JP7182768B2

JP7182768B2 - 面状ヒーターを用いた融雪システム

Info

Publication number: JP7182768B2
Application number: JP2018071962A
Authority: JP
Inventors: 直宏長谷川
Original assignee: 株式会社アイアールエフ
Priority date: 2017-04-03
Filing date: 2018-04-03
Publication date: 2022-12-05
Anticipated expiration: 2038-04-03
Also published as: JP2018181844A

Description

本発明は、駐車場や屋根などの融雪を行う面状ヒーターと面状ヒーターを用いた融雪システムに関する。

豪雪地帯における除雪を人力で行うことは、大変な労力を伴うものであり、危険を伴うこともあった。従来から、除雪の労力や危険を回避するための有効な融雪手段が求められている。

従来の電気融雪装置では、ビニールで絶縁したニクロム線をそのままコンクリート・アスファルト下部に設置して融雪するものが多数であり、なんらかの原因で漏電したときは、コンクリートやアスファルトを撤去し、新たにコンクリートやアスファルトを施工し直ししなければならなかったため、電気融雪装置の設置費用は高額なものとなっていた。
また、電力の消費も多く、融雪装置の設置が伸びない要因となっていた。

上記課題を解決するために、面状発熱体を用いて融雪する面状発熱体の設置構造が提供されている（例えば、特許文献１）。

特開昭５４－１３５４２７

特許文献１の面状発熱体の設置構造は、筒型の保護ケース内に面状発熱体と弾性体を在置し、弾性体により面状発熱体を保護ケースに押圧密着させて、面状発熱体の加熱面を保護ケースに固定するとともに、弾性体の変形性を利用して面状発熱体の交換を行うものである。これにより、コンクリートやアスファルトの撤去・再施工が必要なくなり、面状発熱体の設置費用を軽減することができる。
また、特許文献１の面状発熱体の設置構造では、面状発熱体として、ｓｕｓ４３０薄膜（新日本製鐵(株)製）、厚さ８０μｍ、幅３８ｍｍ、波形分布幅４ｍｍ、比抵抗６．３８×１０^－５Ω・ｃｍからなる金属波形状素子を低密度ポリエチレンで絶縁被覆したもの（厚さ５．５ｍｍ、幅６０ｍｍ、長さ１００ｃｍ、５０Ｗ／ｍ）を用いている。

しかし、特許文献１の面状発熱体の設置構造は、ヒーターレイアウトによっては施工が複雑となり、施工コストが高額となる可能性があった。

上述の欠点を解決するために、施工の簡素化及び施工コスト削減を可能にする面状ヒーターと面状ヒーターを用いた融雪システムを提供することを目的とするものである。

本発明の面状ヒーターを用いた融雪システムは、ステンレス材を押出成形して形成されるヒーター本体と、ヒーター本体を被覆絶縁するシリコーンゴムと、シリコーンゴム中にヒーター本体に沿って埋め込むヒーター本体を補強する抗張力補強材と、シリコーンゴムを被覆するガラス繊維とからなる紐状のものであって、圧着スリーブにより接続電線と結線されている面状ヒーターを用いて融雪する融雪システムであり、面状ヒーターを挿入する導管と、導管を着脱自在に取り付ける導管コネクタ部と、底面に複数の穴部を形成し各穴部に導管コネクタ部を設ける中継ボックスと、中継ボックスに導かれる面状ヒーターの電線に接続する制御盤と備え、中継ボックスを地上に配置し、融雪場所に面状ヒーターを挿入する導管を埋設しまたは設置し、面状ヒーターの電線を導管コネクタ部を通じて中継ボックスに導き集約し、融雪のための配線を行うようにしたものである。

本発明の面状ヒーターは、本願発明者が消費電力の省エネ化を図るべく試行錯誤を繰り返して発見したものである。これにより、消費電力の省エネ化を図ることができる。
本発明の面状ヒーターを用いた融雪システムは、面状ヒーターに接続する配線を集約する中継ボックスを設けるものである。これにより、施工の簡素化・コスト削減できる。

本発明の面状ヒーターの構成を表わす図である。面状ヒーターと接続電線との結線部分を表わす図である。駐車場に設置する本発明の面状ヒーターを用いた融雪システムの構成を表わす図である。図３の駐車場に埋設される導管のレイアウト図（ヒーターレイアウト）を表わす図である。図３のＡ－Ａ断面図である。図３の中継ボックスの導管コネクタ部を表わす図である。建物の屋根に設置する本発明の融雪システムの構成を表わす図である。

