(57)【要約】【課題】第１水域に生じた波を無動力にて第２水域に伝播させることが可能な波浪伝播設備を提供する。【解決手段】波浪伝播設備１は、外海３と内海４とを仕切る仕切部の護岸２上に、外海３と内海４とに跨るように設置されており、外海３の波を内海４へ伝播する。外海３で生じた波が隙間ａ内に流入して隙間ａ内の水位が上昇すると、空気６により隙間ｂ内の水面が海底１３方向へ押し下げられるため、隙間ｂ内の水位は低下する。ついで外海３の波が引いて隙間ａ内の水位が低下すると、隙間ｂ内の水位が上昇する。このような隙間ａ内の水位の上下移動を交互に繰り返すことにより、隙間ｂ内に生じる水位の上下移動が通水部１５を介して内海４の水面に伝達されて波が生じる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１水域と第２水域の境界に構築された仕切部に設置され、前記第１水域に生じた波を前記第２水域に伝播させる波浪伝播設備であって、
前記仕切部から離間して当該仕切部を跨ぐように設置され、前記仕切部との間に、前記第１水域と前記第２水域とを気密及び液密状態で連通する連通路を区画する躯体部と、
前記連通路の前記第１水域の水面と前記第２水域の水面との間に封入されることで前記第１水域の水位の変化を圧力の変化として前記第２水域に伝播する圧力伝播媒体と、
を備えることを特徴とする波浪伝播設備。
【請求項２】
前記躯体部は、前記連通路の断面積を変更可能な可動壁を有することを特徴とする請求項１に記載の波浪伝播設備。
【請求項３】
前記連通路内の圧力が予め定められた圧力を超えた場合に、前記連通路と前記躯体部の外部とを連通する圧力調整弁を、前記躯体部に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の波浪伝播設備。
【請求項４】
前記圧力伝播媒体は、空気であることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の波浪伝播設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、護岸等の仕切りにより形成された閉鎖的水域に波浪を伝播させるための波浪伝播設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人工ビーチでは波による砂の流出等を防止するために護岸が構築されている。この護岸によって、沖合側の外海とビーチ側の内海とに区画され、内海側に閉鎖的水域が形成されている。この閉鎖的水域においては、波がほとんど生じないために海水中の酸素濃度が低下し、海水中の生物による浄化作用が阻害されて、海水の汚濁が進行してしまうという問題点があった。
【０００３】
この問題点を解決するには閉鎖水域内に波を起こせばよいのだが、その手段として、例えば、特許文献１には、圧縮空気の供給と排気とを交互に行う吸排気手段を備えて波を発生させる造波装置が開示されている。この造波装置は、閉鎖的水域内の一部を覆うように設けられた空気室内への圧縮空気の供給と排気とによって空気室内の水面を上下させることにより、閉鎖的水域に波を発生させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３００６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した造波装置を用いた方法では、吸排気手段等を駆動させるための動力が必要となるため、駆動装置等の設備投資費やその維持管理費が高くなるという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、第１水域に生じた波を無動力にて第２水域に伝播させることが可能な波浪伝播設備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】
【０００７】
本発明は、第１水域と第２水域の境界に構築された仕切部に設置され、前記第１水域に生じた波を前記第２水域に伝播させる波浪伝播設備であって、
前記仕切部から離間して当該仕切部を跨ぐように設置され、前記仕切部との間に、前記第１水域と前記第２水域とを気密及び液密状態で連通する連通路を区画する躯体部と、
前記連通路の前記第１水域の水面と前記第２水域の水面との間に封入されることで前記第１水域の水位の変化を圧力の変化として前記第２水域に伝播する圧力伝播媒体と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、電力等の動力を使用すること無く、第１水域の波浪を第２水域へ伝播することができる。これにより、駆動装置等の設備投資費及びその維持管理費を削減することができる。
【０００９】
また、本発明において、前記躯体部に、前記連通路の断面積を変更可能な可動壁を有することとすれば、第２水域へ伝播させる波の高さを調整することができる。
【００１０】
