JP5500396B2 - 融雪機 - Google Patents

Description

本発明は、雪を融解させる融雪機に関する。

従来、融雪機には、融雪用熱源の燃焼室で灯油バーナーによって生成された高温水を、雪を投入する融雪専用槽に温水供給管を介して供給することで融雪し、融雪によって生じた融雪水を、融雪専用槽内に設けた排水ポンプから融雪水排出管を介して配水管に排出しているものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２５２０４号公報（第５頁、第３図）

しかしながら、特許文献１に記載の融雪機にあっては、雪を融雪水に変換するのに高温水だけを使用しているので、多量の高温水が必要であるばかりか、融雪するのに時間が掛かり、融雪効率に限界があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、多量の高温水を使用することなく、融雪効率の高い融雪機を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の融雪機は、雪を投入し、該投入された雪に温水を噴霧する第１の温水噴霧手段を有する投入部と、前記投入部から投入された雪を収納可能な融雪槽と、前記投入部で投入された雪を加温して前記融雪槽まで搬送する移送部と、を備えた融雪機であって、
前記融雪槽の上方部側に下方側に向けてマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段及び上方から下方側に向けて温水を噴射させる温水噴射手段を、下方部側にシーズヒータ手段を配備したことを特徴としている。
この特徴によれば、投入部で第１の温水噴霧手段により雪に温水を噴霧し、移送部で更に雪を加温することで融雪させて、予め雪をマイクロ波照射手段によって結晶の崩壊が起こりやすい状態とすると共に、更に融雪槽で温水噴射手段により下方側に向けて温水を噴射することで、雪の凍結結晶を緩めて雪の溶水化を図ることができるので、マイクロ波による融雪効率を上げることができる。また融雪槽の下方に貯水された融雪水はシーズヒータ手段によって大量の熱が与えられるので、融雪槽に積層された雪は上方側がマイクロ波照射手段により、下方側がシーズヒータ手段により溶かされ、融雪速度を高めた融雪効率の高い融雪機が提供でき、高温の温水を多量に消費しなくて済む。

本発明の融雪機は、前記移送部は、前記移送部は、前記投入部で投入された雪を前記融雪槽まで搬送する回転羽根車で構成され、該回転羽根車の羽根部には投入された雪に温水を噴霧する第２の温水噴霧手段が施されていることを特徴としている。
この特徴によれば、第２の温水噴霧手段が施されている羽根部を有する回転羽根車を用いることにより、融雪槽までの雪の移送を加温しながら連続的に行うことができる。

本発明の融雪機は、前記第１及び第２の温水噴霧手段、温水噴射手段への温水は温水補充タンクから温水が補充可能な温水貯蔵タンクから供給することを特徴としている。
この特徴によれば、温水を温水補充タンクから温水が補充可能な温水貯蔵タンクから供給するので、所定時間連続運転が可能である。

本発明の融雪機は、前記温水補充タンクは温水予備タンクから温水が補給されることを特徴としている。
この特徴によれば、長時間に亘って連続運転が可能である。

本発明の融雪機は、前記温水補充タンクの温水領域と融雪槽内の融雪水領域とをゼーベック素子で連結して電力を得るようにしたことを特徴としている。
この特徴によれば、融雪槽内の低温の融雪水と温水補充タンク内の温水との温度差を利用して電力を得ることができる。

本発明の実施例における融雪機の天井カバーを外した全体構成及び投入部拡大図を示す概略図である。 移送部における上部回転羽根車の詳細図である。 移送部における下部回転羽根車近傍の詳細図である。 融雪槽の概略図である。 融雪機における温水の供給系統図である。

本発明に係る融雪機を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下に説明する。

図１の符号１は、冬季の降雪地域で降雪により通行困難となった公道等を除雪する際に、除雪した雪を融雪する本発明としての融雪機であって、天井カバー３を上方に取り外して融雪機内部上方部が確認できる状態にしたものが図示されている。この融雪機１は、天井カバー３の上部に雪が投入される投入部としての雪投入口５が設けられている。

雪投入口５は、図１の拡大図に示されているように、上辺４箇所に温水パイプ７が張り巡らされており、温水パイプ７に形成した無数の孔７ａから雪投入口５の内方下部に向かって温水シャワーによりおよそ４０℃〜６０℃の温水が噴霧される第１の噴霧手段を有している。そしてこの第１噴霧手段への温水は下方に配置した温水貯蔵タンクとしての第１タンク９―１から供給される。

