JP4994411B2 - Steam separator for road heating system - Google Patents
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Description
本発明は、道路や駐車場等の融雪を行うロードヒーティングシステムの気水分離器に関するものである。 The present invention relates to a steam separator of a road heating system that melts snow on a road or a parking lot.
熱源機とヒートパイプとの間で不凍液を循環させ、道路や駐車場等の融雪を行うロードヒーティングシステムでは、熱源機やヒートパイプ内で発生した気泡が循環ポンプや流量センサ等へ混入すれば、それら各部品の機能を著しく低下させ、ロードヒーティングシステム全体の動作不良を引き起こす恐れがある。そのため、従来の一般的なロードヒーティングシステムでは、熱源機とヒートパイプとを繋ぐ管路に、不凍液から気泡を分離する気水分離器が設けられている(例えば、特許文献1参照)。 In a road heating system that circulates antifreeze liquid between a heat source machine and a heat pipe and melts snow on roads, parking lots, etc., if bubbles generated in the heat source machine or heat pipe enter the circulation pump or flow sensor, etc. , The function of each of these parts may be significantly reduced, causing the overall malfunction of the road heating system. Therefore, in a conventional general load heating system, an air-water separator that separates bubbles from the antifreeze liquid is provided in a pipe line connecting the heat source device and the heat pipe (see, for example, Patent Document 1).
図4は、上記従来のロードヒーティングシステム1Aの概略構成図であり、不凍液を加熱する熱源機2の熱交換器22と、道路や駐車場等の地下へ埋設されるヒートパイプ3とが往き配管11および戻り配管12を介して接続されている。また、戻り配管12には、熱交換器22とヒートパイプ3との間で不凍液を循環させる循環ポンプ4が設けられており、この循環ポンプ4の上流側で且つヒートパイプ3の下流側に気水分離器9が設けられている。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the conventional
上記気水分離器9は、縦長のタンク本体90の底部に液入口9aおよび液出口9bを設けたものであり、タンク本体90内の上部には、その内部に集められた空気を器外へ放出するエア抜き弁920が設けられている。また、タンク本体90内には、液入口9aへ送り込まれた不凍液をタンク本体90内の上域へ導く導水管94が設けられている。そして、上記液入口9aには、ヒートパイプ3の出口側端部3bへ繋がる第1の戻り配管121が接続され、液出口9bには、循環ポンプ4の吸込口4aへ繋がる第2の戻り配管122が接続されている。
The steam / water separator 9 is provided with a
従って、ヒートパイプ3の出口側端部3bから第1の戻り配管121へ送り出された不凍液は、液入口9aから導水管94を通ってタンク本体90内へ送り込まれ、さらに、タンク本体90の内部空間を下向きに流れて、液出口9bから第2の戻り配管122へ送り出される。その際、不凍液中の気泡は、不凍液の流れから外れてタンク本体90内の上部へ集められ、エア抜き弁920から器外へ放出される。
Accordingly, the antifreeze liquid sent from the
しかしながら、上記ロードヒーティングシステム1Aでは、不凍液の漏洩やエア抜き弁920の故障等によりタンク本体90内に空気が溜まり、不凍液の液面が降下した場合には、その溜まった空気が不凍液とともに第2の戻り配管122へ引き込まれ、循環ポンプ4や流量センサ7等の各部品の機能を低下させる可能性がある。
However, in the
そこで、図5に示すように、タンク本体90に水位センサ97を設け、この水位センサ97がタンク本体90内の不凍液の液面の降下を検知した場合には、循環ポンプ4の動作を強制的に停止して、不凍液の循環を中断させる方法が考えられる。
Therefore, as shown in FIG. 5 , a
具体的には、タンク本体90の上部には、タンク本体90内の不凍液の液面位置に応じてオンオフする水位センサ97が設けられており、この水位センサ97がオフ状態になれば、ロードヒーティングシステム1に組み込まれた図示しない安全制御プログラムの実行回路によって、循環ポンプ4の動作を強制的に停止させるように構成されている。
Specifically, a
従って、タンク本体90内の不凍液の液面が降下し、水位センサ97がオフ状態になれば、不凍液の循環が中断され、タンク本体90内の空気が不凍液とともに液出口9bから第2の戻り配管122へ送り出されるのを未然に防止する。
Accordingly, when the level of the antifreeze liquid in the tank
しかしながら、このものでは、導水管94の開放端からタンク本体90内へ放出される不凍液の水勢によって水位センサ97の水位検知部周辺の水流が乱され、不凍液の液面を正確に検知できない可能性がある。
However, in this case, the water flow around the water level detection part of the
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、タンク本体内の不凍液の液面を正確に検知し得るロードヒーティングシステムの気水分離器を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of the point which concerns, and makes it a subject to provide the steam-water separator of the load heating system which can detect the liquid level of the antifreeze liquid in a tank main body correctly.
