特許 6750238 蒸気漏洩検知器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6750238

(24)【登録日】2020年8月17日

(45)【発行日】2020年9月2日

(54)【発明の名称】蒸気漏洩検知器

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/22 20060101AFI20200824BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/22 A

【請求項の数】6

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-22606(P2016-22606)

(22)【出願日】2016年2月9日

(65)【公開番号】特開2017-142114(P2017-142114A)

(43)【公開日】2017年8月17日

【審査請求日】2019年1月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000211307

【氏名又は名称】中国電力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村上 博之

【審査官】 田中 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−１２０４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２２６１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１５０９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８３５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２１１２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２４３６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０４６９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０１７７０３７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／００−２７／２４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の第１フィンを有する第１電極と、
隣接する前記第１フィンの間に配置される第２フィンを備える第２電極と、
前記第２電極に接する第１面、及び前記第１面とは反対側の第２面を備えるペルチェ素子と、
配管室内の気温を検出する温度センサと、
前記配管室内の湿度を検出する湿度センサと、
前記温度センサ及び前記湿度センサから得た情報により露点温度を演算でき、且つ前記第１面の温度が前記露点温度よりも高くなるように前記ペルチェ素子に流れる電流を制御するコントローラと、
前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量を検出できる静電容量検出器と、
を備え、
前記第２電極は、前記第２フィンの先端に、前記第１フィンに向かって突出する突起である水受け部材を備える
蒸気漏洩検知器。

【請求項2】

前記第２電極は、前記第１電極に対して鉛直方向上方に配置される請求項１に記載の蒸気漏洩検知器。

【請求項3】

前記第２面の放熱を促進するためのヒートシンクを備える請求項１又は２に記載の蒸気漏洩検知器。

【請求項4】

前記ヒートシンクを加熱できるヒートシンクヒータを備え、
前記コントローラは、前記第２面が吸熱面であるときに前記ヒートシンクヒータを稼働させる請求項３に記載の蒸気漏洩検知器。

【請求項5】

前記配管室内の空気を前記ヒートシンクに導く冷却空気供給路と、
前記冷却空気供給路から前記ヒートシンクに導かれた空気を空調排気ダクトに導く冷却空気排出路と、
を備える請求項３又は４に記載の蒸気漏洩検知器。

【請求項6】

前記冷却空気排出路を通過する空気の流量を検出する流量センサと、
前記冷却空気供給路と前記冷却空気排出路との間に気流を発生させられるファンと、
を備え、
前記コントローラは、前記流量センサで検出された流量が所定流量以下であるときに、前記ファンを稼働させる
請求項５に記載の蒸気漏洩検知器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蒸気漏洩検知器に関する。

【背景技術】

【0002】

火力発電所又は原子力発電所においては、蒸気配管が通過する配管室が設けられている。蒸気配管から蒸気が漏洩した場合、現場運転員等は速やかに蒸気漏洩の発生を認知する必要がある。例えば特許文献１には、蒸気を検出する蒸気漏洩検知センサを配管室内に備える技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−４６９０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、配管室内の相対湿度が比較的高い場合等において、蒸気配管から蒸気が漏洩していないにも関わらず蒸気漏洩検知器が蒸気漏洩を検出することがあった。すなわち、蒸気漏洩検知器が誤動作することがあった。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、誤動作を抑制することができる蒸気漏洩検知器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る蒸気漏洩検知器は、複数の第１フィンを有する第１電極と、隣接する前記第１フィンの間に配置される第２フィンを備える第２電極と、前記第２電極に接する第１面、及び前記第１面とは反対側の第２面を備えるペルチェ素子と、配管室内の気温を検出する温度センサと、前記配管室内の湿度を検出する湿度センサと、前記温度センサ及び前記湿度センサから得た情報により露点温度を演算でき、且つ前記第１面の温度が前記露点温度よりも高くなるように前記ペルチェ素子に流れる電流を制御するコントローラと、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量を検出できる静電容量検出器と、を備える。

【0007】

これにより、第２電極の表面温度は露点温度よりも高くなりやすいので、通常時においては第２電極における結露が防止される。このため、第１電極と第２電極との間の静電容量は大きく変化しない。一方、蒸気配管で蒸気漏洩が生じたとき、配管室内の湿度が急激に上昇するので、第２電極に結露が生じる。隣接する第１フィンの間に第２フィンが配置されていることにより、第２フィンに生じた水滴が第１フィンに接しやすい。水滴が第１フィン及び第２フィンの両方に接すると、第１電極と第２電極との間の静電容量は大きく変化するので、静電容量検出器によって蒸気漏洩が検出される。すなわち、蒸気漏洩検知器は、通常時において静電容量検出器は作動しないが、蒸気漏洩時においては静電容量検出器が速やかに作動する。したがって、蒸気漏洩検知器は、誤動作を抑制することができる。

