(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体上に、絶縁材料から成形されたスペーサ、内部導体、漏洩検知対象液体により膨張する膨張高分子層、外径保持手段が順次形成されてなる漏洩検知電線において、内部導体が膨張高分子層に密着しており、膨張高分子層が膨張していない状態では内部導体と中心導体は該中心導体上に取り付けられたスペーサによって空間絶縁状態を保持されているが、膨張高分子層が漏洩検知対象液体と接触して所定量膨張した際にはその内側への膨張圧力により内部導体と中心導体とが電気的に接触することを特徴とする漏液検知電線。
【請求項２】
膨張高分子層と外径保持手段との間に、漏洩検知対象液体の侵入速度を制御する高分子組成物層を更に設けたことを特徴とする請求項１記載の漏液検知電線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管等からの液体の漏洩を一本の検知線により電気的に検知する漏液検知電線に係り、特に、いずれの位置で漏洩があっても確実に検知することができるとともに、一時的な濡れに影響されず配管系の故障による漏洩のみを選択的に検知することが可能な漏液検知電線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
配管等からの漏液を電線状のセンサを使用して検知する試みが従来より数多くなされているが、代表的なものとして、２本の導体を一定間隔で平行に配置し、その間に検知対象の液体が侵入すると導体間が導通して漏液を検知する方法や、例えば、特表平３−５００８２２号公報に開示されているような、透液性の導体と透液性の絶縁体を用いて同心円状に構成し、検知対象の液体がこれらの導体及び絶縁体中に侵入した場合の電気特性の変化をＴＤＲ法（ｔｉｍｅ  ｄｏｍａｉｎ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）などによって測定し、これによって漏液を検知する方法などがある。
【０００３】
また、これらとは別の試みとして、検知対象の液体を吸収して膨張する膨潤部材を使用したものも知られている。例えば、特開平６−２４９７４３号公報には、高分子による膨潤部材を使用した応力付与部材と、光ファイバーとからなるものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、まず、２本の導体を平行に配置した構成のセンサを使用して漏液を検知する方法では、汚れの付着、結露の発生等の影響によって誤動作し易く、導体の腐食や導体線間の絶縁破壊など不可逆的な変化を起こす恐れがあった。この問題に対しては、例えば、特開平５−１８７９５５号公報などに耐腐食性導体の使用が開示されているものの、本質的な解決には何ら至っていない。また、特表平３−５００８２２号公報に開示されているようなＴＤＲ法を使用して漏液を検知する方法の場合は、光ファイバーの使用が必要となるためセンサ出力を処理する電気回路が高コストになってしまうという欠点がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような点に基づき鋭意検討を重ねた結果、誤動作が少なく、耐久性に優れるとともに、出力を処理する電気回路も単純で安価である検知電線の開発に成功した。また、検知電線の応答時間が従来よりも長いこと、及びそれを調整する手段を更に設けることにより、結露や降雨などによる一時的な濡れに影響されず、配管系の故障による漏液のような連続的な濡れのみを選択的に検知することが可能になることも見い出した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明による漏液検知電線は、中心導体上に、絶縁材料から成形されたスペーサ、内部導体、漏洩検知対象液体により膨張する膨張高分子層、外径保持手段が順次形成されてなる漏洩検知電線において、内部導体が膨張高分子層に密着しており、膨張高分子層が膨張していない状態では内部導体と中心導体は該中心導体上に取り付けられたスペーサによって空間絶縁状態を保持されているが、膨張高分子層が漏洩検知対象液体と接触して所定量膨張した際にはその内側への膨張圧力により内部導体と中心導体とが電気的に接触することを特徴とするものである。この際、膨張高分子層と外径保持手段との間に、漏洩検知対象液体の侵入速度を制御する高分子組成物層を更に設けることが考えられる。
以上
