JP5744685B2 - 水取器内水位監視装置及び水取器内水位監視通信システム - Google Patents

Description

本発明は、導管に設置される水取器内の水位を遠隔的に監視する水取器内水位監視装置及び水取器内水位監視通信システムに関するものである。

地中に埋設された導管には、管壁や継手の損傷部等から管内に水が浸入することがあり、浸入した水がより低い配管部分に滞水してガス等の輸送流体の供給支障を招く問題がある。これに対しては、原因を早急に確認して水の浸入を防ぐ修理を施しているが、原因特定が即座にできない場合は、滞水が生じやすい配管部分に水取器を設置し、この水取器がオーバフローしないように定期的に水位を監視し、ある程度水取器に水が溜まった状態が確認されると、水取器に連通する立管に排水ポンプを接続して溜まった水を排水することが行われている。

この際、水取器内の水位の監視には多大な労力が掛かり、これを軽減するために、遠隔的に水取器内の水位を監視できるシステムが検討されている。下記特許文献１に記載の従来技術によると、水位監視情報を無線で遠隔送信できる水位監視装置を、導管に設置された水取器毎に配備することが提案されている。この水位監視装置は、水位センサと、水位センサの検出結果を無線送信する無線送信手段と、この無線送信手段による送信を制御するための送信制御手段と、水位センサ，無線送信手段及び送信制御手段に電力供給する電池と、無線送信手段，送信制御手段及び電池を密閉収容するための密閉ケースとを備えている。

特開２０００３−１９４６１２号公報

前述した従来技術によると、水取器の立管を通して水取器内に水位センサを挿入し、水位センサに接続されるリード線を立管の上端開口から引き出しており、立管の上端開口を閉塞する栓に設けたリード線の引き出し部分に耐圧のパッキンを装着している。

このような従来技術では、遠隔的に水取器内の水位上昇が監視された場合に、この監視情報受けた作業者は現場に行き、立管の上端開口を開放して水取器内の水を排水する作業を行う。その際、先ず、立管の上端開口を閉塞した栓を取り外し、立管を経由して水取器内に達している長尺な水位センサを引き上げ、立管の上端開口に排水ポンプを接続する作業が必要になり、水位上昇が既に確認されており緊急を要する状況であるにも拘わらず、即座に水取器内の水を排水することができない問題があった。

一方、導管の一つの箇所に水取器を設置した後も浸入の原因調査は別途継続して行われており、原因が判って対策のための修理作業が完了した後には、その箇所に設置した水取器の水位監視は不要になる。そして、新たに原因不明の滞水が生じた場合には、その箇所に水取器を設置すると同時にその水取器に対して水位監視装置を設置することが必要になる。このため、水位監視装置は取り付け取り外しが容易で条件の異なる様々な現場で使い回しができることが求められるが、従来技術ではそのような工夫がなされていない問題があった。

更に従来技術では、密閉ケース内に設置される無線送信手段として、ケース内に携帯電話端末を設置することを提示しているが、通常鉄製の蓋で覆われたマンホール内に設置される監視装置において、密閉ケース内から直接公衆電話回線に接続しようとすると、接続条件によっては接続圏外になって緊急の水位監視情報を確実に遠隔地の受信先に送信できない問題があった。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、導管に設置された水取器内の水位を遠隔的に監視する装置において、水取器の水位上昇の情報を受信した作業者が作業現場で即座に排水作業を行うことができること、水取器内の水位を監視する装置をどのような現場であっても簡易に取り付け取り外しできるようにすること、水取器内の水位監視情報を確実に遠隔地の受信先に送信することができること、等が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明による水取器内水位監視装置は、以下の構成を少なくとも具備するものである。

