(57)【要約】      （修正有）【課題】建造物の側壁に積雪の圧力及び冷熱が伝わることを防止する側壁融雪構造を提供する。【解決手段】面状発熱体２を建造物１の側壁に、その上端が少なくとも建造物１が設けられた地域の年間平均積雪高さＩに位置するように設ける。面状発熱体２は、絶縁シートの表面に発熱物質または発熱塗料を塗布したものである。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
建造物の側壁に面状発熱体を設けた構造であって、
上記面状発熱体の上端は、少なくとも上記建造物が設けられた地域の年間平均積雪高さに位置すること
を特徴とする側壁融雪構造。
【請求項２】
上記面状発熱体は、絶縁シートの表面に発熱物質または発熱塗料を塗布したものである
ことを特徴とする請求項１記載の側壁融雪構造。
【請求項３】
上記面状発熱体は、高さ方向に複数に分割されており、
さらに積雪高さ位置を検知する検知手段と、この検知された積雪高さ位置に対応する上記面状発熱体に通電する制御を行なう制御手段とを備え、
上記検知手段は、高さ方向に配列した複数の温度センサーを有し、
上記制御手段は、上記温度センサーからの温度信号が高さ方向に不連続に変化する温度センサーの高さ位置を積雪高さ位置として算出して、この算出した積雪高さ位置の近傍に上端が位置する面状発熱体から最下部に位置する面状発熱体までに通電する制御を行なう
ことを特徴とする請求項１または２記載の側壁融雪構造。
【請求項４】
上記面状発熱体は、高さ方向に複数に分割されており、
さらに積雪高さ位置を検知する検知手段と、この検知された積雪高さ位置に対応する上記面状発熱体に通電する制御を行なう制御手段とを備え、
上記検知手段は、積雪表面に波または光を発信して戻ってくるまでの時間から積雪高さ位置を計測する積雪計を有し、
上記制御手段は、上記積雪計が計測した積雪高さ位置の近傍に上端が位置する面状発熱体から最下部に位置する面状発熱体までに通電する制御を行なう
ことを特徴とする請求項１または２記載の側壁融雪構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、例えばビニールハウスに対する融雪構造に関し、特に側壁に接触する部分を融雪する側壁融雪構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
積雪量の多い地域では、かつては雪かきして除雪したり熱湯等で融雪したりして生活に支障がないよう対策を講じていた。また近年では発熱体等を利用して広範囲な場所や人の手が届かない箇所を融雪する措置も取られてきている。
【０００３】
例えば特許文献１では、路面下地に面状の発熱体を埋設して、その発熱により路面上に雪が積もる前に融雪して凍結等を防止している。また特許文献２では、屋根にヒーターユニット等の発熱体を軒先付近にまで設けることで、融雪した雪解け水の凍結による氷柱や融雪し損ねた雪庇の形成を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２５８４５９２号公報
【特許文献２】特許第３３３０５３７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上述した面状発熱体を利用した従来の融雪対策には、次の改良すべき課題がある。すなわち積雪量が多いと常には融雪しきれないため、道路や屋根には積雪が進行し、さらに降り続いた雪がその上から次々と蓄積してしまう。したがって道路や屋根には次第に雪が降り積もると共に、屋根に積もり切らなくなった雪が落下し、建造物の周縁にも積雪が進行する。
【０００６】
また雪が積もり易い土壌の農作地域や牧畜地域等では、積雪を防止する十分な手段がないため、建造物の周縁は雪で覆われてしまう。したがって比較的強度の低い構造であるビニールハウスや納屋等は、積雪の影響で側面方向からの荷重により圧迫され、側壁の破損や建造物の変形或いは倒壊等の恐れが生じる。
【０００７】
さらに周縁の積雪により建造物の側壁を介して冷熱が伝わり、室内の温度は一層低下してしまう。したがって例えばビニールハウスで温室栽培する野菜等の成長に影響すると共に、室内で作業する人たちの効率もその寒さにより低下する可能性がある。
【０００８】
