JP2006220537A - 漏水センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 電気式の漏水センサを、高感度で、かつ漏浸水ではない微量の液体による誤作動を防止でき、しかも復旧時の液体の除去が極めて容易な構成とする。
【解決手段】 漏水センサ１０は、電気絶縁性を有する線状の心材１２と、心材１２の表面１２ａに沿って個別に螺旋状に巻き付けられ、表面１２ａ上で互いに離隔して配置される一対の導線１４、１６とを備える。これら導線１４、１６は、それぞれが漏水センサ１０の電極として機能し、平常時（非検出時）には、心材１２の表面１２ａ上で互いに電気的に絶縁される。漏水センサ１０は、両導線１４、１６の間に液体が介在してそれら導線１４、１６が互いに電気的に橋絡されたときに、液体を介して両導線１４、１６に電流が流れることで、液体の存在を感知する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、漏水検知システムに用いられる漏水センサに関する。

住居、オフィス、病院、倉庫等における災害対策の１つとして、不慮の漏水や浸水を直ちに感知して居住者や管理者に迅速に報知するための種々の漏水検知システムが提供されている。漏水検知システムは一般に、電気、音、光等の媒体を用いて液体の存在を感知する漏水センサと、漏水センサの液体感知信号に基づき警報発生等の報知動作を遂行する漏水検出器とを備える。ここで、電気式の漏水センサは、互いに離隔した一対の電極間の受動的導通を液体の存在（すなわち漏浸水）として感知するものであり、電極間に介在する液体の量の増減に対応して変動する漏水センサ自体の電気抵抗値が、液体感知信号として漏水検出器で検出処理される。したがって、電気式の漏水センサを備えた漏水検知システムでは、感知対象の液体は導電性を有することが前提となる。

漏水検知システムにおける電気式の漏水センサは、主として電極の構成に依存して液体感知能力（すなわち感度）が決まるものであり、従来、漏水検知システムの適用（敷設環境、対象液体等）に応じた感度を有する漏水センサが適宜選択して使用されている。例えば、純水のような比較的抵抗値の高い液体の漏洩検出には高感度型の漏水センサが用いられ、水道水のような比較的抵抗値の低い液体の漏洩検出には低感度型の漏水センサが用いられる。

特許文献１は、高感度型の漏水センサの一例として、通液可能な絶縁性の編組で各々を被覆した一対の導線（電極線）を、表面活性剤に浸漬した後に互いに撚り合わせてなる漏水センサを開示する。この構成では、絶縁編組を介して撚り合わされる一対の導線がそれらの全長に渡って電極対として作用し、しかも編組の吸水性及び保水性が高いので、高感度となる。また特許文献２は、低感度型の漏水センサの一例として、一対の導線を絶縁性樹脂被覆材で全面的に被覆した線条体に、被覆材を局所的に破断貫通して導線に導通接触する電極片を複数組、所定の長手方向位置で個々の導線に交互に接続するように取り付けてなる漏水センサを開示する。この構成では、一対の導線の長手方向所定位置にそれぞれの極性の電極片が配置されるので、電極対の間隔が大きく、低感度となる。

特許文献１に記載される高感度型の漏水センサは、電極線が全長に渡って絶縁編組で覆われているので、配管等の導電性表面にそのまま直接に敷設できる。その反面、編組の保水性が高いから、一旦漏水を感知した後に初期状態に復旧させるには、編組に吸収された液体を十分に除去する必要がある。また、編組の吸水性の高さにより、結露水のような、漏浸水ではない微量の液体にも感知反応を生じる（すなわち誤作動する）場合がある。つまりこの漏水センサは、漏浸水以外の微量液体感知による誤作動を生じ易く、かつ漏水検知処理後の復旧作業に著しく時間を要するものである。これに対し、特許文献２に記載される低感度型の漏水センサは、被覆材を非吸水性の樹脂材料から作製することで、漏水感知後に、電極や被覆材に付着した液体を容易に除去できるので、迅速に復旧作業を行なうことができる。その反面、電極片が露出しているので、配管等の導電性表面に直接には敷設できない。

さらに、特許文献３に記載されるように、高感度型でありながら、誤作動が生じ難く、しかも復旧作業が容易な漏水センサも提案されている。特許文献３の漏水センサは、一対の導線を絶縁性樹脂被覆材で全面的に被覆した線条体に対し、被覆材を所定の長手方向位置で局所的に切除して、両導線の横断方向対応部位を長手方向複数箇所でそれぞれ局所的に露出させ、さらにこの線条体に、比較的密度の低い（すなわち目の粗い）絶縁性の網状部材を被せて構成される。この漏水センサは、電極対の間隔が狭いことに加えて網状部材が保水機能を発揮するので、高感度型であり、しかも低密度の網状部材を用いたことで、吸水能力を抑制して結露水等による誤作動を防止し、かつ復旧時の液体除去を容易にしている。