【0008】

本発明の望ましい態様として、前記第２電極は、前記第２フィンの先端に水受け部材を備えることが好ましい。

【0009】

これにより、第２フィンに生じた水滴が水受け部材の周辺に溜りやすくなる。このため、第２フィンに生じた水滴が大きくなりやすいので、水滴が第１フィン及び第２フィンの両方に接しやすくなる。したがって、蒸気漏洩検知器は、蒸気漏洩を検出する精度をより向上させることができる。

【0010】

本発明の望ましい態様として、前記第２電極は、前記第１電極に対して鉛直方向上方に配置されることが好ましい。

【0011】

これにより、水受け部材が第２フィンの下方先端に位置することになる。このため、重力によって水滴が水受け部材に向かって移動するので、水滴がより大きくなりやすい。したがって、蒸気漏洩検知器は、蒸気漏洩を検出する精度をより向上させることができる。

【0012】

本発明の望ましい態様として、前記第２面の放熱を促進するためのヒートシンクを備えることが好ましい。

【0013】

これにより、第１面が吸熱面（第２面が放熱面）となるようにペルチェ素子が制御されているとき、第２面の温度上昇が抑制される。このため、ペルチェ素子が第２電極を冷却するときの冷却効率が向上する。

【0014】

本発明の望ましい態様として、前記ヒートシンクを加熱できるヒートシンクヒータを備え、前記コントローラは、前記第２面が吸熱面であるときに前記ヒートシンクヒータを稼働させることが好ましい。

【0015】

ペルチェ素子の第２面が吸熱面であるときは、ヒートシンクが冷却されるので、ヒートシンクに結露が生じる可能性がある。これに対して、ヒートシンクヒータが設けられていることで、ヒートシンクの温度低下が抑制される。これにより、ヒートシンクにおける結露が抑制される。

【0016】

本発明の望ましい態様として、前記配管室内の空気を前記ヒートシンクに導く冷却空気供給路と、前記冷却空気供給路から前記ヒートシンクに導かれた空気を空調排気ダクトに導く冷却空気排出路と、を備えることが好ましい。

【0017】

これにより、蒸気漏洩検知器内の空気は、空調排気ダクトによって吸引される。このため、配管室の空気が冷却空気供給路を介してヒートシンクに流入する。したがって、ヒートシンクの放熱が促進されるので、ペルチェ素子が第２電極を冷却するときの冷却効率が向上する。

【0018】

本発明の望ましい態様として、前記冷却空気排出路を通過する空気の流量を検出する流量センサと、前記冷却空気供給路と前記冷却空気排出路との間に気流を発生させられるファンと、を備え、前記コントローラは、前記流量センサで検出された流量が所定流量以下であるときに、前記ファンを稼働させることが好ましい。

【0019】

これにより、空調排気ダクト内の空気の流動が停止した場合であっても、配管室の空気のヒートシンクへの流入が保持される。このため、空調排気ダクト内の空気の流動が停止した場合であっても、ヒートシンクの放熱効率の低下が抑制される。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、誤動作を抑制することができる蒸気漏洩検知器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、本実施形態に係る蒸気漏洩検知器が設けられた配管室を示す模式図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る蒸気漏洩検知器の正面図である。

【図3】図３は、本実施形態に係る蒸気漏洩検知器の底面図である。

【図4】図４は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。

【図5】図５は、本実施形態に係るコントローラを示す模式図である。

【図6】図６は、本実施形態に係る第１電極、第２電極及びペルチェ素子を示す側面図である。

【図7】図７は、本実施形態に係る第１電極を示す平面図である。

【図8】図８は、本実施形態に係る第１電極を示す正面図である。

【図9】図９は、本実施形態に係る第２電極を示す底面図である。

【図10】図１０は、本実施形態に係る第２電極を示す正面図である。

【図11】図１１は、本実施形態に係るコントローラのブロック図である。

【図12】図１２は、本実施形態に係るコントローラによるペルチェ素子の制御方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

【0023】

（実施形態）
図１は、本実施形態に係る蒸気漏洩検知器が設けられた配管室を示す模式図である。図１に示す配管室１００は、例えば火力発電所又は原子力発電所の建屋の中に設けられた部屋である。

【0024】

図１に示すように、配管室１００には、例えば複数の蒸気配管１０１と、火災検知器１０２と、空調排気ダクト１０３と、複数の蒸気漏洩検知器１と、が配置されている。蒸気配管１０１は、例えばボイラで用いられる高圧蒸気又は低圧蒸気を搬送する配管である。火災検知器１０２は、配管室１００における火災の発生を検出するための装置である。空調排気ダクト１０３は、配管室１００の空調及び換気を行うためのダクトである。空調排気ダクト１０３は、例えば建屋内の排風機に繋がっている。蒸気漏洩検知器１は、蒸気配管１０１からの蒸気の漏洩を検出するための装置である。例えば、蒸気漏洩検知器１は、配管室１００に３つ設けられている。３つの蒸気漏洩検知器１は、連結管１０４によって空調排気ダクト１０３に接続されている。

