JP6179816B2 - Tsunami experiment equipment - Google Patents
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Description
本発明は、津波を模擬する大津波を発生させる津波実験装置に関するものである。 The present invention relates to a tsunami experiment apparatus that generates a large tsunami that simulates a tsunami.
平成23年3月11日に発生した東日本大震災と、それに伴って発生した大津波により亡くなった死者と行方不明者の合計は2万人以上にも及び、今後も、東海トラフ地震等の大地震や大津波が発生するおそれのあることが指摘されており、災害時に自ら救命するための対策を準備しておくことが不可欠になっている。 The total of the dead and missing people who died due to the Great East Japan Earthquake that occurred on March 11, 2011 and the accompanying great tsunami reached more than 20,000 people. Large earthquakes such as the Tokai Trough Earthquake will continue in the future. It has been pointed out that there is a risk of a large tsunami, and it is indispensable to prepare measures for saving lives in the event of a disaster.
このような実情に鑑みて、大津波発生時において短時間で避難できるシェルターが、例えば、特許文献1、特許文献2で提案されている。
しかしながら、このようなシェルターを開発しても、販売する実物の商品を大津波に飲み込ませて実験させる、実際の大津波と同様の大津波発生装置を備えた施設がないため、現実には、実物の商品をクレーンで吊り下げ、高所から海面に落下させる落下実験をしたり、急流の河川を流したり、大学等の研究施設で圧縮強度試験を行ってきたが、何れの実験も、実際の大津波の場合の衝撃と同一といった補償は得られないため、消費者が商品を購入するにあたり、シェルターとしての安全性に対して不安が拭い去れず、普及する段階まで至っていない。 However, even if such a shelter is developed, because there is no facility equipped with a large tsunami generator similar to the actual large tsunami, the actual product to be sold is swallowed into the large tsunami and tested. The actual product was suspended by a crane and dropped into a sea surface from a high place, a rapid river was run, and a compressive strength test was conducted at a research facility such as a university. Because the same compensation as the impact in the case of the big tsunami cannot be obtained, consumers are not worried about the safety as a shelter when purchasing goods, and have not yet reached the stage of widespread use.
津波実験装置としては、例えば特許文献3で、水槽に仕切り板を設置し、仕切り板に開けた穴にプロペラを内蔵したポンプ部を設置し、ポンプ部の両端に拡幅管、拡幅管を取り付け、拡幅管の出口の前方に整流板を設置する。ケーブルを介してコンピュータでモータを制御しつつ、モータでプロペラを回転させて、水槽内に任意の水流を起こし、整流板を通過させる津波実験装置が開示されている。 As a tsunami experiment device, for example, in
さらに、例えば特許文献4で、電動モータにより駆動され回転中心線のまわりに回転する支持体と、断面形状が略樋状をなすとともに全体が円環状に形成され支持体に取り付けられる模型水路部を備え、模型水路部の円対称中心線と回転軸の回転中心線を合致させるようにして水平方向に回転させる地震津波実験装置を用い、模型水路部内に、凹部に水が収容されて構成される模擬水域部と、模擬陸域部を設け、地震津波実験装置に、模擬水域部の水に波を発生させる造波装置を設けて、地震による津波を模擬した波を模擬水域部に発生させる地震津波実験装置が開示されている。 Further, for example, in
しかしながら、いずれの津波実験装置においても、現物の商品を、実際の大津波と同一の環境で実験するものではないため、実験結果に対する疑問が残った。 However, in any of the tsunami experiment devices, the actual product is not tested in the same environment as the actual large tsunami.
本発明は、上記の従来技術の問題を解決すべくなされたもので、実際の大津波と同一の大津波を再現し、実際に販売する商品を大津波に激突させて実験することが出来る津波実験装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and reproduces a large tsunami that is the same as an actual large tsunami, and allows a product to be actually sold to collide with the large tsunami and experiment with the tsunami. It is an object to provide an experimental device.
かかる課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、建築物の1階の床上と、2階の床上に構築した台座の上部に貯水槽を設置し、2階の貯水槽の底部に放水口を設け、2階の貯水槽から放水した水を1階の貯水槽に流すための実験用水路を2階の床上に構築すると共に、実験用水路の横幅を可変することが出来るように実験用水路の壁を移動可能に構成し、さらに、実験用水路の端の1階貯水槽への落水口に、実験対象物を水面に落下実験させるための過酷落下実験場を構築したことを特徴とする。 In order to solve such a problem, the invention described in claim 1 is characterized in that a water tank is installed on the first floor of the building and on the upper part of the pedestal constructed on the floor of the second floor, and at the bottom of the water tank on the second floor. An experimental water channel is provided on the second floor to allow water discharged from the water tank on the second floor to flow into the water tank on the first floor, and the experimental water channel so that the width of the experimental water channel can be varied. This is characterized in that a severe drop experiment site for constructing a test object to drop on the water surface is constructed at the water outlet to the first floor water tank at the end of the experimental water channel.
