JP6855114B2

JP6855114B2 - 水位計

Info

Publication number: JP6855114B2
Application number: JP2017016177A
Authority: JP
Inventors: 金子　敦; 敦金子
Original assignee: Nippon Antenna Co Ltd
Current assignee: Nippon Antenna Co Ltd
Priority date: 2017-01-31
Filing date: 2017-01-31
Publication date: 2021-04-07
Anticipated expiration: 2037-01-31
Also published as: JP2018124163A

Description

本発明は、洪水等の危険を報知する水位計に関する。

水を吸収することにより発電を開始する水電池および水位の上昇を検知する水位計の背景技術の例として以下のものが存在する。

特許文献１：特開２０１２−２０７３９６号公報
文献１には、水害発生時に危険箇所となりうる構造物に取り付けられて、水位の上昇に応じて当該危険箇所の位置を表示する水害時危険箇所表示システムであり、水位の上昇に応じて水面に浮上して危険箇所の存在を表示する表示ブロックと、水流により発電する発電ブロックと、水位の上昇に応じて表示ブロックの保持を解除し、表示ブロックに発電ブロックから配線ケーブルを介して電力を供給するとともに、配線ケーブルにより表示ブロックの流失を防止する水害時危険箇所表示システムが記載されている。
同文献に示される構成は、発電ブロックと表示ブロックを別構成とし、両者間を配線ケーブルで接続する構成であり、構造が複雑となり設置作業およびメンテナンスが困難である。

特許文献２：特許５８５１８７７号公報
文献２には、地下施設の漏水を受けて発電する自己発電型漏水検知センサと、該自己発電型漏水検知センサからの発電電圧あるいは発生電流に基づいて漏水が生じたことを表示する表示装置と、漏水を受ける容器を備え、該漏水により電力を発生する電池を有することを特徴とする地下施設の自己発電型漏水検知装置が記載されている。
同文献は有害な出水を検知して報知するものであるが、その構成は、トンネル等地下施設の天井部に配置し、天井からの漏水を検知するものであり、河川等の増水を検知して洪水の危険性を報知する目的には使用できない。

特許文献３：特許３７７４４２８号公報
文献３には、上側セルと下側セルからなり、上側セルは水が供給されることにより発電する陽電極と陰電極で構成され、海水中に投入すると上側のセルは水面上に保持され、下側のセルは水面下に没し、上側のセルの陽電極と陰電極の間に配置された吸水性素材が海水に浸され発電し、上側セルの先端に配置されたＬＥＤを発光させる電池が記載されている。
同文献に記載される構成は海に投入されることにより自動的に発電を開始する発光浮きあるいは海難救助信号浮子に関するものであり、河川等の増水を検知するものではない。

特許文献４：特許５６９６１４８号公報
文献４には、外部から液体が進入する容器本体に所要量の液体が収容されたことを感知するセンサ構造体を含むセンサ付きの液体保持容器であり、センサ構造体は前記液体によって発電する水電池である液体保持容器が記載されている。
当該容器は病院等で使用し、患者等から採取した尿が所定量を超えたことを検知して報知するものであり、河川等の増水を検知して洪水の危険性を報知する目的とは異なるものである。

特許文献５：特許５６９５８５４号公報
文献５には、袋状の第１保持部を有する電気絶縁性であり透水性を有する外包シートと、負極電極板を有する負極端子と、第１保持部に挿入され負極電極板との間に正極活物質が介在されている正極電極板を有する正極端子からなる薄型の水電池が記載されている。

特許文献６：特許５６３８２７３号公報
文献６には、正極端子を有する正極電極板と、負極端子を有する負極電極板と、正極電極板と負極電極板との間の正極活物質と、電気絶縁性及び透水性の外包シートを有し、正極電極板と前記負極電極板との間で正極電極板の内面に当接する正極活物質の層と、正極活物質の層と負極電極板の内面との間に外包シートにより形成された電気絶縁体の層が介在し、正極電極板と負極電極板の両外面が外包シートによって被包されている薄型で小型の水電池が記載されている。

特許文献７：特開２０１６−０７６３６１号公報
文献７には、電池セルはマグネシウムよりイオン化傾向の小さい金属材料から構成される正極と、前記正極に電気的に接続された正極引出し電極と、マグネシウム合金材料から構成される負極と、該負極に電気的に接続された負極引出し電極と、前記正極の表面、又は前記正極と前記負極との間に設けられた吸水性及び保水性を有するシート材と、前記ハウジングに充填された水溶性の固体電解質とを備え、固体電解質は、１種又は複数種のクエン酸塩から構成されている水電池が記載されている。

特許文献８：特許５８５９９２０号公報
文献８には、外枠体の内面に固定された正極体と、外枠体の内部に位置する負極体とを含み、外枠体は注入された液体を保持する注液域を有し、正極体部分が下となる方向の時は正極体と負極体が注液域に位置し、前記方向とは異なる方向の時は正極体と負極体のいずれか一方のみが注液域内に位置する水電池が記載されている。