そこで本考案の第１の目的は、建造物の周縁に積もった雪を側面から融雪し、建造物の側壁にかかる圧力を除去することにある。また第２の目的は、建造物の周縁に積もった雪の冷熱が、建物内に伝わることを防止することにある。さらに第３の目的は、面状発熱体の熱を利用して建造物内を保温・加温することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ところで実際の積雪高さは、年間を通して建造物が設けられた地域や日時等によって変動する。そのため面状発熱体の高さを高くして、融雪する高さを高くしすぎると、通電するための電力が無駄になる場合が多い。一方、面状発熱体の高さを低くして、融雪する高さを低くすぎると、融雪高さが不足して上述した問題を解決できない。よってその地域の年間平均積雪高さを基準とすることが望ましい。
【００１０】
そこで本考案による側壁融雪構造は、建造物の側壁に面状発熱体を設けた構造であって、上記面状発熱体の上端が、少なくとも上記建造物が設けられた地域の年間平均積雪高さに位置することを特徴とする。
【００１１】
また上記面状発熱体は、絶縁シートの表面に発熱物質または発熱塗料を塗布したものであることが望ましい。これにより、より薄肉かつ軽量な面状発熱体を形成できるため、建造物の側壁への配設がし易くなる。
【００１２】
また上記面状発熱体は、高さ方向に複数に分割されており、さらに積雪高さ位置を検知する検知手段と、この検知された積雪高さ位置に対応する上記面状発熱体に通電する制御を行なう制御手段とを備え、上記検知手段は、高さ方向に配列した複数の温度センサーを有し、上記制御手段は、上記温度センサーからの温度信号が高さ方向に不連続に変化する温度センサーの高さ位置を積雪高さ位置として算出して、この算出した積雪高さ位置の近傍に上端が位置する面状発熱体から最下部に位置する面状発熱体までに通電する制御を行なうことが望ましい。これにより、融雪が必要とされる高さ分のみの面状発熱体に通電して発熱させることができる。
【００１３】
また上記面状発熱体は、高さ方向に複数に分割されており、さらに積雪高さ位置を検知する検知手段と、この検知された積雪高さ位置に対応する上記面状発熱体に通電する制御を行なう制御手段とを備え、上記検知手段は、積雪表面に波または光を発信して戻ってくるまでの時間から積雪高さ位置を計測する積雪計を有し、上記制御手段は、上記積雪計が計測した積雪高さ位置の近傍に上端が位置する面状発熱体から最下部に位置する面状発熱体までに通電する制御を行なうことが望ましい。これにより、融雪が必要とされる高さ分のみの面状発熱体に通電して発熱させることができる。
【００１４】
ここで「建造物」とは、内部に人が移住したり活動したりするもの、動物を飼育するもの、植物を栽培するもの等を意味し、将来的にそれらの用途として用いられるもの全てを含む。
【００１５】
また「面状発熱体」は、平面形状のものに限らず、球面あるいは屈曲した面形状であってもよく、さらには可撓性のものであってもよい。また発熱部分がシート状のものに限らず、ニクロム線等の線状のものを所定の間隔で、平面上に配置したものも含む。
【００１６】
また「建造物の側壁に面状発熱体を設けた」とは、面状発熱体を建造物の側壁の外側或いは内側に敷設し、若しくは内部に埋設し、またはこれら２以上を組合せて設けたことを意味する。なお面状発熱体を、この面状発熱体の最下端が積雪の底面位置より上方に位置するように設ける場合も含む。
【００１７】
また「検知手段」とは、積雪高さ位置を算出するための変数を測定するものと、その変数用いて積雪高さを算出するものを有するものとの双方を含む。前者は、例えば熱電対を用いた温度センサーが該当し、後者は、例えば波または光を積雪表面に発信して戻ってくるまでの時間を測定すると共に、さらにこの時間から積雪高さを算出する積雪計が該当する。
【００１８】
また「制御手段」とは、上記検知手段が測定した変数を温度信号として積雪高さ位置を算出する機能、この算出した積雪高さ位置或いは上記検知手段が計測した積雪高さ位置を基に、通電する面状発熱体を判別する機能、及びこの判別した結果から面状発熱体に通電する制御を行う機能を備える全てのものを含む。なお上記検知手段が積雪高さ位置を算出する場合は、上述した積雪高さ位置を算出する機能を備える必要はない。
【００１９】
次に、本考案に係る側壁融雪構造の作用について説明する。
【００２０】
建造物の側壁に面状発熱体を設けて、電源等を入れると面状発熱体が熱を発し、この面状発熱体に接触している積雪部分が解けて隙間ができる。これにより建造物の側壁は、建造物の周囲に積もった積雪から、圧力や冷熱を受けることを防止できる。
