JPH04174104A - 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〕 本発明は、道路、飛行場の滑走路などの雪を、太陽熱を
利用して融雪しうる融雪装置に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕寒冷地
における道路、飛行場の滑走路などの積雪は、従来除雪
車などの除雪装置又は人手によるか、さらには井戸水、
海水などの融雪温度以上の液体を積雪位置に流過するな
どにより行っている。

しかしながら、前記積雪装置、人手等によるものは工数
が多大となる他、除雪サイクルが制約されることとなり
、積雪に対して十分な対応が困難となる。

又井戸水等を路面に流過させるものを、地下水の乱用と
なりやすく、又道路際の排水設備の負担を増大させる。

本発明は、太陽熱と雪センサとを用いることによって、
融雪を自動化でき、前記課題を解決しうる融雪装置の提
供を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、太陽熱集熱器と、該太陽熱集熱器により加温
された熱媒を貯留する貯液槽と、積雪位置に設けた伝熱
管と、積雪位置の雪を検知する雪センサと、雪センサが
雪を検知した検知出力をうけるとともに前記貯液槽の熱
媒温度が融雪温度以上であるとき該熱媒を前記伝熱管に
送る循環ポンプを作動させる制御装置とを具えてなる融
雪装置である。

〔作用〕

雪センサが雪を検知することにより、太陽熱によって加
温されかつ貯液槽に貯留された熱媒を、積雪位置に設け
た伝熱管に供給する。これにより、雪センサの検知とと
もに融雪でき、例えば降りはじめにおいて融雪すること
も、所定の積雪量となったときに融雪することもできる
など、融雪を自動的にかつ迅速な融雪が可能となる。

又太陽熱を利用するため、運転コストを低減しうる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１〜３図は、本発明の融雪装置１が、高速道路りの融
雪のために使用された一実施例を示し、融雪装置１は、
太陽熱集熱器２と、熱媒を貯留する貯液槽３と、積雪位
置、本例では路面に埋設した伝熱管４と、雪を検知する
雪センサＴＳとを具えるとともに、制御装置Ｓが、前記
雪センサＴＳの検知出力をうけかつ前記貯液槽３の熱媒
温度が融雪温度以上であるとき、循環ポンプＰ１を運転
し、貯液槽３の熱媒を前記伝熱管４に送給する。

又本実施例では、融雪装置１には、前記循環ポンプＰ１
の下流側に補助加熱機６を設けるとともに、その下流側
の分配調量弁■には、前記伝熱管４とともに、吸収式冷
凍機９と、給湯加温機１０とが並列接続される。さらに
、前記循環ポンプＰ１と補助加熱機６との間に介在する
三方弁からなる切換弁Ｖ　Ｃ１に、蓄熱槽１２を接続し
ている。

前記太陽熱集熱器２は、２枚の平板を熱媒流適用の小間
隙を隔てて配したもの、２枚のコルゲート板を重ね合わ
せたものなどの平板型集熱器の他、真空管型のものなど
、種々なものが利用しうるが、真空管型のものが、集熱
効率に優れ装置を小型化しうるとともに熱媒を高温度化
しうる点で好適に利用しうる場合がある。

又太陽熱集熱器２にはその加熱温度を検知する第１のセ
ンサＴ１が取付けられる。又太陽熱集熱器２の出口２ｂ
は貯液槽３の入口３ａに導管を介して連通し、又貯液槽
３の出口３ｂは、集熱ポンプＰ２を介在する導管を介し
て太陽熱集熱器２の入口２ａに連通している。

又貯液槽３の下方、上方には、第２、第３の温度センサ
Ｔ２、Ｔ３を設けるとともに、貯液槽３の入口３ａに連
なる前記導管には、熱媒を補給しかつその熱膨張を吸収
する膨張タンク１５が設けられる。なお膨張タンク１５
は、レベルセンサーの出力により熱媒を補給するための
開閉弁を有する周知の構成を具える。

さらに貯液槽３の熱媒の取出し口３Ｃには、前記循環ポ
ンプＰ１、切換弁ＶＣＩ、補助加熱機６から前記分配調
量弁Ｖに至る導管Ａ１が接続される。又この導管Ａ１に
は、前記取出し口３ｃの近傍で開閉弁ＶＤを配置する。

前記補助加熱機６は、熱媒を貯留するタンク２１に、該
タンク２１の熱媒温度を検知する温度センサＴ４を設け
るとともに、深夜電力、その他の適宜の熱源を用いてか
つ開閉弁ＶＡＩによって必要に応じて熱媒を加温する補
助ヒータ２２を具える。

前記吸収式冷凍機９は、冷凍機本体２５と、冷却塔２６
と、冷却水ポンプＰ３とを具える周知の構成を有し、又
冷却機本体２５の熱媒の出口２５ｂ近傍には、該冷媒の
温度を検知する温度センサＴ５を設けている。

