JP3458219B2 - 積雪面の融雪方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、積雪面の融雪方法、特
に屋根の融雪方法に係る。ここで言う「積雪面」とは、
瓦屋根、瓦棒屋根、板敷き屋根、その他形式の屋根、柔
軟性のあるテント屋根、大型膜体構造のドーム状屋根、
コンクリート構築物壁面、路面を含む概念である。本発
明を説明するにあたり、便宜上、屋根の融雪技術に関連
して解説することにする。

【０００２】

【従来の技術】本件出願人は、流下規正テープを使用し
て屋根、その他の除雪について様々な検討を加えてき
た。本件出願人の居住する岡山県を例にとると、鳥取県
境近くに中国山脈が横たわり、この山岳地帯南側斜面に
は毎年相当量の降雪がある。北陸、東北地方において
は、日本側より山を越えた内陸部に雪が多く、多量の降
雪による雪害を長年被ってきた地帯である。

【０００３】融雪方法には様々な方法がある。例えば、
熱交換器を積雪面に設置したり、屋根に直接水を流して
融雪する方法が行われている。本発明の技術問題解決の
対象は、流水による融雪技術の欠点に対してのものであ
る。屋根の流水融雪技術は、東北地方各都市に見られる
多量の地下水を利用した道路の流水除雪に似通った技術
である。

【０００４】

【本発明が解決しようとする課題】流水除雪は、降雪量
を予想し必要とする融雪熱量を求め、これに見合う供給
水の温度と流量を特定する方法によるため、どの事例に
おいても水の総量は甚だしく多い。水は収束したり分岐
したりする傾向を見せるため、中途半端な少量の水で融
雪が効果的に行えることについての認識はなく、少量の
水しか入手できない事情があればこうした流水融雪は実
際に行い得ないとされてきた。地下水を利用する場合、
充分な水量を確保できないのが通例であり、屋根の流水
融雪は意外に利用されていないのが現状である。

【０００５】積雪面に沿って流下する水が不充分であれ
ば、積雪層の下部にトンネルが形成され、最終的にはア
ーチ状の雪ブリッジができあがる。雪ブリッジを形成す
る雪は比較的粘着性があるため、この雪ブリッジが崩れ
ないまま残ることがあり、上部に雪が堆積して融雪効果
が失われる。本発明の目的は、高額の設備投資を必要と
せず、簡単な作業により既存の屋根および新設屋根、各
種構築物の積雪面に確実な除雪機能を持たせ、効果的な
除雪を行う具体的な方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】こうした従来技術の欠点
を解決するため、本発明の方法は、積雪面の少なくとも
一部を平面状の吸液素材で覆い、この吸液素材に融雪の
呼び水となる熱媒体を流下させ、降雪粒子に吸液素材か
ら流下する熱媒体の一部を吸収させてシャーベットとす
る一方、融雪水をこの吸液素材で受けて、流下熱媒体と
融雪水を含浸する平面放熱体を形成し、平面放熱体の上
方に位置する雪を他の部分の雪に先行して融雪させる。
前記吸液素材は、熱媒体の流下方向に交差して液体吸収
性のある多数の並列するうね状突起を備え、流下する熱
媒体はこのうね状突起により吸収され、うね状突起に沿
って横に広がりながらうね状突起を越えて流下し、吸液
素材の全面を熱媒体で覆うようにして降雪粒子との間で
熱交換を行うようにしている。

【０００７】

【作用】吸液素材は任意の横幅を備えている。この任意
の横幅の方向に設けた多数の並列するうね状突起は液体
吸収性を備えている。吸液素材の上端に供給された熱媒
体は吸液素材に沿って吸収拡散しながら流下しようとす
るが、うね状突起により横方向への拡散を強要され、こ
のうね状突起のない吸液素材に比べて、急速に横に広が
り全体を覆うようになる。積雪面の面積が大きければ熱
媒体の供給箇所も多数必要となるが、こうした積極的な
横方向への拡散性能を持たせることにより、比較的少数
の熱媒体供給箇所から吸液素材全面に熱媒体を拡散供給
することができる。熱媒体供給箇所が特定の場所になく
ても、吸液素材に遭遇した熱媒体はこの吸液素材により
捕捉され、吸液素材の持つうね状突起により横に広がる
挙動を積極的に示すため、吸液素材は熱媒体の流下方向
に連続させておく必要はない。

