漏水防止装置
【課題】 ドリンクサーバーなどに供給される水道水の流量によらず漏水を防止することができる漏水防止装置を提供する。
【解決手段】 水道水が流動し、飲料供給装置６に接続される管路内に設置された流量検出手段２と、検出された流量を、少なくとも一つの基準流量とそれが継続する基準継続時間に基づいて定められる基準流量パターンとを比較し、検出された流量が基準流量パターンの外側の領域にあるときは、管路を遮断するバルブを駆動する信号を出力する制御手段３と、を有する。
【解決手段】 水道水が流動し、飲料供給装置６に接続される管路内に設置された流量検出手段２と、検出された流量を、少なくとも一つの基準流量とそれが継続する基準継続時間に基づいて定められる基準流量パターンとを比較し、検出された流量が基準流量パターンの外側の領域にあるときは、管路を遮断するバルブを駆動する信号を出力する制御手段３と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料供給装置に水道水を供給する配管からの漏水を防止する漏水防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オフィスビルや飲食店などに設置される飲料供給装置（以下ドリンクサーバーという。）は、原液が貯蔵されたタンクと、水道水を冷却する冷却タンクと、水道水と炭酸ガスから炭酸水を生成して貯溜するカーボネータと、原液を水道水又は炭酸水で希釈して、コップなどに所定量だけ注出する注水部とを備え、注水部から清涼飲料水などの各種飲料（例えばコールドドリンク）がコップなどに供給されるように構成されている。このドリンクサーバーにおいては、例えば冷却タンクやカーボネータに水道水を供給するための配管に微少であっても漏水が発生し、長時間放置された場合には、床面を濡らすなどの不具合が発生する。そこで、配管の途中に流量検出装置を設置し、水道水の流量を検出し、漏水が発生した場合は、水道水の供給を停止することが検討されている。
【０００３】
例えば、電動弁からドリンクサーバーまでの配管にライン式漏水チェッカーを設けることにより、水道水の供給量が変化しても漏水の有無を判断できるが、ドリンクサーバーの設置位置の変更（レイアウト変更）が行われると、センサ部の工事が必要となり、実用性に欠けるという難点がある。
【０００４】
そこで配管の途中に流量検出装置を設けて、検出された流量に基づいて漏水の有無を判断することが考えられる。例えば、流路に２つの温度センサ（サーミスタ）を設置し、流路の上流側にある温度センサを加熱し、この温度センサの出力信号を流路の下流にある温度センサの出力信号で補償し、補償回路の出力信号に基づいて流量を演算し、その流量を基準値と比較してその結果を出力して、負荷をオンオフするようにした流量検出スイッチ検出装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、微量な漏水から大量の漏水まで検知するために、自動バルブの開閉を制御するコントローラで、１分ごとに測定された流量値を設定値と比較して変数を得て、この変数が設定値以上であれば、それを積算するとともにタイマーを起動して計時変数に１分ずつ加算して、設定時間だけ計時し、設定時間を超えても積算流量が基準値以上の場合に漏水と判断し、バルブを閉止する装置が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−８９６１８号公報（第２−４頁、図１）
【特許文献３】特開平５−２６３８１０号公報（第５−７頁、図１、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに特許文献１に記載された検出スイッチによれば、高精度の検出ができないので、微小流量の漏水が長時間継続する場合には、適用できないという問題がある。また特許文献２に記載された漏水検知装置によれば、長い時間（２時間）に亘って流量を積算しかつ設定流量を超える流量の継続時間を算出するので、漏水が防止されるまでの時間が長くなるという問題がある。
【０００８】
従って本発明の目的は、配管レイアウトの変更によらず、広い範囲の流量に対して漏水を確実に防止することができる漏水防止装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の漏水防止装置は、飲料供給装置に接続される管路を流動する水道水の流量を検出する流量検出手段と、検出された流量を、少なくとも一つの基準流量とそれが継続する基準継続時間に基づいて定められる基準流量パターンとを比較する演算手段と、検出された流量が基準流量パターンの外側の領域にあるときは、管路を遮断するバルブを駆動する信号を出力する制御手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明において、前記検出流量は、段階的に増加する複数の基準流量と各基準流量が継続する継続時間が段階的に減少するように定められた基準流量パターンと比較されることが好ましい。
【００１１】
