JP2013053913A - 満水試験器及び満水試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の満水試験に準じた方法において、枝管内の水位測定及び測定データの出力を自動化することによって、測定データの信頼性の向上、試験工数の削減、及び試験記録作成の迅速化を可能とする満水試験器及び満水試験方法を提供し、満水試験に必要な時間及び費用を削減する。
【解決手段】満水試験器５は、枝管４内に挿入されるフロートガイド６と、フロートガイド６内に配置され、枝管４内の水位の変化に応じて上下に摺動するフロート７と、フロート７よりも上方に配置され、フロート７の上下方向の位置を測定する赤外線センサ８とを備え、建物の排水系配管に接続された枝管４内の水位の変化を測定することによって建物の排水系配管における漏水の有無を検査する。
【選択図】図２

Description

本発明は、マンション等の建物の排水系配管における漏水の有無を検査する満水試験において使用される満水試験器及び満水試験方法に関する。

マンション等の建物の排水系配管における漏水の有無を検査するために、満水試験と呼ばれる検査方法が従来から行われている（例えば、特許文献１（第８−９頁）参照）。以下、満水試験の典型的な試験方法について図１を参照して説明する。

図１はマンションにおける配管の概略図であり、鉛直方向に延びている配管３は各フロア間を接続し、水平方向に延びている配管３は各フロアにおけるトイレ、洗面所、洗濯パン等の間を接続する。各フロア間には満水継手２が備えられ、満水継手２は、満水試験のときに配管を遮断し、水がそれよりも下流側に流れるのを妨げる役割を果たす。

試験フロア１について満水試験を行う場合について説明する。まず、試験フロア１の配管３よりも下流側に位置する配管部分を満水継手２又は膨張式止水栓（テストボール）等を用いて遮断する。次に、試験フロア１において、水平方向に延びている配管３の任意の位置で、仮設用継手及び管から成る試験治具を用いて枝管４を鉛直方向に立ち上げる。その後、枝管４の最上部から注水を行い、枝管４よりも下流側の配管３及び枝管４内を水で満たす。水平方向に延びている配管３から鉛直上向きに延びている、トイレ等における排水口を枝管４として使用してもよい。

試験は、枝管４内の水位の変化を測定することによって行われる。具体的には、試験開始時と、予め定められた時間（例えば６０分）後とに枝管４内の水位の測定を行い、水位の低下が観測されたときには配管３又は枝管４内において漏水があったものと判定される。

従来、水位の測定は、目視によって行われてきた。例えば、視覚的な判断を容易にするためにピンポン玉を枝管４内の水面に浮かべた状態で、物差しを用いて水位を測定するとともに写真撮影によって測定データを記録していた。

特開２００８−２８５９２０号公報

しかしながら、従来の満水試験は主に三つの問題を有する。

第一に、水位の測定が人間の手によって行われるため、水位の測定回数を増やすことが困難であり、水位の経時的な変化を測定することができないという問題がある。従来の試験では、通常、水位の測定回数は二回である。この場合、水位変化が観測されて漏水があったものと判定されたとしても、この漏水が、試験を通して一定の量で生じていたのか、又は試験開始後に生じた突発的なものであったかを判別することができないため、配管内における漏水箇所を特定することがより困難なものとなる。また、一回目の測定から二回目の測定までの測定間隔の計測も人間の手によって行われ、その正否を確認する手段もないため、従来の試験では、データの信頼性が非常に低いものであった。

第二に、水位の測定が人間の手によって行われるため、満水試験に必要な時間及び費用が増大するという問題がある。従来の試験では、試験開始時のみならず二回目の測定時にも、測定者は測定場所に拘束される。したがって、測定者は他の作業を中断して測定を行わなければならず、又、複数のフロアで同時期に試験を行おうとする場合には複数の測定者が必要となる。さらに、一回の試験における水位の測定回数を二回よりも増やした場合、この問題点はより顕著になる。

