(57)【要約】      （修正有）【課題】従来に比して耐久性が向上し、且つ、輸送及び屋根への設置作業が容易となる家屋用融雪装置を提供する。【解決手段】家屋用融雪装置１は、真空状態で作動液が封入されたチャンバー２１と、作動液中に配置され、その内部を加熱された水が通流するコアパイプ２２とを具備するヒートパイプ２と、ヒートパイプ２を収容し、家屋の屋根に配置される蓄熱ケース５とを備える。ヒートパイプ２は、チャンバー２１から延設され、その内部を作動液が気化した蒸気が拡散する延設管２３を複数台、具備する。【選択図】図１
0003146369.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
真空状態で作動液が封入された外管と、前記作動液中に配置され、その内部を加熱流体が通流する内管とを具備するヒートパイプと、
前記ヒートパイプを収容し、家屋の屋根に配置される収容部と
を備え、
前記ヒートパイプは、前記外管から延設され、その内部を前記作動液が気化した蒸気が拡散する延設部をさらに具備する、家屋用融雪装置。
【請求項２】
前記ヒートパイプは、前記外管と直交する方向へそれぞれ延びる複数の前記延設部を具備する、請求項１に記載の家屋用融雪装置。
【請求項３】
複数の前記延設部は、それぞれ先端において閉じている、請求項２に記載の家屋用融雪装置。
【請求項４】
前記延設部は、直管状に形成されている、請求項３に記載の家屋用融雪装置。
【請求項５】
複数の前記延設部は、等間隔を隔てて並行に配置されている、請求項４に記載の家屋用融雪装置。
【請求項６】
前記ヒートパイプは、傾斜した屋根に前記収容部が配置される場合に、前記外管が前記収容部内に水平方向へ延びるように配置され、前記延設部が前記外管から斜め上方へ向かって延びるように前記屋根と並行に配置される、請求項２乃至５の何れかに記載の家屋用融雪装置。
【請求項７】
前記収容部は、直方体の箱状をなしており、
前記ヒートパイプは、前記延設部が前記収容部の上面の近傍を当該上面に沿って配置されるように構成されている、請求項２乃至６の何れかに記載の家屋用融雪装置。
【請求項８】
前記収容部内における前記延設部の下方に配置された金属性の放熱板をさらに備える、請求項７に記載の家屋用融雪装置。
【請求項９】
前記収容部内における前記放熱板の下方に配置された断熱材をさらに備える、請求項８に記載の家屋用融雪装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、家屋の屋根に設置される家屋用融雪装置に関し、特にヒートパイプを備える家屋用融雪装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より家屋の屋根に設置されるヒートパイプ式の融雪装置が知られている。特許文献１には、家屋の屋根面上に分散して据え付けた不凍性作動液封入の一方端を互いに連通したヒートパイプ群と、該ヒートパイプ群の各ヒートパイプの他端の相互間を連通して蒸発部を構成する蒸気ヘッダ管と、該蒸気ヘッダ管内に伝熱的に結合して配管された熱媒供給用の循環管路と、該熱媒循環管路内に介装した熱媒加熱手段および熱媒送流手段とを具備してなり、熱媒循環管路内で熱媒を加熱送流してその熱をヒートパイプの蒸発部に与え、ヒートパイプ内で行われる作動液の蒸発／凝縮サイクルに伴う潜熱の授受により屋根上に降り積もった雪を融雪するように構成されたヒートパイプ式融雪装置が開示されている。
【特許文献１】特開昭６２−９０６２号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示されているヒートパイプ式融雪装置は、ヒートパイプが露出されたまま屋根に設置される構成であるため、ヒートパイプが風雨等により破損しやすいという問題がある。また、ヒートパイプは細長いため強度が低く、輸送又は屋根に設置する際等に破損するおそれがあり、輸送及び設置作業が難しいという問題がある。
【０００４】
本考案は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、上記課題を解決することができる家屋用融雪装置を提供することにある。