特開２０１２−２０７３９６号公報特許５８５１８７７号公報特許３７７４４２８号公報特許５６９６１４８号公報特許５６９５８５４号公報特許５６３８２７３号公報特開２０１６−０７６３６１号公報特許５８５９９２０号公報

水位の上昇を検知し報知するためには、水位計、表示装置または水位情報伝達手段と電源が必要である。有線で電源を供給したものも提案されているが、ＡＣ電源の引き込み工事や、配線の敷設などコストがかさんでいた。また、外部からの電力供給を必要としない独立設置型の水位計として、太陽光パネルなどの発電装置と２次電池を用いた構成がある。しかしこれらの構成であっても、装置を構成する機器が増加するため、コスト高等の課題があった。また太陽パネルを使用すると、日陰では発電できないため、設置場所が限定されるという課題があった。
水位の上昇を検知する従来の水位計は、微量ではあるが待機電力を必要とし、１次電池は自然放電をするため、浸水発生時の電池切れを防止するため、電池の交換等の保守が高頻度で必要であった。

本発明は水位計内に水電池と当該水電池が発生した電力により駆動される表示装置、必要に応じて通信装置を設置するものである。河川等の水位が上昇し、有意な水位に達すると、水位計内に水が浸入する。浸入した水により水電池が発電を開始し、この電力により表示装置や通信装置を駆動し、警告の表示や情報の通信等を行う。この構成により、水位計が実行する、水位が危険値以上となったことを検知する機能と、表示等を制御する機能の２つの機能のための電源を水電池という一つの構成要素により実現させることが可能となる。

河川等の水位が上昇すると装置内に水が浸入する構成とし、この侵入した水を発電に使用することにより、水位の上昇の検知と駆動用の電力を得るための発電を同時に行うことが可能となり、水位計と電源を一体化することが可能となる。また、水位の上昇に伴い装置内に浸入した水が電解液の役目を果たして発電を行うことで、水の浸入が無く、水位計が動作していない時の待機電力をゼロとする事が可能となる。この結果、水位の上昇を検知する必要が発生した時に電池切れの状態に陥ることが無くなる。また、太陽光発電等を使用した端末のように、日照等の条件に制約されることもなく、日陰や地中などで使用可能となる。また、従来のスタンドアローン端末のように、自己発電（太陽光や水力等）を必要としない為、部品点数が減ると共に、構造が単純で、一つの筺体に必要な機能を組み込むことが可能であり低コストとなる。
また通信手段を備えることにより、装置の内部情報をセンター等に送信する構成とすることにより、発電能力等、内部状態の把握が可能となる。

本発明に係る防湿型水電池を用いた水位計の概念図実施例１に係る水位計に使用される水電池の図実施例１に係る水位計に使用される水電池の断面詳細図実施例１に係る水位計に使用される水電池の構成説明図１実施例１に係る水位計に使用される水電池の構成説明図２実施例１に係る水位計に使用される水電池と水位計防水チューブの図実施例１に係る水位計全体の構造図実施例１に係る水位計の外観および断面図実施例１に係る水位計の断面の詳細図実施例１に係る水位計の動作説明図実施例２に係る水位計内部の構成図実施例２に係る水位計全体の構成図実施例２に係る水位計全体および内部の構成図実施例２に係る水位計の断面の詳細図実施例３に係る水位計全体および内部の構成図実施例４に係る水位計に使用される水電池部の全体および内部の構成図実施例４に係る水位計に使用される水電池部の断面詳細図実施例４に係る水位計の構成図実施例４に係る水位計の取り付け図実施例４に係る水位計の動作説明図実施例５に係る水位計全体の構成図実施例５に係る水位計の表示部の取り付け図実施例５に係る水位計のカバーの取り付け図実施例６に係る水位計全体の組立図実施例６に係る水位計全体の詳細図実施例７に係る水位計全体の組立図実施例８に係る水位計の構成図実施例９に係る水位計全体の構成図実施例９に係る水位計の使用例図実施例９に係る水位計の動作説明図実施例１０に係る水位計全体の構成図

〔本発明の概要〕
図１（ａ）は本発明に係る水電池を用いた第１の水位計の概念図であり、水電池により構成された電源装置１０とＬＥＤ等からなる警告表示器１１により構成されている。当該装置は河川の増水、道路の冠水等、水位が有意な水位まで上昇した時、河川等の水が電源装置１０に侵入する高さに設置される。河川等の水位が有意な水位より低く、電源装置１０に水が浸入していない状況では、電源装置１０の水電池は発電を行わず警告表示器１１が点灯することはない。河川等の水位が有意な水位に達すると水電池に水が浸入し、水電池が発電を開始して警告表示器１１が点灯する。

