JP6170761B2 - Snow melting block, visually impaired person guidance block and road snow melting structure using the same - Google Patents
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Description
本発明は、融雪用ブロックと視覚障害者誘導用ブロックおよびそれを用いた道路融雪構造に関する。 The present invention relates to a snow melting block, a visually impaired person guiding block, and a road snow melting structure using the same.
降雪地帯では積雪による歩行障害を回避するために、歩道や駅のプラットホームなどに融雪用ブロックが設置されることが多い。また、視覚障害者の歩行を補助するために、表面に一定の凹凸模様を形成した視覚障害者誘導用ブロックが設置されるが、その場合に、降雪地帯では適宜の融雪用ブロックの上に凹凸パネルを貼り付けて視覚障害者誘導用ブロックとすることが行われる。その一例が、特許文献1に記載されており、そこでは、基材として厚板状コンクリートブロックを形成し、このブロック内に熱源として電気ヒーター線を配置して融雪用の熱を得るとともに、コンクリートブロック内に0.5〜3重量%のカーボン粉末またはチップを混入することで、熱伝導効率を向上させている。また、特許文献2には、電気ヒーターを備えた融雪手段(基材ブロック)の上に凹凸パネルを貼り付けてなる視覚障害者誘導用ブロックが記載されている。
In snowfall areas, snow melting blocks are often installed on sidewalks and station platforms to avoid walking obstacles due to snow accumulation. In addition, in order to assist the visually impaired's walking, a block for guiding the visually impaired with a certain uneven pattern on the surface is installed. A panel is pasted to make a visually impaired person guidance block. One example is described in
従来の融雪用ブロックは、熱源としての電気ヒーターを基材ブロック内に一体に配置した構成であり、複数の融雪用ブロックを連続的に配置するときには、1つずつ結線することが必要となる。そのために、設置作業が手間を要するとともに、結線部での断線や分離が生じないように慎重な作業が求められる。また、電気ヒーターが近くにあることから、基材ブロック内での熱伝導効率向上のための材料として、導電率の小さいカーボン粉末またはチップを混入しているが、カーボンは基本的に可燃性であり、太陽光の集光等が生じた場合に、燃えて劣化する恐れがある。 A conventional snow melting block has a configuration in which an electric heater as a heat source is integrally arranged in a base material block. When a plurality of snow melting blocks are continuously arranged, it is necessary to connect them one by one. Therefore, installation work requires labor and careful work is required so as not to cause disconnection or separation at the connection part. In addition, since the electric heater is nearby, carbon powder or chips with low conductivity are mixed as a material for improving the heat conduction efficiency in the base block, but carbon is basically flammable. Yes, there is a risk of burning and deterioration when sunlight condenses.
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、高い熱伝導効率を有しながら何らかの原因により高温状態になったとしても、劣化により熱伝導効率が低下するようなことのない、融雪用ブロックを提供することを課題とする。また、該融雪用ブロックを用いた視覚障害者誘導用ブロックを提供することを課題とする。さらに、それらの融雪用ブロックまたは視覚障害者誘導用ブロックを備えた道路融雪構造を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and even if it has a high heat conduction efficiency and becomes a high temperature state for some reason, the heat conduction efficiency does not decrease due to deterioration. An object is to provide a snow melting block. Another object of the present invention is to provide a visually impaired person guiding block using the snow melting block. It is another object of the present invention to provide a road snow melting structure including these snow melting blocks or visually impaired person guiding blocks.
本発明による融雪用ブロックは、路盤に埋め込まれる融雪用ブロックであって、セメント系材料からなる板状基材と該板状基材に埋め込まれた金属材料またはセラミックス材料からなる伝熱材料とで構成されることを特徴とする。 A snow melting block according to the present invention is a snow melting block embedded in a roadbed, and includes a plate-like base material made of a cement-based material and a heat transfer material made of a metal material or a ceramic material embedded in the plate-like base material. It is characterized by being configured.
本発明による融雪用ブロックは、セメント系材料と比較して熱伝導率の高い金属材料またはセラミックス材料を伝熱材料として用いるので、全体として高い熱伝導効率が得られる。また、本発明による融雪用ブロックは、それ自体では発熱源としての電気ヒーターを備えないので、伝熱材料として、導電率の高い金属材料やセラミックス材料を用いても短絡障害などは生じない。そして、金属材料やセラミックス材料はカーボン粉末またはチップと比較して高温安定性に富んでおり、熱劣化等が生じる恐れもない。そのために、融雪用ブロックとしての機能を長期にわたって維持することができる。 The snow melting block according to the present invention uses a metal material or ceramic material having a higher thermal conductivity than the cement-based material as a heat transfer material, so that a high heat conduction efficiency can be obtained as a whole. Further, the snow melting block according to the present invention itself does not include an electric heater as a heat source, and therefore, even if a highly conductive metal material or ceramic material is used as the heat transfer material, no short circuit failure occurs. Metal materials and ceramic materials are more stable at high temperatures than carbon powder or chips, and there is no risk of thermal degradation or the like. Therefore, the function as a snow melting block can be maintained over a long period of time.
