(57)【要約】【課題】外袋内圧と内袋内圧との差圧を保つことで、外袋内での内袋の起立状態を確実に維持できる可撓性膜堰と、その差圧制御方法を得る。【解決手段】外袋１４Ａ内圧を測定する外袋内圧測定ライン１６Ａと、内袋１４Ｂの内圧を測定する内袋内圧測定ライン１６Ｂのそれぞれに外袋内圧計１８Ａ、内袋内圧計１８Ｂが設けられ、さらに、外袋内圧測定ライン１６Ａと内袋内圧測定ライン１６Ｂの間には差圧計２０が設けられる。少なくとも差圧計２０で測定された差圧情報に基づいて外袋給気弁２８Ａ、内袋給気弁２８Ｂ、ブロワー２４を制御し、差圧を一定範囲内に、あるいは一定値以上に維持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性膜により袋状に形成され流体の供給により起立し流体の排出により倒伏する外袋と、
可撓性膜により袋状に形成されて前記外袋の内側に収容され、流体の供給により起立し流体の排出により倒伏する内袋と、
前記外袋の外袋内圧と前記内袋の内袋内圧の差圧を測定する差圧測定手段と、
前記差圧測定手段によって測定された差圧情報に基づいて前記外袋内圧と前記内袋内圧の少なくとも一方を調整する内圧調整手段と、
を有することを特徴とする可撓性膜堰。
【請求項２】
前記内圧調整手段が、前記差圧をあらかじめ決められた一定値以上になるように調整することを特徴とする請求項１に記載の可撓性膜堰。
【請求項３】
前記内圧調整手段が、前記差圧をあらかじめ決められた一定範囲内になるように調整することを特徴とする請求項１に記載の可撓性膜堰。
【請求項４】
前記内袋内圧を測定する内袋内圧測定手段、
を備え、
前記内圧調整手段が、前記内袋内圧測定手段で測定された内袋内圧情報に基づいて、内袋内圧を調整可能とされていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の可撓性膜堰。
【請求項５】
前記外袋内圧を測定する外袋内圧測定手段、
を備え、
前記内圧調整手段が、前記外袋内圧測定手段で測定された外袋内圧情報に基づいて、外袋内圧を調整可能とされていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の可撓性膜堰。
【請求項６】
前記内圧の変動圧を測定する変動圧測定手段、
を備え、
前記内圧調整手段が、前記変動圧測定手段で測定された変動圧情報に基づいて、外袋内圧と内袋内圧の少なくとも一方を調整可能とされていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の可撓性膜堰。
【請求項７】
外袋の内部に内袋が収容された可撓性膜堰の外袋内圧と内袋内圧の差圧を測定し、
測定された差圧情報に基づいて外袋内圧と内袋内圧の少なくとも一方を調整させることで前記差圧を保つ、
ことを特徴とする可撓性膜堰の差圧制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性膜堰及びその差圧制御方法に関し、さらに詳しくは、外袋の内部に内袋が収容されて、可撓性膜の袋体が少なくとも２重になっている構造とされた可撓性膜堰と、この可撓性膜堰の外袋と内袋との差圧を制御する差圧制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
外袋と内袋とを備えた可撓性膜堰に関し、特許文献１には、インナーチューブとアウターチューブとからなる堰体を有する袋状堰の全自動制御装置が記載されている。
【０００３】
ところで、このように外袋と内袋とを備えた２重構造の可撓性膜堰では、外袋内圧と内袋内圧との差圧を保って、外袋内での内袋の起立状態を確実に維持する必要がある。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−２１９３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、外袋内圧と内袋内圧との差圧を保つことで、外袋内での内袋の起立状態を確実に維持できる可撓性膜堰と、その差圧制御方法を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、可撓性膜により袋状に形成され流体の供給により起立し流体の排出により倒伏する外袋と、可撓性膜により袋状に形成されて前記外袋の内側に収容され、流体の供給により起立し流体の排出により倒伏する内袋と、前記外袋の外袋内圧と前記内袋の内袋内圧の差圧を測定する差圧測定手段と、前記差圧測定手段によって測定された差圧情報に基づいて前記外袋内圧と前記内袋内圧の少なくとも一方を調整する内圧調整手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
