JPS621209B2

JPS621209B2 -

Info

Publication number: JPS621209B2
Application number: JP15774979A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Wada; Naritsuyo Shimizu
Original assignee: YOKOKAWA DENKI KK
Current assignee: YOKOKAWA DENKI KK
Priority date: 1979-12-05
Filing date: 1979-12-05
Publication date: 1987-01-12
Also published as: JPS5679936A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は上水道の末端配管の漏水箇所を精度良
く検出する漏水検知方法に関するものである。

上水道は浄水場より各家庭、工場等に上水を配
給されるために配管され、特に都市部に於ては網
の目の様に配管されている。しかしながら最近こ
れら上水道配管からの漏水が資源の有効活用の観
点から大きな社会問題としてクローズアツプされ
るようになつてきた。即ち、配管の老朽化、或は
土木工事による振動、衝撃等により配管に生じた
亀裂から漏れる水量の推定量は、全国で年間24憶
トン、東京都では年間2.8憶トンに及ぶと言われ
ている。この漏水量は供給水量の約15.8％を占
め、年間供給量のうち約２ケ月分は漏水している
ことになり、その損失額は１日7000万円に達する
と推定されている。従つて、上水道の漏水を防止
することは社会的に非常に重要な課題の一つとな
つている。

一般に配水本管から末端の需要家、例えば一般
家庭等へ施設されている給水管を堀り起こす作業
は1mの掘削につき現時点で凡そ20〜30万円を要
すると言われている。従つて漏水を修複する作業
を行う際には、予め正確に漏水箇所を知り、不必
要な掘削作業等を極力避ける必要がある。しかし
ながら上水道の漏水箇所を捜す方法には適切なも
のが少い。例えば音聴方式として配管を流れる流
水管の異常音を作業者が聞き分けて漏水箇所を検
知するといつた方法が用いられているが、都市部
での雑音の増加、漏水時に異常音の発生しにくい
塩ビ管の普及等により、この従来方法による漏水
の検知は年々難かしくなつてきている。

本発明は上述のような社会的な要請により、上
水道の配水本管から末端の需要家に向つて施設さ
れた給水管における漏水箇所及び漏水量を精度良
く検知する方法を提案するものである。

従来では末端の需要家に向けて施設された給水
管の漏水箇所を検知する方法としては次の様な方
法が提唱されている。第１図はその従来方法を説
明するための概略図である。１は上水を配絡する
配水本管であり、配水本管１より各需要家へ給水
管２が配置されている。給水管２の末端部２２に
は蛇口２３等が設けられている。漏水検知を行う
際には蛇口２３等の先に流量計３が設けられ、蛇
口２３等と流量計３とを通過した水は弁２４を介
して給水管２の流路より排出される。４は給水管
２の末端部２２の近傍点例えば蛇口２３の近傍４
１の圧力p₁と分枝点２１又は配水本管１上のある
点４２の圧力p₂との差圧を測定する差圧測定器で
ある。なお分岐点２１と配水管１上のある点４２
とはある程度離れた場所であつても配水本管１の
管径は十分大きいため、分岐点２１と点４２との
間の水頭損は無視できるほど小さく、点２１と点
４２とで測定される圧力はほぼ等しい。また点４
２は例えば路上の消化栓等が設置された場所でも
よい。ここで蛇口２３は開状態とし、測定時の給
水管２の流量調整は弁２４で行う。

なお、給水管２の末端部２２としては、蛇口２
３が設けられた所ではなく、例えば各需要家への
給水量を測定する給水メータ取付付近でもよく、
この給水メータ取付付近より配管をして、流量計
３、弁２４、差圧計４へ接続してもよい。要する
に差圧計４は分岐点２１と全長Ｌの給水管２の末
端部２２の差圧を測定し、流量計３は給水管２の
末端部２２より弁２４を介して流れる流量を測定
する。また分岐点２１又は点４２と給水管２の末
端部２２との距離は大略20〜30ｍであるので、現
在一般に計測器として使用されている差圧伝送器
によりその差圧を測定することができる。いま配
水本管１と給水管２との分岐点２１から給水管２
の末端部２２までの給水管の全長をＬ、分岐点２
１から漏水箇所までの給水管の長さをＳ、漏水箇
所での漏水流量ｘとすると次の手順により漏水箇
所を検知することができる。

(1) 弁２４が全閉の状態では、分岐点２１におけ
る圧力p₁と末端部２２における圧力p₂との圧力
差△P₁は次の関係が成り立つ。

△P₁＝Ｃ・Ｓ・（ｘ）ⁿ ……(1) 但しｎ；定数で約1.8の値ｃ；給水管２の太さによつて定まる係数
で、管の内径をｄとするほぼＣ＝
196d².⁷²と表わされる。