【0025】

図１に示すように、火災検知器１０２は、火災検知器用制御盤３００に信号を送信することができる。火災検知器用制御盤３００は、建屋内の複数箇所に設けられた火災検知器からの情報を集約する装置であり、中央制御室４００に信号を送信することができる。例えば、火災検知器１０２は、配管室１００に発生した煙又は熱を検知したときに火災検知器用制御盤３００に信号を送信する。火災検知器用制御盤３００は、火災検知器１０２から信号を受信すると、中央制御室４００に信号を送信する。中央制御室４００には警報装置が設けられており、中央制御室４００が火災検知器用制御盤３００から信号を受信すると、警報装置が作動する。これにより、現場運転員等が火災の発生を認知することができる。

【0026】

図１に示すように、蒸気漏洩検知器１は、蒸気漏洩検知器用制御盤２００に信号を送信することができる。蒸気漏洩検知器用制御盤２００は、複数の蒸気漏洩検知器１からの情報を集約する装置であり、中央制御室４００に信号を送信することができる。例えば、蒸気漏洩検知器１は、配管室１００に発生した蒸気漏洩を検知したときに、蒸気漏洩検知器用制御盤２００に信号を送信する。蒸気漏洩検知器用制御盤２００は、蒸気漏洩検知器１から信号を受信すると、中央制御室４００に信号を送信する。中央制御室４００が蒸気漏洩検知器用制御盤２００から信号を受信すると、警報装置が作動する。具体的には、中央制御室４００は、例えば、３つの蒸気漏洩検知器１のうち１つの蒸気漏洩検知器１から信号を受信した場合に予備警報を発令し、３つの蒸気漏洩検知器１のうち２つの蒸気漏洩検知器１から信号を受信した場合に本警報を発令する。これにより、現場運転員等が蒸気漏洩の発生を認知することができる。

【0027】

なお、１つの蒸気漏洩検知器１が故障している場合、中央制御室４００は、残り２つの蒸気漏洩検知器１のうち１つの蒸気漏洩検知器１から信号を受信した場合に予備警報を発令し、２つの蒸気漏洩検知器１のうち２つの蒸気漏洩検知器１から信号を受信した場合に本警報を発令すればよい。２つの蒸気漏洩検知器１が故障している場合、中央制御室４００は、１つの蒸気漏洩検知器１から信号を受信した場合に本警報を発令すればよい。

【0028】

また、火災検知器１０２は、蒸気漏洩検知器１とは検出方式が異なるものの蒸気漏洩を検知することも可能である。例えば、中央制御室４００は、火災検知器１０２及び蒸気漏洩検知器１の両方が信号を発した場合、又は蒸気漏洩検知器１のみが信号を発した場合に、蒸気漏洩が生じた旨の警報を発する。一方、中央制御室４００は、火災検知器１０２のみが信号を発した場合に、火災が生じた旨の警報を発する。

【0029】

図２は、本実施形態に係る蒸気漏洩検知器の正面図である。図３は、本実施形態に係る蒸気漏洩検知器の底面図である。図４は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。図５は、本実施形態に係るコントローラを示す模式図である。図２に示すように、蒸気漏洩検知器１は、配管室１００の天井１１０に取り付けられる。以下の説明においては、鉛直方向での上方は単に上方と記載され、鉛直方向での下方は単に下方と記載される。

【0030】

図２から図４に示すように、蒸気漏洩検知器１は、コントローラ３と、温度センサ９１と、湿度センサ９２と、蒸気検知機構２と、を備える。コントローラ３は、コンピュータであって、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、内部記憶装置と、入力インターフェースと、出力インターフェースと、を備える。

【0031】

温度センサ９１は、配管室１００内の空気の温度（気温）を検出するためのセンサである。湿度センサ９２は、配管室１００内の空気の湿度を検出するためのセンサである。湿度センサ９２は、例えば相対湿度を検出する。図５に示すように、温度センサ９１及び湿度センサ９２は、それぞれコントローラ３と電気的に接続されている。

【0032】

図４に示すように、蒸気検知機構２は、ケース２０と、冷却空気供給路８１と、冷却空気排出路８２と、第１電極４と、第２電極５と、ペルチェ素子６と、ヒートシンク７２と、ヒートシンクヒータ７１と、ファン７３と、曲げセンサ２５と、内部温度センサ２６と、流量センサ２８と、ペルチェ素子温度センサ２９と、を備える。図５に示すように、ペルチェ素子６、ヒートシンクヒータ７１、ファン７３、曲げセンサ２５、内部温度センサ２６、流量センサ２８及びペルチェ素子温度センサ２９は、コントローラ３と電気的に接続されている。第１電極４及び第２電極５は、コントローラ３に内蔵された静電容量検知器１２と電気的に接続されている。

