JP2008002955A - 排水貯蔵設備 - Google Patents

Abstract

【課題】貯水タンクを使用しながら、簡易かつ低コストで漏水の有無をチェックすることが可能な排水貯蔵設備を提供する。
【解決手段】基礎地盤Ｇの上に防水膜６を介してポーラスコンクリート盤８を設け、このポーラスコンクリート盤上にコンクリート製の貯水タンク12を設置してなる排水貯蔵設備であって、上記貯水タンク12とポーラスコンクリート盤８との間、或いはポーラスコンクリート盤８の内部に、少なくともこのポーラスコンクリートと同程度の空隙率を有しかつ外部と連通する通水エリアＡを形成し、この通水エリア内に設置した漏水センサ１８により、貯水タンク12の底壁のひび割れによる漏水を検出可能に構成している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、排水貯蔵設備、特にコンクリート水槽を用いた排水貯蔵設備に関する。

半導体・液晶工場などで、製造過程で大量の環境汚染物質を利用し、その排水を一次貯留し、排水処理装置へ移送する場合や、排水処理設備の処理プロセスにおいて一次貯留を行う場合には、コンクリート（アスファルトコンクリートを含む）製水槽が良く用いられる（特許文献１）。また、屋上の床をコンクリート製とし、その上に屋根防水を目的として防水シートを布設することも周知の技術である（特許文献２）。

しかしながら、コンクリート水槽は、その特性からクラックを生じ易い。また、防水シートとしては、上述の屋根防水シートよりも高耐久性、耐酸性、耐アルカリ性を有するＦＲＰ防水材、例えばケミクリートＳＶ（商標）を使用することができるが、この場合でも、想定を超えて高い濃度の排水が流入すると、劣化する可能性がある。排水の漏水による土壌等への汚染を防止するため、例えばコンクリート水槽の下方に作業員が入れる大きさの地下ピットを設けて漏水の有無を点検することもできるが、工事費用の大幅アップと施工期間の長期化を招く。従って低コストで簡易に漏水の有無を判定できることが望ましい。

コンクリート水槽等からの漏水を機械的に判別する従来の手法には次のものがある。
○防水シートを内張りしたコンクリート水槽の躯体と防水シート内面との間に電圧を印加して、漏水による水槽内部の電位の変化を検出する方法（特許文献２）。
○コンクリートのひび割れ箇所に有色の検査液を注ぎ込んで水漏れの有無を目で看る方法（特許文献３）及び無色の検査液の注入量で水漏れを判定する方法（特許文献４）。
特許第３７０９６３３号 特開平１０−１０４１０４号 特開２００４−３５４１２４ 特開２００１−４９８７２ 特開２００２−３５０２７５

特許文献２の方法は、排水貯蔵施設に適用したとすると、排水内に常に電極を挿入しているので、一度漏水すると電極の腐食により、コンクリートのひび割れが生ずるまでに漏水センサが機能不全となってしまう可能性がある。また特許文献３及び特許文献４の方法は、検査箇所に検査液を注入するので、排水を満たした貯水槽にはそもそも適用できない。

本発明は、貯水タンクを使用しながら、簡易かつ低コストで漏水の有無をチェックすることが可能な排水貯蔵設備を提供する。

第１の手段は、基盤Ｇの上にポーラスコンクリート盤８を設け、このポーラスコンクリート盤上にコンクリート製の貯水タンク12を設置してなる排水貯蔵設備であって、
上記貯水タンク12とポーラスコンクリート盤８との間、或いはポーラスコンクリート盤８の内部に、少なくともこのポーラスコンクリートと同程度の空隙率を有しかつ外部と連通する通水エリアＡを形成し、
この通水エリア内に設置した漏水センサ１８により、貯水タンク12の底壁のひび割れによる漏水を検出可能に構成している。