上式からもわかるように、若し給水管上に漏
水箇所が存在しなければ、水頭損は生じないた
め圧力差△P₁はゼロとなる。又漏水箇所が存在
すると、給水管２の側に水頭損が生じ、このた
め圧力差△P₁が生じる。

(2) 漏水箇所の存在が上記(1)の手順により明らか
になると次に弁２４を開き、一定量の流量Ｆを
流す。この時の分岐点２１と末端部２２とにお
ける圧力差△P₂は次の関係が成り立つ。

△P₂＝Ｃ・Ｓ・（ｘ＋Ｆ）ⁿ ＋Ｃ・（Ｌ−Ｓ）・（Ｆ）ⁿ ……(2) 従つて(1)式及び(2)式を解くことにより、漏水量
ｘ及び分岐点２１から漏水箇所までの距離Ｓを計
算により解くことができる。

この上記方法を用いて漏水箇所を検知する実験
は従来から数多く試みられてきた。しかしながら
このような方法で漏水箇所を精度良く（１ｍ以下
の精度で）検知したという報告は未だなされてい
ない。また本願出願人の実験或は他の多くの実験
報告によると、このような従来方法では精度が悪
く実用に供することができないことが確かめられ
ている。

ここで前述の如く(1)式及び(2)式に含まれる係数
Ｃは給水管２の管径によつて決まる定数である
が、厳密には給水管２自体の経年数や管の施設方
法等にも帰因する給水管２の内面の粗滑度などに
よつて変化する定数と考えられ、施設された各管
毎に固有の値をとると考えられる。従つて上記(1)
式及び(2)式より求めた漏水量ｘと漏水点までの距
離Ｓの計算結果は精度が低いものとならざるを得
ない。

本願発明では、従来技術のこれら欠点を除去し
給水管２の全長Ｌに対し１ｍ以下の高い精度で漏
水箇所を検出する方法を提案するものであり、上
記Ｃの値の変化に影響されずに漏水箇所Ｓ及び漏
水量ｘを求める特徴を有する。

第２図は本発明の一実施例を説明するための概
略図であり、第１図と同一要素には同一符号が付
されている。２′は配水本管１より隣接する他の
需要家へ向けて分岐点２１′より施設され漏水の
無いことが確かめられた給水管であり、給水管
２′の末端部２２′には蛇口２３′等が設けられて
いる。差圧計４は蛇口２３の近傍４１と蛇口２
３′の近傍４１′との圧力P₁，P₂との差圧差△Ｐを
測定する。しかしながら、第１図の従来方法の説
明においても説明したように、給水管２及び２′
の末端部２２及び２２′としては給水メータが設
けられた場所を設定してもよく、給水管２及び
２′の施設状況、作業者の意図等によつて給水管
２及び２′の任意の場所を選ぶことができる。

給水管２′は給水管２の分岐点２１に於ける圧
力を測定するために用いられるものであり、給水
管２′の流れを止めることにより給水管２′中の水
頭損をゼロとすることができ、このため給水管
２′の末端部２２′に於て分岐点２１の圧力P₂を測
定することができる。なお、この圧力P₂の測定は
第１図の例に示すように分岐点２１又は配水本管
１上の更に別の点で行つても良い。

５は差圧計４及び流量計３で測定された差圧△
Ｐ及び流量Ｆを入力とし、これら差圧及び流量Ｆ
に基いて漏水箇所までの距離Ｓと漏水量ｘとを計
算し表示する演算表示器である。

本願発明の方法では、まず始めに、弁２４を全
閉とし、、給水管２に漏水箇所が存在するか否か
を調べる。結水管２′は予め漏水が存在しないこ
とが確かめられているので弁２４を全閉とする
と、給水管２に漏水箇所が存在する場合には差圧
計４により次式で示す差圧△P₁が測定される。

△P₁＝Ｃ・Ｓ・（ｘ）ｎ ……(3) 但し、Ｃ，ｎの各係数は既に説明したので省略
するが、本発明では以下に述べる理由によりＣの
値は必要としない。

次に差圧計４により差圧△P₁が検出され、給水
管２に漏水箇所が存在することが明らかになる
と、弁２４を開き第１の流量状態をつくり、流量
F₁で上水を給水管２の末端部２２より流出させ
る。このとき差圧計４で測定される差圧△P₂は次
の式で示される。