【0033】

ケース２０は、蒸気検知機構２の各部材を支持するための部材である。図４に示すように、ケース２０の上面には固定金具１１が取り付けられている。例えば、天井１１０に設けられたベース部材１１１に対して、ケース２０が固定金具１１を介して固定される。例えば、ベース部材１１１には電源供給用及び情報通信用のコネクタ１１２が設けられている。コネクタ１１２によって蒸気漏洩検知器１に電源が供給され、且つ蒸気漏洩検知器１と蒸気漏洩検知器用制御盤２００との間の情報の送受信が可能となっている。

【0034】

また、ケース２０の側面には、冷却空気供給路８１及び冷却空気排出路８２が接続されている。冷却空気供給路８１は、配管室１００の空気をヒートシンク７２に導く。冷却空気供給路８１には、フィルタ８１１が取り付けられている。フィルタ８１１は、例えば空気を通し活水を通さない防水フィルタであって、ヒートシンク７２等への水分の流入を抑制する。冷却空気排出路８２は、ケース２０内の空気を空調排気ダクト１０３（図１参照）に導く。具体的には、冷却空気排出路８２は、蒸気漏洩検知器１と空調排気ダクト１０３を連結する連結管１０４（図１参照）に接続されており、連結管１０４を介して空調排気ダクト１０３に排気する。また、冷却空気排出路８２には、配管室１００内に開口する排気用開口部８２２が開けられている。

【0035】

ケース２０は、空気導入路２７と、オリフィス２１と、内部通路２２と、内部通路２３と、内部通路２４と、を備える。空気導入路２７は、ケース２０の下面に設けられた開口部であって、配管室１００の空気を第１電極４及び第２電極５に導く。空気導入路２７にはフィルタ２７１が取り付けられている。フィルタ２７１は、例えば特殊帯電フィルタであって、ホコリ等の異物が空気導入路２７を通過することを抑制する。オリフィス２１は、第１電極４及び第２電極５を通過した空気を内部通路２２に導く微小な穴である。オリフィス２１の断面積は、空気導入路２７の断面積、内部通路２２の断面積、内部通路２３の断面積及び内部通路２４の断面積より小さい。図３に示すように、複数のオリフィス２１が、空気導入路２７を中心とした円周上で等間隔に配置されている。内部通路２２は、平面視で円筒状の通路であって、オリフィス２１を通過した空気を冷却空気排出路８２に導く。内部通路２３は、内部通路２２の空気をヒートシンク７２に導く。内部通路２４は、ヒートシンク７２を通過した空気を、冷却空気排出路８２に導く。

【0036】

図６は、本実施形態に係る第１電極、第２電極及びペルチェ素子を示す側面図である。図７は、本実施形態に係る第１電極を示す平面図である。図８は、本実施形態に係る第１電極を示す正面図である。図９は、本実施形態に係る第２電極を示す底面図である。図１０は、本実施形態に係る第２電極を示す正面図である。

【0037】

第１電極４は、例えば金属で形成された電極である。第１電極４の表面には、例えば撥水加工が施されている。第１電極４は、図４に示すように、空気導入路２７とオリフィス２１との間の位置に配置されている。第１電極４は、下側で空気導入路２７のフィルタ２７１と対向しており、上側で第２電極５と対向している。図６から図８に示すように、第１電極４は、ベースプレート４１と、複数の第１フィン４２と、を備える。ベースプレート４１は、板状部材であって、縦孔４５を備える。縦孔４５は、例えばベースプレート４１を鉛直方向に沿って貫通する孔である。第１フィン４２は、ベースプレート４１から突出する板状部材であって、横孔４６を備える。横孔４６は、水平方向に沿って第１フィン４２を貫通する孔である。複数の第１フィン４２は、例えば互いに平行であって、水平方向で等間隔に配置されている。言い換えると、第１電極４は櫛状に形成された部材である。

【0038】

第２電極５は、例えば金属で形成された電極である。第２電極５の表面には、例えば撥水加工が施されている。第２電極５は、図４に示すように、空気導入路２７とオリフィス２１との間の位置に配置されている。第２電極５は、下側で第１電極４と対向しており、上側でペルチェ素子６と対向している。図６、図９及び図１０に示すように、第２電極５は、ベースプレート５１と、複数の第２フィン５２と、複数の水受け部材５３と、を備える。ベースプレート５１は、ベースプレート４１に対向する板状部材である。第２フィン５２は、ベースプレート５１から突出する板状部材であって、横孔５６を備える。横孔５６は、水平方向に沿って第２フィン５２を貫通する孔である。複数の第２フィン５２は、例えば互いに平行であって、水平方向で等間隔に配置されている。言い換えると、第２電極５は櫛状に形成された部材である。第２フィン５２は、隣接する第１フィン４２の間に配置されている。すなわち、第１フィン４２及び第２フィン５２は、水平方向に沿って交互に並べられている。水受け部材５３は、例えば第２フィン５２の先端に設けられた突起である。水受け部材５３は、第２フィン５２の両側にある第１フィン４２のそれぞれに向かって突出している。

