JPH01268904A - 下水熱を利用した融雪装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、路面の融雪を行なう装置に関し、特に熱源
を下水の有する熱としたＷＩｉ雪装置に関するものであ
る。

従来の技術 寒冷地方における路面の融雪技術として地下水を利用す
る技術が知られており、例えばポンプで汲み上げた地下
水を直接路面に散布し、その地下水の有する熱で雪を溶
かす方法や、ポンプで汲み上げた地下水と工業用水など
の水との間で熱交換し、温度の上った水を１面に散布し
て融雪する方法などが知られている。しかしながら前者
の方法では、多量の地下水を汲み上げるために地盤沈下
の問題が生じ、また後者の方法では、熱交換器など設備
を必要とするために設備が大型化する問題が生じる。

そこで従来、ヒートパイプによって路面直下にまで熱を
運んで融雪を行なうことが試みられている。すなわち地
下水域などの比較的温度の高い箇所までヒートパイプの
一端部を挿入し、そのヒートパイプの他方の端部を路面
直下にほぼ水平に埋設し、ｗ４雪時に路面温度と地下水
温度とに差が生じることにより、ビートパイプが地中か
ら熱を路面直下に輸送し、その熱によって雪を溶かすも
のである。

発明が解決しようとする課題 しかるに地下水は、１０℃前後の安定した温度であるか
ら、融雪のための熱源として有効であるが、必要充分な
熱をヒートパイプによって地下水から汲み上げるとすれ
ば、ヒートパイプの端部を地下５〜１０ｍ前後の深さま
で挿入する必要があり、埋設作業が困難であるなどの問
題がある。

ところで融雪に必要な温度は１０℃前後であるから、地
下水以外に融雪のための熱源を地中に求めることができ
、例えば下水は日常の生活や産業などの活動に伴って生
じるものであるから、１０℃前後の温度であり、融雪の
ための熱源としては有効である。しかしながら下水管は
、比較的浅い箇所に埋設され、その周囲には気孔の多い
砂礫もしくは土砂が存在するのみであるから、断熱状態
に近い状態にあり、したがって下水を熱源としてその熱
をヒートパイプによって路面直下に輸送するとしても、
下水管とヒートパイプとの間の熱伝達が効率的に行ない
得ない問題がある。

このような問題を解決するために、ヒートパイプの端部
を下水管の内部に挿入し、下水を直接ヒートパイプに接
触さぜることが考えられるが、このような構造では、下
水管を特殊な構造にしなければならないので、設備コス
トが高くなったり、あるいはヒートパイプ自体が排水に
よって腐食され、その耐久性が極めて悪くなるなどの問
題が生じる。

口のように下水は、熱量の点では融雪に充分であるにも
拘らず、路面に対して安定的にかつ充分に熱を輸送し得
ないものであったために、従来では実用に供されていな
いのが実情である。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、下
水の熱を融雪に使用し、しかも実用に供することのでき
る装置を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記の目的を達成するために、この出願の請求項１に記
載した発明は、地中に埋設した下水管の少なくとも下側
に非透水性部材を配置し、その非透水性部材と下水管と
の間にヒートパイプの一端部を配置し、さらにそのヒー
トパイプの他端部を路面直下に埋設したことを特徴とす
るものである。

また請求項２に記載した発明は、地中に埋設した下水管
の少なくとも下側に非透水性材料からなる中空容器を埋
設するとともに、その中空容器の内部に熱伝導材を充填
し、さらにヒートパイプの一端部を中空容器内の熱伝導
材中に挿入するとともに、そのヒートパイプの他端部を
路面直下に埋設したことをｖｆ′ｆｉとするものである
。

作　　　　　用 請求項１に記載した発明では、雨水などの地上から浸透
した水が、非透水性部材によって地中深く流下すること
が妨げられ、下水管との間に溜められる。その結果、下
水管と非透水性部材との間の水が下水管からヒートパイ
プへの熱伝達を媒介し、下水の有する熱がヒートパイプ
を介して充分に路面直下に輸送され、路面の融雪が行な
われる。

また請求項２に記載した発明では、熱伝導材を充填した
容器が、非透水性を備えているので、雨水などの地表か
ら浸透した水の流下がその容器によって妨げられ、下水
管との間に溜められる。その結果、その水が下水管から
容器への熱伝達を媒介するために、下水の有する熱が容
器内に挿入したヒートパイプに充分与えられ、したがっ
てヒートパイプが下水の熱を路面直下に充分輸送するの
で路面の融雪が所期通りに行なわれる。

実　　施　　例 つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は請求項１に記載した発明についての実施例を示
す概略的な断面図であって、符号１は下水管を示し、下
水管１は路面２から所定の深さの箇所に埋設されており
、その下側には、非透水性部材すなわち止水枠３が配置
されている。この止水枠３は、合成樹脂板や鋼板などの
非透水性のある板材を半円形断面に湾曲させたものであ
って、下水管１の下側を一定の間隔をあけて覆うように
配置されている。また下水管１とこの止木枠３との間に
は、粒径の大きい砂などの透水性のある砂４が充填され
ている。

