JP6710152B2 - Method for detecting fluid leakage from piping structure, piping structure, and construction method - Google Patents
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Description
本発明は、冷媒等の流体が流れる配管構造からの流体の漏洩を検知する方法、流体の漏洩を検知可能に構成された配管構造、およびその配管構造の施工方法に関する。 The present invention relates to a method for detecting leakage of a fluid from a piping structure through which a fluid such as a refrigerant flows, a piping structure configured to detect the leakage of the fluid, and a method for constructing the piping structure.
冷媒配管の複数の継手のそれぞれの近傍に、一対の電極を有する流体センサを設置し、電極間のインピーダンスの変化に基づいて冷媒の漏洩を検知することが提案されている(特許文献1)。特許文献1によれば、流体センサがそれぞれ近傍に設置されている複数の継手のうちどこから冷媒の漏洩が生じているかの特定を含めて、冷媒漏洩の検知ができる、とされている。
It has been proposed to install a fluid sensor having a pair of electrodes near each of a plurality of joints of a refrigerant pipe and detect leakage of the refrigerant based on a change in impedance between the electrodes (Patent Document 1). According to
特許文献1では、流体センサの電極間のインピーダンスの変化に基づいて冷媒の漏洩を検知している。しかしながら、漏洩した冷媒の存在のみならず結露等の存在もインピーダンスの計測値に影響し、ノイズが多いため、インピーダンスの変化に基づく漏洩検知を成立させることが難しい。
また、流体センサから離れた位置で冷媒漏洩が発生した場合や、流体センサの近傍で冷媒漏洩が発生していても微量ずつ漏れる場合(スローリーク)には、インピーダンスの変化が小さいので、そういった漏洩の検知が難しい。
さらに、配管から漏洩した冷媒を出来れば装置の外部には漏洩させたくないが、特許文献1では外部への冷媒漏洩を抑えるための措置はとられていない。
In
In addition, if a refrigerant leak occurs at a position distant from the fluid sensor, or if a small amount of refrigerant leaks near the fluid sensor (slow leak), the impedance change is small. Is difficult to detect.
Furthermore, if it is possible to prevent the refrigerant leaking from the pipe from leaking to the outside of the apparatus,
以上より、本発明は、継手やバルブ等、特定の箇所のみならず配管構造のより広い範囲からの流体の漏洩をスローリークも含めて検知可能であって、漏洩した流体がさらに外部へと漏洩するのを抑えることが可能な流体漏洩検知方法および配管構造を提供することを目的とする。 As described above, the present invention is capable of detecting leaks of fluid from a wider range of piping structure as well as specific locations such as joints and valves, including slow leaks, and the leaked fluid further leaks to the outside. An object of the present invention is to provide a fluid leakage detection method and a piping structure capable of suppressing the occurrence of the above.
本発明は、内部に流体が存在する配管構造からの流体の漏洩を検知する方法であって、配管構造における所定の区間に亘り、配管構造とは絶縁されている導電性フィルムにより配管構造の外周部が予め覆われており、区間の一端および他端に相当する導電性フィルムの両端部の間の電気抵抗を監視するステップと、導電性フィルムの変形あるいは破断に起因して変化した電気抵抗が、所定の閾値から逸脱していることに基づいて区間における流体漏洩を検知するステップと、を含み、閾値は、導電性フィルムの破断直前における変形量に対応する導電性フィルムの電気抵抗の値に設定されることを特徴とする。 The present invention is a method for detecting a leakage of a fluid from a piping structure in which a fluid is present, in which the outer periphery of the piping structure is covered by a conductive film which is insulated from the piping structure over a predetermined section of the piping structure. The part is pre-covered, the step of monitoring the electrical resistance between both ends of the conductive film corresponding to one end and the other end of the section, and the electrical resistance changed due to deformation or breakage of the conductive film , seen containing a step of detecting a fluid leak in the section on the basis that deviates from a predetermined threshold value, the threshold value is the electrical resistance value of the conductive film corresponding to the amount of deformation at break immediately before the conductive film It is set to .
また、本発明は、内部に流体が存在する配管構造からの流体の漏洩を検知する方法であって、配管構造における所定の区間に亘り、配管構造とは絶縁されている導電性フィルムにより配管構造の外周部が予め覆われ、区間の一端に相当する導電性フィルムの一端部が配管構造に接続されており、区間の他方に相当する導電性フィルムの他端部が、一定の電気抵抗値を有する一定抵抗に直列に接続されることで、配管構造、導電性フィルム、および一定抵抗を含む電気回路が形成されており、一定抵抗による電圧降下を監視するステップと、導電性フィルムの変形あるいは破断に起因して変化した電圧降下に相当する電位差が、所定の閾値から逸脱していることに基づいて区間における流体漏洩を検知するステップと、を含み、閾値は、導電性フィルムの破断直前における変形量に対応する、一定抵抗による電圧降下の値に設定されることを特徴とする。 Further, the present invention is a method for detecting leakage of a fluid from a piping structure in which fluid is present, wherein a piping structure is formed by a conductive film that is insulated from the piping structure over a predetermined section of the piping structure. The outer peripheral portion of the section is previously covered, one end of the conductive film corresponding to one end of the section is connected to the piping structure, the other end of the conductive film corresponding to the other section has a constant electrical resistance value. By connecting in series with a constant resistance that has a piping structure, a conductive film, and an electric circuit including a constant resistance are formed, the step of monitoring the voltage drop due to the constant resistance, and the deformation or breakage of the conductive film potential difference corresponding to the voltage drop changes due to the, viewed contains the steps of: detecting a fluid leak for the interval on the basis that deviates from the predetermined thresholds, the threshold in the fracture immediately prior to conducting film It is characterized in that it is set to a value of a voltage drop due to a constant resistance, which corresponds to the deformation amount .
