融雪装置および融雪方法
【課題】 地下水を利用して効率良く融雪を行うことができ、構造が簡易な、融雪装置および融雪方法を提供する。
【解決手段】 投入槽５は、雪を地上から投入するための槽である。投入槽５は上方が開放可能であり、下方には傾斜面を有するシュータが設けられる。破雪部７は、投入槽５のシュータと連通しており、雪を細かく分断するための部位である。流雪部９は、破雪部７と連通しており、破雪部７より流出する雪や水が流れ込む。流雪部９には所定水位の水が溜められており、上方に雪が浮遊する。流雪部９には、蓄熱槽１１が併設されている。蓄熱槽１１は、内部に所定水位の水が貯留可能である。蓄熱槽１１と流雪部９とは内部で連通している。蓄熱槽１１内の水は流雪部９に送り込まれる。
【解決手段】 投入槽５は、雪を地上から投入するための槽である。投入槽５は上方が開放可能であり、下方には傾斜面を有するシュータが設けられる。破雪部７は、投入槽５のシュータと連通しており、雪を細かく分断するための部位である。流雪部９は、破雪部７と連通しており、破雪部７より流出する雪や水が流れ込む。流雪部９には所定水位の水が溜められており、上方に雪が浮遊する。流雪部９には、蓄熱槽１１が併設されている。蓄熱槽１１は、内部に所定水位の水が貯留可能である。蓄熱槽１１と流雪部９とは内部で連通している。蓄熱槽１１内の水は流雪部９に送り込まれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下水を雪に散水して雪を溶かす、融雪装置および融雪方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、豪雪地帯等においては、積雪時に除雪車によって道路が除雪される。道路脇等に除雪された雪は、地域に設置された所定の雪堆積場にトラック等により運搬され、集められる。
【０００３】
しかし、早朝に降雪があった場合には、除雪車が通勤ラッシュとぶつかるため、除雪作業が進まない。また、主要幹線道路の除雪が優先されるため、住宅街の除雪は後回しとなり、住宅街の除雪が進まないという問題があった。
【０００４】
また、雪堆積場の設置には限界があり、郊外に設けられた雪堆積場までの雪の運搬には、コストがかかり、また、輸送時の排気ガス等による環境汚染や交通渋滞等の問題がある。
【０００５】
また、道路脇に除雪された雪が残されたまま、トラック等による排雪がなされない状態では、道路の見通しが悪く、交通事故などの招く恐れがある。
【０００６】
したがって、除雪された雪は、除雪された場所からできるだけ近い位置で、確実に融雪されることが望ましい。
【０００７】
このような除雪された雪を融雪する装置としては、地下水をくみ上げて、地下に埋設された融雪槽内の雪上に散水して融雪する融雪装置がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−３３９９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に記載の地下埋設式融雪装置は、地下水を利用するため、熱源などは必要なく、構造は簡易であるが、上方からシャワーを散水するのみであるので融雪効率はそれほど高くない。また、雪を細かくしたり雪を一度受け止めるための金網や、格子状の中蓋などは、一度に多くの雪を投入した際には雪が堆積するため、投入した雪が溶けるまで次の雪の投入を待つ必要があるという問題がある。
【００１０】
また、除雪された雪は、通常押し固められた状態である場合が多く、格子状の中蓋上へ投入した場合には、雪が中蓋によっては簡単には分断されないという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、地下水を利用して効率良く融雪を行うことができ、構造が簡易な、融雪装置および融雪方法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】
【００１２】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、地下水によって雪を溶かす融雪装置であって、地下水をくみ上げる第１のポンプと、上方から雪を投入可能な投入槽と、前記投入槽と連通し、下面に傾斜面が形成され、前記第１のポンプで揚水された地下水を、前記傾斜面上の雪に吐出可能な吐出部が配置された破雪部と、前記破雪部と連通し、所定水位の水が溜められ、前記破雪部から流出した雪を浮遊させることが可能な流雪部と、前記流雪部内の雪を溶かすための水を貯留する蓄熱槽と、を少なくとも具備し、前記流雪部と前記蓄熱槽との水を循環する循環手段が設けられることを特徴とする融雪装置である。
【００１３】
前記流雪部から流出した水を地下に浸透させる浸透槽をさらに具備してもよく、前記循環手段は、第２のポンプであり、前記第２のポンプによって前記蓄熱槽の水を前記流雪部へ送ってもよい。
【００１４】
前記流雪部および／または前記蓄熱槽内の水を攪拌する攪拌手段を更に有し、
前記攪拌手段は、前記流雪部および／または前記蓄熱槽内をバブリングする手段を含んでもよい。
【００１５】
前記流雪部と前記浸透槽との間には、第３のポンプが設けられたピットが設けられ、前記流雪部から流出した水は前記ピットに流入して貯留され、前記第３のポンプは、前記ピット内の水温に応じて、前記ピット内の水を、前記浸透槽または前記蓄熱槽へ送水してもよい。
【００１６】
前記吐出部は、前記傾斜面の傾斜方向に対して略垂直な方向に複数並列して設けられることが望ましい。前記蓄熱槽内には、複数の樹脂製骨格ブロックが組み合わされてもよい。
【００１７】
第１発明によれば、投入された雪を傾斜面上で分断するため、分断された雪が順次流雪部に送られる。このため、投入槽内に雪が堆積することを防止できる。また、雪が浮遊する流雪部内の水は攪拌されるため、浮遊した雪を効率良く融解することができる。また、雪を浮遊させる流雪部と水温を一定に保つ蓄熱槽とを分離したため、雪が蓄熱槽内に堆積することがない。
【００１８】
特に、蓄熱槽内の水を流雪部内へ循環させれば、より高い水温の水を流雪部に送ることができ、より効率良く流雪部内の雪を融解することができる。また、流雪部内をバブリングすれば、流雪部内に浮遊する雪を上方に浮上させ、さらに槽内の水が攪拌されるため、融雪効率を高めることができる。
【００１９】
また、流雪部から流出した水をピットに溜め、ピット内の水温が低い場合には、そのまま浸透槽に送水して水を地下に浸透させ、ピット内の水温が所定以上であれば、ピット内の水を蓄熱槽に戻せば、より融雪効率を高めることができる。
【００２０】
また、吐出部を傾斜面に対して略垂直に複数配列して設置すれば、雪を傾斜方向に対して細かく分断可能であるため、より効率良く投入された雪を分断可能であり、また分断された雪を効率良く流雪部に送ることができる。
【００２１】
また、蓄熱槽内に樹脂製骨格ブロックが組み合わされるため、蓄熱槽の上方からの強度を高めることができ、またコンクリートにより蓄熱槽を構築するよりも工数、コストを削減することができる。また、蓄熱槽内を水が流れる際に樹脂製骨格ブロックにより蓄熱槽内の水の流れが複雑になり、蓄熱槽内の水が攪拌されるため、蓄熱槽内の水温が均一化される。
【００２２】
第２の発明は、地下水によって雪を溶かす融雪方法であって、地下水をくみ上げる第１のポンプと、上方から雪を投入可能な投入槽と、前記投入槽と連通し、下面に傾斜面が形成され、前記第１のポンプで揚水された地下水を前記傾斜面上の雪に吐出可能な吐出部が配置された破雪部と、前記破雪部と連通し、所定水位の水が溜められ、前記破雪部から流出した雪を浮遊させることが可能な流雪部と、前記流雪部内の雪を溶かすための水を貯留する蓄熱槽と、前記流雪部から流出した水を地下に浸透させる浸透槽と、を具備する融雪装置を用い、前記第１のポンプにより、前記吐出部から雪に散水して、前記傾斜面の傾斜方向に対して略垂直な方向に雪を分断し、前記流雪部内に分断された雪を浮遊させ、前記蓄熱槽内と前記流雪部との間で水を循環させることで前記流雪部内の雪を融解し、前記流雪部から流れ出た水を前記浸透槽で地下に浸透させることを特徴とする融雪方法である。
【００２３】
第２の発明によれば、投入された雪が傾斜面上で傾斜面に略垂直な方向に設けられた吐出部によって、雪の流れる方向と略垂直な向きに分断されるため、効率良く雪を流雪部に送りこむことができる。また、流雪部内に浮遊する雪に対しては、蓄熱槽内の水を流雪部内に送り込むため、効率良く雪を融解することができる。特に、雪を浮遊させる流雪部と、水温を一定に保つ蓄熱槽とを分離したため、浮遊する雪が蓄熱槽内に堆積することがない。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、地下水を利用して効率良く融雪を行うことができ、構造が簡易な、融雪装置および融雪方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】融雪装置１の構成を示す概略図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図２】投入槽５および破雪部７を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は平面図。
