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【発明の名称】 可撓性膜堰及びその差圧制御方法
【発明者】 【氏名】佐藤 喜博

【要約】 【課題】外袋内圧と内袋内圧との差圧を保つことで、外袋内での内袋の起立状態を確実に維持できる可撓性膜堰と、その差圧制御方法を得る。

【構成】外袋14A内圧を測定する外袋内圧測定ライン16Aと、内袋14Bの内圧を測定する内袋内圧測定ライン16Bのそれぞれに外袋内圧計18A、内袋内圧計18Bが設けられ、さらに、外袋内圧測定ライン16Aと内袋内圧測定ライン16Bの間には差圧計20が設けられる。少なくとも差圧計20で測定された差圧情報に基づいて外袋給気弁28A、内袋給気弁28B、ブロワー24を制御し、差圧を一定範囲内に、あるいは一定値以上に維持する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可撓性膜により袋状に形成され流体の供給により起立し流体の排出により倒伏する外袋と、
可撓性膜により袋状に形成されて前記外袋の内側に収容され、流体の供給により起立し流体の排出により倒伏する内袋と、
前記外袋の外袋内圧と前記内袋の内袋内圧の差圧を測定する差圧測定手段と、
前記差圧測定手段によって測定された差圧情報に基づいて前記外袋内圧と前記内袋内圧の少なくとも一方を調整する内圧調整手段と、
を有することを特徴とする可撓性膜堰。
【請求項2】
前記内圧調整手段が、前記差圧をあらかじめ決められた一定値以上になるように調整することを特徴とする請求項1に記載の可撓性膜堰。
【請求項3】
前記内圧調整手段が、前記差圧をあらかじめ決められた一定範囲内になるように調整することを特徴とする請求項1に記載の可撓性膜堰。
【請求項4】
前記内袋内圧を測定する内袋内圧測定手段、
を備え、
前記内圧調整手段が、前記内袋内圧測定手段で測定された内袋内圧情報に基づいて、内袋内圧を調整可能とされていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の可撓性膜堰。
【請求項5】
前記外袋内圧を測定する外袋内圧測定手段、
を備え、
前記内圧調整手段が、前記外袋内圧測定手段で測定された外袋内圧情報に基づいて、外袋内圧を調整可能とされていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の可撓性膜堰。
【請求項6】
前記内圧の変動圧を測定する変動圧測定手段、
を備え、
前記内圧調整手段が、前記変動圧測定手段で測定された変動圧情報に基づいて、外袋内圧と内袋内圧の少なくとも一方を調整可能とされていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の可撓性膜堰。
【請求項7】
外袋の内部に内袋が収容された可撓性膜堰の外袋内圧と内袋内圧の差圧を測定し、
測定された差圧情報に基づいて外袋内圧と内袋内圧の少なくとも一方を調整させることで前記差圧を保つ、
ことを特徴とする可撓性膜堰の差圧制御方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、可撓性膜堰及びその差圧制御方法に関し、さらに詳しくは、外袋の内部に内袋が収容されて、可撓性膜の袋体が少なくとも2重になっている構造とされた可撓性膜堰と、この可撓性膜堰の外袋と内袋との差圧を制御する差圧制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
外袋と内袋とを備えた可撓性膜堰に関し、特許文献1には、インナーチューブとアウターチューブとからなる堰体を有する袋状堰の全自動制御装置が記載されている。
【0003】
ところで、このように外袋と内袋とを備えた2重構造の可撓性膜堰では、外袋内圧と内袋内圧との差圧を保って、外袋内での内袋の起立状態を確実に維持する必要がある。
【0004】
【特許文献1】特開昭60−219313号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は上記事実を考慮し、外袋内圧と内袋内圧との差圧を保つことで、外袋内での内袋の起立状態を確実に維持できる可撓性膜堰と、その差圧制御方法を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項1に記載の発明では、可撓性膜により袋状に形成され流体の供給により起立し流体の排出により倒伏する外袋と、可撓性膜により袋状に形成されて前記外袋の内側に収容され、流体の供給により起立し流体の排出により倒伏する内袋と、前記外袋の外袋内圧と前記内袋の内袋内圧の差圧を測定する差圧測定手段と、前記差圧測定手段によって測定された差圧情報に基づいて前記外袋内圧と前記内袋内圧の少なくとも一方を調整する内圧調整手段と、を有することを特徴とする。