本発明の流体漏洩検知方法において、複数の区間が配管構造に設定されており、複数の区間のそれぞれに亘り、配管構造の外周部が導電性フィルムにより覆われており、区間毎に、流体漏洩を検知することが好ましい。 In the fluid leakage detection method of the present invention, a plurality of sections are set in the piping structure, the outer peripheral portion of the piping structure is covered with a conductive film over each of the plurality of sections, and the fluid leakage occurs in each section. Is preferably detected.
本発明の流体漏洩検知方法において、配管構造の外周部と導電性フィルムとは、外周部と導電性フィルムとの間に介在する非導電性フィルムにより絶縁されていることが好ましい。 In the method for detecting fluid leakage of the present invention, it is preferable that the outer peripheral portion of the piping structure and the conductive film are insulated by a non-conductive film interposed between the outer peripheral portion and the conductive film.
本発明の流体漏洩検知方法において、流体は、冷媒であることが好ましい。 In the fluid leakage detection method of the present invention, the fluid is preferably a refrigerant.
次に、本発明は、内部からの流体の漏洩を検知可能に構成された配管構造であって、配管構造における所定の区間に亘り、配管構造とは絶縁された状態で配管構造の外周部を覆っている導電性フィルムと、区間の一端および他端に相当する導電性フィルムの両端部の間の電気抵抗を計測する電気抵抗計測部と、電気抵抗が所定の閾値から逸脱していることに基づいて、区間における流体漏洩を検知する漏洩検知部と、を備え、流体漏洩時には、導電性フィルムの変形あるいは破断に起因して変化し、閾値から逸脱した電気抵抗が電気抵抗計測部により計測され、閾値は、導電性フィルムの破断直前における変形量に対応する導電性フィルムの電気抵抗の値に設定されていることを特徴とする。 Next, the present invention is a piping structure configured to be able to detect leakage of fluid from the inside, over a predetermined section in the piping structure, and the outer peripheral portion of the piping structure in an insulated state from the piping structure. The covering conductive film, the electric resistance measuring unit for measuring the electric resistance between the both ends of the conductive film corresponding to one end and the other end of the section, and that the electric resistance deviates from the predetermined threshold value. Based on this, a leakage detection unit for detecting fluid leakage in the section is provided, and at the time of fluid leakage, the electric resistance that changes due to deformation or breakage of the conductive film and deviates from the threshold value is measured by the electric resistance measurement unit. The threshold value is set to the value of the electric resistance of the conductive film corresponding to the deformation amount of the conductive film immediately before breaking .
また、本発明は、内部からの流体の漏洩を検知可能に構成された配管構造であって、配管構造における所定の区間に亘り、配管構造とは絶縁された状態で配管構造の外周部を覆い、区間の一端に相当する一端部が配管構造に接続される導電性フィルムと、一定の電気抵抗値を有し、区間の他方に相当する導電性フィルムの他端部に直列に接続され、導電性フィルムおよび配管構造と共に電気回路を構成する一定抵抗と、一定抵抗による電圧降下に相当する電位差を計測する電位差計測部と、電位差が所定の閾値から逸脱していることに基づいて、区間における流体漏洩を検知する漏洩検知部と、を備え、流体漏洩時には、導電性フィルムの変形あるいは破断に起因して変化し、閾値から逸脱した電位差が電位差計測部により計測され、閾値は、導電性フィルムの破断直前における変形量に対応する、一定抵抗による電圧降下の値に設定されていることを特徴とする。 Further, the present invention is a piping structure configured to be able to detect leakage of fluid from the inside, and covers the outer peripheral portion of the piping structure in a state of being insulated from the piping structure over a predetermined section of the piping structure. , A conductive film whose one end corresponding to one end of the section is connected to the piping structure, and which has a constant electric resistance value, is connected in series to the other end of the conductive film corresponding to the other end of the section, and has conductivity. Resistance in an electric circuit together with a flexible film and a piping structure, a potential difference measuring unit for measuring a potential difference corresponding to a voltage drop due to the constant resistance, and a fluid in a section based on the potential difference deviating from a predetermined threshold value. and a leakage detection unit for detecting the leakage, when the fluid leakage, due to the deformation or breakage of the conductive film varies, the potential difference that deviates from the threshold is measured by the potential difference measuring unit, the threshold value of the conductive film It is characterized in that it is set to a value of a voltage drop due to a constant resistance, which corresponds to the amount of deformation immediately before breakage .
本発明の配管構造において、配管構造には、複数の区間が設定され、複数の区間のそれぞれに亘り、配管構造の外周部が導電性フィルムにより覆われ、漏洩検知部は、区間毎に、流体漏洩を検知することが好ましい。 In the piping structure of the present invention, a plurality of sections are set in the piping structure, the outer peripheral portion of the piping structure is covered with a conductive film over each of the plurality of sections, and the leak detection unit is a fluid for each section. It is preferable to detect leaks.
本発明の配管構造において、配管構造の外周部と導電性フィルムとは、外周部と導電性フィルムとの間に介在する非導電性フィルムにより絶縁されていることが好ましい。 In the piping structure of the present invention, the outer peripheral portion of the piping structure and the conductive film are preferably insulated by a non-conductive film interposed between the outer peripheral portion and the conductive film.
本発明の配管構造において、流体は、冷媒であることが好ましい。 In the piping structure of the present invention, the fluid is preferably a refrigerant.
そして、本発明は、配管構造の内部からの流体の漏洩を検知可能に配管構造を構成する施工方法であって、配管構造の継手を含んだ所定の区間の全長に亘り、導電性フィルムに非導電性フィルムが積層されてなり、円弧状に成形されている状態のフィルム積層体を用いて、フィルム積層体により配管構造を円環状に包囲することで、配管構造に対して非導電性フィルムにより絶縁された状態に導電性フィルムを設けるステップと、区間の一端および他端に相当する導電性フィルムの両端部にそれぞれ配線を設け、両端部の間の電気抵抗を計測可能な電気回路を形成するステップと、を含み、導電性フィルムの両端部の間の電気抵抗が、導電性フィルムの変形あるいは破断に起因して変化し、所定の閾値から逸脱していることに基づいて、区間における流体漏洩を検知可能に構成することを特徴とする。 Then, the present invention is a construction method for constructing a piping structure capable of detecting the leakage of fluid from the inside of the piping structure, over the entire length of a predetermined section including a joint of the piping structure, not to the conductive film. The conductive film is laminated, by using the film laminate in a state of being formed in an arc shape, by surrounding the pipe structure in an annular shape by the film laminate, by the non-conductive film to the pipe structure forming a step Ru provided a conductive film in a state of being insulated, respectively provided wire at both ends of the conductive film corresponding to the one and the other end of the section, an electrical circuit capable of measuring the electrical resistance between the two ends And the electrical resistance between both ends of the conductive film changes due to deformation or breakage of the conductive film and deviates from a predetermined threshold based on the fluid in the section. It is characterized in that it can detect leakage.
