JP2018013407A

JP2018013407A - 漏水検知システム

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Publication number: JP2018013407A
Application number: JP2016142968A
Authority: JP
Inventors: 英次根本; Eiji Nemoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Building Techno Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Building Solutions Corp
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2018-01-25
Anticipated expiration: 2036-07-21
Also published as: JP6482503B2

Abstract

【課題】従来よりも低コストで漏水箇所の特定を可能とする。【解決手段】漏水検知システム１０は、漏水検知帯１４と、漏水検知帯１４に電流を供給するとともに、漏水検知帯１４周辺の漏水により生じる短絡を検知する漏水検知器１２と、漏水検知帯１４の長手方向に間隔を置いて介在する複数の遮断器１６と、を備える。複数の遮断器１６は、漏水検知帯１４の長手方向に沿った漏水検知器１２との離間距離が長いほど、その定格電流値が低くなるように設定される。漏水検知器１２は、短絡を検知した際に、漏水検知帯１４に供給する電流を段階的に増加させ、遮断動作により短絡解消した際の当該遮断動作した遮断器１６kと、当該遮断器よりも漏水検知器１２からみて一つ下流側の遮断器１６k-1の間の領域を漏水発生箇所と判定する、漏水箇所特定処理を実行する。【選択図】図２

Description

本発明は、漏水検知システムに関する。

従来から、空調システムの冷媒液漏れ等を検知する手段として、漏水検知システムが知られている。漏水検知システムは、漏水検知器と漏水検知帯を含んで構成される。漏水検知帯は、非導通の状態で並行して（例えば撚線の状態で）延設された少なくとも２本の導電線を含んで構成される。漏水検知器は、漏水検知帯に電流を供給する。漏水検知帯周辺で漏水が発生すると、この漏水のために漏水検知帯の導電線同士が導通して短絡回路が形成される。漏水検知器は開放回路から短絡回路への切り替わりを検知することで、漏水が発生したと判定する。

例えば特許文献１では、漏水検知帯の単位長さ当たりの抵抗値（配線抵抗）をもとに、漏水検知帯上の漏水箇所を特定している。また特許文献２のように、漏水箇所の特定はせずに、漏水検知帯の任意の場所で漏水が発生したか、それとも漏水検知帯のいずれの場所においても（全長に亘って）漏水が発生していないか、との二者択一的な検知しか行わない場合もある。

実開平６−６２２８２号公報特開平８−１６６３１３号公報

ところで、漏水箇所を特定可能な漏水検知帯は、単位長さ当たりの抵抗値を均一に揃える等、導電線の加工に高い精度が求められ、その結果相対的に高価となる。このような漏水検知帯を、例えば大規模ビルの冷媒管に沿って設置するとなると、例えば１ｋｍ程度の長さに亘って漏水検知帯を敷設しなければならない等、コスト押し上げの原因となる。

その一方で、漏水箇所を特定しない漏水検知帯は、相対的に低コストとなるものの、漏水の発生を検知したときに、その箇所が例えば全長１ｋｍの冷媒管のどの箇所であるかを特定するのは困難となる。そこで本発明は、従来よりも低コストで漏水箇所の特定が可能な、漏水検知システムを提供することを目的とする。

本発明は、漏水検知帯と、前記漏水検知帯に電流を供給するとともに、前記漏水検知帯周辺の漏水により生じる短絡を検知する漏水検知器と、前記漏水検知帯の長手方向に間隔を置いて介在する複数の遮断器と、を備える、漏水検知システムに関する。前記複数の遮断器は、前記漏水検知帯の長手方向に沿った前記漏水検知器との離間距離が長いほど、その定格電流が低くなるように設定される。前記漏水検知器は、前記短絡を検知した際に、前記漏水検知帯に供給する電流を段階的に増加させ、遮断動作により短絡解消した際の当該遮断動作した前記遮断器と、当該遮断器よりも前記漏水検知器からみて一つ下流側の前記遮断器の間の領域を漏水発生箇所と判定する、漏水箇所特定処理を実行する。