【０００８】すなわち、吸液素材上部の不特定の部分か
らこの吸液素材に流入する熱媒体は前記うね状突起を越
流して流下していくが、その際、熱媒体はうね状突起に
より捕捉されうね状突起に沿って横に移動していく。こ
の移動速度は吸液素材自身の熱媒体に対する含浸速度を
上回り、熱媒体の横移動に伴い熱媒体の流下面も横に急
速に広がっていく。一旦熱媒体が吸液素材を覆ってしま
えば、吸液素材面は熱媒体によく馴染み、吸液素材に流
入してくる熱媒体を常に適当に拡散させるようになる。
織布を使用した場合、使用する糸の性質を適切に選択す
ることによりうね状突起の持つ液体吸収性能を横方向に
徐々に変化させることができ、またうね状突起の丈も自
由に選定することができる。こうして形成されるうね状
突起は細かい形態で非常に多数のものを整然と配列する
ことができ、熱媒体の横方向への挙動を確実に誘導する
ことができる。

【０００９】このような熱媒体吸収特性を示す吸液素材
を使用すれば、例えば、ロール状に巻いて保管してある
吸液素材から被装着面の形態に合わせて任意の形状／大
きさのものを自由に切り出し、これを熱媒体の流下経路
に沿って適宜装着する単純な現場作業により誰でもが融
雪面を簡単に造成することができ大変に実用的である。
吸液素材は、上下に連続する流下経路を形成したり、上
下に、または上下左右に適当に間隔を設けて配置するこ
とができる。吸液素材が保有する熱媒体は降雪粒子が吸
収し、降雪粒子との間で良好な熱交換が行われる。雪の
溶解水は吸液素材が捕捉し、他の雪の融雪熱源として有
効利用される。

【００１０】

【実施例】以下、添付図面に沿って本発明の実施例につ
き詳細に説明する。図１および図２は、本発明に係る融
雪方法を屋根面に適用した具体的事例を示す斜視説明図
である。積雪に先立ち、積雪面１は平面状の吸液素材２
で覆われる。図示の例では、吸液素材２は上下に間隔を
置いて配置された主ブロック２ａと、これら主ブロック
を接続する誘導路２ｂからなり、この吸液素材２に沿っ
て熱媒体が流される。熱媒体は融雪の呼び水となる性質
を備えた液体、例えば、地下水等の温水である。吸液素
材に沿って流下する熱媒体は降雪粒子が吸収する。降雪
粒子に吸液素材から流下する熱媒体の一部を吸収させれ
ば雪の白色は消え、雪は速やかに溶解し、一部に透明な
シャーベットが形成される。シャーベットの比重は１よ
りも小さいため、熱媒体に浮揚するシャーベットがあれ
ば、この浮遊状態のシャーベットは熱媒体の流速により
流下経路に沿って流下し易くなる。

【００１１】吸液素材２は、誘導路２ｂを備えていない
独立した一群の主ブロック２ａから構成することができ
る。この場合、下方の主ブロックは上方の主ブロックか
ら流出した熱媒体を受けられるよう上方の主ブロックの
下部に設置される。吸液素材２は連続する細長い形態で
使用することができるが、横幅は選択事項である。主ブ
ロックの形状は選択事項である。図示した菱形以外に
も、Ｖ字形、円形、楕円形、矩形、その他の自由形状を
選択することができる。吸液素材設置工事を迅速に行う
には、吸液素材は連続したものの使用が好ましい。屋根
の角の部分のような不定形箇所では、はさみを使用して
適当な大きさの吸液素材を切り出して使用するとよい。

【００１２】吸液素材は熱媒体の流下方向に交差して液
体吸収性のある多数の並列するうね状突起４を備えてい
る。ここで言う液体吸収性とは、必ずしも親液性を意味
するわけではなく、疎液性であってもよい。ただし、使
用する熱媒体に対し適当な液体吸着保持力を備えている
ものを指している。

