(57)【要約】【課題】  低消費電力で氷柱や雪庇を瞬時に且つ完全に融かすことができ、しかも屋根面の形状に関係なく簡単に設置することができる電熱式融雪方法およびその装置を提供することを目的とする。【解決手段】  半導体熱交換素子２Ａを使用した柔軟なシート状発熱体２を屋根面Ｐに添着させ、該シート状発熱体２を断熱材３を介して保持部材４により屋根面Ｐに固定保持するものである。そして、前記シート状発熱体２は、ポリイミド繊維等の不導電性で且つ熱伝導性に優れた保護材２Ｂを介して半導体熱交換素子２Ａの両面にアルミシート２Ｃをそれぞれ貼り合わせることによって形成される。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体熱交換素子を使用した柔軟なシート状発熱体を屋根面に熱伝導可能に添着させ、該シート状発熱体を断熱材を介して保持部材により屋根面に固定保持することを特徴とした電熱式融雪方法。
【請求項２】
前記シート状発熱体を、ポリイミド繊維等の不導電性で且つ熱伝導性に優れた保護材を介して半導体熱交換素子の両面にアルミシートをそれぞれ貼り合わせることによって形成する請求項１記載の電熱式融雪方法。
【請求項３】
前記保持部材を、屋根面に適合する形状となっている金属板あるいはプラスチック板にて形成する請求項１または２記載の電熱式融雪方法。
【請求項４】
前記金属板あるいはプラスチック板をネジあるいは耐熱両面粘着テープにて屋根面に添着固定する請求項３記載の電熱式融雪方法。
【請求項５】
所定の長さ、幅の複数枚のシート状発熱体を所定の間隔を置いて屋根面に取り付ける請求項１乃至４のいずれか記載の電熱式融雪方法。
【請求項６】
シート状発熱体と断熱材とを耐熱両面粘着テープを介して接着する請求項１乃至５のいずれか記載の電熱式融雪方法。
【請求項７】
屋根の軒先の下方、上方、あるいはその両方へ尾垂れ加工する請求項１乃至６のいずれか記載の電熱式融雪方法。
【請求項８】
屋根面に熱伝導可能に添着させる半導体熱交換素子を使用した柔軟なシート状発熱体と、該シート状発熱体を断熱材を介して屋根面に固定保持する保持部材とを有して成ることを特徴とする電熱式融雪装置。
【請求項９】
前記シート状発熱体は、ポリイミド繊維等の不導電性で且つ熱伝導性に優れた保護材を介して半導体熱交換素子の両面にアルミシートをそれぞれ貼り合わせて成る請求項９記載の電熱式融雪装置。
【請求項１０】
前記保持部材は、屋根面に適合する形状となっている金属板あるいはプラスチック板とした請求項９または１０記載の電熱式融雪装置。
【請求項１１】
前記金属板あるいはプラスチック板は、ネジあるいは耐熱両面粘着テープにて屋根面に添着固定して成る請求項１０記載の電熱式融雪装置。
【請求項１２】
所定の長さ、幅の複数枚のシート状発熱体を所定の間隔を置いて屋根面に取り付けて成る請求項９乃至１１のいずれか記載の電熱式融雪装置。
【請求項１３】
シート状発熱体と断熱材とは、耐熱両面粘着テープを介して接着して成る請求項９乃至１２のいずれか記載の電熱式融雪装置。
【請求項１４】
屋根の軒先の下方、上方、あるいはその両方を折曲加工して尾垂れ部を有する請求項９乃至１３のいずれか記載の電熱式融雪装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、降雪により屋根上に堆積した積雪を半導体による熱電素子によって完全融解するための電熱式融雪方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
家屋の軒先には冬期の積雪時に風等の影響により雪庇が発生する。そのため電熱式融雪装置（以下ルーフヒーターと称す）を導入している。例えば従来においては、電磁誘導加熱タイプのルーフヒーターや、特許文献１に開示されているように、電気的に通電制御可能なテフロン（登録商標）被覆ヒーターをアルミチューブで屋根材上に固定する技術や、特許文献２に開示されているように、屋根の上部から軒先に向かって電熱線を傾斜配置させる技術等が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−１６０８７６号公報
