JP2003041633A - 凍結防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】凍結防止個所が分散し、また新たな凍結防止個
所が発生した場合でも対応可能、且つ１箇所で監視・警
報可能の凍結防止装置を提供する。 【解決手段】配水管２の温度を検知する温度検知部｛６
（図１）、２０（図５）、１ｍ（図７）｝を備えた単位
通電部１０ａの制御部１１は、配水管２に取付けて凍結
防止する発熱体１の通電を、配水管に取りつけた温度検
知手段の検知する温度に基づいてオン・オフ制御し、単
位通電部１０ａの送受信部１２は、発熱体の通電制御状
態を直接または他の単位通電部１０ａを介して表示部に
送信し、表示部１０ｂは、通電制御状態送信指令信号の
発信および応答信号の受信を行い、受信した前記応答信
号を前記単位通電部１０ａおよび発熱体１ごとに表示お
よび異常を警報できる凍結防止装置１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、凍結防止制御装置
に関し、更に詳細には、凍結防止する水道管が複数箇所
に分散している場合、集中管理を可能にした凍結防止制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】屋内の風呂場、洗面所など、水を使用す
る場所に水道管を引き込む場合、地下に埋設した水道管
から直接建物内に引き入れるのではなく、建物の外で一
旦所定の高さまで水道管を地上に立ち上げた後建物内に
引き入れる場合が多い。また戸外に設置する給湯設備も
一般家庭で普及するに至っているが、水道管および給湯
管が地上に露出して配管される部分が発生する。

【０００３】寒冷地においては、上記配水管部分で凍結
が発生し、給水・給湯ができなくなる場合があり、従来
から各種の対策が提案されている。例えば、特許第２５
１５６７７号公報に開示された方法は、各所にある水抜
き栓を集中的に制御するようにしている。

【０００４】また平ひも状の電熱ヒーターを凍結のおそ
れのある配管に巻き付け、気温、配管温度などを検出し
て電熱ヒーターの電源スイッチを開閉する凍結防止装置
が従来から使用されている。

【０００５】例えば特開平６−１０８５０２号公報で開
示された装置は、外気温度センサーおよび凍結防止温度
設定手段を備えたコントローラに、複数の配水管凍結防
止用ヒーターを接続し、各ヒータへの通電制御状態を表
示するモニターを設けた水道配管の凍結防止装置であ
り、各ヒータのオン・オフを集中的に管理し、ヒータの
通電制御と異常の警告を一箇所で行うことができるとし
ている。

【０００６】また、特開平１１−２００４３１号公報で
開示された装置は、複数の凍結防止個所に電気ヒーター
を取り付け、複数本の水道管に施用した電気ヒータを一
つのサーモスタット (感温スイッチ) で制御すると共
に、各ヒーター回路および感温スイッチ回路のオンオフ
状態を表示する発光ダイオードを設け、各ヒーターの給
電状態と作動状態とを確認可能にし、故障の発見ができ
るようにしたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、温水器は一
箇所に何本もの給水・給湯管が集中しているので、前記
の各公報に記載の凍結防止装置のように、一つのコント
ローラで異なる部位の配管に取り付けた複数のヒーター
の制御をするような方式で効果を発揮できるが、凍結防
止個所が分散しているような場合には、新たな問題が生
じる。

【０００８】即ち、各ヒーターに接続する配線が長くな
り、しかも温度条件などが異なるようになり、更にヒー
ターとコントローラーとの間のリード線が長くなり故障
発生の機会が多くなるなどの理由で、十分な凍結防止効
果を期待することができなくなる。しかしながら現状
は、かかる欠点を克服した凍結防止装置は提案されてい
ない。

