JP3138979B2 - 単一容器内のシート水流ウォーターライドの方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、プール内でプールより上方に隆起する付属
の傾斜容器で行うシート水流ウォーターライドに関する
ものであり、付属の傾斜容器上に強い水流を噴出するこ
とにより、水流が傾斜平面上を巡回しては上記プールに
戻るようにし、それによって多用な効果を発生させるも
のである。

発明の背景 シート水流ウォオターライドは新世代の人工波発生ウ
ォーターライドとして近年呼び声が高い。そもそもこの
シート水流発生装置は、サーファーらが珍重するトンネ
ルウェーブのような実在の天然波および諸現象をシミュ
レートするべく設計された。

一般に、シートウェーブ発生装置は波乗り演習が行え
る傾斜面上に水を噴出する。傾斜面は容器無用であり、
超臨界水流が傾斜側面に沿って減速されないようになっ
ている。傾斜面から流出する水は補充プールまたは堀に
集められてから水路を経由して循環し、高所に設置され
た容器に戻され、再びそこから水が傾斜上に押し出され
る。

以前のシートウェーブ発生装置システムの欠点の一つ
に、不足しがちで価格も高い土地で、これらシステムが
実質的に広大な面積を必要とすることが挙げられる。さ
らに、以前のシートウェーブ発生装置は別個のプールや
シートウェーブ発生装置を作動させる際に使用する水を
貯蔵しておくための高所に設置された容器を必要とする
ことが多かった。高所に設置された容器は建造費が高く
つくばかりでなく、傾斜面併設型の場合は、始動段階と
休止段階の間に水が下方の傾斜容器から溢れて望ましく
ないことになる傾向がある。更に、前記先行技術の傾斜
容器の設計は、残念なことに作動中に（例えば、ライダ
ーが水質劣化を招いたような場合）水の自浄能力につい
ては融通が効かない。また、傾斜の上端縁を越えて水が
流れることが必要であるため、ライダーの異なった熟練
度に応じて規模可変な波の諸形態が提供できなかった。
それ故、先行技術の傾斜容器の欠点を克服してなおかつ
人工水流滑りのスリルを提供する一層小型化されたシー
トウェーブ発生ウォーターライド設計が必要となる。

発明の概要 本発明は、本発明が単一プール領域内にまたはそれに
隣接して非分離的に併設された小型化ウォーターライド
構造および設計を含むという点で、先行技術のシートウ
ェーブ発生システムに対する実質的な改良の一典型であ
る。本発明のウォーターライドは付属の傾斜容器を備
え、この容器により水流の人工上下移動が可能になりか
つ比較的小規模のライド面積内でサーフィンおよび水流
滑りの演習が可能になる。小型サイズであるために、既
存のスイミングプール、ダイビングプールまたはウェー
ブプールを改造すれば本発明のライド面を組み入れるこ
とが可能になる。したがって、本発明の利点は、既存の
施設および／または比較的小さなスペーに取り付けるこ
とができることであり、これは土地の高価格を考えれば
取り付け経費を低減することになる。また、先行技術の
シートウェーブ発生装置とは異なり、本発明はシート水
流を発生させるための水貯蔵源／水圧源として嵩ばりか
つ経費のかかる高所設置容器を必要としない。むしろ、
ライダー達が立ち入るプールはウォーターライド用の水
を供給する水源として機能する。

本発明のノズル／噴出機能、すなわちウォータージェ
ットの特殊な設置も、シート水流へライダーが入ること
について全く新規なコンセプトを提供するものである。
この点については、水はプールの下から汲み上げられて
プール内の水の高さに位置するまたはそれより下にある
ノズル領域から押し出される。ノズル噴射はプール内の
水の表面の高さまたはそれより下にあるので、ライダー
はノズル領域の最上面を越えて滑走でき、再び傾斜を上
昇する噴出水によって推進されことが可能である。この
ユニークな特性はユーザ収容力と通過量を著しく増大さ
せる。

別な実施例では、本発明のノズル／噴出機構が主要ラ
イディング面より上の高さに配置され、噴出された水は
まず下り傾斜面を下方に移動した後で傾斜面に沿って上
方に移動するようになっている。この下り傾斜面は、傾
斜面で水流滑りの演習を行うライダーがノズル／噴出機
構の中へ誤って滑り込むのを防止するのに役立つ。ノズ
ル／噴出通路領域の下り傾斜面は、ライディング面が一
層小型になることも可能にしている。

本発明はまた実質的に改良されたシートウェーブ発生
装置ウォーターライドの一典型であり、一実施例におい
ては単一容器すなわちプールに付属もしくは隣接してい
るバタフライ形状のリターン構造を備える。本発明の好
ましい実施例は超臨界水流を傾斜上に上昇させる利点を
有し、これにより水が頂点に達した後に傾斜の同一平面
をプール領域へと実質的に下方へ逆戻りする。本発明は
ライダーが折り返し部の頂点に乗ることはもちろんのこ
と上方下方量傾斜上で演習を行えるようにする利点があ
る。

本発明の一利点は、チューブもしくはブギボード等を
持ったライダーが傾斜の最上面からライディング動作に
入ることができる、あるいはまたプール領域からライデ
ィング面に入ることができることである。このダブルエ
ントリーシステムは、ユーザが楽しめる時間を延長する
ばかりでなく、ユーザの収容力を、次いで通過量を増大
させる利点がある。

本発明においては、水がライディング面上に噴出され
て超臨界速度で主に斬新的な傾斜上を上方に流れる。バ
タフライリターンという特殊な構造は、大量の水が折り
返し部の最上面で頂点に達すると、折り返し部の構造の
おかけで多様な水力効果を生み出すように設計されてい
る。水流は折り返し部の周囲を通過した後で、重力によ
って傾斜面の平面部を下りプール領域に戻る。

