JPH0745020B2 - 水ディスプレー装置，および水ディスプレーの形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は水ディスプレー装置に関する。

（従来の技術・発明が解決しようとする課題） 単純な噴水から複雑な時間変化型および照明付き水ディ
スプレー装置まで多くの水ディスプレー装置が、従来か
ら知られている。大部分の水ディスプレー装置は、ディ
スプレー装置の水がそれ自体に再循環されるようにした
所定形態の噴水プールと組合せて作動されている。ま
た、非変化型ディスプレー装置は外観において極めて満
足できると共に、音による鎮静作用が得られるものでは
あるが、時間変化型ディスプレー装置は大きな人気を得
てきており、その理由は、観察者がディスプレー装置の
すべての変化を経験し認識するためには、観察者の注意
が必要となるからである。通常の比較的小型のディスプ
レー装置においては、動的あるいは時間変化型ディスプ
レー装置を創作するための問題は、所望の変化を制御す
るための設計者の能力に集中することになるが、大型デ
ィスプレー装置においては、技術的問題として制御する
だけではなく、絶対的な動力要件およびそのような高い
動力レベルを変化させる能力が包含される。例示的に、
大きな池または小さい湖の岸辺以外の場所に設置される
べき水ディスプレー装置は、この装置が水の量に応じて
小さく設計されない限り、非常に高い瞬間動力レベルを
必要とすることになる。

従来の技術に関連し、米国特許第914,419号明細書に
は、噴水液と圧力空気を包含する貯液部を備えると共
に、この空気が噴水装置の頂部のノズルを介して液体を
噴出させるようにした小型自動噴水装置が開示されてい
る。水を噴出させる間に膨張する空気の圧力変化を容易
にするため、実質的に一定の圧力が噴水ノズルに提供さ
れるように、自動バルブ装置が設けられている。噴水は
実質的に連続する形態で作動されるようになっており、
多量の水が供給される前に圧力室が排出されることが必
要である。この種の噴水は所期のとおり作動するが、こ
れは高エネルギー瞬間的ディスプレー装置として利用す
るには不適当であり、それはディスプレー装置の作動オ
ンおよびオフには、高圧状態の水流にオン／オフバルブ
装置が必要になると共に、当然、貯液部に対する周期的
な水の排出および再充填が必要になるからである。ま
た、水がそれを介して噴出される円筒室のサイズに対す
る貯液部のサイズにより、高エネルギーで高水流量のデ
ィスプレー装置が望まれる場合は、特に大型の制御貯液
部が必要になる。

蒸気動力を利用した別のディスプレー装置が知られてお
り、たとえば米国特許第1,066,565号および第3,484,045
号明細書に開示されている。これらのディスプレー装置
は規則的パターンで作動する瞬間的ディスプレー装置で
あるが、ディスプレー装置の高さ、またはその作動間隔
時間を制御することはできない。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
小型かつ簡素な構成で高い噴射能力を有する水ディスプ
レー装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段・作用） 本発明は上記目的を達成するため次の構成を有する。

一端にノズルを備える包囲体が水中に配置されて、ノズ
ルが水面の近辺に配置されている。包囲体の下部にソレ
ノイドバルブを介して圧縮空気タンクが接続され、この
タンクは噴射の間に、所望の噴出高さにより選定された
圧力の圧縮空気を充填されるようになっており、この圧
力はたとえばコンピュータ制御により、噴射間に変動さ
れる。ソレノイドバルブを開放することにより、高圧空
気が包囲体の底部に供給され、包囲体の内部の大部分の
水がノズルを介して上方へ、高圧空気の圧力によりたと
えば45.8m（150ft.）またはそれを越える高さまで噴射
される。噴射の間に、包囲体は周囲の水により自動的に
再充填される。

