JPH08134862A - 堆肥を熱源としたヒートパイプ式融雪装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 堆肥の発酵熱を有効利用して安定した融雪を
行う。 【構成】 ヒートパイプ２の蒸発部９が堆肥５と、凝縮
部１０が被融雪箇所にそれぞれ熱授受可能に配設されて
いる。そして、このヒートパイプ２には、作動流体の流
量を制御するバルブ８が設けられているから、そのバル
ブ８を開くことにより堆肥５の保有する熱が、作動流体
によって被融雪箇所に運ばれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱源から被融雪部へ
の熱輸送手段としてヒートパイプを用いた融雪装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】降雪量の多い地域では、日常生活の簡便
性や交通安全性を確保する観点から道路や屋根等の除雪
（除雪）が必須とされている。例えば道路の除雪は、シ
ョベルローダ等の土木機械による方法が一般的である
が、この種の除雪は、ある程度の積雪量になって初めて
行われるものであるうえに、除雪作業は交通を一時的に
遮断する場合もあるから、交通量の多い道路ではこれに
代わる方法が望まれる。また、路面の凍結を防止する手
段として石灰等の凍結防止剤を散布する手段が知られて
いるが、この凍結防止剤が車両や路面、ひいては周囲の
環境に悪影響を及ぼす場合もあるので、凍結防止剤を使
用することは必ずしも好ましい方法とは言い得ない。そ
こで最近では、道路の融雪や凍結防止を行う装置とし
て、地下水を散布する装置や、路面の直下にヒートパイ
プを埋設して地熱によって路面を保温する装置が知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した地下水を散布
する装置は、地下水の温度が約５〜１５℃程度であっ
て、雪を溶かすのに充分な熱量を持っていることによ
り、これを利用して路面の融雪を行う装置であるが、積
雪期の全般に亘って常時地下水を汲み上げて路面に散布
する必要があるため、地下水の消費量が多く、その結
果、地盤沈下を招くおそれが多分にあり、また地下水の
汲み上げに動力を必要とするために、ランニングコスト
が掛かる不都合があった。

【０００４】また、ヒートパイプによって地熱を路面近
くまで汲み上げる装置では、自然界の熱をそのまま利用
し、しかも熱の移動のみを行うものであるから、ランニ
ングコストがかからず、また可動部分のない装置とする
ことができるが、融雪に利用できる地熱の量に対して降
雪量が多い場合が多々あり、このような場合には補助熱
源を用いざるを得ず、結局、地熱の不足分を補うための
コストや設備を必要とする問題があった。

【０００５】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、堆肥の発酵熱を有効に利用して安定した融雪を行
うことのできるヒートパイプ式融雪装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するために、ヒートパイプの蒸発部が、発熱源とな
る堆肥に熱授受可能に配設されるとともに、そのヒート
パイプの凝縮部が、被融雪箇所に熱授受可能に配設され
ており、さらに前記ヒートパイプに作動流体の流量を制
御するバルブが備えられていることを特徴とするもので
ある。

【０００７】

【作用】周知の通り、堆肥は発酵に伴って熱を発生す
る。そして、この発明では、ヒートパイプの蒸発部が堆
肥と熱交換可能に配設されているから、バルブが開かれ
ている場合、ヒートパイプが自動的に動作を開始する。
すなわち、コンテナ内部の作動流体が、堆肥の保有する
熱に加熱されて蒸発し、ヒートパイプのうち内部圧力お
よび温度共に低い箇所、すなわち凝縮部に流動する。そ
して、そこで被融雪箇所に熱を奪われて、再度液相に戻
る。すなわち、堆肥の熱がヒートパイプを介して被融雪
箇所に運ばれる。なお、凝縮した作動流体は、重力ある
いはウィックによって蒸発部に還流し、そこで再度、堆
肥の熱によって加熱される。なお、融雪を必要としない
場合には、バルブを全閉することにより、蒸発部がドラ
イアウト状態となるため、ヒートパイプ機能が停止す
る。このように、堆肥の保有する熱を常時効率よく融雪
に利用することができる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図１および図２は、この発明の融雪装置を盛
土の上に造った道路に適用した例を示す概略図である。
すなわち、アスファルトやコンクリート等からなる路面
１の直下には、ヒートパイプ２の一端部が埋設されてお
り、そのヒートパイプ２の他端部は、斜面３の近傍に設
置された堆肥箱４の内部に配設されている。また、路面
１には雪（図示せず）が堆積している。

【０００９】前記堆肥箱４は、例えば斜面３から刈り取
られた草を収納して堆肥化させ、さらに、その堆肥５の
発酵熱を効率良く熱源として利用するために備えられる
ものであって、一例として図２に示すように、上方部が
自在に開閉する構成の矩形容器でコンクリートあるいは
金属等から形成されている。また、内部の洗浄を行い易
いように、側面の下方に排水孔６が設けられている。

