(57)【要約】      （修正有）【課題】受水槽、高架水槽において、オーバーフロー管へ流れる溢流水の放水状況を監視する受水槽異常監視装置を提供する。【解決手段】ハウジングＨ内に収納された、水平方向に配置された受水用開口部Ｅから溢流水を受け入れ、ハウジングの下端部に垂直方向に配置された排水用開口部Ｗより放出されるような構造からなり、この受水用開口部のハウジング内側の開口部側面に、溢流水に流れにより開閉する防止弁Ｂを設けて、この防止弁の開閉の動きをセンサーＳにより検知して、溢流水の流れの増減量の異常な状態を通報する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に収納された、水平方向に配置された受水用開口部から溢流水を受け入れ、ハウジングの下端部に垂直方向に配置された排水用開口部より溢流水が放出されるような構造からなり、この水平方向に配置された受水用開口部のハウジング内側の端部開口面に、溢流水の流れの動圧に連動して開閉の動きをすることができる防止弁が設けられており、この防止弁の開閉の動きを検知するセンサーが設置されており、溢流水の流れの異常な状態を通報することができる構造からなる受水槽異常監視装置。
【請求項２】
防止弁は、上端側が水平方向を支点とする回転可能な回転軸に固定されており、下端側が、オーバー水の受水管と接続する水平方向に配置された受水用開口部のハウジング内側の端部開口面を、自重により垂直方向に垂れ下がり閉鎖した状態にあり、溢流水の流れの動圧に連動して防止弁が回転をして、開口面を開閉できるような機構からなることを特徴とする請求項１に記載の受水槽異常監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受水槽、高架水槽において、オーバフロー管より流失する溢流水を監視して、無駄な流失を防止するための受水槽異常監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の住宅および工場などの受水槽、高架水槽において、オーバフロー管より逆流することを防ぐ為に特別の対策は講じていないのが普通である。この為に、下水溝に連結しているオーバフロー管を通じて水槽内に臭気、ガス、排水、雑菌などが逆侵入する為に、水質汚染、非衛生などの問題が発生する。
さらに、オーバフロー水（溢流水）として流失する水の無駄に対する対策も十分に講じられていないのが実情であり、受水槽、高架水槽などへの逆流および溢流水として無駄な流失を防ぐ為に、それを監視するシステムが求められていた。
【０００３】
給水設備には、設計、施工および維持管理に一定の性能が要求されるが、水質基準にもかなり配慮する必要がある。水質基準として、亜鉛、鉄、銅などの金属の混入が制限されるばかりでなく、建築物における衛生的環境に関する法律においては、水の味、臭気が異常でないこと、色度は５以下、および濁度は２度以下という水質基準が設けられており、この水質管理も重要な課題である。このような水質の衛生管理は、上水の水質、受水槽の材質などに影響されることが多い。貯水槽の材料を、水質に影響しないＦＲＰ製、ステンレス製、ホウロウ引きや樹脂コーテイングした鋼板製などを使用して、その対策が講じられている。しかし、貯水槽タンクと外部へ通じる、例えばオーバフロー管から侵入する汚染物には、防虫網程度の配慮しかないのが実情であり、流失を監視するシステムなどは殆ど講じられていないのが実情である。
【０００４】
従来使用されている貯水槽の構造は、概略に示したとおり、基礎となる土台の上に、マンホールを備えた貯水槽タンクが設置されており、給水管により、給水されるようになっており、貯水槽の上端部には、オーバフロー管が接続されており、そのオーバフロー管を通じて、余分の水は排水溝に流出するようになっている。オーバフロー管の途中に防虫網が設けられており、この防虫網は、大気に開口しており、面積は、オーバフロー管の直径より大きくなっているのが普通である。しかしながら、この防虫網を通じて、小さい虫や、風が吹く場合に、細菌や、ごみが入り、貯水槽タンクにオーバフロー菅が接続されているタンクの内面が汚染されている場合が多く、水質現場を管理する者にとり、何らかの対策が必要であるが、いまだ放置されているのが実情である。
