JP7004635B2 - 漏液検出装置 - Google Patents
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Description
以下、図面を参照しながら実施形態の漏液検出装置100について説明する。図1に示すように、漏液検出装置100は、幹漏液検知部40と、枝漏液検知部50と、幹漏液検知部40の始端41に接続された電源81と、幹漏液検知部40の始端41の入力電流値を検出する電流検出部である電流センサ82と、電流センサ82によって検出した入力電流値に基づいて漏液の判定を行う判定部90とで構成される。
先に説明したように、図1に示す漏液検出装置100の定電流素子Dnは、2つの定電流ダイオード11a,11bを逆直列に接続したものである。以下、図3を参照しながら理想的な定電流ダイオードCRD(Current Regulative Diode)の端子間電圧に対する端子間電流、端子間抵抗の特性について説明する。
幹漏液検知部40に含まれる漏液検知ユニットU1~U5 (A)の定電流素子D1~D5 (A)の制限電流値であるピンチオフ電流値Ip1~Ip5は、図5に示すように、Ip1>Ip2>Ip3>Ip4>Ip5、となっている。また、枝漏液検知部50に含まれる漏液検知ユニットU3 (B)~U5 (B)の定電流素子D3 (B)~D5 (B)の制限電流値Ip3~Ip5は、幹漏液検知部40に含まれる漏液検知ユニットU3 (A)~U5 (A)の定電流素子D3 (A)~D5 (A)のピンチオフ電流値と同様、Ip3>Ip4>Ip5となっている。
次に、図6から図8を参照しながら漏液が発生した際の漏液検出装置100の動作原理について説明する。図6は、漏液検出装置100の漏液判定動作の説明のために、図1に示した系統図の符号を一般化したものである。図6では判定部90の記載は省略している。図6において、幹漏液検知部40は、漏液検知ユニットU1~Un+1 (A)を直列に接続したものである。また、枝漏液検知部50は、漏液検知ユニットU3 (B)~Un+1 (B)を直列に接続したものである。枝漏液検知部50の枝始端51は分岐線60を介して漏液検知ユニットU2の漏液検知帯30に接続されている。幹漏液検知部40の漏液検知ユニットU2の末端側に接続されている漏液検知ユニットUの数と、枝漏液検知部50を構成する漏液検知ユニットUの数とは同一で、[(n+1)-2]である。
次に図9から図15を参照して漏液検出装置100の動作について説明する。漏液検出装置100は、図9のステップS101から104に示す漏液検知動作の後、図9のステップS105、S106に示す定電流素子Dnの飽和判定動作を行い、定電流素子Dnが飽和となっている場合に図9のステップS107で漏液の発生した漏液検知ユニットUnの特定動作を行う。先に説明したように、漏液検出装置100は、ユニット番号N=nの漏液検知ユニットUnの定電流素子Dnが飽和領域で動作した際のピンチオフ電流値Ipnに基づいて漏液の発生したユニット番号Nを特定するものである。しかし、漏液が発生しても通電電流値は一気にピンチオフ電流値Ipnに上昇するのではなく、ゼロからピンチオフ電流値Ipnまでゆっくりと上昇していく。この際、通電電流値はIpnよりも小さいIpn+1、Ipn+2・・・を通過してくる。このため、飽和の判定を行わずに漏液箇所の特定を行うと、実際に漏液の発生したユニット番号N=nの漏液検知ユニットUnよりも末端側の漏液検知ユニットUn+1、Un+2(ユニット番号N=n+1,n+2)を含むユニット番号Nを漏液の発生したユニット番号Nとして誤特定してしまう場合がある。そこで、漏液検出装置100では、定電流素子Dnの飽和判定動作を行い、定電流素子Dnが飽和となっている場合に漏液の発生したユニット番号Nの特定が可能と判定してユニット番号Nの特定動作を行う。以下、各動作の詳細について説明する。
次に図16を参照しながら第2実施形態の漏液検出装置200について説明する。先に図1から図15を参照して説明した実施形態の漏液検出装置100と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。
次に、図17を参照しながら第3実施形態の漏液検出装置300について説明する。先に図1から図15を参照して説明した実施形態の漏液検出装置100と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。