本発明に係るロードヒーティングシステムの気水分離器は、
底部に液入口および液出口を有する縦長のタンク本体と、液入口へ送り込まれた不凍液をタンク本体内の上域へ導く導水管と、タンク本体内の不凍液の液面高さを検知する水位センサと、タンク本体内の上部に集められた気泡を器外へ放出可能な弁機構部とを備えたロードヒーティングシステムの気水分離器において、
タンク本体の内部空間の上域を左右に区分けする仕切板をタンク本体の内側上面に垂設し、
導水管の開放端は、仕切板によって区分けされた第1の空間に向かって開放し、第2の空間に前記水位センサの水位検知部を配設し、第2の空間の上部に前記弁機構部を配設し、前記仕切板の上部に気泡の通過可能な連通孔を設けたことを特徴とするものである。
The steam separator of the road heating system according to the present invention,
A vertically long tank body having a liquid inlet and a liquid outlet at the bottom, a water guide pipe that guides the antifreeze liquid sent to the liquid inlet to the upper area in the tank body, and a water level sensor that detects the liquid surface height of the antifreeze liquid in the tank body And a steam-water separator of a load heating system comprising a valve mechanism that can discharge the bubbles collected in the upper part of the tank body to the outside of the vessel,
A partition plate that divides the upper area of the internal space of the tank body into left and right is suspended from the inner upper surface of the tank body,
The open end of the water conduit opens toward the first space divided by the partition plate, the water level detection unit of the water level sensor is disposed in the second space, and the valve mechanism is disposed above the second space. And a communication hole through which bubbles can pass is provided in the upper part of the partition plate .
上記構成によれば、液入口へ送り込まれた不凍液は、導水管の開放端から水位センサの水位検知部の配設されていない第1の空間へ放出され、タンク本体底部の液出口から器外へ放出される。これにより、水位検知部周辺の水流を常に安定した状態で維持できる。 According to the above configuration, the antifreeze liquid fed to the liquid inlet is discharged from the open end of the water conduit into the first space where the water level detection unit of the water level sensor is not disposed, and is discharged from the liquid outlet at the bottom of the tank body. Is released. Thereby, the water flow around a water level detection part can always be maintained in the stable state.
また、不凍液中の気泡は、不凍液が導水管の開放端から第1の空間内へ放出された際に、その不凍液の流れから外れて第1の空間内の上部や、仕切板を越えて第2の空間内の上部へ集められるが、このものでは、第1の空間や第2の空間の上部に集められた気泡は、仕切板上部の連通孔を通ってそれら各空間相互間を往来可能であり、いずれの気泡も弁機構部から器外へ放出されるから、第1の空間や第2の空間の上部に空気溜まりができ難い。従って、タンク本体内に滞留した空気が不凍液とともに液出口へ引き込まれ、循環ポンプや流量センサ等の各部品の機能を低下させるといった問題も生じ難い。特に、弁機構部を、導水管から放出される不凍液の水勢の影響を受け難い第2の空間の上部に配設したことで、第1の空間や第2の空間の上部に集められた気泡が器外へ円滑に放出されるから、タンク本体内に空気溜まりが一層でき難い。従って、上述した各部品の機能を低下させる問題が一層生じ難い。 In addition, when the antifreeze liquid is discharged into the first space from the open end of the water conduit, the bubbles in the antifreeze liquid are removed from the flow of the antifreeze liquid and pass over the upper part of the first space and the partition plate. In this case, air bubbles collected in the upper part of the first space and the second space can come and go between each space through the communication hole in the upper part of the partition plate. Since any bubbles are discharged from the valve mechanism to the outside of the vessel, it is difficult to collect air in the upper part of the first space or the second space. Therefore, the problem is that the air staying in the tank body is drawn into the liquid outlet together with the antifreeze liquid, and the function of each component such as the circulation pump and the flow rate sensor is unlikely to occur. In particular, since the valve mechanism is disposed above the second space that is not easily affected by the water flow of the antifreeze discharged from the water conduit, the bubbles collected in the first space and the second space are collected. Is smoothly discharged to the outside of the vessel, so that it is more difficult to collect air in the tank body. Therefore, the problem of lowering the function of each component described above is less likely to occur.
