JPH05272106A - 太陽熱蓄熱型路面融雪装置 - Google Patents
太陽熱蓄熱型路面融雪装置Info
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- JPH05272106A JPH05272106A JP4098699A JP9869992A JPH05272106A JP H05272106 A JPH05272106 A JP H05272106A JP 4098699 A JP4098699 A JP 4098699A JP 9869992 A JP9869992 A JP 9869992A JP H05272106 A JPH05272106 A JP H05272106A
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- F24S70/10—Details of absorbing elements characterised by the absorbing material
- F24S70/16—Details of absorbing elements characterised by the absorbing material made of ceramic; made of concrete; made of natural stone
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/90—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation
- F24S10/95—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation having evaporator sections and condenser sections, e.g. heat pipes
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- F24S20/60—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
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- F24S60/00—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
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- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S60/00—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
- F24S60/30—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors storing heat in liquids
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/20—Solar thermal
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
Abstract
(57)【要約】
【目的】 太陽熱を有効に利用して効果的に路面におけ
る融雪や凍結防止を行うことができる装置を提供する。 【構成】 路面１の融雪等にあたり、路面１の一側より
上方に延びる傾斜面３の内方に設けられた蓄熱槽１０
と、太陽光の照射方向にほぼ垂直に形成された傾斜面３
内にその蒸発部２１を配設し、その凝縮部２２を蓄熱槽
１０内に配設した熱ダイオード型ヒートパイプ２０と、
蓄熱槽１０から路面１の直下に熱輸送を行う温水循環路
３０とを備えている。
る融雪や凍結防止を行うことができる装置を提供する。 【構成】 路面１の融雪等にあたり、路面１の一側より
上方に延びる傾斜面３の内方に設けられた蓄熱槽１０
と、太陽光の照射方向にほぼ垂直に形成された傾斜面３
内にその蒸発部２１を配設し、その凝縮部２２を蓄熱槽
１０内に配設した熱ダイオード型ヒートパイプ２０と、
蓄熱槽１０から路面１の直下に熱輸送を行う温水循環路
３０とを備えている。
Description
【０００１】
【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し、特に太陽熱を利用して融
雪を行なう装置に関するものである。
止を行なうための装置に関し、特に太陽熱を利用して融
雪を行なう装置に関するものである。
【０００２】
【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始めて行なうもので
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変わる方法が
望まれる。また路面の凍結を防止する方法として石灰な
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、凍結防止剤を使用しようすることは
必ずしも好ましい方法とはいえない。
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始めて行なうもので
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変わる方法が
望まれる。また路面の凍結を防止する方法として石灰な
