JP6347357B1

JP6347357B1 - 反射鏡の曇り除去装置

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Publication number: JP6347357B1
Application number: JP2017145905A
Authority: JP
Inventors: 信二溝部
Original assignee: 信二溝部
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2018-06-27
Anticipated expiration: 2037-07-27
Also published as: CN110945185A; JP2019027090A; KR20200004876A; US20200173691A1; WO2019021533A1

Abstract

【課題】電力に頼らずに太陽光の熱を利用することで反射鏡の曇りを除去する装置を提供する。【解決手段】反射鏡の除去装置１ａは、太陽光Ｌの熱を蓄える中空構造の集熱体２ａと、集熱体２ａに空気を供給する空気供給口３と、集熱体２ａの空気を暖気にして排出する暖気排出口４と、反射鏡５の支柱８に取り付けられる支持部６と、集熱体２ａと支持部６を連結する連結具７を備えており、暖気排出口４から排出された暖気を反射鏡５の表面に接触させて、その表面温度を上昇させることにより、反射鏡５の曇りを除去する構造となっている。【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光の熱によって暖められた空気により道路に設置された反射鏡の曇りを除去する装置に係り、特に、太陽電池や電源バッテリによる電力を用いることなく、反射鏡の曇りを除去することが可能な反射鏡の曇り除去装置に関する。

屋外に設置してある反射鏡は、夜間の冷涼な気候によって露又は霜が付着して曇ることがあり、かかる場合には、設置された周辺の道路を見通せるようにする反射鏡本来の機能が長時間にわたって失われる。日の出前の暗い状況下で走行する車両は前照灯を点灯しているため、反射鏡がたとえ露又は霜が付着して曇った状態でも反射鏡に写った前照灯により他車の存在を確認することができる。
しかしながら、日の出後の明るい状況下で走行する車両は前照灯を点灯していないことが多く、反射鏡が露又は霜が付着して曇った状態では反射鏡で他車の存在を確認することができず、結果として事故を誘発する危険性が高まる。

そこで、露又は霜の付着を予防又は除去する反射鏡に関していくつかの発明が開示されている。
例えば、特許文献１には、「結露除去カーブミラー」という名称で、ミラーと、このミラーを固定している背面板と、熱線を有するボードと、太陽電池と、蓄電池と、タイマーとを備えるように構成されたカーブミラーに関する発明が開示されている。
このような構成によれば、熱線に電気を流すことによって、ミラーに付着した結露を除去することが可能である。

また、特許文献２には、「交通用ミラー」という名称で、ミラー本体の全面へ温風を吹き出すための吹き出し部に、温風を送るための温風手段を連結するように構成された考案が開示されている。
このような構成によれば、温風によって、ミラーに付着した露や霜を除去することが可能である。

さらに、特許文献３には、「道路反射鏡」という名称で、反射鏡の内部空間に電動ファンと、電源バッテリと、充放電制御回路と、電源バッテリを充電するための太陽光発電パネルとを備えるように構成された発明が開示されている。
このような構成によれば、電源バッテリによって電動ファンを所定期間駆動して結露を防止することが可能である。

特許文献４には、「カーブミラーの曇り防止装置、及びそれを取り付けたカーブミラー」という名称で、カーブミラーの表面に送風できる位置に設置された送風機と、太陽光発電器と、蓄電器と、庇とを備えるように構成された発明が開示されている。
このような構成によれば、加熱した空気を送風機でカーブミラーの表面に送風することでカーブミラーの曇りを防止することが可能である。

特許文献５には、「ミラー」という名称で、鏡板と、この鏡板の裏面を覆い、鏡板の外周部分を介して鏡板を支持する裏板と、鏡板及び裏板の少なくとも一方に形成された開口とを有するミラーとを備えるように構成された発明が開示されている。
このような構成によれば、開口を介して鏡板の裏面の空気を換気し、鏡板の温度と、鏡板の周辺の温度との差を小さくすることにより結露の発生を防止することが可能となる。

