JP2014141946A

JP2014141946A - 噴水装置

Info

Publication number: JP2014141946A
Application number: JP2013011619A
Authority: JP
Inventors: Kyoko Tsumago; 妻籠恭子
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-01-25
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2014-08-07

Abstract

【課題】ヘロンの噴水の原理を利用し、従来の水の入れ替えなどの煩雑な仕事を簡便化し、作用を連続して観察できる装置にする。
【解決手段】噴水装置１を上側容器体３と下側容器体５とから構成する。上側容器体３を、上側押し上げ部１１と、上側噴水部１５と、上側押し上げ部１１及び上側噴水部１５を連通する上側連通パイプ１７と、から構成し、下側容器体５を、下側噴水部２１と、下側押し上げ部２５と、下側噴水部２１及び下側押し上げ部２５を連通する下側連通パイプ２７と、から構成する。上側噴水部１５と下側押し上げ部２５とを上側チューブ２９で連通し、上側押し上げ部１１と下側噴水部２１とを下側チューブ３１で連通する。
【選択図】図１

Description

この発明は外部から駆動力を供給しなくても一定時間吹き上がる噴水装置に関する。

外部から駆動力を供給しなくても一定時間吹き上がる噴水装置として非特許文献１に記載されたものが知られている。非特許文献１に記載された噴水装置は「ヘロンの噴水」と呼ばれ、1世紀ごろの発明家、数学者、物理学者として知られているアレキサンドリアのヘロンが発明した3段式の水力装置である。

「ヘロンの噴水」を図５に基づき説明すると、この噴水装置Ａは、噴水部Ｂと、噴水部Ｂの受け皿Ｃに流出チューブＤを介して連通された流出水容器Ｅと、流出水容器Ｅに加圧チューブＦを介して連通された供給水容器Ｇとを備え、供給水容器Ｇの内部下側から噴水部Ｂの受け皿Ｃ内に延びる供給パイプＨの先端部を先細り形状としてこの先端部に噴水機能を持たせたものである。噴水部Ｂの受け皿Ｃに貯まった水Ｗは、流出チューブＤを通って流出水容器Ｅ内に流れ込み、流出水容器内Ｅの空間を減少させる。流出水容器Ｅ内の空間の減少により押し出された空気Ｓは加圧チューブＦを通って供給水容器Ｇ内の水Ｗを加圧する。加圧された供給水容器Ｇ内の水Ｗは供給パイプＨを通り、供給パイプＨの先端部から噴水状に噴出して、墳水部Ｂの受け皿Ｃに溜まる。

"ヘロンの噴水（自噴水）"、[online]、電気通信大学 [平成25年1月11日探索、インターネット<URL:http://www.ccr.uec.ac.jp/activity/club/repo/pdf/inv_text_05-07-16.pdf>

このような構成の「ヘロンの噴水」で、外部からの駆動力を供給しなくても噴水が継続するが、例えば、供給水容器Ｇ内の水面が供給パイプＧの下端より低くなると、噴水は停止してしまう。再度噴水を継続させる場合には、流出水容器Ｅから水を排出させたり、供給水容器Ｇ内に水を供給したりしなければならず、取り扱いが煩雑である。

そこで、本発明は簡単な操作で噴水を継続させることができる噴水装置の提供を目的とする。

この目的を達成するための発明の噴水装置は、水を収容する密閉容器状の上側噴水部と、この上側噴水部の下側に配置された、水を収容する密閉容器状の上側押し上げ部と、水を収容する密閉容器状の下側噴水部と、この下側噴水部の上側に配置された、水を収容する密閉容器状の下側押し上げ部と、上側押し上げ部の内部下側から上側噴水部の内側まで延びる上側内パイプと、下側押し上げ部の内部上側から下側噴水部の内部まで延びる下側内パイプと、上側噴水部の内部下側と下側押し上げ部の内部とを連通する上側外チューブと、下側噴水部の内部上側と上側押し上げ部の内部とを連通する下側外チューブと、を有することを特徴とするものである。

噴水部からの水が露出されていないので、安全である。
装置を逆さにすることにより、継続的に噴水を発生させることができる。
また装置の保存も簡便である。

本発明の噴水装置の構造を示す図である。噴水装置の噴水が停止する場合を示す図である。噴水装置を逆さにした場合を示す図である。噴水装置の噴水が継続している場合を示す図である。背景技術「ヘロンの噴水」の装置である。

まず、図１を参照して本発明の噴水装置の構成を説明する。

本発明の噴水装置１は、上側容器体３と下側容器体５とを備え、上側容器体３と下側容器体５とを連通する連通手段７を有している。

上側容器体３は、口部９を上側にして配置されたボトル形状の上側押し上げ部１１と、口部１３が上側押し上げ部１１の口部９に接続されるように、口部１３を下側にして上側押し上げ部１１上に配置された上側噴水部１５とを有している。上側押し上げ部１１および上側噴水部１５内には上側連通パイプ１７（上側内パイプ）が連通されていて、この上側連通パイプ１７の下端は、上側押し上げ部１１の下側まで延びている。

