(57)【要約】 【課題】   本発明の課題は、初期投資額と維持費が安く、又、設置操作に労力を必要とせず、驚異的な融雪能力を有する省エネ融雪装置の開発と普及を目的とするものである。          【解決手段】  現在使用中の温水供給ボイラー及び、地下水設備より供給される温水を、雪塊上部に設置した融雪装置のパイプ両側面より放出することで、雪塊は深く切断される。さらに融雪装置に内蔵する抑揚器の働きにより、放出された水滴線は大きく振幅し、雪塊全体を薄くスライスすることで融雪効果を向上させた。【選択図】図1
2012193588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並行に配する複数のパイプとそのパイプを連結するパイプを有し、並行するパイプの両側面には等間隔に複数の噴出孔を設け、向かい合った噴出孔が互いの隣り合う噴出孔の中間点に位置させ、前記噴出孔より温水又は地下水を放水することで、雪塊を上部より切断し融雪することを特徴とする移動可能な融雪装置。
【請求項２】
水流を水圧調整手段により調整することが可能であ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】
融雪装置の給水口内に水流方向調整手段を設け、水流を幾方向かに振り分けることを特徴とする請求項１又は２に記載の融雪装置。
【請求項４】
水圧調整手段として、給水される水流により回転する回転羽根と遮水板が一体となった構造を有したことを特徴とする請求項２から３いずれか１項に記載の融雪装置。
【請求項５】
融雪装置を雪塊上部への設置に支持棒を設けたことを特徴とする、請求項１から４に記載のいずれか１項に記載の融雪装置。
【請求項６】
融雪装置を雪塊上部に設置し、その融雪装置のパイプに設けられた複数の噴出孔より放水された温水又は地下水が、一定の速度を以って同一軌道線上を連続して移動することにより、雪塊を縦方向に幾重にも薄く又深く切断し、融雪することを特徴とする融雪方法。
【請求項７】
屋根間の谷部に融雪装置を設置する場合に於いて、屋根斜面より雪塊が滑落する方向に並行して複数のワイヤーロープを施し、谷部との間に距離を設けるようにワイヤーロープに融雪装置を設置する設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水滴線の振幅により堆積した雪塊をスライス融雪する融雪装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の融雪装置には、電熱線、又は温水の循環装置を屋根や駐車場等に敷設する融雪装置や温水、又は地下水を屋根や駐車場等に散水する融雪装置、又投雪を必要とする融雪装置には、地下に埋設する融雪槽や灯油を熱源とする車輪付きの移動式融雪装置等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−８８０２９号公報
【特許文献２】特開２００７−２６２８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の融雪方法と融雪装置は多種多様であるが、全ての装置に於いて高額な設備費用を必要とするために、一般普及率は低かった。又、地下水利用の融雪方法に於いても地盤沈下問題を解決する目的からか、循環型及び熱交換型装置が主流となり、その仕組みがより複雑化した結果、大半の雪国で暮らす庶民は依然としてスコップ、スノーダンプによる除雪に頼らざるを得なかった。
【０００５】
本発明に於いては、雪国での生活を守る為の簡単で安価な融雪装置の普及と、ランニングコストを徹底的に抑え、且つ、効果が見える融雪方法と省エネ融雪装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は既存する地下水及び温水の設備を活用し、その熱エネルギーを以って雪塊を薄くスライス状に切断することにより、短時間融雪を可能とする省エネ融雪方法である。又、スライス融雪の方法を具現化する省エネ融雪装置である。融雪装置の構造は平行する４本のパイプを等間隔に配置し、そのパイプを連結する２本の連結パイプ５，６で構成する。平行するパイプの数は４本、又連結するパイプの数は２本が望ましいが、これに限定するものではない。又、平行する４本のパイプ両側面には、等間隔に設けられた噴出孔a、bより放出された温水又は地下水の水圧を加減する抑揚器７を設けたことを特徴としている。
【０００７】