図１（ｂ）は本発明に係る水電池を用いた第２の水位計の概念図であり、水電池により構成された電源装置２０、マイクロコントローラ２１、位置測位装置２２、および通信網通信Ｉ／Ｆ２３により構成されている。（ａ）と同様、河川等の水位が有意な水位まで上昇した時、水が電源装置１０に侵入する高さに設置され、有意な水位に達すると電源装置１０に水が浸入し、電源装置２０の水電池は発電を開始する。水電池の電力によりマイクロコントローラ２１は起動され、位置測位装置２２のＧＰＳ機能により装置が設置されている位置の情報、水電池の発電能力等、水位計の各種情報を収集し、通信網通信Ｉ／Ｆ２３によりセンターに送信する。

水電池の一つの構成は、負極をマグネシウム、またはマグネシウム合金、正極を塩化銀等の物質で構成し、負極と正極の間に塩を含んだ粉末充填体を配置した構造であり、粉末充填体に水が注入されると、正極では水酸化イオンと水素が生成され、負極では水酸化イオンによりマグネシウムが水酸化マグネシウムに変化することにより、電子が負極から正極に移動して電力を供給するものである。
他の構成としてマグネシウム空気電池がある。この電池は負極をマグネシウム、またはマグネシウム合金、正極を活性炭あるいは銅等の金属を活性炭で覆ったものとし、負極と正極の間に塩を含んだ粉末充填体を配置した構成である。粉末充填体に水を注入することにより、正極の活性炭は空気中の酸素を取り込んで水酸化イオンを塩水中に放出し、負極のマグネシウムは塩水中の水酸化イオンにより水酸化マグネシウムに変化して、電子が負極から正極に移動して発力を供給するものである。
いずれの形式の電池であっても、粉末充填体に水を注入するまでは自然放電は無く長期の保存が可能である。
本発明に係る水位計に用いる水電池の形式は問わない。

〔実施例１〕
図２−１から図２−５は本発明の実施例１に係る水位計に用いる水電池１００の図であり、図２−６から図２−９は実施例１に係る水位計１２０を示す図である。
図２−１の（ａ）は水電池１００の上面図、（ｂ）は上方からの斜視図、（ｃ）は（ｅ）の「Ａ−Ａ」断面図、（ｄ）は左側面図、（ｅ）は正面図、（ｆ）は右側面図、（ｇ）は背面図、（ｈ）は下面図であり、図２−２は図２−１（ｃ）の詳細図である。
図２−３は水電池１００の構成要素の図であり、（ａ）は上方からの斜視図、（ｂ）は下方からの斜視図である。
図２−４は水電池１００の組立途中の図であり、（ａ）は上方からの斜視図、（ｂ）は下方からの斜視図である。

水電池１００は、外筒体１０３の内側にマグネシウム等により構成された負極集電体１０８と、中央に塩化銀あるいは活性炭により構成された正極集電体１０５を有している。負極集電体１０８と正極集電体１０５の間の空間の上部には絶縁体１０６が、下部には粉末充填体１１０が収納されている（図２−２）。
正極集電体１０５は粉末充填体１１０中央の正極集電体用穴１１１（図２−４）、絶縁体１０６中央の正極集電体貫通穴１０７を通って、外筒体１０３の上面に設けられた外筒体突起部１０４に達している。外筒体突起部１０４内に位置する正極集電体１０５には正極端子１０１が正極集電体受け窪み１０２により固定されている（図２−３）。
外筒体１０３の下部には底板１１２を装着する外筒体下部１０９が設けられている。底板１１２には外水が浸入する複数の浸水穴１１３が開けられている（図２−４）。

図２−５は水電池１００に正負一対の導線を接続した図であり、正極配線１２１が正極端子１０１に、負極配線１２２が外筒体１０３を介して負極集電体１０８に接続される。正負の導線１２１と１２２、正極端子１０１を水気から保護するため水位計防水チューブ１２３が取り付けられている。
図２−６は実施例１に係る水位計１２０の全体構造図であり、（ａ）は水位計の構成要素の分解図、（ｂ）は水位計の外観図である。
水位計１２０の円筒形のケース１３１内に水電池１００と水位計防水チューブ１２３が収納される。ケース１３１上面の開口部１３２に固定されるケース蓋１２５には水位計防水チューブ１２３と結合される穴１２８が開けられており、位置決めピン１２６が取り付けられている。
ケース蓋１２５の穴１２８の上にはＬＥＤ取り付け部１２７が配置され、その中央部に開けられたＬＥＤ取り付け穴１２９には水位計防水チューブ１２３内の正負の配線１２１、１２２に接続されたＬＥＤ１２４が取り付けられている。
ケース１３１の側面下部には外水が浸入する複数の取水口１３３が開けられている。またケース１３１の底面１３４にも取水口１３５が開けられている（図２−７）。

図２−７は水位計１２０の外観と断面図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は上方からの斜視図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は（ｅ）の「Ａ−Ａ」断面図、（ｅ）は正面図、（ｆ）は右側面図、（ｇ）は背面図、（ｈ）は下面図であり、図２−８の（ａ）、（ｂ）は、図２−７の（ｄ）、（ｅ）の詳細図である。
同図において、１３１はケースであり、１２４はＬＥＤ、１２７はＬＥＤ取り付け部、１２５はケース蓋、１２３は水位計防水チューブである。１００は水電池であり、１２１は正極配線、１２２は負極配線、１０１は正極端子、１０６は絶縁体、１１０は粉末充填体、１０３は外筒体、１０５は正極集電体、１０８は負極集電体、１１２は水電池１００の底板、１１３は浸水穴である。１３３はケース側面の取水口であり、ケース１３１の底面１３４にはケース底面取水口１３５が開けられており、底面１３４の内部側には水電池１００を設置する水電池設置部１３６が設けられている。

