(57)【要約】【課題】例えば復水器の海水リーク等の液漏れを高感度で安定して検出することが可能となる液質センサ及び液質センサの固着構造を提供する。【解決手段】本発明の液質検出センサは、溶液中の液質の変化を検出する一対の導体からなる液漏れ検出センサであって、軸方向に連続して形成され、略Ｖ字状の開口を有する第１溝部１１と、該第１溝部１１に沿って連通して形成してなる第２溝部１２とを有する絶縁体１３と、前記第２溝部１２に埋められる芯状の中心導体１４と、該中心導体１４を押さえると共に、前記第１溝部１１側に埋められる押さえ部材１５と、前記押さえ部材１５で中心導体１４を押さえた状態絶縁体１３の全体を覆う外部導体１６とを有する。【選択図】        図１
2008026264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶液中の液質の変化を検出する一対の導体からなる液質センサであって、
軸方向に連続して形成され、略Ｖ字状の開口を有する第１溝部と、該第１溝部に沿って連通して形成してなる第２溝部とを有する絶縁体と、
前記第２溝部に埋められる中心導体と、
該中心導体を押さえると共に、前記第１溝部側に埋められる押さえ部材と、
前記押さえ部材で中心導体を押さえた状態で絶縁体の全体を覆う外部導体とを有する液質センサ。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１溝部と第２溝部とが、軸方向に直線状又は螺旋状に形成されていることを特徴とする液質センサ。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記中心導体がニッケル線材を撚り線としてなると共に、前記外部導体がニッケル編状線材であることを特徴とする液質センサ。
【請求項４】
溶液が貯留される溶液槽の壁面に固着する液質センサの固着構造であって、
溶液槽内の液質を検出するために所定間隔を有して層内に配設された請求項１乃至３の何れか一つの液質センサと、
前記液質センサの端部に設けられた固着用プラグと、
前記溶液槽の外部側から機密性を有しつつ設けられ、前記固着用プラグを接続してなる固着アダプタとを有することを特徴とする液質センサの固着構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電設備の復水器等、例えば海水が流れる機器からの液漏れ等の液質の変化を検出する液質センサ及び液質センサの固着構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電設備等においては、ボイラで発生した蒸気を復水器で冷却凝縮させ、ボイラ水（純水）として循環使用している。ここで、復水器内ボイラ蒸気を冷却する冷却管が設けられ、該冷却管には冷却用の海水が流れているが、該冷却管に亀裂等が生じると、そこから海水が液漏れし、凝縮したボイラ凝縮水に混入し、該凝縮水に塩分が混じって各種配管等を腐食させることになる。そこで、復水器からの海水の液漏れをチェックすべく、各種の海水漏洩検出装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、上記した従来技術の場合、復水器下部に凝縮したボイラ水を採取して液分析を行うため、リークした海水がボイラ水で大幅に希釈され、その分検出感度が低下するという問題がある。又、実際の海水リークは復水器の一部が亀裂して生じるが、上記技術の場合、復水器のどの場所がリークしているかを特定することができず、対応に時間がかかるという、問題がある。
【０００４】
そこで、本出願人は、図１０に示すような漏れ検出装置を先に提案した（特許文献２）。図１０に示すように、従来の漏れ検出装置は、液漏れ検出の対象機器２００の下方に設置され、一の方向に平行な第１方向と、該一の方向と交差する第２方向とに配置されて互いに離間する多数の金属線２Ａ〜２Ｈ、３Ａ、３Ｂと、第１方向のいずれかの金属線と第２方向のいずれかの金属線との間の電気伝導度とが大きくなったとき、そのときの各金属線の交差した位置を対象機器の漏れ位置と特定する漏れ位置特定手段２０１とを備えたものである（特許文献２の図１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４１５９６号公報
【特許文献２】特開２００４−１４４７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２にかかる漏れ検出装置は、漏れ検出対象機器の下方に設置され、海水と凝縮水とが落下してくる際の電気伝導率の差による電極間の抵抗の変化を検出しようとしている。この方法では、滴下する水が電極間に入る場合とそうでない場合（空間又は水蒸気が電極間に存在する場合）の電極間の電気的特性の変化に比べて、水で希釈された海水の混入による電気的特性の変化が小さい点、及び滴下する海水を検出するには、センサを面状に、しかも非常に密に張り巡らす必要があり、飛散する海水を容易に検出することができない、という問題がある。
