JP2010189911A - 給水設備 - Google Patents

Abstract

【課題】 第１フレキシブル管１０３の破損の際、給水系１０１への送水を速やかに回復させ且つ、破損箇所からの多量の水漏れによる水害を回避し且つ、修理を行うにあたっての長時間の断水を回避することを可能とする。
【解決手段】 水を吸引し加圧して吐出する給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３の吐出口ａ２に接続された吐出側管路１００の水出口１００ａと、該吐出側管路１００の下流側の給水系１０１の水入口１０１ａとが第１フレキシブル管１０３を介して結合されている給水設備において、前記第１フレキシブル管１０３に対し上流側の管路箇所ｂ１と下流側の管路箇所ｂ２との間に位置した基本管路部３Ａを迂回するためのバイパス管路３が形成されると共に、該バイパス管路３の長さ途中箇所が第２フレキシブル管４で形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高層建築物などに設置される給水設備に関する。

高層建築、集合住宅などの給水系への給水装置として、公共の水道本管では水圧が足りなくなることを考慮して給水ポンプで水を吸引し加圧した後に給水系に水を供給するようにした給水設備が、例えば特許文献１に開示されている。

水道本管からの水圧が変動することから、給水ポンプを経由する系と給水ポンプが無い系とを備え、給水系側の水圧を検出して、給水ポンプを切り替える制御が行われる。特許文献２には、緊急時に給水ポンプの系をバイパスするバイパス管を用いて水道本管に接続するものが開示されている。このような給水設備においては、給水ポンプから給水系への経路において、給水ポンプを駆動した際に給水ポンプの振動に起因した金属疲労が蓄積し、破損による漏水が発生することがある。例えば、非特許文献１には、給水ポンプの吐出口側出口にフレキシブル管を接続して給水ポンプの振動を吸収させたものを開示している。しかしながら、このようなフレキシブル管を用いたとしても、送水ポンプの吐出する水の圧力が変動することにより、この送水ポンプの吐出口に接続されたフレキシブル管が長期に亘って繰り返し伸縮変形され、これによりフレキシブル管の主要部材であるベローズに金属疲労による亀裂が発生する事故例が報告されている。

特開２００６−５７６２３号公報 特開平０９−１３４３６号公報

"配管トラブルレポート"、［ｏｎｌｉｎｅ］、ステンレス協会、 ［平成２０年８月５日検索］、インターネット〈URL：http://www.jssa.gr.jp/greenp- ipe/g-report/pdf/trouble04.pdf〉

特許文献１、２においては、水道本管側と給水系側との間に複数の系統が具備されているが、給水系側の水圧が低下に対しては給水ポンプの圧力が高まるように制御されるため、水圧低下を引き起こす漏水には対応できない。本発明は、給水ポンプを利用した給水設備において、フレキシブル管に亀裂などの破損が発生しても、給水系への送水を速やかに回復させることができ且つ、第１フレキシブル管１０３の破損箇所からの水漏れによる水害を回避することができる給水設備を提供することを目的する。

上記目的を達成するため、本発明では、水を吸引し加圧して吐出する給水ポンプの吐出口側と、該給水ポンプから給水を受ける給水系側との間が第１フレキシブル管を介して結合されている給水設備において、前記第１フレキシブル管とは並列に吐出口側と給水系側との間にバイパス管路が形成され、かつ該バイパス管路の長さ途中箇所に第２フレキシブル管が結合されていることを特徴とする。

またこの給水設備において、前記第１フレキシブル管の外周を取り巻き該第１フレキシブル管からの漏水を受ける第１覆いと、前記第１覆いの漏水を検知する第１漏水センサーと、該第１漏水センサーが漏水を検知していない状態では、前記第２フレキシブル管の水出入口各側のバイパス管路が閉鎖された状態の下で前記給水ポンプから吐出された水が前記第１フレキシブル管を通じて前記給水系に供給し、一方、前記第１漏水センサーが前記第１フレキシブル管からの漏水を検知したときには、前記第１フレキシブル管の水出入口各側に通じた基本管路部を閉鎖し、前記給水ポンプから吐出された水を前記バイパス管路を通じて前記給水系に供給する制御盤とを有する。

本発明によれば、第１フレキシブル管が破損したときに、第１フレキシブル管を遮断すると共にバイパス管路を閉鎖状態から送水可能状態に切り換えるため、バイパス管路を通じた送水により速やかに回復させることができる。また、第１フレキシブル管を交換装着する期間中にもバイパス管路を通じ給水系へ送水を行うことにより破損の修理を行うにあたっての長時間の断水を回避することができる。

