JPH09280997A - 造波装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 造波板の背面に水を入れた状態でも造波力を
小さくすることができる造波装置を提供すること。 【解決手段】 水槽１内で造波板１４を往復駆動させる
造波装置１０において、前記造波板１４の背面と水槽端
壁２までの距離Ｌを調整可能とする。この造波板１４の
位置を造波すべき波長の１／３以下の距離Ｌとなるよう
に変える。これにより、造波板１４の背面に波を発生さ
せずに水面だけを上下させる状態を作り出し、従来の造
波板の背面にも造波させる場合に比べて造波力の低減を
図るとともに、造波板の背面の水を抜いてドライ状態に
する場合に比べ、水圧をバランスする機構やシール機構
の必要もなく、機構の簡素化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は船舶や海洋構造物
に及ぼす波の影響等を調べる実験に用いる水槽内に波を
発生させる造波装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】船舶や海洋構造物を対象として波浪の影
響などを調べようとする場合に、水槽内に波を発生させ
て模型などを用いて実験を行うことが行われており、波
を発生させる装置として造波装置が用いられている。

【０００３】この造波装置を用いて水槽内に波を発生す
る場合には、水槽の一端部に造波装置を設置し、造波板
を前後方向に往復駆動することで波を発生させるように
し、造波装置の前方に置いた船舶や海洋構造物などの模
型で波の影響を調べるようにしている。

【０００４】このような造波装置で波を造ろうとする
と、造波板の前面だけでなく背面にも波が発生すること
になる。

【０００５】ところが、造波板の背面に発生する波は実
験に不必要なだけでなく、反射波等が実験に悪影響を及
ぼすこともあり、造波板の背面側の水槽の端部に消波装
置を設けて波を消すようにしたり、造波板の背面側の水
槽内の水を完全に抜いたドライ状態にするようにしてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような造
波板の背面にも波を発生させ、消波装置で不要な波を消
す造波装置では、造波に要する駆動力は本来必要な造波
駆動力の２倍となり、特に大波高の波を発生しようとす
る場合には、造波力が波高の２乗に比例することから一
層大きな駆動力が必要になるという問題がある。

【０００７】また、造波板の背面をドライ状態にする造
波装置では、造波板の前面に加わる水圧をバランスさせ
るための複雑な機構が必要となるとともに、造波板部分
のシールが大変になるという問題がある。

【０００８】この発明は、上記従来の技術における課題
に鑑みてなされたもので、造波板の背面に水を入れた状
態でも造波力を小さくして造波することができる造波装
置を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】造波装置の造波板背面側
の波の発生状態や水の動揺状態について実験的に解析し
たところ、水面の上下動のみで波が発生しない条件があ
り、この場合の造波に必要なトルクが低減できることが
分かった。

【００１０】すなわち、まず、実験用水槽で、既設の電
動ボールねじ式の造波装置を用い、電動機への供給電圧
を一定にした状態で、周波数を変化させて動作させ、造
り出される波が定常状態になった時点のデータを採取・
解析したところ、造波板の背面波の影響で電動機のトル
クが変動することが分かった。

【００１１】さらに、造波板から水槽背面壁までの距離
を変化させてデータを採取・解析したところ、水槽背面
壁までの距離を造波させる波の長さの約１／３以下にす
ることで、背面波が発生せず水面が上下するだけで、造
波に必要なトルクが従来の約１／２（片側造波分のみ）
にまで低減することが分かった。

【００１２】また、水槽背面壁までの距離が造波させる
波の長さの１／３以上では、背面波の波の長さによりス
ロッシングを起す領域があるが、これは消波スリットな
どを使用して波を消すことで避けることができる。な
お、このとき、造波に必要なトルクは両面に造波するの
とほぼ同一であるが、周波数が低い比較的波力が大きい
部分の造波に必要なトルクを低減できるところにこの発
明の特徴がある。

【００１３】また、水波は、周波数が高くなるにしたが
い波の長さが短くなり、波の高さも砕波により高くなら
ないことが知られており、これにより波力は、周波数が
高くなるにしたがい小さくなって行くのである。

【００１４】したがって、この発明では、造波板の背面
の水槽部分の距離を調整できるようにし、造波力の低減
を図るようにしている。

【００１５】このため、この発明の請求項１記載の造波
装置は、水槽内で造波板を往復駆動させる造波装置にお
いて、前記造波板の背面と水槽端壁までの距離を調整可
能としたことを特徴とするものである。