ウォーターライドは、バタフライリターンの形状を呈
する単一の傾斜容器から構成されているので、隣接容器
にオーバーフローさせることなしに、水を傾斜ライド領
域上に維持してプール領域に向けて戻すことが可能であ
る。多様な容器ならびにプールを異なる高さで利用する
という先行技術とは異なり、本発明は単一の非分離式ラ
イド面および折り返し部を備える。ライド面の特殊なバ
タフライ構造のために、水流が傾斜に沿って上へ移動
し、180度折り返し部の最上端縁に沿った容器側壁のた
めに、重力の下向きの力による水流はその水の噴出源で
あるプール領域の方に向けて戻される。傾斜面も傾斜の
両側でわずかに傾けられ、折り返し部の内側に最も近接
した面の高さが当該折り返し部の外側におけるよりも低
なるようにされている。このような漸進的な傾きが湾曲
したバタフライリターン部内へと延びて、傾斜面が最終
的には堤防を形成するようにしている。

更に、ライディング面の傾斜部上のわずかな傾きのた
めに、水は傾斜の側面を離れて、当該傾斜に隣接して配
置された浅いスウェールへと流入することになる。この
スウェールは上方水流と下方水流の間の折り返し部の内
側の移行領域であり、上方水流と下方水流とを別々に維
持するのに役立つ。傾斜面上に乗っているライダーはス
ウェール内へ安全に滑り入ることができ、かつ堤防を巡
らした折り返し部の付近へ運ばれることなくプール領域
に戻ることができる。他方で、ライダーのライディング
用乗り物を巧みに操ることにより、ライダーはスリリン
グなライディングを体験するべく堤防の周囲で推進され
ることも可能である。

本発明の一実施例においては、折り返し部に沿って多
様な水力ジャンプが生み出されるように上記堤防が構成
されている。この実施例においては、水は超臨界速度で
排出ノズルから傾斜面へと流出し、折り返し部の端縁に
沿って外壁にぶつかって推進される。この際、水力ジャ
ンプが生み出され、水は傾斜の平面を下ってプール領域
の方へ戻る向きにされる。

本発明のこの実施例においては、水流が調整されてラ
イダー達の様々な能力および熟練度に便宜をはかること
が可能である。初級ライダーの便宜をはかるためには、
水流の超臨界速度が低減されて水が堤防を巡らされた折
り返し部の最高点まで推進されないようにする。上方に
噴出された水流の速度が低減された結果、傾斜のどこか
中間点で合流した臨界未満水流を利用した水力ジャンプ
が生み出される。水速度がひとたび臨界未満になると、
傾斜の側で水は低圧領域の方向へ移動するが、この場合
水は通過領域の付近を流れてプール内へと落ちる。

中級ライダーのために、水流の超臨界速度が増大され
て堤防を巡らされた折り返し部付近で水が上方へ流れる
ようにするが、この場合、多様な水の効果が折り返し部
の頂点で生み出される。経験豊富なライダーは、堤防が
巡らされた折り返し部からプール領域内に下る前に、折
り返し部で巧みに操作を行って「頂点に乗る」ことがで
きる。

別な実施例でも折り返し部付近の水流が事実上超臨界
速度を維持し得るように堤防が構成および設計され得る
ことに着目することには、当然それだけの価値がある。
堤防付近に事実上小臨界水流を生み出すには、２種の独
立した原理を念頭に置いて当外面が構成されねばならな
い。その原理とは、すなわちフルード数と質量保存であ
る。

堤防上で生み出される水力ジャンプ、逆巻き及び渦巻
以外、本発明のこの実施例における主たる水力ジャンプ
は超臨界水流とプール領域の融合点で生じる。堤防が巡
らされた折り返し部から離れ、ライダーが傾斜の平面に
沿って下へ行き主たる水力ジャンプ点でプール領域に飛
沫をあげて飛び込むことになる。

逆位置に堤防が巡らされた２個の同一の折り返し部を
横並びに設けてバタフライリターンを作ることに着目す
ることには、当然それだけの価値がある。異なる傾斜と
曲率を有する、堤防を巡らした異なる折り返し部も横並
びに設けることができ、したがって、２種のまったく別
なウォーターライドを創作できる。しかしながら、本発
明は、堤防を巡らした２個の折り返し部を逆方向に設け
るのではなく、１個の折り返し部を一方向に設けるだけ
でもよい。

ひとたびライダーが、堤防を巡らされた折り返し部を
ものにしてプール領域に降り立つと、ライダーはそのま
まプールにいてもよいし、あるいはプールを出てエント
リースライドを経由して入り直しをしてもよいし、ある
いは或る実施例では、ノズル排出領域に向かって漕いで
進んでそこを越えて堤防を巡らせた折り返し部付近へも
一度推進されるようにしてもよい。本発明の利点は、単
一の高さレベルにあるプール内にまたはそれに隣接して
ライド面全体が配置されることである。非分離型ライデ
ィング面の高さより下においてプールが単一の高さレベ
ルにあるので、水が傾斜面から溢れるようなことは起こ
らない。したがって、先行技術のライドで要求されたよ
うにライディング面から水を汲み出す必要はない。

水噴出機構に関しては、本発明は、付属の傾斜ライデ
ィング面の下に配置されているという利点を有するウォ
ーターポンプを備えている。傾斜面の下にポンプを備え
ていることの利点は、ノズル排出口に隣接するプール領
域には、高所に設けられた容器またはノズル領域に隣接
する上記容器以外の噴出機構が原因となる妨害物が比較
的無いことである。しかし、ポンプは用地の特殊条件に
よって指定されるようなどこか別の場所に配置すること
もできる。