【0007】
すなわち、この可撓性膜堰では、差圧測定手段によって、外袋内圧と内袋内圧の差圧が測定される。そして、測定された差圧情報に基づいて、内圧調整手段が、外袋内圧と内袋内圧の少なくとも一方を調整する。これにより、外袋内圧と内袋内圧の差圧を保つことができる。そして、差圧を保つことで、外袋内での内袋の起立状態を確実に維持できるようになる。
【0008】
なお、この「外袋内圧と内袋内圧の差圧を保つ」には、差圧をあらかじめ決められた一定値以上に維持することと、差圧をあらかじめ決められた一定範囲内に維持することの双方を含む。すなわち、内圧調整手段による外袋内圧又は内袋内圧の調整は、外袋内圧と内袋内圧の差圧を保つことができれば特に限定されないが、たとえば、請求項2に記載のように、前記内圧調整手段が、前記差圧をあらかじめ決められた一定値以上になるように調整する構成では、内圧の調整制御が簡単になる。また、請求項3に記載のように、前記内圧調整手段が、前記差圧をあらかじめ決められた一定範囲内になるように調整する構成では、差圧が過度に大きくなることを防止できる。内袋の作用張力が低減されるので、内袋の耐久性を向上させることも可能となる。
【0009】
請求項4に記載の発明では、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の発明において、前記内袋内圧を測定する内袋内圧測定手段、を備え、前記内圧調整手段が、前記内袋内圧測定手段で測定された内袋内圧情報に基づいて、内袋内圧を調整可能とされていることを特徴とする。
【0010】
このように、内圧調整手段による内袋内圧の調整を、内袋内圧測定手段で測定された内袋内圧情報に基づいて行うことで、より適切に内袋内圧を調整することが可能になる。
【0011】
請求項5に記載の発明では、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の発明において、前記外袋内圧を測定する外袋内圧測定手段、を備え、前記内圧調整手段が、前記外袋内圧測定手段で測定された外袋内圧情報に基づいて、外袋内圧を調整可能とされていることを特徴とする。
【0012】
このように、内圧調整手段による外袋内圧の調整を、外袋内圧測定手段で測定された外袋内圧情報に基づいて行うことで、より適切に外袋内圧を調整することが可能になる。
【0013】
請求項6に記載の発明では、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の発明において、前記内圧の変動圧を測定する変動圧測定手段、を備え、前記内圧調整手段が、前記変動圧測定手段で測定された変動圧情報に基づいて、外袋内圧と内袋内圧の少なくとも一方を調整可能とされていることを特徴とする。
【0014】
このように、内圧調整手段による外袋内圧又は内袋内圧の調整を、変動圧測定手段で測定された変動圧情報に基づいて行うことで、より適切に内圧を調整することが可能になる。なお、ここでいう「内圧」には、内袋内圧と外袋内圧の双方が含まれる。
【0015】
請求項7に記載の発明では、外袋の内部に内袋が収容された可撓性膜堰の外袋内圧と内袋内圧の差圧を測定し、測定された差圧情報に基づいて外袋内圧と内袋内圧の少なくとも一方を増減させることで前記差圧を保つ、ことを特徴とする。
【0016】
すなわち、この可撓性膜堰の差圧制御方法では、外袋内圧と内袋内圧の差圧が測定される。そして、測定された差圧情報に基づいて、外袋内圧と内袋内圧の少なくとも一方を調整する。これにより、外袋内圧と内袋内圧の差圧を保つことができるので、外袋内での内袋の起立状態を確実に維持できるようになる。
【発明の効果】
【0017】
本発明は上記構成としたので、外袋内圧と内袋内圧との差圧を保って、外袋内での内袋の起立状態を確実に維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
