特許 6758257 復水器用リーク検出システム

(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】6758257

(24)【登録日】2020年9月3日

(45)【発行日】2020年9月23日

(54)【発明の名称】復水器用リーク検出システム

(51)【国際特許分類】

   G01M 3/24 20060101AFI20200910BHJP

【ＦＩ】

   G01M3/24 A

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-130394(P2017-130394)

(22)【出願日】2017年7月3日

(65)【公開番号】特開2019-15510(P2019-15510A)

(43)【公開日】2019年1月31日

【審査請求日】2019年9月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100144200

【弁理士】

【氏名又は名称】奥西 祐之

(72)【発明者】

【氏名】高橋 英二

(72)【発明者】

【氏名】真鍋 知多佳

(72)【発明者】

【氏名】荒木 要

(72)【発明者】

【氏名】計良 将吾

(72)【発明者】

【氏名】新井 智志

【審査官】 山口 剛

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭４８−１１２３９６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２０１３／１３６４７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１９５０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３３６７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０２４４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０７０１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２６６７６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第４２８７５８１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０３４４９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｍ ３／００ − ３／４０

Ｇ０１Ｎ ２９／００ − ２９／５２

Ｇ２１Ｃ １７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部を水蒸気が軸方向に流れる第１の管と、前記第１の管と並行に配置された第２の管と、前記軸方向に交差して配置され、前記第１の管と前記第２の管とを流体的に接続し、前記第１の管との接続部および前記第２の管との接続部は溶接されている複数の接続管とを有する復水器と、
所定の検出範囲内の流体のリーク音を超音波ノイズとして検出する超音波センサを複数有しており、複数の前記超音波センサが前記接続部の全てを検出範囲に含むように配置されているリーク検出部と
を備える、復水器用リーク検出システム。

【請求項2】

前記超音波センサは、特定の方向に高い指向性を有する指向性センサと、全方向を等しく検知する等方性センサとを含んでいる、請求項１に記載の復水器用リーク検出システム。

【請求項3】

前記第１の管と前記接続管との前記接続部は前記軸方向に並んで配置されており、
前記第２の管と前記接続管との前記接続部は前記軸方向に並んで配置されており、
前記指向性センサは、前記接続部が並ぶ前記軸方向に高い指向性を有するように配置され、
前記等方性センサは、前記指向性センサと近接するように配置されている、請求項２に記載の復水器用リーク検出システム。

【請求項4】

前記超音波センサは、特定の方向に高い指向性を有する指向性センサを含んでおり、
前記指向性センサは、指向する方向を変更可能である、請求項１に記載の復水器用リーク検出システム。

【請求項5】

前記復水器では、前記第１の管に対して２つの前記第２の管が設けられ、前記第２の管が前記第１の管にそれぞれ複数の前記接続管によって流体的に接続され、
前記復水器が複数並べて配置された復水器ユニットを備え、
少なくとも一部の前記超音波センサは、隣接する前記復水器同士の間に配置されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の復水器用リーク検出システム。

【請求項6】

前記リーク検出部は、
前記超音波センサの測定結果を無線により通信する無線通信部と、
複数の前記超音波センサのそれぞれに電池が取り付けられており、前記電池から前記超音波センサに電力を供給する電力供給部と
を備える、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の復水器用リーク検出システム。

【請求項7】

前記超音波センサは、所定の周波数の疑似リーク音を発生させるスピーカを備え、
前記リーク検出部は、前記超音波センサの前記スピーカから定期的に前記疑似リーク音を発生させる命令部と、前記疑似リーク音を発生させた前記超音波センサ以外の前記超音波センサで前記疑似リーク音を検出可能か否かを診断する診断部とを有する制御装置を備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の復水器用リーク検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、復水器用リーク検出システムに関する。

【背景技術】

【0002】

自動車燃料タンク等の小型の密閉容器のリーク検査の際、超音波を利用したリーク検出装置が使用されることがある。密閉容器内に圧縮空気を充満させると、リークがあればリーク箇所から超音波ノイズが発生する。また、内部が一定の真空度に保たれた容器にリークがあるときも同様にリーク箇所から超音波ノイズが発生する。超音波を利用したリーク検出装置は、この超音波ノイズをセンサで検出することによってリークを検出する。例えば、そのような超音波を利用したリーク検出装置が特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７−７７４７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

