JP3207650U

JP3207650U - エアコン仕様の雪の積もらない屋根

Info

Publication number: JP3207650U
Application number: JP2016004434U
Authority: JP
Inventors: 脩悦福地
Original assignee: 株式会社福地建装
Priority date: 2016-09-12
Filing date: 2016-09-12
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2024-02-26

Abstract

【課題】エアコンの温風を直接的に屋根材の下に循環させることでエネルギー消費効率を大きく高め、省エネで融雪可能である屋根を提供する。【解決手段】複数の屋根受け材２を使用して屋根材と屋根断熱材１の間の全密封空間を区画して連続した蛇行通路を形成し、蛇行通路の始端部と終端部の間を循環パイプ１２で連通し、循環パイプ１２の一部に送風機９とエアコン１０とを介装した。【選択図】図１

Description

本考案は、寒冷地でも使用できる高機能エアコンを用い、屋根材の下方の密封空間に循環させる温風を利用して融雪するエアコン仕様の雪の積もらない屋根に関するものである。

積雪地域においては、屋根への過剰積雪による家屋の倒壊事故や、落雪作業中の転落事故等が相次いでいる。落雪後の雪処理にも多大な労力を要する。

上記の問題を解決するため、屋根材の真裏に通気空間を形成し、屋根から離れた位置に配備した送風機能付きの熱源と通気空間との間を供給用ダクトと排気用ダクトで接続し、熱源で発生した温風を供給用ダクトを通じて通気空間内へ供給しつつ、排気用ダクトを通じて通気空間内の空気を熱源へ回収しながら温風空気を循環させて融雪することが知られている（特許文献１）。
熱源としては、大型ヒータ、大型温風ボイラ、面状ヒータ等の電熱式と、温水ヒートポンプ等の温水式が知られている。
屋根材の真裏の通気空間を複数の仕切材によって縦長の複数の縦割空間に区画し、各縦割空間単位で温風空気を循環させることも知られている（特許文献２）。

実開昭５９−１５２０１５号公報実開昭５８−４５８２５号公報

既述した従来の融雪技術には以下のような解決すべき多くの問題点を有している。
＜１＞熱源が電熱式の場合は消費電力が大きいことから融雪コストが嵩み、熱源が温水循環式の場合は大型ボイラを必要とすることと、熱伝導効率が経年で低下するため、定期的にパイプ清掃を行う等のメンテナンスが必要であることと、メンテナンスコストが嵩むといった問題点を有する。
＜２＞特許文献１の融雪技術では、屋根材の真裏の通気空間が広すぎて温風空気が屋根全体へ行き渡らず、屋根全体の雪を均一に融かすことが困難であるだけでなく、融けた雪が軒先で冷やされてツララの落下事故を誘発する。
＜３＞通気空間を複数に区画した特許文献２の融雪技術は、各縦割空間単位で熱風空気の供給ルートと排出ルートを設けなければならないので、ダクト数が増えて配管が複雑となるといった問題点を有している。

本考案は上記した問題点を克服するために為されたものであり、その目的とするところはエアコンの温風を直接的に屋根材の下に循環させることでエネルギー消費効率を大きく高め、省エネで屋根全体を融雪可能なエアコン仕様の雪の積もらない屋根を提供することにある。

本考案は、屋根材の下方に間隔を隔てて屋根断熱材が位置し、屋根材と屋根断熱材の間に形成された密封空間内に温風を循環させて融雪する雪の積もらない屋根であって、複数の屋根受け材を使用して屋根材と屋根断熱材の間の全密封空間を区画して連続した蛇行通路を形成し、前記蛇行通路の始端部と終端部の間を循環パイプで連通し、前記循環パイプの一部に、前記蛇行通路内を負圧化する送風機と、蛇行通路の始端部へ温風を供給するエアコンとを介装した。
本考案の他の形態においては、屋根材が固い板と合板と鉄板とを密着させて積層体からなり、屋根材の表面側に鉄板が位置し、屋根材の裏面に固い板が位置する。
本考案の他の形態においては、前記送風機とエアコンとをチャンバー内に格納し、該チャンバーを屋根断熱材の下方の屋根裏空間に設置する。

本考案はエアコンの温風を直接的に屋根材の下に循環させることでエネルギー消費効率を大きく高め、省エネで屋根全体を融雪可能なエアコン仕様の雪の積もらない屋根を提供することができる。

