JP6403132B1 - 漏水遮断機能を有する逆止弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】漏水を確実に遮断することが可能であり、構成部材を多くすることない構造の漏水遮断機能を有する逆止弁装置を提供する。【解決手段】流通開口面積の大きな主弁６と、流通開口面積の小さな副弁９と、主弁６又は副弁９の移動に伴って流体通路Ａ内を移動する可動子１４と、可動子１４の移動を検知して検知信号を出力するセンサ１７と、流体通路Ａ内の移動が制御されることにより主弁６及び副弁９の双方が流体を遮断するように駆動させる弁閉鎖機構４０と、弁閉鎖機構４０の駆動をセンサ１７からの検知信号に基いて制御するコントローラ３０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、住宅やビルディングに引き込んだ水道管に設けることにより、水道管の漏水を検知すると共に漏水を検知した場合には、漏水を遮断することを可能とした漏水遮断機能を有する逆止弁装置に関する。

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、漏水の程度や漏水の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は蛇口の閉め忘れや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種類の漏水を検知する必要がある。

建物内の漏水を監視する方法としては、特許文献１に記載されるように、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や、特許文献２に記載されるように、超音波により漏水を検知する方法が開示されている。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。又、蛇口の閉め忘れなどの人為的漏水には対応できない。

一方、特許文献３には、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。しかしながら、この方法は、自然発生的な微小漏水の検出のみを目的としたものであり、人為的な多量漏水には対応できない。

以上の従来技術に対し、少量の漏水及び多量の漏水の両方を検知する方法として、特許文献４のシステムが開示されている。このシステムは、主弁及び副弁によって逆止弁を形成し、この逆止弁を漏水の検知に用いるものである。このシステムは、流通開口面積が大きな主弁と、流通開口面積が小さな副弁と、これらの移動と共に移動する可動子とを設け、可動子の移動をセンサで検知し、センサからのパルス信号に基いて少量の漏水及び多量の漏水を判別し、少量の漏水の場合に警報を発し、多量の漏水の場合に水道管の開閉弁を閉じる処置を行うものである。

特開２００２−１２２５０２号公報 特開２００２−１３１１７０号公報 特開２０００−２０５４４７号公報 特許第３６５０８１２号公報

しかしながら、特許文献４のシステムの逆止弁では、少量の漏水及び多量の漏水を判別することができても、漏水を遮断する構造ではなく、漏水自体の遮断はできないものとなっている。又、多量の漏水の場合には、水道管の開閉弁を閉じることがなされるが、開閉弁自体は逆止弁の外部の部材であり、逆止弁自体による漏水の遮断はできないばかりでなく、外部の開閉弁を遮断のための部材が多く必要であり、複雑となる問題がある。

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、逆止弁だけで漏水を確実に遮断することが可能であり、しかも構成部材を多くすることない構造の漏水遮断機能を有する逆止弁装置を提供することを目的とする。

本発明の漏水遮断機能を有する逆止弁装置は、筒状の流体通路が貫通するように形成されたケーシングと、主弁スプリングによって前記流体通路の入口側に向けて付勢され、前記入口側への移動によって流体の通過を遮断する一方、流体通路の出口側への移動によって多量の液体の通過を許容する流通開口面積の大きな主弁と、副弁スプリングによって前記主弁に向けて付勢され、前記主弁方向への移動によって流体の通過を遮断する一方、流体通路の出口側への移動によって少量の流体の通過を許容する流通開口面積の小さな副弁と、前記副弁に取り付けられ、前記主弁又は副弁の前記出口側への移動に伴って前記流体通路内を移動する可動子と、前記出口側に位置するように前記ケーシングに設けられ、前記可動子の移動を検知して検知信号を出力するセンサと、前記流体通路の出口側に配置され、流体通路内の移動が制御されることにより前記主弁及び副弁の双方が前記流体を遮断するように駆動させる弁閉鎖機構と、前記弁閉鎖機構の駆動を前記センサからの検知信号に基いて制御するコントローラと、を備えている。

本発明において、前記弁閉鎖機構は、前記流体が通過する流路が貫通すると共に少なくとも外面が磁石となっており、前記副弁に取り付けられて前記出口側に位置し前記流体通路内を往復移動可能となっているプランジャと、前記プランジャに対応するように前記ケーシングに設けられ、前記コントローラに制御されて前記プランジャの移動のための磁界を発生させるコイルと、を備えている。

