JP5279779B2 - Snow melting equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、融雪装置に関するものである。 The present invention relates to a snow melting device.
従来、融雪装置は地下水を汲み上げて散水する散水方式が一般的であるが、この方式は地下水の枯渇による地盤沈下が懸念されるため、地下水の少ない地域に適したものではない。 Conventionally, a snowmelting device generally uses a watering method of pumping up groundwater and spraying it, but this method is not suitable for an area with little groundwater because there is concern about ground subsidence due to the depletion of groundwater.
そこで、例えば実開平6−40007号に開示されるようなヒートパイプを利用した融雪装置(以下、従来例という。)が提案されている。尚、ヒートパイプは、熱伝導性が高い材質から成るパイプの中に揮発性の液体を封入したもので、パイプの一端部で発生した熱を他端部へ移動させるものである。 Therefore, for example, a snow melting device using a heat pipe as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-40007 (hereinafter referred to as a conventional example) has been proposed. The heat pipe is a pipe made of a material having high thermal conductivity, in which a volatile liquid is sealed, and moves heat generated at one end of the pipe to the other end.
従来例は、このヒートパイプの一端部を道路脇などの側溝内に配設し、他端部を道路などの融雪を行う部分の下方に配設するもので、一端部において側溝内を流れる水から熱を採り、この熱を他端部に移動させて融雪を行う部分で放熱し、融雪が行われることになる。 In the conventional example, one end of the heat pipe is disposed in a side groove such as a roadside, and the other end is disposed below a snow melting portion such as a road. The heat is taken out from the heat, and the heat is moved to the other end to dissipate heat at the portion where the snow is melted, so that the snow is melted.
従って、従来例は、地下水を汲み上げることが無い為、地下水の少ない地域に適したものとなり、しかも、熱源を側溝を流れる水に求める構造のため、例えば地熱を利用するタイプの融雪装置のように土壌を深くまで掘削する手間も少なく、施工性が良い。 Therefore, the conventional example does not pump up groundwater, so it is suitable for areas with little groundwater, and because it has a structure that requires a heat source for the water flowing in the gutters, for example, a snow melting device that uses geothermal heat. There is little effort to dig deep into the soil, and workability is good.
しかしながら、従来例は、現在提案されるヒートパイプの構造上、十分な融雪効果を得る為には側溝内を流れる水の温度が約10℃以上必要とされ、使用できる場所が制限されてしまうという問題点があり(融雪が必要な寒冷地域において側溝を流れる水温が約10℃以上となる場所は極めて少ない。)、しかも、水の温度の変動による影響を受け易いという問題点がある。 However, in the conventional example, the temperature of the water flowing in the side groove is required to be about 10 ° C. or more in order to obtain a sufficient snow melting effect on the structure of the currently proposed heat pipe, and the place where it can be used is limited. There are problems (there are very few places where the temperature of the water flowing through the side groove is about 10 ° C. or higher in a cold area where snow melting is necessary), and it is easily affected by fluctuations in the temperature of the water.
本発明者は、前述した非散水式の融雪装置について更に研究開発を進め、従来にない作用効果を発揮する画期的な融雪装置を開発した。 The present inventor has further advanced research and development on the above-mentioned non-watering type snow melting apparatus, and has developed an epoch-making snow melting apparatus that exhibits unprecedented effects.