本手段では、貯水タンクをポーラスコンクリート盤の上に設置することで、貯水タンクからの漏水が、基盤に（基盤とポーラスコンクリート盤との間に防水層を設けた場合には、当該防水層に）到達する前に、拡散作用によりコンクリート盤内に一時的に保水されるようにしている。そしてこの盤の内部、或いは貯水タンクとの間に漏水が流れ込み易い通水エリアを設け、このエリア内に設置した漏水センサで漏水を確実に検知している。

「ポーラスコンクリート盤」は、上記貯水タンクを支持するとともに、漏れた排水を拡散させ、一時的に保水する機能を有する。排水を拡散させるのは、貯水タンクのひび割れ箇所からやや離れた場所に漏水センサが設置されていても、検知を可能とするためである。また排水を一時的に保水するのは、漏水を検出して管理者に警告して管理者が応急処理をするまでの間に、漏水が基盤又は防水層に到達することを防止するためである。こうした目的のため、ポーラスコンクリート盤の厚さは少なくとも１０ｃｍ以上あることが望ましい。また、ポーラスコンクリート盤の空隙率は、貯水タンクの規模や立地などの条件により異なるが、一般的には２０〜３０％程度とすることが望ましく、更に２５％程度とすることが好ましい。

「通水エリア」は、少なくともポーラスコンクリート盤と同程度、好ましくはこれ以上の空隙率を有することが望ましい。通水エリアは、外部と連通しており、更にポーラスコンクリートの内部とも連通している。通水エリアは、後述の如く有孔材料で形成してもよく、また空洞の水路で形成しても良い。また、２重の安全策として排水ピットに設置しても良い。

「漏水センサ」は、漏水を検出できるものであればなんでも良いが、後述の如くインピーダンスの変化を利用するものとすることができる。

第２の手段は、第１の手段を有し、かつ
上記漏水センサ１８を、線状の任意箇所で水漏れを検出できる線状センサとするとともに、
上記通水エリアＡを、各漏水センサに沿って横向きに延びる線状、或いは、全部の漏水センサ１８を覆うように横方向に広がる面状に形成している。

本手段では、漏水センサを線状センサとするものであり、比較的広範囲である貯水タンクの底面領域を点ではなく、線で検出することができる。この場合に通水エリアは、後述の通水ボードなどを用いて水平面状に形成しても良いが、各漏水センサの周囲のみを線状に布設しても良い。また線状に布設するときには、例えば複数の平行線状の複数の通水エリアを並設することもできるが、一本の通水ラインで貯水タンクの全底面領域をカバーするように、線状の通水ラインを蛇行させて、或いは渦巻き状に設けることもできる。

「線状センサ」とは、例えば二本の漏水検出線を平行フィーダ線のように被覆して組み合わせ、これら両線間のインピーダンスをセンサ本体で測定できるようにしたものとすることができる（特許文献５参照）。これは、平行線の間に存在する水分量に応じて両線間の静電容量が変化する現象を利用するものである。具体的な構成としては、センサ本体は外部に置いて漏水検出線のみを通水エリアに置くとよい。水漏れの場所を検出するためには、２つのセンサの各漏水検出線を交差させ、２つのセンサでインピーダンスの変化を生じたときに交差箇所で水漏れが生じたと判断すれば良い。また、従来公知の如くセンサ本体から水漏れ箇所までの線に沿った距離を測定できるようにすることもでき、この場合には必ずしも２つのセンサを交差させる必要はない。そのためは次のように構成すれば良い。平行な二本の線の単位長さ当たりの抵抗Ｒ（Ω／ｍ）とする。これら両線の基端から長さＬ（ｍ）の地点で湿潤（水漏れ）状態となったとして、この地点での両者間の静電容量をＣとする。更にこれら両線に流す交流の周波数をｆ_ｎとすると、両者間のインピーダンスは次式で与えられる。

［式１］ Ｚ_ｆｎ＝２ＲＬ＋１／（ｊ・２πｆ_ｎ・Ｃ）
ｊは虚数単位である。最初に周波数ｆ１の交流を、次に周波数ｆ２の交流を順次流してそれぞれにインピーダンスＺ_ｆ１、Ｚ_ｆ２を測定し、これらを数式１に代入して、Ｚ_ｆ１＝２ＲＬ＋１／（ｊ・２πｆ_１・Ｃ）及びＺ_ｆ２＝２ＲＬ＋１／（ｊ・２πｆ_２・Ｃ）の連立方程式を作り、これを解けばＬが求まる。