（発明の効果） 本発明は包囲体の底部に圧縮空気を供給するので、低い
動力で高い噴射能力が得られる。

また包囲体には周囲の水が自動的に充填されるので貯液
部が不要になるとともに充填のための装置が不要にな
る。

（実施例） 第１図において、この発明の一実施例を備える小さい池
20の表面が示されている。この実施例において、複数の
上向きノズルが複数の水流を池の表面から上方へ向ける
ようになっており、すなわち図示されている実施例にお
いては、８つの水流が示されている。噴出される典型的
な水流は第２図に示されているが、後で明らかになるよ
うに、水流は異なる高さを有するだけでなく、一般に瞬
間的な水流に限られることなく、所望により時間的に食
い違い作動するようにすることもできる。一実施例にお
いて、水流はほぼ7.6cm（3in.）の径を有すると共に、
動力として用いられる空気圧により、45.8m（150ft.）
またはそれを越える高さまで上方へ延びることができ
る。任意の水流の持続時間は２秒間のオーダを有してい
るが、このような時間間隔は、特に表示装置の大きさお
よびエネルギーを考慮すると、観察者の興味を引くのに
十分な長さである。その点に関して、この発明の原理を
用いてさらに小型のディスプレー装置を形成することが
可能であるが、この発明の特徴の一つは、従来水ディス
プレー装置を小さくせざるを得なかった湖および池のこ
れに類するものに組合せて利用できる大型ディスプレー
装置を提供することである。

第５図において、それぞれ高エネルギーの瞬間的水流を
提供する構造体が示されている。各水流に対して、支持
構造体22が水本体の底部に係止されている。支持構造体
上には水噴出装置が支持されており、この装置には垂直
方向のプラスチックパイプ24部分が備えられ、その底部
26にはキャップがなされ、かつその頂部にはノズル28が
固定されており、このノズルは水面30から上方に突出し
ている。一実施例において、パイプ24は30.5cm（12i
n.）の内径を有する3.05m（10ft.）のPVCパイプの部分
であり、その端部にはフランジが溶接されていて、上端
部にノズル28をボルト止めし、かつ下端部を閉鎖するプ
レート26をボルト止めするようになっている。部材24の
下端部に隣接してパイプ結合部32が接合されており、適
切なプラスチックパイプおよびパイプ結合部34を介し、
かつバルブ36を介して圧縮空気貯蔵タンク38に接続され
ていると共に、さらにバルブ40を介して供給ライン42に
接続されている。第５図および別の図に示されるよう
に、圧縮空気貯蔵タンク38は流入および流出ポートを備
えているが、ポートに２重接続するための外部Ｔ型部材
を結合された単一ポート型タンクを使用することもでき
る。当然、圧縮空気貯蔵タンク38は適切に重量を付与さ
れて、特定の設備において便利なように、プラットホー
ム22の一体部材として、あるいは別体として水底に据え
付けられている。

第6,7,8図において、第５図の装置の部品の詳細が示さ
れている。パイプ部材24は第６図に示されるように、フ
ランジがその各端部に前述のように溶接されており、そ
の上端部にはノズル28がボルト止めされている。ノズル
は種々の方法で製造できるが、ガラス繊維により形成す
ることが便利であり、その理由は、ハンドレイアップ法
のための再利用可能な雄型を製造することが比較的容易
であり、したがって所望輪郭および円滑な表面仕上げを
なされた内部形状を有するノズルの形成が容易だからで
ある。パイプ24の他端部においては、適切なシールを有
するキャッププレート26が隣接フランジにボルト止めさ
れているだけではなく、少なくとも複数のボルトは支持
構造体22の頂部でプレート44を貫通して、この装置を所
望向きおよび高さに維持するようになっている。

プレート26には第７図に示されるように、単純なフラッ
パバルブ46が取付けられる。フラッパバルブはヒンジロ
ッド48にゆるく支持され、かつ水より比重が大きい単純
なプレート状バルブからなり、外部の水とパイプ内の水
との間の静水圧差の作用により開放されて、パイプ24内
へ水を流入させると共に、圧力差が零に接近した時に重
力作用により閉鎖するようになされている。そのため、
単純な真ちゅう製フラッパバルブが用いられる。また、
後で示されるように水ディスプレー装置が作動される
時、50で示される各噴出装置内の圧力はほんの数秒間で
大気圧中へベントされ、噴射中に、いくらかの水が装置
の底部に残るか、あるいは落下する。したがって、フラ
ッパバルブは閉鎖された時、完全に密閉される必要はな
く、その理由は、瞬間的な噴射時間中にそこから逃げる
水量が少量であると共に、装置の底部に残された量より
少ないからである。当然、他のタイプのチェックバルブ
型装置も利用できるが、バルブを開放するのに必要な背
圧を低くして、噴射の度に湖水で噴出装置の十分な自動
的再充填を保証できるようにすることが好ましい。