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。 The gist of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
融雪水や排水などの水が流れる流水溝1に配される第一熱交換部2と、道路や歩道や駐車スペースなどの融雪したい融雪箇所3に設けられる第二熱交換部4と、前記第一熱交換部2と前記第二熱交換部4とを連設しヒートポンプ熱交換媒体17が封入されたヒートポンプ5とで構成されており、前記第一熱交換部2は、前記流水溝1の溝内に露出状態で設けられ内部に第一熱交換媒体8が封入された第一熱交換媒体流路10を有する熱交換プレート6で構成され、この熱交換プレート6は中空の板状体であり、前記第一熱交換媒体流路10は前記熱交換プレート6内に仕切り体10cを設けて構成されており、また、前記第二熱交換部4には第二熱交換媒体13が封入され、前記ヒートポンプ5の蒸発部7には前記第一熱交換媒体流路10が連設されていることを特徴とする融雪装置に係るものである。
A first
また、請求項1記載の融雪装置において、前記第一熱交換部2の前記第一熱交換媒体8を循環せしめる第一循環路9が設けられ、この第一循環路9は前記第一熱交換媒体流路10及び前記ヒートポンプ5の蒸発部7と連設されていることを特徴とする融雪装置に係るものである。
Further, in the snow melting apparatus according to claim 1 , a
また、請求項2記載の融雪装置において、前記流水溝1はU字ブロック1Aを敷設して構成されており、前記第一循環路9は前記U字ブロック1Aを貫通して前記第一熱交換媒体流路10に連設されていることを特徴とする融雪装置に係るものである。
Further, in the snow melting apparatus according to
また、請求項1〜3いずれか1項に記載の融雪装置において、前記熱交換プレート6は、適宜な金属製の部材で形成されていることを特徴とする融雪装置に係るものである。
Moreover, the snow melting apparatus of any one of Claims 1-3 WHEREIN: The said
また、請求項1〜4いずれか1項に記載の融雪装置において、前記第二熱交換部4は、前記融雪したい融雪箇所3に設けられ内部に前記第二熱交換媒体13が封入された第二熱交換媒体流路14を有する舗装構造体11で構成され、また、前記ヒートポンプ5の凝縮部12には前記第二熱交換媒体流路14が連設されていることを特徴とする融雪装置に係るものである。
Further, in the snow melting apparatus according to any one of claims 1 to 4 , the second
また、請求項1〜5いずれか1項に記載の融雪装置において、前記第二熱交換部4の前記第二熱交換媒体13を循環せしめる第二循環路が設けられ、この第二循環路は前記第二熱交換媒体流路14及び前記ヒートポンプ5の凝縮部12と連設されていることを特徴とする融雪装置に係るものである。
Also, in the snow melting apparatus according to any one of claims 1 to 5, the second circulation path allowed to circulate the second
また、請求項5記載の融雪装置において、前記舗装構造体11はコンクリート製のブロックで構成されていることを特徴とする融雪装置に係るものである。The snow melting device according to
本発明は上述のように構成したから、地下水の少ない地域に適したものとなり、また、熱源を流水溝を流れる水に求める簡易構造のため極めて施工性が良く、しかも、ヒートポンプを利用することにより、流水溝を流れる水の温度が低温であっても融雪に必要な熱を採熱することができて場所の制限を受けず、また、水温の変動の影響を受けにくく常に安定した融雪が行えることになるなどの従来にない作用効果を発揮する画期的な融雪装置となる。 Since the present invention is configured as described above, it is suitable for an area where there is little groundwater, and because it has a simple structure that requires a heat source for the water flowing through the water channel, the workability is very good, and by using a heat pump. Even if the temperature of the water flowing through the water channel is low, the heat necessary for melting the snow can be collected, and there is no restriction on the location, and it is difficult to be affected by fluctuations in the water temperature, and stable snow melting is always possible. It becomes an epoch-making snow melting device that exhibits unprecedented operational effects.
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。 An embodiment of the present invention which is considered to be suitable will be briefly described with reference to the drawings showing the operation of the present invention.
