JP4974907B2 - 屋内の余熱を利用した道路融雪システム - Google Patents

Description

本発明は、屋内に於ける暖房時の余熱や屋内に設置したボイラー又は暖房器の排熱を利用するもので道路に設備した融雪舗装体に当該余熱や排熱を流送して舗装道路等の融雪を実現する屋内の余熱を利用した道路融雪システムに関する。

この種の従来の技術の第１の例としては特開平５−３３２０５２号の公開特許公報に開示された融雪装置に係る技術がある。これについて説明すれば図１２に示すように、融雪装置は、既存の屋根材１の上に被せられる上シート２と下シート３とからなる二重構造の不燃性樹脂フィルムを基本構成とする。そして、この不燃性樹脂フィルムは内部を気密に保つよう袋状に閉じてある。不燃性樹脂フィルムの内部には、これを屋根材１の上に被せたとき、両側の軒の部分に来る個所と中央の尾根の部分に来る個所にそれぞれ金属又は不燃材で構成される軒パイプ４と尾根パイプ５とが挿入される。尚、軒パイプ４及び尾根パイプ５とも、それぞれ多数の孔（図示せず）が形成されており、各パイプ４、５の内部と不燃性樹脂フィルムの内部とは連通するようになっている。表裏いずれかの軒パイプ４と屋内に設置される暖房器具６とは不燃性の誘熱パイプ７で通じており、暖房器具６から排出された熱風Ａはこの誘熱パイプ７を通して一方の軒パイプ４に送られる。そして、暖房器具６からの熱風Ａはその排圧と送熱パイプ８や尾根パイプ５内に設けられる強制ファンとによって誘熱パイプ７及び送熱パイプ８から軒パイプ４を通過するとともに、不燃性樹脂フィルム内を昇って尾根パイプ５に至り、その両端の排風口から排出される。このとき、熱風Ａ中の熱エネルギーでもって不燃性樹脂フィルムの上シート２の上に降った雪を融かすのである。尚、誘熱パイプ７の途中からは家屋の壁等を周回して他方の軒パイプ４と通じている送熱パイプ８が分岐しているから、暖房器具６から排出された熱風Ａは他方の軒パイプ４にも同様に送られる。

また、この種の従来の技術の第２の例としては、特開平９−２５０２１２号の公開特許公報に開示された屋根用融雪装置に係る技術がある。これについて説明すれば図１３に示すように、シート９は屋根１０の表面に、アルミニウム製等の格子枠１１と合板等の台板１２と発砲スチロール樹脂からなる断熱シート１３とを順次介して、広く連続して敷設されている。屋根１０頂部の上方には、温水タンク１４が、脚１５、１５を介して、配設されている。温水タンク１４の周囲には、発泡スチロール樹脂等の断熱材（図示せず）が巻かれていて、その断熱材で、温水タンク１４内の温水が外気で冷却されるのを防いでいる。加熱手段１６は、分配器（筒状タンク）１７で分配された温水化する雪溶け水を屋内に備えられた暖房器具１８で加熱して温水化する。加熱手段１６は、図１４に示したように、筒状タンク１７内の底部に溜まった雪溶け水を屋内の暖房器具１８内に導入するパイプ１９であって、その中途部にパイプ１９内を開閉するためのバルブ２０が備えられたパイプ１９と、該パイプ１９に連結されたコイルパイプ２１と、暖房器具１８内に配設されたコイルパイプ２１とから構成されている。２２は、加熱手段１６で加熱されて温水となった雪溶け水を貯留する貯留タンクである。貯留タンク２２は、保温効果のある地下に埋設されている。そして、貯留タンク２２内の温水が高温状態に保たれるようにしている。加熱手段１６のコイルパイプ２１と貯留タンク２２とは、パイプ２３で連結されている。そして、コイルパイプ２１内の温水化された雪溶け水を、パイプ２３内を通して、地下の貯留タンク２２内に流入させて、貯留タンク２２内に貯留できるようにしている。２４は、貯留タンク２２内の温水を、屋根１０の頂部の上方に配設された温水タンク１４内に循環、流入させる温水循環手段である。温水循環手段２４は、貯留タンク２２内と温水タンク１４内とを連結する連結パイプ２５と、該連結パイプ２５内を通して、貯留タンク２２内の温水を温水タンク１４内に循環、流入させる循環ポンプ２６とから構成されている。そして、循環ポンプ２６を作動させて、貯留タンク２２内の温水を、連結パイプ２５内を通して、温水タンク１４内に循環、流入させることができるようにしている。

さらに、この種の従来の技術の第３の例としては、特開２００３−２０８１９の公開特許公報に開示された融雪システムに係る技術がある。これについて説明すれば図１４に示すように、この建物２７の屋根２８には、その稜線部２９の両側に２つの散水管３０が設けられている。屋根２８の下端部には、樋３１が設けられている。樋３１は、傾斜がつけられてその一端部には、回収管３２の一端部が配管されている。回収管３２の他端部は、建物２７内に設置されている回収水槽３３内に開口している。したがって、屋根２８から落下した水は、樋３１、回収管３２を通じて回収水槽３３に回収される。回収水槽３３には、雑用水等を取水するための取水管３４と、回収水槽３３内に貯留させる水の量を調整するための、排水管３５が接続されている。回収水槽３３内の水は、ポンプ３６によって第１の送水管３７、昇温配管部３８、第２の送水管３９を通じて、散水管３０に送られるようになっている。昇温配管部３８は、第１の管路３８ａと第２の管路３８ｂとが並列に配管された構成を有している。第１の熱交換器は４０は、コージェネレーションシステムにあるアフタークーラ用ラジエータ４１に送って冷却する温水と、前記回収水槽３３からの水との間で熱交換される。この温水は熱媒に相当し、コージェネレーションシステムにおいて排熱を利用して、たとえば３５℃に昇温されたもの、たとえばジャレットクーラ用放熱ラジエータと熱交換された後の温水である。そして第１の熱交換器４０は回収水槽３３からの水と熱交換されて降温した後の水は、アフタークーラ用ラジエータ４１からの還水と合流して、コージェネレーションシステムのガスエンジンの方へと戻される。第２の熱交換器４２は、たとえば、建物全体の暖房や給湯熱源に利用している建物２７内にある蒸気ボイラ（図示せず）からの高温の蒸気と、前記回収水槽３３からの水との間で熱交換されるようになっている。
特開平５−３３２０５２号公開特許公報 特開平９−２５０２１２号公開特許公報 特開２００３−２０８１９公開特許公報