本発明は、上記構成であるから次の特有の効果を有する。
水位検知部周辺の水流が常に安定した状態で維持できるから、水位センサによる液面検知の正確性が向上する。
Since the present invention has the above configuration, the present invention has the following specific effects.
Since the water flow around the water level detection unit can always be maintained in a stable state, the accuracy of the liquid level detection by the water level sensor is improved.
次に、上記した本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳述する。
図1に示すロードヒーティングシステム1は、主として、不凍液を加熱する熱源機2と、その加熱された不凍液の熱を放出するヒートパイプ3と、熱源機2とヒートパイプ3との間で不凍液を循環させる循環ポンプ4とで構成されており、本発明の実施の形態に係る気水分離器5は、上記ヒートパイプ3の下流側で且つ循環ポンプ4の上流側の管路に配設されている。
Next, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
A
熱源機2は、ガス配管20から送り込まれたガスを燃焼させるバーナ21と、バーナ21から放出されたガスの燃焼熱を回収する熱交換器22とを備えており、この熱交換器22の出湯口22bに、道路や駐車場等の地下に埋設されたヒートパイプ3の入口側端部3aが往き配管11を介して繋がっている。一方、熱交換器22の入水口22aには、ヒートパイプ3の出口側端部3bが戻り配管12を介して繋がっており、循環ポンプ4は、この戻り配管12に設けられている。
The
従って、循環ポンプ4を作動し且つ熱源機2のバーナ21を点火すれば、熱交換器22内で加熱された不凍液がヒートパイプ3へ送り込まれ、このヒートパイプ3から放出される不凍液の熱によって、道路や駐車場等の表面の融雪が行われる。
Therefore, when the circulation pump 4 is operated and the
気水分離器5は、略楕円柱状のタンク本体50を備えており、このタンク本体50の底部50Bには、第1の戻り配管(以下、「入水管」という)121を介してヒートパイプ3の出口側端部3bへ繋がる液入口5aと、第2の戻り配管(以下、「出水管」という)122を介して循環ポンプ4の吸込口4aへ繋がる液出口5bとが形成されている。
The steam /
従って、ヒートパイプ3を通過した後の不凍液は、入水管121を通ってタンク本体50内へその底部から送り込まれ、さらに、タンク本体50の内部空間(後述する脱気室S1)を下向きに流れて、底部から出水管122を通って循環ポンプ4側へ送り出される。その際、不凍液中に含まれる気泡は、不凍液の流れから外れてタンク本体50内(後述する脱気室S1)の上部に集められる。
Therefore, the antifreeze liquid after passing through the
タンク本体50の上部50Tには、タンクキャップ52によって被蓋された不凍液供給口5cが形成されており、上記タンクキャップ52には、不凍液を貯留するリザーブタンク6内と上記不凍液供給口5cとを繋ぐ給液配管61が接続されている。また、タンクキャップ52内における上記不凍液供給口5cと給液配管61との間には、タンク本体50およびリザーブタンク6相互間における不凍液の往来を調整する圧力調整弁53が設けられている。
An antifreeze
圧力調整弁53は、不凍液が加熱膨張した際にタンク本体50内からリザーブタンク6内へ不凍液を送り出す図示しない過圧逃がし弁機構と、不凍液が冷却収縮した際にリザーブタンク6内からタンク本体50内へ不凍液を引き込む図示しない減圧弁機構とを兼備しており、タンク本体50内の圧力が所定値以上になれば、そのタンク本体50内の不凍液が給液配管61を介してリザーブタンク6内へ送り出され、タンク本体50内の圧力が所定値以下になれば、リザーブタンク6内の不凍液が給液配管61を介してタンク本体50内へ送り込まれる。これにより、タンク本体50内は、常に液密の状態で且つ一定圧に維持されている。
The
タンク本体50の内側底面501には、下端が液入口5aへ繋がる導水管54が立設されている。この導水管54上部の開放端540は、タンク本体50の後述する脱気室S1に向かって開放しており、その開放端540の上部には、不凍液中の不純物を除去するストレーナ55が装着されている。
On the
ストレーナ55は、周面全体に複数の小孔を有する円筒状部材であり、入水管121から導水管54へ送り込まれた不凍液は、このストレーナ55の周面全体の小孔を通る際に整流されて、後述する脱気室S1内へ放出される。
The
タンク本体50の上部50Tには、ストレーナ55を上記導水管54の開放端540へ装着するためのストレーナ装填口5dが形成されている。また、ストレーナ装填口5dは、ストレーナキャップ56によって被蓋されている。
A
さらに、タンク本体50の上部50Tには、浮き子570の位置に応じてオンオフする水位センサ57が設けられている。この水位センサ57は、タンク本体50の内側上面502に垂設される軸部571に浮き子570を上下に遊動可能な状態で取り付けたものであり、浮き子570が軸部571の下端まで下がった場合に、水位センサ57に内蔵された図示しないオンオフスイッチがオフになるように構成されている。