【特許文献２】特開平６−４２１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ルーフヒーターを導入している家屋においても雪庇や氷柱の発生が起きていて、これを完全に防止することは不可能であるのが実状である。特に電磁誘導加熱タイプでは、軒裏の谷部分にヒーターが設置されるため山部分まで熱が伝わらず、容易に雪庇が発生してしまう。また、雪庇等をある程度防止できても消費電力が大きくなりコスト高となり、しかも電熱線等の設置においては屋根の形状に左右され、条件によって設置が困難なものとなる。さらに従来の如き屋根上設置型の帯状ヒーターを使用した技術では、十分に融雪が行われないため除雪が必要となるが、その際に屋根面が傷付き、表面の劣化が雨や日光等によって進行してしまう等の問題点を有していた。
【０００４】
そこで、本発明は、叙上のような従来存した諸事情に鑑みなされたもので、低消費電力で氷柱や雪庇を瞬時に且つ完全に融かすことができ、しかも屋根面の形状に関係なく簡単に設置することができる電熱式融雪方法およびその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明に係る電熱式融雪方法にあっては、半導体熱交換素子を使用した柔軟なシート状発熱体を屋根面に熱伝導可能に添着させ、該シート状発熱体を断熱材を介して保持部材により屋根面に固定保持することを特徴とする。
【０００６】
而して、前記シート状発熱体を、ポリイミド繊維等の不導電性で且つ熱伝導性に優れた保護材を介して半導体熱交換素子の両面にアルミシートをそれぞれ貼り合わせることによって形成することができる。
前記保持部材を、屋根面に適合する形状となっている金属板あるいはプラスチック板にて形成することができる。
前記金属板あるいはプラスチック板をネジあるいは耐熱両面粘着テープにて屋根面に添着固定するものとすることができる。
所定の長さ、幅の複数枚のシート状発熱体を所定の間隔を置いて屋根面に取り付けるものとすることができる。
シート状発熱体と断熱材とを耐熱両面粘着テープを介して接着するものとすることができる。
屋根の軒先の下方、上方、あるいはその両方へ尾垂れ加工することができる。
【０００７】
また、本発明に係る電熱式融雪装置にあっては、屋根面に熱伝導可能に添着させる半導体熱交換素子を使用した柔軟なシート状発熱体と、該シート状発熱体を断熱材を介して屋根面に固定保持する保持部材とを有して成ることを特徴とする。
【０００８】
而して、前記シート状発熱体は、ポリイミド繊維等の不導電性で且つ熱伝導性に優れた保護材を介して半導体熱交換素子の両面にアルミシートをそれぞれ貼り合わせて成るものとすることができる。
前記保持部材は、屋根面に適合する形状となっている金属板あるいはプラスチック板とすることすることがができる。
前記金属板あるいはプラスチック板は、ネジあるいは耐熱両面粘着テープにて屋根面に添着固定して成るものとできる。
所定の長さ、幅の複数枚のシート状発熱体を所定の間隔を置いて屋根面に取り付けて成るものとすることができる。
シート状発熱体と断熱材とは、耐熱両面粘着テープを介して接着して成るものとすることができる。
屋根の軒先の下方、上方、あるいはその両方を折曲加工して尾垂れ部を有するものとすることができる。
【０００９】
以上のように構成された本発明に係る電熱式融雪方法およびその装置にあって、半導体熱交換素子を使用した柔軟なシート状発熱体は、屋根面に対し低消費電力で効率良く熱を伝達させ、且つ軒先部への熱の伝導も良好にさせ、しかも屋根面に対する接触面積も十分に大きく採れ、且つ屋根形状に合わせて自由に屈曲して添着できるので、屋根面の歪みにも対応可能にさせる。また、半導体熱交換素子を使用した柔軟なシート状発熱体と、該シート状発熱体を断熱材を介して屋根面に固定保持する保持部材との組み合わせを１セットとしているため、屋根面の表側は勿論、屋根面の裏側からの添着が可能となり、しかも断熱材の落下を防止させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、シート状発熱体を屋根面、特に軒先下面に保持部材によって固定保持することによって、低消費電力で雪庇や氷柱を瞬時に且つ完全に融かすことができ、しかも屋根面の形状に関係なく設置することができる。例えば、屋根面に対し低消費電力で効率良く熱を伝達させ且つ軒先部への熱の伝導も良好に行うことができる。また、屋根面に対する接触面積も十分に大きく採れ、且つ曲げ加工の容易に行えるので折板屋根の形状に合わせて自由に屈曲して添着でき、しかも屋根面の歪みにも十分に対応可能となる。さらに、屋根面の裏側からの添着が可能となるので、耐久性や屋根の塗り替え等のメンテナンスが容易となる。加えて、シート状発熱体を軒先ぎりぎりにまで持っていくことができ、氷柱の防止が完全に行える。