図２−９は水位計１２０の動作説明図であり、（ａ）は低水位時、（ｂ）は高水位時の状態を示す図である。
水位計１２０が設置されている河川等の水位が上昇し、ケース底面取水口１３５とケース側面の取水口１３３を超える水位１４１に達すると、外水がケース１３１内に浸入する。水位が更に上昇し水電池１００の底板１１２に開けられた浸水穴１１３を超えると、粉末充填体１１０は水を吸収して発電を開始する（水位１４２）。この結果ＬＥＤ１２４が点灯して、水位計１２０が設置された場所の水位が有意な水位に達したことを報知する。
この構成により、水位計１２０は設置場所の水位が有意な水位に達したことの検知する機能と、有意な水位に達したことを近隣に報知する機能を一つの装置により同時に果たすことが可能となる。

〔実施例２〕
図３−１から図３−４は本発明の実施例２に係る水位計１６０を示す図である。
図３−１は内部構成を示す図であり、（ａ）は上方からの斜視図、（ｂ）は下方からの斜視図である。
水電池の形式や形状は問わないが、実施例２では実施例１に示される水電池１００を用いた例であり、１０１は正極端子、１０２は正極集電体受け、１０３は外筒体、１１２は底板、１１３は浸水穴、１２１は正極配線、１２２は負極配線である。
１６２は回路基板でありマイクロコントローラ等の回路要素を搭載し、正極配線１２１と負極配線１２２を介して水電池１００から駆動電力が供給される。回路基板１６２は水電池１００の発電状態等の内部状態の情報を収集しアンテナ回路１６３を介してセンター等に送信する。また、ＧＰＳ機能を持たせることにより水位計１６０が設置されている位置の情報を取得して送信する構成とすることも可能である。
ＬＥＤ１６４により有意な水位に達したことを警告表示する構成となっている。
１６１はスペーサであり、内部に回路基板１６２、アンテナ回路１６３を保持する手段を備えるともに、これら回路部に水が浸入することを防ぐ機能を有している。

図３−２は水位計１６０の組立途中の図であり、（ａ）は上方からの斜視図、（ｂ）は下方からの斜視図である。
水電池１００の上方にスペーサ１６１が取り付けられており、内部には回路基板１６２、アンテナ回路１６３、ＬＥＤ１６４が収納されている。
１６７はケースの本体であり側面下部には外水が浸入する複数の取水口１６９が開けられている。またケース１６７の底面１７０にも取水口１７１が開けられている。
１６５はケース１６７上面の開口部に固定されるケース蓋であり、ＬＥＤ取り付け部１６６を介してＬＥＤ１６４が取り付けられる。

図３−３は水位計１６０の外観と断面図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は上方からの斜視図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は（ｅ）の「Ａ−Ａ」断面図、（ｅ）は正面図、（ｆ）は右側面図、（ｇ）は背面図、（ｈ）は下面図であり、図３−４の（ａ）、（ｂ）は、図３−３の（ｄ）、（ｅ）の詳細図である。
同図において、１６７はケースであり、１６４はＬＥＤ、１６６はＬＥＤ取り付け部、１６５はケース蓋、１６１はスペーサ、１６９はケース側面の取水口である。１００は水電池であり、１２１は正極配線、１２２は負極配線、１０１は正極端子、１０６は絶縁体、１１０は粉末充填体、１０３は外筒体、１０５は正極集電体、１０８は負極集電体も１１２は底板、１１３は浸水穴である。ケース１６７の底面１７０にはケース底面取水口１７１が開けられており、内部側には水電池１００を設置する水電池設置部１３６が設けられている。

水位計１６０が設置されている河川等の水位が上昇し、ケース底面取水口１７１とケース側面の取水口１６９を超えると、外水がケース１６７内に浸入する。水位が更に上昇し水電池１００の底板１１２に開けられた浸水穴１１３を超えると、粉末充填体１１０は水を吸収して発電を開始する。この結果ＬＥＤ１６４が点灯して、水位計１２０が設置された場所の水位が有意な水位に達したことを報知するとともに、回路基板１６２に通電され、マイクロコントローラが予め設定されたプログラムに従って動作し、所定の情報をアンテナ回路１６３を介して送信する。