本発明において、前記流量検出手段は、水道水の流動方向に沿って配置された一対の負の温度係数を有するＮＴＣサーミスタを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、流体の流量を検出し、さらにその流量が継続する時間を求め、その流量と継続時間を基準となる流量パターンと比較するので、ドリンクの種類に応じて水道水の流量が時間とともに変動する配管（ドリンクサーバーの水道水供給管）における漏水を確実に防止することができる。しかも微小流量から大流量までの広範な流量でも、適用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】
【００１３】
以下本発明の詳細を添付図面により説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる漏水防止装置の配管系統を示す概略図、図２は本発明で使用される流量検出部のブロック図、図３及び図４は水道水の流量パターンを示す図、図５及び図６は基準流量パターンを示す図、図７は電動弁の開閉手順を示すチャート図である。
【００１４】
［配管の全体構成］
図１に示すように、水道水をドリンクサーバー６に供給する配管１０の途中には、流路を開閉する電動弁５が設けられ、その下流側には漏水防止装置１が設置されている。漏水防止装置１は、配管１０内の流量に応じた信号を出力する流量検出部２と、その流量信号を処理して電動弁２の駆動回路に開閉を制御する駆動信号を出力する制御部３と、制御部３の出力に基づいて電動弁５を操作する操作部４を有する。
【００１５】
［ドリンクサーバーの構成］
ドリンクサーバー６は、水道水（例えば５〜４０℃）が流動する配管１０に接続された冷却タンク６１と、冷却タンク６１から配管１１ａ、１１ｂを介して供給された冷却水Ｗに、ガスボンベ６３から供給された炭酸ガスＧを混合して炭酸水を生成し、貯溜するカーボネータ６２と、高濃度の源液が貯蔵された２種類の原液タンク６４ａ、６４ｂと、所定のドリンクを注出する注出部６５ａ、６５ｂを備えている。注出部６５ｂは、配管１４ａ、１４ｂを介して原液タンク６４ａ、６４ｂに接続されるとともに、配管１１ａ、１１ｂを介して冷却タンク６１と接続され、また配管１３ａ、１３ｂを介してカーボネータ６２に接続されている。なお、注出部６５ａを原液タンク６４ａ、６４ｂに接続する配管は省略されている。このドリンクサーバー６では、原液Ｓ１、Ｓ２を水道水Ｗ又は炭酸水Ｃで希釈してコップ７ａ、７ｂに所定のコールドドリンクを注出する注出部６５ａ、６５ｂのいずれか一方を作動させるかあるいは両方を同時に作動させて、所望のドリンクをコップ７ａ及び／又は７ｂに注出することができるとともに、そのドリンクの注出量を選択できる（例えば、２００ｍｌと４００ｍｌの２段階）ように制御される。
【００１６】
［漏水防止装置の構成］
図２に示すように、漏水防止装置１を構成する流量検出部２は、配管１０の途中に設置されたサーミスタＴＨ１とその下流側に設置されたサーミスタＴＨ２を含む。本実施の形態では、サーミスタＴＨ１、ＴＨ２は、いずれも負の温度係数を有するＮＴＣサーミスタから構成される。サーミスタＴＨ１及びＴＨ２の抵抗変化は、制御部３で処理されて流量に対応した信号が操作部４に出力されて、電動弁５（図１参照）の開閉が行われる。
【００１７】
流量検出部２から流量に応じた信号を取り出す制御部３は、両サーミスタＴＨ１、ＴＨ２の少なくとも一方を加熱する加熱回路３１と、両サーミスタＴＨ１、ＴＨ２の出力を反転増幅して、温度に比例した出力を得るための定電流回路３２を有する。また制御部３は、サーミスタのＴＨ１及びＴＨ２の出力電圧の差（抵抗変化）を増幅して取り出すために差動増幅回路３３と、その差電圧をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ３５とこのディジタル信号を演算処理して流量に対応した信号を出力する演算部３６を含むＣＰＵ３０とを備えている。
【００１８】
ゼロ点微調整回路３４は、差動増幅回路３３の入力側とＣＰＵ（演算部３６）との間に接続されたＤ／Ａコンバータ（不図示）を含み、演算部で算出された流量値をＤ／Ａコンバータでアナログ信号に変換し、それを演算部３６に入力することにより、差動増幅回路３３の非加熱時における両サーミスタの出力の差を無くす、ゼロ点の微調整をリアルタイムで行うことができる。また加熱、冷却時は加熱前の値を維持する。演算部３６には、その演算結果（流量値）を記憶する不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）３７及び流量データを端末（不図示）などに送信する通信回路３８が接続されている。また制御部３は、上記各回路を駆動する電源回路３９と電動弁などの流路開閉手段に駆動信号を出力するバルブドライバ４０を有する。ＣＰＵ３０の出力は、検出された流量を表示する表示器４１と、漏水が修復された後に電動弁などの駆動を再開するリセットスイッチ４２を含む操作部４に送出される。
【００１９】
［流量の検出動作］
