JPH07103528B2 - 循環温水の還水温で制御される温水パネル消雪方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉄道軌道等の積雪を消雪する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の鉄道軌道等の消雪装置としては、散水ノズルやス
プリンクラーから積雪に温水を散水して消雪する散水方
式のものが知られており、先行技術としては特公昭54−
32536号公報に記載されている「沿線消雪装置」や特開
昭62−156410号公報に記載されている「散水量制御融雪
装置」がある。

前者は、消雪用水を貯める貯水槽と、該貯水槽と消雪沿
線とを結ぶ送水管と、該送水管を設けられた送水ポンプ
と、降雪を検出し、この検出信号により前記送水ポンプ
を作動させる降雪検出器と、前記消雪沿線を通過して来
た消雪用水を還流させる還水管と、該還水管の出側を設
けられた塵芥分離槽と、該塵芥分離槽と前記貯水槽との
間に設けられ、消雪用水を加熱するオイルバーナーを具
備した加熱槽と、前記貯水槽の消雪用水を加熱槽に還流
させる冷水循環ポンプと、前記貯水槽の水温を検出し、
水温が下限値以下の時に前記オイルバーナー及び冷水循
環ポンプを作動させ、且つ上限値以上の時にこれらを停
止させる水温検出器と、前記塵芥分離槽へ別の系統より
新たに水を補給する給水ポンプと、塵芥分離槽の水を排
水する排水ポンプと、前記貯水槽の水位を検出し、水位
が下限値以下の時に前記給水ポンプを作動させ、且つ上
限値以上の時に前記排水ポンプを作動させる水位検出器
と、前記送水管に設けられた水量調節弁と、前記還水路
に設けられ、還水温度に応じて前記水量調節弁を制御す
る還水温度検知器と、前記水量調節弁の入側と前記還水
温度検知器の下流側間に設けられたバイパス管と、該バ
イパス管に設けられ、該バイパス管流量を検出し、該流
量に応じ前記送水ポンプの速度制御信号を作る水頭発生
弁とを備えたことを特徴とする沿線消雪装置である。

後者は、遠隔に設置される制御盤と、融雪用水を貯水槽
から走行路面，駐車場，車両基地等の目的に合わせて分
割された融雪範囲に送水ポンプを介して送る送水管の途
中に設置され各融雪範囲における散水量を測定して制御
盤に信号を送る散水量流量計と、その下流側に設置され
降雪状況及び融雪範囲の状態に応じて出される制御盤か
らの信号により各融雪範囲における散水量を制御する散
水量制御弁とを備えて成ることを特徴とする散水量制御
融雪装置である。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記先行技術は、いずれも積雪に直接消雪用の温水を散
水し消雪するものであるため、消雪用の温水を散水ノズ
ルやスプリンクラーから散水した際、外気温が低い場合
には散水が積雪に到達する前に冷却されてしまうため、
温水の有する熱エネルギーが十分消雪に寄与できない場
合があった。

又、散水用水を循環利用する場合、路面の塵芥を混合し
てしまうため塵芥分離除去のための設備が必要であっ
た。

又、特公昭54−32536号公報の場合は、気象状況に応じ
て熱量の無駄を省くため、温水温度を検出して散水量を
調節可能としているが、散水後の還水が有する熱は、大
気中や路面に放散されてしまい、外気温度とほとんど等
しくなってしまうため、十分気象状況を反映できなく、
気象状況に応じた適切な散水量制御は困難であった。
又、特開昭62−156410号公報の場合は、降雪状況により
散水量を制御するものであり、降雪中は降雪強度に見合
った消雪が可能であるが、降雪後の積雪したものや、人
為的に集めた積雪（例えば除雪車で集められた積雪）等
の降雪強度で感知できないものについては機能させるこ
とは出来なかった。

なお、いずれの先行技術も消雪しようとする範囲におけ
る吹き溜まり等による積雪量の不均一さに対する対策に
ついては開示されていない。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、従来技術の課題を解消し、効率的に消雪を行
わせしめ、しかも不均一な積雪状態にも対応可能な消雪
装置を提供することを目的とするものであって、本発明
の要旨は、内部に温水は流通する流路３を備えた複数の
温水パネル４の各温水入口１と出口２とが送水支管17と
還水支管18に並列に接続されて、消雪ブロックが構成さ
れ、複数の消雪ブロックにおける各消雪ブロックの送水
支管17が、電動式流量調節弁11および流量計12を介して
送水本管16に並列接続され、各消雪ブロックの還水支管
18に還水温計13が設けられると共に、各還水支管18が還
水本管19に並列接続され、送水本管16と還水本管19と
は、温水加熱装置14および送水ポンプ９により温水循環
可能に接続され、前記還水温計13の信号により各消雪ブ
ロックの循環温水の流量を調節する制御部15を備え、各
消雪ブロックの還水温度により各消雪ブロック毎に温水
流量を調節する消雪運転を行うことを特徴とする循環温
水の還水温で制御される温水パネル消雪方法にある。

