(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-30
(45)【発行日】2024-11-08
(54)【発明の名称】水配管の凍結防止装置及び水配管の凍結防止方法
(51)【国際特許分類】
E03B 7/12 20060101AFI20241031BHJP
E03B 7/14 20060101ALI20241031BHJP
【ＦＩ】
E03B7/12 F
E03B7/14
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2022204551
(22)【出願日】2022-12-21
(65)【公開番号】P2024089282
(43)【公開日】2024-07-03
【審査請求日】2024-03-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000148357
【氏名又は名称】株式会社前川製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 史
(72)【発明者】
【氏名】山田 慎也
(72)【発明者】
【氏名】新山 裕一
【審査官】坪内 優佳
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－０５８２４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－３０８６９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５１－０４３２５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２８１０６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２９８１７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－０１８３６７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０３Ｂ １／００－１１／１６
Ｅ０３Ｃ １／００－ １／３３
Ｅ０３Ｆ １／００－１１／００
Ｇ０１Ｗ １／００
Ｇ０１Ｌ １／００－２７／０２
Ｆ１６Ｌ ５５／００－５５／４８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部に水が貯留され、前記水の凍結によって可逆的に変形可能な検出容器と、前記水の凍結に起因した前記検出容器の可逆的な変形を検出するためのセンサと、
前記検出容器の可逆的な変形が検出されたとき、水配管に設けられた第１加熱装置を稼働させること、又は、前記水配管内の水の流通を許可することの少なくとも何れか一方を実施するように構成されたコントローラと、
を備える水配管の凍結防止装置。
【請求項2】
前記検出容器の相当径は、前記水配管の径よりも小さい、請求項１に記載の水配管の凍結防止装置。
【請求項3】
前記検出容器の外表面の少なくとも一部は、断熱材で覆われていない、請求項１又は２に記載の水配管の凍結防止装置。
【請求項4】
前記検出容器は、前記水配管と連通している、請求項１又は２に記載の水配管の凍結防止装置。
【請求項5】
前記検出容器は、異形Ｔ字配管継手を介して前記水配管と接続されている、請求項４に記載の水配管の凍結防止装置。
【請求項6】
前記検出容器は、前記水が貯留可能な密閉空間を形成する、請求項１又は２に記載の水配管の凍結防止装置。
【請求項7】
前記検出容器は、前記検出容器内の前記水の凍結及び融解による前記水の体積変化に追従して可逆的に変形可能な構造を有する、請求項６に記載の水配管の凍結防止装置。
【請求項8】
前記検出容器を加熱可能な第２加熱装置、を備える、
請求項１又は２に記載の水配管の凍結防止装置。
【請求項9】
水配管の凍結防止方法であって、検出容器の内部に貯留された水の凍結に起因した前記検出容器の可逆的な変形の有無を検出するステップと、
前記検出するステップで前記水の凍結に起因した前記検出容器の可逆的な変形が検出されると前記水配管に設けられた第１加熱装置を稼働させること、又は、前記水配管内の水の流通を許可することの少なくとも何れか一方を実施するステップと、
を備える水配管の凍結防止方法。
【請求項10】
前記検出するステップで前記水の凍結に起因した前記検出容器の可逆的な変形が検出されると前記検出容器を加熱可能な第２加熱装置を稼働させるステップ、を備える、
請求項９に記載の水配管の凍結防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、水配管の凍結防止装置及び水配管の凍結防止方法に関する。
【背景技術】
【0002】
水配管内の水が凍結すると体積が膨張して水配管を破損してしまうため、水配管内の水が凍結しないようにすることが行われている。例えば特許文献１には、水道管の外周に電気ヒータを配置し、その電気ヒータへの通電を制御することで水道管内の水の凍結を防止する凍結防止方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平１０－１８３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、例えば特許文献１に記載の凍結防止方法では、電気ヒータへの通電を開始する温度が水の凍結温度よりも比較的高い温度に設定されるため、消費電力が多くなりがちである。
【0005】
本開示の少なくとも一実施形態は、上述の事情に鑑みて、水配管の凍結防止に要するエネルギの消費量を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る水配管の凍結防止装置は、
内部に水が貯留された検出容器と、
前記検出容器内の前記水の凍結に起因した前記検出容器の変形を検出するためのセンサと、
前記検出容器の変形が検出されたとき、水配管に設けられた第１加熱装置を稼働させること、又は、前記水配管内の水の流通を許可することの少なくとも何れか一方を実施するように構成されたコントローラと、
を備える。
内部に水が貯留された検出容器と、
前記検出容器内の前記水の凍結に起因した前記検出容器の変形を検出するためのセンサと、
前記検出容器の変形が検出されたとき、水配管に設けられた第１加熱装置を稼働させること、又は、前記水配管内の水の流通を許可することの少なくとも何れか一方を実施するように構成されたコントローラと、
を備える。
【0007】
（２）本開示の少なくとも一実施形態に係る水配管の凍結防止方法は、
水配管の凍結防止方法であって、
検出容器の内部に貯留された水の凍結に起因した前記検出容器の変形の有無を検出するステップと、
前記検出するステップで前記水の凍結に起因した前記検出容器の変形が検出されると前記水配管に設けられた第１加熱装置を稼働させること、又は、前記水配管内の水の流通を許可することの少なくとも何れか一方を実施するステップと、
を備える。
水配管の凍結防止方法であって、
検出容器の内部に貯留された水の凍結に起因した前記検出容器の変形の有無を検出するステップと、
前記検出するステップで前記水の凍結に起因した前記検出容器の変形が検出されると前記水配管に設けられた第１加熱装置を稼働させること、又は、前記水配管内の水の流通を許可することの少なくとも何れか一方を実施するステップと、
を備える。
【発明の効果】
【0008】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、水配管の凍結防止に要するエネルギの消費量を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1A】密閉回路の配管系統の一例を示す図である。
【図1B】給水回路の配管系統の一例を示す図である。
【図1C】冷却塔回路の配管系統の一例を示す図である。
【図1D】送水回路の配管系統の一例を示す図である。
【図1E】給水回路の配管系統の他の一例を示す図である。
【図2A】凍結検出装置の配置の一例について説明するための模式的な図である。
【図2B】凍結検出装置の配置の他の一例について説明するための模式的な図である。
【図3A】一実施形態に係る凍結検出装置の全体構成を説明するための模式的な図である。
