JPS62174403A

JPS62174403A - 道路面の融雪、凍結防止装置

Info

Publication number: JPS62174403A
Application number: JP25335386A
Authority: JP
Inventors: 飯村　修; 原　千里; 博大槻
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd; Hokkaido Gas Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Hokkaido Gas Co Ltd
Priority date: 1985-10-29
Filing date: 1986-10-24
Publication date: 1987-07-31

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〕この発明は燃焼ガス、電熱等により得られる温風を熱源
として、温風ダクトとヒートパイプを利用した道路面の
融雪、凍結防止装置に関するものである。

〔従来の技術〕

ヒートパイプを利用した道路面の融雪、凍結防止装置と
して従来がら用いられでいる装置の一つに温水を熱源と
したものがある。すなわち、道路あるいは軌道に沿って
温水パイプラインあるいは温水溝を敷設し、その内部に
所定間隔でヒートパイプの受熱部または蒸全部を収納し
、放熱部または凝縮部は道路表面付近の地中あるいは舗
装中に道路表面の傾斜にほぼ平行に横たえて設置する。

これにより、温水の保有する熱がヒートパイプを介して
道路表面へ搬送され、道路表面上の雪氷が融解する。

このようなものとしては、例えば特開昭５６−６４００
５号公報、特公昭５８−５２５６１号公報、特公昭５９
−１９２０１号公報等に記載された発明がある。

また、ヒートパイプを用いず、温水パイプラインからの
直接放熱による融雪、凍結防止法もあり、その場合、道
路表面近くの地中あるいは舗装中に温水パイプラインを
設置し、その一端から温水を供給し、温水の有する熱を
直接道路表面に伝え、道路表面上の雪氷を融解する。温
水は保有する熱を与えた後、他端から放出されるか、循
環、再加熱の後、再使用される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、熱源として：温水を使う場合、非降雪時または
非積雪時等、装置の運転を休止する際には、寒冷地にお
いては温水の凍結を防止するため、パイプラインから水
を抜くか、あるいはあらかじめ温水の中に不凍液を使用
してお（等の対策が必要となる。従って、維持管理が困
難となったり、コスト高となったりする。

また道路は歩道部と車道部とが段差をもって構成され、
その段部に雪が積ることが多く、その段差部分に温風ダ
クトを配置することが構造的にも好ましい場合が多い。

この発明は上述のような問題点を解決することを目的と
したもので、ヒートパイプの熱源として温水の代わりに
温風を用い維持管理の容易化を図っており、また歩道と
車道との境界部分に配して治まりよく、かつ効果的作用
をもたらすようにしている。

Ｃ問題点を解決するための手段〕この発明の第１番目の発明では道路面の融雪、凍結防止
装置は道路表面付近の地中あるいは舗装中に、一端が閉
じ、他端に温風放出口を有する温風ダクトを設け、その
温風ダクトの内部には、一端が温風発生装置に接続され
た温風パイプラインを設け、温風パイプラインの内部に
はその管軸方向所定の間隔でヒートパイプの受熱部を収
納し、ヒートパイプの放熱部は前記温風ダクト近傍の道
路表面付近の地中あるいは舗装中に横たえて設置しであ
る。さらに第２番目の発明では温風ダクトを道路延長方
向に所定長さ連続的に中空断面として歩道縁石部および
車道路側部を兼ねて設けである。

〔実　施　例］第１図、第２図および第３図はこの発明の道路面の融雪
、凍結防止装置の一実施例を示したもので、その作用と
ともに説明すると以下の通りである。

燃料ガス取入管６により送られる燃料ガスを燃焼装置７
で燃焼させ、得られた高温の燃焼ガスを燃焼ガス送風装
置８で送り込み、燃焼ガスと、希釈用空気取入管１０に
より取り入れられ、希釈用空気送風装置１）により吹き
込まれる希釈用空気とを混合することにより得られる所
定温度および所定流量の温風を温風パイプライン始端部
１２から温風パイプライン１内へ供給する。

温風パイプライン１内へ供給された温風は、温風パイプ
ティン１内に収納されているヒートパイプ３の受熱部ま
たは蒸発部へ保有する熱を与えた後、温風パイプライン
終端部１３から温風ダクｌ−２の中へ放出される。