【0039】

上述したように、ケース２０が空気導入路２７を介して空調排気ダクト１０３に接続されていることで、配管室１００内の空気は空気導入路２７を介してケース２０内に流入する。空気導入路２７を通過した空気は、縦孔４５を介してベースプレート４１とベースプレート５１との間の空間に流入する。ベースプレート４１とベースプレート５１との間の空間に流入した空気は、横孔４６、横孔５６及び第１フィン４２と第２フィン５２との間の隙間を介してオリフィス２１へ向かって流動する。オリフィス２１を通過する流量は小さいので、空気導入路２７とオリフィス２１との間の空間における流速は小さくなりやすい。このため、仮に第２電極５に結露が生じた場合でも、空気の流動によって水滴が吹き飛ばされることが抑制される。

【0040】

図５に示す静電容量検知器１２は、第１電極４と第２電極５との間の静電容量のしきい値を記憶している。第２電極５の表面に結露が生じると、第１電極４と第２電極５との間の静電容量が増加し、しきい値を超える。

【0041】

ペルチェ素子６は、第２電極５を冷却又は加熱するための装置である。図４に示すように、ペルチェ素子６は、ペルチェ素子ホルダ６３を介してケース２０に支持されている。例えば、ペルチェ素子ホルダ６３は金属で形成されている。ペルチェ素子６は、流される電流に応じて、第１面６１及び第２面６２の一方から他方に向かって熱を移動させることができる。第１面６１はベースプレート５１に接しており、第２面６２はペルチェ素子ホルダ６３に接している。また、ペルチェ素子６の表面には防湿コーティングが施されている。これにより、ショート等によるペルチェ素子６の破損が防止される。

【0042】

ヒートシンク７２は、ペルチェ素子６を冷却するための装置である。ヒートシンク７２は、ペルチェ素子６の放熱を促進するための部材であって、例えば金属で形成されている。ヒートシンク７２は、ペルチェ素子ホルダ６３に接している。

【0043】

ヒートシンクヒータ７１は、ヒートシンク７２を加熱するための部材である。ペルチェ素子６の第２面６２が吸熱面となった場合、ヒートシンク７２が冷却されるのでヒートシンク７２に結露が生じる可能性がある。ヒートシンクヒータ７１は、ヒートシンク７２を加熱することで、ヒートシンク７２の結露を防止する。

【0044】

ファン７３は、冷却空気供給路８１と冷却空気排出路８２との間に気流を発生させるための装置である。例えば、ファン７３は、ケース２０内の空気を冷却空気供給路８１から冷却空気排出路８２に向かう方向に流動させることができる。図４に示すように、ファン７３は、例えば内部通路２３と内部通路２４との間に配置されている。言い換えると、ファン７３は、ヒートシンク７２の下流に配置されている。

【0045】

曲げセンサ２５は、フィルタ２７１の詰まりを検出するためのセンサである。曲げセンサ２５は、例えば板状の部材であって、撓むと電流抵抗値を変化させる。曲げセンサ２５は、ケース２０の下面に取り付けられており、フィルタ２７１が詰まったときのフィルタ２７１の撓みを検出することができる。コントローラ３は、曲げセンサ２５に流れる電流が所定値以下となったときに蒸気漏洩検知器用制御盤２００に信号を発する。これにより、中央制御室４００が警報を発するので、現場運転員等がフィルタ２７１の詰まりを認知できる。

【0046】

内部温度センサ２６は、ケース２０内の空気の温度を検出するためのセンサである。内部温度センサ２６は、例えば内部通路２３と内部通路２４との間に配置されている。すなわち、内部温度センサ２６は、ヒートシンク７２の下流に配置されている。コントローラ３は、内部温度センサ２６で検出される温度が所定値以上となったときファン７３を稼働させる。これにより、ケース２０内の換気が促進される。さらに、コントローラ３は、ファン７３の稼働開始から所定時間経過しても内部温度センサ２６で検出される温度が所定値以上であるとき、蒸気漏洩検知器用制御盤２００に信号を発する。これにより、中央制御室４００が警報を発するので、現場運転員等がケース２０内の異常を認知できる。

【0047】

流量センサ２８は、ケース２０内を通過する空気の流量を検出するためのセンサである。流量センサ２８は、例えば冷却空気排出路８２に配置されている。流量センサ２８は、例えば、検出する流量が所定流量以下のときに信号を発することができる装置であればよい。例えば、流量センサ２８は、揺動電極及び固定電極を備えており、流量が所定流量以下になったときに揺動電極が固定電極に接する。コントローラ３は、流量センサ２８での通電を検出するとファン７３を稼働させる。すなわち、コントローラ３は、ケース２０内を通過する空気の流量が所定値以下になったときにファン７３を稼働させる。ファン７３が稼働すると、図４に示す冷却空気供給路８１から排気用開口部８２２に向かってケース２０内の空気が流動する。これにより、ヒートシンク７２の放熱効率の低下が抑制される。