〔実施例３〕
図４は本発明の実施例３に係る水位計１８０を示す図である。
本実施例は第１あるいは第２の実施例に示される水位計を複数直列に接続することにより、河川等の増水の進行に伴い警告あるいはセンター等に送信する情報を自動的に変更することを可能とするものである。
図４に示される水位計１８０は、実施例１に示される水位計１２０を三台（一段目の水位計１２０−１、二段目の水位計１２０−２、三段目の水位計１２０−３）直列に接続し、三つの水位に対して警告を発することを可能としたものであり、（ａ）は上方からの斜視図、（ｂ）は透視図、（ｃ）は各水位計１２０の水電池１００を省略した図、（ｄ）は二段目と三段目を分離した図である。

（ｂ）および（ｃ）に示されるように、格段の水位計１２０−１、１２０−２、１２０−３の水電池設置部１３６−１、１３６−２、１３６−３上に水電池１００−１、１００−２、１００−３が搭載されており、各ケース蓋に取り付けられたＬＥＤ１６４−１、１６４−２、１６４−３の発光を制御する。
一段目の水位計１２０−１と二段目の水位計１２０−２の間は第１光透過性覆１８１により結合され、二段目の水位計１２０−２と三段目の水位計１２０−３の間は第２光透過性覆１８２により結合されている。覆の光透過性により、一段目のＬＥＤ１６４−１の発光、および、二段目のＬＥＤ１６４−２の発光を外部から視認することが可能となっている。
水位計１８０が設置された河川等の水位が上昇し、一段目の水位計１２０−１の取水口１３３−１を超えると、水位計１２０−１の水電池１００−１が発電を開始しＬＥＤ１６４−１を点灯する。更に水位が上昇し、水位計１２０−２の取水口１３３−２を超えると、ＬＥＤ１６４−２が点灯し、次に水位計１２０−３の取水口１３３−３を超えるとＥＤ１６４−３が点灯する。この構成により、水位の上昇の量に応じた警告の表示が可能となる。

〔実施例４〕
図５−１から図５−５は本発明の実施例４に係る水位計２２０を示す図である。
本実施例に係る水位計２２０は電柱等に取り付けることが可能な形状とするものであり、図５−１と図５−２は実施例５に係る水位計に用いる水電池２００を、図５−３から図５−５は水位計２２０の構成と使用例を示す図である。
図５−１は水電池２００の外観と断面図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は上方からの斜視図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は（ｅ）の「Ａ−Ａ」断面図、（ｅ）は正面図、（ｆ）は右側面図、（ｇ）は背面図、（ｈ）は下面図であり、図５−２の（ａ）、（ｂ）は、図３−３の（ｄ）、（ｅ）の詳細図である。

水電池２００の構成は図２−１と図２−２に示される水電池１００と同等の構成であり、外筒体２０３の内側にマグネシウム等により構成された負極集電体２０８と、中央に塩化銀あるいは活性炭により構成された正極集電体２０５を有している。負極集電体２０８と正極集電体２０５の間の空間の上部には絶縁体２０６が、下部には粉末充填体２１０が収納されている
正極集電体２０５は粉末充填体２１０と絶縁体２０６の中央を貫通して、外筒体２０３の上面に設けられた外筒体突起部２０４に達している。正極集電体２０５の先端には正極端子２０１が取り付けられている。
外筒体２０３の下部には、外水が浸入する複数の浸水穴２１３が開けられている底板２１２が取り付けられている。浸水穴２１３から外水が浸入することにより水電池２００は発電を開始する。
当該実施例に係る水電池２００は、左右方向に対して前後方向が薄くされており、水電池２００を収納するケースの形状の自由度が高くなる。図５−３から図５−５に前後方向に薄い水電池２００を用いた水位計２２０の例が示されている。

図５−３は水位計２２０の構成図である。
（ａ）はケース２３１内の構成を示す図であり、ＬＥＤ２２４が、正の導線２２１を介して水電池２００の正極端子２０１に、負の導線２２２を介して突起部２０４に接続される。正極端子２０１、突起部２０４、正負の導線２２１と２２２、ＬＥＤ２２４の接続部を浸入した水から保護する水位計防水ケース２２３がこれらを覆い固定される。
（ｂ）はケース２３１を含む全体の構成を示す図である。ケース２３１上面の開口部２３２に固定されるケース蓋２２５には、防水ケース２２３と結合される穴２２８が開けられており、位置決めピン２２６が取り付けられている。
ケース２３１の下部側面には外水が浸入する複数の取水口２３３が開けられている。またケース２３１の底面にも取水口が開けられている。（図５−４）。

ケース２３１は湾曲した構成であり、電柱等に容易に取り付けることが可能となっている。図５−４は水位計２２０を柱２３５に取り付ける図であり、（ａ）は前方からの斜視図、（ｂ）は後方から斜視図である。
水位計２２０は柱２３５にねじあるいは結束用のベルト等により、任意の高さに取り付け可能である。
図５−５は動作の説明図である。水位計２２０は設置場所が浸水した場合、危険と判断される高さ２３６の近傍に取水口２３３が位置するように柱２３５に固定される。豪雨等により浸水の高さが２３６を超えると取水口２３３から外水が浸入し内部の水電池２００が発電を開始しＬＥＤ２２４が点灯して近傍に危険性を報知する。

