JPH03228901A - 廃熱回収地中ボイラー加熱による無散水消雪方法 - 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〕 本発明は積雪寒冷地の降雪および積雪を融かすための無
散水消雪方法に係り、特に、熱効率の良い廃熱回収地中
ボイラーによって一定温度の冷却液をつくり保温してお
き、路面内の埋設した放熱管中には所定温度の不凍液を
通し、降雪時の路面上の雪を迅速に融かすことのできる
無散水消雪方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、無散水消雪方法としては特開昭６２−２２８５０
２号公報に開示されたようにボイラーの燃焼によって温
水をつくって貯湯槽にため、この温水を熱交換器の一次
側に送って二次側に熱を伝え、熱交換器の二次側と路面
内に埋設した放熱管との間で循環管路を形成して内部に
凍結防止用液体が熱交換器の二次側で熱をもらって循環
し、路面上に降る雪を融かすものが知られている。

〔発明が解決しようとした課題〕

しかしながら、このような従来の無散水消雪方法では熱
源となるボイラーと放熱管との間に熱交換器が介在し、
ボイラー側と放熱管側に複数の循環ポンプが介在して施
設が大形となるため維持管理が複雑で施設費用が高価で
あった。また寒冷地のため大気温が低くボイラーや貯湯
槽からの放熱が多く、さらに中間に熱交換器が介在して
管路の総内容積が大きくなり不凍液の加熱に時間がかか
３− るため即効性のある消雷が難しかった。

さらに、施設の良好な運転条件や不凍液の保温の確保が
難しく、経験的なものになっていたため迅速な消雷がで
きない上に、運転費用が高くなる等の欠点を有していた
。

そこで本発明は上記の欠点を除去し、熱効率の良い廃熱
回収地中ボイラーによってタンク内に６０℃以下の一定
温度の不凍液をつくり保温しておき、路面内に埋設した
放熱管中には所定温度の不凍液を通すことによって即効
性のある消雷効果が発揮でき、維持管理が容易で、かつ
設備費用が安価な無散水消雪方法を提供することを目的
としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するために、断熱箱の内に収
納した廃熱回収地中ボイラーの煙突を該ボイラーの上部
に設けたタンク内を貫設して地上で開放し、該廃熱回収
地中ボイラーによって常時前記タンク内の不凍液を一定
温度に保ち貯留しておき、降雪時に該タンク内の不凍液
と路面内に埋４− 設した放熱管中の冷却された不凍液とを混合弁によって
混合して所定温度となった不凍液を前記放熱管中に送り
路面上に降る雪を融かすと共に凍結防止を行うことを特
徴とした廃熱回収地中ボイラー加熱による無散水消雪方
法であり、また断熱箱の内に、不凍液を満たし内部に煙
突を貫設したタンクの側面上部からと混合弁、循環ポン
プ、廃熱回収地中ボイラー、三方弁等を収納し、送り本
管、路面内に埋設した放熱管と戻り本管とが連結して循
環管路を形成して前記タンクの側面底部に戻り、前記戻
り本管と前記混合弁との間で迂回管路を形成し、かつ前
記戻り本管と前記三方弁との間で短絡管路を形成して、
送り本管中の不凍液の温度を検知しながら前記混合弁の
開閉を調節し、放熱管中への不凍液の流入温度を調整し
所定温度となった不凍液を放熱管中に送り、該放熱管中
を流れる不凍液の放熱を路面内に蓄熱して路面上に放熱
し該路面に降る雪を融かすと共に凍結防止を行うことを
特徴とした廃熱回収地中ボイラー加熱による無散水消雪
方法である。

〔作用〕

本発明の廃熱回収地中ボイラー加熱による無散水消雪方
法は冬季間、断熱箱に収納した廃熱回収地中ボイラー加
熱によってタンクの中には不凍液を６０’Ｃ以下の一定
の温度に保って蓄熱貯留しておき、降雪時および路面の
凍結の恐れのある時には降雪検知器の発する信号により
、三方弁が送り本管に対して「開」となり、同時に循環
ポンプが作動し、また、送り本管に設けた温度検出装置
の働きにより混合弁の開閉が比例制御されて迂回管路か
らの冷たい不凍液とタンク内の一定温度の不凍液が混合
されて無散水消雷に適当な所定温度となって送り本管中
に送られる。