【００２１】
なお面状発熱体は、その上端が少なくとも建造物が設けられた地域の年間平均積雪高さに位置するように設けられているため、積雪高さが年間平均積雪高さと略同一の場合、或いは年間平均積雪高さより低い場合には、積雪の側面全てを直接融雪することができる。一方、積雪高さがたまたま年間平均積雪高さより高い場合であっても、年間平均積雪高さ分は確実に融雪することができるため、建造物の側壁に対する積雪からの圧力や冷熱の大部分を遮断することができる。
【００２２】
次に面状発熱体が高さ方向に複数に分割されている場合の本考案に係る側壁融雪構造の作用について説明する。
【００２３】
検知手段として高さ方向に配列した複数の温度センサーは、変数として抵抗値や熱起電力を測定する。このとき制御手段は、これら変数が高さ方向に不連続に変化する温度センサーの高さ位置を、積雪高さ位置として算出する。なお検知手段が積雪計を備えている場合は、検知手段自体において積雪高さ位置が算出される。
【００２４】
制御手段は、このようにして算出された積雪高さ位置の近傍に上端が位置する面状発熱体から、最下部に位置する面状発熱体まで通電するように制御を行う。
【００２５】
したがって、積雪高さが日々異なったとしても、積雪高さ位置を検知手段で検知し、この積雪高さ位置に対応して融雪が求められる高さ分のみの面状発熱体に制御手段で通電する制御を行うことができる。
【考案の効果】
【００２６】
本考案によれば、建造物が設けられた地域の少なくとも年間平均積雪高さの位置まで、建物の側壁と積雪側面との間に隙間を生じさせることができるため、積雪からの圧力や冷熱が建造物の側壁に直接伝わることを防止して、側壁の破損や建造物の変形或いは倒壊等及び室温低下を回避することができる。また建物の側壁と積雪側面との間に隙間を生じさせる程度に融雪すれば足りるため、屋根や道路に積もった積雪を融雪して除去する場合に較べて、極めて少ない電力で足りる。さらに面状発熱体を高さ方向に複数に分割して、実際の積雪高さに応じて通電する面状発熱体を自動選択することにより、必要かつ十分な電力だけを供給し、不要な電力の消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】側壁融雪構造の全体概要を示す斜視図である。
【図２】側壁融雪構造の断面図である。
【図３】他の側壁融雪構造の全体概要図を示す斜視図である。
【図４】他の側壁融雪構造の断面図である。
【図５】他の側壁融雪構造の断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００２８】
以下図１及び図２を参照しつつ、本考案による側壁融雪構造の構成、作用及び基本動作について説明する。まず最初に、図１を用いて、この側壁融雪構造の構成と作用とを説明する。
【００２９】
図１に示すように、建造物１は蒲鉾型のビニールハウスであって、その側壁の外側面に面状発熱体２を設けてある。建造物１の周縁には積雪Ｇが積雪高さＨだけ積もっており、面状発熱体２の上端は、建造物１が設けられた年間平均積雪高さＩに位置している。なお建造物１は、納屋、家畜小屋、動物飼育小屋等の比較的強度の低い構造のみならず、一般家屋や商用ビル等の強度の高い構造であってもよい。またビニールハウスのように側壁と屋根とが一続きとなって形成される建造物については、地上に近い側面部分を側壁の一部として取り扱う。さらに面状発熱体２は高さ方向に複数個設けてもよい。
【００３０】
ここで面状発熱体２は、絶縁シートの表面に発熱物質または発熱塗料の薄膜を形成し、両端部に電極を設けた構造になっている。なお絶縁シートとしては、例えば合成樹脂（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート等のプラスチック類）、木質系素材、合成ゴム、ガラス、セラミック、耐熱ガラス、鉱物類及び耐熱プラスチックが使用可能であって、発熱物質または発熱塗料としては、例えば植物原料カーボンやファインカーボン等と、有機質バインダーや無機質バインダー等とを混合したものを、フィルム状に形成して絶縁シートの表面に貼着したり、塗料として絶縁シートの表面に塗布したりする。なお発熱物質または発熱塗料及び電極の表面は、絶縁性と耐久性とを確保するために、耐熱絶縁フィルム等の樹脂によって皮膜してある。また面状発熱体２は、合成樹脂製シート等とのサンドイッチ構造による防水機能を有していてもよい。さらに面状発熱体２は、これらの素材に限定されるものではなく、面形状を実現できるものであればよい。
