(57)【要約】【課題】安価かつ確実に水位差を検出することができる水位差検出装置を提供する。【解決手段】水路２２に設置された開閉用のゲート２１Ａを挟んで河川側の水中２２Ａに第１圧力受容体１１を配設し、堤防内側の水中２２Ｂに第２圧力受容体１２を配設する。第１圧力受容体１１は内部に液体Ｌを収納する第１収納空間１１Ａを有し、第２圧力受容体１２は内部に液体Ｌを収納する第２収納空間１２Ａを有している。第１収納空間１１Ａおよび第２収納空間１２Ａには導管１３が連通され、導管１３には差圧計１４が配設されている。第１圧力受容体１１の外側の水圧と第２圧力受容体１２の外側の水圧との差に応じて液体Ｌが移動しようとする力が生じ、差圧計１４により検出される。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
水中に配設され、内部に液体を収納する第１収納空間を有し、外部の水圧に応じて変形することにより、第１収納空間の容積が変化する第１圧力受容体と、
水中に配設され、内部に液体を収納する第２収納空間を有し、外部の水圧に応じて変形することにより、第２収納空間の容積が変化する第２圧力受容体と、
前記第１圧力受容体および前記第２圧力受容体よりも高い位置を通り、前記第１収納空間および前記第２収納空間と連通し、それらの容積の変化に応じて液体を流通させようとする力を伝達する導管と、
この導管の途中に設けられ、前記第１圧力受容体が配設された箇所と、前記第２圧力受容体が配設された箇所との水位差を、圧力差として検出する差圧計と
を備えたことを特徴とする水位差検出装置。
【請求項２】
水路に設置された開閉用のゲートを挟んで一方の側に第１圧力受容体を配設し、他方の側に第２圧力受容体を配設し、ゲートを挟んで両側の水位差を検出することを特徴とする請求項１記載の水位差検出装置。
【請求項３】
前記導管には、管内の気体を抜くガス抜き機構が設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の水位差検出装置。
【請求項４】
前記第１圧力受容体、前記導管、および前記第２圧力受容体は、密閉構造を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の水位差検出装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、水位差検出装置に関し、特に、河川構造物のゲートの両側の水位差を検出するのに適した水位差検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
洪水時に河川氾濫地域の安全を確保するために様々な河川構造物が設けられているが、その１つに樋門がある。樋門は、河川または水路を横断して設けられる制水施設であり、ゲートの両側、すなわち内水側と外水側との水位差によりゲートが開閉される。ゲートは、外水位が内水位よりも高くなった場合に閉鎖して内水側への逆流を防ぎ、逆に外水位が内水位よりも低くなった場合に開放して内水側で氾濫が起きないように操作される。例えば、台風または集中豪雨時には、濁流が一時的に水路に流入して水位が上昇するので、的確なゲート操作を行わないと、水路から濁流が溢れ、周辺家屋が浸水するなどの大きな被害が発生する。
【０００３】
ゲート開閉の判断は、通常、水位計および目視により行われているが、水位計が設置されていない箇所では、目視による判断に頼ることになる。しかし、夜間の目視は極めて困難である。そこで、例えば、ゲートの内水側と外水側に、電気式の水位検出装置を設置して水位を検出することも行われている（例えば、特許文献１参照）。電気式水位検出装置により検出された電気信号は、中央装置で演算処理されて内水位外水位差として表示され、これに基づいてゲートが開閉される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１７３３３号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電気式の水位検出装置は高価であり、加えて電源が必要であるので、商用電源が得られない箇所では、発電機や蓄電器、または太陽光電源などが必要となり、コスト高であるという問題があった。しかも、電源が故障すると水位検出装置が作動しなくなるという不都合もあった。
【０００６】
