(57)【要約】【課題】タンク本体内の不凍液の液面を正確に検知し得るロードヒーティングシステムの気水分離器を提供すること。【解決手段】底部に液入口５ａおよび液出口５ｂを有する縦長のタンク本体５０と、液入口５ａへ送り込まれた不凍液をタンク本体５０内の上域へ導く導水管５４と、タンク本体５０内の不凍液の液面高さを検知する水位センサ５７と、タンク本体５０内の上部に集められた気泡を器外へ放出可能な弁機構部５３とを備えたロードヒーティングシステム１の気水分離器５において、タンク本体５０の内側上面にタンク本体５０の内部空間の上域を左右に区分けする仕切板５８を垂設し、導水管５４の開放端５４０は、仕切板５８によって区分けされた第１の空間Ｓ１に向かって開放し、第２の空間Ｓ２に前記水位センサ５７の水位検知部５７０を配設したこと。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に液入口および液出口を有する縦長のタンク本体と、液入口へ送り込まれた不凍液をタンク本体内の上域へ導く導水管と、タンク本体内の不凍液の液面高さを検知する水位センサと、タンク本体内の上部に集められた気泡を器外へ放出可能な弁機構部とを備えた気水分離器において、
タンク本体の内部空間の上域を左右に区分けする仕切板をタンク本体の内側上面に垂設し、
導水管の開放端は、仕切板によって区分けされた第１の空間に向かって開放し、第２の空間に前記水位センサの水位検知部を配設したことを特徴とする、ロードヒーティングシステムの気水分離器。
【請求項２】
請求項１に記載のロードヒーティングシステムの気水分離器において、
仕切板の上部に気泡の通過可能な連通孔を設けたことを特徴とする、ロードヒーティングシステムの気水分離器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路や駐車場等の融雪を行うロードヒーティングシステムの気水分離器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱源機とヒートパイプとの間で不凍液を循環させ、道路や駐車場等の融雪を行うロードヒーティングシステムでは、熱源機やヒートパイプ内で発生した気泡が循環ポンプや流量センサ等へ混入すれば、それら各部品の機能を著しく低下させ、ロードヒーティングシステム全体の動作不良を引き起こす恐れがある。そのため、従来の一般的なロードヒーティングシステムでは、熱源機とヒートパイプとを繋ぐ管路に、不凍液から気泡を分離する気水分離器が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、上記従来のロードヒーティングシステム１Ａの概略構成図であり、不凍液を加熱する熱源機２の熱交換器２２と、道路や駐車場等の地下へ埋設されるヒートパイプ３とが往き配管１１および戻り配管１２を介して接続されている。また、戻り配管１２には、熱交換器２２とヒートパイプ３との間で不凍液を循環させる循環ポンプ４が設けられており、この循環ポンプ４の上流側で且つヒートパイプ３の下流側に気水分離器９が設けられている。
【０００４】
上記気水分離器９は、縦長のタンク本体９０の底部に液入口９ａおよび液出口９ｂを設けたものであり、タンク本体９０内の上部には、その内部に集められた空気を器外へ放出するエア抜き弁９２０が設けられている。また、タンク本体９０内には、液入口９ａへ送り込まれた不凍液をタンク本体９０内の上域へ導く導水管９４が設けられている。そして、上記液入口９ａには、ヒートパイプ３の出口側端部３ｂへ繋がる第１の戻り配管１２１が接続され、液出口９ｂには、循環ポンプ４の吸込口４ａへ繋がる第２の戻り配管１２２が接続されている。
【０００５】
従って、ヒートパイプ３の出口側端部３ｂから第１の戻り配管１２１へ送り出された不凍液は、液入口９ａから導水管９４を通ってタンク本体９０内へ送り込まれ、さらに、タンク本体９０の内部空間を下向きに流れて、液出口９ｂから第２の戻り配管１２２へ送り出される。その際、不凍液中の気泡は、不凍液の流れから外れてタンク本体９０内の上部へ集められ、エア抜き弁９２０から器外へ放出される。