【図3B】他の実施形態に係る凍結検出装置の全体構成を説明するための模式的な図である。
【図3C】他の実施形態に係る凍結検出装置の全体構成を説明するための模式的な図である。
【図3D】他の実施形態に係る凍結検出装置の全体構成を説明するための模式的な図である。
【図4】幾つかの実施形態に係る凍結防止装置を用いた水配管の凍結防止方法の手順について説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【0011】
幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止装置５０は、後述する凍結検出装置１００を備えおり、凍結検出装置１００が有する検出容器１２０内の凍結検出用の水Ｗｄが凍結したことが検出されると、後述する凍結防止策を実施するように構成されている。
まず、幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止装置５０及び水配管１０の凍結防止方法が適用される水配管１０の配管系統１の幾つかの例について説明する。
図１Ａは、密閉回路の配管系統の一例を示す図である。
図１Ｂは、給水回路の配管系統の一例を示す図である。
図１Ｃは、冷却塔回路の配管系統の一例を示す図である。
図１Ｄは、送水回路の配管系統の一例を示す図である。
図１Ｅは、給水回路の配管系統の他の一例を示す図である。
まず、幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止装置５０及び水配管１０の凍結防止方法が適用される水配管１０の配管系統１の幾つかの例について説明する。
図１Ａは、密閉回路の配管系統の一例を示す図である。
図１Ｂは、給水回路の配管系統の一例を示す図である。
図１Ｃは、冷却塔回路の配管系統の一例を示す図である。
図１Ｄは、送水回路の配管系統の一例を示す図である。
図１Ｅは、給水回路の配管系統の他の一例を示す図である。
【0012】
（密閉回路の配管系統１Ａ）
図１Ａに示す密閉回路の配管系統１Ａは、例えば冷凍機２と熱交換器３との間に設けられた水配管１０Ａを有する。
図１Ａに示す密閉回路の配管系統１Ａでは、例えばポンプ４Ａによって冷凍機２と熱交換器３との間で水配管１０Ａ内の水Ｗを循環可能とされている。
図１Ａに示す密閉回路の配管系統１Ａでは、上記ポンプ４Ａの運転を制御可能に構成された制御装置５Ａによってポンプ４Ａの運転が制御される。
図１Ａに示す密閉回路の配管系統１Ａは、例えば冷凍機２と熱交換器３との間に設けられた水配管１０Ａを有する。
図１Ａに示す密閉回路の配管系統１Ａでは、例えばポンプ４Ａによって冷凍機２と熱交換器３との間で水配管１０Ａ内の水Ｗを循環可能とされている。
図１Ａに示す密閉回路の配管系統１Ａでは、上記ポンプ４Ａの運転を制御可能に構成された制御装置５Ａによってポンプ４Ａの運転が制御される。
【0013】
図１Ａに示す密閉回路の水配管１０Ａにおいて、水配管１０Ａ内の水Ｗの凍結を防止するためには、例えばポンプ４Ａを駆動することで冷凍機２と熱交換器３との間で水配管１０Ａ内の水Ｗを循環させればよい。
すなわち、図１Ａに示す密閉回路の水配管１０Ａでは、水配管１０Ａ内の水Ｗの流通を許可することで、水配管１０Ａ内の水Ｗの凍結を防止できる。
すなわち、図１Ａに示す密閉回路の水配管１０Ａでは、水配管１０Ａ内の水Ｗの流通を許可することで、水配管１０Ａ内の水Ｗの凍結を防止できる。
【0014】
（給水回路の配管系統１Ｂ）
図１Ｂに示す給水回路の配管系統１Ｂは、例えば給水タンク６に水Ｗを補給するための水配管１０Ｂを有する。図１Ｂに示す給水回路の配管系統１Ｂでは、例えば給水タンク６の余剰の水Ｗをオーバーフローさせるためのオーバーフロー配管２１Ｂが設けられている。
図１Ｂに示す給水回路の配管系統１Ｂは、例えば給水タンク６に水Ｗを補給するための水配管１０Ｂを有する。図１Ｂに示す給水回路の配管系統１Ｂでは、例えば給水タンク６の余剰の水Ｗをオーバーフローさせるためのオーバーフロー配管２１Ｂが設けられている。
【0015】
図１Ｂに示す給水回路の配管系統１Ｂでは、例えば水配管１０Ｂに設けられた制御弁７Ｂによって給水タンク６への水Ｗの供給が制御可能である。
図１Ｂに示す給水回路の配管系統１Ｂでは、上記制御弁７Ｂの開度を制御可能に構成された制御装置５Ｂによって制御弁７Ｂの開度が制御される。
図１Ｂに示す給水回路の配管系統１Ｂでは、上記制御弁７Ｂの開度を制御可能に構成された制御装置５Ｂによって制御弁７Ｂの開度が制御される。
【0016】
図１Ｂに示す給水回路の水配管１０Ｂにおいて、水配管１０Ｂ内の水Ｗの凍結を防止するためには、例えば制御弁７Ｂを開くことで給水タンク６へ水Ｗを供給し、給水タンク６の余剰の水Ｗをオーバーフロー配管２１Ｂを介してオーバーフローさせればよい。
すなわち、図１Ｂに示す給水回路の水配管１０Ｂでは、水配管１０Ｂ内の水Ｗの流通を許可することで、水配管１０Ｂ内の水Ｗの凍結を防止できる。
すなわち、図１Ｂに示す給水回路の水配管１０Ｂでは、水配管１０Ｂ内の水Ｗの流通を許可することで、水配管１０Ｂ内の水Ｗの凍結を防止できる。
【0017】
（冷却塔回路の配管系統１Ｃ）
図１Ｃに示す冷却塔回路の配管系統１Ｃは、水配管１０Ｃを有する。図１Ｃに示す冷却塔回路の水配管１０Ｃは、例えば冷却塔８に貯留される水Ｗを補給するための補給流路１１Ｃと、冷却塔８に貯留された水Ｗを冷却塔８内で循環させるための循環流路１２とを有する。図１Ｃに示す冷却塔回路の配管系統１Ｃでは、例えば冷却塔８の余剰の水Ｗをオーバーフローさせるためのオーバーフロー配管２１Ｃが設けられている。
図１Ｃに示す冷却塔回路の水配管１０Ｃでは、例えば補給流路１１には、補給流路１１内の水Ｗの凍結防止のための第１加熱装置３１としての加熱装置であり、通電することで熱を発する凍結防止ヒータ９が設けられている。
図１Ｃに示す冷却塔回路の配管系統１Ｃは、水配管１０Ｃを有する。図１Ｃに示す冷却塔回路の水配管１０Ｃは、例えば冷却塔８に貯留される水Ｗを補給するための補給流路１１Ｃと、冷却塔８に貯留された水Ｗを冷却塔８内で循環させるための循環流路１２とを有する。図１Ｃに示す冷却塔回路の配管系統１Ｃでは、例えば冷却塔８の余剰の水Ｗをオーバーフローさせるためのオーバーフロー配管２１Ｃが設けられている。
図１Ｃに示す冷却塔回路の水配管１０Ｃでは、例えば補給流路１１には、補給流路１１内の水Ｗの凍結防止のための第１加熱装置３１としての加熱装置であり、通電することで熱を発する凍結防止ヒータ９が設けられている。
【0018】
図１Ｃに示す冷却塔回路の配管系統１Ｃでは、例えば冷却塔８への水Ｗの供給は、水配管１０Ｃに設けられたボールタップ１３によって制御されるように構成されている他、例えば水配管１０Ｃに設けられた制御弁７Ｃの開閉よっても可能である。
図１Ｃに示す冷却塔回路の配管系統１Ｃでは、例えば循環流路１２に設けられた循環ポンプであるポンプ４Ｃによって冷却塔８に貯留された水Ｗを冷却塔８内で循環可能とされている。
図１Ｃに示す冷却塔回路の配管系統１Ｃでは、上記ポンプ４Ｃの運転、上記制御弁７Ｃの開度、及び、凍結防止ヒータ９への通電を制御可能に構成された制御装置５Ｃによってこれらが制御される。
図１Ｃに示す冷却塔回路の配管系統１Ｃでは、例えば循環流路１２に設けられた循環ポンプであるポンプ４Ｃによって冷却塔８に貯留された水Ｗを冷却塔８内で循環可能とされている。
図１Ｃに示す冷却塔回路の配管系統１Ｃでは、上記ポンプ４Ｃの運転、上記制御弁７Ｃの開度、及び、凍結防止ヒータ９への通電を制御可能に構成された制御装置５Ｃによってこれらが制御される。
【0019】
図１Ｃに示す冷却塔回路の水配管１０Ｃにおいて、水配管１０Ｃ内の水Ｗの凍結を防止するためには、例えば上記ポンプ４Ｃを運転することで循環流路１２内に水Ｗを流通させるとともに、凍結防止ヒータ９へ通電して補給流路１１Ｃを加熱するとよい。また、補給流路１１Ｃ内の水Ｗの凍結を防止するために、凍結防止ヒータ９へ通電するとともに、制御弁７Ｃを開いて補給流路１１Ｃ内に水Ｗを流通させ、冷却塔８の余剰の水Ｗをオーバーフロー配管２１Ｃを介してオーバーフローさせてもよい。
すなわち、図１Ｃに示す冷却塔回路の水配管１０Ｃでは、第１加熱装置３１を稼働させること、及び、水配管１０Ｃ内の水Ｗの流通を許可することで、水配管１０Ｃ内の水Ｗの凍結を防止できる。
