JP2017111084A - 非接触警報器 - Google Patents

Abstract

【課題】二重管内の漏液を検知して報知する非接触警報器を提供する。【解決手段】非接触警報器１は、内管４ａと外管４ｂからなる二重管４の外管４ｂに設けた検知管１２の外周面に少なくとも部分的に対向するように配置された電極対１６と、電極対１６と電気的に接続されており、電極対１６の間の静電容量の変化に基づいて内管４ａからの液体の漏出を検知して警報を発する警報器本体２０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、二重管内における漏液を検知して警報を行う非接触警報器に関する。

化学溶液や各種処理廃液等の装置間の搬送には配管の施設が必要である。近年施行された水質汚濁防止法により、有害物質を貯蔵する施設等の設置者は有害物質を含む水の漏洩を防止できる材質・構造とするか、目視等で容易に漏洩を監視出来るように設置すること等が求められているが、このような法規制に対応するために有害物質を扱う施設では二重管が使用されている。

一般的に、このような二重管構造においては外管が内管を被包しているため、漏液を正確に検知することは困難である。検知するためには、特許文献１に記載のように、電極などの検知部材等を配管内に設置して漏液による電気抵抗の変化等を測定することが考えられるが、このような検知部材の配管内への設置は施工が複雑である。さらに、配管内に検知部材を設置する場合、対象となる液体が限定される。例えば、金属に対して腐食性を有する特定の化学溶液を対象とすると、検知部材がこれらの溶液と接触した際に腐食するため使用できない場合等がある。

特許２５５８３３４号公報

本発明は、容易に設置することができ、二重管内の漏液を迅速に検知して警報を行う非接触警報器を提供することを課題とする。

本発明の非接触警報器は、内管と外管からなる二重管の前記外管に設けた被検知部の外周面に少なくとも部分的に対向するように配置された電極対と、前記電極対と電気的に接続されており、前記電極対の間の静電容量の変化に基づいて前記内管からの液体の漏出を検知して警報を発する警報部とを備える。

この構成によれば、二重管の被検知部の外側に設置された対向する電極対によって、管内に漏液が生じた際の静電容量の変化に基づいて漏液を検知して報知できる。また、二重管の被検知部の外側に電極対が配置されるため、施工も容易である。さらに、電極対は、管内の液体と接触しないため腐食等が発生しない。従って、液体の種類によらず様々な漏液を検知して報知できる。

前記被検知部は、前記二重管同士を流体的に接続するＴ字型のドレン管に連通する検知管であり、前記検知管には前記検知管からの液体の流出を阻止するためのコックが設けられ、前記電極対は、前記コックの直上に配置されていてもよい。

検知管がドレン管に流体的に接続されることで、二重管からの漏液をドレン管を通して検知管に収集し、この検知管で漏液を確実に検知できる。また、検知管の他端に、液体の流出を阻止するコックを備えることで漏液を貯留できるため、液体が貯留されることによる大きな静電容量の変化をとらえることができる。さらに、検知する漏液が水質汚濁防止法の観点等から外部への漏出が禁止されている種類のものである場合も安全に液体を回収できる。

前記ドレン管は、前記内管から漏出した液体が前記検知管に収集されるようにＹ字型に傾斜して形成されていてもよい。

ドレン管をＹ字型に傾斜させることで二重管における漏液が検知管に収集されるため、漏液を確実に検知して報知できる。

前記被検知部は、前記二重管の前記外管に流体的に接続される検知管であり、前記検知管は、一端に前記外管と流体的に接続される導入部が設けられ、他端に前記検知管からの液体の流出を阻止するためのコックが設けられ、前記電極対は、前記コックの直上に配置されていてもよい。