【０００６】
しかしながら、上記ロードヒーティングシステム１Ａでは、不凍液の漏洩やエア抜き弁９２０の故障等によりタンク本体９０内に空気が溜まり、不凍液の液面が降下した場合には、その溜まった空気が不凍液とともに第２の戻り配管１２２へ引き込まれ、循環ポンプ４や流量センサ７等の各部品の機能を低下させる可能性がある。
【０００７】
そこで、図６に示すように、タンク本体９０に水位センサ９７を設け、この水位センサ９７がタンク本体９０内の不凍液の液面の降下を検知した場合には、循環ポンプ４の動作を強制的に停止して、不凍液の循環を中断させる方法が考えられる。
【０００８】
具体的には、タンク本体９０の上部には、タンク本体９０内の不凍液の液面位置に応じてオンオフする水位センサ９７が設けられており、この水位センサ９７がオフ状態になれば、ロードヒーティングシステム１に組み込まれた図示しない安全制御プログラムの実行回路によって、循環ポンプ４の動作を強制的に停止させるように構成されている。
【０００９】
従って、タンク本体９０内の不凍液の液面が降下し、水位センサ９７がオフ状態になれば、不凍液の循環が中断され、タンク本体９０内の空気が不凍液とともに液出口９ｂから第２の戻り配管１２２へ送り出されるのを未然に防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−３４２５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、このものでは、導水管９４の開放端からタンク本体９０内へ放出される不凍液の水勢によって水位センサ９７の水位検知部周辺の水流が乱され、不凍液の液面を正確に検知できない可能性がある。
【００１２】
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、タンク本体内の不凍液の液面を正確に検知し得るロードヒーティングシステムの気水分離器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るロードヒーティングシステムの気水分離器は、
底部に液入口および液出口を有する縦長のタンク本体と、液入口へ送り込まれた不凍液をタンク本体内の上域へ導く導水管と、タンク本体内の不凍液の液面高さを検知する水位センサと、タンク本体内の上部に集められた気泡を器外へ放出可能な弁機構部とを備えたロードヒーティングシステムの気水分離器において、
タンク本体の内部空間の上域を左右に区分けする仕切板をタンク本体の内側上面に垂設し、
導水管の開放端は、仕切板によって区分けされた第１の空間に向かって開放し、第２の空間に前記水位センサの水位検知部を配設したことを特徴とするものである。
【００１４】
上記構成によれば、液入口へ送り込まれた不凍液は、導水管の開放端から水位センサの水位検知部の配設されていない第１の空間へ放出され、タンク本体底部の液出口から器外へ放出される。これにより、水位検知部周辺の水流を常に安定した状態で維持できる。
【００１５】
上記気水分離器では、仕切板の上部に気泡の通過可能な連通孔を設けるのが望ましい。不凍液中の気泡は、不凍液が導水管の開放端から第１の空間内へ放出された際に、その不凍液の流れから外れて第１の空間内の上部や、仕切板を越えて第２の空間内の上部へ集められるが、このものでは、第１の空間や第２の空間の上部に集められた気泡は、仕切板上部の連通孔を通ってそれら各空間相互間を往来可能であり、いずれの気泡も弁機構部から器外へ放出されるから、第１の空間や第２の空間の上部に空気溜まりができ難い。従って、タンク本体内に滞留した空気が不凍液とともに液出口へ引き込まれ、循環ポンプや流量センサ等の各部品の機能を低下させるといった問題も生じ難い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、上記構成であるから次の特有の効果を有する。
水位検知部周辺の水流が常に安定した状態で維持できるから、水位センサによる液面検知の正確性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る気水分離器５を備えたロードヒーティングシステム１の概略構成図
