JP2003232700A - 造波用スネーク動作フラップおよびこれを用いた造波装置 - Google Patents

造波用スネーク動作フラップおよびこれを用いた造波装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 深さ方向について主型運動を保ちつつ、波の
幅方向については、より連続性を持った折れ線状に接続
する造波板を有し、実際の海洋に適した3次元波の波を
発生する造波用スネーク動作フラップおよびこれを用い
た造波装置を提供する。 【解決手段】 水槽の底部に枢着されて前後揺動可能に
複数の造波板と、隣接する造波板の間に形成された隙間
を埋めるよう造波板に連結され複数の扇型板を扇子状に
開閉可能として連結ユニット板とからなるスネーク動作
フラップを有している。当該スネーク動作フラップの造
波板を前後に揺動させる複数のアクチュエータを備え、
配列されたアクチュエータの位相を順次変えて造波板を
揺動させることにより前記フラップにスネーク動作を付
与させる制御手段を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水槽などの液面
に、波を人工的に発生する造波用スネーク動作フラップ
およびこれを用いた造波装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、3次元波を正確に発生する方法と
して、特公平6−70598号公報に示す造波装置が提
案されている。同公報によれば、この造波装置は、水平
方向に所定の間隔をもって並設され前後方向に進退する
多数の受具と、これら受具のうち相互に隣接する2つの
受具に連結され前後方向に揺動する多数の造波板とを備
えている。これら造波板は、一方の連結部が前記受具の
並列方向に摺動し、他方の連結部が上下方向に延在する
軸線の回りに回動する造波板により構成されている。こ
れら造波板のうち相互に隣接する2つの造波板の間隔
は、フレキシブルシールプレートによって閉塞し、これ
らフレキシブルシールプレートは前記造波板に対して一
方端部が固定され、他方端部が摺動自在に設けられてい
ることが記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
6−70598号公報においては、図7に示すように、
それぞれの造波板81の前面部81Aが鉛直を保ちなが
ら駆動装置83により前後に移動するピストン型運動を
行うため、造波板81で排除される水粒子の速度(V)
が、どの深さでも同一になってしまうという構造特性を
もっている。この特性は、港湾分野等、波の波長に比べ
て水深の浅い水域での波、すなわち、水粒子の運動
(V)がほぼ前後運動であり、しかも水深方向ではあま
り運動振幅に差がないような波を発生するのに相応しい
ものである。しかし、この特性は、造船分野等、波の波
長に比べて水深の深い水域での波、すなわち、水粒子の
運動が楕円運動で水底に近づくほど、その楕円運動が小
さくなるような波とは、かなり異なったものである。こ
のような波は、従来、波の進行方向と水深方向だけを考
える2次元波の造波においては、このような比較的水深
の深い波の造波においては、水粒子の運動(Vb)に一
致する度合いが高い造波板として、図8に示すような主
型造波板91が使用されて来た。しかるに、図8に示す
ような造波板91を単純に並べて、3次元造波機として
個別に動作させるときに、図9に示すように造波板91
の前面91Aが静水面(S)と接する線を上から見る
と、どうしても隣接する造波板同士が階段状(D)にな
らざるを得ないという特性を有しており、実際の波に合
っていないという欠点を有している。
【0004】本発明は、上記従来の問題点に着目し、深
さ方向について主型運動を保ちつつ、波の幅方向につい
ては、より連続性を持ったスネーク動作が可能であり、
実際の海洋に倣った3次元波の波を発生することができ
る造波用スネーク動作フラップおよびこれを用いた造波
装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る造波用スネーク動作フラップは、前後
揺動可能に複数の造波板を配列し、隣接する造波板の間
に形成された隙間を埋めるよう造波板に連結される連結
ユニット板を有し、当該連結ユニット板は複数の扇型板
を積層して形成するとともに扇子状に開閉できるように
相互連結して形成し、積層端の扇型板を隣接造波板に結
合した構成を特徴としている。この場合において、前記
連結ユニット板における各扇型板は一方に長穴を形成
し、他方に当該長穴に嵌入される連結ピンを備えて相互
連結されて扇子状に開閉可能とすればよい。
【0006】また、本発明に係る造波装置は、水槽の底
部に枢着されて前後揺動可能に複数の造波板と、隣接す
る造波板の間に形成された隙間を埋めるよう造波板に連
結され複数の扇型板を扇子状に開閉可能として連結ユニ
ット板とからなるスネーク動作フラップを有し、当該ス
ネーク動作フラップの造波板を前後に揺動させる複数の
アクチュエータを備え、配列されたアクチュエータの位
相を順次変えて造波板を揺動させることにより前記フラ
ップにスネーク動作を付与させる制御手段を備えたこと