【００１３】図３は、水に対し適当な液体吸着保持力を
備えた液体吸収性のあるうね状突起５の具体例を示して
いる。この例での吸液素材２は織布からできており、う
ね状突起を構成する横糸４には、例えば、親水性を示す
ポリエステル／ビニロン複合繊維または疎水性のポリエ
ステル、アクリル繊維が使用される。吸液素材は平編み
織布からなり、横糸の２列が引き揃えられ並列するうね
状突起５を形成している。このような織布を使用すれ
ば、使用する縦糸と横糸の本数、糸の太さ、織り方を変
更することにより、所望の厚み／液体保有量の吸液素材
を簡単に量産でき、また特に横糸の液体吸収性能を適宜
選択することで吸液素材に所定の拡散速度／機能を持た
せることができる。

【００１４】前述の如く構成することにより、吸液素材
２の上部からこの吸液素材に流入する熱媒体は前記うね
状突起４を越流して流下していくが、その際、熱媒体は
うね状突起により捕捉されうね状突起に沿って横に移動
していく。この移動速度は吸液素材自身の熱媒体に対す
る含浸速度を上回り、熱媒体の横移動に伴い熱媒体の流
下面も横に急速に広がっていく。一旦熱媒体が吸液素材
２を覆ってしまえば、吸液素材面は熱媒体によく馴染
み、吸液素材に流入してくる熱媒体を常に適当に拡散さ
せるようになる。織布を使用した場合、使用する糸の性
質を適切に選択することによりうね状突起の持つ液体吸
収性能を横方向に徐々に変化させることができ、またう
ね状突起の丈も自由に選定することができる。こうして
形成されるうね状突起は細かい形態で非常に多数のもの
を整然と配列することができ、熱媒体の横方向への挙動
を確実に誘導することができる。

【００１５】なお、図３の例では、うね状突起を並列し
て配置した区域の上下に通常の平編み区域を設け、うね
状突起の区域と平編み区域が交互に並ぶように配置して
ある。従って、うね状突起で拡散した熱媒体はそのまま
平編み区域が受け継ぎ、この平編み区域が一定距離続い
た後に、さらに別のうね状突起の区域が続き、平編み区
域を流下する熱媒体が変流を起こしても後続のうね状突
起の区域で元の拡散状態に戻すことが可能である。

【００１６】熱媒体の熱により生じた融雪水は吸液素材
２が保持し、流下熱媒体と融雪水を含浸する平面蓄熱体
が形成される。融雪水は低温ではあるが所定の熱量を所
有しており、この熱も有効利用される。こうして、吸液
素材の流下経路は平面放熱体を形成し、この流下経路の
上方に位置する雪を他の部分の雪に先行して融雪させる
ことができる。

【００１７】図１および図２は、流下経路の上方に雪が
積もっていない状態、すなわち、降雪粒子を熱媒体が速
やかに融雪して流下経路上に積雪のない状態か、または
降雪が止んだ後も継続して熱媒体を流下させることで流
下経路を中心として融雪が進行した状態を示している。
降雪量が多く、吸液素材２の流下経路を流れる熱媒体の
保有熱量が即時の融雪に必要な熱量よりも少なければ雪
は堆積していく。この堆積した雪は、流下経路が平面蓄
熱放熱体として機能するため、この流下経路の上方に位
置する雪を他の部分の雪に先行して融雪させることによ
り積雪表面に顕著な凹凸面を形成し、この凹凸面の出現
により積雪表層の露出表面積を拡大して外気温または直
達日射により、また吸液素材から積雪面に伝達される熱
により融雪を促進することができる。

【００１８】前記熱媒体は連続的または間欠的に供給さ
れる。間欠的に供給する場合、流下経路に沿って流下す
る熱媒体にパルス波動を生じさせるように供給圧を変動
させることも可能である。こうした間欠的供給によれ
ば、シャーベットの運搬能率が高まることがある。

【００１９】前記吸液素材の流下経路の少なくとも一部
は、図２に示すように、熱媒体の移動方向に沿って疎水
素材３で覆い保温することができる。疎水素材で覆われ
た部分には、中空な配管通路部分を設け、吸液素材が凍
結してもこの配管通路部に流す熱媒体により解氷するこ
とができる。前記吸液素材は、吸液表面層と基材層から
構成することができる。吸液素材はこの基材層の表面に
塗布される接着剤により積雪面に貼り付けることができ
る。また、この基材層は、透磁率の大きな磁性材料から
なる被接着面に対して磁力作用により貼り付くように、
少なくとも一部分を、例えば、多量の鉄粉を含む熱伝導
性に優れたプラスチック製またはゴム製の磁石から構成
することができる。なお、吸水素材は任意の固定手段を
用いて積雪面に対しずれないように固定してもよい。