好ましい実施例においては、水は通常は傾斜ライディ
ング面の下方の位置からノズル排出口に向けて上方に汲
み出される。その場合、水は上方にそして後方に強制さ
れて上方へ180度回転する。水は、狭くなるノズル領域
を通して押し出され、ノズル排出部を通る際に加速され
る。このノズル領域は、下の水路よりも断面面積が実質
的に小さい。水は、ノズル領域に一挙入ると上方へ180
度回転した後、適切な流れの厚さ（すなわちおよそ２イ
ンチ）となってライディング面上に至る。流れの厚さ
は、所望の流れに従って1/2インチないし10インチの間
でノズル高さを調整することにより変更可能である。

代替の実施例においては、プールから傾斜面上への水
の汲み出しを可能にする位置でライディング面に隣接し
てポンプを配置することができる。この代替の実施例で
は、初期には水が下方向に移動するので、低い位置のプ
ール領域から水を回数してから水をノズル／噴出領域内
へと上方に汲み出すようにポンプの位置決めがなされる
が、そこでは水は下方向に推進されて所望の流れエネル
ギーを作り出す。

ライダーがウォーターライドに入るための入り口であ
るエントリースライドは、傾斜面領域の実質的に中央か
つ最上面に配置される。エントリースライドは、ライダ
ーが水流に抗して傾斜面上に入れるようにし、この上で
ライダーは水流滑りおよびサーフィンの演習を行える。
エントリースライドは凸型形状を有している。この形状
により、水はスライドからいずれかの側へと転じ、エン
トリースライド領域上に流れ込まない。エントリースラ
イドはまたライディング面よりもわずかに高さが上にあ
り、急な傾斜を備えた状態で設置可能であり、これによ
り水がスライド上へと流入する問題を回避できるように
している。このスライドはまた両側に水流フェンスを設
けることも可能である。このフェンスにより、ライダー
がスライド領域から落下するのが防止できまた過剰な水
がスライドから傾斜面へと流れだすことができるように
もなる。

この代替の実施例においては、ライダーが傾斜面の側
部に沿ってウォーターライドに入れるように同様のエン
トリースライドを設けることが可能であり、この場合、
ライダーは水流に抗して傾斜面に入る。代替のスライド
エントリーがノズル／噴出領域に隣接して設置されても
よい。これにより、ライダーはライド面上の水流と同一
の流れの方向でライド面に入ることができる。

付属の傾斜容器の表面プロファイルは以下のような多
様な流れ領域を調整するように設計されている：（１）
流れが傾斜の上で超臨界となるパワーフロー領域、
（２）水が方向を転換する、移行折り返し領域、（３）
水がプールに戻る下方流れ領域。移行領域はまた、上方
流れと下方流れとの間で堤防の底面から下へ延びるスウ
ェールを備えており、これにより上方流れが下方流れの
影響を受けないまたその逆も起こらないようにして流出
水を排出できる。バタフライリターンも、水が折り返し
部に留まるようにして、周辺部に沿って非分離式に設け
られる。折り返し部の外側曲線は上方向に朝顔型に広が
っていてもよく、あるいは曲面上にライダーはもとより
水を保持するように側壁が設けられてもよい。

外側曲線上の水が折り返し部の周囲で移動するのに十
分な速度で移動するように曲率が設計されるのが理想的
である。折り返し部の内側の水は、移行領域の内側では
実質的に速度が遅く、上方流れと下方流れの混合領域を
形成する。

折り返し部の設計と曲率によって、水流は折り返し部
の頂点まで実質的に超臨界状態となり、その結果として
生じる速度と表面形状との変化を原因とする多様な流れ
の効果が生じる。さらに、折り返し部に沿った流れの方
向の変化によって、多様な逆巻きや渦巻きや水の特殊効
果が生み出される。

ひとたび水が折り返し部の周囲を流れると、水は傾斜
の平面を下ってプール領域内に戻り、これにより、下方
移動する水流とプールの静止した水との融合により引き
起こされる揺動領域で主たる水力ジャンプが作り出され
る。一実施例においては、下方に戻る流れを有する傾斜
の平面は上方流れを有する傾斜に比べて一般に傾斜度が
緩く、プール領域に達する前に徐々に水平に戻る。ひと
たびライダーがプールに入ると、ライダーはライドを立
てもよいしプール内に留まっていてもよく、あるいはプ
ールの中央に漕ぎ出して入ってもよい。これにより、こ
の好ましい実施例では、ライダーはノズル領域上を滑走
してゆき傾斜面上へと再び戻ることができる。この特性
はユーザ収容量と通過量を増大させ、ライダーらが傾斜
バタフライリターンライディング面に反復して乗り続け
られるので有利である。いくつかの使用手順によりノズ
ル部入場ライダーと傾斜部入場ライダーとの衝突を抑制
することができるのは明かである。

本発明の一つの主要な利点は、ウォーターライド全体
が１個のプール両域内に非分離式に併設され、そこで、
ライディング面上に押し出す水の源となる容器としてプ
ールが役立つことである。更に、ウォーターライド自体
が１個のプール領域内に併設されるので、出入り領域が
近接して設けられる。またこれにより、プール付近で常
に起こり得る水難事故および他の事故を見張る監視員の
数を減らせるという利点もある。

本発明の別な実施例においては、トンネルウェーブ発
生装置がバタフライリターン構造の外部端縁上の傾斜面
領域の最上面に斜めに設置されている。トンネルウェー
ブ発生装置が斜めに設置されているのは、水が上方に流
れてウェーブ発生装置の表面を渡り、傾斜面の下方流れ
へと戻る方に向かうようにするためである。この実施例
においては、超臨界速度がわずかに増大されており、上
方に向かってからトンネルウェーブ発生装置を渡る超臨
界流れの状態に水流を維持するようにする。この実施例
は、上級ライダーが演習を行うような傾斜の最上面でめ
ざましいトンネルウェーブを形成する。増大された速度
のために、本実施例のエントリースライドはわずかに高
所に設けられてライディング面より上で傾斜し、水が上
方に流れてエントリー領域に入るのを阻止する。