すなわち、図１Ｃに示す冷却塔回路の水配管１０Ｃでは、第１加熱装置３１を稼働させること、及び、水配管１０Ｃ内の水Ｗの流通を許可することで、水配管１０Ｃ内の水Ｗの凍結を防止できる。
【0020】
（送水回路の配管系統１Ｄ）
図１Ｄに示す送水回路の配管系統１Ｄは、水配管１０Ｄを有する。図１Ｄに示す送水回路の水配管１０Ｄは、例えば屋外に設置された水タンク１５内の水Ｗを屋内の各所に供給するための送水配管１６と、送水配管１６内の水Ｗを水タンク１５に戻すための戻り配管１７とを含む。送水配管１６と戻り配管１７の一部は、屋外に配置されている。
図１Ｄに示す送水回路の配管系統１Ｄは、水配管１０Ｄを有する。図１Ｄに示す送水回路の水配管１０Ｄは、例えば屋外に設置された水タンク１５内の水Ｗを屋内の各所に供給するための送水配管１６と、送水配管１６内の水Ｗを水タンク１５に戻すための戻り配管１７とを含む。送水配管１６と戻り配管１７の一部は、屋外に配置されている。
【0021】
図１Ｄに示す送水回路の配管系統１Ｄでは、送水配管１６に設けられた送水ポンプであるポンプ４Ｄによって水タンク１５内の水Ｗを屋内の各所に供給可能とされている。
図１Ｄに示す送水回路の配管系統１Ｄでは、戻り配管１７は、ポンプ４Ｄよりも下流の送水配管１６から分岐していて、水タンク１５に接続されている。戻り配管１７には、
制御弁７Ｄが設けられていて、制御弁７Ｄを開くことでポンプ４Ｄで送水された水Ｗの一部が水タンク１５に戻すことができるように構成されている。
図１Ｄに示す送水塔回路の配管系統１Ｄでは、上記ポンプ４Ｄの運転、及び上記制御弁７Ｄの開度を制御可能に構成された制御装置５Ｄによってこれらが制御される。
図１Ｄに示す送水回路の配管系統１Ｄでは、戻り配管１７は、ポンプ４Ｄよりも下流の送水配管１６から分岐していて、水タンク１５に接続されている。戻り配管１７には、
制御弁７Ｄが設けられていて、制御弁７Ｄを開くことでポンプ４Ｄで送水された水Ｗの一部が水タンク１５に戻すことができるように構成されている。
図１Ｄに示す送水塔回路の配管系統１Ｄでは、上記ポンプ４Ｄの運転、及び上記制御弁７Ｄの開度を制御可能に構成された制御装置５Ｄによってこれらが制御される。
【0022】
図１Ｄに示す送水回路の水配管１０Ｄにおいて、屋外の水配管１０Ｄ（送水配管１６、戻り配管１７）内の水Ｗの凍結を防止するためには、例えば上記ポンプ４Ｄを運転するとともに制御弁７Ｄを開くことで送水配管１６内、及び戻り配管１７内で水Ｗを流通させればよい。
すなわち、図１Ｄに示す送水回路の水配管１０Ｄでは、水配管１０Ｄ内の水Ｗの流通を許可することで、水配管１０Ｄ内の水Ｗの凍結を防止できる。
すなわち、図１Ｄに示す送水回路の水配管１０Ｄでは、水配管１０Ｄ内の水Ｗの流通を許可することで、水配管１０Ｄ内の水Ｗの凍結を防止できる。
【0023】
（給水回路の配管系統１Ｅ）
図１Ｅに示す給水回路の配管系統１Ｅは、水配管１０Ｅを有する。図１Ｅに示す給水回路の水配管１０Ｅは、例えば温水タンク１８に水Ｗを補給するための補給流路１１Ｅと、補給流路１１Ｅから分岐するドレン流路１９とを有する。
図１Ｅに示す給水回路の配管系統１Ｅでは、例えば温水タンク１８の余剰の水Ｗ（温水ＨＷ）をオーバーフローさせるためのオーバーフロー配管２１Ｅが設けられている。
図１Ｅに示す給水回路の配管系統１Ｅは、水配管１０Ｅを有する。図１Ｅに示す給水回路の水配管１０Ｅは、例えば温水タンク１８に水Ｗを補給するための補給流路１１Ｅと、補給流路１１Ｅから分岐するドレン流路１９とを有する。
図１Ｅに示す給水回路の配管系統１Ｅでは、例えば温水タンク１８の余剰の水Ｗ（温水ＨＷ）をオーバーフローさせるためのオーバーフロー配管２１Ｅが設けられている。
【0024】
図１Ｅに示す給水回路の水配管１０Ｅには、制御弁７Ｅが設けられている。図１Ｅに示す給水回路の水配管１０Ｅの制御弁７Ｅは、例えば補給流路１１Ｅにおいて、ドレン流路１９の接続位置よりも下流側に設けられた第１制御弁７１と、ドレン流路１９に設けられた第２制御弁７２とを含んでいる。
図１Ｅに示す給水回路では、第１制御弁７１を開き、第２制御弁７２を閉じることで、温水タンク１８に水Ｗを補給できる。また、図１Ｅに示す給水回路では、第１制御弁７１を閉じ、第２制御弁７２を開くことで、ドレン流路１９の接続位置よりも上流側の補給流路１１Ｅ内の水Ｗをドレン流路１９を介して流すことができる。
図１Ｂに示す給水回路の配管系統１Ｂでは、上記制御弁７Ｅ（第１制御弁７１、第２制御弁７２）の開度を制御可能に構成された制御装置５Ｅによって制御弁７Ｅの開度が制御される。
図１Ｅに示す給水回路では、第１制御弁７１を開き、第２制御弁７２を閉じることで、温水タンク１８に水Ｗを補給できる。また、図１Ｅに示す給水回路では、第１制御弁７１を閉じ、第２制御弁７２を開くことで、ドレン流路１９の接続位置よりも上流側の補給流路１１Ｅ内の水Ｗをドレン流路１９を介して流すことができる。
図１Ｂに示す給水回路の配管系統１Ｂでは、上記制御弁７Ｅ（第１制御弁７１、第２制御弁７２）の開度を制御可能に構成された制御装置５Ｅによって制御弁７Ｅの開度が制御される。
【0025】
図１Ｅに示す給水回路の水配管１０Ｅにおいて、水配管１０Ｅ（補給流路１１Ｅ）内の水Ｗの凍結を防止するためには、例えば温水タンク１８に不所望に低温の水Ｗが流入しないようにするために第１制御弁７１を閉じるとともに、第２制御弁７２を開くことで補給流路１１Ｅの水Ｗを流通させて、ドレン流路１９を介して流すようにすればよい。
すなわち、図１Ｅに示す給水回路の水配管１０Ｅでは、水配管１０Ｅ内の水Ｗの流通を許可することで、水配管１０Ｅ内の水Ｗの凍結を防止できる。
すなわち、図１Ｅに示す給水回路の水配管１０Ｅでは、水配管１０Ｅ内の水Ｗの流通を許可することで、水配管１０Ｅ内の水Ｗの凍結を防止できる。
【0026】
なお、以下の説明では、配管系統１Ａ、配管系統１Ｂ、配管系統１Ｃ、配管系統１Ｄ、及び配管系統１Ｅを特に区別する必要がない場合、又は、配管系統１Ａ、配管系統１Ｂ、配管系統１Ｃ、配管系統１Ｄ、及び配管系統１Ｅを総称する場合、符号の末尾のアルファベットを省略して、単に配管系統１と称する。
同様に、以下の説明では、水配管１０Ａ、水配管１０Ｂ、水配管１０Ｃ、水配管１０Ｄ、及び水配管１０Ｅを特に区別する必要がない場合、又は、水配管１０Ａ、水配管１０Ｂ、水配管１０Ｃ、水配管１０Ｄ、及び水配管１０Ｅを総称する場合、符号の末尾のアルファベットを省略して、単に水配管１０と称する。
以下の説明では、図１Ａに示す密閉回路の配管系統１Ａのポンプ４Ａ、図１Ｃに示す冷却塔回路の配管系統１Ｃのポンプ４Ｃ、及び図１Ｄに示す送水回路の配管系統１Ｄのポンプ４Ｄを特に区別する必要がない場合、又は、ポンプ４Ａ、ポンプ４Ｃ、及びポンプ４Ｄを総称する場合、符号の末尾のアルファベットを省略して、単にポンプ４と称する。
同様に、以下の説明では、水配管１０Ａ、水配管１０Ｂ、水配管１０Ｃ、水配管１０Ｄ、及び水配管１０Ｅを特に区別する必要がない場合、又は、水配管１０Ａ、水配管１０Ｂ、水配管１０Ｃ、水配管１０Ｄ、及び水配管１０Ｅを総称する場合、符号の末尾のアルファベットを省略して、単に水配管１０と称する。
以下の説明では、図１Ａに示す密閉回路の配管系統１Ａのポンプ４Ａ、図１Ｃに示す冷却塔回路の配管系統１Ｃのポンプ４Ｃ、及び図１Ｄに示す送水回路の配管系統１Ｄのポンプ４Ｄを特に区別する必要がない場合、又は、ポンプ４Ａ、ポンプ４Ｃ、及びポンプ４Ｄを総称する場合、符号の末尾のアルファベットを省略して、単にポンプ４と称する。
【0027】
以下の説明では、制御装置５Ａ、制御装置５Ｂ、制御装置５Ｃ、制御装置５Ｄ、及び制御装置５Ｅを特に区別する必要がない場合、又は、制御装置５Ａ、制御装置５Ｂ、制御装置５Ｃ、制御装置５Ｄ、及び制御装置５Ｅを総称する場合、符号の末尾のアルファベットを省略して、単に制御装置５と称する。
なお、制御装置５は、各種演算処理を実行する不図示のプロセッサと、プロセッサによって処理される各種データを非一時的または一時的に記憶する不図示のメモリとを備える。プロセッサは、ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、これら以外の各種演算装置、又はこれらの組み合わせなどによって実現される。メモリは、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、またはこれらの組み合わせなどによって実現される。
