(57)【要約】【課題】  路面上に降る雪を平均的に融かし、その融雪水を速やかに路面から排水処理することにより融雪効果を高め、簡素な構成でありながら住宅や地下鉄等で生じる都市型排熱や未利用熱を再利用してイニシャルコストだけでなくランニングコストも安価に抑えることができ、しかも省エネルギー効率の向上、二酸化炭素の排出量の抑制による環境負荷の低減を図ることができる空気吹出融雪・乾燥システムを提供する。【解決手段】  路面下に埋設される中空部２１を備えた中空構造体２と、この中空構造体２の上部に設けられて路面を構成し、前記中空部２１から路面上に至るまでに曲がりくねり、かつ、分岐を繰り返して連通された分岐状空隙網３１が形成された蓄熱路面材３と、前記中空構造体２の中空部２１内に０℃以上の空気を圧入する空気圧入手段４とを有している。【選択図】  図１
2008057317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面下に埋設される中空部を備えた中空構造体と、
この中空構造体の上部に設けられて路面を構成し、前記中空部から路面上に至るまでに曲がりくねり、かつ、分岐を繰り返して連通された分岐状空隙網が形成された蓄熱路面材と、
前記中空構造体の中空部内に０℃以上の空気を圧入する空気圧入手段と
を有していることを特徴とする空気吹出融雪・乾燥システム。
【請求項２】
請求項１において、前記分岐状空隙網は、路面上の融雪水を浸透させつつ、中空部内に圧入された空気を路面上へ継続的に吹き出させうる空隙率に形成されていることを特徴とする空気吹出融雪・乾燥システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面上の雪を融雪したり、路面を乾燥させる技術に関し、特に、空気を路面から直接吹き出させて融雪や雨等の乾燥を行う空気吹出融雪・乾燥システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、住宅の周辺や道路上に降り積もる雪を融かすための技術としては以下の方法が存在する。
１．路盤中に温水パイプや電熱ヒータを敷設して路盤を暖め熱伝導により融雪する。
２．路面に散水したり、上から空気を吹きかけて融雪する。
３．融雪剤を散布して融雪する。
【０００３】
ロードヒーティング設備は、大別すると灯油式と電気式とに分けられ、灯油式では、路面の下に温水パイプを張り巡らせ、この温水パイプ内に灯油ボイラによって暖めた温水や不凍液をポンプで循環させるようになっている。また、電気式では、路面の下に電熱ヒータを配線し、この電熱ヒータに通電して発熱させるようになっている。そして、これらのロードヒーティング設備によれば、路面下で発生させられた熱が路面上まで熱伝導して路面温度を上昇させるため、積もった雪を融かすようになっている。
【０００４】
しかしながら、上述した従来のロードヒーティング設備については、温水パイプや電熱ヒータを埋設する工事にかかるイニシャルコストや、設備を駆動するための灯油代や電気代等のランニングコストが高いという問題がある。また、燃料の灯油を燃焼する場合や発電所における発電を行う場合には二酸化炭素が発生してしまうので世界的な問題となっている地球温暖化を抑制する観点からも好ましくない。
【０００５】
また、路面を走行する大型トラック等の重量に耐えかねて温水パイプや電熱ヒータの一部が断線したり破損してしまうと、一連の温水パイプや電熱ヒータをすべて交換しなければならず、修理作業および修理コストの負担が大きい。また、温水パイプや電熱ヒータに使用する配線や配管は、一度撤去してしまうと再使用することができないという問題もある。さらに、散水する融雪方法については、地下水を汲み上げることが多いが水位の低下に伴う地盤沈下が懸念されるため、自粛を求められている状況にある。また、散水した水が適切に排水されないことがあり、路面が氷結する恐れもあり、効果的とはいえない。さらに、融雪剤による融雪方法は、散布作業が煩わしい上、天気が悪いと融雪効果はあまり期待できない。
【０００６】
一方、特開２００５−３６４２６号公報には、空気を熱媒体として融雪する無水融雪装置が提案されている（特許文献１）。この無水融雪装置は、路面を構成する敷設体の裏面に凹条が形成されており、この凹条が、温風もしくは熱風が導入される通路に設定されている。これにより、凹条に導入された温風もしくは熱風の熱が敷設体に伝達されるため、路面の融雪ができるとされている。
【０００７】
また、特開平１１−２８６９０４号公報には、道路等を構成する不透水基層の表面に、多孔空隙部を有する透水表層を積層し、この透水表層の下部に多数の送風パイプを敷設し、この送風パイプから前記多孔空隙部に向けて加圧流体（温風・温水）を噴射することで路面の雪を融かし、融雪水を側溝に排水する方法が提案されている（特許文献２）。
【０００８】