第５図と共に第3,4図において、この発明の代表的装置
の詳細が示されている。特に前述のように、各圧縮空気
貯蔵タンク38はバルブ40を介してライン42に接続され、
このライン42はライン52によるリング形輪郭により、主
圧縮空気供給ライン54に接続されている。第９図に示さ
れるように、主供給ライン54は、空気ポンプまたは圧縮
機58により供給される高圧空気貯蔵タンク56に接続され
ている。さらに第９図に示されるように、バルブ36は適
切なインタフェースを介して、それを制御するためのパ
ーソナルコンピュータに接続されている。その点に関連
して好ましい実施例においては、バルブ36はソレノイド
バルブとされ、したがってコンピュータにより、適切な
インタフェースを介して容易に操作され得る。さらにコ
ンピュータにはバルブ40が接続されており、バルブ40は
好ましい実施例においては、フェアチャイルド・インダ
ストリアル・プロダクツ・カンパニーのような多くの製
造業者を介して入手できるタイプのバルブとされると共
に、これは精密空気容積ブースターとして知られてい
る。これらのバルブは制御圧力により制御されると共
に、高流量の制御圧力を再現するようになっている。こ
の種のバルブは、制御圧力と被制御圧力との間の一対一
の対応を提供するだけでなく、１対４あるいは４対１の
ような別の比率を提供することもできる。したがって、
等圧または高圧のポンプ58および空気供給部56を利用し
て、パーソナルコンピュータ60により制御するために高
い制御圧力を提供するため、かなり低い制御圧力を利用
することが可能になる。個々の装置の精密空気容積ブー
スターを制御するために、コンピュータ出力を圧力に転
換するためには、容易に入手できる電流−圧力トランス
デューサが利用される。

これまでこの発明の一実施例の基本的機能を説明したの
で、以下にその作動を説明する。不作動状態において、
噴出装置50はその底部（第７図参照）のフラッパバルブ
46を介して、水が充填される。装置の始動にあたり、空
気ポンプまたは圧縮機58がスイッチを入れられて、圧縮
空気が貯蔵タンク56（第９図）へ供給され、この貯蔵タ
ンクは通常、水底の側部に配置された圧縮機付近に配置
されている。コンピュータ60もスイッチが入れられ、こ
れにはソレノイドバルブ36および空気容積ブースタ40を
制御するために、単純な作動プログラムが装填されてい
る。水噴出装置50の一つの典型的な作動シーケンスにお
いて、コンピュータは各ブースタ40に指令圧力を供給
し、それにより供給タンク56内の空気がライン54、ライ
ン52、および各ライン42を介して供給されて、各貯蔵タ
ンク38が指令圧力で加圧される。各タンク38が指令圧力
に到達した時点に関して、フィードバックが行なわれな
いが、その場合は各ブースタ40は自動的にスイッチが切
れるようになっており、またコンピュータ自体は所望に
より、過去の経験に基づいて単純なロックアップテーブ
ルを備え、コンピュータ自体が指令圧力に到達した時点
を決定できるようにされる。それから所望により、ソレ
ノイドバルブ36がトリガ作動されて、タンク36の各一つ
内の圧縮空気が各水噴出装置へ直接供給される。空気が
低密度および低粘度であること、そして圧縮空気貯蔵タ
ンク38と各噴出装置50とが比較的近接して接続されてい
ることから、タンク内の空気圧力はノズル28の開口より
小さいソレノイドバルブを用いて、噴出装置の底部に供
給される。特に、7.6cm（3in.）ノズル開口を用いる好
ましい実施例においては、3.8〜5.1cm（1.5〜2.0in.）
のソレノイドバルブで十分であるが、バルブと水噴出装
置との間のライン内に大きな抑制部が生じないように注
意しなければならない。