【００１６】この発明によれば、造波板の位置を変える
ことで造波力の低減を図るようにしている。

【００１７】また、この発明の請求項２記載の造波装置
は、請求項１記載の構成に替え、前記造波板の背面と水
槽端壁との間に可動背面板を設けて前記距離を調整可能
としたことを特徴とするものである。

【００１８】この発明によれば、造波板の位置を変える
ことなく、可動背面板を移動するようにしており、これ
によっても造波力の低減を図るようにしている。

【００１９】さらに、この発明の請求項３記載の造波装
置は、請求項１又は２記載の構成に加え、前記造波板の
背面と水槽端壁までの前記距離または前記可動背面板ま
での前記距離を造波する波の波長の１／３以下の長さと
したことを特徴とするものである。

【００２０】この発明によれば、前記造波板の背面と水
槽端壁までの前記距離または前記可動背面板までの前記
距離を造波する波の波長の１／３以下の長さとするよう
にしており、造波板または可動背面板の位置を変えるこ
とで背面波が発生せず、水面の上下動のみが起こる状態
にでき、これにより一層確実に水面上下による位置エネ
ルギを回収しながら造波力の低減を図るようにしてい
る。

【００２１】また、この発明の請求項４記載の造波装置
は、請求項２記載の構成に加え、前記可動背面板に開閉
式の消波スリットを設けたことを特徴とするものであ
る。

【００２２】この発明によれば、造波板の背面の距離が
波長の１／３以上の場合に可動背面板に開閉式の消波ス
リットを設けるようにしており、背面の距離によるスロ
ッシングが生じる場合でも、これにより消すことができ
るようになり、必要トルクが大きくならないようにして
いる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の造波装置の実施
の態様について図面を参照しながら具体的に説明する。

【００２４】この発明の造波装置は、造波板背面から水
槽端壁までの距離または造波板背面から可動背面板まで
の距離を調整することで造波に必要な駆動力（トルク）
を低減しようとするものである。

【００２５】このため、次のような実験を行い、造波板
を設置すべき距離または可動背面板を設置すべき距離を
得るようにした。

【００２６】まず、実験用水槽で、既設の電動ボールね
じ式の造波装置を用い、電動機への供給電圧を一定にし
た状態で、周波数を変化させて動作させ、造り出される
波が定常状態になった時点のデータを採取・解析したと
ころ、造波板の背面波の影響で造波に必要な電動機のト
ルクが変動することが分かった。

【００２７】さらに、必要な造波範囲に対応した供給電
圧及び周波数を与え、造波板から水槽背面壁までの距離
を小（片面造波），中（片面造波）と中央（両面造波）
３つに設定し、造り出される波が定常状態になった時点
のデータを採取・解析した。

【００２８】その結果、必要な造波範囲で造波に必要な
トルクを調べると、図１に示すように、両面造波の場合
が１点鎖線で示すように、背面距離が中程度の片面造波
の場合が実線で示すように、背面距離が小さい片面造波
の場合が破線で示すように、それぞれ変化し、実線の最
大トルクピーク部分および破線の最大から２つ目のトル
クピーク部分ではそれぞれスロッシングが生じたことを
示している。

【００２９】なお、これらの造波範囲中に、スロッシン
グ生じる場合があるが、これは消波スリットなどを使用
することで簡単に対処できるものであり、背面距離が小
さい片面造波の場合を示す破線の状態を２重線のように
変化させることができる。

【００３０】このような模型実験により、１点鎖線で示
す両面造波の場合に比べて、スロッシングが生じる場合
を除くと、いずれの片面造波の場合にも造波のための電
動機の必要トルクを少なくすることができることが分か
る。

【００３１】さらに、水槽端壁までの背面距離が中・小
いずれの場合も造波される波の波長に対してある範囲で
は造波のための電動機の必要トルクの低減が著しく、特
に水槽背面壁までの距離が造波される波の波長の約１／
３以下の範囲では、背面波が発生せず水面が上下するだ
けであることが観察され、この範囲では、必要トルクを
両面造波の場合の約１／２の片側造波のみの場合に必要
なトルクにまで低減すること（実際の実験では、駆動力
を伝達するカップリングや減速機など伝達機構で消費さ
れるトルクもあることから必ずしも約１／２にはなって
いない。）ができることが分かる。

