JP3695471B2 - 造波装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、レジャー用プール等の水槽に設置する造波装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水槽に設置する造波装置としては、図示を省略したが、水槽底部に平板の下端を回動自在に固定して平板の上端を揺動するフラップ型、水槽水面に直交する平板を往復動するピストン型、垂直又は傾斜した押し具で水槽水を押すプランジャー型、水槽内気密室の空気圧を変動するエアー型、或は上部に揚げた水を水槽内へ放出するダムブレイク型などの方式が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
フラップ型、ピストン型及びプランジャー型は、いずれも水槽内の水を直接動かして波を発生させるため、機構が簡単ではあるが、高い波を発生させるには深い水槽を必要とし、所定高さの連続した波を起動性良く発生させ難く、また、エアー型とダムブレイク型は、所望の高い波や所定高さの波を発生させやすいが、空気圧変動や揚水に時間がかかるため、短い時間に連続して波を発生させ難く、上述いずれの方式もサーフィン等に適した大きな波や実験水槽等に適した所定高さの波を起動性良く連続して短い周期で発生させる方式としてはあまり適していなかった。
【０００４】
この発明は、従来の方式では得られ難い大きな波や所定高さの波を大気圧を利用し起動性良く連続して短い周期で発生させるとともに装置を設置する水槽深さを浅くした造波装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る造波装置は、開口した底部を水槽内に水没固定し胴部を伸縮構造に形成した有頂筒体状のチャンバーと、そのチャンバーの頂部が水槽水面近傍又は水面下の下部所定高さと水面上の上部所定高さとの間を昇降するように設けたチャンバーの昇降装置と、上記チャンバーの頂部が上記下部所定高さから上記上部所定高さへ上昇する間は閉塞し上記上部所定高さから上記下部所定高さへの下降時にチャンバー内の空気を排出する排気弁を取付けてチャンバーの頂部に設けた排気口と、上記チャンバーの頂部が上記上部所定高さに位置した時にチャンバー内へ空気を供給するように設けたチャンバーの給気口とを形成したものである。
【０００６】
【作用】
この発明においては、排気弁を取付けた排気口からチャンバー内の空気を排出しながら昇降装置によってチャンバーの頂部が上部所定高さから下部所定高さへ下降すると同時に水面下に位置したチャンバー内には水槽水が満たされる。底部を水没し排気口を閉塞したチャンバー内に満たされた水は、大気圧によってチャンバー頂部の上昇とともに持ち揚げられ、チャンバーの頂部が上部所定高さに位置した時に給気口からチャンバー内へ空気が供給されると同時に持ち揚げられていたチャンバー内の水は瞬時に落下放出されて水槽に所望高さの波を発生させる。
【０００７】
開口した底部を水槽内に水没固定し胴部を伸縮構造に形成した有頂筒体状のチャンバーは、昇降装置によってチャンバーの頂部を下降させる際には、チャンバー頂部の排気口から空気を排出しながらその胴部を収縮し、排気口を閉じてチャンバーの頂部を上昇させる際には、大気圧によって水槽の水を吸引しながらその胴部を伸張させるので、造波装置を設置する水槽の深さが浅くとも多くの水をチャンバー内に満たして持ち揚げることができる。
【０００８】
発生させる波の高さは、チャンバーの頂部が水面上の作動最上部となる上部所定高さとチャンバーの頂部が水面近傍又は水面下の作動最下部となる下部所定高さをチャンバーの昇降装置で調整することによって行う。なお、チャンバーの頂部が下部所定高さに位置した時にチャンバー内の空気が少ないほどチャンバー内に満たした水は高く持ち揚げることができ、高い波を発生させることができる。
【０００９】
【実施例】
この発明にかかる造波装置を図示の実施例によって説明する。
図１はその造波装置の造波順序を（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）の順で示したもので、図中１は、水２を張ったレジャープール等の水槽で、その一区画の水面２ｓを反射波を防ぐように下部に水路３ｒを設けた壁３で仕切り、その壁３で仕切られた水槽部１ｃにチャンバー５、昇降装置６、排気口７及び給気口８で形成した造波装置４を設置する。
【００１０】
