(57)【要約】【課題】  運転を開始してから中断することなく連続運転が可能で、排水路の排水を有効利用できる道路融雪散水ユニットの提供。【解決手段】  排水路２から排水３を道路４の散水口５から散水して融雪するユニットで、陸上ポンプ３０ａ及び／又は水中ポンプ３０ｂで排水路の排水３をオートストレーナー５０に圧送し、この排水３中の浮遊物をオートストレーナー５０で漉し取り自動排除しながら、排水３を散水管４０に圧送して道路４に散水させることで、ユニット全体を一時中断させることなく連続運転させる。【選択図】図１
2005180163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上の水路の水を遠隔の道路の散水口に圧送して道路に散水する送水ポンプと、
前記送水ポンプの吐出口側に連接され、送水ポンプから吐出する前記水路の水の浮遊物を漉し取って前記散水口へと供出し、漉し取った浮遊物の量に基づいて自動で排除する動作を連続して行うオートストレーナーと、
を具備したことを特徴とする道路融雪散水ユニット。
【請求項２】
前記送水ポンプは、前記水路より上位に配設した陸上ポンプを含むことを特徴とする請求項１記載の道路融雪散水ユニット。
【請求項３】
前記陸上ポンプとオートストレーナーの各々に、道路融雪散水運転の初期のみ真空引きして各々を前記水路の水で充水する真空ポンプを連接したことを特徴とする請求項２に記載の道路融雪散水ユニット。
【請求項４】
前記送水ポンプは、前記水路に配設した水中ポンプを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の道路融雪散水ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路上の積雪、着氷を地上の水路の水の散布で融かして除雪する道路融雪散水ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
道路の融雪設備に、通電により発熱する発熱体を道路に埋設して降雪時や積雪時に通電する非散水融雪設備があるが、この種の融雪設備はシステムが大掛かりとなり、広範囲の道路に適用することは設備コスト、維持管理コストの点で難しい。また、散水で融雪する設備として、太陽熱で暖めた温水を積雪時に道路に散水する融雪設備や、地下水を温水として散水する融雪設備、ボイラーなどで適温に加熱した温水と河川水を利用した融雪設備（例えば、特許文献１参照）が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−２９２３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような散水融雪設備は、融雪機能に優れて寒冷地の道路に有効であるが、降雪時期において数℃以上の温水を得るための特別な設備、工夫が必要で、非散水融雪設備と同様に、広範囲の道路に適用することは設備コスト、維持管理コストの点で難しい。そこで、本発明者は、河川の水を加熱することなくそのまま散水する融雪散水ユニットの開発を試行し、次のような現場経験をして本発明を開発するに到った。
【０００４】
例えば、河川の水を道路融雪のため散水する場合、河川の水を陸上ポンプで吸い上げ、散水管を通して道路の散水口へと圧送し、散水口から道路上に噴出、流出させる。道路の散水口が河川の水の浮遊物（固形のゴミ類）で詰まらないように、陸上ポンプの吸込口側に二重、三重に漉し目の大小異なるスクリーンを段階的に設けて大小の浮遊物を段階的に漉し取り、浮遊物のない水を陸上ポンプの吐出口から道路の散水口へと供出する。このようにすれば、河川の水が凍結しない限り、コストがかからない十分な量の散水で道路の融雪ができ、河川の水が凍結しやすい寒冷地を除き、積雪期に河川の水がほとんど凍結しない積雪地帯において有望である。
【０００５】
実際の稼動においては、河川の水は地下水に比べて浮遊物が極端に多く、この浮遊物を陸上ポンプに達するまでに漉し取るようにすると、数時間以下の短時間でスクリーンに浮遊物が集積して目詰まりを起こし、陸上ポンプの吸込側流速を落として良好な道路散水ができなくなる。二重、三重のスクリーンの一部又は全部を、集積した浮遊物を自動で排除する自動スクリーン構造とした場合でも、陸上ポンプの吸込側での流速低下による影響が大きい。従って、定期的に陸上ポンプを停止させ、自動スクリーンの浮遊物を洗浄方式で自動的に除去してから、陸上ポンプを再運転する必要がある。この陸上ポンプの再運転は、運転停止時に空気が流入しているために呼水ポンプで充水してから行うのが通常である。つまり、陸上ポンプは、吸込管内の充水状態を１００とすると、再運転時に吸込管に３以上の空気が入ると理論上に空運転となる。陸上ポンプの吸込管側に設置した自動スクリーンからの浮遊物の除去は浮遊物排出弁を開いて行うが、このときに陸上ポンプの吸込管側に空気が流入するため、再運転は呼水ポンプで充水してから行う必要がある。このような陸上ポンプの一時停止後の再運転は、数時間以下の短時間周期で一日に何回も繰り返し行う必要があり、しかも、陸上ポンプの停止から再運転までに５分以上の時間を要し、その間、融雪作業が中断して融雪効率、設備稼働率が下がることになる。
