JPH11181730A - 融雪方法及び融雪設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自然の熱を利用した溶融雪方法および装置に
関し、水処理設備が不要で、被融雪地の着色や塵埃の発
生を可及的に防止できる方法及び装置を得る。 【解決手段】 被融雪地を循環する表層水に地下水の熱
を移動して融雪用水とする。生産井１３より採取した地
下水と、被融雪地に散水された融雪用水によって生じた
雪解水を含む表層水を回収した後濾過してなる濾過水と
の間で熱交換し、熱交換によって熱を失った地下水を還
元井１４により地下に戻すとともに、熱交換によって熱
を受け取った濾過水を融雪用水として再び被融雪地に散
水する。地下水を融雪用水として直接使用しないので、
被融雪地に鉄分やマンガンが被着したり塵埃が発生する
のを防止できる。熱交換によって温度が低下した地下水
を地下還元するので、地盤沈下等を防止でき、地熱資源
の有効利用にも繋がる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地下の温度を利用
して積雪を融かし、又は降雪を連続的に融かす方法及び
その実施に好適な設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地下水は、年間を通して温度が一定範囲
にあり、夏場は冷房に利用され、冬場は融雪に利用され
ている。従来の融雪方法は、汲み上げた地下水を被融雪
地に直接散水するというものであり、地下水は融雪用水
として被融雪地に散水され、雪を融かし雪解水とともに
表層水となって側溝に流れ込む。

【０００３】地下水はその接触する地質によって、多量
の鉄分やマンガンを含むことがある。地下水に含まれて
いる鉄分は、一般的に鉄（II）イオンの状態で存在し、
マンガンはマンガン（II）イオンの状態で存在する。鉄
（II）イオンは、空気中の酸素に触れると酸化されて、
不溶性の鉄（III ）化合物になる。また、マンガン（I
I）イオンは、空気中の酸素に触れると酸化されて不溶
性のマンガン（III ）化合物ないしマンガン（IV）化合
物となる。

【０００４】このような鉄分やマンガンを含む地下水
を、融雪用水として道路等に散水した場合、空気酸化に
よって不溶性に変化した鉄分やマンガンが被融雪地に被
着して、これを暗色に変色させ見苦しくする。また乾燥
すると塵埃となって飛散し、環境を悪化させる原因とな
る。そこで従来は、地下水に鉄（III ）イオンやマンガ
ン（II）イオンが存在する場合には、イオン交換法など
により処理してそれらのイオンを除去することによっ
て、被融雪地の着色及び埃の発生を抑えていた。また、
汲み上げた地下水を散水することによって生成した雪解
水を含む表層水は、そのまま側溝に流下されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】地下水と雪との温度差
が小さいので、融雪には多量の水を必要とし、大容量の
ポンプを使用しなければならない。また、多量の水から
鉄イオン等を除去するには、大型の設備を必要とし大き
な設置スペースが必要である。また、このような大型の
設備を設置しても、融雪装置の稼働日数が年間で数日か
ら数十日とわずかなため、非常にコストの高い設備とな
っている。さらに、大量の地下水を汲み上げたまま側溝
に排出するものであるから、地盤沈下等の弊害を引き起
こすという問題がある。また、せっかくイオン交換等に
より処理費用をかけた地下水を、そのまま側溝に流下さ
せ、まだ零度以上で融雪能力を有するのにも関わらず、
１回の使用で捨てているので、用水の有効利用に欠けて
いた。

【０００６】本発明は、イオン交換装置等の水処理設備
を設ける必要がなく、被融雪地の着色や塵埃の発生を可
及的に防止することができ、さらに、融雪用水を繰り返
し使用して地熱の有効利用を図ることができる、融雪方
法及び融雪装置を提供することを課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、被融雪地を循
環する表層水に地下から汲み上げられた地下水の熱を移
動して融雪用水とする方法及びこの方法の実施に好適な
装置である。

【０００８】即ち、請求項１記載の融雪方法は、地下水
がもつ熱を利用した融雪方法において、生産井１３より
採取した地下水と、被融雪地に散水された融雪用水によ
って生じた雪解水を含む表層水を回収した後濾過してな
る濾過水との間で熱交換し、熱交換によって熱を放出し
た地下水を還元井１４により地下に戻すとともに、熱交
換によって熱を受け取った濾過水を融雪用水として再び
被融雪地に散水することを特徴とするものである。

【０００９】請求項２記載の融雪設備は、生産井１３か
ら汲み上げた地下水を熱交換装置２を経て還元井１４に
還元する還元ポンプ３と、被融雪地４に散水された融雪
用水によって生じた雪解水を含む表層水を回収濾過する
集水濾過装置６と、集水濾過装置６から熱交換装置を経
て後述する散水装置１１へ送る循環ポンプ５と、熱交換
装置２で熱交換されて濾過水を融雪用水として再び被融
雪地４に散水する散水装置１１とを備えていることを特
徴とするものである。