すなわち、この可撓性膜堰では、差圧測定手段によって、外袋内圧と内袋内圧の差圧が測定される。そして、測定された差圧情報に基づいて、内圧調整手段が、外袋内圧と内袋内圧の少なくとも一方を調整する。これにより、外袋内圧と内袋内圧の差圧を保つことができる。そして、差圧を保つことで、外袋内での内袋の起立状態を確実に維持できるようになる。
【０００８】
なお、この「外袋内圧と内袋内圧の差圧を保つ」には、差圧をあらかじめ決められた一定値以上に維持することと、差圧をあらかじめ決められた一定範囲内に維持することの双方を含む。すなわち、内圧調整手段による外袋内圧又は内袋内圧の調整は、外袋内圧と内袋内圧の差圧を保つことができれば特に限定されないが、たとえば、請求項２に記載のように、前記内圧調整手段が、前記差圧をあらかじめ決められた一定値以上になるように調整する構成では、内圧の調整制御が簡単になる。また、請求項３に記載のように、前記内圧調整手段が、前記差圧をあらかじめ決められた一定範囲内になるように調整する構成では、差圧が過度に大きくなることを防止できる。内袋の作用張力が低減されるので、内袋の耐久性を向上させることも可能となる。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記内袋内圧を測定する内袋内圧測定手段、を備え、前記内圧調整手段が、前記内袋内圧測定手段で測定された内袋内圧情報に基づいて、内袋内圧を調整可能とされていることを特徴とする。
【００１０】
このように、内圧調整手段による内袋内圧の調整を、内袋内圧測定手段で測定された内袋内圧情報に基づいて行うことで、より適切に内袋内圧を調整することが可能になる。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記外袋内圧を測定する外袋内圧測定手段、を備え、前記内圧調整手段が、前記外袋内圧測定手段で測定された外袋内圧情報に基づいて、外袋内圧を調整可能とされていることを特徴とする。
【００１２】
このように、内圧調整手段による外袋内圧の調整を、外袋内圧測定手段で測定された外袋内圧情報に基づいて行うことで、より適切に外袋内圧を調整することが可能になる。
【００１３】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記内圧の変動圧を測定する変動圧測定手段、を備え、前記内圧調整手段が、前記変動圧測定手段で測定された変動圧情報に基づいて、外袋内圧と内袋内圧の少なくとも一方を調整可能とされていることを特徴とする。
【００１４】
このように、内圧調整手段による外袋内圧又は内袋内圧の調整を、変動圧測定手段で測定された変動圧情報に基づいて行うことで、より適切に内圧を調整することが可能になる。なお、ここでいう「内圧」には、内袋内圧と外袋内圧の双方が含まれる。
【００１５】
請求項７に記載の発明では、外袋の内部に内袋が収容された可撓性膜堰の外袋内圧と内袋内圧の差圧を測定し、測定された差圧情報に基づいて外袋内圧と内袋内圧の少なくとも一方を増減させることで前記差圧を保つ、ことを特徴とする。
【００１６】
すなわち、この可撓性膜堰の差圧制御方法では、外袋内圧と内袋内圧の差圧が測定される。そして、測定された差圧情報に基づいて、外袋内圧と内袋内圧の少なくとも一方を調整する。これにより、外袋内圧と内袋内圧の差圧を保つことができるので、外袋内での内袋の起立状態を確実に維持できるようになる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は上記構成としたので、外袋内圧と内袋内圧との差圧を保って、外袋内での内袋の起立状態を確実に維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１には、本発明の一実施形態の可撓性膜堰１２の概略構成が示されている。