【図３】投入槽５に投入された雪５７が破雪部７で分断される状態を示す図。
【図４】蓄熱層１１および流雪部９を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は（ａ）のＩ部Ｃ部拡大図。
【図５】蓄熱層１１と流雪部９との水の循環を示す図。
【図６】浸透槽１７を示す図。
【図７】流雪部９および蓄熱槽１１にバブリングを行う状態を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＱ−Ｑ線断面図。
【図８】流雪部９ａを示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は流雪部９ａ内に雪５７が浮遊する状態を示す図。
【図９】蓄熱槽１１と流雪部９ａとの間で水を循環させる状態を示す図。
【図１０】流雪部および蓄熱槽のその他の形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる融雪装置１を示す概略図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００２７】
融雪装置１は、主に揚水部３、投入槽５、破雪部７、流雪部９、蓄熱槽１１、浸透槽１７等から構成される。図１（ｂ）に示すように、各構成は、地下に配置されている。
【００２８】
揚水部３は、地下水をくみ上げるための例えば井戸であり、揚水ポンプ１９が設置される。揚水ポンプ１９は一般の水中ポンプで良い。揚水部（揚水ポンプ１９）の深さは、地下水位よりも深く、かつ、地上の気温等に影響を大きく受けない地下水深さであることが望ましい。
【００２９】
揚水ポンプ１９の深さが浅すぎると、地下水位よりも揚水ポンプ１９が上方に位置して地下水を揚水できず、また、地下水以下であっても、地上の外気の影響が大きいと、水温が低く、融雪効率が低下する。一方、揚水ポンプ１９の深さが深すぎると、過剰なポンプ能力が必要となり、施工コストも大きくなる。望ましい揚水ポンプ１９深さは、例えば５０ｍ〜２００ｍ程度が望ましい。この場合、例えば地下水温度は１７℃程度であることが多い。
【００３０】
投入槽５は、雪を地上から投入するための槽である。投入槽５は上方が開放可能であり、下方には傾斜面を有するシュータが設けられる。
【００３１】
破雪部７は、投入槽５のシュータと連通しており、雪を細かく分断するための部位である。投入槽５に投入される雪は、通常押し固められているため、後述する流雪部９に雪を効率良く送るために、細かく雪を分断する必要がある。破雪部７では、塊となった雪を細かく分断しつつ下流側の流雪部に雪を送り込む。投入槽５および破雪部７の詳細は後述する。
【００３２】
流雪部９は、破雪部７と連通しており、破雪部７より流出する雪や水が流れ込む。流雪部９は、二手に分かれ、蓄熱槽１１の周囲を通り、蓄熱槽１１の投入槽５側とは反対側のピット１５にわずかな傾斜角度をもって連通する管路である。流雪部９内には所定水位の水が流れており、上方に雪が浮遊する。流雪部９では、浮遊している雪が溶かされる。
【００３３】
流雪部９に囲まれるように蓄熱槽１１が設けられる。蓄熱槽１１は、内部に所定水位の水が貯留可能である。蓄熱槽１１内の水温は略一定であり、例えば、蓄熱槽１１内の水温は平均的に４℃程度である。したがって、蓄熱槽１１内の水は、雪を溶かすことができるために十分な水温である。なお、蓄熱槽１１内の水温が低くなる場合には、図示を省略したルートで、揚水ポンプ１９による地下水を直接蓄熱槽１１内に導入してもよい。たとえば、雪が投入されていない時間帯には、投入槽５、破雪部９への地下水の導入を止めて、その間は蓄熱槽１１内へ水を導入し、蓄熱槽１１内の水温を高温（４℃以上）に保つようにしてもよい。
【００３４】
蓄熱槽１１の周囲には所定の間隔をあけて複数のピット１３が併設されている。ピット１３は、蓄熱槽１１から流出した水を、流雪部９に循環させることが可能な循環手段である循環ポンプ２５が設置される。また、ピット１３近傍には点検口４１が設けられる。流雪部９と蓄熱槽１１との水の循環や点検口４１については、詳細を後述する。
【００３５】
流雪部９の下流側にはピット１５が設けられる。ピット１５は、流雪部９から流出した水を汲みだすためのものである。流雪部９から流出する水は、流雪部９内で雪を融解することにより水温が低下している。したがって、これ以上雪を溶かすためには水温が低すぎる場合（たとえば３℃以下）、ピット１５内の水を循環ポンプ３１によって後述する浸透槽１７に送りこむ。
【００３６】
一方、ピット内の水温がまだ十分に高い場合（例えば４℃以上）、ピット１５内の水を、循環ポンプ３１によって蓄熱槽１１に送り込む。
【００３７】
ピット１５の下流側には必要に応じて浸透槽１７が設けられる。浸透槽１７は、雪の融解後の不要な水を地下に浸透させるための槽である。浸透槽１７に流入した水は、浸透槽１７の下面などから地面へ浸透する。
【００３８】
次に、図１を用いて、水および雪の流れを説明する。揚水ポンプ１９で汲みあげられた水は（図１（ｂ）中矢印Ｄ方向）、一部は配管２１を通り、吐出部である破雪ノズル２３に送られ、残りは配管２２を通り、投入槽５のシュータ上方に送られる（図１（ｂ）中矢印Ｅ方向）。
【００３９】
破雪ノズル２３に送られた水は、破雪部７上方より下面の斜面に対して吐出される（図１（ｂ）中矢印Ｆ方向）。なお、破雪ノズル２３は、破雪部７下面の傾斜方向に対して略垂直な方向（すなわち、投入槽５から流雪部９へ向かう雪等の流れる方向に対して略垂直な方向）に向けて設けられた管体等に複数並列して設けられる。複数並列して設けられた破雪ノズル２３が設けられた管体は、さらに破雪部７の傾斜方向に沿って複数本設けられる。
【００４０】
破雪部７より流出した雪や水は、流雪部９に流入する。流雪部９内に流入した雪等は、流雪部９内を流れ、蓄熱槽１１の周囲を流れ、ピット１５に流入する（図１（ｂ）中矢印Ｇ方向）。ピット１５内に流入した水は、前述の通り、水温が低い場合には配管３３を通り浸透槽１７に送られ（図１（ｂ）中矢印Ｈ方向）、水温が比較的高い場合には配管３５を通り蓄熱槽１１に送られる。なお、水の流れの制御は、図示を省略した温度計およびこれにより動作する制御弁等により行われる。また、ピット１５内の水位や水温に応じて循環ポンプ３１のオンオフを制御しても良い。なお、流雪部９は、破雪部７からの傾斜面５３よりも下方に位置することが望ましい。傾斜面５３よりも高い位置とすると、水が傾斜面５３まで貯留されるため、破雪部７の機能が落ちるためである。
【００４１】
蓄熱槽１１に流入した水の一部は、蓄熱槽１１と連通するピット１３に流入する。ピット１３内の水は、ピット１３内に設置された循環ポンプ２５によって汲みだされ、配管２７を通り流雪部９に送り込まれる。なお、蓄熱槽１１と流雪部９との間の水の循環については後述する。
【００４２】
ピット１５より汲みだされ、浸透槽１７に流入した水は、浸透槽１７の下面等から地下へ浸透する（図１（ｂ）中矢印Ｉ方向）。以上により雪が融解され、溶けた水が地下に浸透される。なお、浸透槽１７への送水は、循環ポンプ３１を用いなくてもよく、例えば、浸透槽１７を深くして、ピット１５の水位が所定以上となった際に、ピット１５よりあふれた水が浸透槽１７に流入するようするなど種々の方法が考えられる。浸透槽１７への送水は、送水可能であれば、いかなる方法であっても良い。
【００４３】
次に、各構成の詳細を説明する。図２は投入槽５および破雪部７を示す図であり、図２（ａ）は、投入槽５および破雪部７の立面概略図、図２（ｂ）は平面概略図である。
【００４４】
投入槽５の上方には、蓋５５が設けられる。蓋５５は開閉可能であり、雪を投入する際には蓋５５を開放し、投入槽５内に雪を投入する。投入槽５の下方には、破雪部７方向に傾斜するシュータ５１が設けられる。シュータ５１の傾斜角度は、例えば３０°程度とすることが望ましい。
【００４５】
シュータ５１の上方には、配管２２が接続されており、前述したように、配管２２からは揚水ポンプ１９で汲みあげられた水が流入する。
【００４６】
投入槽５の側方には破雪部７が設けられる。破雪部７の下方には、シュータ５１の傾斜面と接続され、流雪部９方向に傾斜する傾斜面５３が設けられる。破雪部７の傾斜面５３上方には、複数の破雪ノズル２３が設けられる。破雪ノズル２３は、前述の通り、破雪部７下方の傾斜面５３の傾斜方向に対し略垂直な方向に向けて設けられた複数の配管２１に並列して設けられる。すなわち、破雪ノズル２３は、破雪部７下方の傾斜面５３の傾斜方向に対し略垂直な方向に複数並列して配置される。すなわち、破雪部７においては、破雪部７の上方から下方の傾斜面５３に向かって、傾斜面５３の傾斜方向に略垂直な方向に帯状に水が吐出される。
