JP2008050808A - Snow-melting system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、屋根の雪を融かす融雪装置に関する。 The present invention relates to a snow melting device for melting snow on a roof.
豪雪地域では、建屋を積雪から守るために、屋根の雪を融かすことが行なわれている。 In heavy snowfall areas, the snow on the roof is melted to protect the building from snow.
こうした融雪に用いられる融雪装置には、特許文献1に示されるように屋根上を流れ落ちる雨水を貯水槽で集水しておき、融雪時、陸上ポンプの運転により、貯水槽内の水を屋根の上部へ散水させて、屋根上の雪を融かす循環式の装置がある。
In such a snow melting device used for melting snow, rain water that flows down on the roof is collected in a water storage tank as shown in
ところで、融雪するために、貯水槽内の水は、電熱線などで構成されるヒーター部を用いて、融雪に適した所定温度まで加温して、一定に保つことが行なわれる。
ところで、融雪時は、屋根から雨水だけでなく雪融け水も貯水槽で集水される。このため、融雪が始まると、雪融け水の貯水により、貯水槽内の水温が次第に低下していく挙動が見られる。 By the way, at the time of melting snow, not only rain water but also snow melting water is collected in the water storage tank. For this reason, when snow melting begins, the water temperature in the water tank gradually decreases due to the storage of the melted snow.
ところが、貯水槽内の水温が低下すると、融雪効率が低下する。そこで、通常、融雪時には、ヒーター部を用いて、雪融け水による温度低下を抑えることが行なわれる。このため、融雪装置は、ヒーター部の稼動により、かなりランニングコストが要求される傾向があり、経済的な負担となっている。 However, when the water temperature in the water storage tank decreases, the snow melting efficiency decreases. Therefore, normally, during snow melting, a heater unit is used to suppress a temperature drop due to snow melting water. For this reason, the snow melting apparatus tends to require a considerable running cost due to the operation of the heater section, and is an economical burden.
そこで、本発明の目的は、ヒーター部のランニングコストが抑えられる融雪装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a snow melting device that can reduce the running cost of the heater section.
請求項1に係る発明は、上記目的を達成するために、貯水槽内の水を水中ポンプで屋根へ揚水する構成を採用して、水中ポンプの運転時に生ずる排熱で貯水槽内の水を加温可能にした。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 employs a configuration in which water in the water storage tank is pumped to the roof by a submersible pump, and the water in the water storage tank is removed by exhaust heat generated during operation of the submersible pump. Heating was possible.
同構成により、融雪時は、ポンプ運転時の水中ポンプからの排熱、すなわちモータ部やポンプ部から発生する熱が熱源となって、雪融け水の流入で貯水槽内の水温が低下するのを抑える。 With this configuration, during snow melting, the heat exhausted from the submersible pump during pump operation, that is, the heat generated from the motor unit and pump unit, becomes the heat source, and the water temperature in the water storage tank decreases due to the inflow of snow melting water. Suppress.
請求項2に係る発明は、さらに、貯水槽に、地下水の補給を可能とした水補給手段が設けることによって、雨水の不足に対処するだけでなく、さらには温かい地下水の利用により、貯水槽内の水温が低下するのを抑える。
The invention according to
請求項3に係る発明は、さらに、貯水槽の周囲を断熱部により断熱することによって、貯水槽内の水温が低下するのを抑える。
The invention according to
請求項1に係る発明によれば、融雪時、水中ポンプからの排熱で、融雪水により貯水槽内の水温が低下するのが抑えられる。
According to the invention which concerns on
それ故、雪融け水の影響で低下する水温を上昇させるのに費やすヒーター部のランニングコスト(例えば電気代)は軽減でき、経済的な負担が低減できる。 Therefore, the running cost (for example, electricity bill) of the heater unit spent for raising the water temperature that is lowered due to the melted snow can be reduced, and the economic burden can be reduced.
請求項2に係る発明によれば、貯水槽が水で満たされなくなる状況を防ぐことができる。しかも、地下水が補給されたときは、温かい地下水が利用される分、ヒーター部のランニングコストの軽減ができる。
According to the invention which concerns on
請求項3に係る発明によれば、断熱部により、貯水槽から外部へ逃げる熱が抑えられるから、効果的に貯水槽内の水温を上昇させることができ、ヒーター部のランニングコストの軽減に寄与する。
According to the invention which concerns on
以下、本発明を図1に示す第1の実施形態にもとづいて説明する。 The present invention will be described below based on the first embodiment shown in FIG.
