JPH01247601A - 地下深部の地熱の昇温効果を利用した無散水消雪方法 - Google Patents

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〕 この発明は地下深部の地熱の昇温効果を利用した無散水
消雪方法に係わり、特に人為的に地下で昇温させて保温
した地熱だけを取り出し利用して冬季に路面や建造物に
降る雪を融かし、熱利用後の冷熱を地下深部の地熱で昇
温し保温しておく無敗水消雷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った雪の消雷に
は地下水の散水による消雷方法が広く普及してきたが、
このような散水消雷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１
次第に地域の地下水資源の枯渇や、地盤性下等の社会問
題が深刻化してきている。

そして、これに対して種々の提案がなされているが、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った井戸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。

また、実公昭４５−２５９４５号に開示された道路は、
寒冷地における高速道路の道路衣１部を構成するコンク
リート１またはアスファルト層に炭素質物質を混合して
熱伝導性を持たせるとともに、道路表層部内に埋設した
地下水の流通路を設け、この流通路の排水口を道路外に
設けた構造のもので、地表に近い地下水をポンプでくみ
上げ夏冬を通じて約１０℃前後の地下水を熱源として雪
を融かし、その後の水は河川に排水するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の技術はいずれも多くの問題点を持
っていた。

すなわち、前記特開昭４９−５９４２９号公報によって
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の大部分は融けずに残
り、さら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
が地下水温より低いので消雷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歩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。

一方、前記実公昭４５−２５９４５号によって開示され
たものでは、地表近くの地下水を用いて融雪し、その排
水を道路外の排水口から河川に捨てるものであるから地
下水資源の枯渇を来し、地盤沈下を起こすので社会的問
題となる欠点がある。

さらに、約１０℃前後の地表近くの地下水を利用するた
め融雪効果が低く、大量の地下水を必要とする欠点があ
る。

本発明は上記の事情に鑑みて多雪地帯の冬季の経済１社
会活動を円滑にすめるためなされたものであり、地下深
部の地熱を熱交換器で冬季に採り。

路面や建造物内に埋設した集熱放熱用のパイプ内に通し
てその上に降る雪を融かし、再び地下深部の地熱による
昇温効果及び保温効果を利用して冷熱を地熱温度まで昇
温させ保温しておく無敗水消雷方法を提供することを目
的としている６〔課題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地中深くさく井し
た井戸内の熱交換器により冬季に地熱を採熱して路面ま
たは建造物内に埋設した放熱用のパイプ内に熱輸送媒体
を送り、該地熱の放熱により路面または建造物上に降る
雪を融かすとともに凍結防止をも計った後に、放熱して
冷却された熱輸送媒体を地下深部に設けた熱交換器に返
送循環して該井戸の地下深部の地熱の昇温及び保温効果
を利用して地下深部において地熱を奪われ温度低下した
低温領域を地熱の常温まで昇温させ保温することを特徴
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冬季に井戸内の地下深部
の地熱から熱交換器を介して採熱し、路面または建造物
内に埋設した放熱用のパイプ内に熱輸送媒体を循環して
上記地熱により雪を融かすとともに凍結防止をも行い、
これによって放熱して冷却された熱媒体を該井戸の地下
深部の熱交換器に返送し、該熱交換器の周辺に生じた低
温領域を地下深部の地熱の昇温及び保温効果を利用して
徐々に地熱の常温まで昇温させ保温しておき、翌年の冬
季まで地下深部の地熱帯で再使用に備える。

〔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図及び第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、この発明の無敗水消雷方法を実施す
るためには地中深く井戸１をさく井し該井戸内の地下深
部に設置した熱交換器２と熱媒体輸送用パイプ３と熱媒
体循環用ポンプ４及び路面５内に放熱・集熱用のバイブ
ロが蛇行した形状で、あるいは渦巻形やジグザグ形等の
適宜な形状をもって埋設される。

熱論、パイプは路面だけでなく建造物や橋等の消雷を計
るべきいかなる場所にも適宜設けて実施できるものであ
る。このように路面に適宜な形状をもって埋設されたパ
イプは循環ポンプを経由して井戸に入り地下深部の熱交
換器と接続される。

従ってこのように構成されたこの発明の実施例において
は井戸と熱交換器と埋設されたパイプとの組み合わせに
よって井戸の地下深部の地熱領域７から熱交換器及び循
環ポンプによって地熱を冬季にくみ上げれば地下深部の
地熱領域の昇温・保温効果により地熱を採ることができ
、従ってこのような地熱を熱媒体によって冬季に路面内
に埋設された集放熱用のパイプの中に毎秒０．３ｍ〜１
．５ｍの速さで送れば地熱を路面などに伝えて路面ある
いは建造物上に降る雪を次々に融がし、かつ凍結をも防
ぐことができ路面や建造物上に降る雪を効果的に消雷す
ることができる。

