JPS63167847A - 回流式水槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、水泳の練習、選手強化訓練指導用の回流式プ
ールとして用いたり、或いは船舶や海洋構造物等に関す
る流体力学的現象を試験用、縮尺模型を用いて観測、計
測したりするための回流式水槽に関するものである。

［従来の技術］ 近年、水泳の練習方法も科学的且つ能率的な方式を採る
ようになってきており、観測部を有する循環流路内に水
を循環させるための水流発生装置を設けて、上記観測部
にて水泳の練習、訓練等を行えるようにした回流式水槽
か一部で実用化されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来の回流式水槽は、形状寸法が大
型であった。即ち、これは水槽本体の中で水を回流させ
ることに起因して種々の乱れか生じることから、観測部
において流れを一様とするために、又観測部で発生する
気泡を除去するために、水槽本体の寸法を大きくとり、
十分な整流区間や気泡除去区間を設ける必要があったた
めである。

本発明は斯かる実情に鑑み、整流区間や気泡除去区間に
工夫を凝らすことにより、全体的に小型で且つ性能のよ
い回流式水槽を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上下部水路と該上下部水路を連絡する前後部
湾曲水路とから竪型回流式水槽本体を構成すると共に、
上記上部水路の底面を全長に亘り段差のない平面とし、
後部湾曲水路の上壁面を上流へ向けて緩やかな上り勾配
とし、上記上部水路に上部を開口した観測部を設け、該
観測部の上部開口を形成する開口縁フランジの後壁部を
観測部上流側へ下向きに張出させて該張出し部上に消波
構造を設け、上記下部水路に複数の水流発生用インペラ
を並列配設し、」１記前後部湾曲水路に、内側より外側
へ向けて間隔が広くなるよう夫々導流板を配置して、前
部湾曲水路内の導流板を前部湾曲水路入口より出口に至
る長さとし、後部湾曲水路内の導流板のうちの最外側導
流板の上流側端部を上記後部湾曲水路上壁面に対する水
面の接点より上流側へ下向きに延在するよう配置し、且
つ該最外側導流板の下流側端部を後部湾曲水路の後壁面
に近付けて絞り部を作ることにより最外側導流板の外側
に水流の澱み部を形成し、後部湾曲水路上壁部の該澱み
部上方位置に気泡排出口を設け、更に上記前部湾曲水路
と上部水路との間に、整流装置を設置した構成を有する
。

［作　　　用コ インペラの回転により水流が発生し、発生した水流は下
部水路から前部湾曲水路を通って上部水路に流れ、更に
後部湾曲水路を通ってインペラに吸引されて循環する。

この際、水流は夫々前部湾曲水路内の導流板並びに整流
装置により整流され、しかも上部水路の底面が段差のな
い平面としであることから、定在波のない一様な流れと
して上部水路に送られる。上部水路に送られた水流は、
観測部で例えば泳者の動きにより水面が波動し開口縁フ
ランジの後部壁に衝突砕波しても、消波構造によって衝
突時の気泡が消去され且つ跳ね返り力が減衰される。更
に観測部から後部湾曲水路に流入した水流の水面は後部
湾曲水路の上壁面に沿うよう滑らかに流れる。又観測部
で発生した気泡は最外周導流板の外側を通って澱み部に
至り、ここで気泡排出口より自然脱気される。

［実　施　例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図及び第２図において、■は基台２を介して設置さ
れた垂直循環流型回流式水槽本体であり、上部水路３及
び下部水路４と、部上、下部水路３．４を連結する前部
湾曲水路５及び後部湾曲水路６とから主として構成して
おり、上部水路３の底面３゛は下部水路４の上面４′に
対して段差のない平行な平面とし、且つ該底面３°と上
面４°との間を夫々湾曲水路５，６部にて円弧状ガイド
部５°、６°により連続せしめた形状としである。

上部水路３には、水槽本体１側壁部に観測窓７を有する
と共に、上部を開口して自由水面を形成し、これらによ
って観測部８を設けている。

又観測部８の上部開口を形成する開口縁フランジ９の後
壁部（下流側壁部９′を上流側へ下向きに張出させ、該
張出し部上に、消波構造として水槽本体１幅方向に伸び
る消波突条１ｏを複数列設けている。

下部水路４には、上流側端部位置即ち後部湾曲水路６側
端部位置に、複数（図では３基）の水流発生用インペラ
ＩＩを水槽本体１外部に設置した駆動装置１２によって
夫々回転駆動し得るように設けていると共に、各インペ
ラ１１の下流部には断面を丸から角に変えるデフユーザ
ー１３を配置しである。

前、後の湾曲水路５，６には夫々流路の内側より外側へ
向けて順次その間隔か広くなるよう湾曲形状の導流板１
４．１５が設置してあり、前部湾曲水路５と上部水路３
との境には、一様メッシュの整流ハニカム盤１６を設け
ている。又、前部湾曲水路５内の導流板１４は、前部湾
曲水路５の入口より出口に至る長さを有している。筒、
上記前部湾曲水路５内の導流板１４の間隔は、水路５出
口部の高さをＨ（＝水深）、水路５の入口部の高さをＤ
とした時、夫々例えば、ａ＝０．４Ｈ，ｂ　−０，２８
Ｈ，ｃ　＝Ｏ，１８ＨＳｄ　＝０．１４Ｈ。