具体的には、連通路における第１水域側の断面積と第２水域側の断面積とを同じ大きさにすることにより、連通路における第１水域側の波高と同じ高さの波高を連通路における第２水域側に伝播することができる。また、第１水域側の断面積を第２水域側の断面積よりも小さくすることにより、連通路における第１水域側の波高よりも低い波高を連通路における第２水域側に伝播することができる。さらに、第１水域側の断面積を第２水域側の断面積よりも大きくすることにより、連通路における第１水域側の波高よりも高い波高を連通路における第２水域側に伝播することができる。
【００１１】
また、本発明において、前記連通路内の圧力が予め定められた圧力を超えた場合に、前記連通路と前記躯体部の外部とを連通する圧力調整弁を、前記躯体部に備えることとすれば、第１水域側の異常波高により、連通路内の圧力が上昇して波浪伝播設備が破損するおそれが生じた場合でも、当該圧力調整弁により連通路内の圧力が開放されるので波浪伝播設備の破損を防止することができる。
【００１２】
また、第１水域側の異常波高により、例えば、第１水域側の海水が仕切部を越えて第２水域側に流入し、連通路がサイフォン状況となった場合でも当該圧力調整弁を開放してやれば外気が連通管内に流入し、サイフォン状況を回避することができる。
【００１３】
また、本発明において、前記圧力伝播媒体として空気を用いれば、人体への影響の問題も無く、また、連通路への封入等の取扱いも容易である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１水域に生じた波浪を無動力にて第２水域に伝播させることが可能な波浪伝播設備を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態にかかる波浪伝播設備を護岸に設置した状態を示す図である。
【図２】波浪伝播設備を護岸に設置した状態を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図２のＤ−Ｄ矢視図である。
【図６】図２のＥ矢視図である。
【図７】隙間ａよりも隙間ｂを広くした状態を示す図である。
【図８】隙間ｂよりも隙間ａを広くした状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態にかかる波浪伝播設備１を護岸２に設置した状態を示す図である。
図１に示すように、波浪伝播設備１は、外海３（第１水域）と内海４（第２水域）とを仕切る仕切部である護岸２上に、外海３と内海４とに跨るように設置されており、外海３の波浪を内海４へ伝播する。
【００１８】
図２は、波浪伝播設備１を護岸２に設置した状態を示す平面図である。また、図３〜図６は、それぞれ図２のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、Ｄ−Ｄ矢視図、Ｅ矢視図である。
【００１９】
図２〜図３に示すように、波浪伝播設備１は、下端が開口して内側に中空部を有する箱型躯体５と、この箱型躯体５によって護岸２との間に区画された連通路２４に封入される空気６（圧力伝播媒体）と、を備えている。
【００２０】
図２〜図６に示すように、箱型躯体５は、頂壁７と、支持壁８と、外海側可動壁９と、内海側可動壁１０と、外海側可動壁駆動手段１１と、内海側可動壁駆動手段１２と、を備えている。この箱型躯体５は、外海３と内海４とを気密及び液密状態で連通する連通路２４を、護岸２との間に区画する躯体部に相当する。
【００２１】
図４に示すように、頂壁７は、護岸２の頂部よりも上方であって、護岸２を越えて外海３から内海４に亘って略水平に配置された板状部材である。この頂壁７は、支持壁８、外海側可動壁９及び内海側可動壁１０とともに、護岸２との間に連通路２４を区画する。
【００２２】
図３に示すように、支持壁８は、頂壁７を下側から支持する部材である。この支持壁８は、護岸２に嵌る部分が切り欠かれた凹型の板状部材によって構成され、護岸２の長手方向に所定の間隔ｃで複数配置されている。そして、各支持壁８の両側端部８ａ、８ａは、それぞれ外海３及び内海４の海底１３へ所定の深さまで挿入されている。
【００２３】
図２に示すように、外海側可動壁９は、隣接する支持壁８間における護岸２よりも外海３側の部分に、頂壁７及び両支持壁８の表面に密着しながら（すなわち、気密及び液密状態を保ちながら）、護岸２に対する近接又は離隔方向へ摺動可能に設けられている。内海側可動壁１０は、隣接する支持壁８間における護岸２よりも内海４側の部分に、頂壁７及び両支持壁８に密着しながら護岸２に対する近接又は離隔方向へ摺動可能に設けられている。
【００２４】
図４に示すように、外海側可動壁９及び内海側可動壁１０は、下端が海底１３よりも上方の海中まで延設され、それぞれの下端が支持壁８及び海底１３とともに通水部１４、１５を区画する。これらの通水部１４、１５は、連通路２４における海水の流出入口に相当する。したがって、外海側可動壁９と護岸２との間に形成される隙間ａ、及び内海側可動壁１０と護岸２との間に形成される隙間ｂには、各通水部１４、１５を介して海水が流入したり、流出したりすることによって波浪が生じる。
【００２５】