従来の技術は、前述した構成、作用であるので次の課題が存在した。すなわち、従来の技術に於いて、前記第１の例によれば、屋根融雪としては、室内の熱風Ａを直接に屋根裏部の屋根パイプ５等に強制的に送風し、屋根融雪及び補助暖房に利用する技術である。しかし、道路融雪等の屋外にある設備の融雪には適用できず、また、循環させる熱媒体は熱風Ａという気体であり、熱効率が良くないという問題点があった。
また、前記第２の例によれば、熱移動させる熱媒体として雪解け水を使用し、これを暖房器具１８で加温して屋根融雪に利用する技術である。しかし、この技術は屋根融雪のみに利用するものであり、雪解け水を強制的に加温するものであって、構造的に雪解け水を使用することから積雪寒冷地等では凍結する可能性が高く利用環境が限られるという問題点があった。
さらに、前記第３の例によれば、屋根融雪にコージェネレーションシステムからの排熱を利用する技術であるが、暖房排熱については補助的利用を目的としたものであり、道路融雪技術の具体性については存在しない。前記第２の例と同様に、融雪対象も屋根に限られており、積雪寒冷地等ではシステムが凍結する可能性が高く、また、配管経路も熱交換器４０、４２を配して水を加温しており、配管の連続性が欠け熱伝達効率が高くない。屋根２８部に於ける融雪部分の循環水は強制的に加温する構造であり、第１、第２熱交換器４０、４２の構造自体も複雑かつ精巧なものが要求されるという問題点があった。
これまでの従来の技術は、主に地中熱・太陽光・電熱・赤外線等が使用されてきたが、どれも初期費用やランニングコスト、エネルギー負荷が大きく実用に適さないという課題があった。

本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムは、暖房器又はボイラーの余熱を利用するとき、室内に空調機、熱交換器又は潜熱蓄熱体を設置して常時蓄熱するとともに、融雪時には蓄熱体内部に配した採熱管と道路舗装体に配した放熱管とを連続して接続し、配管内部の不凍液を、循環ポンプにより循環させることで、蓄熱体に蓄えられ、加温された循環水より舗装道路上の積雪を取り除く技術及びボイラーの排熱を利用するとき、排気管等の高温部分に循環水を循環させて採熱を行い、この採熱部分は外気の影響を受けないように断熱材等で保温し、該ボイラーの排熱により加温された循環水を融雪舗装体内部の放熱管へ還流させ融雪効果を発揮する技術または、採熱部材の排気管から排出される排気熱をラジエータで温水に転換し、この温水を融雪舗装体内部の放熱管へ過流させ融雪効果を発揮する技術であって、暖房時の室温やボイラーの排熱を利用することで道路上の融雪を可能とすることを目的としたものであり、次の構成・手段から成立する。

すなわち、請求項１記載の発明によれば、屋内に設置した暖房器又はボイラーの余熱を取入れる採熱部材に於いて、該採熱部材が容器と、該容器の中心部に装着されかつ循環水を流送する配管と、該配管を両側から挟着する容器内の潜熱蓄熱材と、該潜熱蓄熱材に挿装しかつ、該潜熱蓄熱材の先端を容器の外部に露出させた棒状又は平板状の熱伝導材とでなり、該採熱部材により加温された循環水を循環ポンプ手段で循環流送する配管と、該配管からの加温された循環水を導入して地表面の融雪・解氷を行なう融雪舗装体とで構成されたことを特徴とする。

請求項２記載の発明によれば、屋内に設置した暖房器又はボイラーの排熱・余熱を取入れる排気管を備えた採熱部材に於いて、該採熱部材が容器と、該容器の中心部に装着されかつ循環水を流送する配管と、該配管を両側から挟着する容器内の潜熱蓄熱材と、該潜熱蓄熱材に挿装しかつ、該潜熱蓄熱材の先端を容器の外部に露出させた棒状又は平板状の熱伝導材とでなり、一方で該採熱部材により加温された循環水を循環ポンプ手段で循環流送する配管と、該配管からの加温された循環水を導入して地表面の融雪・解氷を行なう融雪舗装体とで構成し、他方で前記排気管を外壁から貫通して配置すると共に、該排気管の端部に接続するラジエータと、該ラジエータからの加温された高温循環水を導入して地表面の融雪・解氷を行う融雪舗装体とで構成されたことを特徴とする。

請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明に於いて、前記採熱部材が蓄熱構造体でなることを特徴とする。

請求項４記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明に於いて、前記採熱部材が前記暖房器又はボイラーに接続されかつその余熱を流送する排気管と、該排気管を囲撓する採熱管とで構成されたことを特徴とする。

請求項５記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明に於いて、前記採熱部材が前記暖房器又はボイラーに接続されかつその余熱を流送する排気管と、該排気管を囲撓する採熱管と、該排気管と採熱管との間に介装した蓄熱材とで構成されたことを特徴とする。

請求項６記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明に於いて、前記採熱部材が屋外に設置されたことを特徴とする。

請求項７記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明に於いて、前記採熱部材が断熱材に装着したことを特徴とする。

請求項８記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明に於いて、前記融雪舗装体が前記配管に接続する放熱管を埋設したことを特徴とする。