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、凍結防止剤を使用しようすることは
必ずしも好ましい方法とはいえない。
【０００３】そこで従来、道路の融雪や凍結防止を行う
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。
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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述したうち地下水を
散布する装置は、地下水の温度が冬期においても５〜１
５℃程度と、雪を溶かすのに充分な熱量を持っているこ
とから、これを利用して路面の融雪を行う装置である
が、積雪期の全般にわたって常時地下水を汲み上げて路
面に散布するため、大量の地下水を消費することとな
り、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という不都合があった。
散布する装置は、地下水の温度が冬期においても５〜１
５℃程度と、雪を溶かすのに充分な熱量を持っているこ
とから、これを利用して路面の融雪を行う装置である
が、積雪期の全般にわたって常時地下水を汲み上げて路
面に散布するため、大量の地下水を消費することとな
り、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という不都合があった。
【０００５】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、自然界の熱をそのまま利用
し、しかも熱の移動のみを行うものであるから、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。そして地下水
や地熱を利用する設備ではボーリングを行う必要がある
ので、設備コストが高くなる不都合があった。
まで汲み上げる装置では、自然界の熱をそのまま利用
し、しかも熱の移動のみを行うものであるから、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。そして地下水
や地熱を利用する設備ではボーリングを行う必要がある
ので、設備コストが高くなる不都合があった。
【０００６】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、太陽熱を有効に利用して路面の融雪や凍結防止を効
果的に行うことのできる装置を提供することを目的とす
るものである。
で、太陽熱を有効に利用して路面の融雪や凍結防止を効
果的に行うことのできる装置を提供することを目的とす
るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段としてこの発明は、路面の一側より上方に延び、
かつ太陽光の照射方向に対してほぼ垂直な傾斜面と、こ
の傾斜面の内方に設けられた蓄熱槽と、前記傾斜面に沿
って蒸発部を配設するとともに、その凝縮部を前記蒸発
部側が低くなるよう勾配を持たせて前記蓄熱槽内に配設
した熱ダイオード型ヒートパイプと、前記蓄熱槽から前
記路面の直下に熱輸送を行なう温水循環路とを備えてい
ることを特徴としている。
の手段としてこの発明は、路面の一側より上方に延び、
かつ太陽光の照射方向に対してほぼ垂直な傾斜面と、こ
の傾斜面の内方に設けられた蓄熱槽と、前記傾斜面に沿
って蒸発部を配設するとともに、その凝縮部を前記蒸発
部側が低くなるよう勾配を持たせて前記蓄熱槽内に配設
した熱ダイオード型ヒートパイプと、前記蓄熱槽から前
記路面の直下に熱輸送を行なう温水循環路とを備えてい
ることを特徴としている。
【０００８】またこの発明は、路面の一側より上方に延
び、かつ太陽光の照射方向に対してほぼ垂直な傾斜面
と、前記路面の下方に設けられた蓄熱槽と、前記傾斜面
に沿って蒸発部を配設し、その凝縮部を前記蓄熱槽内に
配設した第１の熱輸送手段と、その蒸発部を前記蓄熱槽
内に配設し、その凝縮部を前記路面の直下に配設した第
２の熱輸送手段とを備えていることを特徴としている。
び、かつ太陽光の照射方向に対してほぼ垂直な傾斜面
と、前記路面の下方に設けられた蓄熱槽と、前記傾斜面
に沿って蒸発部を配設し、その凝縮部を前記蓄熱槽内に
配設した第１の熱輸送手段と、その蒸発部を前記蓄熱槽
内に配設し、その凝縮部を前記路面の直下に配設した第
２の熱輸送手段とを備えていることを特徴としている。
【０００９】またこの発明では、前記第１の熱輸送手段
を、前記蒸発部の作動流体を前記凝縮部側に移動させる
作動流体移動手段を有するループ型ヒートパイプとする
ことができる。
を、前記蒸発部の作動流体を前記凝縮部側に移動させる
作動流体移動手段を有するループ型ヒートパイプとする
ことができる。
【００１０】
【作用】この発明では、雪や氷の融解のためのエネルギ
ーとして太陽熱が使用される。請求項１の発明では傾斜
面に照射された太陽熱を蒸発部側から凝縮部側にのみ熱
輸送を行う熱ダイオード型ヒートパイプにより、傾斜面
に照射される太陽光線から吸収された熱が、傾斜面内方
の蓄熱槽に熱輸送されて蓄えられ、路面に積雪があった
場合には、蓄熱槽に蓄えたこの熱を温水循環路によって
路面直下に運ぶことにより、路面が下側から加熱され
て、路面上の雪が溶かされる。
ーとして太陽熱が使用される。請求項１の発明では傾斜
面に照射された太陽熱を蒸発部側から凝縮部側にのみ熱
輸送を行う熱ダイオード型ヒートパイプにより、傾斜面
に照射される太陽光線から吸収された熱が、傾斜面内方