【００２０】流下経路は、図１に示すような間隔を置い
て配列された各々が独立するテープストリップに構成す
ることができ、また互いに隣接するもの同士は任意の素
材により接続することができる。

【００２１】前記吸液素材には、織布、不織布または編
布を使用することができる。また、主要流下経路は平織
りとし、副流下経路は繊維使用量の多い綾織りとする
等、任意の織り方を採用できる。液体吸収性に劣る流下
経路とは、必ずしも疎液性繊維を使用した部分であると
いうわけではなく、親液性繊維を使用した液体吸収性に
劣る流下経路も含まれる。親液性繊維を使用していたと
しても、疎液性繊維の部分に比べてスポット吸収性に劣
るならば液体吸収性に劣る流下経路であると言える。液
体吸収性については、繊維の張力を変えることである程
度調節することも可能である。

【００２２】前記織布は疎液性の縦糸と横糸を使用して
織られた織布生地からなり、この織布生地の縦糸に加え
て親液性の縦糸の密集した部分をすじ状に織り込んでう
ね状突起を構成することができる。

【００２３】あるいは、前記織布を親液性の縦糸を使用
して織られた織布生地から構成し、織布生地の縦糸に加
えてこの生地縦糸よりもさらに液体吸収性に富む保液性
の縦糸の密集した部分をすじ状に織り込んでうね状突起
を構成することもできる。

【００２４】さらに、前記織布は親液性の縦糸を使用し
て織られた織布生地から構成し、織布生地の横糸に加え
てこの生地横糸よりも太い径の親液性の横糸の密集した
部分をすじ状に織り込んでうね状突起を形成してもよ
い。

【００２５】前記織布は疎液性の縦糸を使用して織られ
た織布生地から構成し、織布生地の横糸に加えてこの生
地横糸よりも太い径の疎液性の横糸の密集した部分をす
じ状に織り込んでうね状突起を形成することも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の積雪面の融雪方法を実施した場合の状
況を示す斜視説明図。

【図２】本発明の積雪面の融雪方法を実施した場合の他
の状況を示す斜視説明図。

【図３】うね状突起の構造例を示す拡大説明図。

【符号の説明】

１ 積雪面 ２ 吸液素材 ３ 疎水素材 ４ 織布の横糸 ５ うね状突起

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積雪面の少なくとも一部を平面状の吸液
   素材で覆い、この吸液素材に融雪の呼び水となる熱媒体
   を流下させ、降雪粒子に吸液素材から流下する熱媒体の
   一部を吸収させてシャーベットとする一方、融雪水をこ
   の吸液素材で受けて、流下熱媒体と融雪水を含浸する平
   面放熱体を形成する融雪方法にして、前記吸液素材は、
   熱媒体の流下方向に交差して液体吸収性のある多数の並
   列するうね状突起を備え、流下する熱媒体はこのうね状
   突起により吸収され、うね状突起に沿って横に広がりな
   がらうね状突起を越えて流下し、吸液素材の全面を熱媒
   体で覆うようにして降雪粒子との間で熱交換が行われる
   積雪面の融雪方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された積雪面の融雪方法
   において、吸液素材の流下経路は平面蓄熱放熱体として
   作用し、この平面放熱体の上方に位置する雪を他の部分
   の雪に先行して融雪させることにより積雪表面に顕著な
   凹凸面を形成し、この凹凸面の出現により積雪表層の露
   出表面積を拡大して外気温若しくは直達日射により、ま
   たは積雪面を介しての熱の伝達により融雪を促進する積
   雪面の融雪方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載された積雪面の融雪方法
   において、前記吸液素材は流下経路に沿って上下に適当
   な間隔を置いて配置され、間隔を置いて配置された前記
   吸液素材はそれぞれが平面蓄熱体として作用する融雪ブ
   ロックを形成し、各々の融雪ブロックの上方に位置する
   雪を他の部分の雪に先行して融雪させることにより積雪
   表面に顕著な凹凸面を形成し、この凹凸面の出現により
   積雪表層の露出表面積を拡大して外気温若しくは直達日
   射により、または積雪面を介しての熱の伝達により融雪
   を促進する積雪面の融雪方法。