ソレノイドバルブ36が励磁されると、各タンク38内の空
気圧力は噴出装置の底部へ供給される。第６図に示され
るように、内部の水をノズルを介して上方へ、そしてそ
こから高速で、比較的良好に制御された流れとして上方
へ噴射することである。このとき、噴出装置50内のいく
らかの水は、噴出時底部に滞留するが、30.5cm（12i
n.）内径のパイプ24による7.6cm（3in.）ノズルを有す
るプロトタイプの装置においても、パイプ内の水のほぼ
2/3の量が、高圧空気がノズル領域に到達する前にノズ
ルを介して噴出されている。明らかなように、さらに小
径のチューブがノズルからパイプ24の底部に向けて延設
されると共に、高圧空気がパイプ24内へ、その頂部付近
において放出されて、パイプの内壁と小径チューブの外
径との間の水を、チューブの底部の下方へ、それからチ
ューブを介して上方へ強制するようにすることにより、
さらに多くの割合の水が噴出され得る。しかしこのよう
な構成は好ましくなく、その理由は、構造が複雑になる
と共に、チューブを通る高速流の粘性効果により実質的
なエネルギー損失が生じ、水ディスプレー装置の効果が
低下する。特に、チューブを通る流量はかなり増大し、
したがって噴出される最終の流れはその中心部において
のみ高速を有しており、その速度は流れの周辺における
極めて低い速度まで減少し、したがって最終的な流れ
は、噴出装置まで送られる空気圧力により表わされる水
頭のほんの一部により、上方へ噴出されることになる。
したがって、このような構成は噴出される水の割合の点
では、噴出装置の効率を増大するが、噴出される流れ内
のエネルギーおよび達成される高さは実質的に減少され
る。その点に関してプロトタイプのユニットにおいて使
用される圧力により45.8m（150ft.）およびそれを越え
る高さまで到達する。これは、放出される流れに対する
粘性効果を最少にする比較的短かいノズルの結果であ
る。その点に関して、単純な鋭端オリフィスを用いるこ
とができ、その場合さらに粘性効果が低減される。

プロトタイプの水ディスプレー装置において、水は噴出
され、また噴出装置のパイプ24内の高圧空気は、ほぼ１
〜２秒間で大気中に排出される。したがって、各ソレノ
イドバルブ36のトリガ作動は１〜２秒間の時間だけ必要
になり、その後は圧縮空気中のエネルギーは単純に損失
となる。これも貯蔵タンクのサイズを決定するものであ
り、パイプ24の内容積と同一オーダーの大きさのタンク
サイズが望ましいが、極めて大きいタンクを利用する場
合はある程度の効果は有しており、すなわち初期圧力が
水流に所望高度を達成させるものである場合、水ディス
プレー装置の発射中のある程度の圧力降下が重大影響を
もたらすことがないからである。

複数、たとえば第１〜９図に示されるような８つの水噴
出装置を発射するためのプログラムは、所望により種々
の形態をとることができる。一例として、最低および最
高流動、したがって所望の最低および最高圧力を決定す
ることができ、また各発射に対してコンピュータは、各
水噴出装置の次の発射に対してこれら２つの限度間の圧
力を無秩序に選定することができる。同様に、発射操作
間の時間が適切な時間限度間で無秩序に決定されると共
に、その点に関して、水噴出装置の発射は所望により、
シーケンス制御あるいは非シーケンス制御状態で行なう
ことができる。さらに、２つの水噴出装置を一度に同時
に発射することを避けることができるが、また別の時点
に所望により、同一または異なる圧力を用いて２または
それを越える水噴出装置を同時に発射することができ
る。さらに、達成される高度に関連し、あるいはそれに
直接比例して所定の水噴出装置の発射操作間に遅延を設
けることができ、その場合観察者の期待が発射操作間の
遅延に基づいて増大される。その点に関して、好ましい
アプローチ法は個人の好みの問題であり、おそらくアプ
ローチを混合することにより、観察者に継続的に大きな
魅力を与えることになるであろう。この装置の作動は、
典型的なコンピュータ速度において極めてまれな根拠に
ついてのみアップデート化される一連の個人の発生事項
に基づいているから、制御プログラムは、発生事項間の
時間遅延が必要な計算時間を十分に越えていることか
ら、比較的低速の高レベル言語、たとえばベーシックに
より容易に書取ることができる。

第１〜９図に開示されるこの発明の実施例は、この発明
の非常に重要な利点の一つを示している。特に、水噴出
装置の各発射は瞬間的に行なわれ、最も典型的にはほん
の数秒間で終るから、噴出される各水流により表わされ
る瞬間的動力は、その大きさのオーダーにより圧縮機58
の継続的動力を越えている。特別の例において、安定状
態において20,000馬力のポンプを必要とする水流を、ほ
んの数百馬力の空気圧縮機を用いて十分な頻度で達成す
ることができる。