第三に、写真撮影した測定データを用いて試験記録を人間の手によって作成する必要があるため、データ整理のために膨大な時間を要するという問題がある。このことは、試験箇所が多い大規模なマンション等における満水試験において特に顕著である。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、従来の満水試験に準じた方法において、枝管内の水位測定及び測定データの出力を自動化することによって、測定データの信頼性の向上、試験工数の削減、及び試験記録作成の迅速化を可能とする満水試験器及び満水試験方法を提供し、満水試験に必要な時間及び費用を削減することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１態様では、建物の排水系配管に接続された枝管内の水位の変化を測定することによって建物の排水系配管における漏水の有無を検査するための満水試験器であって、枝管内に挿入されるフロートガイドと、フロートガイド内に配置され、枝管内の水位の変化に応じて上下に摺動するフロートと、フロートよりも上方に配置され、フロートの上下方向の位置を測定する赤外線センサとを備える、満水試験器が提供される。

本明細書において、枝管とは、フロアにおいて水平方向に延びている配管から鉛直上向きに延びている管のことをいい、試験治具として鉛直方向に立ち上げた管、及び鉛直上向きに延びている、トイレ等における排水口を含む概念である。

前記満水試験器は、従来と全く同じ試験環境下において使用されることができ、赤外線センサによってフロートを介して枝管内の水位を測定することができるため、満水試験における水位測定が自動化される。したがって、水位の経時的な変化を測定することができ、且つ、測定者によって測定データがばらつくことがないため、測定データの信頼性を向上させることができる。さらに、水位測定の自動化によって試験工数も削減される。

前記満水試験器は、フロートの重心がフロートの浮心よりも低く、且つ、赤外線を反射するフロートの反射面が常に枝管内の水面よりも上方に位置することが好ましい。

このことによって、フロートが枝管内の水位の変化に応じて上下に摺動するときに傾くことと、フロートの赤外線反射面に水滴が付着することとによる水位の誤測定を防ぐことができる。

フロートはフロートの内部に空気室及び金属片を有し、金属片が空気室の中心よりも下方に位置することが好ましい。

このことによって、フロートの反射面を枝管内において冠水させることなく、フロートの重心を低くし、フロートの浮心とフロートの重心との間の距離を大きくすることができる。したがって、フロートは、枝管内の水位の変化に応じて上下に摺動するとき、より傾きにくくなる。

満水試験器は、管の外径が異なる二種類以上の枝管に対してフロートガイドを位置決めするための位置決め手段を更に備えることが好ましい。例えば、下部に複数の円状突起部を備えた位置決め手段が使用される。

このことによって、フロートガイドの中心軸線が枝管に対してほぼ平行になり且つ枝管の略中心を通る。したがって、枝管に対するフロートガイドの傾きが抑制されるので、フロートの摺動性を悪化させることがなく、測定データの信頼性を向上させることができる。また、位置決め手段によって満水試験器全体が枝管に対して固定されるので、枝管に対する満水試験器のがたつきが抑制される。したがって、他の工事現場からの振動又は作業者との接触等による試験開始後の満水試験器の大きな位置ずれ及び落下を防ぎ、ひいては試験の失敗及び満水試験器の故障を防ぐことができるので、満水試験に必要な時間及び費用を増大させることがない。

満水試験器は、得られた測定データをコンピュータに赤外線、電波、有線等を用いて送信するための送信手段を更に備えることが好ましい。

この満水試験器によって測定データがコンピュータに自動送信され、その後、コンピュータは、データ管理のためのソフトウェアによって、予め定められた手順で測定データを処理して試験結果として出力することが可能になる。すなわち、満水試験における測定データのデータ出力が自動化される。自動化によって、試験記録作成が迅速になるだけでなく、人間の手を介した処理がなくなるため、測定データの改竄といった不正行為が行われる危険性も低減される。

本発明の第２態様では、本発明の第１態様に係る満水試験器を使用して枝管内の水位の変化を測定することによって建物の排水系配管における漏水の有無を検査する満水試験において、満水試験器を枝管に設置して第１の水位を測定し、満水試験器を持ち上げて第２の水位を測定し、満水試験器を再び枝管に設置して第３の水位を測定し、第２の水位が第１の水位よりも低く、且つ、第３の水位と第１の水位との差が、予め定められた範囲内にあるときにのみ満水試験を開始する満水試験方法が提供される。

この方法を用いることによって、フロートガイド内におけるフロートの固着等による満水試験器の不具合又は枝管内の水位不足を試験開始前に検出することができるので、試験の失敗を回避することができる。したがって、試験の失敗による再試験を防ぐことができるので、試験工数を増大させることがない。

