JPH06193310A - スプリンクラー式屋根消雪装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 消雪効率が良好であるばかりでなく、設置地
域が限定されなく、設備費およびランニングコストが僅
少となる完全自動運転のスプリンクラー式屋根消雪装置
を提供する。 【構成】 屋根のほゞ全面を覆うように散水をなすため
に設置されるスプリンクラーＡと、それに水道水を供給
するために配管される給水管２と、それに、接続される
水道水の加熱装置Ｈおよび温水混合器並びに通水の入・
切と配管内の凍結を防止する自動弁と、スノーセンサ４
により降雪を感知して自動弁の開閉をなす制御装置Ｒと
からなり、完全自動運転を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、スプリンクラー方式
の散水による屋根の消雪装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】降雪地帯において、冬期における雪降ろ
しには、過酷な労力と高所作業による危険を伴うことは
もとより、人手不足の状況から作業をする人員が得られ
難い。しかも、その作業ができない老人家庭が多くなる
高齢化社会を迎えることから、屋根の雪降ろしは社会問
題化してきている。また、市街地住宅においては、隣家
に対する屋根雪の被害の問題も起きている。

【０００３】そこで屋根雪対策として従来行われてきた
屋根雪の主な処置方法としては、 自然滑落または人力による屋根雪処理 電気ヒーター式または温水循環式 循環方式の散水式消雪法 循環方式でない場合は、水源として井戸水を利用する
方法 など、数多く提案されている。

【０００４】そのうち、散水によるものとしては、実開
昭６３−３７２３号公報を代表的に挙げることができ
る。この公報に開示される屋根の消雪装置は、屋根の棟
に散水管を配設し、揚水ポンプにより水をその散水管に
圧送するようにしたもので、散水管には多数の散水穴が
明けられているので、その穴から屋根に棟から水が放水
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これまでの屋
根雪処理方法では 自然滑落または人力による屋根雪処理は、密集した市
街地等では軒下の雪の片付けに大変である。 電気ヒーター式、温水循環式は、設備費に高額な費用
が必要となる。また運転費も高い。 循環方式の散水消雪法は、設備費が高い。 水源として井戸水を利用する方法は、設置が限定さ
れ、また井戸工事費が必要となり、さらに屋根上まで水
を上げるには圧力の高いポンプが必要である。 などの欠点があった。

【０００６】一方、上記公報に示された従来の散水によ
る屋根の消雪装置は、屋根の上から放水されるから、水
が屋根の上を流れながら積雪を解かすけれども、雪が融
ける箇所が水の流れる箇所に限定されるから、消雪に均
等性が欠け、殊に、瓦屋根の場合であると、瓦の谷に雪
のトンネルが出来ることによって、それ以上に消雪が進
行しなくなるため、消雪効率が非常に悪かった。

【０００７】消雪に供する水には雪を解かす温度を有し
ている必要があることから、地下水が利用されるため
に、それを確保することが困難であり、地下水の枯渇の
社会問題もあるために、消雪装置を備える地域が限定さ
れる。また、運転については、屋根までの圧力の高い揚
水ポンプを使用するために、設備費およびランニングコ
ストが過大となる問題があった。

【０００８】この発明は、上記のような実情に鑑みて、
消雪効率が良好であるばかりでなく、設置地域が限定さ
れなく、設備費およびランニングコストが僅少となる完
全自動運転のスプリンクラー式屋根消雪装置を提供する
ことを目的とした。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、屋根のほゞ全面を覆うように散水を
なすために設置されるスプリンクラーと、それに水道水
を供給するために配管される給水管と、それに、接続さ
れる水道水の加熱装置および温水混合器並びに通水の入
・切と配管内の凍結を防止する自動弁と、スノーセンサ
により降雪を感知して自動弁の開閉をなす制御装置とか
らなり、完全自動運転を特徴とするスプリンクラー式屋
根消雪装置を構成した。

