JPH0262675B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は瓦、トタンなどの屋根材の下に熱媒
体の循環する管路を施工した融雪装置に関する。

（従来の技術） 豪雪地においては、屋根の積雪を速やかに排除
しないと、家屋の倒壊などの災害につながる。

そこで、従来から屋根上の積雪を排除する手段
として、人手を要せず排除する融雪装置が種々実
用化されている。

例えば、この種の融雪装置として、 温水または温風を循環させるパイプをブロツ
ク内に設けたり、マツト状に構成し、これを屋
根の上面に載置するもの。

カーボン面状発熱体等の電熱手段により構成
したシートを屋根に敷設するもの。

ヒートパイプを利用し、これを屋根上に付設
したもの。

等が知られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述した融雪装置はいずれも次
のような問題点がある。

第１に、発熱手段を屋根上面に新たに載設する
ものであり、ある程度密に配設することから設備
が大掛かりとなりコスト上昇を招き、施工費用が
嵩む。

第２に、直接的に積雪下で加熱して融かすため
融雪水の排出が非常に悪く、しかも単に加熱する
のみであるため効率が悪いなど融雪性能が十分と
は言えない。

第３に、家屋は外観性が重要な要素となるにも
かかわらず屋根上面に各種の器材を付設すること
から著しく家屋の美観を損なう。

（問題点を解決するための手段） この発明は上述する問題点を一掃するもので、
その特徴とするところは、加熱器により加熱され
た熱媒体を、屋根に適宜に配設した管路内に循環
させることにより屋根の積雪を融かす融雪装置に
おいて、屋根板上に断熱材を配設し、内壁に適宜
間隔をおいて突部が形成された凹溝を断熱材上面
に設け、該凹溝内に前記突部に嵌め込んで凹溝内
壁とは間隔を存して前記管路を配設し、前記凹溝
の開口面を放熱板で覆うとともに該放熱板を管路
に接触させ、さらにその上を瓦、トタン等の屋根
材で覆つたところにある。

（作用） 熱媒体を管路内に循環させると、熱媒体の熱が
放熱板を介して屋根材に伝達され、融雪する。そ
の際、管路は断熱材の凹溝内に配設されているの
で、屋根板方向への熱の伝達が遮断され、屋根材
への熱の伝達が効率よく行なえる。特に管路は突
部により凹溝内壁との間に空〓を存して凹溝内に
配設されているので、断熱材自体が直接加温され
ず、熱効率に一段と優れる。

（実施例） 次に、この発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。

この発明の融雪装置は、第２図に示すように、
屋根裏に加熱ユニツト１２を配置し、この加熱ユ
ニツト１２で加熱された熱媒体が、瓦、トタン等
の屋根材１４の下に適宜に配設された管路１６を
循環し、加熱ユニツト１２に戻るように構成され
ている。

前記加熱ユニツト１２は、熱媒体が充填された
加熱器と、この加熱器の底部に位置する電熱ヒー
タ、および循環ポンプとから構成されている。

前記管路１６は、第３図に示すように、屋根の
傾斜面を横切るように蛇行している。

次に、屋根への管路１６の施工構造について第
１図を参照し説明する。たる木の上に屋根を構成
する野地板（以下屋根板１８という）を全体に張
り、さらに屋根板１８全面を覆うように防水シー
ト２０を敷く。

そして、防水シート２０の全面に断熱板３０を
敷設する。この断熱板３０の上面には管路１６を
配設する凹溝３６が刻設されている。この凹溝３
６の両内側面３６ａおよび底面３６ｂの適宜位置
に突部３８が設けられ、管路１６が凹溝３６の内
面に接触することなく凹溝３６内の空間に保持さ
れている（第９図参照）。そして、凹溝３６の開
口部をアルミハクテープなどの放熱板２２で覆
い、放熱板２２の一部を管路１６に接触させ、さ
らに屋根全体を防水シート２４で覆い、そしてそ
の上に瓦１４ａあるいはトタン１４ｂなどの屋根
材１４を従来と同様に施工する。

次に、屋根への管路１６の配設状態について説
明する。従来では管路１６は屋根の斜面方向に蛇
行するものであつたが、熱媒体液の上昇、下降を
繰り返す結果となり大型の循環ポンプを必要とす
る。そこで、熱媒体の上昇、下降の回数を少なく
すべく、一度熱媒体を屋根２４の棟２４ａ付近ま
で上昇させ、屋根の斜面を横切るように蛇行させ
て下降させるようにした。