第一熱交換部2で流水溝1を流れる水から熱を得、この熱はヒートポンプ5へ送られてヒートポンプ5内の熱交換媒体の温度は上昇せしめられ、このヒートポンプ5で温度が上昇せしめられた熱交換媒体は第二熱交換部4へ送られ、該第二熱交換部4で放熱されることにより融雪したい融雪箇所3で融雪が行われる。
Heat is obtained from the water flowing through the flowing water groove 1 in the first
本発明は、流水溝1を流れる水の温度が約1℃以上あれば第一熱交換部2で採熱してこの熱をヒートポンプ5で温度上昇せしめることができ、よって、例えば寒冷地であっても流水溝1を流れる水から得た熱を確実に融雪に利用することができる。この点は本発明者が繰り返し行った実験により確認している。
In the present invention, if the temperature of the water flowing through the water flow channel 1 is about 1 ° C. or higher, the heat can be collected by the first
従って、ヒートポンプ5を利用することにより流水溝1を流れる水が低温であっても融雪に必要な熱を採熱できるから場所の制限を受けず、また、水温の変動の影響を受けにくく常に安定した融雪が行えることになる。
Therefore, the
本発明の具体的な一実施例について図面に基づいて説明する。 A specific embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施例は、融雪水や排水などの水Wが流れる流水溝1に配される第一熱交換部2と、道路や歩道や駐車スペースなどの融雪したい融雪箇所3に設けられる第二熱交換部4と、第一熱交換部2と第二熱交換部4とを連設するヒートポンプ5とで構成されており、第一熱交換部2は流水溝1の溝内に露出状態で設けられたものである。
In the present embodiment, the first
以下、本実施例に係る構成各部について詳細な説明をする。 Hereinafter, each component according to the present embodiment will be described in detail.
流水溝1は、図1〜3に図示したように道路や歩道や駐車スペースの所定位置にコンクリート製のU字ブロック1Aを複数敷設して構成されたものである。 As shown in FIGS. 1 to 3, the flowing water groove 1 is configured by laying a plurality of concrete U-shaped blocks 1 </ b> A at predetermined positions on roads, sidewalks, and parking spaces.
このU字ブロック1Aは、底壁部1bの左右位置に側壁1aを立設したものであり、内底面の寸法は、長さ2m,巾240mmである。 This U-shaped block 1A has side walls 1a erected at the left and right positions of the bottom wall portion 1b, and the inner bottom surface has a length of 2 m and a width of 240 mm.
また、U字ブロック1Aは、左右の側壁1aのうち一方の側壁1aの下部前後位置には一対の貫通孔部1a'が設けられており、この各貫通孔部1a'夫々は後述するヒートポンプ5の第一循環路9(往路管9a及び復路管9b)が貫通するための部位である。
Further, the U-shaped block 1A is provided with a pair of through-hole portions 1a ′ at the lower front and rear positions of one of the left and right side walls 1a, and each of the through-hole portions 1a ′ is a
従って、ヒートポンプ5の第一循環路9はこの貫通孔部1a'を貫通して外部から流水溝1の溝内に配される。
Accordingly, the
尚、本実施例の設置現場にて既存のU字ブロック1Aに貫通孔部1a'を形成して第一循環路9を後付けするようにしても良いし、予め工場にてU字ブロック1Aに貫通孔部1a'を形成しておき専用のU字ブロック1Aとしても良い。
In addition, the through-hole part 1a 'may be formed in the existing U-shaped block 1A at the installation site of the present embodiment, and the
第一熱交換部2は、図1に図示したように流水溝1の溝内に配設される熱交換プレート6で構成されている。
As shown in FIG. 1, the first
この熱交換プレート6は、図1〜3に図示したように適宜な金属製の部材で形成した方形状の板状体(中空扁平箱状体)であり、長さ2m,巾23.75mm,厚み21mmである。
This
