(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水面と水際線とを有する水塊を規定する造波プール内で使用するための波発生システムであって、該波発生システムは、
プランジャ（22）の形状を変えることによって前記プランジャの側部横断面外形を調節するための可動部分を有する前記プランジャ(22)であって、前記可動部分が前記プランジャの大きい外形および前記プランジャの小さい外形を規定するように互いに対して調節可能である、プランジャ（22）と、
前記プランジャ(22)を前記水面と交差する経路に沿って振動させるための駆動機構(100)であって、前記経路に沿った前記プランジャ(22)の振動が前記造波プール内に波を発生させる、駆動機構（100）と、
前記プランジャ(22)と前記水際線との間の前記水塊に配置されたリーフユニット(260)であって、前記リーフユニット（260）が、複数の脚部(262)と、前記複数の脚部(262)によって支持された部材(264)とを含み、部材(264)は、前記波が砕波面(266)の上を伝播するときに砕波(267)を発生させるための前記砕波面（266）を水面下に有し、前記複数の脚部(262)は、前記砕波面(266)を前記水面下の様々な深さに調節可能に位置決めするために長さが調節可能である、リーフユニット（260）と、
を備え、
前記波発生システムは、前記プランジャの前記可動部分を互いに対して調節することによって、前記プランジャの前記側部横断面外形を調節し、異なる量のエネルギーを有する波を発生させるように制御可能であり、
前記波発生システムは、前記水面下の前記砕波面の深さを調節することによって、前記波が前記造波プール内の所望の位置で砕波するように制御可能である、波発生システム。
【請求項２】
前記波発生システムが、前記プランジャの前記可動部分を互いに対して調節することによって、前記プランジャの側部横断面外形を調節して異なる形状を有する波を発生させるように制御可能である、請求項1に記載の波発生システム。
【請求項３】
前記複数の脚部(262)の一部の長さを調節することによって、前記水面に対する前記砕波面(266)の角度が調節可能である、請求項1に記載の波発生システム。
【請求項４】
前記部材(264)が、前記部材(264)の下に水が前記水際線から前記プランジャ(22)に向かって戻ることができる通路(246)が規定されるように、前記複数の脚部(262)によって支持されている、請求項1に記載の波発生システム。
【請求項５】
前記複数の脚部(262)は、長さが入れ子式に調節可能である、請求項1に記載の波発生システム。
【請求項６】
前記プランジャ(22)の前記側部横断面外形が、前記プランジャの前記可動部分を互いに対して調節することによって、前記経路に沿った前記プランジャ(22)の振動中に調節可能である、請求項1に記載の波発生システム。
【請求項７】
水面と水際線とを有する水塊を規定する造波プール内で使用するための波発生システムであって、前記波発生システムは、
プランジャの側部横断面外形を調節するための可動部分を有する、前記プランジャ(22)、
前記プランジャ(22)を前記水面と交差する経路に沿って振動させるための駆動機構(100)であって、前記経路に沿った前記プランジャ(22)の振動が前記造波プール内で波を発生させる、駆動機構(100)と、
前記プランジャ(22)と前記水際線との間の前記水塊に配置されたリーフユニット(260)であって、複数の脚(262)と、前記複数の脚(262)によって支持された部材(264)とを含み、前記部材(264)は、前記波が砕波面(266)の上を伝播するときに砕波(267)を発生させるための前記砕波面(266)を水面下に有し、前記複数の脚（262）は、前記砕波面(266)を前記水面下の様々な深さに調節可能に位置決めするために長さが調節可能である、リーフユニット（260）と、
を備え、
前記波発生システムは、前記プランジャの前記側部横断面外形を調節することによって異なる量のエネルギーを有する波を発生させるように制御可能であり; 
前記波発生システムは、前記水面下で前記砕波面の深さを調節することによって、前記波が前記造波プール内の所望の位置で砕波するように制御可能であり; 
前記プランジャ(22)の前記側部横断面外形は、前記プランジャ(22)の前記経路に沿った振動中に調節可能であり、
前記プランジャ(22)の前記側部横断面外形は、前記プランジャ(22)を前記水塊に浸漬するために比較的大きい側部横断面外形に調節可能であり、かつ、前記プランジャ(22)を前記水塊に対して上昇させるために比較的小さい側部横断面外形に調節可能である、波発生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造波プールに関し、より詳細には、人工波の発生およびサーフィン砕波の生成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に造波プールと呼ばれる人工サーフィン波設備が存在する。一部の造波プールは、全体が矩形であり、波が一端部から他端部へ移動するという点で直線状である。他の造波プールは、水塊内に位置する波発生デバイスを有し、波が造波プールの縁部に向かって外方へ放射状に広がる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、波の発生のための新規な装置、および砕波の発生のための新規な構造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】