【００３２】したがって、この発明では、造波装置の造
波板の背面の水槽背面壁までの距離を調整できるように
し、背面側で波が発生せずに水面の上下動作のみが起こ
るような状態に保持することで、造波に必要なトルクの
低減を図るようにする。

【００３３】このための造波装置としては、造波装置の
造波板を移動できるようにして水槽背面壁までの距離を
調整するものと、造波装置の造波板の位置は変えずに、
可動背面板を間に入れ、これを移動することで造波板背
面の造波の影響を受ける水槽背面壁に相当する距離を調
整するものがある。

【００３４】そこで、まず、造波板を移動できるように
して水槽背面壁までの距離を調整する造波装置について
図２〜４により説明する。

【００３５】この造波装置１０は、直方体状の水槽１の
一端側の背面壁２の前方部分に設置されており、この部
分の水槽１の両側縁の上面に２本１組のレールが２組敷
設され、外側の１組が造波板用レール１１とされるとと
もに、内側の１組が造波駆動用レール１２としてある。

【００３６】造波板用レール１１には、平面形状がＨ字
状に枠組みされた造波板支持台車１３の４か所の車輪が
載置されて水槽１の長手方向に往復移動可能とされ、こ
の造波板支持台車１３の中央部に水槽１の底面及び両側
壁とわずかな隙間をあけて配置される造波板１４が下方
に突き出して取付けられている。この造波板１４は耐水
性のステンレス鋼などを用いた枠構造とされ、前面の造
波面及び背面が平坦になっている。そして、このような
造波板１４の往復距離は、例えば前後にそれぞれ３ｍ程
度とされる。

【００３７】このような造波板１４を造波板支持台車１
３ごと往復駆動するため、造波板用レール１１の内側の
造波駆動用レール１２の造波支持台車１３の前後に、水
槽１を横断して配置される前後２台の駆動用台車１５の
それぞれ４か所の車輪が載置されて水槽１の長手方向に
移動できるようになっており、これら駆動用台車１５を
移動することで造波板１４の水槽１に対する造波時の中
立位置を変え、水槽１の背面壁２から造波板１４の背面
までの距離Ｌを変えることができるようにしてある。そ
して、前後２台の駆動用台車１５の間隔が、造波板１４
を往復駆動する往復距離に対して余裕をもった間隔とさ
れるとともに、造波板１４を往復駆動した場合に、造波
板１４の前後に突き出して配置される造波板支持台車１
３が駆動用台車１５の外側と干渉しないで移動できるよ
うにしてある。

【００３８】これら前後２台の駆動用台車１５には、水
槽１の幅方向（前後に対する左右方向）にそれぞれ４台
の減速機付き電動機１６が相対向して搭載され、相対向
する減速機付き電動機１６間にカップリング１７を介し
てボールネジ１８が連結されて駆動するようになってお
り、各ボールネジ１８にねじ結合されたボールナット１
９が造波板１４の頂部に固定してある。

【００３９】さらに、これら前後２台の駆動用台車１５
には、図示しない固定装置が設けられ、水槽１に対して
固定状態にできるようにしてある。また、それぞれの駆
動用台車１５には、必要に応じて造波駆動用レール１２
に沿って自走させるための走行駆動機構が設けられ、造
波板１４の水槽１に対する設置位置の変更が容易にでき
るようにする。

【００４０】このように構成された造波装置１０では、
前後２台の駆動用台車１５を水槽１の背面壁２から所定
の距離Ｌのところに固定した後、８台の減速機付き電動
機１６を反転しながら４本のボールネジ１８を反転駆動
することで、ボールナット１９が固定された造波板１４
を造波板支持台車１３ごと水槽１の前後に往復駆動する
ことができ、これによって造波板１４の前面に所定の波
を作り出す。

【００４１】そして、この造波板１４による造波にとも
なって造波板１４の背面の水にも造波力が加わるが、造
波板１４の背面から水槽１の背面壁２までの距離Ｌを造
波すべき波長の１／３以下にするようにすることで、造
波板１４の背面側の水槽１内の水は上下するだけで波が
起こらない状態にもなり、水面の上下によって位置エネ
ルギを回収しながら造波でき、既に説明したように、電
動機１６の駆動力を造波板１４の背面で造波させる場合
の約半分にすることができる。

