(57)【要約】【課題】解決しようとする課題はポンプで熱運搬液を循環さす閉回路を設け回路内にエンジン廃熱から熱を取る熱交換器と熱を取るタイヤ加温ローラを組み込みローラをタイヤに接っしさせてタイヤを加温しタイヤの回転により路面の雪に熱を与えて融かすことを課題とする。【解決手段】エンジン廃熱を熱交換器とタイヤ加温ローラを介してタイヤに伝え回転するそれにより路面の雪を融かす。【選択図】図１
2019120045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン廃熱を路面の雪に伝えるために熱運搬液をポンプで循環させる閉回路を設けその回路内にエンジン冷却液とエンジン排気から熱を取る熱交換器及びその熱を取るタイヤ加温ローラを組み込みそのローラに嵌めたスポンジ状のリングをタイヤ踏面に接っしさせてリング内の湯をタイヤに移動させてそこを加温しタイヤの回転により路面の雪に熱を与えて融かすことを特徴とする自動車エンジン廃熱利用の道路融雪装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車エンジンの廃熱を利用して道路の融雪に使用する、自動車エンジン廃熱利用の道路融雪装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車は北国の雪害に対する配慮が為されていない為、せっかくの大量のエンジン廃熱を道路融雪に使用するという車体構造になっていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８７６４２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は特許文献１ではエンジン廃熱を運搬する熱媒体としてタイヤが巻き上げる路面の水を選定しているが水量確保に問題が有るようなので、エンジン廃熱を運搬する熱媒体として閉回路を循環する熱運搬液とタイヤ加温ローラを設定して、熱運搬液をエンジン廃熱で加温してからタイヤ加温ローラに送りそのローラを加温し、そのローラをタイヤ踏面に接っしさせることによりタイヤ踏面の表面やタイヤ溝に付着している水雪を加温し更には融雪し、タイヤ自体を加温し、そのタイヤはすぐに回転して路面の雪に接するから効率よく路面の雪を融かすことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明はエンジン廃熱を回収して路面の積雪に熱輸送する手段としてタイヤ加温ローラを設定し、そのローラを加温するためにエンジン冷却液とエンジン排気を熱源とする各熱交換器から熱を取得しポンプにより閉回路内を循環する熱運搬液を設定して、加温された熱運搬液によりタイヤ加温ローラを加温し、そのローラはタイヤ踏面に接っして踏面の表面やタイヤ溝に付着した水雪及びタイヤ自体を加温し、そのタイヤはすぐに回転して路面の雪に接っして熱損失を最小限に留めて路面の雪を融かすことを特徴とする自動車エンジン廃熱を利用する道路融雪装置である。
【０００６】
係る構成によれば、エンジン冷却液とエンジン排気の有する熱量で熱運搬液を加温し、その熱運搬液はポンプにより閉回路を循環しながらタイヤ加温ローラを加温し、そのローラはタイヤに接っして今度はタイヤ及びタイヤに付着する水雪を加温し、次にタイヤは回転してすぐに路面の雪に接っすることによりエンジン廃熱を確実に路面の雪に伝熱してその雪を融かす効果がある。
【発明の効果】
【０００７】
