JP3902748B2

JP3902748B2 - 配管ラインにおける配管の相対位置検出装置

Info

Publication number: JP3902748B2
Application number: JP2002208585A
Authority: JP
Inventors: 田信太郎池
Original assignee: Victaulic Company of Japan Ltd
Current assignee: Victaulic Company of Japan Ltd
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2022-07-17
Also published as: JP2004053317A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設した配管ラインにおける配管の沈下の検出や地上または地中に配置した配管ラインにおける配管の２点間の上下位置の検出に適した配管の相対位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
造成地等に埋設される下水道や上水道の配管ラインは、配管同士を可撓管継手を介して連結することで構成される。地中に埋設した配管ラインに地震等の地盤変動による不等の変曲が発生すると、配管ラインの一部の配管に変動が生じるが、配管ラインの変動量は可撓管継手の可撓性で吸収されるので、変動した配管と可撓管継手の接続部の破断や接続部からの流体の漏洩は生じない。
【０００３】
また、地上または地中に配置される配管ラインは、配管同士を管継手を介して連結することで構成される。地上または地中に配置した配管ラインに外圧または内圧が加えられると、配管ラインの一部の配管が傾斜してしまうことがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
下水道や上水道の配管ラインにおいて、配管ラインの変動に伴う配管の沈下量が所定範囲内であれば、配管と可撓管継手の接続部や配管の接続部の破断や接続部からの流体の漏洩は生じないが、配管の沈下量が所定値を越えた大きい量になると、可撓管継手や配管が破損し、場合によっては、重大な災害の原因となる可能性がある。
【０００５】
また、下水道の配管ラインにおいては、配管ラインを流れる下水は重力の作用で流れるので、下水の流れ方向に配管が傾斜している場合には問題はないが、配管が下水の流れ方向に逆らう方向に傾斜している場合には、配管を流れる下水に滞留が生じ、配管に沿って下水が効率よく流れないことになる。
【０００６】
本発明は、上記した点を考慮してなされたもので、地中に埋設した配管の沈下量や地上または地中に配置した配管の傾斜量を地上に配置した計測装置で遠隔監視し、配管の接続部の破断や接続部からの流体の漏洩を未然に防ぐことを可能にする配管の相対位置検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の配管の相対位置検出装置は、配管を可撓管継手を介して連結した配管ラインにおいて、可撓管継手の一端側に配置された第１湾曲シリンダと、可撓管継手の他端側に配置された第２湾曲シリンダと、一対の検出部を有する計測装置と、第１湾曲シリンダと一方の検出部を接続する接続管と、第２湾曲シリンダと他方の検出部を接続する接続管と、第１湾曲シリンダと第２湾曲シリンダを接続する接続管と、計測装置の一方の検出部から第１湾曲シリンダと第２湾曲シリンダを介して計測装置の他方の検出部まで延びる管路内に収容された比重が異なる２種類の液体でかつ相方が溶け合わない液体の作動媒体とを有し、計測装置の検出部の流動媒体の相対高さの差により配管の沈下量を監視することで、配管を掘り起こすことなく沈下した配管の接続部の破断や接続部からの流体の漏洩を未然に防ぐことを可能にする。
【０００８】