【００１０】

【作用】地熱は利用面からすると水質と温度により分類
される。融雪用水は、地下水の水質を利用するものでは
なく、地下水の温度を利用するものである。本発明の融
雪方法は、汲み上げた地下水の温度で融雪用地を循環す
る表層水を暖めて、暖めた表層水を融雪用水として再び
被融雪地に散水するものであるから、即ち地下水を融雪
用水として直接使用することを避けたので、鉄分等を含
んだ地下水であっても被融雪地に鉄分やマンガンが被着
したり、塵埃が発生するのを防止することができる。ま
た、水質改善のためのイオン交換装置などの機材が不要
になり、設備費を大幅に削減すると共に、運転費用も最
小限に抑えることができる。更に、熱交換によって温度
が低下した地下水を地下還元するので、地盤沈下等を防
止することができる。また、融雪能力を有する表層水を
再使用するものであるから、地熱資源の有効利用にも繋
がる。さらに、設置スペースもさほど取らずに、簡単に
融雪システムの取付けを行うことが可能である。また、
本発明の融雪設備は、前記融雪方法を効率良く実施する
ことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の融雪設備の一実施
例を示す。実施例の融雪設備１は、地下水を汲み上げる
生産井１３と、汲み上げられた地下水を地中に戻す還元
井１４とを備えている。生産井から汲み上げた地下水と
被融雪地に散水された融雪用水によって生じた雪解水を
含む表層水を回収したあと濾過した濾過水との間で熱交
換を行う熱交換装置２を備えている。また、融雪設備
は、汲み上げた地下水を熱交換装置２に供給したあと地
下へ返送する還元ポンプ３と、融雪用水を被融雪地４と
熱交換装置２との間で循環させる循環ポンプ５とを備え
ており、更に、融雪用水によって生じた雪解水を含む表
層水を被融雪地４から回収し、表層水に含まれる不要物
を沈降分離並びに浮上分離するグリストラップ６と、グ
リストラップ６により分離しきれなかった不要物を除去
するフィルタ７とを備えている。

【００１２】雪解水を含む表層水は、その中に分散して
いる懸濁物質をグリストラップ６によって濾過される。
この濾過水は、フィルタ７によって細かいゴミを除去し
たあと熱交換装置２に送られる。熱交換装置によって暖
められた濾過水が融雪用水として散水口１１から被融雪
地４に散水される。散水された融雪用水は、積雪や降雪
を解かし、被融雪地の砂や油分を懸濁して表層水として
側溝に流下する。砂や油分を含んだ表層水の一部はグリ
ストラップ６に蓄えられて、その際に融雪用水に含まれ
る砂や油分が除去される。グリストラップ６では、砂が
沈降分離され、油分は浮上分離される。グリストラップ
６で除去しきれなかった細砂等の懸濁物はフィルタ７に
より除去され、、熱交換装置２に清浄な水が供給され
る。

【００１３】熱交換装置２において、濾過水を暖めて温
度が低下した地下水は還元井を介して地下に戻される。
地下水の単位時間当りの汲み上げ量は、地下水の温度
と、融雪用水の温度及び濾過水の流量により設定し、還
元ポンプ３を調節する。

【００１４】融雪を行うときは、まず、グリストラップ
６に蓄えた表層水を循環ポンプ５で熱交換装置に送り、
暖めた融雪用水を被融雪地に散水する。融雪用水によっ
て生じた雪解水を含む表層水の一部を回収したあと濾過
し、この濾過水と地下水の間で熱交換し、熱交換によっ
て温度が低下した地下水を還元井１４により地下に戻す
とともに、熱交換によって温度が上昇した濾過水を融雪
用水として再び被融雪地に散水する。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、従来行っていた地下水
の除鉄、除マンガン処理を省略することができるので、
水処理設備が不要となる。運転費用も最小限に抑えるこ
とができ、設備の設置スペースを小さくできる。また、
表層水を融雪用水として循環使用するので、地熱の有効
利用を図ることができる。更に、地下水を融雪用水とし
て散布するものでないから被融雪地が着色せず、鉄化合
物やマンガン化合物による塵埃を発生することがなく、
被融雪地への融雪用水の循環量を任意に設定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】融雪用水の供給装置を示す模式図

【符号の説明】

２ 熱交換装置 ３ 還元ポンプ ４ 被融雪地 ５ 循環ポンプ ６ グリストラップ ７ フィルタ 11 散水口 13 生産井 14 還元井

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地下水の温度を利用した融雪方法におい
   て、生産井(13)より汲み上げた地下水と、被融雪地に散
   水された融雪用水によって生じた雪解水を含む表層水を
   回収濾過してなる濾過水との間で熱交換し、熱交換によ
   って温度が低下した地下水を還元井(14)により地下に戻
   すとともに、熱交換によって温度の上昇した濾過水を融
   雪用水として再び被融雪地に散水することを特徴とす
   る、融雪方法。
2. 【請求項２】 生産井(13)から汲み上げた地下水を熱交
   換装置(2) を経て還元井(14)に還元する還元ポンプ(3)
   と、被融雪地(4) に散水された融雪用水によって生じた
   雪解水を含む表層水を回収濾過する集水濾過装置(6、7)
   と、集水濾過装置(6、7)から熱交換装置(2) を経て後述
   する散水装置へ送る循環ポンプ(5) と、熱交換装置(2)
   で熱交換された濾過水を融雪用水として再び被融雪地４
   に散水する散水装置(11)とを備えていることを特徴とす
   る、融雪設備。