温風よりヒートパイプ３の受熱部に与えられた熱は、ヒ
ートパイプ３の放熱部（凝縮部）から放熱される。前記
ヒートパイプ３の放熱部は、道路表面５付近の地中ある
いは舗装４中に設置されており、放熱部から放出された
熱は道路表面５へ伝えられ、道路表面５上の雪氷の融解
に利用される。

一方、温風パイプライン終端部１３から放出された温風
すなわちヒートパイプ３の受熱部に熱を与えてきたため
温度はかなり低下しているが、まだ比較的高温に保たれ
ている温風は、温風ダクト２の中を温風パイプライン１
内を流れる場合とは逆方向に流れて行き、最終的には温
風放出口１４から大気中へ放出される。

温風ダクト２内を流れる温風が保有する熱は、温風ダク
ト２直上の道路表面５に伝えられ、道路表面５上の雪氷
の融解のために利用される。一方、温風ダクト２内を流
れる温風とパイプライン１内を流れる温風との間にも熱
の移動が発生するため、その結果、特に温風ダクト２内
を流れる温風の温度の均一化が図れる。すなわち、温風
ダクト２直上の道路表面５上にある雪氷の融解かむらな
く行なわれることとなる。

第４図の実施例は、歩道縁石部１５および車道路側部１
６が中空断面構造部材、すなわち温風ダクトで構成され
、温風ダクト２の内部に温風パイプライン１が設置され
た場合における標準的な断面図である。この場合、ヒー
トパイプ３から放出される熱は歩道部１７の道路表面上
の雪氷の融解に利用され、温風ダクト２から直接道路表
面に放出される熱は歩道縁石部１５および車道路側部１
６の道路表面上の雪氷の融解に利用されることとなる。

従って、車道部１日の道路表面上に積った雪を機械力等
によって除雪した際に、その除雪された雪が歩道縁石部
１５あるいは車道路側部１６の道路表面上に山伏に堆雪
についても、この装置を運転することにより、融解除去
することができる。なお、その際立上り壁に温風の吹出
口２２を設けると効果的である。

第５図の実施例は、第４図と同様の実施例を示すが、こ
の場合は、歩道縁石部１５のみが中空断面部材、すなわ
ち温風ダクト２で構成され、ダクト２の内部に温風パイ
プライン１が設置された実施例における標準的断面図で
ある。

第６図の実施例は第３図の実施例において、温風ダクト
２をはさみ、その両側にヒートパイプ３を設置した場合
の標準的断面図である。

第７図の実施例は第４図の実施例において、温風ダクト
２に歩道縁石部１５と車道路側部１６との境界付近に隔
壁１９が設けられた場合の実施例である。この隔壁１９
は主として温風ダクト上蓋２０を支持する働きをする。

なお、温風パイプライン１から温風ダクト２内に放出さ
れた温風が前記隔壁１９の両側の断面内を一様の速度、
温度で流れるようにするため、隔壁１９は温風ダクト２
を完全に二室に分離するものではなく、延長方向に不連
続的に設けであるか、または連続的であっても適当数の
貫通孔を有する等の構造とする。

第８図の実施例はこの発明の実施例における温風パイプ
ライン始端部１２および終端部１３付近の構造例と温風
の流れの状況を示す温風ダクト２の縦断面図である。す
なわち、第３図〜第７図に示す実施例における温風ダク
ト２のヒートパイプ３の放熱部設置方向からみた縦断面
図である。図に示すとおり、温風パイプライン始端部１
２から温風パイプライン１内に供給された温風は温風パ
イプライン終端部１３より温風ダクト２の中を’ｌＬｌ
式風プライン１の中での流れの方向とは逆向きに流れた
後、温風放出口１４から大気中へ放出される。

第９図、第１０図に示す実施例では、温風はまず温風ダ
クト２内へその一端から送り込まれ、道路面ぺ熱を供給
しながら温風ダクト２内を流れた後、その他端から温風
パイプラインｌ内へ流入し、温風パイプラインｌ内に収
納されているヒートパイプ受熱部に熱を与えながら、温
風パイプライン２内を流れ、最後に空気中へ放出される
という順序であってもよい。この方法では、温風の温度
は、温風パイプライン内より、温風ダグ１−内において
高くなるため、歩道部より車道路側部の雪氷を融かす方
を主眼とする場合に有効となると考えられる。そしてこ
の実施例の温風の流れは第２図の場合と逆となる。

