JP4084614B2 - Snow melting structure of roadbed - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅の敷地あるいは歩道や車道等の融雪を行うための路盤内部の融雪構造に係り、とくに土中蓄熱型の融雪構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
北海道のように、冬期に降雪があり外気温がマイナス温度になる地域では、住宅内の敷地や駐車場、あるいは一般車道や歩道に対していわゆるロードヒーティングの設備を施し、路盤の表面を温めることによって雪を融かすことがある。
【0003】
従来、ロードヒーティングは、図3に示すように、路盤表面下10〜20cmのところに加熱材1を配し、路盤2を温めた。3は下地材(断熱材)、4はアスファルト等の路盤の仕上材である。加熱材1は、例えば電熱線または温水パイプをパターン配設する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かかる従来のロードヒーティングシステムは、加熱材1を起動してから実際に融雪がなされるまでの時間が非常に長いという問題がある。加熱材1として電熱線を用いるにしても、また流体による循環加熱を行うにしても、冷え切った路盤下を温め、その熱が路盤表面に達して融雪を行うまでには少なくとも4〜5時間は必要である。
【0005】
しかし降雪時には、歩行者や車両の安全のためにも迅速な融雪が望まれる。このため従来のロードヒーティングシステムは、とくに公共の場所ほど、冬期間中、殆どシステム電源をONの状態にしておき、いつでも融雪が出来る状態に保たれていた。因みに、自宅敷地のようなプライベートな場所では、外気温センサや降雪センサを配して必要に応じて駆動電源をONして融雪を行う。融雪実行が遅れるが、電気料やガス料金の経済負担を軽減できるからである。
【0006】
公共の歩道や車道において採用されてきた従来の常時ONのシステム駆動方式は,当然ながら膨大な費用を要する。この結果として、近時は、ロードヒーティングシステムそのものの稼動中止または廃止を決定した市町村も少なくない。
【0007】
個人住宅、公共マンション、大規模小売店のような商業施設では、気象データや降雪の検出に基づいて路盤加熱式の融雪システムを駆動するが、融雪スピードが遅い。このため、強制的な除雪、例えばいわゆる雪かき作業を実行したり、あるいは地下埋設型のバーナ加熱装置の利用や、大型融雪槽による経時融雪などに切り換える必要性がしばしば生じている。
【0008】
このように、路盤融雪を行うための従来の常時システム駆動方式は、税金使途に対する社会的な意識の高まりとともにシステムの維持稼動が難しくなっており、また、個人住宅や商業施設における融雪の遅さも、従来のロードヒーティングシステムに対する不信感を惹起するに至っている。
【0009】
しかしながら、路盤表面を加熱することによって人為的作業を要せずに自動的に雪が融けるというシステム原理そのものは、他の融雪システム、例えばバーナ装置を利用した強制的な融雪装置や、長時間をかけてゆっくりと融雪を行う大型融雪槽よりも優れた面がある。
【0010】
そこで本発明の目的は、路盤表面に熱を与えることによって融雪を行うシステムを前提として、即時融雪が可能で経済負担を低減可能とする点にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る路盤の融雪構造は、路盤の表面下に蓄熱層を設け、この蓄熱層に接する位置に加熱手段を配する一方、前記蓄熱層の熱および加熱手段が発生する熱を、加熱手段の下方土中に伝導する複数本の蓄熱伝導パイプを設け、蓄熱伝導パイプは、上端部と、下端または側面に空気解放用の開口を備える。
【0012】
蓄熱層は、砂、砂利、火山灰、コンクリートのうち少なくとも一の素材を選択して形成する。蓄熱層は、上下の設計寸法を30cm〜60cmとする。
【0013】
【作用】
本発明に係る路盤の融雪構造は、加熱手段によって発生させた熱を、路盤の表面下に設けた蓄熱層に蓄えると同時に、蓄熱伝導パイプを介して加熱手段の下方土中に導き、深度の深い部分の地熱(土中温度)も一定以上に高めておく。
【0014】
こうすることによって加熱手段を停止させても、路盤表面下の蓄熱層の温度を常に好ましい温度(例えば20℃前後)に維持することが出来る。深度の深い部分も加熱されているので、外気温が低下したり降雪があっても蓄熱層の温度低下は最小限に抑えることが出来るからである。この結果として、加熱手段が停止している状態で降雪があっても、路盤表面の雪はすぐに融ける。
【0015】