例えば、第３図は切妻型の屋根の平面図であ
り、第３図ａは屋根の横幅全体に蛇行させた状態
を示す。第３図ｂは屋根の片面を３つのブロツク
に分け、ａと同様に管路１６を配置した状態を示
す。なお、第３図ｂで示す管路１６のブロツク状
に分けた配設状態の方が高温の熱媒体液を屋根全
体に循環させることが可能である。

また、第４図は寄棟形の屋根を示す。この場合
には、管路１６を３つのブロツクに分け、両側の
ブロツクの棟２４ｂ側は棟２４ｂに沿つて幅広と
なるように蛇行し、中央部のブロツクは前記第３
図ｂと同様に配設されている。

一方、第５図は屋根の軒先部分２４Ａの蛇行の
幅を狭く（蛇行密度を密に）、屋根の上部の蛇行
の幅を広く（蛇行密度を疎に）管路１６を配置し
た状態を示す。一方、第６図に示すように、軒先
部分２４Ａに積雪の滑り止め具２６が設けられて
いるため、軒先部分２４Ａに雪が留まりやすい。
そこで、この軒先部分２４Ａに留まつた雪を溶か
すために軒先部分２４Ａの蛇行密度を密に配置
し、軒先部分２４Ａの積雪を効率的に融かすこと
ができる。

続いて、前記断熱板３０について説明する。第
３図ａ，ｂおよび第４図に示すように管路１６を
配設するために２種類の断熱板３０がある。直線
部分の管路１６を配設する直線パネル３２の曲り
部分の管路１６を配設する曲部パネル３４である
（第７図、第８図参照）。直線パネル３２は等間隔
に断面Ｕ字状の凹溝３６が平行に設けられてい
る。そして、凹溝３６には前述のごとく、凹溝３
６の両内側面３６ａおよび底面３６ｂに突部３８
が設けられている（第９図参照）。突部３８の突
出位置は、例えば図面上、破線で示す位置に設け
る。

曲部パネル３４には、前記凹溝３６の直線部に
対応して短尺な凹溝４２が形成され、この凹溝４
２の端部には隣接する凹溝４２を連結する半円状
の第１曲げ溝４４Ａが幅広に形成されている。さ
らに、２つの第１曲げ溝４４Ａを跨ぐように、半
円状の第２曲げ溝４４Ｂが幅広に形成されてい
る。なお、幅広に形成された第１、第２曲げ溝４
４Ａ，４４Ｂで管路１６の直線部分の膨張、収縮
を吸収する。また、曲部パネル３４の一端側反凹
溝４２側には、凹溝４２と交差方向の直線状の凹
溝４６が設けられている。そして、短尺な凹溝４
２、第１、第２曲げ溝４４Ａ，４４Ｂ、直線状の
凹溝４６に適宜位置に突部３８が設けられてい
る。また、第４図に示す寄棟の屋根の棟２４ｂ側
のパネルは、この曲部パネルの曲げ溝４４Ａ，４
４Ｂ側を傾斜するように形成すればよい。以上に
示した直線パネル３２および曲線パネル３４を組
み合わせることにより適宜に管路１６が配設でき
る。

次に、屋根の積雪のすべり止め具と共に熱媒体
の管路を併設した場合について説明する。屋根を
横切るように設けたすべり止め具４８は屋根の積
雪が一度にすべり落ちるのを防止するものであ
り、すべり止め具４８を設けた軒先部分２４Ａ、
に雪が留まり易い。そこで、すべり止め具４８と
熱媒体の管路１６を併設した。

例えば、第１０図ａは、への字状のすべり止め
具４８Ａを屋根材（トタン１４ｂ）から若干浮き
上がつた位置で保持し、このへの字状のすべり止
め具４８Ａの下方空間に管路１６が位置してい
る。第１０図ｂはすべり止め具として鋼管等の管
材４８Ｂを用い、この管材４８Ｂを屋根材（トタ
ン１４ｂ）に固定し、この管材４８Ｂの中空空間
に管路１６を挿入したものである。

さらに、前記熱媒体の循環管路の中途部を樋内
に配置するようにしてもよい。この場合は、銅管
などの管路１６に該管路１６の放熱を適度に調節
するための強化ポリエチレン、シリコンチユーブ
などの被覆材５２を被覆し、樋５０内に配置する
（第２図、第１１図参照）。

