(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともスロッシング発生時に貯留槽内の貯蔵液の液面と接し又は前記貯蔵液に没する水平板と該水平板の前記貯留槽の側壁側の端部から立ち上がると共に前記側壁と対向する垂直板とを有する水路角部形成部を前記貯留槽内に設けると共に、枠材として上下方向に並べて配置された複数の矩形障害物を有して前記水平板と前記貯留槽の底部との間における前記貯蔵液の流れ方向に対して垂直にスクリーン面が対向する二枚のスクリーンを前記水平板と前記貯留槽の底部との間に設け、前記二枚のスクリーンのうちの一方のスクリーンの前記矩形障害物同士の間隔を他方のスクリーンの前記矩形障害物同士の間隔の２倍とし且つ前記一方のスクリーンの前記矩形障害物の上面の高さと前記他方のスクリーンの前記矩形障害物の下面の高さとを一致させ、前記水平板の前記側壁側端部下方の水路角部において前記水平板と前記貯留槽の底部との間の全体に亘る渦を発生させて該渦によって前記水路角部における前記貯蔵液の流れを抑制して前記貯留槽内の前記貯蔵液のスロッシングを抑制することを特徴とするスロッシング抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スロッシング抑制方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、例えば取水槽や貯蔵タンクなどにおける地震動によるスロッシングの抑制に用いて好適なスロッシング抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震等による外部からの振動、特に周期の長い共振周波数の揺れが長時間に亘って続く長周期地震動によって取水槽や貯蔵タンク内の貯蔵液が大きく波立つスロッシングと呼ばれる（液面揺動とも呼ばれる）現象が生じる。
【０００３】
例えば、稼働設備を冷却する水を溜めておくための取水槽においてスロッシングが発生すると、液面が設計上の下限水位である取水限界水位を下回って冷却水を汲み上げるためのポンプの取水口が露出してポンプが空気を吸い込んでしまう。吸い込んだ空気の量が多くなると、ポンプによる圧送の性能が低下して冷却効率が低下したりポンプによる圧送ができなくなって冷却水を供給できなくなったりする場合があり得るという問題がある。
【０００４】
従来のスロッシング抑制装置としては、例えば、図１６に示すように、タンク１０３内に向けて開かれた開口部１０４を有する内室１０２と、開口部１０４に設けられて内室１０２に向かう貯蔵液１０７の流れのみを許容する逆止弁１０５と、内室１０２の下部に設けられて内室１０２内に取り込まれた貯蔵液１０７をタンク１０３内に向けて排出する流出孔１０６とを有し、スロッシングの発生時にタンク１０３内の貯蔵液１０７が波状に流動した場合に貯蔵液１０７を開口部１０４より内室１０２内に流入させて内室１０２内の水位を上昇させると共に、開口部１０４に設けられた逆止弁１０５を閉じることによって、内室１０２に流入させた貯蔵液１０７が開口部１０４を経由して内室１０２外へ流出することを阻止して内室１０２内の貯蔵液１０７を水位が高い状態で内室１０２内に保持し同時に流出孔１０６から徐々にタンク１０３中に流出させるというサイクルを繰り返すことによってスロッシングを早期に沈静化しようとするものがある。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１３７７９０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のスロッシング抑制装置では、タンク１０３に与えられる地震等による外部からの振動が大きければ大きいほどスロッシングの抑制のために必要とされる設備である内室１０２の規模が大きくなる。すなわち、特許文献１のスロッシング抑制装置では、想定する外部からの振動が大きいほど、そして、安全性確保の重要性が高い設備ほどスロッシング抑制のために大規模な設備が必要とされ、効率的とは言えず、また、その分多大なコストが必要とされる。
