JP2022552605A - 水の流出および洪水に対するモジュール式防護壁 - Google Patents

水の流出および洪水に対するモジュール式防護壁 Download PDF

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Abstract

液体の流出および/または洪水に対する防護壁(1)を実装するためのモジュール(2)であって、防護壁の前側に配置されている前領域(A)上に液体塊を保持するように適合された保持部材と、モジュールに関する、または液体塊に関する少なくとも1つの情報を取得するように適合された1つ以上のセンサー(6)と、逃し弁(10)であって、センサーによって取得され提供される情報に従って閉状態から開状態へと作動されるように適合されている、逃し弁(10)と、を備えるモジュール(2)、ならびに関連するシステムおよび方法。

Description

本発明は、水の流出(water runoff)および洪水(flooding)に対する防護壁(protective barrier)の分野に関するものである。
洪水は、河川、湖沼、または海洋などの、水塊から水が溢れ出すときに発生し得る。いくつかの条件において、水がたまたま堤防を越えるか、または壊して、その結果、その水の一部が通常の境界から漏れる。
地表流出(地表流としても知られている)は、地域洪水において飽和地盤上に雨水が蓄積したせいで生じることがある。これは、土壌が収容限界まで飽和している、雨が土壌に吸収できるよりも早く降る、または不透水領域(屋根または舗装)で流出水を、そのすべてを吸収できない周囲土壌に送る、ということから発生する可能性がある。
洪水または水の流出が保護されるべき領域に入らないように、防護壁が特定の領域の周りに一時的に設置され得る。
洪水、または水の流出、特に水もしくは汚泥、または産業用液体の流出の危険性から家屋(または他の建物もしくは地面)を保護するための防護壁を作製するための様々なシステムが存在する。
有利には、防護壁は、複数のモジュールから構成され得る。モジュールは、別々に搬送され、現場で互いに対して組み付けられ得る。このようにして、これらは水の表面流に対する防護壁を得ることを可能にする。また、これらのモジュール式の解決策では、モノリシックな解決策と比較して、解体および積み込みが容易になる。
さらに、複数のモジュールを一緒に組み付けることによって防護壁が据え付けられた後、洪水または水の流出に直面したときのモジュールの挙動に関する情報を取得することは困難である。
そのような情報は、防護壁の動作条件および一般的な挙動を制御するために、有利にはリアルタイムに知ることが重要である場合がある。
たとえば、水の上昇が速すぎる場合、または水圧が高すぎる場合、領域の防護を強化するために他の解決策を予想することが必要になる場合がある。いずれの場合も、防護壁の機械的完全性は維持されなければならない。
本開示は、改善された解決策を促進する。
本発明の一態様によれば、液体の流出および/または洪水に対する防護壁(1)を実装するためのモジュール(2)が提案され、モジュールは、
- 防護壁の前側に配置されている前領域(A)上に液体塊を保持するように適合された保持部材と、
- モジュールに関する、または液体塊に関する少なくとも1つの情報を取得するように適合された少なくとも1つのセンサー(6)と、
- 少なくとも1つの逃し弁(10)であって、センサーによって取得され提供される情報に従って閉状態から開状態へと作動されるように適合されている、少なくとも1つの逃し弁(10)と、を備える。
この配置構成のおかげで、スマート防護装置(smart protection arrangement)を提供することが可能であり、防護壁の機械的完全性は、1つ以上の逃し弁を開くことによって監視、および保存/保護され得る。防護壁の機械的完全性が損なわれている状況では、逃し弁を通していくらかの量の水を排出することにより、保持水が防護壁に加える応力を有利に減少させる。
防護壁の一部または全部を突然破損させる危険を冒す代わりに、ある程度の水を通すことが好ましいと理解される。
逃し弁の作動/開放の決定は、モジュールにおいてローカルに行われ得るか、または様々なセンサー/モジュールから情報を受信するサーバーにおいてリモートで行われてもよいことに留意することが重要である。
防護壁に沿った1つ以上の逃し弁の開放はまた、防護壁が危険に曝されていないとしても、防護装置の下流にあるものを全体的に規制することを目的として実行され得る。
様々な実施形態において、場合によっては、単独または組み合わせた場合の、以下の配置構成のうちの一方および/または他方にさらに頼るものとしてよい。
一態様によれば、促進モジュールは、防護壁(1)を実装するために他の類似のモジュール(2)に組み付けられるように適合されてよく、モジュール(2)は取り付けデバイス(5)によって互いに組み付けられる。そのような取り付けデバイスは、防護壁に沿った不整合を補正し、湾曲した防護壁を構築し、平らでない地面の問題を多少とも解決することを可能にする。
一態様によれば、センサー(6)および逃し弁(10)は、取り付けデバイス(5)上に装着される。したがって、基本モジュールそれ自体は非常に単純な機械部品のままである。あらゆる複雑さは、取り付けデバイスによって生じる。実際、取り付けデバイスは、水密機能、2つの隣接するモジュールの不整合補正、そして最終的には、応力および/または他のパラメータを感知するために必要なエンティティ、また逃し弁を開き水を排出するためのアクチュエータも装備することができる。
一態様によれば、取り付けデバイス内に取り外し可能に挿入されるセンサーモジュール(60)上に好ましくは配置構成される1つ以上のセンサーが提供される。センサーモジュールは、操作に関するニーズ/要件に従って任意選択として選択的に設置され得る。また、センサーモジュールを用いることで、センサーは、防護モジュールの残りの部分から独立して整備され得る。
一態様によれば、モジュールは、
- モジュール(2)を地面に固定するか、または加重するように適合されている基部(3)と、