この造波装置４は、伸縮構造に形成した胴部５ｓを有する有頂筒体状のチャンバー５をその開口した底部５ｂを水槽部１ｃ内に水没固定するとともに、そのチャンバー５の頂部５ｔを水槽水面２ｓ近傍又は水面２ｓ下の下部所定高さと水面２ｓ上の上部所定高さとの間を昇降させる昇降装置６と、上記チャンバーの頂部５ｔが上記下部所定高さから上記上部所定高さへ上昇する間は閉塞し上記上部所定高さから上記下部所定高さへの下降時にチャンバー５内の空気を排出する排気弁７ｖを取付けた排気口７と、上記チャンバーの頂部５ｔが上記上部所定高さに位置した時にチャンバー５内へ空気を供給する給気口８を上記チャンバー５に設けて形成する。
【００１１】
断面円形又は矩形等の有頂筒体状のチャンバー５は、図１に示したごとく、その内部に水２を満たして持ち揚げても潰れないように補強したゴム膜材等でその胴部５ｓを形成した蛇腹状のチャンバー５Ｂや、図２に示したごとく、最下段を水没させシール部５ｃを設けてその胴部５ｓを鋼製複数段の同心円筒テレスコープ状に形成したチャンバー５Ｔ等によって、その胴部５ｓを伸縮自在、かつ水面２ｓ上で水密及び気密に形成し、水２が出入りできるように開口したその底部５ｂを水槽側壁１ｓ又は水槽底壁１ｂに設けたサポート等に固定して形成する。
【００１２】
なお、図２は、チャンバーの頂部５ｔが上部所定高さから下部所定高さへ下降している状態を実線で示し、下部所定高さ位置での状態を破線で示している。
【００１３】
このように胴部５ｓを伸縮構造に形成したチャンバー５は、収縮した胴部５ｓに大気圧によって水２を満たしながら伸張し多くの水２を持ち揚げることができるので、大きな波を発生させる装置を設置する水槽部１ｃの深さは浅く形成することができる。また、図１の蛇腹状のチャンバー５Ｂは、膜材の耐久性に心配を有するが構造が簡単で水密性及び気密性に優れ、小型の造波装置に適す構成であり、図２のテレスコープ状のチャンバー５Ｔは、シール部５ｃの形成が容易ではないが耐久性に優れ、大型の造波装置に適した構成を有するので、その解決しようとする課題と期待する効果に対応し選択して採用する。
【００１４】
昇降装置６は、チャンバーの頂部５ｔに一方端を固定した他方端のワイヤーロープ６ｒを巻き上げ下げする図１のウインチ６ｗや、チャンバーの頂部５ｔに取付けたクランクを駆動する装置（図示省略）等によって、水槽水面２ｓ近傍又は水面２ｓ下の下部所定高さと水面２ｓ上の上部所定高さとの間を底部５ｂを固定したチャンバー５の頂部５ｔが昇降するように設ける。
【００１５】
排気口７は、例えばチャンバーの頂部５ｔに水２に浮く軽い浮力蓋状の円盤又は矩形盤等の弁体を回動自在に固定してなる図１の排気弁７ｖを取付けたノズル７ｎで形成し、チャンバーの頂部５ｔが下部所定高さから上部所定高さへ上昇する間は弁体の自重又は自重とチャンバー５内の水が落下しようとする力でノズル７ｎ口を閉塞し、上部所定高さから水槽水面２ｓ近傍又は水面２ｓ下の下部所定高さへの下降時には閉塞したチャンバー５内で下降によって昇圧された空気又はチャンバー５内の水２が軽い弁体を押し上げてノズル７ｎ口を開口し、空気又は水２を排出する排気弁７ｖを取付けて形成する。
【００１６】
給気口８は、例えば図１のように、垂直に立ち上げ斜向してチャンバーの頂部５ｔに設けた排気口のノズル７ｎに接続する通気管８ｐで形成し、その通気管８ｐの下端開口部８ｂが、チャンバーの頂部５ｔが上部所定高さに位置した時に水面２ｓ上に位置するように設けて形成する。
【００１７】
このように形成した給気口８は、チャンバーの頂部５ｔが下部所定高さから上部所定高さへ上昇する間は通気管の下端開口部８ｂを水２が閉塞し、上部所定高さから水槽水面２ｓ近傍又は水面２ｓ下の下部所定高さへの下降時には水２で閉塞した通気管８ｐ内で下降によって昇圧された空気又は通気管８ｐ内の水２が空気、水２の順でスムーズにノズル７ｎを経てチャンバー５外へ排出し、チャンバーの頂部５ｔが上部所定高さに位置した時に水面２ｓ上に位置した通気管８ｐの下端開口部８ｂから空気を吸い込んでチャンバー５内へ供給する。なお、給気口８を介してチャンバー５へ供給する空気量は、チャンバー５内に持ち揚げていた水２が一気に落下するのに必要な量とする。
【００１８】
上述のようにチャンバー５、昇降装置６、排気口７及び給気口８を形成した造波装置４は、チャンバー頂部５ｔを昇降装置６によって上部所定高さから下部所定高さへ図１（Ａ）のように下降させると、排気弁７ｖを取付けた排気口７からチャンバー５内の空気を排出してチャンバー胴部５ｓを図１（Ｂ）のように収縮し、排気弁７ｖを取付けた排気口７を閉塞しチャンバー頂部５ｔを昇降装置６によって図１（Ｃ）のように上昇させると、大気圧によって水槽１の水２を水路３ｒを介して吸引し伸張するチャンバー胴部５ｓを満たしながら水２は持ち揚がり、持ち揚げられたチャンバー５内の水２は、図１（Ｄ）のチャンバー頂部５ｔが上部所定高さに位置した時に水面２ｓ上に位置した通気管下端部８ｂから空気が流入し給気口８からチャンバー５内へ空気が供給されると同時に落下し、瞬時に落下した水２は水路３ｒを経て放出され水槽１に所定高さの波２ｗを発生させる。そして、再び図１（Ａ）から順に繰り返し、次々と所望高さの波２ｗを大気圧を利用し起動性良く連続して短い周期で水槽１に発生させる。