もちろん降雪時に加熱手段が長時間にわたって停止を続けると、たとえ深度の深い部分に大量の熱の蓄えがあっても、蓄熱層の温度は徐々に低下する。このため必要に応じて加熱手段を駆動する。加熱手段の駆動条件は、蓄熱層の温度を検出してオンオフ制御しても良いし、従来のシステムと同様に降雪センサを用いてオンオフ制御しても良い。いずれの場合であっても加熱手段が駆動されることにより蓄熱層および深度の深い土中部分の温度は好ましい状態で高い温度に保持され、即時融雪を実現する。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る路盤の融雪構造の実施形態を示す図である。
まず全体の構造を説明する。11は、アスファルト等の路盤の表面材(仕上材)、12は路盤の下地材で、例えば砕石層である。14は蓄熱層で、例えば砂を用いる。21は、蓄熱層14の下に配した加熱媒体であり、例えば電熱線、または熱媒を循環流動させる温熱パイプを敷設する。熱効率を考えてパターン配設することが望ましい。16は、加熱媒体21の下に設けた砕石層、18は、砕石層16の下の自然土壌である。25は、蓄熱伝導パイプ、28は、蓄熱層14の温度を計測する温度センサ、29は、温度センサ28に基づいて加熱媒体21をオンオフ制御するコントローラ(ボイラ装置を含む)である。
【0017】
次に各部の構成を説明する。表面材11は、住宅敷地、駐車場、遊歩道などではアスファルトを使用することが望ましいが、本発明の場合、表面材11および砕石等を用いた下地材12は必ずしも必要ではない。これは後に述べる。
【0018】
蓄熱層14は、この実施形態では砂を用いる。砂は、敷設が容易であり、多量の空隙(空気層)をもつため熱を蓄えやすく、また上方の路盤表面(11、12)に対して適度な熱伝達を行う。この蓄熱層14は、少なくとも20cm以上、好ましくは例えば30〜50cmの上下寸法をもつ厚みに設定する。
【0019】
この蓄熱層14は、熱を蓄えることが出来、一定の放熱効果をもっていれば良い。従って、砂を用いた単体層に限らず、例えば砂利、火山灰、ラップルコンクリート、ガラス砕片、陶器砕片、粒状ゴムやゴム砕片などを適宜選択して使用することが出来る。一種類に限らず、適用現場の環境や施工コストに応じて複数種類を組み合わせて使用しても良い。
【0020】
蓄熱層14としてコンクリートを用いる場合は、路盤の表面までコンクリート層としても構わないので、その場合は、表面材11や砕石を用いた下地材12は設ける必要がない。しかし施工コストや後日のメンテナンスを考慮すれば、一般的な路盤構造である表面材11と下地材12の構造を用いることが望ましい。
【0021】
本発明に係る加熱媒体21は、従来のロードヒーティングシステムにおける加熱媒体と異なり、路盤表面の直接加熱による融雪を図るものではない。この加熱媒体21は、蓄熱層14に直接の熱を与えると同時に、それよりも深度の深い自然土壌18に対して熱を蓄えさせることによって、路盤の表面温度を継続的に高く保持させる機能を果たすものである。
【0022】
従って、加熱媒体21は、必ずしも蓄熱層14の下に配設する必要はない。蓄熱層14の上下中間部よりも下の位置であれば、蓄熱層14の中に埋設させる状態で配しても構わない。この例外的条件を、蓄熱層14の上下中間部よりも下の位置とするのは、加熱媒体21で発生させる熱を、より多く深度の深い自然土壌18に供給可能とするためである。尚、加熱媒体21は適宜の駆動制御装置を介して熱を発生することができる限り、電気式や流体循環式といった加熱方式の種類を問わない。
【0023】
この実施形態では、蓄熱層14の下に加熱媒体21を配し、その下にクッション材として機能させる砕石層16を設けてある。砕石層16は、多量の空気層をもつので蓄熱効果も併せ持っている。
【0024】
砕石層16は、最低限、路盤表面にかかる荷重に起因する加熱媒体21(電熱線や温熱パイプ)の破損や経年劣化を防止するためのクッション緩衝材としての機能をもてばよい。従って、砕石に限らず、砂、火山灰なども単体でまたは組み合わせて使用しても構わない。さらに云えば、加熱媒体21を柔軟性のある蓄熱層素材(砂など)の中に埋設させて設置したときには、主としてクッション材として機能する砕石層16は、必ずしも設ける必要がない。
【0025】
蓄熱伝導パイプ25は、工事の手が入らない深い部分の自然土壌18に対して熱を供給する。このため蓄熱伝導パイプ25には、少なくとも下端部に空気解放用の開口27を設ける。この実施形態では、管の側面にも複数の開口27−2を設け、加熱媒体21で発生させた熱を自然土壌18に対してまんべんなく供給するようにしてある。
【0026】
蓄熱伝導パイプ25は、下端部の深度設定が大切である。浅すぎると、所期の効果を損ない、深すぎると施工コストが無用に高くなるからである。そこで、蓄熱伝導パイプ25の下端部の深度は、通常の個人住宅やマンション、車道や歩道といった一般路面の場合、好ましくは、路面から2メートルを越えない深度、より具体的には150〜170cmに設定する。