【００４７】
図３は、投入槽５に投入された雪５７が破雪部７で細かく分断される状態を示す図である。まず、図３（ａ）に示すように、雪５７が投入槽５に投入されると、雪５７は、配管２２から流れる水およびシュータ５１の傾斜によって、シュータ５１上を滑りながら破雪部７方向に移動する。この際、雪５７は多くの場合押し固められた状態であり、大きな塊状である。
【００４８】
次に、図３（ｂ）に示すように、雪５７の先端が破雪部７に入り込むと、破雪ノズル２３の水によって、雪５７が局所的に融解される。この際、破雪ノズル２３が傾斜面５３の傾斜方向に対して略垂直な方向に並列されているため、雪５７は、破雪ノズル２３の配列に対応して、傾斜面５３の傾斜方向に対して略垂直な方向に分断される。雪５７は、破雪ノズル２３によって分断されながら、傾斜面５３上を移動および停止を繰り返す。
【００４９】
以上により、図３（ｃ）に示すように、分断された雪５７が、後方の流雪部９方向に移動する。なお、雪５７は、破雪ノズル２３から吐出される水がかかる部分のみが局所的に集中して融解するため、破雪ノズル２３からの水量はわずかで良い。すなわち、破雪部７では、雪５７を小さく分断するのに必要な水量のみを必要とし、投入された雪５７すべてを融解するために必要な水量である必要はない。
【００５０】
次に、流雪部９および蓄熱槽１１について説明する。図４は、流雪部９および蓄熱槽１１の一部を示す図であり、図４（ａ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、図４（ｂ）は図４(ａ)の拡大図である。
【００５１】
流雪部９は、例えばコンクリート製のボックスカルバートである。流雪部９は蓄熱槽１１に併設されるが、蓄熱槽１１に隣接するピット１３の位置では、流雪部９はピット１３を迂回するように設置される。ピット１３と蓄熱槽１１とは内部で連通しており、蓄熱槽１１と同一水位でピット１３内には水が溜められる。ピット１３内には、循環ポンプ２５が設置される。
【００５２】
循環ポンプ２５は、配管２７と接続される。配管２７は流雪部９上方に接続される。すなわち、循環ポンプ２５は、ピット１３内の水を、配管２７を介して、流雪部９上方から流雪部９内へ送ることができる。流雪部９内には循環ポンプ２６が設置される。循環ポンプ２６は、配管２９と接続される。配管２９は蓄熱層１１に接続される。すなわち、循環ポンプ２６は、流雪部９内の水を、配管２９を介して、蓄熱層１１内へ送ることができる。
【００５３】
蓄熱槽１１内には樹脂製の骨格ブロックである複数の樹脂ブロック３９が上方まで積み上げられて設けられる。樹脂ブロック３９は水が流れる空間を確保するとともに、上方や周囲からの土圧等に対抗するための強度を有する。蓄熱槽の外周には、蓄熱槽１１内の水が周囲の地盤に流出しないように遮水シート４３で覆われる。
【００５４】
蓄熱槽１１の略中央には点検口４１が設けられる。点検口４１は、定期的な槽内の点検等を行うための作業用ピットである。点検口４１に該当する部位には、上下方向に連通するように樹脂ブロック３９が配置されておらず、上下に貫通する孔が形成される。
【００５５】
図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ部拡大図である。点検口４１の上方の樹脂ブロック３９上には、天板４５が設けられる。なお、遮水シート４３は天板４３を覆うように設けられる。天板４５上には、点検口４１の出入口４９が設けられる。出入口４９は、例えば円筒状の部材である。出入口４９の上方には開閉可能な蓋４７が設けられる。なお、必要に応じて、蓄熱槽１１の上面と土砂の間または蓄熱槽１１側面の外周には、例えば樹脂製の断熱材などを敷き詰めることができる。このようにすれば、蓄熱槽１１の断熱性が向上する。断熱材としては、例えばポリスチレンの発泡体などが使用できる。
【００５６】
なお、以後の図面においては、内部中間部位に積み上げられた樹脂ブロック３９の一部については図示を省略する。
【００５７】
次に、流雪部９と蓄熱槽１１との水の循環について説明する。図５は、蓄熱槽１１と流雪部９との水の流れを示す図である。流雪部９内には、所定水位の水が流れる。流雪部９内は、完全な空洞であるため、破雪部９より流入した雪５７は、流雪部９内では浮遊した状態となる。蓄熱槽１１とピット１３とは、下方で連通しており、蓄熱槽１１内の水は、ピット１３内に流入する（図中矢印Ｊ方向）。ピット１３内に流入した水は、循環ポンプ２５によって汲み上げられ、配管２７を通り、流雪部９内へ流入する（図中矢印Ｋ方向）。
【００５８】
流雪部９の上方から流入する水は、直接雪５７に掛けられ、または、流雪部９内の水温を上昇させることで、流雪部９内部を流れる雪５７を融解する。流雪部９内の水は、雪５７が融解されながら、ピット１５（図１）方向へゆっくりと流れていく。流雪部９内の底部近傍には、循環ポンプ２６が設置される。循環ポンプ２６は、流雪部９内の水を汲み上げ（図中矢印Ｌ方向）、蓄熱槽１１へ水を循環させる（図中矢印Ｍ方向）。以上により、蓄熱槽１１内の水と流雪部９の水の一部が循環し、高い率良く流雪部９内の雪５７を融解することができる。
【００５９】
次に、浸透槽１７について説明する。図６は蓄熱槽１７を示す図である。浸透槽１７の周囲には透水シート５９が設けられる。したがって、浸透槽１７からは水が地盤に浸透する。浸透槽１７内には、複数の樹脂ブロック３９が設けられる（樹脂ブロック３９は一部図示を省略）。樹脂ブロック３９は水が流れる空間を確保する。また、浸透槽１７の略中央には点検口６１が設けられる。なお、浸透槽１７に設けられる樹脂ブロック３９および点検口６１等は、蓄熱槽１１における樹脂ブロック３９および点検口４１とほぼ同一の構成であるため重複した説明を省略する。
【００６０】
流雪部９と連通するピット１５内の水位は、流雪部９内の水位よりわずかに低く、流雪部９を流れてきた水はピット１５に流入する（図中矢印Ｎ方向）。ピット１５内の底部近傍に設置された循環ポンプ３１は、ピット１５内の水を汲み上げ、ピット１５内の水温等に応じて浸透槽１７（図中矢印Ｈ方向）または蓄熱槽１１（図中矢印Ｉ方向）へ水を送る。浸透槽１７内の水は、地中に浸透する（図中矢印Ｐ方向）
【００６１】
以上説明したように、第１の実施の形態にかかる融雪装置１によれば、雪５７を細かく分断する投入槽５〜破雪部７と、雪５７を融解する流雪部９および雪５７の融解を効率良く行うための蓄熱槽１１およびピット１５と、水を地面に浸透させるための浸透槽１７とがそれぞれ別に設けられるため、雪５７を効率良く確実に融解することができる。特に、投入された雪５７が傾斜面５３上で、傾斜方向に略垂直な方向に分断されるため、効率良く分断された雪を流雪部９に送ることができる。このため、投入槽５内への雪５７の堆積を防止することができる。また、流雪部９内では雪５７を浮遊させることが可能であるため、雪５７が堆積することなく確実に融解することができる。
【００６２】
また、蓄熱槽１１の水を流雪部９に送り込み、水を循環させることができるため、流雪部９内に浮遊した雪５７を効率良く融解することができる。特に、雪５７を浮遊させる流雪部９と、雪５７を融解するための水の水温を一定に保つ蓄熱槽１１とを分離したため、雪５７が蓄熱槽１１内に堆積することがなく、雪５７を溶かす部位と水温を一定に保つ部位とが異なるため、それぞれの機能を効率良く発揮することができる。
【００６３】
また、流雪部９から流出した水をピット１５に溜め、ピット１５内の水温が低い場合には、そのまま浸透槽１７に送水して水を地下に浸透させ、ピット１５内の水温が所定以上であれば、ピット１５内の水を蓄熱槽１１に戻すため、地下水を効率良く利用することができ、融雪効率が高い。
【００６４】
また、蓄熱槽１１内には樹脂ブロック３９が組み合わされるため、蓄熱槽１１の上方からの強度を高めることができるとともに、蓄熱槽１１を構築する際の工数およびコストを削減することができる。また、蓄熱槽１１内を水が流れる際に樹脂ブロック３９により蓄熱槽１１内の水の流れが複雑になり、蓄熱槽１１内の水が循環されるため、蓄熱槽１１内の水温が均一化される。
【００６５】
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態にかかる融雪装置は、第１の実施の形態にかかる融雪装置と同様の構成を有し、さらに、攪拌手段が設けられる。なお、以後の実施形態において、第１の実施の形態にかかる融雪装置１と同様の機能、効果を果たす構成要素は図１等と同一番号を付し、重複した説明を避ける。
【００６６】
図７は、攪拌手段であるバブリングノズル６７を蓄熱槽１１内等設置した状態を示す図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＱ−Ｑ線断面図である。