△P₂＝Ｃ・Ｓ・（ｘ＋F₁）ⁿ ＋Ｃ・（Ｌ−Ｓ）・（F₁）ⁿ ……(4) 以上の手順は従来から知られていた方法に基く
ものであるが、本願発明では更に弁２４を操作
し、第２の流量状態をつくり、流量F₂で上水を
給水管２の末端部２２より流出させる。このとき
差圧計４測定される差圧△P₃は次の式で示され
る。

△P₃＝Ｃ・Ｓ・（ｘ＋F₂）ⁿ ＋Ｃ・（Ｌ−Ｓ）・（F₂）ⁿ ……(5) 演算表示器では差圧△P₁，△P₂，△P₃及び流量
F₁，F₂の値を入力とし上記ｎの値を入力とし、
上記ｎの値とに約1.8の定数が設定され(3)，(4)，
(5)式を解くことにより、漏水箇所までの距離Ｓ及
び漏水量ｘを、上記係数Ｃの値に影響されること
なく計算される。

本願出願人が行つた実験によると給水管の全長
Ｌが30ｍで、その管径が13mmの場合に、本願発明
の実施により漏水箇所を１ｍ以内の非常に良い精
度で検出することが確かめられた。

なお、漏水箇所までの距離Ｓ及び漏水量ｘは例
えば次の様にして求めることができる。即ち、上
記(4)式及び(5)式を(3)式で除すと、 △P₂／△P₁ ＝（１＋Ｆ_１／ｘ）ⁿ＋（Ｌ／Ｓ−１）（Ｆ_１／ｘ）ⁿ…
…(6) △P₃／△P₁ ＝（１＋Ｆ_２／ｘ）ⁿ＋（Ｌ／Ｓ−１）（Ｆ_２／ｘ）ⁿ…
…(7) の如く、Ｃの値に影響されない２元の方程式を得
ることができ、(6)式と(7)式より（Ｌ／Ｓ−１）の項を消去して次式を得ることができる。

上記(8)式の左辺をｙとおき、ｙをｘの関数とし
て、例えばニユートンの遂次近似計算法によりｙ
がゼロに近づいたｘの値を求めることにより、漏
水量ｘを計算することができる。この漏水量ｘを
(6)式又は(7)式に代入すれば、漏水箇所までの距離
Ｓを求めることができる。

なお、給水管２′に漏水箇所が無いことを確認
するには、配水本管１より隣接する他の需要家へ
向けて施設された、第３の給水管を用い、この第
３の給水管と上記給水管２′の末端部の弁を全開
として、両端部の圧力差を測定する。この時の圧
力差がゼロであれば、上記両給水管からは漏水が
ないことが確認される。

以上に述べたように、本発明の方法により漏水
箇所までの距離Ｓ及び漏水量ｘの値は、上記の係
数Ｃの変化の影響を受けることなく従来では達成
できなかつた良い精度で求めることができるよう
になり、さらに上記の係数Ｃの値が未知であるよ
うな給水管においても漏水箇所及び漏水量を知る
ことができるようになる。従つて漏水を防止する
際の土木工事等の費用を節約することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の漏水検知方法を説明するための
概略図、第２図は本発明の漏水検知方法を説明す
るための概略図である。１……配水本質、２，２′……給水管、３……
流量計、４……差圧計、５……演算表示郵、２
２，２２′……末端部、２４……弁。

Claims

【特許請求の範囲】１上水道の配水本管より分岐した給水管の漏水
箇所と漏水量を検知する方法において、上記給水
管の末端部に設けられた弁を全閉とした場合の上
記給水管の分岐点及び末端部の間の差圧△P₁と、
上記末端部に設けられた弁を操作して上記末端部
より流量F₁で上水が流出する第１の流量状態を
つくつた場合の上記分岐点及び上記末端部の間の
差圧△P₂と、上記末端部に設けられた弁を更に操
作して上記末端部より流量F₂で上水が流出する
第２の流量状態をつくつた場合の上記分岐点及び
上記末端部の間の差圧△P₃とを測定し、漏水量を
ｘ、上記給水管の全長をＬ、上記給水管の上記分
岐点より漏水箇所までの距離をＳ、給水管によつ
て決まる係数をＣ、ｎを1.8付近の常数としたと
き、 △P₁＝Ｃ・Ｓ・（ｘ）ⁿ △P₂＝Ｃ・Ｓ・（ｘ＋F₁）ⁿ＋Ｃ（Ｌ−Ｓ）・（F₁）ⁿ △P₃＝Ｃ・Ｓ・（ｘ＋F₂）ⁿ＋Ｃ・（Ｌ−Ｓ）・（F₂）ⁿ なる３つの式にもとづいて上記係数Ｃの値に関係
なく漏水量ｘ及び漏水箇所までの距離Ｓを求める
ことを特徴とした漏水検知方法。