導管に設置された水取器内の水位を遠隔的に監視する水取器内水位監視装置において、前記水取器内に当該水取器に連通し地上に開口するマンホール内に上端開口を配置した立管を経由して挿入される水検知センサと、前記マンホール内に配置され前記水検知センサの動作制御を行うと共に該水検知センサの検知信号を無線送信する検知・無線通信制御部と、前記マンホール内に配置され前記水検知センサを前記立管の上端開口に取り付ける取り付けユニットとを備え、前記取り付けユニットは、前記水検知センサ又は該水検知センサと前記検知・無線通信制御部とを接続するケーブルを支持する支持開口部と、前記立管を経由して前記水取器内に溜まった水を排水する排水ポンプを接続する接続開口部とを備え、前記検知・無線通信制御部は、前記マンホール内で前記取付ユニットの上に配置され、前記ケーブルは、前記検知・無線通信制御部を前記マンホールの外に取り出すことができる前記支持開口部からの長さを有することを特徴とする水取器内水位監視装置。

このような特徴を有する本発明の水取器内水位監視装置によると、水検知センサを立管の上端開口に取り付ける取り付けユニットを備え、取り付けユニットが支持開口部と接続開口部を備えているので、水検知センサが水取器内の水位上昇を検知した場合に、作業者は水検知センサを立管から取り外すこと無く接続開口部に排水ポンプを接続して即座に水取器内の水を排水する作業を開始することができる。

本発明の一実施形態に係る水取器内水位監視装置の全体構成と関連システムを示した説明図である。 本発明の実施形態に係る水取器内水位監視装置を用いた現場での排水作業を示す説明図である。 水検知センサの具体的な構成例を示した説明図である。 本発明の実施形態に係る水取器内水位監視通信システムの構成例を示した説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る水取器内水位監視装置の全体構成と関連システムを示した説明図である。水取器内水位監視装置は、水検知センサ１０、検知・無線通信制御部２０、取り付けユニット３０を備えている。

水検知センサ１０は、導管１に設置された水取器２内に水取器２に連通した立管３を経由して挿入される。この水検知センサ１０は、先端部が水取器２内に溜まった水の中に浸かったことを検知して検知・無線通信制御部２０に検知信号を出力する。

検知・無線通信制御部２０は、地上に開口するマンホール４内に配置され、ボックス２０Ａ内に各種の機能部品が配備されている。検知・無線通信制御部２０は、検知制御手段２１、無線送受信手段２２、電源手段２３を備えている。検知制御手段２１は水検知センサ１０からの検知信号が入力されると共に水検知センサ１０の動作を制御するものである。無線送受信手段２２は、検知制御手段２１に水検知センサ１０からの検知信号が入力された場合に、その検知信号に基づいて公衆回線中継器５に特定小電力無線波を送信する手段である。電源手段２３は、水検知センサ１０，検知制御手段２１，無線送受信手段２２のそれぞれに電気供給を行うものである。検知・無線通信制御部２０は気密性のボックス２０Ａ内に収められており、そのボックス２０Ａは、マンホール４の蓋４Ａを開けるとすぐに取り出すことができるようにマンホール４内に配置されている。

取り付けユニット３０は、水検知センサ１０を立管３の上端開口３Ａに取り付ける部材である。また、取り付けユニット３０は、水検知センサ１０又は水検知センサ１０と検知・無線通信制御部２０とを接続するケーブル１１を支持する支持開口部３１と、立管３を経由して水取器２内に溜まった水を排水する排水ポンプを接続する接続開口部３２を備えている。

支持開口部３１は、水検知センサ１０又はケーブル１１の立管３への挿入長さを調整自在に支持する支持蓋部材３１Ａで気密に塞がれている。また、接続開口部３２は排水ポンプが接続自在になる蓋部材３２Ａで気密に塞がれている。

このような構成を備えた水取器内水位監視装置によると、水取器２内に水が溜まって設定された水位に達すると、水検知センサ１０が検知信号を出力し、検知信号が入力された検知制御手段２１は無線送受信手段２２を動作させて、特定小電力無線波を公衆回線中継器５に送信する。この際、ボックス２０Ａは金属製の蓋４Ａで覆われたマンホール４内に収納されているが、この状態であっても特定小電力無線波が確実に届く範囲に公衆回線中継器５が設置されている。