【０００７】
そこで、飛散する海水を検出可能とするために、図９に示すように、落下水の回収槽中に、一対の中心電極３０１、外部導体３０２とこれらを絶縁体３０３で絶縁し、該絶縁体３０３にＶ溝３０４を設けて、中心導体３０１の一部を露出させた液漏れ検出センサ３００を開発し、例えばＴＤＲ（Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｏｒｙ）装置（図示せず）により一対の導体間の抵抗を計測することを提案した（特願２００５−５４９１０、平成１７年２月２８日出願）。
【０００８】
しかしながら、絶縁体３０３に露出部３０５を有する連続した液漏れ検出センサ３００の長尺物を形成する際、絶縁体３０３に露出部３０５を設けるようにするので、中心に位置する中心導体３０１を上手く収納することができず、飛び出てしまう、という問題がある。これは、製造時及び使用時の両方において問題となり、適格な測定ができないという、問題がある。
このため、復水器のような広範囲な部分の海水の微小な液漏れを精度よく検出することが困難である、という問題がある。
【０００９】
本発明は、前記問題に鑑み、例えば復水器の海水リーク等の液漏れを高感度で安定して検出することが可能となる液質センサ及び液質センサの固着構造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】
【００１０】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、溶液中の液質の変化を検出する一対の導体からなる液質センサであって、軸方向に連続して形成され、略Ｖ字状の開口を有する第１溝部と、該第１溝部に沿って連通して形成してなる第２溝部とを有する絶縁体と、前記第２溝部に埋められる中心導体と、該中心導体を押さえると共に、前記第１溝部側に埋められる押さえ部材と、前記押さえ部材で中心導体を押さえた状態で絶縁体の全体を覆う外部導体とを有する液質センサにある。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記第１溝部と第２溝部とが、軸方向に直線状又は螺旋状に形成されていることを特徴とする液質センサにある。
【００１２】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記中心導体がニッケル線材を撚り線としてなると共に、前記外部導体がニッケル編状線材であることを特徴とする液質センサにある。
【００１３】
第４の発明は、溶液が貯留される溶液槽の壁面に固着する液質センサの固着構造であって、溶液槽内の液質を検出するために所定間隔を有して層内に配設された請求項１乃至３の何れか一つの液質センサと、前記液質センサの端部に設けられた固着用プラグと、前記溶液槽の外部側から機密性を有しつつ設けられ、前記固着用プラグを接続してなる固着アダプタとを有することを特徴とする液質センサの固着構造にある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、中心導体を確実に設置することができ、液質の変化を広範囲に亙って確実に検出でき、例えば復水器の海水リークを高感度で安定して検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１６】
本発明による実施例１に係る液質センサについて、図面を参照して説明する。
以下、本実施例では、液質センサとして液漏れ検出センサを一例として説明する。
図１は、実施例１に係る液質センサの一具体例である液漏れ検出センサの断面図である。
図１に示すように、本実施例にかかる液漏れ検出センサ１０は、溶液中の液質の変化を検出する一対の導体からなる液漏れ検出センサであって、軸方向に連続して形成され、略Ｖ字状の開口を有する第１溝部１１と、該第１溝部１１に沿って連通して形成してなる第２溝部１２とを有する絶縁体１３と、前記第２溝部１２に埋められる芯状の中心導体１４と、該中心導体１４を押さえると共に、前記第１溝部１１側に埋められる押さえ部材１５と、前記押さえ部材（例えば線材１５ａ〜１５ｄからなる撚り線）１５で中心導体１４を押さえた状態で絶縁体１３の全体を覆う外部導体１６とを有するものである。
【００１７】
本発明では、中心導体１４を設置する第２溝部１２と、前記中心導体１４を押さえるための押さえ部材１５を設置する第１溝部１１とを二段構成としており、この二段構成の溝の第１溝部１１に押さえ部材１５を設置し、この状態で外部導体１６により全体を覆うようにすることで、中心導体１４の絶縁体１３からの飛出しの防止を行なうようにしている。
【００１８】
ここで、本発明で液質変化とは、例えば液質センサが浸漬されている溶液とは異なる溶液の落下及び侵入又は拡散により信号が変化するものに限定されるものではなく、例えばＸ線等の光や音等の媒体の励起作用によって、前記液質の構成要素を変化（変質又は拡散等）するようなものも含まれる。また、媒体自体が変化する等の経時的な要素の変化も含まれる。