さて第10〜12図において、この発明の別の実施例が示さ
れている。ここでは空気は圧縮機（図示しない）から、
ライン62および制御自在なバルブ64を介して圧縮空気貯
蔵タンク66へ供給され、このタンク66はソレノイドバル
ブ68を介して、タンク66内の高圧空気を水噴出装置へ供
給する。しかしこの実施例においては水噴出装置自体
は、前に説明した実施例におけるものと相違している。
特に、ライン72を介してソレノイドバルブ68により供給
される短かい円筒包囲体70が利用されている。ライン72
は高圧空気を包囲体70へ供給するだけでなく、実際には
包囲体の一部を形成し、それ自体が水が充填されそして
噴射される。第12図に示されるように、包囲体70は底部
中実透明プレート74および頂部透明（または、好ましい
場合は不透明）ノズルプレート76を備え、ノズルプレー
ト76は複数の開口78を備えており、それを介して圧力水
が噴出されるようになっている。その点に関して、ここ
で用いられるノズルという用語は、圧力下の水がそこを
介して流れとして噴出される開口を定義する総対的な意
味で用いられるものと理解されるべきで、実質的に層流
を提供するノズル、層流から実質的に逸脱する流れを提
供するノズル、オリフィスあるいはこの種の他の開口を
包含するものである。その点に関して、第12図に示され
る開口78はプレート76にドリル加工された孔であり、こ
の孔は大径ドリルにより途中までドリル加工されて、短
かい孔の長さを減少させると共に、それによりそこを通
過する水の粘性損失を低減させるようになっている。こ
の装置全体は支持構造体80（第10図参照）上に位置され
ると共に、その際、ノズルプレート76の頂面が水面82の
いくらか下方にあるように位置決めされており、この実
施例においては、多くの典型的な噴水プールサイズの池
またはプールにこの装置が配置されている。

前述のようにライン72もノズルプレート76の開口を介し
て装置内へ流入する水により、発射操作の間に充填され
る。ライン72は、ソレノイドバルブ68の開放中にタンク
66からの空気流を拘束しないように十分な径を有してい
るが、実際にはライン72は別の要件、すなわち大きな貯
水容量をもたらすために大きく、あるいは長く構成され
ており、その理由は噴射中にノズルプレート76の開口を
介して噴出される水の主供給源とされているからであ
る。さらに、ライン72は噴射操作中に噴出される多量の
水を含有するだけでなく、包囲体70に対して異軸形態を
有することにも注目されたい。このことは圧力空気がノ
ズルプレート76の開口を介して排出される直前まで、発
射操作中に包囲体70が水で完全に充填された状態にある
ことをもたらす。これにより包囲体70内の気泡および／
または内部における不規則な水−空気界面が存在が防止
され、効果的な光伝導装置が得られ、したがって包囲体
70の底部付近で底部プレート74の下方に位置された光源
84は、水流を介し、かつ透明プラスチック製ノズルプレ
ート76を介して、光を上方へ放射することができる。そ
の点に関して、ノズルプレート76の頂部はこれが配置さ
れる水面82の下方に位置されているから、個々の水流は
水面下の水を同伴流動し、本質的に移動トーチ状表示装
置が創成され、これは典型的には表示期間だけ照明され
るように構成されている。

明らかなように、第10〜12図の実施例もノズル76を水面
からでるように配置することができる。この場合、水は
ノズルプレートから個々の良好に限定された流れとして
上昇するが、水面下に配置された場合は、水面下の水が
同伴上昇され、これは典型的には中央の流れより周縁の
流れにおいて顕著であり、それにより茂み状の表示が提
供されるが、その特徴は使用される圧力、ノズルプレー
トが配置される水面下方深さ、等に関連を有している。
明らかなように、水面下に配置されない場合は、前述の
実施例におけるようにフラッパバルブまたは他のタイプ
の自由作動チェックバルブが利用されて、表示装置に自
動的に再充填がなされるようにされており、また特定の
適用例および設計者の好みにより、ある種の形態の動力
再充填装置を利用することができる。

