JPH0246516Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は雨樋管や排水パイプ等の凍結防止と
凍結による破裂を防止するための装置に関するも
のである。

従来水道管や雨樋管、排水パイプなどの凍結防
止法としては次の様な方法が使われている。(1)パ
イプ類を断熱材などにて被覆し寒気から保護す
る。(2)パイプ類に電熱線等を巻き通電による熱を
加えて冷却を防ぐ。(3)パイプ類を肉厚としたり、
ライニング施工などで、強度を増やし水の凍結時
の膨脹力に耐える弾性体の部材を使用する。(4)パ
イプ内に可縮性ホースを内挿して、凍結による氷
の膨脹圧力を吸収し、パイプの破裂を防止する。
(5)ヒートパイプの熱交換により凍結を防止するな
どである。しかし、これらの方法では以下の欠点
がある。

すなわち、(1)については断熱材の取付けが面倒
で、かつ材料費・工事費が高いほか異常寒波が訪
れた場合には断熱効果にも限度があり、パイプ類
の破損例がかなり見られる。(2)についてはパイプ
類の破裂は防止できるものの発熱体材料費、取付
配線などの工事費が必要なほか、常時通電のため
電熱費がかさみ、不経済である。(3)についてはパ
イプ類の破裂は防止できるものの部材の価格が非
常に高価である。またエスロン製その他の塩ビ製
の肉厚パイプなどは長期的な耐久性に欠け、特に
直射日光に弱いと言われている。さらにライニン
グ施工パイプなどでは、その材質により上水道に
使用した場合に有害物質が溶出するなどで問題と
なつている例もある。(4)についてはパイプの破裂
は防止できるもののパイプ内で一度凍結した氷は
直射日光を受ける事がないため外気温度が相当上
昇しないかぎり再び融ける事が出来ない。屋根・
屋上・高架橋上の雪は直射日光・気温の上昇で融
けるが、これらの溶融水はパイプ内に氷が詰まつ
ているため容易に排水されない。この結果、屋上
や高架橋上では融解水が貯溜されて人が歩けない
状態になつたり、雨樋のわきから水が垂れ落ちる
など、雨樋・排水パイプとしての機能を果たせな
い事になる。(5)のヒートパイプについてはパイプ
の曲りに限度があり、特に曲折した既設のパイプ
へ挿入セツトすることは難しい。

現状からみた場合、使用目的によつてはパイプ
に熱を加えたり部材の交換等により凍結や破裂事
故に対応できるが「施工性、維持費、材料費、工
事費」などの問題については種々の難点がある。

本考案は上記の問題点を解決するものであり、
現在取付てあるパイプ類の一部に加工を施し、一
般に使用されている弾力性のあるホース類（例え
ばビニールホースなど）をパイプ内に内挿し、こ
れに不凍液を充填し、その不凍液をヒートパイプ
の採熱による熱交換によつて温め、パイプ内の水
の凍結を防止したり、最悪でも可縮性ホースで氷
の膨脹圧力を吸収し、パイプの破裂を防止しよう
とするものである。本考案の装置ではパイプに内
挿したホース外周面で、周囲の管内水を凍結させ
ないために必要な温度は、ボーリングなどで適当
な深度（例えば10m〜20m）に掘削された地下深
部の地熱を採熱するヒートパイプにより熱交換さ
れた不凍液の温度を０℃以上（例えば４〜６℃）
に保持される事により確保する。この場合の設備
容量は、パイプ、ホースの材質や寸法、不凍液の
性質、などから熱収支を考慮して決定する。ま
た、本考案の装置を構成する変形自由な可縮性ホ
ースは、曲りの多い既設のパイプ内への挿入も可
能で、このホース内に充填する不凍液の加温はヒ
ートパイプとの熱交換によるが、ヒートパイプに
よる地熱の採熱は平均地温を対象としているた
め、全く経費を必要としない。従つて、本考案に
よる装置は、一度セツトすると半永久的に維持・
管理の必要もなく、非常に経済的な凍結と凍結に
よるパイプ類の破裂防止が可能な方法である。さ
らに定尺なヒートパイプは工場生産が可能となり
低価格化も計ることができる。