【0048】

ペルチェ素子温度センサ２９は、ペルチェ素子６の温度を検出するためのセンサである。具体的には、ペルチェ素子温度センサ２９は、第１面６１の表面温度を測定する。コントローラ３は、ペルチェ素子温度センサ２９で検出される温度が上限温度以上又は下限温度以下となったときに蒸気漏洩検知器用制御盤２００に信号を発する。これにより、中央制御室４００が警報を発するので、現場運転員等がペルチェ素子６の異常を認知できる。

【0049】

図１１は、本実施形態に係るコントローラのブロック図である。図１２は、本実施形態に係るコントローラによるペルチェ素子の制御方法を示すフローチャートである。図１１においてブロックで示されるコントローラ３の各機能は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、内部記憶装置、入力インターフェース及び出力インターフェースにより実現される。

【0050】

図１２に示すように、図１１に示す露点温度演算部３１が、配管室１００内の空気の露点温度を演算する（ステップＳ１）。具体的には、露点温度演算部３１は、温度センサ９１から受信した気温と、湿度センサ９２から受信した相対湿度と、飽和水蒸気圧記憶部３０１に記憶された飽和水蒸気圧データベースと、に基づいて露点温度を演算する。

【0051】

次に、図１１に示す制御温度設定部３２が、ペルチェ素子６の制御温度を演算する（ステップＳ２）。ペルチェ素子６の制御温度は、第１面６１の温度を意味する。具体的には、制御温度設定部３２は、露点温度演算部３１が演算した露点温度に基づいてペルチェ素子６の制御温度を演算する。制御温度設定部３２は、露点温度より所定温度だけ高い温度を演算する。所定温度は、例えば２℃以上３℃以下程度である。

【0052】

ステップＳ２での演算結果が図１１に示す上限温度記憶部３０２に記憶された上限温度以上である場合（ステップＳ３、Ｙｅｓ）、制御温度設定部３２は、上限温度をペルチェ素子６の制御温度として出力する（ステップＳ５）。上限温度は、例えばペルチェ素子６の設計上の耐熱温度である。これにより、ペルチェ素子６の故障が防止される。

【0053】

ステップＳ２での演算結果が上限温度記憶部３０２に記憶された上限温度より小さく（ステップＳ３、Ｎｏ）、且つステップＳ２での演算結果が図１１に示す下限温度記憶部３０３に記憶された下限温度以下である場合（ステップＳ４、Ｙｅｓ）、制御温度設定部３２は、下限温度をペルチェ素子６の制御温度として出力する（ステップＳ６）。下限温度は、例えば氷点（水の凝固点）よりも５℃程度高い温度である。これにより、ペルチェ素子６の凍結が防止される。

【0054】

ステップＳ２での演算結果が上限温度より小さく（ステップＳ３、Ｎｏ）且つ下限温度よりも大きい場合（ステップＳ４、Ｎｏ）、制御温度設定部３２は、ステップＳ２での演算結果をペルチェ素子６の制御温度として出力する（ステップＳ７）。このように、制御温度設定部３２は、露点温度演算部３１が演算した露点温度と、上限温度記憶部３０２に記憶された上限温度と、下限温度記憶部３０３に記憶された下限温度と、に基づいてペルチェ素子６の制御温度を設定する。

【0055】

次に、図１１に示す制御電圧設定部３３が、制御温度設定部３２から受信した制御温度を制御電圧に変換する（ステップＳ８）。具体的には、制御電圧設定部３３は、ペルチェ素子温度センサ２９から受信した第１面６１の温度と制御温度との差に基づいて、制御電圧の大きさ及び極性を設定する。

【0056】

次に、図１１に示す制御電圧調整部３４が、制御電圧を調整する（ステップＳ９）。具体的には、制御電圧調整部３４は、制御電圧に対してゲイン記憶部３０４に記憶された係数を乗じた電圧を、調整後の制御電圧として出力する。ゲイン記憶部３０４に記憶される係数は、例えば空調排気ダクト１０３を流れる空気の温度、又は第２電極５の放熱のしやすさ等によるペルチェ素子６の温度への影響を考慮して適宜設定される。

【0057】

次に、図１１に示すペルチェ素子制御部３５が、制御電圧調整部３４から受信した調整後の制御電圧をペルチェ素子６に出力することで、ペルチェ素子６を制御する（ステップＳ１０）。具体的には、ペルチェ素子制御部３５は、パルス幅変調（ＰＷＭ（Pulse Width Modulation））でペルチェ素子６に出力する電圧を変化させることができる。これにより、ペルチェ素子６の第１面６１の温度が露点温度よりも所定温度だけ高い温度となるので、第１面６１に接する第２電極５の温度も第１面６１と略同等の温度となる。このため、第２電極５の表面において結露は生じない。したがって、第１電極４と第２電極５との間の静電容量は、大きく変化しないので、静電容量検知器１２（図５参照）に記憶されたしきい値を超えない。

【0058】

次に、図１１に示す気温変化率演算部３６が、配管室１００内の気温変化率を演算する（ステップＳ１１）。具体的には、気温変化率演算部３６は、温度センサ９１から受信した気温に基づいて、一定時間毎の気温変化率を演算する。一定時間は例えば１秒である。例えば、蒸気配管１０１（図１参照）から蒸気が漏洩すると、１秒毎の気温変化率が大きくなる。