第３の手段は、第２の手段を有し、かつ複数の線状漏水センサ１８を上方から見て格子状に交差するように配置して、この交差箇所を含む範囲での漏水を検出するように構成している。

このような構成とすることで、検査対象面の各点にそれぞれセンサを設置する場合に比べて少ないセンサで漏水を検出することが可能となる。

第４の手段は、第３の手段を有し、かつ上記貯水タンク12は、前後・左右方向に連続する多数の貯水槽１４で形成され、各貯水槽の底壁のそれぞれに対応して、漏水センサの交差箇所を配置するようにしている。

貯水タンクを単一のタンクであると、一部が破損したときに全ての排水が流出する可能性があり、また、ひび割れを修繕するときにタンクの容量全体を空にする必要があるので、これを避けるために、本手段では、貯水タンクを複数の貯水槽に区分している。各貯水槽は前後・左右の隣接槽と合体した構造としても良く、槽の間に間隙をとっても良い。

第５の手段は、第１の手段乃至第４の手段の何れかを有し、かつ
上記ポーラスコンクリート盤８と上記貯水タンク12の底壁との間に通水ボード１０を介在させて、これらポーラスコンクリート盤８の上面と貯水タンク12の底壁下面との間に通水エリアＡを形成するとともに、
上記ポーラスコンクリート盤８の上面と通水ボード１０の下面との間に漏水センサ１８を挿入させている。

本手段では、ポーラスコンクリート盤と貯水タンクとの間に、通水エリアとして、有孔の通気ボードを介在させている。こうした通気ボードはある程度クッション性があるため、漏水センサーに貯水タンクからの荷重を分散させて無理な荷重がかからないように、通気ボードを十分な厚さ（例えば２ｃｍ以上）とすることができる場合には、平坦なポーラスコンクリート盤の上面に漏水センサを単に載置すればよい。

「通水ボード」は、例えば海綿体状の有孔材料、特に「ヘチマロン」（商標）と呼ばれる有機性立体網状形成品で形成することができる。

第６の手段は、第１の手段乃至第４の手段の何れかを有し、かつ上記通水エリアＡを、通水ボード１０を挿入させたポーラスコンクリート盤８と貯水タンク12との間隙ａ_２と、ポーラスコンクリート盤８の上面に形成された溝状の水路２８の内部ａ_１とで形成し、
この水路２８内に線状の漏水センサ１８を設置している。
漏水センサを水路内に設置することで、漏水センサに無理な荷重がかかることを防止するとともに、その取付けや交換を容易とし、かつ通水ボードを薄くできる。
第７の手段は、第１の手段乃至第４の手段の何れかを有し、かつ
上記ポーラスコンクリート盤８の内部に、外部に連通する横方向の有孔管を、水路２８として貫設し、
かつこれら水路２８…の内部を上述の通水エリアＡとして、
各水路２８内にそれぞれ線状の漏水センサ１８を配置している。

コンクリートは打設してから数年は十分に乾燥しておらず、冬季にはその水分により冬季に結露を生ずる可能性がある。そこで本手段では、コンクリート盤を貫通する有孔管を設置し、漏水時には水路として、また常時は通気管として使用することとしている。

第８の手段は、第１の手段乃至第７の手段の何れかを有し、かつ上記ポーラスコンクリート盤８の適所に、加熱手段30を設置している。

本手段では加熱手段でポーラスコンクリート盤を加熱して厳冬時の結露を防止している。

第１の手段に係る発明によれば次の効果を奏する。
○ポーラスコンクリート盤を使用したから、保水性が高く、漏水時に直ちに排水が外部に漏れることを防止できる。
○通水エリアＡは、少なくともポーラスコンクリートと同程度の空隙率を有するから、周囲から水が浸入し易い。
○通水エリアＡは外部と連通しているから、湿気を放出して結露を防止することができ、漏水センサのメンテナンスも容易である。