第13,14図において、この発明のさらに別の実施例が示
されている。この実施例は水の深さが季節的に、潮の干
満により、あるいは他の作用により変動する湖および池
の天然貯水池において利用することを目的としている。
そのため、複数の組合せ浮遊圧縮空気貯蔵タンク86が部
材88,90からなる構造体を介して相互に接続されてお
り、ここで部材90は関連貯蔵タンク86とマニホルド92と
の間に圧縮空気を連通させている。この構造体上に噴出
装置50が支持されており、この装置50は第１〜９図の実
施例において説明した噴出装置50と同一である。噴出装
置50および浮遊構造体に対して、別の対のチューブ部材
92が取付けられており、その頂部にはキャップ94が設け
られると共に、それぞれに小さいベント96が設けられて
いる。

空気が陸上の空気圧縮機（図示しない）からライン98を
介して装置に供給されると共に、制御自在なバルブ100
が所望により、マニホルド92とライン98とを接続および
遮断するようになっている。このバルブは通常のソレノ
イドバルブ、あるいは前述の精密空気容積ブースタとす
ることができる。マニホルド92にはソレノイドバルブ10
2が接続されており、このバルブ102はライン104を介し
て噴出装置50の底部に隣接する位置に接続されて、前述
のように噴出装置50を作動するようになっている。

これまで説明した浮遊装置全体は、水本体の底部に係止
された適切な構造体により所定位置に保持される。この
係止状態は、湖の底部、等に関連して設備毎に変更され
る。一例として、比較的軟質の湖底には打込まれたパイ
ルが利用され、あるいは第13図に示されるように、岩石
状あるいは安定した湖底にはコンクリート基台106を利
用することができる。第13,14図に示される実施例にお
いては、一対の垂直部材108が湖底から上方に延びると
共に、いくらか小さい垂直部材110を支持しており、垂
直部材110はチューブ部材92内へ上方に延設されると共
に、チューブ部材内にゆるやかにスリップ嵌合する球状
端部分112を備えている。こうして、浮遊装置は湖の現
在の水面に対して自動的に高さを調整し、湖面レベルの
変化にしたがって、上方および下方へ移動する。高速ボ
ートおよび他の波動発生現象を有する湖に配置される時
は、浮遊装置全体は、チューブ部材92からなるシリンダ
と、球状部材112からなる内部ピストンとの間が結合さ
れることなく、波動に応じてある程度揺動する。しかし
水噴出装置が発射操作されると、球状部材112はチュー
ブ部材内でピストンとしての機能を果たし、発射操作の
結果生じる下向き力を吸収し、短時間の発射時間中に浮
遊装置をわずかに下方移動させるにすぎない。したがっ
て、浮遊装置は湖のレベルの変化に応じて容易にそれ自
体のレベルを取ることができ、発射操作中に大きく下方
移動することはない。

もちろん最後に、第１〜９図、および13,14図の実施例
から得られる水流に照明をすることができ、それは所望
により白色光あるいは着色光とすることができ、それに
より通常の規模ではない壮観な夜間ディスプレーが提供
される。しかしここでは水噴出装置50の底部からの光は
好ましくなく、その理由は、焦点が合わせられない場合
は、その光はほんの一部分が所望のノズル開口から送出
されるだけで、たとえ最初は所望通り送出されたとして
も、発射操作中の不規則な空気−水界面により、そして
水中の気泡および空気−水界面に隣接する空気中の水滴
により光が分散されて、所望モードにおける光の伝達効
率が低下されることになる。そしてその代りに、水噴出
装置の包囲体の外部の光源からの光が光学繊維束内で焦
点が結ばれると共に、その他端がパイプ24内へ延長され
て、ノズル28の軸心方向直下に配置されて、そこから放
射される光の大部分を上方へ、すなわち水流内へ送出す
るようにすることが好ましい。光学繊維束はパイプ24内
に支持される必要はないが、ノズル28は比較的短かく維
持されて、光学繊維束の端部がノズル内へ十分に延長さ
れていない場合でも、光を水流の軸心に沿って送出する
効率を合理的な大きさにするように構成される。一例と
して、7.6cm（3in.）ノズルに対して、光学繊維束が、
ノズルの径がほぼ12.4cm（6in.）の領域において終って
いる場合は、その領域における流動面積はノズル吐出口
のそれのほぼ４倍であり、それにより平均水流速度はノ
ズル吐出口における速度の1/4であり、あるいはノズル
吐出口におけるものの1/16の動的圧力となる。したがっ
て、ノズルの吐出口流動の動的圧力が11.2Kg/cm²（160P
SI）であったとしても、光学繊維束の端部領域における
動的圧力はほんの0.7Kg/cm²（10PSI）であり、当然それ
より下方領域ではこれより低い。