また、上記発明において、前記漏水検知器は、前記漏水箇所特定処理として、前記短絡を検知した際に、前記漏水検知帯に供給する電流を段階的に増加させ、その電流値が、前記漏水検知器に最も近い前記遮断器の定格電流値を超過するまで、いずれの前記遮断器においても前記遮断動作が生じないときには、前記漏水検知器と当該漏水検知器に最も近い前記遮断器との間の領域を漏水発生箇所と判定するようにしてもよい。

また、上記発明において、前記漏水発生箇所の判定後に、当該漏水発生箇所を記憶する記憶部を備えてもよい。

また、本発明の別態様は、漏水検知帯と、前記漏水検知帯に電流を供給するとともに、前記漏水検知帯周辺の漏水により生じる短絡を検知する漏水検知器と、前記漏水検知帯の長手方向に間隔を置いて介在する複数の遮断器と、前記漏水検知器を制御する制御部と、を備える、漏水検知システムに関する。前記複数の遮断器は、前記漏水検知帯の長手方向に沿った前記漏水検知器との離間距離が長いほど、その定格電流値が低くなるように設定される。前記漏水検知器が前記短絡を検知した際に、前記制御部は、前記漏水検知帯に供給する電流を段階的に増加させ、遮断動作により短絡解消した際の当該遮断動作した前記遮断器と、当該遮断器よりも前記漏水検知器からみて一つ下流側の前記遮断器の間の領域を漏水発生箇所と判定する、漏水箇所特定処理を、前記漏水検知器に実行させる。

本発明によれば、従来よりも低コストで漏水箇所の特定が可能となる。

本実施形態に係る漏水検知システムの構成を例示する図である。本実施形態に係る漏水検知システムによる漏水検知及び漏水箇所特定処理を説明する図である。本実施形態に係る漏水検知システムによる漏水箇所特定処理を例示するフローチャートである。漏水箇所特定処理における、漏水検知帯への供給電流の変化過程を例示する図である。

図１に、本実施形態に係る漏水検知システム１０を例示する。漏水検知システム１０は、漏水検知器１２、漏水検知帯１４_n（ｎ＝１、２、３・・・ｋ＋１）、遮断器１６_k（ｋ＝１、２、３・・・）、電源１８、ブザー２０、ランプ２２、及びコントローラ２４を備える。

漏水検知器１２、ブザー２０、ランプ２２、及びコントローラ２４は内部バス２６によって接続される。これらの機器はＢＡ（Building Automation）に対応可能とするために、通信プロトコルであるＢＡＣｎｅｔ（Building Automation and Control Network）に準拠するものであってよい。

コントローラ２４は、例えばＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）であってよく、ブザー２０、ランプ２２、漏水検知器１２をはじめ、内部バス２６に接続された種々の機器を制御可能となっている。

コントローラ２４は、メモリ２８、ユーザインターフェース３０（ＵＩ）、ＣＰＵ３２及び外部インターフェース３４を備える。

メモリ２８はＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の不揮発性及び揮発性メモリを含んで構成される。メモリ２８には、後述する漏水発生箇所が記憶される。ＣＰＵ３２は、メモリ２８に記憶された漏水発生箇所を中央監視装置に送信する他、ブザー２０に対して警告音の出力指令を出力し、またランプ２２に点灯指令を出力する。ユーザインターフェース３０は、ユーザの情報を入力する際に用いられ、また情報を表示する際にも用いられる。外部インターフェース３４は外部機器との接続やデータ通信に用いられる。

ブザー２０はコントローラ２４の出力指令を受けて警告音を出力する。後述するように、漏水検知器１２が漏水の発生を検知した際には、漏水検知器１２からコントローラ２４に警告信号（漏水発生信号）が送信され、これを受けてコントローラ２４からブザー２０に出力指令が送られる。

同様にして、ランプ２２はいわゆる警告ランプであり、コントローラ２４の点灯指令を受けて点灯する。後述するように、漏水検知器１２が漏水の発生を検知した際には、漏水検知器１２からコントローラ２４に警告信号が送信され、これを受けてコントローラ２４からランプ２２に点灯指令が送られる。

