JPH062240U - 流向検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本川と支川間の流向を検出する装置であっ
て、大断面を低流速で流れ、しかも時間的、場所的に複
雑な変化をみせる河川水の特性に対して、支川の流向を
正確に検知する装置の提供。 【構成】 揺動軸に軸支したフロート接続アームの下端
には流向検知フロートを取着し、上部には頭部重りを設
け、又フロート接続アームの中空部には上記揺動軸に垂
直アームを軸支して垂下し、流れ抵抗に基づくフロート
接続アームの傾きを検知する流向検知素子を設けてい
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は自然放流水路の正流又は逆流の流向を検知するための装置に関するも のであり、流速検知としても利用可能である。

【０００２】

【従来の技術】

古来より「水を治るもの国を治む」と言われる如く、治水は国政の重大なる課 題であった。水は高き所から低き所に流れ、支川から本川へ流れるのが自然だが 、時には逆流することがある。支川への逆流は、小断面へ多量の水量が流入して くるため、氾濫による民家・田畑の浸水被害は甚大なものがあった。このため、 支川と本川の間には排水機と図２に示すようなヒ門を設置し、河川水の流向又は 水位差に応じて、ヒ門の止水板(イ) の開閉を手動操作で行なってきた。すなわち 、流向又は水位差をいち早く検知することで、ヒ門の止水板(イ) を閉じて逆流を 食い止めたり、又洪水末期に、本川の水位が支川より十分低くなればヒ門の止水 板(イ) を開いてきた。このため、流向又は水位差を的確に検知し、こまめにヒ門 の止水板(イ) を開閉操作することが、水被害を最小限に防止する上で、きわめて 重要な対策である。

【０００３】 従来、この種の検知技術としては流向又は水位差を目視で確認の上、ヒ門の開 閉操作をする方法か、又は本川と支川の水位を検知装置で計測し、その水位差か ら流向を推測する方法が一般的に行なわれてきた。すなわち、ヒ門内外の両方の 水位を水位面検知装置で、同時にかつそれぞれ検知し、本川が支川より高ければ 逆流現象が発生していると判断し、ヒ門を閉鎖する方法である。ところで、本川 と支川の水位を水位面検知装置で計測し、その水位差から流向を推測する方法は 、構造が簡単で機器の操作や維持管理も容易であるが、河川水はゆったりと流動 し、しかも時間的、場所的に複雑な変化をみせる特性に対しては、検出不能や誤 差が多く、信頼性にも問題があることが指摘されていた。

【０００４】 例えば河川の流れは、波動、渦巻き、迂回流、越流、分合流など、時間や場所 により複雑な変化をみせ、かつ大きい断面をゆったりと流れる特性をもっている ため、流向を判断するための水位差には、自ずと誤差範囲が伴う。特にヒ門周辺 は本川と支川の合流点であるため、合成うず流が発生し、水面の盛り上り現象が 生じたり、堆積物や障害物などによる迂回流・越流など複雑な流動パターン、そ れに流体抵抗による水位差の変化が生じる場所である。水位面検知装置の場合、 判断可能な水位差を検出するには、本川と支川の検出間隔をできるだけ遠くへ離 す必要があるが、取付け場所の条件では困難な場合が多い。

【０００５】 さらに、ゴミなどの浮遊物や泥などの沈積物の混入による装置づまり及びトラ ブルが頻発する問題点がある。又、実際に直接河川水の流向又は水位差を計測す るものではないが、関連する技術として流量・流速装置の技術がある。しかし、 これらは上下水などのように比較的清浄な液体や、気体などを対象とする流量・ 流速の測定技術である。例えば超音波流量計は、超音波が流体中を伝搬する速度 が流体の流速によって変化するのを利用して、管路の流量に比例した出力を得る 装置である。又、ファラデー電磁誘導の法則を利用した電磁流量計やベルヌーイ の法則を利用した差圧式流量計があるが、これも河川水の流量、流速測定には適 していない。これらは、流向だけでなく流速等も計れて、かつ精度が高い反面、 構造が複雑でゼロ点調整や故障への対応が図りにくく、さらに前述した河川水の 特性、すなわち大断面を低流速で流れ、しかも時間的、場所的に複雑な変化をみ せる特性に対しては、適応が難しいという問題点がある。

【０００６】

【本考案が解決しようとする課題】

このように、従来の水位面検知装置には上記のごとき問題がる。本考案は、従 来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、河川水の特性 、すなわち大断面を低流速で流れ、しかも時間的、場所的に複雑な変化をみせる 特性を踏まえて、的確に流向を検出するための検知装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 本考案の流向検知装置は上記問題点の解決を図るために次の特徴をもって構成 する。すなわち、一種の振り子方式であって、振り子を流水中に没することによ り、該振り子の傾きを計測して流向を知る装置である。該装置の下部には流向検 知フロートを設け、装置上部には頭部重りを有し、これら両者をフロート接続ア ームにより連結し、該フロート接続アームは流向計取付台に揺動可能に軸支され る。ここで、揺動軸は頭部重り付近に設けられ、フロート接続アームは垂直下方 へ垂下した状態にある。