【０００６】
本発明は、かかる現場経験からなされたもので、その目的とするところは、融雪散水運転を開始してから中断することなく連続して運転できる、また、排水路の排水を有効利用できるランニングコスト的に有利な道路融雪散水ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するため、地上の水路の水を遠隔の道路の散水口に圧送して道路に散水する送水ポンプと、この送水ポンプの吐出口側に連接され、送水ポンプから吐出する前記水路の水の浮遊物を漉し取って前記散水口へと供出し、漉し取った浮遊物の量に基づいて自動で排除する動作を連続して行うオートストレーナーとを具備したことを特徴とする。
【０００８】
ここで、水路の水は、排水路の排水、河川水、海水、湖水のいずれかあり、実際上は道路に近い排水路の排水が河川水のような取水権の問題がなくて最も実用的である。以下、必要に応じて水路を排水路、水を排水と称すると、排水路の排水は家庭排水、工業排水などで排水路を安定した量で流れ、冬季に凍結することがほとんどない。送水ポンプは、水路より上位に設置された陸上ポンプ、水路の水中に設置された水中ポンプが使用でき、また、これら陸上ポンプと水中ポンプを組合わせた複数のポンプを連接して使用することもできる。
【０００９】
本発明においては、送水ポンプに単機の陸上ポンプを使用した場合、排水路の水中に吸水管の下端部を荒目スクリーンなどを介して配置し、吸水管を水路から陸上まで延在させて、その先端部に陸上ポンプを連接することができる。陸上ポンプは、その吸込口（吸水口）が吸水管（吸込管）に連結され、吐出口（吐水口）が散水管に連結される。ここでの散水管は、道路の散水口に連通する配管である。陸上ポンプを電動モータで駆動することで、排水路の排水が吸水管に吸引され散水管へと圧送される。散水管の一部にオートストレーナーを連結して、陸上ポンプから送水される排水中の浮遊物をオートストレーナーで漉し取り、浮遊物のない水を散水管から道路の散水口へと圧送する。オートストレーナーは、漉し取った浮遊物がある程度集積すると、大気圧と陸上ポンプの吐き出し圧力との差圧を利用して回転ブラシやスクレーパーで自動で掻き取り、外部に排出する自動機で、市販の既存設備が適用できる。
【００１０】
また、陸上ポンプの吐出側にオートストレーナーを配備することで、陸上ポンプには排水路の排水が浮遊物と共に流入する。この流入浮遊物は、吸水管の細目スクリーンなどを通った細かいものであり、道路の散水口に詰まる大きさのものを含むが、この浮遊物は陸上ポンプに何ら影響を及ぼすことなく散水管へと送出される。オートストレーナーは、陸上ポンプから散水管に送出された排水中の浮遊物を最終的に漉し取り、排除する。オートストレーナーは、浮遊物を漉し取る作業を中断することなく継続して連続運転するため、道路融雪散水ユニットが運転開始すると、運転停止指令信号が入るまで連続して運転を行うため、融雪設備の稼働率、道路の融雪効果を上げることができる。道路融雪散水ユニットの運転開始は、降雪検知センサによる降雪の確認信号と、水路における水位が許容水位にあるかどうかの水位信号と、周囲環境の湿度信号に基づいて行えば、常に効率のよい道路の融雪動作ができる。
【００１１】
本発明においては、送水ポンプに陸上ポンプを使用した場合、陸上ポンプとオートストレーナーの各々に、道路融雪散水運転の初期のみ真空引きして各々を水路の水で充水する真空ポンプを連接することができる。ここでの真空ポンプは、運転前の動作停止状態にある吸水管と送水ポンプ、オートストレーナーの各々を真空引きして排水路の排水で充水し、空運転しないようにする。このような充水は呼水ポンプで行うことも可能であるが、真空ポンプが充水に要する時間が数分以下と短く、能率的である。また、道路融雪散水運転は、降雪時から雪が降り止むなどして運転停止の指令があるまでの長い時間帯で連続して行われ、この長い運転時間に対して運転の初期の数分の充水に要する運転中止時間は極短かく、融雪効率と設備稼働率に何ら影響を及ぼさない。
【００１２】