本発明は、面状ヒーターを用いて融雪システムのコスト削減を実現可能にするものである。

本発明の面状ヒーター及び面状ヒーターを用いた融雪システムを図に基づいて説明する。図１は、本発明の面状ヒーターの構成を表わす図である。図２は、面状ヒーターと接続電線との結線部分を表わす図である。図３は、駐車場に設置する本発明の面状ヒーターを用いた融雪システムの構成を表わす図である。図４は、図３の駐車場に埋設される導管のレイアウト図（ヒーターレイアウト）を表わす図である。図５は、図３のＡ－Ａ断面図ある。図６は、図３の中継ボックスの導管コネクタ部を表わす図である。
図１に基づいて、本発明の面状ヒーターについて説明する。
本発明の面状ヒーター１０は、ステンレス材を押出成形して形成される厚さ５０μｍ、幅５ｍｍのヒーター本体１２（ステンレス箔）と、ヒーター本体１２を被覆絶縁するシリコーンゴム１４と、シリコーンゴム１４中にヒーター本体１２に沿って埋め込むヒーター本体１２を補強する抗張力補強材１６（ケブラー（登録商標）製のもの）と、シリコーンゴム１４を被覆するガラス繊維１８とからなり、厚さ４ｍｍ、幅７ｍｍ、長さ１０ｍ乃至２０ｍに形成する紐状のものである。
面状ヒーター１０は、消費電力の省エネ化を可能にするため、本願発明者が試行錯誤を繰り返し、発見したものである。融雪場所（面状ヒーター１０の設置場所）に設置するために必要な面状ヒーター１０の長さは概ね１０ｍ乃至２０ｍである。融雪に必要な温度は、５３℃以上である。例えば、厚さ３０μｍ、幅５ｍｍのヒーター本体１２（ステンレス箔）によると、長さ１０ｍ乃至１４ｍにおいて５３℃以上の融雪に必要な温度を確保できたが、１４ｍを超える長さでは融雪に必要な温度を確保できなかった。本願発明者が試行錯誤を繰り返した結果、ヒーター本体１２（ステンレス箔）を厚さ５０μｍ、幅５ｍｍとすることで、１０ｍ乃至２０ｍにおいて５３℃以上の融雪に必要な温度を確保できることを発見した。
また、従来の電気ヒーターとの消費電力を比較したところ、融雪に必要な消費電力は、従来の電気ヒーターの半分であることが分かった。
本実施例の駐車場では、厚さ５０μｍ、幅５ｍｍ、長さ１５ｍ（図４において一の導管コネクタ部３２ａから導管２８を通じて他の導管コネクタ部３２ｂに至るまでの面状ヒーター１０の長さ）の面状ヒーター１０（ステンレスヒーター）をＡＣ２００Ｖ１回路とし、設定温度を５３℃から６８℃としたものをコンクリート・アスファルトの内部に敷設した。

なお、面状ヒーター１０は、銅線用圧着スリーブ（Ｂ５．５）２０により接続電線（ＫＩＶ１．２５）２２と結線さている（図２）。また、結線部分は、熱収縮チューブ（レイケム社製、１／４ＥＳ２０００接着剤入り）２４で６０ｍｍ被覆されている。これにより、防水基準ＩＰ６８を満たすことが可能となった。

本発明の面状ヒーターを用いた融雪システム２６は、面状ヒーター１０と、面状ヒーター１０を挿入する導管２８と、面状ヒーター１０に接続される電線２２と、面状ヒーター１０の電線２２に接続する制御盤３０と備え、面状ヒーター１０の電線２２と制御盤３０との間に電線２２を接続する導管コネクタ部３２を備える中継ボックス３４を設け、導管２８に面状ヒーター１０を挿入して融雪場所に埋設しまたは融雪場所に設置し、面状ヒーター１０の電線２２を導管コネクタ部３２を通じて中継ボックス３４に導き融雪のための配線を行うものである。融雪システム２６により、施工の簡素化及び施工コスト削減を図ることができる。

図３では、導管２８として、樹脂管（ＰＦ－１６）３６と亜鉛メッキした鋼管(Ｅ１９金属亜鉛メッキ管)３８を使用する。樹脂管３６は、面状ヒーター１０に繋がっている配線（電線２２）を保護するものである。また、樹脂管３６は、中継ボックス３４を経由し制御盤３０に繋がり、点検口の役割もはたす。
駐車場に埋設される一の導管２８は、鋼管３８をＵ字に形成したものである（図４）。図３において、導管２８の折り返し部分は、樹脂管３６で形成されている。また、鋼管３８と樹脂管３６は連結機器４０（ＰＦ管用ＣＰアダプター）によりワンタッチで接続できるようになっており、施工時間を大幅に削減することができる。
なお、導管２８は、樹脂管（ＰＦ－１６）３６、亜鉛メッキした鋼管(Ｅ１９パイプ) ３８に限るものではなく、同等の性能を有するものであればよい。

