JP4109150B2 - 融雪装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば屋根の積雪を確実かつ効率よく溶かすための融雪装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、家屋の屋根に積った雪は、その量が多い場合には、家屋の損傷を防ぐため人手により雪降ろしを行う。この雪降ろし作業は非常に重労働となるために、屋根の表面に予め融雪装置を装着する場合もある。この融雪装置は、高温の湯をジグザグ状に配設された融雪パイプ内に流して、そのパイプの外部放散熱により雪を溶かすようになっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の融雪装置は、融雪パイプにより直接雪を溶かすようにしていたので、雪との接触面積が少なく、雪に十分な熱量を与えることができず、融雪の効率が低いという問題があった。このため、積雪状態で起動すると、蛇行する融雪パイプの周りの雪を部分的に溶かすことはできるが、融雪パイプと融雪パイプの間の雪は溶け難く、ブリッジ現象（空洞化）が生じて溶かすことができない恐れがある。従って、雪の降り始めに融雪装置を作動する必要があり、降雪時間が長い場合には、ボイラー用の灯油等の燃料の使用量が多くなって、融雪経費が高くなるという問題があった。
【０００４】
又、従来の融雪装置は、一層式のため融雪パイプ内を流れる湯の温度が数メートル先で低下し、末端の融雪パイプによる融雪効率が悪化し、全体として均一な融雪ができないという問題もあった。
【０００５】
前記融雪パイプの上面に平板状のプレートを載せて融雪することも考えられるが、この場合には、湯の温度が８０℃とすると、例えば２０センチメートルの積雪を融雪するのに約一日を要していた。
【０００６】
さらに、夜間に融雪装置を作動させると、溶けた雪水が低い外気温度の影響で屋根の樋内に進入して凍るため樋を破損する恐れもあった。
本発明は、従来の技術に存する問題点を解消して、屋根等に積もった雪を確実かつ効率的に溶かすことができる融雪装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、加熱流体を流す扁平状の下部通路を有する下部融雪パネルの上面に同じく加熱流体を流す扁平状の上部通路を有する上部融雪パネルを積層し、前記下部融雪パネルの下部通路に通した加熱流体を前記上部融雪パネルの上部通路に対し前記下部通路の加熱流体の流通方向と逆方向に通すようにしたことを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記下部通路及び上部通路は、それぞれ蛇行するように構成されていることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記下部通路及び上部通路は、それぞれ複数の平行通路により構成されていることを要旨とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記下部融雪パネル及び上部融雪パネルは、下部通路形成プレートと、上部通路形成プレートと、下部及び上部通路形成プレートの間に介在された区画プレートとによって構成されていることを要旨とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記下部融雪パネルには、前記区画プレートとの間で蛇行する下部通路を形成する蛇行溝がプレス成形され、上部融雪パネルには、前記区画プレートとの間で蛇行する上部通路を形成する蛇行溝がプレス成形されていることを要旨とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項において、融雪パネルは家屋の屋根に装設され、家屋の床面の下側には暖房パネルが配設され、該暖房パネルは融雪パネルの基本構成と同様に構成され、前記融雪パネル及び／又は暖房パネルに加熱流体を供給するように構成されていることを要旨とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した融雪装置の一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
