JP6989739B2 - 水道水の異物除去用のストレーナの設置方法及び水道配管の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、水道水の異物除去用のストレーナの設置方法及び水道配管の施工方法に関する。

従来から、水道配管の維持管理のために行う水運用上の系統替又は老朽化等に伴って、水道配管の補修又は交換等の各種工事等が行われているが、このような水道工事は、数時間から数日間の断水が行われ、工事完了後、再び通水が行われる。しかし、通水の際に、配管内の錆、砂、シール材等の異物等が水道配管内を流れて、着色した水又は濁った水等が水道蛇口から排出されることがある。このような事態を避けるために、通常、工事が完了した後、通水前に、所定の部位において、着色した水又は濁った水が消えるまで相当量の水を洗浄水として、長時間にわたって排出して、配管内の異物などを洗い流す洗管作業を行っている。しかし、現実には、一般家庭や店舗に、着色した水又は濁った水の給水を完全に阻止することは困難であり、また、使用者に対して長時間にわたる水道の使用の断水を余儀なくしているのが現状である。

このような状況下、一般家庭はもとより、水を原料とする食品製造メーカ等に対して、水道工事に伴う断水及び通水後において、迅速に、清浄な水を供給することが強く要求されている。
本願は、上記課題を解決するためになされたものであり、水道工事に伴う断水及び通水後における微細な異物の除去を可能とする、水道水の異物除去用のストレーナの設置方法及び水道配管の施工方法を提供することを目的とする。

本願は以下の発明を提供する。
（１）有底筒状のスクリーン、該スクリーンの一端に配置された鍔部を備える水道水の異物除去用のストレーナを、地表にその一部が露出した筐体内に収容された水道メータに隣接して、前記水道メータに接続された水道配管内に設置することを含む水道水の異物除去用のストレーナの設置方法。
（２）前記スクリーンは、外網及び内網からなる２層構造である上記記載のストレーナの設置方法。
（３）前記内網における開口径が、前記外網における開口径よりも小さい上記記載のストレーナの設置方法。
（４）前記鍔部を、前記水道メータと水道配管とにより挟持し、前記スクリーンを水道配管内に収容されるようにストレーナを設置する上記記載のストレーナの設置方法。
（５）前記ストレーナを、前記水道メータの下流側に設置する上記記載のストレーナの設置方法。
（６）水道工事に伴う水道水の断水通水後に、上記記載のストレーナの設置方法を実行し、
水道工事の終了後、前記ストレーナを通して水道水を通水し、
通水後１日～１週間経過後に前記ストレーナを撤去することを含む水道配管の施工方法。

本開示の水道水の異物除去用のストレーナの設置方法及び水道配管の施工方法によれば、水道工事に伴う断水及び通水後における微細な異物の除去を可能とする。

本願の水道水の異物除去用のストレーナの設置方法で用いられるストレーナの一例を示す概略断面図である。 本願の水道水の異物除去用のストレーナの設置方法で用いられるストレーナの別の例を示す概略断面図である。 本願の水道水の異物除去用のストレーナの設置方法を説明するための水道配管等の概略模式図である。 図２Ａにおける水道メータ近傍の拡大図である。 図２Ｂにおけるストレーナの設置部位を示す水道配管の拡大図である。

〔ストレーナの設置方法〕
本開示における水道水の異物除去用のストレーナ（以下単に「ストレーナ」ということがある）の設置方法は、特定のストレーナを、水道メータに隣接して、水道メータに接続された水道配管内に設置する工程を含む。
本開示のストレーナの設置方法で用いるストレーナは、水道工事で発生する濁った水の原因となる異物を除去することができること、水を供給しながら、水道配管における水の流量、流速を阻害しないこと、水道工事の前後で着脱するために、容易かつ簡便、短時間で着脱ができる部位に設置されることの全てを満たすものが挙げられる。ここで、水道配管とは、直管、フレキ管、メータ用自在継手等を含む水道配管の全てを指す。また、水道工事とは、水道配管等の入替え工事、水道入替え工事、バルブ入替え工事、バルブ開閉による系統維持管理工事を含む。容易な着脱とは、地面の掘り起こし、建屋の壁又は床等の破壊を行うことなく、水道配管内に設置し、かつ撤去し得ることを意味する。
これにより、従来の配管工事の断水及び通水に伴う配管洗浄水量の低減及び断水時間の短縮を、簡便かつ容易に実現することができ、作業効率の大幅な改善を図ることができる。