したがって、本発明によれば、従来の満水試験に準じた方法において、枝管内の水位測定及び測定データの出力を自動化することによって、測定データの信頼性の向上、試験工数の削減、及び試験記録作成の迅速化が可能となり、ひいては満水試験に必要な時間及び費用が削減される。

図１は、マンションにおける配管の概略図を示す。 図２は、枝管に設置された、本発明の第１実施形態に係る満水試験器の正面断面図である。 図３は、フロートの正面断面図である。 図４は、本発明の別の実施態様に係るフロートの斜視図である。 図５は、本発明の別の実施形態に係るフロート及びフロートガイドの平面図である。 図６は、下側から見たときの満水試験器の斜視図である。 図７は、本発明の第２実施形態に係る満水試験器の正面断面図である。 図８は、満水試験器の動作確認のフローチャートである。

以下、図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る満水試験器について説明する。

図２は、枝管４に設置された、本発明の第１実施形態に係る満水試験器５の正面断面図である。満水試験器５は、マンション等の建物の排水系配管における漏水の有無を検査する満水試験において使用され、枝管４に注水が行われた後に枝管４の上部に設置される。

満水試験器５は、フロートガイド６と、フロート７と、赤外線センサ８と、位置決め手段１０と、筐体１１とを備える。フロートガイド６は、枝管４と同様に円筒形状であり、満水試験器５が枝管４に設置されるときに枝管４内に水面下まで挿入される。フロート７は、底部が半球状の円柱形状であり、満水試験器５が枝管４に設置される前にフロートガイド６内に配置され、設置後は枝管４内の水位の変化に応じてフロートガイド６に沿って上下に摺動する。フロートガイド６はピン形状のストッパー９を備え、ストッパー９によって、フロート７がフロートガイド６から脱落することが防がれる。赤外線センサ８は、フロート７よりも上方に配置され、試験中に赤外線をフロート７の反射面に反射させることによってフロート７の上下方向の位置を測定する。このとき、赤外線センサ８がフロートガイド６の中心軸線上に配置されることが好ましい。赤外線センサ８は、公知であり、典型的には赤外ＬＥＤ及びＰＳＤを使用した三角測量方式によって、赤外線センサ８からフロート７までの距離に応じた電圧を出力し、フロート７を介して枝管４内の水位を測定することができる。位置決め手段１０は、フロートガイド６と一体成形された部品であり、フロートガイド６の中心軸線が枝管４に対して平行になり且つ枝管４の略中心を通るように、フロートガイド６を枝管４に対して位置決めする。また、位置決め手段１０によって、満水試験器５全体が枝管４に対して固定される。

筐体１１は、ほぼ直方体形状であり、位置決め手段１０の上方に位置し、赤外線センサ８と、透明板１２と、基板（図示せず）と、電池（図示せず）と、液晶パネル（図示せず）と、操作部（図示せず）とを収容する。透明板１２は、円板状又は方形板状であり、赤外線センサ８が水に濡れて故障することを防ぐべく、フロート７と赤外線センサ８との間でネジによって筐体１１に固定される。また、透明板１２は、水不透過性且つ赤外線透過性であり、例えばアクリル板又はガラス板である。筐体１１は、フロート７及び透明板１２の清掃並びに赤外線センサ８の修理又は交換を容易にすべく位置決め手段１０に対してネジによって取外し可能に固定される。基板には、測定データを保存するためのメモリ、後述する送信素子、液晶パネルの駆動素子等が含まれる。電池は、満水試験器を駆動するのに必要な電力を供給する。電池を使用する代わりに、筐体１１に設けられたコネクタを介して外部電源から電力を供給してもよい。液晶パネルは、筐体１１の上面に配置され、液晶パネルには、枝管４内の水位の測定値、試験開始からの経過時間、電池の残量等が表示される。操作部は、押しボタン式とされ、筐体１１の上面に配置される。別の実施形態では、操作部は、液晶パネルに含まれ、タッチパネル式とされてもよい。