- 保持部材を形成し、基部(3)から実質的に垂直方向に延在し、防護壁の前側において液体を保持するように適合されている壁(4)と、を備え得る。これにより、基部および壁の各々は、基部について(すなわち、水を収納し、地面との良好な接触をもたらす)、さらに壁について(すなわち、効率的に水を保持する)、それぞれ、固有の機能に対して最適化され得る。基部および壁は、互いに取り外し可能な方式で取り付けることができる。
一態様によれば、センサー(6)は、液体塊の高さを感知する。モジュールによって保持される液体の高さに関する情報は、逃し弁の開放をトリガーするための1つの必須パラメータであってよい。
一態様によれば、センサー(6)は、モジュールの移動を示す加速度を感知する。モジュールの摺動(または摺動のちょうど始まり)に関する情報は、逃し弁の開放をトリガーして防護壁を維持し/保存するための1つの関連パラメータであってよい。
一態様によれば、モジュールは、GPSセンサー/受信機などの位置情報取得手段を備える。それにより、各モジュールの位置は、モジュールが互いに取り付けられている順序が何であれ、正確に知ることができる。正確な位置情報は、隣接するモジュールおよび/またはリモートサーバーに伝送され得る。これにより、リモートサーバーの立場から、複数のモジュールを備える防護壁の構成は、それぞれの特定の位置情報から再構築され得る。
一態様によれば、一方が他方より上に配置構成されている2つの逃し弁が提供される。したがって、一方もしくは他方、または両方の逃し弁を開くことによって、モジュールによって保持されている液体の排出をチューニングすることが可能である。たとえば、上側弁を開き、下側弁を開かないことによって、液体の排出は、保持されている液体の上側部分のみに関係する。両方の弁を開くことによって、排出の流れは最大となる。
本開示は、システムにも向けられており、促進されたシステムは、
- 上で定義されているような複数のモジュール(2)と、
- モジュール(2)のセンサー(6)に接続されている1つ以上のコンピュータ(7、15)であって、前記コンピュータはセンサー(6)から情報を受信し、1つ以上のモジュール(2)の逃し弁(10)を開くことを意図された作動信号を出力するように適合されている、1つ以上のコンピュータと、を備える。
1つ以上のコンピュータに関して、モジュールレベルにおいて、複数のセンサーの様々なパラメータを収集するように構成されているローカル制御ユニット(7)、およびそれに加えて、モジュールに関連付けられている様々なセンサーおよびローカル制御ユニットによって収集されるデータを受信するように構成されているリモートサーバー(15)、が提供される。
一態様によれば、複数のローカルセンサーから値パラメータを収集することを担当する、ローカル制御ユニット(7)が提供されてもよく、そのようなローカル制御ユニットは、ローカル逃し弁の開閉に関する基本意思決定規則に従ってローカル決定を下すことができる。
一態様によれば、さらに、リモートサーバーが提供されてもよい。そのようなリモートサーバーは、大部分またはすべての保持モジュールから来る大量のデータを受信する。リモートサーバーは、大量のパラメータに基づき決定を下すことができる。様々な逃し弁を開閉するための単純な、またはより複雑な戦略は、リモートサーバーによって立てられ、ローカル制御ユニットによって実装され得る。
一態様によれば、モジュールの複数のセンサー(6)によって配信されるデータは、LoRa(商標)またはSigFox(商標)などの低消費電力ワイヤレスネットワークを介してリモートサーバーに伝送される。
一態様によれば、モジュールの複数のセンサー(6)によって配信されるデータは、Bluetooth(商標)またはZigbee(商標)などの短距離ワイヤレスネットワークを介してリモートサーバーに伝送される。
一態様によれば、各モジュールは、位置情報取得手段を備え、各モジュールの現在の位置情報は、リモートコンピュータに送信され、リモートコンピュータは、各モジュールの位置情報を液体塊レベルに関する情報および加速度データと共に集約するように構成され、そこから防護壁の現在の状態の包括的画像を構築するように構成される。圧縮マップ表示は、防護壁の全体的な挙動を監視することを担当する人間管理者に提供されてもよい。
本開示は、方法にも向けられており、促進された方法は、上で定義されているような複数のモジュール(2)を備える防護壁(1)を、有利にはリアルタイムで制御するための方法によって定義され、この方法は少なくとも、
- 防護壁(1)に関する、または保持されている液体に関する情報を、1つ以上のセンサー(6)により取得するステップと、
- 情報を処理して、液体の圧力により防護壁(1)が破損する可能性があるかどうかを決定するステップと、
- 1つ以上の逃し弁を開く決定を下すステップと、
- 1つ以上の逃し弁を閉じる決定を下すステップと、を含む。
上述の決定は、防護壁の挙動を管理することを担当する個人によって下され得ること、または代替的にもしくはそれに加えて、決定は、事前定義された規則に従ってコンピュータによって下され得ること、が理解されるべきである。
一態様によれば、各モジュールは、位置情報取得手段を備え、各モジュールの現在の位置情報は、リモートコンピュータに送信され、この方法は
- 各モジュールの現在の位置情報を、液体塊レベルに関する情報および加速度データと一緒に、リモートコンピュータに送信することと、
- 各モジュールの位置情報を液体塊レベルに関する情報および加速度データと共に集約することと、
- リモートコンピュータにおいて、そこから防護壁の現在の状態の包括的画像を構築することと、をさらに含む。
このような位置情報取得「画像」のおかげで、決定の関連性が高められ、逃し弁が開くべき場所が、防護壁を保護し、ならびに/または下流のおよび防護壁に沿った液体の流れを管理するのにより効果的なものとなり得る。
一態様によれば、逃し弁を開くための作動信号は、液体塊の高さが第1の所定の閾値(HL)を超えるか、またはモジュールが受ける加速度が第2の所定の閾値(AL)を超えたときに必ず発せられる。これは、防護壁が耐えることのできる応力限界の一例を表している。