例えば、図１Ａ、１Ｂに示すように、ストレーナ１０Ａ、１０Ｂは、有底筒状のスクリーン１、１１と、このスクリーン１、１１の一端１ａ、１１ａに配置された鍔部２、１２とを備えるものが好ましい。このような構成とすることにより、水道配管内の所定の位置に固定することができ、水道水の供給のために負荷される水圧に耐えて、通水を阻害することなく、異物の除去を確実に実行することができる。

ストレーナを構成する材料は、種々のものが挙げられる。例えば、金属では、一般的なものとして鉄、銅、アルミニウム等があるが、合金としてジュラルミン、ステンレス、真鍮等がある。プラスチックでは、熱可塑性樹脂としては汎用プラスチック、汎用エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックが挙げられる。汎用プラスチックとしてはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、ポリメチルメタクリレート、スチレンブタジエンアクリロニトリル共重合樹脂、ポリスチレンが挙げられる。汎用エンジニアリングプラスチックとしてはポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、変性ポリフェニレンエーテル、超高分子量ポリエチレン、シンジオタクチックポリスチレン、それらのアロイ樹脂が挙げられる。スーパーエンプラとしてはテトラメチルペンテン、ポリエーテルエーテルケトン、非晶ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、芳香族ナイロン系樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。熱硬化樹脂としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。天然素材としては、綿、麻等が挙げられる。焼結体としてはセラミックス等、金属の焼結体等が挙げられる。

ストレーナは、スクリーン、鍔部、補強部材、キャップ等の構成部材の全てを同じ材料で構成してもよいし、異なる材料で構成してもよい。例えば、２種類以上の金属により、２種以上のプラスチックにより、場合によっては、金属とプラスチックとの双方の材料を使用してもよい。これらは、ストレーナ製造コスト、耐久性において優れた組み合わせを考慮して選択することができる。例えば、図１Ａのストレーナのスクリーン１を金属とし、鍔部２、補強部材３及びキャップ４をプラスチックとしてもよい。

有底筒状のスクリーン１、１１は、通水方向に真直ぐに延長するものが好ましく、通水方向に垂直な断面形状が、例えば、円形又は略円形であることが好ましい。断面の大きさは、例えば、設置する水道配管の内径よりも若干小さい外径Ｄを有することが好ましい。例えば、３０ｍｍ以下が挙げられ、２５ｍｍ以下、２２．５ｍｍ以下、１９ｍｍ以下又は１３ｍｍ以下が好ましい。図１Ａに示すように、スクリーン１の筒は、延長方向に一定の径を有するものであってもよいし、図１Ｂに示すように、一端１１ａから他端１１ｂにわたって径が変動するもの、例えば、拡径又は縮径するものであってもよい。この場合の変動は、全長において、１０～２０％程度の直径の変動が挙げられる。筒状のストレーナ１、１１ａの全長Ｌは、水道配管内への設置、取り付け、撤去が可能な限り、長いものが好ましい。例えば、２００ｍｍ以下が挙げられ、１００ｍｍ以下が好ましい。言い換えると、濾過面積が２０００ｍｍ^２以上有するものが挙げられ、２２００ｍｍ^２以上有するものが好ましい。その上限は、５０００ｍｍ^２以下が挙げられる。

