JPH10147906A - ヒートパイプ式融雪装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱源水の保有する熱を効率よく利用できるヒ
ートパイプ式融雪装置を提供する。 【解決手段】 地中に形成されて熱源水Ｗの流路となる
側溝５の内部に、ヒートパイプ１５の一端部１６が熱源
水Ｗと熱授受可能に配設されるとともに、ヒートパイプ
１５の他端部１７が路面８の直下に埋設されたヒートパ
イプ式融雪装置において、側溝５の周囲の土壌Ｓと熱源
水Ｗとの間に、側溝５を形成する材料よりも熱伝導率の
低い材料によって形成された断熱材１０，１１が設けら
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、側溝の内部を流
れる熱源水を利用して路面上の融雪を行うヒートパイプ
式融雪装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】側溝に流されて廃棄される生活排水や温
泉水、あるいは工業廃水などは、冬期でもある程度の熱
量を保有しているから、融雪の熱源として利用すること
ができる。そこで従来では、ヒートパイプを採用した道
路融雪装置が種々試みられている。これらの融雪装置の
基本的な構成は、ヒートパイプの一端部を道路の路面下
に配設するとともに、道路の路肩部分や地中浅くに設置
された側溝の内部に前記ヒートパイプの他端部を配設す
るものである。

【０００３】その側溝とヒートパイプとの組み付け状態
は、例えば図３に示すように構成されている。側溝１は
上方が解放されたコンクリートブロックから形成された
いわゆるＵ字溝であり、その上方開口部には着脱自在の
蓋２が備えられている。また、側溝１の一方の側壁部に
は、複数本のコルゲート型ヒートパイプ３の一端部が外
側から内側に向けて貫通しており、これらのヒートパイ
プ３は側溝１の底部に長手方向に沿って並列配置されて
いる。このような単体の側溝１が、複数個直列させた状
態で被融雪道路の路肩部分などに埋設されている。

【０００４】他方、各ヒートパイプ３の上側には、平坦
面を形成するようにモルタルが打設され、新たな底面４
が形成されている。そして、この底面４の上に温泉水や
生活排水あるいは工業廃水等のいわゆる熱源水（図示せ
ず）が流される構成になっている。このように構成する
ことにより、複数本のヒートパイプ３が所定位置に固定
され、また、熱源水中に含まれるゴミがヒートパイプ３
同士の間に滞留することなどが防止される。そして、各
ヒートパイプ３の他端部は、路面の直下に延ばされた状
態で配設されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のヒー
トパイプ式融雪装置による融雪は、当然、路面上に積雪
のある場合、あるいは路面が凍結している場合などに行
われるものであって、そのような状態下では気温も相当
低く、また、側溝１の周囲の地中温度も同様に低くなっ
ている。そのため、上記のヒートパイプ式融雪装置で
は、熱源水の保有する熱のうちの大半が低温の土壌やア
スファルト、あるいは側溝１自体などによって奪われて
しまう。

【０００６】その結果、熱源水がヒートパイプ３の熱源
として充分な熱量を保持できなくなり、したがって、積
雪を充分に溶かすことができない、あるいは融雪に時間
を要する等の不都合を招来するおそれが多分にあった。
また、その傾向は、熱源水の流れに対して下流側におい
て顕著であった。

【０００７】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、熱源水の保有する熱を効率よく融雪に利用するこ
とが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。

【０００８】

【課題を解決するための手段およびその作用】この発明
は上記の目的を達成するために、地中に形成されて熱源
水の流路となる側溝の内部に、ヒートパイプの一端部が
前記熱源水と熱授受可能に配設されるとともに、前記ヒ
ートパイプの他端部が路面直下に埋設されたヒートパイ
プ式融雪装置において、前記側溝の周囲の土壌と前記熱
源水との間に、前記側溝を形成する材料よりも熱伝導率
の低い材料によって形成された断熱材が設けられている
ことを特徴とするものである。