【００１０】さらに、スプリンクラーにおいて、送水支
柱の上端に流体の噴流の反力で回転する回転体を設け、
この回転体に棒状の長い複数の散水ノズルを放射方向に
突設し、各散水ノズルには、側面に複数のノズル孔をそ
の孔径が基端部側より先端部側に段階的に大きくなるよ
うに形成し、且つ、上記ノズル孔の噴射向きについて、
ノズル孔の放射方向と上向きの各傾斜角度を増減させ、
ノズル噴流の反力により散水ノズルを回転させるように
構成すれば、屋根に均一に且つ効率良く水を散布するこ
とができる。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、水量を極力少なくするた
め、屋根全面に水滴の膜を作るスプリンクラーを旋回
し、消雪のための最適水温に加熱する加熱器をもち、降
雪を自動的に感知し、雪が降り止むと自動的に水を止め
て省水化を図かる配慮がしてある。また、従来の散水式
において問題点であった配管内の凍結に対しては、その
対策として、雪が降り止むと給水管の水を自動排出し、
配管内の凍結を防止することができるように構成されて
いる。そして、且つ、この消雪装置は完全自動化となっ
ている。

【００１２】すなわち、降雪があると、スノーセンサに
よりそれが感知され、制御装置からの指令により、自動
弁が開いて水道水が給水管に流れると同時に、温水混合
器により加温された水道水がスプリンクラーに供給さ
れ、スプリンクラーからほゞ屋根全面に散水されること
により、万遍なく消雪がなされる。降雪を融かした融雪
水は、屋根より雨樋に流れ外部に放流される。雪が降り
止んだときは、スノーセンサが自動的に感知し、給水管
の水を全て排出し、凍結を防止する。

【００１３】スプリンクラーへの水道水の供給は、その
圧力によるために、揚水ポンプが不要であり、また、温
水がほゞ屋根全面に被せられ、温水散水域が形成され、
降雪がそれに触れると同時に消えるために、消雪効率が
非常に大きい。

【００１４】

【実施例】次に、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１５】屋根の消雪装置は、図１におけるように、
家屋Ｔ（二点鎖線で示す）の屋根にスプリンクラーＡを
設置し、それにより屋根に水道水を散布するように給水
管２を配管し、水道水では消雪に熱量が不足であるため
に、それを補う加熱装置Ｈを給水管２に設け、さらに、
降雪時にのみ作動するように、スノーセンサ４による制
御装置Ｒを設けてある。また、この制御装置Ｒは、自動
運転はもとより、手動運転も可能で、残雪や雨樋中の雪
を洗い流すために、降雪が止んでも一定時間散水するよ
うにもできる。さらに、夏場は、本発明装置を利用し
て、屋根に散水することにより、屋根表面の焼付きを防
止し、室内の冷房効果に役立たせることもできる。

【００１６】スプリンクラーＡは、図２および図３に示
すように、給水管２が連結される送水支柱１の上端に、
その中心を中心に回転する回転キャップ３を取り付け、
回転キャップ３に三本の散水ノズル５，５，５を等位角
度の配列により放射状に突設される。この回転キャップ
３は、流体の噴流の反力で回転する回転体である。

【００１７】回転キヤップ３は、周囲が六面となる六角
形に形成され、そのうちの三面に散水ノズル５，５，５
を螺着するねじ孔６が設けてある。送水支柱１に対する
取付けには取付ねじ７を介在させ、回転キャップ３の下
端を加締めることにより、それに脱出不能に取り付けら
れる。その他、パッキン９，０リング１１，ワッシャ１
３，座金１５が用いられる。

【００１８】散水ノズル５は、Ａｌ製で、先端が封じら
れた中空の丸棒状に形成され、その一側面に先端部から
一直線上に等間隔おきに６個のノズル孔１７，１７，・
・を穿設するとともに、ノズル孔径を先端側にいくにつ
れ段階的に大きくし、且つ、各ノズル孔の角度を異なら
せ、各ノズルの噴流方向を変えるように構成されてい
る。