公衆回線中継器５は、無線送受信手段２２からの信号を受信すると携帯電話機６を自動発信させる機能を備えており、信号を受信した水取器２の場所等を含む管理情報を加えた水位監視情報が携帯電話機６から発信される。携帯電話機６が発信した水位監視情報は、公衆電話回線７を経由して遠隔地の基地局８に送信され、この基地局８から作業者の携帯電話機（携帯情報端末）９に情報が送信される。携帯電話機６から公衆電話回線７を経由して直接作業者が所持する携帯電話機９に情報を送信するようにしてもよい。

このような水取器内水位監視装置によると、金属製の蓋４Ａで覆われたマンホール４内にボックス２０Ａが収納されている状況であっても、水取器２内の水位監視情報を確実に遠隔地の受信先に送ることができる。これによって、水取器２がオーバフローして導管１が閉塞される状況を高い確率で抑止することができる。

図２は、本発明の実施形態に係る水取器内水位監視装置を用いた現場での排水作業を示す説明図である。作業者は、公衆回線中継器５の携帯電話機６からの水位監視情報を自身の携帯電話機（携帯情報端末）９で受信すると水取器２の設定された現場に行き、マンホール４の蓋４Ａを開放して、ボックス２０Ａをマンホール４の外に取り出す。そして、取り付けユニット３０の接続開口部３２の蓋部材３２Ａを外して、接続開口部３２に排水ポンプ３３の吸引口３３Ａを接続する。その後、排水ポンプ３３を動作させ、立管３と取り出しユニット３０を経由して水取器２内の水をマンホール４の外に排水する。

このような、水取器内水位監視装置によると、取り付けユニット３０が接続開口部３２を備えているので、水検知センサ１０が水取器２内の水位上昇を検知した場合に、作業者は水検知センサ１０を立管３から取り外すこと無く接続開口部３２に排水ポンプ３３を接続して即座に水取器２内の水を排水する作業を開始することができる。これによって、現場での排水作業が遅れることによって水取器２がオーバフローして導管１が閉塞される状況を高い確率で抑止することができる。

図３は、水検知センサ１０の具体的な構成例を示した説明図である。同図（ａ）に示した例は二極電極センサによる例である。この例の水検知センサ１０は、先端に一対の電極１０Ａ１，１０Ａ２を備えており、この電極１０Ａ１，１０Ａ２に接続された導線１０Ｂ１，１０Ｂ２間には電源手段２３によって常時電圧が印加されている。また、導線１０Ｂ１，１０Ｂ２は中実の挿入ロッド１０Ｃ内に保持されている。この水検知センサ１０は、一対の電極１０Ａ１，１０Ａ２間に水が介在することで導線１０Ｂ１，１０Ｂ２間に電流が流れることを検知制御手段２１が検知して検知信号を出力する。

図３（ｂ）に示した例は、光ファイバを用いた例である。この例の水検知センサ１０は、一対の光ファイバ１０Ｄ１，１０Ｄ２を備えており、この光ファイバ１０Ｄ１，１０Ｄ２には発光素子２１Ａと受光素子２１Ｂがそれぞれ接続されている。発光素子２１Ａと受光素子２１Ｂは電源手段２３が接続された発光受光制御手段２１Ｃによって駆動され、発光素子２１Ａ，受光素子２１Ｂ，発光受光制御手段２１Ｃによって検知制御手段２１が構成されている。また、光ファイバ１０Ｄ１，１０Ｄ２は中実の挿入ロッド１０Ｃ内に保持されており、光ファイバ１０Ａ１，１０Ｄ２の先端には円錐状の全反射ヘッド１０Ｅが接続されている。この水検知センサ１０は、水を検知していない状態では発光素子２１Ａから発せられる光が光ファイバ１０Ｄ１，全反射ヘッド１０Ｅ，光ファイバ１０Ｄ２を経由して受光素子２１Ｂに入射し、受光素子２１Ｂが設定された値の受光量を出力する。これに対して全反射ヘッド１０Ｅが水に浸かると、全反射ヘッド１０Ｅでの全反射が得られなくなり、受光素子２１Ｂの受光量が低下する。この受光量の出力低下を発光受光制御手段２１Ｃが検知して検知信号を出力する。

