JPS6217252A

JPS6217252A - 融雪装置

Info

Publication number: JPS6217252A
Application number: JP15471985A
Authority: JP
Inventors: 隆宮川
Original assignee: Tanaka Kenichi
Current assignee: Tanaka Kenichi
Priority date: 1985-07-13
Filing date: 1985-07-13
Publication date: 1987-01-26
Also published as: JPH0262675B2

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】（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り、極めて重要な問題
である。

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ック内に設
けたり、マット状に構成し、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、ある程度布に配設することが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、電熱ヒータを内設した加熱器で加熱さ
れた熱媒体を、循環ポンプにより、屋根に適宜に配設し
た管路内に循環させ、屋根の積雪を融かす融雪装置にお
いて、屋根を形成する屋根板１８　（いわゆる野地板）
上に設けた断熱材３０の凹溝３６内に管路１６を配設し
、凹溝３６の開口面を放熱板２２で覆うとともに該放熱
板２２のを管路１６に接触させ、さらにその上を瓦、ト
タン等の屋根材１４で覆ったところにある。

（作用）次に、この発明の作用について説明する。

加熱器で熱媒体を加熱し、循環ポンプにより熱媒体を管
路１６内で循環させる。そして、熱媒体の熱が放熱板２
２、屋根材１４に伝達し、屋根の積雪を融かす。

（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
加熱ユニット１２を配置し、この加熱ユニッ１−１２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、加熱ユニット１２
に戻るように構成されている。

前記加熱ユニット１２は、熱媒体が先議された加熱器と
、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３
６が刻設されている。この凹溝３６の側内側面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３
６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
ったが、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つのブロックに分け、（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のブロック状に分けた配設状態の
方が高温の熱媒体液を屋根全面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つのブロックに分け、両側のブロックの棟２
４ｂ側は棟２４ｂに沿って幅広となるように蛇行し、中
央部のブロックは前記第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に留まった雪を熔かすため
に軒先部分２４Ａの蛇行密度を密に配置し、軒先部分２
４Ａ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１
６を配設する直線パネル３２と曲り部分の管路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ａ３６の百円側面３６ａおよび底面３６ｂに突部３
８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：ａ４２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４
４Ａ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４４Ａ、４４
Ｂ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４２、第１、第２曲げ１４４Ａ、４４Ｂ
、直線状ノロ溝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、４４Ｂ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、屋根の積雪は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４
８Ａを屋根材（トタン１４ｂ）から若干浮き上がった位
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４
８Ｂを屋根材（トタン１４ｂ）に固定し、この管材４８
Ｂ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
に咳管路１６の放熱を適度に調節するための強化ポリエ
チレン、シリコンチューブなどの被覆材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１４ｂの下に管路１６を配設した場合には、瓦１４
ｂが波形に形成されているため隣接する瓦１４ｂと瓦１
４ｂ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。したがって、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った空
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５
８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ょ
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７
２ａ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７２
ｃ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７４ｃ、四方切換
弁７４ｃと三方切換弁７４ｂがそれぞれ接続パイプ７２
ｇ、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として給湯用にあっては水が、
又暖房用にあっ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。

したがって、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６
６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７４ａ、７４ｂおよび四方切換弁７４ｃ
を切換える。

したがって、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８
２に蓄熱される。そして、蓄熱されたＮ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７４
ｃを切換える。

したがって、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。

また、管路を断熱板の凹溝の空間に浮かせて保持すると
ともに、凹溝の開口面を、管路に接触するよう放熱板が
覆っているので無駄な放熱を防ぐことができる。

さらに、加熱ユニットを屋根裏に配設すると、加熱ユニ
ットからの若干の放熱により屋根裏空間が暖められ、屋
根裏空間の結露を防止することができる。

また、熱媒体として、沸点が高く比熱が小さなエチレン
グリコール、トリエチレングリコール等の高沸点、低融
点かつ比熱が小さい熱媒体を用いることにより、高温の
蓄熱が可能となり、加熱器の内容積を小さくすることが
可能となり、前述するように屋根裏空間に加熱ユニット
を収納することができる。さらに、熱媒体が低融点であ
るので凍結しにくいという著効を奏する。

一方、管路の中途部を樋内に配設したり、すべり止め具
に沿って設けることにより、凍結による樋の破損が防止
でき、またすべり止め具付近に留まる積雪の効率のよい
融雪も可能となる。

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
止め具に沿っ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・・・加熱ユニット、　１４・・・屋根材、１４ａ
・・・瓦、　　１４ｂ・・・トタン、１６・・・管路、
　　１８・・・屋根板、２０．２４・・・防水シート、
　２２・・・放熱板、　２４・・・屋根、　２４ａ、２
４ｂ・・・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、５
０・・・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、　　７２ｄ、　　７２ｅ、　　１２ｆ　　
・　・　・パイプ、　７２ｃ・・・排出パイプ、７４ａ、７４ｂ・・・三方切換弁、７４ｃ・・・四方切換弁、　７６・・・循環ポンプ、　
７８・・・蓄熱部、　８０・・・加熱コイル、　８２・
・・Ｎ熱媒体、　８４ａ・・・供給パイプ、　　８４ｂ
・・・排出パイプ。第　　１　図＜−ン（ｂ）第　　４　　図第　　１１　　図　　　　　　　　　第　　１２　　図
第　　７　　図　　　　　　　　　　　　　　　　　第
　　８　図第　　１４　図

Claims

【特許請求の範囲】１、電熱ヒータを内設した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、前記管路を、屋根板上に配設した断熱材の凹溝内に配設する一方、該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ったことを特徴とする融雪装置
。