【００１３】
この融雪装置１１は、下部融雪パネル１２と上部融雪パネル１３を積層して構成されている。この下部及び上部融雪パネル１２，１３の構成はほぼ同一であるため、下部融雪パネル１２の構成について説明し、上部融雪パネル１３の構成は簡略する。
【００１４】
図２に示すように、前記下部融雪パネル１２を構成する平面長四角形状の底板１４と上板１５（図３参照）は、左右の平行な側板１６ａ，１６ｂ及び前後一対の平行な端板１７，１８によって連結されている。前記端板１７，１８の間には第１〜第４の仕切り板１９ａ〜１９ｄが側板１６ａ，１６ｂと平行に配設されている。前記各仕切り板１９ａ〜１９ｄの端部は交互に切り欠かれ、加熱流体としての湯の折り返し通路２０ａ〜２０ｄが形成されている。そして、前記側板１６ａ，１６ｂ、端板１７，１８及び仕切り板１９ａ〜１９ｄによって、全体として矢印で示すように蛇行する下部通路２１Ａが構成されている。
【００１５】
前記下部融雪パネル１２の長さ寸法Ｌは、例えば２メートルに設定され、その幅寸法Ｗは例えば１メートルに設定されている。図３に示す底板１４と上板１５の間隔Ｔは例えば２〜５ミリメートル程度に設定されている。又、前記下部通路２１Ａの幅寸法は例えば８〜１０センチメートルに設定されている。なお、下部通路２１Ａの通路断面を２〜５ミリメートル×８〜１０センチメートルとしたのは、後述するボイラー（湯発生装置４４）から供給される湯の供給量に適合させるためである。
【００１６】
図２に示すように、一方の端板１７の右端部には湯の入口２２が形成され、他方の端板１８の左端部には湯の出口２３が形成されている。前記入口２２と出口２３には、隣接する融雪装置１１の下部融雪パネル１２と接続するための機能を備えた口金２４及び口金２５が取り付けられている。
【００１７】
図１に示すように、前記上部融雪パネル１３は、湯の流れる方向が前記下部融雪パネル１２の下部通路２１Ａと逆になるように、入口２２と出口２３が下部融雪パネル１２と逆になっている。その他の構成は前記下部融雪パネル１２の構成と同様である。
【００１８】
図４は前記融雪装置１１を屋根４１の表面に複数箇所に直列に配設した平面図である。この図４においては、説明の都合により下段に下部融雪パネル１２を、上段に上部融雪パネル１３を分離して示す。又、最左端の下部融雪パネル１２の口金２５と、同じく最左端の上部融雪パネル１３の口金２４は折り返し用のホース３８によって接続されている。最右側に位置する前記下部融雪パネル１２の口金２４には湯発生装置４４からポンプ４５及び給湯管４６を通して湯が供給されるようになっている。又、図４の上段に示すように、最右側に位置する上部融雪パネル１３の口金２５には排湯管４７が接続され、融雪に供して温度の低下した排湯を湯発生装置４４に戻すようになっている。下部融雪パネル１２の下部通路２１Ａ及び上部融雪パネル１３の上部通路２１Ｂの湯の流れる方向は図４に矢印で示すようになっている。
【００１９】
次に、前記のように構成した融雪装置の動作について説明する。
前記湯発生装置４４を作動してポンプ４５から高温の湯を給湯管４６を通して下部融雪パネル１２の下部通路２１Ａに供給する。この湯は各下部融雪パネル１２の下部通路２１Ａ内をそれぞれ矢印方向に蛇行して流れ、ホース３８から上部融雪パネル１３の上部通路２１Ｂに供給される。その後、各上部融雪パネル１３の上部通路２１Ｂ内をそれぞれ矢印方向に蛇行して流れ、排湯管４７から湯発生装置４４に戻される。
【００２０】