可撓性膜堰１２は、たとえば河川等に配置される外袋１４Ａと、この外袋１４Ａ内に収容される内袋１４Ｂとを備えている。外袋１４Ａ及び内袋１４Ｂはいずれも、可撓性を有する材料（たとえばゴムを挙げることができるが、これに限定されない）によって袋状に形成されている。そして、後述するように、内部に流体（本実施形態では空気）が流入されると起立し、内部の流体が流出されると倒伏する。起立状態では、河川の水等をせき止めて所定の水位ＷＬを維持したり、流量を制限したりする作用を奏する。なお、図１では、外袋１４Ａ及び内袋１４Ｂの双方を起立状態で示している。
【００１９】
可撓性膜堰１２は、外袋１４Ａの内部（内袋１４Ｂの外側）の内圧（外袋内圧）を測定するための外袋内圧測定ライン１６Ａと、内袋１４Ｂの内部の内圧（内袋内圧）を測定するための内袋内圧測定ライン１６Ｂを有している。外袋内圧測定ライン１６Ａ及び内袋内圧測定ライン１６Ｂには外袋内圧計１８Ａ、内袋内圧計１８Ｂが設けられており、外袋内圧及び内袋内圧を常時測定できるようになっている。なお、外袋内圧計１８Ａ及び内袋内圧計１８Ｂはそれぞれ、外袋内圧及び内袋内圧の変動圧（内圧が変動した場合の変動値）も測定できるようになっている。
【００２０】
また、外袋内圧測定ライン１６Ａと内袋内圧測定ライン１６Ｂの間には差圧計２０が設けられており、外袋１４Ａと内袋１４Ｂの差圧（内袋内圧−外袋内圧）を常時測定できるようになっている。外袋内圧計１８Ａ、内袋内圧計１８Ｂによって測定された外袋内圧情報、内袋内圧情報及び差圧計２０によって測定された差圧情報は、制御装置２２に送られる。
【００２１】
また、可撓性膜堰１２は、外袋１４Ａ及び内袋１４Ｂに空気を供給するためのブロワー２４を有している。ブロワー２４から延出された給気管２６は途中で分岐されて、外袋給気管２６Ａ及び内袋給気管２６Ｂとされており、これら外袋給気管２６Ａ及び内袋給気管２６Ｂがそれぞれ、外袋１４Ａ及び内袋１４Ｂに接続されている。外袋給気管２６Ａ及び内袋給気管２６Ｂそれぞれには外袋給気弁２８Ａ及び内袋給気弁２８Ｂが設けられており、外袋１４Ａ及び内袋１４Ｂへの給気状態をそれぞれ独立して調整できるようになっている。
【００２２】
外袋給気管２６Ａ及び内袋給気管２６Ｂのそれぞれからは排気管３０Ａ、３０Ｂが分岐されており、排気管３０Ａ、３０Ｂの先端には外袋排気弁３２Ａ及び内袋排気弁３２Ｂが設けられている。これらの外袋排気弁３２Ａ、内袋排気弁３２Ｂを開くことで、外袋１４Ａ及び内袋１４Ｂからそれぞれ独立して、排気できるようになっている。なお、外袋１４Ａ及び内袋１４Ｂからの排気時以外は外袋排気弁３２Ａ及び内袋排気弁３２Ｂは閉じられる。
【００２３】
排気管３０Ａ、３０Ｂにはそれぞれ、外袋排気弁３２Ａ、内袋排気弁３２Ｂに加えて、外袋内圧調整弁３４Ａ及び内袋内圧調整弁３４Ｂが設けられている。外袋内圧調整弁３４Ａ及び内袋内圧調整弁３４Ｂは、排気管３０Ａ、３０Ｂから空気を僅かずつ排出させて、外袋内圧及び内袋内圧の微調整を可能としている。
【００２４】
そして、外袋給気弁２８Ａ、内袋給気弁２８Ｂ、外袋排気弁３２Ａ、内袋排気弁３２Ｂ、外袋内圧調整弁３４Ａ及び内袋内圧調整弁３４Ｂはいずれも、制御装置２２によって開閉が制御されるようになっている。
【００２５】
次に、本実施形態において、外袋内圧と内袋内圧との差圧（以下、単に「差圧」と記す）を保って、外袋１４Ａ内での内袋１４Ｂの起立状態を維持する起立状態維持方法について説明する。なお、以下の制御方法は、差圧を一定範囲内、すなわち、あらかじめ設定された最大差圧より小さく、且つ最小差圧よりも大きくなるように維持するためのものである。
【００２６】
図２−１〜図２−３には、制御装置２２によるこの起立状態維持方法の制御（コントロールモード）がフローチャートで示されている。
【００２７】
本実施形態に係るコントロールモードでは、まず、ステップＳ１０２において、内袋圧力計１８Ｂで測定された内袋内圧が内袋最小内圧よりも大きいか否かを判断する。この内袋最小内圧とは、あらかじめ設定された内袋１４Ｂの最小内圧であり、内袋内圧が内袋最小内圧よりも大きい場合は、ステップＳ１０４に移行する。
【００２８】