本発明の配管の相対位置検出装置は、配管を連結した配管ラインにおいて、配管の一端側に配置された第１湾曲シリンダと、配管の他端側に配置された第２湾曲シリンダと、一対の検出部を有する計測装置と、第１湾曲シリンダと一方の検出部を接続する接続管と、第２湾曲シリンダと他方の検出部を接続する接続管とと、第１湾曲シリンダと第２湾曲シリンダを接続する接続管と、計測装置の一方の検出部から第１湾曲シリンダと第２湾曲シリンダを介して計測装置の他方の検出部まで延びる管路内に収容された比重が異なる２種類の液体でかつ相方が溶け合わない液体の作動媒体とを有し、計測装置の検出部の流動媒体の相対高さの差により配管の傾斜量の変動を監視することで、配管を流れる下水の滞留を検出することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明による配管の相対位置検出装置の全体図、図２は本発明による配管の相対位置検出装置の使用状態を示す図、図３は本発明による配管の相対位置検出装置を下水配管ラインの可撓管継手に取り付けた状態を示す図である。
【００１０】
本発明の配管の相対位置検出装置１は、図１ないし図３に示すように、地中に埋設される配管ライン２の配管３，３を連結する可撓管継手４の一端側に配置された第１湾曲シリンダ５と、可撓管継手４の他端側に配置された第２湾曲シリンダ６と、図２に示す地面７上または図３に示す地中に区画された弁室８に設置された計測装置９とを有する。
【００１１】
第１湾曲シリンダ５は、図１に示すように、可撓管継手４の外周面を囲むように形成された一対の半円状湾曲シリンダ部５ａ，５ｂを有する。湾曲シリンダ５は、単一のリングまたはＵ字形であってもよい。第２湾曲シリンダ６も、第１湾曲シリンダ５と同一構成であり、可撓管継手４の外周面を囲むように形成された一対の半円状湾曲シリンダ部６ａ，６ｂを有する。湾曲シリンダ６は、単一のリングまたはＵ字形であってもよい。
【００１２】
第１湾曲シリンダ５の半円状湾曲シリンダ部５ａの一端側（下端側）と第２湾曲シリンダ６の半円状湾曲シリンダ部６ａの一端側（下端側）は、ゴムホースのような可撓接続管１０により接続される。可撓接続管１０は、両端に接続具１１，１１を設けた２つの接続管１０ａ，１０ｂにより構成される。一方の接続管１０ａは、半円状湾曲シリンダ部５ａと半円状湾曲シリンダ部５ｂの中間に位置する接続装置１２ａと半円状湾曲シリンダ部５ａの一端側とを接続し、他方の接続管１０ｂは、半円状湾曲シリンダ部６ａの一端側と接続装置１２ａを接続する。
【００１３】
同様に、第１湾曲シリンダ５の半円状湾曲シリンダ部５ｂの一端側（下端側）と第２湾曲シリンダ６の半円状湾曲シリンダ部６ｂの一端側（下端側）は、ゴムホースのような可撓接続管１３により接続される。可撓接続管１３は、両端に接続具１４，１４を設けた２つの接続管１３ａ，１３ｂにより構成される。一方の接続管１３ａは、半円状湾曲シリンダ部５ｂの一端側と接続装置１２ａを接続し、他方の接続管１３ｂは、半円状湾曲シリンダ部６ｂの一端側と接続装置１２ａを接続する。
【００１４】
また、第１湾曲シリンダ５の半円状湾曲シリンダ部５ａの他端側（上端側）と第２湾曲シリンダ６の半円状湾曲シリンダ部６ａの他端側（上端側）は、ゴムホースのような可撓接続管１５により接続される。可撓接続管１５は、両端に接続具１６，１６を設けた２つの接続管１５ａ，１５ｂにより構成される。一方の接続管１５ａは、半円状湾曲シリンダ部５ａの他端側と接続装置１２ｂを接続し、他方の接続管１５ｂは、半円状湾曲シリンダ部６ａの他端側と接続装置１２ｂを接続する。
【００１５】
同様に、第１湾曲シリンダ５の半円状湾曲シリンダ部５ｂの他端側（上端側）と第２湾曲シリンダ６の半円状湾曲シリンダ部６ｂの他端側（上端側）は、ゴムホースのような可撓接続管１７により接続される。可撓接続管１７は、両端に接続具１８，１８を設けた２つの接続管１７ａ，１７ｂにより構成される。一方の接続管１７ａは、半円状湾曲シリンダ部５ｂの他端側と接続装置１２ｂを接続し、他方の接続管１７ｂは、半円状湾曲シリンダ部６ｂの他端側と接続装置１２ｂを接続する。
【００１６】
したがって、第１湾曲シリンダ５と第２湾曲シリンダ６は、一端側を可撓接続管１０，１３を介して接続され、他端側を可撓接続管１５，１７を介して接続されることで流体通路を構成する。
【００１７】
計測装置９は、２つの同一構成の透明シリンダ２０ａ，２０ｂと、これら透明シリンダ２０ａ，２０ｂの間に位置する沈下量目盛２０ｃを有する。沈下量目盛２０ｃは、列設した透明シリンダ２０ａ，２０ｂの液面を読み取る。透明シリンダ２０ａは、可撓接続管２１を介して第１湾曲シリンダ５の半円状湾曲シリンダ部５ａと第１湾曲シリンダ５の半円状湾曲シリンダ部５ｂを接続する接続装置１２ｂに接続される。透明シリンダ２０ｂは、可撓接続管２２を介して第２湾曲シリンダ６の半円状湾曲シリンダ部６ａと第２湾曲シリンダ６の半円状湾曲シリンダ部６ｂを接続する接続装置１２ｂに接続される。