さらに、特開平１−２９５９０４号公報には、道路の下部に埋設される融排雪槽と、この融排雪槽の上部に設けられ、通気性および透水性を確保するため融排雪槽内と外部とを直線状に形成された通孔で連通している透過体と、融排雪槽に熱風を供給する熱風給気装置とを備えた融排雪装置が提案されている（特許文献３）。これにより、透過板上に降る雪は通孔から吹き出す熱風により融雪され、その融排雪水は透過体を通して融雪槽内に透過し、排水されるとしている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−３６４２６号公報
【特許文献２】特開平１１−２８６９０４号公報
【特許文献３】特開平１−２９５９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に記載された発明については、ボイラーやヒートポンプ等の熱源を使用して空気を加熱するため、上記のように、ランニングコストや地球温暖化の観点からも好ましくない。さらに、上記特許文献１に記載された発明を含め、従来の融雪技術においては、路面下の熱を路面材を通して路面まで熱伝導させるため、熱損失が大きく、効率が悪いという問題もある。
【００１１】
また、上記特許文献２に記載された発明についても欠点が存在する。大きな欠点は融雪水の排水処理方法にある。つまり、特許文献２では、融雪水は不透水基層の傾斜表面を伝って側溝へと排水する仕組みなので、不透水基層の傾斜表面に融雪水が溜まって途中で氷結してしまうおそれがある。また、当該融雪水は排水の途中で送風パイプに沿って流れるため、加圧温風の熱エネルギーが直接的に奪われて融雪効率が悪くなり、しかも送風パイプを劣化させるという問題がある。さらに、排水処理の悪さから透水表層が目詰まりしやすいという問題もある。
【００１２】
さらに、上記特許文献３に記載された発明については、通孔が直線状であるため熱風が抜け易く、融排雪槽内に内圧がかかり難い。このため、通孔と熱風給気装置の送風口との位置関係により、熱風の吹き出す部分が１箇所に集中し融雪ムラを生じさせてしまうという問題がある。また、内圧の低い箇所では、外気が融排雪槽内に逆流してしまう恐れもある。さらに、通孔は所定間隔を隔てて設けられているため、通孔の周囲だけが融雪され各通孔の中間部に融け残りが生じるおそれもある。仮に通孔の数を増やしても、多くの送風量が必要となり、ランニングコストが増えるため好ましくない。
【００１３】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、路面上に降る雪を平均的に融かし、その融雪水を速やかに路面から排水処理することにより融雪効果を高め、簡素な構成でありながら住宅や地下鉄等で生じる都市型排熱や未利用熱を再利用してイニシャルコストだけでなくランニングコストも安価に抑えることができ、しかも省エネルギー効率の向上、二酸化炭素の排出量の抑制による環境負荷の低減を図ることができる空気吹出融雪・乾燥システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る空気吹出融雪・乾燥システムの特徴は、路面下に埋設される中空部を備えた中空構造体と、この中空構造体の上部に設けられて路面を構成し、前記中空部から路面上に至るまでに曲がりくねり、かつ、分岐を繰り返して連通された分岐状空隙網が形成された蓄熱路面材と、前記中空構造体の中空部内に０℃以上の空気を圧入する空気圧入手段とを有している点にある。
【００１５】
また、本発明において、前記分岐状空隙網は、路面上の融雪水を浸透させつつ、中空部内に圧入された空気を路面上へ継続的に吹き出させうる空隙率に形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、路面から吹き出す空気とこの空気の通過による路面材の保温効果によって路面上の雪を平均的に融かし、その融雪水を速やかに路面から排水処理することにより融雪効果を高め、簡素な構成でありながら住宅や地下鉄等で生じる都市型排熱や未利用熱を再利用してイニシャルコストだけでなくランニングコストも安価に抑えることができ、しかも省エネルギー効率の向上、二酸化炭素の排出量の抑制による環境負荷の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る空気吹出融雪・乾燥システムの第１実施形態について図面を用いて説明する。図１は本第１実施形態の空気吹出融雪・乾燥システム１Ａの構造体を示す斜視図、図２は本第１実施形態の平面図、図３は図２の３Ｘ−３Ｘ線断面図、図４は図２の４Ｘ−４Ｘ線断面図である。
【００１８】
図１ないし４に示すように、本第１実施形態の空気吹出融雪・乾燥システム１Ａは、主に、中空部２１を備えた中空構造体２と、この中空構造体２の上部に設けられた蓄熱路面材３と、前記中空構造体２の中空部２１内に空気を圧入する空気圧入手段４と、中空部２１内に設けられる空気拡散部材５とを有している。そして、建物や地下鉄等からの都市型排熱や地熱等の未利用熱を熱源として温められた空気を空気圧入手段４により中空部２１内に圧入し、その圧力によって空気を蓄熱路面材３の上方へ吹き出させるようになっている。
【００１９】