【図２】本発明の実施の形態に係る気水分離器５の一部断面斜視図
【図３】本発明の他の実施形態に係る気水分離器５の説明図
【図４】本発明の他の実施形態に係る気水分離器５の説明図
【図５】従来の気水分離器９を備えたロードヒーティングシステム１Ａの概略構成図
【図６】水位センサ９７を設けた従来の気水分離器９の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、上記した本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳述する。
図１に示すロードヒーティングシステム１は、主として、不凍液を加熱する熱源機２と、その加熱された不凍液の熱を放出するヒートパイプ３と、熱源機２とヒートパイプ３との間で不凍液を循環させる循環ポンプ４とで構成されており、本発明の実施の形態に係る気水分離器５は、上記ヒートパイプ３の下流側で且つ循環ポンプ４の上流側の管路に配設されている。
【００１９】
熱源機２は、ガス配管２０から送り込まれたガスを燃焼させるバーナ２１と、バーナ２１から放出されたガスの燃焼熱を回収する熱交換器２２とを備えており、この熱交換器２２の出湯口２２ｂに、道路や駐車場等の地下に埋設されたヒートパイプ３の入口側端部３ａが往き配管１１を介して繋がっている。一方、熱交換器２２の入水口２２ａには、ヒートパイプ３の出口側端部３ｂが戻り配管１２を介して繋がっており、循環ポンプ４は、この戻り配管１２に設けられている。
【００２０】
従って、循環ポンプ４を作動し且つ熱源機２のバーナ２１を点火すれば、熱交換器２２内で加熱された不凍液がヒートパイプ３へ送り込まれ、このヒートパイプ３から放出される不凍液の熱によって、道路や駐車場等の表面の融雪が行われる。
【００２１】
気水分離器５は、略楕円柱状のタンク本体５０を備えており、このタンク本体５０の底部５０Ｂには、第１の戻り配管（以下、「入水管」という）１２１を介してヒートパイプ３の出口側端部３ｂへ繋がる液入口５ａと、第２の戻り配管（以下、「出水管」という）１２２を介して循環ポンプ４の吸込口４ａへ繋がる液出口５ｂとが形成されている。
【００２２】
従って、ヒートパイプ３を通過した後の不凍液は、入水管１２１を通ってタンク本体５０内へその底部から送り込まれ、さらに、タンク本体５０の内部空間（後述する脱気室Ｓ１）を下向きに流れて、底部から出水管１２２を通って循環ポンプ４側へ送り出される。その際、不凍液中に含まれる気泡は、不凍液の流れから外れてタンク本体５０内（後述する脱気室Ｓ１）の上部に集められる。
【００２３】
タンク本体５０の上部５０Ｔには、タンクキャップ５２によって被蓋された不凍液供給口５ｃが形成されており、上記タンクキャップ５２には、不凍液を貯留するリザーブタンク６内と上記不凍液供給口５ｃとを繋ぐ給液配管６１が接続されている。また、タンクキャップ５２内における上記不凍液供給口５ｃと給液配管６１との間には、タンク本体５０およびリザーブタンク６相互間における不凍液の往来を調整する圧力調整弁５３が設けられている。
【００２４】
圧力調整弁５３は、不凍液が加熱膨張した際にタンク本体５０内からリザーブタンク６内へ不凍液を送り出す図示しない過圧逃がし弁機構と、不凍液が冷却収縮した際にリザーブタンク６内からタンク本体５０内へ不凍液を引き込む図示しない減圧弁機構とを兼備しており、タンク本体５０内の圧力が所定値以上になれば、そのタンク本体５０内の不凍液が給液配管６１を介してリザーブタンク６内へ送り出され、タンク本体５０内の圧力が所定値以下になれば、リザーブタンク６内の不凍液が給液配管６１を介してタンク本体５０内へ送り込まれる。これにより、タンク本体５０内は、常に液密の状態で且つ一定圧に維持されている。
【００２５】
タンク本体５０の内側底面５０１には、下端が液入口５ａへ繋がる導水管５４が立設されている。この導水管５４上部の開放端５４０は、タンク本体５０の後述する脱気室Ｓ１に向かって開放しており、その開放端５４０の上部には、不凍液中の不純物を除去するストレーナ５５が装着されている。
【００２６】