又、前記コントローラは、前記センサからの検知信号に基いて少量の漏水か多量の漏水かを判定する判定部と、前記判定部に判定に基づいて流体の遮断を行うように前記弁閉鎖機構を駆動させる駆動部と、前記駆動部による駆動を停止させるリセット部と、を備えている。

又、前記リセット部は、リセット釦への操作により前記駆動部の駆動を強制的に停止させる釦リセット部と、長期間不使用後の水道メータの使用を検知したとき、前記駆動部の駆動を自動的に停止させる監視リセット部と、を備えている。

又、前記弁閉鎖機構が直線的に移動するようにガイドするガイドレールが前記ケーシングの出口側の内面に設けられている。

又、前記プランジャは、前記流体が通過する流路が貫通したドラム状となるように樹脂によって形成されて前記副弁に取り付けられたプランジャ本体を有し、前記磁石は前記プランジャ本体の外面に形成されている。

本発明では、少量の漏水によって副弁が移動して開く一方、多量の漏水によって主弁が移動して開き、これらの弁体の移動に伴って可動子が移動し、この可動子の移動をセンサが検知し、コントローラに出力する。弁駆動機構はコントローラの制御によって主弁及び副弁を強制的に閉じて漏水を遮断する。

このような本発明では、可動子及びセンサが漏水を監視し、センサの検知結果によってコントローラが弁閉鎖機構を駆動して漏水を遮断する。従って、少量の漏水であっても多量の漏水であっても逆止弁装置だけで遮断ができるため、漏水に対する確実な遮断が可能となる。しかも、逆止弁装置の構成部材だけで漏水の遮断を行うため、構成部材を多く必要のない簡単な構造での漏水の遮断が可能となる。

本発明の一実施形態の逆止弁装置における漏水遮断状態を示す断面図である。 逆止弁装置における少量の漏水状態を示す断面図である。 逆止弁装置における多量の漏水状態を示す断面図である。 逆止弁装置の基本的な構成を示すブロック図である。 逆止弁装置の構成を詳細に示すブロック図である。

図１〜図３は、本発明の一実施形態の逆止弁装置１であり、図１は流体の漏れがない平常時の状態、図２は少量の漏水によって副弁９が開いた状態、図３は多量の漏水によって主弁６が開いた状態を示す。後述するように、漏水を検出した場合には、弁閉鎖機構４０が駆動して主弁６及び副弁９が強制的に閉じ、これにより流体通路Ａが閉じて図１の状態となる。

図１〜図３に示すように、逆止弁装置１は、入口側管路Ｂと出口側管路Ｃとの間に配置される筒状のケーシング４を備えている。ケーシング４は入口側管路Ｂに接続される入口側ケーシング部材１８と出口側管路Ｃに接続される出口側ケーシング部材１６とを螺合等によって連結することにより形成される。

ケーシング４内には、ケーシング４に着脱可能となっている主弁座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側に向けて主弁６（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Ａ内で副弁９よりも出口３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検知領域に入ると、検知信号をコントローラ３０に出力するセンサ１７とを備えている。
主弁６及び副弁９は漏水の有無によって移動することから全体が樹脂によって形成されるのが好ましい、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１２が埋め込まれる。

可動子１４は流路１５が貫通した薄い円板状に形成されており、流体通路Ａに垂直に配置されている。可動子１４は、ステンレス、アルミニウム、銅合金等の金属によって形成される。センサ１７は可動子１４の接近によって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あり、出口側ケーシング部材１６に埋設されている。

以上に加えて、この実施形態の逆止弁装置１では、弁閉鎖機構４０及びコントローラ３０が設けられる。

弁閉鎖機構４０はプランジャ４１と、コイル４２とによって形成されており、これらはケーシング４における出口側ケーシング部材１６に配置される。プランジャ４２は副弁９に取り付けられたプランジャ本体４３とプランジャ本体４３に取り付けられた磁石４４とを有している。
ここで副弁９においては流体通路Ａ内を流体の移動方向に沿って出口３側に延びる軸部１９が一体に形成されており、この軸部１９の先端側にプランジャ本体４３が取り付けられている。プランジャ本体４３はケーシング４の出口３側（出口側ケーシング部材１６）の内面に接近した径のドラム状に形成されており、磁石４４はドラム状のプランジャ本体４３の外面にねじ止め、溶着等によって固定されている。
ドラム状のプランジャ本体４３には、流体の流路４５が貫通していると共に全体が樹脂によって形成されている。このようにプランジャ本体４３に流路４５が形成される共にプランジャ本体４３が樹脂によって形成されることによりプランジャ４１の軽量化ができ、プランジャ４１がケーシング４内で円滑に移動することができる。