本発明の一実施例である給水設備を示す全体図である。

以下、本発明の詳細を図面を参照して説明する。
図１は本実施例の給水設備を示す全体図である。
各給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３の吸引口ａ３は公共の水道本管１に引込管２を介して接続されている。各給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３はその運転中、吸引口から水を吸引し、ポンプ本体ａ１内で加圧し、その後、吐出口ａ２から吐出する。１００は各給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３の吐出口ａ２に接続された吐出側管路であり、１０１は給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３よりも下流側に形成された給水系である。給水系１０１の元部には給水系１０１の末端へ向け送り込まれる水の流量を調整するための制水弁１０２が設けられている。１０３は吐出側管路１００の水出口１００ａに接続された第１フレキシブル管で、例えば金属製のベローズに筒状金網からなるブレードを外嵌させた構造である。そして、第１フレキシブル管１０３の水入口側には電動開放弁５が設けられており、また、このフレキシブル管１０３の水出口と給水系１０１の水入口１０１ａとの間に、逆止弁１０４が介設されている。この逆止弁１０４は給水系１０１内の水が第１フレキシブル管１０３内に流入するのを重力作用により自動的に規制するものである。

上記した給水設備において、給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３の運転中には、ポンプ本体ａ１で加圧された水道水が吐出側管路１００、第１フレキシブル管１０３、逆止弁１０４を経て給水系１０１へ圧送され、制水弁１０２で流量を調整された後、さらに末端へ向け供給される。

上記フレキシブル管１０３は給水設備を設置する際、吐出側管路１００と給水系１０１の元部との位置ずれを吸収して吐出側管路１００と給水系１０１を簡便に結合することを可能とし、また給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３の運転中にポンプ本体ａ１の振動に起因して給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３側構成部材と給水系１０１との間に発生する相対変位を吸収して各部に過度な荷重が作用するのを阻止する。

３は第１フレキシブル管１０３に対し上流側の管路箇所ｂ１と下流側の管路箇所ｂ２との間に位置した基本管路部３Ａを迂回するためのバイパス管路であって、図示例では吐出側管路１００の長さ途中箇所と給水系１０１の制水弁１０２より元側部分の給水系箇所との間を結合している。このバイパス管路３の長さ途中箇所が第２フレキシブル管４で形成されている。この第２フレキシブル管４は第１フレキシブル管１０３と同様に、例えば金属製のベローズに筒状金網のブレードを外嵌させた構造である。バイパス管路３の最小管路断面積は第１フレキシブル管１０３を含む基本管路部３Ａのそれよりも小さい。具体的には前者が後者の３分の１程度であるのがコストの観点から好ましい。

給水系１０１は高層建築物内の最下層階から最上層階まで網状に形成された管路からなり、水入口１０１ａを経て圧送された水を管路を通じてその保有エネルギーで各必要箇所まで流動させることができるようになっている。この給水系１０１は水道本管１に直接に連通させただけでは末端の給水必要箇所において十分な水圧が得られないことの生じるものである。

第２フレキシブル管４の水入口側である上流側のバイパス管路３上には、電動開放弁６が設けられている。７は第２フレキシブル管４の水出口側である下流側のバイパス管路３上に設けられた逆止弁で、給水系１０１の水が第２フレキシブル管４内に流入するのを重力作用で自動的に規制するものである。これら逆止弁１０４、７はこれの上流側から下流側へ向かう水流が存在しない状態では重力作用により閉鎖状態を維持し得るものである。

８は第１フレキシブル管１０３の外周を取り巻いた第１覆いであって、第１フレキシブル管１０３からの漏水を内方下部に導く形態となされると共に最下位置に排水口８ａを形成されてなる。この排水口８ａには第１排水路９を形成した比較的細い管部材の一端が結合されている。管部材９は他端を水害などの発生しない位置に導かれ、この他端へ向けて下がり勾配となるように配設されている。また管部材９の長さ途中には内方を流下する水を検出することにより第１フレキシブル管１０３からの漏水を検知する第１漏水センサー１０が介設されている。

１１は第２フレキシブル管４の外周を取り巻いた第２覆いであって、第２フレキシブル管４からの漏水を下部内方に導く形態となされると共に最下位置に排水口１１ａを形成されている。この排水口１１ａには第２排水路１２を形成した比較的細い管部材の一端が接続されている。管部材１２は他端を水害などの発生しない位置に導かれ、この他端へ向けて下がり勾配となるように配設されている。また管部材１２の長さ途中には内方を流下する水を検出することにより第２フレキシブル管４からの漏水を検知する第２漏水センサー１３が介設されている。

