(57)【要約】【課題】蓄熱式空調システムなどの密閉系水配管システムにて外気混入が生じた場合に、その混入が少量であっても、その混入外気による気泡を確実かつ効率良く捕集して所定個所に気体として集積させる。さらに、それによって、混入外気の検出を簡単かつ確実に行わせる。混入個所を迅速かつ確実に特定させる。【解決手段】大気遮断された密閉系水配管システム１０内の水中混入気泡を捕集する混入気泡捕集器２０であって、上記水配管システム１０の管路から採水した被検査水を、小断面流路により高流速で導く高速セクション３１，３２と、大断面流路により低流速で導く低速セクション４１，４２とに通すとともに、上記低速セクション４１，４２にて垂直に立ち上がる竪管部４２ｂ内に被検査水中の気泡を浮上させて気体として集積させる。【選択図】      図１
2005030862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気遮断された密閉系水配管システム内の水中混入気泡を捕集する混入気泡捕集器であって、
上記水配管システムの管路から採水した被検査水を、小断面流路により高流速で導く高速セクションと、大断面流路により低流速で導く低速セクションとに通すとともに、上記低速セクションにて垂直に立ち上がる竪管部内に、被検査水中の気泡を浮上させて気体として集積させるようにしたことを特徴とする混入気泡捕集器。
【請求項２】
請求項１において、上記高速セクションと上記低速セクションを２組直列に設け、第１の低速セクションにて混入気泡の膨張および／または気泡析出を行わせた後、第２の低速セクションにてその気泡を浮上させて気体として集積させるようにしたことを特徴とする混入気泡捕集器。
【請求項３】
請求項１または２において、上記低速セクションは、水平設置された大口径管路部と、この大口径管路部の中間から垂直に立ち上がって分岐する竪管部とを有する逆Ｔ字状管路により構成されていることを特徴とする混入気泡捕集器。
【請求項４】
請求項３において、第１の低速セクションに導入された被検査水を、その第１の低速セクションの竪管部から第２の高速セクションを通して第２の低速セクションに導き、この第２の低速セクションの竪管部の下を低速で通過させた後、最終的に上記水配管システムへ戻すことを特徴とする混入気泡捕集器。
【請求項５】
大気遮断された密閉系水配管システム内の混入気体を検出する混入気体検出器であって、上記水配管システムから採水した被検査水中の気泡を請求項１〜４のいずれかに記載の混入気泡捕集器を用いて捕集し、その捕集気泡が気体として集積される竪管部内にてガス検出器による気体検出を行わせるようにしたことを特徴とする混入気体検出器。
【請求項６】
大気遮断された密閉系水配管システム内への外気混入個所を特定する混入検査方法であって、上記水配管システム内の任意の被検査個所に特定ガス雰囲気を局部的に形成するとともに、上記水配管システムから採水される被検査水を請求項５に記載の混入気体検出器に導いて上記特定雰囲気ガスの有無を検出することにより、上記被検査個所における外気混入の有無を判定することを特徴とする混入検査方法。
【請求項７】
請求項６において、上記特定ガスとして非水溶性のフッ素系ガスを用い、上記ガス検知器としてそのフッ素系ガス検出器を用いたことを特徴とする混入検査方法。
【請求項８】
請求項６または７において、上記被検査個所に電動ポンプが含まれる場合に、そのポンプ駆動軸の露出部分をカバーで気密に覆って、そのカバーの内側に上記特定ガスを注入することにより上記特定ガス雰囲気を局部的に形成させることを特徴とする混入検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、大気遮断された密閉系水配管システムにおいて、その配管システム内の水中混入気泡を捕集する混入気泡捕集器、およびその配管システム内の混入気体を検出する混入気体検出器、およびその配管システム内への外気混入個所を特定する混入検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば蓄熱媒体として水（蓄熱水）を循環利用する蓄熱式空調システムでは、その循環利用水に大気中の酸素が溶解すると、その溶解酸素（溶存酸素）が配管や機器等を腐食させる原因となる。これを防止するため、その利用水の溶存酸素を不活性気体である窒素に置換して低減させるとともに、その酸素低減された水を大気遮断された密閉系水配管システム内で循環利用させることが行われる（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３２５５７３