〔実施例５〕
図６−１から図６−３は図５−１と図５−２に示される薄型の水電池２００を用いた本発明の実施例５に係る水位計２５０を示す図である。
図６−１は水位計２５０内の構成２４０を示す図であり、（ａ）は全体の斜視図、（ｂ）は表示部を取り付ける際の前方からの斜視図、（ｃ）は水電池２００の下方からの全体の組立斜視図、（ｄ）は水電池２００の上方からの全体の組立斜視図、（ｅ）は表示部を取り付ける際の後方からの斜視図である。

水電池２００は図６−１（ｃ）および（ｄ）に示されるように、外筒体２０３の内側にマグネシウム等により構成された負極集電体２０８と、中央に塩化銀あるいは活性炭により構成された正極集電体２０５を有している。負極集電体２０８と正極集電体２０５の間の空間の上部には絶縁体２０６が、下部には粉末充填体２１０が収納されている。
正極集電体２０５は粉末充填体２１０と絶縁体２０６の中央を貫通して、外筒体２０３の上面に設けられた外筒体突起部２０４に達している。正極集電体２０５の先端には正極端子２０１が固定されている。外筒体２０３の下部には、外水が浸入する複数の浸水穴２１３が開けられている底板２１２が取り付けられている。浸水穴２１３から外水が浸入することにより水電池２００は発電を開始する。

図６−２（ａ）、（ｂ）は、図６−１（ａ）、（ｂ）の詳細図である。ＬＥＤ２４１は外筒体２０３の前面中央部に位置するように屈曲した正負一対の導線２４２、２４３により水電池２００の正極端子２０１と外筒体突起部２０４に接続されている。外水の浸入により、水電池２００が発電を開始してＬＥＤ２４１が点灯すると、ＬＥＤ２４１の光は構成体２４０の前方を照射することになる。

図６−３は構成体２４０に前カバー２４５と後カバー２４４を装着して水位計２５０を完成させる図であり、（ａ）はカバー取り付け後の後方からの斜視図、（ｂ）はカバーの取り付けを示す後方からの斜視図、（ｃ）はカバーの取り付けを示す前方からの斜視図、（ｄ）はカバー取り付け後の前方から斜視図、（ｅ）はＬＥＤ２４１が点灯した時の図である。
後カバー２４４には正負一対の導線２４２、２４３を通す切り込み２４６が設けられており、構成体２４０を上方から被せる構造である。前カバー２４５は構成体２４０の前方からＬＥＤ２４１を覆う構成である。前カバー２４５を装着した状態で、下部２４７は後カバー２４４の底部の前方のみを覆い、外筒体２０３の底板２１２に開けられている浸水穴２１３は露出した状態となる。
前カバー２４５の内側面には、水深等の情報が書かれており、（ｅ）に示されるようにＬＥＤ２４１が点灯すると書かれた情報が外部より視認可能となる。前カバー２４５を選択することにより、水位計２５０を設置する場所に対応して提示情報を変更することが可能となる。

〔実施例６〕
図７−１と図７−２は本発明の実施例６に係る水位計３００を示す図である。
図７−１は水位計３００の構成要素を示す図であり、（ａ）は構成要素の上方からの斜視図、（ｂ）は下方からの斜視図である。
図７−２は水位計３００の全体構成を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は上方からの斜視図、（ｃ）は（ｄ）の「Ａ−Ａ」断面図、（ｄ）は正面図、（ｅ）は背面図、（ｆ）は動作説明図である。

実施例６に係る水位計３００は水電池を収納する上部ケース３１０と下部ケース３２０から構成されている。水位計３００に使用される水電池の形状は問わないが、実施例６では水電池として実施例１に示されている水電池１００を使用する場合を示している。
水電池１００の底板１１２には外水が浸入する複数の浸水穴１１３が開けられている。また、正負の電極として機能する正極端子１０１と外筒体突起部１０４には、ＬＥＤ３０１の正負の導線３０２と３０３が接続されている。

上部ケース３１０の上面には中央にＬＥＤ穴３１４を有するＬＥＤ固定部３１３があり、下面には水電池１００を挿入して接着等により封印する穴３１２が開けられている。
下部ケース３２０の底板３２２には複数の取水口３２３が開けられており、内部には水電池１００を載せる水電池設置部３２１が設けられている。

図７−２（ｃ）、（ｆ）は水位計３００の断面図であり、上部ケース３１０内に水電池１００の上半部が設置されており、正負一対の導線３０２と３０３により水電池１００に接続されたＬＥＤ３０１がＬＥＤ固定部３１３に取り付けられている。水電池１００は上部ケース３１０の底面３１１の中央に開けられた水電池挿入穴３１２を通って下部ケース３２０の水電池設置部３２１に載せられている。水電池１００を通した後、穴３１２は接着等により封印される。この結果、上部ケース３１０の空間３１９は外部から遮断され、外水が浸入することはない。