本発明では、少なくとも一方のサーミスタを加熱すればよいが、例えばサーミスタＴＨ１を環境温度補正用抵抗体とし、サーミスタＴＨ２を加熱用抵抗体とした場合の流量の検出動作は次の通りである。サーミスタＴＨ１は流体により冷却されるので、出力電圧が増加し、サーミスタＴＨ１は流体の温度に相当する一定の電圧を出力するので、これらの出力電圧の差を差動増幅回路３４で増幅し、その差電圧をＡＤコンバータ１２でディジタル値に変換し、演算部３６に入力する。演算部３６では、その値をメモリに格納されたデータと参照して流量を求め（ソフトウエアで処理する）、操作部４に出力する。ここで下流側サーミスタＴＨ２の冷却時間に注目すると、流量が小さくなるにしたがい、熱の移動が遅れて、冷却時間は長くなるので、冷却時間を求めることにより、流量を検出することができる。
【００２０】
［供給水の流量パターン］
ドリンクサーバーに供給される水道水の流量は、図３及び４に示すように、ドリンクの種類やその注出量及び注出方法などにより変動する。図１に示すドリンクサーバー６において、例えば注出部６５ａから非炭酸ドリンクＤ１を２００ｍｌだけ注出する場合は、ドリン冷却タンク６１には２０〜３０ｍｌ／ｓｅｃの水道水が約８ｓｅｃの間供給される｛図３（ａ）参照｝。また注出部６５ａと６５ｂから非炭酸ドリンクＤ１、Ｄ２を２００ｍｌずつそれぞれ同時に注出する場合は、冷却タンク６１には４５〜６０ｍｌ／ｓｅｃ程度の水道水が約８ｓｅｃの間供給される｛図３（ｂ）参照｝。さらに注出部６５ａと６５ｂから非炭酸ドリンクＤ１、Ｄ２を４００ｍｌずつそれぞれ同時に注出する場合は、冷却タンク６１には４５〜６０ｍｌ／ｓｅｃ程度の水道水が約１３ｓｅｃの間供給される｛図３（ｃ）参照｝。
【００２１】
これに対して、炭酸ドリンクを注出する場合は、炭酸水は常に所定量だけ貯溜しておき、水道水はドリンクの注出の途中からカーボネータ６２に補給されるので、図４に示すように水道水の供給量は、非炭酸ドリンクの場合よりも減少する。すなわち、注出部６５ａから炭酸ドリンクＤ１を４００ｍｌだけ注出する場合は、冷却タンク６１にはドリンクの注出を開始してから６ｓｅｃ後に、２０ｍｌ／ｓｅｃ程度の水道水が約１２ｓｅｃの間供給される｛図４（ａ）参照｝。また注出部６５ａから炭酸ドリンクＤ１を２００ｍｌ注出する場合は、冷却タンク６１にはドリンクの注出を開始してから５ｓｅｃ後に、２０ｍｌ／ｓｅｃ程度の水道水が約１１ｓｅｃの間供給される｛図４（ｂ）参照｝。
【００２２】
［漏水の判定手法］
図３及び４からドリンクサーバーの漏水を防止するためには、ドリンクの種類やその供給量が変動しても、漏水の有無を確認できることが必要となることがわかる。
そこで本発明は、ドリンクサーバ−で使用するドリンクの種類、その供給量及び供給方法の組み合わせをすべて包含するような流量パターン（流量とその流量が継続する時間を流量の値に応じて関連づけたパターン）を導入することにより、上記のような水道水の流量の変動によらず、漏水の有無を確実に防止するものである。すなわち本発明では、流量を測定し、さらに測定値に応じてその流量が継続（連続）する継続時間を基準継続時間と比較することにより、流量の継続時間が基準流量パターンから外れた場合に漏水発生と判定することにした。
【００２３】
［基準流量パターン］
図５に示す基準流量パターンは、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ１６、Ｐ１７で囲まれた領域が冷却タンクに正常な流量の水道水が供給された場合を、またその外側（斜線部）の領域が漏水した場合を示す。水道水の流量は、正常領域には、原液の種類、供給量及び供給方法の異なる４種類のドリンクの注出中に漏水が発生しない場合の４種類の流量パターンが含まれる。例えばＤａはカーボネータに水道水を補給する場合のパターン、Ｄｂは非炭酸水２００ｍｌを一方の注出部から注出するパターン、Ｄｃはカーボネータに水道水を補給しながら非炭酸水２００ｍｌを一方の注出部から注出するパターン、Ｄｄは非炭酸水２００ｍｌを両方の注出部から注出するパターンを示す。流量が少なければ漏水が発生してもそれが短い時間であれば、被害は少ないが、大流量になると短時間の漏水でも被害が大きくなることを考慮して、この正常領域では、流量が増大するにしたがい、継続供給時間は段階的に減少するように流量と継続時間が設定されている。例えば流量がＱ１１〜Ｑ１２では、継続時間はｔ１３であるのに対し、流量がＱ２〜Ｑ３では、継続時間はｔ１２に減少し、さらに流量がＱ２〜Ｑ３では、継続時間はｔ１１まで減少する。したがって検出部で検出された流量とその継続時間に基づいて算出された流量パターンを図５に示す基準流量パターンと比較し、その流量パターンが正常領域から外れた場合に、水道水の供給を停止すれば、漏水を防止できる。なお、流量がＱｍｉｎ（例えば０．１ｍｌ／ｍｉｎ）以下の場合は、ドリンクサーバー６が停止した状態である。
【００２４】
基準流量パターンは、ドリンクの種類、注出量及び注出方法に応じて設定されるので、図５に示すものに限らず、例えば図６に示すものでもよい。図６の基準流量パターンは、３種類のドリンクを注出する場合に適用するもので、正常領域では、流量が増大するにしたがい、継続供給時間は段階的に減少するようなパターンとされる。例えば流量がＱ２１〜Ｑ２２では、継続時間はｔ２２であるのに対し、流量がＱ２２〜Ｑ２３では、継続時間はｔ２１に減少する。したがって図５の場合と同様に、検出部で検出された流量とその継続時間に基づいて算出された流量パターンを図６に示す基準流量パターンと比較し、その流量パターンが正常領域から外れた場合に、水道水の供給を停止すれば、漏水を防止できる。