図18に示す第4実施形態の漏液検出装置400は、定電流素子Dのピンチオフ電流値IpをIp1>Ip2>Ip3>Ip4>Ip5>Ip6>Ip7>Ip8としたものである。幹漏液検知部40の漏液検知ユニットU3,U5,U7と枝漏液検知部50の漏液検知ユニットU4,U6,U8のユニット番号Nは、幹漏液検知部40と枝漏液検知部50の間で交互に付される。本実施形態の漏液検出装置400は、漏液検出装置300と同様、各漏液検知ユニットU1~U8の各定電流素子D1~D8の各ピンチオフ電流値Ip1~Ip8が全て異なっているので、電流センサ82で検出した幹漏液検知部40の始端41の入力電流値と所定の閾値とを比較することにより漏液の発生した漏液検知ユニットUnを特定することができる。
次に図19を参照して第5実施形態の漏液検出装置500について説明する。先に図1から15を参照して説明した漏液検出装置100と同様の部位には同様の符号を付して説明は省略する。
次に図20を参照しながら第6実施形態の漏液検出装置600について説明する。先に図1~15を参照して説明した漏液検出装置100と同様の部位には同様の符号を付して説明は省略する。図20に示すように、漏液検出装置600では、漏液検知帯30が、一対の被覆電線33で構成されてその間に漏液が接触しても電流が流れない非検知領域を一部に含んでいる。
次に図21~23を参照しながら第7実施形態の漏液検出装置700について説明する。図21に示すように、漏液検出装置700の漏液検知部140は、5つの漏液検知ユニットU1~U5を直列接続したもので、漏液検知ユニットU2と漏液検知ユニットU3との間に直列に中継器70が接続されたものである。
次に図24を参照しながら第8実施形態の漏液検出装置800について説明する。先に図1~15を参照して説明した漏液検出装置100と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。
次に図25を参照しながら、第9実施形態の漏液検出装置900について説明する。漏液検出装置900は、今まで説明した各実施形態の漏液検出装置100,200,300,400,500,600,700,800の各部を配管装置20の形状に合わせて組み合わせたものである。配管装置20は、幹管21と短い分岐管22と長い分岐管23とで構成とされている。
図26を参照しながら定電流素子Dnのバリエーションについて説明する。図1~15を参照して説明した漏液検出装置100では、図2を参照して説明したように、ノードNDnの定電流素子Dnは、アノードを向かい合わせてピンチオフ電流値Ipnが同一の定電流ダイオード11a、11bを逆直列に接続したものとして説明したが、定電流素子Dnの構成はこれに限らず、図26(a)に示すように、定電流ダイオード11a,11bの接続方向を図2に示す状態と反対にカソードを向かい合わせて逆直列に接続してもよいし、図26(b)に示すように、図2に示す側と反対側の接続線12に配置するようにしてもよい。また、図26(c)、図26(d)に示すように、2本の接続線12にそれぞれ1つずつ定電流ダイオード11a,11bを同一方向に配置し、漏液が発生した際の電流の流れに対して2つの定電流ダイオード11a,11bが逆直列となるようにしてもよい。更に、図26(e)に示すように、どちらか一方の接続線12にのみ定電流ダイオード11aを介在して配置してもよい。この場合、電源81は、直流定電圧電源を用いて構成してもよい。更に、図26(f)に示すように、定電流ダイオード11a,11bを用いず、図4に示すような電圧電流特性を有する電気回路をIC等で構成した定電流素子回路18を用いてもよい。
Claims (27)
- 一対の導電線からなり、前記導電線の間に漏液が接触すると電流が流れる検知領域を含む漏液検知帯と、前記漏液検知帯に接続されて前記漏液検知帯の通電電流値を制限電流値に制限する定電流素子を有するノードと、を含む漏液検知ユニットの1つ又は複数を直列に接続した幹漏液検知部と、
前記漏液検知ユニットの1つ又は複数を直列に接続した枝漏液検知部と、
前記幹漏液検知部の始端に接続される電源と、
前記幹漏液検知部の前記始端の入力電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部の検出した入力電流値から漏液の発生した前記漏液検知ユニットを判定する判定部と、を備え、
前記枝漏液検知部の枝始端は、前記幹漏液検知部のいずれか1つ又は複数の前記漏液検知ユニットに接続され、
前記幹漏液検知部に含まれる各前記漏液検知ユニットの各前記定電流素子の制限電流値はそれぞれ異なっており、