以下、各構成部についてより詳細に説明する。中空構造体２は、ポリプロピレンをはじめとする強化樹脂や鋼製等の強化材から形成されており、網目状の天板２２および底板２３と、これら天板２２および底板２３を所定の間隔を隔てて略平行状態に支持する複数本の支柱２４とから構成されている。このような構成を備えた中空構造体２の天板２２および底板２３の間には、空気が自在に流動可能な中空部２１が形成されている。また、天板２２および底板２３は、その網目を通して空気や融雪水等を流通しうるようになっている。なお、本第１実施形態では、鋼製や強化樹脂から構成される中空構造体２を使用しているが、用途に応じた荷重に耐え得る構造であれば他の材料を使用してもよい。
【００２０】
蓄熱路面材３は、その内部に中空部２１から路面上に至るまでに曲がりくねり、かつ、分岐を繰り返して連通されている分岐状空隙網３１を張り巡らせるように形成されている。分岐状空隙網３１を構成する手段は特に限定されないが、例えば、所定の粒度を有する粗骨材３４を型に入れてブロック状に接着固定することにより形成される。本第１実施形態では、ポーラスコンクリートブロックを使用している。
【００２１】
分岐状空隙網３１は、中空部２１に導入された空気を適度に分岐させることによって空気の流通に抵抗を与え、流通経路を一カ所に集中させないようにし、路面の全体から空気が漏れ出るように吹き出させるものである。また、分岐状空隙網３１は、路面上で溶けた融雪水を網目状の空隙内に浸透させることで速やかに路面から融雪水を除去する役割をも果たすものである。さらに、分岐状空隙網３１は、空隙が網目状、多孔質状に形成されているため、建物や地下鉄等からの都市型排熱や地熱等の未利用熱を熱源として温められた空気を多量に貯留することができ、蓄熱路面材３を０℃以上に保持する役割をも果たす。
【００２２】
分岐状空隙網３１の構造は、図５に示すように、曲がりくねった多数の流通路３２，３２と、これら流通路３２，３２同士を連接して空気や融雪水の流動を分岐させる分岐部３３とから構成されている。流通路３２，３２を曲がりくねらせることにより距離を長く確保できるため、温められた空気を保持する空間を十分に確保できるとともに、空気と流通路３２，３２内側面との摩擦による流動抵抗を大きく，長くとることができる。また、分岐部３３は、空気および融雪水が蓄熱路面材３を流通する際の選択経路を増やすようにするため、複数の流通路３２，３２が連接されている。これにより、上方に排出される空気と下方に侵入する融雪水とのぶつかり合いを極力避けることができ、両作用を同時に機能させることが可能となる。また、分岐状空隙網３１に浸透した融雪水は、直ちに中空部２１まで落下するのではなく、分岐状空隙網３１内にしばらく止まるため、下方から吹き上げられる空気によって乾燥させることも可能である。
【００２３】
また、分岐状空隙網３１による流動抵抗は、空気圧入手段４により中空部２１に圧入された空気が、中空部２１内で所定の内圧に達したときに路面上に吹き出るように流通路３２，３２の数や分岐数、曲折の程度が調整されている。そして、前記分岐状空隙網３１の空隙率は、路面上の融雪水を浸透させつつ、中空部２１内に圧入された空気を路面上へ継続的に吹き出させうる程度に設けられている。
【００２４】
なお、流通路３２，３２は融雪水が浸透可能な断面形状に形成されていればよい。本第１実施形態では、流通路３２，３２の断面形状が流通方向に対して狭くなったり，広くなったり不均一であるが、均一形状にしてもよい。ただし、不均一な場合はそれを原因とする流動抵抗が発生するため、流通路３２，３２内に浸水可能な範囲で形成する必要がある。
【００２５】
また、粗骨材３４は、用途に応じた適切な分岐状空隙網３１を形成できればよく、コンクリートや砂利、砕石、ゴム、ポリプロピレン等の各種の素材を使用することが可能であり、建築廃材を使用してもよい。また、蓄熱路面材３は、粗骨材３４を使用せずに、樹脂材料などを使用して内部に分岐状空隙網３１を形成するようにしてもよい。
【００２６】
空気圧入手段４は、中空構造体２の中空部２１内に空気を圧入して若干内圧をかけるためのものであり、中空部２１に連結される送風管４１Ａと、中空部２１内の圧力を高める送風機４２とから構成されている。本第１実施形態において、送風管４１Ａは地中に埋設されており、図２から図４に示すように、その排気口４３は中空構造体２の略中心位置で上方に突出されている。また、送風管４１Ａは、建物や地下鉄、地下街等から排出される空気、地熱により熱交換された空気、あるいは下水道管渠内の空気等を導入するように配管されている。
【００２７】
送風機４２は、モータ等を駆動源とする送風ファン（図示せず）を有しており、送風管４１Ａの経路中に配置されている。本第１実施形態において、送風機４２は、そのモータの回転量を制御可能に構成されており、この回転量を増減することにより中空部２１内に圧入する空気の空気量を調整しうるようになっている。
【００２８】
なお、各種の排熱温度を測定したところ、建物からの排気は約２０℃前後の温度を保持しており、地下鉄や地下街、下水道管渠からの排気は約１５℃前後の温度を保持している。したがって、空気圧入手段４によって中空部２１内に圧入される空気は、都市型排熱や未利用熱を熱源としていながらも、分岐状空隙網３１から吹き出された時点で０℃以上を保持するようになっている。
