JPS6257761B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は地下深部の帯水層の保温効果を利用
した無散水消雪方法に係り、特に人為的に地下に
保温した地下水の熱だけを利用して路面や建造物
に降る雪を融かし、地下水を再び地下に還元する
無散水消雪方法に関するものである。

［従来の技術］ 近年、積雪寒冷地の路面や建造物上に降つた雪
の消雪には地下水の散水による消雪方法が広く普
及してきたが、このような散水消雪方法において
は散水した地下水が雪を融かす反面、道路や建造
物から側溝に流下した水はそのまま河川に流れ込
み、やがて大海に注ぐことになり、次第に地域の
地下水資源の枯渇や、地盤沈下等の社会問題が深
刻化してきている。

そして種々の提案がなされているが、特開昭56
−93908号公報に開示された凍結防止システム
は、太陽熱コレクターと、この太陽熱コレクター
によつて集められた熱を蓄える地上の蓄熱槽と、
蓄熱槽と接続され凍結防止する舗装表面地下に配
管された金属管と、これらを連結して循環する熱
媒液およびその移送管と、これら各部全体の作動
を制御するシステム制御装置とを備え、冬期の昼
間晴天時、これに準ずる太陽光輻射熱が得られる
時間に太陽熱コレクターと蓄熱槽間を循環する熱
媒液によつて熱交換器である太陽熱コレクターの
集熱した熱エネルギーを蓄熱槽に蓄積し、凍結防
止対象の舗装表面温度が所定温度以下に低下した
場合に蓄熱槽と地下金属配管との間に熱媒液を循
環するようにしたものであり、また、特開昭49−
59429号公報に開示された地下水の熱利用による
路面融雪用水の加温方法および装置においては、
地表近くの帯水層まで掘つた井戸２本と地下水の
揚水ポンプ、河川水取水用のポンプと熱交換器、
融雪パイプ、融雪ノズルから構成され、その作用
効果は揚水井の約14℃の地下水を熱源として熱交
換器を介して約１℃の湖水や河川水をわずかに７
〜８℃程度に温め、これを融雪ノズルから散水し
て降雪を融かすというものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来の技術はいずれも多くの問
題点をもつていた。

すなわち、前記特開昭56−93908号公報によつ
て開示されたものは太陽熱コレクターと、熱交換
器であるこの太陽熱コレクターからの熱を熱媒液
によつて蓄える地上の蓄熱槽と、蓄熱槽からの熱
媒液が循環する対象舗装表面下に配設した金属配
管とを用いて凍結防止するものであるが、この提
案は、「夏期に地下に蓄えた大量の太陽熱を冬期
に消雪に利用」できるものではなく、作動所要時
期である冬期降雪時期に、昼間晴天時およびこれ
に準ずる太陽光輻射熱が得られる時間に太陽熱コ
レクターと蓄熱槽間に熱媒液を循環して太陽熱コ
レクターにより集熱した熱エネルギーを地上の蓄
熱槽に蓄積し、所要時に蓄熱槽と地下金属配管と
の間に熱媒液を循環するもので、一時的に蓄熱エ
ネルギー量が所定以上になつた場合に熱媒液を地
下金属配管に一時的に循環して余剰熱エネルギー
を地下金属配管周囲に放熱するものであるが、舗
装に近い地下構造を予熱してもすぐに放冷してし
まい保温効果がなく、また必要季節の数ケ月前か
ら稼動して地中深く配管した金属管に熱媒液を循
環させても単に周囲に放熱するだけのものであ
り、凍結防止エネルギーの保存効果は期待できな
い。

また、前記特開昭49−59429号公報によつて開
示されたものでは、約14℃の地下水を熱源として
熱交換器を介して約１℃の河川水を７〜８℃程度
に温めるだけであるため熱効率が悪く、融雪効果
が期待できない。その上融雪ノズルから散水する
ために道路構造上均一な散水は不可能なため、路
面上の雪が全部融けずに残り更に散水した水が凍
りついて自動車の運行や歩行者の歩行にはむしろ
危険である。

