JPS61207754A

JPS61207754A - 融雪装置

Info

Publication number: JPS61207754A
Application number: JP60047900A
Authority: JP
Inventors: 高梨　敏明
Original assignee: GEN EAKON KK; GENERAL EAKON KK
Current assignee: GEN EAKON KK; GENERAL EAKON KK
Priority date: 1985-03-11
Filing date: 1985-03-11
Publication date: 1986-09-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、豪雪地域における家屋の屋根および家の回り
の積雪、降雪を融雪する融雪装置に関する。

「従来の技術およびその問題点」毎年新潟系の高田地方等北陸、長野以北の地域または東
北、北海道などの豪雪地域では、積雪量が年間２ｍを超
え、その雪下し等を含め除雪に費す一棟当りの費用は約
年間３０万円に相当するのが現状である。新潟地方では
道路の融雪のため、地下水または河川の水を汲み上げ道
路の中心に埋設した配管に孔を設け、左右に散水し融雪
する融雪道路は有名である。また、屋根雪の融雪に関し
ても上記方式を採用し効果を得ている例もあるが従来の
構成においては、散水用の水を地下水、河川水または水
道水に依存し、散水後の水は、回収することがないので
、豪雪地域全域が使用した場合は冬期の渇水期に、屋根
嘗の融雪に前記方式を採用することは水資源を確保する
点からも、実用的な方式ではない。また、雪の温度は一
り℃〜１０℃程度であり氷の融解熱８０ｃａ　ｌ／ｇｒ
を考慮した場合に低エネルギーの地下水、河川水または
水道水での融雪においては、膨大な散水量を余儀な（さ
れる欠点があった。また地下水の汲みとげは、地盤沈下
の原因ともなる。　従来においては、重油ボイラーや電
気温水器とソーラーシステムとを組合せた温水利用の融
雪装置も利用されたが、高価な重油、電気等の資源エネ
ルギーを使用した装置であるにも拘らず、温水により融
雪した水をそのまま排水するという方法であるので、−
冬の維持費が一戸当り２０〜３０万円も必要であるとい
う欠点があった〇また、電熱線や電気発熱体を軒先に通したり屋根に配設
したりする電熱利用の融雪装置も使用きれたが、単に電
熱を利用しているのみであるため融雪された水が回収さ
れず、維持費が嵩む一方、電気絶縁に係る安全対策が不
可欠であり、この為に十分に普及できないという欠点が
あった。

「発明が解決しようとする問題点」本発明は上記事情に基きなされたものであり、膨大な地
下水、河川水、または水道水を必要とすることなく、屋
根や家の回りの積雪、降雪を効果的に融雪することがで
きるとともに、安価な維持費で運転することができる融
雪装置を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」しかして、本発明によれば、地中または地表に設けられ
、雨水を貯水可能な貯水槽と、屋根または家の周囲に設
けられ、散水孔を穿設された散水装置と、前記貯水槽よ
り前記散水装置に至る第１の水経路に設けられた水ポン
プと、水を回収する樋部材から前記貯水槽に至る第２の
水経路と、前記第１の水経路または前記第２の水経路の
少な（とも一方に設けられた加熱装置とを備えることを
特徴とする融雪装置が提供される。

「作用」上記構成によれば、冬期の降雪以外の雨水を貯水槽に保
管し、そのまま又は加熱装置により加熱して水ポンプに
より循環させ屋根または家の回りに散水し、その雪融は
水を回収して加熱装置により再加熱するかそのまま貯水
槽に導く閉回路が構成きれ、膨大な地下水、河川水また
は水道水を使用せずに効果的に融雪することができる。

「実施の態様」本発明の第１の実施の態様によれば、水ポンプおよび加
熱装置が降雪センサの信号に応じて作動されるように構
成され、自動的に融雪装置が運転されるという利点があ
る。

