JP4139255B2 - 融雪装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に、融雪装置に関する。より詳細には、本発明は、融雪作業を効率的に行うことができる熱効率の良好な融雪装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積雪地においては、降り積もった雪を如何に処理するかが重要な課題となっている。降り積もった雪を処理する装置として、雪をタンクやコンテナの中に投入して融かす融雪装置がある。融雪装置には、タンクやコンテナの中に投入された雪を直接加熱する型式、雪に熱水シャワーを噴射して融解させる型式、温水パイプを内蔵し、温水パイプからの熱によって雪を融解させる型式など、種々の型式のものが開発され、市販されている。
【０００３】
これらの従来の融雪装置は、熱効率が十分ではなく、融雪に要する時間および経費に対して融雪量が少ない等の欠点を有しており、満足すべき融雪装置が見当たらないのが現状である。そこで、本発明者は、融雪作業を効率的に行うことができる熱効率の良好な融雪装置を提案した（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特願２００２−３３７５４３号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、本発明者が提案した上述の融雪装置を改良したものであって、融雪作業を一層効率的に行うことができる熱効率の良好な融雪装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１に記載の融雪装置は、融かそうとする雪が投入される本体と、前記本体の内部の下面のほぼ中央に配置された金属材料製の貯湯槽と、前記貯湯槽の内部に配置された燃焼ダクトと、前記燃焼ダクトに熱風を供給するバーナーと、前記貯湯槽から前記本体内の上部まで延びた１又は複数の配管と、前記配管に介在されたポンプと、前記配管の適当な個所に設けられた１又は複数のシャワー部とを備え、前記燃焼ダクトからの熱によって温められた前記貯湯槽内の温水を前記ポンプで圧送し、前記シャワー部から散水して、前記本体内の雪を融かすことを特徴とするものである。
【０００７】
本願請求項２に記載の融雪装置は、融かそうとする雪が投入される本体と、前記本体の内部に垂直方向に間隔を隔てて配置された複数の金属材料製の貯湯槽と、前記貯湯槽の各々の内部にそれぞれ配置された燃焼ダクトと、前記燃焼ダクトの各々に熱風をそれぞれ供給するバーナーと、前記本体の底部に配置された第１ポンプと、前記第１ポンプの吐出口と前記複数の貯湯槽のうち最も上側に位置する貯湯槽の頂部とを連結する第１パイプ部材とを備え、前記複数の貯湯槽の各々において、上側に位置する貯湯槽の頂部とその直ぐ下側に位置する貯湯槽の頂部とがパイプ部材によって連結されており、前記複数の貯湯槽のうち最も下側に位置する貯湯槽の頂部に連結されたパイプ部材が、前記本体の内部の底部の一角に設けられた貯湯領域内に延びており、前記貯湯領域内に第２ポンプが配置されており、前記第２ポンプの吐出口から上方に、１又は複数のシャワー部が取付けられたパイプ部材が延びていることを特徴とするものである。
【０００８】
本願請求項３に記載の融雪装置は、前記請求項１又は２の融雪装置において、前記燃焼ダクトから前記貯湯槽の外部まで延び、前記燃焼ダクトからの排気ガスを通すための排気ダクトと、前記本体内に配置された送風機とを備え、前記排気ダクトに設けられた複数の排気口から前記本体内に排気ガスを放出して、その熱気によって前記本体内の雪を融かし、温度が低下した排気ガスを前記送風機を用いて、前記本体の側壁に設けられた多数の開口から本体の外部に排出することを特徴とするものである。
【０００９】