の蓄熱槽に熱輸送されて蓄えられ、路面に積雪があった
場合には、蓄熱槽に蓄えたこの熱を温水循環路によって
路面直下に運ぶことにより、路面が下側から加熱され
て、路面上の雪が溶かされる。
【００１１】また、請求項２の発明では傾斜面に照射さ
れた太陽熱を第１の熱輸送手段により路面下方の蓄熱槽
に熱輸送して蓄え、路面に積雪があった場合には蓄熱槽
に蓄えたこの熱を第２の熱輸送手段によって路面直下に
運ぶことにより、路面が下側から加熱され路面上の雪が
溶かされる。
れた太陽熱を第１の熱輸送手段により路面下方の蓄熱槽
に熱輸送して蓄え、路面に積雪があった場合には蓄熱槽
に蓄えたこの熱を第２の熱輸送手段によって路面直下に
運ぶことにより、路面が下側から加熱され路面上の雪が
溶かされる。
【００１２】また、前記第１の熱輸送手段を、作動流体
移動手段を有するループ式ヒートパイプで構成すれば、
上部の蒸発部における蒸気状態の作動流体を下部の凝縮
部側に容易に移動させることができ、傾斜面に照射され
た太陽熱を動力を用いずに低い位置の蓄熱槽に容易に輸
送できる。
移動手段を有するループ式ヒートパイプで構成すれば、
上部の蒸発部における蒸気状態の作動流体を下部の凝縮
部側に容易に移動させることができ、傾斜面に照射され
た太陽熱を動力を用いずに低い位置の蓄熱槽に容易に輸
送できる。
【００１３】
【実施例】以下にこの発明の実施例を図１ないし図４を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１４】図１および図２はこの発明の第１実施例の
太陽熱蓄熱型融雪装置を示すもので、図１は道路の切通
し部分の断面図であり、図２は図１の装置の温水循環路
を示す平面図である。
太陽熱蓄熱型融雪装置を示すもので、図１は道路の切通
し部分の断面図であり、図２は図１の装置の温水循環路
を示す平面図である。
【００１５】道路は車両等の走行用路面１を形成する舗
装コンクリート層２と、路面１の幅方向一側からこの路
面１の上方に向かって傾斜面３を形成する傾斜コンクリ
ート層４と、路面１の両側に設けられたピット５，５等
から構成されている。なお、傾斜コンクリート層４の上
端側にはほぼ水平な段部６が形成されている。前記傾斜
コンクリート層４は南側に面するとともに太陽光Ｒをほ
ぼ垂直に受ける法面上に設けられたものであり、太陽か
らの熱吸収をよくするために、その表面の傾斜面３には
黒色塗装が施されている。
装コンクリート層２と、路面１の幅方向一側からこの路
面１の上方に向かって傾斜面３を形成する傾斜コンクリ
ート層４と、路面１の両側に設けられたピット５，５等
から構成されている。なお、傾斜コンクリート層４の上
端側にはほぼ水平な段部６が形成されている。前記傾斜
コンクリート層４は南側に面するとともに太陽光Ｒをほ
ぼ垂直に受ける法面上に設けられたものであり、太陽か
らの熱吸収をよくするために、その表面の傾斜面３には
黒色塗装が施されている。
【００１６】蓄熱型融雪装置は太陽熱を蓄熱する蓄熱槽
１０と、道路の傾斜コンクリート層４を利用して太陽熱
を蓄熱槽１０に熱輸送するヒートパイプ２０と、蓄熱槽
１０内の熱を積雪時に道路の舗装コンクリート層２に熱
輸送して放熱し、路面１の融雪等を行なう温水循環路３
０とから構成されている。
１０と、道路の傾斜コンクリート層４を利用して太陽熱
を蓄熱槽１０に熱輸送するヒートパイプ２０と、蓄熱槽
１０内の熱を積雪時に道路の舗装コンクリート層２に熱
輸送して放熱し、路面１の融雪等を行なう温水循環路３
０とから構成されている。
【００１７】蓄熱槽１０は道路の傾斜コンクリート層４
と段部６より内方の地中に設けられており、その外周部
は周囲の土壌中への熱の放出や内部への水の侵入を防ぐ
断熱防水材１１で覆われると共に、この断熱防水材１１
の内部は蓄熱媒体１２で満たされている。この蓄熱媒体
１２は蓄熱性の大きい温水や砕石等から構成されるもの
であるが、ある程度蓄熱性が期待できる含水率（例えば
２０％程度）の土壌であってもよい。
と段部６より内方の地中に設けられており、その外周部
は周囲の土壌中への熱の放出や内部への水の侵入を防ぐ
断熱防水材１１で覆われると共に、この断熱防水材１１
の内部は蓄熱媒体１２で満たされている。この蓄熱媒体
１２は蓄熱性の大きい温水や砕石等から構成されるもの
であるが、ある程度蓄熱性が期待できる含水率（例えば
２０％程度）の土壌であってもよい。
【００１８】ヒートパイプ２０はＬ字形をした熱ダイオ
ード型のもので、その下部側の蒸発部２１が傾斜コンク
リート層４内にその傾斜面３の方向に沿って埋設されて
おり、その上部側の凝縮部２２がわずかに傾斜した状態
で蓄熱槽１０内に差し込まれている。そして、このヒー
トパイプ２０は傾斜コンクリート層４と蓄熱槽１０内に
例えば上下３段に設けられ、各段において道路の長手方
向に複数本並べられている。
ード型のもので、その下部側の蒸発部２１が傾斜コンク
リート層４内にその傾斜面３の方向に沿って埋設されて
おり、その上部側の凝縮部２２がわずかに傾斜した状態
で蓄熱槽１０内に差し込まれている。そして、このヒー
トパイプ２０は傾斜コンクリート層４と蓄熱槽１０内に
例えば上下３段に設けられ、各段において道路の長手方
向に複数本並べられている。
【００１９】ここで、ヒートパイプは、例えば真空脱気
した密閉管の内部にフロンやアルコールなどの目的温度
範囲で蒸発・凝縮する流体を作動流体として封入し、高
温部側で蒸発した作動流体を低温部側で凝縮させること
により低温部側にその潜熱を与えて熱輸送を行なうもの
であり、特に熱ダイオドー型のこのヒートパイプ２０