【０００８】 又、上記フロート接続アームは中空部を有し、該中空部には垂直アームを取着 し、上記揺動軸に軸支されていて、下げ振り的な働きをなし、常に垂下した状態 にある。流向検知フロートは流水に流されてフロート接続アームは傾斜するが、 垂下状態にある垂直アームとの相対的移動量を流向検知素子にて検出する。そし てフロート接続アームには水位センサーを取着していて、洪水時のみ検知し、風 圧の作用でフロート接続アームが揺れた場合には、該揺れを検出してヒ門を閉鎖 することがないよう構成している。そして、風圧の作用による上記フロート接続 アームの振れが小さくなるように重心を下げており、そのためフロート接続アー ムは長く、装置全体は重くて大きなものとなる。しかし、流水中では小さい流速 をも検知出来るものでなくてはならないため、水没時には比重が約 1.0若しくは それより僅かに小さく、重心が揺動軸付近になるように設定する。よって小さい 流速にもとづく変移加重でも検知可能となる。

【０００９】

【作用】

このように構成した流向検知装置はその流向検知フロートを流水中に没して流 れ抵抗を受け、該流向検知フロートは流されてフロート接続アームは傾く。しか し、フロート接続アームの中空部に取着している垂直アームは傾斜しないで垂下 状態を保つため、フロート接続アームの傾きは流向検知素子により検出される。 装置上部の頭部重りは流向検知フロートが水没した場合の重心位置を微調整する 作用を成し、本考案の流向検知装置は本川と支川の境界域に設置したヒ門付近に 設けられる。以下、本考案に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１０】

【実施例】

図１は本考案の流向検知装置を示す実施例である。同図において、１は流向検 知フロート、２は頭部重り、３はフロート接続アームであり、流向検知フロート １はフロート接続アーム３の下端に取着され、該フロート接続アーム３は流向計 取付台４に設けた揺動軸５にその上端が軸支されている。頭部重り２はフロート 接続アーム３の上方に取着され、揺動軸５よりも上方に位置している。又フロー ト接続アーム３の内部は中空となっていて、中空部９には垂直アーム６が取着さ れ、該垂直アーム６下端には下部重り７が設けられ、その上端は上記揺動軸５に 軸支され、揺動可能な状態にある。それにフロート接続アーム３の下部には水位 センサー１０が設けられている。

【００１１】 ところで、本考案の流向検知装置はその流向検知フロートが流水中に没して流 れ抵抗を受けるならばフロート接続アーム３は揺動軸５を中心として振られて傾 く。しかし、フロート接続アーム３の中空部９に存在する垂直アーム６は流れ抵 抗を受けないために傾くことなく、常に垂直下方へ垂下した状態に保たれ、該フ ロート接続アーム３の傾きを流向検知素子８が検出する。ここで、上記フロート 接続アーム３は約 0.2ｍ／秒の抵流速に対しても傾いて流向検知が出来るように 、例えば流向検知フロート１はその比重を 1.0以下とし、ステンレス板を用いた 密閉箱構造としている。そのため水没した状態では浮力を発生し、低流速でも大 きく変移するが、水没しない状態では重心が下方へ移動して風圧による振れは小 さくなる。

【００１２】 図２は本考案の流向検知装置を設置した状態図であり、ヒ門を境として支川側 に設けている。同図はヒ門の止水板(イ) が昇降用電動機(ロ) にて引き上げられて いる状態であるが、支川の流れが本川から逆流したならば流向検知フロート１は 支川側へ押流されてフロート接続アーム３は図２ｂの左側へ傾き、この傾きを流 向検知素子８が検出して止水板(イ) を降し、ヒ門を閉鎖する。以上述べたように 、本考案の流向検知装置はフロート接続アームの下端に流向検知フロートを設け 、その上端にて揺動可能に軸支し、又上方には頭部重りを設け、フロート接続ア ームの中空部には垂直アームを上記揺動軸に軸支し、下部には水位センサーを取 着したもので、次のような効果を得ることが出来る。

【００１３】

【考案の効果】

本考案の流向検知装置は流向検知フロートを流水中に没することにより、流れ の抵抗を受けて流され、フロート接続アームは傾いてその傾斜角を検出するもの で、流向の検出としての信頼性は高い。すなわち、該装置は流れそのものを直接 検知するものであるため、波動や渦巻き、迂回流等による影響を受けない。それ に、フロート接続アームの中空部に軸支して設けた垂直アームは低流速によるフ ロート接続アームの傾きを正確に検出することが可能となるため、約 0.2ｍ／秒 といった流速に対しても対応出来る。又、流水の速さに比例した、フロート接続 アームの傾斜角を検出することにより、流速検知装置としての効果をも期待出来 る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の流向検知装置の実施例。

【図２】流向検知装置の使用状態。

【符号の説明】

１ 流向検知フロート ２ 頭部重り ３ フロート接続アーム ４ 流向計取付台 ５ 揺動軸 ６ 垂直アーム ７ 下部重り ８ 流向検知素子 ９ 中空部 10 水位センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 味田 悟 福井県福井市花堂南２丁目14番７号 建設 省近畿地方建設局内 (72)考案者 山田 忠幸 福井県福井市花堂南２丁目５番12号

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 本川と支川の境界域にヒ門を設置し、支
   川の流向を検知して逆流となった場合に該ヒ門の止水板
   を閉鎖する等の作用を行う流向検知装置であって、流向
   計取付台に設けた揺動軸にはフロート接続アームを揺動
   可能に軸支し、フロート接続アーム下端には流向検知フ
   ロートを取着し、上方には頭部重りを設け、又フロート
   接続アームの中空部には上記揺動軸に垂直アームを軸支
   して垂下状態に保ち、フロート接続アームの傾きを検知
   する流向検知素子を設け、さらに水位センサーを取着し
   たことを特徴とする流向検知装置。