【０００９】この発明によれば、熱源水と側溝周囲の土
壌との熱交換が断熱材によって抑制されるため、側溝の
内部を流下もしくは滞留する熱源水は、熱が奪われにく
い。また、その場合、ヒートパイプの側溝内部に配設さ
れた端部への熱伝達は断熱材によっては何等阻害されな
いから、特に熱源水の流れに対して下流側の箇所におい
ても、ヒートパイプの熱源として充分に利用することが
できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の一具体例を図
面に基づいて説明する。図１および図２において、側溝
５は道路６の路肩部分にその長手方向（図２では上下方
向）に沿って設けられ、工場廃水や生活排水等の排水Ｗ
を集めて排水母管に供給するものである。

【００１１】この側溝５は、例えば上側が解放した断面
Ｕ字状のコンクリートブロック７を複数個つなぎ合わ
せ、これらをその上部が道路６の路面８と同一レベルに
位置するように地中に埋設したものである。したがっ
て、側溝５はその下方と両側方を土壌Ｓによって覆われ
ている。側溝５の内側を流れる排水Ｗは、一般に融雪用
の熱源として充分に利用できる程度の温度を有している
ため、ヒートパイプ式融雪装置の熱源水となる。側溝５
を備えている道路６は、路盤上に例えばアスファルト
（コンクリートなどでも良い）が打設されたものであ
り、その路面８は側溝５に向かって下がるよう傾斜して
おり、雨水や雪解け水をこの側溝５の内部に集めること
ができるようになっている。

【００１２】各コンクリートブロック７の底部９には、
その底部９の平面形状に倣った平板状の断熱材１０が布
設され、接着剤によって固定されている。さらに、同様
の平板状の断熱材１１がコンクリートブロック７の各側
壁部１２に沿って配設され、接着剤によって固定されて
いる。なお、側壁部１２に取り付けられた断熱材１１の
図１での上側の縁部は、排水Ｗの水位よりも上方に位置
付けされている。また、断熱材１０，１１の材料として
は、コンクリートブロック７よりも熱伝導率が低く、か
つ吸水性の小さいポリエチレンフォームや発泡スチロー
ルあるいは断熱モルタル等が挙げられる。

【００１３】他方、符号１３は蓋部を示しており、この
蓋部１３はコンクリートブロック７の開放した上部に着
脱可能に取付けられるものであって、その取り付け・取
り外しの際の取手なる孔部１４を備えたコンクリート板
によって形成されている。この蓋部１３は、車両の脱輪
を防止するものであり、必要に応じて備えられる。

【００１４】上記のヒートパイプ式融雪装置は、複数の
ヒートパイプ１５を主体として構成されており、それら
のヒートパイプ１５はコンクリートブロック７の片方の
側壁部１２を貫通し、その一端部側が側溝５の内側に配
設されて加熱部１６となっている。これに対して、ヒー
トパイプ１５の他端部側は道路６のアスファルトに埋設
されて放熱部１７となっている。なお、ヒートパイプ１
５は、空気等の非凝縮性ガスが脱気された密閉構造の細
い円筒パイプ内に作動流体（例えば水やフロン）を封入
した公知のものであり、必要により内部にウイックが設
けられている。

【００１５】ヒートパイプ１５の加熱部３６は、従来の
装置と同様に、側溝５の内側に所定長さを確保するべく
側溝５の長手方向に延ばされた状態で、コンクリートブ
ロック７の底部９に敷かれた断熱材１０の上に所定ピッ
チで水平に配設されている。これらの加熱部１６は、モ
ルタルに埋設されて一体に結束され、モルタルブロック
１８を形成している。したがって、モルタルブロック１
８は、図１での左右両側および下側を断熱材１０，１１
によって覆われている。

【００１６】したがって、上記のように構成された融雪
装置によれば、モルタルブロック１８の下面とコンクリ
ートブロック７の底部９との間に断熱材１０が配設され
ており、また一方で、排水Ｗの水位よりも広範囲に亘っ
て両側壁部１２の表面が断熱材１１によって覆われてい
るから、排水Ｗが側溝５の内側を流下あるいは滞留して
いる間でも、排水Ｗの有する熱はコンクリートブロック
７自体やその下方向および横方向に位置する土壌Ｓには
ほとんど伝達されず、モルタルブロック１８および加熱
部１６のみに伝達される。