さらに下水管１の外周面のうち下側の約半分には、ヒー
トバイブ５の一端部が軸線方向に沿わせて下水管１に対
して密着状態に配置されており、そのヒートバイブ５の
他方の端部は、路面２の直下にほぼ水平に埋設されてい
る。ここで、ヒートバイブ５は各種の分野で従来一般に
使用されているものであって、密閉したバイブの内部を
真空脱気した後に、目的とする温度で蒸発および凝縮す
る作動流体を封入し、その作動流体の潜熱として熱の輸
送を行なうものである。

上述した装置においては、雨水などの路面２から浸透し
た水６の流下が前記止水枠３によって止められるため、
止水枠３の上側すなわち下水管１のと間に水が次第に溜
まる。その結果、下水管１の周囲での熱伝導率および熱
伝達率が高くなる。

一方、下水管１の内部には下水７が流れ、所定の温度を
保持しているのに対して、積雪期には路面２が雪および
外気によって冷されるため、と−トパイブ５としてはそ
の下水管１側の端部と銘面２側の端部とで温度差が生じ
る。したがってヒートバイブ５の内部においては下端部
で作！ｌＪ流体が蒸発するとともに、その蒸気が上端部
に流れた後に放熱して凝縮し、作ｖＪ流体の潜熱として
熱を路面２の直下に輸送し、路面２の雪はその熱によっ
て溶かされる。その場合、下水管１の周囲の熱伝導率お
よび熱伝達率が舶）蚤したように水の存在によって高く
なっているから、ヒートバイブ５に対しては下水管１か
らの熱が効率良く伝達され、したがって銘面２に対して
下水７の有する熱が多量に輸送される。

すなわち上記の構成の装置では、下水管１とヒートバイ
ブ５との間に熱授受が効率良く行なわれるために、路面
２の直下へ必要充分な吊の熱が輸送され、効果的な融雪
を行なうことができる。

第２図は請求項２に記載した発明の実施例を示すもので
あって、下水管１の下側に水を溜めるための非透水性部
材を中空容器によって構成したものである。すなわち下
水管１の下側に配置された止水枠１３は、断面形状がほ
ぼ半円形を成しかつ下水管１の軸線方向に沿う所定の長
さの中空の容器であって、下水管１の下側のぼぼ半分を
覆うよう配置されている。この止水枠１３の内部には、
不凍液や水などの熱伝導材１０が充填されるとともに、
ヒートバイブ５の下側の端部が挿入されている。

したがって第２図に示す構成とした場合には、雨水など
の水６が止水枠１３の上側に次第に溜まるために、下水
管１の外周側での熱伝導率および熱伝達率が高くなり、
下水管１から熱が止水枠１３に効率良く伝達される。モ
して止水枠１３の内部では、下水管１からの熱によって
熱伝導材１０の温度が上袢するために、積雪期において
は、ヒートバイブ５の下端部と上端部とで温度差が生じ
、その結果、ヒートバイブ５が下水管１から与えられた
熱を路面２の直下に熱を輸送し、融雪を行なう。すなわ
ち第２図に示す構成においても、下水管１からヒートバ
イブ５への熱の伝達が効率良く行なわれるために、下水
７の有する熱を有効に利用して路面２の融雪を行なうこ
とができる。

なお、第２図に示す構成の場合、下水管１の埋設深さが
深く、その結果、下水管１の周囲の温度がある程度高い
場合には、止水枠１３にフィンを設けることにより、地
熱を吸収して融雪の用に供することができ、このように
すれば、更に効果的な融雪を行なうことができる。

なお、上記の実施例°では、止木枠３．１３を半円形断
面形状のものとしたが、この発明では平板状であっても
よく、その場合、下水管の直径より幅の広いものを用い
ることが好ましい。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明によれば、下水
管の周囲の熱伝導率および熱伝達率を高くしてヒートバ
イブに対する熱の移動を促進できるので、下水の有する
熱を必要充分に路面直下に輸送でき、従来、実用化され
得なかった下水の熱による融雪が可能になる。またこの
発明の装置では、下水管の周囲に水を保持することにな
るので、その水が蓄熱橢能をも果し、したがって下水の
負荷Ｖ動を吸収して安定した融雪が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの出願の請求項１に記載した発明の一実施例
を示す概略的な断面図、第２図は請求項２に記載した発
明の一実施例を示す概略的な断面図である。 １・・・下水管、　２・・・路面、　３，１３・・・止
水枠、５・・・ヒートバイブ、　６・・・水、　　７・
・・下水。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）地中に埋設した下水管の少なくとも下側に非透水
   性部材を配置し、その非透水性部材と下水管との間にヒ
   ートパイプの一端部を配置し、さらにそのヒートパイプ
   の他端部を路面直下に埋設したことを特徴とする下水熱
   を利用した融雪装置。
2. （２）地中に埋設した下水管の少なくとも下側に非透水
   性材料からなる中空容器を埋設するとともに、その中空
   容器の内部に熱伝導材を充填し、さらにヒートパイプの
   一端部を中空容器内の熱伝導材中に挿入するとともに、
   そのヒートパイプの他端部を路面直下に埋設したことを
   特徴とする下水熱を利用した融雪装置。