前記枝漏液検知部に含まれる各前記漏液検知ユニットの各前記定電流素子の制限電流値はそれぞれ異なっていること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項1に記載の漏液検出装置であって、
前記漏液検知ユニットの前記ノードは、
一対の始端側端子と、
一対の前記導電線がそれぞれ接続される一対の末端側端子と、
始端側端子と末端側端子とを並列に接続する一対の接続線と、を含み、
前記定電流素子は、いずれか一方または両方の接続線に介在して配置されていること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項1または2に記載の漏液検出装置であって、
前記幹漏液検知部に含まれる各前記漏液検知ユニットの前記定電流素子の制限電流値は、前記電源に接続される前記始端から末端に向かう接続順に従って小さくなり、
前記枝漏液検知部に含まれる各前記漏液検知ユニットの各前記定電流素子の制限電流値は、前記幹漏液検知部に接続される前記枝始端から枝末端に向かう接続順に従って小さくなること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の漏液検出装置であって、
前記幹漏液検知部と前記枝漏液検知部とに含まれる各前記漏液検知ユニットは、各前記定電流素子の制限電流値が大きい順にユニット番号が付されており、
前記判定部は、前記電流検出部で検出した入力電流値と所定の閾値とを比較することで、少なくとも1つのユニット番号の前記漏液検知ユニットで漏液が発生したことを判定すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項4に記載の漏液検出装置であって、
前記判定部は、漏液検知と判定した場合に、前記電源の出力電圧を変化させて前記電流検出部で前記幹漏液検知部の前記始端の入力電流値の変化量を検出し、
入力電流値の変化量に基づいて、入力電流値から漏液の発生した前記漏液検知ユニットのユニット番号の特定が可能か判定すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項5に記載の漏液検出装置であって、
前記判定部は、入力電流値の変化量の絶対値が所定の第1閾値未満の場合に、入力電流値から漏液の発生した前記漏液検知ユニットのユニット番号の特定が可能と判定すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項5に記載の漏液検出装置であって、
前記判定部は、
前記電源の出力電圧の変化量と前記電流検出部で検出した入力電流値の変化量とに基づいて前記幹漏液検知部の前記始端の電圧電流特性の傾きを算出し、
前記傾きが所定の第2閾値未満の場合に、入力電流値から漏液の発生した前記漏液検知ユニットのユニット番号の特定が可能と判定すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項5から7のいずれか1項に記載の漏液検出装置であって、
前記判定部は、
前記電流検出部で検出した入力電流値から漏液の発生した前記漏液検知ユニットのユニット番号の特定が可能と判定した場合に、
前記電流検出部で検出した入力電流値と所定の閾値とを比較することで、漏液の発生した漏液検出ユニットのユニット番号を特定すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項8に記載の漏液検出装置であって、
前記幹漏液検知部と前記枝漏液検知部とに含まれる各前記漏液検知ユニットの各前記定電流素子の制限電流値が全て異なっており、制限電流値が大きい順にユニット番号が付されており、
前記判定部は、漏液の発生した前記漏液検知ユニットを特定すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の漏液検出装置であって、
前記枝漏液検知部の前記枝始端と前記幹漏液検知部の一の前記漏液検知ユニットとの接続点と前記接続点の末端側に接続された前記幹漏液検知部の他の前記漏液検知ユニットとの間に設けられた幹スイッチと、
前記接続点と前記枝漏液検知部の前記枝始端との間に設けられた枝スイッチと、
を有することを特徴とする漏液検出装置。 - 請求項10に記載の漏液検出装置であって、
前記判定部は、
前記幹スイッチと前記枝スイッチとを切換えることにより、漏液の発生箇所が前記幹漏液検知部に位置するのか、前記枝漏液検知部に位置するのかを判定すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項1から11のいずれか1項に記載の漏液検出装置であって、