スライス（切断）融雪をする方法は、堆積する雪塊の上部に設置された融雪装置の各パイプ１，２，３，４の両側面に設けられた噴出孔a、bより放出された水滴は、１本の水滴線となり放物線を描き落下する間、空気抵抗を受けることにより、落下距離に比例し水滴は円状に拡散する。この一つの自然の法則は雪塊下方部の融雪効果を高め、雪塊全体の融雪に大きく影響し省エネに貢献するものである。図５のように直径１ｍｍの噴出孔より放出された水滴は、１ｍ落下時直径５ｃｍに拡散する。さらに抑揚器を設けることにより、水圧の加減がなされ、１本の水滴線が同一軌道線上を往復することにより、雪塊をスライス状に深く切断する。図４の各パイプ１，２，３，４両側面より放出された水滴線も同様に同調し、規則正しく雪塊をスライス状に深く切断し融雪する。又、向かい合った各パイプの噴出孔の位置をずらすことにより、互いの水滴線は接触することなく交差し、向かい合ったパイプ下方向へ放水されることで、さらに薄くスライスされる。従って本発明に於けるスライス融雪方法とは、雪塊上部より抑揚器７の働きで水滴線を振幅させることにより、雪塊Ｖを薄くスライスすることで、効率よく、短時間に雪塊Ｖを融雪する省エネ融雪方法のことである。噴出孔の直径は１ｍｍが望ましいが、これに限定するものではない。
【０００８】
しかし、水圧に強弱の変化を加えることはウォーターハンマー現象の原因となり、水道管の破裂を招く危険性がある。本発明に於いては、水圧調整手段として、例えば給水口１０に仕切板Ａを設け、又、連結パイプ６の中間地点に仕切板Ｂを設けることで水流をパイプ１，２、パイプ３，４の２系統に分け、抑揚器７に内蔵し水流調整手段として、例えば遮水板の回転で、水流を振り分けることにより、水道管内の水圧を一定に保ち、且つ融雪装置内に於いては、抑揚を促すことを可能とした。この水圧調整手段となる抑揚器７には、電源を要する強制回転式と、水流を動源とする回転ゴマ式がある。
【０００９】
強制回転式の特徴は単３乾電池２本を電源に、小型モーター、ギアボックス、回転軸、遮水板等を有する。遮水板の回転速度は、水滴線の振り幅に大きく関係し、結果、融雪効果に最も影響する。その最適な回転数は毎分２０〜３０回である。仕切板Ａ断面に接する遮水板を毎分２０回で緩やかに回転させることにより、例えば、図４の１に於いては、パイプ１，２の水流は閉栓状態となり、水流は最小値を示す。一方パイプ３，４の水流は最大値となり、水滴線も大きく振れる。又、上記動作を交互に繰り返すことにより、スライス幅が増大し、短時間融雪を可能とする最も適切な回転数であり、又、最も有効な省エネ融雪方法（装置）である。その為、特にボイラー設備の温水を利用し融雪する場合、温水の使用量、即ち、使用時間の短縮という点で最適である。
【００１０】
一方、回転ゴマ方式では、ホースより供給される水Ｗの水流により回転羽根が回転し、回転羽根に接合する遮水板の回転により水量は２系統に分かれ、パイプ１，２、パイプ３，４方向へ振り分けることにより水滴線の抑揚を促す。遮水板の回転数は毎分１８０回から２５０回転位である。遮水板の高回転は抑揚効果の点に於いては、強制回転式に比べ水滴線の振り幅が小さいため、融雪に要する時間が長くなる。しかし、従来の地下水を常時放水する融雪方法と比較すれば、省エネ効果は歴然である。
【００１１】
本発明の省エネ融雪装置は、雪塊上部に水平設置することで最大の省エネ効果を得られる為、水平状態を融雪完了時まで保持する4本の支持棒がある。支持棒は支持棒受部と、固定ネジ部を有する。
【００１２】
又、直圧式ボイラー温水による屋根谷部の融雪にも適している。図６のように、斜面Ｔ、斜面Ｕより滑落した雪塊Ｖ３は、上部に設置された融雪装置によりスライス融雪され、融雪完了後、再度斜面Ｔ、斜面Ｕの雪塊Ｖ１、Ｖ２を屋根中央部へ誘導する際、取り付け金具が雪塊Ｖ１，Ｖ２の滑落を阻害することのないように設置することが必要である。本発明に於いては、雪塊Ｖ１、Ｖ２の滑落方向と平行するようにワイヤーロープを張り、又、屋根谷部との距離（高さ）を約１ｍとすることにより、融雪装置を移動することなく、連続融雪することを特徴とする設置方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の最も優先する課題は、省エネ融雪方法（装置）の普及である。開発当初は、地下水を有効に利用することであったが、雪国に於ける地下水設備の普及率の低さと、又、使用量に課題があった。そこで、全国的に普及率の高い既存するボイラー設備の熱源に的を絞り開発に当たった結果、初期投資金額とランニングコストの軽減を図ることが実現した。
【００１４】
本発明は、軒下等に堆積する高さ1ｍ幅1.5ｍ奥行１．２ｍの雪塊に対し、３０℃の温水使用により、３０分で地表の見える融雪効果を可能とした。この温水使用量は、通常シャワー使用回数の２回分に相当し、シーズン予想回数１０回に於いてのシーズンランニングコストは概算で、１万円弱と安価である。初期投資金額も、構造が合理的な融雪装置の開発により、３万円弱と従来の各種融雪機の比ではなく安価である。又、地下水利用の場合は、温水使用時間３０分に対し、約１時間３０分である。
【００１５】