本発明の他の特徴および利点は、非限定的な例で与えられるその実施形態のいくつかの以下の詳細な説明から、および添付図面を参照することでわかる。
本開示の一実施形態による複数のモジュールを備える防護壁の概略後方斜視図である。 本開示のモジュールの側面断面図である。 積み込み構成での組み立て前のモジュールの図式的側断面図である。 積み込み構成での組み立て後のモジュールの図式的側断面図である。 本開示のモジュールの正面立面図である。 空構成のモジュールの図式的側断面図である。 洪水液体を充填した後のモジュールの図式的側断面図である。 モジュールを3つのコンポーネントにおいて図式的に示した図である。 格納容積を最適化するために、積み込み構成において、一方が他方より上に配置構成されている2つのモジュールを図式的に示す図である。 防護壁に関する情報を取得するシステムの機能ブロック図の概略説明図である。 逃し弁およびセンサーモジュールを有する一実施形態におけるモジュールの後面図である。 2つの逃し弁を備える取り付けデバイスの側面図である。 2つの逃し弁を備える図10の取り付けデバイスの正面図である。 センサーモジュールの一例を示す図である。 積み込み構成を示す、変形実施形態を例示する図である。 作動構成を示す、変形実施形態を例示する図である。 作動構成を示す、変形実施形態を例示する図である。 フロート/リンケージシステムの制御の詳細を例示する図である。 保持プレートを単独で例示する図である。 下から見たときのフロート/リンケージシステムの一例を例示する図である。 取り入れ弁の詳細断面図である。 取り入れ口領域における保持プレート内のオリフィスの詳細図である。
図中、同じ参照記号は、断りのない限り、同一の、または類似の要素を表す。わかりやすくするため、いくつかの要素は、意図的に縮尺通りでなく表され得る。
システムの概要およびモジュール
次に防護壁1を例示している[図1]が参照される。
防護壁1は、防護壁1の片側での流出または洪水を防止するように非気体液体を保持するように適合されている。
「非気体液体」は、以下液体と称される、水、汚泥、または産業用液体などの、本質的に液体、程度の差はあるが粘性流体であると理解される。
防護壁1は、特定の領域、建物、および同様のものを保護するために、幅広い様々なシチュエーションで使用され得る。
防護壁1は、有利には緊急時に、一時的に設置され得る。
防護壁1は、その特定の用途に依存し得る異なる構成に従って設置され得る。
[図1]は、主方向Xに沿って延在する防護壁1の部分的斜視図を説明しており、これはAで示される前ゾーンに配置されるか、または到達した液体が防護壁1の反対側に配置されるBで示される後部ゾーンに入るのを防止する。
主方向Xに垂直な横方向Yも定義される。液圧は、主に横方向軸Yに沿って及ぼされる。別の言い方をすると、軸Xに沿った防護壁1は、ゾーンAをゾーンBから区切る。
防護壁1が設置される地面は、主方向Xおよび横方向Yの両方を含む平面に対して実質的に平行に延在する。
液体を水路に通して流すことまたは、一時的に貯蔵することを可能にする防護壁1の湾曲またはループ状実装などの他の構成も可能である。地面は平面でなくてもよい。
したがって、地面、および防護壁の所望の全体的な形状に追従するようにモジュールアセンブリ内に2つまたはそれ以上の自由度が設けられる。
防護壁1は、複数のモジュール2を備える。モジュール2は、互いに独立しているが、一緒に組み付けて防護壁を形成することができる。
一般的に言えば、モジュールは、一人の人間による取り扱いによって適合するサイズおよび重量を有することが好ましい。実際、モジュール2の重量(水がない状態)は、30kg未満、好ましくは25kg未満であり、より詳しいことについては後述される。
各モジュール2は、少なくとも基部3および壁4を備える。
以下では、本明細書において、4はすべて「保持板」または「保持部材」4とも呼ばれる。同様に、本明細書では、基部3は「ボックス」3とも呼ばれる。
基部3は、モジュール2を地面に固定するか、または加重するように適合されており、したがって、液体がモジュール2の前面に圧力を加えているときでもモジュール2は適所に保持され得る。
実施形態によれば、基部3は、平面XY内に延在する液体充填保持タンク/ボックスであってよい。地面と接触している基部3の表面は、使用中のモジュール2の任意の移動を回避するかまたは制限するように高い摩擦係数(または特定の爪配置構成)を有することもできる。
別の実施形態によれば、基部3は、支柱、ネジ、または同様のものなどの、任意の固定手段を使用することによって、地面に固定される。
基部3は、底部が長方形または正方形である平行六面体であり得るが、他の任意の形状も可能である。
例示されている例において、基部は、床30、前壁3a、後壁3b、右壁3c、左壁3dを有するボックスとして形成される。例示されている例では、壁の外側側面に、スタッフによるボックスの取り扱いのための把持手段として働く1つ以上の陥凹部33が設けられている。例示されている例では、後壁3bの底部に排水栓35が設けられている。
壁4は基部3に取り付けられ、防護壁1の前側において液体を保持するように適合されており、これは[図1]上のゾーンAによって例示されている。この取り付けは、好ましくは、後で詳述されるように、取り外し可能な取り付け構成である。
壁4は、基部3から垂直方向Zに実質的に延在する。また、壁4は、概ね長方形の形状の2つの対向面4a、4bを備える。[図2]に例示されているように、一方の面4bは、前ゾーンAに配置されている液体と接触するように適合されている。対向面4aは、ドライゾーンとも呼ばれる、後部ゾーンBの方へ配置されている。
壁4は、60cmから120cmの間、好ましくは70cmより高い、より好ましくは約80cmである高さH4を有することができる。より一般的には、壁4は、防護壁1の上から来る液体の任意の進入を防止するのに十分である高さを有する。
有利には、幾分80cmの高さは、大量の水を保持することができ、それでも人々は防護壁を歩いてまたはジャンプして渡ることができ、したがって、そのような防護壁が設置されたとしても、それが必要な場合に人々が通ることを妨げず、したがって人々の安全は危険に曝されることはない。