検知管が直接外管に流体的に接続されることでドレン管のような継手等の部材を要することなく、二重管内の漏液を検知して報知できる。

前記被検知部は、前記二重管の前記外管の一部であり、前記電極対は、前記二重管の最下部を挟んで対向するように配置されていてもよい。

外管を検知管として直接外管の外周面に電極対を配置するため、新たに検知管を設けることなく簡単な構成で漏液を検知して報知できる。

前記電極対は、シート部材に貼着されていてもよい。

シート部材に電極対を貼着することで電極対の施工が容易となる。また、電極対の配置を一定の態様で行えるため、施工の際の電極対の位置ずれを防止できる。

本発明によれば、二重管内の漏液を検知して報知する非接触警報器において、二重管の被検出部の外側に配置された対向する電極対によって、管内に漏液が生じた際の静電容量の変化に基づいて漏液を検知して報知できる。また、二重管の被検出部の外側に電極対が配置されるため、施工が容易である。

本発明の第１実施形態に係る非接触警報器の設置図。 ドレン管及び検知管の拡大図。 ドレン管、二重管、及び検知管の部分断面図。 電極対の保護構造を有する検知管の一部を示す斜視図。 １箇所で漏液を検知する場合の非接触警報器の回路図。 漏液の有無によるコンパレータに入力される電流の変化を示すグラフ。 複数個所で漏液を検知する場合の非接触警報器の回路図。 図７の回路図におけるコンパレータの出力信号の切り替えを示すグラフ。 本発明の第２実施形態に係る非接触警報器のドレン管の断面図。 本発明の第３実施形態に係る非接触警報器の二重管及び検知管の斜視図。 本発明の第４実施形態に係る非接触警報器の二重管及び電極対の斜視図。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１に示す本実施形態の非接触警報器１はドレン管２に収集される二重管４からの漏液を検知して警報を発する。

２つの二重管４，４は、Ｔ字型のドレン管２により左右方向に直線的に流体的に接続されている。二重管４は、内管４ａと、内管４ａを囲む外管４ｂとを備える。内管４ａ及び外管４ｂは、共に断面円形であり、同心に配置されている。内管４ａ内には水などの液体が流れ、液体は図示しない装置間で搬送されている。二重管４，４は、透明な樹脂材料で形成されており、内部の液体を視認できる。

図２を合わせて参照すると、ドレン管２は、断面円形の３つの開口部２ａ〜２ｃを有している。左右方向の開口部２ａ，２ｂには二重管４，４が流体的に接続され、下方向の開口部２ｃには断面円形の検知管（被検知部）１２が流体的に接続されている。ドレン管２は、二重管４と同様に透明な樹脂材料で形成されており、内部の液体を視認できる。

図３を参照して、ドレン管２における接続構造を説明する。ドレン管２の左右方向の開口部２ａ，２ｂは二重管４，４と接続するために内管２ｄ及び外管２ｅからなる二重管構造をしている一方、下方向の開口部２ｃは外管２ｅのみで構成されている。そのため、内管２ｄと検知管１２とは流体的に連通しておらず、検知管１２には、通常、内管４ａ内の液体が流入しない。ただし、仮に内管４ａから外管４ｂへの漏液が存在した場合、外管４ｂを介して検知管１２に漏液が流入する。

ドレン管２における接続は、二重管４，４及び検知管１２をドレン管２の開口部２ａ〜２ｃに挿入することでなされる。ドレン管２の左右方向に延びる内管２ｄ及び外管２ｅは、二重管４，４の内管４ａ及び外管４ｂの径よりもそれぞれわずかに大きく形成され、二重管４，４をドレン管２に挿入可能である。同様に、ドレン管２の下方向に延びる外管２ｅは、検知管１２の径よりもわずかに大きく形成され、検知管１２をドレン管２に挿入可能である。二重管４，４の内管４ａ，４ａは、ドレン管２と接続を容易にするために外管４ｂ，４ｂからそれぞれ突出している。これに対応して、ドレン管２の内管２ｄは、両端部が外管２ｅ内に収容されている。挿入による接続は、各管４ａ，４ａ，１２，４ｂ，４ｂの端面がドレン管２の内周にわたって形成された当接面２ｆ〜２ｊにそれぞれ当接した状態で完了する。