図1には、本発明の一実施形態の可撓性膜堰12の概略構成が示されている。可撓性膜堰12は、たとえば河川等に配置される外袋14Aと、この外袋14A内に収容される内袋14Bとを備えている。外袋14A及び内袋14Bはいずれも、可撓性を有する材料(たとえばゴムを挙げることができるが、これに限定されない)によって袋状に形成されている。そして、後述するように、内部に流体(本実施形態では空気)が流入されると起立し、内部の流体が流出されると倒伏する。起立状態では、河川の水等をせき止めて所定の水位WLを維持したり、流量を制限したりする作用を奏する。なお、図1では、外袋14A及び内袋14Bの双方を起立状態で示している。
【0019】
可撓性膜堰12は、外袋14Aの内部(内袋14Bの外側)の内圧(外袋内圧)を測定するための外袋内圧測定ライン16Aと、内袋14Bの内部の内圧(内袋内圧)を測定するための内袋内圧測定ライン16Bを有している。外袋内圧測定ライン16A及び内袋内圧測定ライン16Bには外袋内圧計18A、内袋内圧計18Bが設けられており、外袋内圧及び内袋内圧を常時測定できるようになっている。なお、外袋内圧計18A及び内袋内圧計18Bはそれぞれ、外袋内圧及び内袋内圧の変動圧(内圧が変動した場合の変動値)も測定できるようになっている。
【0020】
また、外袋内圧測定ライン16Aと内袋内圧測定ライン16Bの間には差圧計20が設けられており、外袋14Aと内袋14Bの差圧(内袋内圧−外袋内圧)を常時測定できるようになっている。外袋内圧計18A、内袋内圧計18Bによって測定された外袋内圧情報、内袋内圧情報及び差圧計20によって測定された差圧情報は、制御装置22に送られる。
【0021】
また、可撓性膜堰12は、外袋14A及び内袋14Bに空気を供給するためのブロワー24を有している。ブロワー24から延出された給気管26は途中で分岐されて、外袋給気管26A及び内袋給気管26Bとされており、これら外袋給気管26A及び内袋給気管26Bがそれぞれ、外袋14A及び内袋14Bに接続されている。外袋給気管26A及び内袋給気管26Bそれぞれには外袋給気弁28A及び内袋給気弁28Bが設けられており、外袋14A及び内袋14Bへの給気状態をそれぞれ独立して調整できるようになっている。
【0022】
外袋給気管26A及び内袋給気管26Bのそれぞれからは排気管30A、30Bが分岐されており、排気管30A、30Bの先端には外袋排気弁32A及び内袋排気弁32Bが設けられている。これらの外袋排気弁32A、内袋排気弁32Bを開くことで、外袋14A及び内袋14Bからそれぞれ独立して、排気できるようになっている。なお、外袋14A及び内袋14Bからの排気時以外は外袋排気弁32A及び内袋排気弁32Bは閉じられる。
【0023】
排気管30A、30Bにはそれぞれ、外袋排気弁32A、内袋排気弁32Bに加えて、外袋内圧調整弁34A及び内袋内圧調整弁34Bが設けられている。外袋内圧調整弁34A及び内袋内圧調整弁34Bは、排気管30A、30Bから空気を僅かずつ排出させて、外袋内圧及び内袋内圧の微調整を可能としている。
【0024】
そして、外袋給気弁28A、内袋給気弁28B、外袋排気弁32A、内袋排気弁32B、外袋内圧調整弁34A及び内袋内圧調整弁34Bはいずれも、制御装置22によって開閉が制御されるようになっている。
【0025】
次に、本実施形態において、外袋内圧と内袋内圧との差圧(以下、単に「差圧」と記す)を保って、外袋14A内での内袋14Bの起立状態を維持する起立状態維持方法について説明する。なお、以下の制御方法は、差圧を一定範囲内、すなわち、あらかじめ設定された最大差圧より小さく、且つ最小差圧よりも大きくなるように維持するためのものである。
【0026】
図2−1〜図2−3には、制御装置22によるこの起立状態維持方法の制御(コントロールモード)がフローチャートで示されている。
【0027】
本実施形態に係るコントロールモードでは、まず、ステップS102において、内袋圧力計18Bで測定された内袋内圧が内袋最小内圧よりも大きいか否かを判断する。この内袋最小内圧とは、あらかじめ設定された内袋14Bの最小内圧であり、内袋内圧が内袋最小内圧よりも大きい場合は、ステップS104に移行する。
【0028】
なお、内袋内圧が内袋最小内圧以下の場合には、図2−3に示すサブルーチンに移る。ここでは、まず、ステップS148において、内袋内圧に内袋14Bの変動圧を加えて、内袋設定圧力を設定する。そして、ステップS150で内袋給気弁28Bを開き、さらにステップS152でブロワー24を駆動する。これにより、内袋内圧が徐々に高くなっていく。