特開平７−２６８８２０号公報実開昭６３−３１１１３号公報特開２０１１−２３１５７３号公報特開２０１１−２０２４３５号公報特開２００５−２９０６６７号公報

しかしながら、上述の従来技術である特許文献１に開示された発明においては、太陽電池、蓄電池、熱線を有するボード等が必要となり、カーブミラーの製造コストが高くなると共に、設備が複雑なためにその後のメンテナンスが必要となるという課題があった。
さらに、特許文献１に開示される発明は電気を用いることから、屋外に設置する反射鏡として防水対策が必要であるという課題があった。なお、かかる防水対策が必要であるという課題は、後述する特許文献２乃至４においても同様である。

また、特許文献２に開示された考案においては、温風を送るために送風ユニットやヒーターが必要なため、ミラーの製造コストが高くなると共に、露や霜の付着の有無と関係なく外気の温度によって温風手段が作動するため、必要以上に電力を消費すると共に温風手段の劣化が進みやすいという課題があった。

特許文献３に開示された発明においては、太陽光パネルや電源バッテリが必要なため、反射鏡の製造コストが高くなると共に、電源バッテリが十分充電されていない場合には結露防止機能が発揮されないという課題があった。

特許文献４に開示された発明においては、太陽光発電器や蓄電器が必要なため、カーブミラーの製造コストが高くなると共に、蓄電器が十分充電されていない場合には結露防止機能が発揮されないという課題があった。

特許文献５に開示された発明においては、ミラーの構成としては簡易であり低コストで製造可能であり、かつメンテナンスフリーであるが、外気の自然な流れのみを利用することから、風の有無によって結露の発生防止機能が左右されるという課題があった。また、一般的に、晴天かつ無風若しくは微風の気象条件下では結露や霜が付きやすく、逆に雨天や風が強い場合には結露や霜が付きにくい。換言すれば、結露や霜が付くのは無風若しくは微風の気象条件下のため、特許文献５に開示される外気の自然な流れのみを利用した発明では、結露の発生防止機能が劣るという課題があった。

本発明は、このような従来の事情に対処してなされたものであり、電力に頼らず太陽光の熱を利用することで反射鏡の曇りを除去する装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明は、太陽光の熱によって暖められた空気を用いて反射鏡の曇りを除去する装置であって、反射鏡の下方に設置された中空構造の集熱体と、この集熱体に設けられ反射鏡の下方に設置された空気供給口及び暖気排出口と、反射鏡の支柱に取り付けられる支持部と、この支持部と集熱体を連結する連結具と、を備え、集熱体の中の空気を給排するためのファン等の装置を設けることなく、空気供給口よりも上方に暖気排出口を設置することにより、集熱体が吸収した太陽光の熱によって暖められた空気が上昇する作用のみによって集熱体の中の空気の給排を行うことを特徴とするものである。
上記構成の発明においては、空気供給口から集熱体内に供給された空気が太陽光の熱によって暖められて暖気となり、この暖気が暖気排出口から排出された後、反射鏡の表面に沿って下方から上方に上昇することで、反射鏡の表面の温度が上昇し、そこに付着した曇りが除去されるという作用を有する。

また、第２の発明は、第１の発明において、集熱体が、並列に複数本配置された中空パイプからなることを特徴とするものである。
上記構成の発明においては、第１の発明と同じ作用に加えて、中空パイプ内の空気が集熱体によって効率的に暖められるという作用を有する。

第３の発明は、第１の発明又は第２の発明において、先端と基端が開口した中空構造をなし、基端が接続された暖気排出口から上方に延設された暖気誘導部を備えていることを特徴とするものである。
上記構成の発明においては、第１の発明又は第２の発明と同じ作用に加えて、太陽光の熱によって暖められた集熱体内の空気が暖気となった後、暖気誘導部によって誘導され、効率よく反射鏡の下方に供給されるという作用を有する。