また、利用目的も道路に散水して融雪すること
が目的であり、河川水を14℃程度の地下水で温め
るために熱交換器の河川水が地下水温まで上昇す
ることはなく、水温が地下水温よりかなり低いの
で消雪目的のためには大量の地下水と河川水が必
要となり、この方法では自動車の走行中にタイヤ
による水ハネのために走行者が水をかけられた
り、また沿線民家がたえず水ハネを受け、この水
が凍結してドアが開かなくなる等の被害が積雪地
域でみられ問題である。

本発明は上記の事情に鑑みて多雪地帯の冬期の
経済、社会活動を円滑にすすめるためなされたも
のであり、夏期に太陽熱を集放熱用パイプによつ
て吸収させて約28℃の温水としてこれを一方の井
戸から不透水層より下の地下深部の帯水層の保温
効果を利用して保温しておき、冬期にこの約25℃
の温水を汲み上げ、路面や建造物内に埋設した集
放熱用のパイプ内に通してその上に降る雪を融か
す地下深部の帯水層の保温効果を利用した無散水
消雪方法を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記の目的を達成するために、夏期に
太陽熱を吸収させた温水を一方の井戸から不透水
層より下の地下深部の帯水層の保温効果を利用し
て保温しておき、冬期に該井戸の帯水層から保温
された温水を汲み上げて路面または建造物に埋設
した集放熱用のパイプ内に通水して保温温水の放
熱により、路面または建造物上に降る雪を融かす
と共に凍結防止を計つた後に、放熱して冷却され
た冷水を他方の井戸の帯水層の保温効果を利用し
て冷水のまま地下深部の帯水層に蓄え、夏期には
該冷水を前記他方の井戸の帯水層から汲み上げて
路面または建造物に埋設した前記パイプ内に通水
して太陽熱を吸収させて、温水として前記一方の
井戸の帯水層に蓄えることを特徴としている。

［作用］ 次に本発明の作用について説明する。

本発明に係る無散水消雪方法は、夏期に太陽熱
を吸収させた約28℃の温水を一方の井戸から不透
水層より下の地下40〜150mの地下深部の帯水層
の保温効果を利用して保温しておき、冬期にその
帯水層から約25℃に保温されている高温水を汲み
上げて路面または建造物に埋設した集放熱用のパ
イプ内に通水して雪を融かすものであり、単に15
℃前後の地下水を利用する場合より10℃も高くは
るかに効率が良く、少ない水量で容易に消雪と凍
結防止が可能である。

一方、冬期において消雪によつて放熱して冷却
された約９℃の冷水を地下深部の帯水層のもつ保
温効果を利用してその冷水を夏期に汲み上げて通
常の地下水より約６℃も冷たい冷水を利用して路
面の軟化防止や建造物の冷房に使用し、その後再
び路面または建造物に埋設したパイプ内に通水し
て太陽熱を吸収させて高温水として井戸深部の地
下40〜150mの帯水層で保温しておく。

［実施例］ 次に本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１，２図にはこの発明の無散水消雪方法を路
面に適用した場合の実施例が示されている。図示
されるように、この発明の無散水消雪方法を実施
するためには少なくとも２つの井戸１，２が地下
深くさく井され、路面５に放熱および吸熱用のパ
イプ４が第１図に示されるように蛇行した屈曲形
に、あるいは第３図に示される如く平行に、ある
いはうず巻形やジグザグ形の適宜な形状をもつて
埋設される。勿論、パイプ４は路面だけではな
く、例えば建造物や鉄道線路の路床等の消雪を計
るべき如何なる場所にも適宜設けて実施できるも
のである。このように、路面５に適宜な形状をも
つて埋設されたパイプ４は井戸１，２にそれぞれ
接続される。