第２の実施の態様によれば、加熱装置が、空気熱源また
は地熱源ヒートバイブ式加熱装置による１次加熱装置と
、空気熱源ヒートポンプ式加熱装置による２次加熱装置
とを備えて構成される。この実施の態様によれば、まず
第一段階として自然界にある極めて安価な熱源を利用し
た１次加熱装置によって、雪融は水または雨水が加熱さ
れ、未だ水の加熱が不足するときは、やや高温な加熱源
を利用した２次加熱装置により水を加熱するのでエネル
ギー資源が非常に有効に活用されるという利点がある。

第３の実施の態様は、散水装置または樋部材の少なくと
も一方に凍結防止装置を付設したものであり、散水また
は水の回収が円滑になされるという利点がある。

第４の実施の態様は、凍結防止装置が凍結防止パイプよ
りなり、貯水槽からこの凍結防止パイプに至る水経路を
設け、この水経路に水ポンプを有するものであり、貯水
槽内の水を利用して融雪だけでなく凍結防止装置をも作
動させることができ一石二鳥の働きを行なわせ得るとい
う利点がある。

第５の実施の態様は、貯水槽に地熱源ヒートバイブ式の
補助加熱装置を設けたものであり、安価な地熱源を利用
してヒートパイプで貯水槽の水を加熱することができる
という利点がある。

第６の実施の態様によれば、加熱装置が樋部材から貯水
槽に戻る第２の水経路に設けられ、第１の水経路におけ
る散水装置と水ポンプの間に設けられた第１の二方弁と
、前記水ポンプと前記加熱装置を結ぶ第３の水経路に設
けられた第２の二方弁とを備え、これらの第１の二方弁
と第２の二方弁が貯水槽内の水温に応じて相反的に開閉
される。そして、この態様によれば、貯水槽の水が一定
値以下であるときは散水を停止し、加熱装置を通して貯
水槽の水を循環きせ水温を一定値まで加熱昇＠させるこ
とができるという利点がある。

「実施例」以下、本発明を図面に現わされた実施例について説明す
る。

第１図は第一の実施例による融雪装置を示す構成図、第
２図はそのヒートポンプ室外機と水加熱用凝縮器の関連
を示すサイクル図である。

雨水を蓄える貯水槽１は、大地Ｇの中に設置されており
、融雪を行なうために充分な水量を蓄えるべく相当な大
きざを持つものであり、多数の家と共同で水泳プールや
消火用溜池などが兼用されてもよい。貯水槽１から散水
配管５に水を導くために導管２．４が用いられており、
この導管２゜４には水ポンプ３が設けられている。散水
配管５は屋根Ｒの峰に設けられており、複数の小孔を有
し、屋根Ｒの全域に水を噴霧するごとく構成されている
。軒先に設けられた樋６から導管７を介してヒートパイ
プ室１０に水が導かれる。このヒートバイブ室１０には
ヒートパイプ８が多数設けられているが、図ではその一
本が示されている。ヒートパイプ８は、周知のこと＜１
９４０年代にゴーグラ−（Ｇａｕｇｌｅｒ）によって提
案された液体の気液相変化を利用した新しい熱輸送素子
であり、液体の１熱移動を利用した熱の超伝導素子とい
われ、熱伝導率は銅棒の約４００倍に達し、また両端の
温度差が少なくても熱の長距離輸送が可能であるなどの
特徴を持つ。ヒートパイプ８としては例えば熱交換性の
すぐれたスパイン状フィンを取付けたＭ管の内壁に溝切
り加工をし、これに蒸発凝縮が容易なフロン１２などの
作動液を封入した構造のヒートパイプが使用きれる。（
ヒートパイプを利用した伝熱管装置としては特開昭５６
−１４６９８８号がある。）ヒートバイブ室には、中央
に隔壁２７が設けられてわり、この隔ｇ！２７から突出
したヒートパイプ８に対面してファン２８が設けられて
いる。ヒートバイブ室１０と密接してその下部には連通
孔１０Ａで相互に連通するヒートポンプ熱交換器室１１
が設けられており、この熱交換益室１１内には、水熱交
換を可能とするヒートポンプによる水加熱用凝縮器９が
設けられている。