木造家屋における屋根の横断面。蛇行通路の説明図。

図面を参照しながら本考案について説明する。
本考案は新設住宅、又は既設住宅の何れでも適用可能である。

図１，２を参照して説明すると、屋根材は固い板３と合板４と鉄板５とを密着させて構成する
屋根材の表面側に鉄板５が位置し、屋根材の裏面に固い板３が位置し、固い板３と鉄板５の間に合板４が位置する。
屋根材の裏面側には屋根材と間隔を隔てて樹脂製の屋根断熱材１が配設してある。

屋根材を構成する固い板３には、例えばスレート材を使用できる。
合板４には、例えば木製のベニヤ板やコンパネを使用できる。
固い板３と合板４と鉄板５は一体化している。一体化手段としては例えば接着剤を使って貼り合せることができる。

屋根材は複数の屋根受け材２により支持されている。
屋根材の裏面と屋根断熱材１との間には空間が形成されていて、複数の屋根受け材２がこの空間を複数に区画する。
屋根材と屋根断熱材１の周囲を屋根枠６が包囲することで、屋根材の裏面と屋根断熱材１の間に形成された空間を密封構造にしている。

図２を参照して詳しく説明すると、複数の屋根受け材２は屋根の傾斜に沿って縦向きに配置してある。
複数の屋根受け材２は屋根材の支持部材として機能するだけでなく、屋根材の裏面と屋根断熱材１の間に形成された密封空間を蛇行通路に区画する仕切部材としても機能する。

各屋根受け材２を縦向きに配置するにあたって、各屋根受け材２の上下端部を交互に屋根枠６から離隔することで、密封空間の図面左方から右方へ向けて上下の蛇行を繰り返す蛇行通路を画成する。

蛇行通路はその始端部に吹出口８を有し、終端部に吸込口７を有している。
蛇行通路の蛇行方向や蛇行回数等は図示した形態に限定されず、蛇行通路は屋根の全域に亘って連続性を有して形成してあればよい。
蛇行通路と循環パイプ１２を組み合せて一つの循環経路を形成できるので、ダクト数を減らして配管構造を簡略化できる。

屋根断熱材１の下方には屋根裏空間が形成されていて、屋根裏空間に前記した蛇行通路内を負圧化する送風機９と、蛇行通路へ温風１３を供給するエアコン１０が設置してある。本例ではチャンバー１１内に送風機９とエアコン１０を格納した状態で設置した形態を示している。

蛇行通路の吹出口８と吸込口７の間は循環パイプ１２が接続している。循環パイプ１２の途中に送風機９とエアコン１０を格納したチャンバー１１が介装してある。
エアコン１０は、壁掛けエアコンの他、ダクトビルトインタイプのエアコンも使用できる。
エアコン１０の選定にあたっては、寒冷地型のエアコンが望ましい。
エアコン１０は外気熱（ヒートポンプ）を利用するため、極めてエネルギー効率が高く、自然エネルギーを活用して環境に優しい積雪防止システムを提供できる。
熱源として特殊発熱機器ではなく、市販のエアコンを活用できるので、エアコン１０の故障や取り換えの対応が容易である。

循環パイプ１２を通じた漏熱を防止するため、循環パイプ１２を完全断熱構造にしておくとよい。

本考案がエアコン１０へ向けて送風する送風機９を組み合せたのは、蛇行通路の終端側を負圧にして蛇行通路内における温風１３の循環効率を高めるためである。

つぎに融雪方法について説明する。
エアコン１０が稼働すると、循環パイプ１２と吹出口８を通じて屋根の真裏に形成された蛇行通路内へ加熱された温風１３が連続的に供給され、温風１３は蛇行通路の終端へ向けて進行する。
エアコン１０の稼働と並行して送気機９を稼働させると、吸込口７と循環パイプ１２を通じて蛇行通路内の温風１３が吸引される。

エアコン１０単独で温風１３を循環させようとすると、移動距離に比例して温風１３の速度と温度が低下して円滑に循環させることが難しい。
本考案では温風１３の速度低下を防止するために、エアコン１０に送気機９を組合せ、蛇行通路の終端側に負圧が生じる程度に吸引するように構成した。