【００４２】このようにして造波板１４の背面の造波を
防止するため造波位置を水槽１の背面壁２から波長の１
／３以下の距離Ｌにするが、造波すべき波長が短くなる
と、造波板１４の水槽１の背面壁２までの距離Ｌをそれ
に応じて小さくしなければならない。

【００４３】ところが、造波板１４が背面壁２に接近す
ると、造波に伴う水面の上下が大きくなり、水が水槽１
からあふれ出てしまうことから、実際の造波装置１０で
は、物理的な限界が生じ、造波に伴って造波板１４の背
面側の水が水槽１からあふれ出ない距離を最少距離に設
定する必要がある。なお、水槽の形状や水位などによっ
て水があふれでない場合もあり、この場合には、造波す
べき波長の１／３以下の距離Ｌとなるように造波板１４
を移動して造波すれば良い。

【００４４】このような造波すべき波長が短くなって造
波板１４の位置が波長の１／３よりも背面壁２から離れ
た位置になる場合には、造波板１４の背面でも造波され
ることになるが、波長が短い波の場合には、波高も低く
造波に要するエネルギ自体も小さいことから、背面造波
による造波力は大きな問題とならない。

【００４５】なお、この背面で造られる波は、消波スリ
ット等で簡単に消すことができ、スロッシングの発生も
防止することができる（図１の破線と二重線参照）。

【００４６】次に、この発明の造波装置の他の一実施の
形態について図５〜７により説明する。

【００４７】この造波装置２０は、既に説明した造波装
置と主として造波板の駆動機構が異なり、ラック＆ピニ
オンで構成したものである。

【００４８】この造波装置２０では、水槽１の両側縁上
面に１組のレール２１が敷設してあり、このレール２１
上に平面形状が略Ｈ字状に枠組みされた移動枠２２の４
か所の車輪が載置されて水槽１の長手方向に移動できる
とともに、所定位置で水槽１に対して移動枠２２を固定
状態にする図示しない固定装置が設けてある。

【００４９】この平面形状が略Ｈ字状に枠組みされた移
動枠２２のレール２１と平行に位置する部分の相対向す
る内側に造波に必要な往復長さに対応した長さの造波板
ガイドレール２３が取付けてあり、この造波板ガイドレ
ール２３に沿って造波板２４の両側の支持部２５が車輪
やリニアガイドなどで走行可能に装着してあり、両側の
支持部２５を連結するように水槽１の底面及び両側壁と
わずかな隙間をあけて配置される造波板２４がＨ字状に
配置されて下方に突き出している。

【００５０】このような造波板２４を移動枠２２の造波
板ガイドレール２３に沿って往復駆動するため、造波板
２４の両側の支持部２５の上面にそれぞれ造波に必要な
往復長さに対応した長さのラック２６が取付けてある。
一方、移動枠２２の水槽１を横断する中央連結部２７に
ぞれぞれのラック２６に噛み合うピニオン２８を備えた
減速機付き電動機２９が搭載され、例えばそれぞれのラ
ック２６に４台ずつの減速機付き電動機２９で駆動され
るピニオン２８が噛み合うようにしてある。

【００５１】このように構成した造波装置２０では、水
槽１の両側のレール２１に沿って図示しない走行駆動機
構等によって移動枠２２を移動し、中立位置の造波板２
４の水槽１の背面壁２からの距離Ｌが造波すべき波長の
１／３以下となるようにして図示しない固定装置で移動
枠２２を水槽１に対して固定状態にする。

【００５２】こののち、移動枠２２の中央連結部２７に
搭載してある減速機付き電動機２９を反転しながらそれ
ぞれのピニオン２８が噛み合うラック２６を介して造波
板２４を移動枠２２の造波板ガイドレール２３に沿って
往復駆動する。

【００５３】すると、造波板２４によって水槽１内の水
に造波力が加わり、造波板２４の前方に所定の波長の波
が作られる一方、造波板２４の背面にも造波力が加わる
が、造波板２４の背面から水槽１の背面壁２までの距離
Ｌを造波すべき波長の１／３以下にしてあるので、造波
板２４の背面側の水槽１内の水は水面が上下するだけで
波が起こらない状態になり、水面の上下によって位置エ
ネルギを回収しながら造波でき、既に説明したように、
減速機付き電動機２９の駆動力を造波板２４の背面で波
が起こる状態にしておく場合の約半分にすることができ
る。