プランジャ本体４３がケーシング４の出口側（出口側ケーシング部材１６）の内面に接近した径のドラム状に形成されることにより、プランジャ本体４３の外面の磁石４４は出口側ケーシング部材１６の内面に接近した状態で臨んでいる。磁石４４は肉薄に形成されてプランジャ本体４３の外面に固定されており、磁石４４が薄肉となっていることによりプランジャ４１の重量増大を抑制することができる。

コイル４２はセンサ１７よりも出口側管路Ｃに接近した位置となるように出口側ケーシング部材１６に埋設されている。この位置でコイル４２はプランジャ４１の外側を周回しており、コイル４２への通電によってプランジャ４１を入口２側に移動させるための磁界を発生する。かかるコイル４２への通電はコントローラ３０によって制御される。プランジャ４１が入口２側に移動することにより、プランジャ４１は副弁９を入口２側に移動させると同時に副弁９を介して主弁６を入口２側に移動させる。これらの弁９、６の入口２側への移動によって副弁９及び主弁６のそれぞれが弁座８、５に当接するため流体を強制的に遮断する。これにより流体通路Ａの下流側へ流体が流れないため漏水を強制的に遮断することができる。

この弁閉鎖機構４０では、コイル４２への通電を停止することにより、プランジャ４１の入口２側への移動が停止するため、同方向への主弁６及び副弁９の移動力が解除される。このため主弁６及び副弁９の強制的な遮断が解除される。これにより主弁６は多量の漏水があると出口３側へ移動し、副弁９は少量の漏水があると出口３側へ移動する通常の動作に復帰する。

この実施形態においては、ガイドレール４６がプランジャ４１に対応するように設けられる。ガイドレール４６は流体の移動方向に沿って延びるように出口側ケーシング部材１６の内面に複数本形成されている。ガイドレール４６に対し、プランジャ本体４３の外面には、ガイドレール４６が嵌まり込むレール溝（図示省略）が形成されている。かかるガイドレール４６はプランジャ４１が直線的に移動するようにガイドするものであり、これによりプランジャ４１は不用意に回転することがなく、移動を安定して行うことができる。

図４はこの実施形態の制御系のブロック図、図５はその詳細を示すブロック図である。
図４に示すように、センサ１７は副弁９に取り付けられた可動子１４の移動を検知し、その検知信号をコントローラ３０に出力する。コントローラ３０は判定部３１と、リセット部３２と、駆動部３３と有している。判定部３１はセンサ１７からの検知信号が入力され、入力された検知信号に基いて少量の漏水か、多量の漏水かを判定する。
すなわちセンサ１７の検知信号はパルス信号及びパルス信号幅からなり、コントローラ３０の判定部３１では、パルス信号幅より長い間隔で設定した時間内に次のパルス信号を受けると、パルス信号の数をカウントする。このカウント数が所定値となったとき、判定部３１は少量の漏水と判定する。このカウントがさらに継続するとき、判定部３１は多量の漏水と判定する。この実施形態では、少量の漏水及び多量の漏水のいずれの判定結果においても駆動部３３は弁閉鎖機構４０を駆動させる。

判定部３１からの判定結果に基づいて駆動部３３はコイル４２へ通電して弁閉鎖機構４０を駆動する。リセット部３２は駆動部３３による駆動を停止させる。具体的には、リセット部３２は駆動部３３によるコイル４２への通電を停止させる。リセット部３２の構成については図５により具体的に説明する。

図５に示すように、コントローラ３０のリセット部３２は、釦リセット部３５、監視リセット部３６及び必要に応じて動作するサブリセット部３４を有している。

釦リセット部３５はリセット釦３７への操作があると、駆動部３３の駆動を強制的に停止させる。リセット釦３７はコントローラ３０とは別個に住宅やホテル等の建物に設けられるものであり、割込みによって駆動部３３の駆動を停止させるために設けられる。例えば、漏水に基づいた流体の供給停止を緊急的に解除する必要があるとき、漏水修復工事終了後に早急な流体の供給を行いたいとき、などに対応することができる。