【０００４】
本開示は、以下の［１］から［４１］を含む。
［１］水塊の表面に少なくとも１つの波を発生させるための波発生装置であって、
少なくとも１つの波発生物体と、
上記波発生物体が少なくとも一時、上記水塊に接触する状態で、上記波発生物体を経路に沿って振動させる駆動機構とを備え、
上記経路が、上記波発生物体が上記水塊に接触するときに上記表面に垂直な成分を含み、
上記少なくとも１つの波発生物体が少なくとも１つの波発生面を有し、
単一の波発生物体がある場合には、上記波が上記波発生物体から離れて延び、
複数の波発生物体がある場合には、上記波発生物体および上記波発生面が、発生した波の略すべてが上記波発生物体から離れて延びるように構成される、波発生装置。
［２］波発生面が、振動方向に対して傾斜した表面を含む、上記［１］に記載の波発生装置。
［３］上記経路が、直線経路および弧状経路を含む非直線経路の少なくとも一方を含む、上記［１］または［２］に記載の波発生装置。
［４］波発生物体が、その振動により波が１つまたは複数の方向に延びるように構成される、上記［１］〜［３］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［５］波発生物体が、その振動により波が略すべての方向に延びるように構成される、上記［１］〜［４］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［６］波発生面の少なくとも一部が、直線の一部の回転、円の一部分、楕円の一部分、放物線の一部分を含む群から選択される、上記［１］〜［５］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［７］波発生面の少なくとも一部が非対称である、上記［１］〜［６］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［８］凸状の波発生面を備え、上記凸状の波発生面が、上記波発生面から離れて延びるときに膨張する波を発生させる、上記［１］〜［７］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［９］凹状の波発生面を備え、上記凹状の波発生面が、上記波発生面から離れて延びるときに収縮する波を発生させる、上記［１］〜［８］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［１０］複数の波発生面を備え、上記波発生面が、膨張する波、収縮する波、またはこれらのいずれでもない波を発生させるように配置される、上記［１］〜［９］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［１１］単一の波発生物体に複数の波発生面を備える、上記［１］〜［１０］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［１２］複数の波発生物体に複数の波発生面を備える、上記［１］〜［１１］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［１３］上記水塊の上記表面上の波の範囲を拘束する波ガイドを備える、上記［１］〜［１２］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［１４］上記少なくとも１つの波発生面を、実質的に水中にある状態で、部分的に水の外で、ま
たは完全に水の外で振動させる、上記［１］〜［１３］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［１５］上記波発生物体が浮揚性である、上記［１］〜［１４］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［１６］浮力が反対方向への動きを生じさせる状態で、上記駆動機構が上記少なくとも１つの波発生物体を上記水に向けて、またはさらに上記水中へ駆動する、上記［１］〜［１５］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［１７］重力を使用して反対方向への動きを生じさせる状態で、上記駆動機構が上記波発生物体を上記水から離して、または上記水の外へ動かす、上記［１］〜［１６］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［１８］上記駆動機構が上記波発生物体を両方向に駆動する、上記［１］〜［１７］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［１９］上記駆動機構が少なくとも１つの空気圧ラムまたは油圧ラムを備える、上記［１］〜［１８］