は、液相の作動流体を重力の作用で蒸発部に還流させる
よう構成したものであって、傾斜面３に配設した蒸発部
２１側から蓄熱槽１０内の凝縮部２２側へのみ熱輸送を
行なうよう構成されているものである。
した密閉管の内部にフロンやアルコールなどの目的温度
範囲で蒸発・凝縮する流体を作動流体として封入し、高
温部側で蒸発した作動流体を低温部側で凝縮させること
により低温部側にその潜熱を与えて熱輸送を行なうもの
であり、特に熱ダイオドー型のこのヒートパイプ２０
は、液相の作動流体を重力の作用で蒸発部に還流させる
よう構成したものであって、傾斜面３に配設した蒸発部
２１側から蓄熱槽１０内の凝縮部２２側へのみ熱輸送を
行なうよう構成されているものである。
【００２０】温水循環路３０は蓄熱槽１０内に蛇行して
設けられた吸熱管３１と、舗装コンクリート層２内に道
路の長手方向に沿って蛇行状態で設けられた放熱管３２
と、吸熱管３１および放熱管３２を連結する連絡管３
３，３４と、連絡管３３に取り付けられた温水循環ポン
プ３５と、熱媒である温水とから構成されており、温水
を蓄熱槽１０と舗装コンクリート層２との間に循環させ
て熱の授受を行なうものである。吸熱管３１は温水が蓄
熱槽１０の蓄熱媒体１２から充分な熱の供給を受けるよ
うに、その全長を長くして受熱面積が広くなるように、
例えば各段のヒートパイプ２０にそれぞれ対応させて、
蓄熱槽１０内をほぼ水平に蛇行するように設けられてい
る。また、放熱管３２は舗装コンクリート層２中に設け
られるものであるため、この放熱管３２には熱伝導度が
よいほか、充分な強度も要求されるため、例えば鋼管等
が使用される。なお、連絡管３３，３４は外部への放熱
を防止するために、その外面を保温材で被覆されてい
る。
設けられた吸熱管３１と、舗装コンクリート層２内に道
路の長手方向に沿って蛇行状態で設けられた放熱管３２
と、吸熱管３１および放熱管３２を連結する連絡管３
３，３４と、連絡管３３に取り付けられた温水循環ポン
プ３５と、熱媒である温水とから構成されており、温水
を蓄熱槽１０と舗装コンクリート層２との間に循環させ
て熱の授受を行なうものである。吸熱管３１は温水が蓄
熱槽１０の蓄熱媒体１２から充分な熱の供給を受けるよ
うに、その全長を長くして受熱面積が広くなるように、
例えば各段のヒートパイプ２０にそれぞれ対応させて、
蓄熱槽１０内をほぼ水平に蛇行するように設けられてい
る。また、放熱管３２は舗装コンクリート層２中に設け
られるものであるため、この放熱管３２には熱伝導度が
よいほか、充分な強度も要求されるため、例えば鋼管等
が使用される。なお、連絡管３３，３４は外部への放熱
を防止するために、その外面を保温材で被覆されてい
る。
【００２１】つぎに、この蓄熱型融雪装置の作用につい
て説明すると、積雪のない時期では太陽光Ｒによって傾
斜面３を介して傾斜コンクリート層４が加熱されるの
で、ヒートパイプ２０の蒸発部２１内の作動流体がこの
傾斜コンクリート層４により熱せられて蒸発し、その蒸
気は温度の低い凝縮部２２に流れた後放熱して凝縮し、
蓄熱槽１０の蓄熱媒体１２に熱を与える。そして、凝縮
した作動流体は重力によって下部の蒸発部２１側に還流
し、同様の熱輸送を繰り返して蓄熱槽１０の蓄熱媒体１
２を加熱し、この蓄熱槽１０内に熱を蓄える。
て説明すると、積雪のない時期では太陽光Ｒによって傾
斜面３を介して傾斜コンクリート層４が加熱されるの
で、ヒートパイプ２０の蒸発部２１内の作動流体がこの
傾斜コンクリート層４により熱せられて蒸発し、その蒸
気は温度の低い凝縮部２２に流れた後放熱して凝縮し、
蓄熱槽１０の蓄熱媒体１２に熱を与える。そして、凝縮
した作動流体は重力によって下部の蒸発部２１側に還流
し、同様の熱輸送を繰り返して蓄熱槽１０の蓄熱媒体１
２を加熱し、この蓄熱槽１０内に熱を蓄える。
【００２２】なお、夜間や冬期等において傾斜コンクリ
ート層４内の温度が蓄熱槽１０の蓄熱媒体１２の温度よ
り低下しても、このヒートパイプ２０は熱ダイオード型
のヒートパイプであるため、このヒートパイプ２０によ
って蓄熱槽１０内の熱が傾斜コンクリート層４内に逆輸
送されることはない。
ート層４内の温度が蓄熱槽１０の蓄熱媒体１２の温度よ
り低下しても、このヒートパイプ２０は熱ダイオード型
のヒートパイプであるため、このヒートパイプ２０によ
って蓄熱槽１０内の熱が傾斜コンクリート層４内に逆輸
送されることはない。
【００２３】一方、冬期の降雪時期では、南向きの傾斜
面３には太陽光Ｒの照射量が多く積雪は生じにくいが、
特に切通し地形においては、太陽光Ｒの照射量の少ない
路面１上の温度が降下し、この路面１上には積雪が生じ
易い。そのため、このような地形の路面１においては融
雪装置による融雪を行う必要がある。そこで、温水循環
ポンプ３５を駆動し、温水循環路３０に温水を循環させ
る。この場合、蓄熱槽１０内に配設される吸熱管３１内
の温水を連絡管３３を介して路面１直下の放熱管３２の
方へ移動させると、舗装コンクリート層２は温水を介し
て加熱され、昇温される。そしてこの舗装コンクリート
層２に熱を与え温度が降下した放熱管３２内の温水は連
絡管３４を介して吸熱管３１のほうへ移動されて再び蓄
熱槽１０で加熱され、同様に舗装コンクリート層２の加
熱を繰り返して行なう。したがって、路面１上の積雪は
この舗装コンクリート層２からの熱により溶かされピッ
ト５，５内に流されると共に、路面１の凍結も防止され
る。
面３には太陽光Ｒの照射量が多く積雪は生じにくいが、
特に切通し地形においては、太陽光Ｒの照射量の少ない
路面１上の温度が降下し、この路面１上には積雪が生じ
易い。そのため、このような地形の路面１においては融