本発明の別な実施例においては、噴出ノズルから出る
水が傾斜面上へと流れ、抗力および重力のために最上面
で臨界未満となってバタフライ形状の態様で逆戻りする
ように、傾斜面全体が実質的に平面状にされてもよい。
本実施例においては、最上面および傾斜の側面に沿った
移行領域で水が臨界未満の流れに達するようにできる。
そして、水が高圧領域から低圧領域へと移動する自然の
傾向のために、水は傾斜面のいずれかの側に沿って下へ
流れてプール両域内へと戻る。

別な実施例においては、傾斜の一方側だけで或る効果
が生み出される。そこでは流れ全体が傾斜に沿って上へ
移動し、重力によって側方へ流れて一方側に向かい、プ
ール内へと戻ってゆく。本実施例の傾斜面は一方側への
み傾斜して、水が傾斜の最上面に達する時までに水が傾
斜の方向に転回し始め、その後下方へ向かってプールに
戻る。ノズルが水流を下方傾斜に向かう方向へと斜めを
向いていてもよい。本実施例では、水は円弧状流れ面全
体に沿って実質的に超臨界状態を維持可能である。

図面の簡単な説明 第１図はバタフライリターンの実施例の構造を示す本
発明の一例であり； 第1a図は初級ライダー向けの傾斜上のゆるい流れを示
す本発明の一例であり；第1b図は傾斜容器の輪郭を示す
一例であり； 第２図はバタフライリターンの実施例の構造を示す本
発明の平面図であり； 第2a図は第２図の線２−２で破断された本発明の断面
図であり； 第３図は、トンネルウェーブ発生装置が折り返し部の
外側転回端縁に取り付けられた、好ましい実施例のバタ
フライリターン構造を示す本発明の一例であり； 第４図は平面表面の実施例を示す本発明の一例であ
り； 第５図は傾斜ライド面の実施例を示す本発明の一例で
あり； 第６図は傾斜ライド面を示す本発明の斜視図であり； 第７図は湾曲ライド面の斜視図であり； 第８図は斜めノズルを備える傾斜ライド面の実施例を
示す平面図であり； 第９図はプールより上の高さに設置されたノズル／噴
出機構を備える実施例の平面図であり； 第10図は第９図の断面図である（ただし、ライド面の
傾斜プロファイルが後に続く傾斜はもとより噴出機構の
上記プールの高さが強調されている）。

発明の詳細な説明 本発明は、単一容器内のシートウェーブ発生装置ウォ
ーターライドとして説明されており、すなわち、ウォー
ターライド全体が単一プール領域または既存のウェーブ
プール等の内部にあるいはそれに直接隣接して設置さ
れ、付属の傾斜面はその外周部分が水を閉じ込めるよう
になっている。このウォーターライドの小型化設計のお
かげで単一プール領域内に配置でき、これによりライド
を取り付ける価格はもとより必要な土地の量も減らせ
る。従って、本発明は既存のスイミングプールまたはこ
れ以外の、ウォーターパークにすでに備え付けの波起こ
しプールのような水域に後から設けることが可能であ
る。また、見物人がライド全体を眺めることもでき、こ
のことは見物人のライドの興味を助長する目的はもちろ
ん安全面の理由からも重要である。本発明の利点は小面
積の土地にも設置可能なことであり、この点で土地の不
足や制限があるような既存のウォーターパーク内に設け
るのに本発明は最適である。

第１図は本発明の好ましい実施例を示しており、バタ
フライ構造を備えた傾斜ライディング面20が単一プール
領域21内に配置され、このプールの一方端に傾斜面が設
けられている。本実施例においては、プール21は幅がお
よそ60フィートで長さがおよそ100フィートであること
が好ましい。

傾斜ライディング面20はファイバーグラス、ステンレ
ス鋼またはコンクリートで既存のスイミングプール等の
上に接してその上方に位置するように構築され、ライデ
ィング面上のソフトフォーム覆いがウレタンポリマー塗
料で密封される。このソフトフォームは安全を目的とし
たクッションサポートとなるように装備され、ウレタン
ポリマー塗料はライディング面20上の摩擦抗力の量を減
して表面をなめらかにする目的で付与される。代替案と
しては、第1b図で最もよくわかるように、ライディング
面20は既存のまたは新しいプールに隣接させて構築する
ことも可能であり、傾斜面は同様のソフトフォームおよ
びウレタンポリマー塗料と併せてコンクリートまたはフ
ァイバーグラスで形成可能である。この実施例では、ラ
イディング面の下に循環ポンプおよび水貯め用の多様な
地下水路が必要となる。

傾斜面20の最上部に隣接するプールの一方端には、高
所に位置するエントリーランプ22が設けられている。こ
のエントリーランプはウォーターライドに入るのを待っ
ているライダーが列をつくって並ぶ領域である。エント
リーランプ領域22はの材料及びサイズ任意に選ぶことが
できる。実際は、エントリーランプ領域22はプールに隣
接する傾斜丘の脇の用地中に建築可能であり、この場
合、傾斜面領域20も同一傾斜上に構築可能である。

使用する領域内でプール21は深さをおよそ３フィート
ないし４フィート、せいぜい５フィートまたは６フィー
トにして、水難事故のリスクを減じるようにすることが
好ましい。ライディング面20とプール領域21との間の接
合点では、図示しないバリアが設けられて物体や遊泳者
がライディング面20の下に流れ込むのを阻止するように
している。第1b図で最もよくわかるように、傾斜面20が
プール領域の端縁に隣接する用地中に建築されていれ
ば、このバリアは不必要である。

第2a図では、バリアとしても機能し、水が通過可能な
格子24が設けられ、これにより水が格子を通ってプール
21から水貯め領域28内に引き込まれる。次に、水はポン
プを介してプール領域の実質的に中央に位置する排出ノ
ズル30すなわちジェットまで汲み出される。排出ノズル
領域30の相対位置は第２で最もよくわかる。