【００２５】
［流量の測定］
本発明の漏水防止装置１によれば、電動弁５を開弁して、水道水をドリンクサーバー６に供給するとともに、流量検出部２から流量に応じて変化する出力電圧を制御部３に出力し、そこで演算処理することにより、漏水の有無が判定され、漏水が発生した場合は、電動弁５が閉弁されて、ドリンクサーバー６への水道水の供給が停止される。また漏水が修復された場合は、操作部４からリセット信号が電動弁５の駆動回路に出力され、水道水の供給が再開される。
【００２６】
制御部３に、サーミスタＴＨ１及びＴＨ２の抵抗変化に応じた差動出力が入力されると、ＣＰＵ３０で処理される。ＣＰＵ３０の演算部３６では、図７に示すような手順で演算処理が行われる。すなわち水道水の供給を開始後、バルブ（電動弁２）の開閉をチェックし（Ｓ１）、バルブが開放されている場合は、水道水の流量（Ｑｓ）を検出し（Ｓ２）、その流量が第１の基準流量範囲（Ｑ１〜Ｑ２）にある継続時間が第１の基準継続時間（ｔ３）と比較し（Ｓ３）、継続時間がｔ３を越えた場合は、バルブを全閉する（Ｓ４）。継続時間がｔ３を越えない場合は、その流量が第２の基準流量範囲（Ｑ２〜Ｑ３）にある継続時間が第２の基準継続時間（ｔ２）と比較し（Ｓ５）、継続時間がｔ２を越えた場合は、バルブを全閉する（Ｓ４）。継続時間がｔ２を越えない場合は、その流量が第３の基準流量範囲（Ｑ３〜Ｑ４）にある継続時間が第３の基準継続時間（ｔ３）と比較し（Ｓ６）、継続時間がｔ３を越えた場合は、バルブを全閉する（Ｓ４）。継続時間がｔ３を越えない場合は、バルブ（電動弁２）の開閉をチェックし（Ｓ１）、以後上記と同様の処理を行う。バルブ（電動弁２）の開閉をチェックし（Ｓ１）、バルブが閉じている場合は、リセットの有無を確認し（Ｓ７）、リセットされている場合は、バルブを全開し（Ｓ８）、リセットされていない場合は、バルブ（電動弁２）の開閉をチェックする（Ｓ１）。
【００２７】
本発明は、上記の構造に限らず種々の変更が可能である。
例えば、流量の検出手段として、熱式に限らず、超音波式や電磁式など種々の形式のセンサを使用することが可能であり、特に制限はない。
【００２８】
なお、上記の如く一対のサーミスタの少なくとも一方を加熱しかつその冷却時間を測定することにより、高精度で微少流量（例えば内径１５ｍｍの配管において０．０１ｍｌ／ｍｉｎ）から大流量（例えば内径１５ｍｍの配管において５０〜１００ｍｌ／ｍｉｎ）まで測定することができるという利点がある。但しこの冷却時間は、配管を遮断するために電動弁を使用すると、その開閉の１０ｓｅｃ程度の時間を要するので、リアルタイムではなく、実用上、１０ｓｅｃ以上のタイムラグが許容される配管系に適用することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係わる漏水防止装置を備えた配管系統を示すブロック図である。
【図２】流量検出部の構成を示すブロック図である。
【図３】水道水の流量パターンの例を示す図である。
【図４】水道水の流量パターンの、別の例を示す図である。
【図５】基準流量パターンの一例を示す図である。
【図６】基準流量パターンの他の例を示す図である。
【図７】漏水検出手順を示すチャート図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０：配管、
１：漏水防止装置、
２：流量検出部、ＴＨ１：上流側サーミスタ、ＴＨ２：下流側サーミスタ、
３：制御部、３０：ＣＰＵ、３１：加熱回路、３２：定電流回路、３３：差動増幅回路、３４：ゼロ点微調整回路、３５：ＡＤコンバータ、３６：演算部、３７：不揮発性メモリ、３８：通信回路、３９：電源回路、４０：バルブドライバ
４：操作部、４１：表示器、４２：リセットスイッチ
５：電動弁、
６：ドリンクサーバー、６１：冷却タンク、６２：カーボネータ、６３：炭酸ガスボンベ、６４ａ、６４ｂ：原液容器、６５ａ、６５ｂ：注出部、
７ａ、７ｂ：コップ、
１０、１１ａ、１１ｂ、１２、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ：配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料供給装置に水道水を供給する配管からの漏水を防止する漏水防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オフィスビルや飲食店などに設置される飲料供給装置（以下ドリンクサーバーという。）は、原液が貯蔵されたタンクと、水道水を冷却する冷却タンクと、水道水と炭酸ガスから炭酸水を生成して貯溜するカーボネータと、原液を水道水又は炭酸水で希釈して、コップなどに所定量だけ注出する注水部とを備え、注水部から清涼飲料水などの各種飲料（例えばコールドドリンク）がコップなどに供給されるように構成されている。このドリンクサーバーにおいては、例えば冷却タンクやカーボネータに水道水を供給するための配管に微少であっても漏水が発生し、長時間放置された場合には、床面を濡らすなどの不具合が発生する。そこで、配管の途中に流量検出装置を設置し、水道水の流量を検出し、漏水が発生した場合は、水道水の供給を停止することが検討されている。