図1は融雪装置の概略構成図を示し、図中1は建屋、2は例えば建屋1と隣接して地上に設置された、周囲が全て壁で囲まれてなる貯水槽、3は貯水槽2の周囲を断熱するために貯水槽2の外面に設けられた断熱部材(本願の断熱部に相当)、4は例えば貯水槽2に隣接して設置された降雪センサー(降雪を検知するセンサー)である。
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a snow melting device, in which 1 is a building, 2 is a water tank installed on the ground adjacent to the
貯水槽2には、例えば井戸揚水ポンプの吐出部(いずれも図示しない)から延びる地下水用補給配管6(本願の水補給手段に相当)や、水道水配水管(図示しない)から延びる市水用補給配管7が接続されている。これら補給配管6,7の出口部には、低水位用のボールタップ8が接続されている。このボールタップ8により、貯水槽2は、貯水量が不足することがないよう、所定の低水位までは、選択した地下水や市水(水道水)が補給される構造にしてある。補給は、地下水、市水(水道水)のどちらか一方で行なわれる。なお、地下水用補給配管6には、地下水から屋根の変色をきたす成分、例えば鉄、マンガンなどを除去する除鉄・除マンガン用のろ過器9が設置してある。
The
貯水槽2には、集合管11を介して、建屋1の屋根1aの最下部に据え付けてある雨樋1b,1bから下がる縦配管10a,10bが接続されている。この配管構造により、屋根1aから流れ落ちる雨水が、貯水槽2で集水されて貯溜されるようにしている。なお、雨水に含まれるごみ(葉っぱなどの異物)を取り除くフィルター12や逆流を防ぐ逆止弁13が設けてある。
貯水槽2内の底部には、防水式の電熱ヒーター14(本願のヒーター部に相当)が設置されている。この電熱ヒーター14により、貯水槽2内の水を融雪に適する所定の温度まで加温できる構造にしている。また貯水槽2の内部、例えば底部には、水中ポンプ15(例えば水中電動モータ16に多段のポンプ部17を直結して構成されるもの)が据え付けられている。水中ポンプ15は、水中電動モータ16、ポンプ部17のいずれもが、常時、貯水槽2内の水と接触(浸漬)するように据え付けられていて、ポンプ運転時に生じる水中電動モータ16やポンプ部17からの熱(排熱)が、そのまま周りの水へ伝わるようにしている。この水中ポンプ15の吐出部15aは、吐出配管18を介して、例えば貯水槽2の上部に設置された自動運転ユニット部20に接続されている。自動運転ユニット20は、例えばケーシング21の内部に、入口と出口をもちかつ圧力センサーや流量センサー(いずれも図示しない)が組み込まれた通管部22と、制御部23(本願の制御手段に相当)が収められる。吐出配管18は、そのうちの通管部22の入口に接続してある。また通管部22の出口は、揚水配管24を介して、屋根1aの上部、例えば最上部に据え付けてある散水管25に接続されている。散水管25は、例えば屋根1aの稜線に沿って延び、両側にはそれぞれ散水孔(図示しない)が形成されている。これにより、水中ポンプ15によって揚水された水が、散水管25から屋根上面へ散水される構造にしている。
A waterproof electric heater 14 (corresponding to the heater portion of the present application) is installed at the bottom of the
また制御部23は、例えばマイクロコンピュータから構成される。この制御部23に、電熱ヒーター14や降雪センサー4や貯水槽2内の水温を検知する水温センサー2a(例えば貯水槽2内に設置)や水中ポンプ15の水中電動モータ17や圧力センサーや流量センサーが接続してある。制御部23には、例えば、冬季時期を検出するタイマー、該冬季時に貯水槽2内の水を所定温度(融雪可能な温度)に保つよう電熱ヒーター14をオンオフ制御する機能、降雪センサー4で降雪を検知すると目標の圧力かつ一定の流量で貯水を吐出させるよう水中ポンプ15を運転させる機能などが設定されている。これにより、冬季時、貯水槽2内の水は、融雪可能な状態で保温されて待機する。また降雪を感知すると、水中ポンプ15で、貯水槽2内の水を屋根1aへ散水するという、循環運転が行なわれるようにしてある。
Moreover, the
なお、揚水配管24の上流側と、集合管11の下流側(逆止弁13の一次側)との間は、切換弁26をもつ短絡配管27(バイパス管)でバイパス接続されている。同構造により、切換弁26を貯水が水中ポンプ15と貯水槽2間を循環するよう切り換えると、短絡経路27を通る短絡経路により、水中ポンプ15の運転だけでも、水中ポンプ15の排熱で加温(水温上昇)が行なわれる構造にしてある。
The upstream side of the
つぎに、このように構成された融雪装置の作用について説明する。 Next, the operation of the snow melting device thus configured will be described.