本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムは、叙上の構成、手段を備えたので次の効果がある。
すなわち、請求項１記載の発明によれば、屋内に設置した暖房器又はボイラーの余熱を取入れる採熱部材に於いて、該採熱部材が容器と、該容器の中心部に装着されかつ循環水を流送する配管と、該配管を両側から挟着する容器内の潜熱蓄熱材と、該潜熱蓄熱材に挿装しかつ、その先端を容器の外部に露出させた棒状又は平板状の熱伝導材とでなり、該採熱部材により加温された循環水を循環ポンプ手段で循環流送する配管と、該配管からの加温された循環水を導入して地表面の融雪・解氷を行なう融雪舗装体とで構成されたことを特徴とする屋内の余熱を利用した道路融雪システムを提供する。
このような構成としたので、生活や商業活動・工業生産活動時に発生するボイラー等の排熱並びに家屋内の暖房の余熱を利用することにより舗装道路や広場、駐車場等の積雪を融かし、凍結の防止に役立て、融雪に於ける連続運転についても循環ポンプの電力消費のみで済むため非常に廉価であり、殊に容器の中心部に備えた配管が特異な固定部品を要することなく容器内の潜熱蓄熱材で容器内に挟着でき、組立作業性を向上させると共に熱伝導材が容器の外部に露出させ、暖房器又はボイラーの余熱を高効率に吸収でき自然にも優しい省エネルギーシステムを提供できる効果がある。

請求項２記載の発明によれば、屋内に設置した暖房器又はボイラーの排熱・余熱を取入れる排気管を備えた採熱部材に於いて、該採熱部材が容器と、該容器の中心部に装着されかつ循環水を流送する配管と、該配管を両側から挟着する容器内の潜熱蓄熱材と、該潜熱蓄熱材に挿装しかつ、その先端を容器の外部に露出させた棒状又は平板状の熱伝導材とでなり、一方で該採熱部材により加温された循環水を循環ポンプ手段で循環流送する配管と、該配管からの加温された循環水を導入して地表面の融雪・解氷を行なう融雪舗装体とで構成し、他方で前記排気管を外壁から貫通して配置すると共に、該排気管の端部に接続するラジエータと、該ラジエータからの加温された高温循環水を導入して地表面の融雪・解氷を行う融雪舗装体とで構成されたことを特徴とする屋内の余熱を利用した道路融雪システムを提供する。
このような構成としたので、生活や商業活動・工業生産活動時に発生するボイラー等の排熱並びに家屋内の暖房の余熱を利用することにより舗装道路や広場、駐車場等の積雪を融かし、凍結の防止に役立て、融雪に於ける連続運転についても循環ポンプの電力消費のみで済むため非常に廉価であり、殊に容器の中心部に備えた配管が特異な固定部品を要することなく容器内の潜熱蓄熱材で容器内に挟着でき、組立作業性を向上させると共に熱伝導材が容器の外部に露出させ、暖房器又はボイラーの余熱を高効率に吸収でき自然にも優しい省エネルギーシステムを提供できると共に、一方では採熱部材からまた、他方ではラジエータから融雪舗装体に高温水を流送するので、融雪舗装体の上面に積雪しまたは氷結した雪又は氷を相乗的効果で融雪等することができるという効果がある。

請求項３記載の発明によれば、前記採熱部材が蓄熱構造体でなることを特徴とする請求項１又は２記載の屋内の余熱を利用した道路融雪システムを提供する。
このような構成としたので、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、暖房器又はボイラーからの余熱を効率良く自然に採熱し、配管内の循環水へ高効率で伝達しかつ熱移動を行なわせるので、熱ロスを削減し、省エネルギー化対策を実現できる効果がある。

請求項４記載の発明によれば、前記採熱部材が前記暖房器又はボイラーに接続されかつその余熱を流送する排気管と、該排気管を囲撓する採熱管とで構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の屋内の余熱を利用した道路融雪システムを提供する。
このような構成としたので、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、暖房器又はボイラーから外部に放出される熱エネルギーを融雪舗装体に有効活用できるという効果がある。

請求項５記載の発明によれば、前記採熱部材が前記暖房器又はボイラーに接続されかつその余熱を流送する排気管と、該排気管を囲撓する採熱管と、該排気管と採熱管との間に介装した蓄熱材とで構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の屋内の余熱を利用した道路融雪システムを提供する。
このような構成としたので、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、暖房器又はボイラーから外部に放出される熱エネルギーを排気管と採熱管の間に介装される蓄熱材で蓄熱し、融雪舗装体に利用する熱エネルギーを長期に渉り温存でき、融雪機能を常備できるという効果がある。

請求項６記載の発明によれば、前記採熱部材が屋外に設置されたことを特徴とする請求項１又は２記載の屋内の余熱を利用した道路融雪システムを提供する。
このような構成としたので、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、屋内に於ける配管長を短く設定でき、工事費を削減できると共に屋内の美麗化や有効スペースを拡大できるという効果がある。

請求項７記載の発明によれば、前記採熱部材が断熱材に装着したことを特徴とする請求項１又は２記載の屋内の余熱を利用した道路融雪システムを提供する。
このような構成としたので、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、採熱部材が断熱材により外部に熱を放出することを防止し、熱ロスを削減し融雪機能の向上を図ることができるという効果がある。

請求項８記載の発明によれば、前記融雪舗装体が前記配管に接続する放熱管を埋設したことを特徴とする請求項１又は２記載の屋内の余熱を利用した道路融雪システムを提供する。
このような構成としたので、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、融雪舗装体による融雪機能がさらに合理的・効率的に向上するという効果がある。

以下、本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムの実施の形態について添付図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムを示すシステム概要図である。
図２は、図１に示す特に、蓄熱構造体でなる採熱部材の各部位の断面図であって、（ａ）は図１の矢視Ｂ−Ｂ線方向の断面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｃ−Ｃ線方向の断面図である。
図３は、図１に於ける融雪舗装体の内部構造を示すものであって、図１の矢視Ｆ−Ｆ線方向の垂直断面図である。

Ｄは工場や商業用ビル等建物の屋内であり、その床面Ｄ１等には例えば、強制給排気型（ＦＦ型）や強制排気型（ＦＲ型）のストーブ等の暖房器４３を設置している。該暖房器４３は例えば、工場内に於ける作業者等が部品の組立作業をし易くするために稼動するもので冬期に屋内Ｄに熱風を放出する。この熱風により屋内Ｄの空気は暖かくなり、矢印Ｅに示すように空気熱、つまり暖房器４３の排熱や余熱が屋内Ｄの所定部位に設置した採熱部材４４に伝導する。