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において、中心導体としては、銅、銅合金、ニッケル、鉄、アルミニウム、ステンレス、ニッケルクロム合金、更に、これらの金属にスズ、銀、ニッケル等の表面処理を施したものなどからなる金属細線の単線、撚り線など通常の導体または抵抗線が使用される。
【０００９】
スペーサは、絶縁材料から構成される。例えば、従来公知のゴム材料や樹脂材料からなり所定の断面形状を備える押出紐、従来公知の繊維の撚り糸などが挙げられる。これらは、縦添え、編組または横巻することによって中心導体上に取り付けられるが、この際、スペーサが中心導体を完全に覆わないようにする必要がある。好ましくは、導体表面の５０％以上９５％以下の部分が露出するように設計する。中心導体の露出部が５０％未満では、膨張高分子層が漏洩検知対象液体と接触して膨張しても、内部導体と充分な電気的接触状態を得ることができない恐れがある。一方、中心導体の露出部が９５％を超えると、スペーサによる空間絶縁保持能力が低下してしまう。
【００１０】
内部導体は、金属フィルム、金属線状体などの金属材料から構成される。金属フィルムを使用する場合は、高分子接着層を通じて膨張高分子層に密着させることが好ましく、また、金属線状体を使用する場合は、膨張高分子層に接着層を介してまたは介さずに埋め込むことが好ましい。この内部導体は、漏洩検知対象液体を吸収して膨潤した膨張高分子層に比べて十分抵抗が低いことが、漏液位置を検知するうえで好ましい。そのため、金属材料としては、銅、スズメッキ銅、ニッケルメッキ銅、銀メッキ銅及び小量の第二成分を含む銅合金からなるものなどが好ましく用いられる。
【００１１】
漏洩検知対象液体との接触により膨張する膨張高分子層は、その高分子自体が膨張する性質を有するものでも良いし、高分子中に膨張する粒子を混合したものであっても良い。このような高分子材料は従来より様々なものが公知となっているので、それらを用いれば良い。例えば、漏洩検知対象液体が水である場合、高分子自体が膨張する性質を有するものとしては、架橋ポリビニルアルコール系があり、特に押出可能なものとして市販されているものが挙げられる。また膨張する粒子を含んだものとしては、アクリル酸系ヒドロゲルの乾燥粒子を含んだ各種ゴム、プラスチックが挙げられる。漏洩検知対象液体がその他の燃料物質（例えば、炭化水素）、薬品類の場合には、それぞれの物質に溶解するポリマーを架橋したものなどが単独、または混合物で用いられるか、または粉末に加工された後、任意の高分子に混合された態様で用いられる。
【００１２】
膨張高分子層の厚さ、種類及び漏洩検知対象液体の飽和膨張度は、本発明によって得られる漏洩検知電線の構造、感度、快復の迅速性などを考慮して任意に設定する。例えば、中心導体と内部導体の空間絶縁距離が大きめで、しかも、速めの検知を必要とするときは、膨張高分子層を厚めに、飽和膨張度を大きめに設定することが好ましい。逆の場合は膨張高分子層を薄めに、飽和膨張度を小さめに設定することが好ましい。
【００１３】
膨張高分子層上には、外径保持手段が近接した状態で設けられる。外径保持手段は、通常は外側に向かって膨張しようとする膨張高分子層を内側に向かって膨張させるとともに、外傷等から膨張高分子層を保護するためのものである。構成材料としては、漏洩検知対象液体を透過する性質を有するものであれば良く、特に限定されない。例えば、金属等の高強度線の編組によるもの、金属等の高抗張力帯の横巻によるものなどが挙げられる。
【００１４】
本発明においては、感度の調整を容易にするために、膨張高分子層と外径保持手段との間に、漏洩検知対象液体の侵入速度を制御する高分子組成物層を更に設けても良い。構成材料は、従来公知の高分子材料の中から、膨張は小さいものの漏洩検知対象液体を容易に透過する性質を有するものを適宜に選択して使用する。例えば、漏洩検知対象液体が水である場合は、好ましくは、ポリアミド６、ポリアミド６６等の脂肪族ポリアミド樹脂を選択し、膨張高分子層上に連続して被覆形成する。また、漏洩検知対象液体が石油系の液体である場合は、好ましくは、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂を選択し、膨張高分子層上に連続して被覆形成する。
【００１５】
【実施例】
以下に実施例を示し本発明の内容を更に詳細に説明する。
【００１６】
実施例１