漏水検知帯１４は、少なくとも２つの導電線が非導通の状態で延設されることで構成される。図１では便宜上、導電線を２本のみ並行して延設させているが、この形態に限らない。例えば３本以上の導電線を撚り合わせた撚線状としてもよい。これら複数の導電線は、例えば吸水性の絶縁被覆で覆われている。これら導電線はいずれも、一端が漏水検知器１２に接続され、他端は開放される。漏水検知帯１４周辺で漏水が発生すると、その液体が絶縁被覆に吸水され、吸水された液体を介して導電線同士が導通する。

なお、本実施形態では、漏水検知帯１４は遮断器１６_kによって複数の領域１４_n（ｎ＝１、２、３、・・・ｋ＋１）に分割されている。このような構成を備えることで、後述するように、漏水箇所をこの分割領域単位で特定することができる。ここで、図１では説明の便宜上、漏水検知器１２から漏水検知帯１４の長手方向に沿って遠いほど若い番号が振られている。

遮断器１６は、漏水検知帯１４の長手方向に間隔を置いて、当該漏水検知帯１４に介在する。例えば、遮断器１６_kは、漏水検知帯１４_k+1と１４_kとの間に介在する。遮断器１６の配置間隔は、例えば空調システムの冷媒管に漏水検知帯１４を設置するときには、冷媒管が敷設される天井のパネルを開いたときに、作業者が目視できる範囲を、隣り合う遮断器１６の配置間隔としてもよい。

遮断器１６は、例えばバイメタル３６を含んで構成される。バイメタル３６は、漏水検知帯１４の並行する複数の導電線のうち、少なくとも一つに接続されていればよい。コスト抑制の観点から、漏水検知帯１４の複数の導電線のうち、一つのみにバイメタル３６を接続させることが好適である。

なお、図１に例示する遮断器１６はいわゆるボックス型であり、既存の漏水検知帯１４への設置が容易になっている。すなわち、漏水検知帯１４の導電線の束を任意の箇所で切断し、一つの導電線（切断前は一本の導電線であった一組）にバイメタル３６を接続する。他の導電線には渡り線等の接続配線部材を接続させる。

また、遮断器１６は、漏水検知帯１４の長手方向に沿った、漏水検知器１２との離間距離が長いほど、その定格電流が低くなるように設定されている。すなわち図１の例では、各遮断器１６_kの定格電流Ｉｒ_kは、Ｉｒ₁ ＜Ｉｒ₂ ＜Ｉｒ₃となる。このように構成することで、後述する漏水箇所特定処理において、漏水検知帯１４に供給する電流値を上げていくと、漏水検知器１２から遠い（漏水検知帯１４の長手方向に沿って遠い）遮断器１６から順に遮断することになる。

漏水検知器１２は、内部バス２６に接続され、コントローラ２４との通信が可能となっている。漏水検知器１２は、メモリ３８、ユーザインターフェース４０（ＵＩ）、ＣＰＵ４２、外部インターフェース４４、及び電流センサ４６を備える。

メモリ３８はＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の不揮発性及び揮発性メモリを含んで構成される。メモリ３８には、漏水検知帯１４が開放回路を形成しているときの電流センサ４６の値、つまり平常値（例えば０Ａ）と、短絡回路を形成したときの電流センサ４６の値、つまり漏水発生判定を行う閾値Ｉ_th（例えば数μＡ）が記憶されている。また、メモリ３８には、後述する漏水箇所特定処理を実行するためのプログラム等が記憶されている。

ＣＰＵ４２は上述する漏水箇所特定処理を実行する他、電流センサ４６の測定値とメモリ３８に記憶された閾値とを比較して、漏水の発生有無を判定する。ユーザインターフェース４０は、ユーザが情報を入力する際に用いられ、また情報を表示する際にも用いられる。外部インターフェース４４は外部機器との接続やデータ通信に用いられる。

＜漏水検知＞
図２を用いて、漏水検知器１２による、漏水検知（漏水発生の有無検知）処理を説明する。漏水検知器１２は、電源１８から漏水検知帯１４の少なくとも一つの導電線に対して常時電流を供給する（モニタリング電流Ｉ₀）。漏水が発生していないときには、導電線同士は絶縁被覆され互いに非導通なので、供給電流が直流電流の場合、電流センサ４６の測定値は理論上０Ａとなる。