なお、本発明による融雪用ブロックは、地熱温度の高い場所で用いる場合には、そのまま歩道等の路盤に埋め込んで用いることができる。地熱は、板状基材内に埋め込んだ熱伝導性材料を伝熱材として、融雪用ブロックの表面側に伝導され、表面に降り注ぐ雪を容易に融解する。 The snow melting block according to the present invention can be used as it is embedded in a roadbed such as a sidewalk when used in a place where the geothermal temperature is high. The geothermal heat is conducted to the surface side of the snow melting block using the heat conductive material embedded in the plate-like base material as a heat transfer material, and easily melts snow falling on the surface.
高い地熱温度が得られない箇所では、長尺状のテープ状電気ヒーターを必要な距離にわたって路盤に埋め込んでおき、その上に裏面が接するようにして融雪用ブロックを列状に配置する。この態様では、長尺状のテープ状電気ヒーターから発生する熱が、板状基材内に埋め込んだ伝熱材料を伝熱材として、融雪用ブロックの表面側に伝導され、ブロック表面の雪を確実に溶解する。長尺状のテープ状電気ヒーターを用いることで、電気ヒーターを備えた融雪用ブロックを1個ずつ結線することを必要とせず、断線や短絡の危険性は大きく低下する。 In places where high geothermal temperatures cannot be obtained, long tape-shaped electric heaters are embedded in the roadbed over a necessary distance, and snow melting blocks are arranged in a row so that the back surface is in contact therewith. In this embodiment, the heat generated from the long tape-shaped electric heater is conducted to the surface side of the snow melting block using the heat transfer material embedded in the plate-like substrate as the heat transfer material, and the snow on the block surface is removed. It dissolves reliably. By using a long tape-shaped electric heater, it is not necessary to connect snow melting blocks each equipped with an electric heater one by one, and the risk of disconnection or short circuit is greatly reduced.
本発明による融雪用ブロックにおいて、前記伝熱材料には粉末またはチップ状の金属材料またはセラミックス材料を用いることができる。好ましくは、伝熱材料は板状体であり、1枚以上の前記板状伝熱材料が前記板状基材の厚さ方向に縦向きに配置されてなることを特徴とする。この態様では、金属材料またはセラミックス材料の粉末またはチップをセメント系材料からなる板状基材内に埋め込む場合と比較して、融雪用ブロックの裏面から表面に向けての高効率かつ安定性の富んだ伝熱路が形成される。そのために、高い融雪効率を備えた融雪用ブロッとすることができる。 In the snow melting block according to the present invention, the heat transfer material may be a powder or chip-like metal material or ceramic material. Preferably, the heat transfer material is a plate-like body, and one or more of the plate-like heat transfer materials are arranged vertically in the thickness direction of the plate-like base material. In this aspect, compared with the case where a metal material or ceramic material powder or chip is embedded in a plate-like base material made of a cement-based material, the efficiency and stability from the back surface to the surface of the snow melting block are high. A heat transfer path is formed. Therefore, it is possible to provide a snow melting block having high snow melting efficiency.
板状伝熱材料を用いる融雪用ブロックの一態様では、前記板状伝熱材料の2枚以上が一方向に間隔をおいて配置されてなることを特徴とする。配置の間隔がすべて等しいことは熱分布の均一性の観点から好ましいが、異なっていても所期の目的は達成できる。 In one aspect of the snow melting block using a plate-shaped heat transfer material, two or more of the plate-shaped heat transfer materials are arranged at intervals in one direction. It is preferable that the arrangement intervals are all equal from the viewpoint of the uniformity of the heat distribution, but the intended purpose can be achieved even if they are different.
板状伝熱材料を用いる融雪用ブロックの他の態様では、前記板状伝熱材料の2枚以上が互いに交差するようにして配置されてなることを特徴とする。この態様では、一方向に間隔をおいて配置されている態様と比較して、面方向により均一な温度分布を得ることができる。板状伝熱材料の交差角度は90度が好ましいが、これに限らない。 In another aspect of the snow melting block using a plate-shaped heat transfer material, two or more of the plate-shaped heat transfer materials are arranged so as to intersect each other. In this aspect, it is possible to obtain a more uniform temperature distribution in the surface direction as compared to the aspect in which the gaps are arranged in one direction. The crossing angle of the plate heat transfer material is preferably 90 degrees, but is not limited thereto.
板状伝熱材料を用いる融雪用ブロックにおいて、板状伝熱材料は1個以上の貫通孔を有することは、より好ましい態様である。貫通孔を有することで、板状伝熱材料の両側に位置するセメント系材料は貫通孔を通して連続状態となることができ、構成上の高い安定性が得られる。貫通孔の面積が大きくなると構造的な安定性はより高くなるが、伝熱路の面積が部分的に小さくなって伝熱効率が低下する。埋め込んでいる2枚以上の板状伝熱材料のうちのどの板状伝熱材料に貫通孔を設けるか、全部の板状伝熱材料に対して設けるか、一部の板状伝熱材料に対して設けるか、また、貫通孔の面積の総和をどの程度とするか等は、融雪用ブロックが実際に埋め込まれる道路環境や自然環境を考慮して、また、実験等を行い、適宜設定すればよい。 In the snow melting block using the plate-shaped heat transfer material, it is a more preferable aspect that the plate-shaped heat transfer material has one or more through holes. By having the through hole, the cementitious material located on both sides of the plate-like heat transfer material can be continuous through the through hole, and high structural stability can be obtained. When the area of the through hole is increased, the structural stability is further increased, but the area of the heat transfer path is partially reduced and the heat transfer efficiency is lowered. Of the two or more embedded plate-shaped heat transfer materials, which plate-shaped heat transfer material is provided with a through-hole, provided for all plate-shaped heat transfer materials, or for some plate-shaped heat transfer materials The total area of the through-holes should be set appropriately in consideration of the road environment and the natural environment where the snow-melting block is actually embedded, and through experiments and the like. That's fine.