本発明の実施形態では、水検知センサ１０は取り付けユニット３０に支持されて、取り付けユニット３０と一体に立管３の上端開口３Ａに取り付けられている。したがって、導管１の滞水原因調査の結果、原因が明らかになり、滞水防止修理が完了した後には、水検知センサ１０を取り付けユニット３０と一体に立管３の上端開口３Ａから取り外すことができる。これによって、本発明の実施形態に係る水取器内水位監視装置は、一つの現場における水取器２の立管３から簡易に取り外して、別の現場で転用することが可能になる。その際、取り付けユニット３０の支持開口部３１は、水検知センサ１０又はケーブル１１の立管３への挿入長さを調整自在に支持する支持蓋部材３１Ａを備えているので、さまざま現場で異なる長さを有する立管３に対しても、挿入長さを調整することで適宜転用が可能になる。

次に、水取器内水位監視装置を含む通信システムにおけるシステムの健全性確認機能について説明する。図４は、本発明の実施形態に係る水取器内水位監視通信システムの構成例を示した説明図である。この通信システムは、前述した構成を備える水取器内水位監視装置と公衆回線中継器５と携帯電話機（携帯情報端末）９とを備えている。

水取器内水位監視装置の検知・無線通信制御部２０は、前述した検知制御手段２１と無線送受信手段２２と電源手段２３に加えて、異常検知手段２４を備えている。また、公衆回線中継器５は、前述した携帯電話機６に加えて、検知・無線通信制御部２０の無線送受信手段２２に対して特定小電力無線波で送受信を行う無線送受信手段５１と、異常検知手段５２を備えている。

公衆回線中継器５の異常検知手段５２は、携帯電話機（携帯情報端末）９からの動作確認情報ａを受信した場合に動作正常情報ｂを携帯電話機９に送信する通信動作確認機能を有している。これによると、携帯電話機９から公衆回線中継器５の携帯電話機６に公衆電話回線７を介して動作確認情報ａを送ると、異常検知手段５２の通信動作確認機能によって公衆回線中継器５の携帯電話機６から自動で動作正常情報ｂが携帯電話機９に送信されることになる。これにより、携帯電話機９から動作確認情報ａを送信したにも拘わらず応答が無い場合に、公衆回線中継器５の通信不具合を確認することができる。

また、公衆回線中継器５の異常検知手段５２は、定期的又は携帯電話機９からの動作確認情報ａを受信すると自己診断を実施して、この自己診断の結果を携帯電話機９に送信する内部動作確認機能を有している。この場合も内部動作の故障が深刻な場合は自己診断の結果が携帯電話機９に送信されないことになるので、携帯電話機９の受信状況によって公衆回線中継器５の内部動作の健全性を確認することができる。

更には、公衆回線中継器５の異常検知手段５２と水取器内水位監視装置（検知・無線通信制御部２０）の異常検知手段２４は、自動で定期的通信ｃを実施しており、公衆回線中継器５の異常検知手段５２は、定期的通信ｃが途絶えたことを検知して携帯電話機９に異常情報を送信する機能を有する。これによると、携帯電話機９がこの異常情報を受信することで、公衆回線中継器５と水取器内水位監視装置との間の無線通信状況の不具合を確認することができる。

更には、水取器内水位監視装置（検知・無線通信制御部２０）の異常検知手段２４は、検知・無線通信制御部２０を駆動する電源手段２３の端子電圧を計測し、端子電圧の低下に基づいて電源異常信号を公衆回線中継器５の無線送受信手段５１に送信する。公衆回線中継器５における異常検知手段５２は、前述した電源異常信号を受信した場合に、携帯電話機９に電池交換要求の情報を送信する。これによると、携帯電話機９が電池交換要求の情報を受信することで、作業者は水取器内水位監視装置における電源手段２２の電池交換が必要であることを把握できる。