検知管１２は、断面円形であり、透明な樹脂材料で形成され内部の液体を視認できる。検知管１２は、一端がドレン管２に流体的に接続されており、他端には検知管１２からの液体の流出を阻止するためのコック１４が設けられている。コック１４にはハンドル１４ａが設けられており、ハンドル１４ａを回してコック１４を開閉することで検知管１２の他端からの液体の流出を許容又は遮断できる。コック１４の直上には、検知管１２の外周面に対向するように銅箔の電極対１６が配置（貼着）されている。ただし、電極対１６の材質は導電性を有する金属製であれば特に限定されない。検知管１２の外周面に貼着された電極対１６により静電容量の変化を検知できる。また、電極対１６をコック１４の直上に配置することで、溜まった液体による静電容量の変化を迅速に検知できる。なお、図１および図２に示す電極対１６の配置は、説明の明瞭性のため、後述するノイズ低減のための保護構造を省略して図示している。

図４に示すように、実際上、電極対１６の上にはノイズを低減させる保護構造が設けられている。すなわち、電極対１６の上に絶縁テープ１７ａが巻き付けられ、絶縁テープ１７ａの上に金属製のシールド電極１７ｂが配置され、シールド電極１７ｂの上に樹脂製の保護テープ１７ｃが巻き付けられている。このようにすることで、静電容量の変化に応じて電極対１６に流れる電流にノイズが混入することを抑制し、検知精度を向上させている。

電極対１６はケーブル１８を通じて警報器本体（警報部）２０に電気的に接続されている（図１参照）。ケーブル１８は、銅テープや樹脂テープで被覆された電気線と、シールド電極１７ｂに接続されたシールド線とを有するシールド構造が採用されている。シールド構造を採用することでノイズの影響を低減でき、１０ｍから２０ｍ程度であれば機器を接続できる。

図１に示すように、警報器本体２０は、内部に後述の電子回路を構成する電子機器を備え、外表面に警報用のランプ２０ａを備える。警報器本体２０では、測定信号に基づいて警報を発するか否かの判断がなされる。

この構成によれば、二重管４の被検知部である検知管１２の外側に配置された対向する電極対１６によって、二重管４内での漏液がドレン管２を介して収集されることによって生じる検知管１２内の静電容量の変化に基づいて漏液を検知して警報を発することができる。また、検知管１２の外側に電極対１６が配置されるため、施工も容易である。さらに、電極対１６は、検知管１２内の液体と接触しないため腐食等が発生しない。従って、液体の種類によらず様々な漏液を検知して警報を発することができる。

検知管１２がドレン管２に流体的に接続されることで、ドレン管２を通して検知管１２に収集される漏液を確実に検知できる。また、検知管１２の他端に、液体の流出を阻止するコック１４を備えることで漏液を貯留できるため、液体が貯留されることによる大きな静電容量の変化をとらえることができる。さらに、検知する漏液が水質汚濁防止法の観点等から外部への漏出が禁止されている種類のものである場合も安全に液体を回収できる。

図５は、本実施形態の警報器本体２０を含む回路図を示す。電極対１６の一方の電極は、アンプ２４を介して交流電源２２に電気的に接続され、電極対１６の他方の電極は、アンプ２５を介して出力器２６に電気的に接続されている。電極対１６は、交流電源２２からアンプ２４を介して信号（電流）が送られ、漏液によって電極対の間の静電容量が変化すると、電極対１６からアンプ２５を介して出力器２６に静電容量の変化に応じた信号（電流）が送られる。出力器２６は、ノイズフィルタやコンパレータ等を含み、コンパレータに入力される電流が一定以上となった場合に出力動作を行う。ここで回路を構成する交流電源２２、アンプ２４，２５、及び出力器２６等の電気要素は、警報器本体２０（合わせて図１参照）内に設けられている。

図６は、通常時の漏液が生じていない場合の出力器２６に入力される電流の時間変化を示す実線のグラフと、異常時の漏液が生じている場合の出力器２６に入力される電流の時間変化を示す破線のグラフを示す。図のように、漏液が生じると電流が増加するため、これを検知することで警報を発する。例えば、本実施形態では、出力器２６に入力される電流の値が一定以上の場合、ランプ２０ａを点灯して警報を発すると共に図示しないスピーカから警報音を発する。報知の方法は、ランプ２０ａの発光やスピーカによる警報音に限定されず、その他の知覚できる方法であってよい。