各モジュールは、HDPE(高密度ポリエチレン)などの強度の高いプラスチック材料で製造され得る。さらに、各モジュールは、PVC、PP、ABS、または任意の同等の頑丈で費用効果の高いプラスチック材料で製造され得る。
壁および基部は、別々に、または代替として一体成形品として製造することができる。部品は、成形または回転成形によって形成され得る。
基部3に関して、基部の重量は、好ましくは25kg未満、より好ましくは20kg未満である。
壁4に関して、壁の重量は、好ましくは8kg未満、より好ましくは5kg未満である。
その結果、オペレータのチームがそのようなモジュール式防護壁を設置するか、または撤去する際に、クレーンまたは巻上げ手段を使用する必要がない。
全体寸法に関して、H4は、その作業位置における壁4(保持プレート)の高さを示し、H3は、垂直軸Zに沿ったボックス3の高さを示している。
L4はXに沿った壁4の幅を表し、L3はXに沿ったボックス3の幅を表している。E4は壁4の厚さを表している。D3はYに沿ったボックス3の奥行きを表している。
各モジュール2(防護壁1の端部モジュールを除く、これは図示略)は、2つの他の直接隣接するモジュール2に対して、液密方式で組み立てることができる。
「液密方式で組み立てられる」とは、2つのモジュールの間の接合部を通して液体が流れ得ないことであると理解されるべきである。
[図1]は、1つのモジュール2bが、対向側の2つの他のモジュール2a、2cに組み立てられる実施形態を説明するものである。組み立てられたモジュール2a、2b、2cは、他のモジュール(例示せず)と共に、主方向Xに従って延在する防護壁1を形成する。
2つのモジュール2を互いに組み付けることを可能にするために、各モジュール2は、少なくとも1つの横方向取り付けデバイス5を備えることができる。
2つのモジュール間の機械的インターフェースがそのような取り付けデバイスに頼ることが好ましいとしても、2つのモジュールが互いに直接取り付けられる解決策を企図することは排除されない。
横方向取り付けデバイス5は、可撓性、剛性、または関節動作要素であってもよい。これは、水平部分に対して、可撓性部分、屈曲部分を含み得る。横方向取り付けデバイス5は、プラスチックから作られ得る。
一実施形態において、取り付けデバイスは可撓性であり、2つの連続するモジュールの間で軸Yによる異なる角度位置を可能にする。
一実施形態において、取り付けデバイスは可撓性であり、2つの連続するモジュールの間で軸Zによる異なる角度位置を可能にする。
地面が均一でない場合に関して、基部には、好ましくは、X軸の境界に沿って延在するシーリングジョイント27が備え付けられる。
横方向取り付けデバイス5は、垂直方向Zの長さが壁4の高さに対応する一般的に長方形の形状である。
全体の寸法に関して、H5は、その作業位置における取り付けデバイス5の高さを表し、L5は、Xに沿った取り付けデバイス5の幅を表す。E5は、Yに沿った取り付けデバイス5の厚さを表す。
横方向取り付けデバイス5は、一般的に、可撓性材料から作られるので、2つの連続するモジュール間の何らかのわずかなまたは実質的な不整列に適合するように変形させることができる。2つの連続するモジュール間の不整列は、地面が平らでないことに起因し得るか、または、いくつかの場合において、真っ直ぐでなく湾曲しているか、または直角の曲がりを含み得る、防護壁の所望の経路に起因し得る。2つの連続するモジュール間の不整列は、設置時にモジュールの位置が不正確であることに起因することもある。
2つの連続するモジュール間の不整列は、軸Zの周りの角度差、軸Yの周りの角度差のいずれかであり得る。軸Xの周りの角度差も考慮されてよく(Xに沿ったねじれ)、わずかな並進オフセットも同様に考慮され得る。
横方向取り付けデバイス5の側面は、2つの隣接するモジュール2の壁4に組み付けられるべき締結手段を備える。この目的のために、横方向取り付けデバイス5は、隣接するモジュール2の壁4と連動接続させることができる。
横方向取り付けデバイス5と擁壁との間の機械的インターフェースには、いくつかのタイプがあり得る。スライダ配置構成が提供され得る。
一方の部分にZに沿った溝51が設けられ、その対を成す一方の部分に相補的な突起/ビーズ52が設けられ得る。
取り付けデバイスまたは壁4のいずれかに蟻継ぎセクションが設けられ得る。
擁壁への横方向取り付けデバイス5の取り付けは、垂直方向Zに沿った摺動によって行うことができる。
横方向取り付けデバイス5にはピンが設けられていてもよく、そのようなピンは、擁壁に設けられた対応する貫通孔に入るように構成される。
ピンは、ロッドよりも大きい頭部を有するマッシュルーム型であり得る。
マッシュルーム型ラグの頭部を係止するスライダとして、二次係止デバイスが設けられ得る。
任意のタイプのきつい係止可能なインターフェースが、横方向取り付けデバイス5を擁壁4と係合/接合することに関して考慮され得る。
横方向取り付けデバイス5はまた、X軸の境界に沿って延在するシーリングジョイント28を有する。シーリングジョイント28は、作業位置における地面の凸凹を補正するのに十分な可撓性を有している。
横方向取り付けデバイス5によって連結されるときに、モジュール2は、ゾーンAからゾーンBへの液体の任意の進入を防止する防護壁1を形成する。
シーリングジョイント27は、壁4の基部に配置構成される。代替的に、シーリングジョイント27は、ボックスの基部に配置構成される。このシーリングジョイント27の各々は、横方向取り付けデバイス5に設けられた別のすでに述べられているシーリングジョイント28によって長手方向軸線Xに沿って辿られる。
いくつかのシーリングジョイント27、28が、長手方向軸Xに沿って連続封止を一緒に形成するなど、長手方向軸Xに沿って相次いで配置構成されている。
センサー
防護壁1は、また、少なくとも1つ以上のセンサー6も備える。センサー6は、防護壁1の挙動に関するまたは保持されている液体の特性に関する情報をリアルタイムに取得するのに有用であり得る。
「リアルタイムに」とは、瞬時に、またはほとんど瞬時に、少なくとも防護壁1の使用中に、であると理解されるべきである。
