JP2002257675A

JP2002257675A - 造波装置

Info

Publication number: JP2002257675A
Application number: JP2001052669A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Kuwabara; 孝明桑原; Ken Osaki; 謙大崎
Original assignee: OTTOO KK
Current assignee: OTTOO KK
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2002-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】省エネルギーを図り、かつ装置の構造が簡単で
メンテナンスが容易な造波装置を提供すること。【解決手段】造波装置１において回転体本体３は液体収
納部５に収納される水の重心Ｇが回転体２の回転中心Ｃ
に対して略水平方向に偏るように形成されているため、
液体供給部１１から水が液体収納部５に供給されると水
の重みで回転体本体３の釣り合いが崩れ回転し、開口部
６から水が排出され波が発生する。可動部は回転体本体
３のみであり、また、波の発生の為の回転体本体３の回
転に動力源を必要としないため省エネルギーを図ること
ができ、かつメンテナンスが容易である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、造波装置に関す
る。詳しくは水泳用プール、公園やアミューズメントパ
ーク用の池、試験水槽等に波を発生させる造波装置に関
する。

【０００２】

【背景技術】近年、造波装置として種々の装置が知られ
ている。例えば、水槽内に造波板を設け、この造波板を
機械、空気ばね、クランクにより往復動させ、水槽内で
波を発生させる造波装置（従来例１：特開２０００−０
０３１２５等参照)がある。さらに、水槽内の水が導入
される空気室を設け、この空気室内にブロワで空気を供
給し、空気室の水面を押し上げて波を発生させる造波装
置(従来例２：特開平０８−３１２１７５等参照）があ
る。また、水槽の底面に造波孔を形成し、この造波孔に
一端が連結したU字路を設け、このU字路の他端に造波ピ
ストンを配置し、このピストンにより水槽内の水の水面
を押し上げて波を発生させる直立型造波装置（従来例
３：特開平１０−２６７７８８参照）がある。

【０００３】さらに、底部の開口部から水槽内の水が導
入される箱状体を水面付近に設け、この箱状体を駆動機
構により上下させることで波を発生させる造波装置（従
来例４：特開平１０−００２８３４等参照）がある。ま
た、吸入吐出シリンダを設けこのシリンダ内にピストン
を設置し、水を噴出させて波を発生させる造波装置（従
来例５：特開平１１−３２６１１５等参照）がある。さ
らに、プールの水面下の一端に下部が連通するとともに
上端がプールの水面よりも高位なチャンバーを設け、チ
ャンバー内の空気を真空ポンプにより減圧し、又は外気
導入弁により外気をチャンバー内に導入し、チャンバー
内の水位を昇降させることで、波を発生させる造波装置
（従来例６：特開平７−２３３６５２参照）がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の造波
装置では、次のような問題がある。（１）造波板を往復させる方法（従来例１）では、水圧
に抗して造波板を動かす為、電動機や空気による駆動力
が必要となり、大きなエネルギーを消費してしまう。（２）ブロワで空気を供給する方法（従来例２）では、
ブロワの電動機が必要であり、大きなエネルギーを消費
する。（３）ピストンで水面を押し上げる装置（従来例３、
５）や、箱状体を上下させる装置（従来例４、５）で
は、装置を耐圧構造にする必要があり、装置が大がかり
になってしまう。（４）空気圧や真空を利用する装置（従来例６）では、
排気弁や外気導入弁が不可欠であり、弁の制御装置が必
要となり、造波装置が複雑な構造となってしまう。

【０００５】本発明の目的は、省エネルギーを図り、か
つ装置の構造が簡単でメンテナンスが容易な造波装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は前記
目的を達成するため、次の構成を採用する。請求項１記
載の発明は、液体が蓄えられた液体収納槽に波を発生さ
せる造波装置であって、前記液体収納槽に回転可能に設
けられその内部に液体収納部が形成された回転体と、こ
の回転体の液体収納部に液体を供給する液体供給部とを
備え、前記回転体は、その外周部に液体の排出入のため
の開口部が設けられ、かつ、前記液体収納部に収納され
る流体の重心が前記回転体の回転中心に対して略水平方
向に偏っていることを特徴とする。