〔作用〕

本発明の消雪装置は温水クローズド循環させる温水パネ
ルを使用することにより、散水方式のように消雪用の温
水が直接外気によって冷却されることが無く、熱損失を
防ぐことができる。又、循環温水中に塵芥が混入するこ
とは無い。

又、前記温水パネルは、複数個を並列接続して同一温水
温度を供給する任意の広さの消雪ブロックを構成するこ
とができ、さらに各消雪ブロックを複数個並列接続し、
吹き溜まり等による各消雪ブロック毎の不均一な積雪状
態に応じて個別に消雪能力を変えることにより、無駄の
ない効率の良い消雪を行わせしめるものである。即ち、
温水パネルを用いた消雪装置において、降雪時の消雪特
性は、第６図に示すように入口側温水の温度を一定にし
て供給した場合、出口側水温は降雪強度が大きいと低下
の度合いが大きく、降雪強度が小さいと水温の低下の度
合いは小さくなる相関関係があることが確かめられた。
又、積雪時の消雪特性は、第７図に示すように、入口側
温水の温度を一定にして供給した場合、出口側温水は、
しばらくは低い温度で推移するがその後（実験データで
は100分後）から、徐々に上昇し、最終的には入口側温
水と同じになっている。このデータを考察すると出口側
温水が低い温度て推移している間は温水パネル上の積雪
の消雪によって温水が有する熱が吸収され、温水パネル
上の積雪量が少なくなるに従って熱の吸収の程度が減少
し、遂に積雪の消雪が完了すると、温水が有する熱をロ
スすることがなくなるための現象と考えられる。

従って、この現象を利用し、各消雪ブロックの還水温度
を測定すれば、各消雪ブロックごとの降雪強度又はパネ
ル上の積雪状態を推定できるため、それに応じて積雪能
力を設定することができる。

消雪能力を変える手段としては、供給温水の温度を変え
るか、温水流量を変える手段があるが、複数の消雪ブロ
ックの各消雪ブロックごとの消雪能力を変える手段とし
ては温水流量を変える方が容易である。このため、本発
明では、各消雪ブロックごとの還水支管18に還水温計13
を備え、又各消雪ブロックの送水支管17に電動式流量調
節弁11および流量計12を設け、還水温計13の信号によっ
て制御部15から自動的に電動式流量調節弁11に制御信号
を送って、各消雪ブロックの温水流量を調節する構成と
しているものである。

〔実施例〕

以下、本発明を鉄道の高架スラブに適用した実施例につ
いて説明する。

第２図は高架スラブの一部斜視図である。積雪地帯の高
架スラブ８に、枕木５とこれに固定された軌条６とから
なる軌道が設置され、かつ前記高架スラブ８に、軌道の
両側に沿って延長すると共に路床面に対して凹状にした
貯雪槽７が設けられ、この貯雪槽７には自然積雪の他に
軌道上の積雪をスノウプラウで除雪した雪が落とし込ま
れる。温水パネル４は、この貯雪槽７内の下部に配置さ
れ、そのパネルの上面の積雪を消雪するものである。

本発明において用いられる温水パネル４は、第３図に示
すように、上面が広い金属製平板からなる放熱板22とそ
の放熱板22の裏側に液密に固着された金属製蛇行溝付き
板23とにより構成され、かつ温水パネル４における蛇行
状の流路３の一端部に温水入口１が設けられると共に他
端部に出口２が設けられ、その温水入口１から流路３に
供給された温水は、流路３内に流通して出口２から排出
される。

温水パネル４としては、好ましくは、第４図に示すよう
に、幅広で浅い蛇行溝を有する蛇行溝付き板23を放熱板
22に固着して構成したものを使用する。

前記温水パネル４を大型のユニットとして製作してもよ
いが、容易に運搬できるようにする場合は、入力で運搬
できる程度の大きさとした小型の複数箇のユニットを、
第５図の如く、温水入口１と出口２を直列に接続して構
成してもよい。貯雪槽７の下部に並べられた複数の温水
パネル４における温水入口１が、その温水パネル４の側
部に配置された送水支管17に並列に接続され、かつ各温
水パネル４における出口２が、その温水パネル４の側部
に配置された還水支管18に並列に接続されて、一つの消
雪ブロックが構成されている。この消雪ブロックは軌道
の側面（第２図ではA,B,Cの３列）に配置される。何故
なら、各列の積雪の程度は風雪によって左右列で異なる
ため消雪能力を各列で変える必要があるためである。
又、各列の消雪ブロックは約100m程度の延長ごとに区切
られ、送水本管16と還水本管19に並列に接続されて延長
される。