前記漏液検知帯は、一対の被覆電線で構成されてその間に漏液が接触しても電流が流れない非検知領域を一部に含み、
前記漏液検知ユニットの前記ノードは、
一対の始端側端子と、
一対の前記導電線が直接または一対の被覆電線を介してそれぞれ接続される一対の末端側端子と、
始端側端子と末端側端子とを並列に接続する一対の接続線と、を含み、
前記定電流素子は、いずれか一方または両方の接続線に介在して配置されていること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項1から12のいずれか1項に記載の漏液検出装置であって、
前記枝漏液検知部の前記枝始端は、一対の分岐線を介して前記幹漏液検知部の前記漏液検知ユニットに接続され、
一対の前記分岐線は、その間に漏液が接触すると電流が流れる一対の前記導電線で構成されていること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項1から12のいずれか1項に記載の漏液検出装置であって、
前記枝漏液検知部の前記枝始端は、一対の分岐線を介して前記幹漏液検知部の前記漏液検知ユニットに接続され、
一対の前記分岐線は、その間に漏液が接触しても電流が流れない一対の被覆電線で構成されていること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項1から12のいずれか1項に記載の漏液検出装置であって、
前記枝漏液検知部の前記枝始端は、一対の分岐線を介して前記幹漏液検知部の前記漏液検知ユニットに接続され、
一対の前記分岐線の一部がその間に漏液が接触すると電流が流れる一対の前記導電線で構成され、他の部分がその間に漏液が接触しても電流が流れない一対の被覆電線で構成されていること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項1から15のいずれか1項に記載の漏液検出装置であって、
前記幹漏液検知部の直列に接続された前記漏液検知ユニットの間、又は、前記枝漏液検知部の直列に接続された前記漏液検知ユニットの間に介在して配置される中継器を含み、
前記中継器は、出力端子の電圧値を入力端子の電圧値の所定の倍率とすると共に、入力端子の電流値と出力端子の電流値とを同一に保持すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 一対の導電線からなり、前記導電線の間に漏液が接触すると電流が流れる検知領域を含む漏液検知帯と、前記漏液検知帯に接続されて前記漏液検知帯の通電電流値を制限電流値に制限する定電流素子を有するノードと、を含む漏液検知ユニットの1つ又は複数を直列に接続した漏液検知部と、
前記漏液検知部の始端に接続される電源と、
前記漏液検知部の前記始端の入力電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部の検出した入力電流値から漏液の発生した前記漏液検知ユニットを判定する判定部と、を備え、
各前記漏液検知ユニットの各前記定電流素子の制限電流値はそれぞれ異なっており、
前記判定部は、前記電流検出部の検出した入力電流値と前記定電流素子の制限電流値とを比較して漏液の発生した前記漏液検知ユニットを特定する漏液検出装置であって、
いずれか1つ又は複数の前記漏液検知ユニットは、一対の前記導電線からなり、前記導電線の間に漏液が接触すると電流が流れる検知領域を含む分岐検知帯を含み、
前記分岐検知帯は、前記漏液検知帯または前記ノードに接続されており、
前記漏液検知ユニットの前記ノードは、
一対の始端側端子と、
一対の前記導電線がそれぞれ接続される一対の末端側端子と、
前記始端側端子と前記末端側端子とを並列に接続する一対の接続線と、を含み、
前記定電流素子は、いずれか一方または両方の前記接続線に介在して配置され、
各前記漏液検知ユニットの前記定電流素子の制限電流値は、前記電源に接続される前記始端から末端に向かう接続順に従って小さくなること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項17に記載の漏液検出装置であって、
前記漏液検知帯は、一対の被覆電線で構成されてその間に漏液が接触しても電流が流れない非検知領域を一部に含み、
前記漏液検知ユニットの前記ノードの前記末端側端子は、一対の前記導電線が直接または一対の被覆電線を介してそれぞれ接続されること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項18に記載の漏液検出装置であって、
前記分岐検知帯は、一対の被覆電線で構成されてその間に漏液が接触しても電流が流れない非検知領域を一部に含むこと、
