JP4463784B2

JP4463784B2 - 簡易雨量強度警報装置

Info

Publication number: JP4463784B2
Application number: JP2006143799A
Authority: JP
Inventors: 清二中野; 伸一中野
Original assignee: 清二中野; 伸一中野
Priority date: 2006-05-24
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2026-05-24
Also published as: JP2007315845A

Description

本発明は、雨量強度を検出し、危険な状況になると警報を発する簡易雨量強度警報装置に関する。

従来、長期間継続する長雨や、短時間に大量の降雨がある集中豪雨による多量の降雨によって生じる災害の被害を防ぐため、雨量強度を計測する装置が種々提案されており、たとえば、降雨時にタンクに一定時間の降雨量を貯め、水位が一定値を超えるとウキ（フロート）によってブザーを鳴らす雨量警報器が示されている（特許文献１）が、これは単に降雨を知ってから貯水し、設定した時間内の雨量が所定の量になるかどうかを検出しているに過ぎず、的確な警報を得ることは到底できるものではなかった。このような装置を改良して、貯水槽の底部に排水口を設け、排水口から排出される流量を超える雨水が貯まるとフロートの上昇で上下方向に設置した多数のリードスイッチが、順次に動作するようにしたものがある。（特許文献２第１図参照）

また、フロートを用いない雨量強度検出装置として、一定レベル未満の雨水は貯水槽の底部に設けた排水口から排出されるが、一定レベルを超える雨量になると、排水口から排出されない雨水が貯まって貯水槽内の水位が上昇し、所定の水位に達するとオーバーフローした水が転倒ますに排出され、排出される水の重量で転倒ますが転倒状態を維持している時間をカウントすることにより、一定の雨量強度を超える雨量が前記カウントされた時間継続していることを検出するようにした転倒ます式の雨量強度検出装置が用いられている。（特許文献２、特許文献３参照)

また、降雨を収集し警戒雨量強度より少ない雨量は下端の排水孔から流出させる計量ますを回転体に掛けた線条の一端に懸吊し、計量ますに集めた雨水の重さで上下動させ、上下動による回転体の回転量で雨量強度を測定するとともに、計量ます下端の排水孔から流出する水を貯留する累加計量ますを設けて、全体の雨量を計量する雨量強度検出装置が提案されている。（特許文献４）

また、一定面積の降雨を集める計測管の側壁にオリフィス排水口を設け、オリフィス排水口の断面積と、計測管内の水位と、単位時間当たりのオリフィス排水口流量との関係式に基づいて換算した降雨強度の水位を段階的に設定して計測管の目盛にした簡易型降雨強度計がある。（特許文献５）

なお、下水道施設において、降雨状況の変化を精度よく予測するため、施設の対象地区における降雨データによりポンプ井に流入する雨水の流入量予測値を出力する複数の予測手段と、実際の流入量を計測する貯流量演算手段と、ポンプによる吐出流量と貯流量演算部とによって実績流入量を演算する実績流入量演算手段をそなえ、実績流入量と流入量予測値によって最も精度のよい予測手段を判定し、降雨の状況に応じた流入量を予測する雨水流入予測装置がある。（特許文献６）

実開昭６０−４７０９２号特開昭５９−１１９２８８号特開平５９−１１９２８９号特開２００２−１８１９５６号特開２００３−２９４８６０号特開２００４−２３４４２２号

上述のように、降雨強度を検出する装置として種々の装置が提案されているが、単に降雨量を検出する（特許文献１など）だけでは、大雨による洪水や崖崩れなどの災害から避難する警報を出させる警報装置としては精度が低く利用できない。また、転倒ます型や懸吊計量ます型あるいは演算装置を要する検出器は、構造が複雑で高価になり各家庭に設備する警報装置としては不向きである。また、このような装置を町役場などに設置して長雨による豪雨で河川の氾濫や地盤のゆるみなどに対する全般的な警報を出すために用いることは可能であるが、連絡が行き届く時間的な余裕がある場合は効果があるとしても、警戒を要する雨量強度や災害発生の条件は地域全体に一様でなく場所によって異なるため、局地的な激しい雨量や突然な集中豪雨によって生じる崖崩れや氾濫など緊急な避難を要する状況に対しては、町役場などに設置しただけでは対応できず、崖や川のそばにある家庭に設置できる簡易で精度のよい警報装置が望まれるが、従来の検出装置はいずれも構造が複雑で大きな設置スペースが必要になり、また、降雨強度に対応する雨量の検出を行なっても、突然の集中豪雨や、長雨中の豪雨に対する警報が行なわれない欠点がある。
本発明は、このような要望に合わせて、家庭など設置場所の局地的な環境の条件に合わせて調整でき、長雨による大量の降雨による災害発生の警報とともに、集中的な豪雨が発生した場合にも避難する必要があるかどうかの目安となる簡易雨量強度警報装置を提供するものである。

