JP3650812B2 - 漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システム - Google Patents

Description

本発明は漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システムに関し、特に、水道管路に設けた逆止弁の弁体の動きを検知するための構造を備えた漏水検出用逆止弁と、漏水検出用逆止弁からの検知信号を受信して、情報分析を行い、漏水警報器を動作させる信号処理装置を備えた漏水警報システムに関する。

建物内での水道管の漏水は、水道料の負担を大きくするだけでなく、漏水の程度、或は、場所によっては建物、家財等の破損を引き起こし、居住者に大きな損害を与える。特に、マンション等の集合住宅や、ホテル等では、一箇所の漏水が階下の多数の住宅や部屋にまで多大の被害をもたらす畏れがあり、現実には、かなりの程度で、漏水被害が頻繁に発生している。従って、特に被害が広がり易く、しかも居住者間の連絡が密でない集合住宅や、不特定多数に人が宿泊するホテル等では、常時、漏水を監視し、漏水が検知された場合は、直ちに各居住者、宿泊者、建物の管理者等に警報を出して対処を促し、被害の拡大を防ぐ必要がある。

建物、家財等に被害をもたらす漏水には２種類の原因がある。第１は水道管の老朽化等で自然発生的に起こる微小な漏水、或は、相当量の漏水である。第２は蛇口の閉め忘れ、或は、水道を使う設備の故障や操作間違い等による人為的漏水である。漏水の被害を防ぐには、この２種類の漏水を検知して、警報しなければならない。

建物内の漏水を常時監視する方法としては、いくつかの方法が既に知られている。例えば、水道管に伝わる音響振動を測定して漏水を検知する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、超音波により漏水を検知する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、これらは大掛かりな装置が必要である上、相当量の漏水でなければ検知できない。また、蛇口の閉め忘れなどの人為的漏水には対応できない。

また、逆止弁の弁体が逆止弁を通過する流体の流量に比例して移動する距離を、逆止弁に取り付けたマグネットの磁気をマグネットに対向する弁ケーシングに取り付けた複数個の磁気検知器で測定して流量を知ることのできる、開度表示機能付き逆止弁が開示されている（例えば、特許文献３参照）。

また、回転式流量メータに取り付けたセンサでパルス状の信号を取り出し、このデータを収集解析して漏水の有無を判定する漏水検出方法が開示されている。この発明は、自然発生的な微小漏水の検出のみを目的としたもので、水道管に漏水がない場合の許容流量と、水道未使用時の流量を比較する方法で漏水の有無を判定する（例えば、特許文献４参照）。従って、人為的な漏水には対応できない。

特開２００２−１２２５０２号公報 特開２００２−１３１１７０号公報 特開２０００−２０５４４７号公報 特開２００２−５５０１９号公報

本発明は、これらの公知技術とは異なった原理、目的で、漏水の監視を行うものであり、水道管路に設けた逆止弁の、主弁と副弁の２つの弁体の動きと同じ動きをする可動子の位置を感知するセンサを備えた漏水検出用逆止弁、および、この漏水検出用逆止弁のセンサからの信号を受信して、情報分析し、漏水警報器を動作させる信号処理装置を備えた漏水警報システムを提供するものである。

上記目的を達成するため、本発明の漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システムは、水道管の老朽化等により自然発生的に起こる少量の漏水、及び、蛇口の閉め忘れ等により人為的におこる多量の漏水の何れの場合にも警報信号を取り出すことができる漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システムであって、
筒状の流体通路を構成する弁ケーシングと、弁ケーシング内に設けた主弁座と、前記流体通路内で主弁スプリングにより入口側に向けて前記主弁座に対して付勢され、中央内部に副弁座を設けた流通開口面積の大きい主弁と、前記流体通路内で副弁スプリングにより入口側に向けて前記副弁座に対して付勢される流通開口面積の小さい副弁と、前記流体通路内で前記主弁及び副弁より出口側に設けられ、前記流体通路の出口側への主弁あるいは副弁の移動に連動して流体通路内を移動する可動子と、前記可動子が所定の位置まで移動すると感知し、パルス信号の形で検知信号を発信するように、前記流体通路の出口側で弁ケーシングに設けたセンサとを備える漏水検出用逆止弁と、
前記センサからの検知信号を処理して漏水警報信号を取り出す信号処理装置から構成され、
前記信号処理装置は前記パルス信号を検知するとパルス信号の幅を検知し、予め設定された少量の漏水及び多量の漏水に対する所要のパルス検知とパルス幅条件でパルス信号をカウントアップし、所定の条件を満たせば漏水警報信号を取り出すことができる第１の判別回路と、前記漏水警報信号が所定の時間継続した場合には主開閉弁を閉じる操作信号を取り出すことができる第２の判別回路を備えることを特徴とする。

