JPH0768682B2 - 風力を利用した蓄熱型路面融雪装置 - Google Patents
風力を利用した蓄熱型路面融雪装置Info
- Publication number
- JPH0768682B2 JPH0768682B2 JP2321504A JP32150490A JPH0768682B2 JP H0768682 B2 JPH0768682 B2 JP H0768682B2 JP 2321504 A JP2321504 A JP 2321504A JP 32150490 A JP32150490 A JP 32150490A JP H0768682 B2 JPH0768682 B2 JP H0768682B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat storage
- wind power
- road surface
- snow
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- Road Paving Structures (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は路面の融雪や凍結防止を行なうための装置に
関するものである。
関するものである。
従来の技術 例えば道路の除雪は、ショベルローダ等の土木機械によ
る方法が一般的であるが、この種の除雪作業は、ある程
度の積雪量になって初めて行なうものであるうえに、除
雪作業は交通を一時的に遮断する場合もあるから、交通
量の多い道路ではこれに替わる方法が望まれる。また路
面の凍結を防止する手段として石灰などの凍結防止剤を
散布する手段が知られているが、凍結防止剤が車両や路
面あるいは周囲の環境に悪影響を及ぼす場合もあるの
で、凍結防止剤を使用することは必ずしも好ましい方法
とは言い得ない。
る方法が一般的であるが、この種の除雪作業は、ある程
度の積雪量になって初めて行なうものであるうえに、除
雪作業は交通を一時的に遮断する場合もあるから、交通
量の多い道路ではこれに替わる方法が望まれる。また路
面の凍結を防止する手段として石灰などの凍結防止剤を
散布する手段が知られているが、凍結防止剤が車両や路
面あるいは周囲の環境に悪影響を及ぼす場合もあるの
で、凍結防止剤を使用することは必ずしも好ましい方法
とは言い得ない。
そこで従来、道路の融雪や凍結防止を行なう装置とし
て、地下水を散布する装置や、路面の直下にヒートパイ
プを埋設して地熱によって路面を保温する装置が知られ
ている。
て、地下水を散布する装置や、路面の直下にヒートパイ
プを埋設して地熱によって路面を保温する装置が知られ
ている。
発明が解決しようとする課題 前述した地下水を散布する装置は、地下水の温度が５〜
15℃程度であって雪を溶かすのに充分な熱量を持ってい
ることにより、これを利用して路面の融雪を行なう装置
であるが、積雪期の全般にわたって常時地下水を汲み上
げて路面に散布する必要があるため、地下水の消費量が
多く、その結果、地盤の沈下を招くおそれが多分にあ
り、また地下水の汲み上げに動力を必要とするために、
ランニングコストがかかる不都合があった。
15℃程度であって雪を溶かすのに充分な熱量を持ってい
ることにより、これを利用して路面の融雪を行なう装置
であるが、積雪期の全般にわたって常時地下水を汲み上
げて路面に散布する必要があるため、地下水の消費量が
多く、その結果、地盤の沈下を招くおそれが多分にあ
り、また地下水の汲み上げに動力を必要とするために、
ランニングコストがかかる不都合があった。
またヒートパイプによって地熱を路面近くまで汲み上げ
る装置では、自然界にある熱をそのまま利用し、しかも
熱の移動のみを行なうものであるから、ランニングコス
トがかからず、また可動部分のない装置とすることがで
きるが、融雪に利用できる地熱の量に対して降雪量が多
い場合が多々あり、このような場合には補助熱源を用い
ざるを得ず、結局、地熱の不足分を補うためのコストや
設備を必要とする問題があった。
る装置では、自然界にある熱をそのまま利用し、しかも
熱の移動のみを行なうものであるから、ランニングコス
トがかからず、また可動部分のない装置とすることがで
きるが、融雪に利用できる地熱の量に対して降雪量が多
い場合が多々あり、このような場合には補助熱源を用い
ざるを得ず、結局、地熱の不足分を補うためのコストや
設備を必要とする問題があった。
この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、年
間を通して変動し、かつ低密度の自然界のエネルギーを
有効に利用して効果的に融雪や凍結防止を行なうことの
できる融雪装置を提供することを目的とするものであ
る。
間を通して変動し、かつ低密度の自然界のエネルギーを
