JP2017116259A

JP2017116259A - 液漏れ検出装置および発電システム

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Publication number: JP2017116259A
Application number: JP2015248117A
Authority: JP
Inventors: 智猪坂; Satoshi Inosaka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2017-06-29
Anticipated expiration: 2035-12-21
Also published as: JP6628597B2

Abstract

【課題】少ない台数のカメラで液漏れを検出できる液漏れ検出装置を提供する。【解決手段】液漏れ検出装置１０１は、カメラ１５と、鏡１６と、液漏れ判定部１１３と、を備え、液体が漏れているか否かを検出する。カメラ１５は、液漏れ想定箇所の画像を撮像する。鏡１６は、死角領域の液漏れ想定箇所から放出された光をカメラ１５に反射する。液漏れ判定部１１３は、カメラ１５が撮像した画像に基づいて液体が漏れているか否かを判定する。【選択図】図２

Description

本発明は、液漏れ検出装置および発電システムに関する。

エンジンとエンジンにより駆動される発電機とを備える発電システムで、エンジンから油などの液体が漏れることがある。この液体の漏れを検出するために、液漏れ検出装置が用いられる。

特許文献１には、紫外線を照射する紫外線投光器と、該紫外線投光器の照射面を撮影するテレビカメラと、を備える油漏れ検出装置が開示されている。また、特許文献２には、紫外光と可視光とを交互に照射する照明手段と、所定の波長の光を選択して撮像する撮像手段と、紫外光照射時と可視光照射時とに得られるそれぞれの画像のデータを蓄積する画像データ蓄積手段と、両画像のデータを比較するデータ演算手段と、を備える油漏れ検出装置が開示されている。

特開昭６０−２９６４１号公報特開平８−１２８９１６号公報

特許文献１および２に開示されている油漏れ検出装置は、液漏れ想定箇所の画像を撮像し、この画像に基づいて油漏れを検知する。このため、発電機などの影になって画像に写らない死角領域で発生した油漏れを検知することができない。

カメラの台数を多くすることで、死角領域をなくして、油漏れを検出できるようにすることも考えられる。しかし、カメラの台数を多くすると、カメラの設置場所を確保する必要があり、またコストも大きくなる。同様の課題は、発電システム以外の装置などで発生した液漏れを検出する液漏れ検出装置にも存在する。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、少ない台数のカメラで液漏れを検出できる液漏れ検出装置および発電システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る油漏れ検出装置は、
液体が漏れているか否かを検出する液漏れ検出装置であって、
液漏れ想定箇所の画像を撮像するカメラと、
死角領域の前記液漏れ想定箇所から放射された光を前記カメラに反射する鏡と、
前記カメラが撮像した画像に基づいて液体が漏れているか否かを判定する液漏れ判定部と、
を備える。

本発明によれば、カメラから見て死角となる死角領域で液漏れが発生した場合であっても、液漏れ箇所から放射された光が鏡でカメラに反射される範囲であれば、カメラが液漏れ箇所を撮像でき、カメラで撮像された画像から液漏れを検出することができる。このため、少ない台数のカメラで液漏れを検出できる液漏れ検出装置および発電システムを提供することができる。

本発明の実施の形態に係る発電システムを側面から見た断面図である。本発明の実施の形態に係る液漏れ検出装置のブロック図である。本発明の実施の形態のカメラが撮像した画像を示す図である。本発明の実施の形態に係る液漏れ検出処理を示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係る発電システムを上から見た断面図である。（Ａ）は、本発明の実施の形態に係る鏡の変形例を示す正面図であり、（Ｂ）は、図６（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。本発明の実施の形態に係る鏡の変形例を示す図である。本発明の実施の形態に係る発電システムの変形例を側面から見た断面図である。本発明の実施の形態に係る発電システムの変形例を上から見た断面図である。本発明の実施の形態に係る発電システムの変形例を側面から見た断面図である。本発明の実施の形態に係る発電システムの変形例を側面から見た断面図である。

（実施の形態）
以下、本発明を実施するための形態に係る液漏れ検出装置を、発電システムに使用される液漏れ検出装置を例に図面を参照しながら説明する。

本実施の形態に係る発電システム１００は、Ａ重油などの液体燃料を用いて非常時に発電する非常用発電システムであり、図１に示すように、動力源であるエンジン１１と、エンジン１１で駆動される発電機１２と、エンジン１１および発電機１２を格納する筐体１３と、液漏れを検出する液漏れ検出装置１０１と、を備える。また、液漏れ検出装置１０１は、筐体１３内に光を照射するライト１４と、液漏れ想定箇所を撮像するカメラ１５と、液漏れ想定箇所から放射された光をカメラ１５に反射させる鏡１６と、ライト１４およびカメラ１５を制御する制御部１７と、から構成される。