また、本発明においては、送水ポンプに水中ポンプを使用した場合、水中ポンプの吸込口を排水路の排水中に水没させ、水中ポンプで吸込んだ排水を吸水（送水）管を通して陸上のオートストレーナーに揚水することができる。この場合、排水路より上位にあるオートストレーナーや道路までの高さに対応させた揚程性能の水中ポンプを使用する。水中ポンプは運転初期において充水する必要がなく、運転開始することで排水路の排水をオートストレーナーに連続して送水することから、融雪効率と設備稼働率が上がる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、地上の水路の水を送水ポンプでオートストレーナーに圧送してオート酢トレーナーで浮遊物を除去してから道路に散水して融雪するので、道路の散水口が詰まることなく、また、運転中に送水ポンプを一時中断させることなく融雪作業が効率よく連続して行える実用上に優れた効果がある。また、水路の水を使用することができ、この水を使用することで設備コスト、維持管理コストの低減が図れ、しかも、降雪時にも水不足といった事態発生がほとんどなくて、降雪時に速やかに融雪作業に入れる信頼性のよい融雪散水ユニットが提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１と図２（Ａ）（Ｂ）を参照し、第２の実施の形態を図３を参照して説明する。
【００１５】
図１は道路融雪散水ユニット１０の全体を模式的に示した側面図で、同ユニット１０は地盤１に設けた排水路２から排水３を吸水し、道路４の散水口５から散水して融雪する設備である。同ユニット１０は吸水管２０と送水ポンプである陸上ポンプ３０ａと散水管４０を一連に連接し、散水管４０の途中一部に既存設備であるオートストレーナー５０を連結している。また、吸水管２０と陸上ポンプ３０ａとオートストレーナー５０に、各々を充水するための真空ポンプ６０を連接して、同ユニット１０の基本構造としている。
【００１６】
排水路２は道路４の近くにあり、排水路２の任意箇所に設置した吸水場所の水中に吸水管２０の下端部を固定配置する。吸水場所では図示しない堰を設けて排水３の水位を高め、この排水３の中に吸水管２０の下端部を縦方向に水没させる。吸水管２０は水路２から真上や斜め上へと延在し、屈曲して水平になった上端部が、地盤１上の定位置に設置した陸上ポンプ３０ａの吸込口と連接する。排水路２の水面から陸上ポンプ３０ａの吸込口までの高さは、陸上ポンプ３０ａの実用上の最大揚程の５〜６ｍ未満に設定される。吸水管２０の下端部は水中に設置した荒目スクリーン２１で囲まれ、この下端部の吸水口は細目スクリーン２２で覆われる。両スクリーン２１、２２は、排水３の中の棒切れなどの形状の大きな固形の浮遊物（ゴミ等）が吸水管２０に吸水されないようにするものであり、吸水管２０への排水３の吸水能力をあまり妨げない一般の金属メッシュの普及スクリーンが適用できる。
【００１７】
陸上ポンプ３０ａの吐出口に散水管４０が連通する。陸上ポンプ３０ａは電動モータ３１で作動して、排水路２の排水３を吸水管２０で吸上げ、散水管４０に圧送する。散水管４０に圧送された排水３は途中のオートストレーナー５０を経由して道路４の散水口５に達し、散水口５から道路上に噴出して融雪する。排水路２の排水３は、常時流動することで降雪時でも凍らず、数℃以上の水温を保って十分に融雪する。
【００１８】
オートストレーナー５０は上下に長い円筒状機器で、内部に水平方向に回転可能な自動排塵機５１を有し、上部に排水入口と下部に排水出口が設けられている。陸上ポンプ３０ａから延びる散水管４０が排水入口に連通し、下部の排水出口に他の散水管４０が連通する。この他の散水管４０には送水電磁弁５２が設置され、送水電磁弁５２を開くことで道路４の散水が実行される。オートストレーナー５０は、大気圧と陸上ポンプ３０ａの吐き出し圧力の差圧を利用して、自動排塵機５１を駆動させて排水入口から供給される排水から浮遊物をメッシュで漉し取り、浮遊物のない排水を排水出口に圧送し、メッシュで漉し取った浮遊物が所定量積層すると、これをブラシやスクレーパーで掻き出して外部に自動排出する。この浮遊物の排出は、スラッジ排出電動弁５３を開放して排水路２に放出することで行われる。
【００１９】
図１の道路融雪散水ユニット１０の陸上ポンプ３０ａ、真空ポンプ６０、オートストレーナー５０は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すようなステンレス製外装ボックス８０にコンパクトにまとめて格納される。外装ボックス８０の側壁部には開閉ドアが設置され、屋根部には内部点検窓などが設置される。なお、図２（Ａ）における符号７０は操作制御盤で、ユニットの自動運転、手動運転の切換え、安全チェックなどを統括する。図２（Ａ）は、外装ボックス８０内の奥側に吸水管２０、陸上ポンプ３０ａ、操作制御盤７０が横に並び、陸上ポンプ３０ａの手前にオートストレーナー５０が設置されていることを示す。図２（Ｂ）は、外装ボックス８０内の手前側にオートストレーナー５０と散水管４０が横に並ぶことを示す。このような配置関係にすることで、外装ボックス８０の内部空間が有効利用され、外装ボックス８０が小型コンパクトなものになり、ユニット全体の設備コストを下げることができる。