なお、制御装置５は、各種演算処理を実行する不図示のプロセッサと、プロセッサによって処理される各種データを非一時的または一時的に記憶する不図示のメモリとを備える。プロセッサは、ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、これら以外の各種演算装置、又はこれらの組み合わせなどによって実現される。メモリは、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、またはこれらの組み合わせなどによって実現される。
【0028】
以下の説明では、制御弁７Ｂ、制御弁７Ｃ、制御弁７Ｄ、及び制御弁７Ｅを特に区別する必要がない場合、又は、制御弁７Ｂ、制御弁７Ｃ、制御弁７Ｄ、及び制御弁７Ｅを総称する場合、符号の末尾のアルファベットを省略して、単に制御弁７と称する。
【0029】
以下の説明では、水配管１０を凍結防止ヒータ９で加熱すること、及び水配管１０内の水Ｗの凍結防止のために水配管１０内の水Ｗを流通させることを特に区別する必要がない場合、又は、水配管１０を凍結防止ヒータ９で加熱すること、及び水配管１０内の水Ｗの凍結防止のために水配管１０内の水Ｗを流通させることを総称する場合、単に凍結防止策と称する。
【0030】
（凍結検出装置１００について）
凍結防止策の実施に際し、従来は、水配管１０の周囲の環境の温度が予め設定された設定温度を下回ると凍結防止策を実施するようにしている。しかし、従来は、上記設定温度が水の凍結温度（０℃）から例えば数度程度高い温度に設定されることや、水配管１０の周囲の環境の温度と水配管１０内の水Ｗの温度との乖離があること等から、凍結防止策の実施開始のタイミングが比較的早めとなる傾向にある。そのため、凍結防止策の実施によって消費される消費電力が比較的多くなりがちである。
そこで、幾つかの実施形態に係る水配管の凍結防止装置及び水配管の凍結防止方法では、以下で詳述するように、検出容器内に貯留された凍結検出用の水Ｗｄが凍結したことが検出されると凍結防止策の実施を開始するようにした。
凍結防止策の実施に際し、従来は、水配管１０の周囲の環境の温度が予め設定された設定温度を下回ると凍結防止策を実施するようにしている。しかし、従来は、上記設定温度が水の凍結温度（０℃）から例えば数度程度高い温度に設定されることや、水配管１０の周囲の環境の温度と水配管１０内の水Ｗの温度との乖離があること等から、凍結防止策の実施開始のタイミングが比較的早めとなる傾向にある。そのため、凍結防止策の実施によって消費される消費電力が比較的多くなりがちである。
そこで、幾つかの実施形態に係る水配管の凍結防止装置及び水配管の凍結防止方法では、以下で詳述するように、検出容器内に貯留された凍結検出用の水Ｗｄが凍結したことが検出されると凍結防止策の実施を開始するようにした。
【0031】
図２Ａは、凍結検出装置１００の配置の一例について説明するための模式的な図である。
図２Ｂは、凍結検出装置１００の配置の他の一例について説明するための模式的な図である。
幾つかの実施形態に係る凍結検出装置１００は、凍結防止策の実施対象となる水配管１０の設置環境と同様の環境に配置される。
図２Ａに示す例では、凍結検出装置１００は、水配管１０に取り付けられていて、後述するように水配管１０に接続されている。
図２Ｂに示す例では、凍結検出装置１００は、水配管１０とは接続されていない。なお、図２Ｂに示す例では、凍結検出装置１００は、水配管１０の上に載置する、水配管１０を固定する不図示の架台に配置される、水配管１０から吊り下げられる等の種々の形態で水配管１０の近傍に配置される。
図２Ｂは、凍結検出装置１００の配置の他の一例について説明するための模式的な図である。
幾つかの実施形態に係る凍結検出装置１００は、凍結防止策の実施対象となる水配管１０の設置環境と同様の環境に配置される。
図２Ａに示す例では、凍結検出装置１００は、水配管１０に取り付けられていて、後述するように水配管１０に接続されている。
図２Ｂに示す例では、凍結検出装置１００は、水配管１０とは接続されていない。なお、図２Ｂに示す例では、凍結検出装置１００は、水配管１０の上に載置する、水配管１０を固定する不図示の架台に配置される、水配管１０から吊り下げられる等の種々の形態で水配管１０の近傍に配置される。
【0032】
図２Ａ及び図２Ｂに示す水配管１０には、その外周に第１加熱装置３１が配置されている。第１加熱装置３１は、例えば凍結防止ヒータ９である。
図２Ａ及び図２Ｂに示す水配管１０は、第１加熱装置３１のさらに外側に断熱材３３が配置されている。
図示の都合上、図２Ａ及び図２Ｂでは、第１加熱装置３１及び断熱材３３を破線で表している。
図２Ａ及び図２Ｂに示す例では、水配管１０には、ボールバルブ３５が設けられている。
図２Ａ及び図２Ｂに示す水配管１０は、第１加熱装置３１のさらに外側に断熱材３３が配置されている。
図示の都合上、図２Ａ及び図２Ｂでは、第１加熱装置３１及び断熱材３３を破線で表している。
図２Ａ及び図２Ｂに示す例では、水配管１０には、ボールバルブ３５が設けられている。
【0033】
図３Ａは、一実施形態に係る凍結検出装置１００Ａの全体構成を説明するための模式的な図である。
図３Ｂは、他の実施形態に係る凍結検出装置１００Ｂの全体構成を説明するための模式的な図である。
図３Ｃは、他の実施形態に係る凍結検出装置１００Ｃの全体構成を説明するための模式的な図であり、検出容器１２０Ｃ内に貯留された凍結検出用の水Ｗｄが凍結する前の状態を示している。
図３Ｄは、他の実施形態に係る凍結検出装置１００Ｃの全体構成を説明するための模式的な図であり、検出容器１２０Ｃ内に貯留された凍結検出用の水Ｗｄが凍結した後の状態を示している。
図３Ｂは、他の実施形態に係る凍結検出装置１００Ｂの全体構成を説明するための模式的な図である。
図３Ｃは、他の実施形態に係る凍結検出装置１００Ｃの全体構成を説明するための模式的な図であり、検出容器１２０Ｃ内に貯留された凍結検出用の水Ｗｄが凍結する前の状態を示している。
図３Ｄは、他の実施形態に係る凍結検出装置１００Ｃの全体構成を説明するための模式的な図であり、検出容器１２０Ｃ内に貯留された凍結検出用の水Ｗｄが凍結した後の状態を示している。
【0034】
（凍結検出装置１００Ａ）
図３Ａに示す凍結検出装置１００Ａは、内部に凍結検出用の水Ｗｄが貯留された検出容器１２０Ａと、検出容器１２０Ａ内の水Ｗｄの凍結に起因した検出容器１２０Ａの変形を検出するためのセンサ１３０と、検出容器１２０Ａを加熱可能な第２加熱装置１４０とを備えている。
図３Ａに示す凍結検出装置１００Ａでは、検出容器１２０Ａは、有底の筒形状を有している。検出容器１２０Ａの材質は、金属であってもよく、樹脂であってもよい。
図３Ａに示す凍結検出装置１００Ａでは、検出容器１２０Ａの底１２１が設けられている閉止端部１２２とは反対側の端部（開口端部１２３）が開口している。
図３Ａに示す凍結検出装置１００Ａは、内部に凍結検出用の水Ｗｄが貯留された検出容器１２０Ａと、検出容器１２０Ａ内の水Ｗｄの凍結に起因した検出容器１２０Ａの変形を検出するためのセンサ１３０と、検出容器１２０Ａを加熱可能な第２加熱装置１４０とを備えている。
図３Ａに示す凍結検出装置１００Ａでは、検出容器１２０Ａは、有底の筒形状を有している。検出容器１２０Ａの材質は、金属であってもよく、樹脂であってもよい。
図３Ａに示す凍結検出装置１００Ａでは、検出容器１２０Ａの底１２１が設けられている閉止端部１２２とは反対側の端部（開口端部１２３）が開口している。
【0035】
図３Ａに示す凍結検出装置１００Ａでは、検出容器１２０Ａの開口端部１２３が水配管１０に接続されている。具体的には、検出容器１２０Ａの開口端部１２３は、図２Ａに示すように、水配管１０の途中に設けられたＴ字配管継手３７を介して水配管１０に接続されている。なお、Ｔ字配管継手３７は、３つの接続部の径が等しい同形Ｔ字配管継手であってもよいが、３つの接続部の内の他の２つよりも径が小さい接続部を有する異形Ｔ字配管継手であるとよい。
Ｔ字配管継手３７が異形Ｔ字配管継手である場合、検出容器１２０Ａの開口端部１２３は、異形Ｔ字配管継手の３つの接続部の内の他の２つよりも径が小さい接続部に接続されているとよい。
Ｔ字配管継手３７が異形Ｔ字配管継手である場合、検出容器１２０Ａの開口端部１２３は、異形Ｔ字配管継手の３つの接続部の内の他の２つよりも径が小さい接続部に接続されているとよい。
【0036】