【００１７】すなわち、土壌Ｓや道路６やコンクリート
ブロック７と排水Ｗとの熱交換が断熱材１０，１１によ
って抑制されるばかりか、各ヒートパイプ１５の加熱部
１６を覆うモルタルブロック１８には熱伝達される構成
であるから、排水Ｗが流下途中において放散する熱量が
少なくなる。そのため、排水Ｗの熱の大半が各ヒートパ
イプ１５の加熱部１６に伝達される。すると、コンテナ
の内部に封入されている液相作動が蒸発し、その作動流
体蒸気は、路面８下に配設されて温度と内部圧力が共に
低くなっている放熱部１７に向けて流動し、コンテナ周
囲の土壌Ｓに熱を奪われて凝縮する。そして、この熱が
路面８を形成するアスファルトに伝達され、路面８が加
熱される。

【００１８】その結果、路面８に積雪があればそれが速
やかに溶かされ、積雪がないとしても凍結が防止され
る。なお、放熱して再度液相になった作動流体は、ウィ
ックの毛細管圧力や重力によってコンクリートブロック
７の内側に配設された加熱部１６に還流し、そこで再び
加熱されて蒸発する。

【００１９】このように、この発明によれば、側溝５の
周囲の土壌Ｓやコンクリートブロック７自体等に奪われ
る排水Ｗの熱を従来に比べて大幅に減少できるので、排
水Ｗの熱をヒートパイプ１５の熱源として効率よく利用
することができ、その結果、迅速な融雪やムラの無い均
一的な融雪を行うことができる。そして、このような効
果は排水Ｗの下流側においても同様に得ることができ
る。また、コンクリートブロック７自体に対して加工を
施すものではないから、コンクリートブロック７が元来
有する強度を損なうおそれがない。

【００２０】なお、上記の具体例では、側溝５として蓋
部１３を備えたＵ字溝を例示したが、この発明は上記の
具体例に限定されるものではなく、側溝は、要は単体も
しくは複数個を繋げた状態で排水Ｗの流路を成すもので
あればよく、したがって、例えばいわゆる土管や一般的
な金属もしくは合成樹脂パイプでもよい。また、断熱材
１０，１１はコンクリートブロック７の内壁面に設けて
もよい。

【００２１】

【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、側溝を形成する材料よりも熱伝導率の低い材料
によって形成された断熱材を、側溝周囲の土壌と熱源水
との間に設けたから、側溝内を熱源水が流下する途中も
しくは滞留する状態において、側溝周囲の土壌や側溝自
体などによって奪われる熱量を抑制することができ、熱
源水の熱をヒートパイプの熱源として融雪に効率よく利
用できるため、融雪能力の高い融雪装置とすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の具体例を示す概略図である。

【図２】ヒートパイプが本体に装着された状態を示す断
面図である。

【図３】従来技術の一例を示す概略図である。

【符号の説明】

５…側溝、 Ｗ…排水、 Ｓ…土壌、 １０，１１…断
熱部、 １５…ヒートパイプ、 １６…加熱部、 １７
…放熱部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 慎二 北海道千歳市泉沢1007番地151 株式会社 北海道フジクラ内 (72)発明者 山田 忠雄 北海道千歳市泉沢1007番地151 株式会社 北海道フジクラ内 (72)発明者 江口 勝夫 北海道千歳市泉沢1007番地151 株式会社 北海道フジクラ内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に形成されて熱源水の流路となる側
   溝の内部に、ヒートパイプの一端部が前記熱源水と熱授
   受可能に配設されるとともに、前記ヒートパイプの他端
   部が路面直下に埋設されたヒートパイプ式融雪装置にお
   いて、 前記側溝の周囲の土壌と前記熱源水との間に、前記側溝
   を形成する材料よりも熱伝導率の低い材料によって形成
   された断熱材が設けられていることを特徴とするヒート
   パイプ式融雪装置。