(57)【要約】【課題】電力を不要とすることによりコストを低減できるとともに、メンテナンス作業を容易にでき、かつ急な降雪にも迅速に対応できる駅ホーム等の路面の融雪構造を提供すること。【解決手段】融雪構造１は、蓄熱層１０と、この蓄熱層１０の上部に直接接合される高熱伝導層２０とを備える。蓄熱層１０は、相対的に強度の高い第１セメントモルタル部１３と、相対的に強度の低い第２セメントモルタル部１４とを備え、第２セメントモルタル部１４には、融点が０〜５℃の蓄熱材１１Ａが内包されたマイクロカプセル１１が混入されている。高熱伝導層２０は、熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料で形成され、この材料として、ガラス発泡体を４０〜６０体積％と、アルミニウム３５〜６０体積％とを含む材料が採用されている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱材を含有するセメントモルタル製の蓄熱層と、該蓄熱層に直接接合され、その接合面とは反対側の面が仕上げ面となる高熱伝導層とを備えることを特徴とする融雪構造。
【請求項２】
請求項１に記載の融雪構造において、
駅ホーム等の路面あるいは床面に設置され、当該路面あるいは床面の積雪を溶かすことを特徴とする融雪構造。
【請求項３】
請求項２に記載の融雪構造において、
前記高熱伝導層の表面に滑止部を備えたことを特徴とする融雪構造。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の融雪構造において、
前記高熱伝導層は、熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料で形成されていることを特徴とする融雪構造。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の融雪構造において、
前記高熱伝導層は、セラミック発泡体と、アルミニウムとを含有する複合材により形成されていることを特徴とする融雪構造。
【請求項６】
請求項５に記載の融雪構造において、
前記複合材は、前記セラミック発泡体を４０〜６０体積％、前記アルミニウムを３５〜６０体積％含んでいることを特徴とする融雪構造。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の融雪構造において、
前記蓄熱層は、前記蓄熱材が内包されたマイクロカプセルと、このマイクロカプセルが混入されたセメントモルタル部とを備えることを特徴とする融雪構造。
【請求項８】
請求項７に記載の融雪構造において、
前記セメントモルタル部には、前記蓄熱材が体積比で１５％〜２５％含有され、さらに前記仕上げ面１ｍ２あたりに対しては前記蓄熱材が１０ｋｇ〜２０ｋｇ含有されていることを特徴とする融雪構造。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の融雪構造において、
前記セメントモルタル部は、強度の異なる２種類のセメントモルタル部を備え、
これらの２種類のセメントモルタル部のうち、相対的に強度の高い第１セメントモルタル部は、前記高熱伝導層の周縁部分を支持する枠体として構成され、
相対的に強度の低い第２セメントモルタル部は、前記枠体の内側に形成されるとともに、前記高熱伝導層に当接し、その内部に前記マイクロカプセルが混入されていることを特徴とする融雪構造。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれかに記載の融雪構造において、
前記蓄熱材の融点が０〜５℃であることを特徴とする融雪構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床面、壁面、屋根面の融雪構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、降雪時に、駅ホームの路面（乗降部分）に雪が積もると、乗降客等が転倒するおそれがあるため、従来は、人手により路面の除雪作業をしていた。しかしながら、人手による除雪作業は、重労働で作業環境が劣悪であり、また、列車に近接する作業であることから大変危険を伴うという問題があった。また、視覚障害者誘導タイルに積雪した場合には、視覚障害者の歩行に重大な障害をきたし、バリアフリー設計の妨げになるという問題もあった。
一方、特許文献１に示すように、道路などでは、路面の着雪を防止すべく土中に電熱線や温水パイプ等のヒート材（発熱体）を埋設し、この発熱体の発熱で融雪するロードヒーティングが採用されている。