雪投入口５に投入された雪は下方に配置した移送部１１の上方に配置した上部回転羽根車１３に到達する。図２に示すように、上部回転羽根車１３は多数の羽根部１３ａで構成され、図示しないモータにより駆動される。羽根部１３ａはその拡大図に示したようにし周囲を取り囲んだ温水パイプ１４に形成した無数の孔１４ａから外方に向かって第２の噴霧手段としての温水シャワーによりおよそ４０℃〜６０℃の温水を噴霧するようになっている。

上部回転羽根車１３に到達した雪は温水パイプ１４からの温水で加温されると共に、２つの羽根部１３ａ、１３ａ間に捉えられて移送される。羽根部本体はパンチングメタル１５で構成されており、このパンチングメタル１５の多数の開口穴１５ａにより、上部回転羽根車１３の回転時の雪の移送抵抗を軽減することができる。移送部１１は、図１に示すように、下方に下部回転羽根車１７が配置されており、上部回転羽根車１３と下部回転羽根車１７間は雪が下部回転羽根車１７に移送され易いようにＩＨヒータ１９ａを複数表面に露出させた下方に向かう傾斜通路１９が形成されている。このＩＨコイル１９ａは、電通することで傾斜通路１９に対して誘導加熱を行い、加温された半融雪状の雪が再氷結することを防げる。

図３に示すように、下部回転羽根車１７は傾斜通路１９の最下端部に配置され、その羽根部１７ａの下方半円部側が融雪槽２１の投入開口２１ａに臨んでいる。これにより傾斜通路１９の上方から移送されてきた半融雪状態の雪は投入開口２１ａから融雪槽２１内に向かって円滑に投入される。また下部回転羽根車１７の上方には投入開口２１ａに向けて温水シャワー２３によりおよそ４０℃〜６０℃の温水が噴霧される。そして上部回転羽根車１３内の温水パイプ１４および下部回転羽根車１７の上方からの温水シャワー２３は第２の温水噴霧手段を構成している。

つぎに、図１及び図４により、融雪槽２１について説明する。融雪槽２１の上部に設けた天井面２３には、通電されることで、内部でマイクロ波を発生させる本発明におけるマイクロ波照射手段としてのマグネトロン２５複数配列されている。尚、融雪槽２１の内壁面には、特に図示はしないが、全面にマイクロ波を吸収可能なシールドメッシュが貼り付けられている。

また融雪槽２１の上方内周囲部にはジェット流が噴射可能な融雪パイプ２７が配設されていると共に、融雪槽２１の上方４隅には融雪槽２１の下方に向けて噴射するジェットパイプ２９が４つ配設され、融雪パイプ２７とジェットパイプ２９とで本発明の温水噴射手段を構成している。この温水噴射手段へのおよそ４０℃〜６０℃の温水は融雪槽２１に隣接した温水貯蔵タンクとしての第４タンク９―４から供給される。温水噴射手段の作動は間欠作動であって、下部回転羽根車１７から投入された雪がある程度溜まった状態で噴射する方が温水の有効利用化が図れる。

融雪槽２１に積層した雪が温水噴射手段により水溶化に成りやすい半融雪状の雪になり、この半融雪状の雪にマグネトロン２５からのマイクロ波を照射することで、雪の結晶は容易に崩壊されて融雪水に変換され、融雪槽２１の下部に貯水される。融雪槽２１の下方には融雪機１の運転開始前に所定高さまで（例えば、融雪槽２１の１／５程度の深さまで）温水が貯水されており、この温水域に加熱部が突出するようにした、発熱体であるニクロム線を金属の保護管で覆ったシーズヒータ手段が複数融雪槽の外壁に取付けられている。シーズヒータ手段としては外壁に取付け易いフランジ型のシーズヒータ３１が好適である。

融雪槽２１の下方に貯水された温水は融雪水と混合してもフランジ型シーズヒータ３１により常に加温されているので一定温度が保持され、従って融雪槽２１に積層した半融雪状の雪は上方からのジェット温水とマイクロ波で、下からは温水でサンドイッチ状態で加熱されるので、温水が低下しない初期段階においては、特に短時間で効率よく融雪水に変換することができる。