【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に、本考案の一の態様の家屋用融雪装置は、真空状態で作動液が封入された外管と、前記作動液中に配置され、その内部を加熱流体が通流する内管とを具備するヒートパイプと、前記ヒートパイプを収容し、家屋の屋根に配置される収容部とを備え、前記ヒートパイプは、前記外管から延設され、その内部を前記作動液が気化した蒸気が拡散する延設部をさらに具備する。
【０００６】
この態様においては、前記ヒートパイプが、前記外管と直交する方向へそれぞれ延びる複数の前記延設部を具備することが好ましい。
【０００７】
また、上記態様においては、複数の前記延設部が、それぞれ先端において閉じていることが好ましい。
【０００８】
また、上記態様においては、前記延設部が、直管状に形成されていることが好ましい。
【０００９】
また、上記態様においては、複数の前記延設部が等間隔を隔てて並行に配置されていることが好ましい。
【００１０】
また、上記態様においては、傾斜した屋根に前記収容部が配置される場合に、前記外管が前記収容部内に水平方向へ延びるように配置され、前記延設部が前記屋根と並行に上方へ向かって傾斜して配置されることが好ましい。
【００１１】
また、上記態様においては、前記収容部が、直方体の箱状をなしており、前記延設部が前記収容部の上面の近傍を当該上面に沿って配置されることが好ましい。
【００１２】
また、上記態様においては、前記家屋用融雪装置が、前記収容部内における前記延設部の下方に配置された金属性の放熱板をさらに備えることが好ましい。
【００１３】
また、上記態様においては、前記家屋用融雪装置が、前記収容部内における前記放熱板の下方に配置された断熱材をさらに備えることが好ましい。
【考案の効果】
【００１４】
本考案に係る家屋用融雪装置によれば、従来に比して耐久性が向上し、且つ、輸送及び屋根への設置作業が容易となる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本考案の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
本実施の形態は、傾斜した屋根に設置されるヒートパイプ式の家屋用融雪装置である。
【００１７】
以下に、本実施の形態に係る家屋用融雪装置の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る家屋用融雪装置の一部の構成を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、本実施の形態に係る家屋用融雪装置１は、ヒートパイプ２と、放熱板３と、断熱材４と、蓄熱ケース５（図中破線で示す。）とから主として構成されている。
【００１８】
ヒートパイプ２は、作動液が封入された円管状のチャンバー２１と、チャンバー２１と同一方向へ延びてチャンバー２１の内部を通る円管状のコアパイプ２２と、チャンバー２１から延設された複数の延設管２３とを備えている。図２は、ヒートパイプ２の構成を示す平面図であり、図３は、その側面断面図である。チャンバー２１は、ステンレス鋼、アルミニウム合金又は銅合金等の熱伝導率の高い金属製の直管であり、両端が密封されている。また、チャンバー２１の内部には、作動液２１ａが封入されている（図３参照）。かかる作動液２１ａとしては代替フロン、水又はメタノール等のアルコール等が使用される。かかる作動液２１ａは、密閉されたチャンバー２１が十分に脱気されて実質的に真空状態とされた後に封入される。なお、銅はステンレス鋼に比べて１０倍以上の熱伝導率を有しているため、チャンバー２１を銅製とすることが好ましい。
【００１９】