【０００９】本発明は、以上の問題に着目してなされた
ものであり、凍結防止個所が分散しているため１個の凍
結防止装置では対応が困難な場合でも、また装置敷設後
新たな凍結防止個所が発生したような場合でも対応可能
であり、しかもこれらを１箇所でモニターおよび警報を
発生させることができる凍結防止装置を提供することを
目的にしている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
の本発明の凍結防止装置は、水道管、給湯管などの配水
管の凍結を防止する装置であって、該装置は、前記配水
管に取り付ける凍結防止用発熱体、単位通電部および表
示部から成り、前記単位通電部は、制御部と送受信部と
を有し、前記配水管温度を検知する温度検知部を備え、
前記制御部は、少なくとも１個の前記発熱体の通電を、
前記配水管部分に取り付けた前記発熱体の近くに取り付
けた温度検知手段の検知する温度に基づいてオン・オフ
制御し、前記送受信部は、前記発熱体の通電制御状態を
直接または他の単位通電部を介して表示部に送信し、前
記表示部は、前記通電制御状態送信指令信号の発信およ
び応答信号の受信を行い、受信した前記応答信号を前記
単位通電部および前記発熱体ごとに表示できるようにし
たものでる。

【００１１】本発明に使用する温度検知手段は、サーマ
ルリードスイッチ、サーモスイッチなどを使用すること
ができるが、温度によりインピーダンスを変えるサーミ
スタを使用するか、またはポリアミド樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、ポリ塩化ビニール樹脂など温度が上昇するとイ
ンピーダンスが低下する感熱層を介して発熱線と電流検
知線とを平行状に配置した発熱体などを使用すると、任
意の外気温度または配水管温度で発熱体の発熱テストを
行なわせることができ、機能的に優れた凍結防止装置と
することができる。

【００１２】前記表示部とは、いわゆる表示、監視、遠
隔操作などの機能を有する装置を意味する。単位通電部
は一般に屋外に取り付けることが多いので、装置の作動
状態などを監視するのに不便である。したがって、表示
部を建物内に取り付け制御部の機能の一部を表示部に設
けることが好ましい。したがって通電異常、通電状態そ
の他各種の情報を点灯または点滅によって表示する表示
灯を制御部または表示部に設けることが好ましい。

【００１３】前記送受信部の通信手段は、有線通信また
は無線通信のいずれも使用することができる。

【００１４】前記通信手段が有線通信手段である場合
に、且つ使用する前記単位通電部が複数ある場合におい
て、前記表示部と前記単位通電部とを通信ケーブルによ
り直列的に接続し、前記表示部が、直接接続された前記
単位通電部に前記通電制御状態送信指令信号を送信する
と、該指令信号を受けた前記単位通電部は下位の前記単
位通電部に順次前記指令信号を送信すると共に、該送信
した前記単位通電部は、下位の前記単位通電部から予め
定めた時間内に受信した旨の応答がないと、当該単位通
電部は、上位の前記単位通電部に、当該単位通電部に接
続される前記発熱体のそれぞれの通電制御状態を送信
し、該送信を受けた上位の前記単位通電部は同様に当該
単位通電部に接続される発熱体の通電制御状態を前記受
信した下位の前記単位通電部の応答信号に加え、送信す
る操作を順次上位の前記単位通電部が前記同様の操作を
繰返し、最終的に表示部に連結される前記単位通電部全
ての応答信号が前記表示部に送るようにすることができ
る。

【００１５】前記表示部および単位通電部の少なくとも
いずれかに、近くを通る人の人体感知手段と、該単位通
電部に接続される前記発熱体の通電異常記憶手段とを設
け、前記通電異常が検出されると、予め設定した時刻内
に人体を感知すると警報音を発することができる。前記
人体感知手段には特に限定はなく、赤外線または超音波
等を適宜用いることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下添付の図面を参照する実施の
形態を示し、本発明を具体的に説明する。その前に図
１、２により発熱体１を給水・給湯管に取り付ける一般
的様子を説明する。

【００１７】図１において、帯状の発熱体１を配水管２
ａ（給水・給湯管を総称するときは２で表す）が地面３
から立ち上がり建物４内に引き込む部分に巻き付け、そ
の周囲を保温材５で覆ったものである。なお図１に示す
符号６は発熱体１の通電をオンオフするサーモスタッ
ト、１ａは発熱体１を単位通電部１０ａ (図２) に接続
する防水プラグ、１ｂは発熱体１と防水プラグ１ａとを
繋ぐリード線、７ａは水栓である。