【００１１】
特に、シート状発熱体は、ポリイミド繊維等の不導電性で且つ熱伝導性に優れた保護材を介して半導体熱交換素子の両面にアルミシートをそれぞれ貼り合わせて成るので、屋根面全体が均一に発熱するものとなり、温度ムラを十分に抑えることができる。また、設定温度や入力電圧が設置場所の気候(気温、降雪量等)に応じて自由に設定できる。すなわち、暖かく降雪量が少ない所では設定温度を低くする一方、寒く降雪量の多い所では設定温度を高く微調整することができるため、無駄な電力消費を抑制することができる。また、従来のニクロム線のように際限なく温度が上昇続けることがなくなり、しかも温度上昇も電磁誘導加熱タイプやニクロム線等の他の熱源に比して早いものとなる。さらにシート状発熱体は薄いシート状に形成されているため、曲げ加工も容易であり、様々なタイプの折板屋根にも十分に対応できる。さらに、一部が破損しても機能維持に影響が少ないので、既存の帯状ヒーターと違い、一部が破損しても全取り替えの必要がない。加えて、電気エネルギーの熱交換率が約９３％であり、他の素材に比べて消費電力が少ない等の種々の効果を奏する。
【００１２】
尚、上記の課題を解決するための手段、発明の効果の項夫々において付記した符号は、図面中に記載した構成各部を示す部分との参照を容易にするために付したもので、図面中の符号によって示された構造・形状に本発明が限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の一形態を説明すると、図において示される符号１は、屋根Ｐの積雪を融解する電熱式融雪装置であり、山部と谷部とが交互に連なった折板屋根構造の屋根Ｐ裏面に配設されるよう全体が折板屋根形状に形成されている。この電熱式融雪装置１は、図１に示すように、屋根Ｐ裏面に熱伝導可能に添着させる半導体熱交換素子を使用した柔軟なシート状発熱体２と、該シート状発熱体２を断熱材３を介して屋根Ｐ裏面に固定保持するための折板屋根形状の保持部材４とによって構成されている。
【００１４】
シート状発熱体２は、図３に示すように、シート状の半導体熱交換素子２Ａの両面に、例えばポリイミド繊維等の不導電性で且つ熱伝導性に優れたシート状の保護材２Ｂをそれぞれ貼着し、さらにこの両面に、熱伝導性の良いアルミシート２Ｃをそれぞれ貼り合わせて形成されている。そしてシート状発熱体２の下面には、断熱材３を不図示の耐熱両面粘着テープを介して接着してある。
【００１５】
保持部材４は、折板屋根構造の屋根Ｐ面形状に適合すべく金属板あるいはプラスチック板を折板屋根形状に折曲加工することで構成してある。この金属板あるいはプラスチック板による保持部材４は、保持部材４と折板屋根構造の屋根Ｐ裏面との間にシート状発熱体２および断熱材３を挟み込んだ後、当該保持部材４と屋根Ｐ裏面との合致された山部同士を例えばネジ５とナット６によって締結するか、あるいは不図示の耐熱両面粘着テープ、固定金具等でもって屋根Ｐ裏面に添着するか等して固定してある。
【００１６】
また、図４に示すように、折板屋根構造の屋根Ｐは、その端部を下方へ折曲加工して尾垂れ部７を形成してあり、これにより水切りを良好にして、氷柱の発生を未然に防止するものとしてある。従来、この尾垂れ部７は、屋根Ｐの軒先端部に設けられているが、水上側端部にも設けることによってこの部分での氷柱の発生を効率良く防止することができる。
【００１７】
さらに、図５には、本発明の他の実施の形態が示されている。
すなわち、本実施の形態では、既述のような折板屋根構造ではなく、平屋根構造の屋根Ｐの裏面に電熱式融雪装置１が配設されるものとしてある。この電熱式融雪装置１の屋根Ｐへの設置方法、設置部位等は前記実施形態と変わりないので、その説明は省略する。
【００１８】
次に、本発明に係る電熱式融雪装置１の組立方法について説明する。
先ず、屋根Ｐを、軒先の下方、上方、あるいはその両方へ尾垂れ加工する。また、シート状発熱体２を、ポリイミド繊維等の不導電性で且つ熱伝導性に優れた保護材２Ｂを介して半導体熱交換素子２Ａの両面にアルミシート２Ｃをそれぞれ貼り合わせることによって形成する。
【００１９】