【0027】
蓄熱伝導パイプ25の上端部の位置はとくに限定されない。加熱媒体21が発生する熱を下方に伝達出来ればよいからである。この実施形態では加熱媒体21の下方直近位置に上端開口を位置させてある。これは最も施工が簡単であり、設備コストを低減できる構造である。しかし、蓄熱伝導パイプ25の上端部を加熱媒体21の上の蓄熱層内に置させても同様の効果を得ることは出来る。
【0028】
但し、加熱媒体21によって発生する熱を、自然土壌18の深度ふかくまで均等に伝達させて有効利用するには、加熱媒体21の下方直下に蓄熱伝導パイプ25の上端開口を位置させることが望ましい。何故なら、加熱媒体21において発生した熱は概ね上方に向かい、その一部が下方直近の部位(砕石層16)を加熱するが、砕石層16の熱も経時的に上方に向かって下方(自然土壌18)を効率よく温めることが出来ない。しかし本発明の路盤構造は、自然土壌18にも一定の熱を均等に与えることによって蓄熱層14の温度を継続的に保持させようとするものである。このため加熱媒体21で発生する熱のうち、下方向に対して伝達される熱は、蓄熱伝導パイプ25を介してそのまま下方の自然土壌18に送り込んだ方が有利である。また、こうすることによって蓄熱層14の温度の安定を確実に保証することが出来る。
【0029】
結局のところ、蓄熱伝導パイプ25の上端部の位置をどこにするかは、パイプ長と、それに起因する施工コスト、および若干の熱効率の相違となる。これらを総合的に勘案すれば、本実施形態において示したように、加熱媒体21の直下に蓄熱伝導パイプ25の上端部開口を位置させるのが最も望ましいことになる。
【0030】
蓄熱伝導パイプ25の素材は問わないが、軽量な樹脂素材、例えば塩化ビニル素材を使用する。管の内径は例えば10cmを中心としてプラス/マイナスの設計余裕を見込む。また内径10cmの管材を使用する場合、隣り合う管同士の距離は例えば60cm程度とする。これらの数値は、現場の各種条件によって異なる。外気温が非常に低くなる寒冷地の原野に新施設を施工するような場合は、蓄熱伝導パイプ25の内径を20cm超としても良いし、配設間隔(隣り合う管同士の距離)を1メートル以上に設定しても良い。
【0031】
温度センサ28は、蓄熱層14の温度を計測して予め設定した閾値を下回ったときにコントローラ29を介して加熱媒体21を駆動する手段である。本発明を実現するにあたっては、蓄熱層14の温度は20℃を中として約3℃以内の上下範囲とすることが望ましい。北海道の条件で云えば、蓄熱層14の温度を20℃に保てば、たとえ加熱媒体21が停止していても、雪が降れば即時融雪が可能である。20℃に保たれている蓄熱層14の温度条件により、路盤表面(11)は放熱しながらも融雪が可能な条件にあり、そこに付着する雪は路盤表面(11)の熱を奪いながらも融けてゆくからである。
【0032】
温度センサ28は、例えば、蓄熱層14の上下中央部またはそれよりも若干下の部位に配する。上面近傍を除けば蓄熱層14の内部温度はそれほど大きく変化しないからである。温度センサ28は、蓄熱層14の内部に複数設けても構わない。例えば上面近傍と下面近傍である。施工場所の自然環境によっては、蓄熱層14の温度低下の条件は微妙に異なるからであり、汎用性のあるシステムとするには上面近傍の温度と上下中心より若干下の温度とを組み合わせ、より正確な数値測定に基づいて加熱媒体21を駆動制御することが望ましい。
【0033】
かかる構造によれば、蓄熱層14の温度を、温度センサ28を介して常時監視しながら17℃〜23℃程度の高い温度に保つことが出来る。このため、加熱媒体21を停止させた状態で降雪があっても、路盤表面はすぐに融雪を行える程度の温度を保っており、降雪が続いて蓄熱層14の温度が低下したときには加熱媒体21が働いて、ふたたび蓄熱層14の温度を好ましい範囲にまで上昇させ、路盤表面の融雪を継続させる。
【0034】
本実施形態に係る融雪構造は、深度の深い自然土壌18の温度も高く維持されているため、蓄熱層14の温度低下は急速には進行しない。一方、加熱媒体21が働いたときには直接の加熱を受けるため、蓄熱層14の温度は短時間で好ましい温度(20℃前後)に回復する。回復させるべき温度は1〜2度であり、降雪によって路盤表面から蓄熱層14の熱が奪われても、失う熱量以上の熱を急速に与えることが出来るからである。
【0035】
図2は、住宅の敷地のように、比較的狭い路盤面積の融雪を行う場合の構造を例示するものである。図1に示した融雪構造と異なる点は、敷地内の土中に鉄筋コンクリート製の蓄熱ピット41を設け、この蓄熱ピット41に蓄えた熱を、ブロアファン43およびエアダクト44を介して、蓄熱層14の下方に送り込む点である。また施工エリアが比較的小さい場合には、必要に応じて施工箇所の土中外周部に、敷地外の他の一般土壌との熱交換を遮断するための断熱材47を設けることがある。