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した蓄熱式空調システムでは、建物内に分散配置された多数の空調機器（温熱または冷熱の利用機器）に蓄熱媒体である水を循環供給する。その利用水の循環経路を構成する水配管システムは、途中に循環駆動用の加圧送水ポンプが介在するなどして、複雑かつ大規模なものとなることが多い。このため、大気遮断された密閉系水配管システムであっても、たとえばポンプや利用機器などから外部大気が混入する可能性が高い。その大気混入を放置していると、混入大気中の酸素が循環利用水の溶存酸素濃度を高めて配管や機器の腐食原因となる。
【０００５】
したがって、蓄熱式空調システムなどの密閉系水配管システムでは、大気混入の有無を定期的に検査する必要がある。さらに、その大気混入の事実が確認された場合には、適切な修復処置をすみやかに行うために、その混入個所を迅速かつ的確に特定する必要が生じる。
【０００６】
大気混入の有無を検査する方法としては、配管内の送水に気泡が混じっていないか否かを目視で確認する方法が従来から一般に知られている。この場合、開放系の配管システムならば、その配管内の水を大気開放されたタンクに導いて泡の浮き上がりを観測することにより、大気混入の有無を確かめることができる。しかし、この方法は密閉系配管システムに適用できない。
【０００７】
密閉系配管システムの場合は、配管の途中に観測用窓を設けてそこから泡の有無を観測するという方法がある。配管内の送水に空気が混入した場合、その混入空気は溶解するまでの間、水中の泡となって配管内を水とともに移動する。したがって、配管の途中に観測用窓を設けて、そこからの観測によって泡の存在が確認されれば、大気混入が有りと判断することができる。
【０００８】
しかしながら、蓄熱式空調システムなどのように、水を循環利用する配管システムでは、水が絶えず高流速で循環しているため、気泡はその循環する水とともに観測用窓を瞬時に通過してしまう。また、気泡が小さい場合は、目視すること自体が困難となる。さらに、微細な気泡が混入した場合は、気泡が配管内を移動する間に水中溶解して消えて見えなくなってしまうこともある。つまり、上述した従来の方法は、短時間に大量の大気混入が生じて顕著な泡立ちが生じる場合の検査には有効であるが、少量だが継続的に生じる大気混入の検査には適さない。一方、上述した密閉系水配管システムでは、大気混入が少量でも継続的に生じると、その混入大気中の酸素が循環利用水に徐々に溶解して配管や機器の腐食原因となる。
さらに、上述した密閉系水配管システムでは、そのシステム内のどこかに外気混入が生じた場合、その混入個所の特定が非常に困難であるという問題があった。
【０００９】
この発明は以上のように問題を鑑みたものであって、第１の目的は、蓄熱式空調システムなどの密閉系水配管システムにて外気混入が生じた場合に、その混入が少量であっても、その混入外気による気泡を確実かつ効率良く捕集して所定個所に気体として集積させることができる混入気泡捕集器を提供することにある。
【００１０】
第２の目的は、上記密閉系水配管システム内への混入気体をガス検出器により簡単かつ的確に検出できるようにした混入気体検出器を提供することにある。
【００１１】
第３の目的は、上記密閉系水配管システム内への外気混入個所を上記検出器を用いて迅速かつ的確に特定することができる混入検査方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の手段は、大気遮断された密閉系水配管システム内の水中混入気泡を捕集する混入気泡捕集器であって、上記水配管システムの管路から採水した被検査水を、小断面流路により高流速で導く高速セクションと、大断面流路により低流速で導く低速セクションとに通すとともに、上記低速セクションにて垂直に立ち上がる竪管部内に、被検査水中の気泡を浮上させて気体として集積させるようにしたことを特徴とする。これにより、蓄熱式空調システムなどの密閉系水配管システムにて外気混入が生じた場合に、その混入が少量であっても、その混入外気による気泡を確実かつ効率良く捕集して所定個所に気体として集積させることができる。