【０００３】
例えば、電動弁からドリンクサーバーまでの配管にライン式漏水チェッカーを設けることにより、水道水の供給量が変化しても漏水の有無を判断できるが、ドリンクサーバーの設置位置の変更（レイアウト変更）が行われると、センサ部の工事が必要となり、実用性に欠けるという難点がある。
【０００４】
そこで配管の途中に流量検出装置を設けて、検出された流量に基づいて漏水の有無を判断することが考えられる。例えば、流路に２つの温度センサ（サーミスタ）を設置し、流路の上流側にある温度センサを加熱し、この温度センサの出力信号を流路の下流にある温度センサの出力信号で補償し、補償回路の出力信号に基づいて流量を演算し、その流量を基準値と比較してその結果を出力して、負荷をオンオフするようにした流量検出スイッチ検出装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、微量な漏水から大量の漏水まで検知するために、自動バルブの開閉を制御するコントローラで、１分ごとに測定された流量値を設定値と比較して変数を得て、この変数が設定値以上であれば、それを積算するとともにタイマーを起動して計時変数に１分ずつ加算して、設定時間だけ計時し、設定時間を超えても積算流量が基準値以上の場合に漏水と判断し、バルブを閉止する装置が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−８９６１８号公報（第２−４頁、図１）
【特許文献３】特開平５−２６３８１０号公報（第５−７頁、図１、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに特許文献１に記載された検出スイッチによれば、高精度の検出ができないので、微小流量の漏水が長時間継続する場合には、適用できないという問題がある。また特許文献２に記載された漏水検知装置によれば、長い時間（２時間）に亘って流量を積算しかつ設定流量を超える流量の継続時間を算出するので、漏水が防止されるまでの時間が長くなるという問題がある。
【０００８】
従って本発明の目的は、配管レイアウトの変更によらず、広い範囲の流量に対して漏水を確実に防止することができる漏水防止装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の漏水防止装置は、飲料供給装置に接続される管路を流動する水道水の流量を検出する流量検出手段と、検出された流量を、少なくとも一つの基準流量とそれが継続する基準継続時間に基づいて定められる基準流量パターンとを比較する演算手段と、検出された流量が基準流量パターンの外側の領域にあるときは、管路を遮断するバルブを駆動する信号を出力する制御手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明において、前記検出流量は、段階的に増加する複数の基準流量と各基準流量が継続する継続時間が段階的に減少するように定められた基準流量パターンと比較されることが好ましい。
【００１１】
本発明において、前記流量検出手段は、水道水の流動方向に沿って配置された一対の負の温度係数を有するＮＴＣサーミスタを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、流体の流量を検出し、さらにその流量が継続する時間を求め、その流量と継続時間を基準となる流量パターンと比較するので、ドリンクの種類に応じて水道水の流量が時間とともに変動する配管（ドリンクサーバーの水道水供給管）における漏水を確実に防止することができる。しかも微小流量から大流量までの広範な流量でも、適用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】
【００１３】
以下本発明の詳細を添付図面により説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる漏水防止装置の配管系統を示す概略図、図２は本発明で使用される流量検出部のブロック図、図３及び図４は水道水の流量パターンを示す図、図５及び図６は基準流量パターンを示す図、図７は電動弁の開閉手順を示すチャート図である。
【００１４】
［配管の全体構成］
図１に示すように、水道水をドリンクサーバー６に供給する配管１０の途中には、流路を開閉する電動弁５が設けられ、その下流側には漏水防止装置１が設置されている。漏水防止装置１は、配管１０内の流量に応じた信号を出力する流量検出部２と、その流量信号を処理して電動弁２の駆動回路に開閉を制御する駆動信号を出力する制御部３と、制御部３の出力に基づいて電動弁５を操作する操作部４を有する。
【００１５】
［ドリンクサーバーの構成］