このため、請求項１の発明は、単位面積の降雨を集める２個の集水器と、前記集水器の一方からの雨水を流入させ、下部に設置する地区に合わせて設定したレベル以下の雨量に相当する水量を排出する排水口をそなえた測定槽を設け、前記測定槽に貯水された水位が設置された当該地区における警戒雨量に達したことを検出して警報を出す第１の検出器をそなえるとともに、警戒水位以下であるが集中豪雨が加わると危険とされる水位に達したことを検出する第２の検出器をそなえており、他方の集水器からの雨水を流入させ、設置した地区において豪雨とされる降雨強度に相当する雨量以下の水を排出する排水孔を下部に設けた計量ますをそなえ、この計量ますを上下動可能に支持させ、計量ますの下降を検出して前記第２の検出器出力と組み合わせて警報を出すようにしている。

請求項２の発明は、単位面積の降雨を集める集水器からの雨水を流入させ、設置した地区における豪雨時の降雨強度に相当する水量以下の水を排出する排水孔を下部に設けた計量ますをそなえ、この計量ますを上下動可能に支持させ、豪雨時に計量ますに貯まった雨水の重さで計量ますを下降させ、この下降を検出する検出器を設けるとともに、前記計量ますの排水孔から排出される雨水と計量ますから溢れる雨水を、下部に設定されたレベル以下の水量を排出する排水口を設けた測定槽に流入させ、測定槽内の水位が警戒雨量になったときに警報を出すとともに、警戒水位以下であっても豪雨が加わると警戒を要する水位を検出し、計量ますの検出器出力と組み合わせて警報を出させるようにしている。

このように本発明は、集水器からの雨水を流入させ、それぞれの設置地区に合わせてあらかじめ設定したレベルの降雨強度以下の雨水を排出する排水口を下部に設けた測定槽と、当該地区において豪雨とされる降雨量より少ない水量は排出させる排水孔を設けた計量ますを設け、測定槽の水位が警戒雨量に達したときに検出器を動作させて警報を出すとともに、警戒雨量以下であっても計量ますが貯まった雨水の重さで下降して集中豪雨の発生を検出すると、測定槽の水位との組み合わせで危険状態を判断して警報を出させるので、簡単な装置で長雨の大量な降雨に対する警報とともに、集中豪雨の発生に対しても警報で知らせることができ、前記測定槽と計量ますの検出出力とを組み合わせることにより雨量が警戒水位に達していなくても集中豪雨の発生によるその地区での災害を早期に予測して警報を出させることができる。
また、装置を小型にまとめ得るので設置スペースが小さく、高価な部品が不要で堅牢なため、安価でメンテナンスが容易であり、各家庭に設置できる利点があり、局地的な条件に合わせて調整でき、設置する地区に適合した警報を早期に得られ、安全に避難を行なえるなどの効果が得られる。

これを図の実施例について説明する。
図１は本発明の実施例を示す構造説明図、図２は警報回路の接続図で、１ａ、１ｂは単位面積の降雨を集める集水器、２は一方の集水器１ａの雨水を送水管３を介して流入させる測定槽で、底部に排水口４を設けている。５は排水口４の排出量を調整する調整弁、６は測定槽２内に設けたフロート、７はフロート６のガイド棒、８Ａは測定槽２に取り付けた第１の検出器、８Ｂは第２の検出器で、この実施例ではリードスイッチを用い、取り付け位置を調整できるようにしている。９はフロート６に取り付け前記検出器８Ａ、８Ｂを動作させる磁性体たとえばマグネットである。