図３Ａに示す凍結検出装置１００Ａでは、検出容器１２０Ａの内部は、Ｔ字配管継手３７を介して水配管１０と連通している。これにより、検出容器１２０Ａの内部は、水配管１０を流通する水Ｗが凍結検出用の水Ｗｄとして貯留される。
【0037】
図３Ａに示す凍結検出装置１００Ａでは、検出容器１２０Ａ内の水Ｗｄの凍結に起因した検出容器１２０Ａの変形を検出するためのセンサ１３０として、検出容器１２０Ａの外周面にひずみゲージ１３１が取り付けられている。ひずみゲージ１３１は、不図示の変換器を介して上述した制御装置５に接続されている。
【0038】
図３Ａに示す凍結検出装置１００Ａでは、検出容器１２０Ａの外面（例えば閉止端部１２２の外面）に第２加熱装置１４０が配置されている。第２加熱装置１４０は、例えば通電することで熱を発する電熱ヒータ１４１である。電熱ヒータ１４１は、上述した制御装置５によって通電が制御されるように構成されている。
【0039】
（凍結検出装置１００Ｂ）
図３Ｂに示す凍結検出装置１００Ｂは、内部に凍結検出用の水Ｗｄが貯留された検出容器１２０Ｂと、検出容器１２０Ｂ内の水Ｗｄの凍結に起因した検出容器１２０Ｂの変形を検出するためのセンサ１３０と、検出容器１２０Ｂを加熱可能な第２加熱装置１４０と、検出容器１２０Ｂを収容する収容容器１５１Ｂとを備えている。
図３Ｂに示す凍結検出装置１００Ｂは、内部に凍結検出用の水Ｗｄが貯留された検出容器１２０Ｂと、検出容器１２０Ｂ内の水Ｗｄの凍結に起因した検出容器１２０Ｂの変形を検出するためのセンサ１３０と、検出容器１２０Ｂを加熱可能な第２加熱装置１４０と、検出容器１２０Ｂを収容する収容容器１５１Ｂとを備えている。
【0040】
図３Ｂに示す凍結検出装置１００Ｂでは、検出容器１２０Ｂは、内部に凍結検出用の水Ｗｄが貯留可能な密閉容器である。検出容器１２０Ｂの材質は、凍結検出用の水Ｗｄの凍結と融解が繰り返されても破損し難い程度の伸縮性を有する樹脂やエラストマー等であるとよい。
図３Ｂに示す凍結検出装置１００Ｂでは、検出容器１２０Ｂは、収容容器１５１Ｂ内に収容される。
図３Ｂに示す凍結検出装置１００Ｂでは、検出容器１２０Ｂは、収容容器１５１Ｂ内に収容される。
【0041】
図３Ｂに示す凍結検出装置１００Ｂでは、検出容器１２０Ｂ内の水Ｗｄの凍結に起因した検出容器１２０Ｂの変形を検出するためのセンサ１３０として、検出容器１２０Ｂの外面にひずみゲージ１３２が取り付けられている。このひずみゲージ１３２は、例えばひずみゲージ１３２の貼り付け面の比較的大きな伸縮を許容するように構成されたひずみゲージである。ひずみゲージ１３２は、不図示の変換器を介して上述した制御装置５に接続されている。
なお、図３Ｂに示す凍結検出装置１００Ｂでは、センサ１３０として、後述する図３Ｃ及び図３Ｄに示す凍結検出装置１００Ｃで用いるセンサ１３０を使用し、図３Ｃ及び図３Ｄに示す凍結検出装置１００Ｃと同様の方法で検出容器１２０Ｂ内の水Ｗｄの凍結に起因した検出容器１２０Ｂの変形を検出するようにしてもよい。
なお、図３Ｂに示す凍結検出装置１００Ｂでは、センサ１３０として、後述する図３Ｃ及び図３Ｄに示す凍結検出装置１００Ｃで用いるセンサ１３０を使用し、図３Ｃ及び図３Ｄに示す凍結検出装置１００Ｃと同様の方法で検出容器１２０Ｂ内の水Ｗｄの凍結に起因した検出容器１２０Ｂの変形を検出するようにしてもよい。
【0042】
図３Ｂに示す凍結検出装置１００Ｂでは、検出容器１２０Ｂの外側、例えば収容容器１５１Ｂの外面に第２加熱装置１４０が配置されている。第２加熱装置１４０は、例えば通電することで熱を発する電熱ヒータ１４１である。電熱ヒータ１４１は、上述した制御装置５によって通電が制御されるように構成されている。
【0043】
（凍結検出装置１００Ｃ）
図３Ｃ及び図３Ｄに示す凍結検出装置１００Ｃは、内部に凍結検出用の水Ｗｄが貯留された検出容器１２０Ｃと、検出容器１２０Ｃ内の水Ｗｄの凍結に起因した検出容器１２０Ｃの変形を検出するためのセンサ１３０と、検出容器１２０Ｃを加熱可能な第２加熱装置１４０と、検出容器１２０Ｃを収容する収容容器１５１Ｃとを備えている。
図３Ｃ及び図３Ｄに示す凍結検出装置１００Ｃは、内部に凍結検出用の水Ｗｄが貯留された検出容器１２０Ｃと、検出容器１２０Ｃ内の水Ｗｄの凍結に起因した検出容器１２０Ｃの変形を検出するためのセンサ１３０と、検出容器１２０Ｃを加熱可能な第２加熱装置１４０と、検出容器１２０Ｃを収容する収容容器１５１Ｃとを備えている。
【0044】
図３Ｃ及び図３Ｄに示す凍結検出装置１００Ｃでは、検出容器１２０Ｃは、一方向に伸縮可能な構造であるベローズ状の構造を有し、内部に凍結検出用の水Ｗｄが貯留可能な密閉容器である。検出容器１２０Ｃの材質は、凍結検出用の水Ｗｄの凍結と融解が繰り返されても破損し難い程度の柔軟性を有する樹脂やエラストマー等であるとよい。
【0045】
図３Ｃ及び図３Ｄに示す凍結検出装置１００Ｃでは、検出容器１２０Ｃは、伸縮可能な方向（図示上下方向）における一方側（図示下側）の端部１２４が収容容器１５１Ｃの底部１５２に固定され、他方側（図示上側）の端部１２５が収容容器１５１Ｃ内で図示上下方向に移動可能に構成されているとよい。
図３Ｃ及び図３Ｄに示す凍結検出装置１００Ｃでは、検出容器１２０Ｃの他方側（図示上側）の端部１２５には、例えば板状部材１２６が取り付けられており、検出容器１２０Ｃが伸縮することで板状部材１２６が図示上下方向に移動可能に構成されている。
図３Ｃ及び図３Ｄに示す凍結検出装置１００Ｃでは、検出容器１２０Ｃ及び板状部材１２６は、収容容器１５１Ｃ内に収容される。
図３Ｃ及び図３Ｄに示す凍結検出装置１００Ｃでは、検出容器１２０Ｃの他方側（図示上側）の端部１２５には、例えば板状部材１２６が取り付けられており、検出容器１２０Ｃが伸縮することで板状部材１２６が図示上下方向に移動可能に構成されている。
図３Ｃ及び図３Ｄに示す凍結検出装置１００Ｃでは、検出容器１２０Ｃ及び板状部材１２６は、収容容器１５１Ｃ内に収容される。
【0046】
図３Ｃ及び図３Ｄに示す凍結検出装置１００Ｃでは、検出容器１２０Ｃ内の水Ｗｄの凍結に起因した検出容器１２０Ｃの変形を検出するためのセンサ１３０として、リミットスイッチ１３３、又は、光電センサ１３４が検出容器１２０Ｃの内側に取り付けられている。 図３Ｃ及び図３Ｄに示す例では、１点鎖線の中心線よりも左側の図がセンサ１３０としてリミットスイッチ１３３を採用した例を示しており、１点鎖線の中心線よりも右側の図がセンサ１３０として光電センサ１３４を採用した例を示している。
なお、光電センサ１３４は、計測対象としての相手部材までの距離に応じた信号を出力するように構成されたセンサである。
なお、光電センサ１３４は、計測対象としての相手部材までの距離に応じた信号を出力するように構成されたセンサである。
【0047】
凍結検出装置１００Ｃでは、検出容器１２０Ｃは、凍結検出用の水Ｗｄが融解している状態では、図３Ｃに示すように、検出容器１２０Ｃの全長（検出容器１２０Ｃの図示上下方向の寸法）は比較的短い。そのため、板状部材１２６は、センサ１３０から比較的離れた位置に位置することとなる。
凍結検出装置１００Ｃでは、検出容器１２０Ｃは、凍結検出用の水Ｗｄが凍結している状態では、図３Ｄに示すように、検出容器１２０Ｃの全長は凍結検出用の水Ｗｄが融解している状態と比べて長くなる。そのため、板状部材１２６は、センサ１３０に比較的近接した位置に位置することとなる。
なお、例えばセンサ１３０がリミットスイッチ１３３である場合、凍結検出用の水Ｗｄの凍結がある程度まで進行した状態において、板状部材１２６がリミットスイッチ１３３を作動させる位置までリミットスイッチ１３３に接近するように構成されているとよい。
凍結検出装置１００Ｃでは、検出容器１２０Ｃは、凍結検出用の水Ｗｄが凍結している状態では、図３Ｄに示すように、検出容器１２０Ｃの全長は凍結検出用の水Ｗｄが融解している状態と比べて長くなる。そのため、板状部材１２６は、センサ１３０に比較的近接した位置に位置することとなる。
なお、例えばセンサ１３０がリミットスイッチ１３３である場合、凍結検出用の水Ｗｄの凍結がある程度まで進行した状態において、板状部材１２６がリミットスイッチ１３３を作動させる位置までリミットスイッチ１３３に接近するように構成されているとよい。
【0048】
例えばセンサ１３０がリミットスイッチ１３３である場合、リミットスイッチ１３３からの出力は、制御装置５に入力可能に構成されている。