【００６７】
流雪部９外部にコンプレッサ６３が設けられる。コンプレッサ６３からはエアが送られる。コンプレッサ６３から送られるエアは、配管６５を介して流雪部９および蓄熱槽１１内下部に設けられた複数のバブリングノズル６７に送られる。バブリングノズル６７からはそれぞれの槽内の水に気泡を発し、気泡によって水が攪拌される。なお、槽内へのバブリングは、流雪部９および蓄熱槽１１のいずれか一方に行っても良い。
【００６８】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態にかかる融雪装置１と同様の効果を得ることができる。また、流雪部９内では、雪５７をより確実に浮上させるとともに、雪５７周囲の水を動かすため、より効率良く雪５７を融解することができる。
【００６９】
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態にかかる融雪装置は、第１の実施の形態にかかる融雪装置と同様の構成を有すが、融雪部の側面にスリットが設けられ、直接蓄熱槽１１等と連通する。
【００７０】
図８（ａ）は斜視図、図８（ｂ）は正面断面図である。流雪部９ａの一方の側面には、複数のスリット３７が設けられる。スリット３７は流雪部９ａの側面の上下方向に設けられ、流雪部９ａの長手方向（破雪部７からピット１５に向かう方向）に複数並列して設けられる。蓄熱槽１１は、流雪部９ａのスリット３７が設けられた側に配置され、スリット３７を介して、流雪部９ａと蓄熱槽１１とが連通している。すなわち、蓄熱槽１１内の水と流雪部９ａ内の水は対流可能である。図８（ｂ）に示すように、流雪部９ａ内には、所定水位の水が流される。なお、スリット３７は、流雪部９ａの全長にわたって形成されなくてもよく、部分的に形成されてもよい。
【００７１】
図９は、流雪部９ａと蓄熱槽１１との関係を示す図である。蓄熱槽１１内には循環ポンプ２５が設置される。なお、循環ポンプ２５は、蓄熱槽１１と連通するピット等に設置してもよい。循環ポンプ２５で汲み上げられた蓄熱槽１１内の水は、流雪部９ａ上部から流雪部９ａ内に流入する（図中矢印Ｒ方向）。上部から送られる水により、流雪部９ａ内に浮遊する雪が融解される。流雪部９ａ内の水は、スリット３７を通過して、蓄熱槽１１内に循環する。
【００７２】
第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態にかかる融雪装置１と同様の効果を得ることができる。また、流雪部９ａ内からの水を汲みだすポンプが不要となる。
【００７３】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７４】
例えば、流雪部９および蓄熱槽１１の形態は、前述のものに限られない。図１０は、流雪部および蓄熱槽の他の実施形態を示す図である。たとえば、図１０（ａ）に示すように、蓄熱槽１１ａと連通するピット１３側方に、円形断面の流雪部９ｂを設けてもよい。すなわち、流雪部９ｂとしてはボックスカルバートではなく管体を用いても良い。管体の流雪部９ｂとしては、例えば塩化ビニル製の管体やヒューム管等が使用できる。流雪部９ｂの上方には、配管７１が設けられる。配管７１は、ピット１３内の循環ポンプ２５ｂと接続されている。流雪部９ｂの下方には配管７３が設けられ、配管７３を介して流雪部９ｂと蓄熱槽１１ｂとが連通している。
【００７５】
循環ポンプ２５ｂによって汲みあげられた水は、配管７１を通って、流雪部９ｂ内に送られる（図中矢印Ｔ方向）。流雪部９ｂ内の水は、下方の配管７３を通って蓄熱槽１１に戻る（図中矢印Ｕ方向）。以上により流雪部９ｂと蓄熱槽１１の水が循環し、流雪部９ｂ内の水が攪拌される。なお、配管７１は流雪部９ｂ内の水面よりも高い位置に設けられることが望ましい。これにより、配管７１から流出する対流水を雪５７上に直接かけることができ、融雪効率が高い。
【００７６】
また、図１０（ｂ）に示すように、流雪部９ｃ内に循環ポンプ２５ｃを設けても良い。循環ポンプ２５ｃにより汲みあげられた流雪部９ｃ内の水は、配管６８を介して両蓄熱槽１１内に送られる（図中矢印Ｗ方向）。蓄熱槽１１の所定の高さ（配管６８よりも低い位置）には配管６９が設けられる。配管６９は流雪部９ｃに連通しており、蓄熱槽１１内の水は配管６９を介して流雪部９ｃ内に流出する（図中矢印Ｖ方向）。これにより流雪部９ｃ内の水と蓄熱槽１１内の水が循環し、雪５７が効率良く融解される。
【００７７】
この際、循環ポンプ２５ｃの揚水能力に対して配管６９の径を十分小さくすることで、流雪部９ｃ内の水位を配管６９よりも低くすることができ（すなわち、流雪部９ｃ内の水位よりも蓄熱槽１１からの対流水の出口を高い位置にすることができ）、これにより、流雪部９ｃ内に浮遊する雪５７上に直接蓄熱槽１１内の水をかけることができる。このため、雪５７の融解効率が高い。
【００７８】
以上のように、本発明は、雪を浮遊させることが可能な流雪部と、雪が内部に侵入せず、水温を一定に保つことが可能な蓄熱槽とを別々に設けることができれば、このほか種々の態様が採用できる。
【符号の説明】
【００７９】
１………融雪装置
３………揚水部
５………投入槽
７………破雪部
９、９ａ、９ｂ、９ｃ………流雪部
１１、１１ａ、１１ｂ………蓄熱槽
１３………ピット
１５………ピット
１７………浸透槽
１９………揚水ポンプ
２１、２２………配管
２３………破雪ノズル
２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ………循環ポンプ
２７………配管
３１………循環ポンプ
３３、３５………配管
３７………スリット
３９………樹脂ブロック
４１………点検口
４３………遮水シート
４５………天板
４７………蓋
４９………出入口
５１………シュータ
５３………傾斜面
５５………蓋
５７………雪
５９………透水シート
６１………点検口
６３………コンプレッサ
６５………配管
６７………バブリングノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下水を雪に散水して雪を溶かす、融雪装置および融雪方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、豪雪地帯等においては、積雪時に除雪車によって道路が除雪される。道路脇等に除雪された雪は、地域に設置された所定の雪堆積場にトラック等により運搬され、集められる。
【０００３】
しかし、早朝に降雪があった場合には、除雪車が通勤ラッシュとぶつかるため、除雪作業が進まない。また、主要幹線道路の除雪が優先されるため、住宅街の除雪は後回しとなり、住宅街の除雪が進まないという問題があった。
【０００４】
また、雪堆積場の設置には限界があり、郊外に設けられた雪堆積場までの雪の運搬には、コストがかかり、また、輸送時の排気ガス等による環境汚染や交通渋滞等の問題がある。
【０００５】
また、道路脇に除雪された雪が残されたまま、トラック等による排雪がなされない状態では、道路の見通しが悪く、交通事故などの招く恐れがある。
【０００６】
したがって、除雪された雪は、除雪された場所からできるだけ近い位置で、確実に融雪されることが望ましい。
【０００７】
このような除雪された雪を融雪する装置としては、地下水をくみ上げて、地下に埋設された融雪槽内の雪上に散水して融雪する融雪装置がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−３３９９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に記載の地下埋設式融雪装置は、地下水を利用するため、熱源などは必要なく、構造は簡易であるが、上方からシャワーを散水するのみであるので融雪効率はそれほど高くない。また、雪を細かくしたり雪を一度受け止めるための金網や、格子状の中蓋などは、一度に多くの雪を投入した際には雪が堆積するため、投入した雪が溶けるまで次の雪の投入を待つ必要があるという問題がある。
【００１０】
また、除雪された雪は、通常押し固められた状態である場合が多く、格子状の中蓋上へ投入した場合には、雪が中蓋によっては簡単には分断されないという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、地下水を利用して効率良く融雪を行うことができ、構造が簡易な、融雪装置および融雪方法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】
【００１２】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、地下水によって雪を溶かす融雪装置であって、地下水をくみ上げる第１のポンプと、上方から雪を投入可能な投入槽と、前記投入槽と連通し、下面に傾斜面が形成され、前記第１のポンプで揚水された地下水を、前記傾斜面上の雪に吐出可能な吐出部が配置された破雪部と、前記破雪部と連通し、所定水位の水が溜められ、前記破雪部から流出した雪を浮遊させることが可能な流雪部と、前記流雪部内の雪を溶かすための水を貯留する蓄熱槽と、を少なくとも具備し、前記流雪部と前記蓄熱槽との水を循環する循環手段が設けられることを特徴とする融雪装置である。