【非特許文献１】「給水」  第１０４頁  平成１１年７月２０日  （株）オーム社発行
【０００５】
貯水槽タンクは、通常マンホールという蓋がつけられており、外気や汚染物質が入らないようになっている。貯水槽によっては、タンク内の圧力調整の為に、外部に開口する防虫網を備えた通気装置が設けられているが、これから進入するごみや、細菌および臭気は非常にすくなく、むしろ、外部の下水溝に直接接しているオーバフロー管を通じて逆風などによる、貯水槽タンク内に進入してくる、小動物や、細菌類の侵入を防ぐことにより、貯水槽の水質管理を衛生的に、しかも安全に保つことができるということにある。
【０００６】
従来から、台所洗面台の排水パイプに、下水溝から逆流する臭気を遮断するために、パイプを円形に曲げるか、Ｕ字状にまげることにより、その湾曲部分に水を溜めることにより、臭気の逆流を防止する、いわゆるトラップを設けることは行われている。また、高級な家庭用流し台などにおいては、下水溝から逆流する臭気を遮断する為に、トラップという臭気逆流防止装置が設けられている。このような装置は、家庭内の流し台、トイレ排水パイプなどに設けることは普通に行われている。
【０００７】
しかしながら、貯水槽に臭気逆流防止装置を設けるという着想は、受水槽清掃業者しかその汚染状況を知ることができないという特有の事情も加わり、常時受水槽の管理および清掃を手がける者にとり、その必要性が感じられているにもかかわらず、その対策が講じられていないのが実情である。そこで、本発明者は、そのタンクの汚染を防ぐという衛生面ばかりでなく、受水槽の貯水状況を、特に溢流水の流失という無駄をなくすというような、受水槽の状況を瞬時に監視できる受水槽異常監視装置を見出したものである。
【０００８】
上下水道設備において、貯留されている水が災害時にも確実に利用できる遠隔監視システムを提供することは知られている（特許文献１）。受水槽から高架水槽へ揚水する揚水ポンプが自動停止しない場合に、溢水による水害発生を防止して早期に復旧することができる遠隔監視装置も知られている（特許文献２）。受水槽の制御弁の故障を早期に予知して監視センターに通報するシステムが知られている（特許文献３）。
【特許文献１】特開２００６−１０９０７２号公報
【特許文献２】特開平５−１８９０５４号公報
【特許文献３】特開平８−２４６５１５号公報
【０００９】
しかしながら、溢流水を簡単な装置で検知して、それを確実に監視センターへ通報すること、またはその装置において、下水からの逆流水、臭気、又は小動物が入ることを防止するということまで配慮した装置は知られていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、オーバーフロー管から侵入する汚染物による受水槽、高架水槽の臭気の発生や、小動物、害虫または細菌の侵入、および水の汚濁や着色などの影響を予め防ぐばかりでなく、溢流水（オーバーフロー水）の無駄な流出を防止しようとする課題を解決する受水槽異常監視装置にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、受水槽、高架水槽のような一般的な受水槽に対して、溢流水の排水管に検知可能な防水弁を設けた工夫された受水槽異常監視装置を敷設することにより、課題を解決しえたものである。
本発明の受水槽異常監視装置を敷設した受水槽、高架水槽のような一般的な受水槽の主要な構造は、受水槽を越えた溢流水の異常監視装置であり、その詳細を、具体的に示すと次のとおりになる。
【００１２】