上部ケース３１０の底面に取り付けられた下部ケース３２０の底面３２２には複数の取水口３２３が開けられており、水位計３００が設置されている場所が増水すると、外水が取水口３２３から浸入し下部ケース３２０内部の空間３２９に入る。空間３２９内の外水は浸水穴１１３を介して水電池１００内に浸入（図７−２（ｆ）の３５０）する。この結果、水電池１００は発電を開始しＬＥＤ３０１を点灯する。
更に増水が進み水位が上がっても、下部ケース３２０の空間３２９内の水が上部ケース３１０の空間３１９に浸入することなく、この空間の浮力により水位計３００は水面に浮いた状態となり、ＬＥＤ３０１は水面上で点灯し続けることが可能である。

〔実施例７〕
図８は本発明の実施例７に係る水位計３５０を示す図である。
１００は水電池、３５２と３５３は正負一対の導線、３５１はＬＥＤ、３６０は上部ケース、３６３はＬＥＤ固定部、３６６は下部ケースであり、各々図７−１と図７−２に示される水位計３００の、水電池１００、正負一対の導線３０２と３０３、ＬＥＤ３０１、上部ケース３１０、ＬＥＤ固定部３１３、下部ケース３２０に対応している。

水位計３５０は実施例６に示される水位計３００に制御部基板３５３とアンテナ部３５５を付加した構成である。制御部基板３５３はマイクロコントローラ等を含み、ＬＥＤ３５１とともに正負一対の導線３５２と３５３に接続されている。水電池１００に水が浸入し発電を開始すると、制御部基板３５３が起動し、予め設定された動作を行い、所定の情報をアンテナ部３５５を介してセンター等に送信する。
水位が上昇しても水位計３５０が水没し、通信が不可能となることはなく、ＬＥＤ３５１が水面上で点灯し続けるとともに、情報をセンター等に送り続けることが可能である。

〔実施例８〕
図９は本発明の実施例８に係る水位計を示す図である。
実施例７は豪雨等の増水によりマンホールの蓋が流出してマンホールの穴が道路の冠水中で開いた状態になった時、冠水面でＬＥＤを点灯し、その下にマンホールの穴が存在することを示す、あるいはセンターにその旨通信するものである。実施例８で使用する水位計は、実施例６に示される水位計３００、実施例７に示される水位計３５０等、水に浮くものであればその形状、形式を問わないが、本実施例８は実施例６の水位計３００を用いた構成である。

図９（ａ）は正常時のマンホールであり、マンホール４００には蓋４０１が存在している。
図９（ｂ）はマンホールの蓋が流出した状態である。水位計３００はマンホール４００内に設けられた梯子等の付属部４０２に取り付けられた水位計固定部４０３に納められている。図９（ｂ）の状況ではマンホール内の水位は低く（水位４１０）、水位計３００は水位計固定部４０３内に留まっている。
図９（ｃ）は水位が更に増加し道路が冠水（水位４１１）した状態である。水位計３００は自身の浮力により水位計固定部４０３から外れ、冠水面に浮遊する。このとき水位計３００内には道路の水が浸入し水電池１００は発電を行い、ＬＥＤ３０１が点灯する。水位計３００は水位計固定部４０３に流出防止用の紐４０４により結ばれており、道路上の流水により流されることは無く、マンホール４００の近傍に留まる。

〔実施例９〕
図１０−１から図１０−３は本発明の実施例８に係る水位計５００を示す図である。
実施例９は豪雨等によりマンホール内の水位が上昇し、更に道路が冠水した状態となっても、マンホールの位置を表示し続けることを可能とするものである。
図１０−１はマンホールの蓋５２０と水位計５００を示す図であり、（ａ）はマンホールの蓋５２０と水位計５００の上方からの斜視図、（ｂ）は（ａ）の下方からの斜視図であり、５１９は抜け止めである。（ｃ）はマンホール内の水位が上昇し、蓋５２０の穴５２１に挿入された水位計５００が蓋５２０から浮上した状態の上方からの斜視図であり、頭部のＬＥＤ収納部５１１が示されている。（ｄ）は（ｃ）の下方からの斜視図であり、水位計５００の下部の電池収納部５１３とマンホール内の水位５２５が示されている。

図１０−２は水位計５００の構成要素を示す図であり、（ａ）は上方からの斜視図、（ｂ）は下方からの斜視図である。
５１０はケースであり下部に電池を設置する電池設置部５１３、上部にＬＥＤ設置部５１１があり、両設置部間はＬＥＤ５１６の駆動ケーブルが通るケース筒５１２により結ばれている。ＬＥＤ設置部５１１にはＬＥＤ５１６を固定するＬＥＤ固定部５０２が設置される。ＬＥＤ設置部５１１の上面は光透過性の部材により作成された蓋５０１が被せられる。

ケース５１０に収納される電気部５０８は、例えば実施例１に示される水電池１００とＬＥＤ５１６と両者を結ぶ正負一対の導線５１７により構成されている。電気部５０８はケース５１０の電池設置部５１３下部の挿入口５１５から挿入される。ＬＥＤ設置部５１１の穴５１４から出たＬＥＤ５１６は、ＬＥＤ固定部５０２に固定され、更にＬＥＤ設置部５１１に固定されて、最後に蓋５０１が被せられる。