なお、本発明の実施の形態として、前記弁ケーシングは、
供給水側管路に接続される入口側ケーシング部材と、受水側管路に接続され、前記主弁座と一体に構成されて主弁及び副弁を内部に保持する保持枠と可動子を収納すると共に、前記センサを前記流体通路に対向して設けた出口側ケーシング部材と、からなり、両ケーシング部材は、互いに連結されていることが好ましい。

また、前記可動子は前記副弁に一体に固着されており、前記副弁を介して前記副弁スプリングにより前記保持枠の出口側に入口側に向けて付勢されることが好ましい。

更に、本発明の実施の形態として、前記センサは前記可動子の接近でスイッチングする近接スイッチで構成されていることが好ましい。

なお、本発明の実施の形態として、前記漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システムでは、前記漏水警報信号によって警報器を動作させる構成になっていること、また、前記漏水検出用逆止弁の上流側の主開閉弁を開閉制御する制御手段を備えていることが好ましい。

しかして、本発明では、簡単な設備で、漏水を知って被害の拡大を防ぐために、警報信号を出す装置を提供することができ、特に、水道管の老朽化等で自然発生的に起こる漏水のみならず、蛇口の閉め忘れ、給湯器等の設備故障や操作間違いによる人為的漏水にも対処することができる。

本発明による漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システムに用いる漏水検知用逆止弁は、弁体を主弁及び副弁の２つの弁で構成し、微小な流量に対しては副弁のみが開き、大きな流量に対しては主弁が開く構造で、微小な流量に対しても感度良く弁体が作動するようになっている。そして、この弁体の開閉を弁体と連動して動く可動子の動きで検知できるようになっている。信号処理装置は、漏水検知用逆止弁から送られる弁体の開閉信号を、予め設定した漏水の判定値と比較して、一定条件で漏水警報信号を発信する。従って、水道管の老朽化等で自然発生的に起こる漏水のみならず、蛇口の閉め忘れ、給湯器等の設備故障や操作間違いによる人為的漏水のいずれにも警報を発することができる。しかも、漏水の大小の状況も判別して警報することが可能である。

以下、本発明の実施の形態を具体的に図面を用いて説明する。
図１は、本発明の漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システムに用いる漏水検出用逆止弁の断面図で、ここでは、弁が閉じて、流体が流れない状態を示している。この漏水検出用逆止弁の特徴は、主弁及び副弁の２つの弁体を有すること、及び、主弁、副弁いずれの弁体の移動にも連動して移動する可動子とその可動子が所定の位置まで移動すると感知するセンサを備えていることである。以下、詳細に説明する。

漏水検出用逆止弁１は、筒状の流体通路Ａを構成する弁ケーシング４と、弁ケーシング４内に着脱可能に設けた主弁座５と、流体通路Ａ内で主弁スプリング７により入口２側に向けて主弁座５に対して付勢され、中央内部に副弁座８を設けた流通開口面積の大きい主弁６と、流体通路Ａ内で副弁スプリング１０により入口２側に向けて副弁座８に対して付勢される流通開口面積の小さい副弁９と、流体通路内で主弁６あるいは副弁９より出口側に設けられ、出口３側への主弁６あるいは副弁９の移動に連動して移動する可動子１４と、可動子１４が所定の位置まで移動して感知領域に入ると、感知して検知信号を出すように流体通路Ａの出口３側で弁ケーシング４に流体通路に対向して設けたセンサ１７とを備えている。
なお、この実施の形態では、主弁６及び副弁９には、それぞれ、主弁座５及び副弁座８に接する部分に位置して、硬質ゴム等の材料で管状に形成されたパッキング２３が埋め込まれる。また、可動子１４は副弁９とは一体に固着されている。
また、主弁座５は、主弁６及び副弁９を内部に保持する保持枠５ａと一体に構成されており、保持枠５ａに主弁６の開口時における流通開口面積を確保する空隙が形成されている。