また、熱交換プレート6は、一端に第一循環路9(往路管9a)から導入される第一熱交換媒体8の導入部10aが設けられ、且つ、他端に第一循環路9(復路管9a)に導出される第一熱交換媒体8の導出部10bが設けられた第一熱交換媒体流路10を有するものであり、この第一熱交換媒体流路10は、熱交換プレート6の長さ方向に長さを有する板状の仕切り体10cを並設して形成されており、この第一熱交換媒体流路10には第一熱交換媒体8が封入される。
The
従って、この仕切り体10cの存在により、熱交換プレート6における第一熱交換媒体8に対する表面積が可及的に多くなる為、熱交換プレート6の周面(上面)に接する水Wの熱を第一熱交換媒体8に効率良く伝熱することができる。
Accordingly, since the surface area of the
本実施例に係る第一熱交換媒体流路10は、図1,2に図示したように導入部10a及び導出部10bを熱交換プレート6の一端側に設け、第一熱交換媒体8が熱交換プレート6内を該熱交換プレート6の長さ方向に一往復する形状となるように仕切り体10cを配置している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the first heat exchange
また、図4〜6は仕切り体10cの配置や形状を異ならせた第一熱交換媒体流路10の別タイプである。
4 to 6 show another type of the first heat exchange
具体的には、図4は、導入部10aと導出部10bを熱交換プレート6の左右両端部に設け、第一熱交換媒体8が熱交換プレート6内を該熱交換プレート6の長さ方向に一側から他側へ一方向に流れる形状となるように仕切り体10cを配置したタイプである。
Specifically, in FIG. 4, the
図5は、導入部10aと導出部10bを熱交換プレート6の左右両端部に設け、第一熱交換媒体8が熱交換プレート6内を該熱交換プレート6の長さ方向に蛇行して流れる形状となるように仕切り体10cを配置したタイプである。
In FIG. 5, the
図6は、導入部10a及び導出部10bを熱交換プレート6の一端側に設け、第一熱交換媒体8が熱交換プレート6内を該熱交換プレート6の長さ方向に蛇行して流れる形状となるように仕切り体10cを配置したタイプである。
In FIG. 6, the
また、熱交換プレート6の第一熱交換媒体流路10には、ヒートポンプ5の蒸発部7に設けられ第一熱交換媒体8を循環する第一循環路9が連設されており、具体的には、第一循環路9の往路管9aが第一熱交換媒体流路10の導入部10aに連結部21aを介して接続され、第一循環路9の復路管9bが第一熱交換媒体流路10の導出部10bに連結部21bを介して接続される。
The first heat exchange
第二熱交換部4は、図1に図示したように融雪したい融雪箇所3に設けられる舗装構造体11で構成されている。
The 2nd
この舗装構造体11は、コンクリート製の排水性ブロックを複数敷設して成る歩道であり、この舗装構造体11には、ヒートポンプ5の凝縮部12に設けられ第二熱交換媒体13が封入されて循環する第二熱交換媒体流路14が連設されている。
The pavement structure 11 is a sidewalk comprising a plurality laying concrete made of drainage blocks, this pavement structure 11, the second
尚、舗装構造体11としては、前述した歩道に限らず、道路や駐車スペースでも良く、更に、この舗装構造体11には、ヒートポンプ5の凝縮部12に第二熱交換部4の第二熱交換媒体13を循環する往路管と復路管とから成る第二循環路を連設し、この第二循環路を第二熱交換媒体流路14に連結部を介して連設した構造としても良いなど、本実施例の特性を発揮し得る構成であれば適宜採用し得るものである。
The pavement structure 11 is not limited to the sidewalk described above, and may be a road or a parking space. Further, the pavement structure 11 includes a
ヒートポンプ5は、図1に図示したように膨張弁15、圧縮機16を有しヒートポンプ熱交換媒体17が封入されて循環する第三循環路18内に蒸発部7、凝縮部12が設けられた公知構造のものである。
As shown in FIG. 1, the
蒸発部7には、第一熱交換媒体8を循環する第一循環路9が設けられており、この第一循環路9は往路管9aと復路管9bとで構成されている。符号19はポンプである。尚、ヒートポンプ5の蒸発部7には第一熱交換媒体流路10を直接連設するようにしても良い。
The
凝縮部12には第二熱交換媒体13を循環する第二熱交換媒体流路14が設けられており、この第二熱交換媒体流路14は、一本の管体で構成され舗装構造体11に連設されている。符号20はポンプである。尚、凝縮部12に往路管及び復路管から成る第二循環路を設け、この第二循環路を第二熱交換媒体流路14に連結部を介して接続する構成としても良い。
The condensing
以上の構成から成る本実施例に係る融雪装置による融雪について説明する。 The snow melting by the snow melting apparatus according to the present embodiment having the above configuration will be described.