なお、内袋内圧が内袋最小内圧以下の場合には、図２−３に示すサブルーチンに移る。ここでは、まず、ステップＳ１４８において、内袋内圧に内袋１４Ｂの変動圧を加えて、内袋設定圧力を設定する。そして、ステップＳ１５０で内袋給気弁２８Ｂを開き、さらにステップＳ１５２でブロワー２４を駆動する。これにより、内袋内圧が徐々に高くなっていく。
【００２９】
ステップＳ１５４では、内袋圧力が内定設定圧力以上であるか否かを判断し、内袋設定内圧以上である場合は、ステップＳ１５６でブロワー２４の駆動を停止し、さらにステップＳ１５８で内袋給気弁２８Ｂを閉じて、内袋内圧の上昇を停止させる。また、ステップＳ１５４において、内袋内圧が内袋設定内圧より小さい場合には、ステップＳ１５２に戻って、引き続きブロワー２４を駆動する。これにより、内袋内圧は内袋最小内圧以上とされる。
【００３０】
図２−１に示すように、ステップＳ１０２において内袋内圧が内袋最小内圧より大きい場合、次のステップＳ１０４では、外袋圧力計１８Ａで測定された外袋内圧についても、内袋内圧と同様に、外袋１４Ａにあらかじめ設定された外袋最小内圧より大きいか否かを判断する。大きい場合はステップＳ１０６に移行するが、外袋最小内圧以下の場合には、ステップＳ１０２に戻る。
【００３１】
ステップＳ１０６では、差圧が、あらかじめ設定された最小差圧よりも大きいか否かを判断し、大きい場合には、ステップＳ１０８に移行する。差圧が最小差圧以下になっている場合には、図２−２に示すサブルーチンのステップＳ１１０に移行する。
【００３２】
このステップＳ１１０では、内袋内圧に、内袋１４Ｂの変動圧を加えて、内袋設定圧力を設定する。そして、ステップＳ１１２で内袋給気弁２８Ｂを開き、さらにステップＳ１１４でブロワー２４を駆動する。これにより、内袋内圧が徐々に高くなっていく。
【００３３】
ステップＳ１１６では、内袋圧力が内定設定圧力以上であるか否かを判断し、内袋設定内圧以上である場合は、ステップＳ１１８でブロワー２４の駆動を停止し、さらにステップＳ１２０で内袋給気弁２８Ｂを閉じて、内袋内圧の上昇を停止させる。また、ステップＳ１１６において、内袋内圧が内袋設定内圧より小さい場合には、ステップＳ１２２において、差圧が最大差圧以下であるか否かを判断し、最大差圧以下の場合にも、ステップＳ１１８、Ｓ１２０へ移行し、内袋内圧の上昇を停止させる。そしてその後、図２−１に示すステップＳ１０２に戻る。これに対し、ステップＳ１２２で、差圧が最大差圧より小さい場合には、ステップＳ１１４に戻って、引き続きブロワー２４を駆動する。
【００３４】
図２−１に示すステップＳ１０６において、差圧が最小差圧より大きい場合は、ステップＳ１０８に移行する。ステップＳ１０８では、差圧が最大差圧より小さいか否かを判断する。そして、最大差圧よりも小さい場合には、差圧が一定範囲内になっていることになるので、ステップＳ１０２に戻る。
【００３５】
ステップＳ１０８において、差圧が最大差圧以上の場合には、ステップＳ１２４において、内袋内圧に内袋１４Ｂの変動圧を引いて、内袋設定圧力を設定する。次いでステップＳ１２８において、内袋接待内圧が内袋最小内圧よりも大きいか否かを判断し、大きい場合には、ステップＳ１３０において、内袋内圧調整弁３４Ｂを開く。これにより、内袋内圧が徐々に低下していく。
【００３６】
そして、ステップＳ１３２において、内袋内圧が内袋設定内圧以下であるか否かを判断し、内袋設定内圧以下である場合は、ステップＳ１３４で内袋内圧調整弁３４Ｂを閉じ、ステップＳ１０２に戻る。内袋内圧が内袋設定内圧より大きい場合は、ステップＳ１２４に戻る。
【００３７】
また、ステップＳ１２８において、内袋設定内圧が内袋最小内圧以下の場合には、ステップＳ１３６に移行して、外袋内圧に、外袋１４Ａの変動圧を加えて、外袋設定圧力を設定する。
【００３８】
次に、ステップＳ１３８において外袋給気弁２８Ａを開き、さらにステップＳ１４０において、ブロワー２４を駆動する。これにより、外袋内圧が徐々に高くなっていく。ステップＳ１４２では、外袋内圧が外袋設定内圧以上であるか否かを判断し、外袋設定内圧より小さい場合は、ステップＳ１３８に戻る。外袋設定内圧以上の場合は、ステップＳ１４４においてブロワー２４を停止し、さらに外袋給気弁２８Ａを閉じて、外袋内圧の上昇を停止した後、ステップＳ１４２に戻る。
【００３９】