ストレーナ５５は、周面全体に複数の小孔を有する円筒状部材であり、入水管１２１から導水管５４へ送り込まれた不凍液は、このストレーナ５５の周面全体の小孔を通る際に整流されて、後述する脱気室Ｓ１内へ放出される。
【００２７】
タンク本体５０の上部５０Ｔには、ストレーナ５５を上記導水管５４の開放端５４０へ装着するためのストレーナ装填口５ｄが形成されている。また、ストレーナ装填口５ｄは、ストレーナキャップ５６によって被蓋されている。
【００２８】
さらに、タンク本体５０の上部５０Ｔには、浮き子５７０の位置に応じてオンオフする水位センサ５７が設けられている。この水位センサ５７は、タンク本体５０の内側上面５０２に垂設される軸部５７１に浮き子５７０を上下に遊動可能な状態で取り付けたものであり、浮き子５７０が軸部５７１の下端まで下がった場合に、水位センサ５７に内蔵された図示しないオンオフスイッチがオフになるように構成されている。
【００２９】
従って、例えば、ヒートパイプ３や各配管接続部の異常により不凍液が漏洩する不具合を生じ、タンク本体５０内の不凍液の液面が降下した場合には、その液面の降下に追動して浮き子５７０が下がり、図示しないオンオフスイッチがオフになる。尚、上記ロードヒーティングシステム１は、熱源機２による不凍液の加熱動作や循環ポンプ４のオンオフ動作を制御する実行回路を備えており、水位センサ５７がオフ状態になった場合は、この実行回路によって、バーナ２１を強制消火させるとともに循環ポンプ４を強制停止させる安全制御プログラムが実行される。
【００３０】
タンク本体５０の内側上面５０２には、タンク本体５０の内部空間の上域を左右二つに区分けする仕切板５８が垂設されている。この仕切板５８は、タンク本体５０の内側上面５０２と内側底面５０１との間の略中央位置まで延びており、その左右二つに区分けされた第１の空間（以下、「脱気室」という）Ｓ１および第２の空間（以下、「水位検知室」という）Ｓ２相互は、仕切板５８の下端側の空間で繋がっている。
【００３１】
液入口５ａは、上記脱気室Ｓ１の下方に開設されており、ストレーナ装填口５ｄは、この脱気室Ｓ１の上部に開設されている。また、導水管５４は、脱気室Ｓ１内まで延びている。一方、液出口５ｂは、上記水位検知室Ｓ２の下方に開設されており、不凍液供給口５ｃは、この水位検知室Ｓ２の上部に開設されている。また、水位センサ５７の浮き子５７０は、水位検知室Ｓ２内に配設されている。
【００３２】
従って、入水管１２１から導水管５４の開放端５４０へ送り込まれた不凍液は、ストレーナ５５を介して脱気室Ｓ１内へ放出された後、脱気室Ｓ１の下域へ導かれる。そしてさらに、仕切板５８の下端側の空間を通って水位検知室Ｓ２の下域へ導かれ、液出口５ｂから出水管１２２へ送り出される。
【００３３】
また、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、仕切板５８の上端で且つ不凍液供給口５ｃに対向する位置には、脱気室Ｓ１および水位検知室Ｓ２相互を繋ぐ連通孔５８０が開設されている。従って、導水管５４の開放端５４０から脱気室Ｓ１へ不凍液が送り込まれた際、その不凍液の流れから外れて脱気室Ｓ１の上部に集まった気泡は、上記連通孔５８０からタンク本体５０の内側上面５０２に沿って水位検知室Ｓ２の上部へ移動する。そして、タンク本体５０内の不凍液が加熱膨張して圧力調整弁５３の過圧逃がし弁機構が開放した際に、不凍液とともに給液配管６１を通ってリザーブタンク６内へ送り出される。これにより、循環ポンプ４や不凍液の循環経路に配設された他の部品（例えば、熱交換器２２への不凍液の流量を計測する流量センサ７）への空気の混入が防止される。
【００３４】
このものでは、導水管５４の開放端５４０と水位検知部である浮き子５７０との間に仕切板５８を設けたことによって、導水管５４の開放端５４０から放出された不凍液が浮き子５７０側へ直接的に流れ込まないから、その不凍液の水勢によって浮き子５７０周辺の水流が乱され難く、常に安定した状態で維持できる。従って、水位検知室Ｓ２の不凍液の液面高さが安定するし、上記水勢によって浮き子５７０が強制的に押し下げられるのも防止できる。これにより、水位センサ５７による液面検知の正確性が向上する。