ドリンクサーバー６は、水道水（例えば５〜４０℃）が流動する配管１０に接続された冷却タンク６１と、冷却タンク６１から配管１１ａ、１１ｂを介して供給された冷却水Ｗに、ガスボンベ６３から供給された炭酸ガスＧを混合して炭酸水を生成し、貯溜するカーボネータ６２と、高濃度の源液が貯蔵された２種類の原液タンク６４ａ、６４ｂと、所定のドリンクを注出する注出部６５ａ、６５ｂを備えている。注出部６５ｂは、配管１４ａ、１４ｂを介して原液タンク６４ａ、６４ｂに接続されるとともに、配管１１ａ、１１ｂを介して冷却タンク６１と接続され、また配管１３ａ、１３ｂを介してカーボネータ６２に接続されている。なお、注出部６５ａを原液タンク６４ａ、６４ｂに接続する配管は省略されている。このドリンクサーバー６では、原液Ｓ１、Ｓ２を水道水Ｗ又は炭酸水Ｃで希釈してコップ７ａ、７ｂに所定のコールドドリンクを注出する注出部６５ａ、６５ｂのいずれか一方を作動させるかあるいは両方を同時に作動させて、所望のドリンクをコップ７ａ及び／又は７ｂに注出することができるとともに、そのドリンクの注出量を選択できる（例えば、２００ｍｌと４００ｍｌの２段階）ように制御される。
【００１６】
［漏水防止装置の構成］
図２に示すように、漏水防止装置１を構成する流量検出部２は、配管１０の途中に設置されたサーミスタＴＨ１とその下流側に設置されたサーミスタＴＨ２を含む。本実施の形態では、サーミスタＴＨ１、ＴＨ２は、いずれも負の温度係数を有するＮＴＣサーミスタから構成される。サーミスタＴＨ１及びＴＨ２の抵抗変化は、制御部３で処理されて流量に対応した信号が操作部４に出力されて、電動弁５（図１参照）の開閉が行われる。
【００１７】
流量検出部２から流量に応じた信号を取り出す制御部３は、両サーミスタＴＨ１、ＴＨ２の少なくとも一方を加熱する加熱回路３１と、両サーミスタＴＨ１、ＴＨ２の出力を反転増幅して、温度に比例した出力を得るための定電流回路３２を有する。また制御部３は、サーミスタのＴＨ１及びＴＨ２の出力電圧の差（抵抗変化）を増幅して取り出すために差動増幅回路３３と、その差電圧をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ３５とこのディジタル信号を演算処理して流量に対応した信号を出力する演算部３６を含むＣＰＵ３０とを備えている。
【００１８】
ゼロ点微調整回路３４は、差動増幅回路３３の入力側とＣＰＵ（演算部３６）との間に接続されたＤ／Ａコンバータ（不図示）を含み、演算部で算出された流量値をＤ／Ａコンバータでアナログ信号に変換し、それを演算部３６に入力することにより、差動増幅回路３３の非加熱時における両サーミスタの出力の差を無くす、ゼロ点の微調整をリアルタイムで行うことができる。また加熱、冷却時は加熱前の値を維持する。演算部３６には、その演算結果（流量値）を記憶する不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）３７及び流量データを端末（不図示）などに送信する通信回路３８が接続されている。また制御部３は、上記各回路を駆動する電源回路３９と電動弁などの流路開閉手段に駆動信号を出力するバルブドライバ４０を有する。ＣＰＵ３０の出力は、検出された流量を表示する表示器４１と、漏水が修復された後に電動弁などの駆動を再開するリセットスイッチ４２を含む操作部４に送出される。
【００１９】
［流量の検出動作］
本発明では、少なくとも一方のサーミスタを加熱すればよいが、例えばサーミスタＴＨ１を環境温度補正用抵抗体とし、サーミスタＴＨ２を加熱用抵抗体とした場合の流量の検出動作は次の通りである。サーミスタＴＨ１は流体により冷却されるので、出力電圧が増加し、サーミスタＴＨ１は流体の温度に相当する一定の電圧を出力するので、これらの出力電圧の差を差動増幅回路３４で増幅し、その差電圧をＡＤコンバータ１２でディジタル値に変換し、演算部３６に入力する。演算部３６では、その値をメモリに格納されたデータと参照して流量を求め（ソフトウエアで処理する）、操作部４に出力する。ここで下流側サーミスタＴＨ２の冷却時間に注目すると、流量が小さくなるにしたがい、熱の移動が遅れて、冷却時間は長くなるので、冷却時間を求めることにより、流量を検出することができる。
【００２０】
［供給水の流量パターン］
ドリンクサーバーに供給される水道水の流量は、図３及び４に示すように、ドリンクの種類やその注出量及び注出方法などにより変動する。図１に示すドリンクサーバー６において、例えば注出部６５ａから非炭酸ドリンクＤ１を２００ｍｌだけ注出する場合は、ドリン冷却タンク６１には２０〜３０ｍｌ／ｓｅｃの水道水が約８ｓｅｃの間供給される｛図３（ａ）参照｝。また注出部６５ａと６５ｂから非炭酸ドリンクＤ１、Ｄ２を２００ｍｌずつそれぞれ同時に注出する場合は、冷却タンク６１には４５〜６０ｍｌ／ｓｅｃ程度の水道水が約８ｓｅｃの間供給される｛図３（ｂ）参照｝。さらに注出部６５ａと６５ｂから非炭酸ドリンクＤ１、Ｄ２を４００ｍｌずつそれぞれ同時に注出する場合は、冷却タンク６１には４５〜６０ｍｌ／ｓｅｃ程度の水道水が約１３ｓｅｃの間供給される｛図３（ｃ）参照｝。
【００２１】
これに対して、炭酸ドリンクを注出する場合は、炭酸水は常に所定量だけ貯溜しておき、水道水はドリンクの注出の途中からカーボネータ６２に補給されるので、図４に示すように水道水の供給量は、非炭酸ドリンクの場合よりも減少する。すなわち、注出部６５ａから炭酸ドリンクＤ１を４００ｍｌだけ注出する場合は、冷却タンク６１にはドリンクの注出を開始してから６ｓｅｃ後に、２０ｍｌ／ｓｅｃ程度の水道水が約１２ｓｅｃの間供給される｛図４（ａ）参照｝。また注出部６５ａから炭酸ドリンクＤ１を２００ｍｌ注出する場合は、冷却タンク６１にはドリンクの注出を開始してから５ｓｅｃ後に、２０ｍｌ／ｓｅｃ程度の水道水が約１１ｓｅｃの間供給される｛図４（ｂ）参照｝。