第１）図、第１２図、第１３図および第１４図に示す実
施例は第７図の場合と同様に、温風を、温風ダクト２の
中を一定方向に、はぼ一様に流す場合に用いられる構造
である。したがって、この場合も、隔壁１９は、主とし
て温風ダクト上蓋を支持する働きをする。

また、隔壁１９は、主として温風ダクト内における温風
の流路延長を長くすることを目的として設けるもので、
温風は、温風パイプライン内および、隔壁により分離さ
れることによりできた各室を順次流れていくこととなる
。なお、温風が温風パイプラインや各室を流れていく順
番や方向は必ずしも一通りに限定されるものではなく、
いくつかのタイプが考えられる。以下にその例を示す。

第１５図、第１６図に示す実施例は、温風ダクトが、２
つの隔壁１９により３室に分離されている例を示し、こ
の隔壁１９は、それぞれ相反対偶の延長方向端部のみが
不連続となっており、この部分を介して、それぞれの隔
壁の両側にある室は相通している。第１５図には、以上
の構造の場合に、温風発生装置で発生した温風が、まず
温風パイプライン１へ送られ、次に室２３内を順次流れ
た後、空気中へ放出される場合の温風の流れの状況を示
してあり、第１７図には、この逆経路の場合が示しであ
る。

第１８図、第１９図に示す実施例は、温風ダクトが４つ
の隔壁１９により５室に分離されている例を示し、この
場合、最も温風パイプラインに近い隔壁１９のみが、温
風パイプラインの終端部１３とは相反対偶の延長方向端
部において不連続となっており、この部分を介して隣接
する室２３が相通じている。また各室２３および温風パ
イプラインとがそれぞれ温風ダクト外において配管２４
によって接続されている。第１８図は、温風発生装置で
発生された温風が、まず室２３へ送りこまれ、次いで各
室２３を流れた後、最後に空気中へ放出される場合の、
温風の流れの状況を示しである。第２０図には、この逆
経路の場合も示しである。

なお、温風を各室及び温風パイプライン内に流す順番と
方向は、以上に述べた構造を適宜組合せて用いることに
より、ある程度任意とすることができる。

第２１図に示す温度分布状況を測定したこの装置は、長
さ約３０ｍを道路の歩道約２．５ｍ、路肩部約１．３ｍ
に適用した場合入口温度を２００℃とすればヒートバイ
ブ差し込み管路の平均温度は約１６０°Ｃであり、ヒー
トパイプから歩道表面に伝達する熱量は平均で約２３０
　Ｋｃａβ／ｄである。また路肩側表面に伝達される熱
量は平均約　１４００Ｋｃａ＆で最終管路（６管路経過
後）出口での温度は２０　’Ｃと十分安全な温度となっ
ている。

そして管路別温度分布（管路中央部）は以下の通りであ
った。

２（−皿　　一番一里第■管路　　２００’Ｃ１２５”Ｃ〃■〃１２５〃１０５〃〃■〃１０５〃６５〃〃■　　〃　　　　６５　〃　　　　４５　〃〃■　　
〃　　　　４５　〃　　　　３０　〃〃■　　〃　　　
　３０　〃　　　　２０　〃ところで温風パイプライン
１や温風ダクト２、温風ダクト上Ｍ２０等の材質等は次
の通りである。

温風パイプライン１は通常銅管製であり、温風ダクト２
内で、鋼材等からなる通光な架台２１により支持、固定
されている。なお、温風パイプライン１は所定の条件を
満足するものであれば、他の材質であっても構わない。

温風ダクト２は鉄筋コンクリ−１−製あるいは構成とす
ることが考えられる。もちろん、カ２１と鉄筋コンクリ
ートを併用したり、あるいは所定の条件を満足すれば、
他の材質とすることもできる。