本発明による融雪用ブロックの一態様において、前記板状伝熱材料は上下の端面の双方またはいずれか一方が露出した状態で配置されていることを特徴とする。端面が露出していることで、下面側での高い受熱効率あるいは上面側での高い放熱効率を得ることができる。もちろん、板状伝熱材料は上下の端面の双方またはいずれか一方が板状基材を構成するセメント系材料により覆われていても、セメント系材料を介しての受熱および放熱は可能であり、被覆の厚みが薄い場合には、十分に所期の目的を達成することができる。さらに、融雪用ブロックの下面およびまたは上面の全部または一部に、前記板状伝熱材料は上下の端面に接するようにして、面方向に広がる第2の伝熱材料を配置してもよい。この場合、第2の伝熱材料は前記板状伝熱材料と同じ材料であってもよく異なる材料であってもよい。この態様では、さらに広い受熱面積または放熱面積が得られるので、融雪効率はより向上する。 In one aspect of the snow melting block according to the present invention, the plate-like heat transfer material is arranged in a state where both or one of the upper and lower end faces are exposed. Since the end face is exposed, high heat receiving efficiency on the lower surface side or high heat dissipation efficiency on the upper surface side can be obtained. Of course, the plate-like heat transfer material can receive and dissipate heat through the cement-based material, even if either or both of the upper and lower end surfaces are covered with the cement-based material constituting the plate-like substrate. When the thickness of the coating is thin, the intended purpose can be sufficiently achieved. Furthermore, a second heat transfer material that spreads in the surface direction may be disposed on all or part of the lower surface and / or upper surface of the snow melting block so that the plate-shaped heat transfer material is in contact with the upper and lower end surfaces. In this case, the second heat transfer material may be the same material as the plate heat transfer material, or may be a different material. In this aspect, since a wider heat receiving area or heat radiating area can be obtained, the snow melting efficiency is further improved.
本発明はさらに、路盤に埋め込まれる視覚障害者誘導用ブロックであって、上記したいずれかの融雪用ブロックとその上面側に積層された凹凸パネルとで構成されることを特徴とする視覚障害者誘導用ブロックをも開示する。上記のように、本発明による融雪用ブロックは高い伝熱効率を備えているので、その上面側に積層された凹凸パネルには融雪に必要な十分な熱量が確実に伝熱される。そのために、視覚障害者誘導用ブロックの上に雪が積もって凹凸を消し去ってしまうような事態が生じるのを確実に回避することができる。 The present invention further relates to a visually impaired person guidance block embedded in a roadbed, characterized by comprising any of the above-mentioned snow melting blocks and an uneven panel laminated on the upper surface side thereof. A guidance block is also disclosed. As described above, since the snow melting block according to the present invention has high heat transfer efficiency, a sufficient amount of heat necessary for snow melting is reliably transferred to the uneven panel laminated on the upper surface side. Therefore, it is possible to reliably avoid a situation in which snow accumulates on the visually impaired person guidance block and erases the unevenness.
本発明はさらに、路盤に敷設された長尺状のテープ状電気ヒーターと、該長尺状のテープ状電気ヒーターの上に裏面が接するようにして列状に配置された上記したいずれかの融雪用ブロックまたは視覚障害者誘導用ブロックとで構成される道路融雪構造も開示する。この道路融雪構造では、施工に当たって、掘削した路盤の凹溝に長尺状のテープ状電気ヒーターを敷設し、その上に融雪用ブロックまたは視覚障害者誘導用ブロックを配置する作業を行えばよく、従来のように1つ1つの融雪用ブロックまたは視覚障害者誘導用ブロックを電気的に結線する作業を必要としないので、施工効率は大きく向上する。また、施工後に電気的不都合(断線や短絡等)が生じるのも確実に回避することができる。 The present invention further includes a long tape-shaped electric heater laid on the roadbed, and any one of the above-described snow melting arrangements arranged in a row so that the back surface is in contact with the long tape-shaped electric heater. Also disclosed is a road snow melting structure composed of a block for use with a vehicle or a block for guiding the visually impaired. In this road snow melting structure, in the construction, a long tape-shaped electric heater may be laid in the recessed groove of the excavated roadbed, and a snow melting block or a visually impaired person guidance block may be placed on the long tape-shaped electric heater, Since it is not necessary to electrically connect the snow melting blocks or the visually impaired person guiding blocks as in the prior art, construction efficiency is greatly improved. In addition, it is possible to reliably avoid electrical inconvenience (disconnection, short circuit, etc.) after construction.