請求項1に記載の発明によれば、建築物の1階の床上と、2階の床上に構築した台座の上部に貯水槽を設置し、2階の貯水槽の底部に放水口を設け、2階の貯水槽から放水した水を1階の貯水槽に流すための実験用水路を2階の床上に構築すると共に、実験用水路の横幅を可変することが出来るように実験用水路の壁を移動可能に構成し、さらに、実験用水路の端の1階貯水槽への落水口に、実験対象物を水面に落下実験させるための過酷落下実験場を構築したことにより、これまで、縮尺した模型や、人工的な波で再現していた津波実験を、販売する実物の商品を使って津波実験することが可能となり、実際に安全を確認した津波救命用の商品を販売することが可能になった。 According to the first aspect of the present invention, the water tank is installed on the floor of the first floor of the building and the pedestal constructed on the floor of the second floor, and the water outlet is provided at the bottom of the water tank of the second floor, An experimental water channel for flowing water discharged from the second-floor water tank to the first-floor water tank is constructed on the second-floor floor, and the wall of the experimental water channel can be moved so that the width of the experimental water channel can be varied. In addition, by constructing a harsh drop experiment site for dropping the test object on the water surface at the water outlet to the first floor water tank at the end of the experimental water channel, The tsunami experiment, which was reproduced with artificial waves, can now be conducted using the actual products to be sold, and it has become possible to sell tsunami life-saving products that have actually been confirmed to be safe.
以下、この発明の実施の形態について説明する。
[発明の実施の形態]Embodiments of the present invention will be described below.
[Embodiment of the Invention]
図1乃至図3には、この発明の実施の形態を示す。 1 to 3 show an embodiment of the present invention.
図1は、本発明の津波実験装置1を立体図で示す。建築物2の1階床10に、周囲をH型鋼の柱と軽量溝形鋼と鉄製の鋼板で形成した1階貯水槽壁14で1階貯水槽11(この発明の実施の形態では、建物形状と敷地面積の都合により、1階部分に略L字形の貯水槽を構築しているが、土地、建物の面積に余裕があれば、もちろん長方形の形状をした貯水槽でもかまわない)を構築し、さらに1階貯水槽11の中に大容量水中ポンプ9を設置し、大容量水中ポンプ9に圧送パイプ7を配管して1階貯水槽11の水を2階貯水槽6に送水するように構成し、建築物2の2階床12にH型鋼で概ね1.5mの高さの台座22を構築し、その台座22の上に、縦が概ね7m、横が概ね15mの鋼板で底部を成形し、周囲をH型鋼の柱と軽量溝形鋼と鋼板で、高さが概ね3mの枡形状に形成した2階貯水槽壁5を構築し、2階貯水槽6の底部に水を放水するための放水口4を構築し、さらに放水口4の下部から1階貯水槽11の端部まで、2階貯水槽6の放水口4から放水した水を流すため、長さが概ね25mの実験水路3を構築し、実験水路3の一方の壁は、H型鋼の柱と軽量溝形鋼と鋼鉄製の鋼板で、高さ約3mの固定式の2階実験水路壁20を構築すると共に、他方の、移動可能に構成した水路可動壁25は、移動を容易に行うことが出来るように3分割してH型鋼の柱とL形鋼と鋼鉄製の鋼板で高さ約3mに構成し、3分割した壁の両端のL形鋼(図示せず)に穴を開け、3分割した隣り合う壁の両端のL形鋼(図示せず)をボルトとナットで結合し、水路可動壁25を構成したことにより、水路可動壁25を、点線で示した水路可動壁25aと水路可動壁25bの位置に移動する際は、隣り合うL形鋼(図示せず)を結合しているボルトとナットを取り外し、3分割に構成した水路可動壁25を一枚づつクレーンで吊って水路可動壁25aと水路可動壁25bの位置に移動させ、移動した位置で、再び、隣り合う壁の両端のL形鋼(図示せず)をボルトとナットで結合することにより、点線で示すように水路可動壁25a、又は水路可動壁25bが構築される。実験水路3の水路幅は、水路可動壁を水路可動壁25の位置に配置した場合は約3m、水路可動壁25aの位置に移動した場合は約4m、水路可動壁25bの位置に移動した場合は約5mに変更することが可能となり、津波実験する商品(実験対象物)の大きさ、形状により、無駄なく津波実験が出来るようになると共に、2階貯水槽6に貯水する水の量を増減させることにより、津波の高さを変化させることが可能となった。約25mの実験水路3に商品(実験対象物)を置いて実験をする際は、放水口4から概ね10mの位置に商品(実験対象物)を置くことにより、商品(実験対象物)が津波に飲み込まれた後の、商品が横転したり損傷する状態も、鮮明にビデオカメラ等に記録することが出来るようになり、商品(実験対象物)の問題点を容易に改良することが可能となった。 FIG. 1 shows a tsunami experiment apparatus 1 of the present invention in a three-dimensional view. On the
