JPH04125362U - 家屋の融雪装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 家屋の融雪を高い信頼度で確実に、安全に、
経済的に行なう融雪装置の提供。 【構成】 家屋（１）の積雪部分である屋根の家屋構成
要素（２）に、通電により発熱する面状発熱体（３）を
熱的結合させる。家屋構成要素（２）は、例えば折版屋
根（７）で、これの裏面に面状発熱体（３）が一対のテ
ープ状電極（４）（４）と共に固着される。面状発熱体
（３）は、カーボングラファイト、非結晶カーボンパウ
ダー、非鉄金属、活性炭などの導電性フィラーの導電発
熱材料と、発熱促進バインダーなどを耐熱性塗料に混合
し混練したものを、折版屋根（７）の裏面の適所に塗布
して形成される。面状発熱体（３）を通電で所望温度ま
で発熱させて、家屋構成要素（２）を加熱すると、その
上の積雪が溶ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、家屋の屋根や雨樋などに積雪した雪を溶かす、凍結防止装置を兼ね る融雪装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

家屋の融雪装置として、折版屋根や長尺金属屋根などの屋根構成要素に電熱線 を這わせたものがある。これは積雪時に、屋根構成要素の電熱線に電流を流して 屋根構成要素を加熱し、その上に積もった雪を溶かす。このような融雪装置は、 電熱線に流す電流量の調整で、屋根や雨樋の凍結防止などにも利用される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記融雪装置は、大規模な設備投資をして実施されれば、融雪や凍結防止に効 果的であるが、実用上に多くの問題があった。

【０００４】 すなわち、融雪用の電熱線が取り付けられる屋根構成要素は粘土瓦、厚型スレ ート、鉄板製の折版屋根など材料、形状が様々であり、熱伝導率が様々に異なる 。また、屋根構成要素は、家屋の屋根全体に大面積に広がっている。これら大面 積の屋根構成要素全体を電熱線で融雪に必要な所望の温度に、而も、均一に加熱 することは極めて困難である。その結果、大面積の屋根構成要素の電熱線に沿っ た線状の部分の温度は高いが、他の部分は一段と低いといった温度分布に大きな バラツキが生じ、このバラツキがそのまま屋根上の融雪状態の良否のバラツキと なって現われ、屋根全体の融雪を困難なものにしていた。

【０００５】 また、屋根構成要素を電熱線で部分的に加熱するため熱損失が多く、屋根構成 要素を融雪に必要な温度に加熱するには、電熱線に１００Ｖ前後の高電圧を印加 する必要があった。そのため、電力ロスが多くて不経済である、電熱線の絶縁対 策のための費用が高く付く問題や、電熱線が屋根などの苛酷な環境下で使用され るために、絶縁破壊の危険性が大であり、漏電、感電の心配が多々あった。さら に、多量の積雪で屋根が変形すると、電熱線が断線して使用不可能になる可能性 が大で、信頼性が悪く、断線後の修理などの保守管理が極めて面倒である問題も あった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の上記問題点を解決する技術的手段は、家屋の屋根を含む積雪部分の家 屋構成要素に、通電により発熱する導電性塗料からなる面状発熱体を熱的結合さ せたことである。

【０００７】 また、本考案は、面状発熱体の施工を容易にする目的で、面状発熱体をフレキ シブルな絶縁シートに固着した状態で、家屋構成要素に離脱可能に熱的結合させ ることを技術的特徴とする。

【０００８】

【作用】

面状発熱体は、カーボングラファイト、活性炭、非鉄金属などの導電性フィラ ーと、発熱促進バインダーとを塗料に混合したものを、家屋構成要素に塗布する などして面状に成形にしたもので、厚さを均一にして通電すると、均一な温度分 布で発熱する発熱特性を有する。このような面状発熱体を、家屋の積雪や凍結す る部分の家屋構成要素に熱的結合させて、必要時に通電すると、家屋構成要素が 大面積でも均一な温度分布で加熱され、融雪が効果的に行なわれる。面状発熱体 が大面積でも、これの通電による発熱は、面状発熱体の両端部にだけ電圧を印加 すれば確実に行なわれて、通電発熱のための配線数は極めて少なくなり、断線の 心配がほぼ皆無となる。また、面状発熱体は、その材料組成にもよるが、数１０ Ｖ以下の低電圧で融雪に必要な温度にまで発熱するため、漏電、感電の心配も無 く安全である。

