JPH0535320Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、建物の屋根や屋上に降り積もる雪を
各種のヒーターや温水、地下水等を用いて自動的
に、屋根の全面または軒先部分のみの融雪や凍結
防止を、極めて少ないエネルギーで行う融雪、凍
結防止同時制御システムに関する。

（従来の技術） 屋根や屋上の融雪や凍結防止の方法には、大き
く分けて、軒先のみの融雪凍結防止と屋根全面の
融雪凍結防止の方法があり、これまでは設備費や
維持費が多額であることから軒先部分のみの融雪
凍結防止の方法が主流となつてきた。

この場合、屋根の軒先部分にしかヒーターが設
備されていないために、降雪時に雪を感知してヒ
ーターを作動させたとき、ヒーターの真上の屋根
面には始めから積雪はしないがヒーターの設置さ
れていない部分の屋根面には完全に積雪すること
となる。

軒先部分に設置するヒーターの幅にも種々のサ
イズがあるが、通常は30〜40cm程度であり場合に
よりこのヒーターを何段かに設置することがあ
る。

軒先部分のヒーター未設置部分に積もつた雪が
非降雪時に建物内部の暖房熱や太陽の直射光によ
つて気温が低くても融出し、この融水は屋根材上
を流下して、暖房熱の届かない軒先部に達し、そ
こで凍結結氷して更にはその先端からツララを発
生させる。

この結氷した氷塊やツララが気温の上昇したと
きなどに屋根材から剥離して落下し、大きな事故
を引き起こしている。

従来の、いわゆるスノー感知器または降雪感知
器は降つてくる雪の感知のみが主眼で、非降雪時
に於て屋根面上を流下する融雪水（以下融水とい
う）は感知出来ないものであり、降雪時での融雪
は良好に行なわれても、非降雪時に生ずる融水の
凍結結氷は感知出来ずヒーターを設置してもその
効果は薄かつた。

屋根の全面融雪においては、降雪を確認した時
点でヒーターを稼働させるために、常に屋根には
積雪がなく外観上は極めて良好であるが、風や外
気と屋根材とが直接に接するためヒーターの発熱
容量を、外気や風で奪われる熱エネルギーをも含
んだ高い容量に設定しなければならず膨大なエネ
ルギーを消費する融雪システムであつた。

軒先の融雪、屋根全面の融雪ともに、従来型の
降雪感知器を使用した場合には、雪が降り始めた
ときにヒーターを作動させることを忘れていたり
装置そのものを停止状態にしていたりすると、降
雪感知器の上に積もつた雪が１〜２時間も経過す
ると一つの塊状態となり、後で気付いてヒーター
や装置を作動状態にした時に感知器の内蔵ヒータ
ーや融雪ヒーターの熱により感知器の表面に位置
する感知面と上の雪との接する面だけが溶けてわ
ずかの空洞が出来、感知面に雪が当たらなくなり
少しの時間の作動の後、降雪有りの信号出力が得
られなくなり融雪不能となるトラブルを招いてい
た。

いままでは、この空洞となる現象を回避するた
めに降雪感知器の信号出力がたとえばoffであつ
ても、気温または屋根面の温度が０℃以下となつ
たときは、ヒーターを強制的に作動させて上の積
雪を溶かし空洞が出来にくくして目的を達してい
たが、雪国での１月、２月は殆どが真冬日で日中
でも氷点下の気温であるからこの方式だとヒータ
ーは、ほぼ100％の稼働率となり極めて多額の維
持費を支出することとなつた。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、従来技術の欠点を解消し、雪の中に
あつても作動可能な降雪融水感知器を軒先部の屋
根面に取り付けることにより雪が降つてきた場合
には感知器の上面の降雪感知用電極に降雪するか
ら、感知器に内蔵のヒーターの熱でこの雪を溶か
して水とし、この水の量を降雪感知用電極の間の
電気抵抗値の変化量として検出し、更に気温感知
センサーにより気温を検出して雪か雨かの判定基
準温度以下のときには、これを降雪と判定してヒ
ーター作動させる。