ヒートポンプ熱交換器室１１の低部には導管１２が接続
きれており、貯水槽１に加熱した水を戻す構成にされて
いる。水加熱用凝縮器９は、二方弁１４．１５を介して
ヒートポンプ室外機１８と接続されている。また、この
室外機１８は二方弁１６．１７を介してヒートポンプ室
内機１９と接続されている。軒先に設けられた樋６．お
よび散水配管５の中には銅管で−続きに構成された凍結
防止バイブ２２．２３が這ねされており、このバイブ２
２．２３には導管２１Ａ、２１Ｂを介して水ポンプ２０
により、外気温度が０℃を超えて上昇するまでは常時貯
水槽１から水を送り導管２４を介して貯水槽１に水を戻
すことが可能なようにきれている。

また、導管４中には二方弁２５が設けられており、この
二方弁２５の手前から分岐した導管２９はヒートポンプ
熱交換器室１１の上部に接続されており、この導管２９
中には二方弁２６が設けられている。

なお、屋根Ｒの上には周知の構成による降雪センサ１３
が設けられており、制御回路３０を介して水ポンプ３．
２０や二方弁１４，１５，１６゜１？、２５．２６およ
びファン２８などの作動を制御可能とされている。降雪
センサ１３としては例えば降雪による圧力（重み）に応
じて作動する圧力センサを用いることもできる。制御回
路３０ば、降雪センサ１３からの信号の外に例えば外気
温センサ３１．貯水槽１内に設けた水温センサ３２など
の信号に応じて作動する構成としたものであり、継電藩
、半導体素子、ＩＣ，マイクロコンピュータなどの種々
な機器を用いて任意に構成されうる。なお、貯水槽１の
底部には地熱導出用ヒートバイブ３３が設けられており
、攪拌ポンプ３３Ａが対設されている。

「作動」上記構成によれば、冬期における降雨は貯水槽１の上方
より落下してこの貯水槽１に蓄えられるとともに、屋根
Ｒへの降雨も樋６．導管７．ヒートバイブ室１０．連通
孔１０Ａ、ヒートポンプ熱交換器室１１．および導管１
２を介して貯水槽１に蓄えられる。

屋根Ｒの雪Ｓを融すのに先立って、貯水槽１中の水温が
一定値以下であるとぎは、水ポンプ３の下流の二方弁２
５を閉とし二方弁２６を開とすると、貯水槽１の水は水
ポンプ３によってヒートポンプ熱交ｆ９！器室１１に導
かれ、水加熱用凝縮器９で昇温され、再び貯水槽１に戻
る循環サイクルが行なわれることにより、融雪に必要な
熱量が確保される。このとき、ヒートポンプ室外機１８
は運転されており、二方弁１４．１５は開かれ、二方弁
１．６．１７は閉じられている。

なお、第１図に二点鎖線で示される導管２９によるごと
く、二方弁２６の下流側をヒートバイブ室１０に導びく
ように構成されてもよく、この構。

成によるときは、水ポンプ３によりヒートバイブ８また
は水加熱用凝縮器９に貯水槽１の水を循環させ、水温が
一定値に上昇するまで熱交換きせることかできる。

屋根Ｒの雪Ｓを融雪する際には、水ポンプ３の下流の二
方弁２５が開かれ、二方弁２６が閉じられた状態におい
て、水ポンプ３を運転すると、貯水槽１の水は導ｗ２を
通って吸上げられ、導管４を介して散水配管５から屋根
Ｒの全域に亘って噴霧され、降雪Ｓを融雪する。融雪の
ために熱を奪われた水は、なお雪Ｓよりは温度が高いた
めこの熱を利用すべく樋６によって回収し、ヒートバイ
ブ室１０．連通孔１０Ａ、ヒートポンプ熱交換器室１１
および導管１２を介して貯水槽１に戻される。ファン２
８が回転きれると、隔壁２７の左側のヒートバイブ８に
風が送られ、外気中の熱がヒートバイブ８を介してヒー
トバイブ室１０内を通る雪融は水に伝えられ、一段目の
加熱が行なわれる。この一段加熱だけでは充分に貯水槽
１内の水温が上昇しないときは、ヒートポンプ室外機１
８が運転され、二方弁１４．１りが開かれ、二方弁１６
．１７が閉じられることにより、室外機１８内の蒸発器
で外気の熱により気化された温度の高い熱媒が圧縮機で
圧縮きれ水加熱用凝縮器９に送られ、熱交換器室１１内
を通る雪融は水と熱交換し二段目の加熱を行ない、前記
熱媒自身は液化ざれ室外機１８に戻る熱媒回路が作動す
る。