本願発明によれば、エンジン廃熱を利用してタイヤ加温ローラを加温してそのローラをタイヤに接っしさせて今度はタイヤを加温して、路面の積雪をなんらの有用エネルギーを用いずして、つまりタダで融かすという利点がある。従来はエンジン廃熱はラヂエータと排気ガスにより１００％無為に大気に放出されていたのである。我が国の自動車用燃料油の年間消費量は約８０００万トンである。雪国地方でその２割を消費するとし、降雪期間を１２月から翌３月迄の４ヶ月間とし、本装置のエンジン廃熱回収率を４０％として計算すると回収廃熱の総量は石油換算で２１０万トンである。１日分では１．７５万トンの石油相当。石油の発熱量と雪の融解必要熱量の比較計算から、この１．７５万トン／日で２４１万トン／日の雪を融かすことができる。雪国地方の道路の総延長面積と平均的日降雪量との比較計算からよほどの大雪の日以外は道路の雪は融けて無雪道路が実現することが判るので、本融雪方式は実用的効果が高いと思われる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図はエンジンを熱源とする２つの熱交換器とタイヤ加温ローラとそれらを結ぶ配管とタイヤとから構成される自動車エンジン廃熱を利用する道路融雪装置の全体図である。（実施例１）。
【図２】図は路面に雪が無い時にタイヤ加温ローラをタイヤからはずすためのタイヤ加温ローラを上げ下げするアームに関するものである。
【図３】図はタイヤ加温ローラの内部を示すものでここでは図の左側から高温の熱運搬液が流入し図の右側へ熱を取られて低温になった熱運搬液が流出する状況を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
エンジン冷却液を熱源とする熱交換器及びエンジン排気を熱源とする熱交換器から熱を回収してタイヤ加温ローラを加温する熱運搬液をポンプで循環させる閉回路を設け、タイヤ加温ローラに接っしさせたタイヤを加温し、そのタイヤは回転して路面の雪に接っしてそれを融かす方法を以下のように設計することにより、無料かつ多量のエンジン廃熱を利用する車載型の道路融雪装置を具体化した。
【００１０】
実施形態１については、エンジン廃熱を回収するために熱運搬液を循環させる閉回路を設ける。この閉回路内にエンジン冷却液とエンジン排気を熱源とするそれぞれの熱交換器を設けて熱運搬液に熱を与える。更に、この閉回路内にタイヤ加温ローラ（以後単に「ローラ」と表示する）を設けて熱運搬液の熱をそのローラに与える。ローラ内に流入した熱運搬液はローラの回転による遠心力によりローラ内の円周部に押し付けられて熱運搬液量が少ない場合でも中心部に隙間ができるだけであって円周部には必ず行き渡るからローラに効率よく伝熱できる。熱を取られた液は反対側から流出する。ローラの内側には熱収受面積を増やすために多数の小板を並べて植え込むと良いであろう。そのローラをタイヤ踏面に接っしさせてそこを加温するとタイヤ踏面の表面とタイヤ溝に付着した水雪を加温し更には融雪する。タイヤ自体も加温する。熱の移動は接触面を経由する熱伝道作用よりも熱媒体たる水（湯）を移動させたほうが効率が良い。そして水は路面に無限に有る。よって吸水性のあるスポンジ材質のリングをローラに嵌める。ローラがタイヤに接っした時にリングは圧縮されリング内の温水が搾り出されてタイヤに移動しタイヤを加温し融雪し、タイヤから離れた時にリングは元に膨張し負圧でタイヤから冷水を吸い取り、当該箇所が再びタイヤに接する迄にその冷水をローラからの熱で加温する。ローラのカバーはローラの回転時に遠心力によるリング内の水分が飛散するのを受け留め路面に落下させて融雪に寄与させる。タイヤは回転してすぐに路面の雪を融かして自身は熱を奪われ冷やされる。熱は路面の雪に与えられ、雪の下の路面には与えられない。路面はイコール地表であり地表イコール地球であるから熱を与えるのは無駄である。タイヤ踏面やタイヤ溝に付着している雪は融け去り脱落する。タイヤは回転して路面の雪に接っして再び雪をくわえ込み路面から雪を取り去りそれを融かすことを繰り返すから効率よく雪を融かすことができる。雪をくわえ込みやすいタイヤ溝の形状が望ましい。冷えたタイヤは回転してローラから熱を奪う。熱は、熱運搬液→熱交換器→エンジンと次々に奪われていく。これは閉回路で無限に繰り返されるからラヂエータを使わなくてもエンジンはオーバーヒートしない。なほ、路面に雪が無くなるとエンジン冷却液が熱を奪われなくなりエンジンがオーバーヒートする。これを防止するためにエンジンからの冷却液出口にサーモスタットを付けてラヂエータに冷却液を流す必要が有る。