【０００７】
そこで、本発明は、貯蔵液のスロッシングによる流動のエネルギーを該貯蔵液の流れを抑制するエネルギーに変換することにより、設計上想定する外部からの振動が大きい場合にも設備を極端に大規模にすることなくスロッシングを抑制することができると共に比較的簡易な整備でスロッシングを抑制することができる方法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】
【０００８】
本発明者らは、稼働設備の冷却水用の取水槽におけるスロッシングの抑制構造の検討並びに解析を行う中で、取水槽内に水路角部を形成すると共にこの水路角部に流路全体に亘る複数の渦を発生させることによってスロッシングを効果的に抑制できることを知見した。
【０００９】
請求項１記載のスロッシング抑制方法は、上記知見に基づくものであり、少なくともスロッシング発生時に貯留槽内の貯蔵液の液面と接し又は貯蔵液に没する水平板と該水平板の貯留槽の側壁側の端部から立ち上がると共に側壁と対向する垂直板とを有する水路角部形成部を貯留槽内に設けると共に、枠材として上下方向に並べて配置された複数の矩形障害物を有して水平板と貯留槽の底部との間における貯蔵液の流れ方向に対して垂直にスクリーン面が対向する二枚のスクリーンを水平板と貯留槽の底部との間に設け、二枚のスクリーンのうちの一方のスクリーンの矩形障害物同士の間隔を他方のスクリーンの矩形障害物同士の間隔の２倍とし且つ一方のスクリーンの矩形障害物の上面の高さと他方のスクリーンの矩形障害物の下面の高さとを一致させ、水平板の側壁側端部下方の水路角部において水平板と貯留槽の底部との間の全体に亘る渦を発生させて該渦によって水路角部における貯蔵液の流れを抑制して貯留槽内の貯蔵液のスロッシングを抑制するようにしている。
【００１０】
したがって、このスロッシング抑制方法によると、水平板と貯留槽の側壁と対向する垂直板とを有する水路角部形成部を設けることにより、貯留槽内の貯蔵液にスロッシングが発生した場合に水路角部形成部の垂直板と貯留槽の側壁との間の空間に貯蔵液が一旦進入した後にこの空間から水路角部形成部の水平板と貯留槽の底部との間の空間に向けて流れようとして垂直板と水平板とを回り込む際に水路角部において流路全体に亘る渦を発生させるようにしているので、貯留槽内の貯蔵液の流動のエネルギーによって発生した渦によって水路角部における貯蔵液の流れが抑制されて貯留槽内の貯蔵液のスロッシングが抑制される。なお、本発明において貯蔵液の流れを抑制するために利用される渦はタンブルとも呼ばれる種類の渦若しくはそれに近いものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のスロッシング抑制方法によれば、貯留槽内の貯蔵液のスロッシングによる流動を利用して水路角部において流路全体に亘る渦を発生させてこの渦によって貯蔵液の流れを抑制するようにしており、スロッシングによる液面の揺れが大きく貯蔵液の流動のエネルギーが大きい場合にはそれに見合った大きさと回転の速さとを有する渦が形成されると共にそれだけ強固に貯蔵液の流れを抑制することが可能である。したがって、水路角部形成部即ちスロッシングを抑制するための設備の規模を極端に大規模にすることなく、貯蔵液の流動のエネルギーを貯蔵液の流れを抑制するエネルギーに変換して消費することによって効果的にスロッシングを抑制することが可能になる。しかも、比較的簡易な設備でスロッシングを抑制することができるので、スロッシング抑制のためのコストを低減することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１から図３に、本発明のスロッシング抑制方法の実施形態の一例を示す。なお、本実施形態では、内部に貯留・貯蔵させた液体（即ち貯蔵液）のスロッシング抑制の対象構造物である貯留槽として、稼働設備を冷却する水４を溜めておくための取水槽１（図１）を例に挙げている。ただし、本発明のスロッシング抑制方法の適用対象になり得る構造物は本実施形態の取水槽１に限定されるものではない。