【００２９】
また、本第１実施形態の送風管４１Ａは、その排気口４３が上方に突出されているため、蓄熱路面材３および天板２２を透過した融雪水や雨水が送風管４１Ａ内に浸入し、送風量を低減させたり、送風管４１Ａを錆び付かせてしまうおそれがある。そこで、本第１実施形態では、図３および図４に示すように、排気口４３に傘状の浸水防止用傘部材６が設けられている。この浸水防止用傘部材６は、排気口４３を被覆しうる大きさに形成されており透過水の侵入を防止するとともに、排気口４３との間に隙間を形成して空気が噴出できるように設けられている。
【００３０】
空気拡散部材５は、中空部２１内に圧入された空気の流れを変えて拡散させる役割を果たすものである。具体的には、空気拡散部材５は、略円柱状に形成されており、図３および図４に示すように、中空部２１内の所定位置に複数本立設されている。本第１実施形態において、空気拡散部材５は、送風管４１Ａの排気口４３の位置に関して対称位置となるように配設されており、中空部２１内に圧入された空気をより均一かつ満遍なく拡散させ、中空部２１内に温度ムラなどができるのを抑制している。
【００３１】
なお、本第１実施形態では、図２および図３に示すように、中空構造体２の下方に排水管７が設けられており、蓄熱路面材３を浸透し、中空部２１まで滴下した融雪水や雨水を回収して図示しない排水路に排出、または地下浸透しうるようになっている。なお、排水管７にはＵ字管７１を設けられており、排水管７から空気が漏れることによる中空部２１内の圧力低下を抑えている。
【００３２】
以上の構成において、本第１実施形態では、蓄熱路面材３の表面全体にわたってほぼ均等に融雪可能な量の空気を吹き出させると同時に、この吹き出した空気によって融解された融雪水を分岐状空隙網３１に浸透させられるように、蓄熱路面材３の空隙率と、空気圧入手段４によって中空部２１内に圧入される空気量とを適宜調整している。融雪するために吹き出させる空気量と、速やかに下方へ滴下させる融雪水の量とは、最も効果的に融雪処理ができる割合が好ましく、その割合は７：３程度が好ましい。
【００３３】
例えば、空隙率の大きい蓄熱路面材３を使用する場合、圧入する空気量が少ないと、中空部２１内全体に行き渡る前に、排気口４３近傍の分岐状空隙網３１から空気が抜けきってしまい、空気がほとんど吹き出ないデッドスペースが形成される。また、空隙率が大きいほど蓄熱路面材３の強度が低下するため、トラック等の大型車輌が通過する道路等には不向きであり、使用可能な場所が制限されてしまう。
【００３４】
一方、空隙率が小さいほど蓄熱路面材３の強度は向上するが、空気を漏れ出させる範囲が限定されてしまうため、融雪や路面を乾燥させるのに十分な吹き出し量を確保できない。また、空隙率が小さいほど融雪水が浸透しにくく、中空部２１へ排出されるまでの時間が長くなるため、吹き出す空気の熱エネルギーが奪われやすい。したがって、本第１実施形態では、導入する場所に必要な強度を考慮しつつ速やかに漏れ吹き出す空気の量を確保し、かつ、融雪水を浸透させる程度の空隙率を決定し、当該空隙率に対して、融雪・乾燥に必要な空気量の空気を略均等に吹き出させるように送風機４２の回転量を制御している。
【００３５】
つぎに、本第１実施形態の空気吹出融雪・乾燥システム１Ａによる作用について説明する。
【００３６】
本第１実施形態の空気吹出融雪・乾燥システム１Ａによって、蓄熱路面材３上の雪を溶かす場合、あるいは濡れた路面を乾燥させる場合、そのような融雪・乾燥処理をさせたいエリアに中空構造体２および蓄熱路面材３を設置するとともに、空気圧入手段４としての送風管４１Ａを埋設する。したがって、融雪・乾燥処理をさせたいエリア全面に温水パイプや電熱ヒータを埋設しなければならない従来のロードヒーティング設備等と比較して、イニシャルコストが安価であるし、地下工事等により、空気吹出融雪・乾燥システム１Ａを一旦撤去したとしても、再度設置してすぐに使用できるというメリットがある。
【００３７】
そして、空気吹出融雪・乾燥システム１Ａを設置した後、空気圧入手段４によって空気を中空構造体２の中空部２１内へと圧入する。具体的には、送風機４２を所定の回転数によって駆動することにより、建物等から排出された空気を送風管４１Ａ内に誘導し、排気口４３から空気流として排出させる。
【００３８】
ここで、本第１実施形態では、建物から排出される空気を直接取り込んでいるが、これに限られるものではなく、都市型排熱や未利用熱を熱源として暖められた空気であれば、地下鉄や地下街からの排気あるいは下水道管渠内の空気でもよく、地熱を利用して熱交換した空気を取り入れるようにしてもよい。これにより、ランニングコストは送風機４２の電気代だけで済むし、このシステムを稼働させるために、新たな二酸化炭素を排出することがない。
【００３９】
つづいて、排気口４３から排出された空気は、浸水防止用傘部材６に当接しながら中空部２１内へと拡散される。このとき、蓄熱路面材３は、分岐状空隙網３１の流通抵抗によって適度に空気を抜けにくくするため、排気口４３近傍だけで空気を排出させてしまうことがなく、中空部２１全体に空気が行き渡る。また、供給された空気は、空気拡散部材５によって分散され、流れの方向を変えながら中空部２１内で均一かつ満遍なく拡散され温度ムラの発生を抑えている。