スクリーン１、１１は、単層構造であってもよいし、２層以上の多層構造であってもよい。なかでも、２層構造のものが好ましい。多層構造とすることで、スクリーンの強度を確保しながら、濾過能及び通水能のバランスを容易に調整することができる。スクリーンの開口の大きさは、単層又は多層の積層構造によって適宜調整することができるが、水道工事で発生すると予想される異物を除去し、かつ流量及び流速を阻害しない大きさであることが必要である。例えば、１０～１０００メッシュが挙げられる。多層構造とする場合には、内側のスクリーンの開口が小さく、外側のスクリーンの開口が大きいものが好ましい。このような開口の大小を設定することにより、濾過能及び通水能のバランスをより一層容易に図ることができる。例えば、内側のスクリーンの開口が１００～１０００メッシュかつ外側のスクリーンの開口が１０～２００メッシュが挙げられ、内側のスクリーンの開口が２００～１０００メッシュかつ外側のスクリーンの開口が２０～１００メッシュが好ましい。

例えば、ＳＵＳ等の針金状又は繊維状の材料を用いる場合、上述した開口とするためには、その線径が１μｍ～１ｍｍのものが挙げられ、１０～５００μｍのものが好ましく、２０～３００μｍのものがより好ましい。このような材料を用いることにより、ストレーナを撤去した後、洗浄し、再利用することが可能である。

有底筒状のスクリーン１、１１の一端１ａ、１１ａに配置された鍔部２、１２は、スクリーン１、１１の筒の外形よりも大きく、通水方向に垂直又は略垂直に突出している。鍔部２、１２は、筒の一端１ａ、１１ａの外周の全部又は一部に配置されていればよく、全外周に配置されていることにより、筒状のスクリーン１、１１の強度をより一層確保することができるとともに、筒状のスクリーン１、１１の変形を防止することができる。また、水道配管内の所望の位置に強固に固定することに寄与する。鍔部２、１２の直径Ｄｘは、ストレーナ１、１１を設置する水道配管の直径に応じて適宜調整することができ、設置する水道配管の内径よりも、さらには外径よりも大きいことが好ましい。また、４０ｍｍ以下が挙げられ、３５ｍｍ、３０ｍｍ又は２３ｍｍが好ましい。鍔部の厚みＴは、例えば、０．５ｍｍ以上が挙げられ、１ｍｍ以上が好ましい。厚みの上限は３ｍｍ以下が挙げられる。鍔部を構成する材料は、スクリーンを構成する材料と同様のものが挙げられ、なかでも、スクリーンと同じ材料により鍔部を形成することが好ましい。製造の容易のためである。

鍔部２、１２には、鍔部２、１２とスクリーン１、１１との連結部を補強するために、スクリーン１の筒の外周又は内周に沿った補強部材３、１３が付設されていてもよい。この補強部材３、１３の長さＬｘは、例えば、数ｍｍ～１０ｍｍが挙げられ、３～８ｍｍが好ましい。この補強部材３、１３を設けることにより、適度な強度の付加を実現しながら、メッシュの閉塞又はスクリーンの変形を最小限として、濾過能及び通水能を維持することができる。
有底筒状のスクリーン１、１１は、鍔部２、１２が配置された一端１ａ、１１ａと異なる他端部１ｂ、１１ｂにおいて、キャップ４、１４などの部品を配置して有底としてもよいし、スクリーンの他端先端を折込んで有底とするものでもよい。なかでも、耐圧の観点から、キャップ等の部品を配置して有底とするものが好ましい。

本開示におけるストレーナは、当該分野で公知の方法で又はこれらの方法を組み合わせて製造することができる。ストレーナを構成する部材が金属である場合には、金属の加工方法として、金属の特性を生かして、鍛造、プレス、粉末冶金、溶接、鋳造の方法、場合によっては接着剤を用いて成型する方法等が挙げられる。プラスチックである場合には、成型品を模った又は成型品の部品を模った金型を作成し、射出成型する方法、成型品の部品を接着剤等で貼り合わせる方法、熱融着で接合する方法等が挙げられる。なお、上述したように、図１Ａのストレーナのフィルター部分を金属とし、鍔とキャップ部分とをプラスチックとする場合は、例えば、射出成型等で一体成型してもよい。