また、本発明は、配管構造の内部からの流体の漏洩を検知可能に配管構造を構成する施工方法であって、配管構造の継手を含んだ所定の区間の全長に亘り、導電性フィルムに非導電性フィルムが積層されてなり、円弧状に成形されている状態のフィルム積層体を用いて、フィルム積層体により配管構造を円環状に包囲することで、配管構造に対して非導電性フィルムにより絶縁された状態に導電性フィルムを設けるステップと、区間の一端に相当する導電性フィルムの一端部を配管構造に接続するステップと、導電性フィルムの他端部に、一定の電気抵抗値を有する一定抵抗を直列に接続し、配管構造、導電性フィルム、および一定抵抗を含む電気回路を形成するステップと、一定抵抗による電圧降下に相当する電位差が、導電性フィルムの変形あるいは破断に起因して変化し、所定の閾値から逸脱していることに基づいて、区間における流体漏洩を検知可能に構成することを特徴とする。 Further, the present invention is a construction method for constructing a piping structure capable of detecting leakage of fluid from the inside of the piping structure, wherein the conductive film is not covered over the entire length of a predetermined section including the joint of the piping structure. The conductive film is laminated, by using the film laminate in a state of being formed in an arc shape, by surrounding the pipe structure in an annular shape by the film laminate, by the non-conductive film to the pipe structure a step of Ru provided a conductive film in a state of being insulated, comprising the steps of connecting one end of the conductive film corresponding to one end of the section to the piping structure, the other end of the conductive film, a predetermined electric resistance value Connecting a constant resistance having in series, forming a piping structure, a conductive film, and an electric circuit including a constant resistance, the potential difference corresponding to the voltage drop due to the constant resistance, due to the deformation or breakage of the conductive film. It is characterized in that the fluid leakage in the section can be detected based on the fact that it has changed and deviated from a predetermined threshold value .
本発明の施工方法において、導電性フィルムにより配管構造の外周部を覆うステップに先立ち、外周部を非導電性フィルムにより覆うステップを含む。 In the construction method of the present invention, prior to the step of covering the outer peripheral portion of the piping structure with the conductive film, a step of covering the outer peripheral portion with the non-conductive film is included .
本発明の施工方法において、導電性フィルムにより配管構造の外周部を覆うステップでは、区間の長さに適合しかつ配管構造を全周に亘り包囲可能なサイズに予め形成されたフィルム積層体を使用し、フィルム積層体は、導電性フィルムと、導電性フィルムに積層されて導電性フィルムと外周部とを絶縁する非導電性フィルムと、を有する。 In the construction method of the present invention, in the step of covering the outer peripheral portion of the piping structure with the conductive film, a film laminate which is formed in a size suitable for the length of the section and capable of surrounding the piping structure over the entire circumference is used. The film laminate includes a conductive film and a non-conductive film laminated on the conductive film to insulate the conductive film from the outer peripheral portion .
本発明の施工方法において、配管構造に、複数の区間を設定し、区間毎に、配管構造の外周部をフィルム積層体により包囲するステップを実施することが好ましい。 In the construction method of the present invention, the piping structure, to set the plurality of sections, for each section, it is preferable that the outer peripheral portion of the piping structure to implement the step of enclosing the full Irumu laminate.
本発明の流体漏洩検知方法、配管構造、および施工方法においては、所定の区間に亘り配管構造の外周部が導電性フィルムにより覆われているため、漏洩した流体の圧力により導電性フィルムを変形させ、導電性フィルムの内側に流体を溜めることができる。たとえ微量ずつ漏れ続けるスローリークであったとしても、導電性フィルムの内側に流体が溜まり、導電性フィルムが十分に変形することで、導電性フィルムの電気抵抗が当初の値と比べて顕著に変化する。漏洩した流体の圧力により導電性フィルムが破断した場合も、導電性フィルムの電気抵抗が顕著に変化する。そうすると、導電性フィルムの電気抵抗が閾値から逸脱するので、このことに基づいて、区間に生じた流体の漏洩を確実に検知することができる。また、本発明は、導電性フィルムの電気抵抗を利用する代わりに、導電性フィルムと直列に接続された一定抵抗による電圧降下に相当する電位差の変化に基づいて、流体の漏洩を検知する手法も提供する。
さらに、本発明によれば、配管構造の内部からの漏洩箇所が導電性フィルムにより覆われているので、漏洩した流体が直ちに大気へと放出されるのを避け、流体が外部へと漏洩するのを抑制することができる。
In the fluid leakage detection method, the piping structure, and the construction method of the present invention, since the outer peripheral portion of the piping structure is covered with the conductive film over a predetermined section, the conductive film is deformed by the pressure of the leaked fluid. The fluid can be stored inside the conductive film. Even if it is a slow leak that continues to leak by a small amount, the fluid accumulates inside the conductive film and the conductive film deforms sufficiently, so the electrical resistance of the conductive film changes significantly compared to the initial value. To do. Even when the conductive film is broken due to the pressure of the leaked fluid, the electric resistance of the conductive film significantly changes. Then, the electric resistance of the conductive film deviates from the threshold value , and based on this, the leakage of the fluid generated in the section can be reliably detected. Further, the present invention, instead of using the electrical resistance of the conductive film, based on the change in the potential difference corresponding to the voltage drop due to a constant resistance connected in series with the conductive film, also a method of detecting the fluid leakage provide.