貯水槽2内に雨水が貯水されているとする。この貯水量は、最低水位レベルまでが地下水で、上側の水位までが、屋根1aから雨樋1bを伝わって流れ落ちる雨水が占める。なお、貯水量を超える雨水は、図示はしないが貯水槽2に付いているオーバーフロー管を通じて、外部へ導出される。
Assume that rainwater is stored in the
電熱ヒーター14は、制御部23のタイマー機能により、冬季時、作動する。この作動により、貯水槽2内の水は加温される。そして、制御部23で行なわれる電熱ヒーター14の通電制御(オンオフ制御)により、貯水槽2内の水は、融雪に適した水温に一定に保たれ続ける。ここで、貯水槽2は、断熱部材3で断熱されているから、このときの水温を一定の温度に保つときに求められる加温エネルギーは最小ですむ。
The
今、例えば降雪が始まり、この降雪が降雪センサー4で感知されたとする。すると、制御部23は、水中ポンプ15を稼動させる。つまり、水中電動モータ17が励磁され、ポンプ部17が駆動される。
Now, for example, it is assumed that snowfall has started and this snowfall is detected by the
すると、水中ポンプ15により、貯水槽2内の水(雨水)は、吐出配管18、通管部22、揚水配管24を経て、屋根1aの最上部に有る散水管25へ送水される。これにより、貯水は、散水管25の両側の各散水孔(図示しない)から屋根1aへ散水される。既に屋根1aの積もっていた雪は、この散水により融ける。また散水により、屋根1aへは雪が積もりにくくなる。
Then, the water (rain water) in the
散水された雨水は、雪融け水と一緒に、屋根1aの上面を伝わり、雨樋1b、1bを経て、縦配管10a,10bから流れ落ちる。さらに同水は、集合管11を通り、フィルター12、逆止弁13を経て、貯水槽2内へ戻る。つまり、雨水は、貯水槽2と屋根1aとの間を循環しながら流れて、屋根1a上を融雪する(屋根融雪)。なお、地下水の鉄分やマグネシウム分は、ろ過器9で取り除かれているので、地下水が屋根1aに散水されても、屋根1aは変色することはない。
The sprinkled rainwater travels along the top surface of the
このとき、雨水だけでなく雪融け水も貯水槽2へ集水されるため、融雪が始まると、貯水槽2内の水温は次第に低下していく。
At this time, not only rainwater but also melted snow is collected in the
この水温は、電熱ヒーター14の作動により、再び所定の温度まで加温されるが、このとき電熱ヒーター14にだけに依存すると、加温負荷が大きいため、かなり電熱ヒーター14を稼動させることになり、電熱ヒーター14の雪融け水の低下する水温を上昇させるのに費やすランニングコストはかなりのものとなる。
This water temperature is heated again to a predetermined temperature by the operation of the
ここで、融雪に用いられるポンプは、貯水槽2内の水と接触する状態で設置された水中ポンプ15であるので、ポンプ運転中、水中ポンプ15の排熱、すなわち水中電動モータ16やポンプ部17から発生する熱は、貯水槽2内の水(雨水)に伝わる(放熱)。これにより、貯水槽2内の水(雨水)は、水中ポンプ15の運転に伴い発生する熱により加温される。つまり、水中ポンプ15の排熱により、雪融け水の流入で貯水槽2内の水温が低下するのが抑制される。
Here, since the pump used for snow melting is the
これで、電熱ヒーター14の負荷は抑えられる。この結果、電熱ヒーター14の雪融け水の低下する水温を上昇させるのに費やすランニングコスト(例えば電気代)は削減でき、融雪装置を稼動させるのに求められる経済的な負担を小さくすることができる。特に貯水槽2の周囲を断熱部材3で断熱したことで、貯水槽2から外部へ逃げる熱が抑えられるから、効果的に貯水槽2内の水温を上昇させることができ、電熱ヒーター14のランニングコストの軽減に貢献する。
Thereby, the load of the
しかも、貯水槽2内へ地下水を補給する構造にすると、貯水槽2の水量が不足する状況を防ぐことができるだけでなく、温かい地下水が利用される分、電熱ヒーター14の作動(通電時間:小)が少なくてすみ、一層、電熱ヒーター14のランニングコストの削減ができる。
Moreover, the structure in which groundwater is supplied into the
また短絡配管27で貯水槽2と水中ポンプ15間を短絡させた構造すると、たとえ電熱ヒーター14が使用できない状況になったとしても、水中ポンプ15の排熱を利用して、短絡配管27を経由する循環経路で、貯水槽2内の水の加温が行なえる利点もある。
In addition, if the
また本発明は、図2〜図5に示す第2〜第5の実施形態のようにしてもよい。 Moreover, you may make this invention like the 2nd-5th embodiment shown in FIGS.