有効に利用して効果的に融雪や凍結防止を行なうことの
できる融雪装置を提供することを目的とするものであ
る。
課題を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、道路の路面
の直下に布設したヒートパイプと、そのヒートパイプの
一端部を熱交換可能に臨ませた温水循環路と、その温水
循環路を接続し、かつ前記道路の下部に設置された蓄熱
部と、蓄熱部から離隔して設置された風力発電機と、そ
の風力発電機で発生した電気エネルギーで前記蓄熱部を
加熱する電気ー熱交換装置とを具備していることを特徴
とするものである。
の直下に布設したヒートパイプと、そのヒートパイプの
一端部を熱交換可能に臨ませた温水循環路と、その温水
循環路を接続し、かつ前記道路の下部に設置された蓄熱
部と、蓄熱部から離隔して設置された風力発電機と、そ
の風力発電機で発生した電気エネルギーで前記蓄熱部を
加熱する電気ー熱交換装置とを具備していることを特徴
とするものである。
作用 この発明では、雪や氷の融解のためのエネルギーは、風
から得られる。すなわち風によって風力発電機が駆動さ
れて電力が発生する。なお、風力発電機によるこのよう
な発電は年間を通して行うことができる。その電力によ
り電気ー熱交換装置を介して蓄熱部が加熱され、熱エネ
ルギーが蓄えられる。その蓄熱部の熱は、温水としてヒ
ートパイプの一端部に運ばれる。したがってヒートパイ
プでは、その一端部が加熱部でかつ他端部が放熱部とな
って熱輸送を生じ、その結果、ヒートパイプを敷設して
ある箇所の上側の積雪面や凍結面が加熱され、融雪や氷
の融解が行なわれる。また、蓄熱部は道路の下部の地中
に設置されるから、蓄熱部が道路の基礎を兼ね、空間の
有効利用が図られる。
から得られる。すなわち風によって風力発電機が駆動さ
れて電力が発生する。なお、風力発電機によるこのよう
な発電は年間を通して行うことができる。その電力によ
り電気ー熱交換装置を介して蓄熱部が加熱され、熱エネ
ルギーが蓄えられる。その蓄熱部の熱は、温水としてヒ
ートパイプの一端部に運ばれる。したがってヒートパイ
プでは、その一端部が加熱部でかつ他端部が放熱部とな
って熱輸送を生じ、その結果、ヒートパイプを敷設して
ある箇所の上側の積雪面や凍結面が加熱され、融雪や氷
の融解が行なわれる。また、蓄熱部は道路の下部の地中
に設置されるから、蓄熱部が道路の基礎を兼ね、空間の
有効利用が図られる。
実施例 つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示す系統図であって、こ
こに示す例は、道路の融雪を行なうよう構成したもので
ある。すなわち路面１の直下には、複数本のヒートパイ
プ２がほぼ水平に埋設されており、それらのヒートパイ
プ２の一方の端部は、温水循環パイプ３に水漏れしない
ように差し込まれている。ここでヒートパイプ２は、真
空脱気したステンレス管などの密閉管の内部に水やフロ
ンなどの目的温度範囲で蒸発および凝縮する流体を作動
流体として封入したものであり、これらのヒートパイプ
２は路面１の幅方向に向けて配置され、かつ路面１の長
手方向に沿って二列に配列されている。また温水循環パ
イプ３は両方の端部を道路の下の地中に設置した蓄熱部
４に連通させ、蓄熱部４内の温水を流通させることによ
りヒートパイプ２の一端部に熱を与えるよう構成されて
いる。そしてこの温水循環パイプ３の中間の所定箇所に
ポンプ５が設けられている。
こに示す例は、道路の融雪を行なうよう構成したもので
ある。すなわち路面１の直下には、複数本のヒートパイ
プ２がほぼ水平に埋設されており、それらのヒートパイ
プ２の一方の端部は、温水循環パイプ３に水漏れしない
ように差し込まれている。ここでヒートパイプ２は、真
空脱気したステンレス管などの密閉管の内部に水やフロ
ンなどの目的温度範囲で蒸発および凝縮する流体を作動
流体として封入したものであり、これらのヒートパイプ
２は路面１の幅方向に向けて配置され、かつ路面１の長
手方向に沿って二列に配列されている。また温水循環パ
イプ３は両方の端部を道路の下の地中に設置した蓄熱部
４に連通させ、蓄熱部４内の温水を流通させることによ
りヒートパイプ２の一端部に熱を与えるよう構成されて
いる。そしてこの温水循環パイプ３の中間の所定箇所に
ポンプ５が設けられている。
他方、蓄熱部４は、例えばコンクリート（好ましくは断
熱コンクリート）からなる蓄熱槽4aの内部に、水4bおよ
び砕石4cを充填した構造であって、これら水4bおよび砕
石4cの顕熱として熱を蓄えるよう構成されている。
熱コンクリート）からなる蓄熱槽4aの内部に、水4bおよ
び砕石4cを充填した構造であって、これら水4bおよび砕
石4cの顕熱として熱を蓄えるよう構成されている。
上記の蓄熱部４を加熱するエネルギーは風から得るよう