【００４０】
そして、中空部２１内の圧力が所定の圧力以上になると、圧入された空気は、分岐状空隙網３１内を中空部２１から路面上に至るまでの間に繰り返し分岐されながら路面上へ漏れる出すようにして排出される。なお、融雪水の浸透等により一つの流通路３２，３２が塞がれても、その空気は分岐状空隙網３１の他の経路を通ることにより路面上に吹き出ることができる。このため、蓄熱路面材３上では、全面で均等に融雪されやすくよって融雪ムラが発生しにくい。なお、吹き出す空気が強くできれば、詰まったごみ等を吹き飛ばして目詰まりを解消することも可能である。
【００４１】
また、空気が保有する熱は、蓄熱路面材３中を熱伝導し、主として、分岐状空隙網３１内を通って直接路面まで運ばれるため熱損失が小さい。また、蓄熱路面材３は、分岐状空隙網３１に空気を貯留して蓄熱しうるため、路面近傍をよりよく融雪しやすい状況を作り出している。しかも中空部２１に対して外気の影響を受けにくくし、路面が凍り付くのを抑えている。さらに、蓄熱路面材３は、分岐状空隙網３１によって中空部２１内の圧力を均一に保つため、空気が外部から中空部２１内に流れ込むような逆流も起きにくい。なお、本第１実施形態では、約２０℃前後で排出される建物からの排気を使用しているため、分岐状空隙網３１から吹き出される空気は、０℃以上を保持している。
【００４２】
したがって、０℃以上の空気は、蓄熱路面材３上に降り積もった雪や、降下してくる雪に直接接触し、融雪を促進する。また、発生した融雪水や雨水は、蓄熱路面材３の分岐状空隙網３１を速やかに浸透して蓄熱路面材３内あるいは中空部２１内へと回収されるため、路面上に長時間滞留せずに空気の吹き出しを妨害することを回避しうる。また、融雪水や雨水は、蓄熱路面材３内で乾燥除去されたり、中空部２１を経て排水管７から排出されたり、底板２３の隙間から地下に浸透されるため、融雪水が路面近傍で滞留することなく、残留水による融雪効率の低下が防止できる。もちろん吹き出し空気の熱エネルギーを奪ってしまうことも防止できる。仮に、分岐状空隙網３１の流通路３２，３２の一部で浸水した融雪水により空気の流れが妨げられたとしても、分岐部３３から他の経路に移行して流れていくため、空気の吹き出しを停止してしまうことがなく、融雪水を浸水させつつ空気の吹き出しを継続させて効果的に融雪可能である。さらに、空気が路面上に空気流を発生させるため濡れた路面を乾燥させる作用もある。また、本第１実施形態では、浸水防止用傘部材６が、蓄熱路面材３を浸透した融雪水や雨水をブロックし、送風管４１Ａ内に浸入するのを防止するようになっている。
【００４３】
以上のような本第１実施形態によれば、
１．蓄熱路面材３の全面から空気が漏れ出るようにして均等に吹き出すため、路面上の雪が全体的に融けて、融雪ムラを抑制することができる。
２．都市型排熱や未利用熱を有効に再利用するため、環境に優しく、低コストで設置および運転することができる。
３．下方から直接、空気を雪に吹き付けて接触させるため、雪が融けやすく、接地前に溶けるものも存在し除排雪労働を軽減することができる。
４．融雪水を分岐状空隙網３１内へ速やかに浸透させて路上に滞留させないため、融雪効率を格段に向上させられる。
５．分岐状空隙網３１内や中空部２１に０℃以上の空気が保持されるため、蓄熱効果が高まり、より融雪し易い。
６．融雪水を速やかに分岐状空隙網３１内に浸透させて、かつ、継続的に空気を吹き出させることができる。
７．吹き出し空気によってゴミ等を吹き飛ばすことも可能であるため目詰まりがしにくい。
８．濡れた路面の凍結を防ぎ、かつ、効果的に乾燥させることができ、スリップ事故や滑り転倒事故を防止することができる等の効果を奏する。
【００４４】
つぎに、本発明に係る空気吹出融雪・乾燥システムの第２実施形態について図面を用いて説明する。
【００４５】
図６から図８は、それぞれ本第２実施形態の空気吹出融雪・乾燥システム１Ｂを示す平面図、図６の７Ｘ−７Ｘ線断面図および８Ｘ−８Ｘ線断面図である。なお、本第２実施形態のうち、前述した第１実施形態の構成と同一若しくは相当する構成については同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【００４６】
本第２実施形態の特徴は、第１実施形態と比較して、送風管４１Ｂの配置構成を簡略化した点にある。具体的には、図７に示すように、略水平に埋設した送風管４１Ｂの排気口４３を中空構造体２の一端部に接続するように構成されている。
【００４７】
ただし、第１実施形態と比較して、排気口４３が中空部２１内の偏った位置に設けられるため、空気を均一に拡散させられないおそれがある。したがって、例えば、空気拡散部材５の数を増やしたり、蓄熱路面材３について、分岐状空隙網３１から空気が吹き出すのに必要な所定の圧力を高くなるように形成してもよい。また、排気口４３の近傍の空隙率を低く、排気口４３から離隔するほど空隙率を高くなる構成にしてもよい。これにより、蓄熱路面材３の全体からほぼ均等に空気を吹き出させることができる。
