JP5737164B2 - Heat supply system - Google Patents
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Description
本発明は、熱供給システムに関する。 The present invention relates to a heat supply system.
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。 Heat supply systems such as a hot water storage hot water supply system and a hot water heating system using a heat source such as a heat pump are widely used. In the heat supply system, there are a large number of pipe connection portions that connect pipes through which hot water passes, but water leakage from the pipe connection portions may occur due to deterioration of the seal member or the like. For this reason, it is desired to automatically detect water leakage from the pipe connection.
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。
In Patent Document 1, a washer member having a function capable of detecting looseness of a bolt or the like is inserted between a member to be fastened, and when the bolt or the like is loosened, information such as electrical or mechanical information is transmitted to the outside. A looseness detection method is disclosed in which the looseness can be detected even at a location separated from a bolt or the like by taking out. The washer member detects looseness using a piezoelectric element, a dielectric ceramic element, an electrode, a semiconductor pressure sensitive element, or the like. Further,
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。 As described above, a technique for detecting looseness of a metal fastening member such as a bolt is conventionally known. However, there is no technique for detecting water leakage from the pipe connection.
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。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a heat supply system capable of detecting a liquid leak from a pipe connection portion.
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。
The heat supply system according to the present invention includes:
A heating means for heating the liquid, a connection screw portion formed with a male screw, a nut formed with a female screw to be screwed into the male screw, and a pipe through which the liquid passes and the connection screw portion are inserted to tighten the nut. And a sealing member made of an elastic material, which is compressed between the pipe and the connecting screw part, and is installed in the pipe connecting part, the screw type pipe connecting part for connecting the pipe, and the pipe connecting part a strain gauge for detecting a strain of the strain detection value based on the signal of the gauge, by comparing with a predetermined threshold value, leakage detecting means for detecting leakage of liquid from pipe connecting portion due to aging deterioration of the sealing member The liquid leakage detection means determines that there is a risk of liquid leakage or a liquid leakage at the pipe connection part when the detected value is lower than the threshold value.
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。 According to the present invention, it is possible to reliably detect liquid leakage from the pipe connection portion.
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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
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。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a heat supply system (hot water supply / heating system) according to Embodiment 1 of the present invention. In the present embodiment, the case where the heat supply system of the present invention is applied to a hot water supply and heating system that performs both hot water supply and heating will be described. However, the heat supply system of the present invention is either one of hot water supply or heating. It may be what performs.
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。
As shown in FIG. 1, a hot water supply and heating system of the present embodiment includes a hot water storage tank 1, a
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。
In the heat pump heat source unit 3, there is a heat pump circuit that heats water by a refrigeration cycle in which a compressor, a water refrigerant heat exchanger 4 (condenser), an expansion device, and an evaporator are sequentially connected to circulate the refrigerant. Is provided. In the water-
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。
The hot water sent from the electromagnetic three-
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。
The
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。
In the present embodiment, the water in the hot water storage tank 1 is heated by the
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。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a pipe connection portion provided in the hot water supply / heating system shown in FIG. 1. In the hot water supply and heating system shown in FIG. 1, at least one of the connection portions of the above-described pipes is configured with the pipe connection portion shown in FIG. 2. The pipe connecting portion shown in FIG. 2 includes a connecting
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。
A
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。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the time course of the stress applied to the
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。
When the
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。
In general, the
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。
Moreover, the elastic material which comprises the sealing
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。
Moreover, in this embodiment, it is also possible to detect forgetting to put the
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。
In the embodiment described above, a water leak (liquid leak) or forgetting to insert the
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot
Claims (3)
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。 Heating means for heating the liquid;
A connecting screw part formed with a male screw, a nut formed with a female screw threadedly engaged with the male screw, a pipe through which the liquid passes and the connecting screw part, and the pipe by tightening the nut And a sealing member made of an elastic material that is compressed between the connecting screw part and a screw-type pipe connecting part that connects the pipes,
A strain gauge that is installed in the pipe connection part and detects strain of the pipe connection part;
A detection value based on the signal of the strain gauge, by comparing a predetermined threshold value, the liquid leakage detection means for detecting liquid leakage from the piping connection portions due to aging deterioration of the sealing member,
With
When the detected value is lower than the threshold value, the liquid leakage detection unit determines that there is a risk of liquid leakage or leakage of the pipe connection part.
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