エンジン１１は、Ａ重油を燃料として動力を発生するガスタービンエンジンから構成される。エンジン１１は、圧縮機で燃焼用空気を圧縮して燃焼器に送り込み、燃料を燃焼器に吹き込んで燃焼させ、その際に発生した高温高圧の燃焼ガスでタービンを回転させ、タービンに連結された出力軸を回転させる。

発電機１２は、軸受により回転自在に支持された回転軸と、この回転軸に固定された回転子と、この回転子を囲んでケーシングの内壁面に固着された固定子と、を備える。回転軸は、エンジン１１の出力軸に接続され、発電機１２は、エンジン１１により駆動されることで発電する。

筐体１３は、内部の騒音を外に漏らさないために金属板から構成される。金属板は、遮光性を有するため、筐体１３内には、外から光が入射しないようになっている。

ライト１４は、筐体１３の内部に配置され、紫外光を液漏れ想定箇所に照射する。ライト１４は、ブラックライト、紫外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの紫外線ランプから構成され、制御部１７に電気的に接続されている。

カメラ１５は、液漏れ想定箇所を撮像するように筐体１３の内部に配置される。カメラ１５は、レンズ、撮像素子から構成され、可視光の画像を撮像するものであり、制御部１７に電気的に接続されている。

鏡１６は、筐体１３内の側壁の下部（図１の右下がりの斜線で示す部分）に配置される平面鏡であり、カメラ１５から見てエンジン１１、発電機１２の死角になっている死角領域の液漏れ想定箇所から放射された光をカメラ１５に反射する。これにより、カメラ１５は、鏡１６で反射された死角領域の液漏れ想定箇所を撮像できる。また、鏡１６は、ライト１４から照射された光を反射し、エンジン１１、発電機１２の影になっている液漏れ想定箇所に光を導く。鏡１６は、ＰＥＴ（PolyEthylene Terephthalate）フィルムにアルミニウムがコーティングされた鏡面シート、鏡面加工されたステンレス板などから構成される。鏡１６が鏡面シートから構成される場合、筐体１３内の側壁に貼り付けることで、容易に配置することができる。鏡１６は、紫外光を反射でき、カメラ１５が鏡１６に反射した液漏れ想定箇所を撮像できるように、紫外光および可視光の波長域において８０％以上の反射率を有するものが好ましい。

制御部１７は、筐体１３の外に設置され、ライト１４およびカメラ１５に有線で通信できるように接続され、液漏れ検出処理を実行する。制御部１７は、図２に示すように、ライト１４およびカメラ１５を制御する撮像制御部１１１と、カメラ１５が撮像した画像を取得する画像取得部１１２と、画像に基づいて液漏れを判定する液漏れ判定部１１３と、判定結果をディスプレイに出力する判定結果出力部１１４と、ユーザの操作を受け付ける操作部１１５と、画像を記憶する記憶部１１６と、を備える。また、制御部１７は、１又は複数のプロセッサ、タイマなどから構成される。

撮像制御部１１１は、設定期間毎にライト１４を点灯させ、カメラ１５に液漏れ想定箇所の画像を撮像させる。設定期間は、任意に設定可能であるが、１時間に設定される。

画像取得部１１２は、カメラ１５が撮像した画像を取得し、記憶部１１６に記憶させる。

液漏れ判定部１１３は、記憶部１１６に記憶された画像データに基づいて、液体が漏れているか否かを判定する。Ａ重油は、紫外光を吸収し可視光を放出する蛍光物質であるクマリンを含むため、ライト１４から紫外光が照射されると可視光を放出する。また、筐体１３は、外部から光が入射しないようになっている。このため、液漏れ判定部１１３は、画像に閾値以上の輝度を含む部分があるか否かを判定することで、エンジン１１からＡ重油が漏れているか否かを判定できる。なお、液体が漏れていると判定される場合は、筐体１３の底面に液体が漏れている場合、配管などから液体がにじみ出る場合などが含まれる。

判定結果出力部１１４は、液漏れ判定部１１３が判定した判定結果をディスプレイに表示させる。また、判定結果出力部１１４は、カメラ１５が撮像した画像をディスプレイに表示させ、可視光が放出されている部分を示して、何れの場所で液体が漏れているかを示してもよい。また、液漏れが検出された場合、判定結果出力部１１４は、スピーカにアラームを鳴らさせてもよい。

