ31と循環パイプ35及び36とは、2つのヘッダ37を介しつつ配管39によって接続されている。これらの配管内には熱媒体(水、不凍液等)が封入されている。地中熱交換器32は、地中深く(地上から約100mの深さ)まで形成された縦穴h2内に配置された配管321を備えている。配管321にはヘッダ37及び配管38を通じ、ヒートポンプ31からの熱媒体が通される。配管321中の熱媒体は、縦穴h2内において地中熱を吸収する。地中熱を吸収した熱媒体は、ヘッド37及び配管38を通じてヒートポンプ31へと戻る。
As shown in FIG. 1, the
ヒートポンプ31は、図4に示すように、熱交換器311及び312、膨張弁313、並びに圧縮器314を備えている。これらの機器同士は、熱媒体が封入された配管315によって接続されている。熱媒体は、配管315を通じてこれらの機器同士の間を図4中反時計回りに循環している。熱交換器311には配管38が配置されている。地中熱交換器32からの熱媒体は、配管38を通じ、熱交換器311を通過して地中熱交換器32へと戻る。その際、配管38側の熱媒体から配管315側の熱媒体へと熱が伝導する。熱交換器311において吸熱した熱媒体は、配管315を通じて圧縮器314に向かう。この熱媒体は圧縮器314において圧縮される。圧縮器314は電源4から電力供給を受けて動作する。電源4から圧縮機314への電力供給は、スイッチ316によってオン・オフを切り替えることができる。圧縮機314において圧縮された熱媒体は、配管315を通じて熱交換器312に向かう。熱交換器312には配管39が配置されている。循環パイプ35及び36からの熱媒体は、配管39を通じ、熱交換器312を通過する。その際、配管315側の熱媒体から配管39側の熱媒体へと熱が伝導する。熱交換器312において放熱した熱媒体は、膨張弁313において膨張する。膨張した熱媒体は熱交換器312に向かう。一方、熱交換器312において吸熱した熱媒体は、配管39及びヘッダ37を通じて循環パイプ35及び36へと向かう。ヒートポンプ31は、配管315を通じた以上のような熱媒体の循環過程により、地中熱交換器32において採取された熱を循環パイプ35及び36内の熱媒体へと供給する。
As shown in FIG. 4, the
循環パイプ35及び36は、図2に示すコンクリート保護層G2中に埋設されている。図1に示すように、循環パイプ35及び36のそれぞれは平面視において、6つのヒートパイプユニット2の周囲を往路及び復路からなる2重の経路で取り囲んでいる。往路は、図1中左から2番目のヘッダ37から始まり、ヒートパイプユニット2の近傍の周囲を時計回りに延びている。そして、ユニット群2aとユニット群2bの間の間隙2cに図1中下方から入り込み、間隙2cの図1中上部において復路に接続している。復路は、間隙2cの図1中上部から折り返して間隙2c外へと出る。そして、ヒートパイプユニット2の周囲を往路より外側において反時計回りに取り囲み、図1中左から1番目のヘッダ37に接続している。ヒートポンプ31からの熱媒体は、循環パイプ35及び36中を、図1の左から2番目のヘッダ37、往路、復路及び図1の左から1番目のヘッダ37の順に流れ、ヒートポンプ31へと戻る。これによって、循環パイプ35及び36の周辺の積雪を溶かすことができる。
The
以上説明した本実施形態によると、ヒートパイプ20の凝縮部21を支持する手段として、長尺部材25及び支持脚26を用いている。長尺部材25は細長い部材であるため、複数本を束ねやすい。また、支持脚26もそれぞれは小さい部材である。したがって、いずれの部材もかさばりにくい。このため、機材の輸送や設置が比較的容易である。
According to the present embodiment described above, the
また、本実施形態においては、ヒートパイプユニット2にヒートポンプユニット3を併設している。ヒートパイプ20のみでも融雪の能力を確保できる期間にはスイッチ316をオンにしてヒートポンプユニット3を停止させておく。一方、ヒートパイプ20のみでは融雪の能力を十分に確保しづらい極寒期等には、スイッチ316をオンにしてヒートポンプユニット3を作動させることで、ヒートパイプ20の融雪能力を補完することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態においては、ヒートポンプユニット3の循環パイプ35及び36が6つのヒートパイプユニット2の凝縮部21を全体的に取り囲んでいる。このため、循環パイプ35及び36からの熱が凝縮部21に伝達され、さらにこの熱が凝縮部21を通じて伝達される。これによって、循環パイプ35及び36の周辺のみならず、凝縮部21の周辺にも循環パイプ35及び36からの熱による影響を及ぼすことができる。
In the present embodiment, the
例えば、ヒートポンプユニット3をオンに維持して使用し続ける環境下においては、循環パイプ35及び36からの放熱によって凝縮部21周辺の積雪への融雪能力が継続的に確保される。このため、ヒートパイプ20において、蒸発部22を20mまで深く挿入する必要性が低くなるので、20mよりも浅く挿入するのみであってもよい。あるいは、蒸発部22を地中に設けず、ヒートパイプ全体を地上付近に沿った部分のみとしてもよい。
For example, in an environment where the
以下、上述の実施形態におけるヒートポンプユニット3の変形例について説明する。第1の変形例に係る循環パイプ135は、循環パイプ35及び36の代わりに設けられる。循環パイプ135は、図5に示すように、各ヒートパイプユニット2の間を縫うように延びている。これにより、各ヒートパイプユニット2が、平面視において、循環パイプ135に三方から囲まれている。循環パイプ135にはヒートポンプ31において加熱された熱媒体が流通する。本変形例によると、各ヒートパイプユニット2が循環パイプ135に囲まれているので、循環パイプ135からの放熱の影響を受けやすい。
Hereinafter, modifications of the
第2の変形例に係るヒートパイプ137は、循環パイプ35及び36と併用される。ヒートパイプ137は、金属製の管と管内に封入された作動液とを備えている。管は、図6(a)及び図6(b)に示すように循環パイプ35が下部に挿入された状態で密封されており、内部が真空に維持されている。液体の状態の作動液はヒートパイプ137の下部において循環パイプ35と接触している。加熱された熱媒体を循環パイプ35内に通すと、循環パイプ35から吸熱した作動液が蒸発する。蒸発した作動液は、ヒートパイプ137の内表面にてパイプ外へと放熱して凝縮する。凝縮した作動液はヒートパイプ137の下部に戻る。このようにヒートパイプ137を循環パイプ35と併用することにより、径の小さい循環パイプ35に熱媒体を流通させることで、径の大きいヒートパイプ137の外表面から広い範囲に放熱させることができる。
The
<その他の変形例>