また、この実施の形態では、弁ケーシング４は、給水側管路Ｂに接続される入口側ケーシング部材１８と、受水側管路Ｃに接続され、前記保持枠５ａ及び可動子１４を収納すると共にセンサ１７を通路Ａに対向して設けた出口側ケーシング部材１６とからなり、両ケーシング部材１６，１８は、互いに、螺合などの手段により連結されている。また、副弁スプリング１０は、副弁９を介して可動子１４も保持枠５ａの出口側１３に入口２側に向けて付勢する構成になっている。
また、この実施の形態では可動子１４の形状は、筒状の流体通路Ａに垂直な円板状で、流体通路１５が設けてあり、その材質はステンレス、アルミニウム、銅合金等の金属からなる。センサ１７は金属製の可動子１４の接近でインピーダンスが変化しスイッチングする通常の近接スイッチで、出口側ケーシング部材１６に埋設されている。なお、可動子１４の形状、材質及びこれを検出する近接スイッチは、本実施例に限らず、様々な組み合わせが可能である。また、マグネットを可動子１４の外周部分に埋設し、センサ１７としてマグネットの接近でスイッチングするリードセンサを用いることも可能である。

図５には、本発明の漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システム２４の構成が概略的に示されている。図６には、漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システム２４の信号の流れが示されている。図５で、漏水検出用逆止弁２９と組み合わせて、漏水検出用逆止弁２９内のセンサからの検知信号を処理する信号処理装置３０が備えられている。この信号処理装置３０は、図６に示すように、センサ３４からの検知信号で、漏水検出用逆止弁の主弁又は副弁の開閉を判別して主弁又は副弁の開閉の継続時間を判別し漏水警報信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂを取り出す第１の判別回路３０ａ、３０ａの判別結果から主開閉弁閉鎖信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂを取り出す第２の判別回路３０ｂとを備える構成になっている。

なお、この信号処理装置３０では、漏水警報信号Ｓ１ａ、Ｓ１ｂによって警報器３１を動作させる構成になっており、また、漏水警報信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂによって、漏水検出用逆止弁２９の上流側の主開閉弁３３を開閉制御する制御手段３５を備えている。なお、漏水警報信号は、警報器３１のみでなく、例えば、集合住宅２５などの集中管理室３２（常駐者有り）に伝達され、漏水に対する即時的な対応、処置ができるようにしてある。

しかして、図１に示すような、流体が流れない状態、即ち、給水側管路Ｂの圧力と受水側管路Ｃの圧力が等位である場合には、主弁スプリング７および副弁スプリング１０の弾性力で、主弁６が弁座５に当接し、副弁９が副弁スプリング１０の弾性力で副弁座８に当接し、且つ、主弁６の出口側端面１１が可動子の入口側端面１３に当接している。

そして、受水側管路Ｃにおいて、わずかな漏水があると、管路Ｃ内の圧力が徐々に下がり、給水側管路Ｂと受水側管路Ｃとの差圧が副弁スプリング１０の弾性力を越えると、図２に示すように、副弁９が出口側に押され、小さい流通開口面積で、流体通路Ａが開放され（流体の流れを参照符号１９で示す）、副弁９と一体の可動子１４が出口側に移動し、センサ１７の感知領域（流水通路Ａの長手方向における対応位置）まで移動する。

副弁９の開放動作で給水側管路Ｂから流水通路Ａを介して受水側管路Ｃに給水がなされると、わずかな漏水の場合は比較的短い時間で、両管路Ｂ、Ｃの差圧が副弁スプリング１０の弾性力と拮抗し、副弁９が副弁座８に接し、流水通路Ａは閉じられる。この副弁の動きは、一定長さのパルス信号の形でセンサ１７に捉えられ、第１の判別回路３０ａに受信される。

ここでは、パルス信号およびパルス信号幅を検知する。また、上述の漏水が継続する場合、前記パルス信号幅より長い間隔で設定した所要のリセット時間内に次のパルス信号を受けると、カウンターによって、パルス信号の数をカウントアップする。そして、そのカウント数が所定値を越えると、警報器３１に漏水（小）の警報信号Ｓ１ａを出す（自然発生的なわずかな漏水、または、人為的な漏水、例えば、蛇口の不完全な閉操作状態）。第２の判別回路３０ｂでは、その警報後、更に長い時間、この情報が継続すると、所定の継続時間で、主開閉弁３３を閉じる操作を行うように、操作信号Ｓ２ａを制御手段３５に送出する。実際には、集中管理室３２などで、警報信号を認知し、異常の有無を確認した段階で、前記カウンターのリセットや主開閉弁３３の開操作の操作信号（リセット信号）を送出することになる。