本開示におけるストレーナは、例えば、異物（鉄錆等）許容量試験（流量試験）、耐圧試験、浸出試験等において、所定の特性を有するものが好ましい。具体的には、実際に設備されている水道メータに接続された水道配管内にストレーナを設置して、通常の水圧で通水した場合、ストレーナを設置しない場合の流量と比較して、流量の変動が７％以内であるものが好ましく、５％以内であるものがより好ましい。言い換えると、３Ｌ／分間以内であるものが好ましく、２Ｌ／分間以内であるものがより好ましい。また、鉄粉（粒径：０．１～１ｍｍ）１．０ｇを水道配管の途中から投入し、ストレーナで補足させた際の流量の変動が、４５％以内であるものが好ましく、４０％以内であるものがより好ましい。鉄粉（粒径：０．１～１ｍｍ）２．０ｇを水道配管の途中から投入し、ストレーナで補足させた際の流量の変動が、５０％以内であるものが好ましく、４５％以内であるものがより好ましい。さらに、ストレーナに１．７５ＭＰａの水圧を１分間負荷した場合においても、変形することなく、その水圧に耐えるものが好ましい。加えて、ＪＷＷＡ（日本水道協会）Ｚ １０８：２００４に従った浸出試験を合格するものが好ましい。
このような特性を備えることにより、上述したように、水道工事で発生する濁った水の原因となる異物を除くことができ、水道配管における水の流量、流速を阻害せず、従来の配管工事の断水及び通水に伴う配管洗浄水量の低減及び断水時間の短縮を、簡便かつ容易に実現することができ、作業効率の大幅な改善を図ることが可能となる。

本願のストレーナの設置方法では、上述したストレーナを、水道メータに隣接して、水道メータに接続された水道配管内に着脱自在に設置する。
例えば、図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃに示すように、水道メータ２０は、通常、補助止水栓２１とともに、筐体２２内に収容されている。筐体は、定期的な水道メータの検針を可能とするために、その一部、例えば、蓋体２３が地表に露出している。これにより、地面の掘り起こし、建屋の壁又は床等の破壊を行うことなく、容易に水道メータ２０及び補助止水栓２１に触れることができる。また、水道メータ２０及び補助止水栓２１の間、補助止水栓２１の上流側、水道メータ２０の下流側に、自在継手等の継手２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ等を介して、それぞれ水道配管自在継手２５ａ、２５ｃが接続されている。従って、これらの継手２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ等の取り外し、水道配管自在継手２５ａ、２５ｃの接続又は取り外しも、容易に行うことができる。その結果、ストレーナ１０を、水道メータ２０に隣接して、水道メータ２０に接続された水道配管自在継手２５ｃ内に簡便にかつ迅速に設置できるとともに、いつでも、簡便かつ迅速に撤去することができる。

水道メータは、従来から使用されているいずれの水道メータであってもよい。例えば、ＪＷＷＡ規格の水道メータであってもよいし、ＪＩＳ Ｂ ８５７０－２：２０１３規格の水道メータであってもよい。水道メータは、上流側（水道局の配水管側）と下流側（一般住宅、マンション等の給水用具（蛇口等）側）とに注入口と注出口とが設けられており、ストレーナは、この水道メータに隣接する限り、注入口側（図２Ｂ中、継手２４ｂ側）又は注出口側（図２Ｂ中、継手２４ｃ側）のいずれに設置されていてもよい。なかでも、下流側（図２Ｂ中、継手２４ｃ側）に設置されることが好ましい。ストレーナは、水道メータ（つまり、注入口又は注出口）に接続される水道配管（各種継手を含む）内に設置される限り、水道メータに接触していてもよいし、離間していてもよい。例えば、水道メータの注入口又は注出口の端面と、水道配管に接続される継手との間に、その鍔部を挟持するように設置されることが好ましく、直接ストレーナから出た水が水道メータに注入されるように、あるいは、水道メータから注出された水が直接ストレーナに入るように、ストレーナが設置されていることがより好ましい。特に、水道メータから注出された水が直接ストレーナに入るように、ストレーナが水道配管内に液密に設置されていることにより、ストレーナが耐水性を確保し易い態様で適用できるために、より一層の耐水性を確保することができる。また、ストレーナ内に、除去すべき異物を確実に捕獲することができる。言い換えると、ストレーナは、水道メータの下流側に設置されていることが好ましい。