【0029】
ステップS154では、内袋圧力が内定設定圧力以上であるか否かを判断し、内袋設定内圧以上である場合は、ステップS156でブロワー24の駆動を停止し、さらにステップS158で内袋給気弁28Bを閉じて、内袋内圧の上昇を停止させる。また、ステップS154において、内袋内圧が内袋設定内圧より小さい場合には、ステップS152に戻って、引き続きブロワー24を駆動する。これにより、内袋内圧は内袋最小内圧以上とされる。
【0030】
図2−1に示すように、ステップS102において内袋内圧が内袋最小内圧より大きい場合、次のステップS104では、外袋圧力計18Aで測定された外袋内圧についても、内袋内圧と同様に、外袋14Aにあらかじめ設定された外袋最小内圧より大きいか否かを判断する。大きい場合はステップS106に移行するが、外袋最小内圧以下の場合には、ステップS102に戻る。
【0031】
ステップS106では、差圧が、あらかじめ設定された最小差圧よりも大きいか否かを判断し、大きい場合には、ステップS108に移行する。差圧が最小差圧以下になっている場合には、図2−2に示すサブルーチンのステップS110に移行する。
【0032】
このステップS110では、内袋内圧に、内袋14Bの変動圧を加えて、内袋設定圧力を設定する。そして、ステップS112で内袋給気弁28Bを開き、さらにステップS114でブロワー24を駆動する。これにより、内袋内圧が徐々に高くなっていく。
【0033】
ステップS116では、内袋圧力が内定設定圧力以上であるか否かを判断し、内袋設定内圧以上である場合は、ステップS118でブロワー24の駆動を停止し、さらにステップS120で内袋給気弁28Bを閉じて、内袋内圧の上昇を停止させる。また、ステップS116において、内袋内圧が内袋設定内圧より小さい場合には、ステップS122において、差圧が最大差圧以下であるか否かを判断し、最大差圧以下の場合にも、ステップS118、S120へ移行し、内袋内圧の上昇を停止させる。そしてその後、図2−1に示すステップS102に戻る。これに対し、ステップS122で、差圧が最大差圧より小さい場合には、ステップS114に戻って、引き続きブロワー24を駆動する。
【0034】
図2−1に示すステップS106において、差圧が最小差圧より大きい場合は、ステップS108に移行する。ステップS108では、差圧が最大差圧より小さいか否かを判断する。そして、最大差圧よりも小さい場合には、差圧が一定範囲内になっていることになるので、ステップS102に戻る。
【0035】
ステップS108において、差圧が最大差圧以上の場合には、ステップS124において、内袋内圧に内袋14Bの変動圧を引いて、内袋設定圧力を設定する。次いでステップS128において、内袋接待内圧が内袋最小内圧よりも大きいか否かを判断し、大きい場合には、ステップS130において、内袋内圧調整弁34Bを開く。これにより、内袋内圧が徐々に低下していく。
【0036】
そして、ステップS132において、内袋内圧が内袋設定内圧以下であるか否かを判断し、内袋設定内圧以下である場合は、ステップS134で内袋内圧調整弁34Bを閉じ、ステップS102に戻る。内袋内圧が内袋設定内圧より大きい場合は、ステップS124に戻る。
【0037】
また、ステップS128において、内袋設定内圧が内袋最小内圧以下の場合には、ステップS136に移行して、外袋内圧に、外袋14Aの変動圧を加えて、外袋設定圧力を設定する。
【0038】
次に、ステップS138において外袋給気弁28Aを開き、さらにステップS140において、ブロワー24を駆動する。これにより、外袋内圧が徐々に高くなっていく。ステップS142では、外袋内圧が外袋設定内圧以上であるか否かを判断し、外袋設定内圧より小さい場合は、ステップS138に戻る。外袋設定内圧以上の場合は、ステップS144においてブロワー24を停止し、さらに外袋給気弁28Aを閉じて、外袋内圧の上昇を停止した後、ステップS142に戻る。
【0039】
以上から分かるように、本実施形態では、外袋内圧と内袋内圧の差圧が、あらかじめ設定した最小差圧より大きく、且つ最大差圧より小さくなるように、内袋給気弁28B、外袋給気弁28A及びブロワー24を制御している。これにより、外袋内圧と内袋内圧との差圧が一定範囲内に保たれるので、外袋14A内での内袋14Bの起立状態を確実に維持できるようになる。たとえば、外袋14A及び内袋14Bへの空気の供給量を調整して起立状態(特に起立高さ)を制御することで上流の水位を調整する等により、外袋内圧及び内袋内圧が変動することがある。また、このような空気の供給や排出が無い場合でも、外気温の変化等で外袋内圧及び内袋内圧が変動することがある。このような場合でも、本実施形態では内袋14Bの起立状態を確実に維持できるので、何らかの原因で外袋14Aが急速に倒伏しても、起立状態の内袋14Bによって、可撓性膜堰12の本来的な作用を継続して発揮させることができる。