第４の発明である反射鏡の曇り除去装置は、第１の発明乃至第３の発明のいずれかにおいて、透明板によって形成され、集熱体が反射鏡の下方に設置された状態で暖気排出口から排出された暖気を反射鏡の下方へ誘導する暖気誘導補助具を備えていることを特徴とするものである。
上記構成の発明においては、第１の発明乃至第３の発明のいずれかと同じ作用に加えて、暖気排出口から排出された暖気が反射鏡の表面に沿って上昇し易くなるため、この暖気によって反射鏡の表面全体が効率よく暖められるという作用を有する。

以上説明したように、第１の発明によれば、太陽電池や電源バッテリによる電力を用いることなく、反射鏡の曇りを除去することができる。
また、上述のように電力を用いる必要がないため、装置自体の構成が簡易であり、電気配線が不要で、安全かつ低コストで反射鏡を作製することができるほか、電源バッテリのように一定期間使用したら取り換えが必要なパーツを必要としないことから、メンテナンスを行う必要がない。
さらに、連結具を介して集熱体に連結されている支持部を支柱に取り付けることにより、暖気排出口が反射鏡の下方に位置するように、集熱体を反射鏡に対して容易に設置することができる。

第２の発明によれば、第１の発明と同様の効果が発揮されるとともに、空気が中空パイプ内を流れることとなり、中空パイプ内の空気を効率的に暖めて、より高温の暖気として暖気排出口から排出することができる。

第３の発明によれば、第１の発明又は第２の発明に記載の発明と同様の効果が発揮されるとともに、太陽光の熱によって暖められて集熱体から排出された暖気を効率よく反射鏡に供給して反射鏡の曇りをより短時間で除去することができる。
また、暖気誘導部を柔軟性のある素材によって作製すれば、反射鏡の正面方向と集熱体の正面方向が一致していない場合でも、暖気誘導部をねじることで容易に集熱体の暖気を反射鏡の下方に供給することができる。

第４の発明によれば、第１の発明乃至第３の発明のいずれかに記載の発明と同様の効果を発揮できるとともに、暖気排出口から排出され、反射鏡の表面に沿って上昇する暖気によって反射鏡の表面全体が効率よく暖められるため、反射鏡の曇りをより短時間で除去することができる。

（ａ）は本発明の実施の形態に係る反射鏡の曇り除去装置の実施例１の外観斜視図であり、（ｂ）は同図（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視断面の拡大図である。（ａ）及び（ｂ）は集熱体に空気供給口を設ける箇所の一例を示した図である。本発明の実施の形態に係る反射鏡の曇り除去装置の実施例２の外観斜視図である。本発明の実施の形態に係る反射鏡の曇り除去装置の実施例３の外観斜視図である。本発明の実施の形態に係る反射鏡の曇り除去装置の実施例４の外観斜視図である。本発明の実施の形態に係る反射鏡の曇り除去装置の実施例５の外観斜視図である。

本発明の実施の形態に係る反射鏡の曇り除去装置について実施例１乃至実施例５を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明において、「曇り」とは、反射鏡に付着した露や霜によって反射鏡の表面が視認し難い状態となることを意味する。したがって、「反射鏡の曇り除去」とは、「反射鏡の露又は霜の除去」の意味を包含する。また、「反射鏡の下方」というときは、反射鏡の下端部より下方の範囲だけでなく、反射鏡の下端部から３０ｃｍ上方までの範囲も含まれるものとする。さらに、以下の説明は、反射鏡が円形の場合を想定しているが、四角形の反射鏡に対しても本発明の反射鏡の曇り除去装置は同様に設置可能である。

図１（ａ）は本発明の反射鏡の曇り除去装置が反射鏡に設置された状態の一例を示す外観斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視断面の拡大図である。また、図２（ａ）及び図２（ｂ）は集熱体に空気供給口を設ける箇所の一例を示した図である。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように本発明に係る反射鏡の曇り除去装置１ａは、太陽光Ｌの熱を蓄える中空構造の集熱体２ａと、集熱体２ａに空気を供給する空気供給口３と、集熱体２ａの空気を暖気の状態にして排出する暖気排出口４と、反射鏡５の支柱８に取り付けられる支持部６と、集熱体２ａと支持部６を連結する連結具７を備えている。
すなわち、反射鏡の曇り除去装置１ａは、暖気排出口４から排出された暖気を反射鏡５の表面に接触させて、その表面温度を上昇させることにより、反射鏡５の曇りを除去するものである。