【００１４】
本発明のスロッシング抑制方法は、少なくともスロッシング発生時に取水槽１内の貯留水４の液面と接し又は貯留水４に没する水平板３ｂと該水平板３ｂの取水槽１の側壁２ａ側の端部から立ち上がると共に側壁２ａと対向する垂直板３ｃとを有する水路角部形成部３を取水槽１内に設け、水平板３ｂの側壁２ａ側端部下方の水路角部２ｗにおいて水平板３ｂと取水槽１の底部２ｂとの間の流路全体に亘る渦を発生させて該渦によって水路角部２ｗにおける貯留水４の流れを抑制して取水槽１内の貯留水４のスロッシングを抑制するようにしている。
【００１５】
本実施形態の取水槽１は、図１に示すように、側壁２ａ，２ａ’と底部２ｂとを有する横断面矩形の枡状の本体２、並びに、水平に配置された上板３ａ及び水平板３ｂと、これらの端部と連接し垂直に配置され側壁２ａと対向する垂直板３ｃとを有し設置状態において縦断面コ字形状の水路角部形成部３を有する。なお、垂直板３ｃと対向する側壁２ａの反対側の側壁２ａ’には給水口（図示省略）が設けられている。
【００１６】
取水槽１の本体２の側壁２ａ，２ａ’と底部２ｂとに囲まれる貯留部２ｃは沈砂池２ｘとスクリーン室２ｙとポンプ室２ｚとからなり、給水口が設けられた側壁２ａ’側から順に、沈砂池２ｘ、スクリーン室２ｙ、ポンプ室２ｚが配置される。
【００１７】
取水槽１の沈砂池２ｘに、側壁２ａ’に設けられた給水口から貯留水４として本実施形態では具体的には海水が供給される。沈砂池２ｘに供給された海水即ち貯留水４はスクリーン室２ｙを通過してポンプ室２ｚに流れ込む。そして、ポンプ室２ｚに備えられているポンプ（図示省略）によって汲み上げられる。
【００１８】
本実施形態では、ポンプ室２ｚからポンプによって貯留水４を汲み上げて冷却水として稼働設備に常に安定して供給し続けるために、取水槽１のポンプ室２ｚに備えられているポンプ下端の取水口が貯留水４中にあって露出しないようにすることが必要とされる。すなわち、ポンプ室２ｚの水位がスロッシングによって設計上の下限水位である取水限界水位を下回らないようにすることが必要とされる。
【００１９】
なお、以下において、沈砂池２ｘとポンプ室２ｚとの間の貯留水４の流れ方向であって底部２ｂと平行な方向を単に流れ方向と呼ぶ。
【００２０】
取水槽１のスクリーン室２ｙに水路角部形成部３が設けられる。水路角部形成部３は貯留部２ｃ内に水路角部２ｗを形成するためのものである。
【００２１】
水路角部形成部３の垂直板３ｃはポンプ室２ｚ側の側壁２ａと対向して設けられる。また、上板３ａと水平板３ｂと垂直板３ｃとは取水槽１の本体２に対して固定して設けられる。
【００２２】
本実施形態の貯水槽１は、図１及び図２に示すように、スクリーン室２ｙの水平板３ｂと底部２ｂとの間にスクリーン５を更に有する。スクリーン５は、沈砂池２ｘからポンプ室２ｚまで貯留水４が流れる際に貯留水４中に混入しているゴミや異物のポンプ室２ｚへの流入を防ぐものであり、沈砂池２ｘ側の前面スクリーン５ａとポンプ室２ｚ側の後面スクリーン５ｂとの二枚のスクリーンからなる。
【００２３】
前面スクリーン５ａも後面スクリーン５ｂも、沈砂池２ｘからポンプ室２ｚへの貯留水４の流れ方向に対して垂直若しくはほぼ垂直にスクリーン面を対向させて設けられる。
【００２４】
前面スクリーン５ａ及び後面スクリーン５ｂにはスクリーンの枠材として上下方向に複数の矩形障害物が配置されている。
【００２５】
具体的には、図３に示すように、前面スクリーン５ａには矩形障害物５ａ-fが配置され、後面スクリーン５ｂには矩形障害物５ｂ-fが配置されている。そして、矩形障害物５ａ-f，５ｂ-f以外の部分では貯留水４は自由に流動可能である一方で矩形障害物５ａ-f，５ｂ-fは貯留水４の流動に影響を与えるものとする。
【００２６】