【０００７】この構成の請求項１記載の発明では、前記
回転体の収納部に収納される流体の重心が回転体の回転
中心に対して略水平方向に偏っているため、液体供給部
から液体が液体収納部に供給され、この液体収納部の液
面が上昇すると、回転体の釣り合いが崩れ、前記回転体
は周方向に回転し、液体が開口部から液体収納槽に排出
される。この排出された液体により液体収納槽内の液体
の液面が部分的に押し下げられ波が発生する。本発明で
は回転体の釣り合いが崩れることで、回転体は回転する
ので、波の発生に回転体を回転駆動するための動力源を
必要とせず、省エネルギーを図ることができる。造波装
置は可動部が回転体であり、かつ、この回転体は周囲に
開口部と内部に液体収納部とを有するという単純な構成
であるためメンテナンス容易である。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の造
波装置において、前記回転体の前記開口部と前記回転中
心をはさんで略反対側に重りを付設したことを特徴とす
る。この請求項２記載の発明により、回転体の液体収納
部から液体が流出して、前記回転体の液体収納部が空に
なっても、重りの作用により、回転を続け原位置に戻り
やすくなる。このため原位置に戻るための回転動作にも
動力源を必要とせず省エネルギーを図ることができる。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の造波装置において、前記液体収納部の前記開口部と
対向する位置に堰を設けたことを特徴とする。請求項３
記載の発明は、この堰を設けたことにより、液体収納部
から液体を流出した際に回転体が回転して原位置を通過
してしまった場合でも、回転の力により、堰に対して回
転方向の残液体が堰により持ち上げられることになる。
すると、この残液体の重みによる反回転方向のモーメン
トが作用し、回転体の振動が減衰して原位置に戻りやす
くなる。また、残液体がない場合では、回転体が傾いて
開口部が液体供給部に正しく対向していなくても、液体
が液体収納部の堰対し一方から入り始めるので重りと液
体の重量とが釣り合って原位置にスムーズに戻りやすく
なる。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１から請求
項３いずれか記載の造波装置において、前記回転体は前
記開口部の周方向の端部から前記回転体の周外側へ張り
出した張り出し部を有することを特徴とする。請求項４
記載の発明では、回転方向の端部を前記回転体の周外へ
張り出したことで回転中における液体収納部から液体収
納槽への液体の流下を少なくすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
から５に基づいて説明する。全体構成を示す図１におい
て、本実施形態では、液体収納槽はプール等の水槽３１
であり、この水槽３１の端部には造波装置１が設けられ
ている。この造波装置１を覆うように岩の形をしたカバ
ー４１が設置されている。図２と図３には、本実施形態
の造波装置１の詳細な構成が示されている。図２におい
て、造波装置１は回転体２と、回転体２に給水するため
の液体供給部１１とを有する。この回転体２は水槽３１
に連通する囲い２１の中に設置されている。

【００１２】回転体２は矢印A方向を正回転方向とし
て、回転可能なステンレススチール製の回転体本体３を
備えている。回転体本体３は水を蓄えるための液体収納
部５と、この回転体本体３の外周部に設けられ水を流出
入するための開口部６と、この開口部６の周方向の端部
から回転体本体３の周外側へ張り出した張り出し部７と
を有する。さらに回転体本体３には前記開口部６と回転
中心Ｃを挟んでほぼ反対側にバランスをとるための重り
８が２個設けられている。

【００１３】回転体本体３は、液体収納部５に回転中心
Ｃを越える位置まで収納される水の重心Ｇが回転体２の
回転中心Ｃに対して略水平方向に偏るように形成されて
いる。ここで略水平とは厳密な意味での水平だけでな
く、多少上下方向にずれているものも含む。要するに略
水平とは回転体本体３が収納される水によって自転する
に十分なずれをいう。つまり、回転体本体３の断面形状
は、図２に示す原位置において、回転中心Ｃを通る水平
線に対し下方は半円形状であるが、上方は図中左側一方
の開口端部に比べ右側他方の開口端部の径寸法を徐々に
大きくしたものであって、回転中心Ｃを通る鉛直線Ｒに
対し、径方向寸法を大きくした開口端部側に多くの液体
が収納されるように形成されている。本実施形態では回
転体本体３が回転を始める直前の状態において、鉛直線
Ｒから回転体本体３の一方の開口端部までの水面の面積
をＬ１、他方の開口端部までの水面の面積をＬ２とする
とＬ１＜Ｌ２であり、例えばＬ１：Ｌ２は１：１.１５
である。