になっており、そのための装置は以下のとおりに構成さ
れている。すなわち風車６およびこれによって駆動され
る発電機（図示せず）を主体とする風力発電機７が前記
路面１の近傍の所定箇所に設置されており、その風力発
電機７はヒートポンプ８に電気を供給するようヒートポ
ンプ８に接続されている。すなわち、路面１の下に埋設
された蓄熱部４と、路面１の近傍に設置された風力発電
機７とがヒートポンプ８を介して連結されている。この
ヒートポンプ８としては、必要に応じて各種の型式のも
のを使用することができ、その一例として圧縮式のもの
を使用することができる。これは一般の圧縮式冷凍機な
どに使用されているものとほぼ同様なものであって、コ
ンプレッサーおよび凝縮器ならびに蒸発器（それぞれ図
示せず）を、冷媒を充填した循環管路で接続し、前記風
力発電機７から供給される電力によってコンプレッサー
を駆動して冷媒を加圧圧縮することによりそのエンタル
ピーを高くし、これを前記蓄熱槽4a内に設置した凝縮器
に導いて、ここで放熱させて凝縮させ、さらに液化した
冷媒を断熱膨張させてエンタルピーを下げるとともに蒸
発器において大気から熱を奪って蒸発・気化させるよう
構成されている。すなわち大気の有する熱を蓄熱部４に
運んで蓄熱部４を加熱昇温させるよう構成されている。
なお、コンプレッサーの安定した運転を図るために、風
力発電機７によって充電される蓄電池を使用してもよ
い。
になっており、そのための装置は以下のとおりに構成さ
れている。すなわち風車６およびこれによって駆動され
る発電機（図示せず）を主体とする風力発電機７が前記
路面１の近傍の所定箇所に設置されており、その風力発
電機７はヒートポンプ８に電気を供給するようヒートポ
ンプ８に接続されている。すなわち、路面１の下に埋設
された蓄熱部４と、路面１の近傍に設置された風力発電
機７とがヒートポンプ８を介して連結されている。この
ヒートポンプ８としては、必要に応じて各種の型式のも
のを使用することができ、その一例として圧縮式のもの
を使用することができる。これは一般の圧縮式冷凍機な
どに使用されているものとほぼ同様なものであって、コ
ンプレッサーおよび凝縮器ならびに蒸発器（それぞれ図
示せず）を、冷媒を充填した循環管路で接続し、前記風
力発電機７から供給される電力によってコンプレッサー
を駆動して冷媒を加圧圧縮することによりそのエンタル
ピーを高くし、これを前記蓄熱槽4a内に設置した凝縮器
に導いて、ここで放熱させて凝縮させ、さらに液化した
冷媒を断熱膨張させてエンタルピーを下げるとともに蒸
発器において大気から熱を奪って蒸発・気化させるよう
構成されている。すなわち大気の有する熱を蓄熱部４に
運んで蓄熱部４を加熱昇温させるよう構成されている。
なお、コンプレッサーの安定した運転を図るために、風
力発電機７によって充電される蓄電池を使用してもよ
い。
つぎに上記のように構成した設備の作用を説明する。
上記の設備は無積雪期と積雪期とで異なる作用をし、無
積雪期は蓄熱作用を行ない、積雪期は蓄熱作用と融雪作
用とを行なう。すなわち無積雪期においては、前記ポン
プ５は停止していて蓄熱槽4a内の水は静止状態に維持さ
れており、この状態で風車６が回転させられて風力発電
機７が発電を行なうと、その電力によってヒートポンプ
８が駆動されて蓄熱槽4aの内部が加熱される。その結
果、水4bや砕石4cの温度が上昇し、これらの顕熱として
熱が蓄えられる。このような蓄熱作用は、風力発電機７
から電力を得るものであるから、年間を通していかなる
時期、例えば積雪期においても行うことができる。
積雪期は蓄熱作用を行ない、積雪期は蓄熱作用と融雪作
用とを行なう。すなわち無積雪期においては、前記ポン
プ５は停止していて蓄熱槽4a内の水は静止状態に維持さ
れており、この状態で風車６が回転させられて風力発電
機７が発電を行なうと、その電力によってヒートポンプ
８が駆動されて蓄熱槽4aの内部が加熱される。その結
果、水4bや砕石4cの温度が上昇し、これらの顕熱として
熱が蓄えられる。このような蓄熱作用は、風力発電機７
から電力を得るものであるから、年間を通していかなる
時期、例えば積雪期においても行うことができる。
また一方、冬季の積雪期においては、上述した蓄熱部４
の加熱と並行して蓄熱部４の有する熱による路面１の融
雪が行なわれる。すなわち前記ポンプ５を動作させると
蓄熱部４内の温水が汲み上げられて温水循環パイプ３の
内部を流れ、その結果、温水循環パイプ３に挿入したヒ
ートパイプ２の一端部が温水によって加熱される。この
ヒートパイプ２は路面１の直下に埋設されているから、
ヒートパイプ２の温水循環パイプ３側の端部の温度が高
く、かつこれとは反対側の部分の温度が低くなり、この
ような温度差によって内部の作動流体が一端部側で蒸発
するとともにその蒸気が温度の低い部分に流れた後に放