上記実施形態の融雪装置によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）上記実施形態では、前記融雪装置１１を下部融雪パネル１２と上部融雪パネル１３により構成し、下部融雪パネル１２の下部通路２１Ａに高温の湯を通し上部融雪パネル１３の上部通路２１Ｂに折り返された湯を蛇行して逆方向に通すようにした。このため、上部通路２１Ｂを流れる融雪用の湯が下部通路２１Ａを流れる湯によって暖められ、冷え難くなる。従って、融雪装置１１の表面の温度が上板１５の上面全体に亘ってほぼ均一となる。又、上部融雪パネル１３の上板１５（融雪面）も平面であるため熱伝導率がよく、かつ平らな部分全体に温水が均等に流れるので、十分な熱量を発散して積雪を均等に溶かすことができる。この結果、雪の降り始めに融雪装置を作動しなくてもよく、屋根の積雪が所定高さとなってから作動して融雪を効率的に行うことができ、融雪経費を低減することができる。例えば、融雪装置１１の上面の積雪の深さが２０センチメートルの場合には、使用する湯の温度が８０℃の場合には、７〜８分で融雪することがわかった。
【００２１】
（２）上記実施形態では、積雪の融雪時にブリッジ現象が生じることはないので、融雪装置１１を屋根の庇側に所定の幅で配設することにより、屋根全体の融雪を行うことができる。すなわち、上部融雪パネル１３の積雪が全部なくなると、上部融雪パネル１３の斜め上側にある屋根の積雪が屋根の表面を滑って上部融雪パネル１３の上面に移動して順次溶解される。この雪の移動は融雪装置１１の厚さが例えば４〜１０ミリメートルというように低いので可能である。従って、融雪経費（燃料代）を従来の約１／２０に低減することができる。
【００２２】
（３）上記実施形態では、前記融雪装置１１を昼間に必要な時間だけ作動させることができる。このため、溶けた雪水が凍ることはなく、樋等を破損することはない。
【００２３】
（４）上記実施形態では、底板１４と上板１５の間に側板１６ａ，１６ｂ、第１〜第４の仕切り板１９ａ〜１９ｄを平行に介在して下部通路２１Ａ及び上部通路２１Ｂを形成した。このため、板材によって蛇行する扁平状の下部通路２１Ａ及び上部通路２１Ｂを容易に形成することができる。
【００２４】
（５）上記実施形態では、端板１７に形成された入口２２に口金２４を取付け、端板１８に形成された出口２３に口金２５を取り付け、互いに隣接される融雪装置１１の口金２４と口金２５を連結することができるように構成した。このため異なる融雪装置１１を所望する個数だけ簡単に接続して装着作業を容易に行うことができる。
【００２５】
（６）上記実施形態では、湯発生装置４４から融雪装置１１へ供給される湯量を屋根の広さや積雪あるいは使用状況に応じて調整し、効率よくどのような積雪であっても確実に雪を溶かすことができる。
【００２６】
（別の実施形態）
次に、図５〜図１０に基づいてこの発明の別の実施形態について説明する。
図５はこの実施形態の融雪装置１１全体を示す平面図である。又、図６は融雪装置１１全体を示す一部省略正面図、図７は同じく融雪装置１１全体を示す一部省略側面図である。図８は融雪装置１１の横断面図である。
【００２７】
図８に示すように融雪装置１１の本体は、例えばステンレススチール、銅、真鍮、あるいはアルミニウム等の金属板をプレス成形して図５に示すようにほぼ平面横長四角形状に形成した下部通路形成プレート５１と、同じく金属板をプレス成形してほぼ平面横長四角形状に形成した上部通路形成プレート５２と、両プレート５１，５２の間にサンドイッチ状に介在された区画プレート５３とによって構成されている。
【００２８】
前記下部及び上部通路形成プレート５１，５２は、図８に示すように区画プレート５３に関して上下対称状に形成され、下部通路形成プレート５１には蛇行する蛇行溝５１ａが下方に膨らむようにプレス成形されている。そして、この蛇行溝５１ａと前記区画プレート５３の下面との間に蛇行する下部通路２１Ａが形成されるようになっている。（図５参照）同様に、上部通路形成プレート５２には蛇行する蛇行溝５２ａが上方に膨らむようにプレス成形されている。そして、この蛇行溝５２ａと前記区画プレート５３との間に蛇行する上部通路２１Ｂが形成されるようになっている。（図５参照）