【0036】
蓄熱ピット41は、住宅内の集中冷暖房を可能にするための設備であり、この蓄熱ピット41に接続させた送気ダクト(図示せず)を介して、住宅内の居室に温風または冷風を送る。符号42は、蓄熱ピット41の内部を加熱するストーブである。46は、排気用の煙突である。
【0037】
かかる構造によれば、蓄熱ピット41内に蓄えられた熱を、ブロアファン43およびエアダクト44を介して蓄熱層14の下方に送り込むことができるので、前記実施形態と全く同様に蓄熱層14を好ましい温度条件に保つことが出来る。
【0038】
本実施形態では、ストーブ42、蓄熱ピット41、ブロアファン43およびエアダクト44が加熱手段として機能し、前記加熱媒体(21)とまったく同じ作用効果を営む。
【0039】
蓄熱ピット41の温度は、冬期は例えば40℃程度とする。これによって、住宅内の各居室を暖房するとともに敷地内の路盤の蓄熱を同時に行う。降雪地の住宅では、住宅用の暖房は欠かすことの出来ない設備である。一方、この構造であれば、敷地内の路盤の蓄熱に要するエネルギーは、住宅用の暖房余熱を利用しながら、特別な燃料消費を殆ど伴うことなく行うことが出来る。路盤下の土壌が吸収する熱量は、熱損失の大きな住宅居室に与えるべき熱量に較べれば格段に少ない。
【0040】
しかも温度センサ28によって蓄熱層14の温度が好ましい温度に高まれば、ブロアファン43への電源供給をオフ制御してエアダクト44への熱供給を停止しても良い。これは前期実施形態における加熱媒体(21)の駆動制御と同じである。敷地内の土壌中に断熱材47を配すれば、蓄熱層14の温度低下を最小限に抑えることが出来る。
【0041】
他方、かかる構造によれば、天然の土壌冷気を利用して、夏期には住宅居室の冷房を行うことが出来る。すでに述べたように蓄熱伝導パイプ25は、路盤表面下170cm前後の位置にあり、この深度では夏期の土壌温度は常時約5〜7℃である。ブロアファン43の吸引力により、この冷熱を蓄熱伝導パイプ25、エアダクト44を介して蓄熱ピット41に導入すれば、夏期における住宅内の冷房は、ブロアファン43の微小な駆動電力だけで賄うことが出来る。
【0042】
尚、本発明に係る加熱手段は、電熱線、流体循環パイプ、エアダクトのいずれであっても良く、その配設位置(深度)は、蓄熱層(14)と自然土壌(18)のいずれに対しても熱を供給できる場所であればよい。路盤表面は好ましくないが、蓄熱層(14)の上下中央位置よりも下であれば、蓄熱層(14)の中に配しても良いし、蓄熱層(14)の下に配しても良い。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る路盤の融雪構造によれば、路盤表面に熱を与えることによって融雪を行うシステムであって、即時融雪が可能で経済負担を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る融雪構造の実施形態を示す断面図である。
【図2】本発明に係る融雪構造の他の実施形態を示す断面図である。
【図3】従来の路面の融雪構造を例示する図である。
【符号の説明】
11 表面材(仕上材)
12 下地材
14 蓄熱層
16 砕石層
18 自然土壌
21 加熱媒体
25 蓄熱伝導パイプ
28 温度センサ
29 コントローラ
41 蓄熱ピット
43 ブロアファン
44 エアダクト
47 断熱材
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a snow melting structure inside a roadbed for melting snow on a residential site, a sidewalk, a roadway, or the like, and more particularly to a submerged heat storage type snow melting structure.
[0002]
[Prior art]
In areas such as Hokkaido where there is snowfall in winter and the outside temperature is negative, so-called road heating equipment is applied to the premises, parking lots, or general roadways and sidewalks to warm the surface of the roadbed. Sometimes it melts snow.