〔水道配管の施工方法〕
水道配管の施工方法では、図２Ａに示すように、通常、宅地側Ｈの止水栓３０ａを含む給水用具３０又は給水管３１の上流側Ｒでの水道工事に伴って、その前に、断水される。そして、断水状態で、配水管４０を新しく導入したり、古い配水管を取り替えたりする配水管新設／更新工事、配水管の内面を洗って鉄さび等を取り除くクリーニング工事、配水管又は給水管からの漏水を修理する漏水修理工事、給水管を新設又は増設する給水管の取り付け工事等、各種工事を行う。
断水後、水道工事に並行して又はその前後において、上述したように、ストレーナ１０を、水道メータ２０に隣接して、水道配管自在継手２５ｃ内に設置する。
ストレーナの設置及び各種工事が終了した後、水道水を、ストレーナを通して通水する。このように、ストレーナを設置することにより、配管の洗浄工程を簡便にすることができる。これにより、配管の洗浄に使用される水の量を大幅に低減することができるとともに、その洗浄に要する時間、つまり断水時間を大幅に短縮させることができる。また、各種工事が終了した後の水道水において、工事に起因するような異物が混入したとしても、ストレーナにより、水流を阻害することなく、確実にその異物を除去することができる。

本願における水道配管の施工方法では、通水後１日～１週間経過後に、ストレーナを撤去することが重要な工程のひとつである。つまり、配管工事が完了し、一旦通水が行われた後は、水道工事等が再度行われない限り、通常、断水が行われるものではないが、水道工事完了後の通水１日～１週間経過後に、数分～十数分間程度、一時的に止水され、その間にストレーナを水道配管内から撤去する。このようなストレーナの撤去により、水道工事に伴う一時的な異物の混入を確実に回避して、水道工事の完了後、速やかに清浄な水を供給することができる。また、仮に、ストレーナに異物がたまったとしても、１日～１週間経過後に、その異物とともにストレーナ自体が速やかに除去されるために、水道配管における流量、流速の阻害を回避することが可能となる。
ストレーナを撤去する際の一時的な止水は、例えば、図２Ａ及び２Ｃに示すように、通常、地表にその一部が露出した筐体２２内に水道メータ２０とともに収容される補助止水栓２１により、あるいは、図２Ｃに示すように、筐体２２の上流に配置され、その操作が地表から容易に行うことができる止水栓３０ａにより、実行することができる。このような、地表に露出した筐体２２内の設備又は止水栓３０ａを利用することにより、簡便かつ迅速に、ストレーナの撤去のための止水及びストレーナの撤去を実行することができ、上述した効果を極めて有利に発揮することができる。

以下に、本願のストレーナの設置方法等について、詳細に説明する。
図２Ａ及び２Ｂに示す水道メータ２０において、注水／注出口の口径が１３ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍの３種類を準備するとともに、補助止水栓２１、継手２４ａ～２４ｄ及び水道配管自在継手２５ａ、２５ｃを筐体２２とともに準備した。また、各水道メータに応じたサイズのストレーナを準備し、水道メータに隣接して、水道メータに接続された水道配管内に、各ストレーナを設置した。
その後、ストレーナに対して通水し、ストレーナ設置の際の流量試験、耐圧試験、浸出試験を行った。
これらの試験に用いたストレーナ及び各種試験結果は、以下の表１に示すとおりである。