雪装置による融雪を行う必要がある。そこで、温水循環
ポンプ３５を駆動し、温水循環路３０に温水を循環させ
る。この場合、蓄熱槽１０内に配設される吸熱管３１内
の温水を連絡管３３を介して路面１直下の放熱管３２の
方へ移動させると、舗装コンクリート層２は温水を介し
て加熱され、昇温される。そしてこの舗装コンクリート
層２に熱を与え温度が降下した放熱管３２内の温水は連
絡管３４を介して吸熱管３１のほうへ移動されて再び蓄
熱槽１０で加熱され、同様に舗装コンクリート層２の加
熱を繰り返して行なう。したがって、路面１上の積雪は
この舗装コンクリート層２からの熱により溶かされピッ
ト５，５内に流されると共に、路面１の凍結も防止され
る。
【００２４】ここで、夏期等の太陽光から強い熱輻射を
受ける時期には路面１の温度が相当高くなるので、この
ような状態で温水循環ポンプ３５を起動し、吸熱管３１
や放熱管３２等を介して温水を循環させれば、放熱管３
２内を流れる温水は舗装コンクリート層２によって加熱
され、吸熱管３１を介して蓄熱槽１０の蓄熱媒体１２に
熱を与えることができる。
受ける時期には路面１の温度が相当高くなるので、この
ような状態で温水循環ポンプ３５を起動し、吸熱管３１
や放熱管３２等を介して温水を循環させれば、放熱管３
２内を流れる温水は舗装コンクリート層２によって加熱
され、吸熱管３１を介して蓄熱槽１０の蓄熱媒体１２に
熱を与えることができる。
【００２５】なお、温水循環路３０の放熱管３２は低温
時に路面１側のみへの放熱を積極的に行うことが好まし
いので、この放熱管３２の下側に断熱層を設けることが
好ましい。また、この放熱管３２は舗装コンクリート層
２への放熱量を多くし、温水の圧力損失を小さくするた
め、一対のヘッダ管の間を多数の小径管で連結した構成
のものであってもよい。
時に路面１側のみへの放熱を積極的に行うことが好まし
いので、この放熱管３２の下側に断熱層を設けることが
好ましい。また、この放熱管３２は舗装コンクリート層
２への放熱量を多くし、温水の圧力損失を小さくするた
め、一対のヘッダ管の間を多数の小径管で連結した構成
のものであってもよい。
【００２６】また、図３および図４はこの発明の第２実
施例を示すもので、図３は蓄熱型融雪装置を模式的に示
す道路の断面図、図４は気泡ポンプの説明図である。な
お、第１実施例に関するものと同一機能を有するものに
は同一符号を付しその説明を省略する。
施例を示すもので、図３は蓄熱型融雪装置を模式的に示
す道路の断面図、図４は気泡ポンプの説明図である。な
お、第１実施例に関するものと同一機能を有するものに
は同一符号を付しその説明を省略する。
【００２７】この実施例に関する蓄熱型融雪装置は、図
３で示されるように、道路の舗装コンクリート層２の下
方に設けられた蓄熱槽１０と、道路の傾斜コンクリート
層４から蓄熱槽１０に太陽熱の輸送を行う第１ループ式
ヒートパイプ４０と、蓄熱槽１０から舗装コンクリート
層２に熱輸送を行ない路面１の融雪を行う第２ループ式
ヒートパイプ５０とから構成されている。
３で示されるように、道路の舗装コンクリート層２の下
方に設けられた蓄熱槽１０と、道路の傾斜コンクリート
層４から蓄熱槽１０に太陽熱の輸送を行う第１ループ式
ヒートパイプ４０と、蓄熱槽１０から舗装コンクリート
層２に熱輸送を行ない路面１の融雪を行う第２ループ式
ヒートパイプ５０とから構成されている。
【００２８】第１ループ式ヒートパイプ４０は傾斜コン
クリート層４内にその傾斜面３の方向に向いて埋設され
ている蒸発部４１と、蓄熱槽１０内に配設されている凝
縮部４２と、蒸発部４１と凝縮部４２とを連結する連結
部４３，４４と、上部側の蒸発部４１で蒸発した作動流
体の蒸気を下部側の凝縮部４２に移動させるための気泡
ポンプ４５とから構成されている。
クリート層４内にその傾斜面３の方向に向いて埋設され
ている蒸発部４１と、蓄熱槽１０内に配設されている凝
縮部４２と、蒸発部４１と凝縮部４２とを連結する連結
部４３，４４と、上部側の蒸発部４１で蒸発した作動流
体の蒸気を下部側の凝縮部４２に移動させるための気泡
ポンプ４５とから構成されている。
【００２９】ここで、ループ式ヒートパイプとはヒート
パイプを無端状に連結し、作動流体の蒸気通路と液還流
通路とを分離したものであり、一般に下部側に蒸発部、
上部側に凝縮部を有して重力による液還流が得られるも
のであるが、この第２ループ式ヒートパイプ４０では上
部側に蒸発部４１を有し、下部側に凝縮部４２を有する
トップヒートタイプであるため、作動流体の循環は気泡
ポンプ４５によって強制的に行なわれる。なお、第１ル
ープ式ヒートパイプ４０の蒸発部４１および凝縮部４２
のパイプ形式には特に定めはないが、例えば上、下のヘ
ッダー間を細管で連結したもの等が考えられる。
パイプを無端状に連結し、作動流体の蒸気通路と液還流
通路とを分離したものであり、一般に下部側に蒸発部、
上部側に凝縮部を有して重力による液還流が得られるも
のであるが、この第２ループ式ヒートパイプ４０では上
部側に蒸発部４１を有し、下部側に凝縮部４２を有する
トップヒートタイプであるため、作動流体の循環は気泡
ポンプ４５によって強制的に行なわれる。なお、第１ル
ープ式ヒートパイプ４０の蒸発部４１および凝縮部４２
のパイプ形式には特に定めはないが、例えば上、下のヘ
ッダー間を細管で連結したもの等が考えられる。
【００３０】気泡ポンプ４５は液部を上昇させ蒸発部を
下降させることが可能な公知の流体移動手段であり、図
４で示されるように、蒸発部４１側から凝縮部４２側へ
向かう連結部４３の一部（以下冷却部４５ａという）を
凝縮部４２側から蒸発部４１側へ向かう連結部４４のジ