【００４８】
以上のような本第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、構造が簡略化されるとともに、送風管４１Ｂの距離が短縮化されるため、イニシャルコストをより一層低減することができる。
【００４９】
つぎに、本発明に係る空気吹出融雪・乾燥システムの第３実施形態について図面を用いて説明する。
【００５０】
図９から図１１は、それぞれ本第３実施形態の空気吹出融雪・乾燥システム１Ｃを示す平面図、図９の１０Ｘ−１０Ｘ線断面図および１１Ｘ−１１Ｘ線断面図である。なお、本第３実施形態のうち、前述した各実施形態の構成と同一若しくは相当する構成については同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【００５１】
本第３実施形態の特徴は、中空構造体２として水を浸透可能な浸透層８と、この浸透層８内に有孔管４４Ｃを埋設した構造を採用した点にある。有孔管４４Ｃは、塩化ビニル樹脂やコンクリート等によって円筒状および矩形状に形成されており、その長手方向に沿って複数の貫通孔４４ａが均等に穿孔されている。そして、図９から図１１に示すように、融雪・乾燥処理をさせたいエリアをカバーするように、３本の有孔管４４Ｃを略水平方向に並列配置し、これら各有孔管４４Ｃの略中央部に送風管４１Ｃを接続させている。送風管４１Ｃは、図１１に示すように、鉛直上方および斜め上方の３方向に延出され有孔管４４Ｃに接続されている。
【００５２】
また、浸透層８は融雪水を速やかに排水する機能を備えており、例えば砂利等から構成されて有孔管４４Ｃを埋設するように層状に敷設されている。そして、この浸透層８の上に蓄熱路面材３を敷設することで融雪・乾燥機能を備えた路面構造が形成されている。なお、本第３実施形態では、浸透層８を砂利から構成しているが、これに限られるものではなく、融雪水を下方に浸透可能であって、その上部に蓄熱路面材３を支持しうるものであればよい。
【００５３】
この構成により、浸透層８内部の空間が、上述した第１，２実施形態における中空部２１と同様な作用効果を奏するようになっている。このため、送風管４１Ｃから有孔管４４Ｃへと導入された空気は、貫通孔４４ａから噴出された後、砂利中の隙間に拡散されて浸透層８内に蓄熱し、蓄熱路面材３の分岐状空隙網３１から吹き出すようになっている。また、吹き出した空気によって融解された融雪水は、蓄熱路面材３を浸透した後、速やかに浸透層８内へと浸透して排水管７に排水されたり、地下浸透するようになっている。
【００５４】
以上のような本第３実施形態によれば、浸透層８が中空部２１に相当する役割を果たし、本第１実施形態とほぼ同様の作用効果を奏することができる。また、路面が砂利道でもよい場合には、浸透層８を蓄熱路面材３として兼用することにより、別途、蓄熱路面材３を敷設することなく簡単に本第３実施形態の空気吹出融雪・乾燥システム１Ｃを構築することができる。
【００５５】
つぎに、本発明に係る空気吹出融雪・乾燥システムの第４実施形態について図面を用いて説明する。
【００５６】
図１２から図１４は、それぞれ本第４実施形態の空気吹出融雪・乾燥システム１Ｄを示す平面図、図１２の１３Ｘ−１３Ｘ線断面図および１４Ｘ−１４Ｘ線断面図である。なお、本第４実施形態のうち、前述した各実施形態の構成と同一若しくは相当する構成については同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【００５７】
本第４実施形態の特徴は、第３実施形態と比較して、有孔管４４Ｄおよび送風管４１Ｄの配置構成を簡略化した点にある。具体的には、図１２および図１３に示すように、融雪・乾燥処理をしたいエリアをカバーするように、３本の有孔管４４Ｄが略水平方向に並列配置されており、各有孔管４４Ｄと連結されるように送風管４１Ｄが三方向に分岐形成されている。
【００５８】
以上のような本第４実施形態によれば、第３実施形態の効果に加えて、構造が簡略化されるとともに、送風管４１Ｄの距離が短縮化されるため、イニシャルコストをより一層低減することができる。
【００５９】
つぎに、本発明に係る空気吹出融雪・乾燥システムの実施例について説明する。
【実施例１】
【００６０】
本実施例１では、上述した第２実施形態の空気吹出融雪・乾燥システム１Ｂを構築し、実際に融雪・乾燥処理を行わせる実験を行った。本実験は、北海道立工業試験場の協力を得て２００６年の１月から２月にかけて行われたものである。
【００６１】
中空構造体２としては、図１５に示すように、複数本の支柱２４により天板２２と底板２３とを所定の間隔を隔てて中空部２１を構成した鋼製の中空構造体２を使用した。また、蓄熱路面材３としては、図１６に示すように、空隙率約２５％のポーラスコンクリート板を複数枚用意した。そして、これら複数のポーラスコンクリート板を図１７に示すように、中空構造体２の天板２２上に隙間を形成することなく敷き詰め、図１８に示す空気吹出融雪・乾燥システム１Ｂを構築した。
【００６２】