【００１３】
前記流雪部から流出した水を地下に浸透させる浸透槽をさらに具備してもよく、前記循環手段は、第２のポンプであり、前記第２のポンプによって前記蓄熱槽の水を前記流雪部へ送ってもよい。
【００１４】
前記流雪部および／または前記蓄熱槽内の水を攪拌する攪拌手段を更に有し、
前記攪拌手段は、前記流雪部および／または前記蓄熱槽内をバブリングする手段を含んでもよい。
【００１５】
前記流雪部と前記浸透槽との間には、第３のポンプが設けられたピットが設けられ、前記流雪部から流出した水は前記ピットに流入して貯留され、前記第３のポンプは、前記ピット内の水温に応じて、前記ピット内の水を、前記浸透槽または前記蓄熱槽へ送水してもよい。
【００１６】
前記吐出部は、前記傾斜面の傾斜方向に対して略垂直な方向に複数並列して設けられることが望ましい。前記蓄熱槽内には、複数の樹脂製骨格ブロックが組み合わされてもよい。
【００１７】
第１発明によれば、投入された雪を傾斜面上で分断するため、分断された雪が順次流雪部に送られる。このため、投入槽内に雪が堆積することを防止できる。また、雪が浮遊する流雪部内の水は攪拌されるため、浮遊した雪を効率良く融解することができる。また、雪を浮遊させる流雪部と水温を一定に保つ蓄熱槽とを分離したため、雪が蓄熱槽内に堆積することがない。
【００１８】
特に、蓄熱槽内の水を流雪部内へ循環させれば、より高い水温の水を流雪部に送ることができ、より効率良く流雪部内の雪を融解することができる。また、流雪部内をバブリングすれば、流雪部内に浮遊する雪を上方に浮上させ、さらに槽内の水が攪拌されるため、融雪効率を高めることができる。
【００１９】
また、流雪部から流出した水をピットに溜め、ピット内の水温が低い場合には、そのまま浸透槽に送水して水を地下に浸透させ、ピット内の水温が所定以上であれば、ピット内の水を蓄熱槽に戻せば、より融雪効率を高めることができる。
【００２０】
また、吐出部を傾斜面に対して略垂直に複数配列して設置すれば、雪を傾斜方向に対して細かく分断可能であるため、より効率良く投入された雪を分断可能であり、また分断された雪を効率良く流雪部に送ることができる。
【００２１】
また、蓄熱槽内に樹脂製骨格ブロックが組み合わされるため、蓄熱槽の上方からの強度を高めることができ、またコンクリートにより蓄熱槽を構築するよりも工数、コストを削減することができる。また、蓄熱槽内を水が流れる際に樹脂製骨格ブロックにより蓄熱槽内の水の流れが複雑になり、蓄熱槽内の水が攪拌されるため、蓄熱槽内の水温が均一化される。
【００２２】
第２の発明は、地下水によって雪を溶かす融雪方法であって、地下水をくみ上げる第１のポンプと、上方から雪を投入可能な投入槽と、前記投入槽と連通し、下面に傾斜面が形成され、前記第１のポンプで揚水された地下水を前記傾斜面上の雪に吐出可能な吐出部が配置された破雪部と、前記破雪部と連通し、所定水位の水が溜められ、前記破雪部から流出した雪を浮遊させることが可能な流雪部と、前記流雪部内の雪を溶かすための水を貯留する蓄熱槽と、前記流雪部から流出した水を地下に浸透させる浸透槽と、を具備する融雪装置を用い、前記第１のポンプにより、前記吐出部から雪に散水して、前記傾斜面の傾斜方向に対して略垂直な方向に雪を分断し、前記流雪部内に分断された雪を浮遊させ、前記蓄熱槽内と前記流雪部との間で水を循環させることで前記流雪部内の雪を融解し、前記流雪部から流れ出た水を前記浸透槽で地下に浸透させることを特徴とする融雪方法である。
【００２３】
第２の発明によれば、投入された雪が傾斜面上で傾斜面に略垂直な方向に設けられた吐出部によって、雪の流れる方向と略垂直な向きに分断されるため、効率良く雪を流雪部に送りこむことができる。また、流雪部内に浮遊する雪に対しては、蓄熱槽内の水を流雪部内に送り込むため、効率良く雪を融解することができる。特に、雪を浮遊させる流雪部と、水温を一定に保つ蓄熱槽とを分離したため、浮遊する雪が蓄熱槽内に堆積することがない。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、地下水を利用して効率良く融雪を行うことができ、構造が簡易な、融雪装置および融雪方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】融雪装置１の構成を示す概略図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図２】投入槽５および破雪部７を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は平面図。
【図３】投入槽５に投入された雪５７が破雪部７で分断される状態を示す図。
【図４】蓄熱層１１および流雪部９を示す図で、（ａ）は立面図、（ｂ）は（ａ）のＩ部Ｃ部拡大図。
【図５】蓄熱層１１と流雪部９との水の循環を示す図。
【図６】浸透槽１７を示す図。
【図７】流雪部９および蓄熱槽１１にバブリングを行う状態を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＱ−Ｑ線断面図。
【図８】流雪部９ａを示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は流雪部９ａ内に雪５７が浮遊する状態を示す図。
【図９】蓄熱槽１１と流雪部９ａとの間で水を循環させる状態を示す図。
【図１０】流雪部および蓄熱槽のその他の形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる融雪装置１を示す概略図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００２７】
融雪装置１は、主に揚水部３、投入槽５、破雪部７、流雪部９、蓄熱槽１１、浸透槽１７等から構成される。図１（ｂ）に示すように、各構成は、地下に配置されている。
【００２８】
揚水部３は、地下水をくみ上げるための例えば井戸であり、揚水ポンプ１９が設置される。揚水ポンプ１９は一般の水中ポンプで良い。揚水部（揚水ポンプ１９）の深さは、地下水位よりも深く、かつ、地上の気温等に影響を大きく受けない地下水深さであることが望ましい。
【００２９】
揚水ポンプ１９の深さが浅すぎると、地下水位よりも揚水ポンプ１９が上方に位置して地下水を揚水できず、また、地下水以下であっても、地上の外気の影響が大きいと、水温が低く、融雪効率が低下する。一方、揚水ポンプ１９の深さが深すぎると、過剰なポンプ能力が必要となり、施工コストも大きくなる。望ましい揚水ポンプ１９深さは、例えば５０ｍ〜２００ｍ程度が望ましい。この場合、例えば地下水温度は１７℃程度であることが多い。
【００３０】
投入槽５は、雪を地上から投入するための槽である。投入槽５は上方が開放可能であり、下方には傾斜面を有するシュータが設けられる。
【００３１】
破雪部７は、投入槽５のシュータと連通しており、雪を細かく分断するための部位である。投入槽５に投入される雪は、通常押し固められているため、後述する流雪部９に雪を効率良く送るために、細かく雪を分断する必要がある。破雪部７では、塊となった雪を細かく分断しつつ下流側の流雪部に雪を送り込む。投入槽５および破雪部７の詳細は後述する。
【００３２】
流雪部９は、破雪部７と連通しており、破雪部７より流出する雪や水が流れ込む。流雪部９は、二手に分かれ、蓄熱槽１１の周囲を通り、蓄熱槽１１の投入槽５側とは反対側のピット１５にわずかな傾斜角度をもって連通する管路である。流雪部９内には所定水位の水が流れており、上方に雪が浮遊する。流雪部９では、浮遊している雪が溶かされる。
【００３３】
流雪部９に囲まれるように蓄熱槽１１が設けられる。蓄熱槽１１は、内部に所定水位の水が貯留可能である。蓄熱槽１１内の水温は略一定であり、例えば、蓄熱槽１１内の水温は平均的に４℃程度である。したがって、蓄熱槽１１内の水は、雪を溶かすことができるために十分な水温である。なお、蓄熱槽１１内の水温が低くなる場合には、図示を省略したルートで、揚水ポンプ１９による地下水を直接蓄熱槽１１内に導入してもよい。たとえば、雪が投入されていない時間帯には、投入槽５、破雪部９への地下水の導入を止めて、その間は蓄熱槽１１内へ水を導入し、蓄熱槽１１内の水温を高温（４℃以上）に保つようにしてもよい。
【００３４】
蓄熱槽１１の周囲には所定の間隔をあけて複数のピット１３が併設されている。ピット１３は、蓄熱槽１１から流出した水を、流雪部９に循環させることが可能な循環手段である循環ポンプ２５が設置される。また、ピット１３近傍には点検口４１が設けられる。流雪部９と蓄熱槽１１との水の循環や点検口４１については、詳細を後述する。
