JPH09143916A - 融雪装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱伝導層が熱伝導性と蓄熱性とを共に高度に
保有するために、効率的に融雪され、また、温度制御の
適正が得られるために、消費エネルギーの損失が少なく
経済的となる融雪装置を提供する。 【解決手段】 天然細石とアスファルトとを配合した耐
圧・耐水性の熱伝導層の下に、センサーにより温度制御
されるヒーターを敷設した融雪装置において、熱伝導層
には、さらに、黒鉛やカーボンブラック等の黒色炭素粒
子を混入した。熱伝導層の重量配合割合について、黒色
炭素粒子が１０〜７０％、天然細石８５〜２５％、アス
ファルト５〜１０％であることが、目的達成に有効であ
る。 【効果】 その高度な熱伝導性と蓄熱性とにより、融雪
に要する消費エネルギーを大幅に節減することができ、
また、消費電力のコントロールがなしやすくなるため
に、融雪装置の維持を経済的になし得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、屋根や道路、駐車
場、庭等に積もった雪を解かすために、それらに施工す
る融雪装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】融雪装置は、撒水によるものと、積雪面
を加熱するものとに大きく分けられる。撒水の場合であ
ると、水の始末が悪く、また、原則的に地下水が利用さ
れることから、その枯渇を招く等の弊害があるために、
加熱方式を取ることが多くなっている。また、この場
合、センサーによる温度制御がなされる。

【０００３】加熱方式の場合であると、その加熱源とし
て、電熱ヒーターや配管ヒーターを敷設し、その上に熱
伝導層を施工して、耐圧・耐水性のヒーター埋設構造が
取られる。そして、従来の熱伝導層は、アスファルト
に、砂、砂利、砕石等の天然の細石を混入した簡単な構
造であった。従って、消費電気エネルギーの有効利用と
いう面で改善の余地があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】消費エネルギーの有効
利用については、熱伝導性と蓄熱性という相反する機能
が要求される。つまり、熱伝導性が余りにも良好な場合
には、融雪の即効性が得られるが、熱が外気に無駄に逃
避することが多くなり、しかも、温度制御が外気による
影響を受けやすく適正に作動しない。また、蓄熱性が大
きいと、熱伝導性が悪いことになるから、熱が地下また
は屋根裏に逃避することになるし、消雪後の蓄熱量が損
失となり、また、この場合も温度制御に適しなくなる。

【０００５】上記のような従来の加熱方式を取った場
合、どちらかと言えば、熱伝導層を構成するアスファル
トや天然石の素材の性質から、熱伝導性が悪く、そのた
め、半分以上の熱が主に下方へ逃げ利用されない傾向が
見られた。

【０００６】この発明は、上記のような実情に鑑みて、
熱伝導層が熱伝導性と蓄熱性とを共に高度に保有するた
めに、効率的に融雪され、また、温度制御の適正が得ら
れるために、消費エネルギーの損失が少なく経済的とな
る融雪装置を提供することを目的とした。

【０００７】

【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、天然細石とアスファルトとを配合し
た耐圧・耐水性の熱伝導層の下に、センサーにより温度
制御されるヒーターを敷設した融雪装置において、熱伝
導層には、さらに、黒鉛やカーボンブラック等の黒色炭
素粒子を混入したことを特徴とする。

【０００８】熱伝導層の重量配合割合について、黒色炭
素粒子が１０〜７０％、天然細石８５〜２５％、アスフ
ァルト５〜１０％であることが、目的達成に有効であ
る。

【０００９】

【作 用】上記のように、熱伝導層に黒色炭素粒子を混
入した場合、それが熱伝導率が高いために、ヒーターか
ら発する熱が融雪有効熱として速やかに伝わり融雪に寄
与する。しかも、高い蓄熱性と熱伝導性により表面温度
を融雪に適切な温度に保持できやすくなるため、消費エ
ネルギーが下方へ逃げたり、外気に逃避したりする無駄
がなくなる結果、熱損失よりも有効熱量を大きくするこ
とができる。

【００１０】黒色炭素粒子の比熱は、実験的には天然細
石とほゞ同じであるが、熱伝導が大きく、これは多分遠
赤外線によるものと考えられるが、熱伝導が非常に早い
ために、黒色炭素粒子に蓄積された熱量が次から次へと
伝達され、消費エネルギーの寄与したことによる有効総
熱量は、従来の場合に比してずっと大きくなる。

【００１１】

【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。

【００１２】図１は、駐車場、庭、歩道等に適用する屋
外面の融雪装置の断面構造を示したもので、熱伝導層１
の下に電熱ヒーター３を配設し、温度制御をするため
に、熱伝導層１の上の温度を感知する上部温度センサー
５と、下の温度を感知する下部温度センサー６とを設
け、それにより感知された信号により作動するコントロ
ール装置７を設けてある。