【００１３】
上記手段において、上記高速セクションと上記低速セクションを２組直列に設け、第１の低速セクションにて混入気泡の膨張および／または気泡析出を行わせた後、第２の低速セクションにてその気泡を浮上させて気体として集積させるようにする構成が望ましい。
【００１４】
また、上記低速セクションは、水平設置された大口径管路部と、この大口径管路部の中間から垂直に立ち上がって分岐する竪管部とを有する逆Ｔ字状管路により構成したものが好適である。第１の低速セクションに導入された被検査水は、その第１の低速セクションの竪管部から第２の高速セクションを通して第２の低速セクションに導き、この第２の低速セクションの竪管部の下を低速で通過させた後、最終的に上記水配管システムへ戻すようにするとよい。
【００１５】
本発明の第２の手段は、大気遮断された密閉系水配管システム内の混入気体を検出する混入気体検出器であって、上記水配管システムから採水した被検査水中の気泡を上記混入気泡捕集器を用いて捕集し、その捕集気泡が気体として集積される竪管部内にてガス検出器による気体検出を行わせるようにしたことを特徴とする。これにより、上記密閉系水配管システム内への混入気体をガス検出器により簡単かつ的確に検出できるようになる。
【００１６】
本発明の第３の手段は、大気遮断された密閉系水配管システム内への外気混入個所を特定する混入検査方法であって、上記水配管システム内の任意の被検査個所に特定ガス雰囲気を局部的に形成するとともに、上記水配管システムから採水される被検査水を請求項５に記載の混入気体検出器に導いて上記特定雰囲気ガスの有無を検出することにより、上記被検査個所における外気混入の有無を判定することを特徴とする。これにより、上記密閉系水配管システム内への外気混入個所を上記検出器を用いて迅速かつ的確に特定することができる。
【００１７】
この場合、上記特定ガスとして非水溶性のフッ素系ガスを用い、上記ガス検知器としてそのフッ素系ガス検出器を用いることが望ましい。また、上記被検査個所に電動ポンプが含まれる場合には、そのポンプ駆動軸の露出部分をカバーで気密に覆って、そのカバーの内側に上記特定ガスを注入することにより上記特定ガス雰囲気を局部的に形成させるとよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による混入気泡捕集器および混入気体検出器の要部実施例を示す。まず、混入気泡捕集器２０から説明する。
同図において、混入気泡捕集器２０は、蓄熱媒体として水（蓄熱水）を循環利用する蓄熱式空調システムの密閉系水配管システム１０に付設され、その水配管システム１０の管路から採水される被検査水から混入気泡を捕集して所定個所に気体として集積させるものである。
【００１９】
蓄熱式空調システムは、蓄熱槽１１に貯留されている水を建物内に分散配置された多数の空調機器（温熱または冷熱の利用機器）に循環供給する。空調機器にて温熱源または冷熱源として利用された水は蓄熱槽１１に戻される。この利用水の循環は、外部大気から遮断されたた密閉系水配管システム１０により行われる。蓄熱槽１１は大気圧に対して圧力開放された常圧タンクであるが、上記利用水を大気から遮断状態で貯留するように構成されている。密閉系水配管システム１０は、具体的な図示を省略するが、水を循環駆動するための加圧送水ポンプが介在するなどして、複雑かつ大規模なものとなっている。
【００２０】
混入気泡捕集器２０は、被検査水を小断面流路により高流速で導く第１，第２の高速セクション３１，３２と、被検査水を大断面流路により低流速で導く第１，第２の低速セクション４１，４２とを用いて構成される。