興味ある新規な動的水ディスプレー装置を創造するだけ
でなく、通常の水ポンプおよび類似装置を用いては達成
することができないような規模のディスプレー装置を創
造することができる。新規で独特の空気動力型水ディス
プレー装置が開示され、説明された。この発明の２つの
実施例がここに開示され、説明されたが、この発明の範
囲内でその形態および細部に種々の変更が可能であるこ
とは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は池または湖におけるこの発明の典型的な設備の
頂面図、第２図は水噴出装置が同時発射操作されるか、
または何らかのタイプのシーケンス状態で発射操作され
る場合の、第１図の水ディスプレー装置により放出され
る水流における典型的な変化を示す第１図の２−２線に
沿う断面図、第３図は第１図の３−３線に沿う拡大頂面
図、第４図は第３図の４−４線に沿う拡大頂面図、第５
図は第４図の５−５線に沿う部分断面図、第６図は第５
図の水噴出装置50および支持構造体の断面図、第７図は
第６図の７−７線に沿う部分断面図、第８図は第７図の
８−８線に沿う断面図、第９図は制御装置を含む第１〜
８図の実施例の全体装置の概略図、第10図はこの発明の
別の実施例の側立面図、第11図は第10図の11−11線に沿
う頂面図、第12図は第11図の12−12線に沿う部分断面
図、第13図はさらに別の実施例の側立面図、第14図は第
13図の実施例の頂面図である。 24……耐圧性包囲体、28……ノズル、30……表面、36…
…第１バルブ装置、38……圧縮空気貯蔵タンク、58……
圧縮機