集熱体２ａは、空気供給口３と暖気排出口４をそれぞれ繋ぐように設けられた複数の管路を内部に有する断面長方形の直方体であり、太陽光Ｌから熱エネルギーを吸収して熱を蓄える構造となっている。ここで、本発明における中空構造とは、空気が一時的に滞留する空間部を有する構造を意味する。
また、集熱体２ａは、その背面１３ｂが太陽光Ｌの照射する方向に対して略垂直となるように設置されている。これにより、太陽光Ｌが集熱体２ａの各面の外側、あるいは正面１３ａの内側に照射することによって集熱体２ａの中の空気が暖められる。

集熱体２ａの各面や、後述する暖気誘導部１１の一部又は全体の材質は熱を吸収する材質とすることができる。
このように熱を吸収する材質としては、例えば、アルミニウム、銀、銅等の金属や、ステンレス鋼、耐熱鋼、合金鋼、炭素鋼等の鋼や、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素等の窒化物セラミックや、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化タンタル等の炭化物セラミックや、シリカ、アルミナ等の酸化物セラミック等が挙げられる。
また、集熱体２ａの各面の一部又は全体は、黒、グレー、茶色等の光を吸収しやすい濃い色彩のシートで覆うか、黒、グレー、茶色等の光を吸収しやすい濃い色彩で塗装してもよい。さらに、集熱体２ａの各面の一部又は全体を凹凸形状又は波型形状として表面積を増やしてもよい。

集熱体２ａの背面１３ｂの材質は、熱を逃し難い透明なアクリル樹脂やガラス等であっても良い。このような構造であれば、太陽光Ｌが集熱体２ａの正面１３ａを集熱体２ａの内側から照射した場合でも、その熱が正面１３ａから逃げ難いため、集熱体２ａの中の空気が効率よく暖められることになる。そして、集熱体２ａの正面１３ａの内側（集熱体２ａの内面）を上述の熱を吸収する部材によって形成すれば、さらに有効である。
また、集熱体２ａの背面１３ｂ以外の外周面、例えば、正面１３ａ、側面１３ｃ，１３ｄ、上面１３ｅ、底面１３ｆにおける外気と接する面を発泡ウレタン、発泡スチレン、木材、ガラスウール等の断熱材で覆うと、集熱体２ａの中の空気をより効率的に暖めることができる。

集熱体２ａの底面１３ｆには、集熱体２ａに空気を供給する開口となる空気供給口３が設けられている。空気供給口３は、例えば、長方形、正方形等の四角形や楕円、正円等の円形をなすものとし、その数は１個でも複数個でもよい。また、空気供給口３は、集熱体２ａの両側面又は一方の側面に備えることもできる。
例えば、図２（ａ）に示すように、暖気排出口４が設けられた上面１３ｅと直交する側面１３ｃに空気供給口３を設けると、空気供給口３から集熱体２ｂの内部に供給された空気が直線的に移動して暖気排出口４から、そのまま集熱体２ｂの外へ排出されてしまう可能性が低くなるため、集熱体２ｂの内部における空気の滞留時間をより長くすることができる。
また、集熱体の側面１３ｃ，１３ｄに空気供給口３をそれぞれ設ける場合には、例えば、図２（ｂ）に示すように、空気供給口３，３を上面１３ｅに接続された端部からの距離が異なる箇所にそれぞれ設けると、一方の空気供給口３から集熱体２ｃの内部に供給された空気が、そのまま他方の空気供給口３から排出されてしまう可能性が低くなるため、集熱体２ｃの内部における空気の滞留時間をより長くすることができる。

