(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を加熱する加熱手段と、
雄ねじが形成された接続ねじ部と、前記雄ねじに螺合する雌ねじが形成されたナットと、前記液体が通る配管と前記接続ねじ部との間に介挿され、前記ナットを締め付けることにより前記配管と前記接続ねじ部との間で圧縮される、弾性材料で構成されたシール部材とを有し、前記配管を接続するねじ式の配管接続部と、
前記配管接続部に設置され、前記配管接続部のひずみを検出するひずみゲージと、
前記ひずみゲージの信号に基づく検出値と、所定の閾値とを比較することにより、前記シール部材の経年劣化による前記配管接続部からの液漏れを検知する液漏れ検知手段と、
を備え、
前記液漏れ検知手段は、前記検出値が前記閾値に比べて低くなった場合には、前記配管接続部の液漏れ、または液漏れのおそれ、があると判定する熱供給システム。
【請求項２】
前記ナットを締め付けた後の前記ひずみゲージの検出値の変化特性に基づいて、前記シール部材の入れ忘れを検知する入れ忘れ検知手段を備える請求項１記載の熱供給システム。
【請求項３】
給湯と暖房との一方または両方を行う請求項１または請求項２に記載の熱供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプ等の熱源を用いた貯湯式給湯システムや温水暖房システムなどの熱供給システムが広く用いられている。熱供給システムには、温水の通る配管を接続する配管接続部が多数存在するが、シール部材の劣化等により、配管接続部からの水漏れが発生する場合がある。このため、配管接続部からの水漏れを自動で検知することが望まれている。
【０００３】
特許文献１には、ボルト等の緩みを検出しうる機能を有した座金部材を被締結部材との間に介挿し、ボルト等が緩んだ場合には電気的又は機械的等の情報として外部へ取り出すことにより、ボルト等から離隔した場所でも緩みを検知できる緩み検出方法が開示されている。上記座金部材は、圧電素子、誘電体セラミックス素子、電極、半導体感圧素子等を用いて、緩みを検出する。また、特許文献２には、ナット側面にひずみゲージを設け、ナット側面部のひずみ、応力等からボルトの緩みを検出する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−３９５２３号公報
【特許文献２】特開平１−１３１４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、ボルト等の金属製締結部材の緩みを検知する技術は従来より知られている。しかしながら、配管接続部からの水漏れを検知する技術は存在していない。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、配管接続部からの液漏れを検知することのできる熱供給システム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】
【０００７】
本発明に係る熱供給システムは、
液体を加熱する加熱手段と、雄ねじが形成された接続ねじ部と、雄ねじに螺合する雌ねじが形成されたナットと、液体が通る配管と接続ねじ部との間に介挿され、ナットを締め付けることにより配管と接続ねじ部との間で圧縮される、弾性材料で構成されたシール部材とを有し、配管を接続するねじ式の配管接続部と、配管接続部に設置され、配管接続部のひずみを検出するひずみゲージと、ひずみゲージの信号に基づく検出値と、所定の閾値とを比較することにより、シール部材の経年劣化による配管接続部からの液漏れを検知する液漏れ検知手段と、を備え、液漏れ検知手段は、検出値が閾値に比べて低くなった場合には、配管接続部の液漏れ、または液漏れのおそれ、があると判定するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、配管接続部からの液漏れを確実に検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１の熱供給システム（給湯暖房システム）を示す構成図である。
【図２】図１に示す給湯暖房システムが備える配管接続部の断面図である。