【００１９】
ここで、前記中心導体１４は、金属線(特に純ニッケル)を使用し、複数本の線材を撚り線状にしたものとするのが好ましい。
【００２０】
また、前記絶縁体１３は、第１溝部１１と第２溝部１２との二段溝が一体に形成されたものであり、例えばポリエチレン製とするのが好ましい。
【００２１】
前記中心導体１４を第２溝部１２に入れ、はみ出さないように押さえる押さえ部材１５は、絶縁線を複数本撚りあわせたものを用いるようにしている。
【００２２】
外部導体１６は、金属線(特に純ニッケル)を網状にしたものからなり、前記絶縁体１３を介して中心導体１４から所定の位置関係を保つようにしている。
【００２３】
ここで、前記中心導体１４の直径と外部導体１６の内径との比率としては、例えば２〜５とするのが好ましい。
また、前記外部導体の直径比率としては、液漏れ検出センサ１０の全体の直径の例えば０．０１〜０．２とするのが好ましい。
また、前記絶縁体１３の誘電率（比誘電率／導体比）としては、例えば０．５〜１．５とするのが好ましい。
【００２４】
前記絶縁体１３の体積抵抗率としては、例えば１０10Ω・ｍ以上とするのが好ましい。なお、例えばポリエチレンの場合には、体積抵抗率が１０14Ω・ｍ以上が好ましい。
また、前記絶縁体１３の比透磁率としては、例えば０．５〜２とするのが好ましい。なお例えばポリエチレン等の樹脂の比透磁率としては、１程度である。
【００２５】
具体的な液漏れ検出センサ１０の一例としては、中心導体１４の太さを例えば３．５ｍｍとし、外部導体１６の太さを０．５ｍｍとし、絶縁体１３の外径を１２ｍｍとし、外部導体１６の外径を１３ｍｍとするのが好ましい。
【００２６】
また、図２に示すように、第１溝部１１及び第２溝部１２は軸に沿って直線状であってもよいし、図３に示すように、所定間隔の距離をおいて螺旋形状とするようにしてもよい。
これにより、溝の方向を変化させたい場合に施工時に方向を変化させる必要が無く、容易に施工が可能となる。
【００２７】
また、図４に示すように、ドラム２０に液漏れ検出センサ１０を巻きつける際に、製造時にケーブルの溝を施工方向、およびドラム２０からの解きだしの方向に合わせて予め設定して製作するようにしてもよい。
すなわち、液漏れ検出センサ１０がドラム２０を１回転巻きつける長さに対して溝の回転を１回転させるようにし、施工位置に対応した長さごとに溝の方向を変化させるようにしてもよい。
施工時に希望する方向を組み合わせて、溝の方向を調整しながら液漏れ検出センサ１０を製造するようにしてもよい。
【００２８】
この結果、溝の方向を特定の方向にして施工したい場合に、施工時にケーブルを捻る必要が無く、容易に施工が可能となる。
【００２９】
ここで、前記押さえ部材１５を、撚り線からなるようにしているのは、漏洩により液質の変化を瞬時に感受するように、撚り線の間から漏洩液体が侵入し易くするためである。
また、本発明では押さえ部材１５を撚り線からなるものに限定されるものではなく、図５に示すように、例えば押さえ部材１５に複数の細孔１５ａを形成し、該細孔１５ａを通過した漏洩液体を検知するようにしてもよい。
【実施例２】
【００３０】
次に、このような液漏れ検出センサを用いた液質検査装置の一例である液漏れ検出装置の一例を図６に示す。
図６に示すように、液質検査装置の一例である液漏れ検出装置７０は、前述の実施例１に係る液漏れ検出センサ１０と、前記一対の導線の間にパルス電圧を印加してから各導線の間に反射電圧が戻るまでの時間に基づいて、前記対象機器の液漏れ位置を特定する液漏れ位置特定装置７１と具備するものである。復水器１０１は複数の冷却チューブ１０１ａを有しており、該冷却チューブ１０１ａに冷却水である海水１０２が流入されている。ボイラからのスチーム１０６は、冷却チューブ１０１ａで冷却され、凝縮水１０３となり、復水器１０１の下部の回収槽で回収される。なお、前記回収槽内には液漏れ検出センサ１０が液面から所定の距離をもって浸漬されている。
【００３１】
図６において、液漏れ検出センサ１０と液漏れ位置特定装置７１とは信号線７２により連結され、検出結果を情報処理し、モニタ７３にその結果を警告として表示することになる。
この表示は、信号強度及びその信号強度から液漏れの有無とその場所等である。
【００３２】
図７は、信号線７２と回収槽内に施設された液漏れ検出センサ１０との固着構造の一例を示している。
図７に示すように、本実施例にかかる液質センサの固着構造５０は、例えば復水器の凝縮水を貯留する回収槽の壁５１に固着する液質センサの固着構造であって、回収槽内の液質を検出するために所定間隔を有して層内に配設された液漏れ検出センサ１０と、前記液漏れ検出センサ１０の端部に設けられた固着用プラグ５２と、前記回収槽の外部側から機密性を有しつつ壁５１に設けられ、前記固着用プラグ５２を接続してなる固着アダプタ５３とから構成されている。
【００３３】
前記固着アダプタ５３には複数のＯリング５４による液シールが設けられており、機密性を保持するようにしている。