【００１８】
さらに、第１湾曲シリンダ５と第２湾曲シリンダ６と計測装置９を通る流体通路には、比重が異なる２種類の液体でかつ相方が溶け合わない液体の流動媒体２３が収容される。流動媒体２３は、たとえば、水と水に不溶な灯油である。灯油は水に比べて比重が軽いので、作動媒体２３を流体通路に入れた時、比重の軽い灯油２４と比重の重い水２５に分離されている。
【００１９】
本発明による配管の相対位置検出装置１は、図３に示すように、地中に埋設された下水道配管ライン２の配管３，３を連結する可撓管継手４に取り付けた場合に、地中に埋設した配管ラインに地震等の地盤変動による不等の変曲が発生すると、配管ラインの一部の配管に変動が生じ、配管３に沈下量δが発生する。
【００２０】
配管３に沈下量δが発生すると、作動媒体２３の２つの液体の比重の差により、比重の重い液体２５が第１湾曲シリンダ５から第２湾曲シリンダ６に流れ込み、これに伴って、透明シリンダ２０ａと透明シリンダ２０ｂの比重の軽い液体２４の液面に高さの差が発生する。透明シリンダ２０ａと透明シリンダ２０ｂの比重の軽い液体２４の液面差ΔＨにより配管３の沈下量δを検出することができる。
【００２１】
つぎに、本発明による配管の相対位置検出装置１の作用を説明する。
第１湾曲シリンダ５を配管ライン２の地盤沈下が予想される場所に位置する配管３に近い可撓管継手４の一端側に可撓管継手４を囲むように取り付ける。同様に、第２湾曲シリンダ６を同じ可撓管継手４の他端側に可撓管継手４を囲むように取り付ける。そして、計測装置９を配管ライン２の配管３から離れた地上の適当位置に作業員に目視できるように設置する。
【００２２】
つぎに、計測装置９と第１湾曲シリンダ５と第２湾曲シリンダ６を結ぶ流体通路に管路内に収容された比重が異なる２種類の液体でかつ相方が溶け合わない液体の流動媒体２３を入れる。この作動媒体２３は予め流体通路に入れておいてもよい、作動媒体２３の量は、計測装置９の透明シリンダ２０ａ，２０ｂの比重の軽い液体２４の液面が沈下量目盛２０ｃに読みとれる範囲内になるように調整される。これにより、配管の相対位置検出装置１の可撓管継手４への取り付けが完了する。
【００２３】
下水道配管ライン２の配管３，３は、通常の手段で地中に埋設される。下水道配管ライン２の配管３，３は埋設した状態では、埋設した配管３は設計通りに配置されており、配管には上下方向に移動する沈下現象が発生していない。そのため、埋設した配管３，３と配管３，３の間に位置する可撓管継手４は、図４に示すように、同一高さ水準にある。すなわち、第１湾曲シリンダ５と第２湾曲シリンダ６の比重の重い液体２５の液面は、同一高さ水準にあり、計測装置９の透明シリンダ２０ａ，２０ｂの液面も同一高さ水準にある。
【００２４】
地中に埋設した下水道配管ライン２に地盤沈下が発生すると、地盤沈下が発生した場所に近い配管３が、図３に示すように、沈下量δだけ沈下する。配管３が沈下すると、沈下した配管３に接続された可撓管継手４も変位する。
【００２５】
変位した可撓管継手４には、軸線方向に間隔をおいて第１湾曲シリンダ５と第２湾曲シリンダ６が取り付けられ、第１湾曲シリンダ５と第２湾曲シリンダ６は可撓接続管１０，１３により接続されているので、図５に示すように、流体通路の作動媒体２３は、液体２４と液体２５の比重の差により、比重の重い液体２５が第１湾曲シリンダ５から第２湾曲シリンダ６に流れ込み、第１湾曲シリンダ５と第２湾曲シリンダ６との間に比重の重い液体２５の液面差ｅが生じる。
【００２６】
流体通路に液体２５の液面差ｅが発生すると、透明シリンダ２０ａの液体２４の液面と透明シリンダ２０ｂの液体２４の液面との間に液面差ΔＨを生じて安定する。この液面差ΔＨから配管３の沈下量δが検出できる。
【００２７】
液面差ΔＨから配管３の沈下量δの算出は次のようにして行われる。
液体２５の比重をγ_１、液体２４の比重をγ_２、液体２５の液面差をｅ、液体２４の液面差をΔＨ、湾曲シリンダの内断面積をＳ_１、透明シリンダの内断面積をＳ_２とすると、
【数１】