本願請求項４に記載の融雪装置は、前記請求項１から３までのいずれか１項の融雪装置において、前記燃焼ダクトから外方に前記貯湯槽内に突出した部分によって構成される放熱手段、及び／又は、前記燃焼ダクト内に内方に突出した部分によって構成される捕熱手段が、前記燃焼ダクトに設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る融雪装置について詳細に説明する。図１及び図２において全体として参照符号１０で表される本発明の第１の実施の形態に係る融雪装置は、融かそうとする雪が投入される本体１２を備えている。本体１２は、底壁と側壁によって形成された箱型形状を有しており、本体１２の頂部には、開閉式の蓋１２ａが設けられている。本体１２は、コンクリートで形成してもよく、鋼などの金属材料で形成してもよい。
【００１１】
融雪装置１０は又、本体１２の内部の下面のほぼ中央に配置された貯湯槽１４を備えている。貯湯槽１４も、本体１２と同様に、底壁と側壁によって形成された箱型形状を有しており、頂部には、網１４ａが設けられている。貯湯槽１４は、融かそうとする雪への熱の伝達を容易にするため、金属材料で形成するのが好ましい。
【００１２】
貯湯槽１４の端部に連結された２本の配管１６が本体１２の側壁の上部まで延び、そこから本体１２の反対側の端部まで底壁と平行に延びている。図３は、配管１６の系統を示した模式図である（図３において、貯湯槽１４及び配管系が実線で示されており、他の構成要素は破線で示されている）。配管１６には、後述するように貯湯槽１４内で融けた温水を圧送するためのポンプ１８が介在されている。また、各配管１６には、適当な個所に、配管内を流れる温水を散水するための１又は複数のシャワー部１６ａが配置されている。
【００１３】
融雪装置１０は又、貯湯槽１４の内部に配置された燃焼ダクト２０を備えている。燃焼ダクト２０は、円筒形状を有しており、貯湯槽１４の一端から他端まで延びている。燃焼ダクト２０は又、融かそうとする雪への熱の伝達を容易にするため、金属材料で形成されている。燃焼ダクト２０には、本体１２の外部に配置されたバーナー２２から熱風が供給されるようになっている。
【００１４】
融雪装置１０は更に、燃焼ダクト２０からの排気ガスを通すための排気ダクト２４を備えている。排気ダクト２４は、燃焼ダクト２０のバーナー２２とは反対側の端に連結され、貯湯槽１４の外部に出て、貯湯槽１４に対してほぼ平行にバーナー２２の位置する側に水平方向に延びており、本体１２内に排気ガスを放出する複数の排気口２４ａが設けられている。図４は、排気ダクト２４の系統を示した模式図である（図４において、燃焼ダクト２０及び排気ダクトが実線で示されており、他の構成要素は破線で示されている）。また、本体１２内には、雪を融かすことによって温度が低下した排気ガスを本体１２の下方に移動させるための送風機２６が設けられている。
【００１５】
以上のように構成された融雪装置１０の使用について説明する。最初に、貯湯槽１４内に水を入れた後、本体１２内に融かそうとする雪を投入する。次いで、開閉式の蓋１２ａを閉める。しかる後、バーナー２２に点火する。すると、貯湯槽１４内の水が温められて温水となり、ポンプ２０を作動させて温水をシャワー部１６ａから散水して、本体１２内の雪を融かす。これと同時に、排気口２４ａから排気ガスを放出することによって、本体１２内の雪を融かす。なお、雪を融かすことによって温度が低下した排気ガスは、送風機２６によって下方に移動され、本体１２の側壁に設けられた多数の開口１２ｂから外部に排出される。
【００１６】
次に、本発明の融雪装置１０の効果を実証するために行われた試験について説明する。試験に用いた装置の本体の寸法（長さ×幅×高さ）は、５．０ｍ×２．７ｍ×２．４ｍである。まず、１０ｔダンプカー２．５台分の雪を本体内に投入した後、バーナーに点火した。点火後３０分で貯湯槽内の温水は２５°Ｃになった。循環ポンプを作動させて、温水をシャワー部まで圧送し、本体内の雪の上から散水する。１時間後、本体内の雪に空洞が現れ（この時点での温水温度は１５°Ｃ）、更にその３０分後、本体内の雪の外側部分が融けて崩れ始める（この時点での温水温度は１７°Ｃ）。この時点における融雪量は５０％〜６０％程度である。更にその１時間３０分後、温水温度は２２°Ｃになり、融雪量は８０％になった。そして、バーナー点火後、４時間３０分経過した時点で、融雪量は９０％になった。
【００１７】