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】貯留水と、 貯留水中に配置されて内部に水が充填された耐圧包囲体
   であって、該包囲体の上端部に少なくとも一つのノズル
   が結合されており、このノズルがこれに送給された加圧
   水を、少なくとも一つの水流として上方に送出すと共
   に、該ノズルは貯留水の水面付近に配置されるようにし
   た耐圧包囲体と、 圧縮空気貯蔵タンクと、 前記圧縮空気貯蔵タンクと前記耐圧包囲体の下部分との
   間に接続されて、前記圧縮空気貯蔵タンクからの圧縮空
   気を、前記耐圧包囲タンクの下部分へ制御自在に供給す
   る第１バルブ装置と、 前記圧縮空気貯蔵タンクに接続されて、その内部の空気
   圧力を増大するための空気圧縮機装置と、 前記第１バルブを制御して、前記圧縮空気貯蔵タンクか
   ら前記耐圧包囲体の下部分へ圧縮空気を接続して、その
   内部の水を前記ノズルを介して上方へ、瞬間的に噴出さ
   せるようにした制御装置と、 から構成される水ディスプレー装置。
2. 【請求項２】前記耐圧包囲体が脱圧された時、前記耐圧
   包囲体に貯留水から水を自動的に再充填する手段を備え
   た請求項１項記載の水ディスプレー装置。
3. 【請求項３】前記耐圧包囲体に水を自動的に再充填する
   前記手段が、前記少なくとも一つのノズルを貯留水の水
   面レベルの少し下方に配置し、水が前記ノズルを介して
   流入することにより前記耐圧包囲体に再充填されるよう
   にした請求項２の水ディスプレー装置。
4. 【請求項４】前記耐圧包囲体に水を自動的に再充填する
   前記手段が、前記耐圧包囲体の底部に隣接する第２バル
   ブ装置を備えている請求項２記載の水ディスプレー装
   置。
5. 【請求項５】前記第２バルブ装置が、前記耐圧包囲体の
   加圧による第２バルブ装置を横切る差圧に応答して閉鎖
   状態に維持されると共に、逆の差圧に応答して貯留水か
   ら前記耐圧包囲体内へ水を流入させることができるよう
   にした請求項４記載の水ディスプレー装置。
6. 【請求項６】前記ノズルを介して上方へ光を送出する照
   明装置を備えている請求項１記載の水ディスプレー装
   置。
7. 【請求項７】前記圧縮空気貯蔵タンクを前記第１バルブ
   装置を介して前記耐圧包囲体に供給する前に、前記圧縮
   空気貯蔵タンク内の圧力を設定する圧力設定装置をさら
   に備えている請求項１記載の水ディスプレー装置。
8. 【請求項８】前記圧力設定装置が前記制御装置に接続さ
   れて、前記制御装置が瞬間的水流の高さと、水ディスプ
   レー装置の作動間の時間間隔とを制御し、かつ変化させ
   ることができるようにした請求項７記載の水ディスプレ
   ー装置。
9. 【請求項９】前記圧力設定装置が、前記圧縮機装置と前
   記圧縮空気貯蔵タンクとの間に接続される第３バルブ機
   構からなり、前記制御装置からの制御信号および前記圧
   縮空気貯蔵タンク内の圧力に応答して、前記圧縮空気貯
   蔵タンク内の圧力が前記制御信号に対応する圧力に到達
   した時、前記第３バルブ装置を閉鎖するようになされて
   いる請求項８記載の水ディスプレー装置。
10. 【請求項１０】貯留水の水面上に浮遊する浮遊手段をさ
    らに備え、貯留水の水位の上昇および下降に伴って、前
    記浮遊手段に接続された前記耐圧包囲体が上昇および下
    降するようにした請求項１記載の水ディスプレー装置。
11. 【請求項１１】（ａ）圧力下で送給された水を少なくと
    も一つの水流として送出する少なくとも一つのノズルが
    上端部に結合された耐圧包囲体を設け、 （ｂ）圧縮空気貯蔵装置を設け、 （ｃ）耐圧包囲体に水を充填すると共に、圧縮空気貯蔵
    装置に圧縮空気を充填し、 （ｄ）圧縮空気貯蔵装置を耐圧包囲体に直接接続して、
    その内部の水を、前記少なくとも一つのノズルを介して
    直接応答状態で強制流出させる工程 からなる高エネルギー水ディスプレーの形成方法。
12. 【請求項１２】工程（ｃ）および（ｄ）が多数回繰返さ
    れるようにした請求項11記載の方法。
13. 【請求項１３】工程（ｃ）および（ｄ）の繰返される頻
    度が変動されるようにした請求項12記載の方法。
14. 【請求項１４】工程（ｃ）において、耐圧包囲体の空気
    圧力が繰返し操作間で変動されるようにした請求項12記
    載の方法。
15. 【請求項１５】工程（ｃ）および（ｄ）の繰返される頻
    度が変動されるようにした請求項14記載の方法。
16. 【請求項１６】工程（ｄ）の実施中に、耐圧包囲体内か
    ら少なくとも一つの前記ノズルを介して強制流出される
    水を照明する工程をさらに包含する請求項11記載の方
    法。
17. 【請求項１７】内部に水が充填され、圧力下で送給され
    た水を少なくとも一つの水流として上方へ送出する少な
    くとも一つのノズルが上端部に結合された実質的にチュ
    ーブ状の耐圧包囲体と、 圧縮空気貯蔵タンクと、 前記圧縮空気貯蔵タンクと前記耐圧包囲体の下部分との
    間に接続されて、前記圧縮空気貯蔵タンクからの圧縮空
    気を、前記耐圧包囲体の前記下部分へ制御自在に接続さ
    せる第１バルブ装置と、 前記圧縮空気貯蔵タンクに接続されて、その内部の空気
    圧力を増大するための空気圧縮気機装置と、 前記第１バルブ装置を制御して、前記圧縮空気貯蔵タン
    クから前記耐圧包囲体の前記下部分へ圧縮空気を供給し
    て、その内部の水を前記ノズルを介して上方へ、瞬間的
    に高エネルギー水流として噴出させるようにした制御装
    置と、 から構成される水ディスプレー装置。
18. 【請求項１８】前記包囲体が脱圧された時、前記耐圧包
    囲体に水を自動的に再充填する手段をさらに備えている
    請求項17記載の水ディスプレー装置。