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［２０］上記駆動機構が、上記波発生物体を一方向または両方向に駆動するための電磁石を備える、上記［１］〜［１９］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［２１］上記波発生物体が、上記水塊内に繰り返し落下および／または駆動された後に引き出されることにより、上記経路に沿って振動する、上記［１］〜［２０］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［２２］少なくとも１つの波発生物体が、少なくとも１つのガイド部材に取り付けられる、または少なくとも１つのガイド部材により拘束される、上記［１］〜［２１］のいずれか一項に記載の波発生装置。
［２３］上記少なくとも１つのガイド部材が、上記波発生物体の少なくとも１つの表面に係合して上記波発生物体を案内する、上記［２２］に記載の波発生装置。
［２４］上記少なくとも１つの波発生物体の少なくとも１つが、上記少なくとも１つのガイド部材が通過する少なくとも１つの通路を備え、上記それぞれの少なくとも１つの波発生物体が上記それぞれの少なくとも１つのガイド部材に沿って振動する、上記［２２］または［２３］に記載の波発生装置。
［２５］少なくとも１つの砕波発生面を含む可動本体を備える、波発生リーフのためのリーフモジュール。
［２６］上記本体が、水塊の表面に対する上記少なくとも１つの砕波発生面の高さおよび角度の少なくとも一方を調節するように可動である、上記［２５］に記載のリーフモジュール。
［２７］上記本体が第１の軸の周りで回転するように取り付けられ、上記少なくとも１つの砕波発生面が上記第１の軸の周りの上記本体の回転によって調節可能である、上記［２５］または［２６］に記載のリーフモジュール。
［２８］上記第１の軸自体が可動である、上記［２５］〜［２７］のいずれか一項に記載のリーフモジュール。
［２９］上記第１の軸が第２の軸の周りを回転可能である、上記［２５］〜［２８］のいずれか一項に記載のリーフモジュール。
［３０］上記第２の軸が上記第１の軸に垂直である、上記［２５］〜［２９］のいずれか一項に記載のリーフモジュール。
［３１］上記第１の軸の高さが調節可能であり得る、上記［２５］〜［３０］のいずれか一項に記載のリーフモジュール。
［３２］使用時に、上記本体がプールのベースより上に位置決めされ、水が上記本体と上記プールベースとの間に流れることができるようになっている、上記［２５］〜［３１］のいずれか一項に記載のリーフモジュール。
［３３］上記リーフモジュールが、少なくとも１つの支持脚部と、上記少なくとも１つの支持脚部に回転するように取り付けられた本体とを備える、上記［２５］〜［３２］のいずれか一項に記載のリーフモジュール。
［３４］上記少なくとも１つの支持脚部が伸縮式である、上記［２５］〜［３３］のいずれか一項に記載のリーフモジュール。
［３５］水面下に延びる少なくとも１つの水中砕波発生面を有する、少なくとも１つの波発生器により発生した波を砕くための波発生リーフであって、上記少なくとも１つの波発生器に近い上記または各砕波発生面の部分が、上記少なくとも１つの波発生器から遠い同一の砕波発生面の部分よりも上記水面から遠い、波発生リーフ。
［３６］少なくとも１つの砕波発生面が、上記少なくとも１つの波発生器により発生した波の移動に対してある角度で延び、波がそれぞれの砕波発生面の長さに沿って徐々に砕けるようになっている、上記［３５］に記載の人工波発生リーフ。
［３７］上記少なくとも１つの砕波発生面が、１つまたは複数の直線経路または曲線経路をたどる、上記［３５］または［３６］に記載の人工波発生リーフ。
［３８］上記［２５］〜［３４］のいずれか一項に記載の少なくとも１つのリーフモジュールを備える、上記［３５］〜［３７］のいずれか一項に記載の人工波発生リーフ。
［３９］ａ）上記［２５］〜［３４］のいずれか一項に記載の少なくとも１つのリーフモジュール、
ｂ）上記［３５］〜［３８］のいずれか一項に記載の少なくとも１つの人工波発生リーフ、または
ｃ）上記［２５］〜［３４］のいずれか一項に記載の少なくとも１つのリーフモジュールおよび上記［３５］〜［３８］のいずれか一項に記載の少なくとも１つの人工波発生リーフを備え、
上記［１］〜［２４］のいずれか一項に記載の少なくとも１つの波発生装置に近接して位置する、造波プール。
［４０］波が第１の人工波発生リーフ上で砕けた後に少なくとも第２の人工波発生リーフ上で砕けるように配置された少なくとも２つの人工波発生リーフを備える、上記［３９］に記載の造波プール。
［４１］水塊の表面に少なくとも１つの波を発生させる方法であって、
少なくとも１つの波発生物体を設けるステップと、
上記波発生物体が少なくとも一時、上記水塊に接触する状態で、上記波発生物体を上記
表面に対して垂直に振動させるステップとを含み、
上記少なくとも１つの波発生物体が少なくとも１つの波発生面を有し、
単一の波発生物体がある場合には、上記波が上記波発生物体から離れて延び、
複数の波発生物体がある場合には、上記波発生物体および上記波発生面が、発生した波の略すべてが上記波発生物体から離れて延びるように構成される、方法。