また、受水側管路Ｃにおいて、相当大きな漏水があると、管路Ｃ内の圧力が急激に下がり、副弁９の開放だけでは、差圧が解消されなくなる。即ち、流量が増えて、副弁９の入口側と出口側に圧力差が常に副弁９を副弁座８に付勢する副弁スプリング１０の付勢圧力より常に大きい状態になると、副弁９は開いたままとなる。この場合、給水側管路Ｂと受水側管路Ｃとの差圧が主弁スプリング７と副弁スプリング１０の合成弾性力を越える時点で、図３に示すように、主弁６が出口側に押され、大きい流通開口面積で、流体通路Ａが開放され（流体の流れを参照符号２０で示す）、主弁６の移動で可動子１４が出口側に移動して、センサ１７の感知領域（流水通路Ａの長手方向における対応位置）まで移動する。

主弁６の開放動作で給水側管路Ｂから流水通路Ａを介して受水側管路Ｃに給水がなされると、相当大きな漏水の場合はその程度にもよるが、先述の時間よりはかなり長い時間で、両管路Ｂ、Ｃの差圧が主弁スプリング７と副弁スプリング１０の合成弾性力と拮抗し、主弁６が弁座５に接し、閉じられる。この主弁の動きは、一定以上の長さの、パルス信号の形でセンサ１７に捉えられ、第１の判別回路３０ａに受信される。

ここでは、パルス信号およびパルス信号幅を検知する。また、上述の漏水が継続する場合、前記パルス信号幅より長い間隔で設定した所要のリセット時間内に次のパルス信号を受けると、カウンターによって、パルス信号の数をカウントアップする。そして、そのカウント数が所定値を越えると、警報器３１に漏水（大）の警報信号Ｓ１ｂを出す（自然発生的な、相当多量な漏水、および、人為的な漏水、例えば、蛇口の閉め忘れ）。第２の判別回路３０ｂでは、その警報後、更に長い時間、この情報が継続すると、所定の継続時間で、主開閉弁３３を閉じる操作を行うように、操作信号Ｓ２ｂを制御手段３５に送出する。実際には、集中管理室３２などで、警報信号を認知し、異常の有無を確認した段階で、前記カウンターのリセットや主開閉弁３３の開操作の操作信号（リセット信号）を送出することになる。

以上、説明したように本発明の漏水検知用逆止弁を用いた漏水警報システムは、自然発生的な漏水、人為的な漏水に対応して、パルス状の信号を出すことができ、漏水警報システムは、漏水の大小の程度に分けて判別した警報信号を出すことができると共に、緊急の場合には、主開閉弁３３を閉じるなどの漏水防止も自動的に行える。

なお、図２、図３で説明したように、主弁６と副弁９を有する本発明の漏水検知用逆止弁１では、流量が少なければ副弁９が開き、流量が増加すれば主弁６を開き、それぞれ、流量に応じて、パルス状の開閉動作から連続的に開く動作に移行する。しかし、いかなる流量で主弁が開くか、或は、いかなる流量でパルス状の開閉動作から連続的に開く動作に移行するかは、主弁スプリング７と副弁スプリング１０のばね定数、及び、経路１９、経路２０の流通開口面積を調整することにより、所望の値に設定できる。但し、感度よく微小流量を検出しようとする場合には、副弁９が開いた場合の流路１９の流通開口面積を、主弁６が開いた場合の流路２１の流通開口面積より相当に小さくする必要がある。

図４は、本発明の漏水警報システムの構成要素である漏水検出用逆止弁１に係る別の実施の形態を示す断面図で、弁が閉じて、流体が流れない状態を示している。図１と異なる部分のみを説明する。図１では可動子１４が副弁９に一体に形成されているため、可動子１４は副弁９を介して、間接的に副弁スプリング１０の弾性力を受け、弁ケーシング４に対し、出口側に向けて付勢される。これに対して、図４の実施の形態では、可動子１４は副弁９から切り離され、可動子スプリング２１により、弁ケーシング４に対し、入口側に向けて付勢される。