【００２２】
［漏水の判定手法］
図３及び４からドリンクサーバーの漏水を防止するためには、ドリンクの種類やその供給量が変動しても、漏水の有無を確認できることが必要となることがわかる。
そこで本発明は、ドリンクサーバ−で使用するドリンクの種類、その供給量及び供給方法の組み合わせをすべて包含するような流量パターン（流量とその流量が継続する時間を流量の値に応じて関連づけたパターン）を導入することにより、上記のような水道水の流量の変動によらず、漏水の有無を確実に防止するものである。すなわち本発明では、流量を測定し、さらに測定値に応じてその流量が継続（連続）する継続時間を基準継続時間と比較することにより、流量の継続時間が基準流量パターンから外れた場合に漏水発生と判定することにした。
【００２３】
［基準流量パターン］
図５に示す基準流量パターンは、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ１６、Ｐ１７で囲まれた領域が冷却タンクに正常な流量の水道水が供給された場合を、またその外側（斜線部）の領域が漏水した場合を示す。水道水の流量は、正常領域には、原液の種類、供給量及び供給方法の異なる４種類のドリンクの注出中に漏水が発生しない場合の４種類の流量パターンが含まれる。例えばＤａはカーボネータに水道水を補給する場合のパターン、Ｄｂは非炭酸水２００ｍｌを一方の注出部から注出するパターン、Ｄｃはカーボネータに水道水を補給しながら非炭酸水２００ｍｌを一方の注出部から注出するパターン、Ｄｄは非炭酸水２００ｍｌを両方の注出部から注出するパターンを示す。流量が少なければ漏水が発生してもそれが短い時間であれば、被害は少ないが、大流量になると短時間の漏水でも被害が大きくなることを考慮して、この正常領域では、流量が増大するにしたがい、継続供給時間は段階的に減少するように流量と継続時間が設定されている。例えば流量がＱ１１〜Ｑ１２では、継続時間はｔ１３であるのに対し、流量がＱ２〜Ｑ３では、継続時間はｔ１２に減少し、さらに流量がＱ２〜Ｑ３では、継続時間はｔ１１まで減少する。したがって検出部で検出された流量とその継続時間に基づいて算出された流量パターンを図５に示す基準流量パターンと比較し、その流量パターンが正常領域から外れた場合に、水道水の供給を停止すれば、漏水を防止できる。なお、流量がＱｍｉｎ（例えば０．１ｍｌ／ｍｉｎ）以下の場合は、ドリンクサーバー６が停止した状態である。
【００２４】
基準流量パターンは、ドリンクの種類、注出量及び注出方法に応じて設定されるので、図５に示すものに限らず、例えば図６に示すものでもよい。図６の基準流量パターンは、３種類のドリンクを注出する場合に適用するもので、正常領域では、流量が増大するにしたがい、継続供給時間は段階的に減少するようなパターンとされる。例えば流量がＱ２１〜Ｑ２２では、継続時間はｔ２２であるのに対し、流量がＱ２２〜Ｑ２３では、継続時間はｔ２１に減少する。したがって図５の場合と同様に、検出部で検出された流量とその継続時間に基づいて算出された流量パターンを図６に示す基準流量パターンと比較し、その流量パターンが正常領域から外れた場合に、水道水の供給を停止すれば、漏水を防止できる。
【００２５】
［流量の測定］
本発明の漏水防止装置１によれば、電動弁５を開弁して、水道水をドリンクサーバー６に供給するとともに、流量検出部２から流量に応じて変化する出力電圧を制御部３に出力し、そこで演算処理することにより、漏水の有無が判定され、漏水が発生した場合は、電動弁５が閉弁されて、ドリンクサーバー６への水道水の供給が停止される。また漏水が修復された場合は、操作部４からリセット信号が電動弁５の駆動回路に出力され、水道水の供給が再開される。
【００２６】
制御部３に、サーミスタＴＨ１及びＴＨ２の抵抗変化に応じた差動出力が入力されると、ＣＰＵ３０で処理される。ＣＰＵ３０の演算部３６では、図７に示すような手順で演算処理が行われる。すなわち水道水の供給を開始後、バルブ（電動弁２）の開閉をチェックし（Ｓ１）、バルブが開放されている場合は、水道水の流量（Ｑｓ）を検出し（Ｓ２）、その流量が第１の基準流量範囲（Ｑ１〜Ｑ２）にある継続時間が第１の基準継続時間（ｔ３）と比較し（Ｓ３）、継続時間がｔ３を越えた場合は、バルブを全閉する（Ｓ４）。継続時間がｔ３を越えない場合は、その流量が第２の基準流量範囲（Ｑ２〜Ｑ３）にある継続時間が第２の基準継続時間（ｔ２）と比較し（Ｓ５）、継続時間がｔ２を越えた場合は、バルブを全閉する（Ｓ４）。継続時間がｔ２を越えない場合は、その流量が第３の基準流量範囲（Ｑ３〜Ｑ４）にある継続時間が第３の基準継続時間（ｔ３）と比較し（Ｓ６）、継続時間がｔ３を越えた場合は、バルブを全閉する（Ｓ４）。継続時間がｔ３を越えない場合は、バルブ（電動弁２）の開閉をチェックし（Ｓ１）、以後上記と同様の処理を行う。バルブ（電動弁２）の開閉をチェックし（Ｓ１）、バルブが閉じている場合は、リセットの有無を確認し（Ｓ７）、リセットされている場合は、バルブを全開し（Ｓ８）、リセットされていない場合は、バルブ（電動弁２）の開閉をチェックする（Ｓ１）。
【００２７】