また、下側容器体５は、口部１９を上側にして配置されたボトル形状の下側噴水部２１と、口部２３が下側噴水部２１の口部１９に接続されるように、口部２３を下側にして下側噴水部２１上に配置された下側押し上げ部２５とを有している。

下側噴水部２１および下側押し上げ部２５内に下側連通パイプ２７（下側内パイプ）が通されていて、この下側連通パイプ２７の上端は、下側押し上げ部２５の上端まで延びている。

連通手段７は、上側噴水部１５の内部下側及び下側押し上げ部２５の内部を連通する上側チューブ（上側外チューブ）２９と、上側押し上げ部１１の内部および下側噴水部２１の上側を連通する下側チューブ（下側外チューブ）３１を有している。

噴水装置１は全体をユニット化する支持体３５を有していて、この支持体３５は、上側噴水部５の上面に固定された天板部３７と、下側噴水部２１の下面に固定された底板部３９と、天板部３７及び底板部３９を連結する支持板部４１と、を有している。

次に、本発明の噴水装置１の作動態様を説明する。

図１に示すように、底板部３９を下にして噴水装置１を置くと、上側噴水部１５に溜まっている水Ｗは、上側チューブ２９を介して下側押し上げ部２５に流れ落ちる。水Ｗが流れ落ちるに従って、下側押し上げ部２５内の空間は狭まり、下側連通パイプ２７を介して加圧空気Ｓが下側噴水部２１に流入する。下側噴水部２１に加圧空気Ｓが流入すると、下側チューブ３１を介して加圧空気Ｓが上側押し上げ部１１内に流入し、上側押し上げ部１１内の水Ｗを加圧する。上側押し上げ部１１内で加圧された水Ｗは上側連通パイプ１７を上ぼり、上側連通パイプ１７の上端に形成している先細り形状の先端噴水口３３から噴水状に吹き出し、上側噴水部１５内に溜まる。

上側噴水部１５内での噴水は、継続して行われるが、例えば、図２に示すように、上側押し上げ部１１内の水Ｗの上面が上側連結パイプ１７の下端と同じ高さになると、または下端を下回ると、上側噴水部１５内での噴水は停止する。

上側噴水部１５内での噴水が停止したら、または上側噴水部１５内での噴水が停止しそうになったら、図３に示すように噴水装置を逆さに置き換える。すなわち、天板部３７を下にして噴水装置１を置く。

そうすると、下側噴水部２１（逆さにして上側に位置する）内の水Ｗが下側チューブ３１（逆さにして上側に位置する）を介して上側押し上げ部１１（逆さにして下側に位置する）内に流入し、上側押し上げ部１１内の空気Ｓを加圧する。上側押し上げ部１１内の空気Ｓは上側連通パイプ１７を介して上側噴水部１５内を加圧する。

そして、上側噴水部１５内の空気Ｓは上側チューブ２９を介して下側押し上げ部２５内に流入し、下側押し上げ部２５内の水Ｗを加圧する。下側押し上げ部２５内の加圧された水Ｗは、下側連通パイプ２７（逆さにして上側に位置する）内を上昇し、下側連通パイプ２７の先細り形状の先端噴水口３３から噴水状に噴き出し、下側噴水部２１内に溜まる。下側噴水部２１内での噴水は図４に示すように、元の置き方の場合と同様に継続して行われる。

中学校や高等学校で常備し、科学の教材として使用し、文化祭などでは、一般生徒や一般参加者などに啓蒙展示物として活用できる。保存も横にして置くことにより簡便である。小学生などにも工作として、自ら作ることができるものである。

３−上側容器体
５−下側容器体
７−連通手段
９−口部
１１−上側押し上げ部
１３ー口部
１５−上側噴水部
１７−上側連通パイプ
１９−口部
２１−下側噴水部
２３−口部
２５−下側押し上げ部
２７−下側連通パイプ
２９−上側チューブ
３１−下側チューブ
３３−先端噴水口
３５−支持体
３７−天板部
３９−底板部
４１−支持板部
Ｓ−空気
Ｗ−水

Claims

水を収容する密閉容器状の上側噴水部と、この上側噴水部の下側に配置された、水を収容する密閉容器状の上側押し上げ部と、水を収容する密閉容器状の下側噴水部と、この下側噴水部の上側に配置された、水を収容する密閉容器状の下側押し上げ部と、上側押し上げ部の内部下側から上側噴水部の内側まで延びる上側内パイプと、下側押し上げ部の内部上側から下側噴水部の内部まで延びる下側内パイプと、上側噴水部の内部下側と下側押し上げ部の内部とを連結する上側外チューブと、下側噴水部の内部上側と上側押し上げ部の内部とを連結する下側外チューブとを有することを特徴とする噴水装置。