次に、図１に示すように、半導体熱交換素子２Ａを使用した柔軟なシート状発熱体２に断熱材３を不図示の耐熱両面粘着テープを介して接着する。このシート状発熱体２を、断熱材３が下側に向くようにして根面Ｐ裏面側に熱伝導可能に添着配置させ、金属板あるいはプラスチック板を折板屋根形状に合致して折曲加工されて成る保持部材４を前記断熱材３を介して添着配置させ、ネジ５とナット６によって締結固定する。ネジ５とナット６の代りに、屋根Ｐ裏面側に、不図示の耐熱両面粘着テープあるいは固定金具を介して、シート状発熱体２、断熱材３、保持部材４それぞれを固定しても良い。
【００２０】
次に、本発明に係る電熱式融雪装置１の設置方法について説明する。
先ず、図６（ａ）に基づいて、支柱１０で支えられた積雪状態の傾斜した屋根Ｐにおける積雪Ｓの氷柱発生のメカニズムの概略を説明すると、当該屋根Ｐの軒先Ｐ１端部（水下側）では、ヒータＨ（従来品）で加熱された氷が溶け出し、軒樋８に入らなかった水が冷やされて再凍結することで氷柱Ｓ１が発生する。
【００２１】
一方、屋根Ｐの上端部（水上側）では、溶けた氷が積雪Ｓに吸収され、その部分が凍り、ダムのように塞き止められ水が端から流れ出し再凍結することでこの部分でも氷柱Ｓ２が発生する。
【００２２】
また、雪庇Ｓ３は、図６（ｂ）に示したように、「風による着雪」、「雪のずり落ち」を原因として、屋根Ｐの水下側および水上側の各端部に発生する。
【００２３】
以上の点を勘案すると、氷柱Ｓ１、Ｓ２の防止には、屋根Ｐの端部を加熱すること、および水切りを良くすることが重要であり、一方、雪庇Ｓ３の防止には、屋根Ｐへの積雪Ｓを抑え、雪庇となる部分だけを融雪することが有効であると考えられる。
【００２４】
而して、図７に示す実施形態では、所定の長さと幅を有する複数枚（本実施形態では３枚）のシート状発熱体２を屋根Ｐの裏面に配設している。このとき、前記メカニズムに基づいてシート状発熱体２は、例えば１枚の狭幅発熱体２１が傾斜した屋根Ｐの軒先Ｐ１ぎりぎりに配設され、その上方の屋根Ｐに設けられた複数の雨水落口９を隔てて２枚の広幅発熱体２２Ａ，２２Ｂとが互いに並列に近接配置される。
【００２５】
屋根Ｐに対して配置されるシート状発熱体２の数や寸法等は、屋根Ｐの大きさ、形状、設置場所の気候（気温、降雪量）等に応じて最良の効果が得られるよう適宜選定されるものである。したがって、前記実施形態に限定されるものでないことは勿論である。また、図示例のように屋根Ｐの軒先Ｐ１のみならず、水上側端部にも配置することができるのは既述のとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を実施するための最良の形態を示す分解斜視図である。
【図２】同じく組み付け後の電熱式融雪装置を示す正面図である。
【図３】同じくシート状発熱体と断熱材との組み付け後の要部を示す拡大断面図である。
【図４】屋根端部に設けられた尾垂れ部を示す部分斜視図である。
【図５】電熱式融雪装置を平屋根構造の屋根面に取り付けた状態を示す正面図である。
【図６】（ａ）は屋根に発生する氷柱の状態を示し、（ｂ）は雪庇の状態を示す説明図である。
【図７】電熱式融雪装置を屋根面に取り付けた状態の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
Ｐ              屋根
Ｐ１              軒先
Ｓ              積雪
Ｓ１、Ｓ２        氷柱
Ｓ３              雪庇
１              熱式融雪装置
２              シート状発熱体
２Ａ            半導体熱交換素子
２Ｂ            保護材
２Ｃ            アルミシート
３              断熱材
４              保持部材
５              ネジ
６              ナット
７              尾垂れ部
８              軒樋
９              雨水落口
１０            支柱
２１            狭幅発熱体
２２Ａ、２２Ｂ  広幅発熱体
Ｈ              ヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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