１４は制御盤であり、第１漏水センサー１０及び第２漏水センサー１３のそれぞれと電線１５ａ、１５ｂを介して結合され、且つ、電動開放弁５及び電動開放弁６のそれぞれと電線１６ａ、１６ｂを介して結合されている。制御盤１４は第１漏水センサー１０及び第２漏水センサー１３の検知信号を電線１５ａ、１５ｂを介して独立に入力されると共に、これらの検知信号に基づいて電動開放弁５及び電動開放弁６をそれぞれ独立して開閉させるため出力を発し、この出力を電線１６ａ、１６ｂを介して電動開放弁５及び電動開放弁６のそれぞれに独立に伝達するものである。

次に上記した給水設備の使用例及び各部の作用などについて、各場合に分けて説明する。
（ａ）通常の使用状態の場合
給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３が第１フレキシブル管１０３を含む基本管路部３Ａを通じて給水系１０１に送水する通常時送水の行われる状態では、制御盤１４は、第２電動開放弁６を閉鎖すると共に第１電動開放弁５を開放するための出力をこれら電動開放弁６、５に出力する。３台の給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３はそれらの全て又はその一部が運転状態とされる。

運転状態の給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３は水道本管１内の水道水を吸引し加圧した後、吐出口ａ２から吐出側管路１００内に吐出し、続いて第１電動開放弁５及び第１フレキシブル管１０３及び逆止弁１０４を含む基本管路部３Ａを経て給水系１０１へ供給する。こうして供給された水道水は制水弁１０２を経て給水系１０１の末端へ向け流動し、末端の給水必要箇所に十分な圧力で供給される。

また基本管路部３Ａのみを通じた給水系１０１への送水が長期に亘って行われていると、バイパス管路３内に存在した水は入れ替わることなく滞留し続けることになり、腐敗する恐れがある。これを防止するため、基本管路部３Ａを通じた送水中、制御盤１４は第２電動開放弁６を例えば数日ごとに周期的に数十秒〜数分程度の期間（バイパス管路３内に滞留した水が給水系１０１へ流出するのに十分な期間）に亘って開放し、その後閉塞させるように作動し、水道水を自動的且つ定期的にバイパス管路３のみ或いは、基本管路部３Ａ及びバイパス管路３の双方を通じて給水系１０１へ送水させる。

上記した通常の使用状態では、給水系１０１の各給水必要箇所の蛇口の開閉操作などに起因して、水道水需要量の急変が頻繁に生じる。この急変のたびに基本管路部３Ａ内の水道水の圧力が変動し、これに起因して第１フレキシブル管１０３は繰り返し伸縮変形される。また給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３の運転中にはポンプ本体ａ１が吐出側管路１００と同体状に振動して、給水系１０１との間に相対変位を生じさせ、これによっても第１フレキシブル管１０３は繰り返し伸縮変形される。

また通常時送水の行われているとき、バイパス管路３の逆止弁７は給水系１０１の水道水の圧力により或いは逆止弁７の弁体に付与される重力により閉鎖状態とされる。この逆止弁７の閉鎖と、第２電動開放弁６の閉鎖とにより、第２フレキシブル管４内への水道水の流入は阻止される。したがって、通常時送水中、第２フレキシブル管４がこれの内方に存在した水の圧力変動に起因して頻繁に伸縮変形されることはない。

なお、給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３の運転中には吐出側管路１００に直接に結合されたバイパス管路３部分がポンプ本体ａ１と同体状に振動して、給水系１０１との間に相対変位を生じさせるのであり、この相対変位に起因して第２フレキシブル管４が繰り返し伸縮変形されることは避けられない。

（ｂ）第１フレキシブル管１０３から漏水が生じた場合
上記のような通常時送水の行われているときに、第１フレキシブル管１０３のベローズが金属疲労などで破損し、第１フレキシブル管１０３から水道水が漏水することがある。この場合には、給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３が第２フレキシブル管４を含むバイパス管路３を通じて給水系１０１に送水する非通常時送水が自動的に行われる。

上記の通常時送水から非通常時送水へ切り替わるときの作動は次のように行われる。
即ち、第１フレキシブル管１０３からの漏水は第１覆い８の内面に案内されて、その下部に移動し、続いて排水口８ａを経て第１排水路９中を重力作用で流下する。このとき、第１漏水センサー１０が第１排水路９中の水の流れを検知して検知信号を電線１５ｂを介し制御盤１４に入力する。

