(57)【要約】【課題】水流中の錆類の除去や除塵体のクリーニングを簡単且つ有利に行うことができる空調装置および空調用ストレーナ装置を提供すること。【解決手段】熱源装置３と熱交換器８を含む管路にポンプ２により水を循環させる空調装置において、一端部がポンプ２よりも下流の第１の管路１に連結され、他端部がポンプ２よりも上流の第１の管路１に連結されたサブ管路１１を設けて、ポンプ２により第１の管路１とサブ管路１１に共に水を循環させる。サブ管路１１の通水面積はポンプ２が設けられた第１の管路１の通水面積よりも小さくした。したがってポンプ２により比較的少量の水をサブ管路１１に常時流しながら、空調装置の通常の運転と並行して水流中の錆類の捕捉・除去を行うことができる。またサブ管路１１を閉じて除塵体２３のクリーニングを行う際も、ポンプ２を駆動して通常の空調運転を維持できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源装置と熱交換器を含む管路にポンプにより水を循環させる空調装置であって、一端部が前記ポンプよりも下流の管路に連結され、他端部が前記ポンプよりも上流の管路に連結されたサブ管路を設けて、前記ポンプにより前記管路と前記サブ管路に共に水を循環させるようにし、また前記サブ管路に除塵体を内蔵したストレーナを設けるとともに、前記サブ管路を開閉する開閉手段を設け、且つ前記サブ管路の通水面積を前記ポンプが設けられた管路の通水面積よりも小さくしたことを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記開閉手段が前記ストレーナの上流側と下流側にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１記載の空調装置。
【請求項３】
前記ストレーナよりも上流に第１の圧力計を設け、また前記ストレーナよりも下流に第２の圧力計を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の空調装置。
【請求項４】
熱源装置と熱交換器を含む管路にポンプにより水を循環させる空調装置に設けられる空調用ストレーナ装置であって、前記ポンプが設けられた管路よりも通水面積が小さいサブ管路と、このサブ管路に設けられて除塵体を内蔵したストレーナと、このサブ管路を開閉する開閉手段とを備え、このサブ管路の一端部は前記ポンプよりも下流の管路に連結され、またこのサブ管路の他端部は前記ポンプよりも上流の管路に連結され、前記ポンプにより前記管路と前記サブ管路に共に水を循環させるようにしたことを特徴とする空調用ストレーナ装置。
【請求項５】
前記開閉手段が前記ストレーナの上流側と下流側にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項４記載の空調用ストレーナ装置。
【請求項６】
前記ストレーナよりも上流に第１の圧力計を設け、また前記ストレーナよりも下流に第２の圧力計を設けたことを特徴とする請求項４または５記載の空調用ストレーナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オフィスビルやホテルなどの各種建造物などに設置される空調装置および空調用ストレーナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
オフィスビルやホテルなどの各種建造物の空調装置は、各室等の各所にファンコイルなどの熱交換器を設置し、ボイラーや冷凍機などの熱源装置で加熱あるいは冷却された水を水搬送用のポンプにより管路を通して各熱交換器へ送り、熱交換器により熱交換されて生成した温風や冷風を各室等に排出するようになっている。
【０００３】
水が長期間流れる間に、管路の内面には錆が生じ、錆は管路の内面から剥がれて水に混入する。鉄くずなどの錆類は管路を詰まらせるだけでなく、管路に設けられた熱交換器、各種バルブ類の弁座部等を損傷させてこれらの故障原因となり、またこれらの寿命を早める。