本考案は、このような問題に基づきなされたものであり、安価かつ確実に水位差を検出することができる水位差検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案の水位差検出装置は、水中に配設され、内部に液体を収納する第１収納空間を有し、外部の水圧に応じて変形することにより、第１収納空間の容積が変化する第１圧力受容体と、水中に配設され、内部に液体を収納する第２収納空間を有し、外部の水圧に応じて変形することにより、第２収納空間の容積が変化する第２圧力受容体と、第１圧力受容体および第２圧力受容体よりも高い位置を通り、第１収納空間および第２収納空間と連通し、それらの容積の変化に応じて液体を流通させようとする力を伝達する導管と、この導管の途中に設けられ、第１圧力受容体が配設された箇所と、第２圧力受容体が配設された箇所との水位差を、圧力差として検出する差圧計とを備えたものである。
【０００８】
この水位差検出装置では、第１圧力受容体が配設されている箇所の水位が変化するとその外部の水圧が変化し、第１圧力受容体が変形して、第１収納空間の容積が変化する。また、第２圧力受容体が配設されている箇所の水位が変化するとその外部の水圧が変化し、第２圧力受容体が変形して、第２収納空間の容積が変化する。内部に収納されている液体は、第１圧力受容体の外部の水圧と、第２圧力受容体の外部の水圧との差に応じて、導管を通じて移動しようとする力が生じ、差圧計により圧力差が検出される。これにより、水位差が検出される。
【考案の効果】
【０００９】
本考案の水位差検出装置によれば、外部の水圧に応じて容積が変化する第１収納空間および第２収納空間に導管を連通し、第１圧力受容体が配設された箇所と、第２圧力受容体が配設された箇所との水位差を、差圧計により圧力差として検出するようにしたので、電気的検出を用いることなく、水位差を圧力差として直接的に検出することができる。よって、簡単な構成で安価かつ確実に水位差を検出することができる。
【００１０】
また、導管に管内の気体を抜くガス抜き機構を設けるようにすれば、設置時に管内に残ってしまった気体や、液体の気化により自然発生してしまう気体を抜くことができ、検出誤差を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る水位差検出装置の構成を表す図である。
【図２】図１に示した水位差検出装置の構成を表す他の図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下、本考案の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１および図２は、本考案の一実施の形態に係る水位差検出装置１０の構成を表すものである。この水位差検出装置１０は、２箇所の水位差を検出するものであり、例えば、河川構造物の樋門２１において、水路２２に設置された開閉用のゲート２１Ａを挟んだ両側の水位差を検出する際に用いられる。この水位差検出装置１０は、例えば、ゲート２１Ａを挟んで一方の側、例えば河川側（外水側）の水中２２Ａに配設される第１圧力受容体１１と、ゲート２１Ａを挟んで他方の側、例えば堤防内側（内水側）の水中２２Ｂに配設される第２圧力受容体１２とを有している。
【００１４】
第１圧力受容体１１は、内部に液体Ｌを収納する第１収納空間１１Ａを有しており、外部の水圧に応じて変形して、第１収納空間１１Ａの容積が変化するように、例えば、ゴムなどの弾性体により構成されている。第２圧力受容体１２も、第１圧力受容体１１と同様に、内部に液体Ｌを収納する第２収納空間１２Ａを有しており、外部の水圧に応じて変形して、第２収納空間１２Ａの容積が変化するように、例えば、ゴムなどの弾性体により構成されている。第１圧力受容体１１および第２圧力受容体１２は、例えば、平水時に水流があまりあたらない箇所に設置することが好ましい。設置する高さは任意であるが、水路２２の底から同程度の高さに設置することが好ましい。
【００１５】
第１圧力受容体１１および第２圧力受容体１２には、第１収納空間１１Ａおよび第２収納空間１２Ａと連通する導管１３が接続されている。導管１３は、第１圧力受容体１１および第２圧力受容体１２よりも高い位置を通ってそれらを接続している。導管１３は、例えば、第１圧力受容体１１の側の第１導管１３Ａと、第２圧力受容体１２の側の第２導管１３Ｂとを有していてもよい。第１収納空間１１Ａ、第２収納空間１２Ａおよび導管１３の管内には、不凍液などの液体Ｌが封入されており、それらは液体Ｌで満たされている。液体Ｌは、第１収納空間１１Ａおよび第２収納空間１２Ａの容積の変化に応じて、導管１３を流通しようとする力を伝達する役割を担っている。液体Ｌとしては、比重が１に近いものを用いることが好ましい。
【００１６】
導管１３の途中、例えば、第１導管１３Ａと第２導管１３Ｂの間には、第１圧力受容体１１の外部の水圧と、第２圧力受容体１２の外部の水圧との圧力差を検出する差圧計１４が設けられている。差圧計１４は、第１圧力受容体１１が配設された箇所の水位、すなわち河川側の水位と、第２圧力受容体１２が配設された箇所の水位、すなわち堤防内側の水位との水位差を、圧力差として検出するものであり、例えば、水位差１ｃｍあたり約１００Ｐａの差圧として測定される。