なお、上述するように屋根材として瓦１４ａを
用い、この瓦１４ａの下に管路１６を配設した場
合には、瓦１４ａが波形に形成されているため隣
接する瓦１４ａの瓦１４ａとの継目部分に屋根の
斜面方向に空洞部５４が形成される。この空洞部
５４は屋根に多数平行に形成されているので、管
路１６内に熱媒体を循環させると、屋根の空洞部
５４内の空気が暖められ、棟２４ａまで順次上昇
し、外部へ流出してしまい、熱を無駄に放出する
結果となる。したがつて、空洞部５４の中途部に
詰物５６を設け、空洞部５４を複数に分割するこ
とにより暖まつた空気の流出が防止され、熱の無
駄な放熱を防ぐことができる（第１２図参照）。

なお、前記加熱器の電熱ヒータおよび循環ポン
プのオン、オフを積雪の量に応じて自動的に行う
ために屋根の上にセンサを設けても良い。例え
ば、第１３図に示すように、発光部５８Ａと受光
部５８Ｂとから成る光センサ５８を設け、融雪装
置の電源に連繋する。そして、発光部５８Ａと受
光部５８Ｂは高さ調節自在の脚６０にそれぞれ支
持されている。

さらに続いて、管路１６内を循環する熱媒体に
ついて説明する。熱媒体は、水、あるいは寒冷地
で使用するため水に不凍液を混ぜたものが考えら
れている。さらに、好適には、高温まで加熱が可
能で、かつ低融点で比熱の小さな熱媒体がよく、
例えばエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール等が挙げられる。エチレングリコールは分子
量が62.07、沸点が197.6℃、融点が−13.0℃、比
重が1.1155、比熱が0.56という物理的性質を有
し、無色無臭の甘味のあるやや粘ちような不揮発
性の液体である。

さらに続いて、前記融雪装置を含む循環環流路
６２について、第１４図を参照し説明する。

６４は前述した屋根に管路１６を配設した融雪
部（前述する屋根２４に該当）である。

６６は加熱器であり、断熱状態に形成されたケ
ーシング６６Ａと、このケーシング６６Ａ内の下
部に配設された電熱ヒータ６８とから成る。そし
て、加熱器６６下部と、融雪部６４の熱媒体７０
の流出部６４ａとがパイプ７２ａとパイプ７２ｂ
の間に配設された三方切換弁７４ａを介して接続
され、加熱器６６上部には排出パイプ７２ｃが配
設されている。この排出パイプ７２ｃは循環ポン
プ７６、三方切換弁７４ｂおよびパイプ７２ｄを
介して蓄熱部７８内に設けられた加熱コイル８０
に接続している。そして、加熱コイル８０は、パ
イプ７２ｅとパイプ７２ｆの間に配設された三方
切換弁７４ｃを介して融雪部６４に接続してい
る。また、三方切換弁７４ａと四方切換弁７４
ｃ、四方切換弁７４ｃと三方切換弁７４ｂがそれ
ぞれ接続パイプ７２ｇ，７２ｈにより連結してい
る。

また、蓄熱部７８には蓄熱媒体８２が充填さ
れ、供給パイプ８４ａと排出パイプ８４ｂがそれ
ぞれ設けられている。なお、蓄熱媒体８２として
給湯用にあつては水が、又暖房用にあつては水あ
るいはエチレングリコール等がその用途に応じて
用いられる。

上記循環環流路６２には次に示す３つの使用の
し方がある。

第１に、融雪装置として使用する場合である。
この場合は、加熱器６６と融雪部６４を直列に接
続すべく、三方切換弁７４ａ，７４ｂおよび四方
切換弁７４ｃを切換える。

したがつて、加熱器６６の電熱ヒータ６８によ
り加熱された熱媒体７０が、循環ポンプ７６によ
り、接続パイプ７２ｈ、パイプ７２ｆから融雪部
６４、そして加熱器６６に戻る回路内を循環し、
前述するように融雪部６４で屋根の積雪を融雪す
る。

第２は、夏季などの時期に、前記融雪部６４で
太陽熱を集熱し蓄熱する蓄熱回路として使用する
場合である。この場合、加熱器６６、加熱コイル
８０および融雪部６４（この場合集熱器として用
いられる）を直列に接続すべく、三方切換弁７４
ａ，７４ｂおよび四方切換弁７４ｃを切換える。