【0059】

ステップＳ１１での演算結果が図１１に示す所定変化率記憶部３０５に記憶された所定変化率より小さい場合（ステップＳ１２、Ｎｏ）、ステップＳ１が繰り返される。ステップＳ１１での演算結果が所定変化率記憶部３０５に記憶された所定変化率以上である場合（ステップＳ１２、Ｙｅｓ）、ペルチェ素子制御部３５は制御電圧を固定（ロック）する（ステップＳ１３）。

【0060】

次に、ペルチェ素子制御部３５は、固定された制御電圧でペルチェ素子６を制御する（ステップＳ１４）。これにより、第２電極５の温度が一定に保たれる。一方、蒸気配管１０１から蒸気が漏洩すると、露点温度が上昇する。このため、第２電極５の温度が露点温度よりも低くなるので、第２電極５に結露が生じる。第２電極５には撥水加工が施されているので、第２フィン５２の表面に生じる水滴が表面張力により大きくなりやすい。第２フィン５２の表面に生じる水滴が大きくなると、水滴が第２フィン５２及び第１フィン４２の両方に接する。これにより、第１電極４と第２電極５との間の静電容量は、大きく変化するので、静電容量検知器１２（図５参照）に記憶されたしきい値を超える。上述した工程によって、蒸気漏洩検知器１は、蒸気配管１０１からの蒸気漏洩を検出し、蒸気漏洩検知器用制御盤２００に信号を発する。これにより、中央制御室４００が警報を発する。

【0061】

ところで、ステップＳ７で設定された制御温度が第１面６１の現状温度（ペルチェ素子温度センサ２９で検出される温度）よりも高い場合、第１面６１が加熱される（第１面６１が放熱面となる）。この時、第２面６２は冷却される（第２面６２が吸熱面となる）。これにより、ヒートシンク７２が冷却されるので、ヒートシンク７２に結露が生じる可能性がある。

【0062】

これに対して、図１１に示すヒータ制御部３７は、制御電圧設定部３３から受信した制御電圧の極性が第１面６１を放熱面とする極性である場合、ヒートシンクヒータ７１を稼働させる。これにより、ヒートシンク７２が冷却されるときでもヒートシンク７２の結露が抑制される。

【0063】

なお、蒸気漏洩検知器１が蒸気漏洩を検知した後に蒸気漏洩検知器１をリセットする際又は蒸気漏洩検知器１の誤動作確認テストを行う際には、コントローラ３にペルチェ素子６を加熱させる指令が入力される。これにより、第２電極５に付着した水滴が蒸発するので、第１電極４と第２電極５との間の静電容量が元に戻る。

【0064】

なお、配管室１００に設けられる蒸気漏洩検知器１は、必ずしも３つでなくてもよく、少なくとも１つあればよい。また、蒸気漏洩検知器１は、必ずしも配管室１００の天井１１０に取り付けられなくてもよい。例えば、蒸気漏洩検知器１は、配管室１００の壁に取り付けられてもよい。このような場合、第１フィン４２及び第２フィン５２は、鉛直方向に沿って交互に配置されることになる。このような場合であっても、第２フィン５２に生じる水滴が重力によって対向する第１フィン４２に向かって変形するので、水滴が第１フィン４２及び第２フィン５２の両方に接しやすい。

【0065】

なお、コントローラ３は、必ずしも蒸気検知機構２に隣接して配置されていなくてもよく、別の場所に配置されていてもよい。また、静電容量検知器１２は、必ずしもコントローラ３に内蔵されていなくてもよく、コントローラ３とは別の場所に配置されていてもよい。

【0066】

以上で説明したように、蒸気漏洩検知器１は、複数の第１フィン４２を有する第１電極４と、隣接する第１フィン４２の間に配置される第２フィン５２を備える第２電極５と、第２電極５に接する第１面６１及び第１面６１とは反対側の第２面６２を備えるペルチェ素子６と、配管室１００内の気温を検出する温度センサ９１と、配管室１００内の湿度を検出する湿度センサ９２と、温度センサ９１及び湿度センサ９２から得た情報により露点温度を演算でき且つ第１面６１の温度が露点温度よりも高くなるようにペルチェ素子６に流れる電流を制御するコントローラ３と、第１電極４と第２電極５との間の静電容量を検出できる静電容量検出器１２と、を備える。

【0067】

これにより、第２電極５の表面温度は露点温度よりも高くなりやすいので、通常時においては第２電極５における結露が防止される。このため、第１電極４と第２電極５との間の静電容量は大きく変化しない。一方、蒸気配管１０１で蒸気漏洩が生じたとき、配管室１００内の湿度が急激に上昇するので、第２電極５に結露が生じる。隣接する第１フィン４２の間に第２フィン５２が配置されていることにより、第２フィン５２に生じた水滴が第１フィン４２に接しやすい。水滴が第１フィン４２及び第２フィン５２の両方に接すると、第１電極４と第２電極５との間の静電容量は大きく変化するので、静電容量検出器１２によって蒸気漏洩が検出される。すなわち、蒸気漏洩検知器１は、通常時において静電容量検出器１２は作動しないが、蒸気漏洩時においては静電容量検出器１２が速やかに作動する。したがって、蒸気漏洩検知器１は、誤動作を抑制することができる。