先ず、第一熱交換部2で流水溝1を流れる水Wから熱を得る。
First, heat is obtained from the water W flowing through the flowing water groove 1 in the first
具体的には、ポンプ19により第一循環路9の第一熱交換媒体8は第一熱交換部2としての熱交換プレート6内(第一熱交換媒体流路10)を通過し、第一熱交換媒体8は流水溝1を流れる水Wから熱を得る。
Specifically, the first
次に、この第一熱交換媒体8で得た熱はヒートポンプ5へ送られて温度上昇せしめられる。
Next, the heat obtained by the first
具体的には、この熱を得た第一熱交換媒体8は蒸発部7の通過時に採熱されて第三循環路18のヒートポンプ熱交換媒体17に伝熱し、このヒートポンプ熱交換媒体17が圧縮機16を通過すると温度が上昇せしめられる。
Specifically, the first
このヒートポンプ5で温度上昇せしめられたヒートポンプ熱交換媒体17は第二熱交換部4へ送られ、該第二熱交換部4で放熱されることにより融雪したい融雪箇所3の雪を融雪する。
The heat pump
具体的には、この圧縮機16で温度上昇せしめられたヒートポンプ熱交換媒体17は凝縮部12の通過時に採熱されて第二熱交換媒体流路14の第二熱交換媒体13に伝熱し、この第二熱交換媒体13が第二熱交換部4としての舗装構造体11を通過することで放熱されて融雪される。
Specifically, the heat pump
よって、本実施例によれば、ヒートポンプ5を利用することにより流水溝1を流れる水Wの温度が低温であっても融雪に必要な熱を採熱できるから場所の制限を受けず、また、水温の変動の影響を受けにくく常に安定した融雪が行えることになる。
Therefore, according to the present embodiment, by using the
また、本実施例は、第一熱交換部2は、流水溝1の溝内に配設される熱交換プレート6で構成され、この熱交換プレート6には、ヒートポンプ5の蒸発部7に設けられる第一熱交換媒体8を循環せしめる第一循環路9が連設されているから、この熱交換プレート6の分だけ表面積が広く良好な採熱が達成されることになる。
In this embodiment, the first
また、本実施例は、流水溝1はU字ブロック1Aを敷設して構成されており、U字ブロック1Aには第一循環路9が貫通する貫通孔部1a'が設けられているから、既存構造に良好な融雪機能を簡易且つ確実に具備せしめることができることになる。
Further, in this embodiment, the flowing water groove 1 is configured by laying a U-shaped block 1A, and the U-shaped block 1A is provided with a through-hole portion 1a ′ through which the
また、本実施例は、熱交換プレート6は、一端に第一熱交換媒体8の導入部10aが設けられ、他端に第一熱交換媒体8の導出部10bが設けられた第一熱交換媒体流路10を有するものであるから、流水溝1の溝内に熱交換プレート6を敷設するだけで確実に採熱する機能を付与することができ、しかも、熱交換プレート6内に第一熱交換媒体8を直接流す構造の為、熱交換プレート6の表面で採った熱を効率良く確実に第一熱交換媒体8へ伝えることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施例は、熱交換プレート6は、適宜な金属製の部材(アルミ)で形成されており、採熱性に秀れている。
In the present embodiment, the
また、本実施例は、第二熱交換部4は、融雪したい融雪箇所3に設けられる舗装構造体11で構成され、この舗装構造体11には、ヒートポンプ5の凝縮部12に設けられ第二熱交換媒体13を循環する第二熱交換媒体流路14が連設されているから、融雪するに十分な熱を確実に舗装構造体11の表面に伝えて融雪することができる。
In this embodiment, the second
尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。 Note that the present invention is not limited to this embodiment, and the specific configuration of each component can be designed as appropriate.
1 流水溝
1A U字ブロック
1a' 貫通孔部
2 第一熱交換部
3 融雪箇所
4 第二熱交換部
5 ヒートポンプ
6 熱交換プレート
7 蒸発部
8 第一熱交換媒体
9 第一循環路
10 第一熱交換媒体流路
10c 仕切り体
11 舗装構造体
12 凝縮部
13 第二熱交換媒体
14 第二熱交換媒体流路
17 ヒートポンプ熱交換媒体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flowing water groove 1A U-shaped block 1a 'Through-
10 First heat exchange medium flow path
10c partition
11 Pavement structure
12 Condensing section
13 Second heat exchange medium
14 Second heat exchange medium flow path
17 Heat pump heat exchange medium
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