温風ダクト上Ｍ２０は道路表面５への熱伝達を効果良く
行なう必要があり、かつ路面荷重に対する十分な強度を
有する必要がある。

考えられる材質としては、鋼製のもの、鋼製とし、道路
表面となる側をコンクリートで覆ったもの、鋼製とし、
道路表面となる側をアスファルトで覆った物、鋼製とし
、道路表面となる側を歴青材料で覆ったものなどが挙げ
られる。

また、ヒートパイプ３が設置されている部分の舗装４や
温風ダクト上蓋２０は熱を効率良く道路表面５へ伝える
必要がある。そのため、舗装コンクリートや温風ダクト
上蓋２０を覆うコンクリート中にスチールファイバーや
鉄鉱石等を所定量混入し、熱伝導度を高めるという方法
も考えられる。

前記実施例においては、燃料ガスを燃焼装置で燃焼させ
、得られた高温の燃焼ガスを希釈用空気と混合すること
により温風を発生させ、それを温風装置により温風パイ
プラインに供給する方法が示しであるが、温風の発生方
法としては、これ以外に次の方法も考えられる。すなわ
ち、空気取入口から取入れた空気を電気ヒーターで加熱
し、得られた所定温度の温風を送風装置にて温風パイプ
ライン内へ供給する方法。空気取入口から取入れた空気
を、重油等の液体状の燃料を燃焼させることによって得
られる燃焼熱によって加熱し、得られた所定温度の温風
を送風装置に温風パイプライン内へ供給する方法。ゴミ
焼却設備等から得られる燃焼排ガスをそのまま、あるい
は空気と混合して所定温度の温風とした後、それを送風
装置にて温風パイプライン内へ供給する方法。あるいは
既に記載の実施例あるいは前記方法のうち、複数の方法
を組合せて用いた方法がある。

また、既に記載の実施例あるいは前記の方法で得られた
温風の中には、別途設けられたボイラーにより得られる
水蒸気を送り込んだり、所定量の水を噴霧する等により
水蒸気を混入することも考えられる。これを行う場合に
は、温風中に混入された水蒸気が温風パイプラインある
いは温風ダクト内を流れる間に液化する際に発生する凝
縮熱をも路面の雪氷の融解に利用できるという利点が得
られる。

ただし、この場合は、温風パイプライン、あるいは温風
ダクト内に水蒸気の凝縮より生成する水が溜ることとな
るので温風パイプラインおよび温風パイプラインに適切
な排水対策を施してお（必要がある。

なお、前記実施例においては、温風パイプラインへ送ら
れた温風は、温風ダクトを通った後、温風放出口から空
気中へ放出されるとされているが、もちろん、この温風
はその全量、あるいは一部を再加熱して、再度温風パイ
プラインへ供給するという方法でもよい。

すなわち、装置としてクローズド・システムとしてもよ
い。

〔発明の作用効果〕

温風発生装置により発生する温風は前記温風パイプライ
ン１に供給され、温風の保有する熱をヒートパイプ３を
介して道路表面５に搬送し、一方、温風ダクト２には温
風パイプライン１の開放端より流出する温風を供給する
ことにより、温風の保有する熱を直上の道路表面５に伝
え、これら道路表面５上の雪氷を融解させる。

温風パイプライン１の一端から供給された温風は、従来
の温水パイプラインのような考え方によれば、ヒートパ
イプ３に熱を与えた後は、そのまま大気中に放出される
こととなる。しかし、この場合、温風放出口付近に設置
されているヒートパイプにも十分熱を与えるためには、
温風は温風放出口付近においても、まだかなりの熱を有
している必要があり、従ってこの温風をそのまま大気中
に放出してしまうことは非効率的である。この問題を改
善するため、温風パイプラインの温風放出口を道路表面
付近の地中あるいは舗装中に設けられた温風ダクトに接
続し、温風ダクトに前記温風パイプラインの中を流れ、
ヒートパイプに熱を与えてきた温風を供給することによ
り、温風の有する余熱を直接道路表面に伝え、その後、
温風を温風ダクトの終端部に設けられた温風放出口より
大気中に放出するという方法が考えられる。しかし、こ
の方法では温風ダクト内を流れる温風の温度には、温風
パイプラインからの流入部と大気への放出口付近でかな
りの差が生じ、その結果、道路表面上の雪氷の融解状態
にも大きなむらが発生すると考えられる。この場合の対
策として、前記温風パイプライン１が、前記温風ダクト
２内に内蔵され、かつ温風パイプライン１内を流れてき
た温風が、温風ダクト２内に放出され、温風２内を流れ
た後、大気中に放出される構造とすれば、温風パイプラ
インｌ内を流れる温風と温風ダクト２内を流れる温風と
の間に温風パイプライン１の管壁を通して熱の移動があ
るため温風ダクト２内を流れる温風お温度の均一化が図
れる。従って、温風ダクト２から直接道路表面５に伝え
られる熱量の温風ダクト２延長方向での均一化が図れ、
道路表面５上の雪氷の融解状態にも均一が図れるという
利点が得られる。