第１図および第2a図は本発明の好ましい実施例を示し
ており、ノズル領域30がプール領域21内の水面の高さに
実質的に等しいかそれよりも低いレベルに設けられてい
る。流れの方向に向けられたノズル30を介して超臨界水
流がライド面上に噴出されるが、ノズルはプール21内の
水柱にわずかに沈められて、ライダー達がノズル領域を
越えて流れていくのを妨害しないようにしている。比較
的小量の水だけがノズル領域30の最上面を越えて流れる
ようにできるので、超臨界水流のかなり高い運動量は、
ノズル領域を越えて流れる水の影響をわずかしか受けな
い。プール21と同じ高さまたはそれより下にノズル領域
30を設けていることの利点は、ライダー達がノズル領域
を越えてライドでき、プール領域から直接傾斜面20に沿
って上へ推進されることであり、これによりユーザ収容
力および通過量が増大するという利点がある。

第１図は水流がライド面20上へと流れの方向に噴出さ
れているところを示しており、このような時にライダー
達はライド面上で滑走演習を実施できる。各傾斜ライド
面20はバタフライリターン32の各サイドで幅が少なくと
も10フィートあり、多様な滑走演習が傾斜上で実施でき
るようにするには幅が少なくとも15フィートあることが
好ましい。それゆえ、幅の全長は約60フィートであるこ
とが好ましい。傾斜面20は上方および堤防34の周囲に延
びており、この堤防は水流を18度折り返し部に沿って転
回させる。このバタフライリターン32の構造は、水流が
折り返し部の頂点で多様な水力ジャンプ、逆巻き、およ
び渦巻を生じるように設計されている。付加的効果を生
むために多様な変形および地形上の変化が上記折り返し
部に加えられてもよい。

第１図でわかるように、堤防34は傾斜面20の最上部に
位置し、堤防は外側端縁または側壁36へと移行し、側端
縁または側壁によりライド面上に水流が維持される。側
壁36は、ライド部上に水を維持するようにまたライド面
20上からライダーが飛び出ないようにバタフライリター
ン32の構造の外側端縁に沿ってその全長に亘って延びて
いてもよい。側壁36の曲率も、傾斜に沿って上に流れる
水が上方に移動して側壁を渡ると多様な流れ効果を生み
出すように、折り返し部の外周の長さに従って変えても
よい。

超臨界流れの速度も、ライダーの多様な能力と熟練度
に対して好適となるように調整可能である。第1a図は初
級ライダー向けの低速度の流れパターンを示している。
水は折り返し部34の頂点の下で臨界未満流れに達し、傾
斜部のわずかな傾きのために下り傾斜面を通り下へ流れ
る。

第1b図はバタフライリターン32を備えた傾斜容器の全
般的な輪郭を示すものである。図示のごとく、移行領域
内の上方流れと下方流れとの間にスウェール43が配置さ
れている。傾斜容器もまた側壁36または湾曲端縁を備え
て、ライディング面上のライダーはもちろんのこと水が
外に出ないようにする。第1b図はまた、傾斜容器が既存
のプールに隣接して設置可能な状態を示している。

一実施例では、このバタフライ構造は、幅と幅に沿っ
た断面領域とが、２つの原理すなわち質量保存とフロー
ド数とを念頭において算出されたならば超臨界流れが折
り返し部の大半で起こるように設計されている。折り返
し部の付近のいずれの点でも超臨界流れを維持するため
には、フロード数は１より大きくなければならず、これ
は流れ速度と流れ深さの関数である。

水流は主として重力によってウォーターライドの下り
傾斜部38上を堤防34から下方へ下り、プール領域21内に
飛沫をあげて流れ込み、主たる水力ジャンプを生み出
す。堤防34を離れたライダーは下り部38に沿って下へラ
イドでき、これは白く泡だった急流でのライディングに
よく似ているが、プール内へと飛沫をあげて飛び込むこ
とができる。

第１図はまた、エントリースライド40がバタフライリ
ターン32構造の中央の傾斜部20の最上部に配置されてい
るのを示している。エントリースライド40は断面形状が
凸状であり、傾斜面20上を上方へ流れている水をスライ
ドから側方へそらすようにする。スライド40も傾斜面20
よりも高さがわずかに上に位置すればよく、傾斜面より
わずかに大きな傾斜を備えていればよい。スライド領域
40はまた流れフェンス（図示せず）を備えていてもよ
く、これは水がスライドの側部から離れて流れるように
する一方でライダーがスライド上に留まっているのを助
ける。スライド40からの水は傾斜面20上へと戻るように
そらされてもよいし、一実施例として下に位置する容器
内へと通り抜けて落ちるようにしてもよい。

第２図はバタフライリターン32構造の平面図を示して
いる。第２図で最もよくわかるように、排出ノズル30は
プール領域31の実質的に中央に配置されて、水を一方向
に向けて傾斜面20に沿って上へ向かわせ、さらにバタフ
ライリターン32構造を回らせるのが好ましい。第２図は
傾斜ライディング面20が比較的大きな矩型プール21に設
置され、エントリースライド40がエントリー段階／ラン
プ22に最も近接した端部に設けられているのを示してい
る。この平面図は上方部と下方部の間の折り返し部内側
の移行領域42はもとより、上方向と下方向の両方向につ
いての傾斜面の相対的長さおよび幅をも示している。

第2a図は既存のスイミングプール21の内側に設置さ
れ、循環ポンプ44がプールの深い方の端部に設置された
本発明の断面図である。この断面図は、エントリー階段
ランプ22およびスライド40がプールの一方端に設けられ
た状態で傾斜面20をどのようにして既存のスイミングプ
ール内に設けることができるかを示している。傾斜面は
ソフトフォーム覆いを併用してステンレス鋼、ファイバ
ーグラスまたはコンクリートのような任意の非腐食性材
料で作られればよい。