【００３１】
また面状発熱体２の寸法に限定はなく、例えばサイズが大きいもの（１０００ｍｍ×２０００ｍｍ等）や、サイズが小さいもの（３００ｍｍ×７５０ｍｍ等）のいずれでもよく、側壁１１の一部、例えば強度の弱い部分だけを部分的に融雪するものであってもよい。
【００３２】
面状発熱体２を側壁１１の外側或いは内側に敷設するには、例えば両面粘着テープ等の粘着力や磁石等の磁気力を用いて側壁に貼り付けたり、ネジや釘等の係止部材を用いて係止したり、或いは面状発熱体２を収容できるポケットを設けて挿入したりする。これにより季節の変わり目に、取り外したり追加して設けたりすることが容易となる。また側壁が薄い材質で形成されるビニールハウス等であれば、面状発熱体２を外側面に敷設することで積雪Ｇを融雪しつつ熱が室内にも広がり、保温効果を得ることができる。反対に面状発熱体２を内側に敷設する場合には、さらに室内の加温効果を高めることができる。
【００３３】
一方、特に厚みある側壁や多重構造の側壁の建造物には、側壁１１の内部に埋設する構造が有効である。これにより積雪Ｇの融雪と室内の保温効率とを、バランス良く達成することができる。なお面状発熱体２を建設時に埋設するか、或いは建設後に埋設するか等のタイミングに限定はない。
【００３４】
また面状発熱体２の上端は、建造物１が設けられた地域の年間平均積雪高さＩとする。これにより、その地域や日時等によって年間を通して変動する実際の積雪高さＨに対し、融雪する高さを高くしすぎて電力が無駄になったり、融雪する高さを低くしすぎて融雪高さが不足してしまったりすることがない。
【００３５】
なお最上位の面状発熱体の上端が、年間平均積雪高さＩを超えるように設けてもよい。これにより、積雪高さＨが年間平均積雪高さＩを超えたとしても、最上位の面状発熱体の発熱範囲内であれば、超えた高さ分を融雪することができる。
【００３６】
次に図２を用いて、この側壁融雪構造の作用を説明する。
【００３７】
図２に示すように、建造物１の側壁に設けた面状発熱体２に電源等を入れると、この面状発熱体が熱を発し、この面状発熱体に接触する部分の積雪Ｇが解けて、隙間Ｗができる。これにより建造物１の側壁は、積雪Ｇから圧力や冷熱が直接伝わらないようになる。
【００３８】
なお面状発熱体２は、その上端が少なくとも建造物１が設けられた地域の年間平均積雪高さＩに位置するように設けられているため、積雪高さＨが年間平均積雪高さＩと略同一の場合、或いは年間平均積雪高Ｉさより低い場合には、積雪の側面全てを直接融雪することができる。一方積雪高さが、たまたま年間平均積雪高さＩより高い場合であっても、年間平均積雪高さＩ分は確実に融雪することができるため、建造物１の側壁に対する積雪Ｇからの圧力や冷熱の大部分を遮断することができる。
【００３９】
また他の側壁融雪構造について、図３、図４及び図５を参照しつつ説明する。なお、図１、２を用いて説明した内容と異なる部分のみを説明する。
【００４０】
図３に示すとおり、面状発熱体１０２は高さ方向に３つに分割されている。また建造物１付近に、検知手段３と制御手段４とが設けてある。
【００４１】
図４に検知手段３と制御手段４との詳細を示す。検知手段３は、高さ方向に複数の温度センサー１３１を配列したポール等からなり、この温度センサー１３１は、接触式の温度計であって、例えば測温抵抗体、サーミスタ、或いは熱電対を使用する。温度センサー１３１は、測温抵抗体やサーミスタで測定した抵抗値や、熱電対で測定した熱起電力等を、温度信号として制御手段４に出力する。
【００４２】
制御手段４は、複数の温度センサー１３１で測定した温度信号を相互に比較して、温度信号が不連続に変化する温度センサー１３１の高さ位置を、積雪高さ位置として算出する。すなわち積雪高さ位置が、温度センサー１３１ａと１３１ｂとの間にある場合は、温度センサー１３１ａは積雪に埋没し、温度センサー１３１ｂは外気に曝されているため、この２つの温度センサーの間で、温度信号が不連続に変化する。かかる場合には、制御手段４は、例えば温度センサー１３１ｂの高さ位置を、積雪高さ位置として認識する。
【００４３】