操作部１１５は、キーボード、ポインティングデバイスなどから構成され、ユーザから設定期間の入力や液漏れ検出処理を開始、停止させる指示を受け付ける。

記憶部１１６は、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などから構成され、カメラ１５が撮像した画像を記憶する。

次に、本実施の形態に係る液漏れ検出装置１０１が実行する液漏れ検出処理の動作を図面を参照しながら説明する。

カメラ１５は、直接または鏡１６に反射した液漏れ想定箇所を撮像できるように、設置場所、画角、向きなどが調整されて筐体１３内に配置される。具体的には、ライト１４から可視光が照射されたとすると、図３に示すように、カメラ１５が撮像した画像Ｒには、中心にエンジン１１、下に発電機１２、左右に鏡に反射したエンジン１１ａ、１１ｂ、上に鏡に反射したエンジン１１ｃ、を撮像するように配置されている。また、ライト１４は、液漏れ想定箇所に直接または鏡１６に反射させて紫外光を照射できるように、照射範囲、向きなどが調整されて、筐体１３内に配置される。

操作部１１５が、液漏れ検出処理を開始させる指示を受け付けると、これに応答して、撮像制御部１１１は、図４に示す液漏れ検出処理を開始し、ライト１４を点灯させる（ステップＳ１０１）。次に、撮像制御部１１１は、カメラ１５に液漏れ想定箇所を撮像させる（ステップＳ１０２）。次に、撮像制御部１１１は、経過した期間を計時するため、計時を開始する（ステップＳ１０３）。次に、撮像制御部１１１は、ライト１４を消灯させる（ステップＳ１０４）。

次に、画像取得部１１２は、カメラ１５が撮像した画像を取得し、記憶部１１６に記憶させる（ステップＳ１０５）。次に、液漏れ判定部１１３は、記憶部１１６に記憶された画像データが示す画像からＡ重油が漏れているか否かを判定する（ステップＳ１０６）。Ａ重油は、紫外光を吸収し可視光を放射する蛍光物質であるクマリンを含む。また筐体１３内には、外から光が入射しないようになっている。このため、液漏れ判定部１１３は、画像に閾値以上の輝度を有する部分があるか否かを判定することで、Ａ重油が漏れているか否かを判定する。次に、判定結果出力部１１４は、液漏れ判定部１１３が判定した判定結果をディスプレイに表示する（ステップＳ１０７）。

次に、液漏れ検出処理を終了させる指示が操作部１１５に入力されたか否かを判別する（ステップＳ１０８）。液漏れ検出処理を終了させる指示が入力されたと判別した場合（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、液漏れ検出処理を終了する。液漏れ検出処理を終了させる指示が入力されていないと判別した場合（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、撮像制御部１１１は、計時を開始してから設定期間を経過したか否かを判別する（ステップＳ１０９）。設定期間を経過していないと判別した場合（ステップＳ１０９；Ｎｏ）、ステップＳ１０８に戻り、計時を開始してから設定期間を経過するまでステップＳ１０８とステップＳ１０９とを繰り返す。計時を開始してから設定期間を経過したと判別した場合（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０１に戻って、撮像制御部１１１は、ライト１４を点灯させる。以後、液漏れ検出処理を終了する指示を受け付けるまで、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０９を繰り返し、設定期間経過毎に液漏れしているか否かを判定する。

上記構成を有する液漏れ検出装置１０１は、カメラ１５の死角領域で液漏れが発生した場合であっても、液漏れ箇所から放射された光が鏡１６でカメラ１５に反射される範囲であれば、カメラ１５が液漏れ箇所を撮像でき、カメラ１５で撮像された画像から液漏れを検出することができる。具体的には、図５に示すように、カメラ１５から見てエンジン１１の死角になる方向Ａの場所で液漏れＬが発生した場合、カメラ１５は、液漏れＬを直接撮像することができないが、方向Ｂを撮像範囲に含むので、図３に示すように、右の鏡１６に反射した液漏れＬ’の部分に閾値以上の輝度を有する画像Ｒを撮像することができる。また、液漏れ想定箇所には可視光が照射されていないため、画像Ｒの液漏れＬ’の部分以外の輝度は閾値未満である。
従って、液漏れ検出装置１０１を用いると、死角領域であっても鏡１６で反射される範囲をカメラ１５で撮像できる。このため、少ない台数のカメラ１５で液漏れを検知できる。従って、カメラ１５の設置場所を少なくでき、またコストを削減できる。これに対して、鏡１６を配置しない場合、死角領域の液漏れを検出するために、死角領域を撮像するカメラを追加する必要がある。また、死角領域を撮像するカメラを追加しない場合、カメラの死角領域で液漏れがあった場合、この液漏れを検出できない。