Furthermore, according to the present invention, since the leaked portion from the inside of the piping structure is covered with the conductive film, the leaked fluid is prevented from being immediately released to the atmosphere, and the fluid is leaked to the outside. Can be suppressed.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
以下では、冷媒が流れる配管構造からの冷媒漏洩の検知について説明するが、本発明は、冷媒に限らず、任意の流体の漏洩を検知するために用いることができる。「流体」には、気体や液体が含まれる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Hereinafter, detection of refrigerant leakage from the piping structure through which the refrigerant flows will be described, but the present invention can be used to detect leakage of any fluid, not limited to refrigerant. “Fluid” includes gas and liquid.
〔第1実施形態〕
本発明の第1実施形態に係る冷媒漏洩検知方法および配管構造を説明する。
図1に示す配管構造10は、空気調和機や冷凍機等の冷媒回路を構成しており、配管構造10の内部には冷媒が存在する。
配管構造10は、複数の配管101〜103や、種々のバルブ104,105、それらの配管やバルブを接続する図示しない継手等を含んで構成されている。
[First Embodiment]
A refrigerant leakage detection method and a piping structure according to the first embodiment of the present invention will be described.
The
The
配管構造10は、設定されている1以上の区間のそれぞれに亘り設けられる導電性フィルム12を使用し、導電性フィルム12の変形あるいは破断に起因する電気抵抗の変化に基づいて冷媒の漏洩を検知する。
図1には、配管構造10に設定されている区間として、区間P1および区間P2の2つが示されているが、その他にも、適宜な範囲に亘り、直線的に延びているか曲がっているかを問わず、冷媒漏洩を検知する区間を配管構造10に設定することができる。配管構造10を長さ方向において複数の区間に分け、区間毎に冷媒漏洩を検知することができる。
The piping
In FIG. 1, two sections P1 and P2 are shown as sections set in the
配管構造10は、区間P1に亘り配管構造10の外周部10Aを覆う非導電性フィルム11と、区間P1に亘り非導電性フィルム11の上から外周部10Aを覆う導電性フィルム12と、導電性フィルム12の両端部の間の電気抵抗(導電性フィルム12の端子間抵抗)を計測する抵抗計測部14と、計測された電気抵抗を用いて冷媒の漏洩を検知する漏洩検知部15とを備えている。
配管構造10は、区間P2に関しても、同様に、非導電性フィルム11と、導電性フィルム12と、抵抗計測部14と、漏洩検知部15とを備えている。
漏洩検知部15は、区間P1における冷媒漏洩と区間P2における冷媒漏洩とのいずれも検知可能に構成されているが、区間P1,P2毎に冷媒漏洩を検知するように、区間P1,P2毎に漏洩検知部15を用意することもできる。
The piping
Similarly for the section P2, the piping
The
非導電性フィルム11は、樹脂材料から形成されている絶縁体であり、区間P1の全体に亘り、配管構造10の全周に亘り、外周部10Aを包囲している。
導電性フィルム12は、銅合金やアルミニウム合金等の金属材料から形成されている導電体であり、非導電性フィルム11に積層された状態で外周部10Aを包囲している。
外周部10Aと導電性フィルム12との間に非導電性フィルム11が介在することで、導電性フィルム12は、金属材料が用いられている配管構造10に対して絶縁されている。
The
The
By interposing the
本実施形態の漏洩検知方法は、外乱に強いが、導電性フィルム12の電気抵抗への外乱因子による影響を低減するため、導電性フィルム12をシートや部材等で覆ってもよい。
Although the leak detection method of the present embodiment is strong against disturbance, the
非導電性フィルム11および導電性フィルム12により、各区間P1,P2のそれぞれにおいて、配管やバルブ等の構成要素が包み込まれている。
非導電性フィルム11および導電性フィルム12のいずれも、図2(a)に示すように、配管構造10の内部から漏洩した冷媒の圧力により局所的に押し上げられて変形する適度な剛性を有するように、材料や厚みが選定されている。
非導電性フィルム11および導電性フィルム12のそれぞれの厚みは、例えば、0.01〜0.3mmである。
導電性フィルム12としては、例えば、アルミニウム箔のような導電性を有する素材を用いることができ、表面が絶縁性を有するものでもよい。導電性フィルム12に使用可能な製品の例としては、ポリエステルフィルムをラミネートしたアルミニウム箔に導電性感圧型粘着剤を塗布した3M社の「AL-35FR」を挙げることができる。
非導電性フィルム11としては、例えば、PET(polyethylene terephthalate)樹脂等の樹脂材料からなるフィルムのような絶縁性を有する素材を用いることができる。非導電性フィルム11に使用可能な製品の例としては、帝人デュポンフィルム社のPETフィルムである「テイジンテトロンフィルム」(テイジンおよびテトロンは登録商標)のG2(厚み0.016〜0.1mm)または「メリネックス」(登録商標)のS(0.05〜0.25mm)を挙げることができる。
配管構造10の内部から冷媒が漏洩している箇所をXで示している。箇所Xは、例えば、配管同士の接続部分や、バルブと配管との接続部分や、配管の壁に生じた亀裂等に該当する。
The
As shown in FIG. 2A, both the
The thickness of each of the
As the
As the
A portion where the refrigerant leaks from the inside of the
冷媒の圧力により非導電性フィルム11および導電性フィルム12が膨らむように変形することで、外周部10Aとフィルム11,12との間には冷媒溜まり18が形成される。