図５〜図８は、本発明の第２の実施の形態に係る融雪装置の一部を示した図である。図５〜図８にそれぞれ示される本発明の第２の実施の形態に係る融雪装置は、燃焼ダクト２０に放熱手段３０又は捕熱手段３２が設けられている点を除いて、本発明の第１の実施の形態に係る融雪装置１０と実質的に同一である。
【００１８】
放熱手段３０は、燃焼ダクト２０内の熱を貯湯槽１４内の水（温水）に効率的に伝達するため、燃焼ダクト２０から外方に貯湯槽１４内に突出した部分によって構成される。図５に示される放熱手段３０は、燃焼ダクト２０の外壁に半円形のプレートを取付けて形成したものである。プレートの形状は、半円形以外の任意の形状でよい。図６に示される放熱手段３０は、燃焼ダクト２０の外壁の所定個所に複数の穴を開け、隣接する穴を、燃焼ダクト２０の外部に配置したパイプで連結することによって形成したものである。
【００１９】
捕熱手段３２は、燃焼ダクト２０内の熱を貯湯槽１４内の水（温水）に効率的に伝達するため、燃焼ダクト２０内に内方に突出した部分によって構成される。図７に示される捕熱手段３２は、燃焼ダクト２０の外壁に溝を設けることによって形成したものである。溝の形状は、図示したもの以外の任意の形状でよい。図８に示される捕熱手段３２は、燃焼ダクト２０の外壁の所定個所に複数の穴を開け、隣接する穴を、燃焼ダクト２０の内部に配置したパイプで連結することによって形成したものである。捕熱手段３２は、他の形状、例えば図５（ｃ）に示すような燃焼ダクト２０内に内方に突出したプレートでもよい。
【００２０】
図５〜図８（図５（ｃ）を除く）においては、放熱手段３０又は捕熱手段３２の一方のみが示されているが、放熱手段３０と捕熱手段３２の両方を１つの融雪装置に設けてもよく（図５（ｃ）参照）、異なる形態の放熱手段３０又は捕熱手段３２を１つの融雪装置に設けてもよい。
【００２１】
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る融雪装置４０を示した図である。本発明の第３の実施の形態に係る融雪装置４０は、内部に燃焼ダクト２０を配置した貯湯槽１４が複数基（図９では、３基）垂直方向に間隔を隔てて配列されている点を除いて、本発明の第１の実施の形態に係る融雪装置１０と実質的に同一である。
【００２２】
融雪装置４０について図９を参照してより詳細に説明すると、融雪装置４０は、本体１２内に、上方から下方に向かって順に、第１燃焼ダクト２０Ａが内部に配置された第１貯湯槽１４Ａと、第２燃焼ダクト２０Ｂが内部に配置された第２貯湯槽１４Ｂと、第３燃焼ダクト２０Ｃが内部に配置された第３貯湯槽１４Ｃとを備えている。第１燃焼ダクト２０Ａには第１バーナー２２Ａが連結され、第２燃焼ダクト２０Ｂには第２バーナー２２Ｂが連結され、第３燃焼ダクト２０Ｃには第３バーナー２２Ｃが連結されている。なお、各貯湯槽１４Ａ〜１４Ｃは、本体１２内の所定個所に取付具（図示せず）によって堅固に固定されている。
【００２３】
本体１２内の底部に、第１ポンプ４２が配置されており、第１ポンプ４２の吐出口と第１貯湯槽１４Ａの頂部とが、第１パイプ部材４４によって連結されている。また、第１貯湯槽１４Ａの頂部と第２貯湯槽１４Ｂの頂部とが、第２パイプ部材４６によって連結され、第２貯湯槽１４Ｂの頂部と第３貯湯槽１４Ｃの頂部とが、第３パイプ部材４８によって連結されている。さらに、第３貯湯槽１４Ｃの頂部に連結された第４パイプ部材５０が、本体１２内の底部の一角に設けられた貯湯領域５２内に延びている。一方、貯湯領域５２内には、第２ポンプ５４が配置されており、第２ポンプ５４の吐出口から上方に第５パイプ部材５６が延びており、第５パイプ部材５６の所定個所に、１又は複数（図９では、３個）のシャワー部５８が設けられている。
【００２４】
なお、図９においては、排気ガスを放出する排気ダクト、排気口、及び、排気ガスを移動させる送風機が示されていないが、融雪装置４０に、これらの排気ダクト、排気口、及び送風機を設けてもよい。
【００２５】