【００１８】次に図２によって温水器８に発熱体１を取
り付ける一般的様子を説明する。温水器８には配水管２
ｂから減圧弁８ａを介して水道水が供給される。そして
給湯管２ｃから温水を供給し、温水器８の貯湯タンク８
ｂの圧力が設定値を超えると逃し弁８ｃを介して逃し管
２ｄから排水溝９に排水するようにしている。そして、
給水配管２ａ，２ｂ、給湯管２ｃおよび逃し管２ｄが外
気に曝される部分に発熱体１を巻き付け、その周囲を保
温材５で覆うようにしている。なお、図２に示す符号７
ｂは混合水栓、８ｄは温水器８の発熱体、１０ａは単位
通電部、１０ｂは表示部である。

【００１９】次に図３により第１実施の形態の凍結防止
装置１０について説明する。第１実施の形態の凍結防止
装置１０は、２個の単位通電部１０ａ（Ｎｏ．１および
Ｎｏ．２）および表示部１０ｂおよび５個の発熱体１か
らなっている。５個の発熱体１のうち４個は単位通電部
１０ａ（Ｎｏ．１）に接続され、図２に示した温水器８
の凍結防止用に使用するものであり、他の１つの発熱体
１は単位通電部１０ａ（Ｎｏ．２）に接続され、図１に
示した給水配管２ａ凍結防止用の発熱体１である。

【００２０】単位通電部１０ａは、接続されている発熱
体１の通電制御、通電テスト等の制御を行うマイクロコ
ンピュータからなる制御部１１と送受信部１２とを有
し、送受信部１２は通信ケーブル１３により表示部１０
ｂ、他の単位通電部１０ａと相互に直列接続されてい
る。単位通電部１０ａの電源Ｅのオンオフを、表示部１
０ｂに設けた電源スイッチ１４により通信ケーブル１３
を通じて行えるように構成されている。なお、図３に示
す符号１５は警報用ブザー、１６は通電テスト開始スイ
ッチ、１７は人体感知センサー、１８は外気温度センサ
ー、１９ｃは機能スイッチ、Ｅは商用電源である。

【００２１】図３には発熱回路を省略記載しているが、
一つの電力制御素子に複数の発熱体１を並列接続する
と、条件の異なる各発熱体１がすべて同じ条件で作動す
るので無駄な電力消費につながると共に、各発熱体の通
電テストができない。したがって各発熱体１ごとに例え
ばトライアックなどの電力制御素子を取り付けることが
好ましい。

【００２２】表示部１０ｂは図４に示すように、上段に
液晶ディスプレイ１９ａ、電源ランプ１９ｂ、人体検知
センサー１７、下段に電源スイッチ１４、テスト開始ス
イッチ１６およびその他の機能スイッチ１９ｃが配置さ
れている。なお図４に示す符号１９ｅは符合１４、１
６、１９ｃ部分を覆うカバーである。

【００２３】表示部１０ｂの電源スイッチ１４をオンに
すると、単位通電部１０ａおよび表示部１０ｂが一斉に
作動するように構成すると共に、電源ランプ１９ｂが点
灯し、また機能スイッチ１９ｃを押すと対応する機能の
表示が液晶画面に表示されると共に、通信ケーブル１３
を使用して表示部１０ｂおよび各単位通電部１０ａに対
応する制御信号を出力される。

【００２４】最初に表示部１０ｂからの制御信号を受け
た単位通電部１０ａ（Ｎ０．１）は順位信号１を加算手
段によって記録すると共に、次の単位通電部１０ａ（Ｎ
０．２）に、前記順位記号と受信した制御信号とを下位
の単位通電部１０ａ（Ｎ０．２）に送信する。この動作
を順次下位の単位通電部１０ａに送信する。

【００２５】この場合、通信回線または単位通電部１０
ａに故障がある場合もあり得る。この場合当然受信する
単位通電部１０ａが存在しないので、例えば通電テスト
のように結果データを表示部１０ｂに送信する場合に
は、応答信号を受信することができない。