【００１９】この実施例における散水ノズル５のノズル
孔１７の径は、表１に示す通りである（Ａについて）。
表１においては、上記実施例と同様な他の実施例のノズ
ル回転式のスプリンクラーＢについても表示した。な
お、各種試験結果については、比較例として、図５に示
した従来のノズル回転式のスプリンクラーＱを採用し
た。

【表１】

【００２０】ノズル孔１７の噴射角度については、図４
に示すように、θは、散水ノズル５の軸に対して直角を
０とし、それから外側へ（放射方向へ）傾斜する角度を
示し、本発明実施例では、基端孔ａから先端孔ｆにかけ
て順次大きくしていったものである。これにより、基端
のノズル孔１７（ａ，ｂの位置のもの）では、送水支柱
１の近くにも散水がなされ、その部分における散水のド
ーナツ状の空洞化が防止される。

【００２１】また、ζは、水平を０とする角度である。
この実施例では、基端孔ａから先端孔ｆにかけて２５度
から−３０度まで順次変化させてある。このようなノズ
ル孔１７，１７，・・の径や角度の組合せにより、送水
支柱１の位置から周囲の遠い範囲において、水が均一に
散水される。

【００２２】家屋Ｔには、屋根傾斜面のほゞ中央でやゝ
上部または屋根棟上部においてそれぞれスプリンクラー
Ａが立設され、給水管２を分岐し並列に接続してある。
また、給水管２には、分岐部の手前と、各接続部に排水
管１２，１４，１４を連結し、それぞれにドレン用の自
動弁４２，４４，４４を接続してある。この各弁は、制
御装置Ｒからの信号により、屋根の消雪装置の稼動中は
閉じている。なお、図１において、４６は、手動弁であ
って適宜流量調整される。

【００２３】加熱装置Ｈは、給水管２の本流１６に対し
てバイパス管１８を設け、バイパス管１８にボイラ２０
を接続したもので、ボイラ２０では一定温度（約６０℃
〜８０℃）に加熱される。そして、本流１６とバイパス
管１８とが合流する箇所に混合器２２を設け、水道水に
加熱水を混入して所定温度の温水とし、それがスプリン
クラーＡに送られる。

【００２４】給水管２には、混合器２２に後続して自動
弁４１および流量調整バルブ２４を接続してあり、制御
装置Ｒからの信号により自動弁４１が開閉する。

【００２５】雪が止んだときには、それをスノーセンサ
４が感知し、制御装置Ｒからの指令により、自動弁４１
が閉となり、スプリンクラーＡにおける散水が停止され
る。ボイラ２０は、単独の自動運転となっているので、
通水がないので燃焼を止める。しかし、降雪が止んだと
きに直ぐ散水を停止すると、屋根や雨樋４９に残雪を解
かさないでそのまま残すおそれがあるので、タイマーで
一定時間だけ経過させてから、自動弁４１を閉とする。
同時に自動弁４２，４４，４４を開として、給水管２内
の水を抜いて凍結を防止しする。

【００２６】表２は、前記実施例のノズル回転式のスプ
リンクラーＡ，Ｂおよび従来のノズル回転式のスプリン
クラーＱについての試験結果を示す。また、図６におい
て、ノズル回転式のスプリンクラーＢの散布状態を、ま
た、図７においては、従来例スプリンクラーＱの散布状
態を示す。

【表２】

【００２７】表２において、「均等係数」とは、「平均
散水深さ」からの偏りの程度を表わすもので、通常は、
７０％以上であれば均等に散水したといえる。一般に、
散水対象面が正方形で、円形に散水する場合は、５５％
以上でよいとされている。また、「散水効率」とは、
「散水量」の小さい部分が平均の「散水量」にどれ程近
いかを示すもので、通常６０％以上であれば均等といえ
る。上記「均等係数」の場合でいわれていると同様の条
件下では、４５％以上で良好とされている。実験結果か
ら見て、従来のノズル回転式のスプリンクラーＱに比し
て、散水が均一になされていることが分かる。