第2a図は延長された水平ライディング面46を示してお
り、これは少なくとも15フィートの長さに延びているこ
とが好ましい。第2a図は傾斜面20を示しており、これは
水流の方向に水平部46から延びている。傾斜面20に沿っ
た最高点は、バタフライリターン32構造の頂点に位置す
るのであるが、水平面46より一般に約４フィート上に位
置し、ただしこの高さは所望の流体力学特性に従って変
更可能である。ノズル排出部30に隣接する水平面46は所
望の作動目的およびサイズの制約に従って長さを変更で
きるが、水平長さに対する高さの変化の割合はおよそ１
対３であることが好ましい。この理由は、水平面領域46
が、重力によって傾斜面20に沿って下方にライディング
するライダーが超臨界流れの力により傾斜面に沿って上
へ逆に推進されるのに十分な長さを有しているべきだか
らである。水平面領域46の長さが比較的短かい場合に
は、ライダーは傾斜20を下って、たぶんノズル領域30を
通り越してしまうであろう。水平面領域46は、流れが十
分な運動量移行をもたらしてライダーがノズル排出領域
30に達する前にその人を傾斜部20の上へ逆に押し上げる
のに十分な長さが必要である。

第2a図はまた、循環ポンプ44および水貯め領域28が傾
斜面領域20の下方に配置されているのを示している。循
環ポンプ44を傾斜面20の下に配置することにより、プー
ル領域21の残りの部分がウォーターライドを駆動するの
に要する機械装置の妨害を受けずにすむという利点があ
る。ウォーターポンプ44はライディング面より下のプー
ルに配置されてもよいし、他の実施例においてはプール
に隣接して設けられた地下貯蔵構造内に収納されてもよ
い。プールを改造した実施例では、格子24をプール内に
設置してプール領域をライディング面より下の水貯め領
域から分離するようにしてもよい。格子24はライディン
グ面から下方向に延びていてもよいし、プールの底面に
接続されていてもよい。格子24は物体または遊泳者が水
貯め両域内に取り込まれてしまうのを阻止しながら水が
プール領域と水貯め領域との間を自由に流れるようにす
る。

ポンプ44はプールに隣接する水貯め25領域から水を吸
い出して水中水路52を介して水をわずかに上方へ向け
る。圧力がかけられた水は、180度折り返し部を備える
上向きに湾曲したノズル排出領域30の方に押しやられ
る。ポンプに隣接する水中水路52は、第２図で最もよく
わかるように、比較的狭いままに伸びてノズル排出領域
30近辺で広がる。水はノズル排出部30の開口部を介して
上方に強制的に排出され、ノズルを介して押し出され、
傾斜面20上に実質的に超臨界速度のシート水流を作り出
す。ノズル30は調節可能であり、1/2インチと10インチ
の間の深さのシートウェーブを作ってもよい。ノズル排
出領域30の曲率のために水は上向きで真上に転回され
る。

第2a図でわかるように、ノズル排出領域30は実質的に
プール領域21の水面レベルに等しいかそれよりも下に位
置する。これにより、ライダーはノズルを越えて滑走で
き、プール領域から傾斜部に沿って上へ推進される。し
かしながら水流は十分力強く、プールからノズル領域を
越えて水が横溢してきてもこの流れは影響を受けないよ
うになっている。

第2a図はまた、ライディング面が実質的に水平な面46
になった後にライディング面の高い端部でバタフライリ
ターン領域31へと上向きに延びていることを示してい
る。ライディング面は直ちに水平になるのではなくて、
ノズル排出領域30からわずかに傾斜し始めてもよいこと
に留意すべきである。

本発明の代替の実施例においては、第９図に示される
ように、単一のライディング面84が設けられ、これには
堤防を巡らせた単一の折り返し部86が設けられている。
バタフライリターンの形状をした二重ライディング面を
設けるのではなく、この実施例は単一の湾曲ショルダー
部88を設けて、ここに超臨界シート水流を流すようにし
ている。水はノズル／噴出機構90からライド面上に噴出
され、湾曲ショルダー部を回って移動した後プール94の
飛び込み落下領域92へと下る。

プール領域は多様な形状を備えていてもよく、その例
として、プールの両端の間に形成されたリバーシュート
96が挙げられる。この実施例では、水は湾曲ショルダー
88に沿って流れた後にプール94に入りリバーシュート96
を通過し、プールの出口領域98へと流れ込む。接合点に
おけるこのプールが、流れの遅いリバープール（図示せ
ず）を一例とする他の水域に接続されていてもよい。

ライダーは、ライド面84の一方側部に隣接して設置さ
れたエントリースライド100からライド面に入ってもよ
い。本実施例のエントリースライド100は上記好ましい
実施例のエントリースライドに類似しているが、スライ
ドによってライダーがライド面に対して正接する位置か
ら入れるようになっているという点のみが異なる。ライ
ダーは流れの方向に抗してエントリースライド100に沿
って滑り降りてライド面84上に下り、この上でライダー
は水滑り演習を実施できる。

代替例のスライドエントリー102が設けられてもよ
い。この代替例のスライドエントリーから、ライダーは
水流と同一方向にライド面上に滑り降りできる。これに
よりライダーはエキサイティングなライドを求めて湾曲
ショルダー部88を回ってプール94内へ落下する。

この実施例のもう一つ別の特徴は、ライド面84上への
水の噴出がライド面のポンプ側の水流に対して最初は下
り傾斜面104上で下向きになることである。流れに平行
なライド面の断面図である第10図でわかるように、水は
ライド面84上に下斜めに噴出され、比較的下方向に流れ
た後に傾斜105上に上方向に流れてから湾曲ショルダー
部88を回る。下り傾斜面104はこの代替の実施例のみな
らず、先の好ましい実施例でもプールの比較的中央付近
に設けられてもよい。