熱して凝縮することにより、温水の有する熱が路面１の
直下に広く分散させて運ばれる。したがって路面１はそ
の下側から加熱されるので、その上の雪が溶かされる。
ヒートパイプ２に熱を奪われて温度の低下した温水は蓄
熱槽4aに戻され、ここで加熱された後に再度温水循環パ
イプ３に送り出されて、ヒートパイプ２に対して熱を運
び、こうして継続して融雪が行なわれる。
の加熱と並行して蓄熱部４の有する熱による路面１の融
雪が行なわれる。すなわち前記ポンプ５を動作させると
蓄熱部４内の温水が汲み上げられて温水循環パイプ３の
内部を流れ、その結果、温水循環パイプ３に挿入したヒ
ートパイプ２の一端部が温水によって加熱される。この
ヒートパイプ２は路面１の直下に埋設されているから、
ヒートパイプ２の温水循環パイプ３側の端部の温度が高
く、かつこれとは反対側の部分の温度が低くなり、この
ような温度差によって内部の作動流体が一端部側で蒸発
するとともにその蒸気が温度の低い部分に流れた後に放
熱して凝縮することにより、温水の有する熱が路面１の
直下に広く分散させて運ばれる。したがって路面１はそ
の下側から加熱されるので、その上の雪が溶かされる。
ヒートパイプ２に熱を奪われて温度の低下した温水は蓄
熱槽4aに戻され、ここで加熱された後に再度温水循環パ
イプ３に送り出されて、ヒートパイプ２に対して熱を運
び、こうして継続して融雪が行なわれる。
なお、上記の実施例では、蓄熱部として水および砕石を
蓄熱槽に充填した構成のものを示したが、熱交換器を使
用することができる場合には、蓄熱材として潜熱蓄熱材
を使用し、この潜熱蓄熱材をヒートポンプによって直接
加熱するとともに、潜熱蓄熱材の有する熱を熱交換器を
介して水に与えるようにしてもよい。またヒートパイプ
は路面側のみへの放熱を積極的に行なうことが好ましい
ので、ヒートパイプの下側に断熱マットや適宜の断熱層
を設けることが好ましい。さらに融雪の自動化を図るた
めには、積雪センサー等の雪を検出するセンサーを主体
とする制御装置からの信号に基づいて前記ポンプを起動
・停止するよう構成すればよい。そしてまたこの発明の
設備は路面の融雪のみならず、路面等の凍結防止あるい
は融氷のためにも使用することができる。
蓄熱槽に充填した構成のものを示したが、熱交換器を使
用することができる場合には、蓄熱材として潜熱蓄熱材
を使用し、この潜熱蓄熱材をヒートポンプによって直接
加熱するとともに、潜熱蓄熱材の有する熱を熱交換器を
介して水に与えるようにしてもよい。またヒートパイプ
は路面側のみへの放熱を積極的に行なうことが好ましい
ので、ヒートパイプの下側に断熱マットや適宜の断熱層
を設けることが好ましい。さらに融雪の自動化を図るた
めには、積雪センサー等の雪を検出するセンサーを主体
とする制御装置からの信号に基づいて前記ポンプを起動
・停止するよう構成すればよい。そしてまたこの発明の
設備は路面の融雪のみならず、路面等の凍結防止あるい
は融氷のためにも使用することができる。
発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明によれば、風力
エネルギーを利用するものであるうえに、しかも蓄熱手
段を備えているから、それ自体密度が低く、また変動す
る特性の自然界のエネルギーを年間を通して有効に蓄え
て実用に供することができる。かつ路面の加熱はヒート
パイプを介して行なうため、均一な加熱が可能となり、
したがってこの発明によれば、路面の融氷雪を自然エネ
ルギーを利用して効果的にかつランニングコストを掛け
ずに行なうことができる。さらにこの発明では、蓄熱部
を道路下部の地中に設置したことにより、蓄熱部が道路
の基礎を兼ね、したがって空間部の有効利用を図ること
ができる。
エネルギーを利用するものであるうえに、しかも蓄熱手
段を備えているから、それ自体密度が低く、また変動す
る特性の自然界のエネルギーを年間を通して有効に蓄え
て実用に供することができる。かつ路面の加熱はヒート
パイプを介して行なうため、均一な加熱が可能となり、
したがってこの発明によれば、路面の融氷雪を自然エネ
ルギーを利用して効果的にかつランニングコストを掛け
ずに行なうことができる。さらにこの発明では、蓄熱部
を道路下部の地中に設置したことにより、蓄熱部が道路
の基礎を兼ね、したがって空間部の有効利用を図ること
ができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す概略的な系統図であ
る。 １…路面、２…ヒートパイプ、３…温水循環パイプ、４
…蓄熱部、７…風力発電機、８…ヒートポンプ。
る。 １…路面、２…ヒートパイプ、３…温水循環パイプ、４