図３において、面状ヒーター１０を挿入した鋼管３８が地中に埋設されている（図５）。鋼管３８には、連結機器４０（ＰＦ管用ＣＰアダプター）を介して樹脂管３６（樹脂管ＰＦ－１６）が連結（ワンタッチで接続）されている。樹脂管３６は、中継ボックス３４の導管コネクタ部３２に着脱自在に取付けられている。また、中継ボックス３４を通じて制御盤３０に連絡している。
中継ボックス３４の底面には複数の穴部が形成されており、各穴部に導管コネクタ部３２が備えられている（図４、図６）。導管コネクタ部３２に取り付けられる樹脂管３６を通じて中継ボックス３４に導かれる面状ヒーター１０の接続電線２２は、中継ボックス３４内において敷設されている面状ヒーター１０を直列接続又は並列接続になるよう繋がれている（図示せず）。これにより、融雪が可能となる。
面状ヒーター１０に異常が発生した場合は、異常が発生した面状ヒーター１０を樹脂管３６及び鋼管３８から抜くとともに、正常な面状ヒーター１０を樹脂管３６及び鋼管３８に挿入して、交換する。なお、交換作業では、異常が発生した面状ヒーター１０の一端と正常な面状ヒーター１０の一端を結びつけて、異常が発生した面状ヒーター１０を抜いて行う。これにより、駐車場の表面４２（コンクリート、アスファルト等）を壊さなくても簡単にかつ短時間で面状ヒーター１０を交換できる。
また、中継ボックス３４に複数の導管コネクタ部３２を設けることにより、埋設する又は設置する面状ヒーター１０を中継ボックス３４に集約できることから、一元管理ができる。すなわち、中継ボックス３４は、融雪システム２６の設置・面状ヒーター１０の交換に係る作業を向上させるとともに、点検口としての役割を果たすものである。これにより、面状ヒーターの点検などの融雪システムのメンテナンスを中継ボックスのみにて行うことができることから、メンテナンス作業が容易になり、融雪システムの故障も防止できる。
以上のように、面状ヒーター１０を用いた融雪システム２６は、面状ヒーター１０の電線２２（ケーブル）を地上に設置する中継ボックス（プールボックス）に集約した簡素な構造のものであるため、施工を簡素化でき施工コストも削減することができる。
また、面状ヒーター１０を埋設するコンクリート・アスファルトを壊すことなく、面状ヒーター１０を出し入れするだけで交換できることから、設置後のコストも削減することができる。

本発明の融雪システム２６は、他の融雪場所にも設置できる。建物の屋根に設置する場合について図７に基づいて説明する。図７は、建物の屋根に設置する本発明の面状ヒーターを用いた融雪システムの構成を表わす図である。
建物４４の屋根の軒先４４ａに雪庇・氷柱（つらら）が形成される場合は、軒先４４ａの唐草（淀）４６に沿って導管２８（樹脂管）を設置する。なお、屋根に設置する導管２８は、角パイプの形状のものが取り付け易い。
また、雪庇・氷柱が形成される屋根に融雪システムを新たに設置する場合、屋根表面のカラー鉄板を一度剥がして鉄板の下に電気ヒーターを敷設する従来の設置工法に比べ、建物の屋根の唐草部分４６に面状ヒーター１０を挿入した導管２８を取付ける本願発明の設置工法が、設置が簡易であり、施工コストを削減することができる。

以上のとおり、本発明の面状ヒーター及び面状ヒーターを用いた融雪システムによると、面状ヒーターの設置に係る施工を簡素化でき施工コストを削減できる。また、従来の電気ヒーターに比べ、消費電力のコストを削減することができることから、ランニングコストの削減も可能になる。

１０面状ヒーター
１２ヒーター本体
１４シリコーンゴム
１６抗張力補強材
１８ガラス繊維
２２電線
２６融雪システム
２８導管
３０制御盤
３２導管コネクタ部
３４中継ボックス

Claims

ステンレス材を押出成形して形成されるヒーター本体と、ヒーター本体を被覆絶縁するシリコーンゴムと、シリコーンゴム中にヒーター本体に沿って埋め込むヒーター本体を補強する抗張力補強材と、シリコーンゴムを被覆するガラス繊維とからなる紐状のものであって、圧着スリーブにより接続電線と結線されている面状ヒーターを用いて融雪する融雪システムであり、面状ヒーターを挿入する導管と、導管を着脱自在に取り付ける導管コネクタ部と、底面に複数の穴部を形成し各穴部に導管コネクタ部を設ける中継ボックスと、中継ボックスに導かれる面状ヒーターの電線に接続する制御盤と備え、中継ボックスを地上に配置し、融雪場所に面状ヒーターを挿入する導管を埋設しまたは設置し、面状ヒーターの電線を導管コネクタ部を通じて中継ボックスに導き集約し、融雪のための配線を行うことを特徴とする面状ヒーターを用いた融雪システム。