第２の手段に係る発明によれば、漏水センサを線状センサとするものであり、比較的広範囲である貯水タンクの底面領域を点ではなく、線で検出することができ、効率良く水漏れを防止できる。

第３の手段にかかる発明によれば、線状の漏水センサの交差箇所での液漏れを確実に検査することができ、検査対象面の各点にそれぞれセンサを設置する場合に比べて少ないセンサで漏水を検出することができる。

第４の手段に係る発明によれば、上記貯水タンク１２を前後・左右方向に連続する多数の貯水槽１４で形成したから、各貯水槽での液漏れを確実にチェックすることができ、液漏れを検出したときには、液漏れを生じた貯水槽（及び必要により隣接する貯水槽）のみを修理して、それ以外の貯水槽は使い続けることができるので、メンテナンスが容易である。

第５の手段、第６の手段に係る発明によれば、ポーラスコンクリート盤８と貯水タンク１２との間に通水ボード１０を介在させ、かつポーラスコンクリート盤の上面又はこの上面に形成した水路２８内に漏水センサ１８を設置したから、漏れた排水がポーラスコンクリート盤８に染み込む前に一早く漏水を検出できる。

第７の手段に係る発明によれば、次の効果を奏する。
○ポーラスコンクリート盤を貫通する有孔管を設けたから、この管を介して湿気を排出し、結露を防止することができる。
○線状漏水センサ１８が劣化した場合に容易に交換することができる。

第８の手段に係る発明によれば、上記ポーラスコンクリート盤８の適所に加熱手段30を設置したから、厳冬期の結露をより確実に防止することができる。

図１から図９は、本発明の第１実施形態に係る排水貯蔵設備を示している。

この排水貯蔵設備は、基盤面２と、防水層６と、ポーラスコンクリート盤８と、通水ボード１０と、貯水タンク12と、漏水センサ１８を有している。

基盤面２は、基盤Ｇの表面をコンクリートなどで固めて平坦に形成している。図示例では、貯水タンク設置用のエリアの周囲に排水ピット４を周設している。

防水層６は、上記基盤面２のうち排水ピット以内の部分を覆っている。尚、リスク管理上、環境汚染、土壌汚染のおそれがある場合に、この防水層を設けるとよい。

ポーラスコンクリート盤８は、上方から見て矩形のものであり、防水層６を介して排水ピット４内方の基盤面分上に載置されている。コンクリート盤の厚さは１０ｃｍ程度とすると良い。

通水ボード10は、ポーラスコンクリート盤８の全体に設置されている。複数の小さなサイズの通水ボードを複数敷きつめると良い。尚、作図の都合上、図２では、通水ボード10をポーラスコンクリート盤と同程度の厚さに描いているが、実際には、２〜４ｃｍ程度の厚さとすれば良く、漏水センサーに貯水タンクからの荷重を分散させて無理な荷重がかからないようにすればよい。

貯水タンク12は、上記通水ボード10の上に設置されている。図示の貯水タンクは、図３に断面図で示す如く前後方向に２行、左右方向に３列の６つの有頂四角筒形のコンクリート製貯水槽14を、隣接する槽同士で合体させている。また、各貯水槽の内面には、防水シート16を貼設している。更に各貯水槽の頂壁には作業員が出入りするためのマンホールを設けている。

本実施形態では、通水ボードを挿入した貯水タンク12の底壁下面とポーラスコンクリート盤８の上面との間の隙間を、通水エリアＡとしている。

漏水センサ18は、図３に示す如くセンサ本体18ａと、このセンサ本体から突出したセンサライン18ｂとを具備する。

上記センサ本体18ａは、静電容量計測器としての機能を有する。尚、完成直後のコンクリート槽では、シンダーコンクリートが湿潤状態にあるので、その静電容量計測機能を用いて図４に示す如く測定機能が一定となるのを待ってその値を正常値とするように構成すればよい。