したがつて、このように構成されたこの発明で
の井戸１，２と埋設されたパイプ４との組合せに
よつて、夏期に大量の太陽熱を吸収して温められ
た温水が注入されている井戸１の地下40〜150m
の帯水層からポンプ３によつて温水を冬期に汲み
上げれば、第４図に示すように地下深部の帯水層
の保温効果により自然界の地下水の常温（約12℃
〜15℃）よりもはるかに温かい地下水（23℃〜25
℃）を汲み上げることができ、したがつてこのよ
うな温かい水を冬期に路面５下に埋設された放熱
および吸熱用のパイプ４中に通水すれば、温水の
熱を路面５に伝えて路面５表面あるいは建造物上
に舞い落ちる雪を次々に融かし、かつ凍結も防ぐ
ことができ、路面５や建造物上に降つた雪を有効
に消雪することができる。こうして消雪をした後
の約６℃の冷水は他方の井戸２内に地下深部の帯
水層に注入される。消雪後に井戸２に注入された
この冷水は地下深く注入することによつて不透水
層６より地下深い帯水層に冷水帯８を生じ、貴重
な地下水の浪費や汚染を生じることはない。

さらに、夏期には、この井戸２に注入された冷
水帯からポンプにより地下水を汲み上げれば、自
然界の地下水の常温（約12℃〜15℃）よりも低い
温度（７℃〜10℃）の地下水を得ることができ、
冷房に利用した後この地下水を路面５や建造物に
埋設したパイプ４内を通水することによつて路面
５や建造物が受ける太陽熱を吸収して温められて
約28℃の温水となり、路面５の軟化防止や建造物
の冷却にも役立たせることができ、次いでこの温
水を外気にさらすこともなく井戸１によつて地下
深くに注入すれば不透水層６下の帯水層に温水帯
７を形成し、太陽熱エネルギーを地下に蓄えるこ
とができ、したがつてこの温水を冬期には先に述
べたように再び汲み上げて雪を融かすべく利用す
ることができる。

また、図面には冬期における場合の実施例が図
示されているが、夏期の場合の井戸２における汲
み上げのためのポンプを予め設けておいて両ポン
プを切換えて使用できるようにすることもでき
る。

［発明の効果］ このように、この発明の地下深部の帯水層の保
温効果を利用した無散水消雪方法によれば、夏期
に太陽熱を吸収して温められた温水を一方の井戸
から地下深部の帯水層の保温効果を利用して保温
しておき、この井戸の地下温水を冬期に汲み上げ
て路面や建造物に埋設したパイプに通水すること
によつて路面や建造物上の雪を融かすと共に凍結
防止をなした後、この放熱により冷却した冷水を
別の井戸に地下深く注入して冷水のまま蓄え、こ
の冷水を夏期には汲み上げて冷房に利用したのち
先の路面や建造物に埋設したパイプに逆向きに通
水して太陽熱を吸収させて温水にして井戸に地下
深く保温して蓄えることによつて、従来の散水消
雪方法と比較にならない少ない水量で大きな消雪
効果を発揮でき、良好な消雪効果が得られる。

また、水を路面や建造物上に散水せず、外気に
さらすこともないので消雪後の冷水を注入井によ
つて地下深くに注入すれば帯水層に冷水帯を形成
でき、貴重な地下水の浪費や汚染を生じることが
全くない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の無散水消雪方法の一実施例
を示す平面図、第２図は断面説明図、第３図は別
の実施例の平面図、第４図は地下深部の帯水層の
保温効果を示す実験結果のグラフである。 １，２…井戸、３…ポンプ、４…パイプ、５…
路面、６…不透水層、７…温水帯、８…冷水帯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 夏期に太陽熱を吸収させた温水を一方の井戸
   から不透水層より下の地下深部の帯水層の保温効
   果を利用して保温しておき、冬期に該井戸の帯水
   層から保温された温水を汲み上げて路面または建
   造物に埋設した集放熱用のパイプ内に通水して保
   温温水の放熱により、路面または建造物上に降る
   雪を融かすと共に凍結防止を計つた後に、放熱し
   て冷却された冷水を他方の井戸の帯水層の保温効
   果を利用して冷水のまま地下深部の帯水層に蓄
   え、夏期には該冷水を前記他方の井戸の帯水層か
   ら汲み上げて路面または建造物に埋設した前記パ
   イプ内に通水して太陽熱を吸収させて、温水とし
   て前記一方の井戸の帯水層に蓄えることを特徴と
   する地下深部の帯水層の保温効果を利用した無散
   水消雪方法。