(57)【要約】【課題】運転を停止させることなく伝熱管の破損を早期に発見することができる伝熱管破損検出装置及びそれを備えた蓄熱装置を提供する。【解決手段】伝熱管が破損して当該伝熱管から蓄熱材内に漏出した熱媒体蒸気又は当該伝熱管から加熱された熱媒体が蓄熱材内に漏出して気化した熱媒体蒸気を電気ヒータ２６の端子部Ｔに接触させ、当該端子部の表面において結露を発生させるようにした。即ち、接続端子５１ａと保護管３１との間を水滴（結露水）により導通させ漏電ブレーカをトリップ動作させることにより、伝熱管の破損を検出するようにした。このため、伝熱管の破損を早期に発見することができ、次回の定期検査まで伝熱管が破損状態で放置されることはない。また、蓄熱装置１１の運転を停止させたり伝熱管を一旦空にしたりすることなく伝熱管の破損を検出することができる。【選択図】        図２
2004271000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気ヒータにより加熱されることによって熱を蓄える蓄熱材が充填されたケース内に配設されると共に内部に熱媒体が流され、この熱媒体と蓄熱材との間で熱交換を行う伝熱管の破損を検出する伝熱管破損検出装置において、
前記電気ヒータを構成すると共にケースの外部に導出された露出端子部と、
前記電気ヒータを構成する接地部材と前記露出端子部との間を絶縁する絶縁部材と、
前記伝熱管が破損して当該伝熱管から蓄熱材内に漏出した熱媒体蒸気又は当該伝熱管から熱媒体が蓄熱材内に漏出して気化した熱媒体蒸気を前記絶縁部材に付着させるように導く熱媒体蒸気導出手段と、
前記露出端子部と接地部材との間の絶縁状態に基づいて伝熱管の破損の有無を判断する判断手段とを備えた伝熱管破損検出装置。
【請求項２】
前記端子部と接地部材との間の絶縁状態を監視して漏電を検出したときには前記電気ヒータへの電力供給を遮断する遮断手段を備え、
前記判断手段は遮断手段の動作を検知したとき伝熱管の破損が発生していると判断するようにした請求項１に記載の伝熱管破損検出装置。
【請求項３】
前記ケースは蓄熱材が充填されると共に上部が開口した本体ケースと当該本体ケースの上部開口部を覆う蓋体とを備えており、
前記熱媒体蒸気導出手段はケースを構成する蓋体の内外を連通するように設けられた熱媒体蒸気導出管路であり、当該熱媒体蒸気導出管路の外端開口部は前記絶縁部材の近傍に配置するようにした請求項１又は請求項２に記載の伝熱管破損検出装置。
【請求項４】
前記熱媒体蒸気導出管路はケースを構成する蓋体に形成された電気ヒータ挿通孔である請求項３に記載の伝熱管破損検出装置。
【請求項５】
前記電気ヒータ挿通孔内には電気ヒータを構成する絶縁部材の少なくとも一部が位置するように電気ヒータを配置した請求項４に記載の伝熱管破損検出装置。
【請求項６】
ケースに充填された蓄熱材を加熱する電気ヒータと、前記ケース内に配設されると共に内部に熱媒体が流され同熱媒体と前記蓄熱材との間で熱交換を行う伝熱管とを備え、前記ケース内の蓄熱材上面とケースの内面とにより余裕空間を形成するようにした蓄熱装置において、
請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の伝熱管破損検出装置を備えた蓄熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に熱媒体が流される伝熱管の破損を検出する伝熱管破損検出装置及びそれを備えた蓄熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、次のような蓄熱装置が知られている。即ち、ケースに充填された蓄熱材をヒータで加熱しておき、この状態で蓄熱材に埋設された伝熱管の一方からポンプの駆動により水を供給し、他方から蒸気として取り出す（例えば、特許文献１参照。）。この従来の蓄熱装置においては、経年劣化及び製造上の欠陥等による伝熱管の破損（ピンホール、孔食及び応力腐食割れ等）の有無を確認する検査が定期的（例えば３ヶ月毎又は６ヶ月毎）に行われている。この定期検査の方法としては、例えば伝熱管内に圧力空気を注入する方法及び前記特許文献１に記載される蒸気タンク内の水を手作業により採取して分析する方法がある。
【０００３】