図５に示すように、支持壁８に接する内海側可動壁１０の両側面にはそれぞれローラー１８が埋設されていて、内海側可動壁１０は、支持壁８の側面に伝播方向に沿うように取り付けられたレール１９に沿って移動可能である。また、外海側可動壁９にも内海側可動壁１０と同様に、支持壁８に接する両側面にそれぞれローラー１６が埋設されていて、外海側可動壁９は、支持壁８の側面に伝播方向に沿うように取り付けられたレール１７に沿って移動可能である。
【００２６】
外海側可動壁９及び内海側可動壁１０が摺動することにより、隙間ａ及び隙間ｂの大きさを変更することができる。すなわち、連通路２４における流れ方向と直交する方向の断面積を変えることができる。そして、隙間ａ及び隙間ｂの大きさは、外海３の波の高さ等によって適宜、設計等により決定される。
【００２７】
外海側可動壁９を摺動させるための外海側可動壁駆動手段１１、及び、内海側可動壁１０を摺動させるための内海側可動壁駆動手段１２は、同じ構成を採っている。内海側可動壁駆動手段１２を例に挙げて説明すると、図５に示すように、この駆動手段１２は、一端が内海側可動壁１０に接続されたねじジャッキ２０と、ねじジャッキ２０を操作するための取っ手２１と、ねじジャッキ２０を護岸２に固定するための固定台２２とを備えている。
【００２８】
そして、取っ手２１を手動で所定の方向へ回転させると、ねじジャッキ２０のねじが図５の左側へ向けて移動する。これにより、内海側可動壁１０が護岸２側へ引っ張られ、ローラー１８がレール１９上を回転し、内海側可動壁１０が護岸２側へ向かって移動する。一方、上述した方向と反対側へ取っ手２１を回転させると、ねじジャッキ２０のねじが図５の右側へ向けて移動する。これにより、内海側可動壁１０が護岸２から離れる方向へ押し出され、内海側可動壁１０のローラー１８がレール１９上を回転し、内海側可動壁１０が護岸２から離れる方向へ移動する。
【００２９】
なお、詳細な説明は省略するが、外海側可動壁駆動手段１１もねじジャッキ２０を用いて構成され、取っ手２１を回転操作することにより、外海側可動壁９を護岸２に対して近接又は離隔する方向に移動させることができる。また、本実施形態においては、各可動壁９、１０を移動させる機構としてねじジャッキ２０を用いたが、これに限定されるものではなく、各可動壁９、１０を摺動可能に移動させる機能を有していれば他の機構を用いてもよい。
【００３０】
連通路２４は、前述したように、頂壁７と支持壁８と外海側可動壁９と内海側可動壁１０とに囲まれた空間として設けられる。そして、この連通路２４における外海３側の下部海面には、外海３の海水が入り込んでいる。同様に、連通路２４における内海４側の下部にも、内海４の海水が入り込んでいる。そして、外海３の海水面と内海４の海水面との間の連通路２４内には、空気６が封入されている。
【００３１】
外海３で生じた波は通水部１４を通って隙間ａ内の海水に伝播される。これにより、隙間ａ内に流入される海水の量が変化し、海水面の高さが変化する。例えば、通水部１４から隙間ａ内に海水が流入して、隙間ａ内の海水面が上昇すると、空気６がその分だけ隙間ｂ側に移動し、隙間ｂ内の海水面を押し下げる。これに伴って、通水部１５からは、海水面が押し下げられた分の海水が排出され、内海４に波が発生する。一方、隙間ａ内の海水が通水部１４から排出されて隙間ａ内の海水面が下降すると、空気６がその分だけ隙間ａ側に移動し、隙間ｂ内の海水面を引き上げる。これに伴って、隙間ｂ内には、通水部１５を通じて海水面が引き上げられた分の海水が流入され、内海４に波が発生する。
【００３２】
そして、外海３の波によって隙間ａ内の海水面が上下方向の移動を交互に繰り返すため、隙間ａ内の水位変化が連通路２４内の空気６を介して隙間ｂ内の海水面に伝播され、内海４に波が生じる。係る際に、空気６は外海３の水位変化を圧力の変化として内海４に伝える圧力伝播媒体として機能する。
【００３３】
ここで、連通路２４における隙間ａの断面積（流れ方向と直交する方向の断面積）と隙間ｂの断面積とを同じ大きさにした場合は、パスカルの原理により、連通路２４における隙間ａ内の波と同じ高さの波が連通路２４における隙間ｂ内に伝播する。これにより、外海３の波によって生じた隙間ａ内の波と同じ高さの波を隙間ｂ内に伝播することができる。そして、この隙間ｂ内に生じた波によって内海４にも波が生じる。
【００３４】
連通路２４の上方に位置する頂壁７内には、連通路２４と箱型躯体５の外部とを連通するための開放弁２３が設けられている。この開放弁２３は、連通路２４内の圧力が上昇したり低下したりして、連通路２４内の圧力と大気圧との差が所定の閾値を超えた場合に作動し、連通路２４と箱型躯体５の外部とを連通する。この開放弁２３は、連通路２４の内部圧力を所定の圧力範囲に調整するための圧力調整弁に相当する。
【００３５】
開放弁２３を備えているので、隙間ａ内の異常波高により、連通路２４内の圧力が上昇して波浪伝播設備１が破損するおそれが生じた場合でも、開放弁２３を開くと連通路２４内の圧力が開放されるので波浪伝播設備１の破損を防止できる。
