JPH04194103A - 風力を利用した蓄熱型路面融雪装置 - 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や凍結防止を行なうための装置に
関するものである。

従来の技術 例えば道路の除雪は、ショベルローダ等の土木機械によ
る方法が一般的であるが、この種の除雪作業は、ある程
度の積雪量になって初めて行なうものであるうえに、除
雪作業は交通を一時的に遮断する場合もあるから、交通
量の多い道路ではこれに替わる方法が望まれる。また路
面の凍結を防止する手段として石灰などの凍結防止剤を
散布する手段が知られているが、凍結防止剤が車両や路
面あるいは周囲の環境に悪影響を及ぼす場合もあるので
、凍結防止剤を使用することは必ずしも好ましい方法と
は言い得ない。

そこで従来、道路の融雪や凍結防止を行なう装置として
、地下水を散布する装置や、路面の直下にヒートパイプ
を埋設して地熱によって路面を保温する装置が知られて
いる。

発明が解決しようとする課題 前述した地下水を散布する装置は、地下水の温度が５〜
１５℃程度であって雪を溶かすのに充分な熱量を持って
いることにより、これを利用して路面の融雪を行なう装
置であるが、積雪期の全般にわたって常時地下水を汲み
上げて路面に散布する必要があるため、地下水の消費量
が多く、その結果、地盤の沈下を招くおそれが多分にあ
り、また地下水の汲み上げに動力を必要とするために、
ランニングコストがかかる不都合があった。

またヒートパイプによって地熱を路面近くまで汲み上げ
る装置では、自然界にある熱をそのまま利用し、しかも
熱の移動のみを行なうものであるから、ランニングコス
トがかからず、また可動部分のない装置とすることがで
きるが、融雪に利用できる地熱の量に対して降雪量が多
い場合が多々あり、このような場合には補助熱源を用い
ざるを得ず、結局、地熱の不足分を補うためのコストや
設備を必要とする問題があった。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、自
然界のエネルギーを有効に利用して効果的に融雪や凍結
防止を行なうことのできる融雪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 この発明は、上記の目的を達成するために、路面の直下
に布設したヒートｔｐ、ｌイブと、そのヒートパイプの
一端部を熱交換可能に臨ませた温水循環路と、その温水
循環路を接続した蓄熱部と、風力−発電機と、その風力
発電機で発生した電気エネルギーで前記蓄熱部を加熱す
る電気−熱変換装置とを具備していることを特徴とする
ものである。

作　　　　　用 この発明では、雪や氷の融解のためのエネルギーは、風
から得られる。すなわち風によって風力発電機が駆動さ
れて電力が発生し、その電力により電気−熱変換装置を
介して蓄熱部が加熱され、熱エネルギーが蓄えられる。

その蓄熱部の熱は、温水としてヒートパイプの一端部に
運ばれる。したがってヒートパイプでは、その一端部が
加熱部でかつ他端部が放熱部となって熱輸送を生じ、そ
の結果、ヒートパイプを敷設しである箇所の上側の積雪
面や凍結面が加熱され、融雪や氷の融解が行なわれる。

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。　
　　　　　・、２４ 第１図はこの発明の一実施例を示す系統図であって、こ
こに示す例は、道路の融雪を行なうよう構成したもので
ある。すなわち路面１の直下には、複数本のヒートパイ
プ２がほぼ水平に埋設されており、それらのヒートパイ
プ２の一方の端部は、温水循環バイブ３に水漏れしない
ように差し込まれている。ここでヒートパイプ２は、真
空脱気したステンレス管などの密閉管の内部に水やフロ
ンなどの目的温度範囲で蒸発および凝縮する流体を作動
流体として封入したものであり、これらのヒートパイプ
２は路面１の幅方向に向けて配置され、かつ路面１の長
手方向に沿って二列に配列されている。また温水循環バ
イブ３は両方の端部を地下に設置した蓄熱部４に連通さ
せ、蓄熱部４内の温水を流通させることによりヒートパ
イプ２の一端部に熱を与えるよう構成されている。そし
てこの温水循環バイブ３の中間の所定箇所にポンプ５が
設けられている。

他方、蓄熱部４は、例えばコンクリート（好ましくは断
熱コンクリート）からなる蓄熱槽４１の内部に、水４ｂ
および砕石４ｃを充填した構造であって、これら水４ｂ
’および砕石４ｃの顕熱として熱を蓄えるよう構成され
”ている。

