JP2016156758A - 異常水位監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】排水枡、配水管、下水管において、管の詰り、管の損傷による漏水により、排水の許容量を超えることで、住居及び施設等に被害が発生するまたは拡大することを防ぐ為に、排水・汚水を受水する枡または、管出口に水位検出するセンサーを設け、音、光にて警報を発し、また、警報に合わせて、極・超長波無線による発信をし、下水の外側で受信し、障害の発生している箇所を特定させ、対応手段も周知できる異常水位監視システムを提供する。
【解決手段】固液分離用フィルターとフィルター目詰まり防止手段を備える液面検出装置を排水、汚水を受水する槽に設置し、災害時における汚水、雑排水等の多様な不純物が混入している液体面の異常水位を監視することを特徴とする異常水位監視システム。
【選択図】図１

Description

この発明は、排水枡、配水管、下水管において、管の詰り、管の損傷による漏水により、排水の許容量を超えることで、住居及び施設等に被害が発生するまたは拡大することを防ぐ為に、排水・汚水を受水する枡または、管出口に水位検出するセンサーを設け、音、光にて警報を発する。尚、警報に合わせて、極・超長波無線による発信をし、下水の外側で受信し、障害の発生している箇所を特定させ、対応手段も周知できるアプリケーション及びデータサービスを行うシステムである。

日本は、地震大国である。関東大震災や阪神淡路大震災、東日本大震災等、広域震災災害が発生し、国家を揺るがすほどの甚大な被害が頻繁に発生している。早急に防災対策としての備えをすることが必要である。企業に対しては、法令で対策を進めているが、民間に対しては、今のところ自助努力に依存となっている。市町村でも、自治会を通して、避難訓練など防災対策を住民に自覚をうながすいろいろな努力はされているが、徹底して周知されているとは言えないのが現状だ。行政、公共機関が、自助、共助、公助の順位を示している。「自分の事は、自分で守る」と防災の自覚を強調している。実際、災害は広域において同時に発生するため、行政ができる範囲にも限度があり、個人の対策が重要であることは間違いない。

昭和５６年以降改正された建築基準によりマンションの耐震強度は大地震にも耐えうる建物となっている。従って、建屋崩壊での避難生活を避けられる可能性は高い。如いては、避難所の住民収容能力が不足しており、マンション住民が災害後に避難所を頼らない生活ができれば、公助としての防災予算の縮減や、より充実した防災対策を施すことができる。

しかしながら、マンション住民にとっても生活のインフラが確保できなければ避難所生活となる。飲食に関しては、日頃の備蓄や配給により凌ぐことは、容易である。我慢できないもっとも重要なのが、生理現象であるトイレの問題である。簡易トイレ等での一時回避はできても、数週間ともなると耐え難い。また、最近の衛生観念からすると「洗う作業」ということも不可欠である。

マンション（集合住宅）において、東日本大震災の際、注目された液状化現象で低層階を汚水が逆流する現象が起こった。そのため、「大地震が発生した場合、配水管等の機能確認をしてから、水を流しましょう」と広報されている。そのように言われている意味は、容易の理解できるが、実際、どのように確認するのであろうか。広報には確認方法も判断基準も提供もされていない。それでは、災害発生後に排水管業者に連絡して、大がかりな排水管調査を行なわないと使用できないのであろうか。災害直後にあって、業者を呼ぶことは不可能である。従って、マンションの住民は、余儀なく、１００％難民生活を強いられることになる。