本発明の特徴は、ハウジング内に収納された、水平方向に配置された受水用開口部から溢流水を受け入れ、ハウジングの下端部に配置された垂直方向に配置された排水用開口部より溢流水が放出されるような構造からなり、この水平方向に配置された受水用開口部のハウジング内の端部側開口面に、溢流水の流れの動圧に連動して開閉の動きをすることができる防止弁が設けられており、この防止弁の開閉の動きを検知するセンサーが設置されており、溢流水の流れの増減量の異常な状態を通報することができる構造からなる受水槽異常監視装置、にある。
本発明の第２の特徴は、防止弁は、上端側が水平方向を支点とする回転可能な回転軸に固定されており、下端側が、オーバー水の受水管と接続する水平方向に配置された受水用開口部のハウジング内側の端部開口面を、自重により垂直方向に垂れ下がり閉鎖した状態にあり、溢流水の流れの動圧に連動して防止弁が回転をして、開口面を開閉できるような機構からなることを特徴とする受水槽異常監視装置、にある。
【００１３】
本発明の受水槽異常監視装置を備えた貯水槽は、屋上、地上又は屋根のような構造物の上に、受水槽タンクの底面を点検できるようにげた基礎といわれる安定な基礎の上にアンカボルトなどにより貯水槽タンクが固定されている。この貯水槽タンクには、給水管３により、井戸水や水道水などが、好ましくは給水ポンプなどで水が随時供給される。給水量の水位はボールタップなどを用いて水位が調節され、それに連動して電磁弁を開閉することにより給水を止める仕組みになっている。流入口端と、オーバーフロー管とには、一定の較差が設けられており、過剰に供給された余分の溢れた水は、必要によりオーバーフロー管から随時排水する仕組みになっている。さらに、通常は貯水槽タンクの上部には、マンホールという蓋が一つ、又は複数取り付けられており、水槽タンクの清掃や、水質管理を容易にできるようになっている。そして、受水槽タンクの底面より少し上の、タンク沈殿物が流れ込まない程度の水位から水を取り出す給水菅が接続されているのが一般的な構造である。
【００１４】
本発明の受水槽異常監視装置においては、オーバーフロー管は、あくまでも過剰給水による緊急の為の排水溝であり、常時水が流れることにより垂れ流すというような不経済なものではない。勿論、常時水を定期的に流すというようなものでもない。このため慣用の水封式トラップを取り付けても、常時封水があるという保証は無く、結局、水封式トラップが機能しない場合がある。また、一時的に緊急に封水がトラップに溜まっても、その後の定期的な給水が無いために、特に夏場には水が蒸発して、封水が無くなることもある。しかし、定数弁、ボールタップ、その他の制御装置に異常が発生した場合に、オーバーフロー管を通じて、多量の水が長時間流出して、不経済となることがある。したがって、本発明は、センサーおよび通報装置に連結した、溢流水と接触する簡単な防止弁の開閉の動きに基づいて、オーバーフロー管からの溢流水の流出を監視して、異常が発生した場合に、建物の管理室へブザー、警報赤灯ランプ、音声のような警報装置で即座に通報できるシステムが有益である。また、多くの建物に敷設されている多くの受水槽、高架水槽などを、一つの管理室で集中的に管理することができる。さらに、もし、異常が発生した場合に、無線、電話、光ファイバー回線を通じて、遠隔的に水管理者にリアルタイムで通報できるシステムであり、即座に対策を講ずることができるために、無駄な水の浪費というような被害状況を最小限にすることができるシステムである。
【発明の効果】
【００１５】
受水槽、高架水槽などの溢流水の発生の異常状況が瞬時にわかり、しかもそれは現場でランプ、ブザー等により即座に表示できるばかりでなく、複数の受水槽を一つの管理室で集中的に管理することができる。さらに、もし、受水槽に異常が発生した場合に、無線、電話、光ファイバー回線を通じて、遠隔的に水管理者にリアルタイムで通報をすることができるために、無駄な溢流水による放水に対して、即座に対策を講ずることができ。これにより、無駄な放水による浪費というような被害を最小限にすることができる。さらに、多くの複数の受水槽の状況を集中管理できる為に、省力化、省エネルギー、を含む水系設備の維持管理費の節約化も可能である。