ここまでは、従来の技術と同じであるが非降雪
時で気温が氷点下の場合においては、屋根面のヒ
ーターの設置されていない部分には全てに積雪が
あるから、この積雪が建物の暖房熱で融出し屋根
面を流下したとき、この水は僅かの量であるから
ほとんど水滴状で屋根面を伝い降りる。この水滴
は軒先部に取り付けられた降雪融水感知器に当た
り、その外周（側面）に添つて流下するから、感
知器の側面の異種金属組合わせの融水感知電極に
水滴が付着して、電極間に起電力が発生する。こ
の起電力を検出して、同時に気温センサーで気温
を計測し、０℃以下の凍結状態のときだけヒータ
ーを作動させれば軒先での凍結やツララの発生を
効率良く防止することが出来る。さらに降雪と融
水の発生を１個の感知器で別々の信号として検出
出来るのである。また、降雪感知器の上に万一、
雪が積もつても後でヒーターを少しの時間でけ作
動させれば、これによつて生じた僅かの融雪水が
感知器を動作状態にしてくれるからヒーターの動
作不能状態になるトラブルを大幅に改善出来、気
温低下時に強制的にヒーターを作動させる必要も
なくなり、大幅に省エネ化が可能となる。屋根の
全面融雪においては、屋根面に10〜30cm程度の雪
を、あえて積もらせる。この程度の積雪は建物の
構造や強度にも全く問題とはならないし、雪は良
好な断熱性を有する物体であるから風や外気によ
る熱エネルギーの放散を防止出来るから、建物の
暖房効率を向上させるとともに、設備する融雪ヒ
ーターの発熱容量を従来に比較して極めて小さく
出来るメリツトがある。このために設備するヒー
ターも数多く設置可能となり、積雪状態でヒータ
ーを稼働させても屋根面に接した雪は空洞を形成
する間も無く溶けては屋根面に接し、風等の影響
も受けずに極めて効率良く融雪を行うことができ
る。

この場合でも積雪がある間は、やはり建物内部
の暖房熱の伝達による融水が発生するから軒先の
凍結防止が必要となる。この場合、降雪融水感知
器は軒先部の雪の下に位置することになるから降
つてくる雪は感知不能であるが発生する融水は十
分に感知出来るから、その信号出力で軒先部のヒ
ーターのみを稼働させて軒先の凍結を防止するこ
とができるのである。

なお屋根の全面融雪では降雪融水感知器のほか
に屋根上の積雪深を計測する積雪センサーを併用
することが多い。

（実施例） 第１図は降雪融水感知器の平面図であり、第２
図はＹ方向からみた側面図、第３図はＸ方向から
みた側面図であり第４図はＺ−Z′の断面図である
この降雪融水感知器はステンレス板１を基板とし
て、その上部に絶縁シート２、その上に起電力発
生用電極の片側であるアルミ板３を更に絶縁シー
ト２を配して、もう一方の電極である銅板４をそ
の上に感知器全体を加温するフイルムヒーター５
を順に配置し、最上部にガラスエポキシ基板に銅
箔をエツチング処理した降雪感知用の対向した電
極ＡおよびＢを取り付けて、これらを四隅の絶縁
した固定用ビスナツト８で固定し側面の片側から
降雪検知信号出力融水検知信号出力の各信号線と
加温用ヒーターの電源線をケーブル９として取り
出している。アルミ板３と銅板４とで融水感知の
ための一対の超電力発生用電極を感知器のＸ，
Ｙ，Y′の３面に形成する。

第５図は屋根の軒先部にヒーターを取り付けた
軒先融雪の実施図であり第６図は軒先部の拡大図
である。本考案の降雪融水感知器１２は屋根の軒
先先端近くに取り付ける。融雪用のヒーター１０
は屋根の軒先先端まで屋根材の真下に設置しヒー
ターの上端に位置する部分に雪止め金具１１を取
り付けてある。降雪は、感知器１２の上部に降下
するから、感知器１２はこの雪を水の量に比例し
た電気抵抗値の変化として捕えてヒーター１０を
稼働させる。このためヒーター１０の上部の屋根
には最初から積雪はできないが、雪止め金具１１
から屋根の棟までの間は積雪１３することとな
る。