【０００４】
このため、管路にはストレーナが設けられることが多い。ストレーナは金網等の多孔筒体から成る除塵体を内蔵しており、この除塵体によって錆類をろ過して捕捉し、ろ過された清澄水を管路へ循環させるようになっている。
【０００５】
長期間のうちに除塵体には錆類が次第に付着していき、その圧力損失は大きくなって流量は次第に低下するので、除塵体は適宜クリーニングしなければならない。従来、除塵体のクリーニングは、次のようにして行われていた。すなわち、水搬送用のポンプの運転を停止したうえで、ストレーナの蓋を開けてこれに内蔵された除塵体を取り出し、除塵体をブラシや布などの清掃具によりクリーニングする。次いで除塵体をストレーナ内に戻して蓋をし、水搬送用のポンプの運転を再開する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の空調装置には次のような問題点があった。まず第１の問題点は、クリーニング中には水搬送用のポンプの運転を停止しなければならないことである。このため、クリーニングの実行シーズンは空気の熱交換がほとんど不要で水搬送用のポンプの運転停止が比較的可能な春、秋にほぼ限定され、夏、冬の冷房シーズンや暖房シーズンには行いにくい。
【０００７】
第２の問題点は、クリーニングのために除塵体をストレーナに出し入れする作業を行いにくいことである。すなわち、ストレーナは比較的比重の大きい錆類を重力により下方へ沈降させて除去するものであるため、床面近くの下段の管路から下方へ垂下する構造となっており、且つ除塵体をクリーニングするときは、これをストレーナの下方へ引き出す構造となっている。このため、ストレーナに近接する床面が障害となって、除塵体をストレーナに出し入れする作業は行いにくいものであった。
【０００８】
また従来の空調装置として、ストレーナが設けられた管路を並列に２個設けることにより、一方のストレーナのクリーニングを行うときは、この一方のストレーナが設けられた管路を閉じ、他方のストレーナが設けられた管路に水を流すことにより、空調装置の運転を停止することなくストレーナのクリーニングを行えるようにしたものも知られている。しかしながらかかる方式のものは、ストレーナを２個設けるため相当の設備コストアップとなり、また上記した第２の問題点は解決されない。
【０００９】
また熱交換器を逆洗し、逆洗水をストレーナに通すものも提案されているが（例えば特許文献１）、このものもストレーナのクリーニング効果は期待できず、また逆洗の為の配管構造が複雑になるという問題点があった。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−１６６１９８号公報
【００１１】
そこで本発明は上記従来の問題点を解決し、水流中の錆類などのゴミの除去やストレーナに内蔵された除塵体のクリーニングを簡単且つ有利に行うことができる空調装置および空調用ストレーナ装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、熱源装置と熱交換器を含む管路にポンプにより水を循環させる空調装置であって、一端部が前記ポンプよりも下流の管路に連結され、他端部が前記ポンプよりも上流の管路に連結されたサブ管路を設けて、前記ポンプにより前記管路と前記サブ管路に共に水を循環させるようにし、また前記サブ管路に除塵体を内蔵したストレーナを設けるとともに、前記サブ管路を開閉する開閉手段を設け、且つサブ管路の通水面積を前記ポンプが設けられた管路の通水面積よりも小さくした。
【００１３】
また本発明は、熱源装置と熱交換器を含む管路にポンプにより水を循環させる空調装置に設けられる空調用ストレーナ装置であって、前記ポンプが設けられた管路よりも通水面積が小さいサブ管路と、このサブ管路に設けられて除塵体を内蔵したストレーナと、このサブ管路を開閉する開閉手段とを備え、このサブ管路の一端部は前記ポンプよりも下流の管路に連結され、またこのサブ管路の他端部は前記ポンプよりも上流の管路に連結され、前記ポンプにより前記管路と前記サブ管路に共に水を循環させるようにした。
