JP5140412B2 - 水道配管の漏水検知方法と漏水検知機能付止水栓 - Google Patents

Description

本発明は、蛇口水栓の緩み締め、或いは、止水パッキンの老化など、微小流量による水道配管の漏水を検知するための水道配管の漏水検知方法とそれに用いる漏水検知機能付止水栓に関するものである。

従来、水道配管の漏水検知方法は例えば特許文献１に示されるように、大地に接触する板状の電極と、一方端が水道配管内の水と接触し、他方端がマンホールを介して地上に引き出されたリード線と、電極とリード線の他方端との間に一定の交流電圧を印可する交流電源と、この交流電源の出力する交流電圧によって流れる地中電流を計測し、この地中電流が所定の値を越えた場合に漏水と判定する方法が行われてきた。

このようなリード線等の電気配線による有線システムは、地中に配設される流量センサーや自動遮断弁と地上に設置される通水コントローラーとの連絡を電気配線で行うため、断線などの事故が起こりやすく工事にも多大な労力を必要とし、コストも掛かるものであった。このような有線システムに対して特許文献２による無線システムも提案されている。

特許文献１、２に示される電気的な漏水検知手段に対して、単純な手段として住宅内の漏水検知手段として、住宅内の全ての給水栓を閉めた状態にして水道メータの回転指標が回転するかどうかを確認する方法もある。
特開２０００−２５８２８０号公報 特開２００２−３４０３００号公報

しかしながら、特許文献１、２に示される電気的な漏水検知手段は、いずれも大掛かりな設備や工事が必要であり、コスト的にも多額な費用を要することになる。また、全ての給水栓を閉めた状態にして水道メータの回転指標が回転するかどうかを確認する方法は、漏水量が少ない場合、回転しなかったり、回転しても或る程度の時間見続けないと回転指標が動いているかどうか見究められないという問題もあった。

また、従来の漏水検知方法は、いずれも止水栓や水道メータとは関係なく別個の装置による検知手段として行われ、末端利用者とは関係ない水道管理者の立場のみしか考慮されていない。しかしながら、漏水によって水道メータが回り、使用してもいない水の料金まで負担させられるのは末端利用者であり、末端利用者が漏水について最も利害関係を有している。

更に、蛇口水栓の緩み締め、或いは、止水パッキンの老化などによる漏水は、末端利用者の不注意や責任に帰することが多いため水道管理者の立場からは漏水とは見ない一面を持っている。しかし、節水は末端利用者と水道管理者の協力によって行われるべきもので、これからの高齢化社会において利用者が気づき難い蛇口水栓の緩み締めや止水パッキンの老化による漏水をいち早く検知して対処する必要がある。

本発明は上記した課題に対応しようとするものであり、水道メータの１次側にも設定できる止水栓と漏水検知機構を一体化し、漏水検知機能付止水栓として漏水検知機構を止水栓の流路開閉主弁の２次側流路に設定することにより、漏水が確認されれば、これを遮断する手段として止水栓を閉栓することで遮断弁としての役割も果たせるようにしたものである。

すなわち、水道メータの１次側に漏水検知機構を設定することにより、微小漏水による水道メータの空回りをいち早く感知することができ、末端利用者にも漏水についての関心を大きく高めることができるようにした。そのため、止水栓の流路開閉主弁の２次側に漏水流が流入する羽根車回転流路と漏水流の流入によって回転する羽根車機構を設け、羽根車の回転という感知し易い指標によって漏水を確認できるようにした。

更に、羽根車回転流路の上面に止水栓の外表面に抜ける透明窓を設け、止水栓の外表面から羽根車の回転状况を目視確認できるるようにして末端利用者でも容易に漏水を確認できるようにすると共に、羽根車の上部に磁石を埋設し、漏水流による羽根車の回転によって出力されるパルス波形を読み取り機器によって捕捉して、漏水をより明確に確認できるようにした。

一般家庭への分岐配管による給水は、流路開閉主弁は開放したままで、端末水栓が開栓されると配水本管からの給水圧により通水し、メータが回るようになっているので、羽根車が端末水栓の開栓操作による栓体内通水圧によって回転してしまっては漏水を検知できないので、主弁２次側流路開閉弁に内弁体を設けて栓体内を通過する通常の通水圧に対しては内弁体が羽根車回転流路を閉塞するように構成したものである。

