(57)【要約】【課題】ポンプ機場等の実際にポンプが設置される吸水槽において、発生する水中渦を検知するための装置および方法を提供する。【解決手段】ポンプが配置されるように構成される吸水槽が提供される。かかる吸水槽において、前記吸水槽内に撮影システムが配置され、前記撮影システムは、カメラと、前記カメラを移動させるための移動機構と、を有する。かかる形態よれば、吸水槽内に発生した水中渦を吸水槽内の内側から撮影することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプが配置される吸水槽内に発生する渦を検知するための渦検知装置であって、前記渦検知装置は、
撮影システムを有し、前記撮影システムは、
カメラと、
前記カメラを移動させるための移動機構と、を有する、
渦検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の渦検知装置であって、
前記撮影システムは、前記吸水槽の底面に配置される、
渦検知装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の渦検知装置であって、
前記移動機構は、前記カメラを水平方向および／または鉛直方向に移動可能に構成される、
渦検知装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の渦検知装置であって、
前記移動機構は、前記吸水槽の底面に固定されるレールを有し、前記カメラは前記レール上を移動可能に構成される、
渦検知装置。
【請求項５】
請求項４に記載の渦検知装置であって、
前記吸水槽に配置されるポンプの吸水口を鉛直上方向から底面に対して投影したときに、前記ポンプの吸水口の投影面の少なくとも一部を囲うように前記レールが配置される、
渦検知装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の渦検知装置であって、
前記撮影システムは、前記カメラを鉛直方向に昇降可能な支持部材を有する、
渦検知装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の渦検知装置であって、
前記撮影システムは、さらに前記カメラでの撮影領域を照明するための照明装置を有する、
渦検知装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の渦検知装置であって、
前記撮影システムは複数のカメラを有する、
渦検知装置。
【請求項９】
ポンプが配置されるように構成される吸水槽であって、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の渦検知装置を有する、吸水槽。
【請求項１０】
ポンプが配置されるように構成される吸水槽に発生する渦を検出する方法であって、前記方法は、
前記吸水槽内を前記吸水槽内に配置されるカメラで撮影するステップと、
前記カメラでの撮影領域を変更するステップと、
を有する、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、前記方法は、
前記カメラを前記吸水槽内で移動させるステップ、
を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸水槽内に配置される渦検知装置および吸水槽内の渦検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプ場などにおいて、ポンプの稼働時に吸水槽で発生する空気吸い込み渦や水中渦は、ポンプの性能を低下させ、騒音または振動をもたらす。そのため、ポンプ機場の計画段階において水理模型実験を実施し、渦の発生の有無やその対策を検討することが行われる（たとえば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２３７３９７号公報
【特許文献２】特許第２９４６３８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ポンプの水理模型実験では、たとえば、透明の吸水槽にポンプを設置し、ポンプを運転させながら吸水槽の外側からカメラで監視し、水面および水中で発生する渦を映像で確認することが行われることがある。しかし、実際のポンプ機場では、吸水槽の外側からカメラで渦を検知することは困難なことがある。
【０００５】
一方、実際のポンプ機場で吸水槽に生じる渦を観測するために、吸水槽の天井に固定カメラを設置して、吸水槽の水面を撮影する技術がある（たとえば特許文献２）。しかし、吸水槽の天井から水面を撮影する場合、水面で発生する渦を撮影することはできるが、水中で発生する水中渦を検知することはできない。
【０００６】
そこで、本願発明は、ポンプ機場等の実際にポンプが設置される吸水槽において、発生する水中渦を検知するための渦検知装置および渦検知方法を提供することを１つの目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の形態によれば、ポンプが配置される吸水槽内に発生する渦を検知するための渦検知装置が提供される。かかる渦検知装置は、撮影システムを有し、前記撮影システムは、カメラと、前記カメラを移動させるための移動機構と、を有する。かかる形態によれば、吸水槽内に発生した水中渦を吸水槽内の内側から撮影することができる。
