(57)【要約】【課題】  屋根凹凸面に対する熱媒体の斜め方向への散布では尾根が遮蔽物になって濡れムラができやすく、また粒子が外気中を飛翔するため大気への放熱ロスが大きい。【解決手段】  折半屋根の尾根上に上部の開放した囲み（１０）を設け、この囲みを利用して尾根上に尾根に沿った熱媒体の流れる流水路（２）を形成し、流水路上流側の散水手段から流水路内に放出され流水路内を流れる熱媒体を囲み側壁に設けたオリフィス（３）を通過させて囲みの外側に流出させ、尾根の傾斜側面を流下させ、谷部に到達した熱媒体を谷部の上流より移動してくる流れに合流させ、谷部の勾配に沿って流し排水することにより折半屋根表面と熱媒体の熱交換を行なう折半屋根の散水熱交換方法において、前記流水路は路床が凹凸面をなし、流水路を流れる熱媒体は凸所（２ａ）を越流しながら凹所（２ｂ）に溜まるようにされ、前記オリフィスが凹所横の囲み側壁に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
折半屋根の尾根上に上部の開放した囲みを設け、この囲みを利用して尾根上に尾根に沿った熱媒体の流れる流水路を形成し、流水路上流側の散水手段から流水路内に放出され流水路内を流れる熱媒体を囲み側壁に設けたオリフィスを通過させて囲みの外側に流出させ、尾根の傾斜側面を流下させ、谷部に到達した熱媒体を谷部の上流より移動してくる流れに合流させ、谷部の勾配に沿って流し排水することにより折半屋根表面と熱媒体の熱交換を行なう折半屋根の散水熱交換方法において、前記流水路は路床が凹凸面をなし、流水路を流れる熱媒体は凸所を越流しながら凹所に溜まるようにされ、前記オリフィスが凹所横の囲み側壁に配置されている折半屋根の散水熱交換方法。
【請求項２】
請求項１に記載された折半屋根の散水熱交換方法において、前記囲みの横幅が尾根の横幅より小さく、囲みの外側には尾根の側縁部が棚状に位置する折半屋根の散水熱交換方法。
【請求項３】
請求項１に記載された折半屋根の散水熱交換方法において、前記囲みの横幅が尾根の横幅より大きく、囲み側壁が尾根の側縁部から張り出している折半屋根の散水熱交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、折半形式をした折半屋根の散水熱交換方法、より具体的には折半屋根の散水融雪方法および／または散水冷却方法に係る。豪雪地では、冬期に融雪目的のために利用し夏期には屋根冷却に用いることができる。
本明細書中では、説明の便宜上、融雪を事例とした説明がされている。
【背景技術】
【０００２】  凹凸折半屋根は屋根構造が単純で耐圧性に優れているため、規模の大きな建物に多く見られる屋根形式である。積雪量が２．５ｍ程度までの耐雪屋根構造体として豪雪地域では汎用されている。
こうした大型の折半屋根の融雪には地下水の散水方式が一般的であり、散水にはスプリンクラや噴射ノズル等の散布器を使用する事例が多く見られる。スプレイ散水は広範囲に拡散させることができるので、散布器を点在させておけば大規模な屋根面であっても想定される平均的積雪量の範囲内であればこれに対処することができる。【０００３】  しかし、長時間わたり多量の雪が降り続くと融雪が追いつかず、屋根凹凸面に対する熱媒体の斜め方向への散布では尾根が遮蔽物になって濡れムラができやすく、また粒子が外気中を飛翔するため大気への放熱ロスが大きい。
また風雪が強くてスプレイ水が飛ばされてしまうときには散水の効果が失われる。このような状況下では雪溜りが拡大し残雪がつながって屋根表面を広範囲に雪が被り、下側にトンネルが形成され、やがては屋根全面が雪で覆われ積雪が拡大していく。降雪量は軽微な年と甚だしい年の差が大きく、また記録的な大豪雪に見舞われる可能性もあって予測困難なのが実態である。【０００４】  設備能力に余力を持たせるために、散布器の設置間隔を狭めたり散水量を多くするなど熱の投入量を増やす方法にも限界がある。豪雪地帯での散水量として１平米あたり毎分０．５リットル程度なら多いとは言えないが、この水量でも５千平米の屋根では毎分２トン以上が消費される。１物件あたりの消費量としては１時間あたり１２０トン以上、日量では約３０００トンにもなり、これが数日も続けばその水量は尋常ではなく、大型屋根での地下水利用は恒常的な設備にはなりにくい。【０００５】  豪雪地に大型工場を誘致する場合、この課題は大きな障害である。新たに井戸を掘削するには規制があって許可がされないこともある。ボイラー加熱方式を採用するには有資格者の管理する大型ボイラーの導入と高額の燃費を覚悟しなければならない。【０００６】  この解決策として、屋根上に平板を設置し平坦面を形成して融雪する方法につき評価してきた。この方法は、平坦面であるから融雪性能には優れていはいるものの、事実上、屋根の葺きなおしに相当し工事費の嵩む難点がある。