該採熱部材４４は図１に示すものは、蓄熱構造体で構成されるものであるが、本発明はこれに限定されず、屋内の空気熱Ｅや暖房器４３の排熱若しくは余熱を吸収する構成のものであればよい。該採熱部材４４は例えば、矩形状や円筒状の容器４４ａを備え、この容器４４ａ内に蓄熱材、詳しくは潜熱蓄熱材４４ｂを充填する。この潜熱蓄熱材４４ｂはパラフィン等の無機系材料や硫酸ナトリウム水和物、塩化カルシウム水和物等の有機系材料で作製される。

そして、該容器４４ａ内に於いて、図２（ａ）、（ｂ）に示すように例えば、該容器４４ａの左・右幅長Ｓの略中心部及び前・後幅長Ｌに該１本の配管４４ｃを該容器４４ａの上部から下部に渉り往復上向、下向に垂直に均等に装着している。該配管４４ｃは別異の固定部品を使用することなく、その両側から前記潜熱蓄熱材４４ｂで挟着・固定されている。また、前記潜熱蓄熱材４４ｂには図１及び図２（ａ）、（ｂ）から分るように例えば、容器４４ａの上・下の左・右に３段に及び該容器４４ａの前・後幅長Ｌに例えば、５列の熱伝導材４４ｄを挿装している。尚、上述した採熱部材４４は保有した熱エネルギーが外部に放出しないように断熱材を装着することもできる。また、前記配管４４ｃは該容器４４ａに水平方向に配置し、又該容器４４ａ内に例えばうず巻状に配置してもよい。

この熱伝導材４４ｄは本実施の形態の例によれば、３０本であるが、本発明はこれに限定せず、その設置数は暖房器４３等の排熱量若しくは余熱量により又、本発明に係る道路融雪システムの規模や設計思想により適宜設計変更する。尚、本発明は、図４に示すようにこの熱伝導材４４ｄを備えない構造を有する採熱部材４４を適用してもよい。

前記熱伝導材４４ｄは図１に示すように全体が略八字状に配置され、その材料、材質は熱伝導率が高いものが選定され、ヒートパイプで構成してもよく、アルミニューム、鉄のような金属材料で構成する。また、該熱伝導材４４ｄは棒状や矩形の平板状等で構成されるが、屋内Ｄの空気熱量や暖房器４３の余熱量等により適宜形状変更が可能である。

４５、４６は前記採熱部材４４に装置された配管４４ｃと同一のもの又は別異のもので構成される配管であって、一方、他方の配管で構成される。そして、一方の配管４５はその一端が配管４４ｃの出口側に連結され、循環ポンプ手段４７を介してその他端が後述する融雪舗装体４８に接続している。また他方の配管４６はその一端が配管４４ｃの入口側に連結され、その他端は前記融雪舗装体４８に接続している。而して、前記配管４４ｃは前記一方、他方の配管４５、４６で兼用し、本発明に係る道路融雪システムは単一の配管で構成することもできる。
尚、上述に於いて、循環ポンプ手段４７は他方の配管４６に装備してもよい。また、屋内Ｄの空気熱Ｅ又は余熱若しくは排熱は暖房器４３に係るものであるが、本発明はこの暖房器４３に代えてボイラー５２の余熱や排熱を利用する技術にも適用できる。

前記融雪舗装体４８は図３に示すように、例えば、地盤４９上に舗装部５０を備え、この舗装部５０内に装置する。そして、該融雪舗装体４８の表面は舗装部５０の上面と面一に形成する。この該融雪舗装体４８の表面及び舗装部５０の上面は大地表面と同一面になる。

また、該融雪舗装体４８は例えば全体が略矩形状の箱体に形成され、その内部に図１及び図３に示すように放熱管４８ａが一本の配管で構成され、その略左側端４８ｂから略右側端４８ｃまで往復橋架状に一連に埋設している。該放熱管４８ａの一端及び他端は前記一方の配管４５及び他方の配管４６に接続している。
そして、冬期に於いて、この発明に係るシステムを稼動すれば該融雪舗装体４８の上面に積雪した雪５１や凍結した氷を融雪又は解氷することができる。
また、前記放熱管４８ａは一方、他方の配管４５、４６で兼用してもよく、前記採熱部材４４に装着した配管４４ｃを含めて本発明のシステム全体で単一（１本）の配管で構成することも可能であり、設置工費や管作製費を大幅に削減できる。

次に、本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムの実施の形態について動作等を説明する。

先づ、冬期に屋内Ｄに設置した暖房器４３又はボイラー５２を稼動すると、該暖房器４３やボイラー５２から排熱が発生され、屋内Ｄの空気熱Ｅが所定温度まで暖められ、その排熱や余熱つまり、室温が屋内Ｄの所定部位に設置した採熱部材４４に伝導する。具体的には、該採熱部材４４の熱伝導材４４ｄに排熱（余熱）が伝わり、その熱エネルギーは該熱伝導材４４ｄを通じて潜熱、顕熱を取入れる蓄熱材としての例えば潜熱蓄熱材４４ｂで採熱される。一方、図４の採熱部材４４に示すように前記暖房器４３やボイラー５２からの排熱や余熱が熱伝導材４４ｄを介さず直接に容器４４ａから潜熱蓄熱材４４ｂへ矢印Ｇ方向に吸収され、かつ矢印Ｈ方向に熱エネルギーが移動する。

ここで、前記採熱部材４４の略中心部に挟着・固定された配管４４ｃ内には予め循環水が流送している。そして、上述したように、熱伝導材４４ｄを経由して又は直接に潜熱蓄熱材４４ｂから熱エネルギーを伝導し、該配管４４ｃを加温する。而して、配管４４ｃ内の循環水は所定温度で加温され、この加温された循環水は該配管４４ｃから一方の配管４５を経由して融雪舗装体４８の放熱管４８ａに循環ポンプ手段４７により圧送される。そして、該融雪舗装体４８の上面に積雪し又は氷結した雪５１又は氷を融雪、解氷する。