上記センサライン18ｂは、図５に示す如く２本の平行な漏水検出線（丸線）20を被覆して成り、これら両線間のインピーダンスをセンサ本体18ａが計測する。各漏水検出線の末端部はそれぞれ腐食止めを施す。図５及び図６は漏水センサの変形例である。図５は、相互に向かい合う縦板形の導電板を一定間隔を存して配列したものであり、図６は、各漏水検出線の間の被覆部分を、複数の連結子２２を残して、梯子状に切り欠いたものである。何れの例でも、検出対象である水分の嵩が多くなり、検出感度が向上する。各センサライン12ｂは、貯水タンク12を設置する前に、ポーラスコンクリート盤８の上面に単に載置すれば良く、また、漏水センサの本体12ａは、ポーラスコンクリート盤８の外に置けばよい。図示の例では、５つの漏水センサ18を使用しており、各漏水センサのセンサラインは、２行×３列に図３に示す如く格子状に交差し、各交差点が各貯水槽14の底壁の中心に位置するように配置している。各漏水センサは、現場警報機24に接続されており、ここで警報音が発せられる。また、現場警報機から図示しない中央監視盤へ警報が送信されるように構成しても良い。現場警報機24は、インピーダンスの変化が最も大きい行及び列の漏水センサをそれぞれ決定し、液漏れが生じていると推察される貯水槽を特定するための演算・処理部（マイクロコンピュータ）を有していることが望ましい。

図８及び図９は、漏水センサ１８の更に他の変形例を示すものであり、一つのセンサ本体１８ａに複数のセンサライン１８ｂを接続したものである。図示の例では、貯水槽の縦横の幅よりも細かく横のセンサライン（行番号ｙ_１…）と縦のセンサライン（列番号ｘ_１…）とを設置して、横のセンサライン全体を一つのセンサ本体18ａに接続し、更に縦のセンサライン全体を他の一つのセンサ本体（図示せず）に接続している。この場合において、図９に示すように一つのセンサライン（列番号ｘ_２）を構成する２つの漏水検出線（線番号ｘ_２−Ｌ，ｘ_２−Ｒ）の間でインピーダンスを測定できる他に、隣り同士のセンサラインの間で隣接する各漏水検出線（ｘ_１−Ｒとｘ_２−Ｌ）の間の静電容量を計測できるように設けることが望ましい。即ち、この構成により貯水タンクの底面全体を漏水の検出対象とすることができる。

上記構成において、例えば図２の点Ｐでひび割れを生じ、点Ｐから漏れた排水は、通水ボード10及びポーラスコンクリート盤８を通って周囲に広がり、これら両者を通過して、漏水センサ１８のセンサラインに到達する。これにより現場警報機24からこの警報が発せられる。また、漏水の量が多いときには、上記ポーラスコンクリート盤８及び通水ボード10を通過して排水ピット４内へ排水される。

以下、本発明の他の実施形態を説明する。これらの説明において、第1実施形態と同じ構成に関しては、同一の符号を付することで説明を省略する。

図１１及び図１２は、第２の実施形態を示している。この実施形態では、前述の通水エリアＡを、ポーラスコンクリート盤８の上面に穿設した溝状中空の水路２８の内部ａ_１と、上記ポーラスコンクリート盤８の上面と貯水タンク１２の下面との間隙ａ_２とで形成している。

図１３から図１５は、本発明の第４の実施形態を示している。この実施形態では、上記の通水ボードを省略する代わりに、ポーラスコンクリート盤を厚目（好ましくは２０ｃｍ程度）に形成し、このコンクリート盤の上下方向中間部に多孔管２０を横設している。この多孔管は、パイプの筒壁に多数の孔を穿設したものでも良く、また、通水ボードと同じ種類の多孔材料でパイプを形成しても良い。

図１６は、本発明の第５実施形態を示している。この実施形態は、第１実施形態の構成中、排水ピット内方の基盤面部分の上面と、ポーラスコンクリート盤８の下面との間に加熱手段30として電熱線又は温水管などを適当な間隔で付設したものである。この加熱手段には、図示しない熱源を連続させている。