図７に示すように、本実施形態の変形例として漏液を検知する電極対１６を配管の所定の位置に複数（図ではＡ〜Ｃの３つ）設置してもよい。Ａ，Ｂ，Ｃの電極対１６の一方の電極は、アンプ２４を介して交流電源２２に電気的に接続され、電極対１６の他方の電極は、スイッチ２８の各端子に接続され、スイッチ２８の共通端子はアンプ２５を介して出力器２６に電気的に接続されている。この場合、１つの警報器本体２０で複数個所の漏液を検知できる。具体的には、交流電源２２からアンプ２４を介して並列に複数の電極対１６（Ａ〜Ｃ）に信号（電流）が送られ、電極対１６（Ａ〜Ｃ）から静電容量の変化に応じてスイッチ２８及びアンプ２５を介して出力器２６に信号（電流）が送られる。スイッチ２８は、制御装置３０によって動作を制御されており、各電極対１６（Ａ〜Ｃ）からの信号を一定時間ごとに順に切り替える。

図８は、出力器２６内のコンパレータの出力信号を示す。漏洩があればコンパレータから信号が出力され、漏洩が無ければ出力されない。スイッチ２８は、ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，…のように一定時間ごとにＡからＣの出力信号を切り替えている。従って、時間を測定することでいずれの電極対１６が漏洩を検知したのかを特定できる。図では、一定時間ごとにＢの電極対１６からの信号が出力されている様子が示されており、時間を測定してｔ２，ｔ５，…のときに信号が出力されていることを特定することでＢの電極対１６からの信号であることを特定できる。このように特定した漏液の箇所を示す情報は、出力するランプ２０ａの色やスピーカで発する音を変更して警報を発してもよいし、別途モニターを設置して直接ユーザに漏液の箇所を示す情報を示してもよい。なお、使用される配管２，４，１２は透明であるため、漏液の存在のみをユーザに示しても目視で漏液箇所を特定できる。

（第２実施形態）
図９は、第２実施形態に係る非接触警報器１のドレン管２の断面図である。本実施形態のドレン管２は、二重管４（図１参照）と接続する左右方向の開口部２ａ，２ｂが上方へ傾斜していることに関する以外の構成は図１から図３の第１実施形態と実質的に同様である。従って、図１から図３に示した構成と同様の部分については説明を省略する。

本第２実施形態のドレン管２は、二重管４と接続する開口部２ａ，２ｂが上方へ傾斜している。即ち、ドレン管２は、内管４ａから漏出した液体が重力により図の矢印のように検知管１２（図１参照）に集まるようにＹ字型に傾斜して形成されている。そのため、検知管１２において漏液を確実に検知して報知できる。

（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態に係る非接触警報器１の検知管１２の斜視図である。本実施形態の検知管１２は、ドレン管２を介さず二重管４と直接流体的に接続される。これに関することを除く構成は図１から図３の第１実施形態と実質的に同様である。従って、図１から図３に示した構成と同様の部分については説明を省略する。

本第３実施形態では、二重管４の外管４ｂに漏液を導出する穴である導出部４ｃが設けられている。一方、検知管１２には上端に導入部１２ａが設けられている。導入部１２ａは、液体が流入する小口部１２ｂと、小口部１２ｂの周囲に曲面状に広がるフランジ部１２ｃとを有する。小口部１２ｂはフランジ部１２ｃから上方に突出しており、フランジ部１２ｃの曲面は外管４ｂの外周面に沿うように形成されている。従って、検知管１２と外管４ｂは、検知管１２の小口部１２ｂが外管４ｂの導出部４ｃに挿入され、フランジ部１２ｃが外管４ｂの外周面に当接して接続される。