第１の広範な形態において、本発明は、水塊の表面に少なくとも１つの波を発生させるための波発生装置であって、少なくとも１つの波発生物体と、波発生物体が少なくとも一時、水塊に接触する状態で、波発生物体を表面に対して垂直に振動させる手段とを備え、少なくとも１つの波発生物体が少なくとも１つの波発生面を有し、単一の波発生物体がある場合には、波が波発生物体から離れて延び、複数の波発生物体がある場合には、波発生物体および波発生面が、発生した波の略すべてが波発生物体から離れて延びるように構成される、波発生装置を提供する。
【０００５】
別の広範な形態において、本発明は、水塊の表面に少なくとも１つの波を発生させる方法であって、少なくとも１つの波発生物体を設けるステップと、波発生物体が少なくとも一時、水塊に接触する状態で、波発生物体を表面に対して垂直に振動させるステップとを含み、少なくとも１つの波発生物体が少なくとも１つの波発生面を有し、単一の波発生物体がある場合には、波が波発生物体から離れて延び、複数の波発生物体がある場合には、波発生物体および波発生面が、発生した波の略すべてが波発生物体から離れて延びるように構成される、方法を提供する。
【０００６】
好ましい形態において、波発生面は、振動方向に対して傾斜した表面を含む。
【０００７】
振動は直線経路に沿っていても、軸の周りの回転によるものであってもよい。他の経路形状に沿った振動も、本発明の範囲内に含まれる。
【０００８】
波発生物体は、その振動により波が略すべての方向に延びるように構成されてもよい。波発生物体は、その振動により波が１つまたは複数の方向に延びるように構成されてもよい。
【０００９】
波発生面は、直線の一部の回転、円、楕円、放物線、またはその他の適切な形状の一部分であってもよい。
【００１０】
波発生面は、対称である必要はない。
【００１１】
１つの形態において、波発生面は凸状で、波発生面から離れて延びるときに膨張する波を発生させる。別の形態において、波発生面は凹状で、波発生面から離れて延びるときに収縮する波を発生させる。
【００１２】
単一の波発生物体または複数の波発生物体に複数の波発生面がある場合、波発生面を、膨張する波、収縮する波、またはこれらのいずれでもない波を発生させるように配置してもよい。
【００１３】
システムは、波を膨張などから拘束するガイドを備えてもよい。
【００１４】
波発生面を実質的に水中にある状態で振動させてもよく、または波発生面が部分的もしくは完全に水の外にあってもよい。
【００１５】
波発生物体は浮揚性であってもよい。
【００１６】
波発生物体を、水塊内に繰り返し落下させ、または駆動した後に引き出してもよい。
【００１７】
波発生物体を、１つまたは複数のガイド部材に取り付けても、１つまたは複数のガイド部材により拘束してもよい。一形態において、波発生物体は、ガイド部材が通過する通路を有してもよく、波発生物体をガイド部材に沿って振動させる。別の形態において、波発生物体の外側に位置し、１つまたは複数の外面に係合して波発生物体を案内する１つまたは複数のガイド部材があってもよい。
【００１８】
好ましくは、波発生物体を、駆動機構を使用して振動させる。浮力により反対方向への動きを生じさせる状態で、駆動機構は波発生物体を水に向けて、またはさらに水中へ駆動することができる。あるいは、重力を使用して反対方向への動きを生じさせる状態で、駆動機構は波発生物体を水から離して、または水の外へ動かすことができる。あるいは、駆動機構は波発生物体を両方向に駆動してもよい。
【００１９】
駆動機構は空気圧ラムまたは油圧ラムを備えてもよい。ラムは複動式であってよい。電磁石を使用して、波発生物体を一方向または両方向に駆動してもよい。他の駆動機構も本発明の範囲内に含まれる。
【００２０】
別の広範な形態において、本発明は、水面下に延びる水中砕波発生面を有する、少なくとも１つの波発生器により発生した波を砕くための人工波発生リーフであって、少なくとも１つの波発生器に近い砕波発生面の部分が、少なくとも１つの波発生器から遠い部分よりも水面から遠い、人工波発生リーフを提供する。
【００２１】
好ましくは、砕波発生面が、少なくとも１つの波発生器により発生した波の移動に対してある角度で延び、波が砕波発生面の長さに沿って徐々に砕けるようになっている。
【００２２】
砕波発生面は、１つまたは複数の直線経路または曲線経路をたどってもよい。
【００２３】
人工造波プールは、１つまたは複数の人工波発生源の周りに位置する複数の人工波発生リーフを有してもよい。人工波発生リーフを、波が１つの人工波発生リーフ上で砕けた後に別の人工波発生リーフ上で砕けるように配置してもよい。
【００２４】
別の広範な形態において、本発明は、少なくとも１つの砕波発生面を含む可動本体を備える、人工波発生リーフのためのリーフモジュールを提供する。本体は、少なくとも１つの砕波発生面の高さおよび／または角度を調節するように相対的に可動である。
【００２５】
一形態において、本体は第１の軸の周りで回転するように取り付けられ、少なくとも１つの砕波発生面は、第１の軸の周りの本体の回転によって調節可能である。
【００２６】