例えばセンサ１３０が光電センサ１３４である場合、光電センサ１３４は、不図示の変換器を介して上述した制御装置５に接続されている。
例えばセンサ１３０が光電センサ１３４である場合、光電センサ１３４は、不図示の変換器を介して上述した制御装置５に接続されている。
【0049】
図３Ｃ及び図３Ｄに示す凍結検出装置１００Ｃでは、検出容器１２０Ｃの外側、例えば収容容器１５１Ｃの底面の外側に第２加熱装置１４０が配置されている。第２加熱装置１４０は、例えば通電することで熱を発する電熱ヒータ１４１である。電熱ヒータ１４１は、上述した制御装置５によって通電が制御されるように構成されている。
【0050】
なお、以下の説明では、凍結検出装置１００Ａ、凍結検出装置１００Ｂ、及び凍結検出装置１００Ｃを特に区別する必要がない場合、又は、凍結検出装置１００Ａ、凍結検出装置１００Ｂ、及び凍結検出装置１００Ｃを総称する場合、符号の末尾のアルファベットを省略して、単に凍結検出装置１００と称する。
同様に、以下の説明では、検出容器１２０Ａ、検出容器１２０Ｂ、及び検出容器１２０Ｃを特に区別する必要がない場合、又は、検出容器１２０Ａ、検出容器１２０Ｂ、及び検出容器１２０Ｃを総称する場合、符号の末尾のアルファベットを省略して、単に検出容器１２０と称する。
同様に、以下の説明では、検出容器１２０Ａ、検出容器１２０Ｂ、及び検出容器１２０Ｃを特に区別する必要がない場合、又は、検出容器１２０Ａ、検出容器１２０Ｂ、及び検出容器１２０Ｃを総称する場合、符号の末尾のアルファベットを省略して、単に検出容器１２０と称する。
【0051】
（水配管１０の凍結防止装置５０について）
幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止装置５０は、内部に凍結検出用の水Ｗｄが貯留された検出容器１２０と、検出容器１２０内の水Ｗｄの凍結に起因した検出容器１２０の変形を検出するためのセンサ１３０とを備える。幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止装置５０は、検出容器１２０の変形が検出されたとき、水配管１０に設けられた第１加熱装置３１を稼働させること、又は、水配管１０内の水Ｗの流通を許可することの少なくとも何れか一方を実施するように構成されたコントローラとしての制御装置５を備える。
幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止装置５０によれば、検出容器１２０内の水Ｗｄの凍結後に第１加熱装置３１を稼働させる、又は、水配管１０内の水Ｗの流通を許可するので、第１加熱装置３１の稼働開始のタイミング、又は、水配管１０内の水の流通を許可するタイミングを従来の凍結防止装置と比べて遅らせることができる。これにより、水配管１０の凍結防止に要するエネルギの消費量を抑制できる。
幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止装置５０は、内部に凍結検出用の水Ｗｄが貯留された検出容器１２０と、検出容器１２０内の水Ｗｄの凍結に起因した検出容器１２０の変形を検出するためのセンサ１３０とを備える。幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止装置５０は、検出容器１２０の変形が検出されたとき、水配管１０に設けられた第１加熱装置３１を稼働させること、又は、水配管１０内の水Ｗの流通を許可することの少なくとも何れか一方を実施するように構成されたコントローラとしての制御装置５を備える。
幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止装置５０によれば、検出容器１２０内の水Ｗｄの凍結後に第１加熱装置３１を稼働させる、又は、水配管１０内の水Ｗの流通を許可するので、第１加熱装置３１の稼働開始のタイミング、又は、水配管１０内の水の流通を許可するタイミングを従来の凍結防止装置と比べて遅らせることができる。これにより、水配管１０の凍結防止に要するエネルギの消費量を抑制できる。
【0052】
幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止装置５０では、検出容器１２０の相当径は、水配管１０の径よりも小さいとよい。すなわち、幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止装置５０では、検出容器１２０の形状が円筒形状を有していれば、該円筒の内径は、水配管１０の内径よりも小さいとよい。また、幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止装置５０では、検出容器１２０の形状が円筒以外の筒形状を有していれば、該筒の内周面の相当径は、水配管１０の内径よりも小さいとよい。
このようにして検出容器１２０内の水Ｗｄの熱容量を検出容器１２０の長さと同じ長さの水配管１０内に存在する水Ｗの熱容量よりも小さくすることで、水配管１０内の水Ｗが凍結し始める前に検出容器１２０内の水Ｗが凍結し始めるようにすることができる。これにより、水配管１０内の水Ｗが凍結し始める前に凍結防止策の実施を開始できる。
このようにして検出容器１２０内の水Ｗｄの熱容量を検出容器１２０の長さと同じ長さの水配管１０内に存在する水Ｗの熱容量よりも小さくすることで、水配管１０内の水Ｗが凍結し始める前に検出容器１２０内の水Ｗが凍結し始めるようにすることができる。これにより、水配管１０内の水Ｗが凍結し始める前に凍結防止策の実施を開始できる。
【0053】
なお、図２Ａ及び図２Ｂに示すように水配管１０にボールバルブ３５が設けられている場合、ボールバルブ３５がいわゆるレデュースドボアタイプのものである場合、ボールバルブ３５内の流路径は、水配管１０の配管の内径よりも小さくなる。このような場合には、検出容器１２０の相当径は、ボールバルブ３５内の最小の流路径よりも小さいとよい。
【0054】
幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止装置５０では、検出容器１２０の少なくとも一部は、例えば図２Ａ及び図２Ｂに示すように断熱材３３の外部に露出しているとよい。
これにより、検出容器１２０が配置されている環境の温度変化に検出容器１２０内の水Ｗｄの温度変化が追従し易くなるので、水配管１０内の水Ｗが凍結し始める前に検出容器１２０内の水Ｗｄが凍結し始めるようにすることができる。よって、水配管１０内の水Ｗが凍結し始める前に凍結防止策の実施を開始できる。
これにより、検出容器１２０が配置されている環境の温度変化に検出容器１２０内の水Ｗｄの温度変化が追従し易くなるので、水配管１０内の水Ｗが凍結し始める前に検出容器１２０内の水Ｗｄが凍結し始めるようにすることができる。よって、水配管１０内の水Ｗが凍結し始める前に凍結防止策の実施を開始できる。
【0055】
幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止装置５０では、図３Ａに示す検出容器１２０Ａのように、検出容器１２０は、水配管１０と連通していてもよい。
これにより、検出容器１２０が水配管１０と連通していない場合と比べて、検出容器１２０内の水Ｗｄの温度が水配管１０内の水Ｗの温度に近づくようになる。よって、例えば水配管１０の水Ｗの温度と検出容器１２０の水Ｗｄの温度との乖離が大きくなって、水配管１０内の水Ｗの凍結の可能性が低いにもかかわらず検出容器１２０内の水Ｗｄが凍結し始めてしまって、凍結防止策の実施が不所望に開始されることを抑制できる。
これにより、検出容器１２０が水配管１０と連通していない場合と比べて、検出容器１２０内の水Ｗｄの温度が水配管１０内の水Ｗの温度に近づくようになる。よって、例えば水配管１０の水Ｗの温度と検出容器１２０の水Ｗｄの温度との乖離が大きくなって、水配管１０内の水Ｗの凍結の可能性が低いにもかかわらず検出容器１２０内の水Ｗｄが凍結し始めてしまって、凍結防止策の実施が不所望に開始されることを抑制できる。
【0056】
幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止装置５０では、図２Ａに示すように、検出容器１２０は、異形Ｔ字配管継手（Ｔ字配管継手３７）を介して水配管１０と接続されているとよい。
これにより、検出容器１２０と水配管１０とを容易に接続できる。