以上から分かるように、本実施形態では、外袋内圧と内袋内圧の差圧が、あらかじめ設定した最小差圧より大きく、且つ最大差圧より小さくなるように、内袋給気弁２８Ｂ、外袋給気弁２８Ａ及びブロワー２４を制御している。これにより、外袋内圧と内袋内圧との差圧が一定範囲内に保たれるので、外袋１４Ａ内での内袋１４Ｂの起立状態を確実に維持できるようになる。たとえば、外袋１４Ａ及び内袋１４Ｂへの空気の供給量を調整して起立状態（特に起立高さ）を制御することで上流の水位を調整する等により、外袋内圧及び内袋内圧が変動することがある。また、このような空気の供給や排出が無い場合でも、外気温の変化等で外袋内圧及び内袋内圧が変動することがある。このような場合でも、本実施形態では内袋１４Ｂの起立状態を確実に維持できるので、何らかの原因で外袋１４Ａが急速に倒伏しても、起立状態の内袋１４Ｂによって、可撓性膜堰１２の本来的な作用を継続して発揮させることができる。
【００４０】
しかも、差圧を一定範囲内に維持することで、内袋１４Ｂが常時起立した状態を維持しつつ、内袋１４Ｂの作用張力を低減させることができるので、内袋１４Ｂの耐久性を向上させることも可能となる。
【００４１】
なお、上記では、差圧を一定範囲内に保つ制御を例に挙げたが、少なくとも、差圧が、あらかじめ決められた一定値以上（上限は特に定めない）であれば、内袋１４Ｂの起立状態を確実に維持することは可能である。たとえば、内袋内圧が内袋最小内圧よりも小さい場合や、差圧が最低差圧よりも小さい場合に、内袋給気弁２８Ｂを開くと共にブロワー２４を駆動して、内袋内圧を高める。そして、内袋内圧が内袋最小内圧よりも小さく、且つ差圧が最低差圧よりも大きくなった状態で、ブロワー２４を停止すると共に内袋給気弁２８Ｂを閉じるようにすればよい。
【００４２】
また、上記では、単に差圧を一定範囲内にするだけでなく、外袋内圧についても、外袋設定内圧以上となるように制御している。内袋内圧についても同様に、内袋設定内圧以下となるように制御している。これらにより、外袋内圧や内袋内圧を適切に調整することができる。
【００４３】
特に上記実施形態では、外袋１４Ａ及び内袋１４Ｂのそれぞれについて、変動圧を加えて外袋設定内圧及び内袋設定内圧を設定し、これに基づいて外袋内圧及び内袋内圧を調整している。したがって、外袋内圧や内袋内圧に圧力変動があっても、その影響を少なくして、より適切に外袋内圧や内袋内圧を調整することが可能になっている。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態の可撓性膜堰の概略構成を示す説明図である。
【図２−１】本発明の一実施形態の可撓性膜堰において、差圧を一定範囲内に維持するための制御方法を示すメインルーチンのフローチャートである。
【図２−２】本発明の一実施形態の可撓性膜堰において、差圧を一定範囲内に維持するための制御方法を示すサブルーチンのフローチャートである。
【図２−３】本発明の一実施形態の可撓性膜堰において、差圧を一定範囲内に維持するための制御方法を示すサブルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１２  可撓性膜堰
１４Ａ      外袋
１４Ｂ      内袋
１６Ａ      外袋内圧測定ライン
１６Ｂ      内袋内圧測定ライン
１８Ａ      外袋内圧計
１８Ｂ      内袋内圧計
２０  差圧計（差圧測定手段）
２２  制御装置（内圧調整手段）
２４  ブロワー（内圧調整手段）
２６  給気管（内圧調整手段）
２６Ａ      外袋給気管（内圧調整手段）
２６Ｂ      内袋給気管（内圧調整手段）
２８Ａ      外袋給気弁（内圧調整手段）
２８Ｂ      内袋給気弁（内圧調整手段）
３０Ａ      排気管（内圧調整手段）
３２Ａ      外袋排気弁（内圧調整手段）
３２Ｂ      内袋排気弁（内圧調整手段）
３４Ａ      外袋内圧調整弁（内圧調整手段）
３４Ｂ      内袋内圧調整弁（内圧調整手段）
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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