【００３５】
流雪部９の下流側にはピット１５が設けられる。ピット１５は、流雪部９から流出した水を汲みだすためのものである。流雪部９から流出する水は、流雪部９内で雪を融解することにより水温が低下している。したがって、これ以上雪を溶かすためには水温が低すぎる場合（たとえば３℃以下）、ピット１５内の水を循環ポンプ３１によって後述する浸透槽１７に送りこむ。
【００３６】
一方、ピット内の水温がまだ十分に高い場合（例えば４℃以上）、ピット１５内の水を、循環ポンプ３１によって蓄熱槽１１に送り込む。
【００３７】
ピット１５の下流側には必要に応じて浸透槽１７が設けられる。浸透槽１７は、雪の融解後の不要な水を地下に浸透させるための槽である。浸透槽１７に流入した水は、浸透槽１７の下面などから地面へ浸透する。
【００３８】
次に、図１を用いて、水および雪の流れを説明する。揚水ポンプ１９で汲みあげられた水は（図１（ｂ）中矢印Ｄ方向）、一部は配管２１を通り、吐出部である破雪ノズル２３に送られ、残りは配管２２を通り、投入槽５のシュータ上方に送られる（図１（ｂ）中矢印Ｅ方向）。
【００３９】
破雪ノズル２３に送られた水は、破雪部７上方より下面の斜面に対して吐出される（図１（ｂ）中矢印Ｆ方向）。なお、破雪ノズル２３は、破雪部７下面の傾斜方向に対して略垂直な方向（すなわち、投入槽５から流雪部９へ向かう雪等の流れる方向に対して略垂直な方向）に向けて設けられた管体等に複数並列して設けられる。複数並列して設けられた破雪ノズル２３が設けられた管体は、さらに破雪部７の傾斜方向に沿って複数本設けられる。
【００４０】
破雪部７より流出した雪や水は、流雪部９に流入する。流雪部９内に流入した雪等は、流雪部９内を流れ、蓄熱槽１１の周囲を流れ、ピット１５に流入する（図１（ｂ）中矢印Ｇ方向）。ピット１５内に流入した水は、前述の通り、水温が低い場合には配管３３を通り浸透槽１７に送られ（図１（ｂ）中矢印Ｈ方向）、水温が比較的高い場合には配管３５を通り蓄熱槽１１に送られる。なお、水の流れの制御は、図示を省略した温度計およびこれにより動作する制御弁等により行われる。また、ピット１５内の水位や水温に応じて循環ポンプ３１のオンオフを制御しても良い。なお、流雪部９は、破雪部７からの傾斜面５３よりも下方に位置することが望ましい。傾斜面５３よりも高い位置とすると、水が傾斜面５３まで貯留されるため、破雪部７の機能が落ちるためである。
【００４１】
蓄熱槽１１に流入した水の一部は、蓄熱槽１１と連通するピット１３に流入する。ピット１３内の水は、ピット１３内に設置された循環ポンプ２５によって汲みだされ、配管２７を通り流雪部９に送り込まれる。なお、蓄熱槽１１と流雪部９との間の水の循環については後述する。
【００４２】
ピット１５より汲みだされ、浸透槽１７に流入した水は、浸透槽１７の下面等から地下へ浸透する（図１（ｂ）中矢印Ｉ方向）。以上により雪が融解され、溶けた水が地下に浸透される。なお、浸透槽１７への送水は、循環ポンプ３１を用いなくてもよく、例えば、浸透槽１７を深くして、ピット１５の水位が所定以上となった際に、ピット１５よりあふれた水が浸透槽１７に流入するようするなど種々の方法が考えられる。浸透槽１７への送水は、送水可能であれば、いかなる方法であっても良い。
【００４３】
次に、各構成の詳細を説明する。図２は投入槽５および破雪部７を示す図であり、図２（ａ）は、投入槽５および破雪部７の立面概略図、図２（ｂ）は平面概略図である。
【００４４】
投入槽５の上方には、蓋５５が設けられる。蓋５５は開閉可能であり、雪を投入する際には蓋５５を開放し、投入槽５内に雪を投入する。投入槽５の下方には、破雪部７方向に傾斜するシュータ５１が設けられる。シュータ５１の傾斜角度は、例えば３０°程度とすることが望ましい。
【００４５】
シュータ５１の上方には、配管２２が接続されており、前述したように、配管２２からは揚水ポンプ１９で汲みあげられた水が流入する。
【００４６】
投入槽５の側方には破雪部７が設けられる。破雪部７の下方には、シュータ５１の傾斜面と接続され、流雪部９方向に傾斜する傾斜面５３が設けられる。破雪部７の傾斜面５３上方には、複数の破雪ノズル２３が設けられる。破雪ノズル２３は、前述の通り、破雪部７下方の傾斜面５３の傾斜方向に対し略垂直な方向に向けて設けられた複数の配管２１に並列して設けられる。すなわち、破雪ノズル２３は、破雪部７下方の傾斜面５３の傾斜方向に対し略垂直な方向に複数並列して配置される。すなわち、破雪部７においては、破雪部７の上方から下方の傾斜面５３に向かって、傾斜面５３の傾斜方向に略垂直な方向に帯状に水が吐出される。
【００４７】
図３は、投入槽５に投入された雪５７が破雪部７で細かく分断される状態を示す図である。まず、図３（ａ）に示すように、雪５７が投入槽５に投入されると、雪５７は、配管２２から流れる水およびシュータ５１の傾斜によって、シュータ５１上を滑りながら破雪部７方向に移動する。この際、雪５７は多くの場合押し固められた状態であり、大きな塊状である。
【００４８】
次に、図３（ｂ）に示すように、雪５７の先端が破雪部７に入り込むと、破雪ノズル２３の水によって、雪５７が局所的に融解される。この際、破雪ノズル２３が傾斜面５３の傾斜方向に対して略垂直な方向に並列されているため、雪５７は、破雪ノズル２３の配列に対応して、傾斜面５３の傾斜方向に対して略垂直な方向に分断される。雪５７は、破雪ノズル２３によって分断されながら、傾斜面５３上を移動および停止を繰り返す。
【００４９】
以上により、図３（ｃ）に示すように、分断された雪５７が、後方の流雪部９方向に移動する。なお、雪５７は、破雪ノズル２３から吐出される水がかかる部分のみが局所的に集中して融解するため、破雪ノズル２３からの水量はわずかで良い。すなわち、破雪部７では、雪５７を小さく分断するのに必要な水量のみを必要とし、投入された雪５７すべてを融解するために必要な水量である必要はない。
【００５０】
次に、流雪部９および蓄熱槽１１について説明する。図４は、流雪部９および蓄熱槽１１の一部を示す図であり、図４（ａ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、図４（ｂ）は図４(ａ)の拡大図である。
【００５１】
流雪部９は、例えばコンクリート製のボックスカルバートである。流雪部９は蓄熱槽１１に併設されるが、蓄熱槽１１に隣接するピット１３の位置では、流雪部９はピット１３を迂回するように設置される。ピット１３と蓄熱槽１１とは内部で連通しており、蓄熱槽１１と同一水位でピット１３内には水が溜められる。ピット１３内には、循環ポンプ２５が設置される。
【００５２】
循環ポンプ２５は、配管２７と接続される。配管２７は流雪部９上方に接続される。すなわち、循環ポンプ２５は、ピット１３内の水を、配管２７を介して、流雪部９上方から流雪部９内へ送ることができる。流雪部９内には循環ポンプ２６が設置される。循環ポンプ２６は、配管２９と接続される。配管２９は蓄熱層１１に接続される。すなわち、循環ポンプ２６は、流雪部９内の水を、配管２９を介して、蓄熱層１１内へ送ることができる。
【００５３】
蓄熱槽１１内には樹脂製の骨格ブロックである複数の樹脂ブロック３９が上方まで積み上げられて設けられる。樹脂ブロック３９は水が流れる空間を確保するとともに、上方や周囲からの土圧等に対抗するための強度を有する。蓄熱槽の外周には、蓄熱槽１１内の水が周囲の地盤に流出しないように遮水シート４３で覆われる。
【００５４】
蓄熱槽１１の略中央には点検口４１が設けられる。点検口４１は、定期的な槽内の点検等を行うための作業用ピットである。点検口４１に該当する部位には、上下方向に連通するように樹脂ブロック３９が配置されておらず、上下に貫通する孔が形成される。
【００５５】
図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ部拡大図である。点検口４１の上方の樹脂ブロック３９上には、天板４５が設けられる。なお、遮水シート４３は天板４３を覆うように設けられる。天板４５上には、点検口４１の出入口４９が設けられる。出入口４９は、例えば円筒状の部材である。出入口４９の上方には開閉可能な蓋４７が設けられる。なお、必要に応じて、蓄熱槽１１の上面と土砂の間または蓄熱槽１１側面の外周には、例えば樹脂製の断熱材などを敷き詰めることができる。このようにすれば、蓄熱槽１１の断熱性が向上する。断熱材としては、例えばポリスチレンの発泡体などが使用できる。
【００５６】
なお、以後の図面においては、内部中間部位に積み上げられた樹脂ブロック３９の一部については図示を省略する。
【００５７】
次に、流雪部９と蓄熱槽１１との水の循環について説明する。図５は、蓄熱槽１１と流雪部９との水の流れを示す図である。流雪部９内には、所定水位の水が流れる。流雪部９内は、完全な空洞であるため、破雪部９より流入した雪５７は、流雪部９内では浮遊した状態となる。蓄熱槽１１とピット１３とは、下方で連通しており、蓄熱槽１１内の水は、ピット１３内に流入する（図中矢印Ｊ方向）。ピット１３内に流入した水は、循環ポンプ２５によって汲み上げられ、配管２７を通り、流雪部９内へ流入する（図中矢印Ｋ方向）。
