水道配管の漏水検知方法と漏水検知機能付止水栓

【課題】従来、水道配管の漏水検知方法は電気配線による有線システムや無線システム等の電気的方法が用いられてきたが、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、特に、蛇口栓の緩み締めやパッキンの老化などによる微小流量による漏水の検知が困難若しくは不可能という問題があった。
【解決手段】羽根車回転流路４１に連通する中軸流路３３と羽根車回転流路に流入する漏水流で回転する羽根車機構を設け、所定以上の通水圧が掛かると開弁する主弁２次側流路開閉弁３と、同弁体と共に上昇して羽根車回転流路を閉塞する副弁体４５を設けて羽根車回転流路の開閉を確実なものとした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
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が、出願人は特許文献３記載のように水道メータの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、止水栓の流路開閉主弁の２次側流路に漏水検知機能付止水栓として設定することを提案している。
【特許文献１】特開２０００−２５８２８０号公報
【特許文献２】特開２００２−３４０３００号公報
【特許文献３】特開２００９−１５６８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
特許文献３による出願人の提案は、上記の課題に対応するものであったが、水道メータが僅かに回る程度の漏水を流量として捉え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ためには、微妙な流水圧の差を正確に捉えた検知作動が要求されることから、特許文献３による発明の場合、羽根車を回転させる水流の流路を開閉する内弁体の作動が単体の内弁体だけでは確実を期し難いという問題を残していた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、止水栓の流路開閉主弁の２次側流路に漏水検知機能付止水栓として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すると共に、検知作動の基本となる羽根車を回転させる水流の流路を開閉する主弁２次側流路開閉弁の作動を、更に、確実なものとするため、主弁２次側流路開閉弁上昇時に同弁体と共に上昇して羽根車を回転させる水流の流路を閉塞する副弁体を設けるようにしたものである。
【０００９】
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すると共に、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前記特許文献３の構成を基本とした。
【００１０】
そして、２次側への通水と羽根車を回転させる水流の流路を開閉する主弁２次側流路開閉弁の作動を確実なものとするため、主弁２次側流路開閉弁上昇時に同弁体と共に上昇して羽根車を回転させる水流の流路を閉塞する副弁体を設けるようにし、更に、羽根車回転流路の上面に止水栓の外表面から見通せる透明窓を設け、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。
【００１１】
また、主弁２次側流路開閉弁の作動を確実なものとするため、主弁２次側流路開閉弁上昇時に同弁体と共に上昇して羽根車を回転させる水流の流路を閉塞する副弁体を、円柱状の頂部両側を斜め下方にカットした本体の下端中央部に下端部を開放したコの字形カットによる通水路を設けた雄螺子杆とした弁体を、主弁２次側流路開閉弁の底部に形成した雌螺子孔に螺合して構成するようにして、簡便な組立と構造的な堅牢さを保持するようにした。
【００１２】
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おり、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次側流路開閉弁に副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、主弁２次側流路開閉弁と共に上昇する副弁体が羽根車回転流路を確実に閉塞するように構成したものである。
【００１３】
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通水による流量圧が掛かる場合には、内弁体と副弁体が流路を閉塞して、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。
【００１４】
すなわち、上記の基本的構成において、正常な端末水栓の開栓操作によって通常通水による流量圧が掛かる場合に、主弁２次側流路開閉弁の上昇と共に羽根車回転流路を閉塞する副弁体を設けるようにした。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。
【発明の効果】
【００１５】
上記のように、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、止水栓の流路開閉主弁の２次側流路に漏水検知機能付止水栓として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すことができる。
【００１６】
また、羽根車回転流路の上面に止水栓の外表面から見通せる透明窓を設け、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効果がある。
【００１７】