【００２０】
以上の道路融雪散水ユニット１０の運転を説明する。排水路２には排水３の水位を検出する図示しない水位センサが設置され、運転開始又は停止の水位信号が操作制御盤７０に出力される。外装ボックス８０の外に図示しない降雪検知センサと湿度センサが設置され、運転開始又は停止の降雪状況信号と湿度信号が操作制御盤７０に出力される。これら信号の全てが運転開始の信号の場合に、まず、真空ポンプ６０が作動して吸水管２０、陸上ポンプ３０ａ、オートストレーナー５０を空運転しないように排水路２の排水３で充水する。この充水に要する時間は、数分（約３分）の短時間で済む。充水完了をセンサ検知すると、真空ポンプ６０が停止し、電動モータ３１が始動して陸上ポンプ３０ａが作動し、吸水管２０の吸水動作が開始される。吸水管２０に吸水された排水３が散水管４０に圧送され、オートストレーナー５０を通過する間に浮遊物が漉し取られて、最終的に道路４の散水口５から噴出（流出）される。この道路散水の動作中、オートストレーナー５０が連続稼動して浮遊物排除を行い、散水口５が浮遊物で詰まる心配がない。
【００２１】
道路散水の運転中において、降雪が止むなどして融雪の必要性が少なくなると、これを操作制御盤７０が検知して、陸上ポンプ３０ａとオートストレーナー５０の運転を中止して、無駄な電力消費を回避する。
【００２２】
次に、図３の実施の形態の道路融雪散水ユニット１０を説明する。同図のユニット１０は、排水路２から排水３を水中ポンプ３０ｂで吸い込んで吸水（送水）管２０を通しオートストレーナー５０まで揚水する。水中ポンプ３０ｂの吸水口が排水３の水面下になるように水中ポンプ３０ｂを排水３に常時水没させて、水中ポンプ３０ｂに内蔵させた電動モータを駆動させると、吸水口から吸水された排水３が吸水管２０を上昇してオートストレーナー５０に圧送される。オートストレーナー５０は、図１と同様なものが使用できる。水中ポンプ３０ｂからオートストレーナー５０に圧送された排水３は、オートストレーナー５０内の自動排塵機５１で浮遊物が漉し取られて、浮遊物のない排水が散水管４０を通って道路４の散水口５より散水される。オートストレーナー５０で漉し取られた浮遊物が所定量積層すると、これがブラシやスクレーパーで掻き出され、スラッジ排出電動弁５３を開放して排水路２に排出される。
【００２３】
排水路２からオートストレーナー５０までの高さに対応して水中ポンプ３０ｂの揚程性能が設計される。従って、図１の陸上ポンプの実用上の最大揚程の５〜６ｍを超える高所にオートストレーナー５０が設置される立地条件にある場合でも、この高所のオートストレーナー５０に水中ポンプ３０ｂは十分に揚水する。なお、同じような立地条件で陸上ポンプを使用する場合は、陸上ポンプの設置位置を低い場所に変更させるなどの土木工事をすればよいが、このような土木工事は水中ポンプを使用すれば不要になり、その分、道路融雪散水ユニットの施工費が低減する。
【００２４】
また、送水ポンプに水中ポンプを使用した図３の道路融雪散水ユニットは、運転初期において図１のユニットにおいて必要としたポンプ充水が不要となり、その分、運転開始がより迅速にできると共に、ポンプ充水するための真空ポンプが省略できて、設備費の低減が図れる。
【００２５】
なお、本発明の道路融雪散水ユニットは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る道路融雪散水ユニットの第１の実施の形態を示すユニット全体の概要を示す側面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）の各々は図１の道路融雪散水ユニットの要部の実際的な配置関係を示す側面図である。
【図３】本発明に係る道路融雪散水ユニットの第２の実施の形態を示すユニット全体の概要を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    地盤
２    水路、排水路
３    水、排水
４    道路
５    散水口
１０    道路融雪散水ユニット
２０    吸水管
３０ａ    送水ポンプ、陸上ポンプ
３０ｂ    送水ポンプ、水中ポンプ
３１    電動モータ
４０    散水管
５０    オートストレーナー
５２    送水電磁弁
６０    真空ポンプ
７０    操作制御盤
【図１】
2005180163.tif 000003
【図２】
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【図３】
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