【００２６】そこで、本実施の形態においては、一定時
間応答が無いと、当該単位通電部１０ａ（この場合はＮ
Ｏ．２）の応答データを受信順位記号と共に上位単位通
電部１０ａに送信する。応答信号を受けた上位単位通電
部１０ａ（この場合Ｎ０．１）は、受信した応答データ
に自己の応答データおよび順位信号を加えて表示部１０
ｂに送信する。応答信号を受信した表示部１０ｂは、そ
の結果をディスプレイ２１ａ上に表示する。図４の表示
「Ｅ １２」は単なる例示に過ぎないが、表示内容が多
い場合には機能スイッチ１９ｃを押すごとに、例えば該
当する対象（単位制御部番号、発熱体接続順位など）の
記号と表示内容を表す記号とを表示するようにすること
ができる。

【００２７】次に凍結防止装置１０の動作を説明する。
表示部１０ｂの電源スイッチ１４をオンし、単位通電部
１０ａのＮｏ．１およびＮｏ．２を作動状態とすると、
各単位通電部１０ａは、外気温度センサー１８の温度を
それぞれ検知し、外気温度が例えば２℃以下になると各
発熱体１に通電を開始し、７℃を超えると通電を停止す
る凍結防止動作を実行する。

【００２８】制御部１１には発熱体１の接続検知器 (図
示せず) が取り付けられており、発熱体１に通電中に、
例えば接続検知器が発熱体１を検出しているにもかかわ
らず電流が流れないと、端子番号（第１実施の形態の場
合、各単位通電部１０ａに付した１〜５の番号）を故障
原因を表す符合と共に表示部に送信する。これを受けた
表示部１０ｂは、ディスプレイ１９ａへの表示、電源ラ
ンプの点滅、および表示部１０ｂの近くを、例えば予め
設定した時刻内に人が通るとブザー１５を鳴らして異常
を知らせるようにした。

【００２９】第２実施の形態に使用する発熱体１は、第
１実施の形態に使用したものと同様のものであり、図５
の（ａ）に示すように、可撓性の絶縁性樹脂からなる芯
線１ｄに発熱線１ｅを巻き付けたものを中央部で折り返
し、所定の間隔を開けて可撓性の絶縁樹脂の外皮１ｆに
より平紐上に形成した。そしてリード線１ｂを介して防
水プラグ１ａに取り付け、反対側の先端部に開けた穴１
ｇに紐などを通し、発熱体１を配水管２に巻きつける際
に先端部を固定するためのものである。

【００３０】更に第２実施の形態では、第１実施の形態
のサーモスタットの代わりにサーミスタなどの温度セン
サー２０を発熱体１に接触しないように配水管２ａ（図
１，２）に取り付けるようにしたものであり、温度セン
サー２０のインピーダンス変化から温度を検知するため
リード線２０ａを介して防水コネクター１ｈに接続して
いる。即ち第２実施の形態の通電制御は温度センサー２
０の検出信号から温度を検出し、予め設定された設定温
度と比較して通電制御するものである。したがって、温
度制御の外、発熱体１に通電して発熱異常を検出する発
熱テストを行うなど高度な制御を行うことができる。

【００３１】そして図６に示す単位通電部１０ａの防水
コネクター１ａ′、１ｈ′に差し込むようにした。図６
に示す符号２２ａは電源投入中を示す表示灯、２２ｂは
防水コネクター取付部１ａ′、１ｈ′に発熱体１および
温度センサー２０を取り付けたことを示す表示灯、２２
ｃは通電テスト開始スイッチ１６がオンされ発熱体１の
通電テスト実施中であることを示す表示灯である。