本発明は、上記の構造に限らず種々の変更が可能である。
例えば、流量の検出手段として、熱式に限らず、超音波式や電磁式など種々の形式のセンサを使用することが可能であり、特に制限はない。
【００２８】
なお、上記の如く一対のサーミスタの少なくとも一方を加熱しかつその冷却時間を測定することにより、高精度で微少流量（例えば内径１５ｍｍの配管において０．０１ｍｌ／ｍｉｎ）から大流量（例えば内径１５ｍｍの配管において５０〜１００ｍｌ／ｍｉｎ）まで測定することができるという利点がある。但しこの冷却時間は、配管を遮断するために電動弁を使用すると、その開閉の１０ｓｅｃ程度の時間を要するので、リアルタイムではなく、実用上、１０ｓｅｃ以上のタイムラグが許容される配管系に適用することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係わる漏水防止装置を備えた配管系統を示すブロック図である。
【図２】流量検出部の構成を示すブロック図である。
【図３】水道水の流量パターンの例を示す図である。
【図４】水道水の流量パターンの、別の例を示す図である。
【図５】基準流量パターンの一例を示す図である。
【図６】基準流量パターンの他の例を示す図である。
【図７】漏水検出手順を示すチャート図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０：配管、
１：漏水防止装置、
２：流量検出部、ＴＨ１：上流側サーミスタ、ＴＨ２：下流側サーミスタ、
３：制御部、３０：ＣＰＵ、３１：加熱回路、３２：定電流回路、３３：差動増幅回路、３４：ゼロ点微調整回路、３５：ＡＤコンバータ、３６：演算部、３７：不揮発性メモリ、３８：通信回路、３９：電源回路、４０：バルブドライバ
４：操作部、４１：表示器、４２：リセットスイッチ
５：電動弁、
６：ドリンクサーバー、６１：冷却タンク、６２：カーボネータ、６３：炭酸ガスボンベ、６４ａ、６４ｂ：原液容器、６５ａ、６５ｂ：注出部、
７ａ、７ｂ：コップ、
１０、１１ａ、１１ｂ、１２、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ：配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料供給装置に接続される管路を流動する水道水の流量を検出する流量検出手段と、検出された流量を、少なくとも一つの基準流量とそれが継続する基準継続時間に基づいて定められる基準流量パターンとを比較する演算手段と、検出された流量が基準流量パターンの外側の領域にあるときは、管路を遮断するバルブを駆動する信号を出力する制御手段と、を有することを特徴とする漏水防止装置。
【請求項２】
前記検出流量は、段階的に増加する複数の基準流量と各基準流量が継続する継続時間が段階的に減少するように定められた基準流量パターンと比較されることを特徴とする請求項１に記載の漏水防止装置。
【請求項３】
前記流量検出手段は、水道水の流動方向に沿って配置された一対の負の温度係数を有するＮＴＣサーミスタを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の漏水防止装置。
【請求項１】
飲料供給装置に接続される管路を流動する水道水の流量を検出する流量検出手段と、検出された流量を、少なくとも一つの基準流量とそれが継続する基準継続時間に基づいて定められる基準流量パターンとを比較する演算手段と、検出された流量が基準流量パターンの外側の領域にあるときは、管路を遮断するバルブを駆動する信号を出力する制御手段と、を有することを特徴とする漏水防止装置。
【請求項２】
前記検出流量は、段階的に増加する複数の基準流量と各基準流量が継続する継続時間が段階的に減少するように定められた基準流量パターンと比較されることを特徴とする請求項１に記載の漏水防止装置。
【請求項３】
前記流量検出手段は、水道水の流動方向に沿って配置された一対の負の温度係数を有するＮＴＣサーミスタを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の漏水防止装置。
【図１】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２９０７５６（Ｐ２００８−２９０７５６Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３９８１６（Ｐ２００７−１３９８１６）
【出願日】平成１９年５月２８日（２００７．５．２８）
【出願人】（０００２３３１１４）日立バルブ株式会社 (9)
【出願人】（５９５０３７９０６）セントラルジャパンテクノサービス株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２８日（２００７．５．２８）
【出願人】（０００２３３１１４）日立バルブ株式会社 (9)
【出願人】（５９５０３７９０６）セントラルジャパンテクノサービス株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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