本発明の実施形態に係る水取器内水位監視通信システムは、このようなシステムの健全性確認機能を有しているので、携帯電話機（携帯情報端末）９が何らの情報を受信しない状況が水取器内の水位が低いことによるものか、システムの異常によるものかを適正に判別することができる。これによって信頼性の高い水取器内の水位監視を遠隔的に行うことができる。

１：導管，２：水取器，３：立管，４：マンホール，
５：公衆回線中継器，６：携帯電話機，７：公衆電話回線，８：基地局，
９：携帯電話機（携帯情報端末），
１０：水検知センサ，１１：ケーブル，
２０：検知・無線通信制御部，
２１：検知制御手段，２２：無線送受信手段，２３：電源手段，
２４：異常検知手段，
３０：取り付けユニット，３１：支持開口部，３２：接続開口部，
３３：排水ポンプ，５１：無線送受信手段，５２：異常検知手段

Claims (7)

1. 導管に設置された水取器内の水位を遠隔的に監視する水取器内水位監視装置において、
   前記水取器内に当該水取器に連通し地上に開口するマンホール内に上端開口を配置した立管を経由して挿入される水検知センサと、前記マンホール内に配置され前記水検知センサの動作制御を行うと共に該水検知センサの検知信号を無線送信する検知・無線通信制御部と、前記マンホール内に配置され前記水検知センサを前記立管の上端開口に取り付ける取り付けユニットとを備え、
   前記取り付けユニットは、前記水検知センサ又は該水検知センサと前記検知・無線通信制御部とを接続するケーブルを支持する支持開口部と、前記立管を経由して前記水取器内に溜まった水を排水する排水ポンプを接続する接続開口部とを備え、
   前記検知・無線通信制御部は、前記マンホール内で前記取付ユニットの上に配置され、前記ケーブルは、前記検知・無線通信制御部を前記マンホールの外に取り出すことができる前記支持開口部からの長さを有することを特徴とする水取器内水位監視装置。
2. 前記支持開口部は、前記水検知センサ又は前記ケーブルの前記立管への挿入長さを調整自在に支持する支持蓋部材で気密に塞がれており、
   前記接続開口部は、前記立管の鉛直上部に配置されていることを特徴とする請求項１記載の水取器内水位監視装置。
3. 前記検知・無線通信制御部は、前記水検知センサの検知信号に基づいて公衆回線中継器に特定小電力無線波を送信する無線送信手段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の水取器内水位監視装置。
4. 請求項３に記載された水取器内水位監視装置と、
   前記無線送信手段が送信する特定小電力無線波を受信して公衆回線との間で情報を送受信する公衆回線中継器と、
   公衆回線を介して前記公衆回線中継器との間で情報を送受信する携帯情報端末器とを備えた水取器内水位監視通信システムであって、
   前記公衆回線中継器と前記水取器内水位監視装置はそれぞれ異常検知手段を備え、
   前記公衆回線中継器の異常検知手段は、前記携帯情報端末からの動作確認情報を受信した場合に動作正常情報を前記携帯情報端末に送信する動作確認機能を有することを特徴とする水取器内水位監視通信システム。
5. 前記公衆回線中継器の異常検知手段は、定期的又は前記携帯情報端末からの動作確認情報を受信すると自己診断を実施して、当該自己診断の結果を前記携帯情報端末に送信することを特徴とする請求項４記載の水取器内水位監視通信システム。
6. 前記公衆回線中継器の異常検知手段と前記水取器内水位監視装置の異常検知手段は、自動で定期的通信を実施し、前記公衆回線中継器の異常検知手段は、前記定期的通信が途絶えたことを検知して前記携帯情報端末に異常情報を送信することを特徴とする請求項４又は５記載の水取器内水位監視通信システム。
7. 前記水取器内水位監視装置の異常検知手段は、前記検知・無線通信制御部を駆動する電源手段の端子電圧を計測し、当該端子電圧の低下に基づいて電源異常信号を送信し、
   前記公衆回線中継器における異常検知手段は、前記電源異常信号を受信した場合に、前記携帯情報端末に電池交換要求の情報を送信することを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の水取器内水位監視通信システム。

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