特開平８−２７１４６１号公報 特公平７−３９９８１号公報 特開平３−２３５０３１号公報

前述した特許文献３に記載される漏水センサは、電極対の間隔が線条体の横断方向寸法（例えば５ｍｍ程度）に相当するので、網状部材を取り除いた状態では、漏浸水ではなく敷設面に生じる結露水等の微量の液体をも感知する傾向がある。この高感度の線条体を、目の粗い網状部材で覆うことにより、電極と敷設面との間に吸水性の低い空隙を形成して、結露水等による誤作動を防止している。しかし、網状部材を低密度にしたとはいっても、それを備えない裸の線条体からなるセンサ構造に比べれば、復旧時の液体の除去に若干の手間と時間とを要する。

本発明の目的は、漏水検知システムに用いられる電気式の漏水センサにおいて、高感度で、かつ漏浸水ではない微量の液体による誤作動を防止でき、しかも復旧時の液体の除去が極めて容易な漏水センサを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、互いに離隔した複数の電極を有し、任意の電極間の導通を液体の存在として感知する漏水センサにおいて、電気絶縁性を有する線状の心材と、心材の表面に沿って個別に螺旋状に位置決めされて、心材表面上で互いに離隔して配置され、それぞれが電極として機能する複数の導線とを具備することを特徴とする漏水センサを提供する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の漏水センサにおいて、心材は、その表面に沿って個別に螺旋状に凹設される複数の溝を備え、それら溝の各々に、複数の導線の各々が固定的に受容される漏水センサを提供する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の漏水センサにおいて、複数の導線の各々が、漏水センサの予め定めた感知領域の実質的全長に渡って連続的に、心材の表面に露出する露出面部分を有する漏水センサを提供する。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の漏水センサにおいて、複数の導線が、漏水センサの予め定めた感知領域の実質的全長に渡って一様な相互間隔で、心材の表面上に配置される漏水センサを提供する。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の漏水センサにおいて、心材の表面が略円筒面である漏水センサを提供する。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の漏水センサにおいて、心材及び複数の導線に被せて配置され、電気絶縁性及び通液性を有する網状部材をさらに具備する漏水センサを提供する。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の漏水センサにおいて、網状部材は、心材の表面に沿って、複数の導線を取り巻くように個別に巻き付けられる複数の繊維状要素を備える漏水センサを提供する。

請求項１に記載の発明によれば、それぞれが電極として機能する複数の導線が、心材表面にいずれも螺旋状に位置決めされているので、心材表面上でのそれら導線の最小間隔は、心材の実質的周方向に沿った距離として規定される。したがって、心材の太さを数ｍｍ程度の比較的細いものとすることにより、それら導線の最小間隔も数ｍｍ程度となり、比較的少量の液体を感知できる高感度型の漏水センサが得られる。他方、漏水センサの敷設面に、漏浸水ではない結露水等の微量の液体が存在したときには、そのような液体を感知するための導線の間隔は、心材の太さに関係無く、心材の長手方向に沿った距離となる。つまり、複数の導線を、心材の長手方向へ十分に離して配置することにより、敷設面に生じた結露水等の微量の液体を感知することが困難になり、結果として誤作動の少ない漏水センサが得られる。しかもこの漏水センサは、電気絶縁性の心材に複数の導線を巻き付けただけの極めて単純な構造を有するので、漏水を感知した後に初期状態に復旧させる際に、心材及び導線に付着した液体を容易かつ迅速に除去することができる。

請求項２に記載の発明によれば、心材の表面に予め各溝を、各導線に電極として要求される形態に対応する螺旋状形態に形成しておくことにより、複数の導線を心材表面に沿って所定の螺旋状巻付形態に容易に配置することができる。

請求項３に記載の発明によれば、漏水センサの感知領域内のどの場所でも、局所的な液体の存在を感知することができる。しかも、導線同士を橋絡する液体が、表面張力によりそれら導線に沿って自動的に広がった状態で心材表面に付着するので、液体中を電流が流れ易くなり、例えば純水のような比較的抵抗値の高い液体であっても、確実に感知することができる。

請求項４に記載の発明によれば、漏水センサの感知領域内で、略均一の感度を確保できる。また、漏水センサにおいては、複数の導線の配置間隔を適当に選択することにより、感度を容易に調整することができる。