漏洩箇所Xに隣接するフィルム11,12が変形していない箇所では、積層されているフィルム11,12が外周部10Aに沿っているため、冷媒溜まり18はほぼ密封されており、冷媒溜まり18から、その周囲に向けて冷媒が流出し難い。フィルム11,12間、およびフィルム11と外周部10Aとの間に隙間があると、冷媒溜まり18の冷媒が隙間を通じて僅かに流出するものの、それ以上の量で漏洩箇所Xからの冷媒の漏洩が続くことで、冷媒溜まり18が次第に大きくなる。
Due to the pressure of the refrigerant, the
At the location where the
非導電性フィルム11と導電性フィルム12が積層されているため、漏洩した冷媒の圧力によっても、非導電性フィルム11および導電性フィルム12が突き破られ難い。しかし、冷媒の漏洩量が多く、図2(b)に示すように、導電性フィルム12や非導電性フィルム11の柔軟性の限界を超えるまで冷媒溜まり18の圧力が高まると、導電性フィルム12や非導電性フィルム11が破断する。図2(b)には、導電性フィルム12のみが破断した例を示している。
なお、配管構造10の内部から冷媒が過大な圧力で噴出した場合は、非導電性フィルム11や導電性フィルム12が瞬時に破断する場合もありうる。
Since the
When the refrigerant is ejected from the inside of the
導電性フィルム12が変形したり破断したりすると、導電性フィルム12の電気抵抗が変形前と比べて変化する。漏洩した冷媒が導電性フィルム12の内側に溜まることで、導電性フィルム12の大きな変形量を得ることができる。変形量が大きいと、導電性フィルム12が変形していない時と比べて電気抵抗が顕著に変化する。また、導電性フィルム12が破断した場合にも、導電性フィルム12に変形や破断が生じていない時と比べて電気抵抗が顕著に変化する。
When the
導電性フィルム12には、漏洩した冷媒の圧力によって十分に変形する剛性が与えられ、かつ容易には破断しないで冷媒溜まり18を保持するのに足りる柔軟性が与えられる。
非導電性フィルム11には、導電性フィルム12の変形を妨げないで変形するように適度な剛性が与えられる。
配管構造10の複数の区間をそれぞれ流れる冷媒の圧力が異なるため、区間P1,P2の各々における冷媒の圧力に適合するように、区間P1,P2毎に、導電性フィルム12および非導電性フィルム11のそれぞれの剛性を設定することができる。
The
The
Since the pressures of the refrigerants flowing through the plurality of sections of the
抵抗計測部14は、導電性フィルム12の両端部121,122の間の電気抵抗を計測する。導電性フィルム12の一端部121は区間P1(またはP2)の一端に相当し、導電性フィルム12の他端部122は区間P1(またはP2)の他端に相当する。
抵抗計測部14は、配線141,142により、導電性フィルム12の両端部121,122に電気的に接続されている。抵抗計測部14は、図示を省略するが、直流電源と、直流電圧計と、採用する抵抗計測原理に応じて必要な直流電流計や定電流回路等とを備えている。
The
The
漏洩検知部15は、区間P1,P2毎に、導電性フィルム12の電気抵抗を監視し、その電気抵抗が所定の基準値から逸脱していることに基づいて冷媒の漏洩を検知する。
「基準値」は、配管構造10にフィルム11,12や配線等が施工されている状態において、冷媒漏洩が発生していない時に抵抗計測部14により計測された導電性フィルム12の電気抵抗に該当する。
基準値は、区間P1,P2毎に記憶部に記憶される。
漏洩検知部15は、区間(例えばP1)に対応する基準値を記憶部から読み出し、該当の区間に対応する抵抗計測部14により計測された電気抵抗が基準値から逸脱している場合に、該当の区間において冷媒の漏洩が起こっていることを検知する。
The
The “reference value” corresponds to the electric resistance of the
The reference value is stored in the storage unit for each of the sections P1 and P2.
The
漏洩検知部15は、例えば、電気抵抗の計測値が所定の閾値を超えた場合に、基準値から逸脱したと判定することができる。
ここで、水や油、塵埃等が導電性フィルム12に付着したことで、あるいは冷媒温度や大気温度の変化により導電性フィルム12の温度が変化したことで、導電性フィルム12の電気抵抗が変化したとしても、誤って冷媒漏洩を検知しないように、基準値からの逸脱の判定に用いる閾値を定めることができる。
閾値としては、水や塵埃の付着や温度変化等の外乱因子が導電性フィルム12の電気抵抗に与える変化量を基準値に加えた値よりも大きい値を設定することができる。
また、漏洩した冷媒により導電性フィルム12が大きく膨らむにつれて電気抵抗の基準値に対する変化量も大きくなる傾向に基づくと、破断する前に十分に膨らんだ状態の導電性フィルム12の変形量に対応する電気抵抗を閾値に設定することができる。
The
Here, the electrical resistance of the
As the threshold value, a value larger than a value obtained by adding the amount of change, which is caused by disturbance factors such as adhesion of water or dust or temperature change, to the electric resistance of the
Further, based on the tendency that the amount of change in the electric resistance with respect to the reference value increases as the
導電性フィルム12の電気抵抗に対して複数の閾値を設定することもできる。
それらの閾値の中から、例えば電気抵抗の計測値の変化率に応じて異なる閾値を選択し、その閾値を電気抵抗が超えていれば電気抵抗が基準値から逸脱していると判定することもできる。
It is also possible to set a plurality of threshold values for the electric resistance of the
From these thresholds, for example, different thresholds may be selected according to the rate of change of the measured value of electric resistance, and if the electric resistance exceeds the threshold, it may be determined that the electric resistance deviates from the reference value. it can.