満水試験器５では、フロート７が枝管４内の水位の変化に応じて上下に摺動するときに傾くと、フロート７の反射面の高さがずれ、又は赤外線の反射角度がずれることによって測定誤差が生じる。したがって、所要の測定精度を得るために、フロートガイド６内において、フロート７の摺動性を確保しつつフロート７の傾きを抑制することが必要となる。

フロート７の傾きの最大値はフロート７とフロートガイド６との間の隙間の大きさによって主に決定される。しかし、フロート７の摺動性を確保するために、フロート７とフロートガイド６との間には所定の大きさの隙間が必要とされる。このため、満水試験器５は、フロート７の傾きを抑制する他の手段を備える。

すなわち、フロート７は、フロート７の重心がフロート７の浮心よりも低くなるように設計される。このことによって、枝管４内の水面上でフロート７が傾いたときに、傾きを抑制する方向に作用する、フロート７の重力による力のモーメントが大きくなるため、フロート７の傾きが抑制される。このとき、フロート７の重心とフロート７の浮心との間の距離が大きければ大きいほど、フロート７は傾きにくくなる。

一方、フロート７の反射面に水滴が付着することも、赤外線の反射に悪影響を及ぼし、測定誤差を生じさせる。したがって、フロート７は、赤外線を反射するフロート７の反射面が常に枝管４内の水面よりも上方に位置するように設計される。

図３を参照して、上記二つの条件を満たすフロート７の構造の一つの例について説明する。図３は、フロートの正面断面図であり、フロートの内部構造を示す。フロート７は、樹脂（塩化ビニル、ＡＢＳ、ポリエチレン、ポリプロピレン等）から製造され、その内部に空気室７１及び金属片７２を有する。金属片７２は空気室７１の中心よりも下方に位置する。錘として作用する金属片７２によって、フロート７の重心がフロート７の浮心よりも低くなる。また、空気室７１及び金属片７２の位置及び体積を調整することによって、フロート７の重心をフロート７の浮心よりも低くしつつ、枝管４内でのフロート７の喫水線の高さ位置をフロートの最頂部から約５ｍｍの位置にすることができる。

また、フロートの頂部７３に水滴が付着したとしても、その水滴が頂部７３からすぐに滑り落ちるように、頂部７３は、赤外線の反射に悪影響を及ぼさない程度に僅かに湾曲している。具体的には、頂部７３の曲率半径Ｒが約１０６ｍｍであることが好ましい。さらに、前述したように、フロートの底部７４は半球状である。このことによって、満水試験器５を枝管４に設置したときに発生する気泡がフロートの底部７４に付着しにくくなり、フロート７が傾くことが低減される。一方、フロートガイド６が枝管４に対して傾いて設置されたときには、フロートガイド６と接触するフロート７の底部側の接触部が丸みを帯びているおかげでフロートガイド６とフロート７との間の接触抵抗が小さくなり、摺動性の悪化が低減される。フロートの底部７４を逆円錐状にしても、同様の効果を得ることができる。

図４において示されるように、別の実施態様では、摺動性を改善するために、フロート７は、上下に摺動するときにフロートガイド６と接触する少なくとも三つのリブ７５をその側部に備える。図５において示されるように、フロート７の代わりに、フロートガイド６が、その内面に少なくとも三つの突起部６１を備えても同様の効果が得られる。また、フロート７の側部又はフロートガイド６の内面に、耐水性に優れた公知の潤滑剤を塗布することによっても摺動性を改善することができる。

フロートガイド６は、測定ノイズとなりうる外部からの光がフロート７と赤外線センサ８との間の空間に侵入するのを防ぐ役割も果たす。また、フロートガイド６は、赤外線を乱反射して測定ノイズを生じさせることがないように、黒色アルマイト処理されたアルミニウム又は暗色の樹脂から製造される。

さらに、フロートガイド６は、フロート７が透明板と接触し又は赤外線センサ８によって測定可能な範囲から外れることを防止すべく、図示されないが、その下部だけでなく上部にもピン状のストッパーを備えることができる。上部のストッパーは、赤外線を遮らないように配置される。