なお、本発明において、板状基材を構成する「セメント系材料」の言葉は、従来のセメント系ブロックを製造するときに用いられるセメント系材料をすべて含むものとして用いており、セメント、コンクリートおよびモルタル等、が含まれる。伝熱材料を構成する金属材料には、金、銀、銅、鉄、ステンレス、タングステン、アルミニウムなどを例示できる。コストの点から、鉄やアルミニウムは特に好ましい材料である。セラミックス材料としては、熱伝導性の高い炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウムなどを例示できる。 In the present invention, the term “cement-based material” constituting the plate-like substrate is used to include all cement-based materials used when producing conventional cement-based blocks, and includes cement, concrete and Mortar and the like are included. Examples of the metal material constituting the heat transfer material include gold, silver, copper, iron, stainless steel, tungsten, and aluminum. From the viewpoint of cost, iron and aluminum are particularly preferable materials. Examples of the ceramic material include silicon carbide, silicon nitride, and aluminum nitride having high thermal conductivity.
本発明において、板状基材を構成するセメント系材料と伝熱材料を構成する金属材料またはセラミックス材料の比率は任意であるが、板状基材が基材として求められる強度を確保できることは必要条件であり、これを考慮すると、セメント系材料に対する金属材料またはセラミックス材料の体積率は、5〜50体積%が適切である。 In the present invention, the ratio of the cement-based material constituting the plate-like substrate and the metal material or ceramic material constituting the heat transfer material is arbitrary, but it is necessary that the plate-like substrate can ensure the strength required for the substrate. Considering this, it is appropriate that the volume ratio of the metal material or ceramic material to the cement-based material is 5 to 50% by volume.
本発明によれば、高い熱伝導効率を有しながら劣化により熱伝導効率が低下することはなく、かつ製造および施行も容易な融雪用ブロックおよび該融雪用ブロックを用いた視覚障害者誘導用ブロックが得られる。さらに、それらの融雪用ブロックまたは視覚障害者誘導用ブロックを備えた道路融雪構造も得られる。 According to the present invention, a snow melting block that has high heat conduction efficiency, does not deteriorate due to deterioration, and is easy to manufacture and implement, and a visually impaired person guidance block using the snow melting block Is obtained. Further, a road snow melting structure including those snow melting blocks or visually impaired person guiding blocks can be obtained.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。図1および図2は、本発明による融雪用ブロックの一実施の形態を説明する図であり、図1において、図1(a)は融雪用ブロックA1を示し、図1(b)は融雪用ブロックA1とともに用いられる視覚障害者誘導用の凹凸パネル20(20a)を示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are diagrams for explaining an embodiment of a snow melting block according to the present invention. In FIG. 1, FIG. 1 (a) shows a snow melting block A1, and FIG. 1 (b) shows a snow melting block. The uneven | corrugated panel 20 (20a) for visually impaired guidance used with the block A1 is shown.
最初に、融雪用ブロックA1を説明する。融雪用ブロックA1は、基本的に、セメント系材料からなる板状基材1と、該板状基材1に埋め込まれた金属材料またはセラミックス材料からなる伝熱材料とで構成される。図示の例において、融雪用ブロックA1は、全体として、縦300mm、横300mm、厚さ50mmの立方体形状であり、板状基材1を構成するセメント系材料には、セメント:砂を重量比1:1で混合したモルタルが用いられている。伝熱材料としては、板状の伝熱材料10が用いられており、この例において、板状伝熱材料10には、長さ300mm、高さ50mm、厚み4mmのアルミニウム板が用いられている。
First, the snow melting block A1 will be described. The snow melting block A1 is basically composed of a plate-
図2に示すように、板状伝熱材料10は、長さ方向に等間隔に形成した5箇所の凹溝11を有している。該凹溝11は板状伝熱材料10の高さ方向の半分の深さを有している。また、長手方向の両端部12と前記凹溝11とで区画される領域、および隣接する前記凹溝11、11で区画される領域の中央部には直径5mmの貫通孔13が形成されている。
As shown in FIG. 2, the plate-shaped
融雪用ブロックA1の製造に際しては、縦300mm、横300mm、厚さ50mmの有底の型枠(不図示)が用いられ、最初に、該型枠の中に、板状伝熱材料10(10a)の5枚が、前記凹溝11の開口側を上に向けた姿勢で、凹溝11、11間の距離をおいて、互いに平行に縦向きに配置される。次に、凹溝11の開口側を下に向けた姿勢とされた板状伝熱材料10(10b)を、その凹溝11とすでに配置されている板状伝熱材料10aの凹溝11に互いに係合するようにして、立てた姿勢で上から下に向けて落とし込む。それにより、型枠内には、縦5枚と横5枚の板状伝熱材料10a、10bが互いに90度で縦横に格子状に交差した組み合わせ板状伝熱材料10cが形成される。