以上のように構成された融雪装置４０の使用について説明する。最初に、各貯湯槽１４Ａ〜１４Ｃ内に水を入れた後、本体１２内に融かそうとする雪を投入する。次いで、開閉式の蓋１２ａを閉める。しかる後、各バーナー２２Ａ〜２２Ｃに点火する。すると、各貯湯槽１４Ａ〜１４Ｃ内の水が温められて温水となる。一方、本体１２内に投入された雪が部分的に融けて本体１２内の底部に水が溜まることになるが、本体１２内の底部に溜まった水を第１ポンプ４２で吸引して第１貯湯槽１４Ａ内に圧送する。第１貯湯槽１４Ａ内に圧送された水は温められ、第２貯湯槽１４Ｂ及び第３貯湯槽１４Ｃ内に順次送られ、その都度、温められるので、第１貯湯槽１４Ａよりも第２貯湯槽１４Ｂ、第２貯湯槽１４Ｂよりも第３貯湯槽１４Ｃ内の水の方が温度が高くなっている。このようにして順次温められた温水は、第４パイプ部材５０を介して貯湯領域５２に送られる。そして、貯湯領域５２内の温水を第２ポンプ５４によって吸引してシャワー部５８から散水して、本体１２内の雪を融かす。なお、融雪装置４０に排気ダクト、排気口などが設けられている場合には、排気口から放出された排気ガスによっても、本体１２内の雪が融かされる。
【００２６】
次に、本発明の融雪装置４０の効果を実証するために行われた試験について説明する。試験に用いた装置の本体の寸法（長さ×幅×高さ）は、６．０ｍ×２．５ｍ×２．５ｍであり、本体内部に１基の貯湯槽を配置し、（図５及び図８に示される放熱手段３０と補熱手段３２を備えた）燃焼ダクトを貯湯槽内に配置し、水（温水）を循環させることによって得られる効果を確認した。また、２基のシャワー部を設置した。まず、１１ｔダンプカー２．５台分の雪を本体内に投入した後、バーナーに点火した。点火後３０分で貯湯槽内の温水は２５°Ｃ、シャワー部から散水される温水は２３°Ｃになった（融雪量２０％）。１時間後、貯湯槽内の温水は３１°Ｃ、シャワー部から散水される温水は２９°Ｃになった（融雪量３０％）。１時間半後、貯湯槽内の温水は２５°Ｃ、シャワー部から散水される温水は２２°Ｃになった（融雪量４０％）。ここで、温水の温度が低下したのは、本体内の雪が融けはじめたからである。２時間後、貯湯槽内の温水は１６°Ｃ、シャワー部から散水される温水は１４°Ｃになった（融雪量６０％）。２時間半後、貯湯槽内の温水は３５°Ｃ、シャワー部から散水される温水は３０°Ｃになり、投入された雪は完全に融けた（融雪量１００％）。このように、水を循環させることにより、１１ｔダンプカー２．５台分の雪を２時間半で融かすことができた。
【００２７】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００２８】
例えば、前記実施の形態では、貯湯槽１４からの温水の散水によって融雪する機構と、排気ダクトからの排気ガスによって融雪する機構とを備えているが、前者の機構のみによって、本発明の融雪装置を構成してもよい。
【００２９】
また、前記実施の形態では、配管１６及び排気ダクト２４が２本ずつ設けられているが、配管１６及び排気ダクト２４の設置本数を１本にしてもよく、３本以上にしてもよい。また、配管１６及び排気ダクト２４の配置形状は、例示的なものにすぎず、図示したものと異なる形状にしてもよい。さらに、本体１２、貯湯槽１４、及び燃焼ダクト２０の形状も、例示的にものにすぎず、異なる形状を採用してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の融雪装置によれば、貯湯槽からの温水の散水によって融雪する機構を備えており、貯湯槽自体からの熱伝達により貯湯槽周辺の雪を融かすとともに、散水によっても雪を融かすことができるので、効率的な融雪作業が可能になる。また、排気ダクトからの排気ガスによって融雪する機構を更に備えた場合には、排気ガスの熱気を融雪に利用することができるので、一層効率的な融雪作業が可能になる。また、放熱手段及び／又は捕熱手段を設けた場合には、燃焼ダクトを熱を有効に活用して、効率的な融雪作業ができる。さらに、複数の貯湯槽を垂直方向に間隔を隔てて配置する構成では、水を段階的に温めることにより、短時間で水温を上昇させ、従って、融雪作業に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１つの実施の形態に係る融雪装置を示した概略断面正面図である。