ャケット部４５ｂで覆い、冷却部４５ａの出口およびジ
ャケット部４５ｂの入口に第１、第２逆止弁４５ｃ，４
５ｄを設けたものである。そして、気泡ポンプ４５は蒸
発部４１内の作動流体の蒸発により、蒸発部４１内の圧
力が高まると第１逆止弁４５ｃを介して蒸発部４１内の
作動流体を凝縮部４２側へ移動させると共に、冷却部４
５ａ内の作動流体をジャケット部４５ｂを介して冷却
し、その作動流体を一部凝縮させてその体積を減少させ
ることにより蒸発部４１内の圧力を下げて、第２逆止弁
４５ｄを介して、連結部４４内の作動流体を蒸発部４１
内に移動させるものであり、結局、この気泡ポンプ４５
により、上部の蒸発部４１側の蒸気状態の作動流体が下
部の凝縮部４２側に移動することとなる。
下降させることが可能な公知の流体移動手段であり、図
４で示されるように、蒸発部４１側から凝縮部４２側へ
向かう連結部４３の一部（以下冷却部４５ａという）を
凝縮部４２側から蒸発部４１側へ向かう連結部４４のジ
ャケット部４５ｂで覆い、冷却部４５ａの出口およびジ
ャケット部４５ｂの入口に第１、第２逆止弁４５ｃ，４
５ｄを設けたものである。そして、気泡ポンプ４５は蒸
発部４１内の作動流体の蒸発により、蒸発部４１内の圧
力が高まると第１逆止弁４５ｃを介して蒸発部４１内の
作動流体を凝縮部４２側へ移動させると共に、冷却部４
５ａ内の作動流体をジャケット部４５ｂを介して冷却
し、その作動流体を一部凝縮させてその体積を減少させ
ることにより蒸発部４１内の圧力を下げて、第２逆止弁
４５ｄを介して、連結部４４内の作動流体を蒸発部４１
内に移動させるものであり、結局、この気泡ポンプ４５
により、上部の蒸発部４１側の蒸気状態の作動流体が下
部の凝縮部４２側に移動することとなる。
【００３１】第２ループ式ヒートパイプ５０はその蒸発
部５１が蓄熱槽１０内に配設され、その凝縮部５２が舗
装コンクリート層２内に埋設されたもので、上部側に凝
縮部、下部側に蒸発部が設けられた通常のループ式ヒー
トパイプである。また、この第２ループ式ヒートパイプ
５０には、融雪時のみ蓄熱槽１０から舗装コンクリート
層２内に熱を輸送させるために、作動流体の循環を停止
させるバルブ５３が取り付けられている。なお、凝縮部
５２のパイプ形式は例えばパイプを蛇行させたものであ
り、蒸発部５１のパイプ形式は例えば蛇行パイプを蓄熱
槽１０内に複数段配設させたものである。
部５１が蓄熱槽１０内に配設され、その凝縮部５２が舗
装コンクリート層２内に埋設されたもので、上部側に凝
縮部、下部側に蒸発部が設けられた通常のループ式ヒー
トパイプである。また、この第２ループ式ヒートパイプ
５０には、融雪時のみ蓄熱槽１０から舗装コンクリート
層２内に熱を輸送させるために、作動流体の循環を停止
させるバルブ５３が取り付けられている。なお、凝縮部
５２のパイプ形式は例えばパイプを蛇行させたものであ
り、蒸発部５１のパイプ形式は例えば蛇行パイプを蓄熱
槽１０内に複数段配設させたものである。
【００３２】したがって、この蓄熱型融雪装置において
も、傾斜面３を介して傾斜コンクリート層４が太陽熱に
より加熱されると、この熱が第１ループ式ヒートパイプ
４０により蓄熱槽１０内に熱輸送され、蓄熱される。な
お、融雪時期以外では第２ループ式ヒートパイプ５０の
バルブ５３は閉じられており、第２ループ式ヒートパイ
プ５０による蓄熱槽１０から舗装コンクリート層２への
熱輸送は行なわれない。
も、傾斜面３を介して傾斜コンクリート層４が太陽熱に
より加熱されると、この熱が第１ループ式ヒートパイプ
４０により蓄熱槽１０内に熱輸送され、蓄熱される。な
お、融雪時期以外では第２ループ式ヒートパイプ５０の
バルブ５３は閉じられており、第２ループ式ヒートパイ
プ５０による蓄熱槽１０から舗装コンクリート層２への
熱輸送は行なわれない。
【００３３】そして、冬期に路面１の温度が下降し、こ
の路面１上に積雪が生じはじめると、第２ループ式ヒー
トパイプ５０のバルブ５３を開け、この第２ループ式ヒ
ートパイプ５０内で作動流体の循環を開始させて、蓄熱
槽１０から舗装コンクリート層２に熱を移動させる。そ
して、路面１の温度が上昇すれば、路面１上の雪は溶か
されると共に、路面１の凍結も防止される。
の路面１上に積雪が生じはじめると、第２ループ式ヒー
トパイプ５０のバルブ５３を開け、この第２ループ式ヒ
ートパイプ５０内で作動流体の循環を開始させて、蓄熱
槽１０から舗装コンクリート層２に熱を移動させる。そ
して、路面１の温度が上昇すれば、路面１上の雪は溶か
されると共に、路面１の凍結も防止される。
【００３４】なお、第１ループ式ヒートパイプ４０の替
わりに温水循環路を設け、傾斜コンクリート層４から蓄
熱槽１０に熱を輸送するようにしてもよい。すなわち、
温水循環路の一部を傾斜コンクリート層４内および蓄熱
槽１０内に配設し、温水循環ポンプを駆動して傾斜コン
クリート層４から蓄熱槽１０に熱輸送を行えばよい。
わりに温水循環路を設け、傾斜コンクリート層４から蓄
熱槽１０に熱を輸送するようにしてもよい。すなわち、
温水循環路の一部を傾斜コンクリート層４内および蓄熱
槽１０内に配設し、温水循環ポンプを駆動して傾斜コン
クリート層４から蓄熱槽１０に熱輸送を行えばよい。
【００３５】また、第２ループ式ヒートパイプ５０の替
わりに温水循環路を設け、蓄熱槽１０から舗装コンクリ
ート層２に熱を輸送するようにしてもよい。すなわち、
温水循環路の一部を舗装コンクリート層２内および蓄熱
槽１０内に配設し、路面１の温度が低下し積雪が生じは
じめた時点で温水循環ポンプを駆動して蓄熱槽１０から
舗装コンクリート層２内に熱輸送を行い融雪等を行えば