屋根Ｒの表面温度は、屋内の熱によって暖められている
ので比較的に高いため、屋根Ｒの上を流れる雪融は水は
円滑に屋根Ｒを流れ下りる。軒先に設けられた樋６には
屋内の熱は伝わり難いが、この樋６は凍結防止バイブ２
２を通る水によって加熱きれるため、樋６が凍結するよ
うなことはな（、屋根Ｒを流れる雪融は水は良好に樋６
によって回収され、貯水槽１に戻きれる。

そして、貯水槽１に戻された水は再び水ポンプ３によっ
て散水配管５に送られ、上述のごとく再加熱されるとい
う循環が行なわれる。

雪融は水によって増水する貯水槽１からは、大地Ｇに溢
水が起り地下浸透により地下水となる。

または、適宜な排水管を介して下水道または近くの河川
などに流すことも可能である。

（実施例の利点等）上記の実施例によれば、樋６で回収された低温の水を、
１次加熱装置をなすヒートバイブ室１゜および２次加熱
装置をなすヒートポンプ熱交換器室１１よりなる加熱装
置によって加熱しているから、低温の水との温度差が大
きいため１次、２次加熱装置の熱を効果的に活用できる
という利点がある。また、屋根Ｒの形拭は、通常の家屋
におけると同様に二方向に勾配をもち軒先に樋６をもっ
た切妻形状であるため、何らの新しい屋根工事を必要と
しないという利点がある。

「その他の実施例」上記の第一の実施例は、屋根の雪を融すものであるが、
家の回りの雪を融す場合には、例えば第３図に示すよう
な構造の融雪装置とすることができる。この第３図図示
の第二の実施例は、散水配管５から噴！ｌきれろ水が家
から道路に出る通路りや家の前の道路ＲＤの雪Ｓに掛る
ように散水配管５を設置したものである。散水配管５は
水ポンプ３および導管２．４を介して貯水槽１と連結き
れている。板拭をなすとともに断面が橋形をした部分を
持つ水受け３４が家の回やの地中に埋設きれており、こ
の水受け３４と貯水槽ｌの低温水槽部１Ａとが導管３５
によって連結されている。貯水槽１の内部には隔Ｍ３６
が設けられており、前記低温水槽部ＩＡおよび高温水槽
部ＩＢが区分けきれている。そして、低温水槽部ＩＡと
高温水槽部ＩＢとけ水ポンプ３７．ヒートパイプ室１０
．ヒートポンプ熱交換室１１．および導管３８．３９を
介して連結きれている。また、水ポンプ３の下流には、
第一の実施例と同様に、二方弁２５．２６が設けられて
いる。

この第二の実施例によれば、高温水槽部ＩＢの比較的に
高温な水は、導管２．４および水ポンプ３を通って散水
配管５に送られ、家の回りに散水きれることにより融雪
が行なわれる。そして、散水きれた水および雪融は水は
、水受け３４によって回収されたのち、導管３５を通っ
て低温水槽ＩＡに入り、ざらに水ポンプ３７．導管３８
．ヒートバイブ室１０．ヒートポンプ熱交換室１１およ
び導管３９を介して加熱昇ｍされて、高温水槽部ＩＢに
戻される。

なお、上記の第一および第二の実施例は、樋６または水
受け３４などの樋部材で回収きれた低温の水を加熱して
いるが、散水配ｗ５で散水する前の水を太陽熱温水器２
型油ボイラまたは夜間電力利用の温水器などの任意な加
熱装置によって加熱するようにしてもよい。また、ヒー
トバイブ室１０Ｌｔ屋外の空気による空気熱源を利用す
る加熱装置として図示したが、屋内の空気を送風して部
屋内の余熱を利用するものであってもよく、さらに、地
熱が利用しゃすい地域においては、ヒートバイブ８の一
端を地中に相当に深く埋設して、地熱源ヒートパイプ式
加熱装置とすることもできる。空気熱源ヒートポンプ式
加熱装置は第２図に示した構成のものに限られず、周知
のごとく種々な構成が可能であり、また水熱源ヒートポ
ンプ式加熱装置を利用することができ、かついずれの場
合にも例えば大隅熱などの自然界の熱を極力利用するよ
うに、設置場所を工夫するのも一方法である。なお、雨
水が不足する際には、一部地下水などを貯水槽１に補充
してもよい。