また、筐体１３内はエンジン１１や発電機１２から放出される熱により高温になるが、制御部１７は、ライト１４及びカメラ１５に有線通信で接続され、筐体１３の外に設置される。このため、ライト１４及びカメラ１５に高温対策が実施されればよく、制御部１７には高温対策が不要である。また、制御部１７は、ライト１４及びカメラ１５と有線通信で通信できるため、筐体１３から離れた場所で液漏れを検知することができる。また、このように構成された液漏れ検出装置１０１は、新設時のみならず、すでに導入された発電システムに後付けすることも容易である。

（変形例）
上述の実施の形態では液漏れ検出装置１０１は、遮光された筐体１３内の液漏れを検出したが、遮光された環境外の液漏れ想定箇所でも液漏れの検出が可能である。この場合、液漏れ判定部１１３は、ライト１４を点灯させた状態で液漏れ想定箇所を撮像された画像と、消灯した状態で液漏れ想定箇所を撮像された画像と、に基づいて液体が漏れているか否かを判定する。
具体的には、撮像制御部１１１は、カメラ１５にライト１４を点灯させた状態の画像と、消灯した状態の画像と、を撮像させる。次に、画像取得部１１２は、ライト１４を点灯させた状態で撮像された画像の画像データと、ライト１４を消灯させた状態で撮像された画像の画像データと、を記憶部１１６に記憶させる。次に、液漏れ判定部１１３は、ライト１４を点灯させた状態で撮像された画像の画像データからライト１４を消灯した状態で撮像された画像の画像データを画素ごとに減算し、差分画像の画像データを取得する。液漏れ判定部１１３は、この差分画像に閾値以上の輝度を含む部分があるか否かを判定することで、Ａ重油が漏れているか否かを判定する。このため、液漏れ判定部１１３は、筐体１３内に外部から光が入射しても、Ａ重油が紫外光を受けて発光した光を検出できるため、筐体１３が外部から光が漏れて入射する場合でも液漏れを判定できる。

また、鏡１６が、平面鏡である場合について説明したが、液漏れ想定箇所をカメラ１５に反射することができれば鏡の形状は特に限定されず、鏡１６は、曲面を含む曲面鏡を含んでもよい。この場合、鏡像が縮小されるため、鏡の面積が小さくても広い範囲の液漏れ想定箇所から放射された光を反射することができる。曲面鏡として、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示す凸面鏡、図７に示す凸面円筒鏡などが挙げられる。凸面鏡は、図８に示すように、エンジン１１の死角領域から放射された光を反射させるように、カメラ１５に対向する面に配置されるとよい。また、凸面円筒鏡は、図９に示すように、筐体１３の垂直な辺に沿うように配置されるとよい。

また、鏡１６が、筐体１３内の側壁の下部に配置される場合について説明したが、鏡１６は、液漏れ想定箇所から放射される光をカメラ１５に反射することができれば、配置される場所は特に限定されず、図１０に示すように、筐体１３内の側壁の全体（図１０の右下がりの斜線で示す部分）に配置されてもよい。また、筐体１３内の底面や天井に配置されてもよい。筐体１３内の底面に配置される場合、液漏れ検出装置１０１は、エンジン１１の下面からの液漏れを検知できる。

また、鏡１６が、液漏れ想定箇所をカメラ１５に直接反射する場合について説明したが、鏡１６は、液漏れ想定箇所から放射された光を反射させる第１の鏡１６Ａと、液漏れ想定箇所から放射され、第１の鏡１６Ａで反射された光をカメラ１５に反射させる第２の鏡１６Ｂと、を含んでもよい。具体的には、図１１に示すように、第１の鏡１６Ａが液漏れＬから放射された光を第２の鏡１６Ｂに反射し、液漏れＬから放射され、第２の鏡１６Ｂが第１の鏡１６Ａで反射させられた光をカメラ１５に反射することで、カメラ１５は、液漏れＬを撮像できる。この場合、鏡１６で直接反射させても死角になる場所で液漏れＬが発生した場合であっても、カメラ１５は、液漏れＬを撮像することができる。

また、第１の鏡１６Ａ、第２の鏡１６Ｂの何れかまたは両方を曲面鏡に置き換えてもよく、例えば、第２の鏡１６Ｂを凸面鏡などの曲面鏡に置き換えてもよい。

また、上述の液漏れ検出装置１０１では、発電機１２が発電しているか否かに関わらず設定期間が同じ期間に設定されていたが、設定期間は、発電機１２が発電していない場合と発電している場合とで異なる期間に設定されてもよい。具体的には、発電していない場合の設定期間が１日と設定され、発電しているときの設定期間が１時間と設定されてもよい。この場合、液漏れ検出装置１０１は、発電機１２が発電しているか否かを判別し、発電機１２が発電していないときに１日毎に液体が漏れているか否かを検出し、発電機１２が発電しているときに１時間毎に液体が漏れているか否かを検出する。