前者の方法の場合、伝熱管に破損があれば、その破損箇所から注入した空気が漏出する。後者の方法の場合、例えば採取した水の含有成分を分析し、伝熱管通過前の水の含有成分と比較する。採取した水の含有成分に蓄熱材成分が含まれていれば伝熱管のいずれかの部分が破損していると判断する。これは、伝熱管内を流れる水に破損部分から蓄熱材を構成する水溶性の硝酸塩が混入して溶け込むからである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１２２３５７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の蓄熱装置においては、次のような問題があった。即ち、伝熱管の定期検査は行われていたものの、この定期検査後、何らかの原因により伝熱管に孔食等の破損が発生した場合、次回の定期検査まで、伝熱管は破損状態で放置されるおそれがあった。即ち、伝熱管の破損を早期に発見することが困難であった。また、前記従来の伝熱管破損の検査方法では、蓄熱装置の運転を停止させたり伝熱管を一旦空にしたりする必要があった。このため、装置の運転中に伝熱管が破損しても、すぐにこれが検出されることはなかった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、運転を停止させることなく伝熱管の破損を早期に発見することができる伝熱管破損検出装置及びそれを備えた蓄熱装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、電気ヒータにより加熱されることによって熱を蓄える蓄熱材が充填されたケース内に配設されると共に内部に熱媒体が流され、この熱媒体と蓄熱材との間で熱交換を行う伝熱管の破損を検出する伝熱管破損検出装置において、前記電気ヒータを構成すると共にケースの外部に導出された露出端子部と、前記電気ヒータを構成する接地部材と前記露出端子部との間を絶縁する絶縁部材と、前記伝熱管が破損して当該伝熱管から蓄熱材内に漏出した熱媒体蒸気又は当該伝熱管から熱媒体が蓄熱材内に漏出して気化した熱媒体蒸気を前記絶縁部材に付着させるように導く熱媒体蒸気導出手段と、前記露出端子部と接地部材との間の絶縁状態に基づいて伝熱管の破損の有無を判断する判断手段と、を備えたことを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の伝熱管破損検出装置において、前記端子部と接地部材との間の絶縁状態を監視して漏電を検出したときには前記電気ヒータへの電力供給を遮断する遮断手段を備え、前記判断手段は遮断手段の動作を検知したとき伝熱管の破損が発生していると判断するようにしたことを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の伝熱管破損検出装置において、前記ケースは蓄熱材が充填されると共に上部が開口した本体ケースと当該本体ケースの上部開口部を覆う蓋体とを備えており、前記熱媒体蒸気導出手段はケースを構成する蓋体の内外を連通するように設けられた熱媒体蒸気導出管路であり、当該熱媒体蒸気導出管路の外端開口部は前記絶縁部材の近傍に配置するようにしたことを要旨とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の伝熱管破損検出装置において、前記熱媒体蒸気導出管路はケースを構成する蓋体に形成された電気ヒータ挿通孔であることを要旨とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の伝熱管破損検出装置において、前記電気ヒータ挿入孔内には電気ヒータを構成する絶縁部材の少なくとも一部が位置するように電気ヒータを配置したことを要旨とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、ケースに充填された蓄熱材を加熱する電気ヒータと、前記ケース内に配設されると共に内部に熱媒体が流され同熱媒体と前記蓄熱材との間で熱交換を行う伝熱管とを備え、前記ケース内の蓄熱材上面とケースの内面とにより余裕空間を形成するようにした蓄熱装置において、請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の伝熱管破損検出装置を備えたことを要旨とする。
【００１３】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、露出端子部と接地部材との間の絶縁状態に基づいて伝熱管の破損の有無が判断される。即ち、前記伝熱管が破損して当該伝熱管から蓄熱材内に漏出した熱媒体蒸気又は当該伝熱管から熱媒体が蓄熱材内に漏出して気化した熱媒体蒸気は絶縁部材を含む周辺部に付着するように導かれる。この結果、露出端子部、絶縁部材及び接地部材の表面にはそれぞれ結露が連続するように発生する。そして、露出端子部と接地部材との間の絶縁が破壊されて漏電が発生する。この漏電の発生の有無に基づいて伝熱管の破損の有無が判断される。このため、運転を停止させることなく伝熱管の破損を検出可能となる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、端子部と接地部材との間の絶縁が破壊されて漏電が発生し、この漏電が検知されたとき、前記電気ヒータへの電力供給が遮断される。