コアパイプ２２は、チャンバー２１の直径の半分以下の直径を有しており、その長さはチャンバー２１の長さよりも長い。かかるコアパイプ２２は、チャンバー２１の両端を貫通して外部へ延びている。また、コアパイプ２２は、チャンバー２１の内部においては、作動液２１ａに浸るように、チャンバー２１の高さ方向中央よりも下方の位置に配置されている（図３参照）。さらに詳しく説明すると、コアパイプ２２は、チャンバー２１の中心軸の直下に配置されているのではなく、チャンバー２１の中心軸よりも下側であって、当該中心軸の直下よりも一方側（図３において紙面左側）に寄った位置に配置されている。また、コアパイプ２２は、図示しないボイラー等の熱源に接続されており、当該熱源により加熱された水が供給されるようになっている。
【００２０】
チャンバー２１からは、１２本の延設管２３，２３，２３，…が延設されている。各延設管２３は、チャンバー２１と同じ材料により構成されている。また、延設管２３はチャンバー２１と直交する方向へ延びた直管状をなしており、その先端（チャンバー２１との接続部と反対側）は閉塞している。さらに詳しく説明すると、図３に示すように、延設管２３はその直径がチャンバー２１の直径の半分以下であり、チャンバー２１の高さ方向の中央より上部の位置から横方向（図３において紙面右側）へと延びている。また、延設管２３，２３，２３，…は、等間隔を隔てて互いに並行に設けられている。
【００２１】
ヒートパイプ２の寸法の一例としては、チャンバー２１の直径（外径）が３９〜４１ｍｍ、チャンバー２１の厚さが１ｍｍ、チャンバー２１の長さが１８００ｍｍ、コアパイプ２２の直径（外径）が８〜９．５ｍｍ、コアパイプ２２の厚さが０．５〜１ｍｍ、コアパイプ２２の長さが１９００ｍｍ、延設管２３の直径（外径）が１５〜１６ｍｍ、延設管２３の厚さが０．８〜１．０ｍｍ、延設管２３の長さが５００ｍｍ、隣り合う延設管２３，２３の間の間隔が１５１．５ｍｍとすることができる。なお、本考案の家屋用融雪装置が備えるヒートパイプの寸法は、かかる寸法に限定されるものではない。
【００２２】
放熱板３は、アルミニウム合金製であり、一辺がチャンバー２１の長さと概ね同じ長さであり、これと直交する他辺が延設管２３の長さと概ね同じ長さの四角板状をなしている。かかる放熱板３は、延設管２３，２３，…の下方に、各延設管２３，２３，２３，…と接して配置されている。
【００２３】
断熱材４は、ウレタンフォーム、自己消火グレードビーズ発泡パネル等から構成されており、上述した放熱板３と概ね同じ四角形状および大きさの上面を有し、チャンバー２１よりも若干小さい高さを有する略直方体形状をなしている。かかる断熱材４は、放熱板３の下方に配置されており、チャンバー２１の側部と接する部分が円弧面状に窪んでおり、これにより断熱材４の当該窪みとチャンバー２１の側部とが合致して接している。
【００２４】
蓄熱ケース５は、ガリバリウム鋼板製であり、直方体の箱状をなしている。蓄熱ケース５の高さは、チャンバー２１の高さよりも若干大きく、その長さは、チャンバー２１の長さよりも若干大きく、またその幅は、ヒートパイプ２の幅（延設管２３の長さよりも若干大きい）よりも若干大きい。かかる蓄熱ケース５は、上述したヒートパイプ２、放熱板３及び断熱材４を収容している。かかる蓄熱ケース５の中で、延設管２３は蓄熱ケース５の上板に接するように、蓄熱ケース５の上面と並行に配置される。また、蓄熱ケース５の両端面の一部はそれぞれ開口を有しており、その開口からコアパイプ２２がそれぞれ突出している。このように、蓄熱ケース５により、ヒートパイプ２、放熱板３及び断熱材４が収容されることにより、家屋用融雪装置１がパネル状に構成されている。
【００２５】
また、蓄熱ケース５の上面のうち、チャンバー２１の上方に位置する一辺からは、板状の雪止め部５１が突設されている。
【００２６】
上記のような家屋用融雪装置１は以下のようにして家屋に設置される。図４は、本実施の形態に係る家屋用融雪装置１の一設置例を示す模式図である。家屋用融雪装置１は、図４に示すように、家屋の屋根の軒先部分に設置することができる。図４に示す例では、家屋の屋根６が傾斜しており、雪止め部５１が下側に位置するように家屋用融雪装置１が屋根６の上面に設置されている。つまり、この設置例においては、チャンバー２１が水平方向へ延び、延設管２３，２３，２３，…がチャンバー２１から屋根６の傾斜に沿って上方へ向かって延びるように配置されている。また、傾斜した屋根６に上記のように家屋用融雪装置１が設置されることで、チャンバー２１の内部を貫通するコアパイプ２２が、チャンバー２１の中心軸の直下に位置することとなる。これにより、コアパイプ２２がチャンバー２１の内部の低い位置に配置されることとなり、確実にコアパイプ２２を作動液２１ａに浸すことが可能となる。