本実施形態では、前面スクリーンの矩形障害物５ａ-f同士の間隔は後面スクリーンの矩形障害物５ｂ-f同士の間隔の２倍であり、後面スクリーン５ｂの二つの矩形障害物５ｂ-fに対して前面スクリーン５ａの一つの矩形障害物５ａ-fが対応する。そして、本実施形態では、前面スクリーン５ａの矩形障害物５ａ-fの上面の高さと後面スクリーン５ｂの矩形障害物５ｂ-fの下面の高さとが一致するように両スクリーン５ａ，５ｂの相互の位置関係が調整される。
【００２７】
以上のように構成された貯水槽１によれば、貯水槽１の貯留部２ｃ内の貯留水４にスロッシングが発生した場合に、貯水槽１の水路角部形成部３の垂直板３ｃと本体２の側壁２ａとの間の空間に貯留水４が一旦進入した後にこの空間から水路角部形成部３の水平板３ｂと本体２の底部２ｂとの間の空間に向けて流れようとして垂直板３ｃと水平板３ｂとを回り込む際に水路角部２ｗにおいて流路全体に亘る渦を発生させることができる。そして、この渦を発生させることによって垂直板３ｃと側壁２ａとの間の空間から水路角部２ｗを経由して水平板３ｂと底部２ｂとの間の空間に向かう貯留水４の流れを水路角部２ｗにおいて抑制することができるので、ポンプ室２ｚの水位低下を抑制して貯留部２ｃにおける貯留水４のスロッシングを抑制することができる。
【００２８】
そして、本発明は、上述の仕組みによって貯留水４のスロッシングによる流動のエネルギーを渦のエネルギーに変換して消費するものであって貯留部２ｃ内の貯留水４の流動エネルギーが大きければ当該流動エネルギーが変換されることによって水路角部２ｗに形成される渦のエネルギーも大きくなるので、外部からの振動エネルギーが大きくスロッシングによる流動エネルギーが大きいほど大きくて回転の速い渦が形成されて流動エネルギーを消費すると共に水路角部２ｗにおける貯留水４の流れを抑制する効果も大きくなる。すなわち、本発明によれば、スロッシングが大きいほどそれに見合った渦が形成されるのでスロッシングを効果的に抑制することができる。
【００２９】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【００３０】
例えば、本実施形態においては、水路角部形成部３は上板３ａを有するものとして構成されているが、上板３ａは必須のものではなく、上板３ａを有しない構成であっても構わない。
【実施例１】
【００３１】
本発明のスロッシング抑制方法を取水槽に適用した場合の効果評価の実施例を図４から図１２を用いて説明する。
【００３２】
本実施例では、上述の実施形態で説明した取水槽と同様の構成を有する取水槽をモデル化して貯留部内の貯留水の二次元流動解析を行って本発明によるスロッシング抑制効果の評価を行った。
【００３３】
具体的には、まず、取水槽１の代表断面を図４から図６に示すようにモデル化した。
【００３４】
貯水槽１の本体２の貯留部２ｃは、給水口が設けられている側壁であって沈砂池２ｘ側の側壁２ａ’からこれと反対側のポンプ室２ｚ側の側壁２ａまでの貯留水４の流れ方向の長さが１０２ｍである。
【００３５】
そして、給水口が設けられた側壁２ａ’側から順に、沈砂池２ｘの流れ方向の長さは６０ｍ、スクリーン室２ｙは３６ｍ、ポンプ室２ｚは６ｍである。また、沈砂池２ｘ側の側壁２ａ’の高さは１６．９ｍ，ポンプ室２ｚ側の側壁２ａの高さは１７．４ｍである。なお、二次元流動解析の取水槽１のモデルとしては、上板３ａがポンプ室２ｚ側の側壁２ａまで延伸してポンプ室２ｚの上端は塞がれているものとする。さらに、二次元流動解析の取水槽１のモデルとしては、側壁２ａ’は全面壁であって開口部はないものとする。
【００３６】
また、水路角部形成部３の垂直板３ｃとポンプ室２ｚ側の側壁２ａとの間隔は６ｍである。
【００３７】
水路角部形成部３の、ポンプ室２ｚ側の側壁２ａと対向する部分の高さは９．３ｍであり、底部２ｂと対向する部分の流れ方向の長さは３６ｍである。そして、水路角部形成部３の水平板３ｂと底部２ｂとの間の間隔は７．９ｍである。なお、水路角部形成部３の上板３ａ，水平板３ｂ，垂直板３ｃはいずれも厚さが１．５ｍである。