…蓄熱部、７…風力発電機、８…ヒートポンプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 讓 神奈川県厚木市恩名1273番地 道路公団住 宅131号 (72)発明者 斎藤 祐士 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−233204（ＪＰ，Ａ) 実公 昭59−16539（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (1)
- 【請求項１】道路の路面直下に布設したヒートパイプ
と、そのヒートパイプの一端部を熱交換可能に臨ませた
温水循環路と、その温水循環路を接続し、かつ前記道路
の下部に設置された蓄熱部と、蓄熱部から離隔して設置
された風力発電機と、その風力発電機で発生した電気エ
ネルギーで前記蓄熱部を加熱する電気−熱変換装置とを
具備していることを特徴とする風力を利用した蓄熱型路
面融雪装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2321504A JPH0768682B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 風力を利用した蓄熱型路面融雪装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2321504A JPH0768682B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 風力を利用した蓄熱型路面融雪装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04194103A JPH04194103A (ja) | 1992-07-14 |
| JPH0768682B2 true JPH0768682B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=18133304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2321504A Expired - Lifetime JPH0768682B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 風力を利用した蓄熱型路面融雪装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0768682B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19747588B4 (de) * | 1997-10-28 | 2004-05-13 | Flowtex Technologie Gmbh & Co. Kg I.K. | Temperierbarer Flugplatzverkehrsweg und Verfahren zur Nachrüstung eines bestehenden Flugplatzverkehrsweges |
| JP2000303407A (ja) * | 1999-04-23 | 2000-10-31 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 道路融雪システム |
| RU169880U1 (ru) * | 2016-05-24 | 2017-04-04 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт московского строительства "НИИМосстрой" | Снегоплавильное устройство |
| CN114717895A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-07-08 | 中国人民解放军陆军工程大学 | 一种风电驱动的道路自热式路面系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5916539U (ja) * | 1982-07-24 | 1984-02-01 | 伊藤 隆志 | ズボン等の外掛け式ハンガ− |
| JPS60233204A (ja) * | 1984-05-07 | 1985-11-19 | 昭和アルミニウム株式会社 | 融雪用コンクリ−トパネル |
-
1990
- 1990-11-26 JP JP2321504A patent/JPH0768682B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04194103A (ja) | 1992-07-14 |
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