そして、この電力供給の遮断動作を検知したとき伝熱管の破損が発生していると判断される。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、熱媒体蒸気は熱媒体蒸気導出管路を通って絶縁部材の近傍に導かれる。ケースを構成する蓋体の内外を連通するように熱媒体蒸気導出管路を設けるだけのため、構成が簡単になる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の作用に加えて、熱媒体蒸気はケースを構成する蓋体に形成された電気ヒータ挿入孔を通って絶縁部材の近傍に導かれる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の作用に加えて、前記電気ヒータ挿通孔内には電気ヒータを構成する絶縁部材の少なくとも一部が位置するように電気ヒータが配置される。このため、絶縁部材が全てケースの外部に位置させるようにした場合と異なり、熱媒体蒸気は絶縁部材を含む周辺部に付着しやすくなる。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、蓄熱装置に請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の伝熱管破損検出装置が備えられる。このため、運転を停止させることなく伝熱管の破損を検出可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を伝熱管破損検出装置及びそれを備えた蓄熱装置に具体化した第１実施形態を図１及び図２に従って説明する。
【００２０】
図１に示すように、蓄熱装置１１を構成する内ケース２１はステンレス鋼鋼材等の電気的導体材料にて形成され、上部が開口した有底円筒状の本体ケース２１ａと当該本体ケース２１ａの上部開口部を覆う蓋体２１ｂとを備えている。内ケース２１はその外周全面が複数の断熱材２２により覆われた状態で外ケース２３に収容されている。内ケース２１の上面に配置された断熱材２２の上面と外ケース２３の内面とにより空間Ｓ１が形成されている。内ケース２１内には固体のマグネシア及び所定の蓄熱温度域で液体化し、かつ電気的導電性を有する硝酸塩を主成分とする蓄熱材２４が充填されている（図１では一部のみ図示する）。
【００２１】
内ケース２１に充填された蓄熱材２４の上面と内ケース２１の内面とにより余裕空間Ｓ２が形成されている。蓄熱開始時（初期立ち上げ時）における硝酸塩の融解に伴う体積膨張は余裕空間Ｓ２により許容される。内ケース２１内には内部に熱媒体（本実施形態では水）が流される伝熱管２５及び蓄熱材２４を加熱するＵ字状の電気ヒータ２６が配設されている。
【００２２】
伝熱管２５の両端はそれぞれ内ケース２１、断熱材２２及び外ケース２３の側壁を水密状且つ気密状に貫通して外部に導出されている。この伝熱管２５の一端は給水管路２７を介して水源（図示略）に接続されており、同給水管路２７上には給水ポンプ２８が設けられている。電気ヒータ２６の両端はそれぞれ内ケース２１及び断熱材２２の上壁を水密状且つ気密状に貫通し、空間Ｓ１内に導出されている。
【００２３】
なお、内ケース２１は電気的に接地されている。
（電気ヒータの構成）
図２に示すように、電気ヒータ２６は両端が開口した接地部材を兼用する金属製の保護管（シース）３１を備えており、この保護管３１内には線材によりコイル状に形成された発熱体３２が収容されている。保護管３１の内面と発熱体３２との隙間には粉状の無機絶縁物（例えば粉状のマグネシア）３３が充填されており、これにより保護管３１と発熱体３２との絶縁が確保されている。発熱体３２の両端はそれぞれターミナルピン３４の一端に接続されており、当該ターミナルピン３４の他端は保護管３１の端部から突出している。保護管３１の両端開口部側の内面とターミナルピン３４との隙間は封口材３５により埋められている。
【００２４】
ターミナルピン３４の外端部には絶縁体（例えばセラミックス）３６及び平座金３７が外方（上方）から挿通されており第１ナット３８を締め付けることにより絶縁体３６は保護管３１の端部に固定されている。さらに、ターミナルピン３４には後述するリード線５１の接続端子５１ａが挿通されており第２ナット３９を締め付けることにより接続端子５１ａは保護管３１の端部に固定されている。接続端子５１ａは第１ナット３８及びターミナルピン３４を介して発熱体３２に対して電気的に接続されている。そして、第１ナット３８と保護管３１の端部との間に介在された絶縁体３６により、接続端子５１ａと保護管３１との絶縁が確保されている。