ライド面84のポンプ側付近の下り傾斜面104の主たる
利点は、安全で、小型化され、ノズル90の開口の高さを
配置する能力がフレキシブルであるという代替の実施例
設計を可能にすることである。用地の条件によっては、
先の好ましい実施例で既に説明されたように水面下レベ
ルでノズル配置が不可能になることがある。特定の計基
準が遵守される限りにおいては、水面上レベルでノズル
90が付設可能である。特に、ノズル90は傾斜部105の正
面部を滑り降りるライダーに危害を与える衝突を回避す
るように設置する必要がある。一つの解決策は、先の好
ましい実施例で論じたように、ノズル開口部と傾斜部と
の間に延長水平ライド面46を設けることである。逆流移
動するライダーに対する流れの摩擦は最終的には十分な
運動量移行をもたらして、ライダーを停止させてその人
を傾斜部に沿って逆に押し上げる。延長水平ライド面46
における欠点はサイドが大きくなって建築費用が増大す
ることである。

ライド面のポンプ側の下り傾斜面104は、ライダーが
下り傾斜部に乗り上げると重力とによって減速すること
を利用してライダーが高所に位置するノズル90排出領域
へと滑り込むのを阻止し、それにより安全性を増大させ
る。延長水平部を設けなくとも安全性を犠牲にすること
がない場合に限り、この下り傾斜面104によりライド面
を比較的小型にすることができて省スペースとなる。こ
の構造によってライダーは流れに平行な方向でライド面
上で往復運動も行える。

ライド面のポンプ側の下り傾斜面104は12度〜25度の
間の傾斜であることが好ましく、18度がより好ましい傾
斜である。傾斜ライディング面105の傾斜度は下り傾斜
面の傾斜度に等しくなるようにしてもよい。

本実施例のライド面はノズル90排出領域から湾曲ショ
ルダー部88の端縁までの長さがおよそ40フィートである
が、この長さは用地地形の要件に従って変更可能であ
る。ノズル90排出部の高さは湾曲ショルダー88の上部の
高さと等しくてもよいが、ノズル90排出部の高さはそれ
よりわずかに低くてもよい。ノズル90はライディング面
84の底面106と傾斜面105の最上部との間の高さの２分の
１レベルの低さにあってもよく、それでもここで論じて
いる利点を提供できる。

ライド面は堤防を巡らせた折り返し部86を備えており
かつ一方側へ傾斜されてもおり、過剰な水流がライド面
84の側部から流れ出てプール94に流れ込むようにしてい
る。傾斜部（プール付近の）の低い方の高所側な堤防を
巡らせた折り返し部の内側（移行スライド領域）に隣接
したライド面の側に設置されることが好ましい。

この代替の実施例においては、ライド面の周囲に沿っ
て見物席108またはカンチレバー式通路110が設けられ
て、参加者や見物人らがライディング領域全体を見渡せ
るようにしている。通路110はライド部に入るために待
機している参加者が列をつくって並ぶ領域としても役立
つ。通路110は全体的にライド面より上の高さに位置
し、ノズル90排出領域およびポンプ112より上方に設置
される。

本実施例においては、垂直方向を向いたポンプ112機
構が設けられてもよく、これが低い方の高所から水を吸
い込んでさらに上方に汲み上げ、水は狭いノル90からラ
イディング面84上に押し出される。第10図に示されるよ
うに、水はポンプ112の底面から引き込まれて上部ノズ
ル領域114内に汲み出される。水は、狭くて収束する開
口を介して高圧で押し出される。プールの出口領域98と
水貯め領域118との間に格子116が設けられて、望ましく
ない物体や人がポンプ領域に入るのを阻止する。

本発明の別な実施例では、第３図に示されるように、
トンネルウェーブ発生装置54が本発明の堤防を巡らせた
折り返し部またはバタフライリターン32構造の最上部に
取り付けられてもよい。本実施例では、ライダーが傾斜
面20に沿って上へ推進された後にウェーブ発生装置54に
向けて上方に推進されるが、この装置は斜めに設置され
ており、そのため水は発生装置の正面を横切ってから側
部にそれた後にライド面の下り傾斜部38に沿って下へ流
れる。本実施例では、水が傾斜部20の最上面のトンネル
ウェーブ発生装置54に沿って押し上げられた後にそれを
横切る超臨界流れを維持するために水の速度は増大され
かつ十分でなければならず、かつ十分でなければならな
い。さらに、水流の速度の増大するために、スライド40
全体が傾斜ライディング面20よりもわずかに上の高さに
設置されねばならず、またスライド40全体をライディン
グ面より大きく傾斜させて水がエントリースライドに沿
って上へ流れないようにしてもよい。トンネルウェーブ
発生装置がバタフライリターンの一方側に配置されて、
他方側が異なる実施例を含む別個の構造を有するように
してもよいことに留意すべきである。

第４図は本発明の別な実施例を示しており、ライディ
ング面56は傾斜しているが実質的には平面でもある。本
実施例では、超臨界速度で水が傾斜面56上へと噴出さ
れ、重力と摩擦抗力の力のために水流の最上部および両
側部に沿って臨界未満流れに減じる。重力と摩擦によっ
て、超臨界流れは流れの最上部で厚みを増し、先端部で
水力ジャンプを生み出す。さらに、水は低圧領域へと移
動する傾向があるので、水流は自動的に旋回したのち傾
斜面56の両側部に沿って下方に戻る。本実施例の水流の
形態はバタフライ形状であるが、両わき方向に発射され
る二次元噴水にも類似している。傾斜面56の中央の水は
超臨界であるが、その最上部の水は臨界未満である。