【特許文献１】特開平５−１０５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、このようなロードヒーティングを駅ホームの路面に適用して、駅ホームの雪を溶かすことも考えられる。しかし、この場合には、発熱体を発熱させるための電力を必要とするため、電力消費によりランニングコストが高くなるという問題があった。また、バサモルタル等のタイル下地に発熱体を埋設してから、その上に床コンクリートタイル等の床材を施工するため、例えば、発熱体が故障した場合には、わざわざ床材を除去しなければならず、メンテナンス作業が煩雑となり、頻繁に利用される駅ホームでは適用し難いという問題があった。さらに、ロードヒーティングでは、床材下側のタイル下地に発熱体が埋設され、発熱体と床材表面との間が離れていることから、発熱体から床材表面への熱伝導に時間がかかるため予熱運転が必要となり、急な降雪に対応できないという問題もあった。
一方、予め発熱体が埋め込まれた床コンクリートタイルを複数枚敷き詰めて床面を施工し、この発熱体により融雪する方法も考えられる。しかしながら、この場合においても、電力を使用して発熱体を発熱させているため、結局は、前記ロードヒーティングの場合と同様の問題を生じていた。
なお、このような問題は、駅ホームの床面や床面以外にも、渡り廊下や建物屋上面等の外部に露出する路面や床面、壁面等においても同様に発生していた。
【０００４】
本発明の目的は、電力を不要とすることによりコストを低減できるとともに、メンテナンス作業を容易にでき、かつ急な降雪にも迅速に対応できる融雪構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の融雪構造は、蓄熱材を含有するセメントモルタル製の蓄熱層と、該蓄熱層に直接接合され、その接合面とは反対側の面が仕上げ面となる高熱伝導層とを備えることを特徴とする。
ここで、蓄熱材としては、例えば、パラフィン系の蓄熱材を採用できる。また、高熱伝導層を構成する材料としては、例えば、ステンレスや銅、アルミニウムその他の金属、セラミック、これらの複合材等を採用でき、熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料が好ましい。
【０００６】
本発明によれば、例えば、融雪構造を外部に露出する部分等に設置した場合において、外部の気温が０〜５℃くらいまで低下し降雪したとしても、蓄熱材から放出された熱が蓄熱層に直接接合された高熱伝導層へと迅速に伝わることにより高熱伝導層における接合面とは反対側の面（表面）の温度低下が抑制され、高熱伝導層の表面の降雪を迅速に溶かすことができ、急な降雪にも十分に対応できる。
また、例えば、日中の太陽光エネルギを利用して蓄熱材に熱を蓄え、この蓄えた熱を降雪時等に放出するため、特に電力を必要としないから、省エネルギ化に加えてコストの低減を奏することができ、さらに、電熱線等の発熱体を必要としないから、メンテナンス作業の容易化を図ることができる。
また、視覚障害者誘導タイルに積雪した場合でも、視覚障害者の歩行の妨げとならず、バリアフリー設計を維持することができる。
【０００７】
このような融雪構造において、駅ホーム等の路面あるいは床面に設置され、当該路面あるいは床面の積雪を溶かすことが好ましい。この場合には、駅ホーム等の路面や床面の積雪を迅速に溶かすため、急な積雪にも迅速に対応でき、乗降客等の転倒を確実に防止できる。
ここで、前記高熱伝導層の表面に滑止部を備えた構成を採用できる。このような構成によれば、高熱伝導層の表面に設けられた滑止部により、乗降客等の転倒をより一層確実に防止できる。
【０００８】
以上の融雪構造において、前記高熱伝導層は、セラミック発泡体と、アルミニウムとを含有する複合材により形成されていることが好ましい。この複合材としては、セラミック発泡体を４０〜６０体積％、アルミニウムを３５〜６０体積％含む構成を採用できる。
ここで、セラミック発泡体としては、例えば、粒子状や繊維状等のガラス発泡体や、その他のセラミック発泡体を採用できる。このような複合材を用いて高熱伝導層を構成することにより、高熱伝導層の高熱伝導性と十分な強度とを確保しつつ、軽量化を図ることができる。また、このような複合材は、他の金属材料に比べて厚み方向に熱を伝えやすいので、急な降雪にもより一層迅速に対応できる。
【０００９】