尚、貯雪槽がない軌道構造にあっては、消雪ブロックを
軌条間と軌条外側、又は軌条外側のみに配置する場合も
ある。

第１図は本発明の消雪装置のシステムフローを示したも
のである。内部に温水が蛇行状に流道する流路を備えた
温水パネル（図では１ユニット）４を複数並べて配置
し、各温水パネル４の温水入口と出口とを送水支管17と
還水支管18とに並列に接続して一つの消雪ブロック20を
構成している。同様の構成にした消雪ブロック20が複数
（A,B,Cの３列）並べられ、各消雪ブロックの送水支管1
7は流量計12および電動式の流量調節弁11を介して送水
本管16に並列に接続されており、各消雪ブロックの還水
支管18には還水温計13が設けられ、かつ各還水支管18は
還水本管19に並列に接続されている。

なお第１図においては、消雪ブロックが２列した示して
いないが、実際には、軌道延長方向に同様の消雪ブロッ
クが多数配設され、送水本管16と還水本管19とに並列に
接続される。

還水本管19の端部は、循環温水の温度を調節するため設
けた電動式の温度調節用三方弁10のポートａに接続され
ると共に、途中から分岐して冷却された温水を加熱する
温水加熱装置14の供給口に接続されている。温度加熱装
置14の出口管は前記電動式の温度調節用三方弁10のポー
トｂに接続され、その三方弁10のポートｃは温水パネル
４内の流路に温水を循環させる送水ポンプ９の入口側に
接続され、その送水ポンプ９の出口は送水本管16に接続
されており、還水本管19と送水本管16とは温水加熱装置
14,三方弁10,送水ポンプ９を介して温水循環可能に接続
されている。なお、三方弁10と送水ポンプ９との間には
温水温度計24が設けられている。又、前記各消雪ブロッ
クの還水温計13,流量計12および送水温度計24の測定信
号はすべて制御部（制御盤）15に伝送されるように構成
されており、各消雪ブロックの電動式流量調節弁11,温
水加熱装置14,三方弁10および送水ポンプ９の制御ケー
ブルも制御部15に接続されている。

なお少なくとも前記送水本管16および送水支管は、送水
する温水の温度低下を防ぐため、外周を断熱材で覆った
保温管にする必要があり、還水本管19,還水支管18とし
ても同様に保温管を採用するのが好ましい。温水加熱装
置14としては、加熱ボイラーや機械設備等の発熱を利用
した発熱ボイラーの他に、地下水，湧水等の熱を利用し
たものを使用できる。

以下、本発明の消雪装置を用いて消雪運転する方式につ
いて説明する。第１の方式は、降雪開始と共に消雪装置
を起動し、各消雪ブロックに温水を循環させる方式で、
この場合は、図示しない降雪検知器の信号により降雪強
度が一定の条件に達すると自動的に起動され運転され
る。第２の方式は、既に降雪した状態（スノウプラウ等
によって積雪された場合を含む）から手動で消雪運転を
起動する方式である。

いずれの場合においても、消雪装置を起動すると、送水
ポンプ９により温水が各消雪ブロックに循環される。循
環温水は送水開始時に所定の温度になっていないため、
三方弁10によって還水を温水加熱装置14に送って加熱
し、次いで送水ポンプ９により送水本管16に送り出す。
この際、加熱温水の温度が適切な値になるように送水温
度計24の信号により三方弁10の開度を調節し加熱装置側
に流す還水量を調節する。通常、送水温度は10℃〜15℃
に設定されるが、消雪速度を速くしたい場合は、更に高
温にすることもある。

各消雪ブロックの温水パネル４を循環する温水によって
パネル上の積雪は消雪されるが、この際、温水パネル上
に積雪があると、送水温度に較べて還水温は低い値を示
し、温水パネル上の消雪が進むにつれて還水温が高くな
ってくる。そして送水温度と還水温がほぼ同等になると
消雪が完了し、送水温度と還水温が同等になれば消雪装
置の運転が自動的に停止されるように、予め制御部15が
調整されている。