【図３】ひずみゲージから検知部に送られた信号から求められた、ナットにかかる応力の時間経過を表した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の熱供給システム（給湯暖房システム）を示す構成図である。なお、本実施形態では、給湯と暖房との両方を行う給湯暖房システムに本発明の熱供給システムを適用した場合について説明するが、本発明の熱供給システムは、給湯と暖房との何れか一方を行うものであってもよい。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の給湯暖房システムは、貯湯タンク１と、貯湯タンク１内に設置された水熱交換器２と、加熱手段としてのヒートポンプ熱源機３と、水回路内の水を循環させる循環ポンプ５と、水回路の流路を切り換える電磁三方弁６と、温水暖房器具７とを備えている。
【００１３】
ヒートポンプ熱源機３内には、圧縮機と、水冷媒熱交換器４（凝縮器）と、膨張装置と、蒸発器とが順次接続されて冷媒が循環する冷凍サイクルにより水を加熱するヒートポンプ回路が設けられている。水冷媒熱交換器４では、冷媒との熱交換により水が加熱され、温水となる。この温水は、配管２２および循環ポンプ５を通って、電磁三方弁６に送られる。電磁三方弁６は、温水の流路を、水熱交換器２に繋がる配管１３と、温水暖房器具７に繋がる配管２３とに切り換え可能になっている。
【００１４】
電磁三方弁６から配管１３を通って水熱交換器２に送られた温水は、貯湯タンク１内の水と熱交換することにより温度低下し、配管１２および２１を通って水冷媒熱交換器４に戻り、再循環する。貯湯タンク１内の水は、水熱交換器２を通る温水により加熱され、湯となって貯湯タンク１内に貯留される。貯湯タンク１の下部には給水配管１０が接続されている。水道等の水源からの水が給水配管１０を通って貯湯タンク１内に供給される。貯湯タンク１の上部には出湯配管１１が接続されている。貯湯タンク１内に貯留された湯は、出湯配管１１を通って、例えば浴槽、蛇口、シャワーなどの需要端へ供給される。
【００１５】
温水暖房器具７は、例えば床暖房や室内空気暖房などを行うための放熱器である。電磁三方弁６から配管２３を通って温水暖房器具７に送られた温水は、室内を暖房することで放熱して温度低下し、配管２４および２１を通って水冷媒熱交換器４に戻り、再循環する。
【００１６】
なお、本実施形態では、水熱交換器２によって貯湯タンク１内の水を加熱するものとして説明したが、本発明では、ヒートポンプ熱源機３で加熱された温水をそのまま貯湯タンク１内に貯留する構成であってもよい。また、本実施形態では、水熱交換器２および温水暖房器具７に水が循環するものとして説明したが、本発明では、水以外の例えば不凍液等の液体（熱媒体）をヒートポンプ熱源機３等の加熱手段により加熱して水熱交換器２および温水暖房器具７に循環させる構成であってもよい。また、本発明における加熱手段は、ヒートポンプ式のものに限定されるものではなく、例えば太陽熱を利用するもの、電気ヒータによるもの、燃焼の熱を利用するもの、廃熱を利用するものなどであってもよい。
【００１７】
図２は、図１に示す給湯暖房システムが備える配管接続部の断面図である。図１に示す給湯暖房システムは、上述した各配管の接続部のうちの少なくとも１箇所が、図２に示す配管接続部で構成されている。図２に示す配管接続部は、雄ねじが形成された接続ねじ部１５と、この接続ねじ部１５に接続される配管１６と、接続ねじ部１５の雄ねじに螺合する雌ねじが形成されたナット１４と、接続ねじ部１５と配管１６との間に介挿されたシール部材１７とを有している。接続ねじ部１５内には、配管１６内と連通する流路が形成されている。配管１６の端部には、フランジ１６ａが形成されている。フランジ１６ａにナット１４が係合することにより、配管１６が接続ねじ部１５に固定されている。シール部材１７は、例えばゴム等の弾性材料で構成され、中央に孔の開いた円盤状をなしており、接続ねじ部１５の端面とフランジ１６ａとの間に挟持されている。ナット１４を締め付けることにより、接続ねじ部１５の端面とフランジ１６ａとの間でシール部材１７が圧縮される。このシール部材１７により、配管接続部の液密性が確保されている。
【００１８】
ナット１４の側面には、ひずみゲージ１８が貼り付けられている。ひずみゲージ１８の信号は、例えば貯湯タンク１の付近等に配置される検知部１９（検知手段）に送られ、解析される。
【００１９】