第１の軸自体は、第１の軸に垂直な軸などの別の軸の周りを回転可能であるように可動であってよい。第１の軸の高さは調節可能であってよい。
【００２７】
好ましくは、使用時に、本体がプールのベースより上に位置決めされ、水が本体とプールベースとの間に流れることができるようになっている。
【００２８】
一形態において、リーフモジュールは、少なくとも１つの支持脚部と、少なくとも１つの支持脚部に回転するように取り付けられた本体とを備える。場合により、少なくとも１つの支持脚部は伸縮式である。
【００２９】
本発明のこれらおよびその他の特徴が、以下の図面についての以下の非限定的な説明から、さらに明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施による波発生配置の側面図である。
【図２】本発明の第２の実施による波発生配置の側面図である。
【図３】本発明の第１の実施または第２の実施で使用されるプランジャの、第１の位置における側面図である。
【図４】平衡位置における図３のプランジャの側面図である。
【図５】下方へ動く、押下げ位置における図３のプランジャの側面図である。
【図６】上方へ動く、上昇位置における図３のプランジャの側面図である。
【図７】再び下方へ動く、押下げ位置における図３のプランジャの側面図である。
【図８】再び上方へ動く、上昇位置における図３のプランジャの側面図である。
【図９】水平面で見た、図３のプランジャの代替例のいくつかの可能な横断面図である。
【図１０】垂直面で見た、図３のプランジャの代替例のいくつかの可能な横断面図である。
【図１１】垂直面で見た、図３のプランジャの代替例のいくつかの可能な横断面図である。
【図１２】本発明の実施による波発生システムの斜視図である。
【図１３】本発明の実施による、波発生システムおよびリーフアレイを有するプールの一部の平面図である。
【図１４】垂直面で見た図１３のプランジャの横断面図である。
【図１５】垂直面で見た図１３のプランジャの代替例の横断面図である。
【図１６】図１３の平面図の概略図である。
【図１７】波ガイドを有する、図１３の平面図の概略図である。
【図１８】波発生システムの一部の側面図である。
【図１９】本発明の実施によるリーフアレイの概略平面図である。
【図２０】図１９のリーフの１つの詳細図である。
【図２１】本発明の実施による、囲まれたプール内のリーフアレイの概略平面図である。
【図２２】図２１のリーフアレイの側部横断面図である。
【図２３】本発明によるリーフアレイで使用するための第１のリーフモジュールの側面図である。
【図２４】本発明によるリーフアレイで使用するための第２のリーフモジュールの側面図である。
【図２５】本発明によるリーフアレイで使用するための第３のリーフモジュールの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１、図２を参照すると、２つの波発生機構１０、２０が概略的に示される。
【００３２】
図１において、機構１０は、垂直運動のためにロッドまたは軸１４に取り付けられたプランジャ１２を備えて、水面１８を有する水塊１６内でプランジャ１２を垂直に振動させることができるようになっている。
【００３３】
図２において、機構２０は、外側ガイド部材２４に取り付けられた、または外側ガイド部材２４により案内されたプランジャ２２を備えて、水面２８を有する水塊２６内でプランジャ２２を垂直に振動させることができるようになっている。
【００３４】
プランジャ１２、２２は、略同一の形状を有し、尖った下端部１５、２５をそれぞれ持つ円錐状部分１３、２３をそれぞれ有する。
【００３５】
機構の動作は略同一であり、機構２０および図３〜図８を参照しながら、この動作について説明する。明確にするために、ガイドおよび駆動機構はこれらの図には示さない。使用時に、プランジャは、図３に示すように、最初に水面２８より上に引き上げられていてもよく、図４に示すように、最初に部分的に水２６の中にあるニュートラル位置または静止位置にあってもよい。
【００３６】
プランジャ２２は、好ましくは水中で浮揚性であるため、沈まずに浮遊する。
【００３７】
図５に矢印３０で示すように、プランジャ２２の下方への運動が生じる。この運動を、図３に示すように、プランジャを水面上から落下させることにより、またはプランジャ２２に力を加える駆動機構を有することにより、または両方の組合せにより生じさせることができる。
【００３８】
プランジャが水塊に入ると、またはプランジャがその平衡状態から押し下げられると、水が横方向に変位する。プランジャは最大深さに到達した後、その浮力により、かつ／またはプランジャを引き上げる駆動機構により、またはこれらの両方により、上方への運動を開始する。駆動機構に応じて、下方への移動を、駆動機構により、またはプランジャの初期運動量により限定してもよい。
【００３９】
図６に示すように、上方への運動は平衡点を過ぎても続き、プランジャは、図７に示すように、駆動機構により繰り返し押し下げられ、図８に示すように繰り返し跳ね返る。
【００４０】
この繰り返しの上下運動により、水塊２６内に波３６が発生する。放射状に広がるうねりの水の量は、水をプランジャの下から「ポンピング」することによって置き換えられる。この運動により、海のうねりのように、円形の粒子の動きをうねりの中に生じさせるのを助ける。