[0003]
Conventionally, in the road heating, as shown in FIG. 3, the heating material 1 is disposed 10 to 20 cm below the surface of the roadbed to warm the roadbed 2. 3 is a base material (heat insulating material) and 4 is a finishing material for a roadbed such as asphalt. As the heating material 1, for example, a heating wire or a hot water pipe is arranged in a pattern.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional load heating system has a problem that it takes a very long time from when the heating material 1 is activated until snow is actually melted. Even if a heating wire is used as the heating material 1 or circulation heating by a fluid is performed, it is at least 4 to 5 hours until the cold under the roadbed is heated and the heat reaches the roadbed surface and the snow melts. Is necessary.
[0005]
However, during snowfall, quick snow melting is desired for the safety of pedestrians and vehicles. For this reason, in conventional road heating systems, especially in public places, the system power supply is almost always turned on during winter, and snow melting is always possible. Incidentally, in a private place such as a home site, an outside air temperature sensor and a snowfall sensor are arranged, and the drive power is turned on as necessary to melt snow. This is because the melting of snow is delayed, but the economic burden of electricity and gas charges can be reduced.
[0006]
The conventional always-on system drive system that has been adopted on public sidewalks and roadways naturally requires enormous costs. As a result, many municipalities have recently decided to stop or abolish the road heating system itself.
[0007]
In commercial facilities such as private houses, public condominiums, and large-scale retail stores, a roadbed heating type snow melting system is driven based on weather data and detection of snowfall, but the snow melting speed is slow. For this reason, there is often a need to perform forced snow removal, for example, so-called snow shoveling work, use of an underground buried type burner heating device, or switching to snow melting with time in a large snow melting tank.
[0008]
As described above, the conventional continuous system drive method for melting snow on the roadbed has become difficult to maintain and operate the system as the social awareness of the use of taxes increases, and the slowness of snow melting in private houses and commercial facilities is also difficult. This has led to distrust in conventional road heating systems.
[0009]
However, the system principle that the snow melts automatically without the need for human work by heating the roadbed surface itself is based on other snow melting systems such as a forced snow melting device using a burner device or a long time. It has an advantage over a large snowmelt tank that melts snow slowly.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to enable immediate snow melting and reduce the economic burden on the premise of a system that melts snow by applying heat to the roadbed surface.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the snow melting structure of a roadbed according to the present invention has a heat storage layer provided below the surface of the roadbed, and a heating unit is disposed at a position in contact with the heat storage layer, while the heat and heating unit of the heat storage layer is provided. A plurality of heat storage conductive pipes that conduct generated heat into the lower soil of the heating means are provided, and the heat storage conductive pipe includes an upper end portion and an opening for air release at the lower end or the side surface.
[0012]
Heat storage layer, formed by selectively sand, gravel, volcanic ash, at least one material of the concrete. The heat storage layer has upper and lower design dimensions of 30 cm to 60 cm .
[0013]
[Action]
The snow melting structure of the roadbed according to the present invention stores the heat generated by the heating means in the heat storage layer provided under the surface of the roadbed, and at the same time, guides it into the lower soil of the heating means through the heat storage conduction pipe. Deep geothermal heat (underground temperature) should be raised above a certain level.
[0014]
In this way, even if the heating means is stopped, the temperature of the heat storage layer below the roadbed surface can always be maintained at a preferable temperature (for example, around 20 ° C.). This is because the deep part is heated, so that the temperature drop of the heat storage layer can be minimized even if the outside air temperature falls or snow falls. As a result, even if there is snowfall with the heating means stopped, the snow on the roadbed surface melts immediately.
[0015]
Of course, if the heating means continues to stop for a long time during snowfall, even if a large amount of heat is stored in a deep part, the temperature of the heat storage layer gradually decreases. For this reason, a heating means is driven as needed. The driving condition of the heating means may be controlled on / off by detecting the temperature of the heat storage layer, or may be controlled on / off using a snowfall sensor as in the conventional system. In any case, when the heating means is driven, the temperature of the heat storage layer and the deep underground portion is maintained at a high temperature in a preferable state, and instant snow melting is realized.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a snow melting structure for a roadbed according to the present invention.
First, the overall structure will be described. 11 is a surface material (finishing material) of a roadbed such as asphalt, and 12 is a base material of the roadbed, for example, a crushed stone layer. Reference numeral 14 denotes a heat storage layer, for example, sand. Reference numeral 21 denotes a heating medium disposed under the heat storage layer 14, and for example, a heating wire or a heating pipe for circulating and flowing the heating medium is laid. It is desirable to arrange the pattern in consideration of thermal efficiency. 16 is a crushed stone layer provided under the heating medium 21, and 18 is natural soil under the crushed stone layer 16. Reference numeral 25 denotes a heat storage conduction pipe, 28 denotes a temperature sensor that measures the temperature of the heat storage layer 14, and 29 denotes a controller (including a boiler device) that controls the heating medium 21 on and off based on the temperature sensor 28.