また融雪槽２１は、投入された半融雪状の雪を撹拌する撹拌羽根車３３を中央部に上方に配置して、半融雪状の雪を撹拌して均等に加熱されるようになっており、融雪効果を上げることができる。更に融雪槽２１の上方部にはオーバフロー桶３５が設けられており、融雪水（水に近いシャーベット状のものも含む）の水位がこのオーバフロー桶３５まで上昇すると、排水管３７を介して温水予備タンクとしての第５タンク９−５に水源として補充される。そして融雪水の水位がオーバフロー桶３５よりも上昇して排水管３７から絶えず融雪水が排出される状態になれば、図示しないブザー等の報知手段によって融雪機１の作動を一旦停止すると共に融雪槽２１内の融雪水を融雪槽に設けた排水電磁バルブ（図示せず）を開いて外部の下水管等に放出され、一部は温水予備タンクとしての第５タンク９−５に水源として補充される。

次に図５に基づき温水の供給システムについて説明する。タンクは第１タンク９−１、第２タンク９−２、第３タンク９−３、第４タンク９−４及び第５タンク９−５の５つ備えられ、各タンクはおよそ４０℃から６０℃の温水が供給できるように貯水されており、融雪機１の使用温度環境に応じて、これらタンクに対してもマイクロ波照射手段やシーズヒータ手段或いは撹拌羽根車を用いてタンク内の温水が下がらないようにすることができる。

そして第１タンク９−１内の温水は投入部５の第１の噴霧手段と移送部１１の第２の噴霧手段とに供給され、第４タンク９−４内の温水は融雪槽２１に上方から噴射する温水噴射手段に供給すると共に、融雪機１の運転開始前に所定高さまで温水を貯水するために使用される。一方、第２タンク９−２内の温水は第１タンク９−１内の温水が所定レベルまで低下した時に補充するタンクであり、第３タンク９−３は同様に第４タンク９−４のための補充タンクとして機能している。

第５タンク９−５は主として第２タンク９−２と第３タンク９−３の補充用として準備した温水予備タンクであるが、第１から第４までのタンクが何等かの事情で一時的に水位が低下した場合にもそれらタンクに臨時的に温水を供給可能になっている。この第５タンク９−５の水源は融雪槽２１からオーバフローして排出される融雪水或いは融雪槽２１内から排出される一部の融雪水を利用するので水のリサイクル化も図れる。

次に本発明の融雪機１の運転に際しての温水循環システムの一例について述べると、融雪機１の運転は２０分運転して１０分ないし１５分休止し、再び２０分運転して１０分ないし１５分休止するサイクル運転とし、２０分の運転中は、投入部５の第１の噴霧手段と移送部１１の第２の噴霧手段２は常時温水が供給されるが、噴射手段に対しては２分噴射して３分休止するサイクルを４回繰り返して融雪機１を休止させる。そして１０分ないし１５分間の休止期間中に第２タンク９−２及び第３タンク９−３はそれぞれ第１タンク９−１及び第４タンク９−４で消費された温水を補充すると同時に、第５タンク９−５から第２タンク９−２及び第３タンク９−３に温水が補給される。

上記したようにタンクの数は必ず５つ用意する必要はなく、第１タンク９−１と第４タンク９−４をまとめて温水貯蔵タンクとし、第２タンク、第３タンク及び第５タンクをまとめて温水予備タンクとして、最低２つのタンクがあればよいし、短時間使用する小形融雪機にあっては、一つの温水貯蔵タンクを用意すればよい。

また図５に示すように、融雪槽２１の下部の融雪水が貯水されている融雪水領域と第２タンク９−２或いは第３タンク９−３の何れか又は双方の温水が貯水されている温水領域とをゼーベック素子３９で連結すれば起電力が起きるので、その電力を蓄電して融雪機１で使用する各種電力の補充用として役立てることができる。

以上、本実施例における融雪機１では、投入部５で第１の温水噴霧手段のより雪に温水を噴霧し、移送部１１で更に雪を加温することで融雪させて、予め雪をマイクロ波照射手段２５によって結晶の崩壊が起こりやすい状態とすると共に、更に融雪槽２１で下方側に向けて温水を噴射することで、雪の凍結結晶を緩めて雪の溶水化を図ることができるので、マイクロ波による融雪効率を上げることができる。また融雪槽１の下方に貯水された融雪水はシーズヒータ３１によって大量の熱が与えられるので、融雪槽２１に積層された雪は上方側がマイクロ波照射手段２５により、下方側がシーズヒータ手段３１により溶かされ、融雪速度を高めた融雪効率の高い融雪機１が提供でき、高温の温水を多量に消費しなくて済む。