また、迂回管路を通らずにタンクの側面底部の入口から
タンク内に返送された冷たい不凍液が、一定温度に保た
れたタンク内の不凍液と混合して温度が低下するとタン
ク内の温度検出装置の働きによりボイラーが燃焼を開始
し、不凍液を加熱しながら循環ポンプにより送り本管と
放熱管に送られる。

一方、放熱管からの放熱とは無関係に、タンク内に設け
た温度検出装置の働きによりボイラーが燃焼し、不凍液
が三方弁から短絡管路を通ってタンクの底部に返送され
、タンク内を一定の高温度に保っておく。この際、ボイ
ラーの廃熱はタンク内の中央に貫設した煙突を伝ってタ
ンク内の不凍液に回収され、不凍液が効果的に加熱され
ることになる。

このようにしてボイラーの廃熱を回収しながら放熱管内
に所定温度の不凍液を循環させ、この不凍液の放熱によ
り舗装体内に均一に蓄熱して路面上に放熱し、路面上に
降る雪を融かすと共に凍結防止も行う。また降雪が止み
路面が乾燥して凍結の恐れが無くなった時には、降雪検
知器の発する信号によって放熱管内の不凍液の循環は自
動的に停止する。

〔実施例〕

次に、本発明に係る廃熱回収地中ボイラー加熱による無
散水消雪方法の実施例を図面を参照して説明する。

７− 第１図は本発明の一実施例を示しており、図において断
熱箱１の中にタンク２と混合弁３と循環ポンプ４と廃熱
回収地中ボイラー５と三方弁６と温度検出装置７とを収
納し、路面８内に埋設した放熱管９との間では循環管路
を形成して設置してあり、このタンク内の不凍液を比較
的低温の６０℃以下の一定温度に保って貯留しておくた
めに放熱による熱損失が極めて少なく、また温度検出装
置１０をタンク内に設けておき、この温度検出装置１０
は廃熱回収地中ボイラー５に対して運転停止信号を発す
るように接続しである。この廃熱回収地中ボイラー５の
煙突１１はタンク内に貫設して廃熱を回収できるように
設置しである。

また、このボイラー５とタンク２の側面上部との間には
混合弁３と循環ポンプ４を介して不凍液の流通路１２が
設けられており、前記混合弁３は戻り本管１３との間で
迂回管路１４が形成されている。また、送り本管１５と
戻り本管１３の間には短絡管路１６を設けその下端の送
り本管との連絡部には三方弁６を配置しである。

８− さらに、降雪検知器１７と操作盤１８も設置し、この降
雪検知器の発する信号により前記三方弁６と前記循環ポ
ンプ４がそれぞれ開閉と運転停止を行うよう配置しであ
る。

さらに、放熱管は路面内に表面から放熱管の中心までの
深さ３ａ＋＋〜１０■の深さで、かつ放熱管の間隔がｌ
０ＣＩＩＩ〜２０ｃｍで埋設されており、この放熱管の
材質は鋼管または高分子樹脂管からなり、鋼管の場合は
鋼管の端面を互いに当接し、その当接部にアルゴンガス
を吹き付けながら不活性雰囲気とし、その当接部に絞り
込まれた高エネルギー熔接ビームを照射して熔融すると
共に、その熔融部に前記アルゴンガスをノズルより吹き
付は急冷することによって熔接継手部を形成する。

この溶接方法によって形成された溶接継手の熱影響部の
結晶組織は溶接金属から鋼管母材に向かって、マルテン
サイト組織、マルテンサイトと微細パーライトの混合組
織、鋼管母材のパーライト組織へと変化するが、熱影響
幅が小さく平滑な溶液面を形成しているため曲げ加工に
強く、耐荷重性があるため路面内に埋設し放熱管として
用いるにはより効果的である。