【特許文献１】  特開２００４−１４９７８２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  解決しようとする問題点は、折半屋根の頂上部を跨がって敷設する平板はそれ自体が耐雪強度を備えた軽量な部材要素であって、しかも風圧対策を考慮に入れて屋根の支保構造に安定的に固定しておかなければならないので設置費用が高額になり、大型の折半屋根に採用するには費用対効果の観点から採用が難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明は、熱媒体を屋根面に広く均一に分布させるために、多く雪を被る尾根の上側表面に投入初期の熱媒体を滞留させながら、尾根頂上部の融雪と周辺への散水を同時に行ない屋根全面を融雪することを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】  屋根の尾根の表面積は小さいので供給される熱媒体の水量が少なくても尾根の上側表面には熱媒体の溜りを確実に形成でき、頂上部に積もった雪を溶かしながら熱媒体を尾根の傾斜側面に流下させることができる。
並列する長細い尾根を用いるため、結果的に１つの広い融雪面を規則性を持たせて配置した少ない散水量に見合う小面積の融雪面に小分けしたことに相当し、これら融雪面から周辺の裾野の傾斜側面に均等に熱媒体を分配するため散水は凹凸全面にわたり分散され、効率よく短時間で融雪を行える。けじめよく散水をきりあげられるから熱媒体を無駄に流さなくてすむ。限られた量の熱媒体を有効に利用できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】  熱媒体をムラなく散布するのが困難な凹凸屋根面に熱媒体を広く拡散させて確実に融雪するという目的を、屋根の様式を変更せずそのままの形態で行なう手順の下で実現した。
【実施例１】
【００１１】  折半屋根の尾根上には上部の開放した囲み１０が設置されている。この囲みは尾根上に尾根に沿った熱媒体の流れる流水路２を形成している。流水路上流側の散水手段（図示せず）から流水路内に放出された熱媒体は、流水路内を流れながら囲み側壁１１に設けたオリフィス３を通過し、囲みの外側に流出する。
図１に示す囲み１０はその横幅が尾根の横幅にほぼ等しい。従って、囲み側壁１１のオリフィス３から流出した熱媒体は、そのまま尾根の傾斜側面５に受け継がれて流下していく。【００１２】  流水路２の上流側に供給される熱媒体は尾根勾配に沿って移動し流水路を流れながら流出していく。流水路は上向きに開放されているので降る雪は熱媒体に接触して溶解する。オリフィス３から流出した熱媒体は尾根の傾斜側面５を流下し、流下面に付着した雪を洗い流しながら溶かし滑り落としていく。流れ落ちる熱媒体と雪シャーベットには勢いがあり、谷部６を横切る方向に移動しながら上流からの流れに合流して水嵩を増し、撹拌しながら勾配に沿って移動し排水される。【００１３】  図示したオリフィスの口径は５ミリとし、例えば、４センチ間隔で設けることができる。熱媒体の流水路内への供給は流下距離が２メートル当たり６リットル程度を想定し、散水は一定の時間間隔ごとに間欠的に行うとよい。例えば、１０分の散水の後、３０分休止し、これを繰り返すことができる。投入される熱媒体の温度は、摂氏１０数度から３０度あたりが好ましい。【００１４】  図８に示す囲み１０はその横幅が尾根の横幅より小さく、囲みの外側には尾根の側縁部１２が棚状に位置している。この棚状の表面は熱媒体の拡散区域を形成している。棚上に降る雪は拡散した熱媒体に接触して溶解し、既に積もっている雪はオリフィス３から流出して拡散する熱媒体と雪層の底面が接触し雪は下側から溶解していく。【００１５】  図９に示す囲み１０はその横幅が尾根の横幅より大きく、囲み側壁１１が尾根の側縁部から張り出している。このため、オリフィス３から流出した熱媒体は下の傾斜側面５に落下し流下していく。【００１６】  流水路２は路床が凹凸面をなしている。流水路を流れる熱媒体は凸所２ａを越流しながら凹所２ｂに溜まるようにされている。オリフィス３は凹所横の囲み側面１１に配置されている。図２はその詳細を示している。このように構成することにより、折半屋根の勾配が大きくても路床をこれに追随させ、熱媒体の溜りを形成し安定して流出させることができる。【００１７】  図１と図２に示す囲みは、囲み側壁１１と流水路２の路床が一体化された成形品から構成されている。実際には、折半屋根の形態は無数にあり寸法も様々なため、囲み側壁と路床は個別に製作し、現場にて組合わせ設置する方が利便性がある。図３はそうした事情を参酌して考え出されたもので、路床は切断、接着、変形加工の容易な素材を用いて作られている。路床の凹凸の間隔、凸所の丈、幅は自在に選択することができる。そして、囲み側壁１１には個別に用意されるストリップ材１が使用される。【００１８】  図４、図５および図６はこのストリップ材１の具体例を示している。