【００２７】
このように家屋用融雪装置１を屋根６に設置した後、コアパイプ２２に加熱した水を供給することにより、コアパイプ２２内を当該加熱された水が通流し、この加熱された水から熱が作動液２１ａに吸収され、作動液２１ａが蒸発する。このようにして発生した蒸気はチャンバー２１内及び延設管２３，２３，２３，…内を拡散し、この蒸気の熱がチャンバー２１及び延設管２３，２３，２３，…の壁部に伝わり、ヒートパイプ２の全体から放熱される。また、蒸気はチャンバー２１及び延設管２３，２３，２３，…の内壁で冷却されて凝縮し、重力により延設管２３，２３，２３，…の傾斜に沿って下方へ流れ、延設管２３，２３，２３，…よりも下方に位置するチャンバー２１内へ還流する。このようにして作動液２１ａが蒸発／凝縮サイクルを繰り返し、ヒートパイプ２の全体から放熱が行われる。また、ヒートパイプ２の延設管２３，２３，２３，…から放出された熱の一部は放熱板３に伝わる。ここで、放熱板３の下方には断熱材４が配置されているため、放熱板３から断熱材４には殆ど熱が伝わらず、放熱板３からは上方へと放熱が行われる。このようにして、ヒートパイプ２及び放熱板３から放射された熱は、蓄熱ケース５の上部に積もった雪に伝達され、効率的に融雪が行われる。
【００２８】
また、図４に示す設置例においては、蓄熱ケース５の雪止め部５１が設けられている端縁が、屋根６の先端部分（軒先部分）に合致するように家屋用融雪装置１が配置されている。このように家屋用融雪装置１を設置することにより、家屋用融雪装置１の上面に積もった雪が溶かされ、家屋用融雪装置１が設置されていない上側の屋根部分に積もった雪が家屋用融雪装置１の上面まで滑落し、さらに家屋用融雪装置１の上面の雪が溶かされるというサイクルを繰り返すこととなり、屋根６の全面に家屋用融雪装置１を設置しなくても、効率的に融雪を行うことが可能となる。
【００２９】
図５は、本実施の形態に係る家屋用融雪装置１の他の設置例を示す模式図である。例えば、屋根６の面積が大きい場合には、図５に示すように、家屋の屋根６の軒先部分と、それより上方の屋根６の上面の一部とに家屋用融雪装置１を設置することができる。このように家屋用融雪装置１を設置することにより、より効率的に屋根６の雪を溶かすことが可能となる。また、この場合においても、家屋用融雪装置１が、屋根６の全体ではなく一部にのみ設置されているため、従来に比して家屋用融雪装置１の設置面積が少なくて済み、コストの低減が可能となる。
【００３０】
また、延設管２３，２３，２３，…がそれぞれ先端において閉じた直管状に構成されてるため、延設管の先端同士を連結する構成のものよりも材料が少なくて済み、加工が容易であり、コストを低減することが可能となる。
【００３１】
また、蓄熱ケース５によって家屋用融雪装置１がパネル状に構成されるため、家屋用融雪装置１の設置が容易である。また、本実施の形態に係る家屋用融雪装置１においては、延設管２３，２３，２３，…がチャンバー２１との接続部においてのみ支持される構成であるため、ヒートパイプ２の強度を確保することが困難であるが、蓄熱ケース５にヒートパイプ２を収容することにより、輸送又は設置等の際におけるヒートパイプ２の破損のおそれが低減される。
【００３２】
さらに、従来のヒートパイプが露出している構成の融雪装置では、ヒートパイプの部分のみが加温されて、ヒートパイプの近傍の雪のみが溶かされ、融雪にむらが生じる。これに対して、本実施の形態に係る家屋用融雪装置１においては、ヒートパイプ２が蓄熱ケース５に収容されているため、ヒートパイプ２から放出された熱が蓄熱ケース５の全体に拡散して蓄熱ケース５の上面の全体が加温されることとなり、融雪むらを低減することができる。