図６を参照して、位置決め手段の詳細について説明する。図６は、下側から見たときの満水試験器５の斜視図である。位置決め手段１０は、前述されたようにフロートガイド６と一体成形され、組立による公差を考慮する必要がないため、位置決め手段１０の下面に対するフロートガイド６の中心軸線の垂直度、ひいては枝管４に対するフロートガイド６の中心軸線の平行度が高くなる。別の実施形態では、位置決め手段１０はフロートガイド６と別体であってもよい。この場合、位置決め手段１０は、赤外線の乱反射を考慮する必要がないため、フロートガイド６とは異なるより安価な材料から製造されることができる。位置決め手段１０は、管の外径が異なる複数の枝管４に対応する。図６において示されるように、位置決め手段１０がその下部に複数の円状突起部１０１を備えることによって、フロートガイド６は、管の外径が異なる複数の枝管４に対して位置決めされる。具体的には、図２において示されるように枝管４が円状突起部１０１の内側に嵌装されるので、位置決め手段１０は、その円状突起部１０１の内径と対応した外径を有する枝管４に対してフロートガイド６を位置決めすることができる。当然のことながら、位置決め手段１０の外側の別の円状突起部１０１を用いることで、位置決め手段１０は、より外径の大きな枝管に対してもフロートガイド６を位置決めすることができる。さらに、枝管４を円状突起部の内側だけではなく外側にも嵌装することができるので、位置決め手段１０は、円状突起部１０１の外径と対応した内径を有する枝管に対してもフロートガイド６を位置決めすることができる。したがって、一つの円状突起部１０１を用いて、位置決め手段１０は二種類の枝管に対してフロートガイド６を位置決めすることができる。さらに、フロートガイド６も用いることによって、フロートガイド６の外径と対応した内径を有する枝管に対してもフロートガイド６を位置決めすることができる。すなわち、図５の位置決め手段１０は最大五種類の枝管に対応することができる。当然のことながら、円状突起部１０１の数を増やすことによって、対応可能な枝管の数を更に増やすことができる。

図２において示されるように、位置決め手段１０は、フロートガイド６内が真空状態になることによって、フロート７の摺動性が悪化すること、及びフロートガイド６内とフロートガイド６外の枝管４内との間で水位差が発生することを防ぐために、フロートガイド６内から空気を外部に逃がすための空気孔１０２も備える。

満水試験器５は、得られた測定データをコンピュータ１３に送信するための送信手段（図示せず）を更に備える。前述されたように、送信素子が筐体内の基板に備えられる。送信方式としては、赤外線送信、無線ＬＡＮ、有線等が考えられる。有線の場合には、満水試験器５は、ケーブルを接続するためのコネクタを更に備える。

以下、試験データが測定された後のデータ処理について述べる。まず、赤外線センサ８によって測定されたデータが、送信手段を用いてコンピュータに自動送信される。その後、コンピュータは、データ管理のためのソフトウェアによって、予め定められた手順で測定データを処理して試験結果として自動的に出力する。すなわち、満水試験における測定データのデータ出力が自動化される。マンション等のように試験箇所が複数である場合、最初に一つのデータ収集器に複数の満水試験器からの測定データを送信し、その後、データ収集器からコンピュータに測定データを転送してもよい。

図７は、本発明の第２実施形態に係る満水試験器の正面断面図である。この実施形態では、筐体１１及びフロートガイド６は、位置決め手段１０とは別体であり、位置決め手段１０に対して一体的に上下動することができる。筐体１１及びフロートガイド６は一体成形されてもネジ等によって互いに固定されてもよい。筐体１１及びフロートガイド６は、位置決め手段１０内の孔に通された固定ネジ１３によってフロートガイド６を位置決め手段１０に対して押し付けることによって、位置決め手段１０に対して固定される。また、赤外線センサ８及び透明板１２はフロートガイド６内においてフロート７よりも上方に配置される。