【００４１】
水を変位させるプランジャ２２の表面は略凸状であるため、すべての波がプランジャ２２から離れて放射状に広がる。これは、すべての波が放射状に離れて広がるわけではなく干渉および／またはエネルギーの浪費を生じさせる先行技術の機構とは対照的である。これに対して、波がプランジャから離れて放射状に広がることにより、エネルギーの損失が最小限になる。
【００４２】
図９は、プランジャ１２、２２に適用可能な横断面外形４０、４２、４４、４６を示す。これらはプランジャの横断面であり、平面図ではない。実際の横断面は、プランジャの長さに沿って変化する。
【００４３】
平面横断面外形は、４０のように円形である必要はなく、長円形（４２）、正方形（４４）、矩形（４６）、またはその他の適切な形状であってよい。非円形横断面外形により、異なる波パターンが生じる。例えば、長円形外形４２は、矢印５０で示す方向の波に比べて、矢印４８で示す方向に異なる強度の波を発生させる傾向がある。
【００４４】
プランジャ１２、２２の側部横断面は三角形状を有し、これも変化し得る。図１０は、側部横断面外形６０、６２、６４、６６を示す。これらの側部横断面外形を、平面図外形と任意の組合せで組み合わせてもよい。
【００４５】
側部横断面外形は、プランジャの振動により発生する波の「形状」を決める。これは、異なるプランジャの同一深さにおける体積が異なるため、変位する水の量が変化するからである。
【００４６】
図１１は、調節可能な側部横断面外形を示す。プランジャ２２は可動部分を備えてよく、外形を変化させることができるようになっている。したがって、例えば、プランジャは、水中に押し下げられるときに、輪郭７０で示すように大きい外形を有し、引き上げられるときに小さい外形７２を有してよい。
【００４７】
図１２は、図１に示すプランジャ１２と共に使用して、プランジャを水塊１０２内で振動させる駆動ガイド機構１００を示す。
【００４８】
駆動機構１００は、支持フレーム１０４と、プランジャ１２およびピストン１０８が取り付けられる中心ガイド柱１０６とを含む。ピストン１０８は、シリンダ１１０内に取り付けられる。シリンダ１１０は、圧縮流体、本実施形態では空気を、ポンプまたはコンプレッサ１１４から１つまたは複数の入口１１２を介して受ける。圧縮空気貯蔵部として作用する中間チャンバ１１６を設けてもよい。空気はコンプレッサ１１４により貯蔵チャンバ１１６内へポンピングされ、弁１１２を用いてシリンダ内に放出される。これにより、コンプレッサ１１４は連続して動作することができる。
【００４９】
加圧空気をシリンダ１１０内へ導入することにより、プランジャ１２を水中へ、または水中の下方へ駆動して、波を発生させる。
【００５０】
プランジャ１２は、下方への運動量を発生させるために重力のみに依拠していないため、比較的浮揚性の中空構造であり得る。このようにして、平衡点より下に押し下げることにより、プランジャ１２にかかる上方への力を生じさせる。
【００５１】
シリンダ１１０は、弁１２０により制御される出口１１８を備え、この弁１２０は、プランジャが上昇するときにシリンダ内の空気を逃がすことができる。希望に応じて、出口１１８に吸引を加えるポンプを設けて、プランジャ１２の上方への運動を助けるようにしてもよい。
【００５２】
したがって、プランジャ１２を上下に振動させて、波を発生させる。波の振幅を、駆動圧力によって決めることができる。システムは駆動所要電力を最小限にする固有周波数を有する傾向があるが、駆動周波数を変化させることにより波の周波数を変化させてもよい。
【００５３】
図１２の実施形態は空気を駆動流体として使用するが、液体を使用してプランジャ１２を上下に駆動してもよい。
【００５４】
図１２に示すシリンダ／ピストン配置は単一のシリンダであるが、複動式シリンダを使用してもよく、複動式シリンダでは、空気などの気体であろうと油圧油もしくは普通の水などの液体であろうと、加圧流体により両方向への動きが駆動されることが理解されよう。
【００５５】
ガイドロッド１０６は必須ではなく、中心ロッドの代わりに外側ガイドによりプランジャを案内してもよい。本実施形態のプランジャ１２は単一の円錐形状に限定されず、他の図に示すものを含むその他の外形であってもよいことが理解されよう。
【００５６】
プランジャ１２を複数の部品から形成してもよく、ピストン１０８は別個の部品であってよく、必ずしもプランジャと一体ではないことが理解されよう。
【００５７】
図１２の実施形態は、加圧流体を使用して、プランジャ１２を下方および場合により上方へ駆動する。他の駆動機構を使用してもよいことが理解されよう。プランジャ１２を、電気機械ソレノイドにより駆動してもよい。ソレノイドは一方向のみに進むため、プランジャ１２を下方へ駆動するために第１の組のソレノイドが必要であり、プランジャ１２を上方へ駆動するために別の組が必要である。
【００５８】
説明したプランジャは、全体的に小型で、一方向の寸法が横方向の寸法と同様の大きさであり、すなわち、長さと幅とが同様である。これにより、全体的に半径方向に外方へ放射状に広がる、すべての方向に同様の大きさを有する波が生じる。