超音波を利用したリーク検出装置には検出範囲に限りがある。この検出範囲を超える大きさの対象物の全体を検査するためには、リーク検出装置を対象物に沿って走査させることが必要となり、特許文献１のリーク検出装置は手動での走査を前提としている。しかし、手動での走査は、煩わしさに絶えず、人為的な見落としも考えられる。特に、大型の対象物となると、手動での走査にかかる工数も増加し、それらの欠点が助長される。換言すれば、特許文献１では、複数のリーク検出装置を設置して対象物の全体におけるリークを自動で検出することについては言及されていない。また、容器内を一定以上の真空度に保つ必要のある設備（例えば復水器）において、微小なリークでも真空度低下の要因となるため迅速かつ広範なリーク検知が重要である。

【0005】

本発明は、複数の超音波センサを好適に設置して復水器（対象物）において複数存在する全ての接続部のリークの自動検出を可能とする復水器用リーク検出システムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の実施形態に係る復水器用リーク検出システムは、内部を水蒸気が軸方向に流れる第１の管と、前記第１の管と並行に配置された第２の管と、前記軸方向に交差して配置され、前記第１の管と前記第２の管とを流体的に接続し、前記第１の管との接続部および前記第２の管との接続部は溶接されている複数の接続管とを有する復水器と、所定の検出範囲内の流体のリーク音を超音波ノイズとして検出する超音波センサを複数有しており、複数の前記超音波センサが前記接続部の全てを検出範囲に含むように配置されているリーク検出部とを備える。

【0007】

この構成によれば、水蒸気が第１の管から第２の管へと複数の接続管を通じて流れる際に大気と熱交換して冷却されることで凝縮する復水器において、各接続部における水蒸気のリークを確実に検出できる。具体的には、接続部の全てを検出範囲に含むように複数の超音波センサを配置することで、接続部のリークを確実に検出している。特に復水器においては、接続部においてリークが発生し易く、リーク孔も通常目視では発見できないほど小さい。そのため、溶接個所が複数かつ広範囲に及ぶ場合、リークを検出することは一般に容易ではない。しかし、上記のようにリーク音を超音波ノイズとして検出する超音波センサを使用することで所定範囲内のリークを容易に検出できる。そして、この超音波センサが接続部の全てを検出範囲に含むように配置されていることで、復水器全体にて漏れなくリークを検出できる。さらに言えば、上記復水器用リーク検出システムは、超音波センサを手動で走査させる必要がない設置型であるため、リークを自動的に検出できる。そのため、この復水器用リーク検出システムは、大型の復水器を対象とすると一層有効である。また、水蒸気のリークによって水蒸気量が減少する前に迅速にリークを検出できるため、この復水器用リーク検出システムは水蒸気の循環構造を有する復水器に対して特に有効である。

【0008】

前記超音波センサは、特定の方向に高い指向性を有する指向性センサと、全方向を等しく検知する等方性センサとを含んでいてもよい。

【0009】

この構成によれば、指向性センサと等方性センサとを使用することで超音波センサの設置の自由度を向上させることができる。一般に、指向性センサは等方性センサよりも特定の方向の検出範囲が長い。また、等方性センサは、設置方向によらず、全方向に等しく検出範囲を有している。そのため、これらの検出範囲の組み合わせによって、接続部全体を検出範囲に含める配置を採用することができるため、いずれかを単独で用いる場合よりも超音波センサの設置の自由度が向上する。

【0010】

前記第１の管と前記接続管との前記接続部は前記軸方向に並んで配置されており、前記第２の管と前記接続管との前記接続部は前記軸方向に並んで配置されており、前記指向性センサは、前記接続部が並ぶ前記軸方向に高い指向性を有するように配置され、前記等方性センサは、前記指向性センサと近接するように配置されてもよい。

【0011】

この構成によれば、接続部は第１の管上または第２の管上に軸方向（直線状）に並んで配置されるため、この軸方向に向けて検出範囲の長い指向性センサを配置することで、配置効率を向上でき、即ち設置するセンサ数を少なくすることができる。しかし、指向性センサは特定方向に高い指向性を有するため、取り付け位置の周囲の検出精度は特定方向の検出精度に比べて低下する傾向にある。これに対し、等方性センサを指向性センサに近接させて取り付け、等方性センサによって指向性センサの取り付け位置付近のリークを検出することで、リーク検出の精度を向上できる。ここで使用する用語「近接」は、位置が重複する場合をも含む。