In manufacturing the snow melting block A1, a bottomed formwork (not shown) having a length of 300 mm, a width of 300 mm, and a thickness of 50 mm is used. First, the plate-shaped heat transfer material 10 (10a) is placed in the formwork. ) Are arranged in a vertical orientation parallel to each other at a distance between the
その後で、セメント:砂:水を重量比1:1:1で混合したモルタルを型枠内に流し込み、所定期間養生した後に、型枠を取り外すことで、図1(a)に示す形状の本発明による融雪用ブロックA1が得られる。融雪用ブロックA1において、格子状に交差した板状伝熱材料10a、10bの上下の端面はそのまま露出している。また、打設したモルタルは、格子状に交差した板状伝熱材料10によって、36個に分割されている。しかし、各板状伝熱材料10には、前記したように、長手方向の両端部12と前記凹溝11とで区画される領域、および隣接する前記凹溝11、11で区画される領域の中央部に貫通孔13が形成されているので、隣接する分割されたモルタル同士は該貫通孔13を通して互いに繋がっており、構造的安定性は得られている。この形態の融雪用ブロックA1は、各板状伝熱材料10a、10bおよび板状基材1は、ともに三次元、すなわちxyz方向に連続しており、いわゆる3−3結合を形成している。
Thereafter, a mortar mixed with cement: sand: water at a weight ratio of 1: 1: 1 is poured into the mold, and after curing for a predetermined period of time, the mold is removed and the book having the shape shown in FIG. A snow melting block A1 according to the invention is obtained. In the snow melting block A1, the upper and lower end faces of the plate-shaped
上記図1(a)に示す融雪用ブロックA1は、そのままで、歩道や野外のプラットホームでの融雪用ブロックとして用いられる。さらに、その上面に、図1(b)に示す視覚障害者誘導用の凹凸パネル20aを接着剤等を用いて積層一体化することで、図4(a)に示すように、視覚障害者誘導用ブロックB1としても用いられる。なお、図1(b)に示す凹凸パネル20aは、誘導用パネルの一例であり、例えばゴム製の本体部分21の表面に点状の突起22が一体成形されている。また、図4(b)は他の形態の視覚障害者誘導用ブロックB2を示しており、ここでは、図1(a)に示す融雪用ブロックA1の上面に、点状の突起22に変えて線状の突起23を一体成形した凹凸パネル20bを積層一体化している。なお、これらの凹凸パネル20a、20bはすでに知られたものであり、市販のものをそのまま用いることができる。
The snow melting block A1 shown in FIG. 1A is used as it is as a snow melting block on a sidewalk or an outdoor platform. Further, the
図3は、本発明による融雪用ブロックの他の実施の形態を示している。この融雪用ブロックA2は、板状伝熱材料10の形状およびその配置において、図1および図2に示した融雪用ブロックA1と異なっている。板状基材1は同じである。図3(b)に示すように、ここで用いる板状伝熱材料10は、長さ300mm、高さ50mm、厚み4mmのアルミニウム板で作られている点および等間隔で貫通孔13は形成されている点では、図2に示したものと同じであるが、凹溝11は形成されていない点で、図3に示した板状伝熱材料10と異なっている。
FIG. 3 shows another embodiment of the snow melting block according to the present invention. This snow melting block A2 is different from the snow melting block A1 shown in FIGS. 1 and 2 in the shape of the plate-shaped
融雪用ブロックA2の製造に際しては、融雪用ブロックA1の場合と同じように、型枠を用意し、その型枠の中に、5枚の板状伝熱材料10を等間隔をおいて互いに平行に縦向きに配置する。その後、融雪用ブロックA1の場合と同じようにしてモルタルを型枠内に流し込み、所定期間養生した後に、型枠から取り出すことで、図3(a)に示す形状の本発明による融雪用ブロックA2が得られる。
When manufacturing the snow melting block A2, as in the case of the snow melting block A1, a mold is prepared, and five plate-shaped
融雪用ブロックA2においても、板状伝熱材料10の上下の端面はそのまま露出している。また、打設したモルタルは、互いに平行に配置した板状伝熱材料10によって、6個に分割されているが、各板状伝熱材料10は貫通孔13を有しているので、融雪用ブロックA2においても、隣接する分割されたモルタル同士は該貫通孔13を通して互いに繋がっており、構造的安定性も得られている。なお、この形態の融雪用ブロックA2では、板状伝熱材料10は二次元、すなわちyz方向に連続しており、板状基材1は、各板状伝熱材料10が貫通孔13を有することで、三次元、すなわちxyz方向に連続しており、いわゆる2−3結合を形成している。
Also in the snow melting block A2, the upper and lower end surfaces of the plate-shaped
上記図3(a)に示す融雪用ブロックA2も、そのままで、歩道や野外のプラットホームでの融雪用ブロックとして用いることができる。さらに、その上面に、図4(a)(b)に示すような、適宜形態の視覚障害者誘導用の凹凸パネル20を、接着剤等を用いて積層一体化することで、視覚障害者誘導用ブロックBとして用いることができる。
The snow melting block A2 shown in FIG. 3A can also be used as it is as a snow melting block on a sidewalk or an outdoor platform. Furthermore, a visually-impaired person guide concave /