既に述べているように、図５は本発明の漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システム２４を示し、集合住宅の水道配管を想定した図である。集合住宅２５では、水道給水管２６から水道メータ２７を経由して個別管理区域２８（各戸）へ水道水が供給される。漏水検知用逆止弁２９は水道メータ２７の供給水側に設けられ、各水道水使用設備用の水道水は漏水検知用逆止弁２９の供給水側から供給される。個別管理区域２８内での水道水の流量は、常に漏水検知用逆止弁２９のセンサで主弁又は副弁の開閉として検知され、その信号が信号処理装置３０に送られる。信号処理装置３０では、漏水検知用逆止弁２９から送られた信号を解析し、漏水の可能性が有りと判断されれば、警報器３１を動作させ、また、集中管理室３２にも警報を発信する。なお、この実施の形態では、信号処理装置３０は、個別管理区域に設けたが、これは集中管理室３２に設置することも可能である。

本発明に係る漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システムに使用する漏水検出用逆止弁の流体の流量が無い場合の断面図である。 本発明に係る漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システムに使用する漏水検出用逆止弁の流量が少ない場合の断面図である。 本発明に係る漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システムに使用する漏水検出用逆止弁の流体の流量が多い場合の断面図である。 本発明に係る漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システムに使用する漏水検出用逆止弁の別の形態の断面図である。 本発明に係る漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システムのブロック図である。 本発明に係る漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システムの信号の流れを示す図である。

符号の説明

１ 漏水検出用逆止弁
４ 弁ケーシング
５ 主弁座
６ 主弁
７ 主弁スプリング
８ 副弁座
９ 副弁
１０ 副弁スプリング
１４ 可動子
１６ 出口側ケーシング部材
１７ センサ
１８ 入口側ケーシング部材
２４ 漏水警報システム
２９ 漏水検知用逆止弁
３０ 信号処理装置
３１ 警報器

Claims (6)

1. 水道管の老朽化等により自然発生的に起こる少量の漏水、及び、蛇口の閉め忘れ等により人為的におこる多量の漏水の何れの場合にも警報信号を取り出すことができる漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システムであって、
   筒状の流体通路を構成する弁ケーシングと、弁ケーシング内に設けた主弁座と、前記流体通路内で主弁スプリングにより入口側に向けて前記主弁座に対して付勢され、中央内部に副弁座を設けた流通開口面積の大きい主弁と、前記流体通路内で副弁スプリングにより入口側に向けて前記副弁座に対して付勢される流通開口面積の小さい副弁と、前記流体通路内で前記主弁及び副弁より出口側に設けられ、前記流体通路の出口側への主弁あるいは副弁の移動に連動して流体通路内を移動する可動子と、前記可動子が所定の位置まで移動すると感知し、パルス信号の形で検知信号を発信するように、前記流体通路の出口側で弁ケーシングに設けたセンサとを備える漏水検出用逆止弁と、
   前記センサからの検知信号を処理して漏水警報信号を取り出す信号処理装置から構成され、
   前記信号処理装置は前記パルス信号を検知するとパルス信号の幅を検知し、予め設定された少量の漏水及び多量の漏水に対する所要のパルス検知とパルス幅条件でパルス信号をカウントアップし、所定の条件を満たせば漏水警報信号を取り出すことができる第１の判別回路と、前記漏水警報信号が所定の時間継続した場合には主開閉弁を閉じる操作信号を取り出すことができる第２の判別回路を備えることを特徴とする漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システム。
2. 前記弁ケーシングは、
   供給水側管路に接続される入口側ケーシング部材と、
   受水側管路に接続され、前記主弁座と一体に構成されて主弁及び副弁を内部に保持する保持枠と可動子を収納すると共に、前記センサを前記流体通路に対向して設けた出口側ケーシング部材と、
   からなり、両ケーシング部材は、互いに連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システム。
3. 前記可動子は前記副弁に一体に固着されており、前記副弁を介して前記副弁スプリングにより前記保持枠の出口側に入口側に向けて付勢されることを特徴とする請求項２に記載の漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システム。
4. 前記センサは前記可動子の接近でスイッチングする近接スイッチで構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システム。
5. 前記漏水警報信号によって警報器を動作させる構成になっていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システム。
6. 前記漏水警報信号によって、前記漏水検出用逆止弁の上流側の主開閉弁を開閉制御する制御手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の漏水検出用逆止弁を用いた漏水警報システム。

Images