また、エンジン１１が、ガスタービンエンジンから構成される場合について説明したが、液体の燃料を用いるエンジンであれば特に限定されず、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジンであってもよい。また、エンジン１１が、Ａ重油を燃料として用いる場合について説明したが、エンジン１１が用いる燃料は、液体の燃料であれば特に限定されず、灯油や軽油であってもよい。また、蛍光物質を含まない燃料を用いる場合には、蛍光物質を添加してもよい。

また、液漏れ判定部１１３が、各時刻に撮像された画像からＡ重油が漏れているか否かを判定する場合について説明したが、液漏れ判定部１１３は、記憶された画像の経時変化に基づいて、液体が漏れているか否かを判定してもよい。この場合、液漏れ判定部１１３は、カメラ１５が撮像した画像の画像データから液漏れしていない状態で撮像された基準画像の画像データを画素ごとに減算し、輝度が変化した画素を特定し、この変化した画素の数が閾値以上である場合、液体が漏れたと判定する。このため、液漏れ判定部１１３は、液体が蛍光物質を含まない場合などであっても、液漏れを判定することができる。

また、制御部１７とライト１４及びカメラ１５とが、有線通信で通信できるように接続される場合について説明したが、制御部１７とライト１４及びカメラ１５とは、無線通信で通信できるように接続されてもよい。無線通信で通信できるように接続することで制御部１７とライト１４及びカメラ１５との間に配線を敷設する必要がなくなる。

本実施の形態に係る発電システム１００が、非常時に発電する非常用発電システムである場合について説明したが、発電システム１００は、非常時のみならず平時も常に発電する発電システムであってもよい。

また、上記実施の形態の発電システム１００では、筐体１３がエンジン１１および発電機１２を格納する専用の筐体である場合について説明したが、筐体１３は、専用の筐体に限定されず、地下室などの部屋の壁から構成される場合も含まれる。

また、上記実施の形態では、液漏れ検出装置１０１が、発電システム１００のエンジン１１からの液漏れを検出する場合を説明したが、液漏れ検出装置１０１が検出する液漏れは、エンジン１１からの液漏れに限定されず、エンジン以外からの液漏れであってもよい。

また、液漏れ検出装置１０１が、Ａ重油の液漏れを検出する場合を説明したが、液漏れ検出装置１０１が検出する液体はＡ重油に限定されず、何れの液体であってもよい。

また、制御部１７が実行する液漏れ検出処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常の情報携帯端末、パーソナルコンピュータなどを用いて実行可能である。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

１１エンジン１２発電機１３筐体１４ライト１５カメラ１６、１６Ａ、１６Ｂ鏡１７制御部１００発電システム１０１液漏れ検出装置１１１撮像制御部１１２画像取得部１１３液漏れ判定部１１４判定結果出力部１１５操作部１１６記憶部Ｌ液漏れＲ画像

Claims

液体が漏れているか否かを検出する液漏れ検出装置であって、
液漏れ想定箇所の画像を撮像するカメラと、
死角領域の前記液漏れ想定箇所から放射された光を前記カメラに反射する鏡と、
前記カメラが撮像した画像に基づいて液体が漏れているか否かを判定する液漏れ判定部と、
を備える液漏れ検出装置。
前記液漏れ想定箇所に光を照射するライトを備える、
請求項１に記載の液漏れ検出装置。
前記ライトは、紫外光を照射し、
前記カメラは、可視光の画像を撮像し、
前記液漏れ判定部は、紫外光を吸収し可視光を放射する物質を含有する液体が漏れているか否かを前記画像に基づいて判定する、
請求項２に記載の液漏れ検出装置。
前記鏡は、曲面を含む曲面鏡を含み、小さい面積で広い範囲の前記液漏れ想定箇所から放射された光を前記カメラに反射する、
請求項１から３の何れか１項に記載の液漏れ検出装置。
前記鏡は、前記液漏れ想定箇所から放射された光を反射させる第１の鏡と、前記液漏れ想定箇所から放射され、前記第１の鏡で反射された光を前記カメラに反射させる第２の鏡と、を含む、
請求項１から４の何れか１項に記載の液漏れ検出装置。
エンジンと前記エンジンによって駆動されて発電する発電機と、
請求項１から５の何れか１項に記載の液漏れ検出装置と、
を備える発電システム。