なお、図示しないが、図1および図3に示した融雪用ブロックA1、A2において、板状伝熱材料10に形成した貫通孔13の一部または全部を省略することもできる。例えば、図3に示した融雪用ブロックA2において、板状伝熱材料10に形成した貫通孔13のすべてを省略する、すなわちなくすこともできる。この場合には、板状伝熱材料10は二次元、すなわちyz方向に連続し、板状基材1も二次元、すなわちyz方向に連続することとなり、いわゆる2−2結合を形成する。この態様では、板状伝熱材料10が伝熱路の断面積を部分的に小さくすることとなる貫通孔13を備えないので、下面から上面への伝熱効率の低下が生じない利点がある。
Although not shown, in the snow melting blocks A1 and A2 shown in FIGS. 1 and 3, a part or all of the through
さらに、図1に示した融雪用ブロックA1において、板状伝熱材料10のすべてから貫通孔13を除去する場合には、板状伝熱材料10は三次元、すなわちxyz方向に連続しているが、板状基材1は、z方向に連続するのみであり、いわゆる3−1結合を形成するようになる。この態様でも、板状伝熱材料10が伝熱路の面積を部分的に小さくすることとなる貫通孔13を備えないので、伝熱効率の低下が生じない利点がある。
Further, in the snow melting block A1 shown in FIG. 1, when the through
図1に示した融雪用ブロックA1において、x方向に配列する板状伝熱材料10aから貫通孔13を除去するようにしてもよい。この場合には、板状伝熱材料10は三次元、すなわちxyz方向に連続しており、板状基材1は、xz方向に連続することとなって、いわゆる3−2結合を形成するようになる。この態様では、板状伝熱材料10が伝熱路の断面積を部分的に小さくする貫通孔13の数を少なくすることで、伝熱効率の低下を抑制することができるとともに、板状基材1は、x方向に連続することで、構造的な安定性を得ることができる。
In the snow melting block A1 shown in FIG. 1, the through
上記のように、板状伝熱材料10の配置形態と、そこに貫通孔13を設けるか設けないかで、板状基材1と板状伝熱材料10とは、他にも多くの結合態様を取ることができる。埋め込んでいる2枚以上の板状伝熱材料10のうちのどの板状伝熱材料10に貫通孔13を設けるか、全部の板状伝熱材料10に対して設けるか、一部の板状伝熱材料10に対して設けるか、また、貫通孔13の面積の総和をどの程度とするか等は、融雪用ブロックAが実際に埋め込まれる道路環境や自然環境を考慮して、また、実験等を行い、適宜設定することとなる。
As described above, the plate-
次に、本発明による道路融雪構造Cについて、図5および図6を参照して、視覚障害者誘導用ブロックB2(縦300mm、横300mm、厚さ50mmの融雪用ブロックA1+凹凸パネル20b)を路面に設置する場合を例として説明する。最初に、道路融雪構造Cを設置すべき場所に、所定幅(この例では300mm以上)と所定深さ(この例では60mm程度)の溝を必要とされる長さだけ掘削する。必要に応じて、掘削した溝の底面に基礎工を施して均平面とする。そして、均平となった溝底面に、図7に一例を示すような長尺状のテープ状電気ヒーターDを敷設する。 Next, referring to FIG. 5 and FIG. 6, the road snow melting structure C according to the present invention is shown in FIG. 5 and FIG. The case where it installs in is demonstrated as an example. First, a groove having a predetermined width (300 mm or more in this example) and a predetermined depth (about 60 mm in this example) is excavated to a place where the road snow melting structure C is to be installed to a required length. If necessary, foundation work is applied to the bottom of the excavated groove to create a flat surface. Then, a long tape-shaped electric heater D as shown in FIG. 7 is laid on the flat bottom surface of the groove.
図5および図6に示す例では、横幅150mmのテープ状電気ヒーターDを2枚平行に敷設している。敷設した長尺状のテープ状電気ヒーターDの上に、前記した視覚障害者誘導用ブロックB2を、その凹凸パネル20b側を上面側として、必要枚数だけ連続的に配置する。その際に、凹凸パネル20bの線状の突起23が路面から飛び出た状態となるようにして周囲を埋め戻す。最後に、テープ状電気ヒーターDに対する通電処理を行うことで、道路融雪構造Cが完成する。なお、この態様では、道路融雪構造Cは視覚障害者誘導用ブロックB2を備えた融雪構造となる。
In the example shown in FIGS. 5 and 6, two tape-shaped electric heaters D having a width of 150 mm are laid in parallel. On the long tape-shaped electric heater D that has been laid, the necessary number of the visually impaired person guiding blocks B2 are continuously arranged with the concavo-
長尺状のテープ状電気ヒーターDに通電することで、ヒーターDは発熱する。その熱は視覚障害者誘導用ブロックB2に伝熱される。伝熱は、融雪用ブロックA1の板状基材1に埋設された板状伝熱材料10(10c)を介して、その下端面から上端面に向けて進行する。熱は、さらに板状伝熱材料10の上端面から凹凸パネル20bに伝わることで、凹凸パネル20bは加熱される。そして、その熱により、降ってくる雪は凹凸パネル20bの上に積もることなく、直ちに融解して水となる。
By energizing the long tape-shaped electric heater D, the heater D generates heat. The heat is transferred to the visually impaired person guiding block B2. The heat transfer proceeds from the lower end surface toward the upper end surface via the plate-shaped heat transfer material 10 (10c) embedded in the plate-
図示しないが、地盤が所要の地熱を有している場合には、テープ状電気ヒーターDを掘削溝中に敷設せずに、視覚障害者誘導用ブロックB(B1、B2)をそのまま掘削溝中に配置するようにしてもよい。地中の熱が板状伝熱材料10(10c)を介して凹凸パネル20に伝わることで、凹凸パネル20b上の降雪を確実に溶かすことができる。