さらに前記給湯加温機１０は、タンク２９の上部に、レ
ベルメータと開閉弁とを有し常に所定の高さまで市水を
供給するジスターン３１を設けている。又タンク２９に
は、前記分配調量弁Ｖからの熱媒が、該タンク２９内部
の市水と熱交換する熱交換器３２が設けられ、又前記補
助加熱機６と同様に、深夜電力等の補助熱源を開閉弁Ｖ
Ａ２により人切りする補助ヒータ３３を設けている。さ
らにタンク２９には、内部の給水温度を検知する温度セ
ンサＴ６と、内部の温水、熱水を取り出す給湯管３４と
を設けている。

前記伝熱管４は、耐熱ゴムホース、ステンレス可撓管等
を利用でき、蛇行状に配設する。又耐熱ゴムホースを用
いるときには、第３図に略示するごとく、熱媒の往路を
なす第１の孔３５と、戻り用の第２の孔３６とを並設し
た眼鏡状の断面のものを用いることによって、伝熱管４
の埋設を簡易化できる。なおこのような伝熱管４を、道
路りなどに埋設するときには、４０〜８０ｍｍの深さで
あって、かつ３０〜６０ｍｍのピッチで埋設する。なお
既存の道路に埋設するときには、所定の溝を設けた後、
伝熱管４を挿入させかつモルタルを充填する。なお埋設
の向きは、好ましくは走行方向とする。これにより、路
面の段差の発生の可能性を防ぐとともにタイヤの接地面
が走行方向に長いことにより、該タイヤからの荷重によ
って伝熱管４に生じる曲げ荷重を低減できる。

又前記雪センサＴＳは各種のフォトセンサなど、降雪、
又は路面における積雪量を検知できさえすれば、各種の
ものが利用できる。

前記蓄熱槽１２は、前記切換弁ｖＣ１からのびる導管を
介して連なることにより、熱媒が供給されるとともに、
断熱槽３９内に蓄熱材４０を充填している。なお蓄熱材
として、砂利、液体などの他、いわゆる低融点蓄熱材を
用いることもできる。

このような低融点蓄熱材は、加温により液化した状態で
蓄熱されるとともに固化にともない放熱できる。

又蓄熱槽１２には、送風用のブロアＢを取付けるととも
に、加温された空気を取り出す空気管４１は、前記路面
に向かって空気を吐出するオリフィス状のノズル４２で
開口している。

他方、前記伝熱管４、吸収式冷凍機９、給湯加温機１０
からの各熱媒は、貯液槽３の戻り口３ｄに通じる戻り量
の導管Ａ２に接続される。

又前記蓄熱槽１２の熱媒出口は、三方弁からなる切換弁
ＶＣ２を介して前記導管Ａ２に接続される。

又前記切換弁ＶＣ２には、導管Ａ１において、切換弁Ｖ
Ｃ１と補助加熱機６との間の接続点ａ１に通じる導管が
接続され、又前記戻り用の導管Ａ２にも三方弁からなる
切換弁ＶＣ３を介在させる。

又この切換弁ＶＣ３の１つのポートは、前記導管Ａ１に
、開閉弁ＶＤと循環ポンプＰ１の間の接続点ａ２に通じ
るバイパス用の導管Ａ３が接続される。

かかる構成において、第２図に略示するごとく太陽熱集
熱器２は、高速道路の路肩に立設する防音壁上端の斜板
を形成し、又防音壁本体の上方部が前記貯液槽３を形成
するとともに、下方の空所は、前記蓄熱槽１２からの温
風を取り出す空気管４１の一部をなす。又中間の液槽は
補助加熱槽６のタンク２１を構成する。さらに空気管４
１に通じかつ路面に開口する開口部により、前記ノズル
４２を形成する。なおノズル４２は、下方斜めに傾くオ
リフィス状をなす。

かかる装置は制御装置Ｓにより制御される。

次に本実施例における装置の作用を説明する。

太陽熱集熱器２の前記温度センサＴ１が、蓄熱槽３の熱
媒を加温するに十分な温度であるとき、制御装置Ｓは集
熱ポンプＰ２を駆動し、貯液槽３の熱媒を加温する。な
おチャタリングを防止するべく、温度センサＴ１が前記
設定温度を数度下回るときと、集熱ポンプＰ２を停止す
る。

又雪センサＴＳが、雪の降りはじめ、所定の積雪量（用
途に応じて種々な設定ができる）を検知し、貯液槽３の
熱媒の温度が融雪温度、即ち００Ｃ以上、好ましくは１
５℃以上であるとき、循環ポンプＰ１を駆動する。なお
そのとき開閉弁ＶＤを開き、切換弁ＶＣＩは導管Ａ１を
導通する側に切り換えておく。又分配調量弁Ｖは、伝熱
管４に熱媒を送る側に切り換えられる。従って、熱媒は
伝熱管４に流れることによって、路面りを加温し、融雪
できる。又流過した熱媒は、導管Ａ２を通り貯液槽３の
、戻り口３ｄに還流し、熱媒を循環させる。