【００５９】
本発明は、そのようなプランジャおよび波形に限定されない。図１３および図１４は、比較的幅広であるが比較的薄いプランジャ１５０を示す。加えて、プランジャ１５０は湾曲して凹面（平面図において）を提供する。図１４に見られるように、凹面１５２は（垂直）移動方向に傾斜して、水に押し込まれると波を発生させる。凸状の後面１５４は（垂直）移動方向に平行であるため、プランジャが水に入るときに、後面１５４により発生する波はほとんどまたは全くない。
【００６０】
凹面１５２により、先端１５８に向かって集まる波が発生する。１つまたは２つの砕波１５８を人工リーフ（図示せず）により発生させることができ、好ましくは、リーフは、反対方向へ動く２つの対向する砕波１５７、１５９を波が有するように形成される。
【００６１】
プランジャの非対称性を前の図に示すプランジャに適用して、波を特定の方向のみに発生させるようにしてもよいことが理解されよう。
【００６２】
希望に応じて、図１５に示すように、プランジャの凸面１５４を、波を発生させるように構成してもよい。図１５に示すように、垂線に対する面１５２、１５４の角度は同一である必要はなく、異なっていてもよいことに留意されたい。
【００６３】
プランジャ１５０の端部を、凹面および／または凸面からだけではなく端部から波を発生させるように形成してもよい。
【００６４】
図１６は、造波プール内に位置するすべての方向に波１６２を発生させるプランジャ１６０を示し、この造波プールは、様々な形状および大きさの砕波を発生させる様々な人工リーフ１６４を有する。
【００６５】
希望に応じて、造波プールは、波を制御するための追加の壁またはガイドを備えてもよい。図１７は、図１６と同様であるがガイド壁のある造波プールを示す。図１７は、２つの代替変形例を示す。１つの代替変形例において、ガイド壁１７２はプランジャ１６０の端部に隣接したところから延びて、互いに向かって集まる。これにより、波をさらに集中させ、かつ／または横方向への散逸を防ぐ。第２の代替変形例において、壁１７４は互いに平行であり、波を集中させない一方で、横方向への散逸を防ぐ。
【００６６】
図１８は、軸１８４の周りを回転するようにアーム１８２により取り付けられたプランジャ１８０を示す。プランジャ１８０は、水中へ駆動されたときに波１８８を発生させる面１８６を有する。面１９０によって発生する波が実質的にないように面１９０を形成してもよく、または波を発生させるように面１９０を形成してもよい。プランジャ１８０は、図１〜図１１に示すもの、または図１３〜図１５の細長プランジャと同一または同様であってよい。
【００６７】
一連のプランジャ１８０を、１つまたは複数の列に配置して、単一のプランジャと比べて、より幅広の波または列状の波を発生させるようにしてもよい。一連のプランジャを群として使用する場合、これらのプランジャを同時に水に入るように制御してもよい。１つの代替配置において、プランジャの列を順次水に入るようにしてもよい。
【００６８】
プランジャの列を設ける場合、列は真っ直ぐであっても湾曲していてもよい。湾曲した列は、円弧、放物線の一部、または任意の適切な形状であってよい。湾曲した列を設ける場合、プランジャは、中心リーフまたは同様のものに集まる波を発生させてもよい。
【００６９】
サーフィン波を生じさせるために、同心の波を特定の方法で形成する必要がある。
【００７０】
閉鎖領域内でうねりを外方へ放射状に広げる中心波発生方法を要約すると、水際線を使用して波を形成することができる。しかしながら、設備の使用を最大化し、サーファを遊泳者から離すために、形成された床の一部であり得る、または別個に構成され設置されたモジュールユニットとしての、一連の「沖合」リーフを作製するとよい。
【００７１】
波を２つの砕波に分離することが望ましく、砕波がある方向に剥がれるように、リーフはうねりに対してある角度で波に作用しなければならない。同心のうねりが放射状に広がり、円周が増大するため、均一な砕波を生じさせるために、リーフの形状、角度、および深さを砕波の長さに沿って変化させなければならない。
【００７２】
図１９は、同心線２０４で示すうねりの長さに沿って均一な砕波をもたらすように配置された、モジュールリーフ２０２のアレイ２００を示す。アレイ２００は、最初にうねり２０４を砕くための１組の主（一次）リーフ２０６を有してもよい。アレイ２００は、主リーフ２０４から後退した、より深い水によって分離された二次リーフ２０８を有してもよく、主リーフ上での砕波後にうねりが再び形成され、二次リーフ２０８上で砕ける準備ができるようになっている。
【００７３】
図２０は、図１９の一次リーフ２０６の１つの詳細図である。リーフ２０６は、一連の個々のモジュールリーフユニット２１０から形成される。リーフユニット２１０は、全体が矩形のユニット２１２、傾斜ユニット２１４、および傾斜頂点ユニット２１６を含む。矩形ユニット２１２を傾斜ユニット２１４と比較的一直線に配置して、方向の変化を可能にしてもよい。うねりに初期の砕波を生じさせるために、頂点ユニット２１６を設ける。
【００７４】