しかも、この検知装置は、簡単な構造の防止弁が蓋の役割を果たすので、下排水に通じるドレン管、排水管からの、汚水、細菌、小動物の侵入を防ぎ、特に、夏季などにおいて発生する臭気などのタンクへの逆流を防止する機能を備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の受水槽異常監視装置とは、貯水タンクが外気と直接接している、貯水タンクの上部に取り付けられている通気管、およびオーバーフロー管を通過する溢流水（オーバフロー水）の状況を監視するシステムである。その取り付けた構造を図と対応させて説明すると以下のとおりとなる。
受水槽からの溢流水を受けるオーバーフロー管に接続されており、オーバーフロー管からの溢流水を検知する機構になっており、その溢流水の流れに押されて防止弁が自在に開き、その開きの動きの状態を自動的に検知および監視して、それが異常の状態になったとき、その状況をランプ、ブザー、などで現場に表示するか、又は管理部門に通報するシステムである。
具体的には、溢流水がオーバーフロー管を流れたら、溢流水の流れの動圧を利用して、その流れの動圧を防水弁の動きと連動させ、それを検知するシステムである。その動圧を利用して、一定の溢流水を防止弁に連結したセンサー等により自動的に検知して、それを異常として表示するか、受水槽の管理部門へ通報するシステムである。
【００１７】
より詳細な監視装置の概要を、図１に基づいて説明をすれば、容器、保護カバーの役割を果たすハウジング（Ｈ）の外壁に、受水槽に連結した溢流水（Ｏ）を受けるオーバーフロー管に接続する水平方向に配置された受水用開口部（Ｅ）、および溢流水を検知後に排水する、ドレン管に接続するために、ハウジング（Ｈ）の下位置に垂直方向に配置された排水用開口部（Ｗ）を有する構造である。このハウジング（Ｈ）内には、防止弁（Ｂ）の上部の一端が回転軸（Ａ）に固定され、下部の他端が、溢流水の動圧により、自在に開閉するような構造の防止弁（Ｂ）が設置されている。勿論、ハウジングは、汎用の箱と蓋の安定した取り付け構造を任意に採用することができるが、これは設計変更の範囲内であり、防止弁（Ｂ）およびセンサー（Ｓ）の端子を取り付けることからすれば、開閉自在の蓋、取り外し可能なカバーを取り付けることも工夫する必要がある。
【００１８】
受水用開口部（Ｅ）および排水用開口部（Ｗ）の具体的な構造は、通常の所定の直径を有する断面円形パイプを、普通は２〜１５ｃｍ程度の所望の長さに切断することにより、所定の幅を持った、例えば金属製、プラスチック製の二次加工により輪切した形状のものである。勿論そのような輪切り形状のものを慣用の成形装置により一体成形することも可能である。又、一定の幅を持った板状体を開口部の構造である円形に二次加工をすることも可能である。受水パイプ、排水パイプとの接続を容易にする為に開口部の内面、外面に所定のねじ山を設けることも可能である。又、開口部が四角形パイプのような構造の場合には、オス型、メス型に段差を設ける工夫も考えられ、通常の箱と蓋のような構造にすることであり、これも設計変更の範囲内である。
【００１９】
このハウジング（Ｈ）は、アルミ、ステンレス、塩ビ鋼板、銅板のような金属製、熱可塑性又は熱硬化性プラスチック、強化プラスチックのような材料で成形されたものが適している。防止弁（Ｂ）は、防止弁（Ｂ）の上端が水平方向を支点として回転可能な回転軸（Ａ）に固定されており、防止弁（Ｂ）の下端が、オーバー水の受水管と接続する水平方向開口部（Ｅ）のハウジング（Ｈ）内側の開口面（ｅ１，ｅ２）を、自重により垂直方向に配置されることにより、封鎖することができる構造に成っている。
【００２０】
溢流水（Ｏ）がオーバーフロー管を通じてハウジング（Ｈ）外側の水平方向に配置された受水用開口部（Ｅ）から流れ込むと、溢流水の動圧により、防止弁（Ｂ）の下端部が回転軸（Ａ）を支点にして、回転をすることにより、防止弁（Ｂ）が開き、溢流水を排水用開口部（Ｗ）に流すことにより、排水（Ｄ）としてドレン管に排出する。溢流水の量の大小に応じて、防水弁（Ｂ）が開く回転の動きが連動するので、回転軸（Ａ）の回転の規模を定量的に測定すれば、溢流水の規模もある程度把握できる。