雪が降り止み、気温が０℃以下になつていると
きに、建物の内部で暖房をすると、その暖房熱１
４は天井１５を透過して、屋根面に達し、積雪１
３の屋根材１６との接合面を溶かす。これで生じ
た融雪水１７は水滴状となつて屋根面を流下し、
降雪融水感知器１２のY′面に当たり融水有りの
検出出力信号を発生させる。この信号を受けてヒ
ーターを稼働させれば非降雪、気温低下時に屋根
の軒先が氷結する現象を防ぐことができる。この
ように軒先部分の融雪においては、１個の感知器
で降雪にも融水による凍結・氷結にも対処ができ
るのである。

第７図は屋根の全面融雪をする場合の実施図で
る。第８図は、その軒先部の拡大図である。

本考案の降雪融水感知器１２は、やはり軒先の
先端部分に取り付ける。屋根全面の融雪ではエネ
ルギーの無駄を省くため、屋根上に建築物に影響
のない範囲で雪を積もらせたほうが得策であるか
ら、感知器１２で降雪を感知しても積雪１３の深
さが設定値に達するまではヒーターを作動させず
に維持する。この間に於て、気温が低下し建物の
暖房熱１４で積雪の一部が溶けて水滴１７となり
屋根面を流下した場合、当然暖房熱の届かない軒
先先端部での氷結は避けられない。この場合に
は、感知器１２は既に積雪１３の下に埋もれてい
るが、融水１７は屋根面を流下した後、感知器１
２のY′面に当たるから、感知器１２の融水感知
用電極３，４に起電力を発生させ、この信号出力
で軒先部のヒーター１０−１のみを稼働させれば
融水を氷結させずに水の状態で地面に落とすこと
ができるから軒先の氷結は発生しない。積雪の深
さが設定値を越えたときには、全てのヒーターを
稼働させて積雪を設定値の深さまで低下させる。
これが全面融雪のシステムである。また、降雪融
雪感知器の内蔵ヒーターではなく、水滴や降雪が
なくなつた場合に設定した時間の経過後に降雪や
融水を検知する感知部に付着した水分を乾燥させ
て信号出力をoffする働きをしている以上の如く、
屋根の融雪にあつては、単に雪が降つてくること
のみをキヤツチするのみでは何等の効果もないの
であつて降雪と融水とを１個の感知器で、しかも
別々の信号としてキヤツチ出来なければ満足のゆ
く屋根融雪のシステムは成り立たないのである。

（考案の効果） 本考案は以上の如くに構成されているために、
次のような優れた効果を発揮することが出来る。

(イ) 降雪および積雪から生ずる融雪水を共にリア
ルタイムで検知することができるため、積雪が
あつて降雪のないときに発生する屋根軒先の凍
結現象を少ないエネルギーで防止することがで
きる。

(ロ) 感知器た小型で、しかも極めて薄く制作で
き、強度も十分である。

(ハ) 薄型で屋根面に直接取り付けが出来るから取
り付け時の施工ミスが少なく、既設の屋根でも
容易に施工できる。

(ニ) 感知器として誤動作や作動不良が少ない。

(ホ) 構造が簡単であるため故障が少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は降雪融水感知器の平面図、第２図はＹ
方向から見た側面図、第３図はＸ方向から見た側
面図、第４図はＺ−Z′の断面図であり、第５図は
軒先融雪の実施図、第６図は軒先部の拡大図、第
７図は全面融雪の実施図、第８図は軒先部の拡大
図である。 １……ステンレス基板、２……絶縁シート、３
……アルミ板電極、４……銅板電極、５……内蔵
フイルムヒーター、６……ガラスエポキシ基板、
７……銅箔電極、８……ビス、ナツト、９……リ
ードケーブル、１０……融雪ヒーター、１０−１
……融雪ヒーター、１１……雪止め金具、１２…
…降雪融雪感知器、１３……積雪、１４……暖房
熱、１５……天井、１６……屋根材、１７……融
雪水。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (イ) 感知器の上面に、降雪を感知するための降雪
   感知用の、対向した抵抗値変化検出電極を有す
   る。 (ロ) 感知器の側面の３面に、雪や氷からでる融出
   水を感知するための異種金属を組合せて形成し
   た超電力変化検出電極を有する。 (ハ) 感知器の上面および側面の各電極を同時に加
   温するヒーターを内蔵する。 (ニ) 感知器の上面、側面の各電極からの検出出力
   を、それぞれ別個に取り出す信号出力ケーブル
   を有する。 以上の如くに構成した降雪融水感知器。