【００１４】
上記構成において、常時はポンプの駆動により熱源装置と熱交換器を含む管路だけでなく、サブ管路にも水が流れ、この水に混入する錆類はストレーナに捕捉される。サブ管路の通水面積は小さいので、サブ管路には比較的少量の水しか流れないが、水は繰り返し管路を循環するので、長期間のうちには実質的にすべての水はかなりの回数サブ管路を流れることとなり、実質的にすべての水中の錆類はストレーナの除塵体に捕捉されることとなる。そこで除塵体のクリーニングを実行するが、この場合、開閉手段を閉じてサブ管路へ水が流れるのを停止したうえで、除塵体をストレーナから取り出してクリーニングする。このクリーニング中もポンプは駆動しており、熱源装置や熱交換器を含む管路へ空調用の水を循環させる。したがって、空調装置の運転を停止することなく、除塵体のクリーニングを行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態における空調装置の全体構成図、図２は同サブ管路のストレーナ付近の断面図である。
【００１６】
図１において、最下段の管路である第１の管路１の床面Ｆに沿う箇所には水搬送用のポンプ２と熱源装置３が設けられている。熱源装置３としては、水を加熱するボイラーなどの加熱手段と水を冷却する冷凍手段が一体のもの、あるいは別体のものの何れでもよい。
【００１７】
第１の管路１の下流側は給水側ヘッダ４に接続されており、また上流側は還水側ヘッダ５に接続されている。給水側ヘッダ４には複数本の第２の管路６１，６２，６３・・・が接続されており、還水側ヘッダ５にも複数本の第３の管路７１，７２，７３・・・が接続されている。第２の管路６１，６２，６３・・・と第３の管路７１，７２，７３・・・には熱交換器としての負荷側コイル８が接続されている。負荷側コイル８は複数個あり、オフィスビルの機械室やホテルの各室などの建造物の各所に設置される。図中、矢印は、ポンプ２の駆動により管路を流れる水の方向を示している。
【００１８】
第１の管路１にはストレーナ装置１０が設けられている。ストレーナ装置１０は、ポンプ２や熱源装置３が設けられた第１の管路１と並列に配管されたサブ管路１１にストレーナ２０を配設し、ストレーナ２０の下流側と上流側にサブ管路１１を開閉するための第１の開閉手段１３と第２の開閉手段１４を設けて構成されている。第１の開閉手段１３と第２の開閉手段１４は、手動バルブなどが適用される。
【００１９】
サブ管路１１には、ストレーナ２０の上流側の水圧を測定する第１の圧力計１５と、ストレーナ２０の下流側の水圧を測定する第２の圧力計１６が設けられている。サブ管路１１の一端部は、ジョイント部１７を介して第１の管路１のポンプ２よりも下流に連結されており、またサブ管路１１の他端部は、ジョイント部１８を介して第１の管路１のポンプ２よりも上流に連結されている。
【００２０】
サブ管路１１の断面積（通水面積）は、第１の管路１の断面積（通水面積）よりもかなり小さくしてある。望ましくは、前者の断面積は後者の１／５〜１／２０程度であり、更に望ましくは１／１０程度である。これは、後述するように、所期の除塵目的を達成する範囲内でサブ管路１１の流量を少なくし、ポンプ２の容量を小さくするためである。
【００２１】
図２はストレーナ付近の断面図である。このストレーナ２０はＹ形ストレーナと称される公知のものであり、以下簡単に説明する。２１は両端部にフランジ３０を有する管体であり、サブ管路１１のフランジ３１にボルトナットなどの止具３２により着脱自在に連結されている。２２は管体２１から下方へ傾斜して突設された外筒であり、その内部に除塵体２３が内蔵されている。除塵体２３は、メッシュ板や多孔板などの通水性を有する多孔円筒体である。外筒２２の下端部には蓋体２４が螺着手段などにより着脱自在に装着されており、蓋体２４を取りはずすことにより、除塵体２３をストレーナ２０から下方へ引き出すことができる。