図9に例示されているように、センサーは、特定のセンサーモジュール60内に配置構成され得る。センサーモジュールは、センサースティック/センサーロッド/センサーサブアセンブリと呼ぶこともできる。
ここで、センサーアセンブリが、必ずしもすべての取り付けデバイス5上にまたはすべてのモジュール2上に存在しているわけではないことを留意されたい。
好ましい構成によれば、センサーモジュール60は、取り付けデバイス5内に収納され得る。しかしながら、センサーモジュールはまた、モジュール2内の他の場所に収納され得る。
センサー6は、異なる情報を測定するように適合されてもよい。
一実施形態によれば、センサー6は、モジュール2の移動を測定するように適合される。
「移動を測定する」とは、センサー6が、モジュール2の変位の加速度または速度を測定することができることであると理解されるべきである。
モジュール2のそのような移動は、主方向X、横方向Y、および/または縦方向Zに沿って起こり得る。垂直方向Zに沿った移動は、基部3が変位するときの地面上の摩擦に起因する振動に関係するものとしてよい。
センサー6は、20m/s(メートル毎秒毎秒)よりも低いモジュール2の加速度を測定することができる。
別の実施形態によれば、センサー6は、モジュール2に印加される圧力を測定するように適合されている。そのような圧力は、壁4の面4bに及ぼされる液体の力に対応し得る。
センサー6は、大気圧に関する圧力を測定することができる。この目的のために、センサー6は、たとえば、差圧センサーであるか、または大気圧を測定するための二次センサーを備えることができる。
センサー6は、大気圧に関して10kPa(キロパスカル)よりも低いモジュール2上の圧力を測定することができる。
別の実施形態によれば、センサー6は、垂直方向Z(図2を参照)に従って液体レベルhwを測定するように適合されている。
この目的のために、いくつかの方法が可能である。
たとえば、センサー6は、液体レベルhwに関する情報を得るために、上で説明されているように、圧力を測定することができる。液体レベルhwと圧力Pとの間の関係は、液体体積重量に依存する。この体積重量は、水体積重量で近似することができる。したがって、1ミリの分解能を得るためには、少なくとも10Pa(パスカル)の圧力分解能を得ることが必要である。
液体hwと圧力との間の関係は、液体体積高さに依存する。
2つの圧力センサー6A、6Bが、一方はモジュールの底部に、もう一方はZに沿って予め定められた高さに設けられ得る。センサー間の距離は知られているので、圧力差は、一般的に液体/水の存在を表し、2つのセンサー間の空間内の空気および液体のそれぞれの配分を正確に表す。
一実施形態において、モジュール2は、位置情報取得手段を備え得る。位置情報取得手段は、GPSセンサーおよび受信機であってもよい。代替的に、位置情報取得手段は、GalileoまたはGlonass受信機とすることができる。
別の例として、センサー6は、光検出および測距(Lidar)モジュールまたはレーダーモジュールであってよい。液体レベルまでの距離は、センサー6による物理信号の発信と受信との間の飛行時間(TOF)または発信および受信の位相を比較することによって計算され得る。
別の例として、センサー6は、液体と空気との間の誘電体誘電率を測定するように適合された容量センサーとすることができる。この目的のために、センサー6は、液体表面(図示略)の付近において隣り合って配設されている複数の電極を備える。電気回路は、各電極対の間に結果として生じる容量を測定することができる。
別の実施形態によれば、センサー6は、防護壁1に沿った液体の流速を測定するように適合されている。ここで、速度は、方向Xに沿った液体の長手方向速度に関するものである。
センサー6について上に与えられた例は、例示的で、非限定的なものである。また、防護壁1は、同じまたは異なるタイプの情報を測定するように適合されている1つ以上のセンサー6を備え得る。
図9および図12に例示されているように、センサー6は、順番に横方向取り付けデバイス5内に挿入されるすでに述べられているセンサーモジュール60に装着され、より好ましくは、取り付けられ得る。センサーは、センサーモジュール60に接着されるか、溶接されるか、またはクリップで留められ得る。1つのセンサーが故障を示した場合、故障したセンサーのみを交換することによって、または防護壁は機能しているとしても防護壁を分解することなく、後でオフラインで整備されるセンサーモジュール一式を交換することによって、メンテナンスが行われ得る。
フロート/リンケージ/充填
別の例として、モジュール2は、液体表面に留まることによって、モジュール2に関して垂直方向Zに移動するように適合されたフロートを備え得る。ボックスの内部領域とボックスの外部領域とを連通させる通路である取り入れ口が設けられる。取り入れ口39、49は、ボックスの中に液体を入れるように配置構成される。
ボックスの中に留まる液体の重量は、ボックスの頑丈な下側面と、配置されている場合に、固定ウェル(さらに下記参照)内への固定ロッドと共に、固定効果に加わる。
取り入れ口と連携する、取り入れ口の選択的開閉を行うことができる取り入れ弁19が提供される。取り入れ弁は、プランジャ18と、弁座と接触するように構成された円形本体部16と、を有する。弁座は、環状支持体17aに当接する軟質フラットリング17を備えることができる。
本開示の一実施形態において、弁は、制御機構を介して、ボックスの内部空間内に配置構成されているフロート8によって選択的に制御される。
前記制御機構は、カム14およびリンケージ9として形成されている。
リンケージは、フロート、好ましくはジャーナル取り付け部(軸A8)に取り付けられた第1の端部91を有する。軸A8におけるリンケージの第1の端部の取り付け部は、フロート8の重心の近くにある。
フロートは、1より低い密度を有する材料で製造されており、したがってフロート8に対して良好な浮力が確保され、この材料はたとえばポリウレタン発泡フォームである。