【００５４】こうして造波すべき波長を変える場合に
は、移動枠２２の固定状態を開放し、造波板２４の中立
位置が水槽１の背面壁２から造波すべき波長の１／３以
下の位置となるように移動枠２２をレール２１に沿って
移動したのち固定状態とする。

【００５５】この後、同様にして造波板２４を往復駆動
して造波すれば良く、造波板２４の前方に所定の波長の
波が形成されると同時に、背面には波が発生せず水面の
みが上下するようにすることができる。

【００５６】なお、以上２つの実施の形態について説明
したが、いずれの場合も駆動機構となる減速機つき電動
機を造波位置の変更に伴って造波板の中立位置となるよ
うに移動できるようにしたが、減速機つき電動機を水槽
に対して固定状態で設置し、例えばラックを長くしてお
き、ピニオンの噛み合い位置を変えることで造波板の造
波位置を変えるようにすることも可能であり、ボールネ
ジの場合には、ボールナットとのねじ結合される位置を
変えることで同様にすることができ、往復駆動に必要な
制御装置や電力ケーブルなどを固定状態にできる。

【００５７】次に、造波板の設置位置を水槽に対して一
定とし、造波板の背面と水槽の背面壁との間に可動背面
板を設けた造波装置について図８〜９により説明する。

【００５８】この造波装置３０では、可動背面板３１以
外の部分は既に説明した造波装置２０のレール２１及び
移動枠２２の車輪を取り除き、移動枠２２に相当するも
のを固定枠３２として水槽１の造波側の端部に固定して
設置するようにしたものであり、固定枠３２の造波板ガ
イドレール２３に沿って造波板２４を駆動するなど他の
造波装置２０と同一構成部分は同一番号を記し説明は省
略する。

【００５９】このように水槽１に対して造波板２４を固
定設置する場合の往復駆動の中立位置は、造波すべき最
大波長のときに造波板２４の背面から水槽１の背面壁２
に接するように移動した可動背面板３１の前面までの距
離が最大波長の１／３以下の距離Ｌとなるようにする
が、例えば造波すべき最大波長を１００ｍとした場合に
は、約３３ｍ以下であれば良いが、この部分の水槽の大
きさなどを考慮すれば１５ｍ程度とするのが適当であ
る。

【００６０】こうして造波板２４の中立位置を固定状態
とすると、造波すべき波長が短くなると、造波板２４の
水槽１の背面壁２までの距離Ｌが波長の１／３以下にで
きなくなることから、造波板２４の背面と水槽１の背面
壁２との間に可動背面板３１を設け、これを移動するこ
とで造波板２４の背面の距離Ｌを調整する。

【００６１】この可動背面板３１は、平面形状が略Ｈ字
状に枠組みされた固定枠３２の水槽１の両側と平行する
部分の内側に相対向して取付けられた可動背面板ガイド
レール３３に沿って両側の支持部３４が車輪やリニアガ
イドなどで走行可能に装着してあり、両側の支持部２５
を連結するように水槽１の底面及び両側壁とわずかな隙
間をあけて配置される可動背面板３１が配置されて下方
に突き出している。

【００６２】そして、この可動背面板３１を造波板２４
からの距離Ｌが造波すべき波長の１／３以下となるよう
に移動した後、固定するため固定機構３５が設けられ
る。

【００６３】この可動背面板３１の固定機構３５として
は、図１０に示すように、可動背面板３１の上下２か所
にガイド３６に沿って挿脱される固定ピン３７を水槽１
の側壁と対向するように配置し、両側の固定ピン３７を
リンク機構３８で連結するとともに、上下のリンク機構
３８を送りねじ機構３９を介して駆動するようにし、水
槽１の側壁に形成した固定穴４０に固定ピン３７を挿脱
することで固定できるようにしてある。

【００６４】したがって、造波すべき波長によって予め
可動背面板３１を固定する位置に固定穴４０を形成して
おくことで、可動背面板３１の移動後の固定ができる。

【００６５】このように構成された造波装置３０では、
造波すべき波長に応じて可動背面板３１を可動背面板ガ
イドレール３３に沿って移動し、造波板２４からの距離
Ｌが造波すべき波長の１／３以下となるようにした後、
固定機構３５の送りねじ機構３９を操作して固定ピン３
７を水槽１の側壁に形成した固定穴４０に挿入する。