このようにエアコン１０と送気機９を組み合せることで、蛇行通路の全長に亘って温風１３を等速で循環させることができる。
したがって、屋根の平面積が大きく蛇行通路の全長が長い場合でも、温風１３の速度低下を回避して円滑に循環させることができる。

蛇行通路内で温風１３を循環させることで、蛇行通路に面した屋根材が温められて蓄熱する。下部の屋根断熱材１が上部の屋根材を温めるために大きく貢献する。
蛇行通路に面した屋根材を構成する固い板３と合板４が温風１３で暖められ、その暖められた熱が鉄板５に伝えられることで、鉄板５に積もった雪を融雪する。

融雪効率だけを考慮すれば、屋根材を熱伝導率の高い鉄板５単独で構成すればよいが、屋根材の熱伝導率が高くなると熱伝導率の高い鉄板５を通じて過剰に放熱されるために短い距離を移動する間に温風１３が融雪不能な温度まで低下してしまう。

そこで本考案では、屋根材を通じた過剰放熱を回避するために、伝熱機能と断熱機能を併有した固い板３と合板４を鉄板５の裏面に貼り合せて屋根材を構成した。
本考案では、蛇行通路の下面を断熱性能の高い屋根断熱材１で覆い、蛇行通路の上面を断熱性能の低い屋根材で覆うことで、屋根材を通じた温風１３の過剰放熱を防止するようにした。
したがって、蛇行通路の全長に亘って融雪可能な温度を保持しながら温風１３を循環させることが可能となる。

このように、エアコン１０と送気機９の組み合せによる温風１３の循環速度の高速化と、屋根材を通じた過剰放熱の防止効果により、屋根の全域に亘って効率のよい融雪を実現できる。特に、屋根融雪が一番難しいとされてきた軒先の融雪も可能となる。
本考案はエアコン１台で１００ｍ^２以上も融雪が可能となる。

本考案では、熱源としてエアコン１０（ヒートポンプ機器）を使用するため、従来の電熱式ヒーター（ＣＯＰ１）に比べ、同じエネルギーでも数倍（ＣＯＰ３〜５程度）の熱量を取り出せることから、消費電力を低く抑えて省エネで屋根全体の降雪を溶かすことができる。
更に従来の温水循環式のようなパイピングの必要がないので、メンテナンスフリーで長期期間に亘って使用できる。

本考案は以上の実施例に限定されるものではなく、屋根の一部に降雪センサーや積雪センサーなどのセンサーを取り付け、このセンサーの信号に基づいてエアコン１０と送気機９の稼働を制御可能に構成してもよい。
屋根の積雪信号に基づいて、エアコン１０と送気機９のオンオフを制御するだけでなく、稼働中における温風１３の温度や循環速度等を積雪量に応じて制御するようにしてもよい。
本実施例にあっては、降雪量に応じて最適な温度を選択して融雪を自動制御することも可能である。

１・・・・屋根断熱材
２・・・・屋根受け材
３・・・・固い板
４・・・・合板
５・・・・鉄板
６・・・・屋根枠
７・・・・吸込口
８・・・・屋根先突端の穴吹出口
９・・・・送風機
１０・・・エアコン
１１・・・エアコンチャンバー
１２・・・循環パイプ
１３・・・温風

Claims

屋根材の下方に間隔を隔てて屋根断熱材が位置し、屋根材と屋根断熱材の間に形成された密封空間内に温風を循環させて融雪する雪の積もらない屋根であって、
複数の屋根受け材を使用して屋根材と屋根断熱材の間の全密封空間を区画して連続した蛇行通路を形成し、
前記蛇行通路の始端部と終端部の間を循環パイプで連通し、
前記循環パイプの一部に、前記蛇行通路内を負圧化する送風機と、蛇行通路の始端部へ温風を供給するエアコンとを介装したことを特徴とする、
エアコン仕様の雪の積もらない屋根。
屋根材が固い板と合板と鉄板とを密着させて積層体からなり、屋根材の表面側に鉄板が位置し、屋根材の裏面に固い板が位置することを特徴とする、請求項１に記載のエアコン仕様の雪の積もらない屋根。
前記送風機とエアコンとをチャンバー内に格納し、該チャンバーを屋根断熱材の下方の屋根裏空間に設置したことを特徴とする、請求項１に記載のエアコン仕様の雪の積もらない屋根。