制御盤１４はこの検知信号が入力されたことに関連して、運転状態の給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３を停止させるための出力を発し、給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３の発停制御回路に伝達し、一方では第１電動開放弁５を閉鎖すると共に第２電動開放弁６を開放するための出力をこれら第１電動開放弁５及び第２電動開放弁６に電線１６ａ、１６ｂを介して伝達する。これにより、運転状態の給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３が直ちに停止されるのであり、これと並行して、第１電動開放弁５が閉鎖されると共に第２電動開放弁６が開放される。

この際、第１電動開放弁５の閉鎖は給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３の供給する水道水が第１フレキシブル管１０３の水入口からこれの内方へ水道水が流入するのを阻止するのであり、また第１フレキシブル管１０３内の水圧が低下するため、基本管路部３Ａの逆止弁１０４は給水系１０１内の水道水の圧力で確実に閉鎖された状態となって第１フレキシブル管１０３の水出口からこれの内方へ水道水が逆流するのを阻止する。このような作動は第１フレキシブル管１０３からの漏水が発生したときに瞬時に行われるため、第１フレキシブル管１０３からの漏水は速やかに阻止され比較的少量で済むのであり、また既に第１フレキシブル管１０３から漏れ出た比較的少ない量の水道水は第１排水路９を通じて支障ない場所へ排出される。

第２電動開放弁６が開放されると、給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３が加圧して吐出する水道水はバイパス管路３Ａを通じて給水系１０１へ送水される。

制御盤１４は、第１電動開放弁５が閉鎖され且つ第２電動開放弁６が開放された後、任意な給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３の運転を再開させる。この際の作動は例えば次のように行われるのであって、即ち、制御盤１４に第１漏水センサー１０から検知信号を入力された時点から数秒程度経過したことをタイマーがカウントし、数秒が経過した時点でタイマーの発する出力が給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３の発停制御回路に入力され、この入力により該発停制御回路が予め設定された任意な給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３の運転を開始させる。

こうして給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３が運転を再開されると、非通常時送水が開始されるのであり、給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３で加圧され吐出された水道水は基本管路部３Ａを経ることなく、バイパス管路３を通じて給水系１０１に送水され、制水弁１０２を経てさらに下流側へ送水される。この非通常時送水では、バイパス管路３は基本管路部３Ａよりも管路断面積を小さくされているので給水系１０１への送水流量は通常時送水のそれよりも少なくなるが、給水系１０１における水道水の需要を調整することで、水道水の各需要先での水使用に重大な不都合は生じない。

このような非通常時送水の行われているとき、基本管路部３Ａの逆止弁１０４は給水系１０１の水道水の圧力により確実な閉鎖状態とされるのであり、この逆止弁１０４の閉鎖と、第１電動開放弁５の閉鎖とにより、第１フレキシブル管１０３内への水道水の流入が阻止される。したがって、非通常時送水中に、給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３で供給されている水道水が第１フレキシブル管１０３の破損箇所から漏水することは確実に阻止される。

制御盤は第１漏水センサから検知信号を入力されたことに関連して、直ちに警報を発出させるための出力を警報器に伝達する。こうして警報器が警報を発出することにより、関係者はいち早く事態を察知することができて、部品交換などの補修作業を速やかに行うことができる。

部品などの補修作業により第１フレキシブル管１０３の漏水が解消され各部が復旧されたとき、制御盤１４のスイッチ操作などが行われることで、非通常時送水が停止され既述の通常時送水が再開される。

（ｃ）第２フレキシブル管４から漏水が生じた場合
上記のような通常時送水又は非通常時送水の行われているときに、第２フレキシブル管４のベローズが金属疲労などで破損し、第２フレキシブル管４から水道水が漏水することがある。

この場合、第２フレキシブル管４からの漏水は第２覆い１１の内面に案内されて、その下部に移動し、続いて排水口１１ａを経て第２排水路１２中を重力作用で流下する。このとき、第２漏水センサー１３が第２排水路１２中の水の流れを検知して検知信号を制御盤１４に入力する。

制御盤１４はこの検知信号が入力されたことに関連して、運転状態の給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３を停止させるための出力を発し、給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３の発停制御回路に伝達する。そして第２漏水センサー１３の検知信号を入力された時点が通常時送水中であるときは第１電動開放弁５及び第２電動開放弁６の双方を閉鎖するための出力をこれら第１電動開放弁５及び第２電動開放弁６に電線１６ａ、１６ｂを介して伝達し、一方、第２漏水センサー１３の検知信号を入力された時点が非通常時送水中であるときは、既に第１電動開放弁５はこれを閉鎖するための出力を伝達されているため、第２電動開放弁６を閉鎖するための出力のみを第２電動開放弁６に電線１６ｂを介し伝達する。これにより、運転状態の給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３が直ちに停止されると共に、第１電動開放弁５及び第２電動開放弁６の双方が閉鎖された状態となる。