【０００８】
本発明の第２の形態によれば、第１の形態における渦検知装置において、前記撮影システムは、前記吸水槽の底面に配置される。かかる形態によれば、吸水槽の底面から延びる水中渦を撮影することができる。
【０００９】
本発明の第３の形態によれば、第１または第２の形態における渦検知装置において、前記移動機構は、前記カメラを水平方向および／または鉛直方向に移動可能に構成される。かかる形態によれば、カメラでの撮影領域を変更することができ、吸水槽内で発生した任意の位置の水中渦を撮影することができる。
【００１０】
本発明の第４の形態によれば、第１から第３の形態のいずれか１つの形態における渦検知装置において、前記移動機構は、前記吸水槽の底面に固定されるレールを有し、前記カ
メラは前記レール上を移動可能に構成される。かかる形態によれば、予め決定された軌道に沿ってカメラを移動させることができる、撮影領域を予め決定することができる。撮影領域を予め決定しておくことで、水中渦が発生していない状態における撮影画像を予め記録しておき、同一の領域における撮影画像を比較することで、水中渦の発生を確認することができる。
【００１１】
本発明の第５の形態によれば、第４の形態における渦検知装置において、前記吸水槽に配置されるポンプの吸水口を鉛直上方向から底面に対して投影したときに、前記ポンプの吸水口の投影面の少なくとも一部を囲うように前記レールが配置される。かかる形態によれば、ポンプの吸水口まで延びる水中渦をカメラで撮影することができる。
【００１２】
本発明の第６の形態によれば、第１から第５の形態のいずれか１つの形態における渦検知装置において、前記撮影システムは、前記カメラを鉛直方向に昇降可能な支持部材を有する。かかる形態によれば、カメラでの撮影領域を変更することができる。
【００１３】
本発明の第７の形態によれば、第１から第６の形態のいずれか１つの形態における渦検知装置において、前記撮影システムは、さらに前記カメラでの撮影領域を照明するための照明装置を有する。かかる形態によれば、吸水槽がポンプ機場の床下のような暗い場所であっても、吸水槽内を撮影することができる。
【００１４】
本発明の第８の形態によれば、第１から第７の形態のいずれか１つの形態における渦検知装置において、前記撮影システムは複数のカメラを有する。かかる形態によれば、水中渦を複数の向きから撮影することができ、水中渦の存在を確認する精度が向上させることができる。また、１つのカメラの場合よりも広い範囲を撮影することが可能になる。
【００１５】
本発明の第９の形態によれば、ポンプが配置されるように構成される吸水槽が提供される。かかる吸水槽は、第１から第８の形態のいずれか１つの形態における渦検知装置を有する。
【００１６】
本発明の第１０の形態によれば、ポンプが配置されるように構成される吸水槽に発生する渦を検出する方法が提供される。かかる方法は、前記吸水槽内を前記吸水槽内に配置されるカメラで撮影するステップと、前記カメラでの撮影領域を変更するステップと、を有する。かかる形態によれば、吸水槽内に発生した水中渦を吸水槽内の内側から撮影することができる。
【００１７】
本発明の第１１の形態によれば、第１０の形態による方法において、前記カメラを前記吸水槽内で移動させるステップ、を有する。かかる形態によれば、吸水槽内で発生した任意の位置の水中渦を撮影することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態による渦検知装置が配置された吸水槽の概略断面側面図である。
【図２】一実施形態による渦検知装置が配置された吸水槽を上から見た概略上面図である。
【図３】一実施形態による渦検知装置が配置された吸水槽を上から見た概略上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る吸水槽内の渦検知装置および吸水槽内の渦検知方法の実施形態を添付図面とともに説明する。添付図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複す
る説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。
【００２０】
図１は、一実施形態による吸水槽１０の概略断面側面図である。吸水槽１０内には、ポンプ５０が設置される。設置されるポンプ５０は、たとえば立軸ポンプや横軸ポンプのような任意のポンプとすることができる。ポンプ５０は、吸水口５２から吸水槽１０内の液体２０を汲み上げることができる。
【００２１】
図１の実施形態において、吸水槽１０内には、渦検知装置としての撮影システム１００が配置される。撮影システム１００は、吸水槽１０内を撮影し、ポンプ１０の運転中に発生し得る水中渦３０を撮影するためのものである。
【００２２】