【００２５】
（蒸気導出管）
図２に示すように、内ケース２１の上壁には蒸気導出管４１の一端が接続されており、当該蒸気導出管４１の他端は内ケース２１の上壁及び断熱材２２を水密状且つ気密状に貫通し、空間Ｓ１内に導出されている。蒸気導出管４１の他端側（外端側）は電気ヒータ２６の一方の端子部Ｔ側に屈曲するように形成されており、当該蒸気導出管４１の他端開口部（外端開口部）は電気ヒータ２６の一方の端子部Ｔに近接するように配置されている。詳述すると、電気ヒータ２６の端子部はターミナルピン３４、絶縁体３６、平座金３７、第１ナット３８及び第２ナット３９から構成されており、前記蒸気導出管４１の外端開口部は絶縁体３６の外面に近接するように配置されている。
【００２６】
蒸気導出管４１の外端開口部側の外面には支持部材４２が設けられており、この支持部材４２には閉鎖部材４３が軸４４を中心に回動可能に支持されている。閉鎖部材４３は図２に二点鎖線で示す閉鎖位置と図２に実線で示す開放位置との間を移動する。閉鎖位置は閉鎖部材４３により蒸気導出管４１の外端開口部が閉塞される位置であり、開放位置は蒸気導出管４１の外端開口部が開放される位置である。尚、開放位置は内ケース２１内から噴出する流体（蒸気など）の量や勢い（流速）に応じて変化し、閉鎖部材４３は図２に実線で示す位置よりも大きく開いたり、逆に図２に実線で示す位置よりも小さく開いたりする場合もある。
【００２７】
（電気的接続）
次に蓄熱装置１１の電気的構成を説明する。
図３に示すように、電気ヒータ２６の両端はリード線５１を介して交流電源（本実施形態では商用電源）５２に接続されており、同リード線５１上には電磁接触器Ｍｓ１及び漏電ブレーカ５３がそれぞれ設けられている。リード線５１における漏電ブレーカ５３の二次側にはリード線５４を介して給水ポンプ２８が接続されている。リード線５４上には電磁接触器Ｍｓ２及び漏電ブレーカ５５がそれぞれ設けられている。また、リード線５１における漏電ブレーカ５３の二次側にはリード線５６を介して絶縁トランス５７の一次側が接続されており、当該絶縁トランス５７の二次側は制御装置５８に接続されている。リード線５６上には電磁接触器Ｍｓ３及び漏電ブレーカ５９がそれぞれ設けられている。制御装置５８は電気ヒータ２６のオン／オフ制御及び給水ポンプ２８の駆動／停止制御等を行う。制御装置５８と交流電源５２との間の絶縁は絶縁トランス５７により確保されている。
【００２８】
ここで、漏電ブレーカ５３，５５，５９はそれぞれ電気ヒータ２６、給水ポンプ２８及び絶縁トランス５７等の装置各部の漏電を検知すると、電磁接触器Ｍｓ１，Ｍｓ２，Ｍｓ３をそれぞれ開放することにより電気ヒータ２６、給水ポンプ２８及び絶縁トランス５７等への電力の供給を遮断する。さらに漏電ブレーカ５３，５５は電磁接触器Ｍｓ１，Ｍｓ２を開放するとトリップ信号を制御装置５８へ出力する。このトリップ信号が制御装置５８に入力されると、当該制御装置５８は予め組み込まれた制御プログラムに基づいて、電気ヒータ２６又は給水ポンプ２８へ停止指令を出力する。
【００２９】
尚、内ケース２１はケースを構成する。蓄熱材２４は熱源を構成する。電気ヒータ２６は所定の電気回路を構成する。保護管３１は接地部材及びヒータ保護管をそれぞれ構成する。絶縁体３６は絶縁部材を構成する。蒸気導出管４１は熱媒体蒸気導出手段及び熱媒体蒸気導出管路をそれぞれ構成する。閉鎖部材４３は閉塞手段を構成する。交流電源５２は電源を構成する。漏電ブレーカ５３は遮断手段を構成する。制御装置５８は判断手段を構成する。また、蒸気導出管４１及び漏電ブレーカ５３は電気ヒータ２６の破損を検出する伝熱管破損検出装置Ｄを構成する。また、ターミナルピン３４、絶縁体３６、第１ナット３８及び第２ナット３９は端子部Ｔを構成し、この端子部Ｔは露出端子部をさらに構成する。
【００３０】
（実施形態の作用）
次に、前述のように構成した伝熱管破損検出装置及び蓄熱装置の作用を正常時と異常時とに分けて順次説明する。正常時とは伝熱管２５に破損が発生しておらず蒸気漏れの無い状態での出熱運転時をいう。異常時とは伝熱管２５に破損が発生しており蒸気漏れの有る状態での出熱運転時をいう。
【００３１】
（正常時）
まず、正常時（通常運転時）における伝熱管破損検出装置Ｄ及び蓄熱装置１１の作用を説明する。蓄熱装置１１の出熱運転は、蓄熱材２４が例えば夜間電力による電気ヒータ２６の加熱により所定の蓄熱温度（本実施形態では４５０℃程度）に加熱された状態で開始される。即ち、給水ポンプ２８の駆動により伝熱管２５の一方から熱媒体（水）を供給する。すると、この水は伝熱管２５を介して蓄熱材２４に蓄えられた熱により加熱され、熱媒体蒸気（水蒸気）となって伝熱管２５の他方から噴出する。このようにして、蓄熱材２４に蓄えられた熱は外部に取り出される。