第４図に示されるように、この傾斜面は傾斜面56の外
側端縁に沿って側壁56を設けて水を保つようにしてもよ
い。しかしながら、側壁57は流れから十分な距離をおい
て、表面の超臨界水流に影響を及ぼさないようにしなけ
ればならない。適切な安全対策を採って傾斜面の端縁か
らライダーが落下して怪我をしないことが保証されるの
であれば、傾斜面56は容器形状でなくてもよい。さら
に、傾斜面の最上部端縁60は必ずしも封じ込め用の壁を
必要とせず、傾斜面を上方へ流れる水は傾斜面の最上面
からこぼれ落ちるようにしてもよい。ただし、全対策す
なわち流れフェンスが設けられたり傾斜面下にプール領
域を拡張すること等がなされてライダーへの危害が回避
できる必要がある。

本実施例では、エントリースライド（図示せず）が傾
斜部の最上部に設置されて、先に論じた実施例に極めて
類似しているが、傾斜面56上へ入れるようにしてもよ
い。この実施例では、表面レベルまたは表面レベル下に
位置する特殊ノズル排出部30が設けられてライダーがプ
ール領域21から直接ライド面に入れるようにしてもよ
い。

第５図は本発明の別な実施例を示しており、この実施
例は、プール領域に隣接する底面66に沿って平坦である
が傾斜部の最上面68の一方側へ傾斜しているライド面65
を備えている。さらに、本実施例のノズル排出領域70は
中心からはずれて傾斜面65の一方側に配置され、水が片
側のみのバタフライリターン構造内で上向きに流れてか
ら転回して他方側に向かうようにしている。ライド面65
はわずかに歪曲されあるいはねじられて、傾斜部に沿っ
て上へ流れる水が重力のせいで高圧領域から低圧領域へ
と流れて半円形の態様で水流を形成するようにしてい
る。本実施例の水は水流の円形運動全体に沿って超臨界
状態を維持していてもよい。

本実施例では、主として重力のせいで水がライディン
グ面上を上に向かってから転回した後に下へ流れるが、
この重力によってライド面上の水が円弧パターンに維持
される。この実施例はライダーがライド面65上に留まっ
ていられるようにする目的で側壁81を設けてもよく、そ
の場合、側壁は流れから離れて設置されて超臨界水流に
影響を及ぼさないようにする。

この実施例のエントリースライド（図示せず）は表面
のノズル排出部70側の傾斜部65の最上部に配置されても
よい。この実施例は水面レベルまたは水面レベル下に位
置するノズル領域70が設けられて、ライダーがプール領
域21から直接ウオーターライドに入れるようにるという
利点も有している。

第６図はこの実施例の傾斜ライド面74の斜視図を示し
ており、傾斜面の最上部76ではノズル70側の高さが反対
側の高さよりも上にあることを図示している。ライド面
は形状がわずかに凹状でもあり、これは、第７図で最も
よくわかるように、水を円形に向ける助けとなる。

第７図は傾斜ライド面74と中央をはずれたノズル70と
を凹状ライディング面を備えた状態で示すものであり、
この凹状ライディング面は水流を上、横、下に向けよう
とする曲率を有している。排出ノズル70から斜めに噴出
されている水は凹状ライディング面74上に向けられて、
傾斜によって水は下に向けられてプール領域21に戻る。

第８図は傾斜ライド面74の平面図であり、斜めに位置
するノズル82排出部からの流れの方向を示している。こ
の実施例では、水はノズル排出部82から斜めに流れ出て
傾斜面74上に向かい、重力のために転回して下に戻って
から転回してプール領域21に入る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04H 4/00 A63C 19/10

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウォーターパークやアミューズメントパー
   ク等に用いられ、単一の水溶器内での用途に適したウォ
   ーターライドであって、 ウォータープールと、 上記ウォータープールに併設されるライディング面と、 上記ライディング面上にライダーがその上で水流滑り演
   習を実施できるようなシート水流を供給する少なくとも
   １個のウォータージェットとを備え、 上記ライディング面は上記水流が上記ライディング面上
   へと推進されるような構造であり、それにより上記水流
   が上記ライディング面を回って移行して上記ウォーター
   プールの方へ戻される、ウォーターライド。
2. 【請求項２】上記ライディング面の一部が上記プール内
   の水の表面高さより上に隆起し、上記水流が上方向に推
   進されて上記ライディング面上に向かう、請求項１に記
   載のウォーターライド。
3. 【請求項３】上記水流が超臨界であり、前記ライディン
   グ面は上記超臨界水流が流れる堤防付き折り返し部を備
   えており、上記堤防付き折り返し部は上記水流がその周
   囲を回ってさらに転回して上記ウォータープール内へと
   戻るようにさせる、請求項１に記載のウォーターライ
   ド。
4. 【請求項４】上記ウォータージェットが上記プール内の
   水の表面高さにまたはそれより下に配置され、ライダー
   が上記ウォータージェット上を通過して上記ウォーター
   プ上記ライディング面上へと入れるようにした、請求項
   １に記載のウォーターライド。
5. 【請求項５】上記ウォータージェットが上記プール内の
   水の表面高さより上に配置され、上記水流が下方向に移
   動して下り傾斜面上に向かった後に上記ライディング面
   の傾斜部に沿って上へ移動する、請求項１に記載のウォ
   ーターライド。
6. 【請求項６】上記ライディング面が実質的に類似してい
   るが逆向きの２個の傾斜面を備え、上記傾斜面の各々は
   上記水流が周回しながら移動して下に向かって上記ウォ
   ータープールに戻れるようにする構造である、請求項１
   に記載のウォーターライド。
7. 【請求項７】上記ライディング面は上記ウォータープー
   ル内の水の表面高さより上に隆起した上端縁を有する傾
   斜部を備え、上記ライディング面は上記水流が上方に移
   動してから上記上端縁の内側を回るような構造にされ、
   その場合、上記水流は上記上端縁内にまたはそれによっ
   て保有され、上記ウォータープール内へと戻される、請
   求項１に記載のウォーターライド。