すなわち、止水栓本体の流路開閉主弁が開放されており、端末水栓が閉じているときは、止水栓本体内の水流は動かないが、主弁２次側流路開閉弁の中軸流路を通じて羽根車回転流路から本体２次側に抜ける流路が形成されており、水道栓の緩み締めやパッキンの老化等による漏水があれば漏水流がこの流路により本体２次側に抜けるので羽根車回転流路において羽根車を回転させて漏水を検知させ、正常な端末水栓の開栓操作によって通常の流量が流れる場合には、内弁体が閉じて通水は羽根車回転流路を通ることなく本体２次側に抜けさせ羽根車を回転させない構成としたものである。

また、この止水栓を水道メータの１次側に付設することにより、メータ検針の機会や末端利用者自身による羽根車の回転やパルス波形を読み取りにより漏水を検知できるので、漏水を発見した場合には流路開閉主弁を取り敢えず閉弁して漏水を遮断して原因を解明する対応を行えるようにした。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。１は止水栓本体で、１次側に配水本管からの流入口１１が開口し、ボール弁体による流路開閉主弁２を介して流出口１２に通水するようになっており、流路開閉主弁２の弁室１３の上部には主弁２次側流路開閉弁３の弁座３１とケーシング３２が設定され、その上部に羽根車４を收蔵するホルダー枠５が支持固定されている。

主弁２次側流路開閉弁３は籠状のケーシング３２内に収容されて正常な端末水栓の開栓操作による栓体内通水圧によって上昇し、閉栓によって自重沈降する浮動弁であり、中軸部にホルダー枠５によって形成される羽根車回転流路４１への流入口４２に連通する中軸流路３３が開口している。

中軸流路３３の上端部はホルダー枠５の下端部を嵌入して、その外周面が中軸流路３３の内周面に摺接して主弁２次側流路開閉弁３の昇降をガイドする。中軸流路３３の上部に嵌入するホルダー枠５の下端部には、内周に突設されて羽根車回転流路を開閉する内弁体４３を支持するＣ形止め輪４５を嵌入する嵌入溝４４が形成され、ホルダー枠５の下端部に内弁体４３を挿入した後、Ｃ形止め輪４５を嵌入溝４４に嵌入して内弁体４３をホルダー枠５内に支持するように構成されている。

ホルダー枠５は上部が羽根車を収容する羽根車回転流路４１、下部が内弁体４３を収容する内弁室５１が形成され、中間部は無垢状の節目構造となっていて、羽根車回動支軸４６を埋め込み貫通させて支持すると共に、羽根車回転流路４１と内弁室５１を連絡する流路を開設する構造部５２とから成っている。

羽根車４は微小流によっても回動し易いジュラコン等の素材によって形成され、頂部に回動指標部４ａ、軸周に回転羽根４ｂを設けて、ホルダー枠の構造部５２を貫通して立設される羽根車回動支軸４６にフリー回動状態で挿入覆着されている。また、羽根車回動支軸４６の下端は、内弁室５１において内弁体４３の中軸孔４３ａを挿通し内弁体４３の昇降をガイドするようになっている。

内弁体４３は図４に示すような円盤状で、中軸孔４３ａに羽根車回動支軸４６をフリー状態で挿通して、前記のように内弁室５１に収容されてＣ形止め輪４５によって底部を係止されており、内弁体４３の底部には主弁２次側流路開閉弁３の中軸流路３３から流入する漏水流を円滑に羽根車回転流路４１に流入させるための流入溝４３ｂが十文字に穿設される。

内弁室５１から羽根車回転流路４１に連絡する流路は、ホルダー枠の構造部５２の底部に穿設された円形溝流路５２ａと、その外径両側の円形溝流路５２ａに径の一部が交差する位置に設定された２本の垂直流路５２ｂ、５２ｂからなる。内弁室５１からの漏水流は、円形溝流路５２ａから垂直流路５２ｂとの交差部５２ｃから垂直流路５２ｂに流入する。

ホルダー枠５の上部には、主弁２次側流路開閉弁３のケーシング３２の上面と掛合するフランジ５３が設けられ、その外周端に囲い突条５３ａが形成されると共に、ホルダー枠本体の外周面に対して十字状に４ケ所の切欠部５３ｂが形成されている。

以上のように構成された漏水検知機能付止水栓は、流路開閉主弁２の操作ハンドル２ａによって主弁２が開弁された状態で、端末水栓が開栓されると、配水本管からの給水圧により流入口１１からの水流が主弁２次側流路開閉弁３を押上げて弁座３１から離脱してケーシング３２のリブ３２ａの間から２次側の流出口１２に通水し、水道メータを回して蛇口から水が出ることになる。