特開２０１１−５８９９６号公報

マンション（集合住宅）において、東日本大震災の際、液状化現象で下水管の高低が逆転し、低層階に汚水が逆流する現象が起こった。そのため、「大地震が発生した場合、配水管等の機能確認をしてから、水を流しましょう」と広報されている。実際、どのように確認するのであろうか。広報には確認方法も判断基準も提供もされていない。災害発生後に排水管業者に連絡して、大がかりな排水管調査を行なわないと使用できないのであろうか。総人口の1割に達するマンション住居を大地震発生後のパニック時に調査することは、現実には不可能である。ここで、少なくとも全配水管の機能確認ではなく、低層階に汚水が逆流する問題が起きる前に警戒できる時間が得られ、水際での認識ができるようにする。それにより、想定被害のリスクを最大限に抑えられる。トイレや洗面、歯磨きで水を流す機能が使用できるのに、使用しない無駄な時間をなくすことができる。使えることを積極的にマンション住民に知らせることによって、災害後の生活の安定を得ることができ、災害からの復興を精神的に支援するものである。実際に、阪神淡路大震災時に高層建築に起こった事故の調査では、液状化を除いて下水の漏水、詰まりはわずか数件しか起こってないことが知られている。このシステムがあれば、その他多数の阪神淡路大震災で下水のトラブルがないマンション住民が安心して水を流せることを知らせ、トラブルがあるマンションでもその被害を事前に警告できるものである。このシステムがあることで、下水の警報が鳴るまで住民は下水を使用することができる。

警戒すべき条件としては、敷地内排水枡汚水枡の水位上昇を検出し、住人に音、光、無線装置（極・超長波）により知らせる一連のシステムを提供する。

敷地内の排水管、排水枡に水位検出するセンサーを設置し、水位上昇を検出し、この有効シグナルを音、光、無線装置（極・超長波）により住民に知らせる。なお、管理組合にて警報後に排水を控える等の行動規範は、合わせて検討する必要がある。具体的な発明は、次のとおりである。

〔発明１〕 発明１の異常水位監視システムは、固液分離用フィルターとフィルター目詰まり防止手段を備える液面検出装置を排水、汚水を受水する槽に設置し、災害時における汚水、雑排水等の多様な不純物が混入している液体面の異常水位を監視することを特徴とする異常水位監視システムである。

〔発明２〕 発明２の異常水位監視システムは、発明１の異常水位監視システムにおいて、異常水位を警報する際は、前記液面検出装置内の発信機以外に、既設のマンホールの蓋等に振動伝達装置を取り付け、効果的に周知できることを特徴とする異常水位監視システムである。

〔発明３〕 発明３の異常水位監視システムは、発明１の異常水位監視システムにおいて、極超長波帯域の変調復調の無線伝達装置により、閉塞されたマンホールの外側へ異常警報の信号を伝えることを特徴とする異常水位監視システムである。

排水設備使用禁止を警告されているだけで、的確な解決手段等は提示されていない中、問題の発生する警戒認識が得られることで、暫定としても使用することで、無駄な時間をなくし、想定リスクを大きく軽減することができる。災害時において、日常に近いライフスタイルをおくる事ができ、精神的負担をとる効果は、はかりしえない。

無線装置では、極・超長波を使用することで、水を含めた障害物等に極力減衰を避け、安定的に警戒情報伝達することができる。異常箇所が外界とインターフェースができれば、各住人を初め、管理会社、警備会社等への通知や給水の強制遮断等の対策対応をとることができる。極・超長波帯域の利用価値は、潜水艦が超長波（VLF：3 - 30kHz）や、極超長波（ULF：300 Hz-3 kHz）を使って通信していることで有利性を実証している。超長波VLFは海中深度10m程度まで到達するが、30KHzだと30dB以上の良好なSNR（＊１）でもシャノン限界（＊２）で30Kbpsくらいである。また、極超長波（ULF：300 Hz-3 kHz）は水深100m以上に到達が期待できる。SNRが良好な状態で、1Hzあたり1bpsがシャノン限界とすると、通信速度50bpsないし75bps（テレックス（＊３））で特定パターンを警戒信号と認識できる何れかの周波数帯域を使用した送受信装置とする。 ＊１：SNRとは、信号の分散を雑音の分散で割った値。＊２：シャノン限界とは、帯域とノイズ(雑音)で、これと通信路容量の関係を示したもの。＊３：テレックスとは、テレタイプ端末を使用した不特定の相手方との初期のデジタル通信方式。

この発明の一実施形態を示す図である。 この発明の一実施形態を示す図である。

排水枡の異常水位を浮き沈みするフローティングスイッチまたは、2点の電極間を電気伝導度等の状況を判定する液面検出装置より、音（耳障りな高音）と共振発生器によるマンホール蓋を拡声器化して周囲に知らせる。