この防止弁（Ｂ）の回転範囲は任意であるが、防止弁（Ｂ）の大きさや、ハウジング（Ｈ）の大きさにもよって決まるが、図に示すような、開いた状態の防止弁（Ｂ‘）は、ハウジング（Ｈ）の内壁面（２）で止まるような、約０〜８５度の程度回転をした位置で止まるような範囲が適切である。
【００２１】
防止弁（Ｂ）の材料は、ハウジング（Ｈ）材料同様に、アルミ、ステンレス、塩ビ鋼板、銅版のような金属製、熱可塑性又は熱硬化性プラスチック、強化プラスチック、セラミックのような、軽く、安価で、耐候性のよい材料を加工して容易に成形することができる。溢流水のないときは、常時自重により垂直状態になり、受水用開口部（Ｅ）のハウジング内側の開口面（ｅ１，ｅ２）を閉鎖する必要があるために、若干の重みが必要であり、防止弁（Ｂ）が軽量な材料により製作されている場合に、防止弁（Ｂ）の下端部に錘をつけることにより開口の程度を調整することも出来る。
【００２２】
場合によっては、水平方向に配置された受水用開口部（Ｅ）の下端面（ｅ２）を、上端面（ｅ１）より長くした、若干断面楕円形の構造にすることにより、防止弁（Ｂ）の設置が若干ずれても、防止弁（Ｂ）の自重で確実に開口部を閉鎖するような設計変更もできる。というのも、ドレン管からの、空気中の塵、悪臭、煤煙、酸、菌、ダニなどの小動物が逆進入することを防止弁（Ｂ）の閉鎖により常時防止する必要があるために、やかんの蓋のようなリブを設けて、より密封するように工夫された構造を採用することもありうる。
防止弁（Ｂ）の大きさは、水平方向に配置された受水用開口部（Ｅ）の開口面（ｅ１、ｅ２）を閉鎖できる程度の直径を有すれば足りる。受水槽の溢流水を受ける管がパイプであれば、その断面と同じか、それより若干大きめの直径を有する大きさの防止弁（Ｂ）であればよい。勿論、受水用開口部（Ｅ）断面が、四角形である場合には、防止弁（Ｂ）の大きさ、その四角形断面と略同じ大きさの板状体であればよい。
【００２３】
回転軸（Ａ）は、軸が水平方向になるように支点が支えられており、防止弁（Ｂ）の溢流水の水圧、動圧により回転をするための支軸となっている。蝶番のような市販の器具を採用することも設計変更の範囲内である。回転軸（Ａ）の外形の形状は、丸棒、角棒、など任意の形状を有するものであり、防止弁（Ｂ）の支軸となる構造であり、センサー（Ｓ）が感知する構造であれば、図のようにセンサー端子（１）が検知するに支障とならない構造であり、これらは任意に設計変更可能である。防止弁（Ｂ）と回転軸（Ａ）である丸棒、角棒などの回転中心との間隔は、５ｍｍ以上、例えば８ｍｍ、１０ｍｍ，１５ｍｍにするのが好ましいが、これも設計変更の範囲内である。
【００２４】
回転軸（Ａ）の回転状態を、センサー（Ｓ）が検知する。その検知した異常な溢流水の増量の状態を自動通報システム（Ｉ）を通じて監視することが出来るとともに、溢流水（Ｏ）の漏洩を、瞬時に赤ランプ、ブザー等で表示することにより警告を発することができる。または、管理室（Ｒ）へ配線を通じて溢流水（Ｏ）の漏洩を連絡する仕組みである。
【００２５】
この防止弁（Ｂ）の蓋の詳細な構造は、原則、受水用開口部の；開口面をふさぐ程度の直径の大きさの板状体のものであれば十分である。しかし、より密封構造にするためには、予め開口面の内面に食い込むリブを板状体に設けたものを使用できる。又、防止弁（Ｂ）である円形板に同心円状に円形に穿孔した溝に、例えばゴム製のオーリングをはめ込み、一部水平方向の給水用開口部（Ｅ）内に入り込む、一種のやかん、なべの蓋のようなリブ構造にすることも出来る。
【００２６】