このとき、通水流は同時に主弁２次側流路開閉弁３の中軸流路３３を通じて内弁室５１にも流入するが、栓体内通水圧が内弁体４３を押上げ、その上面が円形溝流路５２ａに密着して流路を塞ぐので羽根車回転流路４１には流入しない。
なお、この円形溝流路５２ａは、その上部の、羽根車回転翼に回転力を与える翼面位置に対応する２本の垂直流路５２ｂの間隔よりも小径に構成され、内弁体４３の径を小径化してホルダー枠５の径を小径化する構成ともなっているので、内弁体４３の径とホルダー枠５の径を大きくして２本の垂直流路５２ｂの間隔に合わせることが可能な場合には、内弁体４３の上部に複数本の垂直流路を穿設しても良い。

漏水が発生すると漏水流は、中軸流路３３を通じて内弁室５１に流入し、端末水栓操作によるような流量が生じないので、内弁体４３底部の十文字流入溝４３ｂからホルダー枠の構造部５２底部の円形溝流路５２ａに流入することにより溝内を回流しながら、垂直流路５２ｂとの交差部５２ｃから流入によって角度付けされて、２本の垂直流路５２ｂにそれぞれ旋回流として流入し、対向する２方向から回転羽根４ｂに衝突するように羽根車回転流路４１に流入して羽根車４を回転させる。

水道メータの始動は、通常の場合、ＪＷＷＡ Ｂ１２７表４の旧規格として０．０１立方メートル／時となっているので、羽根車の回転は、水道メータが始動する流量より少ない流量で回転し始めなければならないので、上記の流路構成により約１００ミリリットル／分で回転し始め、この時点で１５０回転／分程度の速度で回転するように設定することができた。

羽根車４を回転させた漏水流は、囲い突条５３ａによって囲われたホルダー枠５の上部フランジ５３に流出し、４ケ所の切欠部５３ｂから止水栓２次側の流出口１２に排出される。ホルダー枠上部のフランジ５３の上部は、止水栓本体１の頂部に抜ける羽根車４の回転指標スペース１５となっており、透明板１４によって覆蓋して止水栓本体１の頂部から透明板を通して羽根車４の回転状况を目視によって確認できるようになっている。

他の実施例として、図９に示すように羽根車４の回転する先端回動指標部４ａの側部に磁石４ｃを埋設する（埋設後、キャップによって完全に覆われてしまうので外部からは見えない。）と共に、その覆蓋位置に支持枠６１を設けて磁力センサー６を設定し、漏水流による羽根車４の回転によって断続出力されるパルス波形を読み取り機器によって読み取ることによって検知する。

例えば、磁力センサー６に直流電圧３Ｖを加えると、羽根車４の回転に応じて磁力線が遮られたり開放されたりするので、３Ｖー０Ｖ−３Ｖ−０Ｖ・・の断続出力が発生し、図１０に示されるようなパルス波形が読み取り機器に表示され、より確実に漏水が捕捉される。読み取り機器は、例えば、横河電機製のアナライジングレコーダを用いる。

図１１は、本発明による漏水検知機能付止水栓を水道メータの１次側に設定して水道メータユニットに構成した状態を示し、このように構成することによって止水栓が漏水を検知した場合は直ちに流路開閉主弁２の操作ハンドル２ａによって主弁２を閉弁することができ、検針の都度、漏水の有無が確認されるほか、利用者本人によっても漏水の確認を行える利便性がある。

本発明は以上のように構成したので、これまで発見が困難で無駄に水を流してメータを回動させ、利用者に余計な負担を掛けたり、トラブルの原因となったりしたパッキンの老化等による微小流漏水を容易に発見することができると共に、水資源の節約にも大きく貢献することができたものである。

本発明による漏水検知機能付止水栓の実施例を示すもので、流路開閉主弁の開弁状態における通水状况を示す要部を切欠断面とした止水栓全体の縦断面側面図 同じく、主弁２次側流路開閉弁と内弁体及び羽根車回転流路との関係並びに漏水流の流入通過経路を示す止水栓頂部の拡大縦断面側面図 同じく、羽根車を収容した羽根車回転流路とホルダー枠の構造を示す羽根車ホルダー枠部分の縦断面側面図 同じく、図３のＡ−Ａ断面図 同じく、内弁体の構造を示す弁体の底面図と縦断面側面図 同じく、羽根車ホルダー枠の縦断面側面図 同じく、羽根車ホルダー枠の平面図 同じく、羽根車ホルダー枠の底面図 同じく、羽根車指標部に磁石を埋設し、指標部回動によるパルス波形を読み取り検知する実施例による場合の構造を示す止水栓全体の縦断面側面図 同じく、羽根車指標部に磁石を埋設し、指標部回動によるパルス波形を読み取り検知する実施例による場合のパルス波形読み取り図 本発明による漏水検知機能付止水栓を水道メータの１次側に設定して水道メータユニットに構成した状態を示す要部を切欠断面とした水道メータユニットの側面図