このような材質の鋼管、または高分子樹脂管を放熱管と
して用い、その放熱管の内径は９ｍｍ〜３６ｍｎで埋設
形態としては蛇行した屈曲形あるいは平行形やジグザグ
形の適宜な形状をもって埋設される。また、放熱管の上
面又は下面には熱伝導促進用の鉄網に固定することも可
能である。

このように埋設固定された放熱管とタンクと廃熱回収地
中ボイラーとでつくる前記循環放熱管路の中には、ｐＨ
が７．０〜１３．０で濃度が５重量％〜５５重量％に調
節された不凍液、好ましくはプレピレングリコール、エ
チレングリコール等を満たしである。

このように構成された本実施例の廃熱回収地中ボイラー
の加熱による無散水消雪方法では、冬季間タンク２内に
設けた温度検出装（置１ｏの発する信号により廃熱回収
地中ボイラー５と循環ポンプ４が運転停止を繰り返し、
このボイラー５によって加熱された不凍液は定流量弁１
９を備えた短絡管路１６によってタンク２に送られ、さ
らに煙突１１からの廃熱も回収しながら、タンク内の不
凍液を比較的低温の６０℃以下の一定温度に保ち、蓄熱
貯留される。

降雪時又は路面に凍結の恐れのある時には降雪検知器１
７の発する信号により三方弁６が送り本管１５方向に「
開」となり同時に循環ポンプ４が作動して温かい不凍液
を送り本管１５に送るが、この際温度検出装置７の働き
により混合弁３の開閉が比例制御され、戻り本管１３と
迂回管路１４に滞留していた約６℃の冷たい不凍液とタ
ンク２内の一定温度の不凍液が効率的に混合され１５℃
〜２０°Ｃの所定温度となった不凍液が送り本管中に送
られ、流速０．３ｍ／秒〜１．５ｍ／秒で放熱管９中を
流れ、この温かい不凍液の熱が放熱管９から路面８に均
一に伝わって蓄熱され、路面から放熱して路面上に降る
雪を短時間内に一様に融かすと共に凍結防止を行なうこ
とができる。

このようにして送り本管１５と放熱管９とに所定温度の
不凍液を送ると、戻り本管１３中の冷た１１− い不凍液の一部がタンク２内に返送されてタンク内の不
凍液の温度は低下するが、タンク２内に設けた温度検出
装置１ｏの働きによりボイラー５が燃焼を開始して、送
り本管中に無散水消雷に必要な１５℃〜２０℃の不凍液
を省エネルギーで、かつ効率的に送ることができる。

また、循環放熱管路とタンクの容積比が１＝０．２〜０
．５であるためタンク内の不凍液の温度は６０℃以下で
十分であるから地中ボイラー５は少熱量のものでよく、
そのために放熱損失が少なく、しかも迂回管路内の約６
°Ｃの不凍液の熱をも有効に利用して無散水消雷時に放
熱管９に送ることが可能となる。

また、降雪が止み、路面が乾燥して凍結の恐れが無くな
って、タンク２内の不凍液の温度が低下した時には降雪
検知器１７の発する信号により三方弁６が短絡管路１６
に対して「開」となってタンク２、混合弁３、循環ポン
プ４、廃熱回収地中ボイラー５、三方弁６、定流量弁１
９を介した短絡管路１６の間で循環管路が形成されてボ
イラー１２− が燃焼し、廃熱を回収しながらタンク内の不凍液を短時
間の内に一定高温に昇温しタンク内の温度検出装置の働
きにより、循環ポンプと廃熱回収地中ボイラーの運転が
自動的に速やかに停止されるからエネルギーの損失がな
い。

上記の路面は例えば坂道、高速道路の料金所、交差点内
歩道、横断歩道橋、階段、歩道、空港の滑走路、港の埠
頭、駅のプラットホームなどの路面に適宜設けて実施で
きるものである。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したとおりの構成を有しているから、
次のような効果を奏する。