請求項５に記載の発明によれば、個々の導線を心材表面に沿って容易かつ正確に螺旋状に巻き付けることができる。

請求項６に記載の発明によれば、漏水センサを、配管等の導電性表面にそのまま直接に敷設することができる。

請求項７に記載の発明によれば、所要の密度を有する網状部材を、比較的容易に得ることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
図面を参照すると、図１は、本発明の一実施形態による漏水センサ１０の概略斜視図、図２は、漏水センサ１０の断面図である。漏水センサ１０は、互いに離隔した一対ないし複数の電極を有し、それら電極間の導通を液体の存在（すなわち漏浸水）として感知する電気式の構成を有する。

図示のように、漏水センサ１０は、電気絶縁性を有する線状の心材１２と、心材１２の表面１２ａに沿って個別に螺旋状に巻き付けて位置決めされ、表面１２ａ上で互いに離隔して配置される一対の導線１４、１６とを備える。これら導線１４、１６は、それぞれが漏水センサ１０の電極として機能し、平常時（非検出時）には、心材１２の表面１２ａ上で互いに電気的に絶縁される。

漏水センサ１０の一対の導線１４、１６は、漏水センサ１０と協働して漏水検知システムを構成する漏水検出器１８に接続され、それにより検出回路が構成される。それら導線１４、１６には、漏水検出器１８から常に電圧が印加される。漏水センサ１０は、両導線１４、１６の間に液体が介在してそれら導線１４、１６が互いに電気的に橋絡されたときに、液体を介して両導線１４、１６に電流が流れることで、液体の存在を感知する。漏水検出器１８は、漏水センサ１０の両導線１４、１６を橋絡する液体の量の増減に対応して変動する検出回路の電気抵抗値を、漏水センサ１０の液体感知信号として検出処理し、警報発生等の報知動作を遂行する。

上記構成を有する漏水センサ１０は、それぞれに極性の異なる電極として機能する一対の導線１４、１６が、心材１２の表面１２ａにいずれも螺旋状に巻き付けられているので、表面１２ａ上での両導線１４、１６の最小間隔を、心材１２の周方向に沿った距離によって規定できる。したがって、心材１２の太さを数ｍｍ程度の比較的細いものとすることにより、両導線１４、１６の最小間隔も数ｍｍ程度となり、比較的少量の液体を感知できる高感度型の漏水センサ１０が得られる。

他方、漏水センサ１０の敷設面に、漏浸水ではない結露水等の微量の液体が存在したときには、そのような液体を感知するための両導線１４、１６の間隔は、心材１２の太さに関係無く、心材１２の長手方向に沿った距離となる。つまり、一対の導線１４、１６を、心材１２の長手方向へ例えば１０ｍｍ程度離して配置することにより、敷設面に生じた結露水等の微量の液体を感知することが困難になり、結果として誤作動の少ない漏水センサ１０が得られる。

しかも漏水センサ１０は、電気絶縁性の心材１２に一対の導線１４、１６を巻き付けただけの極めて単純な構造を有するので、漏水を感知した後に初期状態に復旧させる際に、心材１２及び導線１４、１６に付着した液体を容易かつ迅速に除去することができる。このように、漏水センサ１０は、高感度で、かつ漏浸水ではない微量の液体による誤作動を防止でき、しかも復旧時の液体の除去が極めて容易なものとなる。

上記した漏水センサ１０において、心材１２は、ポリ塩化ビニル等の、吸水率の低い絶縁性樹脂材料から形成されることが、復旧作業を容易にする観点で有利である。また、各導線１４、１６は、ステンレス鋼等の腐食し難い良導体から形成されることが好ましく、機械的強度の確保と取り扱いの容易さとから、撚り線の形態を有することが望ましい。さらに、心材１２及び各導線１４、１６は、漏水センサ１０を多様な形状の敷設面に沿って自在に曲成して敷設できるような可撓性を有することが望ましい。

また、図２に示すように、心材１２は、表面１２ａに沿って個別に螺旋状に凹設される一対の溝２０、２２を備え、一対の導線１４、１６の各々が、それら溝２０、２２の各々に固定的に受容されるように構成できる。この構成によれば、心材１２の表面１２ａに予め各溝２０、２２を、各導線１４、１６に電極として要求される形態に対応する螺旋状形態に形成しておくことにより、両導線１４、１６を心材１２の表面１２ａに沿って所定の螺旋状巻付形態に容易に配置することができる。なお、このような漏水センサ１０は、例えば押出成形機を用いて、心材１２の材料と一対の導線１４、１６とを同時に押出ダイに挿通し、適当な捻回動作を加えることにより、作製することもできる。