Further, a
従って、例えば、ヒートパイプ3や各配管接続部の異常により不凍液が漏洩する不具合を生じ、タンク本体50内の不凍液の液面が降下した場合には、その液面の降下に追動して浮き子570が下がり、図示しないオンオフスイッチがオフになる。尚、上記ロードヒーティングシステム1は、熱源機2による不凍液の加熱動作や循環ポンプ4のオンオフ動作を制御する実行回路を備えており、水位センサ57がオフ状態になった場合は、この実行回路によって、バーナ21を強制消火させるとともに循環ポンプ4を強制停止させる安全制御プログラムが実行される。
Therefore, for example, in the case where the antifreeze liquid leaks due to an abnormality in the
タンク本体50の内側上面502には、タンク本体50の内部空間の上域を左右二つに区分けする仕切板58が垂設されている。この仕切板58は、タンク本体50の内側上面502と内側底面501との間の略中央位置まで延びており、その左右二つに区分けされた第1の空間(以下、「脱気室」という)S1および第2の空間(以下、「水位検知室」という)S2相互は、仕切板58の下端側の空間で繋がっている。
On the inner
液入口5aは、上記脱気室S1の下方に開設されており、ストレーナ装填口5dは、この脱気室S1の上部に開設されている。また、導水管54は、脱気室S1内まで延びている。一方、液出口5bは、上記水位検知室S2の下方に開設されており、不凍液供給口5cは、この水位検知室S2の上部に開設されている。また、水位センサ57の浮き子570は、水位検知室S2内に配設されている。
The
従って、入水管121から導水管54の開放端540へ送り込まれた不凍液は、ストレーナ55を介して脱気室S1内へ放出された後、脱気室S1の下域へ導かれる。そしてさらに、仕切板58の下端側の空間を通って水位検知室S2の下域へ導かれ、液出口5bから出水管122へ送り出される。
Accordingly, the antifreeze liquid fed from the
また、図2(a)および(b)に示すように、仕切板58の上端で且つ不凍液供給口5cに対向する位置には、脱気室S1および水位検知室S2相互を繋ぐ連通孔580が開設されている。従って、導水管54の開放端540から脱気室S1へ不凍液が送り込まれた際、その不凍液の流れから外れて脱気室S1の上部に集まった気泡は、上記連通孔580からタンク本体50の内側上面502に沿って水位検知室S2の上部へ移動する。そして、タンク本体50内の不凍液が加熱膨張して圧力調整弁53の過圧逃がし弁機構が開放した際に、不凍液とともに給液配管61を通ってリザーブタンク6内へ送り出される。これにより、循環ポンプ4や不凍液の循環経路に配設された他の部品(例えば、熱交換器22への不凍液の流量を計測する流量センサ7)への空気の混入が防止される。
Further, as shown in FIGS. 2A and 2B, a
このものでは、導水管54の開放端540と水位検知部である浮き子570との間に仕切板58を設けたことによって、導水管54の開放端540から放出された不凍液が浮き子570側へ直接的に流れ込まないから、その不凍液の水勢によって浮き子570周辺の水流が乱され難く、常に安定した状態で維持できる。従って、水位検知室S2の不凍液の液面高さが安定するし、上記水勢によって浮き子570が強制的に押し下げられるのも防止できる。これにより、水位センサ57による液面検知の正確性が向上する。
In this configuration, the
その結果、タンク本体50内に規定量の不凍液があるにもかかわらず上述の安全制御プログラムが実行されてしまう誤動作を生じ難く、ロードヒーティングシステム1に組み込まれた安全機能の動作精度が向上する。
As a result, it is difficult to cause a malfunction in which the above-described safety control program is executed despite the presence of the prescribed amount of antifreeze in the tank
また、仕切板58の上端に連通孔580を設けたことによって、脱気室S1の上部に集められた気泡は、その連通孔580を通って水位検知室S2の上部へ導かれ、圧力調整弁53から給液配管61を介して器外(リザーブタンク6内)へ放出されるから、タンク本体50内の上部に空気溜まりができ難い。従って、タンク本体50内に滞留した空気が不凍液とともに液出口5bへ引き込まれ、循環ポンプ4や上記流量センサ7等の各部品の機能を低下させるといった問題も生じ難い。
Further, by providing the
さらに、連通孔580を不凍液供給口5cに対向する位置に設けたことによって、不凍液が連通孔580から浮き子570の上部へ直接的に流れ込み、その浮き子570を強制的に押し下げるのを防止できるから、上述の誤動作が生じ難い。これにより、上記安全機能の動作精度が一層向上する。
Further, by providing the