前記補助加熱機６は、熱媒を貯留し、前記貯液槽３と合
体した貯液槽装置を形成する。又所望により、補助ヒー
タ２２を加温し、熱媒を予め昇温することもできる。

なお分配調量弁Ｖは、切換えによって各流路に熱媒を供
給するとともに、各流路を、全開、全閉ではなくて、所
定の比率配分で、所定の流路に熱媒を流すことができる
。

従って、融雪と同時に熱媒を給湯加温機１０に挿通する
こともできる。又非積雪時には、給湯加温機１０に供給
することもできる。

この給湯加温機１０では、市水を熱交換器３２により所
定の温度迄加温する。又この市水温度を、温度センサＴ
６が検知するとともに、所定の温度に達しないときには
、補助ヒータ３３を用いて所定の温度にした上で給湯す
る。

なおこのような給湯加温機１０は、道を隔てる建物Ｈ等
に給湯される。

さらに、夏期等においては、分配調量弁Ｖを切り換え、
前記吸収式冷凍機９、給湯加温機１０の一方又は双方に
熱媒を送り、前記建物Ｈの空調、給湯を行いうる。

さらに前記導管Ａ１の切換弁ｖＣ１を切り換え、前記蓄
熱槽１２の蓄熱材に蓄熱させることができる。又この蓄
熱は、融雪の必要な冬期に取り出すこともできる。又冬
期においても、積雪のない日中において蓄熱槽１２に貯
え、積雪時、特に夜間等において使用することもできる
。又蓄熱の取出しに際しては、前記切換弁ＶＣ２を切り
換え、導管Ａ１の接続点ａ１に熱媒を流過させることも
、第１図に一点鎖線で示すように、直接伝熱管４に導く
こともできる。

さらに、前記ブロアーＢから温風としてノズル４２を経
て路面に温風をふきかけ、融雪することもできる。ノズ
ル４２は、オリフィス状をなすことによって防音壁によ
り両側を挟まれた路面を、温風が積雪に沿う気流として
流れる成層域を形成し効率のよい融雪、凍結の防止が可
能となる。

さらに太陽熱集熱器２による受熱が十分でないとき、戻
り用の導管Ａ２の切換弁ＶＣ３を切り換え、バイパス用
の導管Ａ３から接続点ａ２に流過させ、太陽熱集熱器２
をバイパスさせることもできる。このとき補助ヒータ２
２．３３を使用する。

又開閉器ＶＤを閉じる。

このような各種の動作は、各種の温度センサＴ１〜Ｔ７
、開閉弁、切換弁を用いて最適となるように、前記のご
とく、制御装置Ｓを用いて制御される。

第４図は補助加熱機６を省略した他の実施例を示し、貯
液槽３に、前記補助加熱機６で用いたと同じ補助ヒータ
２２を用いている。又分配調量弁■から、伝熱管４、吸
収式冷凍機９、給湯加温機１０、蓄熱槽１２の１つ又は
複数に、使用目的に応じて供給することができる。

なお本発明の融雪装置は、道路の他、滑走路等にも使用
でき、又特に滑走路における案内灯の部分など、機械に
よる除雪の困難な場所に使用しうる。又地中に埋設する
場合の他、前記案内灯に直付けし、さらには鉄道のレー
ルに付設など、種々な使用が可能である。

〔発明の効果〕

このように本発明の装置は、雪センサが雪を検知するこ
とにより、太陽熱によって加温されかつ貯液槽に貯留さ
れた熱媒を、積雪位置に設けた伝熱管に供給する。これ
により、雪センサの検知とともに融雪でき、融雪を自動
的にかつ迅速な融雪が可能となる。又太陽熱を利用する
ため、運転コストを低減しうる。　　　　゛

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を略示する線図、第２図はそ
の一使用例を示す斜視図、第３図は伝熱管を例示する断
面図、第４図は他の実施例を示す線図である。 ２−・・−・太陽熱集熱器、　　３・・・−・貯液槽、
４−・・・−伝熱管、　　　６・−・・補助加熱機、９
・・・・・吸収式冷凍機、　　１０１．、、給湯加温機
、１２−、、−蓄熱槽、　　　Ｐｌ・・・−・循環ポン
プ、Ｓ・・・・・−制御装置、　　　　ＴＳ・・−・−
雪センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　太陽熱集熱器と、該太陽熱集熱器により加温された
   熱媒を貯留する貯液槽と、積雪位置に設けた伝熱管と、
   積雪位置の雪を検知する雪センサと、雪センサが雪を検
   知した検知出力をうけるとともに前記貯液槽の熱媒温度
   が融雪温度以上であるとき該熱媒を前記伝熱管に送る循
   環ポンプを作動させる制御装置とを具えてなる融雪装置
   。