【００３２】図７に示す第３実施の形態に使用した発熱
体１は、特開平８−１７５５３号公報に開示されたもの
と同様のものであり、芯線１ｄの周囲に発熱線１ｅを巻
きつける点は第２実施の形態と同様であるが、更にその
上にポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニ
ール樹脂など温度が上昇するとインピーダンスが低下す
る感熱層１ｍで被覆し、その上を電流検知線１ｎを巻き
絶縁被覆を施したものである。この発熱線１は発熱部全
体の温度検知ができると共に異常温度上昇した場合の安
全を確保することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の凍結防止装
置は、一つの単位通電部が複数の発熱体を通電制御でき
るようにし、かかる単位通電部を複数個まとめて一つの
表示部でコントロール可能にし、しかもかかる単位通電
部の数を増減可能にしたので、離れた場所にある凍結防
止対象を一括管理が可能にできると共に、規格製品で多
くの状況に対応することを可能にし、製品の信頼性を高
め、しかもコストを低減させることが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施の形態に使用する発熱体１を給水配管
立上り部に取りつけた様子を示す説明図である。

【図２】第１実施の形態に使用する発熱体１を温水器の
給水・給湯配配管の立上り部に取りつけた様子を示す説
明図である。

【図３】第１実施の形態の凍結防止装置のブロック図で
ある。

【図４】第１実施の形態の表示パネルの一例を示す図で
ある。

【図５】第２実施の形態に使用する発熱体の概要説明図
である。

【図６】第２実施の形態に使用する単位通電部の概要説
明図である。

【図７】第３実施の形態に使用する発熱体および単位通
電部との接続部分の概要説明図である。

【符号の説明】

１ 発熱体 ２ 配水管 １０ 凍結防止装置 １０ａ 単位通電部 １０ｂ 表示部 １１ 制御部 １２ 送受信部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水道管、給湯管などの配水管の凍結を防
   止する装置であって、該装置は、前記配水管に取り付け
   る凍結防止用発熱体、単位通電部および表示部から成
   り、前記単位通電部は、制御部と送受信部とを有し、前
   記配水管温度を検知する温度検知部を備え、前記制御部
   は、少なくとも１個の前記発熱体の通電を、前記配水管
   部分に取り付けた前記発熱体の近くに取り付けた温度検
   知手段の検知する温度に基づいてオン・オフ制御し、前
   記送受信部は、前記発熱体の通電制御状態を直接または
   他の単位通電部を介して表示部に送信し、前記表示部
   は、前記通電制御状態送信指令信号の発信および応答信
   号の受信を行い、受信した前記応答信号を前記単位通電
   部および前記発熱体ごとに表示できるようにした凍結防
   止装置。
2. 【請求項２】 前記表示部が行う通電状態の表示が、少
   なくとも通電異常情報である請求項１記載の凍結防止装
   置。
3. 【請求項３】 前記送受信部の通信手段は、有線通信ま
   たは無線通信のいずれかである請求項１または２記載の
   凍結防止装置。
4. 【請求項４】 前記通信手段が有線通信手段であり、且
   つ使用する前記単位通電部が複数ある場合において、前
   記表示部と前記単位通電部とを通信ケーブルにより直列
   的に接続し、前記表示部が、直接接続された前記単位通
   電部に前記通電制御状態送信指令信号を送信すると、該
   指令信号を受けた前記単位通電部は下位の前記単位通電
   部に順次前記指令信号を送信すると共に、該送信した前
   記単位通電部は、下位の前記単位通電部から予め定めた
   時間内に受信した旨の応答がないと、当該単位通電部
   は、上位の前記単位通電部に、当該単位通電部に接続さ
   れる前記発熱体のそれぞれの通電制御状態を送信し、該
   送信を受けた上位の前記単位通電部は同様に当該単位通
   電部に接続される発熱体の通電制御状態を前記受信した
   下位の前記単位通電部の応答信号に加え、送信する操作
   を順次上位の前記単位通電部が前記同様の操作を繰返
   し、最終的に表示部に連結される前記単位通電部全ての
   応答信号が前記表示部に送られるようにした請求項１、
   ２または３記載の凍結防止装置。
5. 【請求項５】 前記表示部および単位通電部の少なくと
   もいずれかに、近くを通る人の人体感知手段と、該単位
   通電部に接続される前記発熱体の通電異常記憶手段とを
   設け、前記通電異常が検出されると、予め設定した時刻
   内に人体を感知すると警報音を発するようにした請求項
   １、２、３または４記載の凍結防止装置。