そして、ポーラスコンクリート板の空隙から均等に空気を吹き出させるため、送風管４１Ｂおよび送風機４２により、２３０ｍ３／ｈの送風量で中空構造体２の中空部２１内に空気を圧入した。このとき、空気が吹き出す様子を可視化するため、空気にスモークを混入させたところ、図１９に示すように、敷設された蓄熱路面材３の略全面から空気が一律に吹き出していることが視認された。
【００６３】
以上のような空気吹出融雪・乾燥システム１Ｂを用いて行われた融雪・乾燥実験の状況を図２０から図２５に示す。なお、本実験中の外気温は最低で−９℃を記録していた。図２０に示すように、２９日の１６時頃に降り始めた雪は、２２時頃まで降り続き、図２１に示すように、蓄熱路面材３上には約４ｃｍの雪が降り積もった。なお、実際には、約９ｃｍの降雪量があったが、蓄熱路面材３の上方では、降下途中の雪に対しても空気流が接して溶かしてしまうため、実際に溶けずに蓄熱路面材３上に積もる雪は少ない。
【００６４】
つぎに、雪が降り止んでから約８時間後の３０日６時頃には、図２２に示すように、蓄熱路面材３の半分が露出する程度にまで融雪が進んでいた。また、この状態から約５時間後の１１時頃には、図２３に示すように、蓄熱路面材３の表面積の約８割が露出する程度にまで融雪されていた。そして、さらに約５時間後の１６時頃には、図２４に示すように、降り積もった雪のほとんどが消失しており、蓄熱路面材３の表面は乾燥状態となっていた。
【００６５】
なお、図２５は、本実験により溶かされた雪の断面写真である。図２５に示すように、蓄熱路面材３から吹き出す空気が直接接触する部分の雪は、シャーベット状に融けており、融雪効果が視認された。また、融雪により発生したはずの融雪水は視認されず、蓄熱路面材３を透過して効果的に路面を乾燥させていることが確認された。
【００６６】
以上のように、本実施例１によれば、本発明に係る空気吹出融雪・乾燥システムが融雪・乾燥効果を顕著に奏することが実証された。
【実施例２】
【００６７】
本実施例２では、既存のロードヒーティング設備にかかるエネルギー消費量と、本発明の空気吹出融雪・乾燥システムにかかるエネルギー消費量とを実際に算出して比較した。
【００６８】
まず既存のロードヒーティング設備のエネルギー消費量について、「２０００  空気調和・衛生工学第７４巻第９号Ｐ１５−２０」に基づき算出したところ、戸建住宅において１シーズン使用する場合にかかる灯油消費量は、１３３４Ｌ（全体の６９％）であり、電気消費量は９２３２ｋＷ（全体の３１％）である。したがって、これらを加重平均して原油消費量に換算すると、１１３４×０．９６０７×０．６９＋９２３２×０．０９４２×０．３１＝１．１５３ｋＬ／戸となる。
【００６９】
一方、本空気吹出融雪・乾燥システムを運転するのに必要なエネルギーは、送風機４２にかかる電気量だけである。したがって、０．３ｋＷ／ｈの送風機４２を３ヶ月間（２１６０時間）使用した場合の消費電力量を原油消費量に換算すると、０．３×２１６０×０．０９４２＝０．０６１ｋＬ／戸となる。
【００７０】
したがって、１戸当たりのエネルギー消費量の差が１．０９２ｋＬ／戸であるから、本空気吹出融雪・乾燥システムによれば、既存のロードヒーティング設備と比較して、エネルギー消費量が約９５％も削減されることが示された。
【００７１】
なお、本発明に係る空気吹出融雪・乾燥システムは、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【００７２】
例えば、上述した第１，２実施形態では、中空構造体２と蓄熱路面材３とを別体のものとしているが、これに限られるものではなく、中空部２１を有し、上部に分岐状空隙網３１を備えているものであれば一体に形成されていてもよい。
【００７３】
また、上述した第３，４実施形態では、３本の有孔管４４Ｃ，４４Ｄを使用しているが、これに限られるものではなく、適宜本数を増やすことにより、蓄熱路面材３から吹き出す空気をより均等に吹き出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る空気吹出融雪・乾燥システムの第１実施形態における構造体を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る空気吹出融雪・乾燥システムの第１実施形態を示す平面図である。
【図３】図２の３Ｘ−３Ｘ線断面図である。
【図４】図２の４Ｘ−４Ｘ線断面図である。
【図５】第１実施形態における蓄熱路面材の断面図である。
【図６】本発明に係る空気吹出融雪・乾燥システムの第２実施形態を示す平面図である。
【図７】図６の７Ｘ−７Ｘ線断面図である。
【図８】図６の８Ｘ−８Ｘ線断面図である。
【図９】本発明に係る空気吹出融雪・乾燥システムの第３実施形態を示す平面図である。
【図１０】図９の１０Ｘ−１０Ｘ線断面図である。
【図１１】図９の１１Ｘ−１１Ｘ線断面図である。
【図１２】本発明に係る空気吹出融雪・乾燥システムの第４実施形態を示す平面図である。
【図１３】図１４の１３Ｘ−１３Ｘ線断面図である。
【図１４】図１４の１４Ｘ−１４Ｘ線断面図である。
【図１５】本実施例において使用した中空構造体を側面から撮影したデジタル写真画像である。