こうして消雷及び凍結防止をした後に低温となった熱媒
体を循環ポンプで井戸内の地下深部に設けた熱交換器に
送る。消雷後に熱交換器に返送還流された熱媒体は地下
深部の地熱領域から熱をもらって再び温度が上昇し、該
地熱領域の中に低温領域を次第に生ずる。しかし、この
低温領域は時間の経過とともに地下深部より熱を受けて
徐々に昇温しやがで通常の地熱温度に達し次の冬季に利
用されるまで地下深部の常温の地熱に保温されている。

なお、熱交換器にはヒートパイプを用いることも可能で
あり、熱輸送用パイプの少なくとも１本は断熱構造とな
っており、夏期に太陽熱を路面や建造物で受は地熱温度
以上の太陽熱を集め地下に高温領域として保つことも可
能であり、このようにすれば冬季の消雷及び凍結防止効
果は一層高まる。

したがって、本実施例によれば路面または建造物上に降
る雪を融かすとともに凍結防止を計った後に、放熱して
冷却された熱媒体を地下深部の地熱領域に返送還流して
生じた冷熱領域はその周囲の地下深部から地熱を受けて
徐々に地熱帯の常温まで昇温され、次の冬季の利用に備
えておくものであるから、従来の散水消雷方法と比較し
て少ない循環量で大きな消雷効果を発揮し、良好な消雷
効果が得られる。

〔発明の効果〕

上述のとおり、本発明の地下深部の地熱の昇温効果を利
用した無散水消雪方法によれば、路面または建造物上に
降る雪を融かすとともに凍結防止をも計った後に、放熱
して冷却された熱媒体を地下深部の地熱帯に返送還流し
て生じた低温領域はその周囲の地下深部から地熱を受け
て徐々に地熱の温度まで昇温され、次の冬季の利用に備
えておくものであるから、従来の散水消雷方法と比較に
ならない少ない循環量で大きな消雷効果を発揮し、良好
な消雷効果が得られる。

また、地下水を路面や建造物上に散水せず、外気にさら
すこともなく消雷後の熱媒体を井戸によって地下深部に
返送還流し、これによって地熱帯に生じた低温領域を周
囲の地熱帯により昇温させ保温しておくので地下の地熱
帯に汚染を生じることが全くない。

さらに、本発明の無散水消雪方法によれば、多雪地帯の
冬季間を地下資源の枯渇や地盤沈下などの社会問題を起
こすことなしに容易に消雷できるから、経済、社会活動
を円滑に行うことができる効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の無散水消雪方法の一実施例を示す平面
図、第２図は第１図の断面説明図である。 １・・・井戸、　　　　　　２・・・熱交換器、３・・
・熱媒体輸送用パイプ、 ４・・・熱媒体循環用ポンプ、 ５・・・路面、　　　　　　　６・・・放熱パイプ、７
・・・地熱領域、　　　　８・・・地下水面。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）地下深部の井戸内に熱交換器を設け、該熱交換器
   と地上の熱利用域とを２本の管で連結し、該管の中には
   熱輸送媒体を循環させることを特徴とする地下深部の地
   熱を利用した無散水消雪方法。
2. （２）冬季には地下深部の熱交換器により地熱を採り、
   熱輸送媒体により地上の路面の中に埋設した放熱管に送
   り、該路面の上に降る雪を融かすとともに路面の凍結を
   も防ぎ、温度の低下した熱輸送媒体を地下の熱交換器の
   中に返送循環させることを特徴とする地下深部の地熱の
   昇温効果を利用した無散水消雪方法。
3. （３）地下深部において地熱を奪われ温度の低下した低
   温領域を周辺地熱の昇温効果で地熱の常温まで昇温させ
   保温しておくことを特徴とする請求項第１または第２記
   載の地下深部の地熱の昇温効果を利用した無散水消雪方
   法。
4. （４）熱交換器及び地上の路面内に埋設した放熱管の中
   には熱輸送媒体の不凍液を満たし、該不凍液循環用のポ
   ンプを用いて地熱をくみあげ、路面上に降る雪を融かし
   凍結防止をも行なうことを特徴とする請求項第１乃至第
   ３のいずれかに記載した地下深部の地熱の昇温効果を利
   用した無散水消雪方法。