さらに、融雪機へ雪を投入する手間も必要とせず、総重量も５ｋｇと軽く、ホースの移動範囲内を片手で容易に移動、設置できる。又融雪完了後、給水ホース側の止水栓付接続器具オス部を離脱することにより、融雪装置内の水は給水口１０より放水され、また残った水も最も低く位置する噴出孔より放水されることで、一部の水がパイプ内で凍結にも影響されない構造である。
【００１６】
初期投資金額、ランニングコスト、設置の容易さ、操作の容易さ、広範囲の利用、融雪能力（省エネ効果）、収納場所の確保とすべての面に於いて、最も有効な省エネ能力融雪装置である。以上、本発明は雪国の人々の生活に貢献できるものであり、又、普及率の向上を期待できる融雪装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の融雪装置本体の斜視図である。
【図２】本発明の強制回転式抑揚器の斜視図である。
【図３】本発明の回転ゴマ式抑揚器の斜視図である。
【図４】本発明の強制回転式抑揚器遮水板の位置と水流の変化図である。
【図５】抑揚器による水滴線の振り幅図である。
【図６】融雪装置屋根谷部設置斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。融雪装置本体はΦ１３ｍｍのアルミパイプとそのアルミパイプを連結するΦ２０ｍｍの塩ビパイプ、及び給水口等としてΦ２０ｍｍの塩ビチーズで構成する。アルミパイプは、ボール盤等によりΦ１ｍｍのドリルを使用し、等間隔に穴を開け噴出孔を設ける。塩ビ素材は衝撃に強いが、紫外線に弱いため、下処理後シーラーを塗布、さらに塩ビ塗料を２度塗布することで耐久性を高める。各部分の接続には接着剤を使用せず、キリ付ビスを用いて固定する。これにより部品の破損、修理時の修繕を容易にする。強制回転式の抑揚器は給水口面の裏側に配し、小型モーターとギアボックスで構成され、駆動源には電池を用い、融雪装置本体にステンビス等で固定する。遮水板は給水口の内部に設け、回転軸はステンレス製が望ましく、仕切板は硬質プラスチック素材であることが望ましいが、これに限定するものではない。ビニールホースの接続には、止水栓付接続器具を用い、融雪装置給水口に装着する。
【００１９】
融雪装置の使用方法は、堆積雪上に直接融雪装置を水平に載せ、支持棒を支持棒受部に固定、そして、ホースに装着済みの接続器具オス部を融雪装置給水口のメス部に装着し、止水栓を開栓、抑揚器上部のスイッチを入れれば、設置完了である。約３０分後融雪状態を確認し、必要に応じまた移動し、上記動作を繰り返すことにより敷地内の融雪が行われる。例えば、北側に位置するトイレ汲み取り口、裏口付近、又、植木のある庭にも植木をいためることなく、又無駄なくスポット融雪することができる。本発明の融雪装置は積雪の高さに比例し、融雪効果を発揮することと同時に省エネ効果を持ち合わせていることを特徴としている為、特に駐車場等に積もった３０ｃｍ程の雪は一旦片隅に集め、本装置を用いて融雪することで、消費電力の軽減にも繋がるものである。
【符号の説明】
【００２０】
１  パイプ
２  パイプ
３  パイプ
４  パイプ
５  連結パイプ
６  連結パイプ
７  強制回転式抑揚器
８  支持棒受部
９  支持棒
１０  給水口
Ａ  仕切板
Ｂ  仕切板
ａ  パイプ左側面噴出孔
ｂ  パイプ右側面噴出孔
Ｔ  屋根に於ける斜面
Ｕ  屋根に於ける斜面
Ｖ  本発明融雪方法に於ける雪塊
Ｖ１  屋根に於いて斜面Ｔに堆積した雪塊
Ｖ２  屋根に於いて斜面Ｕに堆積した雪塊
Ｖ３  屋根に於いて谷部に堆積した最初に融雪される雪塊
【図１】
2012193588.tif 000003
【図２】
2012193588.tif 000004
【図３】
2012193588.tif 000005
【図４】
2012193588.tif 000006
【図５】
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【図６】
2012193588.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月2日(2011.9.2)
【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】
並行に配する複数のパイプと、そのパイプを連結するパイプを有し、並行するパイプの両側面には等間隔に複数の噴出口を設け、向かい合ったパイプの噴出孔の位置がずれるように噴出口を位置させた融雪装置に於いて、融雪装置の給水口に水圧調整手段として、仕切板を設け、水流調整手段として回転ゴマ式を用い、前記回転ゴマ式は、回転軸に半円状の回転羽根と遮水板を一体として構成していることを特徴とする融雪装置。
【請求項２】