この時、液体２４の液面変化量はａ＝ｂとなり、その量は
【数２】

よって、ΔＨから沈下量δを読み取ることができる。
【００２８】
一例として、作動媒体２３を水と灯油の２つの液体とし、Ｓ_１＝Ｓ_２とした場合、水の比重γ_１＝１．０、灯油の比重γ_２＝０．８とし、配管の沈下量δを１００ｍｍとすると、計測装置の地上の読みΔＨは、
【数３】

また、地上での計測方法として、ΔＨを読み取る以外に、透明シリンダ２０ａの液体２４の液面と透明シリンダ２０ｂの液体２４がΔＨ＝０になるまで液体２４を抜き取り、その抜き取り量（Ｖ）からδを計算する方法もある。
【００２９】
【数４】

図６は本発明の他の実施の形態を示し、この実施の形態においては、配管３．３同士を管継手４で連結した配管ラインの特定の配管３ａの軸線方向一端側と他端側に距離Ｌをおいて第１湾曲シリンダ５と第２湾曲シリンダ６を取り付ける。この場合、計測装置９の透明シリンダ２０ａ，２０ｂの液面差ΔＨにより配管の２点間の上下方向の相対位置と配管の傾斜角θを検出できる。このように、計測装置９を配管ラインから遠隔の場所に設置することにより、配管ラインの配管の傾斜勾配θを遠隔監視することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、地中に埋設した配管の沈下量や地上または地中に配置した配管の傾斜勾配量を地上に配置した計測装置で遠隔監視でき、地中に埋設した配管を掘り起こすことなく配管の接続部の破断や接続部からの流体の漏洩を未然に防ぐことを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による配管の相対位置検出装置の全体図。
【図２】本発明による配管の相対位置検出装置の使用状態を示す図。
【図３】本発明による配管の相対位置検出装置を下水配管ラインの可撓管継手に取り付けた状態を示す図。
【図４】本発明による配管の相対位置検出装置の配管が正常位置にある時の図。
【図５】本発明による配管の相対位置検出装置の配管が沈下位置にある時の図。
【図６】本発明による配管の相対位置検出装置の他の実施の形態を示す図。
【符号の説明】
１相対位置検出装置
２配管ライン
３配管
４可撓管継手
５第１湾曲シリンダ
６第２湾曲シリンダ６
９計測装置
２０ａ，２０ｂ透明シリンダ
２３作動媒体

Claims

配管を可撓管継手を介して連結した配管ラインにおいて、可撓管継手の一端側に配置された第１湾曲シリンダと、可撓管継手の他端側に配置された第２湾曲シリンダと、一対の検出部を有する計測装置と、第１湾曲シリンダと一方の検出部を接続する接続管と、第２湾曲シリンダと他方の検出部を接続する接続管と、第１湾曲シリンダと第２湾曲シリンダを接続する接続管と、計測装置の一方の検出部から第１湾曲シリンダと第２湾曲シリンダを介して計測装置の他方の検出部まで延びる管路内に収容された比重が異なる２種類の液体でかつ相方が溶け合わない液体の作動媒体とを有する配管の相対位置検出装置。
各湾曲シリンダは、２つの半円状管で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の配管の相対位置検出装置。
各湾曲シリンダは、単一のリングまたはＵ字形であることを特徴とする請求項１に記載の配管の相対位置検出装置。
配管を連結した配管ラインにおいて、配管の一端側に配置された第１湾曲シリンダと、配管の他端側に配置された第２湾曲シリンダと、一対の検出部を有する計測装置と、第１湾曲シリンダと一方の検出部を接続する接続管と、第２湾曲シリンダと他方の検出部を接続する接続管と、第１湾曲シリンダと第２湾曲シリンダを接続する接続管と、計測装置の一方の検出部から第１湾曲シリンダと第２湾曲シリンダを介して計測装置の他方の検出部まで延びる管路内に収容された比重が異なる２種類の液体でかつ相方が溶け合わない液体の作動媒体とを有する配管の相対位置検出装置。