更に、主弁２次側流路開閉弁上昇時に、同弁体と共に上昇して羽根車を回転させる水流の流路を閉塞する副弁体を、円柱状の頂部両側を斜め下方にカットした本体の下端中央部に下端部を開放したコの字形カットによる通水路を設けた雄螺子杆とした弁体を、主弁２次側流路開閉弁体の底部に形成した雌螺子孔に螺合して構成したので、羽根車を回転させる水流の流路閉塞が確実なものとなり、止水栓として簡便な組立と構造的な堅牢さを保持することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】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
【図２】同じく、主弁２次側流路開閉弁と副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
【図３】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
【図４】同じく、図３のＡ−Ａ断面図
【図５】同じく、主弁２次側流路開閉弁と副弁体との関係及び構造を示す、主弁２次側流路開閉弁体を縦断側面、副弁体を斜降カット面側からの側面とした螺合前の主弁２次側流路開閉弁体と副弁体の分解説明図
【図６】同じく、主弁２次側流路開閉弁体と副弁体との関係及び構造を示す、副弁体を斜降カット面側からの側面とした主弁２次側流路開閉弁体と副弁体の螺合後の縦断面側面図
【図７】同じく、副弁体を斜降カットの側面側からの側面とした主弁２次側流路開閉弁体と副弁体の螺合後の縦断面側面図
【図８】同じく、羽根車ホルダー枠の平面図
【図９】同じく、図８のＡ−Ａラインによる羽根車ホルダー枠の縦断面側面図
【図１０】同じく、羽根車指標部に磁石を埋設し、指標部回転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
【図１１】同じく、羽根車指標部に磁石を埋設し、指標部回転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
【図１２】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
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１９】
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。
【００２０】
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、中軸部に中軸流路３３が形成され、中軸流路３３からホルダー枠５の副弁体嵌入部５４、仕切部５２に開口する羽根車収容室５１への流入口４２、４２と羽根車収容室５１で構成される羽根車回転流路４１に連通する流路となっている。
【００２１】
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の下端部は開放されて１次側からの流路を構成するが、下端開放部の内周に雌螺子４４が刻設され、副弁体４５の基幹を構成する雄螺子杆４５ａの雄螺子と螺合するようになっている。
【００２２】
副弁体４５は、円柱状の頂部両側を斜め下方にカットした本体の下端中央部に下端部を開放したコの字形カット４５ｂによる通水路４５ｅを設けた雄螺子杆４５ａとした弁体で、前記中軸流路３３の下端に形成された雌螺子４４と螺合して主弁２次側流路開閉弁の弁体４３内に固定される。なお、雄螺子杆４５ａの基部は通水路４５ｅから中軸流路３３に抜ける連通路４５ｈとなっている。
【００２３】
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、主弁２次側流路開閉弁体４３が上昇すると副弁体４５も上昇し、先ず、副弁体４５頂部の斜降カットによる尖頭部４５ｃがホルダー枠５の下端部に嵌入し、更に、上昇して弁体の基幹円柱部４５ｄに到るとホルダー枠５下端内周と円柱部外周が嵌合してホルダー枠５の下端が完全に閉塞される。
【００２４】
しかし、蛇口水栓の緩み締めや漏水等によって弱い通水圧が掛かっている場合には、副弁体頂部尖頭部４５ｃの嵌入度合いに対応する流量の水流が、斜降カット面４５ｆによって形成される半月形の隙間４５ｇから、その開口度に応じて副弁体嵌入部５４を通じて羽根車回転流路４１に流入されるので、羽根車の回転作動をきめ細かなものとすることができる。
【００２５】
ホルダー枠５は上部が羽根車を収容する羽根車収容室５１となっており、羽根車収容室への流入口４２、４２と羽根車回転支軸４６を埋め込み支持する支軸支持孔４７を設定した仕切部５２によって仕切られた下部が副弁体嵌入部５４となり、下端部は主弁２次側流路開閉弁３の弁座３１を形成する弾性嵌着部材３４によってケーシング３２と流路開閉主弁２の弁室１３の上部に嵌着固定される。
【００２６】
羽根車４は微小流によっても回転し易いジュラコン等の素材によって形成され、頂部に回転指標部４ａ、軸周に回転羽根４ｂを設けて、ホルダー枠仕切部５２の支軸支持孔４７に貫入して立設される羽根車回転支軸４６にフリー回転状態で挿入覆着されている。
【００２７】
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の弁体４３と副弁体４５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。
【００２８】
このとき、給水流は同時に主弁２次側流路開閉弁３の中軸流路３３を通じて主弁２次側流路開閉弁体の中軸流路開口部（副弁体の雄螺子杆通水路４５ｅ）にも流入するが、栓体内通水圧が主弁２次側流路開閉弁の弁体４３と共に副弁体４５を押上げ、その円柱部外周がホルダー枠５の下端内周とが嵌合して副弁体嵌入部５４への流入口半月形の隙間４５ｇが形成されないので、ホルダー枠の副弁体嵌入部５４には流入しない。
【００２９】