Although not shown, when the ground has the required geothermal heat, the visually impaired person guidance block B (B1, B2) is not changed in the excavation groove without laying the tape-shaped electric heater D in the excavation groove. You may make it arrange | position to. Since the underground heat is transmitted to the concavo-
なお、図7は、本発明で用いることのできる長尺状のテープ状電気ヒーターDの一例を示している。帯状のヒーター本体50内には、長方形板状の正特性サーミスタであるセラミックスからなる発熱体51の複数枚が所定間隔にて封入されている。各発熱体51には金属端子52が形成されており、該金属端子52を介して、給電線53に接続している。各給電線53の一端部には、外部の電源と接続するための電気供給コード54が半田付けにて接続されており、電気供給コード54から各給電線53を介して、金属端子52および発熱体51に電力が供給されるようになっている。なお、この構造のテープ状電気ヒーターDは、特開平8−255674号公報に記載されている。
FIG. 7 shows an example of a long tape-shaped electric heater D that can be used in the present invention. A plurality of
上記のように、本発明による道路融雪構造Cでは、使用する融雪用ブロックA(A1、A2)または視覚障害者誘導用ブロックB(B1、B2)は、発熱源としての電気ヒーターを有しないので構造的に簡素化されており、施行の容易性がもたらされるとともに、施工後の電気的な不都合(断線や短絡等)が生じることもない。また、集中的な加熱を受けても、伝熱材料が酸化するだけであり、構造的な劣化は生じないので、長期にわたり道路融雪構造Cは安定した状態で維持される。 As described above, in the snow melting structure C according to the present invention, the snow melting block A (A1, A2) or the visually impaired person guiding block B (B1, B2) to be used does not have an electric heater as a heat source. The structure is simplified, and the implementation is facilitated, and electrical inconvenience (disconnection, short circuit, etc.) after the construction does not occur. In addition, even when subjected to intensive heating, the heat transfer material is only oxidized, and structural deterioration does not occur. Therefore, the road snow melting structure C is maintained in a stable state over a long period of time.
なお、上記では、伝熱材料として、板状の伝熱材料10を例として示したが、伝熱材料には粉末またはチップ状の金属材料または熱伝導性の良好なセラミックス材料を用いることができる。さらに、ハニカム状をなす金属材料を用いることもできる。板状またはハニカム状をなす金属材料を用いる場合に、その表面に凹凸(エンボス)を形成することで、セメント系材料からなる板状基材1との密着性を向上させることもできる。
In the above description, the plate-shaped
図8(a)は、本発明による融雪用ブロックのさらに他の例を示している。この融雪用ブロックA3は、板状伝熱材料10の形状において、図3に示した融雪用ブロックA2と異なっている。図8(b)に示すように、ここで用いる板状伝熱材料10は、長さ300mm、高さ50mm、厚み4mmのアルミニウム板で作られている点、および等間隔で貫通孔13は形成されている点では、図3に示したものと同じであるが、上下の端面が幅広部14となっている点で相違している。この融雪用ブロックA3では、板状伝熱材料10が幅広部14を有することで、より高い集熱効率および伝熱効率が得られる。
FIG. 8A shows still another example of the snow melting block according to the present invention. This snow melting block A3 is different from the snow melting block A2 shown in FIG. As shown in FIG. 8B, the plate-shaped
以下、実施例と比較例により本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples and comparative examples.
[実施例]
(実施例品1)30cm×5cm×厚さ4mmのアルミニウム板に直径5mmのパンチ穴を、縦横に1cm間隔で開けた。これを30cm四方の木製型枠に5cm間隔で平行に並べて配置し固定した。板状基材を形成するセメント系材料として、セメント:砂を重量比1:1で混合した混合物に、混合物:水を重量比2:1で混合したモルタルを用いた。このモルタルを前記した木製型枠に流し込み、養生後に型枠から取り出すことで、30cm×30cm×5cmのセメント構造物の中にアルミニウム板を伝熱材として埋め込んだ、図3に示した形状の実施例品1を得た。
[Example]
(Example product 1) Punch holes having a diameter of 5 mm were formed in an aluminum plate of 30 cm × 5 cm × thickness 4 mm at intervals of 1 cm vertically and horizontally. This was arranged and fixed in parallel on a wooden formwork of 30 cm square at intervals of 5 cm. As a cement-based material for forming the plate-like substrate, a mortar in which a mixture of water and cement / sand was mixed at a weight ratio of 2: 1 was used in a mixture of cement / sand mixed at a weight ratio of 1: 1. The mortar is poured into the above-mentioned wooden formwork and taken out from the formwork after curing, so that an aluminum plate is embedded as a heat transfer material in a 30 cm × 30 cm × 5 cm cement structure.