第１，第２の高速セクション３１，３２はそれぞれ小口径の耐圧チューブにより構成されている。一方、第１，第２の低速セクション４１，４２はそれぞれ、水平設置された大口径管路部４１ａ，４２ａと、この大口径管路部４１ａ，４２ａの中間から垂直に立ち上がって分岐する竪管部４１ｂ，４２ｂとを有する逆Ｔ字状管路により構成されている。
【００２１】
第１の高速セクション３１の一端は密閉系水配管システム１０の母管にタッピングにより配管接続されていて、この配管接続個所から被検査水を連続的に採水する。採水された被検査水は、第１の高速セクション３１、第１の低速セクション４１、第２の高速セクション３２、第２の低速セクション４２を順次通させられた後、蓄熱槽１１に回収されて貯留される。これにより、被検査水は最終的に上記水配管システム１０へ戻されることになる。
【００２２】
第１の高速セクション３１から第１の低速セクション４１に導入された被検査水は、この第１の低速セクション４１の竪管部４１ｂから第２の高速セクション３２を通されて第２の低速セクション４２に導入される。第２の低速セクション４２に導入された被検査水は、この第２の低速セクション４２の竪管部４２ｂの下を低速で通過した後、細流管３３を通って蓄熱槽１１へ送られ、回収される。なお、各セクション３１，４１，３２，４２の間にはそれぞれ、セクション間での圧力段差を強調するために、調圧弁が介在している。
【００２３】
次に、上述した混入気泡捕集器２０の動作について、図２を参照しながら説明する。
図２は、混入気泡捕集器２０の各セクション３１，４１，３２，４２を被検査水がするときの流速の変化状態を示す。同図に示すように、第１の高速セクション３１では、採水された被検査水が小断面流路を高流速で通過させられて第１の低速セクション４１へ導かれる。
【００２４】
第１の高速セクション３１から第１の低速セクション４１に入ったところでは、流路断面積が急激に拡大することにより急激な流速低下が生じ、これに伴って急激な減圧が生じる。この急減圧により、被検査水中の混入気泡が膨張成長させられる。また、過飽和状態で溶解している混入気体は気泡となって析出させられる。膨張成長されられた気泡および析出された気泡は低流速の水中で浮上して竪管部４１ｂ内に集まる。
【００２５】
第１の低速セクション４１にていったん流速低下させられた被検査水は、その竪管部４１ｂから第２の高速セクション３２に導かれる。第２の高速セクション３２に導かれた被検査水は、竪管部４１ｂ内に集まった気泡とともに、小断面流路を高流速で通過させられて第２の低速セクション４２に導入される。第１の低速セクション４１にていったん析出された気泡も、高速流に乗って運ばれることにより、再溶解する時間を待たずに、気泡のまま第２の低速セクション４２に導入される。
【００２６】
第２の高速セクション３２から第２の低速セクション４２に入ったところでも、流路断面積の急拡大よる急激な流速低下と減圧が生じる。これにより、被検査水中の気泡がさらに膨張させられる。また、被検査水に溶解して上記第１の低速セクション４１ではまだ析出していなかった混入気体も、ここで高確率で析出させられて気泡化される。これらの気泡は被検査水とともに大口径管路部４２ａを低速で移動する間に浮上して竪管部４２ｂに捕捉される。捕捉された気泡はその竪管部４２ｂ内で浮上して気体として集積される。
【００２７】
以上のようにして、蓄熱式空調システムなどの密閉系水配管システム１０にて外気混入が生じた場合に、その混入が少量であっても、その混入外気による気泡を確実かつ効率良く捕集して竪管部４２ｂに気体として集積させることができる。
したがって、その竪管部４２ｂ内にてガス検出器５１による気体検出を行わせるようにすれば、密閉系水配管システム１０内への混入気体をガス検出器により簡単かつ的確に検出する混入気体検出器５０を構成することができる。
【００２８】
さらに、上記混入気体検出器５０を使えば、大気遮断された密閉系水配管システム１０内への外気混入個所を特定する混入検査を迅速かつ的確行うことができる。すなわち、上記水配管システム１０内の任意の被検査個所に特定ガス雰囲気を局部的に形成するとともに、上記水配管システム１０から採水される被検査水を上記混入気体検出器５０に導いて上記特定ガスの有無を検出することにより、上記被検査個所における外気混入の有無を判定することができる。