【図２】 図１の融雪装置の概略断面側面図である。
【図３】 図１の融雪装置の散水機構を説明するための概略斜視図である。
【図４】 図１の融雪装置の排気ガス放出機構を説明するための概略斜視図である。
【図５】 融雪装置の燃焼ダクトに設けられる放熱手段の一形態を示した図であって、（ａ）は部分斜視部、（ｂ）は断面図、（ｃ）は放熱手段と補熱手段の両方を備えた状態を示した断面図である。
【図６】 融雪装置の燃焼ダクトに設けられる放熱手段の別形態を示した図であって、（ａ）は部分斜視部、（ｂ）は断面図である。
【図７】 融雪装置の燃焼ダクトに設けられる捕熱手段の一形態を示した図であって、（ａ）は部分斜視部、（ｂ）は断面図である。
【図８】 融雪装置の燃焼ダクトに設けられる捕熱手段の別形態を示した図であって、（ａ）は部分斜視部、（ｂ）は断面図である。
【図９】 本発明の別の実施の形態に係る融雪装置を示した概略断面正面図である。
【符号の説明】
１０、４０ 融雪装置
１２ 本体
１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ 貯湯槽
１６ 配管
１８、４２、５４ ポンプ
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 燃焼ダクト
２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ バーナー
２４ 排気ダクト
２６ 送風機
３０ 放熱手段
３２ 捕熱手段

Claims (4)

1. 融かそうとする雪が投入される本体と、
   前記本体の内部の下面のほぼ中央に配置された金属材料製の貯湯槽と、
   前記貯湯槽の内部に配置された燃焼ダクトと、
   前記燃焼ダクトに熱風を供給するバーナーと、
   前記貯湯槽から前記本体内の上部まで延びた１又は複数の配管と、
   前記配管に介在されたポンプと、
   前記配管の適当な個所に設けられた１又は複数のシャワー部とを備え、
   前記燃焼ダクトからの熱によって温められた前記貯湯槽内の温水を前記ポンプで圧送し、前記シャワー部から散水して、前記本体内の雪を融かすことを特徴とする融雪装置。
2. 融かそうとする雪が投入される本体と、
   前記本体の内部に垂直方向に間隔を隔てて配置された複数の金属材料製の貯湯槽と、
   前記貯湯槽の各々の内部にそれぞれ配置された燃焼ダクトと、
   前記燃焼ダクトの各々に熱風をそれぞれ供給するバーナーと、
   前記本体の底部に配置された第１ポンプと、
   前記第１ポンプの吐出口と前記複数の貯湯槽のうち最も上側に位置する貯湯槽の頂部とを連結する第１パイプ部材とを備え、
   前記複数の貯湯槽の各々において、上側に位置する貯湯槽の頂部とその直ぐ下側に位置する貯湯槽の頂部とがパイプ部材によって連結されており、
   前記複数の貯湯槽のうち最も下側に位置する貯湯槽の頂部に連結されたパイプ部材が、前記本体の内部の底部の一角に設けられた貯湯領域内に延びており、
   前記貯湯領域内に第２ポンプが配置されており、前記第２ポンプの吐出口から上方に、１又は複数のシャワー部が取付けられたパイプ部材が延びていることを特徴とする融雪装置。
3. 前記燃焼ダクトから前記貯湯槽の外部まで延び、前記燃焼ダクトからの排気ガスを通すための排気ダクトと、
   前記本体内に配置された送風機とを備え、
   前記排気ダクトに設けられた複数の排気口から前記本体内に排気ガスを放出し、その熱気によって前記本体内の雪を融かし、温度が低下した排気ガスを前記送風機を用いて、前記本体の側壁に設けられた多数の開口から本体の外部に排出することを特徴とする請求項１又は２に記載の融雪装置。
4. 前記燃焼ダクトから外方に前記貯湯槽内に突出した部分によって構成される放熱手段、及び／又は、前記燃焼ダクト内に内方に突出した部分によって構成される捕熱手段が、前記燃焼ダクトに設けられていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の融雪装置。

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