を特徴とするものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係る造波用スネー
ク動作フラップおよびこれを用いた造波装置の具体的実
施の形態について図面を参照しつつ、詳細に説明する。
図1は実施形態に係る造波用スネーク動作フラップを用
いた造波装置の全体構成斜視図である。同図において、
造波用スネーク動作フラップ10が水槽12の1縁部に
沿って据え付けられている。この造波用スネーク動作フ
ラップ10は、ほぼ三角形形状の造波板14を横方向に
一列に連続して一平面を構成するように配列されてい
る。すなわち、三角形状の底辺が直線状に縦列するよう
に水槽12の底部に配列され、個々の造波板14の底辺
部を水槽12の底部とヒンジ結合させ、上端部が前後に
揺動できるように取着されている。このような造波板1
4の各々には電動シリンダ16が連結され、各々独立し
て揺動運動ができるようになっている。電動シリンダ1
6は水槽12の躯体上部に据え付けられ、シリンダロッ
ド18を造波板14の上端部に連結している。電動シリ
ンダ16を駆動制御する手段としてのコントローラ20
が設けられており、これは前記造波板14にスネーク運
動を与えるように電動シリンダ16の位相をずらして運
転させるようにしている。すなわち、シリンダロッド1
8の先端が正弦波の軌跡上にあるようにシリンダロッド
18のストローク制御をなさしめるのである。
【0008】ところで、上記造波板は、正面形状が三角
形状とされ、底辺部を水槽12の底部にヒンジ結合され
ているため、隣接する造波板14同士の間には逆三角形
状の隙間が生じる。この隙間は造波作用を発揮させる上
で埋め込んでおく必要がある。本実施形態では、複数の
造波板14を位相が異なるように前後に揺動させるた
め、造波板14間の隙間距離が変動する。このような稼
働中における変動隙間が常に閉鎖されて、造波作用に支
障を来さないように、扇子状に開閉動作される連結ユニ
ット板22をもって前記隙間を埋めている。
【0009】造波板14の間の隙間に装着される連結ユ
ニット板22は、左右の造波板14に連結されるが、こ
れは複数の扇型板24(24A、24B、………)を積
層して形成するとともに扇子状に開閉できるように相互
連結して形成し、積層上下端の扇型板24A、24Nを
隣接造波板14、14に結合している。この具体的構成
を図2〜図6に示す。
【0010】図示のように、実施形態における連結ユニ
ット板22は、一対の造波板14,14の間に装着され
るが、図3に示しているように、長さが若干異なる複数
の扇型板24を面スライド可能に相互連結して構成され
る。より具体的には、前記連結ユニット板22における
各扇型板24は一方に長穴26を形成し、他方に当該長
穴26に嵌入される連結ピン28を備えて相互連結され
て扇子状に開閉可能とされているのである。図4は連結
ユニット板22を閉じた状態を示し、図5は開いた状態
を示している。積層されている最上面の扇型板24Aの
外側縁にはヒンジ30Lを取付け、また、最下面の扇型
板24Nの外側縁にも同様にヒンジ30Rを取付け(図
4参照)、それぞれ左右の造波板14、14に連結する
ようにしている。図6は左右一対の造波板14,14が
同一面上にある場合の平面図と(同図(1))、上端が
最大離隔状態にある場合の平面図(同図(2))とを示
している。図6(1)に示しているように、最小の隙間
の場合には、連結ユニット板22は図4の状態となる。
また、図6(2)に示しているように、最大隙間が形成
されるように左右の造波板14,14が作動された場合
には、図5(1)の状態の最大に広げられた状態とな
る。連結ユニット板22はヒンジ30L、30Rにて造
波板14の側縁を中心とした回動が可能となっているの
で、図6(2)のように造波板14同士が最大離間した
ような場合であっても。連結ユニット板22は造波板1
4同士の間に通流隙間を形成することがない。扇型板2
4間の隙間からの通水が問題であれば、図5に示すよう
に、各扇型板24の側縁にテフロン(登録商標)プレー
ト32を取付け、隙間からの漏れをなくすように調整す
ればよい。
【0011】造波装置は、図1に示すように、電動シリ
ンダ16の全部一体の作動により、全部の造波板14が
水槽の底部に対して一体で前後方向に揺動されるが、コ
ントローラ20が各電動シリンダ16のストローク制御
を行い、連結された造波板14に位相差が生じるように
揺動させ、これにより上方から見た場合に、正弦波に沿
った動きをなすように作動される。各造波板14の間に
は連結ユニット板22が介装されており、これは左右の
造波板14の動きに応じて、図6(1)の最小離間位置
と、同(2)に示す最大離間位置との形態を限度として
扇子状の開閉動作をなす。これにより、上面から造波板
14と連結ユニット板22からなる造波用スネーク動作
フラップ10見た場合、スネーク運動をなすのである。
これにより、全般の造波用スネーク動作フラップ10の
作動により、図1、図8に示すような水底を起点とした
造波板14の前後運動と、電動シリンダ16によるスト
ローク制御による造波用スネーク動作フラップ10の上
縁側のスネーク運動により、波の波長に比べて水深の深
い水域での波、すなわち、水粒子の運動が楕円運動で水
底に近づくほど、その楕円運動が小さくなるような波の