１０は雨量計槽で、底部に排出口１１を設け、弁１２で閉じている。１３は雨量計槽１０内に設けたフロート、１４は雨量計槽１０内の水位を検出する検出器、１５はフロート１３に取り付けて検出器１４を動作させるマグネットである。１６は雨量計槽１０内の上部に設け、他方の集水器１ｂの雨水を送水管３を介して流入させる計量ます、１７は前記計量ます１６を上下動可能に支持させた吊りばね、１８は計量ます１６の底に設けた排水孔で、調整弁１９で排水量を調整できるようにしている。２０は計量ます１６の下降を検出する検出器、２１は計量ます１６に取り付けて検出器２０を動作させるマグネット、２２は計量ます１６からの水を雨量計槽１０に流入させる通水孔である。
なお、測定槽２および雨量計槽１０に図示しない水位目盛りを設けている。Ａ、Ｂは警報器たとえばブザー、８ａ、８ｂ、１４ａ、２０ａはそれぞれ検出器８Ａ、８Ｂ、１４，２０の出力により閉じる接点である。

雨量は地面に降った雨水が吸収されずに貯まったときの深さを示し、雨量強度は１時間で貯まる深さで降雨の強さ（激しさ）を示している。また、長雨や豪雨による地盤の緩みや地すべり、落石などの災害は、周囲の地理的条件で異なってくる。たとえば、同じ雨量強度の雨であっても、平地では安全であるが崖下等の場所では危険な状態になり得る。
したがって、本発明の装置では、設置する場所の環境に合わせて警戒を要する降雨強度や降水量を経験やデータによって適正と思われる値に設定する。そのため、この実施例では１時間４ｍｍより少ない雨量では測定槽２に貯まらないで排水口４から流出するように調整弁５を調整し、また、豪雨と見られる１時間１５ｍｍの雨量より少ない雨水は計量ます１６に貯まらないで排水孔１８から流出するように調整弁１９を調整してある。また、第１の検出器８Ａを警戒水位３６０mmに設定し、第２の検出器８Ｂを警戒水位以下であるが集中豪雨が加わったときは警戒を要する水位２４０mmに設定している。なお、雨量計槽１０の排出口１１は降雨前に弁１２で閉じている。

降雨により集水器１ａ、１ｂに受けた雨水は、同時に送水管３を介して測定槽２と計量ます１６に流入する。この雨量が１時間４ｍｍ以下であれば、測定槽２に流入した雨水は排水口４から流出し、計量ます１６に流入した雨水は排水孔１８から排水され、通水孔２２を介して雨量計槽１０に貯められる。降雨強度が増して集水器１ａ、１ｂからの雨水が１時間４ｍｍを超えると、排水口４から流出されない雨水が測定槽２内に貯まり、フロート６を押し上げるが、計量ます１６に流入する雨水は排水孔１８から流出し雨量計槽１０に貯められる。１時間４ｍｍを超える降雨が続き、フロート６が水位２４０mmに達すると第２の検出器８Ｂが動作し、接点８ｂを閉じるが、危険状態ではないので警報は出さないで閉路状態を保持する。フロート６が警戒水位３６０mmまで上昇すると、第１の検出器８Ａが動作して警報回路の接点８ａを閉路させ警報器Ａを鳴らして警報を発する。

１時間１５ｍｍを超える豪雨が生じると、集水器１ｂから計量ます１６に流入する雨水が排水孔１８から排出しきれなくなり計量ます１６内に貯められる。貯められた雨水の重さで吊りばね１７が伸びて計量ます１６が下降すると、マグネット２１が検出器２０を動作させ接点２０ａを閉路させる。
このとき測定槽２の水位が２４０mmに達していない状態であれば警報を出す必要はないが、すでに２４０mmに達している状態では集中豪雨による大量の降雨が加わって災害が発生する恐れがある。このため、第２の検出器８Ｂの出力と、検出器２０の出力を組み合わせており、検出器２０が動作したときに、第２の検出器８Ｂの接点８ａが動作状態を保持していれば、測定槽２の水位が警戒状態３６０mmに達していなくても、接点８ｂと２０ａがともに閉路して警報器Ｂを鳴らして集中豪雨による警戒が必要であるとの警報を出させる。

なお、測定槽２の水位は、測定槽の断面積に対応して水位目盛りを付し警戒水位を設定しているが、１時間４ｍｍ以下の雨水は排水口４から流出するので、雨量計槽１０の排出口１１をあらかじめ閉じて、通常の雨量計と同様に降雨量の測定を行い、弱い降雨強度が長期間続いたときや繰り返しの降雨などで総雨量が設定した警戒値に達すると、フロート１３のマグネット１５により検出器１４を動作させ、接点１４ａを閉じて警報を出すようにしている。
また、必要であれば、検出器２０の動作により別個に集中豪雨発生の警報を出させることも可能であり、警報器Ａ、Ｂ相互の音などを異ならせ、長雨の雨量による警報と、集中豪雨の警報を区別させることもできる。