前記区画プレート５３の外周縁は前記下部及び上部通路形成プレート５１，５２の外周縁よりも内側になるように包蔵され、下部及び上部通路形成プレート５１，５２の外周縁の接合部５１２の全域を互いに溶接して形成されたシーム溶接部Ｍによって接合されている。
【００２９】
次に、前記下部融雪パネル１２の下部通路２１Ａ及び上部融雪パネル１３の上部通路２１Ｂのそれぞれの端部に連通するように設けられた口金２４，２５の構成を図９及び図１０に基づいて説明する。
【００３０】
図９に示すように前記口金２４は上部通路２１Ｂの左端部に連通するように取り付けられている。上部通路形成プレート５２には蛇行溝５２ａの左端部と対応して開口部５２ｂが形成され、この開口部５２ｂには通路５４ａを有する口金本体５４の下端部に一体に形成したボス部５４ｂが係合され、上部通路形成プレート５２と口金本体５４は溶接部（図示略）によって連結されている。又、前記口金本体５４の側面には嵌合穴５４ｃが形成され、該嵌合穴５４ｃには前記通路５４ａと連通するように横円筒状をなすパイプ５５の一端部が嵌入され、口金本体５４とパイプ５５は溶接部（図示略）によって連結されている。
【００３１】
前記下部通路形成プレート５１と上部通路形成プレート５２の外周縁の接合部５１２の上面には、前記口金２４のパイプ５５と対応するように支持金具５６が載置されている。そして、前記接合部５１２を下方から上方に貫通するボルト５７を前記支持金具５６に形成されたねじ孔に螺合することによって接合部５１２に支持金具５６を締め付け固定している。前記支持金具５６の上面は、前記パイプ５５の外周面と同心円弧状になるように円弧状に形成され、前記パイプ５５に嵌合接続されるホース５８を安定して支持するようになっている。
【００３２】
図１０に示す口金２５は、下部融雪パネル１２の下部通路２１Ａの左端部に連通するように取り付けられている。前記上部通路形成プレート５２と区画プレート５３には下部通路形成プレート５１側に設けた蛇行溝５１ａの左端部と対応するように取付穴５９が形成され、この取付穴５９には口金２５を構成する口金本体５４のボス部５４ｂが嵌合され、溶接部（図示略）によって上部通路形成プレート５２に連結されている。その他の構成は前記口金２４の構成と同様である。又、図５に示すように前記下部通路２１Ａの右端部には口金２５が設けられ、前記上部通路２１Ｂの右端部には口金２４が設けられている。
【００３３】
上記のように構成した融雪装置１１についてその動作を説明する。
前記下部融雪パネル１２の下部通路２１Ａの右端部に連結した口金２５から高温の湯が下部通路２１Ａ内に供給されると、湯は下部通路２１Ａ内を蛇行して左端部に設けた口金２５から外部に流出される。
【００３４】
一方、前記上部融雪パネル１３の上部通路２１Ｂの右端部に設けた口金２４から湯が上部通路２１Ｂ内に供給されると、この湯は上部通路２１Ｂ内部を蛇行して口金２４から外部に流出される。
【００３５】
以上のようにして下部及び上部通路２１Ａ，２１Ｂの湯の流動によって前記融雪装置１１の上面に積もった雪が溶かされる。
上記の別の実施形態においては、前述した本実施形態の融雪装置の効果に加えて、以下の効果を期待することができる。
【００３６】
（１）この別の実施形態においては、前記融雪装置１１の本体を下部通路形成プレート５１、上部通路形成プレート５２、及び区画プレート５３によって構成したので、融雪装置１１を構成する部品点数を低減して、製造を容易に行いコストの低減を図ることができる。
【００３７】
（２）この別の実施形態においては、口金本体５４とパイプ５５により口金２４，２５を構成し、口金２４，２５を上部通路形成プレート５２の上面側から下部及び上部通路２１Ａ，２１Ｂの端部開口に連通するようにしたので、パイプ５５に対しパイプを接続して、複数の融雪装置１１を容易に連通することができる。
【００３８】
（３）この別の実施形態においては、下部及び上部通路形成プレート５１，５２の外周側の接合部に支持金具５６をボルト５７によって取り付け、パイプ５５に嵌合接続されるホース５８の外周面を位置規制するようにしたので、ホース５８の接続状態を安定化することはできる。