また、タンク本体50内の上部に集められた気泡を器外へ放出可能な過圧逃がし弁機構を有する圧力調整弁53を、導水管54の開放端540から放出された不凍液の水勢の影響を受け難い水位検知室S2の上部に配設したことによって、水位検知室S2に集められた気泡を円滑に器外へ放出させることが可能であるから、タンク本体50内に空気溜まりが一層でき難く、上述の各部品の機能を低下させる問題も一層生じ難い。
Further, the
また、ストレーナ装填口5dを脱気室S1側に設けたことによって、ストレーナ55を取り外す際に、そのストレーナ55の内面から漏出した不純物が浮き子570や軸部571へ直接的に付着する恐れもないから、水位センサ57の液面検知機能を長期的に維持できる。
Further, by providing the
尚、上記実施の形態では、仕切板58によってタンク本体50の内部空間の上域を左右略半分に分割することで、導水管54を配設する脱気室S1と、不凍液供給口5cおよび浮き子570を配設する水位検知室S2とに区分けしている。
In the above embodiment, the upper region of the internal space of the tank
尚、上記実施の形態では、浮き子570の位置によってタンク本体50内の不凍液の液面高さを検知する形式の水位センサ57を採用したが、図3に示すように、タンク本体50の内側上面502に垂設した電極によって水位を検知する形式の水位センサ59を採用しても良い。この場合、水位センサ59の水位検知部である電極端部590を水位検知室S2内に配設し、タンク本体50内の不凍液の液面がこの電極端部590より下方まで降下した際に、上述の安全制御プログラムが実行されるように構成されている。
In the above embodiment, is adopted the
このものでは、導水管54の開放端540と水位検知部である電極端部590との間に仕切板58を設けたことによって、導水管54の開放端540から放出された不凍液が電極端部590側へ直接的に流れ込まないから、その不凍液の水勢によって電極端部590周辺の水流が乱され難く、常に安定した状態で維持できる。その結果、上記実施の形態と同様、水位センサ59による液面検知の正確性が向上する。
In this case, the
1・・・ロードヒーティングシステム
2・・・熱源機
3・・・ヒートパイプ
4・・・循環ポンプ
5・・・気水分離器
5a・・・液入口
5b・・・液出口
50・・・タンク本体
53・・・圧力調整弁(弁機構部)
54・・・導水管
540・・・開放端
57・・・水位センサ
570・・・浮き子(水位検知部)
58・・・仕切板
580・・・連通孔
DESCRIPTION OF
54 ...
58 ...
Claims (1)
タンク本体の内部空間の上域を左右に区分けする仕切板をタンク本体の内側上面に垂設し、
導水管の開放端は、仕切板によって区分けされた第1の空間に向かって開放し、第2の空間に前記水位センサの水位検知部を配設し、第2の空間の上部に前記弁機構部を配設し、前記仕切板の上部に気泡の通過可能な連通孔を設けたことを特徴とする、ロードヒーティングシステムの気水分離器。 A vertically long tank body having a liquid inlet and a liquid outlet at the bottom, a water guide pipe that guides the antifreeze liquid sent to the liquid inlet to the upper area in the tank body, and a water level sensor that detects the liquid surface height of the antifreeze liquid in the tank body And a steam / water separator comprising a valve mechanism that can discharge bubbles collected in the upper part of the tank body to the outside,
A partition plate that divides the upper area of the internal space of the tank body into left and right is suspended from the inner upper surface of the tank body,
The open end of the water conduit opens toward the first space divided by the partition plate, the water level detection unit of the water level sensor is disposed in the second space, and the valve mechanism is disposed above the second space. An air / water separator for a road heating system, characterized in that a communication hole is provided in the upper part of the partition plate and through which bubbles can pass .
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