JPH0452322B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、主として道路の融雪及び凍結防止
を行うための装置、とくに地熱を有効に利用する
ヒートパイプ式の融雪装置に関する。

（従来の技術） 従来、ヒートパイプを地中に深く埋設すること
により、年間を通じてほぼ恒温状態を保つ地熱を
取出し、これをもつて道路等の融雪除水を行う装
置は種々のものが公知である。例えばその一例と
して実開昭54−106557号公報に示されるような装
置が知られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、従来既知のこの種の融雪装置は、熱
源として土壌のもつ自然エネルギーのみを利用す
るものであるために、地域による地熱温度条件の
違いに応じてヒートパイプの埋設深さ、配列ピツ
チ等を種々設計的に変更しなければならず、装置
の規格化が阻まれる難点があつた。のみならず、
浅い土壌中に存する地熱エネルギー量は、さほど
大きくないために、連続的な融雪・除水を必要と
するような場合には、所要融雪能力に対して地熱
エネルギー量が不足する事態も起り易く、気象条
件等によつて種々異なる各種の融雪条件に広く対
応できないというような難点があつた。

（問題点を解決するための手段） この発明は、上記のような問題点に鑑み、土壌
が本来的に有する地熱に加えて、夏期等の融雪を
必要としない時期に地表部から得られる熱を地中
に蓄えて利用しうるものとなすことにより、有償
エネルギーの消費を伴うことなく、特定仕様の融
雪装置をもつて効率良くあらゆる条件の融雪に対
応しうるようにしたものである。

（発明の構成） 即ち、この発明に係る融雪装置は、路面コンク
リート等の融雪除水対象物下に埋設して並列状に
配置された多数の放熱凝縮管部の両端に、これと
交叉して蒸発ヘツダーと凝縮ヘツダーとがそれぞ
れ連通接続されたヒートパイプと、地中の地熱源
領域に埋設された蓄熱槽と、前記両ヘツダーにそ
れぞれ貫通設置された２つの熱媒流通管を前記蓄
熱槽にそれぞれ各別に接続して選択的に作動され
る融雪用熱媒循環回路及び蓄熱用熱媒循環回路、
とを具備してなることを特徴とするものである。

（実施例） 以下、この発明の構成と作用を図示実施例に基
づいて更に説明する。

図において、Ａは路面を構成するパネル状のコ
ンクリートブロツクであり、これにはヒートパイ
プ１が埋設されている。該ヒートパイプ１は、所
定ピツチで並列状に配置された多数本の放熱凝縮
管部２と、これの両端に直交状に交叉して連通接
続されたヘツダー３，４とを有し、内部に水、フ
ロン、アンモニア等の作動流体が適量封入された
ものである。一方のヘツダー３はヒートパイプの
蒸発部を構成するものであつて、内部に熱媒流通
管５が貫通状に設けられている。他方のヘツダー
４は、主として蓄熱作動時に凝縮部として作用す
るものであり、やはり内部には熱媒流通管６が貫
通状に設置されている。

７は地中の所要深さの地熱源領域に埋設設置さ
れた地中蓄熱槽であり、好ましくは断熱性である
容体の内部に適宜の蓄熱材８が充填されてなるも
のである。この蓄熱材８としては、代表的な水の
ほか、更に好ましくは蓄積性能の優れた例えば塩
化カルシウム６水和塩、硫酸ナトリウム10水和
塩、パラフイン等が用いられることもあるし、更
には土壌が用いられることもある。

９は地中あるいは地上に必要に応じて配備され
る補助熱源であり、前記同様の蓄熱槽に構成し
て、温泉排水等のエネルギーを循環管１０によつ
て導入して蓄えるものとするのが有利であるが、
ヒータその他の発熱装置を用いるものとしても良
い。

C₁はヒートパイプ１におえる蒸発ヘツダー３
側の熱媒流通管５と地中蓄熱槽７とを接続した閉
鎖回路の融雪用熱媒循環回路、C₂は同ヒートパ
イプ１の凝縮ヘツダー４側の熱媒流通管６と地中
蓄熱槽７とを接続した蓄熱用熱媒循環回路の熱媒
流通管５と補助熱源９とを接続した補助用熱媒循
環回路であり、上記各熱循環回路C₁，C₂，C₃は、
当該回路中に所属されたポンプP₁，P₂，P₃によ
り、選択的に作動して内部に封入充填されている
水等の熱媒を循環させうるものとなされている。

（作用） 上記の如き装置において、融雪・除水運転時に
は、ポンプP₁を起動して融雪用熱媒循環回路C₁
を作動せしめる。すると、蓄熱槽７に予め蓄えら
れている熱エネルギーを吸収した熱媒が蒸発ヘツ
ダー３内の熱媒流通管５を流通することにより、
蒸発ヘツダー３内でヒートパイプ１の作動流体の
蒸発を生じる。そしてこの蒸気はヒートパイプ内
の圧力差によつて急速に凝縮管部２内に流れ、こ
こで蒸発潜熱を放出してコンクリートブロツクＡ
を加熱する。凝縮管部２内で復液した作動流体
は、主として重力の作用で再び蒸発ヘツダー３内
に戻帰し、上記作用を繰返すことによつてコンク
リートブロツクＡ上の融雪を行うと共に、その凍
結を防止する。