【００３８】
前面スクリーン５ａは水平板３ｂの沈砂池２ｘ側の端部からポンプ室２ｚ寄り８ｍの位置に設置され、後面スクリーン５ｂは前面スクリーン５ａから更にポンプ室２ｚ寄り８ｍの位置に設置される。すなわち、後面スクリーン５ｂは水路角部形成部３の水平板３ｂのポンプ室２ｚ側の端部から沈砂池２ｘ寄り２０ｍの位置に設けられる。
【００３９】
矩形障害物５ａ-f及び５ｂ-fの断面は、図６に示すように、貯留水４の流れ方向と対向する面の高さが０．２４ｍであり、流れ方向の長さが１ｍである。また、前面スクリーン５ａの矩形障害物５ａ-f同士の間隔（即ち、前面スクリーン５ａの隣り合う矩形障害物５ａ-fの中心から中心までの間隔）は１．４４ｍである。さらに、後面スクリーン５ｂの矩形障害物５ｂ-fの間隔は０．７２ｍである。そして、前面スクリーン５ａの矩形障害物５ａ-fの上面の高さと後面スクリーン５ｂの矩形障害物５ｂ-fの下面の高さとが一致するように両スクリーン５ａ，５ｂの相互の位置関係が調整される。
【００４０】
以上の取水槽１のモデルを用いて自由液面の流体解析を行って取水槽１におけるスロッシングによるポンプ室２ｚの水位の時間変動並びに水路角部２ｗ周辺の流速分布の時間変動を把握した。なお、本実施例の二次元流動解析にはＳＬＯＳＨ２Ｄ（「溢流を伴う矩形水槽の非線形スロッシング評価」，電力中央研究所報告：Ｎ０６０３１，２００７年６月）を用いた。
【００４１】
また、上述の実施形態で主に説明した取水槽１を適用例１とし、取水槽１についてスクリーン５を設けない構成とした場合を適用例２とし、それぞれについてスロッシング抑制効果の評価を行った。なお、以下において単に取水槽１と表記した場合は、スクリーン５を有する取水槽１とスクリーン５を有しない取水槽１との両方を指すものとする。
【００４２】
本実施例では、基準地震動Ｓｓ（「浜岡原子力発電所の概要および基準地震動Ｓｓの策定について」平成１９年４月、中部電力株式会社）を与えたときの取水槽１における流動解析を行った。取水槽１の流れ方向のスロッシング周期は１０秒を上回る長周期領域であると考えられたので、本実施例では、当該領域で加速度が大きい基準地震動Ｓｓ−３Ｈ（仮想的東海・東南海・南海地震）を用いて流動解析を行った。基準地震動Ｓs−３Ｈの加速度時刻歴を図７に示す。図７において、縦軸は加速度を表し、横軸は時間を表す。
【００４３】
ここで、外部からの振動による取水槽１における液面揺動は取水槽１の短辺方向の水平動が与えられた場合よりも長辺方向の水平動が与えられた場合に大きくなると考えられたので、本実施例では、取水槽１の長辺方向である流れ方向の水平動が与えられた場合を想定した。
【００４４】
なお、本実施例では、外部からの振動を与える前のポンプ室２ｚの水深（以下、基準水位と呼ぶ）を１０．４８５ｍ（これは東京湾平均海面Ｔ.Ｐ.では−３．４１５ｍに相当）とした。
【００４５】
以上の条件を用いて適用例１及び適用例２のそれぞれについて二次元流動解析を行い、ポンプ室２ｚの水位の時間変動について図８及び図９に示す結果が得られた。図８及び図９において、縦軸は水位を表し、横軸は取水槽１への基準地震動Ｓｓの付加開始からの経過時間を表す。また、図８及び図９において、実線はポンプ室２ｚの左端の水位、破線はポンプ室２ｚの右端の水位、一点鎖線はポンプ室２ｚ内の平均水位の経時変化をそれぞれ表す。
【００４６】
水路角部形成部３に加えて前面スクリーン５ａと後面スクリーン５ｂとが設けられている取水槽１に係る適用例１の結果を示す図８から、外部からの振動によって貯留水４が側壁２ａと垂直板３ｃとの間の空間に一旦進入してポンプ室２ｚの水位が基準水位から一度は８ｍ程度上昇するがその後の揺り戻しによるポンプ室２ｚの水位低下を基準水位から１．５ｍ程度に抑制することができ且つその後の液面揺動を短時間で沈静化できることが確認された。
【００４７】