【００３３】
（実施の形態２）
本実施の形態は、傾斜した屋根に設置されるヒートパイプ式の家屋用融雪装置である。
【００３４】
以下に、本実施の形態に係る家屋用融雪装置の構成について説明する。図６は、本実施の形態に係る家屋用融雪装置の構成を模式的に示す斜視図であり、図７は、その平面図であり、図８は、その側面断面図である。図６に示すように、本実施の形態に係る家屋用融雪装置１００は、ヒートパイプ２００と、放熱板３００と、断熱材４００と、蓄熱ケース５００とから主として構成されている。
【００３５】
ヒートパイプ２００は、作動液が封入された円管状のチャンバー２０１と、チャンバー２０１と同一方向へ延びてチャンバー２１の内部を通る円管状のコアパイプ２０２と、チャンバー２０１から延設された複数の延設管２０３とを備えている。チャンバー２０１及びコアパイプ２０２の構成は、実施の形態１で説明したチャンバー２１及びコアパイプ２２の構成と同様であるので、その説明を省略する。
【００３６】
チャンバー２０１からは、８本の延設管２０３，２０３，２０３，…が延設されている。各延設管２３は、チャンバー２１と同じ材料により構成されている。また、延設管２０３はチャンバー２１と直交する方向へ延びた直管状をなしており、その先端（チャンバー２１との接続部と反対側）は閉塞している。かかる延設管２０３はその直径がチャンバー２０１の直径と同一である（図８参照）。また、延設管２０３，２０３，２０３，…は、等間隔を隔てて互いに並行に設けられている。
【００３７】
ヒートパイプ２００の寸法の一例としては、チャンバー２０１の直径（外径）が３９〜４１ｍｍ、チャンバー２０１の厚さが１ｍｍ、チャンバー２１の長さが１７００ｍｍ、コアパイプ２０２の直径（外径）が８〜９．５ｍｍ、コアパイプ２０２の厚さが０．５〜１ｍｍ、コアパイプ２０２の長さが１８００ｍｍ、延設管２０３の直径（外径）が３９〜４１ｍｍ、延設管２０３の厚さが１ｍｍ、延設管２０３の長さが３６０ｍｍ、隣り合う延設管２０３，２０３の間の間隔が２００ｍｍとすることができる。なお、本考案の家屋用融雪装置が備えるヒートパイプの寸法は、かかる寸法に限定されるものではない。
【００３８】
放熱板３００は、アルミニウム合金製であり、延設管２０３の並設間隔と同一間隔で８個のＵ字状の溝が形成されるように湾曲されている。また、放熱板３００は、平面視において一辺がチャンバー２０１の長さと概ね同じ長さであり、これと直交する他辺が延設管２０３の長さと概ね同じ長さの四角形をなしている。かかる放熱板３００の各溝には、延設管２０３，２０３，…が嵌合されている。
【００３９】
断熱材４００は、ウレタンフォーム、自己消火グレードビーズ発泡パネル等から構成されており、上述した放熱板３００と同様に、延設管２０３の並設間隔と同一間隔で８個のＵ字状の溝が設けられている。また、断熱材４００は、平面視において放熱板３００と概ね同じ四角形をなしており、チャンバー２０１よりも若干小さい高さを有している。かかる断熱材４００には、各溝が放熱板３００の溝と合致するように、放熱板３の下方に配置されており、チャンバー２１の側部と接する部分が円弧面状に窪んでおり、これにより断熱材４００の当該窪みとチャンバー２０１の側部とが合致して接している。
【００４０】
なお、蓄熱ケース５００の構成は、実施の形態１で説明した蓄熱ケース５の構成と同様であるので、その説明を省略する。蓄熱ケース５００により、ヒートパイプ２００、放熱板３００及び断熱材４００が収容されることにより、家屋用融雪装置１００がパネル状に構成されている。
【００４１】
また、蓄熱ケース５００の上面のうち、チャンバー２０１の上方に位置する一辺近傍には、断面視においてＬ字状の雪止めアングル５０１が取り付けられている。また、蓄熱ケース５００の上面の前記雪止めアングル５０１が取り付けられている側と反対側には、滑雪板５０２が取り付けられている。かかる滑雪板５０２は、蓄熱ケース５００の上面に対して、先端が下がるように傾斜している。
【００４２】