【００６６】こうして準備が完了した後、減速機付き電
動機２９を反転しながら固定枠３２の造波板ガイドレー
ル２３に沿って造波板２４を往復駆動する。

【００６７】すると、造波板２４の前面に所定の波長の
波が作られる一方、造波板２４の背面では、波が発生せ
ずに水面が上下する状態となる。

【００６８】これによって、造波力を造波板２４の両面
で造波する場合に比べてほぼ半分にすることができると
ともに、造波板の背面側の水槽をドライ状態にする場合
などに比べ構造の単純化を図ることもできる。

【００６９】なお、このような可動背面板３１を用いる
場合にも造波板２４との距離Ｌが小さくなると、水槽１
内の水があふれるため、この場合にも可動背面板３１と
の距離Ｌに物理的な限界が生じることは、他の造波装置
１０，２０の場合と同様である。

【００７０】一方、このような造波すべき波長が短くな
って可動背面板３１のまでの距離Ｌが波長の１／３より
も大きくなる場合には、造波板２４の背面でも造波され
ることになる。

【００７１】そこで、造波の影響を極力小さくするとと
もに、スロッシングの発生を防止するため、可動背面板
３１に消波スリット４１を設け、消波するようにする。

【００７２】この消波スリット４１としては、例えば図
１０に示すように、可動背面板３１の水面を挾む上下に
円形の貫通孔が所定の配列で形成した固定スリット板４
２を設ける一方、この固定スリット板４２に接するよう
に同一の配列の円形の貫通孔が形成された移動スリット
板４３を両側の昇降ガイド４４に沿って上下動可能に装
着し、可動背面板３１の頂部から送りねじで構成された
昇降機構４５で上下に動かすことができるようにしてあ
る。

【００７３】したがって、固定スリット板４２の貫通孔
に対して移動スリット板４３の貫通孔が一致するように
送りねじを備えた昇降機構４５で移動スリット板４３を
動かすことで、可動背面板３１に消波スリット４１を形
成でき、造波板２４の背面で作られる波を通過させるこ
とで、消波することができ、背面造波の影響を極力除く
ことができるとともに、スロッシング発生を防止するこ
とができる（図１のスロッシングが発生した破線と消波
スリットを用いた二重線とを参照）。

【００７４】一方、固定スリット板４２の貫通孔に対し
て移動スリット板４３の貫通孔が一致しないように送り
ねじで構成された昇降機構４５で移動スリット板４３を
動かすことで、可動背面板３１の消波スリット４１を閉
じた状態にでき、既に説明した造波装置１０，２０の背
面壁２と同様に可動背面板３１を機能させることができ
る。

【００７５】また、このような固定スリット板４２と移
動スリット板４３とで消波スリット４１を構成すること
で、貫通孔の上下１ピッチ分のわずかな昇降量で消波ス
リット４１の開閉ができる。

【００７６】次に、可動背面板を用いる造波装置の他の
一実施の形態について、図１１〜図１３により説明す
る。

【００７７】この造波装置５０では、可動背面板５１以
外の部分は既に説明した造波装置１０の２組のレールの
うち内側の造波駆動用レール１２及び駆動用台車１５の
車輪を取り除き、駆動用台車１５に相当するものを固定
台５２として水槽１の造波側の端部に固定して設置する
ようにしたものであり、水槽１の両側の造波板用レール
１１に沿って造波板支持台車１３ごと造波板１４を駆動
するなど他の造波装置１０と同一構成部分は同一番号を
記し説明は省略する。

【００７８】このように水槽１に対して造波板１４を固
定設置する場合の往復駆動の中立位置は、造波すべき最
大波長のときに造波板１４の背面から水槽１の背面壁２
に接するように移動した可動背面板５１の前面までの距
離が最大波長の１／３以下の距離Ｌとなるようにする
が、例えば造波すべき最大波長を１００ｍとした場合に
は、約３３ｍ以下であれば良いが、この部分の水槽の大
きさなどを考慮すれば１５ｍ程度とするのが適当であ
る。

【００７９】こうして造波板１４の中立位置を固定状態
とすると、造波すべき波長が短くなると、造波板１４の
水槽１の背面壁２までの距離Ｌが波長の１／３以下にで
きなくなることから、造波板１４の背面と水槽１の背面
壁２との間に可動背面板５１を設け、これを移動するこ
とで造波板１４の背面の距離Ｌを調整する。