[0017]
Next, the configuration of each unit will be described. As the surface material 11, it is desirable to use asphalt in a residential site, a parking lot, a promenade, and the like, but in the case of the present invention, the surface material 11 and the base material 12 using crushed stone or the like are not necessarily required. This will be described later.
[0018]
The heat storage layer 14 uses sand in this embodiment. Sand is easy to lay and has a large amount of voids (air layer), so that it can easily store heat, and conducts appropriate heat transfer to the upper roadbed surface (11, 12). The heat storage layer 14 is set to a thickness having a vertical dimension of at least 20 cm or more, preferably 30 to 50 cm, for example.
[0019]
The heat storage layer 14 may store heat and have a certain heat dissipation effect. Therefore, it is not limited to a single layer using sand, and, for example, gravel, volcanic ash, lapped concrete, glass fragments, ceramic fragments, granular rubber, rubber fragments and the like can be appropriately selected and used. You may use not only one type but combining several types according to the environment and construction cost of an application site.
[0020]
In the case of using concrete as the heat storage layer 14, the surface of the roadbed may be a concrete layer. In this case, it is not necessary to provide the surface material 11 or the base material 12 using crushed stone. However, in consideration of construction costs and maintenance at a later date, it is desirable to use the structure of the surface material 11 and the base material 12 that are general roadbed structures.
[0021]
Unlike the heating medium in the conventional load heating system, the heating medium 21 according to the present invention does not attempt to melt snow by directly heating the road surface. The heating medium 21 has a function of continuously maintaining the surface temperature of the roadbed by applying heat directly to the heat storage layer 14 and simultaneously storing heat in the natural soil 18 having a deeper depth. To fulfill.
[0022]
Therefore, the heating medium 21 is not necessarily disposed under the heat storage layer 14. As long as the position is lower than the upper and lower intermediate portions of the heat storage layer 14, the heat storage layer 14 may be disposed in a state of being embedded in the heat storage layer 14. The reason why this exceptional condition is set to a position lower than the upper and lower intermediate portions of the heat storage layer 14 is to allow the heat generated by the heating medium 21 to be supplied to the natural soil 18 having a greater depth. Note that the heating medium 21 may be of any heating type such as an electric type or a fluid circulation type as long as heat can be generated via an appropriate drive control device.
[0023]
In this embodiment, the heating medium 21 is disposed under the heat storage layer 14, and the crushed stone layer 16 that functions as a cushioning material is provided thereunder. Since the crushed stone layer 16 has a large amount of air layer, it also has a heat storage effect.
[0024]
The crushed stone layer 16 should just have the function as a cushion cushioning material for preventing the failure | damage of the heating medium 21 (electric heating wire or a heat pipe) resulting from the load concerning a roadbed surface, or aged deterioration at the minimum. Therefore, not only crushed stone but also sand, volcanic ash, etc. may be used alone or in combination. Furthermore, when the heating medium 21 is installed by being embedded in a flexible heat storage layer material (sand or the like), the crushed stone layer 16 that mainly functions as a cushioning material is not necessarily provided.
[0025]
The heat storage conductive pipe 25 supplies heat to the natural soil 18 in a deep part where construction work cannot be performed. Therefore, the heat storage conductive pipe 25 is provided with an air release opening 27 at least at the lower end. In this embodiment, a plurality of openings 27-2 are also provided on the side surface of the pipe so that heat generated by the heating medium 21 is supplied to the natural soil 18 evenly.
[0026]
It is important to set the depth of the lower end of the heat storage conductive pipe 25. This is because if it is too shallow, the desired effect is impaired, and if it is too deep, the construction cost becomes unnecessarily high. Therefore, the depth of the lower end portion of the heat storage conductive pipe 25 is preferably a depth not exceeding 2 meters from the road surface, more specifically 150 to 170 cm in the case of ordinary road surfaces such as ordinary private houses, condominiums, roadways and sidewalks. Set.
[0027]
The position of the upper end portion of the heat storage conductive pipe 25 is not particularly limited. This is because it is sufficient that the heat generated by the heating medium 21 can be transmitted downward. In this embodiment, the upper end opening is positioned at a position closest to the lower side of the heating medium 21. This is the structure that is the easiest to construct and can reduce equipment costs. However, the same effect can be obtained by placing the upper end of the heat storage conductive pipe 25 in the heat storage layer on the heating medium 21.