以上で説明した構成の配管構造10は、次の手順により施工することができる。
まず、配管構造10に1以上の区間(ここでは2つ)を設定する(区間設定ステップ)。そして、区間P1,P2のそれぞれについて、導電性フィルム12を配管構造10の外周部10Aに設ける。ここで、例えば、非導電性の塗料を外周部10Aの全周に亘り塗布することなどによっても、配管構造10と導電性フィルム12とを絶縁することができるが、本実施形態では、導電性フィルム12の施工に先立ち、非導電性フィルム11により外周部10Aを覆うことによって、配管構造10と導電性フィルム12とを絶縁する(非導電性フィルム施工ステップ)。その後、非導電性フィルム11の略全域に亘り導電性フィルム12を重ねる(導電性フィルム施工ステップ)。
The piping
First, one or more sections (here, two sections) are set in the piping structure 10 (section setting step). Then, the
非導電性フィルム11および導電性フィルム12を施工するにあたり、図3に示すように、非導電性フィルム11および導電性フィルム12が積層された状態に予め一体化されているフィルム積層体13を用いることもできる。フィルム積層体13は、施工する区間(ここではP1)の長さに適合し、かつ配管構造10を全周に亘り包囲可能なサイズに成形されている。
フィルム積層体13は、配管構造10の外周部10Aに倣うように円弧状に成形されており、図示しない芯に巻かれている。フィルム積層体13を外周部10Aに装着し、フィルム積層体13の周方向の端部13A,13B同士を粘着テープや接着剤により接合すると、円環状のフィルム積層体13により外周部10Aが包囲される。
フィルム積層体13を用いることにより、非導電性フィルム11と導電性フィルム12とを一度に、容易に施工することができる。
図3に示すように、導電性フィルム12の長さ方向の両端部121,122に配線141,142が予め設けられていると、配線作業が容易となる。
When constructing the
The film laminated
By using the
As shown in FIG. 3, if
配管構造10の外周部10Aが非導電性フィルム11および導電性フィルム12により覆われたならば、配線141,142を抵抗計測部14に接続する。それによって、導電性フィルム12、配線141,142、および抵抗計測部14を含む直流回路を形成する(配線ステップ)。
そうすると、導電性フィルム12の両端部121,122の間の電気抵抗が、導電性フィルム12の変形あるいは破断に起因して変化し、所定の基準値から逸脱していることに基づいて、冷媒の漏洩を検知可能に構成された配管構造10を得ることができる。
導電性フィルム12の電気抵抗は、インピーダンスを測定する回路と比べて簡単な直流回路により計測可能であるため、計測回路を安価に構成することができる。
When the outer
Then, the electric resistance between the both ends 121 and 122 of the
Since the electric resistance of the
以上で述べた非導電性フィルム施工ステップ、導電性フィルム施工ステップ、および配線ステップを区間P1,P2のそれぞれについて行う。 The non-conductive film construction step, the conductive film construction step, and the wiring step described above are performed for each of the sections P1 and P2.
上記の施工は、配管構造10を含む装置やシステム(空気調和気等)が新設のものである場合には、工場出荷時に行うことができるし、かかる装置やシステムの現地据え付け時に行うこともできる。また、既設の装置やシステムにおいては、配管構造10にフィルム11,12や抵抗計測部14等を後付け施工することができる。
新設あるいは既設の装置やシステムに対する施工のタイミングは、第2実施形態の配管構造20についても同様である。
The above-mentioned construction can be carried out at the time of factory shipment when the device or system (air conditioned, etc.) including the
The construction timing for a new or existing device or system is the same for the
さて、本実施形態の冷媒漏洩検知方法について説明する。
上述のように導電性フィルム12により覆われている配管構造10の区間P1,P2からの冷媒の漏洩を検知するため、抵抗計測部14により計測される導電性フィルム12の両端部121,122の間の電気抵抗を漏洩検知部15により監視する。
導電性フィルム12の電気抵抗の監視下、配管構造10の内部から冷媒の漏洩が発生して、冷媒漏洩が漏洩検知部15により検知されるまでには、以下の経過を辿る。
Now, the refrigerant leakage detection method of this embodiment will be described.
In order to detect the leakage of the refrigerant from the sections P1 and P2 of the
Under the monitoring of the electric resistance of the
冷媒漏洩が発生すると、図2(a)に示すように、漏洩した冷媒の圧力が非導電性フィルム11および導電性フィルム12を変形させ、漏洩箇所Xの付近に冷媒が溜まるか、あるいは、図2(b)に示すように、漏洩した冷媒の圧力により導電性フィルム12が破断する(変形または破断ステップS1)。
ここで、微量ずつゆっくりと漏洩するスローリークが漏洩箇所Xに発生している場合、瞬時に導電性フィルム12の電気抵抗値が大きく変化することはないが、漏洩発生からしばらく時間が経過し、冷媒溜まり18が形成される程に導電性フィルム12が十分に変形すると、導電性フィルム12の変形に起因して導電性フィルム12の電気抵抗が当初の値と比べて顕著に変化する。それによって、抵抗計測部14により計測された電気抵抗の値が、変形前の基準値から逸脱することとなる。したがって、瞬時に破断しない限りは、基準値からの逸脱の判定に用いる閾値を適切に設定することにより、導電性フィルム12が破断する前に、漏洩検知部15により、冷媒漏洩を確実に検知することができる(冷媒漏洩検知ステップS2)。
漏洩箇所Xから漏洩した冷媒が導電性フィルム12および非導電性フィルム11の内側に溜まるため、配管構造10の内部から漏洩した冷媒が室内や屋外の大気へと放出されることを避けることができる。
When a refrigerant leak occurs, as shown in FIG. 2A, the pressure of the leaked refrigerant deforms the