監視リセット釦３６は在宅安否確認警報を解除するときに用いる。水道管には水道メータ５０が取り付けられており、水道メータ５０の使用量計測をメータ監視部５１が監視している。水道メータ５０の使用量計測が長期間（例えば、１週間）ない場合、メータ監視部５１は住民不在による長期間不使用と判断し、コントローラ３０の駆動部３１を駆動して主弁６、副弁９による流体の遮断を行う。これにより水道は使用停止状態となる。
又、メータ監視部５１は警報器５２を点灯させると共に、電話回線による確認を行う。さらに、メータ監視部５１は集中管理室５３に電話回線、ネット回線等を介して長期不在を通知する。この通知があったとき、集中管理室５３は訪問確認を行うことができる。
これに対し、水道メータ５０の長期間不使用の後に、メータ監視部５１が水道メータ５０の使用量計測を確認したとき、監視リセット部３６は駆動部３３の駆動を停止する。これにより主弁６及び副弁９による流体遮断が解除されるため、水道の使用が可能となる。
従って、このような監視リセット部３６を設けることにより、不在、在宅の実情に応じた流体供給の管理を行うことができる。

サブリセット部３４は判定部３１からの判定結果が入力される。そして判定結果が少量の漏水のときにだけ、駆動部３３の駆動を自動的に停止させる。これにより少量の漏水の場合には、弁閉鎖機構４０の駆動を停止し、副弁９及び主弁６による漏水の強制的な遮断が解除される。少量の漏水は、水道管の老朽化等の自然発生的に起こる漏水がメインとなっており、漏水量が少ないためである。なお、判定結果が多量の漏水のとき、サブリセット部３４は駆動部３４の駆動を停止することがない。これにより多量の漏水の場合には、主弁６及び副弁９による流体の強制的な遮断が行われる。多量の漏水は、蛇口の閉め忘れや水道設備の故障、操作ミスがメインであり、漏水を確実に停止させる必要があることによる。
なお、サブリセット部３４は必要に応じて省くことができる。これにより多量の漏水だけなく少量の漏水の場合にも、弁閉鎖機構４０が駆動して流体の強制的な遮断が行われる。

図１は流体が流れない状態であり、入口側管路Ｂの圧力と出口側管路Ｃの圧力が等位であり、主弁スプリング７及び副弁スプリング１０の弾性力によって主弁６が主弁座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に当接している。

図１に状態に対し、出口側管路Ｃでわずかな漏水があると、管路Ｃ内の圧力が徐々に下がり、入口側管路Ｂと出口側管路Ｃとの差圧が副弁スプリング１０の弾性力を越える。すると、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２１が流れて流体通路Ａが開放され、副弁９と共に可動子１４及びプランジャ４１が出口３側に移動し、センサ１７の検知領域に移動し、センサ１７が可動子１４を検知し、コントローラ３０に出力する。この時の検知信号に基づいてコントローラ３０の判定部３１は少量の漏水と判定し、この判定結果に基づいて駆動部３３を駆動する。

出口側管路Ｃにおいて、相当大きな漏水があると、出口側管路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、入口側管路Ｂと出口側管路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２２が流れて流体通路Ａが開放され、主弁６の移動で可動子１４が出口側に移動し、センサ１７による検知がなされ、その検知信号がコントローラ３０に出力される。この検知信号に基づいてコントローラ３０の判定部３１は多量の漏水と判定し、その判定結果に基づいて駆動部３３を駆動する。

以上のように、少量の漏水、多量の漏水のいずれにおいても判定部３１は駆動部３３を駆動する。すなわち、駆動部３３は弁閉鎖機構４０のコイル４２への通電を行うことによりコイル４２が磁界を発生させてプランジャ４１を入口２側に移動させる。プランジャ４１が入口２側に移動することにより、プランジャ４１は副弁９を入口２側に移動させると同時に副弁９を介して主弁６を入口２側に移動させる。これらの弁９、６の入口２側への移動によって図１に示すように、副弁９及び主弁６のそれぞれが弁座８、５に当接するため流体を強制的に遮断する。これにより流体通路Ａの下流側へ流体が流れないため、漏水を強制的に遮断することができる。