また、図１に示すように、一対の導線１４、１６は、少なくとも漏水センサ１０の予め定めた感知領域（すなわち所定長さ範囲）の実質的全長に渡って、それぞれ連続的に心材１２の表面１２ａから露出する露出面部分１４ａ、１６ａを有することが有利である。この構成によれば、漏水センサ１０の感知領域内のどの場所でも、局所的な液体の存在を感知することができる。しかも、一対の導線１４、１６を橋絡する液体が、表面張力により両導線１４、１６に沿って自動的に広がった状態で心材表面１２ａに付着するので、液体中を電流が流れ易くなり、例えば純水のような比較的抵抗値の高い液体であっても、確実に感知することができる。なおこの場合、図２に示す断面において、各導線１４、１６の表面の約５０％が露出面部分１４ａ、１６ａであることが好ましい（もちろん、５０％以外の様々な露出率を採用することもできる）。

また、図１に示すように、一対の導線１４、１６は、少なくとも漏水センサ１０の予め定めた感知領域の実質的全長に渡って、一様な相互間隔で心材１２の表面１２ａ上に配置されることが有利である。この構成によれば、漏水センサ１０の感知領域内で、略均一の感度を確保できる。特に、１つの導線１４（１６）の巻回ピッチＰ（図１）を、１０ｍｍ≦Ｐ≦１００ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ≦Ｐ≦５０ｍｍとして、一対の導線１４、１６を心材表面１２ａ上で互いに反対側（すなわち１８０度の位相差）に配置することで、そのような等間隔配置を得ることができる。ここで、各導線１４、１６の巻回ピッチＰが１０ｍｍ未満では、感度が高くなりすぎて、結露水等による誤作動を生じ易くなる傾向がある。また、各導線１４、１６の巻回ピッチＰが１００ｍｍを超えると、感度が低くなりすぎて、高感度の要求に答えることが困難になる。漏水センサ１０においては、各導線１４、１６の巻回ピッチＰを上記範囲で適当に選択することにより、感度を容易に調整することができる。

また、図２に示すように、心材１２の表面１２ａは、略円筒面であることが好ましい。この構成によれば、各導線１４、１６を心材表面１２ａに沿って容易かつ正確に螺旋状に巻き付けることができる。しかしこれに限らず、図２の断面において、楕円、多角形等の様々な形状の表面１２ａを有する心材１２を採用することができる。なお、心材１２を押出成形する場合は、前述したように、心材１２が固化する前に一対の導線１４、１６を心材表面１２ａに巻き付けることで、その後の心材１２の固化に伴い、各導線１４、１６を心材１２に固定することができる。或いは、各導線１４、１６を、心材１２の溝２０、２２に対し、例えば接着剤で固定することもできる。

図３及び図４は、本発明の他の実施形態による漏水センサ３０を示す。漏水センサ３０は、前述した漏水センサ１０に、適当な網状部材３２を付加した構成を有する。漏水センサ３０の他の構成は、漏水センサ１０と実質的に同一であるので、対応する構成要素には共通の参照符号を付してその説明を省略する。

すなわち、漏水センサ３０は、心材１２及び一対の導線１４、１６に被せて配置され、電気絶縁性及び通液性を有する網状部材３２をさらに備える。網状部材３２は、少なくとも漏水センサ３０の予め定めた感知領域内で、一対の導線１４、１６の全長に渡り外側から被さるように配置される。このような構成により、漏水センサ３０は、配管等の導電性表面にそのまま直接に敷設することができる。

漏水センサ３０の網状部材３２は、それ自体で保水機能を発揮し得ない程度に密度の低い（すなわち目の粗い）構造を有する。これは、漏水センサ３０は、網状部材３２を有しない状態でも、漏水センサ１０に関して既述したように十分に高感度であり、網状部材３２による感度への貢献を必要としないからである。その結果、漏水センサ３０は、網状部材３２を有するにも関わらず、漏水センサ１０と同等に、誤作動を防止でき、復旧時の液体の除去が極めて容易なものとなる。

網状部材３２は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル等の、吸水率が低く、機械的強度に優れた絶縁性樹脂材料から形成されることが有利である。それにより網状部材３２は、心材１２の表面１２ａに対する一対の導線１４、１６の補助的な固定機能、及び両導線１４、１６の機械的保護機能を発揮することができる。

