JPS5838005Y2 - 融雪除氷装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はヒートパイプの熱輸送作用を利用した道路の
融雪除氷装置に関する。

従来、この種のシステムは第１図および第２図に示すよ
うに、ヒートパイプ１の一端１ａは道路のコンクリート
２中にほぼ水平に埋設され、他端１ｂはそのまま真直に
側溝３内に位置するように構成されている。

このように構成された融雪除氷システムの動作を図に基
づいて説明する。

道路のコンクリート２表面に積雪があったり気温が下が
ると、コンクリート２の温度が下がり、それにともなっ
てヒートパイプ１内の作動液体の蒸気温度も下がるが蒸
気温度が側溝３内を流れる地下水４の温度以下になると
ヒートパイプ１の他端１ｂは地下水４の持つ熱により加
熱されるので、ヒートパイプ１中の作動液体は地下水４
により蒸発熱を奪って蒸発し、ヒートパイプ１の一端１
ａと他端１ｂとのわずかな蒸気圧若番こより一端１ａに
向って流れ、コンクリート２の温度の方が地下水４の温
度より低いため凝縮、液化してコンクリート２に凝縮熱
を放出する。

液化した作動液体はウィックの毛管作用で環流する。

またヒートパイプ１管内底部に少し作動液体が溜るよう
に作動液体の量を調整し封入すればヒートパイプ１の一
端１ａと他端１ｂとのわずかな液面差によっても環流す
る。

以上の動作が順次繰返されることにより側溝３内を流れ
る地下水４の熱がコンクリート２中に熱輸送されるため
コンクリート２は加熱され道路上の水の凍結を防止する
と共に道路上に積った雪を触かすことができる。

これまでの説明では側溝３内を流れる地下水４の持つ熱
をコンクリート２中に熱輸送する場合について述べたが
冬期はこのような方法により多量の地下水４を使うと地
下水４の枯渇や地盤性下等の問題が発生するため実際に
はＡ、Ｂ、２つの井戸（図示せず）を堀りＡ井戸から汲
み上げた地下水４を使用した後はＢ井戸へ戻すようにし
ている。

しかしこの場合でも長年に渡り地下水４の熱を毎冬奪う
と地下水４の温度が徐々に低くなり上記融雪除氷システ
ムの能力が小さくなる。

一方、夏期にはコンクリート２は日射や気温により３０
〜４５℃になることを利用して上記Ｂ井戸の地下水４を
側溝３を通してＡ井戸へ流すとこれまで説明したヒート
パイプ１の熱輸送方向とは全く逆にコンクリート２中の
熱を側溝３内を流れる地下水４に与えることができる。

すなわち夏期にはＢ井戸からＡ井戸へ側溝３を通して地
下水４を流しＡ井戸へ加温された地下水４を貯えておき
冬期にＡ井戸からＢ井戸へ側溝３を通して地下水４を流
すことにより融雪除氷システムの能力を高め、また長寿
命化を計っている。

従来の融雪除氷装置は以上のように構成されているがヒ
ートパイプ１内での作動液体の流れ方向が冬期と夏期と
で逆転するためウィックの毛管作用が働くにしても大き
な熱輸送を行うにはヒートパイプ１はほぼ水平である必
要がある。

したがってヒートパイプ１の形は図に示すように真直な
ものであったがこうすると側溝３の幅が短いためあるい
は短かくして水の流速を大にし、水の熱伝達率を増大さ
せるためヒートパイプ１の側溝３内での伝熱面積が小さ
くなりヒートパイプ１による熱輸送量が小さくなる、す
なわち融雪除氷システムの能力が小さくなる欠点があっ
た。

この考案は上記のような従来のものの欠点を解消するた
めに威されたもので、ヒートパイプの他端をほは゛同一
平面上で屈曲または変形させることにより、側溝内での
ヒートパイプの伝熱面積を大きくし熱交換量の大きな、
すなわち大きな能力を持つ融雪除氷装置を提供すること
目的としている。

以下、この考案における融雪除氷装置の一実施例ならび
にその他の実施例を第３図ないし第５図に基づいて説明
する。

図においてヒートパイプブ１、一端１ａ、コンクリート
２、側溝３、地下水４は第１図および第２図における従
来のものと同様なので説明を省略する。

第３図〜第５図における１ｂは従来のものと同様の働き
をするヒートパイプ１の他端であるが形状はそれぞれ第
３図ではくの字型、第４図ではＴ字型、第５図では１字
型をしており限られた側溝３幅の中でしかも同一平面上
に大きな伝熱面積が得られるようになっている。

上記のように構成されたこの考案における融雪除氷装置
のヒートパイプ１による熱輸送の原理は従来の場合と同
様であるが、側溝３内におけるヒートパイプ１他端１ｂ
の伝熱面積が従来の場合に比べて大きいため、地下水４
から他端１ｂ内の作動液体間の熱抵抗が伝熱面積の増加
に反比例して小さくなる。

このため融雪除氷装置の全熱抵抗が小さくなり、冬期に
は地下水４の熱を多量に奪ってコンクリート２に伝え大
きな融雪除氷能力を示し、また夏期にはコンクリート２
の熱を多量に奪って地下水４に伝え、地下にその熱を貯
えておくことができる。

このことはこの考案における融雪除氷装置の能力が大幅
に増加されたことを意味する。

以上のように、この考案における融雪除氷装置はヒート
パイプの他端をほぼ同一平面上で屈曲または変形させて
、側溝内でのヒートパイプの地下水との伝熱面積を増加
させることにより大きな熱交換能力を持つ融雪除氷装置
の提供を可能にした点における実用上の効果は大である
。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の融雪除氷装置の一例をそれ
ぞれ示す正面図および断面図、第３図ないし第５図はこ
の考案における融雪除氷装置の一実施例およびその他の
異なる実施例をそれぞれ示す正面図、第６図は第３図な
いし第５図における融雪除氷装置の断面図である。 図において、１はヒートパイプ、１ａは一端、１ｂは他
端、２はコンクリート、３は側溝、４は地下水である。 尚、各図中同一符号はそれぞれ同−又は相当部分を示す
。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）その一端は道路のコンクリート中に埋設され、他
   端は道路の側溝内を流通する地下水内に浸漬されるヒー
   トパイプにより上記コンクリートと上記地下水との間で
   熱輸送を行なうものにおいて、上記他端をほは゛同一平
   面上で屈曲または変形させたことを特徴とする融雪除氷
   装置。
2. （２）他端はくの字型に屈曲されていることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載の融雪除氷装置。
3. （３）他端は１字型に屈曲されていることを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の融雪除氷装置。
4. （４）他端はＴ字型に変形されていることを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の融雪除氷装置。