この際、第２電動開放弁６の閉鎖は給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３の供給する水道水が第２フレキシブル管４の水入口からこれの内方へ流入するのを阻止するのであり、また第２フレキシブル管４内の水圧が漏水により低下するため、バイパス管路３の逆止弁７は給水系１０１内の水道水の圧力で確実に閉鎖された状態となって第２フレキシブル管４の出口からこれの内方へ水道水が逆流するのを確実に阻止する。このような作動は第２フレキシブル管４からの漏水が発生したときに瞬時に行われるため、第２フレキシブル管４からの漏水は速やかに阻止され比較的少量で済むのであり、また既に第２フレキシブル管４から漏れ出た比較的少ない量の水道水は第２排水路１２を通じて支障ない場所へ排出される。

給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３が運転を停止され且つ第２電動開放弁６が閉鎖された状態となった後では、制御盤１４は、スイッチ操作などによる解除指令が入力されない限り、この状態を維持するのであり、一方では第２漏水センサー１３から検知信号を入力されたことに関連して、該入力による警報出力を直ちに警報器に伝達する。これにより関係者はいち早く事態を察知でき、部品交換などの補修作業を速やかに行うことができる。

部品などの補修作業により第２フレキシブル管４の漏水が解消され、或いは、第１フレキシブル管１０３及び第２フレキシブル管４双方からの漏水が解消されて、各部が復旧された後、制御盤１４のスイッチ操作などが行われることで、既述の通常時送水が再開される。

この（ｃ）の場合において、通常時送水中に第２漏水センサー１３のみが漏水を検知したときの原因は、第２フレキシブル管４が破損し且つ、第２電動開放弁６の止水機能又はバイパス管路３の逆止弁７の止水機能の何れかが損なわれている状態となっていることが考えられる。このような理由から、通常時送水中に第２漏水センサー１３のみが漏水を検知した場合にも、第２電動開放弁６のみならず第１電動開放弁５までも閉鎖させ且つ、給水ポンプｐ１、ｐ２、ｐ３の運転をも停止させた状態を維持させることとしたのである。

上記実施例では、水道本管１内の水道水を加圧して給水系１０１に送水する場合の使用について説明したが、本発明はこのような使用に限定するものではなく、例えば、井戸水を吸い上げ加圧して給水系１０１に送水するように使用することも差し支えない。

３ バイパス管路
３Ａ 基本管路部
４ 第２フレキシブル管
８ 第１覆い
９ 第１排水路
１０ 第１漏水センサー
１１ 該第２覆い
１２ 第２排水路
１３ 第２漏水センサー
１００ 吐出側管路
１００ａ 水出口
１０１ 給水系
１０１ａ 水入口
１０３ 第１フレキシブル管
ａ２ 吐出口
ｂ１ 上流側の管路箇所
ｂ２ 下流側の管路箇所
ｐ１ 給水ポンプ
ｐ２ 給水ポンプ
ｐ３ 給水ポンプ

Claims (4)

1. 水を吸引し加圧して吐出する給水ポンプの吐出口側と、該給水ポンプから給水を受ける給水系側との間が第１フレキシブル管を介して結合されている給水設備において、前記第１フレキシブル管とは並列に吐出口側と給水系側との間にバイパス管路が形成され、かつ該バイパス管路の長さ途中箇所に第２フレキシブル管が結合されていることを特徴とする給水設備。
2. 請求項１に記載の給水設備において、前記第１フレキシブル管の外周を取り巻き該第１フレキシブル管からの漏水を受ける第１覆いと、前記第１覆いの漏水を検知する第１漏水センサーと、該第１漏水センサーが漏水を検知していない状態では、前記第２フレキシブル管の水出入口各側のバイパス管路が閉鎖された状態の下で前記給水ポンプから吐出された水が前記第１フレキシブル管を通じて前記給水系に供給し、一方、前記第１漏水センサーが前記第１フレキシブル管からの漏水を検知したときには、前記第１フレキシブル管の水出入口各側に通じた基本管路部を閉鎖し、前記給水ポンプから吐出された水を前記バイパス管路を通じて前記給水系に供給する制御盤とを有することを特徴とする給水設備。
3. 請求項１叉は２記載の給水設備において、前記バイパス管路の最小管路断面積が、前記基本管路部のそれよりも小さいことを特徴とする給水設備。
4. 請求項２叉は３記載の給水設備において、前記制御盤は、前記第２フレキシブル管の水出入口各側のバイパス管路を定期的に開放閉塞させるように作動し、前記バイパス管路内に滞留した水を前記給水系へ流出させることを特徴とする給水設備。