なお、流水試験は、図２Ａ及び２Ｂで模式的に示したのと同様、一般の一連の配水管から給水管において、通常通水されている水圧（０．５ＭＰａ）での流量を測定した。
また、耐水試験では、１．７５ＭＰａで１分間の水圧を負荷して、ストレーナの変形を目視により観察した。
浸出試験はＪＷＷＡ（日本水道協会）Ｚ １０８：２００４ｍｐ７．２部品試験又は材料試験に従って試験を行い、合格とした。

本願の水道水の異物除去用のストレーナの設置方法及び水道配管の施工方法によれば、従来の配管工事の断水及び通水に伴う洗浄工程を省くことができ、水道水の微細な異物の除去を簡便かつ容易に実現することができ、配管洗浄水量の低減及び断水時間の短縮、作業効率の大幅な改善を図ることができることが確認された。

上述したストレーナの設置方法では、ストレーナＡ～Ｃに代えて、以下の表２に示すプラスチック製のストレーナＤ～Ｆを用いることもできる。

１、１１ ：スクリーン
１ａ、１１ａ ：一端
１ｂ、１１ｂ ：他端部
２、１２ ：鍔部
３、１３ ：補強部材
４、１４ ：キャップ
１０Ａ、１０Ｂ ：ストレーナ
２０ ：水道メータ
２１ ：補助止水栓
２２ ：筐体
２３ ：蓋体
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ ：継手
２５ａ、２５ｃ ：水道配管自在継手
３０ ：給水用具
３０ａ ：止水栓
３１ ：給水管
４０ ：配水管
Ｈ ：宅地側
Ｒ ：上流側
Ｌ ：ストレーナの全長
Ｔ ：鍔部の厚み
Ｄ ：スクリーンの直径
Ｄｘ ：鍔部の直径
Ｌｘ ：補強部材の長さ

Claims (4)

1. 閉塞された又はスクリーン状に孔を有する有底の筒状のスクリーン、該スクリーンの一端に配置された鍔部、該鍔部と前記スクリーンとの連結部を補強する補強部材及び前記一端の反対側の他端に配置されたキャップを備える水道水の異物除去用のストレーナを、地表にその一部が露出した筐体内に収容された水道メータに隣接し、該水道メータの注入口又は注出口の端面と、水道配管に接続される継手との間に、前記鍔部を挟持するように前記水道メータに接続された水道配管内に着脱自在に設置することを含む水道水の異物除去用のストレーナの設置方法。
2. 閉塞された又はスクリーン状に孔を有する有底の筒状のスクリーン、該スクリーンの一端に配置された鍔部、該鍔部と前記スクリーンとの連結部を補強する補強部材及び前記一端の反対側の他端に配置されたキャップを備える水道水の異物除去用のストレーナを、地表にその一部が露出した筐体内に収容された水道メータに隣接して、前記水道メータに接続された水道配管内に着脱自在に設置することを含み、
   前記スクリーンは、外網及び内網からなる２層構造であり、前記内網が２００～５００メッシュかつ前記外網が２０～１００メッシュである水道水の異物除去用のストレーナの設置方法。
3. 前記ストレーナを、前記水道メータの下流側に設置する請求項１又は２に記載のストレーナの設置方法。
4. 水道工事に伴う水道水の断水後に、
   閉塞された又はスクリーン状に孔を有する有底の筒状のスクリーン、該スクリーンの一端に配置された鍔部、該鍔部と前記スクリーンとの連結部を補強する補強部材及び前記一端の反対側の他端に配置されたキャップを備える水道水の異物除去用のストレーナを、地表にその一部が露出した筐体内に収容された水道メータの下流側に隣接して、前記水道メータに接続された水道配管内に設置するか又は請求項１～３のいずれか１つに記載のストレーナの設置方法を実行し、
   水道工事の終了後、前記ストレーナを通して水道水を通水し、
   通水１日～１週間経過後に前記ストレーナを撤去することを含む水道配管の施工方法。

Images