【0068】

また、蒸気漏洩検知器１において、第２電極５は、第２フィン５２の先端に水受け部材５３を備える。

【0069】

これにより、第２フィン５２に生じた水滴が水受け部材５３の周辺に溜りやすくなる。このため、第２フィン５２に生じた水滴が大きくなりやすいので、水滴が第１フィン４２及び第２フィン５２の両方に接しやすくなる。したがって、蒸気漏洩検知器１は、蒸気漏洩を検出する精度をより向上させることができる。

【0070】

また、蒸気漏洩検知器１において、第２電極５は、第１電極４に対して鉛直方向上方に配置される。

【0071】

これにより、水受け部材５３が第２フィン５２の下方先端に位置することになる。このため、重力によって水滴が水受け部材５３に向かって移動するので、水滴がより大きくなりやすい。したがって、蒸気漏洩検知器１は、蒸気漏洩を検出する精度をより向上させることができる。

【0072】

また、蒸気漏洩検知器１は、第２面６２の放熱を促進するためのヒートシンク７２を備える。

【0073】

これにより、第１面６１が吸熱面（第２面６２が放熱面）となるようにペルチェ素子６が制御されているとき、第２面６２の温度上昇が抑制される。このため、ペルチェ素子６が第２電極５を冷却するときの冷却効率が向上する。

【0074】

また、蒸気漏洩検知器１は、ヒートシンク７２を加熱できるヒートシンクヒータ７１を備える。コントローラ３は、第２面６２が吸熱面であるときにヒートシンクヒータ７１を稼働させる。

【0075】

ペルチェ素子６の第２面６２が吸熱面であるときは、ヒートシンク７２が冷却されるので、ヒートシンク７２に結露が生じる可能性がある。これに対して、ヒートシンクヒータ７１が設けられていることで、ヒートシンク７２の温度低下が抑制される。これにより、ヒートシンク７２における結露が抑制される。

【0076】

また、蒸気漏洩検知器１は、配管室１００内の空気をヒートシンク７２に導く冷却空気供給路８１と、冷却空気供給路８１からヒートシンク７２に導かれた空気を空調排気ダクト１０３に導く冷却空気排出路８２と、を備える。

【0077】

これにより、蒸気漏洩検知器１内の空気は、空調排気ダクト１０３によって吸引される。このため、配管室１００の空気が冷却空気供給路８１を介してヒートシンク７２に流入する。したがって、ヒートシンク７２の放熱が促進されるので、ペルチェ素子６が第２電極５を冷却するときの冷却効率が向上する。

【0078】

また、蒸気漏洩検知器１は、冷却空気排出路８２を通過する空気の流量を検出する流量センサ２８と、冷却空気供給路８１と冷却空気排出路８２との間に気流を発生させられるファン７３と、を備える。コントローラ３は、流量センサ２８で検出された流量が所定流量以下であるときにファン７３を稼働させる。

【0079】

これにより、空調排気ダクト１０３内の空気の流動が停止した場合であっても、配管室１００の空気のヒートシンク７２への流入が保持される。このため、空調排気ダクト１０３内の空気の流動が停止した場合であっても、ヒートシンク７２の放熱効率の低下が抑制される。

【符号の説明】

【0080】

１ 蒸気漏洩検知器
１００ 配管室
１０１ 蒸気配管
１０２ 火災検知器
１０３ 空調排気ダクト
１０４ 連結管
１１ 固定金具
１１０ 天井
１１１ ベース部材
１１２ コネクタ
１２ 静電容量検知器
２ 蒸気検知機構
２０ ケース
２１ オリフィス
２２、２３、２４ 内部通路
２５ 曲げセンサ
２６ 内部温度センサ
２７ 空気導入路
２７１ フィルタ
２８ 流量センサ
２９ ペルチェ素子温度センサ
２００ 蒸気漏洩検知器用制御盤
３ コントローラ
３００ 火災検知器用制御盤
４ 第１電極
４１ ベースプレート
４２ 第１フィン
４５ 縦孔
４６ 横孔
４００ 中央制御室
５ 第２電極
５１ ベースプレート
５２ 第２フィン
５３ 水受け部材
５６ 横孔
６ ペルチェ素子
６１ 第１面
６２ 第２面
６３ ペルチェ素子ホルダ
７１ ヒートシンクヒータ
７２ ヒートシンク
７３ ファン
８１ 冷却空気供給路
８１１ フィルタ
８２ 冷却空気排出路
８２２ 排気用開口部
９１ 温度センサ
９２ 湿度センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】