【００３２】
内ケース２１内の雰囲気、即ち蓄熱材２４から立ち上る熱気（熱い空気）は蒸気導出管４１内に流れ込むものの、正常時において、蒸気導出管４１内の熱気の流れは緩やかであるので閉鎖部材４３が開放位置方向に移動することはない。そして、蒸気導出管４１の外端開口部は閉鎖部材４３により閉塞状態に保持される。これにより、内ケース２１内からの熱気が蒸気導出管４１を通過して外部に漏れることが抑制される。即ち、蓄熱材２４の放熱が抑制される。
【００３３】
（異常時）
次に、異常時における伝熱管破損検出装置Ｄ及び蓄熱装置１１の作用を説明する。経年劣化及び製造上の欠陥等により伝熱管２５が破損（例えばピンホールや応力腐食割れ）する場合がある。この場合、破損の程度によるものの、伝熱管２５の破損箇所から同伝熱管２５内を流れる水又は蒸気が蓄熱材２４内に漏出する。水が蓄熱材２４内に漏出した場合、この水は蓄熱材２４の熱により蒸気となる。これらの蒸気は蓄熱材２４内（厳密にはマグネシア間）を立ち上り内ケース２１内の余裕空間Ｓ２内に流れ込み、さらに、蒸気導出管４１内に流入する。
【００３４】
このとき、伝熱管２５の破損部位から漏れた蒸気が余裕空間Ｓ２内に流出することにより内ケース２１内の圧力が正常時よりも高くなる。このため、内ケース２１内の蒸気は勢いよく蒸気導出管４１の外端開口部から噴出する。閉鎖部材４３は内ケース２１内からの蒸気により押されて軸４４を中心として図２に二点鎖線で示す閉鎖位置から同じく実線で示す開放位置へ回動し、蒸気導出管４１が開口する。この結果、蒸気導出管４１の外端開口部は開放され、当該外端開口部から噴出した蒸気は電気ヒータ２６の一方の端子部Ｔ（具体的には、絶縁体３６の外面周辺部）に吹き付けられ、当該端子部Ｔの表面には結露が発生する。
【００３５】
即ち、電気ヒータ２６の一方の端子部Ｔに吹き付けられた蒸気は空間Ｓ１内の空気や当該端子部Ｔの表面に触れることにより冷却されて凝結する。この結果、電気ヒータ２６の一方の端子部Ｔの表面には水滴（結露水）が発生する。具体的には、電気ヒータ２６の端子部Ｔ、絶縁体３６及び保護管３１の端部の表面にはそれぞれ結露が連続するように発生し、結露水を介して接続端子５１ａと保護管３１とが電気的に接続される。
【００３６】
すると、端子部Ｔと保護管３１との間の絶縁が破壊されて漏電が発生し、保護管３１に電気ヒータ２６の電流が漏洩電流Ｉとして端子部Ｔ→保護管３１→蓋体２１ｂ又は液体化した硝酸塩（蓄熱材２４）→内ケース２１→接地Ｅへと流れ、地絡回路が形成される。漏電ブレーカ５３はこの地絡故障に伴う地絡電流を検出したときにトリップ動作（開放動作）する。この結果、交流電源５２から電気ヒータ２６への電力の供給が遮断される。
【００３７】
制御装置５８は漏電ブレーカ５３の状態を常時監視しており、漏電ブレーカ５３のトリップ動作（遮断動作）を検出したとき、制御装置５８は伝熱管２５の破損、又は電気ヒータ２６自体の絶縁不良を検出し、給水ポンプを停止する。伝熱管２５の破損か電気ヒータ２６自体の故障かの判断は、結露水の有無を目視確認するか、端子部Ｔを清掃して絶縁抵抗を測定する等の検査にて実施する。そして、制御装置５８はＬＥＤ、ディスプレイ及びスピーカ等の異常報知手段（図示略）に異常発生信号を出力する。
【００３８】
（実施形態の効果）
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）伝熱管２５が破損して当該伝熱管２５から蓄熱材２４内に漏出した熱媒体蒸気又は当該伝熱管２５から加熱された熱媒体が蓄熱材２４内に漏出して気化した熱媒体蒸気を電気ヒータ２６の端子部Ｔの絶縁箇所（絶縁体３６）に付着させるように導くようにした。そして、端子部Ｔの表面において結露を発生させることにより、端子部Ｔ（厳密には、接続端子５１ａ）と保護管３１との間の絶縁を破壊して漏電を発生させるようにした。そして、この漏電の発生の有無に基づいて伝熱管２５の破損の有無を判断するようにした。このため、何らかの原因により伝熱管２５に破損が発生した場合、この伝熱管２５の破損を早期に発見することができ、次回の定期検査まで伝熱管２５が破損状態で放置されることはない。また、蓄熱装置１１の運転を停止させたり伝熱管２５を一旦空にしたりすることなく伝熱管２５の破損を検出することができる。従って、蓄熱装置１１の運転中に伝熱管２５が破損した場合、すぐにこれを検出することができる。
【００３９】
（２）漏電の発生の有無を検出し、接続端子５１ａと保護管３１との間が水滴（結露水）により導通したときトリップ動作して電気ヒータ２６への電力の供給を遮断する漏電ブレーカ５３を設けた。そして、この漏電ブレーカ５３のトリップ動作の有無に基づいて制御装置５８は伝熱管２５の破損の有無を判断するようにした。伝熱管２５の破損を検出したとき、制御装置５８は給水ポンプ２８の運転を停止し、蓄熱装置１１の運転を強制的に停止するようにした。このため、蓄熱装置１１の安全性を確保することができる。