以上の融雪構造において、前記蓄熱層は、前記蓄熱材が内包されたマイクロカプセルと、このマイクロカプセルが混入されたセメントモルタル部とを備える構成を採用できる。このように蓄熱材をマイクロカプセルに内包させたので、蓄熱材の相変化の影響を受けないから、第２セメントモルタル部の硬化反応を阻害することなく、第２セメントモルタル部への蓄熱材の混入を簡単で、かつ均一に実施できる。
ここで、好ましくは、このような融雪構造において、前記セメントモルタル部には、前記蓄熱材が体積比で１５％〜２５％含有され、さらに前記仕上げ面１ｍ２あたりに対して前記蓄熱材が１０ｋｇ〜２０ｋｇ含有されているのが良い。
【００１０】
この際、前記セメントモルタル部は、強度の異なる２種類のセメントモルタル部を備え、これらの２種類のセメントモルタル部のうち、相対的に強度の高い第１セメントモルタル部は、前記高熱伝導層の周縁部分を支持する枠体として構成され、相対的に強度の低い第２セメントモルタル部は、前記枠体の内側に形成されるとともに、前記高熱伝導層に当接し、その内部に前記マイクロカプセルが混入されている構成を採用できる。
このような構成によれば、相対的に強度の高い第１セメントモルタル部で高熱伝導層の周縁部分を支持するとともに、蓄熱材を含有する第２セメントモルタル部と高熱伝導層とが十分に当接するので、融雪機能を十分に確保した上で、蓄熱層の強度も十分に確保できる。
【００１１】
以上の融雪構造において、前記蓄熱材の融点が０〜５℃であることが好ましい。
融点が０〜５℃の蓄熱材としては、例えば、パラフィン系の蓄熱材を採用でき、このような蓄熱材は、５℃よりも気温の高い日中には、太陽光エネルギを利用して蓄熱でき、気温が０〜５℃くらいまで低下した場合には凝固する際に熱を放出する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の融雪構造によれば、電力を不要とすることによりコストを低減できるとともに、メンテナンス作業を容易にでき、かつ急な降雪にも迅速に対応できるという効果がある。また、視覚障害者誘導タイルに積雪した場合でも、視覚障害者の歩行の妨げとならず、バリアフリー設計を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る融雪構造を図面に基づいて説明する。
図１は、融雪構造が採用された駅ホームを示す図である。図２は、前記融雪構造を示す分解斜視図である。図３は、前記融雪構造を示す縦断面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る融雪構造１は、列車２が入線する駅ホーム３の端縁３Ａに形成されている。この融雪構造１は、駅ホーム３の端縁３Ａの積雪を融解するものであり、図２，図３に示すように、平面視矩形状のユニットとして構成された融雪部材４を複数個並べて設置することにより構成されている。融雪部材４は、セメントモルタルを主原料とする蓄熱層１０と、この蓄熱層１０の上部に直接接合される高熱伝導層２０とを備えている。
【００１４】
蓄熱層１０は、高熱伝導層２０を支持するとともに、高熱伝導層２０に熱を供給する部分であり、蓄熱材１１Ａが内包されたマイクロカプセル１１と、このマイクロカプセル１１が混入されたセメントモルタル部１２とを備えている。マイクロカプセル１１としては、コアセルベーション法によるゼラチン被膜、メラミン樹脂、尿素ホルマリン樹脂被膜、ポリウレタン、ナイロンもしくはポリ尿酸樹脂被膜、もしくはアミノプラスト樹脂等の熱硬化性樹脂等を採用できる。マイクロカプセル１１に内包された蓄熱材１１Ａは、融点が０〜５℃であり、例えば、パラフィン系のものを採用できる。この蓄熱材１１Ａは、５℃よりも気温の高い日中等には太陽光エネルギを利用して蓄熱でき、気温が０〜５℃くらいまで低下すると凝固して熱を放出する。
【００１５】
セメントモルタル部１２は、強度の異なる２種類のセメントモルタル部、すなわち、相対的に強度の高い第１セメントモルタル部１３と、相対的に強度の低い第２セメントモルタル部１４とを備えている。ここで、前述したマイクロカプセル１１は、第２セメントモルタル部１４に混入されている。
第１セメントモルタル部１３は、高熱伝導層２０を支持する部材であり、高熱伝導層２０の周縁２０Ｃに沿って形成され、高熱伝導層２０の下面２０Ｂに当接する平面視矩形状の枠体１３Ａと、この枠体１３Ａの対向部分間に掛け渡され、枠体１３Ａ内側を２つの空間１３Ｘに仕切る仕切部１３Ｂとを備えている。第２セメントモルタル部１４は、枠体１３Ａの内側の２つの空間１３Ｘにそれぞれ形成されている。また、第２セメントモルタル部１４の上部は、高熱伝導層２０の下面２０Ｂに直接接合している。第２セメントモルタル部１４に混入されている蓄熱材１１Ａは、好ましくは、蓄熱材１１Ａが体積比で１５％〜２５％含有され、さらに後述する仕上げ面としての上面２０Ａの１ｍ２あたりに対しては蓄熱材１１Ａが１０ｋｇ〜２０ｋｇ含まれているのが良い。