断熱箱に収納した廃熱回収地中ボイラーの燃料の燃焼に
より無散水消雷熱源用として廃熱回収地中ボイラーによ
って不凍液を断熱箱に収納したタンク内で比較的低温の
一定温度に保って貯留し、蓄熱しておくために放熱によ
るエネルギー損出が少なく、地中ボイラーは少熱量のも
のでよく、降雪時又は凍結の恐れのある時には廃熱回収
地中ボイラーの廃熱を回収しながら不凍液を消雷に最適
の所定温度に迅速に、かつ効率的に調整することができ
、この調整された不凍液を放熱管中に迅速に送るので、
所定温度の不凍液の熱を路面内に均一に蓄熱させて路面
上に放熱し、路面上に降る雪を短時間内に一様に融かす
と共に凍結防止を行なうことができる。

また、降雪が止み、路面が乾燥して凍結の恐れが無くな
った時には降雪検知器の発する信号により施設の運転を
自動的に停止し、放熱管内の不凍液の流れが止まるので
エネルギーの損失がなく、また地中ボイラーは少熱量の
ものでよく、運転費用が安価となり、放熱管中の不凍液
が凍って管路が破損することも無いので維持管理が容易
となる。

さらに、本発明は熱交換器や複数の循環ポンプが不要と
なるため熱効率がよく、施設費用が安価となると共に熱
損失が極めて少なくてすむ等の多くの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面説明図である。 １　・・・ ３・・・ ５・・・ ６・・・ ８・・・ １１・・・ １３・・・ １５・・・ ｌ　７・・・ １９・・・ 断熱箱、　　　２・・・タンク、 混合弁、　　　４・・・循環ポンプ、 廃熱回収地中ボイラー 三方弁、７，１０・・・温度検出装置、路面、　　　　
９・・・放熱管、 煙突、　　　　１２・・・流通路、 戻り本管、　　１４・・・迂回管路、 送り本管、　　１６・・・短絡管路、 降雪検知器、１８・・・操作盤、 定流量弁。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）断熱箱の内に収納した廃熱回収地中ボイラーの煙
   突を該ボイラーの上部に設けたタンク内を貫設して地上
   で開放し、該廃熱回収地中ボイラーによって常時前記タ
   ンク内の不凍液を一定温度に保ち貯留しておき、降雪時
   に該タンク内の不凍液と路面内に埋設した放熱管中の冷
   却された不凍液とを混合弁によって混合して所定温度と
   なった不凍液を前記放熱管中に送り路面上に降る雪を融
   かすと共に凍結防止を行なうことを特徴とした廃熱回収
   地中ボイラー加熱による無散水消雪方法。
2. （２）断熱箱の内に、不凍液を満たし内部に煙突を貫設
   したタンクの側面上部から混合弁、循環ポンプ、廃熱回
   収地中ボイラー、三方弁等を収納し、送り本管、路面内
   に埋設した放熱管と戻り本管と逆止弁とが連結して循環
   管路を形成して前記タンクの側面底部に戻り、前記戻り
   本管と前記混合弁との間で迂回管路を形成し、かつ前記
   戻り本管と前記三方弁との間で短絡管路を形成して、送
   り本管中の不凍液の温度を検知しながら前記混合弁の開
   閉を調整し、放熱管中への不凍液の流入温度を調整し所
   定温度となった不凍液を放熱管中に送り、該放熱管中を
   流れる不凍液の放熱を路面内に蓄熱して路面上に放熱し
   該路面に降る雪を融かすとともに凍結防止を行うことを
   特徴とした廃熱回収地中ボイラー加熱による無散水消雪
   方法。
3. （３）循環管路の総内容積とタンクの容積比が１：０．
   ２〜０．５となることを特徴とした請求項第２項記載の
   廃熱回収地中ボイラー加熱による無散水消雪方法。