(実施例品2)
実施例品1で用いたものと同じアルミニウム板に格子状に組み込むための凹溝を形成したものを用意し、それを、図2に示すように、5cm間隔で格子状に組み込んだ。それを実施例品1で用いたものと同じ木製型枠内に配置し固定した。板状基材を形成するセメント系材料として、セメント:砂を重量比1:1で混合した混合物に、混合物:水を重量比2:1で混合したモルタルを木製型枠に流し込み、養生後に型枠から取り出すことで、30cm×30cm×5cmのセメント構造物の中に格子状のアルミニウム板を伝熱材として埋め込んだ、図1(a)に示した形状の実施例品2を得た。
(Example product 2)
The same aluminum plate as that used in
[比較例]
板状基材を形成するセメント系材料として、実施例品1および2と同様、セメント:砂を重量比1:1で混合した混合物に、混合物:水を重量比2:1で混合したモルタルを用いた。このモルタルを実施例1および2と同じ30cm四方の木製型枠に流し込み、30cm×30cm×5cmのセメント構造物(比較例品)を作った。
[Comparative example]
As a cement-based material for forming a plate-like substrate, a mortar obtained by mixing a mixture of cement and sand at a weight ratio of 1: 1 and a mixture of water and a mixture of water at a weight ratio of 2: 1 as in
[加熱試験]
恒温槽内において、実施例品1、2および比較例品の下に、積水化成品工業株式会社製のテープヒーター(品名:セキスイセラミックステープヒーター)を3列に配置し、テープヒーターに100Vの電圧を印加した。そして、接触型温度計を用いて、表面側の温度変化を時間と共に測定した。その結果を図9のグラフに示した。グラフにおいて、1は比較例品の中央部であってモルタル表面の温度、2は実施例品1のアルミニウム板の上端面の温度、3は実施例品1の中央部であってモルタル表面の温度、4は実施例品2のアルミニウム板の上端面の温度、5は実施例品2の中央部であってモルタル表面の温度、6は恒温槽内温度を示している。
[Heating test]
Inside the thermostatic chamber, tape heaters (product name: Sekisui Ceramics Tape Heater) manufactured by Sekisui Plastics Industry Co., Ltd. are arranged in three rows under Examples 1 and 2 and Comparative Example, and a voltage of 100 V is applied to the tape heater. Was applied. And the temperature change of the surface side was measured with time using the contact-type thermometer. The results are shown in the graph of FIG. In the graph, 1 is the temperature of the surface of the mortar surface of the comparative product, 2 is the temperature of the top surface of the aluminum plate of
[結果]
1.比較例品は、実施例品1、2よりも温度上昇が遅く、到達温度も低かった。これはアルミニウム板を備えないために、熱伝導が低いための結果である。
[result]
1. The temperature of the comparative example product was slower than the
2.実施例品1では、比較例品よりもモルタル部およびアルミニウム板部の双方において到達温度が高く、温度上昇も早い。これは、アルミニウム板の熱伝導率が高いための結果である。また、アルミニウム板の高い熱伝導により表面側に熱を伝えて、その熱がモルタル部にまで広がった結果といえる。13時間(780min)後の到達温度は、モルタル部よりもアルミニウム板の方が2℃程高くなっているが、これは熱流がアルミニウム板からモルタル部へ移動した裏付けである。
2. In the
3.実施例品2では、アルミニウム板部もモルタル部も13時間(780min)後での到達温度が最も高く、しかも温度差がない状態になった。これは、格子状にアルミニウム板を配置した結果である。また、アルミニウム板を密に入れたために、アルミニウム板部の熱が効率よくモルタル部に伝わった裏付けである。
3. In
[評価]
グラフから、本発明による融雪用ブロックおよび視覚障害者誘導用ブロックは、アルミニウム板をモルタル部に埋め込むことで、高い伝熱効率が得られることがわかる。このことは、本発明による融雪用ブロックおよび視覚障害者誘導用ブロックを用いた道路融雪構造は、高い融雪効率が得られることを示しており、実用上、有意義なものであることがわかる。
[Evaluation]
From the graph, it is understood that the snow melting block and the visually impaired person guiding block according to the present invention can obtain high heat transfer efficiency by embedding an aluminum plate in the mortar portion. This indicates that the road snow melting structure using the snow melting block and the visually impaired person guiding block according to the present invention can provide high snow melting efficiency, which is practically significant.
A(A1、A2)…融雪用ブロック、
1…セメント系材料からなる板状基材、
10(10a、10b)…板状伝熱材料、
11…板状伝熱材料に形成した凹溝、
13…板状伝熱材料に形成した貫通孔、
B(B1、B2)…視覚障害者誘導用ブロック、
20(20a、20b)…凹凸パネル
21…凹凸パネルのゴム製の本体部分、
22…点状の突起、
23…線状の突起、
C…本発明による道路融雪構造、
D…長尺のテープ状電気ヒーター。
A (A1, A2) ... Snow melting block,
1 ... A plate-like substrate made of a cement-based material,
10 (10a, 10b) ... plate-shaped heat transfer material,
11: a groove formed in a plate-shaped heat transfer material,
13 ... Through hole formed in plate-shaped heat transfer material,
B (B1, B2) ... Blind person guidance block,
20 (20a, 20b) ... the
22 ... point-like protrusions,
23 ... Linear protrusion,
C: road snow melting structure according to the present invention,
D: Long tape-shaped electric heater.
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