【００１９】
波２ｗの高さは、チャンバーの頂部５ｔの作動高さ、つまり水面２ｓ上の作動最上部となる上部所定高さと水面２ｓ近傍又は水面２ｓ下の作動最下部となる下部所定高さのストローク高さを昇降装置６で大きくする程高くなり、波２ｗの周期は、上部所定高さと下部所定高さのストローク動を昇降装置６で早くする程短くなる。
【００２０】
また、図３は、浮力体で形成した弁体からなる給気弁９を排気口７より下方に位置させた給気ノズル９ｎに取付けた給気口８の他の実施例を示したもので、造波装置４のその他の構成は、図１の実施例と同じ構成を有するものである。
【００２１】
排気口７からチャンバー５内の空気を排出しながら昇降装置６によってチャンバー頂部５ｔが上部所定高さから下部所定高さへ下降する時に、水２に浮かんで浮力で給気ノズル９ｎを閉塞し、閉塞したチャンバー５内に水２を満たしてチャンバーの頂部５ｔが上部所定高さに位置した時にチャンバー５内へ空気を供給するように給気口１８を形成しており、図３（Ａ）は、一方端を水槽底壁１ｂに固定したチェーン９ｃがヒンジ構造で取付けた浮力体の板状弁体からなる給気弁９ａを引き下げて給気ノズル９ｎを開口する構造、又図３（Ｂ）は、ガイド９ｇに上下動を案内された浮力体の球状弁体からなる給気弁９ｂを上方から垂下させた棒状の接触子９ｓで突き下げて給気ノズル９ｎを開口する構造で形成している。
【００２２】
このように、浮力体で形成した弁体からなる給気弁９を排気口７より下方に位置させた給気ノズル９ｎに取付けて給気口１８を形成すると、図１の外部に配管した通気管８ｐがチャンバー５の上下作動を支障するおそれ防止の課題を解決することができるとともに、装置４の設置面積を少なくして確実に作動する簡便な構造の給気口１８を設けた造波装置４にすることができるという効果も奏するものである。
【００２３】
【発明の効果】
前述のこの発明の造波装置は、開口した底部を水槽内に水没固定し胴部を伸縮構造に形成した有頂筒体状のチャンバーを設けているので、大気圧を利用し水槽の深さが浅くとも多くの水をチャンバー内に満たして持ち揚げることができるため、高い波を浅い水槽に発生させることができるとともに、安く水槽が形成でき、延いては造波装置を設置したレジャープール施設等を経済的に形成できる利点をも併有する。
【００２４】
また、この発明においては、排気弁を取付けた排気口からチャンバー内の空気を排出しながら昇降装置によってチャンバーの頂部を上部所定高さから下部所定高さへ下降させると同時に水槽水をチャンバー内に満たし、大気圧によってチャンバー頂部の上昇とともにチャンバー内に満たしながら持ち揚げた水はチャンバーの頂部が上部所定高さに位置した時にチャンバー内へ給気口から空気を供給すると同時に落下し水槽に波を発生させるので、従来方式では得られ難い大きな波や所定高さの波を大気圧を利用し起動性良く連続して短い周期で効率良く発生させることができる。
【００２５】
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施例を一部省略し簡略して示した断面説明図である。
【図２】 チャンバーの他の実施例を一部省略し簡略して示した断面説明図である。
【図３】 給気口の他の実施例を一部省略し簡略して示した断面説明図である。
【符号の説明】
１ 水槽 １ｓ 水槽側壁 １ｂ 水槽底壁 １ｃ 水槽部
２ 水 ２ｓ 水面 ２ｗ 波
３ 壁 ３ｒ 水路
４ 造波装置
５ チャンバー ５ｂ チャンバー底部 ５ｓ チャンバー胴部
５ｔ チャンバー頂部 ５Ｂ 蛇腹状のチャンバー
５Ｔ テレスコープ状のチャンバー ５ｃ シール部
６ 昇降装置
７ 排気口 ７ｖ 排気弁 ７ｎ ノズル
８ 給気口 ８ｐ 通気管 ８ｂ 下端開口部
９ 給気弁 ９ａ 板状弁体 ９ｂ 球状弁体 ９ｇ ガイド
９ｃ チェーン ９ｓ 接触子 ９ｎ ノズル
１８ 給気口

Claims (1)

1. 開口した底部を水槽内に水没固定し胴部を伸縮構造に形成した有頂筒体状のチャンバーと、そのチャンバーの頂部が水槽水面近傍又は水面下の下部所定高さと水面上の上部所定高さとの間を昇降するように設けたチャンバーの昇降装置と、上記チャンバーの頂部が上記下部所定高さから上記上部所定高さへ上昇する間は閉塞し上記上部所定高さから上記下部所定高さへの下降時にチャンバー内の空気を排出する排気弁を取付けて設けたチャンバー頂部の排気口と、上記チャンバーの頂部が上記上部所定高さに位置した時にチャンバー内へ空気を供給する給気口を形成したことを特徴とする造波装置。

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