【図１６】本実施例において使用した有孔表面材の表面を近接撮影したデジタル写真画像である。
【図１７】本実施例において、中空構造体上に有孔表面材を敷設する様子を撮影したデジタル写真画像である。
【図１８】本実施例における空気吹出融雪・乾燥システムの外観を撮影したデジタル写真画像である。
【図１９】本実施例において、空気が吹き出す様子を可視化した状態を示すデジタル写真画像である。
【図２０】本実施例における融雪・乾燥実験の状況を示すデジタル写真画像である。
【図２１】本実施例における融雪・乾燥実験の状況を示すデジタル写真画像である。
【図２２】本実施例における融雪・乾燥実験の状況を示すデジタル写真画像である。
【図２３】本実施例における融雪・乾燥実験の状況を示すデジタル写真画像である。
【図２４】本実施例における融雪・乾燥実験の状況を示すデジタル写真画像である。
【図２５】本実施例において、融雪された雪の断面を示すデジタル写真画像である。
【符号の説明】
【００７５】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  空気吹出融雪・乾燥システム
２  中空構造体
３  蓄熱路面材
４  空気圧入手段
５  空気拡散部材
６  浸水防止用傘部材
７  排水管
８  浸透層
２１  中空部
２２  天板
２３  底板
２４  支柱
３１  分岐状空隙網
３２  流通路
３３  分岐部
３４  粗骨材
４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ  送風管
４２  送風機
４３  排気口
４４Ｃ，４４Ｄ  有孔管
４４ａ  貫通孔
７１  Ｕ字管
【図１】
2008057317.tif 000003
【図２】
2008057317.tif 000004
【図３】
2008057317.tif 000005
【図４】
2008057317.tif 000006
【図５】
2008057317.tif 000007
【図６】
2008057317.tif 000008
【図７】
2008057317.tif 000009
【図８】
2008057317.tif 000010
【図９】
2008057317.tif 000011
【図１０】
2008057317.tif 000012
【図１１】
2008057317.tif 000013
【図１２】
2008057317.tif 000014
【図１３】
2008057317.tif 000015
【図１４】
2008057317.tif 000016
【図１５】
2008057317.tif 000017
【図１６】
2008057317.tif 000018
【図１７】
2008057317.tif 000019
【図１８】
2008057317.tif 000020
【図１９】
2008057317.tif 000021
【図２０】
2008057317.tif 000022
【図２１】
2008057317.tif 000023
【図２２】
2008057317.tif 000024
【図２３】
2008057317.tif 000025
【図２４】
2008057317.tif 000026
【図２５】
2008057317.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月2日(2007.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面下に埋設される中空部を備えた中空構造体と、
この中空構造体の上部に設けられて路面を構成し、前記中空部から路面上に至るまでに曲がりくねり、かつ、分岐を繰り返して連通された分岐状空隙網が形成された蓄熱路面材と、
前記中空構造体の中空部内に０℃以上の空気を圧入する空気圧入手段とを有しており、
前記蓄熱路面材を前記路面上の融雪水を浸透させつつ前記中空部内に圧入された空気を路面上へ継続的に吹き出させうる空隙率を確保するブロック状の成形体に構成したことを特徴とする空気吹出融雪・乾燥システム。
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月24日(2008.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
融雪対象となる路面の全範囲にわたる路面下に埋設されているとともに、空気を流通させ、かつ、路面からの融雪水や雨水を落下しうる中空部を備えた中空構造体と、
この中空構造体の上部に設けられて路面を構成し、前記路面全体にわたってほぼ均等に空気を吹き出すために前記中空部から路面上に至るまでに曲がりくねり、かつ、分岐を繰り返して連通された分岐状空隙網が形成された蓄熱路面材と、
前記中空構造体の中空部内に０℃以上の空気を圧入する空気圧入手段とを有しており、
前記蓄熱路面材を前記路面上の融雪水を浸透させつつ前記中空部内に圧入された空気を路面上へ継続的に吹き出させうる空隙率を確保するブロック状の成形体に構成したことを特徴とする空気吹出融雪・乾燥システム。