さらに、加温された循環水は該放熱管４８ａから他方の配管４６を経由して、前記採熱部材４４の配管４４ｃへ循環流送する。この繰返し動作で該融雪舗装体４８の上面に積雪した雪５１等を省エネルギーであってかつ合理的・円滑に完全に溶融すること及び解氷することができる。
尚、上述した採熱部材４４の配管４４ｃ、一方、他方の配管４５、４６又は放熱管４８ａに不凍液を注入し、管内の該循環水の凍結を防止することもできる。
また、上述した熱伝導媒体としての循環水はこれに代えて空気等の気体でも差支えなく、その場合、前記循環ポンプ手段４７はブロア等の送風手段で代替する。

次に、本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムに於ける実施例１について詳細に説明する。

図５は、本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムに於ける実施例１を示すシステム概要図である。
図６は、図５に示す採熱部材の一つの変形例を示す図であって、（ａ）はその水平断面概要図、（ｂ）はその斜視概要図である。
図７は、図５に示す採熱部材の他の変形例を示す図であって、（ａ）はその水平断面概要図、（ｂ）はその斜視概要図である。

屋内Ｄの床面Ｄ１等に設置した暖房器４３又はボイラー５２にはその排出口（図示せず）に排気管４４ｅを接続・連結しており、該排気管４４ｅは外壁Ｄ２を貫通して、排気Ｊを屋外Ｑに排出する。この排気Ｊは該暖房器４３等の排熱（余熱）を保有しており、この排熱・余熱を該排気管４４ｅから前記採熱部材４４により採取する。具体的には、図５に示すように例えば該採熱部材４４は屋内Ｄの例えば外壁Ｄ２の内面付近等の部位に設置する。そして、暖房器４３等の該排気管４４ｅの一部の適宜部位に採熱管４４ｆを巻装する。この採熱部材４４の排気管４４ｅを巻装した採熱管４４ｆの巻回数は例えば１０ないし２０回程度の所望数回で構成される。そして、該採熱管４４ｆの入口側は、前記融雪舗装体４８の出口側に接続・連結されかつ循環ポンプ手段４７を介設した他方の配管４６を接続・連結している。また、該採熱管４４ｆの出口側は、前記融雪舗装体４８の入口側に接続・連結された一方の配管４５を接続・連結している。４４ｇは断熱材であって、該採熱部材４４に装着しており、保有しかつ蓄熱した熱エネルギーが外部に放出しないように構成する。

尚、上述に於いて、採熱管４４ｆは一方、他方の配管４５、４６若しくは放熱管４８ａと同材質、同一材料のもので代替してもよく、また、該採熱部材４４を管構造体に代えて層状構造物とし、採熱管４４ｆを循環水層構造体に構成することにより、本発明の目的を達成することができる。

本実施例１は上述した構成であり、先づ、冬期に屋内Ｄに設置した暖房器４３又はボイラー５２を稼動すると、該暖房器４３やボイラー５２から排熱が発生され、該採熱部材４４の一部を構成する排気管４４ｅに排熱・排気が伝わり、その熱エネルギーは該排気管４４ｅを通じて採熱管４４ｆが採熱する。ここで、前記採熱管４４ｆ内には予め循環水が旋回・流送しており、該採熱管４４ｆ内の循環水は所定温度で加温され、この加温された循環水は該採熱管４４ｆから一方の配管４５を経由して融雪舗装体４８の放熱管４８ａに流送される。そして、該融雪舗装体４８の上面に積雪し又は氷結した雪５１又は氷を融雪、解氷する。

さらに、加温された循環水は該放熱管４８ａから他方の配管４６を経由して、循環ポンプ手段４７により圧送され前記採熱部材４４の採熱管４４ｆへ循環流送する。この繰返し動作で該融雪舗装体４８の上面に積雪した雪５１等を省エネルギーであってかつ合理的・円滑に完全に溶融すること及び解氷することができる。
尚、上述した採熱部材４４の採熱管４４ｆ、一方、他方の配管４５、４６又は放熱管４８ａに不凍液を注入し、管内の該循環水の凍結を防止することもできる。
また、上述した採熱部材４４は図５の破線で示すように、外壁Ｄ２の外側配管すなわち排気管４４ｅを屋外に引廻し、これに設置してもよい。
さらに、上述した熱伝導媒体としての循環水はこれに代えて空気等の気体でも差支えなく、その場合、前記循環ポンプ手段４７はブロア等の送風手段で代替する。

また、上述した採熱部材４４の一つの変形例としては図６に示す構造例がある。すなわち排気管４４ｅと採熱管４４ｆの間に前記発明の実施の形態で採用した図１、図２に示すような蓄熱材としての潜熱蓄熱材４４ｈを介装する。このように構成したので、加温された循環水は矢印Ｋ方向から矢印Ｍ方向に流送され、該潜熱蓄熱材４４ｈにより暖房器４３等からの排熱・余熱の熱エネルギーを屋内Ｄのほかの部分へ排出することなく、本発明のシステムが稼動中常に排熱・余熱の熱エネルギーを蓄熱することができ、長期に渉り融雪機能を発揮することができる。

また、上述した採熱部材４４の他の変形例としては図７に示す構造例がある。すなわち、採熱管４４ｆに代えて循環水層４４ｉを備え、排気管４４ｅと循環水層４４ｉの間に前記発明の実施の形態で採用した図１、図２に示すような蓄熱材としての潜熱蓄熱材４４ｈを介装する。この循環水層４４ｉの両端はそれぞれ前述した一方の配管４５及び他方の配管４６に接続・連結され、排気管４４ｅによりその内部を流送する循環水が加温される。このように構成したので、加温された循環水は矢印Ｋ方向から矢印Ｍ方向に流送され、該潜熱蓄熱材４４ｈにより暖房器４３等からの排熱・余熱の熱エネルギーを屋内Ｄのほかの部分へ排出することなく、本発明のシステムが稼動中常に排熱・余熱の熱エネルギーを蓄熱することができ、長期に渉り融雪機能を発揮することができる。

前記採熱部材４４のその他の変形例としては、排気管４４ｅの周囲に空気又は循環水が流れる層、つまり循環水層４４ｉを装着する構造例や該採熱管４４ｆ又は循環水層４４ｉの外周に断熱材４４ｇ及び潜熱蓄熱材４４ｈを装着する構造例等各種の構造例を適用してもよい。