【００１４】前記液体収納部５には前記開口部６と対向
する位置に堰９が設けられている。この堰９は回転体本
体３の軸方向延びて設けられたものであり、その断面は
山形形状である。前記液体供給部１１は水を供給するた
めのポンプ１３と、このポンプ１３を駆動させるための
モーター１４と、給水配管１２とを有する。ポンプ１３
は吐出圧力３kPa、水量６０t/hであり、貯水タンク１５
から吸水する。なお、必要に応じて貯水タンク１５と水
槽３１とを連結し、水槽３１内の水を造波装置１に使用
しても良い。モーター１４は所定の能力、例えば２．２
kWを有する。モーター１４は造波時に常時作動し続け、
これにより、液体供給部１１から回転体本体３に常時水
が供給される。給水配管１２は堰９の図中右側に向けて
給水されるよう開口部６の上方に設けられてる。前記囲
い２１は液体収納部内５の水の水槽３１への流下を防ぐ
ための壁２２と、液体収納部５から排出された水の排出
経路を形成する壁２３、２４とを備える。

【００１５】図３において、回転体本体３は、２基直列
に配列されており、各回転体本体３は、それぞれ軸受け
４に両端が回転可能に支持されている。回転体本体３は
液体供給部１１から給水されることで回転するが、その
回転速度は所定の速度であり、例えば３分から４分に１
回転である。また、水槽の底部３２から原位置における
前記開口部６までの高さを一定の高さ、例えば１．８m
とした。

【００１６】次に造波装置１を用いて波を発生させる方
法について図４及び図５に基づいて説明する。波を発生
させるためには、図４(A)に示すように、回転体本体３
の開口部６の上方にある給水配管１２から水が供給さ
れ、開口部６から回転体２の液体収納部５に水が収納さ
れる。この液体収納部内５の水面が回転中心Ｃにとどか
ない状態では回転体本体３は静止しているが、水面が回
転中心Ｃを越えると、収納される水の重心Ｇが回転体２
の回転中心Ｃに対して水平方向右側に偏るため、回転体
本体３と重り８とのバランスが崩れ、矢印A方向に回転
し始める。図４（B）に示すように、前記回転体本体３
の開口部６の端部が前記囲い２１の壁２２と対向した
際、前記張り出し部７が周外へ張り出しているので壁２
２と前記張り出し部７の隙間が狭くなる。その結果、水
の水槽３１への流下を少なくすることができる。なお、
２基の回転体本体３はその回転の周期が同じである。

【００１７】さらに図５(C)で示すように前記回転体２
のバランスが大きく崩れ、回転し続けて前記開口部６か
ら水が一気に排出される。この排出された水により、囲
い２１内の水面が急激に押し下げられ波が発生する。空
になった回転体本体３は、前記重り８と堰９の作用によ
り、回転を続け、図５(D)に示すように原位置に戻るよ
うに復帰する。

【００１８】ここで図６の（A）の状態から図６の（B）
の状態のように回転体本体３が回転して原位置を通過し
てしまった場合でも、回転の力により、堰９に対して回
転方向Aの残水が堰９により持ち上げられ、この残水の
重みにより反回転方向Ｂのモーメントが作用する。同様
に、戻りすぎてしまった場合でも図６の(C)に示すよう
に、堰９と残水の作用により回転方向Aに回転し、原位
置に戻りやすくなる。この様に堰９を設けたことで回転
体本体３の振動が減衰して原位置に安定して戻りやすく
なる。また、残水がない場合でも図５（D)に示すよう
に、前記回転体本体３が原位置に戻る直前に水が供給さ
れ、水が堰９に対し反回転方向側から入り始めるので重
り８と水の重量とが釣り合って原位置にスムーズに戻り
やすくなる。

【００１９】従って、本実施形態によれば、回転体本体
３は液体供給部１１から水が入るとバランスを崩し水の
重さで回転して液体収納部５内の水を排水する構成であ
るため、波の発生に動力源を必要とせず、省エネルギー
を図ることができる。また、可動部は回転体本体３のみ
であるため、構造が簡単でメンテナンスが容易である。

【００２０】また、回転体本体３は、液体収納部５に回
転中心Ｃを越える位置まで水の収納が可能であり、収納
される水の重心Ｇが回転体２の回転中心Ｃに対して水平
方向に偏るように形成されているため、大量の水を収納
することができ、大きな波を発生させることができる。
さらに、回転体本体３を２基直列に配列し、回転の周期
を同じにしたため、大きな波を発生させることができ
る。また、重り８を回転体本体３に設けたことで、液体
収納部５から水が流出して、液体収納部５が空になって
も、重り８の作用により、回転体本体３は回転を続け、
原位置に戻りやすくなる。さらに、液体収納部５内に堰
９を設けたことで回転体本体３が回転して原位置を通過
してしまった場合や開口部６が給水配管１２に正しく対
向していない場合でも、残水と堰９の作用や堰９と供給
される水の作用により、回転体本体３の振動が減少して
原位置に戻りやすくなる。