よい。この場合、舗装コンクリート層２の温度が蓄熱槽
１０の温度より上昇する太陽熱の強い夏期等において
は、温水循環ポンプ３５を作動させ、舗装コンクリート
層２側から蓄熱槽１０側に熱輸送を行うようにしてもよ
いのは勿論である。
わりに温水循環路を設け、蓄熱槽１０から舗装コンクリ
ート層２に熱を輸送するようにしてもよい。すなわち、
温水循環路の一部を舗装コンクリート層２内および蓄熱
槽１０内に配設し、路面１の温度が低下し積雪が生じは
じめた時点で温水循環ポンプを駆動して蓄熱槽１０から
舗装コンクリート層２内に熱輸送を行い融雪等を行えば
よい。この場合、舗装コンクリート層２の温度が蓄熱槽
１０の温度より上昇する太陽熱の強い夏期等において
は、温水循環ポンプ３５を作動させ、舗装コンクリート
層２側から蓄熱槽１０側に熱輸送を行うようにしてもよ
いのは勿論である。
【００３６】
【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、年間を通じて太陽熱を蓄熱し、その熱を路面
の融雪や凍結の防止に使用する構成であるから、利用可
能なエネルギー量が多くなって路面の融雪や凍結防止を
効果的に行うことができ、また太陽熱をそのまま使用
し、他の形態のエネルギーに交換しないから熱効率が良
好になり、さらに一部温水を循環するための動力を必要
とするが、その量は僅かでよいから、ランニングコスト
の低廉な装置とすることができる。また、地下水や地熱
を利用する場合と比較して、この発明の装置ではボーリ
ングを必要としないので、設備コストを低廉なものとす
ることができる。
によれば、年間を通じて太陽熱を蓄熱し、その熱を路面
の融雪や凍結の防止に使用する構成であるから、利用可
能なエネルギー量が多くなって路面の融雪や凍結防止を
効果的に行うことができ、また太陽熱をそのまま使用
し、他の形態のエネルギーに交換しないから熱効率が良
好になり、さらに一部温水を循環するための動力を必要
とするが、その量は僅かでよいから、ランニングコスト
の低廉な装置とすることができる。また、地下水や地熱
を利用する場合と比較して、この発明の装置ではボーリ
ングを必要としないので、設備コストを低廉なものとす
ることができる。
【図１】この発明の太陽熱蓄熱型融雪装置の第１実施例
を示す道路の断面図である。
を示す道路の断面図である。
【図２】同装置の温水循環路を示す平面図である。
【図３】この発明の第２実施例を模式的に示す断面図で
ある。
ある。
【図４】同装置の第１ループ式ヒートパイプの作動流体
が循環する原理を示す説明図である。
が循環する原理を示す説明図である。
１ 路面 ３ 傾斜面 １０ 蓄熱槽 ２０ ヒートパイプ ２１ 蒸発部 ２２ 凝縮部 ３０ 温水循環路 ４０ 第１ループ式ヒートパイプ（第１の熱輸送手段） ５０ 第２ループ式ヒートパイプ（第２の熱輸送手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２８Ｄ 15/02 １０１ Ｅ (72)発明者 斎藤 祐士 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)発明者 杉原 伸一 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)発明者 益子 耕一 東京都江東区木場一丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 路面の一側より上方に延び、かつ太陽光
の照射方向に対してほぼ垂直な傾斜面と、この傾斜面の
内方に設けられた蓄熱槽と、前記傾斜面に沿って蒸発部
を配設するとともに、その凝縮部を前記蒸発部側が低く
なるよう勾配を持たせて前記蓄熱槽内に配設した熱ダイ
オード型ヒートパイプと、前記蓄熱槽から前記路面の直
下に熱輸送を行なう温水循環路とを備えていることを特
徴とする太陽熱蓄熱型路面融雪装置。 - 【請求項２】 路面の一側より上方に延び、かつ太陽光
の照射方向に対してほぼ垂直な傾斜面と、前記路面の下
方に設けられた蓄熱槽と、前記傾斜面に沿って蒸発部を
配設し、その凝縮部を前記蓄熱槽内に配設した第１の熱
輸送手段と、その蒸発部を前記蓄熱槽内に配設し、その
凝縮部を前記路面の直下に配設した第２の熱輸送手段と
を備えていることを特徴とする太陽熱蓄熱型路面融雪装
置。 - 【請求項３】 前記第１の熱輸送手段が前記蒸発部の作
動流体を前記凝縮部側に移動させる作動流体移動手段を
有するループ型ヒートパイプである請求項２記載の太陽
熱蓄熱型路面融雪装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4098699A JP2689400B2 (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 太陽熱蓄熱型路面融雪装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4098699A JP2689400B2 (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 太陽熱蓄熱型路面融雪装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05272106A true JPH05272106A (ja) | 1993-10-19 |