図5Aおよび図5Bに例示されているように、第2の端部92は、95で示されるベアリングを介してボックスの前壁3aに回転可能に取り付けられる。リンケージ9と共に剛体を成したさらなる部品96は、取り入れ弁19のピストンの端部を押す、または引くカムとして働く。ベアリング95におけるこのジャーナルマウントは、Xに平行な軸A9を中心とするものである。
図16、図18、図19に例示されているように、リンケージは、カム14が取り付けられる第2の端部92を有する。リンケージの第2の端部92は、取り入れ弁19のプランジャ18上に、軸A9において、回転可能に装着される。さらに、任意選択で図示されているように、リンケージの第2の端部92は、ピン13を介して、軸A7において、カム14および取り入れ弁19に関して回転可能に装着される。プランジャ18は、ボックス3の前壁3aに配置構成されている円筒形ベアリング38内に軸A2に沿って摺動可能に受け入れられる。
一実施形態によれば、フロートは、リンケージ9を保護し/案内するための陥凹部90により底部に設けられ得る。
例示されている例では、壁4の側面4aに2つの溝46が設けられ、ボックス3の側壁3c、3dの頂端部に対応する突起36が設けられる。
固形物が取り入れ弁および取り入れ口に進入するのを防ぐためのフィルタ48が設けられ得る。
図4、図13、図15に例示されているように1つ以上の追加の取り入れ弁、たとえば最大3つまでの取り入れ弁が設けられ、そのような追加の取り入れ弁を制御するために1つ以上の追加のフロート81が備えられ得る。
制御ユニットおよび通信
[図8]は、様々なセンサー6A、6B、6C、6Dを備えるシステムの概略図を説明している。
センサー6は、測定された情報を制御ユニット7に送信するように適合されている。制御ユニット7は、センサー6とインターフェースし、すでに測定されている情報を記憶するように適合されている。
制御ユニット7は、適切な場合に可撓性または硬質プリント回路基板上に装着され、相互接続され、有線接続を介してセンサー6に動作可能に接続されている、たとえば、マイクロチップ、マイクロプロセッサ、および/または電子メモリである。制御ユニット7は、たとえばセンサー6について上で説明されているような、横方向取り付けデバイス5上に装着されるように適合されている。制御ユニット7は、リモートに配置構成されている制御エンティティまたはコンピュータと対比して、「ローカル」制御ユニットである。
通信カプラ75が、情報を、制御ユニット7によって処理された後、リモートサーバー15などの、外部デバイスに送信するように適合されている。通信カプラ75は、たとえばセンサー6について上で説明されているような、横方向取り付けデバイス5上に装着されるように適合されている。通信カプラに加えて、通信アンテナ74が設けられ得る。
リモートサーバーへの通信リンク45は、十分な帯域幅を提供し、低価格で、少量のエネルギーを消費しながら満足できる通信範囲を有する任意のネットワークのおかげで作ることができる。このようにして、システムは、リモートエネルギー源に配線されることなく、自律的動作することができる。通信カプラ75は、有利には、ワイヤレス通信カプラ75、たとえば、Sigfox、LoRa、Bluetooth Mesh、Narrow Band IoT(NB-IoT)、またはLTE-Mなどのプロトコルを実装するモジュールであってよい。
センサー6および制御ユニット7にエネルギーを供給するために、システムは、使い捨てまたは非使い捨てバッテリ78をさらに備えることができる。バッテリ78は、センサー6、制御ユニット7、ならびに適切な場合に、メモリおよび通信モジュールに電力を供給することができるものとしてよい。バッテリ78は、好ましくは、再充電することなく数時間にわたって電力を供給するように適合される。バッテリ78は、たとえばセンサー6について上で説明されているような、横方向取り付けデバイス5上に装着されるように適合されている。
以上に鑑みて、センサーモジュール60は、図12に示されているように、1つ以上のセンサー6と、ローカル制御ユニット7と、バッテリ78と、カプラ75と、を備える。
センサーモジュール60は、有利には、横方向取り付けデバイス5に取り付けられる。このようにして、システムが交換される必要がある場合に、横方向取り付けデバイス5のみが防護壁1から取り外され、いくつかの他のタイプのセンサー6を備える他の横方向取り付けデバイス5で置き換えられ得る。
したがって、防護壁1は、特定の制約を課すことなく、また、他のタイプのセンサーを設置するために防護壁1全体を分解/組み立てることなく、容易に適合可能である。
しかしながら、この実施形態は非限定的であり、センサーモジュール60は、モジュール2の基部3または壁4などのモジュール2の任意の他の部分に配置されることも可能である。
逃し弁
[図9]、[図10]、および[図11]に例示されているように、モジュール2は、逃し弁10も備える。弁10は、特に防護壁1の完全性が危機に瀕している/損なわれ得る特定の場合において、防護壁1の前側から後側への液体の排出または放出を可能にするように適合されている。
弁10は、横方向取り付けデバイス5に配置、より好ましくは取り付けられてよい。そのような排出弁10は、液体が防護壁1の前側において過剰になっているときに、液体のオーバーフローに対処するのに特に有用であり得る。
代替的に、弁10は、モジュール2の壁4に配置され得る。
また、液体が及ぼす圧力が高すぎることで防護壁1が破損する可能性があるときにも有用である。したがって、弁10を使用することで、防護壁1の予期せぬ破裂に起因する保護ゾーンB内の突然の洪水の代わりに、液体の制御された排出が可能になる。
弁10は、ギロチン弁、ポペット弁などの任意のタイプ、膜型、アイリス弁であってよい。
[図9]および[図11]にさらに詳しく例示されているように、横方向取り付けデバイス5は、垂直方向Zに積み重ねた2つの逃し弁10、101を備えることができる。
各弁10は、単純な、または複動式モータ11、11aのおかげで、弁の開口部12が開位置または閉位置において交互作動され、液体を弁10に通して流すか、または流さないように制御され得る。閉位置では、カバーなどの、閉鎖要素は、開口部12の前に液密方式で配置され得る。
本発明は、防護壁1を、有利にはリアルタイムで制御するための方法にも関係する。