図２のように漏水検知帯１４の任意の箇所にて漏水４８が発生すると、導電線を覆う絶縁被覆がこの液体を吸水してその結果導電線同士が短絡する。これにより、図２の破線で示すような短絡回路Ｌが形成される。短絡回路の形成により、電流センサ４６の測定値は閾値Ｉ_th以上となる。漏水検知器１２は、電流センサ４６の測定値が平常値（０Ａ）から閾値Ｉ_th以上に切り替わったことを検知すると、漏水が発生したと判定（検知）する。当該判定に基づいて、漏水検知器１２は警報信号を出力する。当該警報信号はコントローラ２４に送信される。コントローラ２４では、警報信号を受けて、ブザー２０に出力指令を送信し、ランプ２２に点灯指令を送信する。

＜漏水発生箇所の特定＞
漏水発生判定に続き、漏水検知器１２は、漏水箇所を特定する。図３には、漏水箇所特定処理のフローチャートが例示されている。短絡、すなわち漏水の発生が検知されると、漏水検知器１２は、図４に示すように、モニタリング電流Ｉ₀から、漏水検知帯１４に供給する電流を段階的に増加させる。具体的には、漏水検知器１２は、モニタリング電流Ｉ₀から、遮断器１６₁の定格電流Ｉｒ₁を超過し、かつ遮断器１６₂の定格電流Ｉｒ₂以下となる電流Ｉ₁（Ｉｒ₁ ＜Ｉ₁ ≦Ｉｒ₂）に、供給電流を嵩上げする（Ｓ１０）。

このとき、仮に、短絡回路Ｌに遮断器１６₁が含まれているならば、電流Ｉ₁の供給に伴って遮断器１６₁が遮断動作し、短絡回路Ｌは開放状態になる（短絡解消する）。これに伴い、電流センサ４６の測定値は閾値Ｉ_th未満となる。漏水検知器１２は、電流センサ４６の測定値を参照し、その値が閾値Ｉ_th未満であるか否かを判定する（Ｓ１２）。

なお、遮断器１６のバイメタル３６にジュール熱が蓄積して遮断動作に至るまでの期間を考慮して、電流をＩ₀からＩ₁に切り替えるステップＳ１０からステップＳ１２の判定タイミングまで、所定の待ち時間を設定してもよい。

図２に示す例では、短絡回路Ｌに遮断器１６₁は含まれていないので、電流をＩ₀からＩ₁に切り上げても、短絡回路Ｌは開放されない。これを受けて漏水検知器１２は、電流値Ｉ_kが漏水検知器１２に最も近い、つまり、定格電流が最も高い遮断器１６_kmaxが遮断動作する最大電流値Ｉ_kmax（Ｉｒ_kmax ＜Ｉ_kmax）に設定されているか否かを判定する（Ｓ１４）。まだ最大電流値Ｉ_kmaxに設定されていない場合、漏水検知器１２はステップＳ１０に戻り、電流値のサフィックスｋをインクリメントする。すなわち漏水検知器１２は、図４に示すように、電流Ｉ₁から、遮断器１６₂の定格電流を超過し、かつ遮断器１６₃の定格電流以下となる電流Ｉ₂に、供給電流を嵩上げする。

電流Ｉ₂が供給されることで、短絡回路Ｌに含まれる遮断器１６₂が遮断動作する。これに伴い短絡回路Ｌが開放され（短絡解消され）、電流センサ４６の測定値は電流Ｉ_th未満となる。このとき、漏水検知器１２は、供給電流のサフィックスｋについて、ｋ＝１であるか否かを判定する（Ｓ１６）。

図２の例では、ｋ≠１（ｋ＝２）であることから、漏水検知器１２は、遮断動作した遮断器１６₂とそれより一つ下流側の遮断器１６₁の間の領域、つまり、漏水検知帯１４₂を漏水発生箇所と判定する（Ｓ１８）。