【0012】

前記超音波センサは、特定の方向に高い指向性を有する指向性センサを含んでおり、前記指向性センサは、指向する方向を変更可能であってもよい。

【0013】

この構成によれば、指向性センサ（超音波センサ）を用いて検出できる領域を拡張することができ、指向性センサの数を少なくすることができる。例えば、第１の管上または第２の管上において、１８０度検出方向を定期的に変更することで管軸方向の両方向の検出を行うことができる。即ち、指向性センサを用いて検出できる範囲を２倍にすることができるため、指向性センサの数を半分にすることができる。

【0014】

前記復水器では、前記第１の管に対して２つの前記第２の管が設けられ、前記第２の管が前記第１の管にそれぞれ複数の前記接続管によって流体的に接続され、前記復水器が複数並べて配置された復水器ユニットを備え、少なくとも一部の前記超音波センサは、隣接する前記復水器同士の間に配置されていてもよい。

【0015】

この構成によれば、水蒸気が１つの第１の管から２つの第２の管へと複数の接続管を通じて流れるため、水蒸気の流路面積を増加でき、即ち熱交換面積を増加でき、復水器の熱交換効率を向上できる。また、隣接する復水器同士の間に配置された超音波センサは、隣接する２つの復水器のいずれのリークも検出範囲に含めることができるため、超音波センサの数を少なくすることができる。

【0016】

前記リーク検出部は、前記超音波センサの測定結果を無線により通信する無線通信部と、複数の前記超音波センサのそれぞれに電池が取り付けられており、前記電池から前記超音波センサに電力を供給する電力供給部とを備えてもよい。

【0017】

この構成によれば、無線通信部によって通信用の配線を省略でき、電力供給部によって電力供給用の配線を省略することができる。従って、煩雑となる配線系を無くすか、または減らすことができるため、利便性を向上させることができる。

【0018】

前記超音波センサは、所定の周波数の疑似リーク音を発生させるスピーカを備え、前記リーク検出部は、前記超音波センサの前記スピーカから定期的に前記疑似リーク音を発生させる命令部と、前記疑似リーク音を発生させた前記超音波センサ以外の前記超音波センサで前記疑似リーク音を検出可能か否かを診断する診断部とを有する制御装置を備えてもよい。

【0019】

この構成によれば、命令部によって超音波センサのスピーカを制御して定期的に疑似リーク音を発生させ、診断部によって超音波センサが疑似リーク音を検出できるか否かを診断できる。即ち、復水器用リーク検出システムの点検を定期的に自動で行うことができる。また、疑似リーク音までの距離と検出強度から各超音波センサの感度評価を行うことができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、復水器用リーク検出システムにおいて、複数の超音波センサを好適に配置することで、復水器において複数存在する全ての接続部のリーク検出を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態に係る復水器用リーク検出システムの斜視図。

【図2】図１の復水器の部分拡大図および接続パイプの断面図。

【図3】復水器ユニットの内部を示す斜視図。

【図4】復水器の正面図。

【図5】第１実施形態の超音波センサの配置を示す模式図。

【図6】第２実施形態の超音波センサの配置を示す模式図。

【図7】第３実施形態の超音波センサの配置を示す模式図。

【図8】第４実施形態の超音波センサの配置を示す模式図。

【図9】第５実施形態の超音波センサの配置を示す模式図。

【図10】第６実施形態の超音波センサの配置を示す模式図。

【図11】第７実施形態の超音波センサの配置を示す第１模式図。

【図12】第７実施形態の超音波センサの配置を示す第２模式図。

【図13】第８実施形態の超音波センサの配置を示す模式図。

【図14】第９実施形態の超音波センサの配置を示す模式図。

【図15】第１０実施形態の超音波センサの配置を示す模式図。

【図16】第１１実施形態の超音波センサの配置を示す模式図。

【図17】制御装置のブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

【0023】

図１に示すように、復水器用リーク検出システム１は、複数の復水器１１が並べて配置された復水器ユニット１０と、リーク検出部（図１では図示せず）とを備える。復水器用リーク検出システム１は、復水器ユニット１０で発生するリークをリーク検出部によって検出するシステムである。

【0024】

復水器１１は、１つの上側パイプ（第１の管）１２と、上側パイプ１２と並行に配置された２つの下側パイプ（第２の管）１３と、これらを流体的に接続する複数の接続パイプ（接続管）１４とを備える。図１では、２つの復水器１１が並んで配置された復水器ユニット１０の一部が示されており、実際には復水器１１がさらに複数並んで配置されている。復水器ユニット１０における復水器１１の数は特に限定されず、その大きさも任意のものであり得るが、以下の各実施形態における復水器ユニット１０の大きさは、例えば長さ１６０ｍ、幅８０ｍ、および高さ４０ｍ程度である。これは、既存の復水器ユニットに対して著しく大型である。