上述した実施例１に於ける本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムのほかの構成や動作等は上述した本発明の実施の形態のものと略同一であり、その説明を省略する。

次に本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムに於ける実施例２について詳細に説明する。

図８は本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムに於ける実施例２を示すシステム概要図であって、前述した図５に示す実施例１のシステム構成の変形例である。当該実施例２は前述した実施例１に示す排気管４４ｅが外壁Ｄ２を貫通させて屋外Ｑに引き出し、その端部４４ｅ１に例えば、フレキシブル配管５６を接続しこのフレキシブル配管５６にラジエータ（熱交換器）５７を備えてこのラジエータ５７から循環流送される温水を融雪舗装体４８に流送し、雪５１又は氷を融雪、解氷しようとする技術である。
以下、これについて詳述し、当該実施例２を明らかにする。

屋内Ｄの床面Ｄ１等に設置した暖房器４３又はボイラー５２にはその排出口（図示せず）に排気管４４ｅを接続・連結しており、該排気管４４ｅは外壁Ｄ２を貫通して、排気Ｊを屋外Ｑに排出する。この排気Ｊは該暖房器４３等の排熱（余熱）を保有しており、この排熱・余熱を該排気管４４ｅからフレキシブル配管５６に排出する。前記排気管４４ｅの端部４４ｅ１にフレキシブル配管５６の一端を接続する。該フレキシブル配管５６は例えばアルミ材料等の柔軟性金属材料で作製される配管であって、折り曲げ変形自在であり、負荷としての融雪舗装体４８の設置位置や設置場所に対応できるようにしている。
尚、前記排気管４４ｅは図８の破線で示すように、屋外Ｑに引き回してもよい。

前記フレキシブル配管５６の他端は例えば、四角錐状スラウド５８に固定されている。この四角錐状スラウド５８はカバーとしての機能を有し、ラジエータ５７の入口側に固定され該フレキシブル配管５６から流送された排熱（余熱）を屋外Ｑへ漏洩することなくラジエータ５７へ流送する。該ラジエータ５７は入口管５７ａ及び出口管５７ｂを備え、このラジエータ５７の働きにより生成された高温水を該出口管５７ｂから一方の配管４５へ、更に融雪舗装体４８の放熱管４８ａ、他方の配管４６及び出口管５７ｂに循環ポンプ手段４７で循環流送し、圧送する。尚、図中５９は断熱部材であり、前記フレキシブル配管５６に囲撓し、該フレキシブル配管５６の外表面から熱の放散を防止する。本発明システムに於いては必ずしも該断熱部材を設ける必要はない。
また、上述したフレキシブル配管５６は可変不能な固定配管に代替させてもよい。

前記ラジエータ（熱交換器）５７について詳述すれば、図９に示すものは該ラジエータ５７の一例である。ラジエータ５７は融雪舗装体４８で融雪作用等により温度低下した冷水とフレキシブル配管５６からの排熱風Ｗとの間で熱交換することにより冷水を加温する熱交換器であり、高温水は循環ポンプ手段４７によって融雪舗装体４８から一方、他方の配管４５、４６を通じてラジエータ５７へ循環している。図中、５７ｃはコンデンサ、５７ｄはラジエータ５７の本体部である。

図中、４４は採熱部材であり破線で示すように屋内Ｄ又は屋外Ｑに配設するが、本実施例３に示す道路融雪システムには必ずしも設ける必要はない。具体的には、図８に示すように例えば該採熱部材４４は屋内Ｄの例えば外壁Ｄ２の内面付近等の部位に設置する。そして、該採熱部材４４は前記図５に示すものと略同一のものを適用する。すなわち暖房器４３等の該排気管４４ｅの一部の適宜部位に採熱管４４ｆを巻装する。この採熱部材４４の排気管４４ｅを巻装した採熱管４４ｆの巻回数は例えば１０ないし２０回程度の所望数回で構成される。４４ｇは断熱材であって、該採熱部材４４に装着しており、保有しかつ蓄熱した熱エネルギーが外部に放出しないように構成する。

本実施例２は上述した構成であり、先づ、冬期に屋内Ｄに設置した暖房器４３又はボイラー５２を稼動すると、該暖房器４３やボイラー５２から排熱が発生され、屋内Ｄの空気熱Ｅが所定温度まで暖められる。また、該採熱部材４４の一部を構成する排気管４４ｅに排熱・排気が伝わり、その熱エネルギーで該排気管４４ｅ自体が温められ、該排気管４４ｅを通じて採熱管４４ｆが採熱する。ここで、排気管４４ｅ内には暖房器４３又はボイラー５２から排熱が流送され、この排気Ｊはフレキシブル配管５６を経由して四角錐状スラウド５８及びラジエータ５７に排熱風Ｗを流送する。該ラジエータ５７内の循環水は所定温度まで加温され、この加温された高温循環水は一方の配管４５を経由して融雪舗装体４８の放熱管４８ａに流送される。そして、該融雪舗装体４８の上面に積雪し又は氷結した雪５１又は氷を融雪、解氷する。

さらに、加温された高温循環水は該放熱管４８ａから他方の配管４６を経由して、循環ポンプ手段４７により圧送されラジエータ５７へ循環流送する。この繰返し動作で該融雪舗装体４８の上面に積雪した雪５１等を省エネルギーであってかつ合理的・円滑に完全に溶融すること及び解氷することができる。

上述した実施例２に於ける本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムのほかの構成や動作等は上述した本発明の実施の形態のものと略同一であり、その説明を省略する。

次に、本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムに於ける実施例３について詳細に説明する。

図１０は、本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムに於ける実施例３を示すシステム概要図であって、前述した図５に示す実施例１のシステム構成の変形例である。当該実施例３は前記実施例１と前記実施例２を組合せた構成で成立する技術である。

屋内Ｄの床面Ｄ１等に設置した暖房器４３又はボイラー５２にはその排出口（図示せず）に排気管４４ｅを接続・連結しており、該排気管４４ｅは外壁Ｄ２を貫通して、排気Ｊを屋外Ｑに設置したラジエータ５７に排出する。この排気Ｊは該暖房器４３等の排熱を保有しており、この排熱を該排気管４４ｅから前記採熱部材４４により採取する。