を特徴とする漏液検出装置。 - 一対の導電線からなり、前記導電線の間に漏液が接触すると電流が流れる検知領域を含む漏液検知帯と、前記漏液検知帯に接続されて前記漏液検知帯の通電電流値を制限電流値に制限する定電流素子を有するノードと、を含む漏液検知ユニットの1つ又は複数を直列に接続した漏液検知部と、
前記漏液検知部の始端に接続される電源と、
前記漏液検知部の前記始端の入力電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部の検出した入力電流値から漏液の発生した前記漏液検知ユニットを判定する判定部と、を備え、
各前記漏液検知ユニットの各前記定電流素子の制限電流値はそれぞれ異なっており、
前記判定部は、前記電流検出部の検出した入力電流値と前記定電流素子の制限電流値とを比較して漏液の発生した前記漏液検知ユニットを特定する漏液検出装置であって、
前記漏液検知部の直列に接続された前記漏液検知ユニットの間に介在して配置される中継器を含み、
前記中継器は、出力端子の電圧値を入力端子の電圧値の所定の倍率とすると共に、入力端子の電流値と出力端子の電流値とを同一に保持し、
前記漏液検知ユニットの前記ノードは、
一対の始端側端子と、
一対の前記導電線がそれぞれ接続される一対の末端側端子と、
前記始端側端子と前記末端側端子とを並列に接続する一対の接続線と、を含み、
前記定電流素子は、いずれか一方または両方の前記接続線に介在して配置され、
各前記漏液検知ユニットの前記定電流素子の制限電流値は、前記電源に接続される前記始端から末端に向かう接続順に従って小さくなること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項20に記載の漏液検出装置であって、
前記漏液検知帯は、一対の被覆電線で構成されてその間に漏液が接触しても電流が流れない非検知領域を一部に含み、
前記漏液検知ユニットの前記ノードの前記末端側端子は、一対の前記導電線が直接または一対の被覆電線を介してそれぞれ接続されること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項17から21のいずれか1項に記載の漏液検出装置であって、
前記判定部は、前記電流検出部で検出した入力電流値と、一の前記漏液検知ユニットの前記定電流素子の制限電流値との差が所定の範囲内の場合に、一の前記漏液検知ユニットを漏液発生箇所と特定すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項17から22のいずれか1項に記載の漏液検出装置であって、
前記判定部は、前記電流検出部で検出した入力電流値が所定の値以上の場合に漏液検知と判定すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項23に記載の漏液検出装置であって、
前記判定部は、漏液検知と判定した場合に、前記電源の出力電圧を変化させて前記電流検出部で前記漏液検知部の入力電流値の変化量を検出し、
入力電流値の変化量に基づいて、入力電流値から漏液の発生した前記漏液検知ユニットの特定が可能か判定すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項24に記載の漏液検出装置であって、
前記判定部は、入力電流値の変化量の絶対値が所定の第1閾値未満の場合に、入力電流値から漏液の発生した前記漏液検知ユニットの特定が可能と判定すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項24に記載の漏液検出装置であって、
前記判定部は、
前記電源の出力電圧の変化量と前記電流検出部で検出した入力電流値の変化量とに基づいて前記漏液検知部の電圧電流特性の傾きを算出し、
前記傾きが所定の第2閾値未満の場合に、入力電流値から漏液の発生した前記漏液検知ユニットの特定が可能と判定すること、
を特徴とする漏液検出装置。 - 請求項24から26のいずれか1項に記載の漏液検出装置であって、
前記判定部は、
前記電流検出部で検出した入力電流値から漏液の発生した前記漏液検知ユニットの特定が可能と判定した場合に、
前記電流検出部で検出した入力電流値と、一の前記漏液検知ユニットの前記定電流素子の制限電流値との差が所定の範囲内の場合に、一の前記漏液検知ユニットを漏液発生箇所と特定すること、
を特徴とする漏液検出装置。
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