【0025】

上側パイプ１２は、円筒状であり、３種類のパイプ１２〜１４の中で径が最も大きい。上側パイプ１２は、軸方向が概ね水平（水が流れる程度の傾斜を含む）に配置されており、３種類のパイプ１２〜１４の中で最も上方に配置されている。上側パイプ１２の内部には、後述するように、高温の水蒸気が軸方向に流れる。上側パイプ１２の材質は、特に限定されないが、高温の水蒸気に耐え得る材質であることが好ましく、例えば鋼鉄製であってもよい。

【0026】

下側パイプ１３は、円筒状であり、３種類のパイプ１２〜１４の中で上側パイプ１２に次いで径が大きい。下側パイプ１３は、上側パイプ１２と並行に配置されており、３種類のパイプ１２〜１４の中で最も下方に配置され、２つの下側パイプ１３は概ね同じ高さに位置している。下側パイプ１３の内部には、後述するように、液体状の水が軸方向に流れる。下側パイプ１３の材質は、特に限定されないが、例えば上側パイプ１２と同じ鋼鉄製であってもよい。

【0027】

図２に併せて示すように、接続パイプ１４は、上側パイプ１２および下側パイプ１３の軸方向に直交して配置され、上側パイプ１２と下側パイプ１３とを流体的に接続している。上側パイプ１２と接続パイプ１４との接続部１５および下側パイプ１３と接続パイプ１４との接続部１５はそれぞれ溶接されている。接続パイプ１４には、放熱性能を向上させる観点から複数の板状のフィン１４ａが取り付けられている。図２中の右側には、二点鎖線円内に接続パイプ１４の断面図が示されている。接続パイプ１４の断面形状は長円形であり、フィン１４ａは平面視において長方形状である。接続パイプ１４は、上側パイプ１２から下側パイプ１３へと水蒸気（水）を流す役割を有しているとともに、接続パイプ１４内を流れる水蒸気（水）を大気と熱交換させて冷却する役割を有している。そのため、接続パイプ１４およびフィン１４ａの材質は、放熱性能の高い金属であることが好ましく、例えばアルミニウム合金であってもよい。また、接続部１５を溶接する観点から、接続パイプ１４の材質は、上側パイプ１２および下側パイプ１３と同じであってもよい。

【0028】

図３に示すように、上側パイプ１２および下側パイプ１３は、三角柱状の骨格を構成する骨格台１６に固定されている。骨格台１６は、脚部材１６ａによって床面から所定の高さに固定されている。図３では、概念的に破断線を入れ、復水器ユニット１０の内部（下方）が見えるようにされている。復水器ユニット１０の内部（下方）を見ると、骨格台１６の下方の床面には、複数の軸流式のファン１７が埋め込まれている。

【0029】

図４に示すように、ファン１７を駆動して復水器ユニット１０に向かって送風することで、複数の放熱用のフィン１４ａの間を空気が通過する（図中の複数の矢印参照）。そのため、ファン１７によって、接続パイプ１４外の空気と、接続パイプ１４内の水蒸気との間での熱交換が促進される。

【0030】

図１から図４を参照して、復水器ユニット１０内を流れる水蒸気（水）の一連の流れを説明する。

【0031】

復水器ユニット１０は蒸気タービンおよびボイラなどを含む図示しない熱源装置と流体的に接続されており、復水器ユニット１０には蒸気タービンで作用をなした後の水蒸気が送られてくる。復水器ユニット１０は、この熱源装置から送られてきた水蒸気を各復水器１１内で大気と熱交換させることによって冷却し、凝縮させる機能を有している。詳細には、復水器１１の上側パイプ１２が、この熱源装置と流体的に接続されており、この熱源装置から送られてきた高温の水蒸気が上側パイプ１２内に流入する。上側パイプ１２内に流入した高温の水蒸気は、上側パイプ１２内を流れ、接続部１５を介して接続パイプ１４に流入する。接続パイプ１４に流入した高温の水蒸気は、接続パイプ１４内にて大気と熱交換することで冷却され、凝縮し、液体の水となる。この水は、接続パイプ１４から接続部１５を介して下側パイプ１３内に流入する。下側パイプ１３内に流入した水は、下側パイプ１３内を流れる。下側パイプ１３は上記熱源装置と流体的に接続されており、下側パイプ１３内を流れる水は熱源装置に送られる。そして、熱源装置のボイラにて加熱され、蒸気タービンで作用をなした後、再び上側パイプ１２に流入する。このように、復水器ユニット１０内を流れる水蒸気（水）は、循環使用に供されていてもよい。

