(57)【要約】【課題】本発明は、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。【解決手段】本発明の融雪装置は、ヒーター部１４で加温される貯水槽２内の水が、融雪で稼動する水中ポンプ１５の排熱で温められる構成とした。これにより、融雪時は、水中ポンプ１５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２内の水温が低下するのを抑える。これで、ヒーター部１４の負担が軽減される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建屋の屋根から流れ落ちる雨水を集水する貯水槽と、
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。
【請求項２】
前記貯水槽には、地下水の補給を可能とした水補給手段が設けられることを特徴とする請求項１に記載の融雪装置。
【請求項３】
前記貯水槽は、周囲が断熱部により断熱されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の融雪装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋根の雪を融かす融雪装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【特許文献１】特開２００５−８３１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る融雪装置を概略的に示す構成図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る融雪装置を概略的に示す構成図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る融雪装置を概略的に示す構成図。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る融雪装置を概略的に示す構成図。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る融雪装置を概略的に示す構成図。
【符号の説明】
【００４３】
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）。
【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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