また、夏期においては、貯水槽１の水を加熱することな
く散水配管５に導くことにより、スプリングクーラとし
て使用するようにしてもよく、この場合には、冷房負荷
を低減できるので、夏期のヒートポンプ室内機１９の冷
房に必要な電力は激減する。また、夏、冬を問わず、貯
水槽１の水をヒートバイブ室１０またはヒートポンプ熱
交換器室１１で加熱して屋内に導びくようにして、ざほ
どの純度を要求しない給湯にも利用できるオール′　　
シーズン使用の融雪装置を提供できる。また、散水配管
５は図示のものに限らず種々に任意な構成の散水装置と
することもできる。貯水槽１は地中に設けずとも地表に
設けることもできる。

「効果」以上述べたように、本発明の融雪装置は上記の構成を有
するから、雨水の熱を活用することができるとともに、
散水された水および雪融は水を回収していることにより
、この回収きれた水に残っている熱をも活用して、運転
コストを安価にすることがで艶、かつ大量な地下水の汲
み上げによる地盤沈下を防止し、渇水期である冬期の水
資源の確保にも役立つなどの数々の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例による融雪装置を示す構
成図、第２図はそのヒートポンプ室外機と水加熱用凝縮
器の関連を示すサイクル図であ３９・・・導管、３・・
・水ポンプ、５・・・散水配管、６゜３４・・・樋部材
をなす樋および水受け、８・・・ヒートバイブ、９・・
・水加熱用凝縮器、１０・・・ヒートバイブ室、１１・
・・ヒートポンプ熱交換器室、１３・・・降雪センサ、
１８・・・ヒートポンプ室外機、１９°°゛ヒ一トポン
プ室内機、２０・・・水ポンプ、３３・・・地熱導出用
ヒートバイブ、３７・・・水ポンプ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）地中または地表に設けられ、雨水を貯水可能な貯
水槽と、屋根または家の回りに設けられ、散水孔を穿設された散
水装置と、前記貯水槽より前記散水装置に至る第１の水経路に設け
られた水ポンプと、水を回収する樋部材から前記貯水槽に至る第２の水経路
と、前記第１の水経路または前記第２の水経路の少なくとも
一方に設けられた加熱装置とを備えることを特徴とする
融雪装置。
（２）前記水ポンプおよび前記加熱装置が降雪センサの
信号に応じて作動されることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の融雪装置。
（３）前記加熱装置が、空気熱源または地熱源ヒートパ
イプ式加熱装置による１次加熱装置と、空気熱源ヒート
ポンプ式加熱装置による２次加熱装置とを備えたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の融
雪装置。
（４）前記散水装置または前記樋部材の少なくとも一方
に凍結防止装置を付設したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項乃至第３項の何れかに記載の融雪装置。
（５）前記凍結防止装置が凍結防止パイプよりなり、前
記貯水槽からこの凍結防止パイプに至る水経路を設け、
この水経路に水ポンプを有することを特徴とする特許請
求の範囲第４項記載の融雪装置。
（６）前記貯水槽に地熱源ヒートパイプ式の補助加熱装
置を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
第５項のいずれかに記載の融雪装置。
（７）前記加熱装置が前記第２の水経路に設けられ、前
記第１の水経路における前記散水装置と前記水ポンプの
間に設けられた第１の二方弁と、前記水ポンプと前記加
熱装置を結ぶ第３の水経路に設けられた第２の二方弁と
を備え、これらの第１の二方弁と第２の二方弁が前記貯
水槽内の水温に応じて相反的に開閉されることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の融雪装置。