符号の説明

１ 止水栓本体
１１ 止水栓本体の配水本管からの１次側流入口
１２ 止水栓本体の２次側流出口
１３ 流路開閉主弁の弁室
１４ 羽根車回転指標スペースの覆蓋透明板
１５ 止水栓本体頂部の羽根車回転指標スペース
２ 止水栓本体のボール弁体による流路開閉主弁
２ａ 流路開閉主弁の操作ハンドル
３ 主弁２次側流路開閉弁
３１ 主弁２次側流路開閉弁の弁座
３２ 主弁２次側流路開閉弁のケーシング
３２ａ 主弁２次側流路開閉弁ケーシングの支柱リブ
３３ 主弁２次側流路開閉弁の中軸流路
４ 羽根車
４ａ 羽根車回動指標部
４ｂ 羽根車回転羽根
４ｃ 指標部埋設磁石
４１ 羽根車回転流路
４２ 羽根車回転流路への流入口
４３ 羽根車回転流路を開閉する内弁体
４３ａ 内弁体の中軸孔
４３ｂ 内弁体底面の漏水流流入溝
４４ 羽根車ホルダー枠のＣ形止め輪嵌入溝
４５ 内弁体を支持するＣ形止め輪
４６ 羽根車回動支軸
５ 羽根車ホルダー枠
５１ 内弁室
５２ 羽根車ホルダー枠の構造部
５２ａ ホルダー枠の構造部底面の円形溝流路
５２ｂ 円形溝流路と交差開口する垂直流路
５２ｃ 円形溝流路と垂直流路との交差部
５３ ホルダー枠上面のフランジ
５３ａ ホルダー枠上面フランジの囲い突条
５３ｂ ホルダー枠上面フランジの切欠部
６ 磁力センサー
６１ 磁力センサー支持枠

Claims (6)

1. 止水機能を有する流路開閉主弁の弁室の上部に
   所定以上の流量により羽根車回転流路を閉塞する内弁体を備え、中軸に羽根車回転流路への流入口に連通する中軸流路を設けた前記所定以上の流量によって開弁する主弁２次側流路開閉弁を、前記流路開閉主弁の２次側流路に設定し、
   前記主弁２次側流路開閉弁の中軸流路を通じて羽根車回転流路に流入する漏水流によって回転する羽根車機構を設けた止水栓を、
   水道配管に付設して、止水栓に設けた羽根車の回転により漏水を検知するようにしたことを特徴とする水道配管の漏水検知方法
2. 漏水流によって回転する羽根車機構を設けた止水栓を水道メータの１次側に付設するようにした請求項１記載の水道配管の漏水検知方法
3. 回動する羽根車の上部に磁石を埋設すると共に、その覆蓋位置に磁力センサーを設定し、漏水流による羽根車の回転によって断続出力されるパルス波形を読み取り機器によって捕捉して漏水を検知するようにしたことを特徴とする請求項１記載の水道配管の漏水検知方法
4. 止水機能を有する流路開閉主弁の弁室の上部に
   所定以上の流量により羽根車回転流路を閉塞する内弁体を備え、中軸に羽根車回転流路への流入口に連通する中軸流路を設けた前記所定以上の流量によって開弁する主弁２次側流路開閉弁を、前記流路開閉主弁の２次側流路に設定し、
   前記主弁２次側流路開閉弁の中軸流路を通じて羽根車回転流路に流入する漏水流によって回転する羽根車機構を設けた
   ことを特徴とする漏水機能付止水栓
5. 羽根車回転流路の止水栓の外表面に抜ける上面に透明窓を設け、止水栓の外表面から羽根車の回転状况を目視確認できるるようにした請求項４記載の漏水検知機能付止水栓
6. 回動する羽根車の上部に磁石を埋設すると共に、その覆蓋位置に磁力センサーを設定した止水栓本体と、漏水流による羽根車の回転によって断続出力されるパルス波形を捕捉して読み取る読み取り機器とから成る請求項４記載の漏水検知機能付止水栓

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