本発明の第1の実施形態に係る排水貯蔵設備の縦断面図である。 図１の設備の要部拡大図である。 図１の設備の横断面図である。 図１の設備のポーラスコンクリート盤の電気容量を示す図である。 図１の設備の漏水センサの要部斜視図である。 図４の漏水センサの一の変形例である。 図４の漏水センサの他の一の変形例である。 図１の漏水センサの配線の変形例を示す図である。 図８の変形例を示す図である。 漏水センサの原理に関する説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る排水貯蔵設備の縦断面図である。 図１１の設備の要部拡大図である。 本発明の第３の実施形態に係る排水貯蔵設備の縦断面図である。 図１３の設備の要部拡大図である。 図１４の要部を他の方向から見た断面拡大図である。 本発明の第４の実施形態に係る排水貯蔵設備の縦断面図である。

符号の説明

２…基盤面 ４…排水ピット ６…防水層 ８…ポーラスコンクリート盤
10…通水ボード 12…貯水タンク 14…貯水槽 16…防水シート
18…漏水センサ 18ａ…センサ本体 18ｂ…センサライン 20…漏水検出線
22…連結子 24…現場警報機 28…水路 ３０…加熱手段
Ｇ…基盤 Ａ…通水エリア

Claims (8)

1. 基盤Ｇの上にポーラスコンクリート盤８を設け、このポーラスコンクリート盤上にコンクリート製の貯水タンク12を設置してなる排水貯蔵設備であって、
   上記貯水タンク12とポーラスコンクリート盤８との間、或いはポーラスコンクリート盤８の内部に、少なくともこのポーラスコンクリートと同程度の空隙率を有しかつ外部と連通する通水エリアＡを形成し、
   この通水エリア内に設置した漏水センサ１８により、貯水タンク12の底壁のひび割れによる漏水を検出可能に構成したことを特徴とする、排水貯蔵設備。
2. 上記漏水センサ１８を、線状の任意箇所で水漏れを検出できる線状センサとするとともに、
   上記通水エリアＡを、各漏水センサに沿って横向きに延びる線状、或いは、全部の漏水センサ１８を覆うように横方向に広がる面状に形成したことを特徴とする、請求項１記載の排水貯蔵設備。
3. 複数の線状漏水センサ１８を上方から見て格子状に交差するように配置して、この交差箇所での漏水を検出するように構成したことを特徴とする、請求項２記載の排水貯蔵設備。
4. 上記貯水タンク12は、前後・左右方向に連続する多数の貯水槽１４で形成され、各貯水槽の底壁のそれぞれに対応して、漏水センサの交差箇所を配置するようにしたことを特徴とする、請求項３記載の排水貯蔵施設。
5. 上記ポーラスコンクリート盤８と上記貯水タンク12の底壁との間に通水ボード１０を介在させて、これらポーラスコンクリート盤８の上面と貯水タンク12の底壁下面との間に通水エリアＡを形成するとともに、
   上記ポーラスコンクリート盤８の上面と通水ボード１０の下面との間に漏水センサ１８を挿入させたことを特徴とする、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の排水貯蔵施設。
6. 上記通水エリアＡを、通水ボード１０を挿入させたポーラスコンクリート盤８と貯水タンク12との間隙ａ_２と、ポーラスコンクリート盤８の上面に形成された溝状の水路２８の内部ａ_１とで形成し、
   この水路２８内に線状の漏水センサ１８を設置したことを特徴とする、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の排水貯蔵施設。
7. 上記ポーラスコンクリート盤８の内部に、外部に連通する横方向の有孔管を、水路２８として貫設し、
   かつこれら水路２８…の内部を上述の通水エリアＡとして、
   各水路２８内にそれぞれ線状の漏水センサ１８を配置することを特徴とする、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の排水貯蔵施設。
8. 上記ポーラスコンクリート盤８の適所に、加熱手段30を設置したことを特徴とする、請求項１乃至請求項７の何れかに記載の排水貯蔵装置。

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