[0028]
However, in order to transmit the heat generated by the heating medium 21 evenly to the depth of the natural soil 18 for effective use, it is desirable to locate the upper end opening of the heat storage conductive pipe 25 directly below the heating medium 21. This is because the heat generated in the heating medium 21 is generally directed upward, and a part thereof heats the portion immediately below the lower portion (crushed stone layer 16), but the heat of the crushed stone layer 16 is also lowered upward (naturally). The soil 18) cannot be heated efficiently. However, the roadbed structure of the present invention is intended to keep the temperature of the heat storage layer 14 continuously by giving the natural soil 18 uniform heat uniformly. For this reason, it is advantageous that the heat transmitted in the downward direction among the heat generated in the heating medium 21 is directly sent to the natural soil 18 below through the heat storage conductive pipe 25. In addition, by doing this, it is possible to reliably ensure the stability of the temperature of the heat storage layer 14.
[0029]
After all, the position of the upper end portion of the heat storage conductive pipe 25 depends on the pipe length, the construction cost caused by the pipe length, and some thermal efficiency. Considering these comprehensively, as shown in the present embodiment, it is most desirable to locate the upper end opening of the heat storage conductive pipe 25 immediately below the heating medium 21.
[0030]
The material of the heat storage conductive pipe 25 is not limited, but a light resin material, for example, a vinyl chloride material is used. The inner diameter of the tube is expected to have a plus / minus design margin centered on, for example, 10 cm. Moreover, when using a pipe material with an internal diameter of 10 cm, the distance between adjacent pipes is, for example, about 60 cm. These numbers vary depending on various conditions at the site. When constructing a new facility in a cold region where the outside air temperature is very low, the inner diameter of the heat storage conductive pipe 25 may be over 20 cm, and the arrangement interval (distance between adjacent tubes) is 1 meter. You may set above.
[0031]
The temperature sensor 28 is means for driving the heating medium 21 via the controller 29 when the temperature of the heat storage layer 14 is measured and falls below a preset threshold value. In realizing the present invention, it is desirable that the temperature of the heat storage layer 14 is within an upper and lower range of about 3 ° C. with 20 ° C. in the middle. If it says on the conditions of Hokkaido, if the temperature of the thermal storage layer 14 is kept at 20 degreeC, even if the heating medium 21 has stopped, if it snows, immediate snow melting is possible. Depending on the temperature condition of the heat storage layer 14 maintained at 20 ° C., the roadbed surface (11) is in a condition capable of melting snow while radiating heat, while the snow adhering to it deprives the heat of the roadbed surface (11). Because it melts.
[0032]
The temperature sensor 28 is disposed, for example, in the upper and lower central portion of the heat storage layer 14 or a portion slightly below it. This is because the internal temperature of the heat storage layer 14 does not change so much except for the vicinity of the upper surface. A plurality of temperature sensors 28 may be provided inside the heat storage layer 14. For example, near the upper surface and near the lower surface. This is because the temperature drop condition of the heat storage layer 14 is slightly different depending on the natural environment of the construction site. To make a versatile system, combine the temperature near the upper surface and the temperature slightly below the vertical center, It is desirable to drive and control the heating medium 21 based on accurate numerical measurement.
[0033]
According to such a structure, the temperature of the heat storage layer 14 can be kept at a high temperature of about 17 ° C. to 23 ° C. while being constantly monitored via the temperature sensor 28. For this reason, even if there is snowfall with the heating medium 21 stopped, the surface of the roadbed is maintained at a temperature at which snow can be melted immediately. When the snowfall continues and the temperature of the heat storage layer 14 decreases, the heating medium 21 is maintained. Then, the temperature of the heat storage layer 14 is raised to a preferable range again, and snow melting on the roadbed surface is continued.
[0034]
In the snow melting structure according to the present embodiment, the temperature of the natural soil 18 having a deep depth is maintained high, so that the temperature drop of the heat storage layer 14 does not proceed rapidly. On the other hand, since the direct heating is performed when the heating medium 21 works, the temperature of the heat storage layer 14 recovers to a preferable temperature (around 20 ° C.) in a short time. This is because the temperature to be recovered is 1 to 2 degrees, and even when the heat storage layer 14 is deprived of heat from the surface of the roadbed by snowfall, heat more than the amount of heat lost can be rapidly applied.
[0035]
FIG. 2 illustrates a structure in the case of performing snow melting with a relatively small roadbed area, such as a residential site. A difference from the snow melting structure shown in FIG. 1 is that a heat storage pit 41 made of reinforced concrete is provided in the soil in the site, and the heat stored in the heat storage pit 41 is transferred via the blower fan 43 and the air duct 44 to the heat storage layer 14. It is a point to feed below. In addition, when the construction area is relatively small, a heat insulating material 47 for blocking heat exchange with other general soil outside the site may be provided on the outer periphery in the soil of the construction site as necessary.