図2に示す第2の実施形態は、貯水槽2を地面に埋設して、地面を断熱部として用いて貯水槽2の周囲を断熱したものである。
2nd Embodiment shown in FIG. 2 embeds the
図3に示す第3の実施形態は、貯水槽2内の水を建屋1の中水道として利用できるようにしたものである。具体的には、図3は、揚水配管24の途中に切開弁30を介し、水洗トイレ31の流入配管32を接続して、貯水槽2内の雨水をトイレ水として利用できるようにしたものである。むろん、水洗トイレ31に限らず、散水栓に接続して、貯水槽2内の雨水を散水や洗車水として用いても構わない。
In the third embodiment shown in FIG. 3, the water in the
図4に示す第4の実施形態は、制御部23に、アンテナ35や、アンテナ35から入力される通信信号により水中ポンプ15が稼動する機能を設けて、携帯電話やパソコン通信から入力される、気象情報に基づく運転開始指令にしたがい、遠隔操作により、降雪直前からも融雪運転が行なわれるようにしたものである。
In the fourth embodiment shown in FIG. 4, the
図5に示す第5の実施形態は、融雪装置を夏季時の散水として利用できるようにしたものである。具体的には、夏季を感知するためのセンサーとして照度を検知する照度センサー37を設置して、強い日射量となる夏季時に、水中ポンプ15を稼動させて、屋根1aに貯水槽2内の水を散水させ、建屋1の冷却が行なえるようにしたものである。
In the fifth embodiment shown in FIG. 5, the snow melting device can be used as watering in summer. Specifically, an illuminance sensor 37 for detecting illuminance is installed as a sensor for detecting summer, and the
但し、第2の実施形態(図2)〜第5の実施形態(図5)において、第1の実施形態(図1)と同じ部分には、同一符号を付してその説明を省略した。 However, in 2nd Embodiment (FIG. 2)-5th Embodiment (FIG. 5), the same code | symbol was attached | subjected to the same part as 1st Embodiment (FIG. 1), and the description was abbreviate | omitted.
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わないことはいうまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
1…建屋、1a…屋根、3…断熱部材(断熱部)、6…地下水用補給配管(水補給手段)、14…電熱ヒーター(ヒーター部)、15…水中ポンプ、23…制御部(制御手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記貯水槽内の水を所定の温度に加温させるヒーター部と
前記屋根に設けられた、該屋根に水を散水するための散水管と、
前記貯水槽内に配設され、前記貯水槽内の水を前記散水管へ送水する水中ポンプと、
融雪時、前記水中ポンプを運転して、前記貯水槽内の水を前記屋根へ循環させる制御手段とを有し、
前記水中ポンプの運転時に生ずる排熱で前記貯水槽内の水を加温可能にしてなる
ことを特徴とする融雪装置。 A water tank that collects rainwater flowing down from the roof of the building;
A heater section for heating water in the water storage tank to a predetermined temperature; a water spray pipe provided on the roof for sprinkling water on the roof;
A submersible pump disposed in the water tank and supplying water in the water tank to the water pipe;
A control means for operating the submersible pump during snow melting and circulating the water in the water reservoir to the roof;
The snow melting apparatus, wherein the water in the water storage tank can be heated by exhaust heat generated during operation of the submersible pump.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006226890A JP2008050808A (en) | 2006-08-23 | 2006-08-23 | Snow-melting system |
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- 2006-08-23 JP JP2006226890A patent/JP2008050808A/en active Pending
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