これにより、検出容器１２０と水配管１０とを容易に接続できる。
【0057】
幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止装置５０では、図３Ｂ、図３Ｃ、及び図３Ｄに示す検出容器１２０Ｂ、１２０Ｃのように、検出容器１２０は、水Ｗｄが貯留可能な密閉空間を形成するように構成されていてもよい。
これにより、検出容器１２０が水配管１０と連通している場合と比べて検出容器１０内の水Ｗｄの凍結による検出容器１２０の変形量が大きくなるので、検出容器１２０内の水Ｗｄの凍結の検出精度を向上できる。
これにより、検出容器１２０が水配管１０と連通している場合と比べて検出容器１０内の水Ｗｄの凍結による検出容器１２０の変形量が大きくなるので、検出容器１２０内の水Ｗｄの凍結の検出精度を向上できる。
【0058】
幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止装置５０では、図３Ｃ及び図３Ｄに示す検出容器１２０Ｃのように検出容器１２０は、検出容器１２０内の水Ｗｄの凍結及び融解による水Ｗｄの体積変化に追従して変形可能な構造を有するとよい。
これにより、検出容器１２０内の水Ｗｄの凍結によって検出容器１２０が変形し易くなるので、検出容器１２０内の水Ｗｄの凍結の検出精度を向上できるとともに、検出容器１２０内の水Ｗｄの凍結と融解とが繰り返された場合の検出容器１２０の耐久性を向上できる。
これにより、検出容器１２０内の水Ｗｄの凍結によって検出容器１２０が変形し易くなるので、検出容器１２０内の水Ｗｄの凍結の検出精度を向上できるとともに、検出容器１２０内の水Ｗｄの凍結と融解とが繰り返された場合の検出容器１２０の耐久性を向上できる。
【0059】
幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止装置５０では、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、及び図３Ｄに示す検出容器１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃのように、検出容器１２０を加熱可能な第２加熱装置１４０を備えるとよい。
これにより、検出容器１２０の変形が検出されて凍結防止策を実施することで水配管１０内の水Ｗの凍結を回避した後に第２加熱装置１４０で検出容器１２０を加熱して検出容器１２０内の水Ｗｄを融解させることで、水配管１０内の水Ｗの凍結の可能性を検出するための検出装置としての検出容器１２０の機能をリセットして、再び水配管１０内の水Ｗの凍結の可能性を検出可能とすることができる。
（水配管１０の凍結防止方法について）
図４は、幾つかの実施形態に係る凍結防止装置５０を用いた水配管１０の凍結防止方法の手順について説明するためのフローチャートである。以下の説明では、幾つかの実施形態に係る配管系統１の各部、及び第２加熱装置１４０の制御を制御装置５が実施する。
幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止方法では、ステップＳ１において制御装置５は、センサ１３０からの出力信号に基づいて、検出容器１２０内の水Ｗｄの凍結が検出されるまで待機する。
これにより、検出容器１２０の変形が検出されて凍結防止策を実施することで水配管１０内の水Ｗの凍結を回避した後に第２加熱装置１４０で検出容器１２０を加熱して検出容器１２０内の水Ｗｄを融解させることで、水配管１０内の水Ｗの凍結の可能性を検出するための検出装置としての検出容器１２０の機能をリセットして、再び水配管１０内の水Ｗの凍結の可能性を検出可能とすることができる。
（水配管１０の凍結防止方法について）
図４は、幾つかの実施形態に係る凍結防止装置５０を用いた水配管１０の凍結防止方法の手順について説明するためのフローチャートである。以下の説明では、幾つかの実施形態に係る配管系統１の各部、及び第２加熱装置１４０の制御を制御装置５が実施する。
幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止方法では、ステップＳ１において制御装置５は、センサ１３０からの出力信号に基づいて、検出容器１２０内の水Ｗｄの凍結が検出されるまで待機する。
【0060】
検出容器１２０内の水Ｗｄの凍結が検出されるとステップＳ３へ進み、制御装置５は、上述した凍結防止策の実施を開始するように幾つかの実施形態に係る配管系統１の各部、すなわち、ポンプ４、制御弁７、及び第１加熱装置３１を制御する。
【0061】
次いでステップＳ５において制御装置５は、第２加熱装置１４０での加熱を開始するように第２加熱装置１４０への通電を開始する。
【0062】
次いでステップＳ７において制御装置５は、センサ１３０からの出力信号に基づいて、検出容器１２０内の水Ｗｄの融解が検出されるまで待機する。
【0063】
検出容器１２０内の水Ｗｄの融解が検出されるとステップＳ９へ進み、制御装置５は、あらかじめ定められた待機時間が経過するまで待機した後、ステップＳ１１へ進み、第２加熱装置１４０での加熱を停止するように第２加熱装置１４０への通電を停止する。
【0064】
ステップＳ１３において制御装置５は、あらかじめ定められた待機時間が経過するまで待機した後、ステップＳ１５へ進み、上述した凍結防止策の実施を終了するように幾つかの実施形態に係る配管系統１の各部、すなわち、ポンプ４、制御弁７、及び第１加熱装置３１を制御した後、ステップＳ１へ戻る。
【0065】
このように、幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止方法は、検出容器１２０の内部に貯留された水Ｗｄの凍結に起因した検出容器１２０の変形の有無を検出するステップＳ１と、ステップＳ１で水Ｗｄの凍結に起因した検出容器１２０の変形が検出されると上述した凍結防止策を実施するステップＳ３と、を備える。
これにより、検出容器１２０内の水Ｗｄの凍結後に上述した凍結防止策の実施が開始されるので、上述した凍結防止策の実施が開始されるタイミングを従来の凍結防止装置と比べて遅らせることができる。これにより、水配管１０の凍結防止に要するエネルギの消費量を抑制できる。
これにより、検出容器１２０内の水Ｗｄの凍結後に上述した凍結防止策の実施が開始されるので、上述した凍結防止策の実施が開始されるタイミングを従来の凍結防止装置と比べて遅らせることができる。これにより、水配管１０の凍結防止に要するエネルギの消費量を抑制できる。
【0066】
幾つかの実施形態に係る水配管１０の凍結防止方法では、ステップＳ１で水Ｗｄの凍結に起因した検出容器１２０の変形が検出されると検出容器１２０を加熱可能な第２加熱装置１４０を稼働させるステップＳ５を備えるとよい。
これにより、検出容器１２０の変形が検出されて凍結防止策を実施することで水配管１０内の水Ｗの凍結を回避した後に第２加熱装置１４０で検出容器を１２０加熱して検出容器１２０内の水Ｗｄを融解させることで、水配管１０内の水Ｗの凍結の可能性を検出するための検出装置としての検出容器１２０の機能をリセットして、再び水配管１０内の水Ｗの凍結の可能性を検出可能とすることができる。
これにより、検出容器１２０の変形が検出されて凍結防止策を実施することで水配管１０内の水Ｗの凍結を回避した後に第２加熱装置１４０で検出容器を１２０加熱して検出容器１２０内の水Ｗｄを融解させることで、水配管１０内の水Ｗの凍結の可能性を検出するための検出装置としての検出容器１２０の機能をリセットして、再び水配管１０内の水Ｗの凍結の可能性を検出可能とすることができる。
【0067】
本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述した凍結防止策を実施するステップＳ３では、例えば図１Ｃに示した冷却塔回路の配管系統１Ｃのように、水配管１０Ｃ内の水Ｗの凍結を防止するために第１加熱装置３１を稼働させること、及び、水配管１０Ｃ内の水Ｗの流通を許可することを実施可能に構成されている場合、第１加熱装置３１を稼働させること、及び、水配管１０Ｃ内の水Ｗの流通を許可することの双方を実施する。しかし、上述した凍結防止策を実施するステップＳ３において、例えば図１Ｃに示した冷却塔回路の配管系統１Ｃのように、水配管１０Ｃ内の水Ｗの凍結を防止するために第１加熱装置３１を稼働させること、及び、水配管１０Ｃ内の水Ｗの流通を許可することを実施可能に構成されている場合には、第１加熱装置３１を稼働させること、又は、水配管１０Ｃ内の水Ｗの流通を許可することの何れか一方が実施されるようになっていてもよい。