囲み１０の囲み側壁１１に相当するストリップ材１は、図７に示すように、折半屋根の尾根の両側の傾斜側面５の少なくとも一部を覆う状態に、尾根の上側表面より上方に突出させて接着固定されている。このストリップ材１の突出部分、すなわちストリップ材の上方部分１ａに前記オリフィス３が設けられ、ストリップ材は尾根の上側表面の側部にあって尾根に沿った囲みを形作っている。前記路床はストリップ材１により側部を囲まれて流水路２を形成している。【００１９】  ストリップ材１や路床はプラスチック板や金属板のような可撓性材料または弾性変形可能な材料から構成するのが好ましい。こうした材料の表面は撥水性を示すが、表面処理、例えばサンディングやエッチングにより、あるいは吸水塗装により濡れ性に富む状態にすることができる。表面には高周波プレス加工により様々な凹凸模様を刻むことができる。これらの模様は熱媒体を拡散させるのに効果がある。
他に、厚手のポリエステル帆布に０．５ミリ厚の塩ビシートや２００ミクロンのポリエステルフイルムをラミナートしたものを使用することができる。こうして構成した素材には強靭な可撓性があり、足で踏むなどしても損傷しにくい。【００２０】  図４から図６に示すストリップ材は張出し１ｂを備えている。この張出しは構造上不可欠のものではないが、尾根の肩に係合するのでストリップ材を位置決めし安定的に固定するうえで都合がよい。【００２１】  尾根の上側表面は縦はぜ巻き連結部（図示せず）が中央を占める場合もある。この縦はぜ巻き連結部の存在により、前述した流水路２は縦はぜを挟んで左右に形成される。
ストリップ材の上方部分４の突出高さで流水路２の流路容積が決まることになる。流水路に供給する熱媒体の量とオリフィスから流出する流量のバランスをとれば、流水路内を流れる熱媒体は溜まりを形成する。【００２２】  熱媒体は移動の途中に前記オリフィス３を通過してストリップ材の外側表面に流出する。オリフィスの形態は縦スリット（図４）や円形穴（図５）、あるいは横スロット（図６）のように様々である。尾根の上側表面の表面積が大きければ囲み側壁１１もしくはストリップ材の上方部分１ａの丈も低くなるので、オリフィスの形態もＶカットや半円形とすることができる。【００２３】  図７に示す例では、ストリップ材の裾部分４は傾斜側面５の途中で終わっている。この構成は、尾根の上部と肩周辺への熱の投入量を大きく設定し、ストリップ材を外れた傾斜側面上に降る雪は尾根の谷部に滑り落とす考え方に基づいている。傾斜側面５に吸液材を張り付けておけば、雪は傾斜側面上に留まり流下する熱媒体によりその位置で融解する。
【産業上の利用可能性】
【００２４】  広範囲の積雪面を比較的少量の熱媒体で融雪処理および／または冷却できるため、井戸施設またはボイラー設備を使用して、工場、駅舎、公共施設のような数万平米におよぶ長尺大型折半屋根にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】  本発明を実施するのに用いる屋根構造の一例を示す斜視図である。
【図２】  囲みの具体例を示す斜視図である。
【図３】  流水路の路床の変更例を示す斜視図である。
【図４】  囲み側壁となるストリップ材の一例を示す斜視図である。
【図５】  ストリップ材の変更例を示す斜視図である。
【図６】  ストリップ材の他の変更例を示す斜視図である。
【図７】  本発明を実施するのに用いる屋根構造の変更例を示す斜視図である。
【図８】  囲み構造の他の例を示す斜視図である。
【図９】  囲み構造の別の例を示す斜視図である。
【符合の説明】
【００２６】  １  ストリップ材
２  流水路
２ａ  路床の凸所
２ｂ  路床の凹所
３  オリフィス
５  傾斜側面
１０  囲み
１１  囲み側壁
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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