集熱体２ａ〜２ｃにおいて、上面１３ｅに限らず、側面１３ｃ，１３ｄの上部に暖気排出口４を設けても良い。周囲の空気に比べて相対的に暖かい空気は上昇することから、このように集熱体２ａ〜２ｃにおいて、上面１３ｅ又は側面１３ｃ，１３ｄの上部に暖気排出口４を設けると、集熱体２ａ〜２ｃの中の空気を排出するためのファン等の装置を用いなくとも、集熱体２ａ〜２ｃの中の空気を排出することが可能となる。
また、暖気排出口４から集熱体２ａ〜２ｃの中の空気が排出されることにより、空気供給口３から集熱体２ａ〜２ｃの外の空気が集熱体２ａ〜２ｃの中に供給されるため、集熱体２ａ〜２ｃの中へ空気を供給するためのファン等の装置も不要である。なお、暖気排出口４の形状は、例えば、長方形、正方形等の四角形や楕円、正円等の円形であり、その数は１個でも複数個でもよい。

集熱体２ａ〜２ｃの上部には、連続気泡の発泡体や炭素繊維シート等の微小な空隙を有する集熱材が設置されていても良い。この場合、集熱体２ａ〜２ｃの中の空気の滞留時間がより長くなるという効果を期待できる。
また、集熱体２ａ〜２ｃの中に仕切り板を設けて、空気の流路がジグザグ状に折り返されるようにしても良い（図示せず）。この場合、集熱体２ａ〜２ｃの内部に空気が滞留する時間が長くなるため、空気を効率よく暖めることができる。

なお、一般に、道路に設置された反射鏡の直径は４５ｃｍ〜１００ｃｍであることから、例えば、集熱体２ａ〜２ｃは、上面１３ｅと底面１３ｆの長さと幅をそれぞれ２０ｃｍ〜１１０ｃｍ及び１ｃｍ〜１０ｃｍとし、側面１３ｃ，１３ｄの長さを１５ｃｍ〜１００ｃｍとすることができる。
また、支持部６は、集熱体２ａ〜２ｃの背面１３ｂに連結された連結具７と、この連結具７に固定された一組の支持体６ａからなり、暖気排出口４は、下端部が地盤に埋設された反射鏡５の支柱８に対し、反射鏡５の下方に位置するように、この支持部６を用いて取り付けられる。

なお、反射鏡５への支持体６ａ，６ａの固定は、ボルト、ナット機構によって行われるが、これ以外の公知の任意の固定機構を用いることもできる。また、集熱体２ａ〜２ｃは、集熱作用が効果的に発揮されるように、その背面１３ｂが東から南東に向くように設置されることが望ましい。そこで、集熱体２ａ〜２ｃの向きを調節できるように、支持部６が回動部を備えた構造としても良い。

図３は実施例２の反射鏡の曇り除去装置の外観斜視図である。なお、図１で示した構成要素については、図３においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
本実施例の反射鏡の曇り除去装置１ｂでは、集熱体２ｄが並列に連結された複数本のパイプ９によって形成されている。パイプ９は、前述の「熱を吸収する部材」で形成されており、その内径は０．５ｃｍ〜１０ｃｍである。そして、パイプ９の下端９ａと上端９ｂは、それぞれ空気供給口３及び暖気排出口４として機能する。
なお、パイプ９は螺旋状をなしていても良い。この場合、集熱体２ｄの内部に空気が滞留する時間が長くなるというメリットがある。

図４は実施例３の反射鏡の曇り除去装置の外観斜視図である。なお、図１で示した構成要素については、図４においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
本実施例の反射鏡の曇り除去装置１ｃでは、集熱体２ｅが蛇行する一本のパイプ１０によって形成されている。パイプ１０は、下端１０ａが空気供給口３となり、上端１０ｂが暖気排出口４となっている。
このような構成によれば、集熱体２ｅの中の空気の滞留時間をより長くして、効率よく空気を暖めることができる。なお、パイプ１０の上端１０ｂを閉塞して、その近傍の上面方向の位置に開口部を設けて暖気排出口４とすることも有効である。