このように、検知管１２が直接外管４ｂに流体的に接続されることで継手等の部材を要することなく、二重管４内の漏液を検知して警報を発することができる。

（第４実施形態）
図１１は、第４実施形態に係る非接触警報器１の電極対１６の斜視図である。本実施形態の電極対１６は、シート部材３２に貼着されている。これに関することを除く構成は図１から図３の第１実施形態と実質的に同様である。従って、図１から図３に示した構成と同様の部分については説明を省略する。

本第４実施形態の電極対１６はシート部材３２に貼着されている。このようにシート部材３２に電極対１６を貼着することで電極対１６の二重管４への施工が容易となる。電極対１６は、二重管４の最下部を挟んで対向するように配置される。電極対１６の配置を一定の態様で行えるため、施工の際の電極対１６の位置ずれを防止できる。

また、本実施形態では二重管４の外管４ｂの外周面に直接電極対１６が配置される。従って、本実施形態では、本発明における二重管４の外管４ｂと検知管１２とが同じ部品として構成されている。このように外管４ｂを検知管１２として直接外管４ｂの外周面に電極対１６を配置するため、新たに検知管１２を設けることなく簡単な構成で漏液を検知して報知できる。本実施形態では、本発明の被検知部は、二重管４の外管４ｂの一部である。

上記の各実施形態を通じて、漏液を検知する対象の液体は特に限定されず、化学溶液や各種処理廃液等の様々な液体であってよい。また、二重管４及び検知管１２の形状や材質は、特に限定されない。具体的に材質は、測定する静電容量に対して影響を及ぼさない材質であればよく、概略非金属性であればよい。

１ 非接触警報器
２ ドレン管
２ａ，２ｂ，２ｃ 開口部
２ｄ 内管
２ｅ 外管
２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ 当接面
４ 二重管
４ａ 内管
４ｂ 外管（被検知部）
４ｃ 導出部
１２ 検知管（被検知部）
１２ａ 導入部
１２ｂ 小口部
１２ｃ フランジ部
１４ コック
１４ａ ハンドル
１６ 電極対
１７ａ 絶縁テープ
１７ｂ シールド電極
１７ｃ 保護テープ
１８ ケーブル
２０ 警報器本体（警報部）
２０ａ ランプ
２２ 交流電源
２４，２５ アンプ
２６ 出力器
２８ スイッチ
３０ 制御装置
３２ シート部材

本発明の非接触警報器は、内管と外管からなる二重管の前記外管の外側に設けた被検知部の外周面に少なくとも部分的に対向するように配置された電極対と、前記電極対と電気的に接続されており、前記電極対の間の静電容量の変化に基づいて前記内管からの液体の漏出を検知して警報を発する警報部とを備える。

Claims (6)

1. 内管と外管からなる二重管の前記外管に設けた被検知部の外周面に少なくとも部分的に対向するように配置された電極対と、
   前記電極対と電気的に接続されており、前記電極対の間の静電容量の変化に基づいて前記内管からの液体の漏出を検知して警報を発する警報部と
   を備える非接触警報器。
2. 前記被検知部は、前記二重管同士を流体的に接続するＴ字型のドレン管に連通する検知管であり、
   前記検知管には前記検知管からの液体の流出を阻止するためのコックが設けられ、
   前記電極対は、前記コックの直上に配置されている、請求項１に記載の非接触警報器。
3. 前記ドレン管は、前記内管から漏出した液体が前記検知管に集まるようにＹ字型に傾斜して形成されている、請求項２に記載の非接触警報器。
4. 前記被検知部は、前記二重管の前記外管に流体的に接続される検知管であり、
   前記検知管は、一端に前記外管と流体的に接続される導入部が設けられ、他端に前記検知管からの液体の流出を阻止するためのコックが設けられ、
   前記電極対は、前記コックの直上に配置されている、請求項１に記載の非接触警報器。
5. 前記被検知部は、前記二重管の前記外管の一部であり、
   前記電極対は、前記二重管の最下部を挟んで対向するように配置されている、請求項１に記載の非接触警報器。
6. 前記電極対は、シート部材に貼着されている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の非接触警報器。

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