図１０−３の（ｄ）、（ｅ）は、（ａ）、（ｂ）に示されるマンホールの蓋５２０の中央に開けられた穴５２１に水位計５００を設置した状態の前面と側面を示す図であり、（ｃ）は（ｄ）の「Ａ−Ａ」断面図、（ｆ）は（ｃ）の詳細図である。
ケース５１０に電気部５０８が組み込まれた水位計５００は、マンホールの蓋５２０の中央に開けられた穴５２１に挿入され、抜け止め５１９を介して蓋の穴５２１の上部に搭載される。この状態でケース５１０のケース筒５１２は蓋の穴５２１内を上下に移動することが可能であるが、抜け止め５１９により水位計５００が蓋の穴５２１から全て抜けることはない。

ケース５１０の下部に設けられた電池設置部５１３底部の穴５１５から挿入された電気部５０８の電池１００は、電池設置部５１３の上部に空間５２２を有する状態で電池設置部５１３に防水接着される。この空間により浮力が発生し、マンホール内の水位が上昇すると水位計５００も上昇し、マンホールの蓋５２０の穴５２１からＬＥＤ設置部５１１が突出する。この構成により、道路が冠水してもＬＥＤの発光の視認が可能となる。

〔実施例１０〕
図１１は本発明の実施例９に係る水位計を示す図であり、道路の冠水により側溝が水没した時に、側溝の位置を表示し危険を報知することを目的とするものである。
実施例１０は実施例９に示される水位計５００を用いた例であり、（ａ）は側溝に光透過性の導管６２０を設置した図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は低水位の透視図、（ｄ）は高水位の透視図である。

６２０は光透過性の材質で作成された導管であり、水位計５００が上下移動可能な内径を有している。導管６２０は側溝の側壁に取り付けられるが、取り付けを容易にするため導管６２０の一部は平面６２１とされている。
（ｃ）に示されるように、側溝に水か無い、あるいは水位が所定値以下の場合、水位計５００は導管６２０下部の電池１００に水か浸入しないに高さに位置し、ＬＥＤ５１６は点灯しない。
（ｄ）は側溝内の水位が上昇した状態であり、水位の上昇に伴い、水位計５００は自身の浮力により導管６２０内を上昇する。また、側溝内の水あるいは道路に冠水した水が電池１００内に浸入し、発電が開始されＬＥＤ５１６は点灯する。これにより、冠水した道路の水面下に側溝があることを知らせることが可能となる。

本発明は、河川の増水、道路の冠水等の危険を報知する水位計において、水が浸入することにより発電を開始する水電池を電源に利用し、冠水等の水が供給された水電池が発電した電力により報知手段を駆動する構成としたものである。この構成により、冠水等の水位が有意な水位に達したことの検知と、危険の報知を水電池により同時に行うこととなり、設置場所を選ばす、構成が簡易であり、保守点検等の作業の少ない水位計が可能となる。

１００水電池
１０１正極端子
１０３外筒体
１０５正極集電体
１０６絶縁体
１０８負極集電体
１０９外筒体下部
１１０粉末充填体
１１３水電池浸水穴
１２０水位計
１２１正極配線
１２２負極配線
１２４ＬＥＤ
１２３防水チューブ
１３１ケース
１３３ケース取水口

Claims

待機時には発電せず、外部の水の浸入により発電を開始する電源と、前記電源が発電したことにより外部の水位が上昇した事を検知する検知手段とを備え、
上昇した水の水面に浮く浮力を有することを特徴とする水位計。
請求項１記載の水位計であって、水位の上昇により浸入した水により起電する電池と、電池が起電したことによる発電電圧または電流により水位が上昇した事を検知する検知手段と、電池の起電電力により駆動される出力手段を備えることを特徴とする水位計。
請求項２記載の水位計であって、前記出力手段は発光手段であることを特徴とする水位計。
請求項２記載の水位計であって、前記出力手段は警告手段であることを特徴とする水位計。
請求項２記載の水位計であって、前記出力手段は水位計の状態を伝達する通信機能を備える事を特徴とする水位計。
請求項１から請求項５のいずれかの請求項記載の水位計であって、流失防止用の係留手段を有することを特徴とする水位計。
請求項１から請求項５のいずれかの請求項記載の水位計であって、構造物に取り付ける手段を備えることを特徴とする水位計。
請求項７記載の水位計であって、前記構造物は垂直な壁状の構造物であることを特徴とする水位計。
請求項７記載の水位計であって、前記構造物は柱状の構造物であることを特徴とする水位計。
請求項７記載の水位計であって、前記構造物に開けられた穴に挿入されて、前記浮力により前記穴内を上下移動可能とされていることを特徴とする水位計。
請求項７記載の水位計であって、前記構造物は筒状の構造物であり、前記筒状の構造物内に挿入されて、前記浮力により前記筒状の構造物内を上下移動可能とされていることを特徴とする水位計。