【００３６】
また、隙間ａ内の異常波高により、隙間ａ内の海水が護岸２を越えて隙間ｂ内に流入し、連通管２４がサイフォン状況となった場合でも、開放弁２３を開くと外気が連通管２４内に流入してサイフォン状況を回避することができる。
【００３７】
次に、隙間ａと隙間ｂとを異なる大きさにした場合における外海３と内海４との波の高さの関係について説明する。
【００３８】
図７は、隙間ａよりも隙間ｂを大きくした状態を示す断面図である。
図７に示すように、内海側可動壁１０を護岸２から最も離れた位置に固定するとともに、外海側可動壁９を護岸２側へ移動させて、隙間ｂを隙間ａよりも大きくすると、パスカルの原理により、連通路２４における隙間ａ内の波よりも低い波が連通路２４における隙間ｂ内に伝播する。これにより、外海３の波によって生じた隙間ａ内の波よりも低い波を隙間ｂ内に伝播することができる。
【００３９】
図８は、隙間ｂよりも隙間ａを大きくした状態を示す断面図である。
図８に示すように、外海側可動壁９を護岸２から最も離間する位置に固定するとともに、内海側可動壁１０を護岸２側へ移動させて、隙間ａを隙間ｂよりも大きくすると、パスカルの原理により、連通路２４における隙間ａ内の波よりも高い波が連通路２４における隙間ｂ内に伝播する。これにより、外海３の波によって生じた隙間ａ内の波よりも高い波を隙間ｂ内に伝播することができる。
【００４０】
上述した波浪伝播設備１によれば、電力等の動力を使用すること無く、外海３に生じた波浪を内海４に伝播することができる。
また、電力等の動力を使用しないので、設備投資費及びその設備の維持管理費を削減することができる。
【００４１】
また、隙間ａ及び隙間ｂの大きさをそれぞれ変更可能なので、内海４へ伝播する波の高さを調整することができる。
【００４２】
また、開放弁２３を備えているので、隙間ａ内の異常波高により、連通路２４内の圧力が上昇して波浪伝播設備１が破損するおそれが生じた場合でも、開放弁２３を開くと連通路２４内の圧力が開放されるので波浪伝播設備１の破損を防止できる。
【００４３】
また、隙間ａ内の異常波高により、隙間ａ内の海水が護岸２を越えて隙間ｂ内に流入し、連通管２４がサイフォン状況となった場合でも、開放弁２３を開くと外気が連通管２４内に流入してサイフォン状況を回避することができる。
【００４４】
また、圧力伝播媒体として空気６を用いたので、人体への影響の問題も無く、また、連通路２４への封入等の取扱いも容易である。
【００４５】
なお、本実施形態では、連通路２４における流れ方向と直交する方向の外海側可動壁９及び内海側可動壁１０を移動させて連通路２４の断面積を変えることにより、連通路２４における隙間ｂ内の波高を変えていたが、連通路２４における流れ方向と平行な方向の壁を移動させて連通路２４の断面積を変えることにより、伝播される側の連通路２４における隙間ｂ内の波高が変えられることはいうまでもない。
【００４６】
また、本実施形態においては、波浪伝播設備１を護岸２に１台設置した場合について説明したが、この数に限定されるものではなく、複数箇所に設置してもよい。
【００４７】
また、本実施形態においては、波浪伝播設備１を護岸２に設置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、大プールと小プールとを仕切るための仕切壁等に設置してもよい。
【００４８】
また、本実施形態においては、外海３から内海４への水の移動を遮断する護岸２に波浪伝播設備１を設置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、濾過機能を備えて外海３から内海４への水の緩やかな移動を可能とした堤防等に設置してもよい。
【００４９】
また、本実施形態においては、圧力伝播媒体として空気６を例示したが、これに限定されるものではない。要は、その比重が水よりも小さいものであって、水に不溶な流体であれば圧力伝播媒体として使用できる。例えば、窒素を用いてもよい。また、比重が水よりも小さい油のように、液体状のものであってもよい。ただし、海水中に流出しても環境や人体に悪影響を及ぼさないものを用いることが求められる。
なお、空気６は、厳密には水に溶けるが、その量は微少であり、本発明にはほとんど影響が無いので、不溶のものとして扱う。
【符号の説明】
【００５０】
１  波浪伝播設備
２  護岸
３  外海
４  内海
５  箱型躯体
６  空気
７  頂壁
８  支持壁
８ａ  端部
９  外海側可動壁
１０  内海側可動壁
１１  外海側可動壁駆動手段
１２  内海側可動壁駆動手段
１３  海底
１４  通水部
１５  通水部
１６  ローラー
１７  レール
１８  ローラー
１９  レール
２０  ねじジャッキ
２１  取っ手
２２  固定台
２３  開放弁
２４  連通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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