【００５８】
流雪部９の上方から流入する水は、直接雪５７に掛けられ、または、流雪部９内の水温を上昇させることで、流雪部９内部を流れる雪５７を融解する。流雪部９内の水は、雪５７が融解されながら、ピット１５（図１）方向へゆっくりと流れていく。流雪部９内の底部近傍には、循環ポンプ２６が設置される。循環ポンプ２６は、流雪部９内の水を汲み上げ（図中矢印Ｌ方向）、蓄熱槽１１へ水を循環させる（図中矢印Ｍ方向）。以上により、蓄熱槽１１内の水と流雪部９の水の一部が循環し、高い率良く流雪部９内の雪５７を融解することができる。
【００５９】
次に、浸透槽１７について説明する。図６は蓄熱槽１７を示す図である。浸透槽１７の周囲には透水シート５９が設けられる。したがって、浸透槽１７からは水が地盤に浸透する。浸透槽１７内には、複数の樹脂ブロック３９が設けられる（樹脂ブロック３９は一部図示を省略）。樹脂ブロック３９は水が流れる空間を確保する。また、浸透槽１７の略中央には点検口６１が設けられる。なお、浸透槽１７に設けられる樹脂ブロック３９および点検口６１等は、蓄熱槽１１における樹脂ブロック３９および点検口４１とほぼ同一の構成であるため重複した説明を省略する。
【００６０】
流雪部９と連通するピット１５内の水位は、流雪部９内の水位よりわずかに低く、流雪部９を流れてきた水はピット１５に流入する（図中矢印Ｎ方向）。ピット１５内の底部近傍に設置された循環ポンプ３１は、ピット１５内の水を汲み上げ、ピット１５内の水温等に応じて浸透槽１７（図中矢印Ｈ方向）または蓄熱槽１１（図中矢印Ｉ方向）へ水を送る。浸透槽１７内の水は、地中に浸透する（図中矢印Ｐ方向）
【００６１】
以上説明したように、第１の実施の形態にかかる融雪装置１によれば、雪５７を細かく分断する投入槽５〜破雪部７と、雪５７を融解する流雪部９および雪５７の融解を効率良く行うための蓄熱槽１１およびピット１５と、水を地面に浸透させるための浸透槽１７とがそれぞれ別に設けられるため、雪５７を効率良く確実に融解することができる。特に、投入された雪５７が傾斜面５３上で、傾斜方向に略垂直な方向に分断されるため、効率良く分断された雪を流雪部９に送ることができる。このため、投入槽５内への雪５７の堆積を防止することができる。また、流雪部９内では雪５７を浮遊させることが可能であるため、雪５７が堆積することなく確実に融解することができる。
【００６２】
また、蓄熱槽１１の水を流雪部９に送り込み、水を循環させることができるため、流雪部９内に浮遊した雪５７を効率良く融解することができる。特に、雪５７を浮遊させる流雪部９と、雪５７を融解するための水の水温を一定に保つ蓄熱槽１１とを分離したため、雪５７が蓄熱槽１１内に堆積することがなく、雪５７を溶かす部位と水温を一定に保つ部位とが異なるため、それぞれの機能を効率良く発揮することができる。
【００６３】
また、流雪部９から流出した水をピット１５に溜め、ピット１５内の水温が低い場合には、そのまま浸透槽１７に送水して水を地下に浸透させ、ピット１５内の水温が所定以上であれば、ピット１５内の水を蓄熱槽１１に戻すため、地下水を効率良く利用することができ、融雪効率が高い。
【００６４】
また、蓄熱槽１１内には樹脂ブロック３９が組み合わされるため、蓄熱槽１１の上方からの強度を高めることができるとともに、蓄熱槽１１を構築する際の工数およびコストを削減することができる。また、蓄熱槽１１内を水が流れる際に樹脂ブロック３９により蓄熱槽１１内の水の流れが複雑になり、蓄熱槽１１内の水が循環されるため、蓄熱槽１１内の水温が均一化される。
【００６５】
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態にかかる融雪装置は、第１の実施の形態にかかる融雪装置と同様の構成を有し、さらに、攪拌手段が設けられる。なお、以後の実施形態において、第１の実施の形態にかかる融雪装置１と同様の機能、効果を果たす構成要素は図１等と同一番号を付し、重複した説明を避ける。
【００６６】
図７は、攪拌手段であるバブリングノズル６７を蓄熱槽１１内等設置した状態を示す図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＱ−Ｑ線断面図である。
【００６７】
流雪部９外部にコンプレッサ６３が設けられる。コンプレッサ６３からはエアが送られる。コンプレッサ６３から送られるエアは、配管６５を介して流雪部９および蓄熱槽１１内下部に設けられた複数のバブリングノズル６７に送られる。バブリングノズル６７からはそれぞれの槽内の水に気泡を発し、気泡によって水が攪拌される。なお、槽内へのバブリングは、流雪部９および蓄熱槽１１のいずれか一方に行っても良い。
【００６８】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態にかかる融雪装置１と同様の効果を得ることができる。また、流雪部９内では、雪５７をより確実に浮上させるとともに、雪５７周囲の水を動かすため、より効率良く雪５７を融解することができる。
【００６９】
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態にかかる融雪装置は、第１の実施の形態にかかる融雪装置と同様の構成を有すが、融雪部の側面にスリットが設けられ、直接蓄熱槽１１等と連通する。
【００７０】
図８（ａ）は斜視図、図８（ｂ）は正面断面図である。流雪部９ａの一方の側面には、複数のスリット３７が設けられる。スリット３７は流雪部９ａの側面の上下方向に設けられ、流雪部９ａの長手方向（破雪部７からピット１５に向かう方向）に複数並列して設けられる。蓄熱槽１１は、流雪部９ａのスリット３７が設けられた側に配置され、スリット３７を介して、流雪部９ａと蓄熱槽１１とが連通している。すなわち、蓄熱槽１１内の水と流雪部９ａ内の水は対流可能である。図８（ｂ）に示すように、流雪部９ａ内には、所定水位の水が流される。なお、スリット３７は、流雪部９ａの全長にわたって形成されなくてもよく、部分的に形成されてもよい。
【００７１】
図９は、流雪部９ａと蓄熱槽１１との関係を示す図である。蓄熱槽１１内には循環ポンプ２５が設置される。なお、循環ポンプ２５は、蓄熱槽１１と連通するピット等に設置してもよい。循環ポンプ２５で汲み上げられた蓄熱槽１１内の水は、流雪部９ａ上部から流雪部９ａ内に流入する（図中矢印Ｒ方向）。上部から送られる水により、流雪部９ａ内に浮遊する雪が融解される。流雪部９ａ内の水は、スリット３７を通過して、蓄熱槽１１内に循環する。
【００７２】
第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態にかかる融雪装置１と同様の効果を得ることができる。また、流雪部９ａ内からの水を汲みだすポンプが不要となる。
【００７３】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７４】
例えば、流雪部９および蓄熱槽１１の形態は、前述のものに限られない。図１０は、流雪部および蓄熱槽の他の実施形態を示す図である。たとえば、図１０（ａ）に示すように、蓄熱槽１１ａと連通するピット１３側方に、円形断面の流雪部９ｂを設けてもよい。すなわち、流雪部９ｂとしてはボックスカルバートではなく管体を用いても良い。管体の流雪部９ｂとしては、例えば塩化ビニル製の管体やヒューム管等が使用できる。流雪部９ｂの上方には、配管７１が設けられる。配管７１は、ピット１３内の循環ポンプ２５ｂと接続されている。流雪部９ｂの下方には配管７３が設けられ、配管７３を介して流雪部９ｂと蓄熱槽１１ｂとが連通している。
【００７５】
循環ポンプ２５ｂによって汲みあげられた水は、配管７１を通って、流雪部９ｂ内に送られる（図中矢印Ｔ方向）。流雪部９ｂ内の水は、下方の配管７３を通って蓄熱槽１１に戻る（図中矢印Ｕ方向）。以上により流雪部９ｂと蓄熱槽１１の水が循環し、流雪部９ｂ内の水が攪拌される。なお、配管７１は流雪部９ｂ内の水面よりも高い位置に設けられることが望ましい。これにより、配管７１から流出する対流水を雪５７上に直接かけることができ、融雪効率が高い。
【００７６】
また、図１０（ｂ）に示すように、流雪部９ｃ内に循環ポンプ２５ｃを設けても良い。循環ポンプ２５ｃにより汲みあげられた流雪部９ｃ内の水は、配管６８を介して両蓄熱槽１１内に送られる（図中矢印Ｗ方向）。蓄熱槽１１の所定の高さ（配管６８よりも低い位置）には配管６９が設けられる。配管６９は流雪部９ｃに連通しており、蓄熱槽１１内の水は配管６９を介して流雪部９ｃ内に流出する（図中矢印Ｖ方向）。これにより流雪部９ｃ内の水と蓄熱槽１１内の水が循環し、雪５７が効率良く融解される。