【００３５】
その結果、タンク本体５０内に規定量の不凍液があるにもかかわらず上述の安全制御プログラムが実行されてしまう誤動作を生じ難く、ロードヒーティングシステム１に組み込まれた安全機能の動作精度が向上する。
【００３６】
また、仕切板５８の上端に連通孔５８０を設けたことによって、脱気室Ｓ１の上部に集められた気泡は、その連通孔５８０を通って水位検知室Ｓ２の上部へ導かれ、圧力調整弁５３から給液配管６１を介して器外（リザーブタンク６内）へ放出されるから、タンク本体５０内の上部に空気溜まりができ難い。従って、タンク本体５０内に滞留した空気が不凍液とともに液出口５ｂへ引き込まれ、循環ポンプ４や上記流量センサ７等の各部品の機能を低下させるといった問題も生じ難い。
【００３７】
さらに、連通孔５８０を不凍液供給口５ｃに対向する位置に設けたことによって、不凍液が連通孔５８０から浮き子５７０の上部へ直接的に流れ込み、その浮き子５７０を強制的に押し下げるのを防止できるから、上述の誤動作が生じ難い。これにより、上記安全機能の動作精度が一層向上する。
【００３８】
また、タンク本体５０内の上部に集められた気泡を器外へ放出可能な過圧逃がし弁機構を有する圧力調整弁５３を、導水管５４の開放端５４０から放出された不凍液の水勢の影響を受け難い水位検知室Ｓ２の上部に配設したことによって、水位検知室Ｓ２に集められた気泡を円滑に器外へ放出させることが可能であるから、タンク本体５０内に空気溜まりが一層でき難く、上述の各部品の機能を低下させる問題も一層生じ難い。
【００３９】
また、ストレーナ装填口５ｄを脱気室Ｓ１側に設けたことによって、ストレーナ５５を取り外す際に、そのストレーナ５５の内面から漏出した不純物が浮き子５７０や軸部５７１へ直接的に付着する恐れもないから、水位センサ５７の液面検知機能を長期的に維持できる。
【００４０】
尚、上記実施の形態では、仕切板５８によってタンク本体５０の内部空間の上域を左右略半分に分割することで、導水管５４を配設する脱気室Ｓ１と、不凍液供給口５ｃおよび浮き子５７０を配設する水位検知室Ｓ２とに区分けしているが、図３に示すように、タンク本体５０の内部空間の上域を浮き子５７０の外周を囲うように分割し、導水管５４および不凍液供給口５ｃを配設する脱気室Ｓ１と、浮き子５７０を配設する水位検知室Ｓ２とに区分けしても良い。
【００４１】
また、上記実施の形態では、浮き子５７０の位置によってタンク本体５０内の不凍液の液面高さを検知する形式の水位センサ５７を採用したが、図４に示すように、タンク本体５０の内側上面５０２に垂設した電極によって水位を検知する形式の水位センサ５９を採用しても良い。この場合、水位センサ５９の水位検知部である電極端部５９０を水位検知室Ｓ２内に配設し、タンク本体５０内の不凍液の液面がこの電極端部５９０より下方まで降下した際に、上述の安全制御プログラムが実行されるように構成されている。
【００４２】
このものでは、導水管５４の開放端５４０と水位検知部である電極端部５９０との間に仕切板５８を設けたことによって、導水管５４の開放端５４０から放出された不凍液が電極端部５９０側へ直接的に流れ込まないから、その不凍液の水勢によって電極端部５９０周辺の水流が乱され難く、常に安定した状態で維持できる。その結果、上記実施の形態と同様、水位センサ５９による液面検知の正確性が向上する。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・ロードヒーティングシステム
２・・・熱源機
３・・・ヒートパイプ
４・・・循環ポンプ
５・・・気水分離器
５ａ・・・液入口
５ｂ・・・液出口
５０・・・タンク本体
５３・・・圧力調整弁（弁機構部）
５４・・・導水管
５４０・・・開放端
５７・・・水位センサ
５７０・・・浮き子（水位検知部）
５８・・・仕切板
５８０・・・連通孔
【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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