図５は実施例４の反射鏡の曇り除去装置の外観斜視図であって、実施例１の反射鏡の曇り除去装置１ａにおいて、暖気誘導部１１を備えた図に相当する。なお、図１で示した構成要素については、図５においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
本実施例の反射鏡の曇り除去装置１ｄは、先端１１ａと基端１１ｂが開口した中空構造をなすとともに基端１１ｂが接続された暖気排出口４から上方に延設された暖気誘導部１１を備えている。
このような構造によれば、集熱体２ａで暖められた空気が反射鏡５の下方へ誘導されて、その一部へ局所的に供給される。
なお、変形可能な部材によって暖気誘導部１１を形成すると、反射鏡５の正面方向と集熱体２の正面方向が一致していない場合でも、暖気誘導部１１自体をねじることで暖気排出口４から排出される暖気を反射鏡５の下部へ誘導することができる。

図６は実施例５の反射鏡の曇り除去装置の外観斜視図であって、実施例１の反射鏡の曇り除去装置１ａにおいて、暖気誘導補助具１２を備えた図に相当する。なお、図１で示した構成要素については、図６においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
本実施例の反射鏡の曇り除去装置１ｅは、透明板で形成され、暖気排出口４から排出された暖気が反射鏡５の表面に沿って上昇するように、その暖気を反射鏡５の下方へ誘導する暖気誘導補助具１２が暖気排出口４の上方に設置された構造となっている。
このような構造によれば、暖気排出口４から排出された暖気が反射鏡５の表面に沿って上昇することにより、反射鏡５の表面全体が効率よく暖められるため、反射鏡５の曇りをより短時間で除去することができる。さらに、暖気誘導補助具１２は、透明板で形成されていることから、反射鏡５に写る写像が遮られるおそれはない。

なお、暖気誘導補助具１２は、暖気排出口４の代わりに暖気誘導部１１の上端に設けられていても良い。また、暖気誘導補助具１２の表面に、撥水コート等の水滴付着を抑制するための処理が施されている場合には、暖気誘導補助具１２自体の曇りを防ぐことができる。さらに、暖気誘導補助具１２は、反射鏡５の表面、特に反射鏡５の下部を覆うものであるため、その高さは、例えば、５ｃｍ〜５０ｃｍ程度であれば良い。

屋外に設置された道路反射鏡の曇り除去装置として利用可能である。

１ａ〜１ｅ…反射鏡の曇り除去装置２ａ〜２ｅ…集熱体３…空気供給口４…暖気排出口５…反射鏡６…支持部６ａ…支持体７…連結具８…支柱９…パイプ９ａ…下端９ｂ…上端１０…パイプ１０ａ…下端１０ｂ…上端１１…暖気誘導部１１ａ…先端１１ｂ…基端１２…暖気誘導補助具１３ａ…正面１３ｂ…背面１３ｃ，１３ｄ…側面１３ｅ…上面１３ｆ…底面Ｌ…太陽光

Claims

太陽光の熱によって暖められた空気を用いて反射鏡の曇りを除去する装置であって、
前記反射鏡の下方に設置された中空構造の集熱体と、
この集熱体に設けられ前記反射鏡の下方に設置された空気供給口及び暖気排出口と、
前記反射鏡の支柱に取り付けられる支持部と、
この支持部と前記集熱体を連結する連結具と、を備え、
前記集熱体の中の空気を給排するためのファン等の装置を設けることなく、前記空気供給口よりも上方に前記暖気排出口を設置することにより、前記集熱体が吸収した太陽光の熱によって暖められた空気が上昇する作用のみによって前記集熱体の中の空気の給排を行うことを特徴とする反射鏡の曇り除去装置。
透明板によって形成され、前記集熱体が前記反射鏡の下方に設置された状態で前記暖気排出口から排出された暖気を前記反射鏡の下方へ誘導する暖気誘導補助具を備えていることを特徴とする請求項１に記載の反射鏡の曇り除去装置。