そして、固着用プラグ５２の嵌合部分の第１コンタクト５２ａの凹部と中心導体１４の先端部とが接続されると共に、ナット５５の締結により外部導体１６と金属製の固着用プラグ５２とが接続され、内部と外部とが共に導通するようにしている。なお、固着用プラグ５２内部にはシール部材５６が設けられている。
【００３４】
また、固着アダプタ５３の中心部分には、第２コンタクト５３ａが設けられており、液漏れ検出センサ１０の中心導体１４と導通した第１コンタクト５２ａの先端部と第２コンタクト５３ａとの凹部とが接続されていると共に、外部導体１６側と導通する固着用プラグ５２と固着アダプタ５３とがカップリング５７を介して締結され、導通を確実となるようにしている。なお、固着アダプタ５３には、図６で示すような外部側の信号線７２が接続され、液漏れ位置特定装置７１に信号を送りここで、検出結果を情報処理して、モニタ７３にその結果を警告として表示するようにしている。
【００３５】
よって、回収槽の壁５１を貫通する際の液漏れ検出センサ１０の伝搬特性の低下がなく、しかも機密性が良好になるので、インピーダンス分布から、海水漏洩の程度、および位置を正確に特定することができる。
【００３６】
図８は、図６の液漏れ検出装置７０を使用して、海水リークの検知を模擬した場合のＴＤＲ計測試験結果を示す例である。
試験は、液漏れ検出センサ１０の約１０ｍの区間を７５０×７５０ｍｍの容器の中に渦巻状に設置し、循環する純水中に沈めておき、海水を局部的に滴下した場合においてＴＤＲ測定を行った。
【００３７】
図８に示すように、水中に浸漬した液漏れ検出センサ１０の一部分(４ｍ〜５ｍ及び７ｍ〜８ｍ)においてインピーダンスの変化が発生し、その変化が時間とともに大きくなっていることが判明した。
【００３８】
一般に復水器は、長手方向に延びる細管が一平面上でこれと直角な方向に１８０度曲げられた後、該長手方向へ折り返される構造が繰り返されたものを１ユニットとし、このユニットが上下方向に多数積層された構成になっている。そして、細管の入側から流入した冷却海水は、復水器の外側に吹き付けられるボイラ蒸気を冷却して凝縮水とし、細管の出側から流出するようになっている。前記凝縮水は下方に設置された回収槽に溜められ、その後循環水として再利用される。
【００３９】
このような複数の細管において、例えば海水腐食による漏れが発生した場合には、当該腐食箇所から海水が漏れ、回収槽に落下される。回収槽は凝縮水のみであるので、液漏れ検出センサは通常ほぼ一定の値を示しているが、海水が落下するとその落下部分のイオン濃度が変化し、この変化を電気伝導率の変化として検出することで漏れを特定することができる。
【００４０】
以上の実施例においては、液漏れ対象機器として復水器を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、液漏れと性質の異なる液中に本発明に係る液漏れ検出センサを設置し、ＴＤＲ装置においてその信号強度を計測することで漏れを的確に検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明にかかる液質センサは、液漏れを広範囲に亙って確実に検出でき、例えば復水器の海水リークを高感度で安定して検出することに用いて適している。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施例に係る液漏れ検出センサの概略図である。
【図２】本実施例に係る液漏れ検出センサの斜視図である。
【図３】本実施例に係る他の液漏れ検出センサの斜視図である。
【図４】本実施例に係る押さえ部材の斜視図である。
【図５】実施例１に係る液漏れ検出センサの断面概略図である。
【図６】実施例２に係る液漏れ検出装置の概略図である。
【図７】実施例２に係る液漏れ検出センサの固着構造を示す概略図である。
【図８】海水リークの検知を模擬した場合のＴＤＲ計測試験結果を示す図である。
【図９】液漏れ検出センサの断面図である。
【図１０】従来技術のＴＤＲ計測試験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  液漏れ検出センサ
１１  第１溝部
１２  第２溝部
１３  絶縁体
１４  中心導体
１５  押さえ部材
１６  外部導体
１０１  復水器
１０２  海水
１０３  凝縮水
【図１】
2008026264.tif 000003
【図２】
2008026264.tif 000004
【図３】
2008026264.tif 000005
【図４】
2008026264.tif 000006
【図５】
2008026264.tif 000007
【図６】
2008026264.tif 000008
【図７】
2008026264.tif 000009
【図８】
2008026264.tif 000010
【図９】
2008026264.tif 000011
【図１０】
2008026264.tif 000012