直線のうねりは、リーフがリーフ長さに沿って概ね同一の深さであるようにして、乗ることのできる砕波をもたらす必要がある。しかしながら、同心のうねりは外方へ放射状に広がって強度が弱まるため、リーフは、均一な形状を提供するために砕波に沿って深さを小さくする必要がある。したがって、波発生源から遠いリーフユニットは、波発生源に近いリーフユニットよりも水面に近い上面を提供する必要がある。
【００７５】
水際線ではなく人工リーフを使用することによっても、遊泳者をサーファから離すことができる。図２１および図２２は、波発生源２２２およびリーフアレイ２２４を有するプール２２０を示す。リーフアレイは、図１９および図２０のものと同様であってよい。リーフアレイ２２４は、水際線２２６から離れて位置する。波発生源２２２により発生する波は、リーフの前面／前縁部２２８で砕け、サーファは、斜線領域２３０でこのような砕波に乗ることになる。
【００７６】
最も外側のリーフと水際線２２６との間に位置する領域２３２を、遊泳者などが使用してもよい。
【００７７】
モジュールリーフユニットは、プールベースに固定されても、浮遊していてもよい。
【００７８】
図２３は、水面２４２の下およびプールベース２４４の上に位置する浮遊リーフユニット２４０を示す。これにより、リーフユニット２４０とプールベース２４４との間に通路２４６が存在し、矢印２４８で示すように、水際線で砕けた水がこの通路を通ってプールの中心へ戻ることができる。リーフユニットは浮揚性で、適切なアンカーライン２５０により定位置に維持される。好ましくは、これらのアンカーラインは、ユーザがサーフィンをする場所にないように、リーフユニットの下でベース２４４まで延びる。
【００７９】
図２４は、プールベース２４４に固定されたリーフユニット２６０を示す。ユニット２６０は、部材２６４を支持する脚部２６２を有する。部材２６４は、砕波２６７を発生させるために使用する表面２６６を有する。好ましくは、部材は、前軸２６８の周りを旋回して、表面２６４が水面２４２に対して傾斜し得るようになっている。好ましくは、脚部は伸縮式であるため、水面２４２下の表面２６６の位置を調節することができる。調節可能な脚部を設けることにより、軸２６０を水面に対して傾斜させて、波発生源から距離をおいて水面に向かって上昇するリーフユニットを提供することができる。図２３の実施形態と同様に、通路２４６がユニット２６０の下に存在して、水がプールの中心に向かって戻ることができるようになっている。
【００８０】
図２５は、ユニット２６０の変形例であるリーフユニット２７０を示す。これは、浅水域への適用に向けたものであり、より短い脚部２７２を有するが、その他はユニット２６０と機能的に同一である。
【００８１】
文脈から特に明確な必要がない限り、明細書および特許請求の範囲全体を通して、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの用語は、排他的または網羅的な意味ではなく包括的な意味で、すなわち、「を含むが限定されない」という意味で解釈すべきである。
【００８２】
本明細書で説明または記載した本発明の特徴を、相互に排他的でない特徴の組合せで組み合わせてもよい。
【００８３】
本発明の精神または範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の実施形態に多くの自明な修正および変更を行ってもよいことが当業者に明らかになろう。
【符号の説明】
【００８４】
１０、２０  波発生機構
１２、２２、１５０、１６０、１８０  プランジャ
１３、２３  円錐状部分
１４  ロッドまたは軸
１５、２５  下端部
１６、２６、１０２  水塊
１８、２８  水面
２４  外側ガイド部材
３６、１６２、１８８  波
４０、４２、４４、４６  横断面外形
６０、６２、６４、６６  側部横断面外形
７０  輪郭
７２  外形
１００  駆動ガイド機構
１０４  支持フレーム
１０６  中心ガイド柱、ガイドロッド
１０８  ピストン
１１０  シリンダ
１１２  入口、弁
１１４  コンプレッサ
１１６  中間チャンバ、貯蔵チャンバ
１１８  出口
１２０  弁
１５２  凹面
１５４  後面、凸面
１５７、２６７  砕波
１５８  先端
１６４  人工リーフ
１７２  ガイド壁
１７４  壁
１８２  アーム
１８４  軸
１８６、１９０  面
２００  アレイ
２０２  モジュールリーフ
２０４  うねり
２０６  主リーフ、一次リーフ
２０８  二次リーフ
２１０  モジュールリーフユニット
２１２  矩形ユニット
２１４  傾斜ユニット
２１６  傾斜頂点ユニット
２２０  プール
２２２  波発生源
２２４  リーフアレイ
２２６  水際線
２２８  前面／前縁部
２３０  斜線領域
２３２  領域
２４０  浮遊リーフユニット
２４２  水面
２４４  プールベース
２４６  通路
２５０  アンカーライン
２６０、２７０  リーフユニット
２６２、２７２  脚部
２６４  部材
２６６  表面
２６８  前軸
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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