ところで、地中蓄熱槽７内には、常時その周り
の地熱が蓄えられるほか、後述の蓄熱用熱媒循環
回路C₂によつて地表部から得られる熱が蓄えら
れるが、それでもなお蓄熱槽７の保有する熱エネ
ルギーだけでは融雪能力が不足するような場合が
起こり得る。そこでこのような場合には補助用熱
媒循環回路C₃を作動せしめることにより、蒸発
ヘツダー３内へ送り込む熱量を補つて、ヒートパ
イプ１に所要の融雪熱エネルギーを得ることがで
きる。

一方、融雪を必要としないような時期、例えば
夏期とか、冬期でも日中の暖かい時には、太陽熱
エネルギーによつて地表温度の方が地中熱源の温
度よりも高くなる場合がある。そこでこのような
ときには、蓄熱用熱媒循環回路C₂を作動せしめ
て、地表面から得られる熱エネルギーを地中の蓄
熱槽７に蓄え、冬期の融雪運転時に備えて可及的
多量の熱エネルギーを地中に備蓄する。即ち、コ
ンクリートブロツクＡの温度が高くなると、それ
に埋設されているヒートパイプ１内の作動両体が
蒸発管部２内においても蒸発を生じる。而してそ
の蒸気温度よりも低い温度の熱媒が回路C₂によ
つて凝縮ヘツダー４内の熱媒流通管６に流通され
ることにより、その周りで作動流体蒸気が凝縮
し、その凝縮熱で熱媒が加熱され、蓄熱槽７に順
次上記熱エネルギーを運んで蓄熱材８に伝達す
る。

（発明の効果） 上記実施例の説明から既に明らかであるよう
に、この発明に係る装置においては、ヒートパイ
プの蒸発部側と凝縮部側との両者にヘツナーを備
えて、これら両ヘツダーにそれぞれ融雪用熱媒循
環回路と蓄熱用熱媒循環回路とにそれぞれ所属す
る熱媒流通管が貫通されたものとなされると共
に、上記両回路が共通の地中蓄熱槽に接続された
ものとなされている。従つて、融雪不要時期にお
いて地表部から得られる太陽熱エネルギーを地中
蓄熱槽に備蓄することができ、融雪運転時には地
熱に加えて上記備蓄エネルギーをも付加利用して
所期の融雪除水を行うことができる。このため豊
富な熱源を利用することができ、熱量不足の事態
を生じるおそれが少なくなると共に、常に安定し
た熱量を供給して融雪を行いうることにより、地
熱温度条件に融雪効率が直接影響を受けるという
ことがなく、ひいては融雪装置自体を地熱温度条
件の多少の変化に拘わりなく、ヒートパイプの配
列ピツチ等の設計条件の点で一定のものにしなが
ら安定した融雪作用を実現せしめることができ、
装置の規格化をはかることが可能になる。また、
冬季における融雪及び夏季における熱エネルギー
の補給備蓄のいずれの作動時にあつても、共通の
ヒートパイプを効率良く作動させて所期作用を行
わせることができ、融雪、蓄熱効率の点で優れた
ものとすることができる。かつ上記いずれの場合
にも共通のヒートパイプを用い、単一の蓄熱槽を
共通に使用するものであるから、設備費、工事費
の面でも有利である。また、融雪時においてよし
んば地中備蓄槽から供給しうる融雪用の熱エネル
ギー量が不足するおそれがあるような融雪条件下
で使用するような場合にあつても、実施例に示し
たように容易に補助熱源を組込んで熱エネルギー
の補充を可能なものとすることができ、従つてあ
らゆる融雪条件に対応しうるものとなし得て適用
範囲、汎用性を拡大しうる顕著な利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すものであつて、
第１図は装置全体の構成図、第２図はヒートパイ
プの一部切欠き斜視図である。 Ａ……コンクリートブロツク、１……ヒートパ
イプ、２……放熱凝縮部、３……蒸発ヘツダー、
４……凝縮ヘツダー、５，６……熱媒流通管、７
……地中蓄熱槽、８……蓄熱材、C₁……融雪用
熱媒媒循環回路、C₂……蓄熱用熱媒循環回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 路面コンクリート等の融雪除水対象物下に埋
   設して並列状に配置された多数の放熱凝縮管部の
   両端に、これと交叉して蒸発ヘツダーと凝縮ヘツ
   ダーとがそれぞれ連通接続されたヒートパイプ
   と、地中の地熱源領域に埋設された蓄熱槽と、前
   記両ヘツダーにそれぞれ貫通設置された２つの熱
   媒流通管を前記蓄熱槽にそれぞれ各別に接続して
   選択的に作動される融雪用熱媒循環回路及び蓄熱
   用熱媒循環回路、とを具備してなる道路等の融雪
   装置。