【0032】

復水器ユニット１０で使用される水蒸気が循環使用に供されていると、復水器ユニット１０の付近に水源を要することがない。従って、復水器ユニット１０を河川、湖、または海などの水源付近に設置する必要がなく、それらから離れた山間地域などにも設置できる。

【0033】

また、図５から図１７を参照して、以下の各実施形態にて説明するように、復水器用リーク検出システム１は、上記の復水器ユニット１０における接続部１５での水蒸気および空気などの流体のリークをリーク検出部２０によって検出している。

【0034】

リーク検出部２０は、複数の超音波センサ２１と、検出結果を表示するモニタ２２（例えば図１７にて概念的に例示）とを有している。複数の超音波センサ２１は、接続部１５の全てを検出範囲に含むように配置されている。また、モニタ２２に代えて、警報器２２（例えば図１７にて概念的に例示）を備え、警報を発することでリークを検出したことをユーザに知らせてもよい。

【0035】

超音波センサ２１は、所定の検出範囲内の流体のリーク音を超音波ノイズとして検出するセンサであり、このセンサには市販のものを使用可能であり、例えば、ＵＥ Ｓｙｓｔｅｍｓ社のＵＬＴＲＡＰＲＯＶＥ（登録商標）３０００を使用可能である。本実施形態では、一般にリーク音として発せられる超音波ノイズの周波数約４０ｋＨｚを検出するセンサを使用している。ただし、検出する周波数は特に限定されず、復水器ユニット１０の構造等に基づいて２０〜１００ｋＨｚ程度の間で変更され得る。

【0036】

（第１実施形態）
図５は、第１実施形態の超音波センサ２１の配置を模式的に示している。第１実施形態では、超音波センサ２１として、等方性センサ２１ａを使用している。等方性センサ２１ａは、指向性を有しておらず、全方向に等しい検出範囲を有している（図５の破線円参照）。等方性センサ２１ａは、上側パイプ１２および下側パイプ１３上に、上側パイプ１２および下側パイプ１３に沿って等間隔に配置されている。さらに言えば、各等方性センサ２１ａは、検出範囲を重複させて配置されている。

【0037】

図５では、図を明瞭にするため、接続部１５（図１等参照）の図示が省略されているが、実際は上側パイプ１２および下側パイプ１３に沿って複数存在している。これは以降の実施形態における超音波センサ２１の配置を示す模式図についても同様である。このような接続部１５の配置に対し、各等方性センサ２１ａを、検出範囲を重複させて配置しているため、即ち接続部１５の全てを検出範囲に含むように複数の超音波センサ２１を配置しているため、接続部１５のリークを確実に検出できる。なお、本実施形態では、等方性センサ２１ａを等間隔に配置しているが、必ずしも等間隔である必要はない。これは以降の実施形態においても同様である。

【0038】

本実施形態によれば、図１および図５を参照して、接続部１５の全てを検出範囲に含むように複数の超音波センサ２１を配置することで、接続部１５のリークを確実に検出している。特に復水器１１においては、接続部１５にてリークが発生し易く、リーク孔も通常目視では発見できないほど小さい。例えば、本実施形態では、リーク孔の大きさは、直径０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度である。そのため、溶接個所が複数かつ広範囲に及ぶ場合、リークを検出することは一般に容易ではない。しかし、上記のようにリーク音を超音波ノイズとして検出する超音波センサ２１を使用することで所定範囲内のリークを容易に検出できる。そして、この超音波センサ２１が接続部１５の全てを検出範囲に含むように配置されていることで、復水器ユニット１０全体にて漏れなくリークを検出できる。さらに言えば、復水器用リーク検出システム１は、超音波センサ２１を手動で走査させる必要がない設置型であるため、リークを自動的に検出できる。そのため、この復水器用リーク検出システム１は、大型の復水器ユニット１０を対象とすると一層有効である。また、水蒸気のリークによって循環する水蒸気量（水量）が減少する前に迅速にリークを検出できる。