具体的には、図１０に示すように例えば該採熱部材４４は屋内Ｄの例えば外壁Ｄ２の内面付近等の部位に設置する。そして、暖房器４３等の該排気管４４ｅの一部の適宜部位に採熱管４４ｆを巻装する。この採熱部材４４の排気管４４ｅを巻装した採熱管４４ｆの巻回数は例えば１０ないし２０回程度の所望数回で構成される。そして、該採熱管４４ｆの入口側は、前記融雪舗装体４８の出口側に接続・連結されかつ循環ポンプ手段４７を介設した他方の配管４６を接続・連結している。

また、該採熱管４４ｆの出口側は、前記融雪舗装体４８の入口側に接続・連結された一方の配管４５を接続・連結している。４４ｇは断熱材であって、該採熱部材４４に装着しており、保有しかつ蓄熱した熱エネルギーが外部に放出しないように構成する。また、さらに前述の構成に加えて、前記排熱・余熱を流送する排気管４４ｅの端部に前記四角錐スラウド５８を備えたラジエータ５７を配設する。このラジエータ５７から循環流送される温水を融雪舗装体４８に流送し、雪５１又は氷を融雪、解氷する。

この四角錐スラウド５８はカバーとしての機能を有し、ラジエータ５７の入口側に固定された排気管４４ｅから流送された排熱（余熱）を屋外Ｑへ漏洩することなくラジエータ５７へ流送する。該ラジエータ５７は図９に示すように入口管５７ａ及び出口管５７ｂを備え、このラジエータ５７の働きにより生成された高温水を該出口管５７ｂから一方の配管４５ａへ、更に融雪舗装体４８の放熱管４８ａ、他方の配管４６ａ及び入口管５７ａに循環ポンプ手段４７で循環流送し、圧送する

本実施例３は上述した構成であり、先づ、冬期に屋内Ｄに設置した暖房器４３又はボイラー５２を稼動すると、該暖房器４３やボイラー５２から排熱が発生され、屋内Ｄの空気熱Ｅが所定温度まで暖められる。また、該採熱部材４４の一部を構成する排気管４４ｅ自体が温められ、排気管４４ｅに排熱（余熱）が伝わり、その熱エネルギーは該排気管４４ｅを通じて採熱管４４ｆが採熱する。ここで、一方に於いては前記採熱管４４ｆ内には予め循環水が旋回・流送しており、該採熱管４４ｆ内の循環水は所定温度で加温され、この加温された循環水は該採熱管４４ｆから一方の配管４５を経由して融雪舗装体４８の放熱管４８ａに流送される。そして、該融雪舗装体４８の上面に積雪し又は氷結した雪５１又は氷を融雪、解氷する。さらに、加温された循環水は該放熱管４８ａから他方の配管４６を経由して、循環ポンプ手段４７により圧送され前記採熱部材４４の採熱管４４ｆへ循環流送する。この繰返し動作で該融雪舗装体４８の上面に積雪した雪５１等を省エネルギーであってかつ合理的・円滑に完全に溶融すること及び解氷することができる。また、他方に於いては排気管４４ｅ内には暖房器４３又はボイラー５２から排熱が流送され、この排気Ｊはフレキシブル配管５６を経由して四角錐状スラウド５８及びラジエータ５７に図９に示す排熱風Ｗを流送する。該ラジエータ５７内の循環水は所定温度まで加温され、この加温された高温循環水は一方の配管４５ａを経由して融雪舗装体４８の放熱管４８ａに流送される。そして、該融雪舗装体４８の上面に積雪し又は氷結した雪５１又は氷を融雪、解氷する。

さらに、加温された循環水は該放熱管４８ａから他方の配管４６ａを経由して、循環ポンプ手段４７により圧送され前記採熱部材４４の採熱管４４ｆへ循環流送する。この繰返し動作で該融雪舗装体４８の上面に積雪した雪５１等を省エネルギーであってかつ合理的・円滑に完全に溶融すること及び解氷することができる。
このように実施例３によれば、一方では採熱部材４４からまた、他方ではラジエータ５７から融雪舗装体４８に高温水を流送するので、融雪舗装体４８の上面に積雪しまたは氷結した雪５１又は氷を相乗的効果で融雪等することができるという特徴がある。

上述した実施例３に於ける本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムのほかの構成や動作等は上述した本発明の実施の形態のものと略同一であり、その説明を省略する。

次に本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムに於ける実施例４について詳細に説明する。

図１１は、本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムに於ける実施例４を示すシステム概要図である。

図１１に於いて屋内Ｄの床面Ｄ１等に設置した暖房器４３又はボイラー５２には屋内Ｄに排熱・余熱を排出しており、天井Ｒの面には排熱・余熱取入手段としての空調機６０を配置している。この空調機６０は流送ダクト６１を接続している。流送ダクト６１は外壁Ｄ２を貫通して、排熱・余熱に係る排気Ｊを外壁Ｄ２の壁面に設置したラジエータ５７に排出する。この排気Ｊは該暖房器４３等の排熱（余熱）を吸入している。また、一方でこの排熱・余熱を該流送ダクト６１に備えた前記採熱部材４４により採取する。具体的には、図１１に示すように例えばラジエータ５７は屋外Ｑの例えば外壁Ｄ２の内、外壁面の部位に設置する。この採熱部材４４は前述した図５に示すような構成であり、流送ダクト６１を内装しておりその構成は、例えば採熱管の巻回数は例えば１０ないし２０回程度の所望数回で構成される。前記流送ダクト６１の端部にラジエータ５７を配設する。
このラジエータ５７から循環流送される温水を融雪舗装体４８に流送し、雪５１又は氷を融雪、解氷する。