ａ’　＝０．３ｔ３Ｄ、　ｂ’　＝０．２９Ｄ、　ｃ　
’　−０，１９Ｄ。

ｄ’　＝０．１６Ｄとしである。

更に、前記後部湾曲水路６に設置した導流板１５のうち
の最外側導流板１５′は、その上流側端　７一 部を、後部湾曲水路６の水槽本体上壁面１ａに対して水
面が接する位置（接点２０）より寸法Ｘたけ上流側へ延
在するよう且つ水平より下向きに配置し、一方下流側端
部位置を、後部湾曲水路６の水槽本体後壁面１ｂに適宜
近接させて絞り部１７を形成しており、該絞り部１７を
形成することによって、該最外側導流板１５°の外側に
水流の澱み部１９を形成し、且つ該澱み部１９に存在す
る気泡を排出するための気泡排出口１８を、後部湾曲水
路６の水槽本体上壁面１８部に穿設している。

又、水面が接する後部湾曲水路６の水槽本体上壁面１ａ
は、水面との接点２０において気泡の発生を少なくする
よう観測部８へ向けて３〜５％の上り勾配としである。

尚、上記絞り部■７は観測る。

斯かる構成としであるので、駆動装置１２によって各イ
ンペラ１１を回転駆動することにより水流が発生し、発
生した水流はデフユーザー１３を介し下部水路４で加速
され、加速された水流は前部湾曲水路５並びに整流ハニ
カム盤１Ｂを通って上部水路３に送られ、更に後部湾曲
水路６を通過して各インペラ１１により吸収され、而し
て、水流は循環する。

前記において、インペラ１１は水槽本体１の幅方向に３
基並列させであるので、通常１基のみの設置としである
従来の回流式水槽に比して水槽本体１の全高を低くする
ことができる。更に各インペラ１１には夫々デフユーザ
ー１３が接続されているので、該デフユーザー１３の拡
がり角を従来と同じにした場合、デフユーザー１３の長
さが短かくなり、水槽本体ｌの全長も短かくなる。

又、下部水路４から前部湾曲水路５内に流れ込んだ水流
は各導流板１４の間を通って上部水路３内に一様な流れ
で送られる。即ち、一般に円弧まわりを流れる流体の流
速分布は内側で速く外側で遅くなることか知られている
が、本発明では前部湾曲水路５の中に配置して湾曲形状
の導水板１４の間隔を、内側では密に外側では疎に設定
し、しかも導水板１４を水路５の入口から出口全長に亘
る長さとしたことから、各導水板１４間が一つの独立し
た水路とみなされ、各水路における種々の損失（摩擦損
失、曲りによる損失）を各々等しくして、流速分布を一
様に近付けることができる。しかも一様メッシュの整流
ハニカム盤１６を設置したことにより、斯かる効果を一
層高めることができる。

更に、上部水路３では、底面３′を全長に亘り段差のな
い平面として水深が変化しないようにしであることから
、観測部８での自由水面に定在波を発生することがなく
、観測部８での流れの一様性を更に良好にすることがで
きる。又上部水路３の底面３°上流端と下部水路４の上
面４゛とを円弧状ガイド部５’、ｉｆ’によって連続さ
せであるので、流れの剥離も起らない。

ところで、観測部８では、水泳の練習や、或いは船舶の
模型を用いて流体力学試験等を行うが、この際、水面が
波動し、これが開口縁フランジ９の後壁部９゛に衝突し
砕波した場合、気泡が発生したり跳ね返って水槽外へ溢
水するが、本発明では上記後壁部９°の張出し部上に消
波突条１０が設けであるので、気泡が消去されると共に
跳ね返り力が減衰され、後部湾曲水路６への気泡の巻込
み、水槽外への溢水が防止される。

そのため、観測部８での流れの一様性を阻害することが
なく、又水量減少に伴う観測部８での定在波発生の助長
を防止できる。

従って、上部水路３を流れる水流は安定しており、観測
部８での観測を精度よく安定して行うことができる。

更に観測部８を通過した水流は後部湾曲水路６に導かれ
、その水面部分の水流は後部湾曲水路６の水槽本体上壁
面１ａに衝突する。しかし本発明では、上記水槽本体上
壁面１ａが水面に対して３〜５％の上り勾配としである
ため、水流の衝突力は緩衝され水流は水槽本体上壁面１
ａに対し極めて鋭角的に滑るよう接触して倣流し、この
部分では気泡を殆と発生させないで済む。一方、観測部
８ては、水泳の練習や船舶模型の動作自体によって気泡
が発生する。而して、観測　１１一 部８て発生した気泡は、後部湾曲水路６内の最外側導流
板１５°の上流側端部が、上記水槽本体上壁面１ａの水
流接点２０より上流へ延在し且つ下向き配置しであるこ
とから、最外側導流板１５”の外側を通って後部湾曲水
路６内に入り込む。