【0039】

（第２実施形態）
図６に示すように、第２実施形態では、超音波センサ２１として、指向性センサ２１ｂを使用している。指向性センサ２１ｂは、特定の方向に高い指向性を有しており、即ち特定の方向に感度が高く等方性センサ２１ａ（図５参照）よりも長い検出範囲を有しており、それ以外の方向に等方性センサ２１ａ（図５参照）よりも短い検出範囲を有している（図５の破線三角形参照）。指向性センサ２１ｂは、上側パイプ１２および下側パイプ１３に沿って等間隔に配置されている。さらに言えば、各等方性センサ２１ａは、前記接続部が並ぶ前記軸方向に高い指向性を有するように配置され、検出範囲を重複させて配置されている。

【0040】

本実施形態によれば、接続部１５は上側パイプ１２上または下側パイプ１３上に直線状に点在するため、この直線方向（管軸方向）に向けて検出範囲の長い指向性センサ２１ｂを配置することで、配置効率を向上でき、即ち設置するセンサ数を少なくすることができる。

【0041】

（第３実施形態）
図７に示すように、第３実施形態では、超音波センサ２１として、等方性センサ２１ａと指向性センサ２１ｂとを使用している。各指向性センサ２１ｂの配置は、第２実施形態（図６参照）と同じである。第３実施形態では、第２実施形態の指向性センサ２１ｂの配置に加えて、等方性センサ２１ａが、指向性センサ２１ｂと近接するように配置されている。ここで、「近接する」とは、位置が重複する場合をも含む。

【0042】

本実施形態によれば、等方性センサを指向性センサに近接させて取り付け、等方性センサによって指向性センサの取り付け位置付近のリークを検出することで、リーク検出の精度を向上できる。例えば、図７中の斜線領域は、等方性センサ２１ａによって拡張された検出領域を示している。この斜線領域のように、等方性センサ２１ａによって指向性センサ２１ｂの付近の検出領域を拡張し、リーク検出を一層確実にしている。

【0043】

なお、等方性センサ２１ａと指向性センサ２１ｂとを組み合わせた配置は、本実施形態のものに限定されない。特に、等方性センサ２１ａの検出範囲と指向性センサ２１ｂの検出範囲との組み合わせによって、接続部１５全体を検出範囲に含める配置を様々に採用することができるため、いずれかを単独で用いる場合よりも超音波センサ２１の設置の自由度を向上できる。

【0044】

（第４実施形態）
図８に示すように、第４実施形態では、超音波センサ２１として、指向性センサ２１ｂを使用している。指向性センサ２１ｂは、上側パイプ１２および下側パイプ１３に沿って等間隔に配置されている。この配置間隔は、第１から第３実施形態と比べると広い。また、指向性センサ２１ｂは、図示しない回転機構によって同じ位置で回転駆動される。即ち、指向性センサ２１ｂは、回転によって指向する検出方向を変更できる。指向性センサ２１ｂは、回転によって拡張された各指向性センサ２１ｂの検出範囲が重複するように配置されている。回転は、リーク検出の精度に影響を与えない程度の速度で、かつ、一定速度であってもよい。また、所定のタイミングで一定時間回転を停止して所定の方向のリークを精度よく検出してもよい。例えば、上側パイプ１２および下側パイプ１３の軸方向に指向方向が向いたときに回転を停止し、軸方向のリークを精度よく検出してもよい。

【0045】

本実施形態によれば、指向性センサ２１ｂを回転させることによって、指向性センサ２１ｂの検出領域を拡張することができ、指向性センサ２１ｂの数を少なくすることができる。例えば、上側パイプ１２上または下側パイプ１３上において、１８０度検出方向を定期的に変更することで管軸方向の両方向の検出を行うことができる。即ち、指向性センサ２１ｂの検出範囲を２倍にすることができるため、指向性センサ２１ｂの数を半分にすることができる。

【0046】

（第５実施形態）
図９に示すように、第５実施形態では、超音波センサ２１として、等方性センサ２１ａと指向性センサ２１ｂとを使用している。各指向性センサ２１ｂの配置は、第４実施形態（図８参照）と同じである。第５実施形態では、第４実施形態の指向性センサ２１ｂの配置に加えて、等方性センサ２１ａが、指向性センサ２１ｂと近接して配置されている。