この発明の装置は前記構成からなり、ヒートパイプの熱
源として温風を利用しているため、パイプラインにおけ
る凍結の心配がなく、また維持管理が容易である。従っ
てランニングコストの低減が図れる。

温風ダクトの中に温風パイプラインが内蔵される構造と
なっており、往路で温風パイプラインが内蔵に供給され
た温風が、復路では温風ダクトに供給される。従って、
温風パイプライン内を流れる温風との間に熱の移動が行
われるため、特に温風ダクト内を流れる温風の温度の均
一化が図れる。すなわち、温風ダクト直上の道路表面上
の雪氷の融解がむらなく行なわれるという利点がある。

さらにこの装置を歩道と車道との境界部に設けることに
より境界部の構成を容易に形成することができるととも
に堆雪についても融解を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が採用されている道路の標準的構造を
示す斜視図、第２図はこの発明における温風の供給、放
出の一実施形態を示す斜視図、第３図は道路と直交する
方向の断面図、第４図〜第７図は他の実施例を示す断面
図、第８図は温風の流れの状況を示す温風ダクトの縦断
面図。第９図、第１０図と第１）図、第１２図と第１３
図、第１４図、第１５図、第１６図、第１７図と第１８
図、第１９図、第２０図は他の実施例の平面図と断面図
、第２１図は実験例の斜視図である。１−−−−−・温風パイプライン、２−−−−−−・温
風ダクト、３−・−ヒートパイプ、４−−−一舗装、５
−・−道路表面、６−−−−−燃料ガス取入管、７−−
−−−・・燃焼装置、８−−−−一燃焼ガス送風装置、
９−・−・−・燃焼用空気取入管、１０・−・・−・希
釈用空気取入管、１）・−・・−・希釈用空気送風装置
、１２−・−・−温風パイブライン始端部、１３−−−
−一温風パイブライン終端部、１４−・−温風放出口、
１５−一一一一一一歩道縁石部、１６−−−−−−−車
道路側部、１７・・・−・・−歩道部、ＩＬ−・〜車道
部、Ｉ９・−・・−・隔壁、２０−−−−−−一温風ダ
クト上蓋、２１−・−・架台、２２−・−透孔、２３〜
・・・−室、２４・・−四配管。第１図、３第２図第３図第４図第６図方８図第９図第１０図第　１）　図第１２図第　１３　　図第１４図第１５図　　　　　　第１７図第１６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）温風ダクトを道路表面付近の地中あるいは舗装中
に設け、その温風ダクトの内部には一端が温風発生装置
に接続されている温風パイプラインを設け、その温風パ
イプラインの内部にはその管軸方向所定の間隔でヒート
パイプの受熱部を収納し、そのヒートパイプの放熱部は
前記温風ダクト近傍の道路表面付近の地中あるいは舗装
中に横たえて設置してあることを特徴とする道路面の融
雪、凍結防止装置。
（２）温風ダクトを道路延長方向に所定長さ連続的に中
空断面とした歩道縁石部および車道路側部を兼ねて設け
、その温風ダクトの内部には一端が温風発生装置に接続
されている温風パイプラインを設け、その温風パイプラ
インの内部にはその管軸方向所定の間隔でヒートパイプ
の受熱部を収納し、そのヒートパイプの放熱部は前記温
風ダクト近傍の道路表面付近の地中あるいは舗装中に横
たえて設置してあることを特徴とする道路面の融雪、凍
結防止装置。