前記回転ゴマ式に替えて強制回転式を用い、前記強制回転式は、抑揚器内に設けた駆動部と駆動部からの回転軸に設けた半円状の遮水板からな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】
融雪装置を雪塊上部に設置するために、支持棒を設けたことを特徴とする、請求項１または２に記載の融雪装置。
【請求項４】
請求項１または２の融雪装置を設置する場合において、屋根斜面が向かい合った谷部の融雪を行う際に、屋根斜面より滑落する方向に並行して複数のロープを施し、融雪装置と谷部との間に距離を設けて設置することを特徴とする融雪装置の設置方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
しかし、水圧に強弱の変化を加えることはウォーターハンマー現象の原因となり、水道管の破裂を招く危険性がある。本発明に於いては、水圧調整手段として、例えば給水口となるパイプの内部であって、パイプが２分割される位置に仕切板Ａを設け、又、連結パイプ６の中間地点に仕切板Ｂを設けることで水流をパイプ１，２、パイプ３，４の２系統に分け、抑揚器７に内蔵し水流調整手段として、例えば遮水板の回転で、水流を振り分けることにより、水道管内の水圧を一定に保ち、且つ融雪装置内に於いては、抑揚を促すことを可能とした。この水圧調整手段となる抑揚器７には、電源を要する強制回転式と、水流を動源とする回転ゴマ式がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
強制回転式の特徴は単３乾電池２本を電源に、小型モーター、ギアボックスからなる駆動部と回転軸、半円状の遮水板等を有する。遮水板の回転速度は、水滴線の振り幅に大きく関係し、結果、融雪効果に最も影響する。その最適な回転数は毎分２０〜３０回である。仕切板Ａ断面に接する遮水板を毎分２０回で緩やかに回転させることにより、例えば、図４丸１に於いては、パイプ１，２の水流は閉栓状態となり、水流は最小値を示す。一方パイプ３，４の水流は最大値となり、水滴線も大きく振れる。又、上記動作を交互に繰り返すことにより、スライス幅が増大し、短時間融雪を可能とする最も適切な回転数であり、又、最も有効な省エネ融雪方法（装置）である。その為、特にボイラー設備の温水を利用し融雪する場合、温水の使用量、即ち、使用時間の短縮という点で最適である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
一方、回転ゴマ方式では、回転軸の給水側に半円状の回転羽根を設け、仕切板側に半円状の遮水板を設け、回転羽根と遮水板は数ｃｍの間隔をおき、回転羽根と遮水板が回転軸の軸上で略９０度重なるように一体として構成され、仕切板Ａに直列に、かつ給水口側に配置されている。これによりホースより供給される水Ｗの水流により回転羽根が回転し、回転羽根に接合する遮水板の回転により水量は２系統に分かれ、パイプ１，２、パイプ３，４方向へ振り分けることにより水滴線の抑揚を促す。遮水板の回転数は毎分１８０回から２５０回転位である。遮水板の高回転は抑揚効果の点に於いては、強制回転式に比べ水滴線の振り幅が小さいため、融雪に要する時間が長くなる。しかし、従来の地下水を常時放水する融雪方法と比較すれば、省エネ効果は歴然である。
【手続補正書】
【提出日】平成23年12月14日(2011.12.14)
【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】
並行に配する複数のパイプと、そのパイプを連結するパイプを有し、並行するパイプの両側面には等間隔に複数の噴出孔を設け、向い合ったパイプの噴出孔の位置がずれるように噴出孔を位置させた融雪装置に於いて、融雪装置内の水圧を調整することで噴出する水滴線に強弱の抑揚を加える水圧調整手段として、融雪装置給水口パイプ内の２分割される位置に仕切板を設け、融雪装置内の経路を２系統に分割し、更に前記仕切板給水側断面上を平行に回転する半円状の遮水板と、その遮水板に接合し、同一の回転軸上に傾斜し回転するほぼ半円状の回転羽根で構成する回転ゴマ式抑揚器を有することを特徴とする融雪装置。
【請求項２】
前記回転ゴマ式抑揚器に替えて強制回転式抑揚器を用い、前記強制式抑揚器は抑揚器内に設けた駆動部と駆動部からの回転軸に設けた半円状の遮水板が請求項１記載の仕切板給水側断面上を平行に回転することを特徴とする請求項１記載の融雪装置。
【請求項３】
融雪装置を雪塊上部に設置するために、支持棒を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の融雪装置。
【請求項４】
屋根斜面が向かい合った谷部の融雪に於いて、請求項１記載の融雪装置を設置する場合、屋根斜面より雪塊が滑落する方向に並行して複数のロープを施し、融雪装置と谷部との間に距離を設け、そのロープに請求項１記載の融雪装置を設置する設置方法。