【0047】

本実施形態によれば、等方性センサ２１ａを指向性センサ２１ｂと近接させて取り付け、等方性センサ２１ａによって指向性センサ２１ｂの取り付け位置付近のリークを検出することで、リーク検出の精度を向上できる。例えば、図９中の斜線領域は、等方性センサ２１ａによって拡張された検出領域を示している。この斜線領域のように、等方性センサ２１ａによって指向性センサ２１ｂの付近の検出領域を拡張し、リーク検出を一層確実にしている。

【0048】

（第６実施形態）
図１０に示すように、第６実施形態では、超音波センサ２１として、等方性センサ２１ａと指向性センサ２１ｂとを使用している。等方性センサは、上側パイプ１２上に等間隔に配置されており、この配置は第１実施形態と同じである。また、上側パイプ１２上には指向性センサ２１ｂも等間隔に配置されている。図１０の例では、指向性センサ２１ｂと等方性センサ２１ａとの位置は一致している。指向性センサ２１ｂは、全て下側パイプ１３に向けられており、下側パイプ１３上において検出範囲が重複するように配置されている。なお、本実施形態において、上側パイプ１２と下側パイプ１３との関係は反対であってもよい。即ち、下側パイプ１３上に等方性センサ２１ａおよび指向性センサ２１ｂが配置され、指向性センサ２１ｂが上側パイプ１２に向かって取り付けられていてもよい。さらに言えば、本実施形態では、上側パイプ１２と下側パイプ１３との関係を例に説明したが、下側パイプ１３同士の関係にも本実施形態の配置は適用可能である。

【0049】

本実施形態によれば、複数のパイプ１２，１３間の関係において等方性センサ２１ａと指向性センサ２１ｂとを好適に配置することができる。本実施形態のように、特に指向性センサ２１ｂは検出範囲が長いため取り付けられたパイプ以外のパイプのリークを検出することもできる。

【0050】

（第７実施形態）
図１１に示すように、第７実施形態では、超音波センサ２１として、指向性センサ２１ｂを使用している。指向性センサ２１ｂは、上側パイプ１２上および下側パイプ上に等間隔に配置されている。上側パイプ１２上の指向性センサ２１ｂは、全て下側パイプ１３に向けられており、下側パイプ１３上において検出範囲が重複するように配置されている。下側パイプ１３上の指向性センサ２１ｂは、全て上側パイプ１２に向けられており、上側パイプ１２上において検出範囲が重複するように配置されている。本実施形態では、上側パイプ１２と下側パイプ１３との関係を例に説明したが、下側パイプ１３同士の関係にも本実施形態の配置は適用可能である。本実施形態の配置を正面から見た図が図１２である。図中の破線矢印は指向性センサ２１ｂの指向方向を示している。

【0051】

本実施形態によれば、複数のパイプ１２，１３間の関係において指向性センサ２１ｂを好適に配置することができる。本実施形態のように、指向性センサ２１ｂは取り付けられたパイプ以外のパイプのリークを検出することもできるため、指向性センサ２１ｂのみによって複数のパイプ１２，１３におけるリークを検出することもできる。

【0052】

（第８実施形態）
図１３に示すように、第８実施形態では、超音波センサ２１として、指向性センサ２１ｂを使用している。指向性センサ２１ｂの配置は概ね第７実施形態と同じであるが、本実施形態では、隣接する下側パイプ１３上に取り付けられた指向性センサ２１ｂ（図１２の２点鎖線楕円参照）が隣接する復水器１１同士の間に配置された指向性センサ２１ｂに置換されている。隣接する復水器１１同士の間に配置された指向性センサ２１ｂは、図示しない回転装置によって指向方向が定期的に変更される。即ち、隣接する復水器１１同士の間に配置された指向性センサ２１ｂは、隣接する復水器１１の各上側パイプ１２に定期的に向けられる。

【0053】

本実施形態によれば、隣接する復水器１１同士の間に配置された指向性センサ２１ｂは、隣接する２つの復水器１１のいずれの上側パイプ１２上の接続部１５のリークも検出範囲に含めることができるため、指向性センサ２１ｂの数を少なくすることができる。

【0054】

（第９実施形態）
図１４に示すように、第９実施形態では、超音波センサ２１として、指向性センサ２１ｂを使用している。指向性センサ２１ｂの配置は概ね第８実施形態と同じであるが、本実施形態では、隣接する復水器１１同士の間の指向性センサ２１ｂを、隣接する復水器１１の２つの上側パイプ１２と２つの下側パイプ１３とから等距離に配置している。これらの間に配置された指向性センサ２１ｂは、図示しない回転装置によって隣接する復水器１１の各上側パイプ１２と各下側パイプ１３とに定期的に向けられる。ただし、隣接する復水器１１同士の間の指向性センサ２１ｂは、必ずしも隣接する復水器１１の２つの上側パイプ１２と２つの下側パイプ１３とから等距離に配置されている必要はなく、２つの上側パイプ１２上の接続部１５と２つの下側パイプ１３上の接続部とを検出範囲に含めることができる配置であればよい。