最外側導流板１５′の外側には、該最外側導流板１５’
の下流側端部と水槽本体後壁面１ｂとの間で絞り部１７
を形成して水流の流速を低下させるようにした澱み部１
９を形成しているので、澱み部１９に流入した水流中の
気泡は気泡排出口１８から真空ポンプを用いることなく
自然排出される。

脱気後の水流は絞り部１７を通過して下部水路４側へ戻
される。

このように、気泡を含んだ水流の流速を低下させること
により、気泡除去区間を短くでき、水槽本体Ｉの長さを
短くすることができる。

尚、本発明は前記実施例にのみ限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない限り種々変更を加え得るこ
とは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の回流式水槽によれば、次
の如き優れた効果を奏し得る。

（１）水流発生用インペラを複数並列方式としたので、
水槽本体の高さを低くできる。

（＋＋）　　前部湾曲水路に、該水路の入口から出口に
至りしかも内側から外側へ向けてその間隔が広くなるよ
う導流板を配置し、且つ前部湾曲水路と上部水路の境に
、整流装置を設けたので、短い整流区間で観測部での流
れの一様性を確保することかでき、且つ損失水頭を小さ
くできる。

■　上部水路の底面を、全長に亘り段差のない平面とし
たので、定在波の発生を抑制し、流れの一様性を更に良
好にすることができる。

０　観測部の上部開口を形成する開口縁フランジの後壁
部を、観測部上流側へ下向きに張出させ、該張出し部上
に消波構造を設けたので、観測部での泳者の動き等によ
り水面が波動しこれか衝突しても、この際に発生した気
泡を消去すると共に跳ね返り力を減衰し、後部湾曲水路
への気泡の巻込み並びに水槽外への溢水をなくすことが
でき、観測部での流れの一様性の阻害、及び定在波発生
の助長を防止することができる。

（Ｖ）　　後部湾曲水路の上壁面を水面との接点におい
て緩やかな上り勾配としであるので、この部分での気泡
の発生を殆どなくすことができる。

＆Ｄ　　後部湾曲水路内に配した導流板のうち、最外側
導流板の上流側端部を上流へ向は下向き配置したので、
観測部で発生した気泡を循環させることなく該最外側導
流板の外側へ導くことができる。

■　後部湾曲水路の後壁面と最外側導流板の下流側端部
との間で絞りを作り、最外側導流板の外側に流速の小さ
い澱み部を形成することかできるので、該澱み部に流入
した気泡の滞留時間を長くとれ、真空ポンプを用いるこ
となく効率よく気泡の自然排出を行うことができる。

に）」二記（へ）〜に）項から気泡除去区間を短くする
ことかできる。

０の　従って、観測部での観測を精度よく行うことがで
きると共に、水槽全体を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回流式水槽の全体を示す概略切断側面
図、第２図は第１図の■−■矢視図親図る。 ■は水槽本体、１ａは上壁面、１ｂは後壁面、３は上部
水路、３゛は底面、４は下部水路、５は前部湾曲水路、
６は後部湾曲水路、８は観測部、９は開口縁フランジ、
９°は後壁部、１０は消波突条、ＩＩはインペラ、１２
は駆動装置、１４．１５は導流板、Ｉ５°は最外側導流
板、１６は整流ハニカム盤、１７は絞り部、１８は気泡
排出口、Ｉ９は澱み部、２０は接点を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）上下部水路と該上下部水路を連絡する前後部湾曲水
   路とから竪型回流式水槽本体を構成すると共に、上記上
   部水路の底面を全長に亘り段差のない平面とし、後部湾
   曲水路の上壁面を上流へ向けて緩やかな上り勾配とし、
   上記上部水路に上部を開口した観測部を設け、該観測部
   の上部開口を形成する開口縁フランジの後壁部を観測部
   上流側へ下向きに張出させて該張出し部上に消波構造を
   設け、上記下部水路に複数の水流発生用インペラを並列
   配設し、上記前後部湾曲水路に、内側より外側へ向けて
   間隔が広くなるよう夫々導流板を配置して、前部湾曲水
   路内の導流板を前部湾曲水路入口より出口に至る長さと
   し、後部湾曲水路内の導流板のうちの最外側導流板の上
   流側端部を上記後部湾曲水路上壁面に対する水面の接点
   より上流側へ下向きに延在するよう配置し、且つ該最外
   側導流板の下流側端部を後部湾曲水路の後壁面に近付け
   て絞り部を作ることにより最外側導流板の外側に水流の
   澱み部を形成し、後部湾曲水路上壁部の該澱み部上方位
   置に気泡排出口を設け、更に上記前部湾曲水路と上部水
   路との間に、整流装置を設置したことを特徴とする回流
   式水槽。