まず、断面積０．５ｍｍ２のニッケルメッキ軟銅線からなる中心導体の周上に、スペーサとして直径１ｍｍの半円の断面を有するポリエステルエラストマーからなる押出紐を中心導体表面が略７５％露出するように横巻し、同時に熱処理を施して押出紐にスパイラル状の癖を付け、両者を一体化させた。次に、市販の軟質塩化ビニルコンパウンド１００重量部に対して１５重量部の微紛状ビニルアルコール−アクリル酸共重合体ゲルを混合してなる膨張高分子層を１ｍｍの厚さで押し出す際に、塩化ビニル用接着剤が塗布された幅１５ｍｍの複合フィルム（ポリエステルフィルム２５μｍ、ニッケルメッキ銅箔２０μｍ）からなる内部導体をニッケルメッキ銅箔層を内側にして縦添えし、内部導体と膨張高分子層を同時に形成した。最後に、０．２ｍｍφのＳＵＳ３０４素線を４本引き揃えたものを２０打ちのブレーダーを用いて編組し、外径保持手段を形成した。
【００１７】
このようにして製造された漏液検知電線の片方の末端を処理して中心導体と内部導体を引き出し、以下の条件下で両者間の抵抗値を測定して特性の評価を行った。まず、一時的な濡れに対する試験として、検知電線を１０分間水槽に浸した後、引き上げ８時間抵抗値の経過を観察した。８時間経過後も抵抗値は無限大を示したままであり、何ら検知を行わなかった。次に、連続的な濡れに対する試験として、検知電線を水槽に継続的に浸しながら抵抗値の経過を観察した。４時間経過した時点で抵抗値は２１Ωを示し、水の存在を検知した。
【００１８】
実施例２
実施例１において、膨張高分子層を形成した後、連続してポリアミド６を０．１５ｍｍの厚さで押し出して高分子組成物層を形成した。次に、実施例１と同様に外径保持手段を形成し漏液検知電線とした。このようにして得られた漏液検知電線についても実施例１と同様の方法で評価を行った。その結果、一時的な濡れに対する試験では、抵抗値は無限大を示したままであったが、連続的な濡れに対する試験では、実施例１の検知電線よりも６時間遅い１０時間後に抵抗値が２１Ωを示し、水の存在を検知した。
【００１９】
本実施例では更に、実施例１の検知電線と実施例２の検知電線に対して更なる評価を行った。両者を湿潤した土中に埋設して、片方の試験では次第に土が乾燥してくるように水分の供給を行わず、もう片方の試験では湿潤状態が継続するように適宜に水分を供給して合計３日間状況を観察した。その結果、前者の試験では、実施例１の検知電線が６時間後に動作したが、実施例２の検知電線は期間中全く動作しなかった。後者の試験では、実施例１の検知電線が６時間後、実施例２の検知電線が１４時間後にそれぞれ動作した。
【００２０】
これらの試験結果により、実施例２のような高分子組成物層を更に設けることにより、結露、降雨等による一時的な濡れに対する検知電線の誤動作を防ぐように感度を容易に調整できることが判る。
【００２１】
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。上記実施例では、漏洩検知対象液体を水としたため、膨張高分子層の構成材料として、塩化ビニルとハイドロゲルとの組成物を使用したが、漏洩検知対象液体を炭化水素などの燃料物質や各種の薬品類とする場合には、これらと接触して膨張する材料を適宜に選択して使用すれば上記実施例と全く同様の作用効果が得られるものである。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、局部的な漏液を確実に検知することができるとともに、従来の検知電線（例えば、２本の導体間に液体が存在することを電気的に検知する構成のもの）では不可能であった緩慢な検知をも可能な漏液検知電線を得ることができた。このような特徴的な顕著な効果を備えた検知電線であれば、一時的な漏液と連続的な漏液とを確実に区別することができるため、誤動作が発生せず極めて信頼性の高いものとなる。従って、例えば、土中に埋設された上下水道管や建物にビルトインされた上下水道管に並行して設置することにより、一時的な、降雨であるとか、結露による水分の付着には反応せず、配管の故障による漏液の場合のような局部的で、かつ連続した漏液のみ選択的に検知することが可能である。
【００２２】
上下水道管のみをとってみても、毎年漏液による上水道のロスは膨大な量に及ぶが、漏液位置の検知は音による作業員の判定に頼らなくてはならない現状で、膨大な長さの配管の漏液をくまなく検知し、修理することは不可能であった。下水についても、漏液による建物の劣化促進などの問題があり、管理に大変なコストを掛けていた。
【００２３】
しかしながら、本発明の検知電線を使用すれば、配管の全長の管理が極めて容易になることから、絶大な経済効果が得られると思われる。また、一時的な漏液と連続的な漏液の両方を検知できる従来の検知電線と本発明の漏液検知電線を並行して敷設すれば、漏液がいずれの位置で発生したとしても、確実に検知することができるため更に有用なものとなる。