速度が与えられ、また、このとき波は、図1に示すよ
う、造波用スネーク動作フラップ10の造波板14に対
して傾斜した波の波長(Wa)を発生することができ
る。
【0012】また、従来の階段状に形成された段差を設
けた造波板に比較して、造波板14は段差がなく連続し
ているため段差エッジ部近傍に発生していたリングウエ
イブを防止でき、連続した波を発生することができる。
また、造波板14間には間隙を埋め扇子状の開閉運動を
なす連結ユニット板22をを設けているため、水の浸入
を防止することができるとともに、段差を少なくするこ
とができ連続性を持った折れ線状に接続する造波板にす
ることができる。また、深さ方向について主型運動を保
ちつつ、波の幅方向については、より連続性を持った折
れ線状に接続する造波板を有し、実際の海洋に適した3
次元波の波を発生することが行われる。
【0013】造船分野など実験する波の波長に比べて、
比較的水深の深い水槽実験においては、水粒子の運動に
合致した主運動型の造波板が相応しいとされている。従
来では、このために造波板の数を増して造波板の幅を極
力狭くすることによって段差を少なくし滑らかな造波面
を得ていた。これに比べて、本実施形態に係る造波用ス
ネーク動作フラップおよびこれを用いた造波装置によれ
ば、三角形状の造波板14を互いに揺動自在にしつつ、
これらの隙間を埋める連結ユニット板22を連結してい
る構成を採用しているため、フラップ10に接している
静水に上下方向の水粒子の速度(V)を与え、この速度
は主造波板および接続造波板の底面の近傍で小さく、液
面に近づくにしたがって大きくなる主型運動となるの
で、3次元の方向性を持った波を、より正確に、かつ、
経済的に連続した波を発生することができるとともに、
段差エッジ部近傍に発生していたリングウエイブを有効
に防止できるものとなる。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水槽の底部に枢着されて前後揺動可能に複数の造波板
と、隣接する造波板の間に形成された隙間を埋めるよう
造波板に連結され複数の扇型板を扇子状に開閉可能とし
て連結ユニット板とからなるスネーク動作フラップを有
し、当該スネーク動作フラップの造波板を前後に揺動さ
せる複数のアクチュエータを備え、配列されたアクチュ
エータの位相を順次変えて造波板を揺動させることによ
り前記フラップにスネーク動作を付与させる制御手段を
備えた構成としているので、深さ方向について主型運動
を保ちつつ、波の幅方向については、より連続性を持っ
たスネーク動作が可能であり、実際の海洋に倣った3次
元波の波を発生することができるという優れた効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る造波装置の全体斜視図
である。
【図2】本発明の実施形態に係るスネーク動作フラップ
の一部の正面図である。
【図3】同フラップの分解図である。
【図4】同フラップの閉じ込み状態の正面図である。
【図5】同フラップの開いた状態の部分正面図およびそ
の部分平面図である。
【図6】同フラップの閉じ込み状態と最大位相差のとき
の平面図である。
【図7】従来の造波装置の側面概念図である。
【図8】他の従来例に係る造波装置の側面概念図であ
る。
【図9】更に他の従来例に係る造波装置の斜視図であ
る。
【符号の説明】
10………造波装置、12………水槽、14………造波
板、16………電動シリンダ、18………シリンダロッ
ド、20………コントローラ、22………連結ユニット
板、24………扇型板、26………長穴、28………連
結ピン、30L,30R………ヒンジ、32………テフ
ロン(登録商標)プレート。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前後揺動可能に複数の造波板を配列し、
    隣接する造波板の間に形成された隙間を埋めるよう造波
    板に連結される連結ユニット板を有し、当該連結ユニッ
    ト板は複数の扇型板を積層して形成するとともに扇子状
    に開閉できるように相互連結して形成し、積層端の扇型
    板を隣接造波板に結合してなることを特徴とする造波用
    スネーク動作フラップ。
  2. 【請求項2】 前記連結ユニット板における各扇型板は
    一方に長穴を形成し、他方に当該長穴に嵌入される連結
    ピンを備えて相互連結されて扇子状に開閉可能とされて
    いることを特徴とする請求項1に記載の造波用スネーク
    動作フラップ。
  3. 【請求項3】 水槽の底部に枢着されて前後揺動可能に
    複数の造波板と、隣接する造波板の間に形成された隙間
    を埋めるよう造波板に連結され複数の扇型板を扇子状に
    開閉可能として連結ユニット板とからなるスネーク動作
    フラップを有し、当該スネーク動作フラップの造波板を
    前後に揺動させる複数のアクチュエータを備え、配列さ
    れたアクチュエータの位相を順次変えて造波板を揺動さ
    せることにより前記フラップにスネーク動作を付与させ
    る制御手段を備えたことを特徴とする造波装置。
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