たとえば、大気混入が疑われる個所に上記特定ガス雰囲気を形成するとともに、その特定ガスの混入有無を上記混入気体検出器５０で検出すれば、その個所における大気混入の有無を判定することができる。このような手順を被検査個所ごとに繰り返すことで、多数の被検査個所における大気混入の有無を順次検査することができる。
【００２９】
上記特定ガスの種類はとくに限定されないが、窒素、酸素、アルゴン等の大気組成ガスとの区別が付きやすく、かつ検出が簡単かつ確実に行えるガスとして、非水溶性のフッ素系ガスがとくに適している。たとえば、ＨＦＣ−１３４ａフロン（商標名）は上記用途に好適である。
【００３０】
また、図３に示すように、被検査個所に電動ポンプ６１が含まれる場合には、そのポンプ駆動軸６２の露出部分をカバー６３で気密に覆って、そのカバー６３の内側に上記特定ガスを注入することにより、上記特定ガス雰囲気を局部的に形成させることができる。この場合、要すれば、上記検査が行われていない間、上記カバーの内側に不活性ガスである窒素を注入しておくことにより、そのカバー６３内側の個所を大気中酸素による錆びから保護することもできる。図３において、（ａ）は上記カバー６３をかける前の状態、（ｂ）は上記カバー６３をかけた後の状態をそれぞれ示す。また、６４は電動機、６５は上記特定ガスであるフロンの注入ポートをそれぞれ示す。
【００３１】
以上、本発明をその代表的な実施例に基づいて説明したが、本発明は上述した以外にも種々の態様が可能である。たとえば、本発明は、上記高速セクションと上記低速セクションを１組だけ用いた実施例、あるいは３組以上用いた実施例もそれぞれ可能である。また、上記混入検査方法における特定ガス雰囲気は、たとえば被検査個所に特定ガスをスプレー等で吹き付けながら形成するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、蓄熱式空調システムなどの密閉系水配管システムにて外気混入が生じた場合に、その混入が少量であっても、その混入外気による気泡を確実かつ効率良く捕集して所定個所に気体として集積させる混入気泡捕集器を提供することができる。
【００３３】
また、上記混入気泡捕集器を用いて、上記密閉系水配管システム内への混入気体をガス検出器により簡単かつ的確に検出する混入気体検出器を提供することができる。
【００３４】
さらに、上記混入気体検出器を用いて、上記密閉系水配管システムへの外気混入個所を上記検出器を用いて迅速かつ的確に特定する混入検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による混入気泡捕集器および混入気体検出器の要部における一実施例を示す側面図である。
【図２】本発明に係る混入気泡捕集器の各セクションにおける流速の変化状態を示すグラフである。
【図３】本発明による混入検査方法を実施するために行われる特定ガス雰囲気形成の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
１０  密閉系水配管システム
１１  蓄熱槽
２０  混入気泡捕集器
３１  第１の高速セクション
３２  第２の高速セクション
３３  細流管
４１  第１の低速セクション
４１ａ  大口径管路部
４１ｂ  竪管部
４２  第２の低速セクション
４２ａ  大口径管路部
４２ｂ  竪管部
５０  混入気体検出器
５１  ガス検出器
６１  電動ポンプ
６２  ポンプ駆動軸
６３  カバー
６４  電動機
６５  フロン注入ポート
【図１】
2005030862.tif 000003
【図２】
2005030862.tif 000004
【図３】
2005030862.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成16年10月4日(2004.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005030862.tif 000006
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2005030862.tif 000007