上記の蓄熱部４を加熱するエネルギーは風から得るよう
になっており、そのための装置は以下のとおりに構成さ
れている。すなわち風車６およびこれによって駆動され
る発電機（図示せず）を主体とする風力発電機７が前記
路面１の近傍の所定箇所に設置されており、その風力発
電機７はヒートポンプ８に電気を供給−するようヒート
ポンプ８に接続されている。このヒーボンプ８としては
、必要に応じて各種の型式のものを使用することができ
、その−例として圧縮式のものを使用することができる
。これは一般の圧縮式冷凍機などに使用されているもの
とほぼ同様なものであって、コンプレッサーおよび凝縮
器ならびに蒸発器（それぞれ図示せず）を、冷媒を充填
した循環管路で接続し、前記風力発電機７から供給され
る電力によってコンプレッサーを駆動して冷媒を加圧圧
縮することによりそのエンタルピーを高くシ、これを前
記蓄熱槽４ａ内に設置した凝縮器に導いて、ここで放熱
させて凝縮させ、さらに液化した冷媒を断熱膨張させて
エンタルピーを下げるとともに蒸発器において大気から
熱を奪って蒸発・気化させるよう構成されている。すな
わち大気の有する熱を蓄熱部４に運んで蓄熱部４を加熱
昇温させるよう構成されている。なお、コンプレッサー
の安定した運転を図るために、風力発電機７によって充
電される蓄電池を使用してもよい。

つぎに上記のように構成した設備の作用を説明する。

上記の設備は無積雪期と積雪期とで異なる作用をし、無
積雪期は蓄熱作用を行ない、積雪期は蓄熱作用と融雪作
用とを行なう。すなわち無積雪期においては、前記ポン
プ５は停止していて蓄熱槽４ａ内の水は静止状態に維持
されており、この状態で風車６が回転させられて風力発
電機７が発電を行なうと、その電力によってヒートポン
プ８が駆動されて蓄熱槽４ａの内部が加熱される。その
結果、水４ｂや砕石４Ｃの温度が上昇し、これらの顕熱
として熱が蓄えられる。このような蓄熱作用は、風力発
電機７から電力を得られれば、年間を通していかなる時
期においても行なうことがてきる。

また一方、冬季の積雪期においては、上述した蓄熱部４
の加熱と並行して蓄熱部４の有する熱による路面１の融
雪が行なわれる。すなわち前記ポンプ５を動作させると
蓄熱部４内の温水が汲み上げられて温水循環パイプ３の
内部を流れ、その結果、温水循環パイプ３に挿入したヒ
ートパイプ２の一端部が温水によって加熱される。この
ヒートパイプ２は路面１の直下に埋設されているから、
ヒートパイプ２の温水循環パイプ３側の端部の温度が高
く、かつこれとは反対側の部分の温度が低くなり、この
ような温度差によって内部の作動流体が一端部側で蒸発
するとともにその蒸気が温度の低い部分に流れた後に放
熱して凝縮することにより、温水の有する熱か路面１の
直下に広く分散させて運ばれる。したがって路面１はそ
の下側から加熱されるので、その上の雪が溶かされる。

ヒートパイプ２に熱を奪われて温度の低下した温水は、
蓄熱槽４ａに戻され、ここで加熱された後に再度温水循
環パイプ３に送り出されて、ヒートパイプ２に対して熱
を運び、こうして継続して融雪が行なわれる。

なお、上記の実施例では、蓄熱部として水および砕石を
蓄熱槽に充填した構成のものを示したが、熱交換器を使
用することができる場合には、蓄熱材として潜熱蓄熱材
を使用し、この潜熱蓄熱材をヒートポンプによって直接
加熱するとともに、潜熱蓄熱材の有する熱を熱交換器を
介して水に与えるようにしてもよい。またヒートパイプ
は路面側のみへの放熱を積極的に行なうことが好ましい
ので、ヒートパイプの下側に断熱マットや適宜の断熱層
を設けることが好ましい。さらに融雪の自動化を図るた
めには、降雪センサー等の雪を検出するセンサーを主体
とする制御装置からの信号に基づいて前記ポンプを起動
・停止するよう構成すればよい。そしてまたこの発明の
設備は路面の融雪のみならず、路面等の凍結防止あるい
は融氷のためにも使用することができる。

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、風力
エネルギーを利用するものであるうえに、しかも蓄熱手
段を備えているから、積雪期のみならず年間を通して得
られる自然界のエネルギーを利用することができ、かつ
路面の加熱はヒートパイプを介して行なうため、均一な
加熱が可能となり、したがってこの発明によれば、路面
の融氷雪を自然エネルギーを利用して効果的にかつラン
ニングコストを掛けずに行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略的な系統図であ
る。 １・・・路面、　２・・・ヒートパイプ、　３・・・温
水循環パイプ、　４・・・蓄熱部、　７・・・風力発電
機、８・・・ヒートポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 路面の直下に布設したヒートパイプと、そのヒートパイ
   プの一端部を熱交換可能に臨ませた温水循環路と、その
   温水循環路を接続した蓄熱部と、風力発電機と、その風
   力発電機で発生した電気エネルギーで前記蓄熱部を加熱
   する電気−熱変換装置とを具備していることを特徴とす
   る風力を利用した蓄熱型路面融雪装置。