Here, when a slow leak that slowly leaks by a small amount occurs at the leak location X, the electric resistance value of the
Since the refrigerant leaked from the leak point X is accumulated inside the
漏洩箇所Xから噴出する冷媒の圧力により非導電性フィルム11および導電性フィルム12に過大な圧力が加えられた場合は、フィルム11,12が破断しうる。その場合も、破断の直後に、基準値から逸脱した電気抵抗が計測されるので、それに基づいて冷媒漏洩を確実に検知することができる。
When excessive pressure is applied to the
漏洩検知部15は、区間P1,P2毎に設けられた導電性フィルム12の変形や破断に起因する電気抵抗の変化に基づいて、冷媒漏洩が発生した区間を特定することができる。
したがって、冷媒漏洩が発生した区間に応じて、例えば、その区間を使用しないように空気調和機や冷凍機の運転モードを変更したり、バルブの遮断等を行うことができる。そのため、フィルム11,12が破断したとしても、冷媒が大気へと大量に漏洩することを防ぐことができる。区間が特定されていると、漏洩箇所Xの修理や部品交換も容易である。
The
Therefore, for example, it is possible to change the operation mode of the air conditioner or the refrigerator so as not to use the section, or to shut off the valve, depending on the section in which the refrigerant leakage has occurred. Therefore, even if the
本実施形態の冷媒漏洩検知方法および配管構造20によれば、配管構造10の外周部10Aを覆う導電性フィルム12の変形あるいは破断に起因する電気抵抗の変化に基づいて、設定された区間P1,P2における冷媒の漏洩をスローリークも含めて確実に検知することができ、漏洩が発生した区間も特定することができる。
それに加えて、漏洩箇所Xが導電性フィルム12および非導電性フィルム11により覆われているため、漏洩した冷媒がさらに外部へと漏洩するのを抑制することができる。したがって、漏洩した冷媒により環境への影響が及ぶのを未然に防止できる。さらに、外部への漏洩を極力抑えることができる点で、本実施形態は、例えば、GWP(Global Warming Potential)が低い反面、燃焼性を有するR32やHFC等の冷媒の漏洩検知にも有用である。
According to the refrigerant leakage detection method and the
In addition to that, since the leaked portion X is covered with the
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態に係る冷媒漏洩検知方法および配管構造を説明する。
以下、第1実施形態と相違する事項を中心に説明する。
図4に示す配管構造20にも、複数の区間P1,P2が設定されている。区間P1,P2にはそれぞれ、バルブと配管との接続部分等の漏洩し易い箇所が含まれることが好ましい。
配管構造20は、区間P1,P2のそれぞれに亘り配管構造20の外周部10Aを覆う非導電性フィルム11および導電性フィルム12と、所定の電気抵抗を有する抵抗素子である一定抵抗21と、一定抵抗21による電圧降下に相当する電位差を計測する電位差計測部24と、電位差の変化に基づいて冷媒漏洩を検知する漏洩検知部25とを備えている。
[Second Embodiment]
Next, a refrigerant leakage detection method and a piping structure according to the second embodiment of the present invention will be described.
Hereinafter, matters different from the first embodiment will be mainly described.
The piping
The piping
第2実施形態では、導電性フィルム12のいずれか一方の端部121が配管構造20にはんだ付けやろう付けによって電気的に接続されている。そして、導電性フィルム12の他方の端部122に、一定抵抗21が導電性フィルム12と直列に接続されている。一定抵抗21は、配線22により、グランド(GND)23に接続されている。
この一定抵抗21と、導電性フィルム12と、配管構造20に接続された直流電源26と、グランド23とを含む電気回路が形成されている。
In the second embodiment, one
An electric circuit including the
一定抵抗21は、区間P1に対応する導電性フィルム12と、区間P1に対応する導電性フィルム12とにそれぞれ設けられている。区間P1に対応する一定抵抗21と、区間P2に対応する一定抵抗21は、いずれも、共通のグランド23に接続されている。
第2実施形態では、導電性フィルム12の一端部121には配線する必要がなく、他端部122のみに配線22を接続し、その配線22をグランド23としての筐体や、予め用意されているグランド線に接続すればよいから、配線を容易に行える。
The
In the second embodiment, it is not necessary to wire the one
電位差計測部24は、一定抵抗21の両端の電位差(電圧降下)を計測する。電位差計測部24は、区間P1の一定抵抗21と、区間P2の一定抵抗21とにそれぞれ設けられている。
冷媒が漏洩すると、第1実施形態で説明したのと同様に、冷媒の圧力により導電性フィルム12が膨らむように変形したり、破断する。そうして、導電性フィルム12の電気抵抗が変化すると、それに伴って、導電性フィルム12と直列に接続された一定抵抗21による電圧降下も変化する。本実施形態では、この電圧降下を漏洩検知に用いている。
The potential
When the refrigerant leaks, the
漏洩検知部25は、電位差計測部24により計測された一定抵抗21の電圧降下に相当する電位差が所定の基準値から逸脱していることに基づいて冷媒漏洩を検知する。
区間P1,P2毎に冷媒漏洩を検知するように、区間P1,P2毎に漏洩検知部を用意することもできる。
The
A leak detection unit may be prepared for each of the sections P1 and P2 so that the refrigerant leakage is detected for each of the sections P1 and P2.