漏水が発生すると端末水栓操作によるような通水圧が生じないので、通水圧が弁体４３と副弁体４５を押上げる力が減少し、減少した分だけ斜降カット面４５ｆによって形成される半月形の隙間４５ｇが増大する。漏水流は半月形の隙間４５ｇからホルダー枠の副弁体嵌入部５４に流入し、仕切部５２の羽根車収容室への流入口４２、４２から羽根車収容室５１に流入して対向する２方向から回転羽根４ｂにあたって羽根車４を回転させる。
【００３０】
羽根車４を回転させた漏水流は、ホルダー上面の凹陥部５３に流出し、凹陥流路５３ａに導かれて、ホルダー上面に設定された４ケ所の排水孔５３ｂから止水栓２次側の流出口１２に排出される。ホルダー枠上部凹陥部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。
【００３１】
図１２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。
【実施例２】
【００３２】
他の実施例として、図１０に示すように羽根車４の回転する先端回転指標部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。
【００３３】
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１１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。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
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転させ、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るので水道施設産業上の利用可能性があるものである。
【符号の説明】
【００３５】
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
３４弾性嵌着部材
４羽根車
４ａ羽根車回転指標部
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羽根車収容室への流入口
４３主弁２次側流路開閉弁の弁体
４３ａ主弁２次側流路開閉弁の中軸孔
４３ｂ主弁２次側流路開閉弁体底面の漏水流流入口
４４中軸流路開放部内周の雌螺子
４５副弁体
４５ａ副弁体の基幹を構成する雄螺子杆
４５ｂ雄螺子杆下端部のコの字形カット
４５ｃ副弁体の頂部斜降カットによる尖頭部
４５ｄ副弁体の基幹円柱部
４５ｅ雄螺子杆下端部のコの字形カット通水路
４５ｆ副弁体の頂部斜降カット面
４５ｇ斜降カットによる半月形の隙間
４５ｈ雄螺子杆基部の副弁体嵌入部への連通路
４６羽根車回転支軸
４７羽根車回転支軸支持孔
５羽根車ホルダー枠
５１羽根車収容室
５２羽根車ホルダー枠の仕切部
５３ホルダー枠上面の凹陥部
５３ａホルダー枠上面の凹陥流路
５３ｂホルダー枠上面から２次側への排水孔
５４ホルダー枠の副弁体嵌入部
６磁力センサー
６１磁力センサー支持枠

【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定以上の流量によって開弁する主弁２次側流路開閉弁の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、同中軸流路に、主弁２次側流路開閉弁の開弁時に主弁２次側流路開閉弁と共に上昇して羽根車回転流路を閉塞する副弁体を備えた主弁２次側流路開閉弁を、
止水栓の流路開閉主弁の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、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
【請求項２】
副弁体を、円柱状の頂部両側を斜め下方にカットした本体の下端中央部に下端部を開放したコの字形カットによる通水路を設けた雄螺子杆とした弁体を、主弁２次側流路開閉弁の底部に形成した雌螺子孔に螺合して構成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
【請求項３】
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又は請求項２記載の水道配管の漏水検知方法
【請求項４】
回転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又は請求項２又は請求項３記載の水道配管の漏水検知方法
【請求項５】
所定以上の流量によって開弁する主弁２次側流路開閉弁の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、同中軸流路に、主弁２次側流路開閉弁の開弁時に主弁２次側流路開閉弁と共に上昇して羽根車回転流路を閉塞する副弁体を備えた主弁２次側流路開閉弁を、止水栓の流路開閉主弁の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主弁２次側流路開閉弁を止水栓の流路開閉主弁の２次側流路に設定したことを特徴とする漏水検知機能付止水栓
【請求項６】
副弁体を、円柱状の頂部両側を斜め下方にカットした本体の下端中央部に下端部を開放したコの字形カットによる通水路を設けた雄螺子杆とした弁体を、内弁体の底部に形成した雌螺子孔に螺合して構成するようにした請求項５記載の漏水検知機能付止水栓
【請求項７】
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ようにした請求項５又は請求項６記載の漏水検知機能付止水栓
【請求項８】
回転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５又は請求項６又は請求項７記載の漏水検知機能付止水栓

【図１】