以下図面により本考案の詳細な説明をする。第
１図は本原理を説明する全体図、第２図は不凍液
を温めるヒートパイプ上部の熱交換部分の拡大図
である。

１は排水パイプ及び雨樋、２はパイプ内に内挿
した可縮性ホース、３は不凍液格納タンク、４は
ボーリング孔、５はヒートパイプ、６は不凍液、
７は構造物の本体、８は構造物の上面、９は地表 なお、上記の内挿弾性材はゴム材、有機質材な
どの中実棒状体、または中空チユーブ、ホース類
などとするが、耐候性、安全性、経済性などを考
慮した場合、ビニールホース、ナイロンホースな
どが適当である。また不凍液の格納タンクは鉄
製・ステンレス製が考えられるが、墨腐性を考慮
に入れるとステンレス製が理想的である。さらに
ヒートパイプについてもステンレス製が適当であ
る。

まず、排水パイプ等の管内凍結は８構造物（屋
根・屋上・高架橋上）に降り積もつた雪は直射日
光で気温がマイナス（±０〜−4.0℃）環境下で
も融けるが、融けて出来た水は１の排水パイプ内
へ流れ込む。しかし気温はマイナスであるとパイ
プの内で凍結する。その凍結は地域的にまた、パ
イプの設置状態で異なるが、下端の吐出口で凍結
する事が多い。パイプ内で凍結して出来た氷は
徐々に規模を大きくして最終的には局部的にパイ
プ内を閉塞する。パイプ内が閉塞された後にも８
の上面から水は流れ込むためパイプ内は満水又は
それに近い状態となる。そのパイプ内に溜つた水
はすでにマイナス気温の環境下である事と、気温
は夕方から夜中にかけさらに低下するためしだい
にパイプ内で凍結する。水は凍結により氷となり
体積を約10％増加するため膨脹圧力が発生し排水
パイプ等を外側へ押し広げる力として働く。それ
により材料の引張り耐圧強度を越えたパイプ等は
破壊へと至る。本考案はパイプの融解水への注水
がプラスの場合および直射日光の輻射熱で、雪が
融ける±０〜−4.0℃までであり、それ以下の気
温では雪や水が凍結状態で生じないことに着眼
し、注水が生じる下限の−4.0℃の外気温度に対
応する温度すなわち、パイプ内の水が凍結しな
い、または凍結閉塞している氷が融解する熱量を
４のヒートパイプにて地熱より求め、途中の３の
格納タンクへ充填している６の不凍液をその熱交
換により温め、その熱伝導や対流で１の排水パイ
プ内へ挿入してある２のビニールホースを温め、
１の排水パイプを閉塞する凍結を防止する。また
最悪の場合でも２の可縮性ホースの内挿で氷が発
生する膨脹圧力を吸収してパイプの破裂を防止す
る。その原理はパイプ内で出来る氷の体積増加量
分を弾力性に富む２のホースがその圧力で押し潰
されることで圧力を吸収する。２のホースが押し
潰れた際、ホース内を充填してある６の不凍液は
３の格納タンクへ圧入充填される。その不凍液は
３の格納タンクを密閉状とすることで適当な容積
の気体部分が設けられており、不凍液の圧入によ
りその気体部分は圧縮され、圧力を保持する。外
気温度が上昇すれば排水パイプ内の氷はいずれ融
けるがその時３の圧縮圧力により不凍液は２のホ
ース内へ押し戻され再度ホースの断面の均一化を
計る事になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の装置構成を説明する全体図第
２図は不凍液の収納とヒートパイプとの熱交換を
兼ねる格納タンクの詳細図である。 １……排水パイプ及び雨樋、２……可縮性ホー
ス、３……不凍液の格納タンク、４……ヒートパ
イプ、５……ボーリング孔、６……不凍液、７…
…構造物、８……構造物の上面、９……地表。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ヒートパイプによる地熱の採熱と熱交換により
   パイプ内に内挿された可縮性ホースに充填してい
   る液体を温め、これによつてパイプ内の水の凍結
   を防止するとともに、水の凍結で発生する氷の体
   積膨脹圧力を可縮性ホースで吸収してパイプの破
   裂を防止する事を特徴とした装置。