第1のステップにおいて、防護壁1に関するまたは保持された液体に関する情報が取得される。
第2のステップにおいて、この情報は、制御ユニット7またはリモートサーバーによって処理される。
第3のステップにおいて、防護壁の一方の側から他方の側へある程度の液体を排出するために、取得された情報に基づき逃し弁10が作動され得る。
より具体的には、情報が、防護壁が抵抗し得ない危険性がある(液体レベルが及ぼす液圧が高すぎて、防護壁が破損する可能性がある)ことを示す場合、弁10は、開位置になるように作動される。
ある特定の実施形態において、リモートコンピュータ15は、50を超えるセンサーに結合され、防護壁の長さは、最大で500メートル超となり得る。
防護壁1を制御するための方法は、有利にはリアルタイムに、少なくとも
- 防護壁に関する、または保持されている液体に関する情報を、1つ以上のセンサー6により取得するステップと、
- 情報を処理して、液体の圧力に起因して防護壁が破損し得るかどうか、または下流の流れのバランスをとるために何らかの液体を排出する必要があるかどうかを決定するステップと、
- 1つ以上の逃し弁を開く決定を下すステップと、
- 1つ以上の逃し弁を閉じる決定を下すステップと、を含む。
上述の決定は、防護壁の挙動を管理することを担当する個人によって下され得ること、または代替的にもしくはそれに加えて、決定は、事前定義された規則に従ってコンピュータによって下され得ること、が理解されるべきである。
一態様によれば、各モジュールは、位置情報取得手段を備え、各モジュールの現在の位置情報はリモートコンピュータに送信され、この方法は
- 各モジュールの現在の位置情報を、液体塊レベルに関する情報および加速度データと一緒に、リモートコンピュータに送信することと、
- 各モジュールの位置情報を液体塊レベルに関する情報および加速度データと共に集約することと、
- リモートコンピュータにおいて、防護壁の現在の状態の包括的画像を構築することと、を含む。
このような位置情報取得「画像」のおかげで、決定の関連性が高められ、逃し弁が開くべき場所が、防護壁を保護し、ならびに/または下流および防護壁に沿った液体の流れを管理するのにより効果的なものとなり得る。
一態様によれば、逃し弁を開くための作動信号は、液体塊の高さが第1の所定の閾値(HL)を超えるか、またはモジュールが受ける加速度が第2の所定の閾値(AL)を超えたときに必ず発せられる。これは、防護壁が耐えることのできる応力限界の一例を表している。
壁/基部結合
特に図2、図3A、図3Bに例示されている一態様によれば、ボックスに関する保持プレートのそれぞれの組み立てのために2つの主要な構成が提供される。まず第1に、保持プレートのための作業位置が提供され、保持プレートは、防護壁の前領域上に液体塊を保持するように、ボックスの前部分においてボックスに取り外し可能に取り付けられるように構成されている。
その結果、保持プレートの基準面Pは、実質的に垂直に配置構成され、防護壁の前側A上に液体を保持するように適合される。
第2に、積み込み位置が提供され、この位置では、保持プレートの基準面は実質的に水平に配置構成され(P´と表記)、保持プレートは、背/後部分においてボックスに取り外し可能に固定/取り付けられる。
より正確には図14で例示されているように、保持プレート上に、左スナップ嵌め突起および右スナップ嵌め突起41、41a、41bが設けられ、各々、ボックス3内に配置構成されている少なくとも左保持陥凹部42および少なくとも右保持陥凹部43内にそれぞれ受け入れられるように構成されている。
42、42a、42bで表されている左右の保持陥凹部は、作業位置に使用され、これに対して43、43a、43bで表される左右の保持陥凹部は、積み込み位置に使用される。
左右のスナップ嵌め突起の各々は、少なくとも弾性舌状部41aとして形成されている。
それぞれのサイズ対積み込み容量を最適化するために、保持板の高さH4はボックスの横方向長さD3と実質的に等しいと考えられ得る。また、同じ目的に関して、保持プレートの幅L4は、ボックスの幅L3に実質的に等しいと考えられ得る。
ボックスの後部分がボックスの後部分34において面取りを施されていることに注目する。これは、防護壁が、後側(乾燥ゾーンB)に配置されている曲率中心を有する全体的な湾曲を示すときに有益である。
一実施形態によれば、固定ロッド73を受け入れるように構成されている2つの垂直ウェル37がボックス内に設けられている。防護壁の状況に応じた動作は、いくつかのまたはすべてのモジュールが地面に機械的に固定され得ることを要求する場合がある。そのような場合、オペレータは、垂直ウェル37の1つに固定ロッド73を挿入し、固定ロッド73を地中に打ち込むことができる。ウェル37の内部領域は、ボックスの残りの部分に関して液密になっている。
さらなる実施形態によれば、取り入れ弁19は、フロート装置によって制御される代わりに、リモートサーバーからリモート制御され得るアクチュエータによって制御される。アクチュエータは、サーボモータ、および電磁弁、または取り入れ弁を選択的に開閉することができる任意のデバイスとすることができる。
この装備のおかげで、各モジュール2のボックス3への充填を制御することが考慮されている。それに加えて、液体レベルセンサー6A、6Bの助けを借りて、ローカル制御ユニット7またはリモートサーバー15が、各ボックス内に充填する液体のレベルを知ることが可能である。それによって、センサー6から来るデータと併せて、1つ以上のコンピュータ(7および/または15)は、取り入れ弁を開かせるか、または取り入れ弁を閉じさせることができる。この決定は、防護壁の全体的な挙動に鑑みて、また、固定の必要性に鑑みて、リモートサーバー15によって下され得る。
1 防護壁
2 モジュール
2a、2b、2c モジュール
3 基部
3a 前壁
3b 後壁
3c 右壁
3d 左壁
4 壁
4a、4b 対向面
5 取り付けデバイス
6 センサー
6A、6B、6C、6D センサー
7 ローカル制御ユニット、コンピュータ
8 フロート
10 逃し弁、排出弁
11、11a 単純な、または複動式モータ
12 開口部
13 ピン
14 カム