【００２１】開口部６の張り出し部７を周外へ張り出し
ているため回転体本体３の開口部６の端部が前記囲い２
１の壁２２と対向した際、壁２２と張り出し部７との隙
間が狭くなる。水の流下通路を狭めることで、図４
（B）の位置まで回転体本体３が回転しても排水がほと
んど始まらないので、前記液体収納部５に多量の水を収
納することができる。そのため一挙に大量の水を排水
し、大波を作ることができる。さらに壁２３及び壁２
４により水の流出経路を形成したことで水槽に連通する
囲い２１内の水面に排出された大量の水による大きな圧
力がかかり、水面が押し下げられ大きな波を発生させる
ことができる。この様に大きな波を作る際にも動力源は
必要なく省エネルギーを図ることができる。

【００２２】なお、本発明は前述の実施形態に限定され
るものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変
形、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、前
記実施の形態では回転体本体３の材質はステンレススチ
ールとしていたが、本発明では液体の重量に耐えうる素
材であればよく、例えば硬質プラスチックや木質でも良
い。また、回転体本体３は１基でも３基以上用いても良
い。複数基同時に用いる場合にあっては、各基の周期を
ずらして回転させ、波の発生周期を短くしても良い。

【００２３】回転体本体３の寸法や給水量、ポンプ１３
の吐出圧力、モーター１４の力、造波装置を設置する位
置は任意である。回転体本体３の形状は原位置におい
て、回転中心を通る水平線に対し下方は半円形状とした
が、前記液体収納部５に収納される液体の重心が前記回
転体２の回転中心に対して略水平方向に偏っていれば良
い。実施形態では重り８を２個用いたが、回転体のバラ
ンスがとれれば良いため、重りは１個又は３個以上でも
良くまた、回転体本体３の一部を肉厚にしても良い。

【００２４】また、前記本実施形態では水槽３１に連通
する囲い２１内に造波装置を設置したが、囲い２１はな
くてもよい。さらに、前記回転体本体３は前記開口部６
の周方向の端部を周外側へ張り出した張り出し部７を有
するとしたが張り出し部７はなくても良い。また、前記
本実施形態では給水配管から水が常に流れ出るように設
置したが、タイマーや弁を設け、一時的に給水を止めて
波の発生周期を制御しても良い。さらに、前記実施形態
では水を用いたが、液体であれば十分である。造波措置
を水槽に設けたが、実験槽、池等でも使用可能である。

【００２５】

【発明の効果】このような本発明によれば省エネルギー
を図り、かつ装置の構造が簡単でメンテナンスフリーの
造波装置を提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる造波装置が水槽に
取り付けられている状態を示す正面図である。

【図２】前記造波装置を示す断面図である。

【図３】前記造波装置を示すもので図２と異なる方向か
ら見た断面図である。

【図４】(A)、(B)は造波装置の回転を示す断面図であ
る。

【図５】(C)、(D)は造波装置の回転を示す断面図であ
る。

【図６】(A)から(C)は造波装置の回転を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１造波装置２回転体３回転体本体５液体収納部６開口部７張り出し部８重り９堰１１液体供給部３１水槽（液体収納槽）Ｃ回転中心Ｇ液体収納部に収納される液体の重心

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体が蓄えられた液体収納槽に波を発生
させる造波装置であって、前記液体収納槽に回転可能に設けられその内部に液体収
納部が形成された回転体と、この回転体の液体収納部に
液体を供給する液体供給部とを備え、前記回転体は、その外周部に液体の流出入のための開口
部が設けられ、かつ、前記液体収納部に収納される流体
の重心が前記回転体の回転中心に対して略水平方向に偏
っていることを特徴とする造波装置。
【請求項２】請求項１記載の造波装置において、前記回転体の前記開口部と前記回転中心をはさんで略反
対側に重りを付設したことを特徴とする造波装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の造波装置におい
て、前記液体収納部の前記開口部と対向する位置に堰を設け
たことを特徴とする造波装置。
【請求項４】請求項１から請求項３いずれか記載の造
波装置において、前記回転体は前記開口部の周方向の端部から前記回転体
の周外側へ張り出した張り出し部を有することを特徴と
する造波装置。