【００７７】
この際、循環ポンプ２５ｃの揚水能力に対して配管６９の径を十分小さくすることで、流雪部９ｃ内の水位を配管６９よりも低くすることができ（すなわち、流雪部９ｃ内の水位よりも蓄熱槽１１からの対流水の出口を高い位置にすることができ）、これにより、流雪部９ｃ内に浮遊する雪５７上に直接蓄熱槽１１内の水をかけることができる。このため、雪５７の融解効率が高い。
【００７８】
以上のように、本発明は、雪を浮遊させることが可能な流雪部と、雪が内部に侵入せず、水温を一定に保つことが可能な蓄熱槽とを別々に設けることができれば、このほか種々の態様が採用できる。
【符号の説明】
【００７９】
１………融雪装置
３………揚水部
５………投入槽
７………破雪部
９、９ａ、９ｂ、９ｃ………流雪部
１１、１１ａ、１１ｂ………蓄熱槽
１３………ピット
１５………ピット
１７………浸透槽
１９………揚水ポンプ
２１、２２………配管
２３………破雪ノズル
２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ………循環ポンプ
２７………配管
３１………循環ポンプ
３３、３５………配管
３７………スリット
３９………樹脂ブロック
４１………点検口
４３………遮水シート
４５………天板
４７………蓋
４９………出入口
５１………シュータ
５３………傾斜面
５５………蓋
５７………雪
５９………透水シート
６１………点検口
６３………コンプレッサ
６５………配管
６７………バブリングノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下水によって雪を溶かす融雪装置であって、
地下水をくみ上げる第１のポンプと、
上方から雪を投入可能な投入槽と、
前記投入槽と連通し、下面に傾斜面が形成され、前記第１のポンプで揚水された地下水を、前記傾斜面上の雪に吐出可能な吐出部が配置された破雪部と、
前記破雪部と連通し、所定水位の水が溜められ、前記破雪部から流出した雪を浮遊させることが可能な流雪部と、
前記流雪部内の雪を溶かすための水を貯留する蓄熱槽と、
を少なくとも具備し、
前記流雪部と前記蓄熱槽との水を循環する循環手段が設けられることを特徴とする融雪装置。
【請求項２】
前記流雪部から流出した水を地下に浸透させる浸透槽をさらに具備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】
前記循環手段は、第２のポンプであり、前記第２のポンプによって前記蓄熱槽の水を前記流雪部へ送ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の融雪装置。
【請求項４】
前記流雪部および／または前記蓄熱槽内の水を攪拌する攪拌手段を更に有し、
前記攪拌手段は、前記流雪部および／または前記蓄熱槽内をバブリングする手段を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の融雪装置。
【請求項５】
前記流雪部と前記浸透槽との間には、第３のポンプが設けられたピットが設けられ、前記流雪部から流出した水は前記ピットに流入して貯留され、前記第３のポンプは、前記ピット内の水温に応じて、前記ピット内の水を、前記浸透槽または前記蓄熱槽へ送水することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の融雪装置。
【請求項６】
前記吐出部は、前記傾斜面の傾斜方向に対して略垂直な方向に複数並列して設けられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の融雪装置。
【請求項７】
前記蓄熱槽内には、複数の樹脂製骨格ブロックが組み合わされることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の融雪装置。
【請求項８】
地下水によって雪を溶かす融雪方法であって、
地下水をくみ上げる第１のポンプと、上方から雪を投入可能な投入槽と、前記投入槽と連通し、下面に傾斜面が形成され、前記第１のポンプで揚水された地下水を前記傾斜面上の雪に吐出可能な吐出部が配置された破雪部と、前記破雪部と連通し、所定水位の水が溜められ、前記破雪部から流出した雪を浮遊させることが可能な流雪部と、前記流雪部内の雪を溶かすための水を貯留する蓄熱槽と、前記流雪部から流出した水を地下に浸透させる浸透槽と、を具備する融雪装置を用い、
前記第１のポンプにより、前記吐出部から雪に散水して、前記傾斜面の傾斜方向に対して略垂直な方向に雪を分断し、
前記流雪部内に分断された雪を浮遊させ、
前記蓄熱槽内と前記流雪部との間で水を循環させることで前記流雪部内の雪を融解し、
前記流雪部から流れ出た水を前記浸透槽で地下に浸透させることを特徴とする融雪方法。
【請求項１】
地下水によって雪を溶かす融雪装置であって、
地下水をくみ上げる第１のポンプと、
上方から雪を投入可能な投入槽と、
前記投入槽と連通し、下面に傾斜面が形成され、前記第１のポンプで揚水された地下水を、前記傾斜面上の雪に吐出可能な吐出部が配置された破雪部と、
前記破雪部と連通し、所定水位の水が溜められ、前記破雪部から流出した雪を浮遊させることが可能な流雪部と、
前記流雪部内の雪を溶かすための水を貯留する蓄熱槽と、
を少なくとも具備し、
前記流雪部と前記蓄熱槽との水を循環する循環手段が設けられることを特徴とする融雪装置。
【請求項２】
前記流雪部から流出した水を地下に浸透させる浸透槽をさらに具備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】
前記循環手段は、第２のポンプであり、前記第２のポンプによって前記蓄熱槽の水を前記流雪部へ送ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の融雪装置。
【請求項４】
前記流雪部および／または前記蓄熱槽内の水を攪拌する攪拌手段を更に有し、
前記攪拌手段は、前記流雪部および／または前記蓄熱槽内をバブリングする手段を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の融雪装置。
【請求項５】
前記流雪部と前記浸透槽との間には、第３のポンプが設けられたピットが設けられ、前記流雪部から流出した水は前記ピットに流入して貯留され、前記第３のポンプは、前記ピット内の水温に応じて、前記ピット内の水を、前記浸透槽または前記蓄熱槽へ送水することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の融雪装置。
【請求項６】
前記吐出部は、前記傾斜面の傾斜方向に対して略垂直な方向に複数並列して設けられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の融雪装置。
【請求項７】
前記蓄熱槽内には、複数の樹脂製骨格ブロックが組み合わされることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の融雪装置。
【請求項８】
地下水によって雪を溶かす融雪方法であって、
地下水をくみ上げる第１のポンプと、上方から雪を投入可能な投入槽と、前記投入槽と連通し、下面に傾斜面が形成され、前記第１のポンプで揚水された地下水を前記傾斜面上の雪に吐出可能な吐出部が配置された破雪部と、前記破雪部と連通し、所定水位の水が溜められ、前記破雪部から流出した雪を浮遊させることが可能な流雪部と、前記流雪部内の雪を溶かすための水を貯留する蓄熱槽と、前記流雪部から流出した水を地下に浸透させる浸透槽と、を具備する融雪装置を用い、
前記第１のポンプにより、前記吐出部から雪に散水して、前記傾斜面の傾斜方向に対して略垂直な方向に雪を分断し、
前記流雪部内に分断された雪を浮遊させ、
前記蓄熱槽内と前記流雪部との間で水を循環させることで前記流雪部内の雪を融解し、
前記流雪部から流れ出た水を前記浸透槽で地下に浸透させることを特徴とする融雪方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２１３７０（Ｐ２０１１−２１３７０Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６６７３８（Ｐ２００９−１６６７３８）
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【出願人】（３９４０２２７９４）古河総合設備株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【出願人】（３９４０２２７９４）古河総合設備株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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