【００２８】この出願人の北陸地方では、近年降雪が少
ないために、屋根における消雪実験は十分とはいえない
が、上記の実験結果から、屋根における均一な散水状態
が得られることから、効率的に消雪をなし得る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、次のような優れた効果がある。

【００３０】加熱された水道水がスプリンクラーにより
屋根に散布されるため、屋根のほゞ全面に温水の散水域
が形成される結果、消雪効率が極めて高く、スノーセン
サの検出による制御装置のコントロールに基づいて、積
雪を有効に防止あるいは消滅させることができる。即
ち、スプリンクラーを使用しているので、ほゞ屋根全面
に水滴が散布され、雪が屋根に到達する前に空中で水滴
と衝突し、瞬時に融けて融雪水となり流されるので、水
量が少なくて済む。また、個々の装置は簡単な装置であ
り、その運転は完全自動化されているので便利である。

【００３１】水道水を利用するために、消雪装置の設備
地域が限定されることがなく、地下水が得られない市街
地においても設置可能であり、また、揚水ポンプが不要
であるので、設備費およびランニングコストが少なくて
済み経済的である。

【００３２】スプリンクラーにおいて、送水支柱の上端
の回転キャップに、棒状に長い複数の散水ノズルを放射
方向に突設し、複数のノズル孔について、径や角度を段
階的に変化させてあるので（請求項２）、屋根に均一に
温水を散布できるとともに、消雪効率をさらに高めるこ
とができる。

【００３３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスプリンクラー式屋根消雪装置の全体
的な説明図ある。

【図２】本発明装置に使用されるスプリンクラーの要部
を示す斜視断面図である。

【図３】同要部正面図である。

【図４】同スプリンクラーのノズル孔の噴射角度を説明
する説明図である。

【図５】従来のスプリンクラーの平面図である。

【図６】前記実施例によるスプリンクラーの場合におけ
る散水量の分布状態を示す説明図である。

【図７】前記従来例のスプリンクラーの場合における散
水量の分布状態を示す説明図である。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ スプリンクラー Ｈ 加熱装置 Ｒ 制御装置 Ｔ 家屋 １ 送水支柱 ２ 給水管 ３ 回転キャップ ４ スノーセンサ ５ 散水ノズル １７ ノズル孔 ４１ 自動弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000227087 日曹エンジニアリング株式会社 東京都千代田区神田神保町１丁目６番１号 (71)出願人 390036858 北興株式会社 富山県高岡市江尻351 (71)出願人 000176741 三菱レイヨン・エンジニアリング株式会社 東京都中央区京橋３丁目１番１号 (72)発明者 中里 博吉 富山県魚津市釈迦堂１丁目７番22号 ダイ ヤモンドエンジニアリング株式会社魚津事 業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 屋根のほゞ全面を覆うように散水をなす
   ために設置されるスプリンクラーと、それに水道水を供
   給するために配管される給水管と、それに、接続される
   水道水の加熱装置および温水混合器並びに通水の入・切
   と配管内の凍結を防止する自動弁と、スノーセンサによ
   り降雪を感知して自動弁の開閉をなす制御装置とからな
   り、完全自動運転を特徴とするスプリンクラー式屋根消
   雪装置。
2. 【請求項２】 スプリンクラーにおいて、送水支柱の上
   端に流体の噴流の反力で回転する回転体を設け、この回
   転体に棒状の長い複数の散水ノズルを放射方向に突設
   し、各散水ノズルには、側面に複数のノズル孔をその孔
   径が基端部側より先端部側に段階的に大きくなるように
   形成し、且つ、上記ノズル孔の噴射向きについて、ノズ
   ル孔の放射方向と上向きの各傾斜角度を増減させ、ノズ
   ル噴流の反力により散水ノズルを回転させるように構成
   したことを特徴とする請求項１記載のスプリンクラー式
   屋根消雪装置。