【００３９】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 前記下部通路２１Ａと上部通路２１Ｂを平面から見て同一の蛇行形状にしてもよい。この場合には、前記口金２４，２５は図１１に示すように連結筒６０，６１を介して上部通路２１Ｂ及び下部通路２１Ａの端部に取り付けられる。連結筒６０は上部通路形成プレート５２に溶接され、連結筒６１は上部通路形成プレート５２及び区画プレート５３にそれぞれ溶接されている。
【００４０】
この別例では下部通路形成プレート５１と上部通路形成プレート５２を同一の金型により成形することができる。
○ 図１２に示すように、家屋の床面４２に対し前記融雪装置１１と同様に構成した上下二層の暖房パネルの暖房装置１１Ａを取り付ける。そして、湯発生装置４４の湯をポンプ４５、給湯管４６、排湯管４７、給湯管４８及び切換弁４９を介して屋根４１に装着した融雪装置１１と、前記暖房装置１１Ａとに湯を選択的に又は両方同時に供給可能に構成してもよい。
【００４１】
上記の暖房装置１１Ａによって床暖房を効率よく行うことができる。従来の床暖房は、湯を通す暖房用パイプを１０センチメートル間隔で蛇行するよう配設していたので、熱効率が悪い。しかし、上記の暖房装置１１Ａでは、熱効率を従来の約１０〜５０倍に向上することができる。
【００４２】
○ 図１２において、融雪装置１１を夏季に冷房装置としても機能するようにしてもよい。すなわち、冷房装置の下部冷房パネル及び上部冷房パネルに切換弁を用いて冷房用の水や空調装置の冷風を通して、屋根を冷やし、屋内の温度を調整する。
【００４３】
○ 図１２に示す暖房装置１１Ａに代えて、前記融雪装置１１と同様に構成した冷房装置を用いてもよい。この冷房装置の下部冷房パネル及び上部冷房パネルの下部通路及び上部通路には井戸や水道の水、或いは空調装置の冷風が供給され、室内の冷房が行われる。上記別例及びこの別例では空調装置の冷風が直接人体に当たらないので、健康によい。
【００４４】
○ 図１２に示す暖房装置１１Ａは二層パネル式のため、冬季は上部暖房パネルのみに不凍液を含んだ湯を循環させて暖房として使用するように構成してもよい。夏季においては、暖房装置１１Ａを利用して床冷房として使用するときに不凍液の含んだ水を循環させる上部暖房パネルでは、冷えない。このため、下部冷房パネルのみに冷媒ガス等の冷却媒体を循環させるようにしてもよい。この別例では使用目的に応じて下部冷房パネルと上部暖房パネルを使い分けることができる。
【００４５】
○ 夏季において、空調装置から床側の冷房装置の下部冷房パネルに冷気を通し、上部冷房パネルには冷気を通さないようにしてもよい。冬季において、暖房装置１１Ａの上部暖房パネルに湯を通し、下部暖房パネルには湯を通さないようにしてもよい。
【００４６】
○ 図５に示す別の実施形態において、前記下部及び上部通路形成プレート５１，５２の蛇行溝５１ａ，５２ａの横断面形状を、図８に示す形状以外の例えば台形状にしたり、波形状にしたり、その他形状にしたりしてもよい。
【００４７】
○ 図５〜１０に示す別例において、下部通路形成プレート５１、上部通路形成プレート５２及び区画プレート５３の材料を、耐候性を有する合成樹脂により形成してもよい。
【００４８】
○ 床側に配設される二層パネル式の暖房装置１１Ａと二層パネル式の冷房装置を上下に積層して、切換弁により選択的に使用するようにしてもよい。
○ 前記融雪装置１１に用いる湯に不凍液を混入してもよい。
【００４９】
○ 屋根に装着した融雪装置１１を夏季において切換弁を用いて太陽熱ヒータに切り換えるようにしてもよい。
○ 前記融雪装置１１を屋根の融雪以外に道路の融雪に用いたり、駐車場あるいはベランダの融雪に用いたりしてもよい。
【００５０】
○ 融雪パネルの下部通路２１Ａを平行な複数の通路により構成してもよい。又、一つの下部融雪パネル１２及び上部融雪パネル１３に対しそれぞれ一つの扁平な下部通路２１Ａのみを形成した構成としてもよい。
【００５１】
○ 加熱流体として湯以外にオイル、蒸気、その他の流動材を用いてもよい。