網状部材３２は、心材１２の表面１２ａに沿って、一対の導線１４、１６を取り巻くように個別に巻き付けられる複数の繊維状要素３４を備えることができる。図示実施形態では、８本の繊維状要素３４が、心材１２の表面１２ａに沿って個別に巻き付けられることにより、網状部材３２が構成されている。さらに具体的には、４本の左巻きの繊維状要素３４ａと４本の右巻きの繊維状要素３４ｂと（図４）が、少なくとも漏水センサ３０の予め定めた感知領域内で、それぞれの全長に渡って一様な相互間隔で心材表面１２ａ上に配置され、それにより、全体に一様な密度を有する網状部材３２が構成されている。特に、１本の繊維状要素３４ａ（３４ｂ）の巻回ピッチを、前述した導線１４、１６の巻回ピッチＰと同等の１０ｍｍ〜１００ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ〜５０ｍｍとすることで、前述した作用効果を奏する必要十分な密度を有する網状部材３２を、比較的容易に得ることができる。なお、繊維状要素３４の直径は、０．１ｍｍ〜０．６ｍｍとすることができる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は図示実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した各請求項の開示内で様々な修正を施すことができる。例えば、漏水センサの電極としての一対の導線を有する構成に限らず、３本以上の複数の導線を有する構成とすることもできる。この場合、例えば１本の導線を、漏水センサの感知領域内での漏水位置の特定に使用することもできる。

前述した漏水センサ３０において、水道水（導電率１４０μＳ／ｃｍ）及び純水（導電率０．７μＳ／ｃｍ）に対する液体感知能力を測定した。実験では、アクリル板上に漏水センサ３０を敷設し、一対の導線１４、１６の間にＤＣ９Ｖのパルス電圧を印加した状態で、スポイトにより水道水及び純水を漏水センサ３０に直接滴下して、検出回路の抵抗値の変化を測定した。比較例として、従来の低感度型の漏水センサ（スリーエム社製、Ｂ−３Ｐ）と、従来の高感度型の漏水センサ（スリーエム社製、Ｓ−１Ｆ）とに、同様の実験を行った。

実験の結果、漏水センサ３０は、水道水に対し、滴下液量が１ミリリットル以下の微量のときには感知信号を生じず、従来の低感度型の漏水センサ（Ｂ−３Ｐ）と同等の、誤作動の少ない安定した感度を示した。従来の高感度型の漏水センサ（Ｓ−１Ｆ）は、このような微量の水道水をも感知し、よって結露水等による誤作動が懸念された。また、純水に対して、漏水センサ３０は、滴下液量が４ミリリットルを超えたときに感知信号を生じ、従来の高感度型の漏水センサ（Ｓ−１Ｆ）と同等の優れた感度を示した。従来の低感度型の漏水センサ（Ｂ−３Ｐ）は、液量に関わらず純水を感知することが困難であった。しかも、漏水センサ３０は、付着した液体を容易に拭き取ることができ、復旧性の良さが証明された。

本発明の一実施形態による漏水センサの概略斜視図である。 図１の漏水センサの線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。 本発明の他の実施形態による漏水センサの概略斜視図である。 図３の漏水センサの線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。

符号の説明

１０、３０ 漏水センサ
１２ 心材
１４、１６ 導線
１８ 漏水検出部
２０、２２ 溝
３２ 網状部材
３４ 繊維状要素

Claims (7)

1. 互いに離隔した複数の電極を有し、任意の電極間の導通を液体の存在として感知する漏水センサにおいて、
   電気絶縁性を有する線状の心材と、
   前記心材の表面に沿って個別に螺旋状に位置決めされて、該表面上で互いに離隔して配置され、それぞれが前記電極として機能する複数の導線と、
   を具備することを特徴とする漏水センサ。
2. 前記心材は、前記表面に沿って個別に螺旋状に凹設される複数の溝を備え、それら溝の各々に、前記複数の導線の各々が固定的に受容される、請求項１に記載の漏水センサ。
3. 前記複数の導線の各々が、漏水センサの予め定めた感知領域の実質的全長に渡って連続的に、前記心材の前記表面に露出する露出面部分を有する、請求項１又は２に記載の漏水センサ。
4. 前記複数の導線が、漏水センサの予め定めた感知領域の実質的全長に渡って一様な相互間隔で、前記心材の前記表面上に配置される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の漏水センサ。
5. 前記心材の前記表面が略円筒面である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の漏水センサ。
6. 前記心材及び前記複数の導線に被せて配置され、電気絶縁性及び通液性を有する網状部材をさらに具備する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の漏水センサ。
7. 前記網状部材は、前記心材の前記表面に沿って、前記複数の導線を取り巻くように個別に巻き付けられる複数の繊維状要素を備える、請求項６に記載の漏水センサ。

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