【００４０】
（３）伝熱管２５から漏れた蒸気を電気ヒータ２６の一方の端子部Ｔ近傍（特に絶縁体３６の外面近傍）まで導くための蒸気導出管４１と、少なくとも電気ヒータ２６の漏電を検出してトリップ動作し電気ヒータ２６への電力の供給を遮断する漏電ブレーカ５３を設けるのみである。このため、伝熱管破損検出装置Ｄの構成を簡単にすることができる。ひいては、蓄熱装置１１の構成を簡単にすることができる。
【００４１】
（４）伝熱管２５から漏れた蒸気を電気ヒータ２６の一方の端子部Ｔ（特に絶縁体３６の外面近傍）に接触するように積極的に導くようにした。このため、結露をより確実に発生させることができ、ひいては漏電ブレーカ５３をより確実にトリップ動作させることができる。従って、伝熱管２５からの蒸気の漏れ検出、即ち、伝熱管２５の破損検出の信頼性を向上させることができる。
【００４２】
ちなみに、伝熱管２５から漏れた蒸気を内ケース２１と上部の断熱材２２との隙間や上部の断熱材２２と電気ヒータ２６との隙間から空間Ｓ１内に導くようにした場合、伝熱管２５が破損していても、蒸気の漏れ量及び漏出位置により端子部Ｔが結露する場合としない場合とがある。このため、蒸気漏れの検出、即ち伝熱管２５の破損の検出において、信頼性に欠ける。
【００４３】
（５）蒸気導出管４１の外端部には閉鎖部材４３を回動可能に支持した。そして、
正常時には蒸気導出管４１の外端開口部を閉鎖した状態に保持され、異常時には伝熱管２５から漏れた蒸気により当該外端開口部を開放する方向に移動するようにした。このため、正常時において、余裕空間Ｓ２内の熱気が蒸気導出管４１を介して外部（空間Ｓ１）に流出することが抑制される。ひいては、蓄熱材２４の放熱を抑制することができる。また、閉鎖部材４３を開閉させるための特別な機構が不要であるので、構成が複雑になることがない。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態は蒸気導出管４１を省略し、蓋体２１ｂ及び上部の断熱材２２に形成された電気ヒータ２６の挿通孔により蒸気導出管４１を兼用するようにした点において前記第１実施形態と異なる。従って、前記第１実施形態と同様の部材構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４５】
図４に示すように、内ケース２１を構成する蓋体２１ｂには一対の貫通孔６１，６１が形成されており、両貫通孔６１，６１の内径はそれぞれ電気ヒータ２６の外径よりも若干大きくされている。上部の断熱材２２には一対の貫通孔６２，６２が形成されており、両貫通孔６２，６２の内径はそれぞれ電気ヒータ２６の外径よりも若干大きくされている。両貫通孔６２，６２と両貫通孔６１，６１とは図４に矢印で示す水平方向において互いに一致している。
【００４６】
両貫通孔６２，６２及び両貫通孔６１，６１は電気ヒータ２６の電気ヒータ挿通孔６３を構成し、この電気ヒータ挿通孔６３は伝熱管破損検出装置Ｄを構成する。電気ヒータ挿通孔６３には電気ヒータ２６の両端がそれぞれ内側から挿通されて外部（空間Ｓ１内）に導出されている。電気ヒータ挿通孔６３の内周面と電気ヒータ２６の外周面との間には所定の隙間ｔが形成されており、この隙間ｔは熱媒体蒸気の導出通路を構成する。
【００４７】
端子部Ｔの絶縁体３６は上部の断熱材２２の貫通孔６２における上部開口部の近傍に配置されている。具体的には、絶縁体３６の下端面が上部の断熱材２２の上面に対してほぼ面一になるように電気ヒータ２６は配置されている。
【００４８】
伝熱管２５の破損により蓄熱材２４内に漏出した熱媒体蒸気又は蓄熱材２４内で熱媒体が気化することにより発生した熱媒体蒸気は隙間ｔ（熱媒体導出通路）を介して外部（空間Ｓ１内）に導かれる。具体的には、熱媒体蒸気は絶縁体３６の近傍に導かれ、電気ヒータ２６の充電部（端子部Ｔ）と保護管３１（接地部材）との間に地絡が促されるように絶縁体３６を含む周辺部に付着する。
【００４９】
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
・電気ヒータ挿通孔６３の内周面と電気ヒータ２６の外周面との間に所定の隙間ｔを形成するようにした。そして、伝熱管２５の破損箇所から漏出した熱媒体蒸気が隙間ｔを介して絶縁体３６の近傍に導かれるように、当該絶縁体３６を電気ヒータ挿通孔６３の上部開口部の近傍に配置するようにした。このため、特別な導出管路（例えば、第１実施形態における蒸気導出管４１）を設けることなく、伝熱管２５の破損箇所から漏出した熱媒体蒸気を電気ヒータ２６の充電部（端子部Ｔ）と接地部材（保護管３１）との間に地絡が促されるように付着させることができる。従って、伝熱管破損検出装置Ｄの部品点数が低減し、当該伝熱管破損検出装置Ｄの構成を簡単にすることができる。