【実施例】
【００１１】
図１は本願発明装置の実施形態についての１実施例の全体図であり、図２はタイヤ加温ローラとそれを上げ下げするアームとタイヤの位置関係を示す図であり、図３はタイヤ加温ローラの内部を示す図であって、１のエンジンの冷却液が２の配管Ａを経由して３の熱交換器Ａにて熱を放出する。１のエンジンからの排気が１３のエンジン排気管を経由して１１の熱交換器Ｂにて熱を放出する。５のポンプにより循環される熱運搬液は４の配管Ｂを経由して３の熱交換器Ａと１１の熱交換器Ｂから熱を受け取る。８のタイヤ加温ローラ（以下単に「ローラ」と表示する）は４の配管Ｂを経由して熱を受け取り加温されてタイヤ踏面に接っしてそこを加温し、自らは熱を放出して冷やされその内部の熱運搬液を冷やす。
９のタイヤに接する時に１４のローラリングは圧縮され内部の温水が搾り出されて９のタイヤに移動しそれを加温し融雪し、９のタイヤから離れる時に１４のローラリングは復元膨張し負圧で９のタイヤに付着した冷水を吸い取る。１４のローラリングの当該箇所は再び８のローラから熱を受け取り冷水を加温する。１０のローラカバーは８のローラの回転時の遠心力によるリング内の水が飛散するのを受け留め路面に落下させて融雪に寄与させる。９のタイヤは加温されてすぐに回転して接地し路面の雪を融かし冷やされて回転し、８のローラと接っしそれを冷やす。冷やされた８のローラは熱運搬液から熱を受け取り、熱運搬液は冷やされて４の配管Ｂを経由して３の熱交換器Ａを介してエンジン冷却液を冷やし、それは２の配管Ａを経由して１のエンジンを冷却し、そのオーバーヒートを防ぐ。また、冷やされた熱運搬液は１１の熱交換器Ｂにも循環してそれを冷やす。１６のタイヤ加温ローラの軸を貫通する熱運搬液の配管の部分から流入した（図の左側から）熱運搬液は８のローラの内部で拡散し熱を与え自らは冷えて流出する（図の右側へ）。１６のタイヤ加温ローラの軸を貫通する熱運搬液の配管の部分は１７のタイヤ加温ローラの軸受部のシールにより密閉して液が漏れないようにするが、多少の漏れが有ってもそれは路面に落下して雪を融かすから熱損失にはならない。漏れて不足する分は必要に応じて６の熱運搬液を補充するリザーバータンクから７のリザーバータンクからの配管を通って補充される。路面に雪が無いときは１５のタイヤ加温ローラを上げ下げするアームを上げて８のローラを９のタイヤからはずす。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
自動車に装着した本装置により、従来通り自動車を走行させながら自動的に路面の積雪を融かし、日降雪量が５０センチの雪も融かせば日降雨量が５センチの雨と同じになり路側の排水溝に何の問題も無く流れ去り、除雪車両による機械的除雪作業は不要になり巨額の除雪費用を削減できるし、冬季の北国における道路交通の障害も無くなる。
【符号の説明】
【００１３】
１    エンジン
２    エンジン冷却液が循環する配管Ａ
３    エンジン冷却液を熱源とする熱交換器Ａ
４    熱運搬液が循環する配管Ｂ
５    熱運搬液を循環させるポンプ
６    熱運搬液を補充するリザーバータンク
７    リザーバータンクからの配管
８    タイヤ加温ローラ
９    タイヤ
１０  ローラカバー
１１  エンジン排気を熱源とする熱交換器Ｂ
１２  エンジン排気出口
１３  エンジン排気管
１４  ローラリング
１５  タイヤ加温ローラを上げ下げするアーム
１６  タイヤ加温ローラの軸を貫通する熱運搬液の配管の部分
１７  タイヤ加温ローラの軸受部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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