【００２２】
サブ管路１１内の水は、矢印で示すように除塵体２３の上端開口部２５からその内部に流入し、除塵体２３の胴面から下流側へ流出する。除塵体２３内に流入した水中のゴミ（錆類）は、除塵体２３のろ過作用によりその内面に付着し、あるいは錆類の比重は大きいので除塵体２３内の下部に沈降して除去される。そして錆類が捕捉・除去された清澄水は除塵体２３の下流側へ流れ出る。
【００２３】
この空調装置は上記のような構成より成り、次に全体の動作を説明する。図１において、水搬送用のポンプ２が駆動することにより、第１の管路１の水は熱源装置３へ送られ、加熱又は冷却される。加熱又は冷却された水は給水側ヘッダ４から第２の管路６１，６２，６３・・・を通って負荷側コイル８へ送られる。負荷側コイル８はその熱交換作用により空気を加熱又は冷却して室内等へ排出する。負荷側コイル８を通過した水は第３の管路７１，７２，７３・・・から還水側ヘッダ５を通って第１の管路１へ環流し、上記した水の循環が繰り返される。
【００２４】
さて、サブ管路１１の第１の開閉手段１３と第２の開閉手段１４は常時は開いている。したがってポンプ２の駆動により、第１の管路１とサブ管路１１には共に水は流れる。ここで、ポンプ２が排出する流量をＱ１、サブ管路１１に流れる流量をＱ２、熱源装置３を通って各負荷側コイル８へ流れる流量をＱ３とすると、Ｑ１＝Ｑ２＋Ｑ３である。サブ管路１１の通水面積は第１の管路１の通水面積よりもかなり小さいので、Ｑ２はＱ１やＱ３よりもかなり少なく、サブ管路１１には第１の管路１よりもかなり少量の水が流れる。そして図２を参照して説明したように、この水流中のゴミ（錆類）は除塵体２３で除去される。
【００２５】
サブ管路１１に流れる流量Ｑ２をポンプ２が排出する流量Ｑ１や熱源装置３を流れる流量Ｑ３よりも少なくする理由は次のとおりである。すなわちサブ管路１１の流量Ｑ２を多量にする程、ストレーナ２０による除塵効果は上がる。一方、熱源装置３へ流す流量Ｑ３は、各負荷側コイル８に所要の熱交換作用を行わせるために目標量（設計量）必要である。したがってサブ管路１１に流れる流量Ｑ２を多量にすると、上記流量Ｑ１をより多量にせねばならず、ポンプ２は大容量のものが必要となり、ポンプ２が大型化するとともにコストパフォーマンスも低くなる。一方、サブ管路１１の通水面積は小さいので、比較的少量の水しか流れないが、水は繰り返し第１の管路１やサブ管路１１を含む管路を循環するので、長期間のうちには実質的にすべての水は少なくとも一回（実際にはかなりの回数）サブ管路１１を流れることとなり、実質的にすべての水中の錆類はストレーナ２０に捕捉される。したがってサブ管路１１の通水面積を小さくしてその流量Ｑ２を少量にしても、所期の除塵目的を達成することができる。よって本空調装置には、従来と同程度若しくはこれよりもやや大きい容量のポンプ２を適用すればよい。
【００２６】
長期間運転する間に、除塵体２３には多量の錆類が付着して目詰りし、その除塵能力は低下するので、除塵体２３のクリーニングを実行しなければならない。この場合、第１の開閉手段１３と第２の開閉手段１４を閉じてサブ管路１１に水が流れるのを停止させ、また蓋体２４を開いてストレーナ２０から除塵体２３を取り出してそのクリーニングを行う。その間、ポンプ２は駆動をしており、水は熱源装置３や各負荷側コイル８へ流れて通常の空調運転は維持される。したがって本空調装置によれば、空調運転を停止することなく、除塵体２３のクリーニングを実行することができる。
【００２７】
また第１の圧力計１５と第２の圧力計１６を設けておくことにより、前者の計測値Ｐ１が後者の計測値Ｐ２よりも例えば予め定められたしきい値以上高くなれば、除塵体２３の目詰りは相当進行しているものと判断して除塵体２３のクリーニングを実行すればよい。すなわち、第１の圧力計１５と第２の圧力計１６は、除塵体２３のクリーニングを実行するかどうかを判断するための判断手段となっている。なおＰ１がＰ２よりも予定値（しきい値）以上高くなれば、表示灯などの報知手段を駆動させることにより除塵体２３のクリーニング実行時期が到来したことを管理者に報知するようにしてもよい。