【０００９】

【実施例】

以下、実施例について、図面を参照して説明する。

【００１０】 図１の（Ａ）は、一般家庭の家屋（１）を示し、家屋（１）の主たる積雪部分 である屋根の家屋構成要素（２）に、通電により発熱する面状発熱体（３）が熱 的結合される。図１の（Ｂ）で家屋構成要素（２）の具体例を詳しく説明する。 家屋構成要素（２）は屋根ふきされた２重構造の鉄板製の折版屋根（６）（７） である。２枚の折版屋根（６）（７）は断熱材（８）を介して重ねられ、鉄骨（ ９）に連結棒（１０）で連結固定される。家屋構成要素（２）の外側の折版屋根 （７）の裏面に、図２に示すように、面状発熱体（３）が一対のテープ状電極（ ４）（４）と共に固着される。

【００１１】 面状発熱体（３）は、カーボングラファイト、非結晶カーボンパウダー、非鉄 金属、活性炭などの導電性フィラーの導電発熱材料と、発熱促進バインダーを耐 熱性塗料に混合し混練したものを、折版屋根（７）の裏面の適所に塗布して形成 される。この塗布に先立ち、折版屋根（７）の塗料塗布面の両端部にテープ状の 電極（４）（４）を接着などして配置し、その上から塗料の塗布を行なう。或い は、折半屋根（７）に面状発熱体（３）を先に形成しておいて、面状発熱体（３ ）上に電極（４）（４）を導電性接着剤で固定してもよい。面状発熱体（３）の 形状、面積は任意であるが、折版屋根（７）の塗料塗布面に応じた長方形で、後 述するように複数に分割して形成することが望ましい。面状発熱体（３）が上記 組成材料の場合、その厚さは１００μｍ程度が融雪に有効である。

【００１２】 すなわち、面状発熱体（３）は、通電により正温度係数で発熱し、その発熱特 性は組成材料、通電電圧により変わる。家屋（１）における融雪温度は５０℃程 度で十分であるので、面状発熱体（３）が最高５０℃まで発熱するように発熱特 性などを設定する。この発熱温度設定は、通電時間の制御ででも行なえるが、実 用上は次のように行なうのが望ましい。面状発熱体（３）を形成する塗料に、セ ラミックスなどの公知技術である粉末状の発熱温度制御材を混合し、この塗料で 折版屋根（７）の裏面に面状発熱体（３）を１００μｍ程度の厚さで形成する。 面状発熱体（３）の両端部の電極（４）（４）に１０Ｖ程度の電圧を印加し、面 状発熱体（３）に通電して発熱させる。すると、面状発熱体（３）は１℃／秒の 割合で発熱し、発熱温度が上がるほど上記発熱温度制御材が膨張して温度上昇抑 制作用が働き、面状発熱体（３）の温度は約５０℃で安定する。また、このよう に約５０℃で発熱温度が安定するように、上記発熱温度制御材の材料、量を選択 して塗料に混合する。

【００１３】 以上の面状発熱体（３）の折版屋根（７）への配置例と配線例を、図３に示す 。家屋（１）の屋根の棟から軒の縦方向に折版屋根（７）を３つに区分して、３ 区分域それぞれに長方形の面状発熱体（３）…を並列に形成する。各区分域毎に 面状発熱体（３）…の電極（４）…を通電制御電源回路（１１）に配線する。他 方、通電制御電源回路（１１）に、例えば温度センサー（１２）と雨センサー（ １３）を配線する。図１に示すように、家屋（１）に雪（１４）が降り、積雪が 始まると、通電制御電源回路（１１）でもって複数の面状発熱体（３）…への選 択的な通電を開始する。例えば、積雪量が多い場合、折版屋根（７）の全ての面 状発熱体（３）…に通電すると、数分で折版屋根（７）が約５０℃に温度上昇し て、その上の積雪が溶ける。積雪量が少ない場合、折版屋根（７）の３区分域の 比較的積雪し易い１区分域、または、２区分域だけの面状発熱体（３）…に選択 的に通電して、積雪を溶かす。このような複数の面状発熱体（３）の通電の駆動 制御は、温度センサー（１２）や雨センサー（１３）からの信号を利用して自動 的に行なえばよく、或いは、必要に応じて手動で行なうこともできる。

【００１４】 折版屋根（７）の屋根ふき施工時に、裏面の面状発熱体（３）が釘などで傷付 いたり、発熱面に孔が開いても、断線等の機能障害が発生することが無く、安定 した発熱動作が期待できる。また、面状発熱体（３）は１０Ｖ程度の低電圧で融 雪に必要な温度まで発熱するので、低消費電力で経済的であり、而も、感電の心 配が無く、漏電による危険性、電力ロスが問題にならないほど少ないことが分か っている。