満水試験に所要の測定精度を得るために、赤外線センサ８とフロート７の反射面との間の距離を所定の範囲内にする必要がある。当然のことながら、試験時におけるフロート７の高さは枝管４内の水位によって定められる。したがって、測定者は試験前に注水によって枝管４内の水位を所定の範囲内に設定しなければならない。第２実施形態に係る満水試験器５では、試験開始時の枝管４内の水位は、第１実施形態の場合よりも低くてもよい。なぜならば、第２実施形態では、満水試験器５が、筐体１１が位置決め手段１０に当接した状態で枝管４に設置されると、赤外線センサ８がフロートガイド６内に配置されているので、赤外線センサ８と枝管４内の水面との間の距離、ひいては赤外線センサ８とフロート７の反射面との間の距離が、第１実施形態の場合よりも小さくなるからである。また、枝管４内の水位が高い場合には、筐体１１及びフロートガイド６を位置決め手段１０に対して上方に移動させることによって、赤外線センサ８とフロート７の反射面との間の距離を所定の範囲内にすることができる。すなわち、第２実施形態に係る満水試験器５は、枝管４内の広範な水位に対応することができる。このことによって、測定者が水位不足のせいで枝管４内へ再注水することが少なくなるので、満水試験に必要な時間を増大させることがない。

図８は、試験開始前における満水試験器の動作確認のフローチャートである。第１ステップでは、満水試験器を枝管に設置して枝管内の第１の水位を測定する。第２ステップでは、満水試験器を枝管から持ち上げた状態で枝管内の第２の水位を測定する。この状態ではフロートガイド内の水位が低下するはずなので、枝管内の水不足又はフロートガイド内におけるフロートの固着等による不具合がなければ、第２の水位は第１の水位よりも低くなるはずである。したがって、第３ステップにおいて、第２の水位が第１の水位よりも低い値であれば第４ステップに進み、さもなければ、枝管内に水を足し又はフロートガイド内のフロートの状態を確認した後に第１ステップに戻る。第４ステップでは、満水試験器を再び枝管に設置して第３の水位を測定する。枝管内の水不足又はフロートガイド内におけるフロートの固着等による不具合がなければ、第３の水位と第１の水位との差は測定誤差程度となるはずである。したがって、ステップ５において、第３の水位と第１の水位との差が、予め定められた範囲内であれば、その後、満水試験を開始し、さもなければ、枝管内に水を足し又はフロートガイド内のフロートの状態を確認した後に第１ステップに戻る。

第３ステップ及び第５ステップにおける判定は、満水試験器の液晶パネルを用いて目視によって行われても、満水試験器によって自動的に行われてもよい。

１ 試験フロア
２ 満水継手
３ 配管
４ 枝管
５ 満水試験器
６ フロートガイド
７ フロート
８ 赤外線センサ
９ ストッパー
１０ 位置決め手段
１１ 筐体
１２ 透明板
１３ 固定ネジ
６１ 突起部
７１ 空気室
７２ 金属片
７３ 頂部
７４ 底部
７５ リブ
１０１ 円状突起部
１０２ 空気孔

Claims (6)

1. 建物の排水系配管に接続された枝管内の水位の変化を測定することによって前記建物の排水系配管における漏水の有無を検査するための満水試験器であって、
   前記枝管内に挿入されるフロートガイドと、
   該フロートガイド内に配置され、前記枝管内の水位の変化に応じて上下に摺動するフロートと、
   該フロートよりも上方に配置され、該フロートの上下方向の位置を測定する赤外線センサと
   を備える、満水試験器。
2. 前記フロートの重心が該フロートの浮心よりも低く、且つ、赤外線を反射する前記フロートの反射面が常に前記枝管内の水面よりも上方に位置する、請求項１に記載の満水試験器。
3. 前記フロートが該フロートの内部に空気室及び金属片を有し、該金属片が該空気室の中心よりも下方に位置する、請求項２に記載の満水試験器。
4. 管の外径が異なる二種類以上の前記枝管に対して前記フロートガイドを位置決めするための位置決め手段を更に備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の満水試験器。
5. 得られた測定データをコンピュータに送信するための送信手段を更に備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の満水試験器。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の満水試験器を使用して、建物の排水系配管に接続された枝管内の水位の変化を測定することによって前記建物の排水系配管における漏水の有無を検査する満水試験において、
   前記満水試験器を前記枝管に設置して第１の水位を測定し、
   前記満水試験器を持ち上げて第２の水位を測定し、
   前記満水試験器を再び前記枝管に設置して第３の水位を測定し、
   前記第２の水位が前記第１の水位よりも低く、且つ、前記第３の水位と前記第１の水位との差が、予め定められた範囲内にあるときにのみ前記満水試験を開始する満水試験方法。

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