以下、本発明の実施形態を説明する。
下水、排水設備は、一般的に地表（１２）から地中（６）に垂直に排水枡が設置され、樹脂若しくは、鋳物の材質でできている蓋（１）が使われているため、容易に排水状況の確認が取れるようになっている。しかしながら、普段、開けて確認するということがない。道路敷地境界線（１４）から通常は、２から３メートル程に公共枡（１０）が設置されている。この公共枡（１０）は、下水本管方向（８）へ繋がっており、行政の管理する部分になっている。また、居住者（民間）が管理する排水設備の境界（１３）より敷地側に排水枡（５）を持っており、ここで、一般排水と汚水が合流される。

マンション（集合住宅）では、汚水、一般排水、雨水に区別されているが、公共下水では、汚水と一般排水は、同一の扱いとなっている。尚、建物から公共下水へは、一定の傾斜（９）が確保されており、自然流下するよう施工されている為、停電が起きても利用することができる。異常水位検出装置（４）は、排水枡（５）の上部に据え付けられ、発信ユニット（２）が蓋（１）に接触するように設置をする。異常水位検出装置（４）と発信ユニット（２）はリード線（３）により接続されている。

平時は、公共枡（１０）、排水枡（５）共に排水が滞留することなく、流れ出す。しかしながら、下水本管が機能しない、取付管破断等が発生した場合、排水は滞留し、公共枡（１０）、排水枡（５）共に水位が上昇する。異常水位（１１）のところで、異常水位検出装置（４）が反応し、異常を警報することでマンション（集合住宅）建屋、敷地への逆流を防ぐ為の処置と警戒することができる。

異常水位検出装置（４）は、図２に示すようにフロートスイッチ（１７）により水位を検出する。これにより、リード線（３）で接続されている発信ユニット（２）をバッテリー（１６）及び制御装置（１９）、警報発信装置（２０）により警報音を発信する。警報音を停止させるときは、リセットスイッチ（１５）により停止せることができる。なお、汚水の為、フロートスイッチに達する液体は、フィルター（１８）を通すことで、異物混入による誤動作を防止する。異常水位検出装置（４）は、一部（２１）が密閉となっており、万が一、固定が外れても浮く浮力を持つ。

警報音を発生するには、警報発信装置（２）は、マンホールの蓋等に振動伝達をすることで、可聴周波数帯域と低周波振動によって効果的に周知することができる。

異常検出において、指向性のない極超長波を変調して、異常時のみに発信し、地上外部にて、集音復調により、緊急信号（特定のパターン）を識別し、異常警戒警報の通知をする手段も持つことも特徴と言える。極超長波を用いるのは、障害物に対して有効だからである。

１ 枡の蓋
２ 発信ユニット
３ 発信装置接続線
４ 警報システム装置
５ 私有地下水管
６ 地面
７ 排水流れ方向
８ 排水流れ方向（公共）
９ 下水管傾斜角度
１０ 行政管理下水管
１１ 危険水面位置
１２ 地表面位置
１３ 行政との区分線
１４ 公道エリア
１５ リセットスイッチ
１６ バッテリー
１７ フロートセンサー
１８ 通水フィルター
１９ 制御装置
２０ 警報発信装置
２１ 浮力確保の空間

Claims (3)

1. 固液分離用フィルターとフィルター目詰まり防止手段を備える液面検出装置を排水、汚水を受水する槽に設置し、災害時における汚水、雑排水等の多様な不純物が混入している液体面の異常水位を監視することを特徴とする異常水位監視システム。
2. 請求項1において、異常水位を警報する際は、前記液面検出装置内の発信機以外に、既設のマンホールの蓋等に振動伝達装置を取り付け、効果的に周知できることを特徴とする異常水位監視システム。
3. 請求項1において、極超長波帯域の変調復調の無線伝達装置により、閉塞されたマンホールの外側へ異常警報の信号を伝えることを特徴とする異常水位監視システム。