JPS60126403A - ヒ−トパイプ式融雪システム - 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】 本発明はヘッダー管内を流れる水の流動・停止によるヒ
ートノ母イブのスイッチ作用を利用したヒートノやイブ
式融雪システムに関するものである。

近年、坂道や商店街の道路、あるいは駐車場などに降っ
た雪を、ヒートパイプにより取り出した地熱を利用して
融雪することが行われるようになってきた。

従来のヒートパイプ式融雪システムは、例えば第１図に
示すように道路の路肩に垂直に穴を堀って逆り字形全な
すヒートパイプ１の垂直部ＩＡ全地中２に埋設し、水平
部ＩＢを路面３に沿って深さ数α程度に埋設していた。

この逆り字形のヒートパイプ１は、道路の長手方向に沿
って２０〜３０ｃｒｎ間隔で複数本埋設し、地熱をヒー
トパイプ〜の垂直部ＩＡで吸い上げ、水平部ＩＢから放
熱して路面３に降った雷全融雪するものである。

しかしながら、従来のヒートパイプ 部ＩＢが２〜７ｍ、垂直部ＩＡが８〜１２ｍ程度の逆り
字形をなす大型のものであるので工場から現場までの運
搬作業がめんどうである。

また路面３を均一に融雪するためには、水平部ＩＢの管
径に余９拘らず、その熱伝達範囲から２０〜３０αの間
隔で多数配置しなければならない。このため細いヒート
パイプ１を多数用い垂直部ＩＡ全埋設するための深い穴
をヒート／ＩＰイｆ１の数に応じて堀削しなければなら
ず作業に多くの手間を要していた。

また従来のシステムでは、ヒートノやイブ１を地中２に
設置したままの状態であるので、初冬や夜間など外気温
が低くなると、雪が降っていなくてもヒートパイｆ１が
作動して無用に地熱を放出してしまう。この結果、冬の
後期になると、降雪があっても、既に地下温度が下って
いるので路面３に熱を充分取り出すことができず効果的
な融雪を行うことができなかった。

なおヒートパイｆ１の垂直部ＩＡが地下水の水路に当る
と連続的に熱全取り田すことができるが、これも地下水
に当ったヒー）　ノｆイブ１だけであり、これから外れ
た場所に設置されたものは、前述と同様の問題があり、
冬の後期においては融雪効果がなくなってしまう欠点が
あった。

本発明はかかる点に鑑み種々研究を行った結果、ヒート
パイプを直状にして運搬を容易にすると共に、垂直に埋
設するヒートパイプの本数を削減して埋設作業を少くシ
、シかもヒートパイプにスイッチ機構を設けて、秋口の
無用な放熱を防止して冬の後期に至るまで効果的に融雪
できると共に、路面全体全均一に融雪することができる
ヒートパイプ式融雪システムを開発したものである。

即ち本発明は、所定の間隔で、複数本のヒートパイプを
地中に垂直に埋設し、各ヒートパイプの上端部を、路面
に沿って埋設され循環水路全形成したヘッダー管の内部
に接続すると共に、該ヘッダー管に、路面に沿って埋設
した複数本のヒートノやイブまたは循環ノやイア°″ｆ
ｔ接続し、且つ前記へラダー管の循環水路に循環ポンプ
を設けたことを特徴とするものである。

以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

第２図および第３図は本発明の一実施例を示すものであ
る。

図において４はヘッダー管で、路面３に沿って埋設され
、内部に水５が流通する循環水路６を形成している。前
記循環水路６の途中には循環ポン７’７と補助ボイラー
８が設けられている。

９け直状のヒートノやイブで、前記ヘッダー管４０片側
の長手方向に沿って、所定の間隔で地中２に垂直に埋設
されていると共に、その上端部９ａがヘッダー管４の内
部に挿着されて、水５と接触するようになっている。

１０は路面３に沿って略水平に埋設されたヒートパイプ
で、やや傾斜して配置され、その低位側端部が前記へラ
ダー管４の内部に挿着されて水５と接触するようになっ
ている。この略水平に配置されたヒートパイｆｉｏは垂
直に埋設されたヒートパイプ″９より管径が細く、また
その設置本数も多く、ヘッダー管４の長手方向に沿って
２０〜３０α間隔で設置されていると共に、路面３と平
行にプレートフィン１１・・・が夫々取付けられている
。またこれらヒートパイプ５− ９．１０け、例えば鉄管で形成され、内部に作動液とし
てアンモニアやメタノールを封入したものが甫いられる
。なおグレートフィンは必要に応じて設けるもので、設
けなくともよい。

次に上記構成をなす融雪システムについてその作用を説
明する。

秋口など外気温が低く、降雪のない状態では、循環ポン
ｆ７の運転を停止しておくと、ヘッダー管４内の水５は
流動せず静止状態にある。地中２に垂直に埋設したヒー
）　ノ４イｆ９け、その上端部９１Ｌがヘッダー管４に
挿着されて水５と接触しているが、水５が静止している
ので、その熱伝達量は極めて小さく地熱の放熱はほとん
どない。従りてヘッダー管４内の水濡の上昇は極めて小
さく、これと接触する略水平のヒートパイｆｉｏによる
熱伝達作用も停止しな状態となり、地熱の無用な放出は
なく、地熱温度の低下を防止することができる。

冬になって雷が降ったときは、循環ポングアを運転して
、ヘッダー管４内を水５を流動させ６− て循環水路６内全循環させる。水５が流動を始めると、
垂直に埋設したヒートパイプ９のヘッダー管４内に挿着
した上端部９ａが、流動する水５と接触して念速に熱伝
達が行われ、地熱を吸い上げて水５を加熱する。