【００１７】
導管１３には、また、管内の気体を抜くガス抜き機構１５が設けられていることが好ましい。ガス抜き機構１５は、例えば、導管１３を開閉するバルブ１５Ａと、ガス抜きポンプ１５Ｂとを有しており、第１導管１３Ａおよび第２導管１３Ｂにそれぞれ設けられてもよい。河川構造物が例えば７ｍ〜８ｍ程度と高い場合には、導管１３を堤防の斜面に這わせることがあり、管内に空気が残りやすいので、設置後にガス抜き機構１５により減圧して気体を抜くことが好ましい。また、減圧の度合いが高いと、液体Ｌの気化により管内に気体が発生してしまうので、水位差を検出する前に、ガス抜き機構１５により気体を抜くことが好ましい。
【００１８】
この水位差検出装置１０では、第１圧力受容体１１が配設されている箇所の水位、すなわち河川側の水位が変化すると、第１圧力受容体１１の外部の水圧が変化し、それに応じて第１圧力受容体１１が変形して、第１収納空間１１Ａの容積が変化する。また、第２圧力受容体が配設されている箇所の水位、すなわち堤防内側の水位が変化すると、第２圧力受容体１２の外部の水圧が変化し、それに応じて第２圧力受容体１２が変形して、第２収納空間１２Ａの容積が変化する。内部に収納されている液体Ｌは、第１圧力受容体１１の外部の水圧と、第２圧力受容体１２の外部の水圧との差に応じて、導管１３を通じて移動しようとし、差圧計１４により圧力差が検出される。これにより、第１圧力受容体１１が配設されている箇所の水位と、第２圧力受容体が配設されている箇所の水位との水位差が検出される。
【００１９】
例えば、図１に示したように、河川側の水位の方が堤防内側の水位よりも高い場合には、第１圧力受容体１１の外部の水圧の方が第２圧力受容体１２の外部の水圧よりも高くなり、内部の液体Ｌは導管１３の管内を第２圧力受容体１２の方へ移動しようとする。これにより、河川側の水位の方が高いことが検出され、ゲート２１Ａが閉鎖される。逆に、例えば図２に示したように、河川側の水位の方が堤防内側の水位よりも低い場合には、第１圧力受容体１１の外部の水圧の方が第２圧力受容体１２の外部の水圧よりも低くなり、内部の液体Ｌは導管１３の管内を第１圧力受容体１１の方へ移動しようとする。これにより、河川側の水位の方が低いことが検出され、ゲート２１Ａが開放される。
【００２０】
このように本実施の形態の水位差検出装置１０によれば、外部の水圧に応じて容積が変化する第１収納空間１１Ａおよび第２収納空間１２Ａに導管１３を連通し、第１圧力受容体１１が配設された箇所の水位と、第２圧力受容体１２が配設された箇所の水位との水位差を、差圧計１４により圧力差として検出するようにしたので、電気的検出法を用いることなく、水位差を圧力差として直接的に検出することができる。よって、簡単な構成で安価かつ確実に水位差を検出することができる。
【００２１】
また、導管１３に管内の気体を抜くガス抜き機構１５を設けるようにすれば、設置時に管内に残ってしまった気体や、液体Ｌの気化により自然発生してしまう気体を抜くことができ、検出誤差を小さくすることができる。
【００２２】
以上、実施の形態を挙げて本考案を説明したが、本考案は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、導管１３にガス抜き機構１５を設ける場合について説明したが、ガス抜き機構１５を設けずに、第１圧力受容体１１、導管１３、および第２圧力受容体１２を密閉構造とし、予め完成させた水位差検出装置１０を設置場所に運んで設置するようにしてもよい。河川構造物が例えば３ｍ〜４ｍ程度と低い場合には、導管１３を堤防の斜面に這わせる必要がなく、ほぼ垂直に設置することができると共に、完成品を搬入して設置することもでき、また、液体Ｌの気化による気体の発生もほとんどないからである。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
水路に設置された開閉用のゲートを挟んだ両側の水位差を検出する際に用いることができる。
【符号の説明】
【００２４】
１０…水位差検出装置、１１…第１圧力受容体、１１Ａ…第１収納空間、１２…第２圧力受容体、１２Ａ…第２収納空間、１３…導管、１３Ａ…第１導管、１３Ｂ…第２導管、１４…差圧計、１５…ガス抜き機構、１５Ａ…バルブ、１５Ｂ…ガス抜きポンプ、２１…樋門、２１Ａ…ゲート、２２…水路、２２Ａ…河川側の水中、２２Ｂ…堤防内側の水中
【図１】
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【図２】
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