以上は、本考案の好適な実施形態についての説明であるが、本考案は上述の実施形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された範囲の限りにおいて様々な変更が可能なものである。
<Other variations>
The above is a description of a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope described in the means for solving the problem. It is possible.
例えば、上述の実施形態では、1つのヒートパイプユニット2が3本のヒートパイプ20を備えている。そして、この3本のヒートパイプ20の蒸発部22が1つの縦穴h1に挿入されている。しかし、1つのヒートパイプユニット2が1〜2本、又は4本以上のヒートパイプ20を備えていてもよい。また、1つの縦穴h1に挿入されているヒートパイプ20の本数が1〜2、又は4以上であってもよい。
For example, in the above-described embodiment, one
また、上述の実施形態のヒートポンプユニット3には、地中熱交換器32において閉じた配管経路内に熱媒体を流通させるいわゆるクローズド型のヒートポンプが採用されている。しかし、本考案の地中熱交換部において、地下水脈から汲み上げた地下水から熱を採取し、採取後の地下水を地下水脈に戻す、いわゆるオープン型のヒートポンプが採用されてもよい。
Moreover, what is called a closed type heat pump which distribute | circulates a thermal medium in the piping path | route closed in the
また、上述の実施形態では、スイッチ316のオン・オフによってヒートポンプユニット3にヒートパイプユニット2の融雪能力を補完させるか否かを切り替えている。しかし、スイッチ316に代えて、又は加えて、ヒートポンプユニット3による熱交換の能力を複数段階で変更するスイッチが設けられてもよい。これによると、ヒートパイプユニット2の融雪能力に応じてヒートポンプユニット3の融雪能力を調整できる。
In the above-described embodiment, whether or not the
1 融雪装置
2 ヒートパイプユニット
3 ヒートポンプユニット
20 ヒートパイプ
21 凝縮部
22 蒸発部
25 長尺部材
26 支持脚
31 ヒートポンプ
32 地中熱交換器
35 循環パイプ
36 循環パイプ
135 循環パイプ
137 ヒートパイプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記凝縮部を支持した凝縮部支持手段とを備えており、
前記凝縮部支持手段が、
設置基準面に沿って延びると共に前記凝縮部を支持した複数本の長尺部材と、
前記凝縮部が前記設置基準面から離隔するように前記長尺部材を支持した支持脚とを備えていることを特徴とする融雪装置。 A heat pipe having an evaporating part that absorbs heat in the ground and a condensing part that radiates heat near the ground;
A condensing part supporting means for supporting the condensing part,
The condensing part support means is
A plurality of elongate members extending along the installation reference plane and supporting the condensing part;
A snow melting device comprising: a support leg that supports the elongate member so that the condensing part is separated from the installation reference plane.
地中熱交換部と、
前記地中熱交換部から採取した熱を、熱媒体を介して前記放熱部へと供給するヒートポンプとをさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載の融雪装置。 A heat dissipating part installed in the vicinity of the condensing part;
An underground heat exchange section;
The snow melting device according to claim 1, further comprising a heat pump that supplies heat collected from the underground heat exchange unit to the heat radiating unit via a heat medium.
前記放熱部が、前記複数本のヒートパイプにおける前記凝縮部の全体を、平面視において取り囲んでいることを特徴とする請求項2に記載の融雪装置。 A plurality of the heat pipes are provided,
The snow melting device according to claim 2, wherein the heat radiating portion surrounds the entire condensing portion of the plurality of heat pipes in a plan view.
前記放熱部が、前記ヒートパイプユニットを、平面視において少なくとも三方から囲むように延びていることを特徴とする請求項2に記載の融雪装置。 A plurality of heat pipe units having one or a plurality of the heat pipes in which the evaporation section is inserted into one vertical hole formed in the ground,
The snow melting apparatus according to claim 2, wherein the heat radiating portion extends so as to surround the heat pipe unit from at least three sides in a plan view.
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2016
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