ここで、図２に示す例では、２つの遮断器１６に挟まれた領域に漏水箇所があり、遮断動作した遮断器１６とそれよりも漏水検知器１２から見て一つ下流側の遮断器１６との間の領域を漏水発生箇所と判定していたが、漏水発生箇所が２つの遮断器１６に挟まれない場合は、以下のように判定する。

電流値Ｉ₁のときにステップＳ１２にて電流センサ４６の測定値が閾値Ｉ_thを下回った場合、ステップＳ１６からステップＳ２０に進む。漏水検知器１２は、最下流の遮断器１６₁よりも下流側の漏水検知帯１４の末端領域１４₁を漏水発生箇所と判定する（Ｓ２０）。

一方、ステップＳ１０、Ｓ１２、Ｓ１４が繰り返され、漏水検知器１２に最も近い、すなわち、定格電流Ｉｒ_kが最も高い遮断器１６₃が遮断動作する最大電流値Ｉ₃（ｋ＝ｋｍａｘ＝３、Ｉｒ₃ ＜Ｉ₃）となるように供給電流Ｉ_kが設定される。これによっても短絡回路Ｌが開放されない場合、言い換えると、いずれの遮断器１６₁，１６₂，１６₃においても遮断動作が生じない場合は、漏水検知器１２は、遮断器１６₃と漏水検知器１２の間の領域、つまり漏水検知帯１４₄を漏水発生箇所と判定する（Ｓ２２）。

ステップＳ１８、Ｓ２０、及びＳ２２にて漏水発生箇所が判定されると、漏水検知器１２は、漏水発生箇所をメモリ３８（記憶部）に記録するとともにコントローラ２４に通報する（Ｓ２４）。漏水規模が比較的小さい場合、短絡回路Ｌの形成に伴う発熱で液体が蒸発し、漏水箇所の確認が困難となる場合があるが、このように、漏水発生箇所の判定後、直ちにその箇所を記録することで、容易に確認作業が行える。

さらに漏水検知器１２は、漏水検知帯１４に供給する電流値を平常値Ｉ₀に戻す（Ｓ２６）。これにより、大電流の供給による漏水検知帯１４の負荷が低減される。

＜別の実施形態＞
上述の実施形態では、漏水検知器１２が漏水箇所特定処理を実行していたが、この形態に限らない。例えば上述したように、漏水検知器１２は漏水発生の有無検知を行い、その結果、漏水が発生した旨の警報信号がコントローラ２４（制御部）に送られる。コントローラ２４では、警報信号を受けて、漏水検知器１２に対して漏水箇所特定処理を実行するように漏水検知器１２を操作してもよい。

具体的には、図３の漏水箇所特定処理のフローチャートにおいて、コントローラ２４から漏水検知器１２に対して、モニタリング電流Ｉ₀から電流Ｉ₁に供給電流を嵩上げする指令を送る（Ｓ１０）。コントローラ２４は電流センサ４６の測定値を参照し、その値が閾値Ｉ_th未満であるか否かを判定する（Ｓ１２）。

電流センサ４６の測定値が電流Ｉ_th未満であるとき、コントローラ２４は、供給電流のサフィックスｋについて、ｋ＝１であるか否かを判定し（Ｓ１６）、漏水検知帯１４の末端領域１４₁を漏水発生箇所と判定する（Ｓ２０）。

ステップＳ１２にて電流センサ４６の測定値が電流Ｉ_th以上であるとき、コントローラ２４は、電流値Ｉ_kが最大電流値Ｉ_kmaxに設定されているか否かを判定し（Ｓ１４）、まだ最大電流値Ｉ_kmaxに設定されていない場合、ステップＳ１０に戻り、電流値のサフィックスｋをインクリメントする。

電流値のサフィックスｋがインクリメントされ、電流値Ｉ_kが段階的に増加された後、コントローラ２４は電流センサ４６の測定値を参照する（Ｓ１２）。参照した測定値が閾値Ｉ_th未満である場合、コントローラ２４は、短絡解消した遮断器１６_kと下流側に隣接する遮断器１６_k-1の間の領域、つまり、漏水検知帯１４_kを漏水発生箇所と判定する（Ｓ１８）。