上記のような家屋用融雪装置１００は、図８に示すように家屋の屋根の軒先部分に設置することができる。なお、その設置態様は、実施の形態１に係る家屋融雪装置１と同様であるので、その説明を省略する。この場合、屋根の傾斜角度が７°以上であることが好ましい。このように傾斜した屋根６に家屋用融雪装置１００が設置されることで、下方に位置するチャンバー２０１に作動液２０１ａが溜まることになり、確実にコアパイプ２０２を作動液２０１ａに浸すことが可能となる。
【００４３】
（その他の実施の形態）
上記の実施の形態１においては、蓄熱ケース５を直方体の箱形としたが、これに限定されるものではない。蓄熱ケースを、チャンバー２１が配置される側面の高さが、延設管２３の先端が位置する側面の高さよりも大きい六面体の箱形のものとしてもよいし、チャンバー２１が配置される側面の高さが、延設管２３の先端が位置する側面の高さよりも小さい六面体の箱形のものとしてもよい。
【００４４】
また、上記の実施の形態１，２においては、延設管２３，２０３が直管状である構成について述べたが、これに限定されるものではない。延設管はその先端で閉じていれば、途中で湾曲又は屈曲していてもよい。
【００４５】
また、上記の実施の形態１，２においては、延設管２３，２０３がチャンバー２１，２０１と直交する方向へ延びる構成について述べたが、これに限定されるものではない。チャンバー２１，２０１に対して傾斜した方向へ延設管が延びる構成としてもよい。
【００４６】
また、上記の実施の形態１においては、１２本の延設管２３が、上記の実施の形態２においては、８本の延設管２０３が等間隔を隔てて並行に配置された構成について述べたが、これらに限定されるものではない。延設管の数は１２本又は８本以外であってもよいし、隣り合う延設管の間隔が、延設管毎に異なっていてもよい。また、各延設管が並行に配置されていなくてもよい。
【００４７】
また、上記の実施の形態１，２においては、延設管２３，２０３の下方に放熱板３，３００及び断熱材４，４００を設ける構成について述べたが、これに限定されるものではない。延設管２３，２０３の下方に放熱板３，３００を設けず、断熱材４，４００のみを設ける構成としてもよいし、断熱材４，４００を設けず、放熱板３，３００のみを設ける構成としてもよい。また、放熱板３，３００及び断熱材４，４００の両方を設けない構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本考案の家屋用融雪装置は、家屋の屋根に設置される家屋用融雪装置などとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施の形態１に係る家屋用融雪装置の一部の構成を模式的に示す斜視図。
【図２】ヒートパイプの構成を示す平面図。
【図３】ヒートパイプの構成を示す側面断面図。
【図４】実施の形態１に係る家屋用融雪装置の一設置例を示す模式図。
【図５】実施の形態１に係る家屋用融雪装置の他の設置例を示す模式図。
【図６】実施の形態２に係る家屋用融雪装置の構成を模式的に示す斜視図。
【図７】実施の形態２に係る家屋用融雪装置の構成を示す平面図。
【図８】実施の形態２に係る家屋用融雪装置の構成を示す側面断面図。
【符号の説明】
【００５０】
１，１００      家屋用融雪装置
２，２００      ヒートパイプ
２１，２０１      チャンバー
２１ａ，２０１ａ      作動液
２２，２０２      コアパイプ
２３，２０３      延設管
３，３００      放熱板
４，４００      断熱材
５，５００      蓄熱ケース
５１，５０１      雪止め部
６      屋根
【図１】
0003146369.tif 000003
【図２】
0003146369.tif 000004
【図３】
0003146369.tif 000005
【図４】
0003146369.tif 000006
【図５】
0003146369.tif 000007
【図６】
0003146369.tif 000008
【図７】
0003146369.tif 000009
【図８】
0003146369.tif 000010