| JP2689400B2 JP2689400B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=14226758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4098699A Expired - Fee Related JP2689400B2 (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 太陽熱蓄熱型路面融雪装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2689400B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100683604B1 (ko) * | 2004-08-19 | 2007-02-20 | 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 | 융설 패널 |
| JP2007321378A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Tekken Constr Co Ltd | コンクリート構造物の蓄熱システム |
| JP2008031813A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Kenji Kiyuukahon | 太陽熱の地中内熱備蓄方法と装置 |
| CN102061654A (zh) * | 2010-11-24 | 2011-05-18 | 西安中交公路岩土工程有限责任公司 | 太阳能光热融雪路面集成系统 |
| JP2017015364A (ja) * | 2015-07-06 | 2017-01-19 | 株式会社 トラストプラン | 太陽熱地中蓄熱融雪システム、およびその制御方法。 |
| CN108049284A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-05-18 | 山东省交通规划设计院 | 地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统及其使用方法 |
| KR20180060568A (ko) * | 2016-11-29 | 2018-06-07 | 유구이앤씨(주) | 열선이 적용된 샌드드레인 공법 |
| CN112942010A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-11 | 河南绿迪净化工程有限公司 | 一种节能型环氧地坪结构 |
| CN113048660A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-06-29 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 空气自循环无动力加热装置及其路基 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04189906A (ja) * | 1990-11-26 | 1992-07-08 | Fujikura Ltd | 大陽熱蓄熱型路面融雪装置 |
-
1992
- 1992-03-25 JP JP4098699A patent/JP2689400B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04189906A (ja) * | 1990-11-26 | 1992-07-08 | Fujikura Ltd | 大陽熱蓄熱型路面融雪装置 |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4530174B2 (ja) * | 2006-05-31 | 2010-08-25 | 鉄建建設株式会社 | コンクリート構造物の蓄熱システム |
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| CN108049284A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-05-18 | 山东省交通规划设计院 | 地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统及其使用方法 |
| CN108049284B (zh) * | 2018-01-19 | 2024-04-30 | 山东省交通规划设计院集团有限公司 | 地温与太阳能无机介质热管道路融雪系统及其使用方法 |
| CN112942010A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-11 | 河南绿迪净化工程有限公司 | 一种节能型环氧地坪结构 |
| CN112942010B (zh) * | 2021-03-17 | 2024-03-19 | 重庆能源职业学院 | 一种节能型环氧地坪结构 |
| CN113048660A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-06-29 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 空气自循环无动力加热装置及其路基 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2689400B2 (ja) | 1997-12-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |