特開 2022-150114 融雪装置およびその融雪装置を用いたハウス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022150114

(43)【公開日】2022-10-07

(54)【発明の名称】融雪装置およびその融雪装置を用いたハウス

(51)【国際特許分類】

   A01G 9/14 20060101AFI20220929BHJP

【ＦＩ】

A01G9/14 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021052566

(22)【出願日】2021-03-26

(71)【出願人】

【識別番号】504174135

【氏名又は名称】国立大学法人九州工業大学

(71)【出願人】

【識別番号】501138231

【氏名又は名称】国立研究開発法人防災科学技術研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100197642

【弁理士】

【氏名又は名称】南瀬 透

(74)【代理人】

【識別番号】100099508

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 久

(74)【代理人】

【識別番号】100182567

【弁理士】

【氏名又は名称】遠坂 啓太

(74)【代理人】

【識別番号】100219483

【弁理士】

【氏名又は名称】宇野 智也

(72)【発明者】

【氏名】谷川 洋文

(72)【発明者】

【氏名】安達 聖

【テーマコード（参考）】

2B029

【Ｆターム（参考）】

2B029AA07

2B029BB00

2B029EA01

2B029EA02

2B029EB01

(57)【要約】

【課題】豪雪地帯や降雪時期などにおいて、積もった雪の重さによりハウスが倒壊することを防ぎ、また、既存のハウスにも利用することができるなど、利便性の高い融雪装置およびその融雪装置を用いたハウスの提供。
【解決手段】本発明の融雪装置２０は、複数の構造部材で構成され、側面部分および、傾斜を有する屋根部分を含むハウス１の、構造部材を跨いで横断する方向に設けられ、着脱可能な融雪用部材２１と、融雪用部材２１を加熱する加熱手段２２と、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の構造部材で構成され、側面部分および、傾斜を有する屋根部分を含むハウスの、前記構造部材を跨いで横断する方向に設けられ、着脱可能な融雪用部材と、
前記融雪用部材を加熱する加熱手段と、
を含む融雪装置。

【請求項2】

前記側面部分を形成する第一部材および、前記第一部材と接合され、前記屋根部分を形成する第二部材を含む前記構造部材で構成されるハウスの、前記第一部材および前記第二部材、または前記第二部材を跨いで横断する方向に設けられる前記融雪用部材を含む請求項１に記載の融雪装置。

【請求項3】

前記融雪用部材は、前記屋根部分の天頂部分に設けられる請求項１または２に記載の融雪装置。

【請求項4】

前記加熱手段は、前記融雪用部材に液体、ガスまたは電気のうちいずれか１以上を供給することにより、前記融雪用部材を加熱する請求項１～３のいずれか１項に記載の融雪装置。

【請求項5】

複数の構造部材で構成される、側面部分および、傾斜を有する屋根部分と、
前記構造部材を跨いで横断する方向に設けられ、着脱可能な融雪用部材と、
前記融雪用部材を加熱する加熱手段と、
を含むハウス。

【請求項6】

前記側面部分を形成する第一部材および、前記第一部材と接合され、前記屋根部分を形成する第二部材を含む前記構造部材と、
前記第一部材および前記第二部材、または前記第二部材を跨いで横断する方向に設けられる前記融雪用部材と、
を含むハウス。

【請求項7】

前記融雪用部材が、前記屋根部分の天頂部分に設けられる請求項５または６に記載のハウス。

【請求項8】

前記加熱手段は、前記融雪用部材に液体、ガスまたは電気のうちいずれか１以上を供給することにより、前記融雪用部材を加熱する請求項５～７のいずれか１項に記載のハウス。

【請求項9】

前記屋根部分を構成する構造部材は、金属製のものである請求項５～８のいずれか１項に記載のハウス。

【請求項10】

前記ハウス内を覆うフィルムを含む請求項５～９のいずれか１項に記載のハウス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハウスの屋根部分に積もった雪を溶かすことにより、ハウスの屋根部分に積もった雪が一定量（例えば、ハウスの積雪耐荷重）を超えることで発生するハウスの倒壊や損傷を防ぐことができる融雪装置、およびその融雪装置を用いたハウスに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、雪によるハウス（特に、パイプハウス）への被害が問題となっている。例えば、非特許文献１に示すように、東北地方や北陸地方では１２月の降雪時期に厳しい寒波が到来し、雪の重さでパイプハウスが潰れたなど、農業施設の損傷、損壊の被害が多数報告されている。そして、このような積雪による被害は、農業施設自体への被害や農業施設で栽培している農産物への被害だけでなく、作業者などの人命に関わることもある。

【0003】

このようなハウスの倒壊を防ぐため、ハウス自身を補強する技術がある。例えば、特許文献１には、複数のパイプハウスが併設された連棟型パイプハウスにおいて、降雪による連棟型パイプハウスの倒壊を低減する補強器具が記載されている。

【0004】

また、ハウスの倒壊を防ぐため、連棟ハウスの谷部に溜まった雪を融雪する技術がある。例えば、特許文献２には、連棟ハウスの谷部に溜った雪を温風暖房機で融雪して雪の重みによる倒壊を防止して、降雪地帯においても耕地面積を有効に利用できる連棟ハウスの設置を可能にした連棟ハウスの融雪装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１７－１９５８１３号公報

【特許文献2】特開２０００－１３９２３７号公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】“農業施設被害５０００棟超 大雪で東北・北陸など”，［online］，日本農業新聞，［令和３年２月１２日検索］，インターネット，<URL:https://web.archive.org/web/20210114010853/https://www.agrinews.co.jp/p52908.html>

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、特許文献１に記載されている技術のように、ハウス自身を補強する場合、想定以上に長期間雪が降り続けてしまうと、想定以上に雪がハウスに積もってしまう。そして、湿った雪は重く、想定以上の荷重がかかるため、ハウスが倒壊してしまう恐れがある。

【0008】

また、空から降ってくる雪は、パイプハウスなどを含むハウス（建築物）の最も高い部分である屋根部分に積もりやすいため、特許文献２に記載されている技術では、積雪量が最も多い部分を融雪できない。

【0009】

そして、ハウスは、滑り落ちて怪我をするなどの危険性や、そもそも作業者が容易に昇り降りすることができる構造・耐久性とはなっていないため、作業者が雪下ろし作業により屋根部分に積もった雪を除雪することはできない。

【0010】

よって、本発明は、想定以上に長期間雪が降り続けてしまうような場合でも、積もった雪の重さによりハウスが倒壊することを防ぎ、また、既存のハウスにも利用することができるなど、利便性の高い融雪装置およびその融雪装置を用いたハウスを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の融雪装置は、複数の構造部材で構成され、側面部分および、傾斜を有する屋根部分を含むハウスの、構造部材を跨いで横断する方向に設けられ、着脱可能な融雪用部材と、融雪用部材を加熱する加熱手段と、を含む。
これにより、融雪用部材と複数の構造部材とで区切られた複数の区画が形成され、かつ、加熱手段により融雪用部材が加熱され、構造部材も融雪用部材を介して加熱される。

【0012】

また、融雪装置は、側面部分を形成する第一部材および、第一部材と接合され、屋根部分を形成する第二部材を含む構造部材で構成されるハウスの、第一部材および第二部材、または第二部材を跨いで横断する方向に設けられる融雪用部材を含むことが望ましい。
これにより、融雪用部材と第二部材等とで区切られた複数の区間が形成され、かつ、加熱手段により融雪用部材が加熱され、融雪用部材は第一部材および第二部材、または第二部材を跨いで横断する方向に設けられるため、第一部材や第二部材も融雪用部材を介して加熱される。

【0013】

また、融雪用部材は、屋根部分の天頂部分に設けられることが望ましい。これにより、雪が最も積もりやすい、ハウスの屋根部分の天頂部分に設けられた融雪用部材が加熱される。

【0014】

本発明のハウスは、複数の構造部材で構成される、側面部分および、傾斜を有する屋根部分と、構造部材を跨いで横断する方向に設けられ、着脱可能な融雪用部材と、融雪用部材を加熱する加熱手段と、を含む。
これにより、ハウスの屋根部分等には、融雪用部材と複数の構造部材とで区切られた区画が形成され、かつ、加熱手段により融雪用部材が加熱され、構造部材も融雪用部材を介して加熱される。

【0015】

また、ハウスは、側面部分を形成する第一部材と、第一部材と接合され、屋根部分を形成する第二部材を含む構造部材と、第一部材および第二部材、または第二部材を跨いで横断する方向に設けられ、着脱可能な融雪用部材と、融雪用部材を加熱する加熱手段と、を含む。
これにより、ハウスの屋根部分には、融雪用部材と第二部材等とで区切られた複数の区間が形成され、かつ、加熱手段により融雪用部材が加熱され、融雪用部材は第一部材および第二部材、または第二部材を跨いで横断する方向に設けられるため、第一部材や第二部材も融雪用部材を介して加熱される。

【0016】

また、融雪用部材が、屋根部分の天頂部分に設けられることが望ましい。これにより、雪が最も積もりやすいハウスの屋根部分の天頂部分に設けられた融雪用部材が加熱される。

【発明の効果】

【0017】

（１）本発明の融雪装置によれば、複数の構造部材で構成され、側面部分および、傾斜を有する屋根部分を含むハウスの、構造部材を跨いで横断する方向に設けられ、着脱可能な融雪用部材と、融雪用部材を加熱する加熱手段と、を含む構成や、望ましくは、その構造部材が、側面部分を形成する第一部材および、第一部材と接合され、傾斜を有する屋根部分を形成する第二部材を含む構造部材で構成されるハウスの、第一部材および第二部材、または第二部材を跨いで横断する方向に設けられ、着脱可能な融雪用部材と、融雪用部材を加熱する加熱手段と、を含む構成により、融雪用部材と第一部材および第二部材、または第二部材とで区切られた区間が形成され、かつ、加熱手段により融雪用部材が加熱され、融雪用部材は第一部材および第二部材、または第二部材を跨いで横断する方向に設けられるため、第一部材や第二部材も融雪用部材を介して加熱され、融雪用部材や第一部材、第二部材周辺の雪が溶けて水になり、融雪用部材と第一部材および第二部材、または第二部材とで区切られた区間毎にブロック状の雪塊が形成される。そして、その雪塊は溶けた水により滑って崩落するため、ハウスの屋根部分に雪が積もらず、雪の重さによる倒壊を防ぐことができる。また、融雪用部材は着脱可能であるため、雪が降らない時期は取り外すことができ、既存のハウスにも利用することができる。

【0018】

（２）また、融雪用部材は、屋根部分の天頂部分に設けられる構造により、雪が最も積もりやすい、ハウスの屋根部分の天頂部分に設けられた融雪用部材が加熱されるため、より効率的にハウスの屋根部分に雪が積もらないようにすることができる。

【0019】

（３）本発明のハウスによれば、複数の構造部材で構成される、側面部分および、傾斜を有する屋根部分と、構造部材を跨いで横断する方向に設けられ、着脱可能な融雪用部材と、融雪用部材を加熱する加熱手段と、を含む構造や、望ましくは、その構造部材が、側面部分を形成する第一部材と、第一部材と接合され、傾斜を有する屋根部分を形成する第二部材を含む構造部材と、第一部材および第二部材、または第二部材を跨いで横断する方向に設けられ、着脱可能な融雪用部材と、融雪用部材を加熱する加熱手段と、を含む構成により、ハウスの屋根部分には、融雪用部材と第一部材および第二部材、または第二部材とで区切られた区間が形成され、かつ、加熱手段により融雪用部材が加熱され、融雪用部材は第一部材および第二部材、または第二部材を跨いで横断する方向に設けられるため、第一部材および第二部材、または第二部材も融雪用部材を介して加熱され、融雪用部材や第一部材および第二部材、または第二部材周辺の雪が溶けて水になり、融雪用部材と第一部材および第二部材、または第二部材とで区切られた区間毎にブロック状の雪塊が形成される。そして、その雪塊は溶けた水により滑って崩落するため、ハウスの屋根部分に雪が積もらず、雪の重さによる倒壊を防ぐことができるハウスを提供することができる。

【0020】

（４）また、融雪用部材が、屋根部分の天頂部分に設けられる構成により、雪が最も積もりやすいハウスの屋根部分の天頂部分に設けられた融雪用部材が加熱されるため、より屋根部分に雪が積もらないハウスを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施の形態に係るハウスの図であり、（Ａ）はパイプハウスの概略斜視図、（Ｂ）はパイプハウスの概略分解図である。

【図2】図１の融雪装置の拡大図であり、（Ａ）は融雪装置の概略正面平面図、（Ｂ）は融雪装置の概略正面側面図である。

【図3】本発明の別の実施の形態に係るハウスの図であり、（Ａ）はパイプハウスの概略斜視図、（Ｂ）はパイプハウスの概略分解図である。

【図4】図３の融雪装置の拡大図であり、（Ａ）は融雪装置の概略正面平面図、（Ｂ）は融雪装置の概略正面側面図である。

【図5】本発明の別の実施の形態に係るハウスを説明するための図である。

【図6】融雪装置の動作を説明するための図である。

【図7】積雪による形成されるブリッジを説明するための図である。

【図8】融雪装置によるパイプハウスに積もった雪塊の崩落を説明するための図である。

【図9】融雪装置の実験結果を説明するための図である。

【図10】温度分布の解析結果を説明するための図である。

【図11】温度分布の解析結果を説明するための図である。

【図12】断熱効果の実験結果を説明するための図である。

【図13】断熱効果の実験結果を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例（代表例）であり、本発明はその要旨を変更しない限り、以下の内容に限定されない。

【0023】

［ハウス］
図１は、本発明の実施の形態に係るハウスの図であり、（Ａ）はパイプハウスの概略斜視図、（Ｂ）はパイプハウスの概略分解図である。
ここで、本発明に係る融雪装置が設けられる「ハウス」や、本発明に係る「ハウス」は、構造部材で構成され、側面部分と傾斜を有する屋根部分を含み、農作物や園芸用植物等の栽培用の温室や、器材等の収容用の保管庫など、手軽に分解、搬送、組み立てが可能な建物を含むものである。以後、本実施の形態において、ハウス１は、構造部材に関し、側面部分を第一部分１１、屋根部分を第二部分１２、補強等、その他の部分を第三部分１３として、各々の部分に「パイプ（中空パイプ）」を用いて組み立てられる「パイプハウス」を例として説明する。但し、この内容に限定されるものでなく、ハウス１は、丸棒材や角材、その他のハウス用の建築部材で組み立てられたもの、または本例のように第一部分１１と第二部分１２に別々の部材を用い、これらを接続用具等で繋ぎ合わせることで組み立てられたものだけではなく、例えば、これらの部分が１つの部材で形成されたものなど、各種、様々な形態の構造部材で組み立てられたものも含む。
また、本実施の形態において、融雪用部材２１も「パイプ（中空パイプ）」を用いた「融雪パイプ」を例として説明するが、こちらも、丸棒材や角材、またはその他の部材を用いることができる。

【0024】

図１（Ａ）に示すように、ハウス（パイプハウス）１（１ａ）は、例えば、地面に対して略垂直に設けられ、側面部分を形成する第一部分１１と、傾斜を有するハウス（パイプハウス）１の屋根部分を形成する第二部分１２と、を含む。
また、ハウス（パイプハウス）１（１ａ）は、ハウス（パイプハウス）１（１ａ）が安定して建つように、第一部分１１を跨いで横断する方向に設けられる、補強部分の第三部分１３を含む。
なお、構造部材に関し、特に第一部分１１のみに使用される構造部材を、第一部材１１とも言う。同様に、第二部分１２のみに使用される構造部材を第二部材１２、第三部分１３のみに用いられる構造部材を第三部材１３とも言う。
以降、本実施の形態の説明に合わせて、ハウス１をパイプハウス１と、第一部分１１のみ、第二部分１２のみおよび第三部分１３のみに使用される部材、つまり第一部材１１、第二部材１２および第三部材１３を各々、第一パイプ１１、第二パイプ１２、第三パイプ１３と言う。

【0025】

パイプハウス１は、以降の別の実施の形態で説明するが、パイプハウス１内を覆い、断熱性を有する、例えば、透明かつ、樹脂製のフィルム３０（図５参照）、または樹脂製の硬質または軟質のシート材（図示せず）、または透明なガラス（図示せず）等を含む。

【0026】

図５は、本発明の別の実施の形態に係るハウスを説明するための図である。図１や後述する図３に示すパイプハウス１（１ａ，１ｂ）は、第二パイプ１２に円弧状の折り曲げ加工が施されてパイプハウス１（１ａ，１ｂ）の屋根部分が形成されているが、図５に示すパイプハウス１（１ｃ）は、三角屋根型のパイプハウスである。つまり、天頂部が鋭角となるように第二パイプ１２が設けられていて、パイプハウス１（１ｃ）の屋根部分が形成されている。

【0027】

パイプハウス１（１ｃ）は、第一パイプ１１と第二パイプ１２との間に張られる、パイプハウス１（１ｃ）内を覆う透明かつ樹脂性のフィルム３０を含む。もちろん、フィルム３０の代わりに上記シート材やガラス等であってもよい。

【0028】

なお、第三パイプ１３に関して、図１には第一パイプ１１を跨いで横断する方向に１本のみ設けられる形態や、後述の図３には第二パイプ１２および第一パイプ１１にそれぞれ１本ずつ設けられる形態、また、図５には第三パイプ１３を有していない形態を示しているが、これら形態に限定されるものでない。
パイプハウス１が強度（補強）を必要とする場合は、その補強の程度に応じて、例えば、複数本の第三パイプ１３を配置したり、第三パイプ１３を長手方向に分割したものを準備し、補強の必要な箇所に設ける等、適宜、必要に応じて第三パイプ１３を設ける箇所や数を変えることが可能である。

【0029】

また、フィルム３０、またはシート材、またはガラスに関しても、上述した説明に限定されるものではなく、パイプハウスの強度を確保するために、例えば、フィルム３０、またはシート材、またはガラスを複数枚積層したものや、繊維状の粒子などを含有したものを用いることが可能である。
一方、断熱性に関しても、例えば、複数枚のフィルム３０、またはシート材、またはガラスにより、フィルム３０、またはシート材またはガラス同士の間に空隙を設けて形成することも可能である。この場合、複数枚のフィルム３０、またはシート材、またはガラスで形成されることから、より高い強度を確保できると共に、当該空隙により外部の熱の影響を小さくすることができ、断熱性をより高めることができる。

【0030】

上述した第一パイプ１１、第二パイプ１２、および第三パイプ１３に関しては、パイプハウスの大きさや形状、用途（何を育てるか）に応じて、一般的に市販されている、アーチ状のものやストレート状のもの等、様々な種類を適宜採用することができることは言うまでもない。

【0031】

［融雪装置］
また、パイプハウス１（１ａ）は、融雪装置２０を含む。融雪装置２０は、複数の第二パイプ１２を跨いで横断する方向に設けられ、着脱可能な融雪用部材（融雪パイプ）２１（２１ａ）と、融雪用部材（融雪パイプ）２１（２１ａ）を加熱する加熱手段２２とを含んで構成される。

【0032】

加熱手段２２は、伝送器具２２１を介して融雪パイプ２１（２１ａ）に液体、ガス（気体）または電気などの熱媒体を供給することにより、融雪パイプ２１（２１ａ）を加熱するものである。また、加熱手段２２は、例えば、給湯装置や電気ヒーターを用いることができる。加熱手段２２として給湯装置を用いた場合、伝送器具２２１には、湯を送るためのホース（管）が用いられ、融雪パイプ２１（２１ａ）は、湯が流れる（通過する）ように空洞が設けられる。電気ヒーターを用いる場合は、例えば、シート状または線状のヒーターを融雪パイプ２１に貼り付ける形態や、巻き付ける形態等、各種形態を採用することができる。

【0033】

加熱のために液体を用いる場合、融雪に必要な熱量を供給しうる温度の液体であることが望ましい。例えば、後述する実験例（融雪実験環境（マイナス２度）下）においては、加熱手段２２として電気ヒーターを用いたが、当該電気ヒーターの消費電力（熱量）が３７．８［Ｗ］の場合に電気ヒーターの温度が約１５℃となり、融雪による落雪が確認できた。つまり、温度が約１５℃以上であれば、融雪を実現することができると考えられる。

【0034】

もちろん、融雪に必要な最低の熱量は、降雪条件（雪の密度、降雪量、融雪面積）やハウスの大きさ、ハウスを構成する構造部材の材質などによって異なるため、このような諸条件に合わせて、適宜融雪に必要な熱量を供給しうる程度に液体の温度を調整することが望ましい。ガスや電気等についても、同様である。

【0035】

融雪のための熱量Ｑｍ［W］は、以下の式１で求められる。
・ρ：雪の密度［ｋｇ／ｍ^３］
・σ：氷の融解熱［ｋＪ／ｋｇ］（＝３３３．５［ｋＪ／ｋｇ］）
・ｓ：降雪量［ｍ／ｈ］
・Ａ：融雪面積［ｍ^２］

【0036】

【数1】

【0037】

上記式（１）等の参考文献は、以下である。
・ユニカーボン株式会社、技術資料［熱量計算］
https://web.archive.org/web/20200920135513/http://unicarbon.co.jp/data/doc_calc.pdf

【0038】

また、融雪パイプ２１は、熱伝導率が高い金属製のものであることが望ましい。熱伝導率が高いため、加熱手段２２により加熱される融雪パイプ２１の温度分布むらを低減することができるためである。なお、融雪パイプ２１は、利便性の観点から、錆びにくいものであることが望ましく、さらに安価であることが望ましい。
具体的には、融雪パイプ２１には、銅パイプやアルミパイプを用いることができる。銅パイプを用いる場合、表面に腐食防止加工を施すことで、錆（緑青）の発生を防ぐことができる。アルミパイプを用いる場合、後述する図９の説明のように、加熱手段２２を調整することで、融雪によってアルミパイプにかかる荷重（積雪重量）を一定値以下に抑えることができるため、錆びにくく、低温に強い等の利便性を備えた融雪パイプ２１を実現することができる。

【0039】

このように、融雪パイプ２１には、パイプハウス１の大きさや形状、用途などに応じて各種様々な材料のパイプを用いることができ、また、これらのパイプに対して腐食防止や強度向上など、様々な加工を施すことができる。

【0040】

ここで、融雪パイプ２１は、例えば、複数の第二パイプ１２により形成されたパイプハウス１（１ａ）の屋根部分の天頂部分に設けられる。
天頂部分とは、屋根部分の最も高い部分である天頂部および、当該天頂部の近傍を含む領域を言う。なお、天頂部の近傍に関しては、融雪パイプ２１により、積雪した雪を落雪させる位置として適宜調整により設定可能である。

【0041】

また、図１（Ｂ）に示すように、パイプハウス１（１ａ）は、分解することができる。具体的には、第一パイプ１１と第二パイプ１２（１２ａ，１２ｂ）は、着脱可能である。また、第二パイプ１２（１２ａ，１２ｂ）と融雪パイプ２１（２１ａ）は、着脱可能である。
そして、パイプハウス１は、複数の第二パイプ１２ａと複数の第二パイプ１２ｂがそれぞれ接続され、融雪パイプ２１（２１ａ）を含んでいない構成とすることができる。つまり、雪が降らない時期等は、融雪パイプ２１（２１ａ）を取り外すことができる。

【0042】

図２は、図１の融雪装置の拡大図であり、（Ａ）は融雪装置の概略正面平面図、（Ｂ）は融雪装置の概略正面側面図である。図２（Ａ），（Ｂ）に示す例において、第二パイプ１２（１２ａ，１２ｂ）は空洞となっており、そこに融雪パイプ２１に設けられた左右の突起がはめ込まれ、第二パイプ１２（１２ａ，１２ｂ）と融雪パイプ２１が接続される。

【0043】

図３は、本発明の別の実施の形態に係るハウスの図であり、（Ａ）はパイプハウスの概略斜視図、（Ｂ）はパイプハウスの概略分解図である。図３に示す実施の形態においては、パイプハウス１（１ｂ）の屋根部分を形成する複数の第二パイプ１２ｃは、図１に示す第二パイプ１２ａ，１２ｂとは異なり、一体的に形成されたものである。そのため、融雪パイプ２１ｂは、複数の第二パイプ１２ｃを跨いで横断する方向に、固定具等を用いて設けられる。固定具等を用いて設けられているため、融雪パイプ２１ｂは、容易に取り外すことができる。なお、融雪パイプ２１ｂも、雪が降らない時期等は取り外すことができる。

【0044】

図４は、図３の融雪装置の拡大図であり、（Ａ）は融雪装置の概略正面平面図、（Ｂ）は融雪装置の概略正面側面図である。図４（Ｂ）に示すように、融雪パイプ２１ｂは、一部が第二パイプ１２ｃの形状（円筒状）に合わせて凹んでいる。その凹みに第二パイプ１２ｃが係合し、固定具２１１やネジなどの留め具２１２で固定される。
このように、融雪パイプ２１ｂは、複数の一体的に形成された第二パイプ１２ｃを跨いで横断する方向に、固定具等を用いて設けられる。

【0045】

このように、第一パイプ１１や第二パイプ１２との融雪パイプ２１の取り付け形態に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能である。例えば、図２に示す例において、融雪パイプ２１（２１ａ）に孔（開口部分）が設けられ、そこに第二パイプ１２（１２ａ，１２ｂ）が差し込まれることで第二パイプ１２（１２ａ，１２ｂ）と融雪パイプ２１（２１ａ）が接続される構成としてもよい。

【0046】

［融雪装置の動作］
ここで、各図面を参照して、本実施の形態における融雪装置の原理や動作について説明する。前提として、融雪装置２０を含むパイプハウス１の屋根部分には、雪が積もっていることとする。また、一例として、加熱手段２２には給湯装置が用いられ、伝送器具２２１には加熱手段２２（給湯装置）から供給される湯を送るためのホース（管）が用いられることとする。この場合、融雪パイプ２１は、湯が流れる（通過する）ように空洞が設けられる（図１（Ａ）参照）。

【0047】

加熱手段２２（給湯装置）は、伝送器具２２１（ホース）を介して、一定時間間隔で自動的に湯（熱湯）を融雪パイプ２１へと送る。すると、融雪パイプ２１には湯が流れる（通過する）ため、融雪パイプ２１の温度は上昇し、当該融雪パイプ２１に積もった雪や、融雪パイプ２１周辺の雪が融解する（溶けて水となる）。

【0048】

また、融雪パイプ２１は、複数の第二パイプ１２を跨いで横断する方向に設けられるため、パイプハウス１には、融雪パイプ２１と第二パイプ１２とで区切られる区画が複数存在する。

【0049】

ここで、図６に示す例においては、上記で述べたように、融雪パイプ２１と、複数の第二パイプ１２とで区切られる区画Ｄが１２ヵ所（区画Ｄ１～Ｄ１２）存在する（図６左参照）。
パイプハウスへの積雪が進むにつれて、屋根部分の、複数の第二パイプ１２で区切られた各区画間を跨ぐ領域（例えば、区画Ｄ１と区画Ｄ７との間や、区画Ｄ２と区画Ｄ８との間、または区画Ｄ１と区画Ｄ２との間等）に、融雪パイプ２１と第二パイプ１２が交差する部分を中心に、積もった雪が固まって雪の橋（以下、「ブリッジ」と言う。）が形成され、時間が経つにつれて成長していく。

【0050】

図７は、積雪によって形成されるブリッジを説明するための図である。図７に示すように、積雪が進むにつれて、パイプハウス１の屋根部分を形成する第二パイプ１２の上にも雪が積もり始める（図７左上～左中参照）。そして、積雪により、第二パイプ１２で区切られていた区間の間に、ブリッジが形成される（図７左下参照）。
さらに積雪が進むにつれて、このブリッジの幅は成長、拡大していき（図７右上～右中参照）、最終的に、第二パイプ１２は雪ですっぽりと覆われてしまう（図７右下参照）。

【0051】

上記の点に関し、積雪によるハウスの倒壊や損傷に対して本発明者が鋭意研究を重ねたところ、上記ブリッジの成長、拡大が、ハウスの倒壊や損傷に大きく影響している可能性があることが判明した。つまり、当該ブリッジの成長、拡大と共に、ハウス上の積雪（雪塊）が各区画同士で接合して大きく成長し、質量として大きなものとなり動きにくくなるため、積雪が増長されてしまい、ハウスの倒壊や損傷につながるものと推定された。

【0052】

そこで、本発明では、融雪用部材２１（融雪パイプ２１）を、第二部分１２を形成する構造部材を跨いで横断する方向に設けることにより、上記ブリッジの成長、拡大を抑えることで、ハウス１の倒壊や損傷を防ぐことができる融雪装置２０を実現するに至った。

【0053】

つまり、本発明の融雪装置２０によれば、上述したように、融雪用部材２１や第二部分１２の構造部材が熱せられ、融雪用部材２１や当該構造部材の上に積もった雪や周辺の雪が優先的に融解するため、このようなブリッジは形成されない。

【0054】

さらに、上記構造部材は融雪用部材２１と繋がっているため、融雪用部材２１の熱が第二部分１２にも伝わり（伝熱し）、第二部分１２の構造部材に積もった雪や、その部材の周辺の雪が融解する（溶けて水となる）。

【0055】

その結果、融雪用部材２１と第二部分１２の構造部材形成される複数の区切り周辺の雪が部分的に融解し、その区切られた区画内で、ブロック状の雪塊が形成される。

【0056】

そして、上述したように、融雪用部材２１や第二部分１２の構造部材周辺の雪は溶けて水となるため、この水がハウス１に張られたフィルム３０、またはシート、またはガラスと、雪塊との間に侵入する（図６中央参照）。雪が積もっているハウス１の屋根部分は傾斜しており、かつ、雪塊は侵入した水により滑りやすくなるため、自重による雪塊の崩落が発生する（図６右参照）。

【0057】

このように、雪が降り続いた場合でも、ハウス１の屋根部分に積もった雪の重さ（雪塊の自重）が一定以上になると、融解・崩落が繰り返して発生するため、ハウス１に雪が積もることはない。つまり、一定間隔でハウス１の屋根部分の雪は融解・崩落するため、ハウス１の屋根部分に雪は積もらず、想定以上に長期間雪が降り続けてしまうような場合でも、積もった雪の重さによりハウス１が倒壊することや、ハウス１の一部が損傷することを防ぐことができる。

【0058】

なお、融雪用部材２１の設置位置に関して、屋根部分の天頂部に設けられる形態を示しているが、その形態に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能である。例えば、後述する各種形態と組合せて、融雪用部材２１を配置することができる。

【0059】

また、ハウス１全体の耐荷性を考慮し、強度が不足する領域に積雪による荷重集中を抑制するために、例えば、屋根部分（第二部分１２）のある特定の位置に、融雪装置２０を、当該屋根部分を形成する構造部材を跨いで横断する方向で設けることで、積雪を抑制しようとする領域において一定量以上の積雪が発生しないようにすることも可能である。
この場合、融雪用部材２１を長手方向に分割したものを配置する形態も含む。具体的には、第二部分１２を形成する複数の構造部材の、少なくとも１本の構造部材を跨ぐ長さの融雪用部材２１を、ハウス１の屋根部分の、１つまたは複数のある特定の位置に、当該構造部材を跨いで横断する方向に設けることも可能である。

【0060】

別の観点では、ハウス１の屋根部分の積雪を落雪させる方向を設定するために、例えば、屋根部分の左右のどちらか一方や、または左右のある特定の位置に融雪用部材２１を設け、意図的に特定の方向へ落雪を生じさせることも可能である。
この点に関しては、落雪によるハウス周辺における人の安全確保や、設置される収納用倉庫や機器等へのアクセスや保全・管理にも有効である。なお、この場合においても、上記で例示した、分割した融雪用部材２１による配置の形態を利用できることは言うまでもない。

【0061】

また、本発明では、上記で述べた通り、融雪用部材２１は着脱自在に取り付け可能である。特に、ハウスを園芸、鑑賞用植物や、野菜、果物等の農作物の栽培、育成等に用いる場合、日射を遮ることなく必要量の日照量を確保するため、特に屋根部分に配置される構造材を少なくしたハウスが多く見受けられ、またそのニーズも高い。
この点において、本発明では、融雪用部材２１を着脱自在に取り付け可能であるため、冬季においては融雪用部材２１を構造材料、つまり強度部材の１つとしても用いる一方で、積雪のない春季や夏期においては必要に応じて取り外すことも可能となり、利用者にとって非常に利便性が高いものとなる。

【0062】

［実験例］
続いて、本実施の形態におけるパイプハウスを用いた、融雪実験について説明する。ここでは、融雪実験において用いたパイプハウスを、前述した図６，７のパイプハウス１に加えさらに、図５に示す三角屋根型のパイプハウス１（１ｃ）として実施した例を示す。また、融雪装置２０として、加熱手段２２は電気ヒーター、伝送器具２２１はヒーティングテープ２２１ａを用いた（図５参照）。

【0063】

本融雪実験では、人工的に雪を降らせて、パイプハウス１（１ｃ）に積もった雪を融雪装置２０により溶かした。図８は、本発明の融雪装置によるパイプハウスに積もった雪の崩落を説明するための図である。図８（Ａ）は電気ヒーターの消費電力をやや弱（６７．２［Ｗ］）とした場合、図８（Ｂ）は強（２６８．９［Ｗ］）とした場合である。

【0064】

図８に示すように、融雪パイプ２１と第二パイプ１２とで形成される区画毎に、ブロック状の雪塊が形成され、かつ融解・崩落が発生していることが分かる。また、電気ヒーターの消費電力が強い方が、融雪パイプ２１や第二パイプ１２の温度の上昇も大きいため、雪塊の融解度合も大きいことが分かる（図８（Ｂ）に示す雪塊の方が、図８（Ａ）に示す雪塊よりも溶けて液状化していることが分かる）。

【0065】

なお、図９は、融雪装置の実験結果を説明するための図である。具体的には、電気ヒーターの消費電力を、「（ｂ）弱（３７．８［Ｗ］）」、「（ｃ）やや弱（６７．２［Ｗ］）」、「（ｄ）中（１０５［Ｗ］）」、「（ｅ）やや強（１５１．３［Ｗ］）」、「（ｆ）強（２６８．９［Ｗ］）」の５段階で実験した結果をグラフでまとめたものである。また、「（ａ）加熱なし」とした場合の結果も合せてまとめた。

【0066】

それぞれのグラフは、横軸が時間［ｈ：ｍ］、縦軸が測定対象区画の積雪重量［ｋｇ］である。まず、図９（ａ）に示す「加熱なし」を例に説明すると、時間が経過するにつれて、積雪が進み、積雪重量も大きくなっていることが分かる。具体的には、測定開始時点（１０：００）では全く積雪がなかった状態（０ｋｇ）から、測定終了時点（１６：００）では、積雪重量は４ｋｇを超えている。つまり、パイプハウス１の屋根部分に大量の雪が積もっていることが分かる。

【0067】

一方、電気ヒーターの消費電力が「（ｂ）弱（３７．８［Ｗ］）」の場合、図９（ｂ）に示すように、積雪重量が３ｋｇを超えた後に一気に積雪重量が下がっている。そのため、１４：００頃に一度だけ崩落が発生していることが分かる。同様に、消費電力が「（ｃ）やや弱（６７．２［Ｗ］）」の場合は、積雪重量が１ｋｇを超えた１２：００前頃、１３：３０頃、１５：００頃の３回、崩落が発生していることが分かる。

【0068】

また、消費電力が「（ｄ）中（１０５［Ｗ］）」や「（ｅ）やや強（１５１．３［Ｗ］）」の場合は、積雪重量が１ｋｇに満たない時点で、１０：００～１６：００の間で６回の崩落が発生していることが分かる。
なお、消費電力が「（ｆ）強（２６８．９［Ｗ］）」の場合は、図９（ｆ）に示すように、明確に積雪重量が一気に下がっている箇所がないため、積もる前に雪がどんどん溶けていっていることが分かる。

【0069】

［温度分布］
図１０，１１は、温度分布の解析結果を説明するための図である。具体的に、図１０は、融雪装置２０の作用により上昇する、融雪パイプ２１（２１ｂ）および第二パイプ１２（１２ｃ）の温度の分布を解析した結果を説明するための図である。

【0070】

図１０に示すように、パイプハウス１のある区画Ｄ（Ｄ２０）を解析対象とする。区画Ｄ２０は、融雪パイプ２１（２１ｂ）と、２本の第二パイプ１２（１２ｃ）と、第三パイプ１３とで囲まれている。

【0071】

ここで、加熱手段２２により融雪パイプ２１ｂを加熱し、区画Ｄ２０内の温度上昇の分布を解析した。なお、第二パイプ１２ｃおよび第三パイプ１３は、ポリ塩化ビニル製、炭素鋼製、および銅製のものとして温度上昇の分布の比較実験を行った。

【0072】

図１１は、その温度上昇の分布の解析結果（温度分布図）である。図１１（Ａ）がポリ塩化ビニル製とした場合の温度分布、図１１（Ｂ）が炭素鋼製とした場合の温度分布、図１１（Ｃ）が銅製とした場合の温度分布である。また、それぞれ、図示しているように、左側が天頂部分側（融雪パイプ２１ｂ側）である。

【0073】

図１１（Ａ）に示すように、ポリ塩化ビニル製の場合、左端（加熱手段２２により加熱される融雪パイプ２１ｂ）は温度が上昇しているが、それ以外の部分は全く上昇していないことが分かる。つまり、第二パイプ１２ｃや第三パイプ１３は、全く温度が上昇していないことが分かる。
これは、ポリ塩化ビニルは、熱伝導率が０．１３～０．２９［Ｗ／ｍ・ｋ］と低いため、融雪パイプ２１ｂから第二パイプ１２ｃへ熱が伝わらなかったためと考えられる。

【0074】

一方、図１１（Ｂ）に示すように、炭素鋼製の場合、２本の第二パイプ１２ｃに沿って、第二パイプ１２ｃの中間地点ぐらいまで温度が上昇していることが分かる。これは、炭素鋼の熱伝導率は３６～５３［Ｗ／ｍ・ｋ］と比較的高く、融雪パイプ２１ｂから第二パイプ１２ｃへ熱が伝わったためと考えられる。

【0075】

さらに、図１１（Ｃ）に示すように、銅製の場合は、２本の第二パイプ１２ｃおよび第三パイプ１３に沿って万遍なく温度が上昇していることが分かる。これは、炭素鋼の熱伝導率は３９８［Ｗ／ｍ・ｋ］と非常に高く、融雪パイプ２１ｂから第二パイプ１２ｃや第三パイプ１３まで熱が十分に伝わったためと考えられる。

【0076】

以上の温度分布の解析結果より、第二部分１２や第三部分１３を形成する構造部材（第二パイプ１２、第三パイプ１３）は、熱伝導率が高い金属製のものである方が、融雪用部材２１（融雪パイプ２１）からの熱が十分に伝わり、より効率的に雪を溶かすことができると言える。

【0077】

［適用製品］
以上のように、本発明に係るハウス１や融雪装置２０について説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、これらは様々な製品に適用することができる。
例えば、加熱手段２２は、地熱や温泉を利用することができる。具体的には、地熱や温泉から湧き出る湯（熱湯）を利用し、融雪用部材２１を加熱することができる。

【0078】

また、自重により崩落した雪塊は、ハウス１のサイド（側面）に溜まる場合があり、本発明はこのような場合においても有効利用することが可能である。具体的には、ハウス１の側面部分（第一部分１１）に設けられる構造部材に、当該構造部材を跨ぎ横断する方向に融雪用部材２１を、１本または複数本設け、側面部分の構造部材と共に加熱し、融雪により落下して側面に溜まった雪塊に熱を加える。
そうすることで、ハウス１と、この雪塊との接触を回避することができ、積雪によりハウス１の側面に溜まる雪塊の増加により、側面からの当該雪塊による押圧による荷重負荷を軽減することが可能となり、結果として、ハウス１の倒壊防止に繋げることができる。

【0079】

さらに、その溜まった雪をかまくらのように、ハウス１のサイドに積み上げていくことで、雪塊と、ハウス１との間に形成される空隙により、ハウス１内の温度が外に逃げないようにすることも可能である。つまり、溶けずに残った雪が積もり積もって、いわば断熱材の効果を得ることもでき、ハウス１全体の保温性が高まり省電力化も期待できる。

【0080】

図１２，１３は、このような断熱効果の実験結果を説明するための図である。雪塊がパイプハウスを覆っている場合（図１２（Ａ）参照）と、雪塊がパイプハウスを覆っていない場合（図１２（Ｂ）参照）とでそれぞれ、経時変化するパイプハウス内の温度を計測し、比較した。

【0081】

図１２（Ａ）は、雪塊がパイプハウスを覆っている場合の、一定時間（約７時間）経過後の積雪状況を示す図である。図１２（Ａ）に示すパイプハウスは、自重により崩落した雪塊がサイドに溜まっており、パイプハウス全体が雪塊で覆われていることが分かる。
一方、図１２（Ｂ）は、雪塊がパイプハウスを覆っていない場合の、一定時間（約７時間）経過後の積雪状況を示す図である。図１２（Ｂ）に示すパイプハウスは、雪塊がサイドに溜まっておらず、パイプハウスは雪塊で覆われていないことが分かる。

【0082】

また、図１３（Ａ）は、雪塊がパイプハウスを覆っている場合の、パイプハウス内の温度の変化を示すグラフである。一方、図１３（Ｂ）は、雪塊がパイプハウスを覆っていない場合の、パイプハウス内の温度の変化を示すグラフである。パイプハウス内の温度は、株式会社ＫＮラボラトリーズのハイグロクロンを使用して計測した。

【0083】

これらのグラフからも分かるように、雪塊がパイプハウスを覆っている場合は、覆われた雪塊がいわば断熱材として作用し、約７時間後にはパイプハウス内の温度が２℃程度上昇していることが分かる（図１３（Ａ）参照）。一方、雪塊がパイプハウスを覆っていない場合は、パイプハウス内の温度に変化は見られなかった（図１３（Ｂ）参照）。この状況を比較しても、ハウスのサイドに溜まった雪塊が断熱材として十分に作用していることが明らかである。

【産業上の利用可能性】

【0084】

本発明は、着脱可能であるため既存のハウスに対しても取り付けることができる融雪装置や、その融雪装置を用いたハウスとして提供することができ、積雪によるハウスの倒壊や損傷を防ぐことができるため、産業上有用である。

【符号の説明】

【0085】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ ハウス（パイプハウス）
１１ 第一部分（第一部材／第一パイプ）
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 第二部分（第二部材／第二パイプ）
１３ 第三部分（第三部材／第三パイプ）
２０ 融雪装置
２１，２１ａ，２１ｂ 融雪用部材（融雪パイプ）
２１１ 固定具
２１２ 留め具
２２ 加熱手段
２２１，２２１ａ 伝送器具
３０ フィルム
Ｄ，Ｄ１～Ｄ１２，Ｄ２０ 区画

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】