第２の温水噴霧手段が施されている羽根部１３ａを有する上部回転羽根車１３を用いることにより、融雪槽２１までの雪の移送を加温しながら連続的に行うことができる。また温水を温水補充タンクとしての第２タンク９−２及び第３タンク９−３から温水が補充可能な温水貯蔵タンクとして第１タンク９−１と第４タンク９−４から供給するので、所定時間連続運転が可能であり、第２タンク９−２及び第３タンク９−３は温水予備タンク９−５から温水が補給されるようにすれば、更に長時間に亘って連続運転が可能である。

温水補充タンクの温水領域と融雪槽２１内の融雪水領域とをゼーベック素子３９で連結することで、低温の融雪水と温水との温度差を利用して電力を得ることができる。なお温水補充タンクの温水領域だけでなく、温水貯蔵タンクや温水予備タンクの温水領域と融雪槽２１内の融雪水領域とをゼーベック素子で連結して多くの電力を得るようにしてもよい。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、第２の温水噴霧手段により上部回転羽根車１３の羽根部１３ａから温水を噴霧した例を示したが、これに代えて上部回転羽根車１３に向けて温水を噴霧する温水シャワーを用いてもよいし、融雪状態がよければ第２の温水噴霧手段を用いずに傾斜通路１１に設けたＩＨヒータ１９だけで済ませることもできる。

更に、前記実施例では、下部回転羽根車１７の上方からの第２の温水噴霧手段としての温水シャワー２３により温水を噴霧したものを示したが、融雪状態が悪ければ、温水シャワー２３に加えて上部回転羽根車１３と同様に羽根部から温水を噴霧するようにしてもよい。このように本発明でいう第２の温水噴霧手段とは、移送部１１において温水を噴霧する手段の一部或いは全てを総称したものを意味する。

また、前記実施例では、温水噴射装置を融雪パイプ２７とジェットパイプ２９で構成したが、何れか一つだけを使用することもできる。また温水を噴射できるものであれば融雪パイプ２７やジェットパイプ２９でなくてもよい。更に、前記実施例では、シーズヒータ手段としてフランジ型シーズヒータ３１を用いたが、特にフランジ型に限定されるものではない。

１ 融雪機
５ 雪投入口５（投入部）
７ 温水パイプ（第１の噴霧手段）
９―１ 第１タンク（温水貯蔵タンク）
９−２ 第２タンク（温水補充タンク）
９−３ 第３タンク（温水補充タンク）
９−４ 第４タンク（温水貯蔵タンク）
９−５ 第５タンク（温水予備タンク）
１１ 移送部
１３ 上部回転羽根車
１４ 温水パイプ（第２の温水噴霧手段）
１７ 下部回転羽根車
１８ 融雪水
１９ａ 照射部
２１ 融雪槽
２３ 温水シャワー（第２の温水噴霧手段）
２５ マグネトロン（マイクロ波照射手段）
２７ 融雪パイプ (温水噴射手段)
２９ ジェットパイプ(噴射手段)
３１ フランジ型シーズヒータ（シーズヒータ手段）
３９ ゼーベック素子

Claims (5)

1. 雪を投入し、該投入された雪に温水を噴霧する第１の温水噴霧手段を有する投入部と、前記投入部から投入された雪を収納可能な融雪槽と、前記投入部で投入された雪を加温して前記融雪槽まで搬送する移送部と、を備えた融雪機であって、
   前記融雪槽の上方部側に下方側に向けてマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段及び上方から下方側に向けて温水を噴射させる温水噴射手段を、下方部側にシーズヒータ手段を配備したことを特徴とする融雪機。
2. 前記移送部は、前記投入部で投入された雪を前記融雪槽まで搬送する回転羽根車で構成され、該回転羽根車の羽根部には投入された雪に温水を噴霧する第２の温水噴霧手段が施されていることを特徴とする請求項１に記載の融雪機。
3. 前記第１及び第２の温水噴霧手段、温水噴射手段への温水は温水補充タンクから温水が補充可能な温水貯蔵タンクから供給することを特徴とする請求項２に記載の融雪機。
4. 前記温水補充タンクは温水予備タンクから温水が補給されることを特徴とする請求項３に記載の融雪機。
5. 前記温水補充タンクの温水領域と融雪槽内の融雪水領域とをゼーベック素子で連結して電力を得るようにしたことを特徴とする請求項３または４に記載の融雪機。

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