さらに、このように実験水路3で津波衝突実験をした商品(実験対象物)を、実験水路3の端の落水口19から1階貯水槽11の端に構築した、縦と横が概ね7m、実験水路3の底面から1階貯水槽11の底部までの深さが概ね3mの過酷落下実験場16に、水18と共に落下させることにより、商品(実験対象物)が水面に衝突した際の衝撃による損傷をテストすることも同時に可能となった。 Furthermore, a product (experimental object) that has been subjected to a tsunami collision experiment in the
図2は、2階貯水槽6の水を放水口4から落水させるための落水装置29を示す。放水口4の上部の2階水槽底部37に、縦、横共に約3mの正方形の開口部を形成し、その開口部の形状に合わせた、縦、横共に概ね3mの落水口鋼板36の左右中心線の両端に、落水口鋼板36が回動することが出来るように支点35を取付け、放水口4の反対側の中央端部に回動自在に形成した力点34を取付け、力点34に上下作動アーム33を取付け、上下作動アーム33の上端の作用点32は、支点39により回動自在に2階貯水槽壁5に取付けられたアーム31の一方の作用点32に回動自在に取付けられると共に、アーム31の他方は、油圧シリンダー30のピストンロッド40の先端の力点41に回動自在に取付けられる。なお、2階水槽底部37の開口部と、落水口鋼板36が当接する外周の部分には防水用のパッキンゴムを取付け、2階貯水槽6に溜めた水が漏れないように構成する。このように落水口鋼板36の左右中心線の両端部に支点35を取付けることにより、大きな水圧で押さえ付けられている落水口鋼板36を小型の油圧シリンダー30で開口(約1秒で開口することが可能となったため、2階貯水槽6に溜めた水を一気に放水口4から流すことが可能となった)することが出来るようになり、大量の水を何回も使い回しをして短時間で何回でも津波実験を行うことが出来るようになり、経費を節減と、短時間で多くの実験を行うことが可能となった。 FIG. 2 shows a water dropping
図3は、図2で説明した落水装置29の油圧シリンダー30を動作させて落水口鋼板36を開口させた状態を示す。油圧シリンダー30を動作させるとピストンロッド40が伸びてアーム31の力点41を下方に押し下げることにより支点39で回動自在に支えられたアーム31の作用点32が上方に持ち上げられ、それに伴い上下作動アーム33も上方に持ち上げられることにより、落水口鋼板36に取付けられた力点34が上方に持ち上げられるため、支点35で回動自在に構成された落水口鋼板36が回動して開口し、2階貯水槽6の中に貯水された水38は放水口4より落水して実験通路3に流される。 FIG. 3 shows a state in which the water
このように構成することにより、1階貯水槽11に溜めた水を2階貯水槽2に大容量水中ポンプ9で給水する際、給水する水量を増減させることにより、放水口4から放水する水量が増減して水の勢いを変えることが出来るようになり、商品(実験対象物)が受ける津波の強さ(強弱)を調整することが可能となった。 By comprising in this way, when supplying the water stored in the 1st floor water storage tank 11 to the 2nd floor water storage tank 2 with the large capacity submersible pump 9, the amount of water discharged from the
以上、実施の形態に基づいて、本発明に係る津波実験装置について詳細に説明してきたが、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において各種の改変をなしても、本発明の技術的範囲に属するのはもちろんである。 As described above, the tsunami experiment apparatus according to the present invention has been described in detail on the basis of the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various types are possible without departing from the spirit of the invention. Of course, even if the modification is made, it belongs to the technical scope of the present invention.
図1において、1階貯水槽11の壁を鋼板で構築すると説明したが、鋼板に限定せず、コンクリート製の壁で構築することも、もちろん可能である。 In FIG. 1, it has been described that the wall of the first-floor water storage tank 11 is constructed of a steel plate.
1 津波実験装置
2 建築物
3 実験水路
4 放水口
5 2階貯水槽壁
6 2階貯水槽
7 圧送パイプ
8 水中ポンプ設置ボックス
9 大容量水中ポンプ
10 1階床
11 1階貯水槽
12 2階床
13 点検用階段
14 1階貯水槽壁
15 点検用階段
16 過酷落下実験場
17 過酷落下実験場壁
18 水
19 落水口
20 2階実験水路壁
21 水路可動壁移動方向
22 台座
23 点検用階段
24 水取込口
25 水路可動壁
25a 水路可動壁
25b 水路可動壁
29 落水装置
30 油圧シリンダー
31 アーム
32 作用点
33 上下作動アーム
34 力点
35 支点
36 落水口鋼板
37 2階水槽底部
38 水
39 支点
40 ピストンロッド
41 力点1 Tsunami Experiment Equipment 2
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