したがつて、融雪部６４で太陽熱により加熱さ
れた熱媒体７０を、循環ポンプ７６により、加熱
器６６（電熱ヒータ６８に通電せず）に送り、そ
して加熱媒体７０が加熱コイル８０を通過する
際、蓄熱部７８内の蓄熱媒体８２に蓄熱される。
そして、蓄熱された蓄熱媒体８２を給湯用などと
して適宜に使用する。

第３に、熱交換回路として使用する場合があ
る。この場合、加熱器６６と加熱コイル８０を直
列に接続すべく、三方切換弁７４ａ，７４ｂおよ
び四方切換弁７４ｃを切換える。

したがつて、加熱器６６の電熱ヒータ６８によ
り加熱された熱媒体７０を加熱コイル８０に送
り、蓄熱部７８で熱交換を行う。

上記循環環流路６２は、上述するように、３つ
の機能を有するため、四季を通じて使用すること
ができる。また、３つの機能を組み合わせて効率
のよい使用が可能となる。

（発明の効果） この発明は熱媒体を循環させる管路を瓦やトタ
ンなどの屋根材の下に配設したので、外観が従来
の屋根と変わるところがなく、家屋の美観を損な
うことがない。

管路が凹溝内壁に設けた突部に嵌め込まれるの
で、管路が溝内から浮き上がつたりせず、管路が
溝内に配置される。

熱媒体を管路内に循環させると、熱媒体の熱が
放熱板を介して屋根材に伝達され、融雪するが、
その際、管路は断熱材の凹溝内に配設されている
ので、屋根板方向への熱の伝達が遮断され、屋根
材への熱の伝達が効率よく行なえる。特に管路は
突部により凹溝内壁との間に空〓を存して凹溝内
に配設されているので、断熱材自体が直接加温さ
れず、熱効率に一段と優れる。

以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説
明したが、本発明はこの実施例に限定されるもの
ではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多く
の改変を施し得るのはもちろんのことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は管路の屋根への施工状態を示す分解説
明図、第２図は家屋の正面図、第３図ａ，ｂ、第
４図及び第５図はそれぞれ管路の配設状態を示す
平面図、第６図は家屋の側面図、第７図および第
８図は直線パネルおよび曲部パネル平面図、第９
図は凹溝内の管路の配置状態を示す部分断面図、
第１０図ａ，ｂはすべり止め具に沿つて管路の配
設状態を示す断面図、第１１図は樋内へ管路を配
置した横断面図、第１２図は瓦屋根の部分正面
図、第１３図は積雪の量を感知するセンサを示す
斜視図、第１４図は融雪装置の循環流路を示す説
明図である。 １２……加熱ユニツト、１４……屋根材、１４
ａ……瓦、１４ｂ……トタン、１６……管路、１
８……屋根板、２０，２４……防水シート、２２
……放熱板、２４……屋根、２４ａ，２４ｂ……
棟、２４Ａ……軒先部分、２６……すべり止め
具、３０……断熱板、３２……直線パネル、３４
……曲部パネル、３６……凹溝、３６ａ……内側
面、３６ｂ……底面、３８……突部、４２……凹
溝、４４Ａ……第１曲げ溝、４４Ｂ……第２曲げ
溝、４６……凹溝、４８，４８Ａ，４８Ｂ……す
べり止め具、５０……樋、５２……被覆材、５４
……空洞部、５６……詰物、５８Ａ……発光部、
５８Ｂ……受光部、６０……脚、６２……循環環
流路、６４……融雪部、６４ａ……流出部、６６
……加熱器、６６Ａ……ケーシング、６８……電
熱ヒータ、７０……熱媒体、７２ａ，７２ｂ，７
２ｄ，７２ｅ，７２ｆ……パイプ、７２ｃ……排
出パイプ、７４ａ，７４ｂ……三方切換弁、７４
ｃ……四方切換弁、７６……循環ポンプ、７８…
…蓄熱部、８０……加熱コイル、８２……蓄熱媒
体、８４ａ……供給パイプ、８４ｂ……排出パイ
プ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱器により加熱された熱媒体を、屋根に適
   宜に配設した管路内に循環させることにより屋根
   の積雪を融かす融雪装置において、 屋根板上に断熱材を配設し、内壁に適宜間隔を
   おいて突部が形成された凹溝を断熱材上面に設
   け、該凹溝内に前記突部に嵌め込んで凹溝内壁と
   は間隔を存して前記管路を配設し、前記凹溝の開
   口面を放熱板で覆うとともに該放熱板を管路に接
   触させ、さらにその上を瓦、トタン等の屋根材で
   覆つたことを特徴とする融雪装置。