【００１５】 図４は、家屋構成要素（２）が屋根の厚型スレートなどの平板材（１５）で、 これの裏面に上記面状発熱体（３）を熱的結合した実施例を示す。この実施例の 場合、平板材（１５）が小面積であり、多数枚で屋根を形成することから、各平 板材（１５）…の各々に面状発熱体（３）…を結合させて、屋根裏で配線すれば よい。

【００１６】 図５の実施例は、家屋（１）とは別に、図６に示すようなフレキシブルな絶縁 シート（５）の裏面に面状発熱体（３）を形成しておいて、絶縁シート（５）を 家屋構成要素（２）に被せ、裏面の面状発熱体（３）を家屋構成要素（２）に離 脱可能に熱的結合させたものである。絶縁シート（５）は耐熱耐候性のもので、 これに面状発熱体（３）を分割して複数形成する。面状発熱体（３）は塗料で形 成されたものゆえ柔軟性に富む性質を有し、フレキシブルな絶縁シート（５）と 共に家屋構成要素（２）の凹凸面に沿った変形をして、家屋構成要素（２）上に 設置される。この場合、絶縁シート（５）上に積雪するが、面状発熱体（３）を 通電により発熱させて絶縁シート（５）を約５０℃に加熱すると、その上の積雪 が溶ける。積雪のない夏期などにおいては、面状発熱体付き絶縁シート（５）を 屋根から外し、図６に示すように、巻き取って保管すればよい。

【００１７】 図５のように、家屋構成要素（２）に面状発熱体（３）を離脱可能に取り付け るようにすれば、面状発熱体（３）の大きな破損、目立った発熱特性の劣化など が生じた場合、その修理、交換などの保守管理が容易となる。

【００１８】 なお、面状発熱体が熱的結合される家屋構成要素は、上記実施例のものに限ら ず、略水平なコンクリート屋根や、屋根以外の、要は積雪時に雪が詰まる雨樋や 、樋取付け金具などであっても、本考案は有効に適用できる。

【００１９】 また、図５の実施例の変形例として、面状発熱体を２枚の絶縁シートでサンド イッチ式に挟んで密閉したものでもよい。このようにすると面状発熱体の表裏が 絶縁シートで機械的に保護されて、取り扱いが容易となり、面状発熱体が長寿命 となる。

【００２０】

【考案の効果】

本考案は以上の構成により、次なる効果を奏する。

【００２１】 請求項１記載の融雪装置は、家屋の積雪や凍結する部分の家屋構成要素に熱的 結合させた面状発熱体が、通電により全面が均一な温度で発熱して、家屋構成要 素が大面積でもこれを均一な温度分布で加熱するので、家屋構成要素の融雪、凍 結防止が確実、効果的に行なわれる。而も、面状発熱体は一部が破損しても安定 した通電発熱を行うので、断線等の機能障害発生の心配がほとんどなく、保守管 理が容易となる。また、面状発熱体はその材料組成にもよるが、数１０Ｖ以下の 低電圧で融雪に必要な温度にまで発熱するため、漏電、感電の心配も無く安全で あり、而も、電熱線の融雪装置に比べて大幅な低消費電力化が可能で経済的であ る。

【００２２】 請求項２記載の融雪装置においては、絶縁シートに取り付けられた面状発熱体 を家屋構成要素から任意に外して保管などすることができ、面状発熱体の修理、 交換などの保守管理を、より容易にする上で効果がある。また、既設の家屋の積 雪部分や凍結部分に面状発熱体を自在に取り付けることができる便利さもあり、 実用的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示す図で、（Ａ）は家
屋の概略正面図、（Ｂ）は家屋構成要素である屋根構成
要素の部分拡大斜視図

【図２】図１（Ｂ）の家屋構成要素の部分拡大斜視図

【図３】図１における家屋構成要素の面状発熱体の配線
図

【図４】本考案の第２の実施例を示す家屋構成要素の概
略正面図

【図５】本考案の第３の実施例を示す家屋の概略正面図

【図６】図５の家屋に使用する融雪装置の使用しない場
合の斜視図

【符号の説明】

１ 家屋 ２ 家屋構成要素 ３ 面状発熱体 ５ 絶縁シート

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 家屋の屋根を含む積雪部分の家屋構成要
   素に、通電により発熱する導電性塗料からなる面状発熱
   体を熱的結合させたことを特徴とする家屋の融雪装置。
2. 【請求項２】 面状発熱体はフレキシブルな絶縁シート
   に固着された状態で、家屋構成要素に離脱可能に熱的結
   合されることを特徴とする請求項１記載の融雪装置。