消雪装置の運転時は、通常、各消雪ブロックの積雪量が
吹き溜まり等によって異なるため、各消雪ブロックごと
に制御部15により制御される。

消雪装置の制御は、各消雪ブロックの還水温計13の信号
によって各消雪ブロックの送水流量を調節して行われ
る。即ち、送水温度に対して還水温の低下の度合いが大
きい消雪ブロックには、温水の流量を多く流すように電
動式流量調節弁11の開度を大きくし、逆の場合は、前記
流量調節弁11の開度を小さくする。又、各消雪ブロック
に一定の流量で温水を送水し、送水温度と還水温度とが
ほぼ同等になり消雪が完了した消雪ブロックの送水を停
止するように流量調節弁11を絞ることで制御してもよ
い。

送水温水の適正温度，各消雪ブロックに送水する温水の
最大流量等は、消雪ブロックの規模の大きさ，積雪量，
周囲の環境温度等によって設定される。

なお循環温水に不凍液を使用した場合は、消雪運転しな
い間は温水循環を停止しても良いが、循環水が凍結する
恐れがある場合は、積雪の無い間も０℃以上の水温で流
量を少なくして凍結防止のための保守運転を行う必要が
ある。

〔発明の効果〕

この発明の前述のように構成されているので、以下に記
載するような効果を奏する。

温水をクローズド循環させる温水パネルユニットを複数
並列接続した消雪ブロックごとに消雪運転できるので、
従来の散水方式のように消雪用の温水の熱を外気によっ
てロスすることが無く、消雪を効率良く行なえるととも
に、循環温水中に塵芥が混入することは無く、このため
分離処理設備が不要である。

又、各消雪ブロックごとに、還水温度によって各消雪ブ
ロックごとの消雪の状態を的確に把握して、消雪装置の
運転制御を行なうことができるので、不均一な積雪状態
が発生しても、無駄のない効率の良い消雪を行なうこと
ができる。

また、温水パネルを流通する温水に出口温度が温水パネ
ル上の積雪量（降雪強度）に応じて変化し、水温の低下
と降雪強度に相関関係があることが解ったため、この現
象を利用して各消雪ブロックの還水温度を測定して運転
制御することにしているので、この運転制御方法によ
り、消雪範囲における吹き溜まり等の積雪の不均一さに
対して各消雪ブロック毎に還水温度によって積雪、消雪
状態を的確に把握して消雪運転制御できるため、無駄の
ない効率的な消雪を可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示すものであ
って、第１図は循環温水の還水温で制御される温水パネ
ル消雪装置のシステムフローを示す図、第２図は鉄道高
架スラブ上に本発明の消雪装置における温水パネルを設
置した状態を示す斜視図、第３図は温水パネルの一部切
欠平面図、第４図は温水パネルの一部を示す縦断側面
図、第５図は温水パネルを直列に接続した状態を示す概
略平面図である。第６図は温水パネルの送水温度と還水
温度と降雪強度の実験データを示す図、第７図は温水パ
ネル上に積雪した雪を消雪する際の送水温度と還水温度
の実験データを示す図である。 図において、１は温水入口、２が出口、３が流路、４は
温水パネル、５は枕木、６は軌条、７は貯雪槽、８は高
架スラブ、９は送ポンプ、10は温度調整用三方弁、11は
電動式流量調節弁、12は流量計、13は還水温計、14は温
水加熱装置、15は制御部、16は送水本管、17は送水支
管、18は還水支管、19は還水本管、22は放熱板、23は蛇
行溝付き板、24は送水温度計である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末広 章一 神奈川県相模原市西橋本５―９―１ 新日 本製鉄株式会社相模原技術センター内 (72)発明者 竹内 貴司 東京都千代田区大手町２丁目６番３号 新 日本製鉄株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−144242（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−176702（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−160405（ＪＰ，Ａ) 特公 昭54−32536（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に温水が流通する流路３を備えた複数
   の温水パネル４の各温水入口１と出口２とが送水支管17
   と還水支管18に並列に接続されて、消雪ブロックが構成
   され、複数の消雪ブロックにおける各消雪ブロックの送
   水支管17が、電動式流量調節弁11および流量計12を介し
   て送水本管16に並列接続され、各消雪ブロックの還水支
   管18に還水温計13が設けられると共に、各還水支管18が
   還水本管19に並列接続され、送水本管16と還水本管19と
   は、温水加熱装置14および送水ポンプ９により温水循環
   可能に接続され、前記還水温計13の信号により各消雪ブ
   ロックの循環温水の流量を調節する制御部15を備え、各
   消雪ブロックの還水温度により各消雪ブロック毎に温水
   流量を調節する消雪運転を行うことを特徴とする循環温
   水の還水温で制御される温水パネル消雪方法。