図３は、ひずみゲージ１８から検知部１９に送られた信号から求められた、ナット１４にかかる応力の時間経過を表した概念図である。ナット１４にかかる応力が低下するほど、シール部材１７に作用する押圧力は低下する。ナット１４にかかる応力が、所定の水漏れ閾値より低くなると、シール部材１７が液密性を確保できなくなり、水漏れ（液漏れ）のおそれがあると判定できる。このため、検知部１９は、ひずみゲージ１８からの信号に基づいて求めたナット１４にかかる応力が水漏れ閾値より低くなった場合には、配管接続部の水漏れ（または水漏れのおそれ）があると判定する。このようにして、水漏れの早期発見あるいは予防をすることができる。なお、上記水漏れ閾値は、ナット１４、接続ねじ部１５、配管１６、シール部材１７の組合せにて応力と水漏れとの関係を予め測定することで得ることができ、検知部１９に予め記憶されている。
【００２０】
検知部１９は、配管接続部の水漏れを検知した場合には、その旨を例えば表示装置、警報装置などの報知手段（図示せず）を用いて、使用者に報知することが好ましい。また、検知部１９による検知結果を給湯暖房システムのシステム制御に反映させるようにしてもよい。例えば、検知部１９により配管接続部の水漏れが検知された場合には、循環ポンプ５を停止させる等の制御を行うようにしてもよい。
【００２１】
一般に、ナット１４および接続ねじ部１５は、金属材料で構成されるが、同材質とは限らない。一方で、配管接続部を含む一連の水回路を流れる水の温度は、給湯暖房システムの運転状態に応じて、例えば１０〜８０℃程度の範囲で変化する。このため、配管接続部の温度もその範囲で変化する。したがって、配管接続部の温度変化が繰り返されるたびに、ナット１４と接続ねじ部１５との線膨張係数の違いにより、ナット１４と接続ねじ部１５との間に熱応力が発生する。これにより、ナット１４と接続ねじ部１５との間の締結が経年的に弱くなる場合がある。本実施形態によれば、このような原因で生ずる配管接続部の水漏れを確実に検知することができる。
【００２２】
また、シール部材１７を構成する弾性材料は、圧縮されることで経年的に劣化し、反発力が低下する。シール部材１７の反発力が低下すると、ナット１４にかかる応力も低下する。このため、本実施形態によれば、ナット１４にかかる応力の経年的な低下を検出することにより、シール部材１７の経年劣化による配管接続部の水漏れを確実に検知することができる。
【００２３】
また、本実施形態では、図１に示す給湯暖房システムの製造ラインでの組立工程、あるいはメンテナンス時の部品交換において、シール部材１７の入れ忘れを次のようにして検知することもできる。ナット１４にかかる応力は、上述した経年的な応力低下を示すほかに、ナット１４を締め付けた直後に生ずる初期的な応力低下を示す。これは、シール部材１７を構成する弾性材料の反発力が、ナット１４の締め付けによる圧縮力を受けた直後に、初期的な低下を示すことに起因している。これに対し、シール部材１７を入れ忘れてナット１４を締め付けた場合には、ナット１４と接続ねじ部１５との金属部品のみの締結となるため、その後にナット１４にかかる応力が初期的な低下を示すことはない。そこで、組立工程や部品交換時においてナット１４を締め付けた後の所定時間において、ひずみゲージ１８から検知部１９に送られる信号を解析し、ナット１４にかかる応力が初期的な低下傾向を示すかどうかを判断する。その結果、ナット１４にかかる応力が初期的な低下傾向を示した場合には、シール部材１７が入れられていると判定することができる。これに対し、ナット１４にかかる応力が初期的な低下傾向を示さない場合（ナット１４にかかる応力が一定値を保つ場合）には、シール部材１７が入れ忘れられていると判定することができる。
【００２４】
以上説明した実施の形態では、ひずみゲージ１８の信号から求められた応力を閾値と比較することにより水漏れ（液漏れ）やシール部材１７の入れ忘れを検知しているが、本発明では、ひずみゲージ１８の信号から求められたひずみを閾値と比較してもよい。また、本実施形態では、ナット１４側にひずみゲージ１８を設置しているが、本発明では、接続ねじ部１５側にひずみゲージ１８を設置してもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１      貯湯タンク
２      水熱交換器
３      ヒートポンプ熱源機
４      水冷媒熱交換器
５      循環ポンプ
６      電磁三方弁
７      温水暖房器具
１０    給水配管
１１    出湯配管
１２，１３，１６，２２，２３，２４  配管
１４    ナット
１５    接続ねじ部
１６ａ  フランジ
１７    シール部材
１８    ひずみゲージ
１９    検知部
【図１】
0005737164.tif 000002
【図２】
0005737164.tif 000003
【図３】
0005737164.tif 000004