15 リモートサーバー、コンピュータ
16 円形本体部
17 軟質フラットリング
17a 環状支持体
18 プランジャ
19 取り入れ弁
27 シーリングジョイント
28 シーリングジョイント
30 床
34 後部分
35 排水栓
36 突起
37 垂直ウェル
38 円筒形ベアリング
39、49 取り入れ口
41、41a、41b 左スナップ嵌め突起および右スナップ嵌め突起
46 溝
48 フィルタ
51 溝
52 突起/ビーズ
60 センサーモジュール
73 固定ロッド
74 通信アンテナ
75 通信カプラ
78 バッテリ
81 フロート
91 第1の端部
92 第2の端部
95 ベアリング

Claims (16)

  1. 液体の流出および/または洪水に対する防護壁(1)を実装するためのモジュール(2)であって、
    - 前記防護壁の前側に配置されている前領域(A)上に液体塊を保持するように適合された保持部材と、
    - 前記モジュールに関する、または前記液体塊に関する少なくとも1つの情報を取得するように適合された少なくとも1つのセンサー(6)と、
    - 少なくとも1つの逃し弁(10)であって、前記センサー(6)によって取得され提供される前記情報に従って、閉状態から開状態へと作動されるように適合されている、少なくとも1つの逃し弁(10)と、を備えるモジュール(2)。
  2. 前記防護壁(1)を実装するために他のモジュール(2)に組み付けられるように適合され、前記モジュール(2)は取り付けデバイス(5)によって互いに組み付けられる、請求項1に記載のモジュール(2)。
  3. 前記センサー(6)および前記逃し弁(10)は、前記取り付けデバイス(5)上に装着される、請求項1または2に記載のモジュール(2)。
  4. - 前記モジュール(2)を地面に固定するか、または加重するように適合されている基部(3)と、
    - 前記保持部材を形成し、前記基部(3)から実質的に垂直方向に延在し、前記防護壁の前記前側において前記液体を保持するように適合されている壁(4)と、を備える、請求項1から3のいずれか一項に記載のモジュール。
  5. 前記センサー(6)は、前記液体塊の高さを感知する、請求項1から4のいずれか一項に記載のモジュール。
  6. 前記センサー(6)は、前記モジュールの移動を示す加速度を感知する、請求項1から4のいずれか一項に記載のモジュール。
  7. 前記モジュールは、GPSセンサー/受信機などの位置情報取得手段を備える、請求項1から6のいずれか一項に記載のモジュール。
  8. 一方が他方より上に配置構成されている2つの逃し弁が提供される、請求項1から6のいずれか一項に記載のモジュール。
  9. システムであって、
    - 請求項1から8のいずれか一項に記載の複数のモジュール(2)と、
    - 前記モジュール(2)のセンサー(6)に接続されている1つ以上のコンピュータ(7、15)であって、リモートサーバーは前記センサー(6)から情報を受信し、1つ以上のモジュール(2)の逃し弁(10)を開くことを意図された作動信号を出力するように適合されている、1つ以上のコンピュータ(7、15)と、を備えるシステム。
  10. モジュールレベルにおいて、複数のセンサーから様々なパラメータを収集するように構成されているローカル制御ユニット(7)、およびそれに加えて、前記モジュールに関連付けられている様々なローカル制御ユニットによって収集されるデータを受信するように構成されているリモートサーバー(15)、が設けられている、請求項9に記載のシステム。
  11. 前記モジュールの複数の前記センサー(6)によって配信される前記データは、LoRa(商標)またはSigFox(商標)などの低消費電力ワイヤレスネットワークを介して前記リモートサーバー(15)に伝送される、請求項9または10に記載のシステム。
  12. 前記モジュールの複数の前記センサー(6)によって配信される前記データは、Bluetooth(商標)またはZigbee(商標)などの短距離ワイヤレスネットワークを介して前記リモートサーバーに伝送される、請求項9から11のいずれか一項に記載のシステム。
  13. 各モジュールは、位置情報取得手段を備え、各モジュールの現在の位置情報は、前記リモートコンピュータに送信され、前記リモートコンピュータは、各モジュールの前記位置情報を液体塊レベルに関する情報および加速度データと共に集約するように構成され、そこから防護壁(1)の現在の状態の包括的画像を構築するように構成される、請求項9から12のいずれか一項に記載のシステム。
  14. 請求項1から8のいずれか一項に記載の複数のモジュール(2)を備える防護壁(1)を、有利にリアルタイムに制御するための方法であって、少なくとも、
    - 前記防護壁(1)に関する、または保持されている液体に関する情報を、センサー(6)により取得するステップと、
    - 前記情報を処理して、前記液体の圧力により前記防護壁(1)が破損する可能性があるかどうかを決定するステップと、
    - 1つ以上の逃し弁を開く決定を下すステップと、
    - 1つ以上の逃し弁を閉じる決定を下すステップと、を含む方法。
  15. 各モジュールは、位置情報取得手段を備え、各モジュールの現在の位置情報は、リモートコンピュータに送信され、前記方法は
    - 各モジュールの前記現在の位置情報を、液体塊レベルに関する情報および加速度データと一緒に、リモートコンピュータに送信するステップと、
    - 各モジュールの前記位置情報を、前記液体塊レベルに関する前記情報および前記加速度データと共に集約するステップと、
    - 前記リモートコンピュータにおいて、そこから前記防護壁の現在の状態の包括的画像を構築するステップと、をさらに含む、請求項14に記載の方法。
  16. 前記逃し弁を開くための作動信号は、前記液体塊の高さが第1の所定の閾値(HL)を超えるか、または前記モジュールが受ける加速度が第2の所定の閾値(AL)を超えたときに必ず発せられる、請求項14に記載の方法。
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