【００８０】この可動背面板５１は、水槽１の背面壁２
の前方両側に可動背面板用レール５３が敷設され、この
可動背面板用レール５３に沿って可動背面板５１の両側
の支持部５４が車輪やリニアガイドなどで走行可能に装
着してあり、両側の支持部５４を連結するように水槽１
の底面及び両側壁とわずかな隙間をあけて配置される可
動背面板５１が配置されて下方に突き出している。

【００８１】そして、この可動背面板５１を造波板２４
からの距離Ｌが造波すべき波長の１／３以下となるよう
に移動した後、固定するため図示しない固定機構が設け
られ、水槽１に対して固定できるようにしてある。

【００８２】このように構成された造波装置５０では、
造波すべき波長に応じて可動背面板５１を可動背面板用
レール５３に沿って移動し、造波板１４からの距離Ｌが
造波すべき波長の１／３以下となるようにした後、図示
しない固定機構で水槽１に対して可動背面板４１を固定
状態にする。

【００８３】こうして準備が完了した後、減速機付き電
動機１６を反転しながら造波板支持台車１３を造波板用
レール１１に沿って往復することで、造波板１４を往復
駆動する。

【００８４】すると、造波板１４の前面に所定の波長の
波が作られる一方、造波板１４の背面では、波が発生せ
ずに水面が上下する状態となる。

【００８５】これによって、造波力を造波板１４の両面
で造波する場合に比べてほぼ半分にすることができると
ともに、造波板の背面側の水槽をドライ状態にする場合
などに比べ構造の単純化を図ることもできる。

【００８６】なお、このような可動背面板５１を用いる
場合にも造波板１４との距離Ｌが小さくなると、水槽１
内の水があふれるため、この場合にも可動背面板４１と
の距離Ｌに物理的な限界が生じることは、他の造波装置
１０，２０，３０の場合と同様である。

【００８７】一方、このような造波すべき波長が短くな
って可動背面板５１のまでの距離Ｌが波長の１／３より
も大きくなる場合には、造波板１４の背面でも造波され
ることになる。

【００８８】そこで、造波の影響を極力小さくするた
め、可動背面板５１に造波装置３０の場合と同様に、図
示省略したが消波スリットを設け、消波するようにすれ
ば、背面造波の影響を極力除くことができるとともに、
スロッシングの発生も防止できる。

【００８９】なお、可動背面板の移動を容易にするた
め、車輪などの駆動機構を設けて自走できるようにして
も良い。

【００９０】また、造波板の往復駆動機構としては、電
動機とボールネジ機構やラック＆ピニオン機構を組み合
わせる場合のほか、油圧シリンダなどの流体圧シリンダ
を造波板に連結して往復駆動するようにしたり、電動機
などで反転駆動されるベルトやチェーンなどの巻掛け伝
動機構に造波板を連結して往復駆動するようにしても良
い。

【００９１】

【実施例】模型実験により、造波すべき範囲を波長１
０２．３ｍで波高２．０ｍから波長６４．９ｍで波高
３．５ｍ、波長４５．２ｍで波高３．５ｍ、波長１
４．０ｍで波高１．０ｍまでとした場合に、からの
範囲では、背面距離Ｌを１５ｍとし、からの範囲で
は背面距離Ｌを８ｍとし、からの範囲では１５ｍと
８ｍとの間の任意の背面距離Ｌとして造波を行った。

【００９２】その結果、造波板の両側に波を起こさせる
場合に比べて造波に必要な電動機の駆動力を約半分でき
ることを確認した。

【００９３】また、背面距離Ｌを８ｍとした場合で、造
波すべき波長が２４ｍ以下では、造波板の背面に波が発
生し、水位の上昇が大きくなったが、造波すべき波長が
これ以上の範囲では、造波板の背面の波の発生はほとん
どなく、水面のみが上下する状態となり、水槽から水が
あふれることもなかった。

【００９４】

【発明の効果】以上実施の形態とともに具体的に説明し
たように、この発明の請求項１記載の造波装置によれ
ば、水槽内で造波板を往復駆動させる造波装置におい
て、前記造波板の背面と水槽端壁までの距離を調整可能
としたので、造波板の位置を変えることで造波板の背面
に波を発生させずに水面だけを上下させる状態を作り出
すことができ、従来の造波板の背面にも造波させる場合
に比べて造波力の低減を図ることができるとともに、造
波板の背面の水を抜いてドライ状態にする場合に比べ、
シール機構の必要もなく、機構の簡素化を図ることがで
きる。