【００１６】
高熱伝導層２０は、図２に示すように、板状の本体部２１と、この本体部２１の表面２１Ａの先端側２１Ｘに形成され、乗降客等の転倒を防止する滑止部２２とを備えている。また、高熱伝導層２０の上面２０Ａは、駅ホーム３の床仕上げ面として構成され、これにより、高熱伝導層２０の上面２０Ａで乗降客等の荷重を直接受けることになる。
本体部２１は、熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高熱伝導性材料により構成されている。この高熱伝導性材料としては、例えば、セラミック発泡体であるガラス発泡体を４０〜６０体積％と、アルミニウム３５〜６０体積％とを含む材料を好適に採用でき、例えば、「アルセライト（株式会社内外テクノス製など）」を好適に採用できる。このアルセライトには、ガラス発泡体として廃ガラスを、アルミニウムとして再生アルミニウムを採用したものであり、廉価である。このため、本体部２１をアルセライト製とすることにより、本体部２１のリサイクル化や低コスト化を図ることができる。
【００１７】
このような融雪構造１は、以下のようにして製造される。
すなわち、第２セメントモルタル部１４にマイクロカプセル１１を投入して混練し、型枠を用いてこの混練物を所定形状に形成する。
次に、予め形成しておいた高熱伝導層２０を上下逆さまにして、その下面２０Ｂの上に、形成した第２セメントモルタル部１４を所定間隔で配置する。具体的には、高熱伝導層２０の周縁２０Ｃに沿った平面視矩形状の枠体１３Ａと、この枠体１３Ａの対向部分の間に掛け渡される仕切部１３Ｂとが形成されるように、高熱伝導層２０の下面２０Ｂに第２セメントモルタル部１４を配置する。
次に、高熱伝導層２０の周縁２０Ｃの外側に沿って枠材である側枠（図示略）を配置した後、この側枠の内側で、第２セメントモルタル部１４間が配置されていない隙間部分に、第１セメントモルタル部１３を流し込み硬化させる。そして、第１セメントモルタル部１３が硬化した後、前記側枠を取り外し、これにより融雪部材４を製造する。
次に、駅ホーム３の端縁３Ａに、製造した融雪部材４を複数個並設して、駅ホーム３に融雪構造１を製造する。
【００１８】
なお、融雪部材４の製造方法としては、下記のような手順で実施してもよい。
すなわち、予め形成しておいた高熱伝導層２０を上下逆さまにして、その下面２０Ｂ側に所定の側枠を組み、この側枠内側に第１セメントモルタル部１３を流し込んで硬化させて、高熱伝導層２０の周縁２０Ｃに沿った平面視矩形状の枠体１３Ａと、この枠体１３Ａの対向部分の間に掛け渡される仕切部１３Ｂとを形成する。次に、前記側枠を取り外した後、枠体１３Ａと仕切部１３Ｂとの間に形成された２つの空間１３Ｘに、予めマイクロカプセル１１を混練した第２セメントモルタル部１４を流し込んで硬化させる。
以上のようにして融雪部材４を製造する。
【００１９】
本実施形態においては、次のような効果がある。
(１)融雪構造１を備える駅ホーム３において、例えば、５℃よりも気温の高い日中に太陽光エネルギを利用して蓄熱材１１Ａが熱を蓄えておくことにより、気温が０〜５℃くらいまで低下して降雪したとしても、蓄熱材１１Ａから放出された熱が高熱伝導層２０へと迅速に伝わって高熱伝導層２０の上面２０Ａの温度低下が抑制される。このため、高熱伝導層２０の上面２０Ａの降雪を迅速に溶かすことができ、急な降雪にも十分に対応して融雪することができる。
【００２０】
(２)太陽光エネルギを利用して蓄熱材１１Ａに熱を蓄えることにより、電力を利用する必要がないから、省エネルギ化に加えてランニングコストや管理コストを低減できるとともに、電熱線等の発熱体を必要としないから、メンテナンス作業の容易化を図ることができる。また、視覚障害者誘導タイルに積雪した場合でも、視覚障害者の歩行の妨げとならず、バリアフリーを維持することができる。
【００２１】
(３)前述したような複合材を用いて高熱伝導層２０を構成したので、十分な熱伝導性能と十分な強度とを確保した上で、高熱伝導層２０の軽量化を図ることができる。また、このような複合材は、他の金属材料に比べて厚み方向に熱を伝えやすいので、高熱伝導層２０の上面２０Ａをより一層急速に昇温でき、急な降雪にもより一層迅速に対応できる。