例えば、上述した凍結防止策を実施するステップＳ３では、例えば図１Ｃに示した冷却塔回路の配管系統１Ｃのように、水配管１０Ｃ内の水Ｗの凍結を防止するために第１加熱装置３１を稼働させること、及び、水配管１０Ｃ内の水Ｗの流通を許可することを実施可能に構成されている場合、第１加熱装置３１を稼働させること、及び、水配管１０Ｃ内の水Ｗの流通を許可することの双方を実施する。しかし、上述した凍結防止策を実施するステップＳ３において、例えば図１Ｃに示した冷却塔回路の配管系統１Ｃのように、水配管１０Ｃ内の水Ｗの凍結を防止するために第１加熱装置３１を稼働させること、及び、水配管１０Ｃ内の水Ｗの流通を許可することを実施可能に構成されている場合には、第１加熱装置３１を稼働させること、又は、水配管１０Ｃ内の水Ｗの流通を許可することの何れか一方が実施されるようになっていてもよい。
【0068】
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る水配管の凍結防止装置は、内部に水が貯留された検出容器と、検出容器内の水の凍結に起因した検出容器の変形を検出するためのセンサと、検出容器の変形が検出されたとき、水配管に設けられた第１加熱装置を稼働させること、又は、水配管内の水の流通を許可することの少なくとも何れか一方を実施するように構成されたコントローラと、を備える。
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る水配管の凍結防止装置は、内部に水が貯留された検出容器と、検出容器内の水の凍結に起因した検出容器の変形を検出するためのセンサと、検出容器の変形が検出されたとき、水配管に設けられた第１加熱装置を稼働させること、又は、水配管内の水の流通を許可することの少なくとも何れか一方を実施するように構成されたコントローラと、を備える。
【0069】
上記（１）の構成によれば、検出容器内の水の凍結後に第１加熱装置を稼働させる、又は、水配管内の水の流通を許可するので、第１加熱装置の稼働開始のタイミング、又は、水配管内の水の流通を許可するタイミングを従来の凍結防止装置と比べて遅らせることができる。これにより、水配管の凍結防止に要するエネルギの消費量を抑制できる。
【0070】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、検出容器の相当径は、水配管の径よりも小さいとよい。
【0071】
上記（２）の構成によれば、検出容器内の水の熱容量を検出容器の長さと同じ長さの水配管内に存在する水の熱容量よりも小さくすることで、水配管内の水が凍結し始める前に検出容器内の水が凍結し始めるようにすることができる。これにより、水配管内の水が凍結し始める前に第１加熱装置を稼働、又は、水配管内の水の流通を許可できる。
【0072】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、検出容器の少なくとも一部は、断熱材の外部に露出しているとよい。
【0073】
上記（３）の構成によれば、検出容器が配置されている環境の温度変化に検出容器内の水の温度変化が追従し易くなるので、水配管内の水が凍結し始める前に検出容器内の水が凍結し始めるようにすることができる。これにより、水配管内の水が凍結し始める前に第１加熱装置を稼働、又は、水配管内の水の流通を許可できる。
【0074】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、検出容器は、水配管と連通していてもよい。
【0075】
上記（４）の構成によれば、検出容器が水配管と連通していない場合と比べて、検出容器内の水の温度が水配管内の水の温度に近づくようになる。これにより、例えば水配管内の水の温度と検出容器内の水の温度との乖離が大きくなって、水配管内の水の凍結の可能性が低いにもかかわらず検出容器内の水が凍結し始めてしまって、第１加熱装置を不所望に稼働させること、又は、水配管内の水の流通を不所望に許可することを抑制できる。
【0076】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、検出容器は、異形Ｔ字配管継手を介して水配管と接続されているとよい。
【0077】
上記（５）の構成によれば、検出容器と水配管とを容易に接続できる。
【0078】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、検出容器は、水が貯留可能な密閉空間を形成するように構成されていてもよい。
【0079】
上記（６）の構成によれば、検出容器が水配管と連通している場合と比べて検出容器内の水の凍結による検出容器の変形量が大きくなるので、検出容器内の水の凍結の検出精度を向上できる。
【0080】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、検出容器は、検出容器内の水の凍結及び融解による水の体積変化に追従して変形可能な構造を有するとよい。
【0081】
上記（７）の構成によれば、検出容器内の水の凍結によって検出容器が変形し易くなるので、検出容器内の水の凍結の検出精度を向上できる。また、上記（７）の構成によれば、検出容器内の水の凍結と融解とが繰り返された場合の検出容器の耐久性を向上できる。
【0082】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかの構成において、検出容器を加熱可能な第２加熱装置を備えるとよい。
【0083】
上記（８）の構成によれば、検出容器の変形が検出されて第１加熱装置を稼働させる、又は、水配管内の水の流通を許可して水配管内の水の凍結を回避した後に第２加熱装置で検出容器を加熱して検出容器内の水を融解させることで、水配管内の水の凍結の可能性を検出するための検出装置としての検出容器の機能をリセットして、再び水配管内の水の凍結の可能性を検出可能とすることができる。
【0084】
（９）本開示の少なくとも一実施形態に係る水配管の凍結防止方法は、水配管の凍結防止方法であって、検出容器の内部に貯留された水の凍結に起因した検出容器の変形の有無を検出するステップと、検出するステップで水の凍結に起因した検出容器の変形が検出されると水配管に設けられた第１加熱装置を稼働させること、又は、前記水配管内の水の流通を許可することの少なくとも何れか一方を実施するステップと、を備える。
【0085】
上記（９）の方法によれば、検出容器内の水の凍結後に第１加熱装置を稼働させる、又は、水配管内の水の流通を許可するので、第１加熱装置の稼働開始のタイミング、又は、水配管内の水の流通を許可するタイミングを従来の凍結防止装置と比べて遅らせることができる。これにより、水配管の凍結防止に要するエネルギの消費量を抑制できる。
【0086】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（９）の方法において、検出するステップで水の凍結に起因した検出容器の変形が検出されると検出容器を加熱可能な第２加熱装置を稼働させるステップを備えるとよい。
【0087】
上記（１０）の方法によれば、検出容器の変形が検出されて第１加熱装置を稼働させる、又は、水配管内の水の流通を許可することで水配管内の水の凍結を回避した後に第２加熱装置で検出容器を加熱して検出容器内の水を融解させることで、水配管内の水の凍結の可能性を検出するための検出装置としての検出容器の機能をリセットして、再び水配管内の水の凍結の可能性を検出可能とすることができる。
【符号の説明】
【0088】
１ 配管系統
４ ポンプ
５ 制御装置
７ 制御弁
１０ 水配管
３１ 第１加熱装置
３７ Ｔ字配管継手
１００ 凍結検出装置
１２０ 検出容器
１３０ センサ
１４０ 第２加熱装置
４ ポンプ
５ 制御装置
７ 制御弁
１０ 水配管
３１ 第１加熱装置
３７ Ｔ字配管継手
１００ 凍結検出装置
１２０ 検出容器
１３０ センサ
１４０ 第２加熱装置
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4】