【００２８】
このストレーナ装置１０の利点は、既設の空調装置に後付けできることである。すなわち、既設の空調装置にはストレーナ装置を備えていないものも多いが、このストレーナ装置１０はこのような既設の空調装置に簡単に後付けできる。しかも、上述したようにポンプは従来のポンプと同程度の容量のものでよいので、後付けするにしても、ポンプを大容量のものに取り替える必要はなく、施工上やコスト上きわめて有利である。
【００２９】
後付け施工は、例えば次の方法により行う。まず第１には、空調装置の運転を停止し、既設の第１の管路に穿孔して穿孔箇所に上記ジョイント部１７，１８を装着して上記ストレーナ装置１０を配設する。第２には、液化チッソなどの凍結手段により第１の管路内部の水を局所的に凍結させ、この凍結位置の第１の管路に穿孔して穿孔箇所に上記ジョイント部１７，１８を装着して上記ストレーナ装置１０を配設する。このように、ストレーナ装置１０の後付け施工は様々な工法が可能である。
【００３０】
またこのストレーナ装置１０の利点は、ストレーナ２０からの除塵体２３の取り出しを容易に行うことができることである。すなわちサブ管路１１にはポンプ２により水が強制循環されるので、サブ管路１１は第１の管路１の上方（すなわち床面Ｆから十分な距離Ｄ（図１）を確保した位置）に設けることができる。したがって床面Ｆは、ストレーナ２０からの除塵体２３の下方への引き出し作業の障害にはならず、除塵体２３のストレーナ２０に対する出し入れは、床面Ｆを気にせずに容易に行うことができる。因みに、従来は、ストレーナ装置は、比重の大きい錆類の沈降の可能性が最も高い最下段の第１の管路１のポンプ２と熱源装置３の間に設けるのが一般的であったものである。しかしながらこの位置は床面Ｆに近いため、床面Ｆが障害となってストレーナに対する除塵体の出し入れ作業を行いにくかったものである。但し、本発明のストレーナ装置の設置位置は本実施の形態に限定されるものではなく、従来と同様に床面近くの除塵体の出し入れ作業を行いにくい位置に設置することを禁止するものではない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、空調装置の通常の運転を行いながら、これと並行してストレーナによる水中の錆類の捕捉・除去を行うことができる。特に、サブ管路の通水面積をポンプが設けられた管路の通水面積よりも小さくしたことにより、従来と同程度若しくは略同程度の容量のポンプを用いて空調装置の通常の運転を行いながら、ストレーナによる水中の錆類の捕捉・除去を行うことができる。またサブ管路のストレーナは、床面から十分な距離を確保した位置に設けることが可能なので、ストレーナに対する除塵体の出し入れは床面を気にせずに容易に行うことができる。また本発明のストレーナ装置は、既設の空調装置に簡単に後付けすることができる。しかもこの場合、ポンプは従来の同程度の容量のものでもよいので、後付けするにしても、ポンプを大容量のものに取り替える必要はないので、施工上やコスト上きわめて有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における空調装置の全体構成図
【図２】本発明の実施の形態におけるサブ管路のストレーナ付近の断面図
【符号の説明】
１  第１の管路
２  ポンプ
３  熱源装置
４  給水側ヘッダ
５  還水側ヘッダ
６１，６２，６３  第２の管路
７１，７２，７３  第３の管路
８  負荷側コイル（熱交換器）
１０  ストレーナ装置
１１  サブ管路
１３  第１の開閉手段
１４  第２の開閉手段
１５  第１の圧力計
１６  第２の圧力計
２０  ストレーナ
２３  除塵体
【図１】
2004162999.tif 000003
【図２】
2004162999.tif 000004