【００２２】
(４)蓄熱材１１Ａをマイクロカプセル１１に内包させたので、蓄熱材１１Ａの相変化の影響を受けないから、第２セメントモルタル部１４の硬化反応を阻害することなく、第２セメントモルタル部１４への蓄熱材１１Ａの混入を簡単で、かつ均一に実施できる。
【００２３】
(５)セメントモルタル部１２を第１セメントモルタル部１３と、第２セメントモルタル部１４との２つの部材から構成し、相対的に強度の高い第１セメントモルタル部１３で高熱伝導層２０の周縁２０Ｃを支持するとともに、蓄熱材１１Ａを含有する第２セメントモルタル部１４と高熱伝導層２０の下面２０Ｂとの当接面積を十分に確保する構成としてので、十分な融雪機能を確保しつつ、蓄熱層１０の強度も十分に確保できる。
【００２４】
(６)第１セメントモルタル部１３において、高熱伝導層２０の周縁２０Ｃに沿った平面視矩形状の枠体１３Ａの対向部の間に仕切部１３Ｂを形成したので、蓄熱層１０をより一層高強度にできる。
【００２５】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。例えば、図４は、融雪構造の変形例を示す縦断面図である。例えば、図４に示すように、蓄熱層１０において、第２セメントモルタル部１４の縦断面形状を半円形とし、さらに、第１セメントモルタル部１３を構成する仕切部１３Ｂの数を増加してもよい。要するに、蓄熱層１０を構成するセメントモルタル部１２の形状や寸法は、特に限定されない。
また、前記実施形態において、蓄熱層１０の外形を平面視矩形状としたが、これに限らず、例えば、平面視三角形状等としてもよく、その外形形状は特に限定されない。
【００２６】
前記実施形態において、蓄熱材１１Ａをマイクロカプセル１１に内包させて、このマイクロカプセル１１をセメントモルタル部１２に混入する構成としたが、セメントモルタル部１２に蓄熱材１１Ａを直接混入する構成としてもよい。
前記実施形態において、セメントモルタル部１２を強度の異なる２種類のセメントモルタル部１３，１４で構成したが、これに限らず、例えば、１種類や３種類以上のセメントモルタル部を用いて構成してもよい。
前記実施形態において、蓄熱材１１Ａとしてパラフィン系を採用したが、これに限らず、融点が０〜５℃であるその他の蓄熱材を採用できる。
また、前記実施形態において、高熱伝導層２０の表面である上面２０Ａを温める熱源としては、蓄熱層１０に混入された蓄熱材１１Ａのみとしたが、これに限らず、太陽光エネルギによる蓄熱材１１Ａへの熱供給が不足する環境下等では、蓄熱層１０に電熱ヒータ等の埋設や廃熱供給を行うなどにより、蓄熱材への熱供給を行ってもよい。要するに、蓄熱材１１Ａのみを用いる場合に限らず、蓄熱材１１Ａと、電熱ヒータタイプや廃熱利用タイプを併用する複合構造を採用してもよい。
【００２７】
前記実施形態において、高熱伝導層２０を複合材により形成したが、これに限らず、例えば、ステンレスや銅等の金属やセラミック、これらの複合材等を採用でき、この場合には、熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料を好適に採用できる。
【００２８】
前記実施形態において、融雪構造３を駅ホーム１の床面部分に設けたが、これに限らず、例えば、渡り廊下や建物屋上面等の外部に露出する路面や床面に設けてもよい。また、路面や床面に限らず、例えば、壁面等に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る融雪構造が採用された駅ホームを示す図である。
【図２】前記融雪構造を示す分解斜視図である。
【図３】前記融雪構造を示す縦断面図である。
【図４】融雪構造の変形例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１      融雪構造
３      駅ホーム
４      融雪部材
１０      蓄熱層
１１      マイクロカプセル
１１Ａ    蓄熱材
１２      セメントモルタル部
１３      第１セメントモルタル部
１３Ａ    枠体
１３Ｂ    仕切部
１３Ｘ    ２つの空間
１４      第２セメントモルタル部
２０      高熱伝導層
２０Ａ    上面
２０Ｂ    下面
２０Ｃ    周縁
【図１】
2005207169.tif 000003
【図２】
2005207169.tif 000004
【図３】
2005207169.tif 000005
【図４】
2005207169.tif 000006