本実施例４によれば排気管４４ｅを備えることなく、流送ダクト６１から流送された排熱（余熱）を屋外Ｑへ漏洩することなくラジエータ５７へ流送する。該ラジエータ５７は図９に示すように入口管５７ａ及び出口管５７ｂを備え、このラジエータ５７の働きにより生成された高温水を該出口管５７ｂから一方の配管４５へ、更に融雪舗装体４８の放熱管４８ａ、他方の配管４６及び入口管５７ａに循環ポンプ手段４７で循環流送し、圧送する。そして簡易な構成手段により該融雪舗装体４８の上面に積雪しまたは氷結した雪５１又は氷を融雪、解氷する。図中、６２はスラブである。

上述した実施例４に於ける本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムのほかの構成や動作等は上述した本発明の実施の形態のものと略同一であり、その説明を省略する。

本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムに於ける実施の形態を示すシステム概要図である。 図１に示す特に、蓄熱構造体でなる採熱部材の各部位の断面図であって、（ａ）は図１の矢視Ｂ−Ｂ線方向の断面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｃ−Ｃ線方向の断面図である。 図１に於ける融雪舗装体の内部構造を示すものであって、図１の矢視Ｆ−Ｆ線方向の垂直断面図である。 図１に示す採熱部材の動作を示す概要図である。 本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムに於ける実施例１を示すシステム概要図である。 図５に示す採熱部材の一つの変形例を示す図であって、（ａ）はその水平断面概要図、（ｂ）はその斜視概要図である。 図５に示す採熱部材の他の変形例を示す図であって、（ａ）はその水平断面概要図、（ｂ）はその斜視概要図である。 本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムに於ける実施例２を示すシステム概要図である。 本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムに於ける実施例２に適用するラジエータの一例を示す斜視図である。 本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムに於ける実施例３を示すシステム概要図である。 本発明に係る屋内の余熱を利用した道路融雪システムに於ける実施例４を示すシステム概要図である。 従来の技術に於ける第１の例を示す融雪装置の斜視図である。 従来の技術に於ける第２の例を示す屋根用融雪装置の側面図である。 従来の技術に於ける第３の例を示す融雪システムの構成図である。

４３ 暖房器
４４ 採熱部材
４４ａ 採熱部材の容器
４４ｂ 採熱部材の潜熱蓄熱材（蓄熱材）
４４ｃ 採熱部材の配管
４４ｄ 採熱部材の熱伝導材
４４ｅ 採熱部材の排気管（暖房器等の排気管）
４４ｆ 採熱部材の採熱管
４４ｇ 採熱部材の断熱材
４４ｈ 採熱部材の潜熱蓄熱材
４４ｉ 採熱部材の循環水層
４５ 一方の配管
４５ａ 一方の配管
４６ 他方の配管
４６ａ 他方の配管
４７ 循環ポンプ手段
４８ 融雪舗装体
４８ａ 融雪舗装体の放熱管
４８ｂ 融雪舗装体の左側端
４８ｃ 融雪舗装体の右側端
４９ 地盤
５０ 舗装部
５１ 雪
５２ ボイラー
５６ フレキシブル配管
５７ ラジエータ
５７ａ ラジエータの入口管
５７ｂ ラジエータの出口管
５７ｃ ラジエータのコンデンサ
５７ｄ ラジエータの本体部
５８ 四角錐状スラウド
５９ 断熱部材
６０ 空調機（排熱・余熱取入手段）
６１ 流送ダクト
６２ スラブ
Ｄ 屋内
Ｄ１ 屋内の床面
Ｄ２ 屋内の外壁
Ｅ 空気熱（余熱・排熱）
Ｊ 排気
Ｓ 容器の左・右幅長
Ｌ 容器の前・後幅長
Ｑ 屋外
Ｒ 天井
Ｗ 排熱風

Claims (8)

1. 屋内に設置した暖房器又はボイラーの余熱を取入れる採熱部材に於いて、該採熱部材が容器と、該容器の中心部に装着されかつ循環水を流送する配管と、該配管を両側から挟着する容器内の潜熱蓄熱材と、該潜熱蓄熱材に挿装しかつ、該潜熱蓄熱材の先端を容器の外部に露出させた棒状又は平板状の熱伝導材とでなり、該採熱部材により加温された循環水を循環ポンプ手段で循環流送する配管と、該配管からの加温された循環水を導入して地表面の融雪・解氷を行なう融雪舗装体とで構成されたことを特徴とする屋内の余熱を利用した道路融雪システム。
2. 屋内に設置した暖房器又はボイラーの排熱・余熱を取入れる排気管を備えた採熱部材に於いて、該採熱部材が容器と、該容器の中心部に装着されかつ循環水を流送する配管と、該配管を両側から挟着する容器内の潜熱蓄熱材と、該潜熱蓄熱材に挿装しかつ、該潜熱蓄熱材の先端を容器の外部に露出させた棒状又は平板状の熱伝導材とでなり、一方で該採熱部材により加温された循環水を循環ポンプ手段で循環流送する配管と、該配管からの加温された循環水を導入して地表面の融雪・解氷を行なう融雪舗装体とで構成し、他方で前記排気管を外壁から貫通して配置すると共に、該排気管の端部に接続するラジエータと、該ラジエータからの加温された高温循環水を導入して地表面の融雪・解氷を行う融雪舗装体とで構成されたことを特徴とする屋内の余熱を利用した道路融雪システム。
3. 前記採熱部材が蓄熱構造体でなることを特徴とする請求項１又は２記載の屋内の余熱を利用した道路融雪システム。
4. 前記採熱部材が前記暖房器又はボイラーに接続されかつその余熱を流送する排気管と、該排気管を囲撓する採熱管とで構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の屋内の余熱を利用した道路融雪システム。
5. 前記採熱部材が前記暖房器又はボイラーに接続されかつその余熱を流送する排気管と、該排気管を囲撓する採熱管と、該排気管と採熱管との間に介装した蓄熱材とで構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の屋内の余熱を利用した道路融雪システム。
6. 前記採熱部材が屋外に設置されたことを特徴とする請求項１又は２記載の屋内の余熱を利用した道路融雪システム。
7. 前記採熱部材が断熱材に装着したことを特徴とする請求項１又は２記載の屋内の余熱を利用した道路融雪システム。
8. 前記融雪舗装体が前記配管に接続する放熱管を埋設したことを特徴とする請求項１又は２記載の屋内の余熱を利用した道路融雪システム。

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