【００５０】
尚、図４に二点鎖線で示すように平座金３７の外径を大きくすることで、電気ヒータ挿通孔６３から上昇した熱媒体蒸気をこの大きく出っ張った平座金３７の下面に当てて凝縮させることで、前記絶縁体３６の表面への水滴（結露水）の付着をより確実なものにできる。
【００５１】
また、図５に示すように、電気ヒータ挿通孔６３の上部開口部に上方へ向かうにつれて拡開するテーパ面６３ａを形成するようにしてもよい。そして、電気ヒータ挿通孔６３の内部に電気ヒータ２６の絶縁体３６の少なくとも一部が位置するように当該電気ヒータ２６は配置されている。このようにすれば、通常運転時において、内ケース２１内の高温空気（高温雰囲気）はテーパ面６３ａに案内されて外方に拡散するので、当該高温雰囲気の端子部Ｔに対する接触量が低減される。従って、端子部Ｔの熱緩衝が図られ、ひいては端子部Ｔの寿命が向上する。
【００５２】
（別例）
尚、前記実施形態は以下のような別例に変更して実施してもよい。
・第１及び第２実施形態では、伝熱管２５の破損時、当該伝熱管２５から蓄熱材２４内に漏出した熱媒体蒸気又は当該伝熱管２５から加熱された熱媒体が蓄熱材２４内に漏出して気化した熱媒体蒸気を電気ヒータ２６の一方の端子部Ｔにのみ導くようにしたが、次のようにしてもよい。即ち、電気ヒータ２６の両方の端子部Ｔにそれぞれ蒸気を導くようにする。このようにすれば、結露の発生に起因して電気ヒータ２６の両端子部Ｔのうちいずれか一方の絶縁が破壊されれば漏電ブレーカ５３がトリップ動作することにより、伝熱管２５の破損をより確実に検出することができる。
【００５３】
・第１及び第２実施形態において、漏電ブレーカ５３を動作させることなく、制御装置５８により伝熱管２５の破損を検出し、この異常検出結果を表示（例えばランプ表示）するようにしてもよい。そして、伝熱管２５の破損を検出したとき、制御装置５８は電気ヒータ２６への通電及び給水ポンプ２８の運転をそれぞれ停止するようにする。このようにしても、蓄熱装置１１の安全性を確保することができる。また、故障したことをランプ表示等で知ることが出来るので、修理対応等を迅速に行うことができる。
【００５４】
・第１及び第２実施形態では、漏電ブレーカ５３のトリップ動作の有無に基づいて伝熱管２５の破損の有無を判断するようにしたが、次のようにしてもよい。即ち、端子部Ｔと保護管３１との絶縁状態を監視する漏電検出用の漏電検出回路を別途設け、この漏電検出回路の漏電検出結果（漏電監視情報）に基づいて、制御装置５８は伝熱管２５の破損の有無を判断する。このようにしても、蓄熱装置１１の運転中に伝熱管２５が破損した場合、この伝熱管２５の破損を迅速に検出することができる。
【００５５】
・本実施形態では、伝熱管破損検出装置Ｄを蓄熱装置１１に設けるようにしたが、ケース内に配設されると共に内部に熱媒体（例えば水）が流され、当該熱媒体と熱源（バーナやヒータ）との間で熱交換を行う伝熱管を備えた蓄熱装置以外の装置に設けるようにしてもよい。例えば、熱交換器及び給湯器等に本発明にかかる伝熱管破損検出装置Ｄを設ける。このようにすれば、例えば熱交換器及び給湯器等の蓄熱装置１１以外の装置において、伝熱管の破損を運転を停止させることなく且つ迅速に検出することができる。
【００５６】
・第１及び第２実施形態では、接地部材としての保護管３１と接地Ｅとの間は蓋体２１ｂ又は液体化した硝酸塩（蓄熱材２４）を介して内ケース２１に接続して地絡回路を形成するようにしたが、保護管３１と接地Ｅとを接続線（図示略）により直接接続するようにしてもよい。また、第２実施形態においては、貫通孔６１の一部において保護管３１と蓋体２１ｂとを電気的に接続すれば、より地絡回路の形成が確実なものとなる。この場合、熱媒体蒸気の通過に影響を与えないようにして保護管３１と蓋体２１ｂとを接続する。
【００５７】
・第１及び第２実施形態では、絶縁体３６に熱媒体蒸気が直接触れるように構成したが、図６に示すように構成してもよい。即ち、内ケース２１から噴出した蒸気を蒸気導出管４１を介して外ケース２３の天板の内面に接するようにして設けた漏斗状の凝縮容器４５内に導く。そして、この凝縮容器４５内で蒸気を結露させ、この結露水を凝縮容器４５の滴下部４５ａから端子部Ｔへ滴下する。このように構成しても、地絡回路の形成が確実なものとなる。
【００５８】