【００１０】前記ヒートパイプ２の一端部は、一例とし
て格子状に形成されるとともに、堆肥箱４の内壁に沿っ
て取り付けられている。このように構成することで、堆
肥箱４内に積上げられた堆肥５に部分的な温度差が生じ
ても、作動流体によるほぼ均一な吸熱を行うことがで
き、しかも、堆肥５を出し入れする際にヒートパイプ２
を損傷させるおそれが少ない。そして、その格子状に組
まれたヒートパイプ２の一端部からは、互いにほぼ平行
な２本の直管状のパイプが路面１に向けて延出してお
り、さらにその先端部が若干上方に位置付けされた状態
で路面１と地盤７との間に埋設されている。また、ヒー
トパイプ２のコンテナの途中には、流量制御弁８が介設
されている。これは作動流体の流量を調整してヒートパ
イプ２の動作を任意に制御するために備えられる。そし
て、上記のようなヒートパイプ２と堆肥箱４とのユニッ
トが、所定間隔で道路に沿って設置されている。

【００１１】ここで、ヒートパイプ２は、両端が閉じら
れた金属パイプなどの容器の内部に、真空脱気した状態
で水やアルコールなどの凝縮性の流体を作動流体として
封入したものであり、温度差が生じることにより動作
し、高温部で蒸発した作動流体が低温部で放熱・凝縮す
ることにより、作動流体の潜熱とし熱輸送する。そし
て、その見掛上の熱伝導率は、銅やアルミなどの金属と
比較して数十倍ないし数百倍程度優れている。

【００１２】つぎに、上記のように構成されたこの装置
の作用を説明する。上記融雪装置を用いて道路の融雪・
凍結防止を実施する際には、まず、流量制御弁８が所定
の開度に開かれる。前述のように、ヒートパイプ２は傾
斜した状態で布設されているから、コンテナの一箇所に
溜められていた液相の作動流体がヒートパイプ２のうち
堆肥箱４内に配設された端部に流下する。

【００１３】一方、堆肥箱４の内部は、堆肥５の発酵熱
によって既に例えば７０℃程度の温度に達している。し
たがって、流量制御弁８の開放と共にヒートパイプ２の
動作が開始される。すなわち、コンテナを介して伝えら
れる堆肥５の熱によって液相作動流体が蒸発し、作動流
体蒸気となってヒートパイプ２のうち内部圧力および温
度共に低い端部、すなわち路面に埋設された端部に向け
て流動する。したがって、ここではヒートパイプ２のう
ち堆肥箱４側に配設された端部が蒸発部９に、路面１側
に配設された端部が凝縮部１０となる。

【００１４】前述のように凝縮部１０側の端部は、路面
１上の積雪によって温度が低くなっているから、そこに
流込んだ作動流体蒸気がその箇所で熱を奪われて凝縮す
る。換言すれば、約７０℃前後の堆肥５の熱が作動流体
を介して路面１に伝達される。したがって、路面１上の
積雪が溶かされる。なお、放熱することにより凝縮した
作動流体は、コンテナ内底部を蒸発部９側の端部に向け
て流下し、そこにおいて再度加熱・蒸発され、以降同様
のサイクルが継続される。

【００１５】他方、融雪を停止する場合には、流量制御
弁８を全閉すれば、そこよりも上方部分に液相作動流体
がプールされ、すなわち蒸発部９がドライアウト状態と
なるためヒートパイプ２として機能しなくなり、これに
より路面１が加熱されなくなる。また、いうまでもなく
夏期など融雪を実施しない季節には、流量制御弁９は全
閉した状態に維持される。

【００１６】このように、堆肥５の熱を逃がしにくい堆
肥箱４や蒸発部面積の大きいヒートパイプ２によって、
天候や時間に拘らず安定した道路融雪をクリーンな自然
エネルギーにより行うことができる。ひいては、従来融
雪の熱源として何等着目されていなかった堆肥５を利用
することで、いわゆる廃物の有効活用が図られる利点も
生じる。

【００１７】なお、上記の実施例では、蒸発部側を格子
状に連結させたヒートパイプを採用したが、この発明は
上記の実施例に限定されるものではなく、一般的な単管
タイプのヒートパイプ、あるいは蒸発部と凝縮部とが循
環路によって接続されるループ型ヒートパイプを採用す
ることもでき、またそれらは任意にレイアウトすること
ができる。さらに、被融雪箇所は道路（路面）に限定さ
れず、例えば家屋の屋根や立体駐車場の出入り口のスロ
ープ等であっても同様に適用することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明では、ヒートパイプの蒸発部が堆肥と熱授受可能に、
凝縮部が被融雪箇所にそれぞれ熱授受可能に配設されて
おり、しかもヒートパイプには作動流体量を制御するバ
ルブが備られているので、堆肥から発生する発酵熱を利
用して安定的な融雪を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す概略図である。

【図２】ヒートパイプと堆肥箱とを一部切り欠いて示す
概略図である。

【符号の説明】

２…ヒートパイプ、 ５…堆肥箱、 ８…流量制御弁、
９…蒸発部、 １０…凝縮部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 益子 耕一 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 長谷川 仁 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒートパイプの蒸発部が、発熱源となる
   堆肥に熱授受可能に配設されるとともに、そのヒートパ
   イプの凝縮部が、被融雪箇所に熱授受可能に配設されて
   おり、さらに前記ヒートパイプに作動流体の流量を制御
   するバルブが備えられていることを特徴とする堆肥を熱
   源としたヒートパイプ式融雪装置。