一実施形態において、撮影システム１００は、吸水槽１０の底面１２に固定されるレール１０２を有する。レール１０２は、吸水槽１０の底面において任意の方向に敷くことができる。撮影システム１００において、レール１０２の上には、台車１０４がレール１０２上を走行可能に配置される。台車１０４は、モーターなど駆動機構によりレール１０２上を自走可能に構成することができる。台車１０４は、ポンプ５０の稼働により形成される水流によりレール１０２から外れないように固定される。撮影システム１００において、台車１０４には、上下方向に昇降可能な支持部材１０６を介してカメラ１０８が固定される。また、支持部材１０６およびカメラ１０８は、ポンプ５０の稼働により形成される水流により位置や向きがずれない程度に強固に台車１０４および支持部材１０６に固定される。また、支持部材１０６は、カメラの上下方向の角度を変更可能に構成してもよい。カメラ１０８は、たとえばＣＣＤカメラのようなディジタル式のカメラであり、撮影した画像をコンピュータ処理することができるようにする。また、撮影システム１００は、吸水槽１０内を照らす照明装置を備えることができる。照明装置は、台車１０４に搭載してもよく、あるいは、吸水槽１０内の任意の位置に配置してもよい。
【００２３】
撮影システム１００は、制御装置１２０を有している。制御装置１２０は、台車１０４の走行の制御、支持部材１０６の高さや向きの制御、照明装置の制御、カメラ１０８での撮影の実行、カメラ１０８での撮影条件（カメラの位置、向き、照明の条件など）の記録、撮影された画像の処理などを行うように構成される。また、制御装置１２０は、さらにポンプ５０の動作を制御するようにしてもよい。
【００２４】
図２および図３は、一実施形態による吸水槽１０を上から見た概略上面図であり、レール１０２の配置の例を示している。図２および図３においては、図示の明瞭化のためにポンプ５０は省略してあるが、破線でポンプ５０の吸水口５２の位置が示されている。
【００２５】
図２に示される実施形態において、撮影システム１００のレール１０２は、ポンプ５０の吸水口５２の両側に設けられ、それぞれに台車１０４およびカメラ１０８が配置される。そのため、図２の実施形態においては、ポンプ５０の吸水口５２の両側から水中渦を検知することができる。２台のカメラ１０８は、それぞれ独立に制御してもよく、同期して動作するようにしてもよい。
【００２６】
図３に示される実施形態において、撮影システム１００のレール１０２は、ポンプ５０の吸水口５２の周りを囲むように配置されている。図３の実施形態においては、カメラ１０８は２台配置されているが、カメラ１０２の台数は任意である。他の実施形態として、レール１０２は、ポンプ５０の吸水口５２の周りの一部を囲うように配置してもよい。図３の実施形態において、複数台のカメラ１０８は、それぞれ独立に制御してもよく、同期して動作するようにしてもよい。
【００２７】
このように、本実施形態による撮影システム１００によれば、実際にポンプを使用する吸水槽の内部で水中渦の発生を検知することができる。また、本実施形態によれば、カメラの位置や向きを変更することができるので、撮影領域を変更することができる。そのため、吸水槽内の任意の位置で水中渦の発生を検知することができる。また、カメラの位置および向きを記録しながら撮影することで、発生した水中渦の位置を検知することもできる。なお、カメラで撮影した画像から、水中渦を検出する方法は、画像認識技術などの任意の公知の手法を用いることができる。たとえば、水中渦が発生していない状態において、カメラで予め画像を撮影しておき、同一の撮影領域における画像を水中渦が発生していない状態の画像と比較することで、渦の発生を確認してもよい。また、吸水槽１０内に、染料や蛍光塗料などを流して、渦をカメラで検出しやすくしてもよい。上述の実施形態においては、レール１０２により、予め決定された軌道に沿ってカメラ１０８を移動させることができるので、撮影領域は予め決定された範囲となるので、撮影された画像とレール１０２上の位置とから、同一の撮影領域の画像を比較することが容易となる。
【００２８】
また、一実施形態として、撮影システム１００は、レール１０２などの案内手段を備えずに、吸水槽内の底面を任意の方向に自走可能な構成としてもよい。たとえば、上述の台車１０４に車輪、モーター等を設けて任意の方向に自走可能に構成することができる。本実施形態において、撮影システム１００が自走式であること以外は、上述の他の実施形態と同一にすることができる。
【００２９】
一実施形態として、吸水槽１０は水中渦を消滅させるための構成を備えてもよい。たとえば、撮影システム１００により水中渦を検知した場合に、水中渦が発生している領域に対して、特許第２９４６３８０号に記載されているように圧力水を噴射させるための構造を設けてもよい。あるいは、吸水槽１０内に、水流を妨げる可動式の邪魔板を配置しておき、邪魔板の位置を動かして水中渦を消滅させるようにしてもよい。これらの、水中渦を消滅させる装置等は上述の制御装置１２０により動作させるように構成することができる。本発明の実施形態においては、撮影システム１００で吸水槽１０内を撮影できるので、水中渦を消滅させるための手段を有効に使用することができ、また、水中渦を消滅させたことを確認することができる。
【００３０】
以上のように、本発明に係る渦検知装置を備える吸水槽および吸水槽内の渦検知方法の実施形態を説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３１】
１０…吸水槽
１２…底面
５０…ポンプ
５２…吸水口
１００…撮影システム
１０２…レール
１０４…台車
１０６…支持部材
１０８…カメラ
１２０…制御装置
【図１】
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【図２】
2017021202.tif 000004
【図３】
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