・第１実施形態では、絶縁体３６に熱媒体蒸気が直接触れる構成としたが、図７に示すように構成してもよい。即ち、内ケース２１から導出した蒸気導出管４１の開口部４２ａを端子部Ｔの上方に配置する。具体的には、蒸気導出管４１の上部を下方に反転させて逆Ｕ字部を形成する。このように構成すれば、正常時の高温空気は開口部４３ａから上昇するため、端子部Ｔに触れることはない。異常時のみ蒸気が端子部Ｔへ降りかかる。従って、正常時において、端子部Ｔの封口材３５が高温空気に触れることはない。このため、気密漏れが誘発されることもない。従って、保護管３１内に湿気が入り込むことにより漏電を起こすという問題を回避することができる。また、安定した漏電利用の伝熱管破損検出が得られる。
【００５９】
・第１実施形態では、蒸気導出管４１の開口部を絶縁体３６に向けるようにしたが、図８に示すように構成するようにしてもよい。即ち、蒸気導出管４１の開口部の上部に切欠部４２ｂを設ける。このようにすれば、正常時の高温空気を切欠部４２ｂによりから上方へ逃がすことができ、端子部Ｔは高温空気に曝されることがない。このため、正常時において端子部Ｔの封口材３５が高温空気に触れることはない。従って、気密漏れが誘発されることもなく、保護管３１内に湿気が入り込むことにより漏電を起こす問題も回避することができる。そして、安定した漏電利用の伝熱管破損検出が得られる。
（付記）
次に前記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
【００６０】
・電気ヒータにより加熱されることによって熱を蓄える蓄熱材が充填されたケース内に配設されると共に内部に熱媒体が流され、当該熱媒体と熱源との間で熱交換を行う伝熱管の破損を検出する伝熱管破損検出方法において、前記伝熱管が破損して当該伝熱管から漏出した熱媒体又は熱媒体蒸気を前記電気ヒータの端子部に導き、当該端子部に結露を発生させることにより漏電を発生させ、この漏電の発生の有無に基づいて伝熱管の破損の有無を判断するようにした伝熱管破損検出方法。
【００６１】
・ケースに充填された蓄熱材を加熱する電気ヒータと、前記ケース内に配設されると共に内部に熱媒体が流され同熱媒体と前記蓄熱材との間で熱交換を行う伝熱管とを備え、前記ケース内の蓄熱材上面とケースの内面とにより余裕空間を形成するようにした蓄熱装置において、前記電気ヒータの端子部と接地されたヒータ保護管との間を絶縁する絶縁部材と、前記伝熱管が破損して当該伝熱管から漏出した熱媒体又は熱媒体蒸気を前記絶縁部材に接触するように導く熱媒体蒸気導出手段と、前記端子部とヒータ保護管との間の絶縁状態を監視して漏電監視情報に基づいて伝熱管の破損の有無を判断する判断手段と、を備えた蓄熱装置。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、運転を停止させることなく伝熱管の破損を早期に発見することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における蓄熱装置の模式的な構成図。
【図２】第１実施形態における蓄熱装置の要部拡大構成図。
【図３】第１実施形態における蓄熱装置の電気的構成を示すブロック図。
【図４】第２実施形態における伝熱管破損検出装置の要部拡大正断面図。
【図５】別の実施形態における伝熱管破損検出装置の要部拡大正断面図。
【図６】別の実施形態における伝熱管破損検出装置の要部拡大正断面図。
【図７】別の実施形態における伝熱管破損検出装置の要部拡大正断面図。
【図８】別の実施形態における伝熱管破損検出装置の要部拡大正断面図。
【符号の説明】
１１…蓄熱装置１１、２１…ケースを構成する内ケース、
２１ａ…本体ケース、２１ｂ…蓋体、２４…熱源を構成する蓄熱材、
２５…伝熱管、２６…電気ヒータ、
３１…接地部材及びヒータ保護管を構成する保護管、
３４…端子部を構成するターミナルピン、
３６…端子部及び絶縁部材を構成する絶縁体、
３８…端子部を構成する第１ナット、３９…端子部を構成する第２ナット、
４１…熱媒体蒸気導出手段、熱媒体蒸気導出管路及び伝熱管破損検出装置を構成する蒸気導出管、
４３…閉塞手段を構成する閉鎖部材、５２…電源を構成する交流電源、
５３…遮断手段及び伝熱管破損検出装置を構成する漏電ブレーカ、
５８…判断手段を構成する制御装置、６３…電気ヒータ挿通孔、
Ｄ…伝熱管破損検出装置、Ｓ２…余裕空間、Ｔ…露出端子部を構成する端子部。
【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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【図７】
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【図８】
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