また、最大電流Ｉ₃を供給しても遮断動作が生じないときには、コントローラ２４は、遮断器１６₃と漏水検知器１２の間の領域、つまり漏水検知帯１４₄を漏水発生箇所と判定する（Ｓ２２）。

ステップＳ１８、Ｓ２０、及びＳ２２にて漏水発生箇所が判定されると、コントローラ２４は、漏水発生箇所をメモリ２８に記録するとともに中央監視装置に通報する（Ｓ２４）。さらにコントローラ２４は、漏水検知帯１４に供給する電流値を平常値Ｉ₀に戻す（Ｓ２６）。

このように、本実施形態では、漏水検知器１２のメモリ３８には漏水箇所特定処理のプログラムを記憶させずに、コントローラ２４が遠隔操作で漏水検知器１２に対して漏水箇所特定処理を実行させる。これにより、既存の、つまり漏水検知の機能のみしか持たない漏水検知器１２に対しても、本実施形態に係る漏水箇所特定処理が実行可能となる。

具体的には、既存の漏水検知帯１４を適宜分割して遮断器１６を介在させるとともに、既存の漏水検知器１２のＣＰＵ４２が受け入れ可能なプロトコルで、コントローラ２４から漏水箇所特定処理の指令を適宜出力することで、本実施形態に係る漏水検知システム１０を構築できる。

１０漏水検知システム、１２漏水検知器、１４漏水検知帯、１６遮断器、１８電源、２０ブザー、２２ランプ、２４コントローラ、３６バイメタル、４６電流センサ。

Claims

漏水検知帯と、
前記漏水検知帯に電流を供給するとともに、前記漏水検知帯周辺の漏水により生じる短絡を検知する漏水検知器と、
前記漏水検知帯の長手方向に間隔を置いて介在する複数の遮断器と、
を備える、漏水検知システムであって、
前記複数の遮断器は、前記漏水検知帯の長手方向に沿った前記漏水検知器との離間距離が長いほど、その定格電流値が低くなるように設定され、
前記漏水検知器は、前記短絡を検知した際に、前記漏水検知帯に供給する電流を段階的に増加させ、遮断動作により短絡解消した際の当該遮断動作した前記遮断器と、当該遮断器よりも前記漏水検知器からみて一つ下流側の前記遮断器の間の領域を漏水発生箇所と判定する、漏水箇所特定処理を実行する、
ことを特徴とする、漏水検知システム。
請求項１に記載の漏水検知システムであって、
前記漏水検知器は、前記漏水箇所特定処理として、前記短絡を検知した際に、前記漏水検知帯に供給する電流を段階的に増加させ、その電流値が、前記漏水検知器に最も近い前記遮断器の定格電流値を超過するまで、いずれの前記遮断器においても前記遮断動作が生じないときには、前記漏水検知器と当該漏水検知器に最も近い前記遮断器との間の領域を漏水発生箇所と判定する、
ことを特徴とする、漏水検知システム。
請求項１または２に記載の漏水検知システムであって、
前記漏水発生箇所の判定後に、当該漏水発生箇所を記憶する記憶部を備えることを特徴とする、漏水検知システム。
漏水検知帯と、
前記漏水検知帯に電流を供給するとともに、前記漏水検知帯周辺の漏水により生じる短絡を検知する漏水検知器と、
前記漏水検知帯の長手方向に間隔を置いて介在する複数の遮断器と、
前記漏水検知器を制御する制御部と、
を備える、漏水検知システムであって、
前記複数の遮断器は、前記漏水検知帯の長手方向に沿った前記漏水検知器との離間距離が長いほど、その定格電流値が低くなるように設定され、
前記漏水検知器が前記短絡を検知した際に、前記制御部は、前記漏水検知帯に供給する電流を段階的に増加させ、遮断動作により短絡解消した際の当該遮断動作した前記遮断器と、当該遮断器よりも前記漏水検知器からみて一つ下流側の前記遮断器の間の領域を漏水発生箇所と判定する、漏水箇所特定処理を、前記漏水検知器に実行させる、
ことを特徴とする、漏水検知システム。