なお、設置する温度センサー１３１の数、間隔、設置方法等に限定はないが、間隔が狭いほど温度センサー１３１の高さ位置と積雪高さＨとの値が近似するためより好ましい。また積雪高さ位置を、積雪高さＨのすぐ上に位置する温度センサーの高さ位置とする場合に限らず、積雪高さＨのすぐ下に位置する温度センサーの高さ位置、あるいは、これらの２つの温度センサーの高さ位置の中間とすることも容易にできる。
【００４４】
また制御手段４は、上述のようにして求めた積雪高さ位置の近傍に上端が位置する面状発熱体１０２ｂから、最下部に位置する面状発熱体１０２ａまでに通電する制御を行う。
【００４５】
通電する面状発熱体を判別する方法としては、例えば面状発熱体１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃの上端の高さ位置を、それぞれ制御手段４に記憶しておき、算出した積雪高さ位置と、各面状発熱体の上端の高さ位置との差の絶対値をそれぞれ演算させ、これらの絶対値が最も小さくなる面状発熱体１０２ｂを判定させ、最下部に位置する面状発熱体１０２ａと、この判定させた面状発熱体１０２ｂとに、通電する。
【００４６】
上述のようにして判別した結果から、積雪高さ位置の近傍に上端が位置する面状発熱体１０２ｂから、最下部に位置する面状発熱体１０２ａまでに通電するように制御することができる。なお、積雪高さ位置が面状発熱体１０２ａの高さ寸法の半分以下である場合には通電しない制御を行ってもよい。
【００４７】
図５は、積雪計２３２を有する検知手段３を用いて、通電すべき面状発熱体２０２ａ等を判断するように制御するものである。ここで積雪計２３２は、超音波式或いはレーザー式を含む。この積雪計２３２から積雪表面に、超音波式では音波を、レーザー式では光を発信して戻ってくるまでの時間から積雪高さ位置を算出する。
【００４８】
上述のようにして算出した積雪高さ位置の近傍に上端が位置する面状発熱体２０２ｂから、最下部に位置する面状発熱体２０２ａまでに通電する制御を行う。なお、通電すべき面状発熱体を判別する方法については、上述した内容と同様とする。
【００４９】
このように、検知手段３の温度センサー１３１を用いて、不連続に変化する温度センサーの高さ位置を積雪高さ位置として算出した値や、積雪計２３２を用いて実際の積雪高さを計測した値に基づいて、発熱させる面状発熱体を判別して通電する制御を行うことで、日々変化する積雪高さに関わらず、実際に積雪した高さ分だけ熱を発することができる。これにより、無駄な通電をすることなく、消費電力の削減も実現する。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本考案に係る側壁融雪構造は、建造物に限らず側面から積雪の荷重を受ける可能性のある全てのもの、例えば自動車や列車等の乗物、屋外に設置される給水タンク等の生活機器、銅像や石像等の展示美術品や文化遺産に関する産業に広く利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１                                                    建造物
２、１０２、１０２ａ〜１０２ｃ、２０２ａ〜２０２ｃ    面状発熱体
３、１０３、２０３                                    検知手段
１３１、１３１ａ、１３１ｂ                            温度センサー
２３２                                                積雪計
４、１０４、２０４                                    制御手段
Ｇ                                                    積雪
Ｈ                                                    積雪高さ
Ｉ                                                    年間平均積雪高さ
Ｗ                                                    積雪Ｇとの隙間
【図１】
0003159062.tif 000003
【図２】
0003159062.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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