図３は別の実施形態を示す構造説明図で、図１の実施例と同じ部分に同一の符号を付しており、図１における測定槽２と計量ます１６を一体にし雨量計槽１０を省いた構成にしている。
集水器１ｂから計量ます１６に流入する雨水は、１時間４ｍｍより少ない雨量では計量ます１６の排水孔１８から通水孔２２を通って測定槽２に流れ込み、排水口４から排出されるが、１時間４ｍｍを超えると、計量ます１６の排水孔１８と通水孔２２を通って測定槽２に流れ込んだ雨水が測定槽２に貯められる。測定槽２の水位が２４０ｍｍに達すると第２の検出器８Ｂが動作し接点８ｂを動作状態に保持する。降雨が続いてフロート６が警戒水位３６０mmまで上昇すると、第１の検出器８Ａが動作して接点８ａを閉じ警報器Ａを鳴らして警報を発する。
第２の検出器８Ｂが動作し接点８ｂが動作状態を保持しているときに、１時間１５ｍｍを超える豪雨があると、集水器１ｂから大量の水が計量ます１６に流れ込んで排水孔１８から排水ができずに計量ます１６に貯まる。貯まった水の重量で計量ます１６が圧縮ばね２３に抗して下降すると、検出器接点２０ａを閉路させ、警報器Ｂを鳴らして集中豪雨の警報を出させる。

本発明の実施例を示す構造説明図である。検出器の接続を示す警報回路図である。他の実施例を示す構造説明図である。

符号の説明

１ａ、１ｂ集水器
２測定槽
３送水管
４排水口
５調整弁
６フロート
８Ａ第１の検出器
８Ｂ第２の検出器
９マグネット
１０雨量計槽
１１排出口
１４検出器
１６計量ます
１８排水孔
２０検出器
２２通水孔
Ａ、Ｂ警報器

Claims

単位面積の降雨を集める２個の集水器と、
前記集水器の一方から雨水を流入させ、下部に設置地区に合わせてあらかじめ設定されたレベル以下の水量を排出する排水口を設けた測定槽と、
他方の集水器から雨水を流入させ、下部に設置地区に合わせてあらかじめ設定した豪雨時の降雨強度に相当する水量より少ない量の雨水を排出する排水孔を設けて上下動可能に支持した計量ますと、
計量ますに貯まる雨水の重さで計量ますが下降したことを検出する検出器とを設け、
前記測定槽に、測定槽内の水位が設置地区における警戒雨量に達したことを検出する第１の検出器と、警戒雨量以下であるが豪雨強度の降雨が加わると警戒を要する水位を検出する第２の検出器とをそなえ、
前記第１の検出器出力で警報を出すとともに、第２の検出器出力と計量ますの検出器出力を組み合わせて警報を出すようにしたことを特徴とする簡易雨量強度警報装置。
単位面積の降雨を集める集水器と、
前記集水器からの雨水を流入させ、下部に設置地区に合わせてあらかじめ設定した豪雨時の降雨強度に相当する水量より少ない量の雨水を排出する排水孔を設けて上下動可能に支持した計量ますと、
計量ますに貯まる雨水の重さで計量ますが下降したことを検出する検出器とを設け、
前記計量ますの排水孔から排出される雨水と計量ますから溢れる雨水を流入させ、下部に設置地区に合わせてあらかじめ設定されたレベル以下の水量を排出する排水口を設けた測定槽をそなえ、
前記測定槽に、測定槽内の水位が設置地区における警戒雨量に達したことを検出する第１の検出器と、警戒雨量以下であるが豪雨強度の降雨が加わると警戒を要する水位を検出する第２の検出器とをそなえ、
前記第１の検出器出力で警報を出すとともに、第２の検出器出力と計量ますの検出器出力を組み合わせて警報を出すようにしたことを特徴とする簡易雨量強度警報装置。
前記第１の検出器出力で出される警報と、計量ますの検出器出力によって出される警報が、区別できる警報である請求項１または２の簡易雨量強度警報装置。