この場合、ヒートバイア″９の上端部９ａＶｃおける熱
伝達重音、水５が静止状態の場合と流動状態の場合とで
比較すると、例えば静止状態で５０〜ｌＯ１００ｋ／ｍ
２ｈ℃であるのに対し、流動状態では２０００〜３００
０　ｋＱＩＩｊ／ｍ２ｈＵとなり、ヘッダー管４内での
水５の流動停止により実質的にヒートバイア９，１０の
作動・停止のスイッチ作用をなすことになる。

この結果、湿度の上昇した水５は循環水路６ｋＷれ、こ
れと接触するヒート・やイノ１０の熱伝達作用により、
路面３に沿って伝達され、更にグレートフィン１１全伝
って路面３全加熱し、積った雪上融雪することができる
。

また降雪量が多く、地熱からの伝熱だけでは十分に融雪
できない場合には、ヘッダー管４の循環水路６に取付け
た補助ボイラー８を運転して、更に水温’を上昇させる
ことにより効果的に融雪することができる。

また垂直に埋設したヒートバイアｆ９と路面３に沿って
略水平に埋設したヒートパイｆｘｏとは、ヘッダー管４
内を循環する水５全介して熱的に接続されているので、
路面３ｆ均一に加熱することができる。即ち垂直に埋設
した複数本のヒートバイア０９・・・のうち、何れかが
地下水の水路に当ると、連続的に熱全吸い上げ、この熱
によりヘッダー管４内の水５Ｙｔ加熱し、これが循環し
ながら、更に略水平に配置した各ヒートバイア１０・・
・に伝達されるので、路面３を均一に且つ効率良く加熱
することができ、従来の個々に並列して埋設した逆り字
形のヒー）　Ａｌ　イア’１では得られない、作用効果
を挙げることができる。

また垂直に埋設したヒートパイプ９として、内部にウィ
ックを設けたトップヒート型のものを用い、また路面３
に沿って埋設したヒート・母イｆｌＯ′ｆｔ水平に設置
することにより、夏期に蓄熱作用全行うこともできる。

これは夏期に日射量が多く、路面３が加熱されて高温に
なったときに循環ポンプ７を運転する。路面３の熱はプ
レートフィン１１、水平なヒートパイプ１０Ｉ＝ａして
、ヘッダー管４に伝達されて、内部を循環する水５を加
熱する。更にこの加熱された水と接触するトップヒート
型のヒートバイア９により熱が垂直に地中２に伝達され
て、地温を上昇させて、蓄熱することができるものであ
る。

第４図は本発明の他の実施例を示すものであるＯ ヘッダー管４けＵ字形に形成されて路面３に沿って埋設
され、更にこの片側の長手方向に沿って、所定の間隔で
複数本のヒート・臂イア″９が地中に垂直に埋設されて
いる。更に前記ヘッダー管４のＵ字形をなす中間部には
、該へ、グー管４の両側部と直交して、複数本の循環ノ
母イノ１２・・・が連通され、連続した循環水路６を形
成している。なおヘッダー管４の、循環水路６の９− 途中には上記実施例と同様に循環ポンシフと補助ボイラ
ー８が設けられている。

上記融雪システムは、冬期の降雪時に循環ポンプ７を運
転すると、垂直に埋設したヒートパイプ９が作動して地
熱を吸い上げ、循環水路６内の水５を加熱する。この加
熱された水５けヘッダー管４０片側から並列した細い循
環・母イゾ１２・・・全通って路面３を加熱して融雪し
、温度の低下゛した水５け再びヘッダー管４を循環して
ヒートパイプ９により加熱されるものである。

この場合も、循環ボン７′″７の運転上止めることによ
り、ヒートパイプ９の作動を停止して、無用な放熱全防
止することができる。

なお上記実施例では何れもヘッダー管４の循環水路６に
補助ボイラー８を設けたものについて示したが、降雪量
の少い場所に設置する場合には、必ずしも設けなくても
良い。

以上説明した如く、本発明に係るヒートパイプ式融雪シ
ステムによれば、ヒートノやイブを直状にして運搬全容
易にすると共に、垂直に埋設−１〇− するヒート・９イグの本数を削減して掘削布設作業全容
易にし、しかもピートノ９イグにスイッチ機構を設けて
、秋口の無用な放熱を防止して冬の後期に至るまで効果
的に融雪できると共に、路面全体を均一に融雪すること
ができるなど顕著な効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の逆り字形のヒートパイプを用いた融雪シ
ステムを示す縦断面図、第２図は本発明の一実施例によ
る融雪システムを示す縦断面図、第３図は第２図の融雪
システム全示す斜視図、第４図は本発明の他の実施例に
よる融雪システムを示す斜視図である。 １．９．１０・・・ヒートパイプ、２・・・地中、３・
・・路面、４・・・ヘッダー管、５・・・水、６・・・
循環水路、７・・・循環ポンプ、８・・・補助がイラー
、１ノ・・・プレートフィン、１２・・・循環ノ母イブ
。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦ｉｔ− １６一 し１頁の続き 〉発　明　者　石　井　純　東京都千代田区丸の内金社
内 １７− ２丁目６番１号　古河電気工業株式

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の間隔で、複数本のヒートパイｆを地中に垂
   直に埋設し、各ヒートノ母イブの上端部全、路面に沿っ
   て埋設され循環水路を形成したヘッダー管の内部に接続
   すると共に、該ヘッダー管に、路面に沿って埋設した複
   数本のヒートパイプまたは循環パイプを接続し、且つ前
   記へラダー管の循環水路に循環ポンプを設けたことを特
   徴とするヒートパイプ式融雪システム。
2. （２）ヘッダー管の循環水路に補助がイラーが設けられ
   ていること全特徴とする特許請求の範囲第１項記載のヒ
   ートパイプ式融雪システム。