【００９５】また、この発明の請求項２記載の造波装置
によれば、請求項１記載の構成に替え、前記造波板の背
面と水槽端壁との間に可動背面板を設けて前記距離を調
整可能としたので、造波板の位置を変えることなく、可
動背面板を移動するだけで良く、これによっても同様の
効果を得ることができる。

【００９６】さらに、この発明の請求項３記載の造波装
置によれば、請求項１又は２記載の構成に加え、前記造
波板の背面と水槽端壁までの前記距離または前記可動背
面板までの前記距離を造波する波の波長の１／３以下と
したので、造波板または可動背面板の位置を変えること
で背面波が発生せず、水面の上下動のみが起こる状態に
でき、これにより一層確実に水面上下による位置エネル
ギを回収しながら造波力の低減を図るとともに、請求項
１又は２記載の発明と同様の効果を得ることができる。

【００９７】また、この発明の請求項４記載の造波装置
によれば、請求項２記載の構成に加え、前記可動背面板
に開閉式の消波スリットを設けたので、造波する波長と
造波装置の機構の大きさ等との問題で波長の１／３以下
の距離にして造波できない場合であっても背面波の影響
を極力なくすことやスロッシングの発生を防止すること
ができるとともに、上記発明と同様の効果を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の造波装置における造波力と背面距離
の関係の説明図である。

【図２】この発明の造波装置の一実施の形態にかかる正
面図である。

【図３】この発明の造波装置の一実施の形態にかかる平
面図である。

【図４】この発明の造波装置の一実施の形態にかかる
Ａ，Ｂ矢視断面図である。

【図５】この発明の造波装置の他の一実施の形態にかか
る正面図である。

【図６】この発明の造波装置の他の一実施の形態にかか
る平面図である。

【図７】この発明の造波装置の他の一実施の形態にかか
る側面図である。

【図８】この発明の造波装置のさらに他の一実施の形態
にかかる正面図である。

【図９】この発明の造波装置のさらに他の一実施の形態
にかかる側面図である。

【図１０】この発明の造波装置のさらに他の一実施の形
態にかかる可動背面板部分の側面図である。

【図１１】この発明の造波装置の他の一実施の形態にか
かる正面図である。

【図１２】この発明の造波装置の他の一実施の形態にか
かる平面図である。

【図１３】この発明の造波装置の他の一実施の形態にか
かるＡ，Ｂ矢視断面図である。

【符号の説明】

１ 水槽 ２ 背面壁 １０ 造波装置 １１ 造波板用レール １２ 造波駆動用レール １３ 造波板支持台車 １４ 造波板 １５ 駆動用台車 １６ 減速機付き電動機 １７ カップリング １８ ボールネジ １９ ボールナット ２０ 造波装置 ２１ レール ２２ 移動枠 ２３ 造波板ガイドレール ２４ 造波板 ２５ 支持部 ２６ ラック ２７ 中央支持部 ２８ ピニオン ２９ 減速機付き電動機 ３０ 造波装置 ３１ 可動背面板 ３２ 固定枠 ３３ 可動背面板ガイドレール ３４ 支持部 ３５ 固定機構 ３６ ガイド ３７ 固定ピン ３８ リンク機構 ３９ 送りねじ機構 ４０ 固定穴 ４１ 消す波スリット ４２ 固定スリット板 ４３ 移動スリット板 ４４ 昇降ガイド ４５ 昇降機構 ５０ 造波装置 ５１ 可動背面板 ５２ 固定題 ５３ 可動背面板 ５４ 支持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 立花 年洋 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水槽内で造波板を往復駆動させる造波装置
   において、前記造波板の背面と水槽端壁までの距離を調
   整可能としたことを特徴とする造波装置。
2. 【請求項２】前記造波板の背面と水槽端壁との間に可動
   背面板を設けて前記距離を調整可能としたことを特徴と
   する請求項１記載の造波装置。
3. 【請求項３】前記造波板の背面と水槽端壁までの前記距
   離または前記可動背面板までの前記距離を、造波する波
   の波長の１／３以下の長さとしたことを特徴とする請求
   項１又は２記載の造波装置。
4. 【請求項４】前記可動背面板に開閉式の消波スリットを
   設けたことを特徴とする請求項２記載の造波装置。