○ 上部暖房パネルと下部暖房パネルよりなる二層構造の暖房装置１１Ａを一層構造の暖房パネルにしてもよい。
【００５２】
○ 屋根に対し融雪装置１１を下側、中間部或いは上側の一部に設けてもよい。又、屋根全体に融雪装置１１を配設してもよい。全体に設けた場合には切換弁により複数の融雪装置１１に選択的に湯を切り換え供給可能に構成するのが望ましい。
【００５３】
○ 融雪装置１１に積雪量を提出するための積雪センサーを配置し、この積雪センサーにより検出された積雪量が零になると、温水の融雪装置１１への供給が停止されるようにしてもよい。
【００５４】
○ 屋根等の融雪装置１１を配設した場所に温度センサを設け、この温度センサにより検出された温度が設定温度（例えば零℃）以下になった場合に、融雪装置１１の作動を停止するようにしてもよい。この場合には、融雪によって溶けた水が雨樋に進入して凍結し、雨樋が破損するのを防止することができる。
【００５５】
○ 配管工事をするときに、複数の融雪装置１１に対し選択的に湯を切り換え供給する切換弁を設置するようにしてもよい。この別例では溶かしたい場所の融雪装置１１に集中的に湯を供給することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明は屋根等の積雪を確実かつ効率的に溶かすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明を具体化した融雪装置の斜視図。
【図２】 同じく融雪装置の下部融雪パネルを示す斜視図。
【図３】 融雪装置の横断面図。
【図４】 屋根に装設した下部融雪パネル及び上部融雪パネルの展開平面図。
【図５】 この発明の融雪装置の別の実施形態を示す平面図。
【図６】 図５に示す融雪装置の一部省略正面図。
【図７】 図５に示す融雪装置の一部省略側面図。
【図８】 図５に示す融雪装置の横断面図。
【図９】 図５のＡ−Ａの拡大断面図。
【図１０】 図５のＢ−Ｂの拡大断面図。
【図１１】 この発明の別の実施形態を示す部分断面図。
【図１２】 この発明の別の実施形態を示す略体正面図。
【符号の説明】
１２…下部融雪パネル、１３…上部融雪パネル、２１Ａ…下部通路、２１Ｂ…上部通路、４１…屋根、４２…床面、５１…下部通路形成プレート、５１ａ，５２ａ…蛇行溝、５２…上部通路形成プレート、５３…区画プレート。

Claims (6)

1. 加熱流体を流す扁平状の下部通路を有する下部融雪パネルの上面に同じく加熱流体を流す扁平状の上部通路を有する上部融雪パネルを積層し、前記下部融雪パネルの下部通路に通した加熱流体を前記上部融雪パネルの上部通路に対し前記下部通路の加熱流体の流通方向と逆方向に通すようにした融雪装置。
2. 請求項１において、前記下部通路及び上部通路は、それぞれ蛇行するように構成されている融雪装置。
3. 請求項１において、前記下部通路及び上部通路は、それぞれ複数の平行通路により構成されている融雪装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項において、前記下部融雪パネル及び上部融雪パネルは、下部通路形成プレートと、上部通路形成プレートと、下部及び上部通路形成プレートの間に介在された区画プレートとによって構成されている融雪装置。
5. 請求項４において、前記下部融雪パネルには、前記区画プレートとの間で蛇行する下部通路を形成する蛇行溝がプレス成形され、上部融雪パネルには、前記区画プレートとの間で蛇行する上部通路を形成する蛇行溝がプレス成形されている融雪装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項において、融雪パネルは家屋の屋根に装設され、家屋の床面の下側には暖房パネルが配設され、該暖房パネルは融雪パネルの基本構成と同様に構成され、前記融雪パネル及び／又は暖房パネルに加熱流体を供給するように構成されている融雪装置。

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