第2実施形態の配管構造20の施工は、途中までは、第1実施形態の配管構造10の施工と同様に行う。
配管構造20の外周部10Aを非導電性フィルム11および導電性フィルム12により覆ったならば、導電性フィルム12の一端部121を配管構造20の外周部10Aにはんだやろうを用いて接続する。さらに、導電性フィルム12の他端部122に一定抵抗21を配線22で接続し、さらに、配線22をグランド23に接続する。そうして、導電性フィルム12、一定抵抗21、グランド23、および電源26を含む直流回路を形成する(配線ステップ)。
そうすると、冷媒の漏洩を検知可能に構成された配管構造20を得ることができる。
The construction of the
After the outer
Then, it is possible to obtain the
第2実施形態では、導電性フィルム12により覆われている配管構造20の区間P1,P2からの冷媒の漏洩を検知するため、電位差計測部24により計測された一定抵抗21による電位差を漏洩検知部25により監視する。
第2実施形態は、計測対象が一定抵抗21による電圧降下に相当する電位差であることが第1実施形態と異なるだけで、冷媒漏洩を検知する手法は第1実施形態と同様である。以下、簡単に説明する。
In the second embodiment, in order to detect the leakage of the refrigerant from the sections P1 and P2 of the
The second embodiment is different from the first embodiment only in that the measurement target is a potential difference corresponding to the voltage drop due to the
配管構造20の漏洩箇所Xから冷媒が漏洩すると、その冷媒の圧力により導電性フィルム12が変形したり破断する(変形または破断ステップS1)。スローリークであったとしても、時間が経過して導電性フィルム12が十分に変形すると(図5(b))、図5(a)に示すように導電性フィルム12が変形していないときと比べて一定抵抗21による電圧降下が顕著に変化する。仮に、導電性フィルム12および非導電性フィルム11が破断し、導電性フィルム12と配管構造20とが導通すると、図5(b)に二点鎖線で示すように、破断した箇所から配管構造20へと電流が流れるようになる。そうすると、一定抵抗21による電圧降下がより顕著に変化する。
導電性フィルム12が十分に変形するか、あるいは破断することで、電位差計測部24により計測された電位差(電圧降下)の値が、変形前の基準値から逸脱することとなる。したがって、漏洩検知部25は、記憶されている基準値から、電圧低下の計測値が逸脱していることに基づいて、区間P1,P2毎に、冷媒漏洩を確実に検知することができる(冷媒漏洩検知ステップS2)。
このとき、漏洩箇所Xから漏洩した冷媒が導電性フィルム12および非導電性フィルム11の内側に溜まるため、配管構造10の内部から漏洩した冷媒が外部の大気へと放出されることを避けることができる。
When the refrigerant leaks from the leakage point X of the
When the
At this time, the refrigerant leaked from the leakage point X is accumulated inside the
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
配管構造10(または20)の外周部10Aに絶縁性の断熱材が設けられている場合は、断熱材を覆うように導電性フィルム12を設けてもよい。その場合、外周部10Aと導電性フィルム12との間に介在する断熱材により、導電性フィルム12が配管構造10(または20)とは絶縁されるので、非導電性フィルム11を使用したり、絶縁性の塗料を外周部10Aに塗布したりする必要がない。
なお、断熱材よりも内周側に、非導電性フィルム11および導電性フィルム12を配置することもできる。
Other than the above, the configurations described in the above embodiments can be selected or changed to other configurations without departing from the gist of the present invention.
When the insulating heat insulating material is provided on the outer
In addition, the
10,20 配管構造
10A 外周部
11 非導電性フィルム
12 導電性フィルム
13 フィルム積層体
13A,13B 端部
14 抵抗計測部(電気抵抗計測部)
15 漏洩検知部
21 一定抵抗
22 配線
23 グランド
24 電位差計測部
25 漏洩検知部
26 直流電源
101〜103 配管
104,105 バルブ
121 一端部
122 他端部
141,142 配線
P1,P2 区間
X 漏洩箇所
10, 20
15
Claims (3)
前記配管構造の継手を含んだ所定の区間の全長に亘り、導電性フィルムに非導電性フィルムが積層されてなり、円弧状に成形されている状態のフィルム積層体を用いて、前記フィルム積層体により前記配管構造を円環状に包囲することで、前記配管構造に対して前記非導電性フィルムにより絶縁された状態に導電性フィルムを設けるステップと、
前記区間の一端および他端に相当する前記導電性フィルムの両端部にそれぞれ配線を設け、前記両端部の間の電気抵抗を計測可能な電気回路を形成するステップと、を含み、
前記導電性フィルムの前記両端部の間の前記電気抵抗が、前記導電性フィルムの変形あるいは破断に起因して変化し、所定の閾値から逸脱していることに基づいて、前記区間における流体漏洩を検知可能に構成する、
ことを特徴とする施工方法。 A construction method for configuring the piping structure to detect fluid leakage from the inside of the piping structure,
The film laminated body is obtained by laminating a non-conductive film on a conductive film over the entire length of a predetermined section including the joint of the piping structure, and using the film laminated body in a state of being formed in an arc shape. By surrounding the piping structure in an annular shape by, by providing a conductive film in a state insulated by the non-conductive film to the piping structure,
Wiring is provided at both ends of the conductive film corresponding to one end and the other end of the section, and a step of forming an electric circuit capable of measuring the electric resistance between the both ends,
The electrical resistance between the both ends of the conductive film changes due to deformation or breakage of the conductive film, and based on deviation from a predetermined threshold value, fluid leakage in the section is prevented. Configure to detect,
A construction method characterized by the above.
前記配管構造の継手を含んだ所定の区間の全長に亘り、導電性フィルムに非導電性フィルムが積層されてなり、円弧状に成形されている状態のフィルム積層体を用いて、前記フィルム積層体により前記配管構造を円環状に包囲することで、前記配管構造に対して前記非導電性フィルムにより絶縁された状態に導電性フィルムを設けるステップと、
前記区間の一端に相当する前記導電性フィルムの一端部を前記配管構造に接続するステップと、
前記導電性フィルムの他端部に、一定の電気抵抗値を有する一定抵抗を直列に接続し、前記配管構造、前記導電性フィルム、および前記一定抵抗を含む電気回路を形成するステップと、
前記一定抵抗による電圧降下に相当する電位差が、前記導電性フィルムの変形あるいは破断に起因して変化し、所定の閾値から逸脱していることに基づいて、前記区間における流体漏洩を検知可能に構成する、
ことを特徴とする施工方法。 A construction method for configuring the piping structure to detect fluid leakage from the inside of the piping structure,
The film laminated body is obtained by laminating a non-conductive film on a conductive film over the entire length of a predetermined section including the joint of the piping structure, and using the film laminated body in a state of being formed in an arc shape. By surrounding the piping structure in an annular shape by, by providing a conductive film in a state insulated by the non-conductive film to the piping structure,
Connecting one end of the conductive film corresponding to one end of the section to the piping structure,
At the other end of the conductive film, a constant resistance having a constant electric resistance value is connected in series, the piping structure, the conductive film, and a step of forming an electric circuit including the constant resistance,
A potential difference corresponding to a voltage drop due to the constant resistance changes due to deformation or breakage of the conductive film, and deviates from a predetermined threshold, based on which fluid leakage in the section can be detected. To do
A construction method characterized by the above.
前記区間毎に、前記配管構造の外周部を前記フィルム積層体により包囲するステップを実施する、
請求項1または2に記載の施工方法。 Setting a plurality of the sections in the piping structure,
Performing a step of surrounding the outer peripheral portion of the piping structure with the film laminate for each section,
The construction method according to claim 1 .
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