[0036]
The heat storage pit 41 is a facility for enabling centralized cooling and heating in the house, and warm or cold air is supplied to the living room in the house via an air supply duct (not shown) connected to the heat storage pit 41. send. Reference numeral 42 denotes a stove that heats the inside of the heat storage pit 41. Reference numeral 46 denotes an exhaust chimney.
[0037]
According to such a structure, the heat stored in the heat storage pit 41 can be sent to the lower side of the heat storage layer 14 via the blower fan 43 and the air duct 44. Therefore, the heat storage layer 14 is preferable in exactly the same manner as in the above embodiment. Temperature conditions can be maintained.
[0038]
In this embodiment, the stove 42, the heat storage pit 41, the blower fan 43, and the air duct 44 function as heating means, and have exactly the same effect as the heating medium (21).
[0039]
The temperature of the heat storage pit 41 is, for example, about 40 ° C. in winter. This heats each room in the house and simultaneously stores heat in the roadbed in the site. In snowy homes, residential heating is an indispensable facility. On the other hand, if it is this structure, the energy required for the heat storage of the roadbed in a site can be performed with little special fuel consumption, utilizing the heating residual heat for a house. The amount of heat absorbed by the soil under the roadbed is much less than the amount of heat that should be given to a residential room with a large heat loss.
[0040]
In addition, when the temperature of the heat storage layer 14 is increased to a preferable temperature by the temperature sensor 28, the power supply to the blower fan 43 may be controlled to be turned off to stop the heat supply to the air duct 44. This is the same as the drive control of the heating medium (21) in the previous embodiment. If the heat insulating material 47 is arranged in the soil in the site, the temperature drop of the heat storage layer 14 can be minimized.
[0041]
On the other hand, according to such a structure, it is possible to cool a residential room in summer using natural soil cold air. As already described, the heat storage conductive pipe 25 is at a position around 170 cm below the surface of the roadbed. At this depth, the soil temperature in summer is always about 5 to 7 ° C. If this cold heat is introduced into the heat storage pit 41 via the heat storage conduction pipe 25 and the air duct 44 by the suction force of the blower fan 43, the cooling in the house in summer can be covered only by the minute driving power of the blower fan 43. I can do it.
[0042]
The heating means according to the present invention may be any one of a heating wire, a fluid circulation pipe, and an air duct, and the arrangement position (depth) thereof is relative to either the heat storage layer (14) or the natural soil (18). However, any place where heat can be supplied may be used. Although the roadbed surface is not preferable, it may be placed in the heat storage layer (14) or below the heat storage layer (14) as long as it is below the vertical center position of the heat storage layer (14). good.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the snow melting structure of the roadbed according to the present invention, it is a system that melts snow by applying heat to the surface of the roadbed, and can instantly melt snow and reduce the economic burden.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a snow melting structure according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of a snow melting structure according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a conventional snow melting structure on a road surface.
[Explanation of symbols]
11 Surface material (finishing material)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Base material 14 Thermal storage layer 16 Crushed stone layer 18 Natural soil 21 Heating medium 25 Thermal storage conduction pipe 28 Temperature sensor 29 Controller 41 Thermal storage pit 43 Blower fan 44 Air duct 47 Thermal insulation

Claims (1)

路盤の表面下に蓄熱層を設け、
この蓄熱層は、砂、砂利、火山灰、コンクリートのうち少なくとも一の素材を選択して形成するとともに、
蓄熱層の上下寸法を30cm〜60cmとし、
この蓄熱層に接する直下に加熱手段を配する一方、
前記蓄熱層の熱および加熱手段が発生する熱を加熱手段の下方土中に伝導する複数本の蓄熱伝導パイプを設け、蓄熱伝導パイプは、上端部に開口を備えるとともに、下端または側面のうち少なくとも何れか一方に空気解放用の開口を備えることを特徴とする路盤の融雪構造。
A heat storage layer is provided under the surface of the roadbed,
The heat storage layer is formed by selecting at least one material from sand, gravel, volcanic ash, and concrete,
The vertical dimension of the heat storage layer is 30 cm to 60 cm,
While arranging the heating means directly under this heat storage layer,
A plurality of heat storage the conductive pipe to conduct heat to heat and heating means of the heat storage layer is generated under soil pressure heat means provided, heat storage conductive pipe is provided with a opening in the upper end of the lower end or side A snow melting structure for a roadbed comprising an air release opening in at least one of them.
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