このような本発明の逆止弁装置１によれば、少量の漏水によって副弁９が移動し多量の漏水によって主弁６が移動して可動子１４が移動し、この可動子１４の移動をセンサ１７が検知してコントローラ３０に出力し、コントローラ３０が弁駆動機構４０を駆動して主弁６及び副弁９を強制的に閉じて流体を遮断する。これにより少量の漏水であっても多量の漏水であっても逆止弁装置１だけで流体を遮断できるため、漏水に対する確実な遮断が可能となる。しかも、逆止弁装置１の構成部材だけで漏水の遮断を行うため、構成部材を多く必要のない簡単な構造とすることができる。

１ 逆止弁装置
２ 入口
３ 出口
４ ケーシング
６ 主弁
７ 主弁スプリング
９ 副弁
１０ 副弁スプリング
１４ 可動子
１７ センサ
３０ コントローラ
３１ 判定部
３２ リセット部
３３ 駆動部
３５ 釦リセット部
３６ 監視リセット部
４０ 弁閉鎖機構
４１ プランジャ
４２ コイル
４３ プランジャ本体
４４ 磁石
４６ ガイドレール
Ａ 流体通路
Ｂ 入口側管路
Ｃ 出口側管路

Claims (5)

1. 筒状の流体通路が貫通するように形成されたケーシングと、
   主弁スプリングによって前記流体通路の入口側に向けて付勢され、前記入口側への移動によって流体の通過を遮断する一方、流体通路の出口側への移動によって多量の液体の通過を許容する流通開口面積の大きな主弁と、
   副弁スプリングによって前記主弁に向けて付勢され、前記主弁方向への移動に
   よって流体の通過を遮断する一方、流体通路の出口側への移動によって少量の流
   体の通過を許容する流通開口面積の小さな副弁と、
   前記副弁に取り付けられ、前記主弁又は副弁の前記出口側への移動に伴って前
   記流体通路内を移動する可動子と、
   前記出口側に位置するように前記ケーシングに設けられ、前記可動子の移動を
   検知して検知信号を出力するセンサと、
   弁閉鎖機構と、
   前記弁閉鎖機構の駆動を前記センサからの検知信号に基いて制御するコントローラと、を備えた漏水遮断機能を有する逆止弁装置であって、
   前記弁閉鎖機構は、
   前記流体が通過する流路が貫通すると共に少なくとも外面が磁石となっており、前記副弁に取り付けられて前記出口側に位置し前記流体通路内を往復移動可能となっているプランジャと、
   前記プランジャに対応するように前記ケーシングに設けられ、前記コントローラに制御されて前記プランジャの移動のための磁界を発生させるコイルとを有し、
   前記プランジャを流体通路の入口側へ移動させるように前記コイルを制御することにより、前記主弁及び副弁の双方が前記流体を遮断するように駆動することを特徴とする漏水遮断機能を有する逆止弁装置。
2. 前記コントローラは、前記センサからの検知信号に基いて少量の漏水か多量の漏水かを判定する判定部と、
   前記判定部に判定に基づいて流体の遮断を行うように前記弁閉鎖機構を駆動させる駆動部と、
   前記駆動部による駆動を停止させるリセット部と、を備えていることを特徴とする請求項１記載の漏水遮断機能を有する逆止弁装置。
3. 前記リセット部は、
   リセット釦への操作により前記駆動部の駆動を強制的に停止させる釦リセット部と、
   長期間不使用後の水道メータの使用を検知したとき、前記駆動部の駆動を自動的に停止させる監視リセット部と、を備えていることを特徴とする請求項２記載の漏水遮断機能を有する逆止弁装置。
4. 前記弁閉鎖機構が直線的に移動するようにガイドするガイドレールが前記ケーシングの出口側の内面に設けられていることを特徴とする請求項１記載の漏水遮断機能を有する逆止弁装置。
5. 前記プランジャは、前記流体が通過する流路が貫通したドラム状となるように樹脂によって形成されて前記副弁に取り付けられたプランジャ本体を有し、前記磁石は前記プランジャ本体の外面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の漏水遮断機能を有する逆止弁装置。

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