【００１３】熱伝導層１は、黒色炭素粒子１１と、天然
細石１３と、アスファルト１５とを配合したもので、黒
色炭素粒子１１には粒状の黒鉛を使用した。これは、比
熱０．２、熱伝導率１５０ｗ／ｍ，ｈｒ／ｓ、比重１．
６、粒度０．１ｍｍ〜８ｍｍであった。

【００１４】施工の仕方としては、黒色炭素粒子１１
と、天然細石１３と、アスファルト１５とを混合し、１
５０〜２００℃の温度で加熱してから良く撹拌し、この
混合物を９０℃以上の温度で電熱ヒーター３の上に流し
込み、押し固めて自然冷却する。これで常温の状態で固
い強度（圧縮強度５００ｋｇ／ｃｍ²）を有する熱伝導
層１が形成される。

【００１５】このように施工した熱伝導層１の上に、比
重が０．１の雪１０を載せ、融雪実験を行った結果を表
１に示す。表１は、熱伝導層１における黒色炭素粒子１
１と、天然細石１３と、アスファルト１５との混合比率
について、３つの例、Ａ，Ｂ，Ｃを記載するとともに、
比較例Ｄ，Ｅを並記し、それぞれ消費電力を記載した。
比較例Ｄは、１ｃｍの厚みの板状で電熱ヒーター３を被
覆した場合、Ｅは、前記した一般的な従来例である。

【表１】

【００１６】表１に見るように、比較例よりも融雪に要
する消費電力が著しく少なくなると同時に、黒色炭素粒
子１１の割合が３０％、５０％、７０％と多くなるほ
ど、電力消費量が小さくなる傾向を示している。このこ
とから、黒色炭素粒子１１の混合が有効に寄与している
ことが分かる。アスファルト１５の含有率では、その他
の実験から、５〜１０％でほゞ同じ成果を示した。ま
た、黒色炭素粒子が１０〜７０％、天然細石８５〜２５
％において、最も有効に消費電力が利用されることも分
かった。

【００１７】図２は、屋根に実施した例を示したもの
で、施工形態については、屋根に発泡断熱材１５を敷
き、その上に電熱ヒーター３を敷設し、その上に熱伝導
層１を前記の実施例と同様に施工し、その上に融雪瓦１
６（高熱伝導セラミック板）で屋根を葺いた。

【００１８】表２は、上記のように屋根に施工した場合
の熱伝導層１の構成を表１のＢと同じとした。また、比
較例についてはＥの場合と同じ従来例とした。そして、
屋根の上に、比熱０．２の積雪量１ｃｍを置き、積雪温
度−１℃において、屋根表面温度５℃にコントロールし
た状態で電熱ヒーター３の通電時間を、Ｂの場合６０
分、Ｅの場合１００分とした。

【表２】

【００１９】通電時間と有効熱伝達量とだけを見ても、
黒色炭素粒子１１の蓄熱性と熱伝導性が融雪能力に大き
く寄与していることが分かる。

【００２０】コントロール装置７については、いずれの
実施例においても、表面温度が融雪に適当な５℃になる
ように設定したが、有効に作動し常時それに近い温度に
保持することができた。これも黒色炭素粒子１１の高い
熱伝導性と蓄熱性によるものと考えられる。なお、上記
実施例では熱源として電熱ヒーターを利用したが、熱源
としてはこれに限定されることなく、温水等であっても
よい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ヒーターの上に施工する熱伝導層の配合について、
天然細石やアスファルトの他に、黒色炭素粒子を混合し
たから、その高度な熱伝導性と蓄熱性とにより、融雪に
要する消費エネルギーを大幅に節減することができ、ま
た、消費電力のコントロールがなしやすくなるために、
融雪装置の維持を経済的になし得るという優れた効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】屋外面に実施した融雪装置の断面説明図であ
る。

【図２】屋根に実施した例を破断して示す斜視図であ
る。

【符号の説明】 １ 熱伝導層 ３ ヒーター ５，６ センサー １１ 黒色炭素粒子 １３ 天然細石 １５ アスファルト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 天然細石とアスファルトとを配合した耐
   圧・耐水性の熱伝導層の下に、センサーにより温度制御
   されるヒーターを敷設した融雪装置において、熱伝導層
   には、さらに、黒鉛やカーボンブラック等の黒色炭素粒
   子を混入したことを特徴とする融雪装置。
2. 【請求項２】 熱伝導層の重量配合割合について、黒色
   炭素粒子が１０〜７０％、天然細石８５〜２５％、アス
   ファルト５〜１０％であることを特徴とする請求項１記
   載の融雪装置。