【0055】

本実施形態によれば、隣接する復水器１１同士の間に配置された指向性センサは、隣接する２つの復水器１１のいずれの上側パイプ１２上の接続部１５と下側パイプ１３上の接続部１５とのリークも検出範囲に含めることができるため、指向性センサ２１ｂの数を少なくすることができる。

【0056】

（第１０実施形態）
図１５に示すように、第１０実施形態では、超音波センサ２１の構成および配置は、第２実施形態と同じである。これに加えて、リーク検出部２０は、超音波センサ２１の測定結果を無線により通信する無線通信部２３と、複数の超音波センサ２１のそれぞれに電池２４ａが取り付けられており、電池２４ａから超音波センサ２１に電力を供給する電力供給部２４とを備える。無線通信部２３は、各超音波センサ２１に取り付けられた送信機２３ａから構成される。送信機２３ａは、ＰＣサーバ等の基地局に情報を送信する。

【0057】

本実施形態によれば、無線通信部２３によって通信用の配線を省略でき、電力供給部２４によって電力供給用の配線を省略することができる。従って、煩雑となる配線系を無くすか、または減らすことができるため、利便性を向上させることができる。また、無線通信によってリークを検出した情報を集約することで、いずれの超音波センサ２１にてリークを検出したかを容易に把握できるため、リークの概ねの位置を特定できる。また、超音波センサ２１への供給電力を電池に依存することで、システムの設置作業を容易にできる。好ましくは、電池には二次電池または太陽電池等の交換不要型のものを用いる。なお、ここで説明した第１０実施形態では、超音波センサ２１の構成および配置は、第２実施形態と同じであるが、これに限定されず、任意の配置であり得る。

【0058】

（第１１実施形態）
図１６に示すように、第１１実施形態では、超音波センサ２１の構成および配置は、第２実施形態と同じである。これに加えて、超音波センサ２１は、所定の周波数（本実施形態では４０ｋＨｚ）の疑似リーク音を発生させるスピーカ２１ｃをそれぞれ備える。また、図１７に示すように、リーク検出部２０は、超音波センサ２１のスピーカ２１ｃから定期的に疑似リーク音を発生させる命令部２５ａと、疑似リーク音を発生させた超音波センサ２１以外の超音波センサ２１で疑似リーク音を検出可能か否かを診断する診断部２５ｂとを有する制御装置３０を備える。疑似リーク音を発生させたにも拘らずリーク音を検出できないときは、診断部２５ｂによって異常があると診断され、モニタ２２などに診断情報を表示するか、または警報器２２を作動させる。

【0059】

本実施形態によれば、命令部２５ａによって超音波センサ２１のスピーカ２１ｃを制御して定期的に疑似リーク音を発生させ、診断部２５ｂによって超音波センサ２１が疑似リーク音を検出できるか否かを診断できる。即ち、復水器用リーク検出システム１の点検を定期的に自動で行うことができる。また、疑似リーク音までの距離と検出強度から各超音波センサ２１の感度評価を行うことができる。なお、ここで説明した第１１実施形態では、超音波センサ２１の構成および配置は、第２実施形態と同じであるが、これに限定されず、任意の配置であり得る。

【0060】

以上より、本発明の具体的な実施形態やその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、個々の実施形態の内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。

【符号の説明】

【0061】

１ 復水器用リーク検出システム
１０ 復水器ユニット
１１ 復水器
１２ 上側パイプ（第１の管）
１３ 下側パイプ（第２の管）
１４ 接続パイプ（接続管）
１４ａ フィン
１５ 接続部
１６ 骨格台
１６ａ 脚部材
１７ ファン
２０ リーク検出部
２１ 超音波センサ
２１ａ 等方性センサ
２１ｂ 指向性センサ
２１ｃ スピーカ
２２ モニタ，警報器
２３ 無線通信部
２３ａ 送信機
２４ 電力供給部
２４ａ 電池
２５ 制御装置
２５ａ 命令部
２５ｂ 診断部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】