【0040】
しかも、差圧を一定範囲内に維持することで、内袋14Bが常時起立した状態を維持しつつ、内袋14Bの作用張力を低減させることができるので、内袋14Bの耐久性を向上させることも可能となる。
【0041】
なお、上記では、差圧を一定範囲内に保つ制御を例に挙げたが、少なくとも、差圧が、あらかじめ決められた一定値以上(上限は特に定めない)であれば、内袋14Bの起立状態を確実に維持することは可能である。たとえば、内袋内圧が内袋最小内圧よりも小さい場合や、差圧が最低差圧よりも小さい場合に、内袋給気弁28Bを開くと共にブロワー24を駆動して、内袋内圧を高める。そして、内袋内圧が内袋最小内圧よりも小さく、且つ差圧が最低差圧よりも大きくなった状態で、ブロワー24を停止すると共に内袋給気弁28Bを閉じるようにすればよい。
【0042】
また、上記では、単に差圧を一定範囲内にするだけでなく、外袋内圧についても、外袋設定内圧以上となるように制御している。内袋内圧についても同様に、内袋設定内圧以下となるように制御している。これらにより、外袋内圧や内袋内圧を適切に調整することができる。
【0043】
特に上記実施形態では、外袋14A及び内袋14Bのそれぞれについて、変動圧を加えて外袋設定内圧及び内袋設定内圧を設定し、これに基づいて外袋内圧及び内袋内圧を調整している。したがって、外袋内圧や内袋内圧に圧力変動があっても、その影響を少なくして、より適切に外袋内圧や内袋内圧を調整することが可能になっている。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】本発明の一実施形態の可撓性膜堰の概略構成を示す説明図である。
【図2−1】本発明の一実施形態の可撓性膜堰において、差圧を一定範囲内に維持するための制御方法を示すメインルーチンのフローチャートである。
【図2−2】本発明の一実施形態の可撓性膜堰において、差圧を一定範囲内に維持するための制御方法を示すサブルーチンのフローチャートである。
【図2−3】本発明の一実施形態の可撓性膜堰において、差圧を一定範囲内に維持するための制御方法を示すサブルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【0045】
12 可撓性膜堰
14A 外袋
14B 内袋
16A 外袋内圧測定ライン
16B 内袋内圧測定ライン
18A 外袋内圧計
18B 内袋内圧計
20 差圧計(差圧測定手段)
22 制御装置(内圧調整手段)
24 ブロワー(内圧調整手段)
26 給気管(内圧調整手段)
26A 外袋給気管(内圧調整手段)
26B 内袋給気管(内圧調整手段)
28A 外袋給気弁(内圧調整手段)
28B 内袋給気弁(内圧調整手段)
30A 排気管(内圧調整手段)
32A 外袋排気弁(内圧調整手段)
32B 内袋排気弁(内圧調整手段)
34A 外袋内圧調整弁(内圧調整手段)
34B 内袋内圧調整弁(内圧調整手段)
【出願人】 【識別番号】000005278
【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン
【出願日】 平成18年8月22日(2006.8.22)
【代理人】 【識別番号】100079049
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳

【識別番号】100084995
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 和詳

【識別番号】100085279
【弁理士】
【氏名又は名称】西元 勝一

【識別番号】100099025
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 浩志


【公開番号】 特開2008−50761(P2008−50761A)
【公開日】 平成20年3月6日(2008.3.6)
【出願番号】 特願2006−225131(P2006−225131)