センサー（Ｓ）の構造は、溢流水の増加という物理量の変化を感知して、出力信号に変換する装置ならいかなるものも使用できる。回転軸（Ａ）の回転状態を感知するものなら、市販のものを含めて特に制限はない。例えば、スライド式、ぜんまい式、圧力センサー、磁気センサーなどを、検知が可能なように任意に工夫をして取り付けることができる。特にセンサー端子に取り付けた通電端子が、回転軸（Ａ）の回転に連動する通電端子と接触するという基本的な切断構造により、警報を送るための通電をするというシステムも本発明の一実施態様である。さらに、光電管を用いて、光の通過、遮断などの原理を用いて、センサー用棒の被感知部の上下移動状況を読み取るシステムも好ましい一実施態様である。簡単なシステムとしては、センサー用棒の被感知部が、防止弁（Ｂ）の動きとセンサー用端子に接触することにより、微量の圧力を発生して、その圧を検知して溢流水の増量を感知するシステムである。テレビチャンネル変換に使用されている遠赤外線を、センサーとして回転軸（Ａ）の回転状態を検知する為に使用することも工夫できる。このような装置の電源は、通常の家庭用、工業用の電気配線によることもできるが、電池、蓄電池、ソーラー電源などを使用すれば、定期的に電池交換が必要であるが、コンパクトに設計できる。市販のものとしては、オムロン製交流１００Ｖから直流変換してセンサーを作動させる装置が適しており、電気トラブルの発生が少ない。
【実施例】
【００２７】
本発明の実施態様を詳細に示すと、図１を参考にすると、受水槽のオーバーフロー管にハウジング（Ｈ）の水平方向に配置された受水用開口部（Ｅ）を接続する。この場合に。実験用に普通の水道水を溢流水（Ｏ）として補充しながら供給した。このハウジング（Ｈ）内の防止弁（Ｂ）が、水の流れの動圧により回転軸（Ａ）を支点にして回転することにより開口部（Ｅ）の開口面（ｅ１、ｅ２）が開く。水の量の大小に応じて防止弁（Ｂ）の開きの大きさが比例する。溢流水（Ｏ）は、排水用開口部（Ｗ）より排出される。この回転軸（Ａ）の回転状態の大きさを、ハウジング（Ｈ）内に配置されているセンサー（Ｓ）の端子（１）が検知して、赤色ランプとブザー（Ｒ）で通報する。溢流水の供給を止めると、防止弁（Ｂ）が元の位置に下がり、赤色ランプとブザーの表示が消える。この実施例では、回転軸（Ａ）が回転をすれば、通電端子が接続をして通電するという、極めて簡単な構造の通電型のセンサー（Ｓ）を使用して実施した。図のように、防止弁（Ｂ）が開かない垂直状態においては素子（１）に圧接触しているが、防止弁（Ｂ）が溢流水により若干回転をすれば、素子（１）から離れ警報がなる仕組みである。溢流水（Ｏ）の供給動作を、任意に不連続に何度も繰り返して、感度、精度を確認した。そして、実施に適した装置であることを確認することが出来た。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の受水槽異常監視装置は、一個建て家屋、マンションのような集合住宅における、水道水の貯水タンク、雨水貯水タンク、工場の大規模受水槽、高架水槽のような一般的住宅および工場などの受水槽を越えた、オーバーフロー水のような、いわゆる溢流水の放水の状況を常時監視して、異常が発生した場合に、その状況を無線または通常の回線により知らせる異常監視装置であって、水管理をする業務分野の利用が期待される。しかも、その受水槽異常監視装置の状況の通報が非常に正確であり、受水槽異常監視装置の構造自体も簡易であり、この装置の利用可能性を非常に高くしている。さらに、複数の受水槽の異常監視を同時に集中管理により行うことができるために、省力化も期待されるので、この受水槽異常監視装置の産業上の利用可能性を非常に高くしている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の受水槽異常監視装置の概要図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ；回転軸
Ｂ；防止弁
Ｄ；溢流水の排水
Ｅ；水平方向に配置の受水用開口部
ｅ１；開口面（上部）
ｅ２；開口面（下部）
Ｈ；ハウジング本体
Ｉ；自動通報システム       
Ｒ；建物管理室
Ｏ；受水槽からの溢流水
Ｓ；センサー部
Ｗ；垂直方向に配置の排水用開口部
１；センサー端子
２；防止弁の回転止まり点
【図１】
2009062720.tif 000003