また、水路角部形成部３が設けられている一方でスクリーン５は設けられていない取水槽１に係る適用例２の結果を示す図９から、適用例２の場合と同様に外部からの振動によってポンプ室２ｚの水位が基準水位から一度は８ｍ程度上昇するがその後の揺り戻しによるポンプ室２ｚの水位低下を基準水位から４ｍ程度に抑制することができ、その後も、水位上昇に続く水位低下を基準水位からの上昇量のおよそ半分程度に低減できることが確認された。
【００４８】
また、水路角部２ｗ周辺の流速分布の時間変動について図１０から図１２に示す結果が得られた。図１０から図１２は取水槽１のスクリーン室２ｙ及びポンプ室２ｚ部分の縦断面の流速分布図である。また、図１０から図１２において、図中の濃淡は地点毎の流速を表し、黒に近いほど当該地点の流速が速いことを表す。
【００４９】
また、図１０に示す結果は基準地震動Ｓｓの付加開始から４８．４秒経過時の流速分布の結果であり、図１１は５０．７秒経過時のもの、図１２は５１．５秒経過時のものであり、この時間帯は、外部からの振動によってポンプ室２ｚの水位が基準水位から一旦大きく上昇した後に揺り戻しによって低下を続けて基準水位よりも低下し得るエネルギーを貯留水４が潜在的に有している時間帯に対応する。
【００５０】
まず、基準地震動Ｓｓ付加開始からの経過時間が４８．４秒の時点における流速分布についての結果である図１０から、水路角部形成部３に加えて前面スクリーン５ａと後面スクリーン５ｂとが設けられている取水槽１に係る適用例１では（図１０（Ａ））、水路角部２ｗにおいて水平板３ｂと底部２ｂとの間の空間のほぼ全体に亘る大きさで貯留水４の楕円形状の流れの渦４ａが形成され始めており、側壁２ａと垂直板３ｃとの間の空間から空間水路角部２ｗを回ってスクリーン室２ｙに向かう貯留水４の流れが抑制されてスクリーン室２ｙの水路角部２ｗよりも沈砂池２ｘ側の貯留水４の流速が小さくなっていることが確認された。
【００５１】
また、水路角部形成部３が設けられている一方でスクリーン５は設けられていない取水槽１に係る適用例２では（図１０（Ｂ））、水路角部２ｗにおいて渦４ａが形成されつつあることが見られる一方で、適用例１と比べて形が未だはっきりとはしておらず、側壁２ａと垂直板３ｃとの間の空間から水路角部２ｗを回ってスクリーン室２ｙに向かう貯留水４の流れの抑制が十分でないのでスクリーン室２ｙでの貯留水４の流速は適用例１ほどには小さくならなかった。
【００５２】
次に、基準地震動Ｓｓ付加開始からの経過時間が５０．７秒の時点における流速分布についての結果である図１１から、適用例１も適用例２も、水路角部２ｗに形状がはっきりと認識できる貯留水４の流れの渦４ａが二つ形成されており、側壁２ａと垂直板３ｃとの間の空間から水路角部２ｗを回ってスクリーン室２ｙに向かう貯留水４の流れが図１０に示す４８．４秒経過時点よりも更に抑制されてスクリーン室２ｙの貯留水４の流速が更に小さくなっていることが確認された。
【００５３】
そして、適用例２において渦４ａの働きによってポンプ室２ｚの水位低下は抑制され、さらに、適用例１は適用例２と比べて渦４ａの働きがより強力であって貯留水４の流れがより強く抑制されているのでポンプ室２ｚの基準水位からの水位低下が適用例２と比べても僅かであることが確認された。
【００５４】
さらに、基準地震動Ｓｓ付加開始からの経過時間が５１．５秒の時点における流速分布についての結果である図１２から、適用例１も適用例２も、水路角部２ｗに貯留水４の流れの渦４ａが二つ残留しており、側壁２ａと垂直板３ｃとの間の空間から水路角部２ｗを回ってスクリーン室２ｙに向かう貯留水４の流れを抑制していることが確認された。
【００５５】
そして、この時点においても、適用例１における渦４ａの流れ抑制力によるポンプ室２ｚの水位低下の抑制力は強く働いていることが確認された。
【００５６】
上述の適用例１及び２と対比させるために比較例を設定し、比較例についても同様の分析を行った。
【００５７】
適用例１及び２においては、図６に示すように、前面スクリーン５ａの矩形障害物５ａ-fの上面の高さと後面スクリーン５ｂの矩形障害物５ｂ-fの下面の高さとが一致するように両スクリーン５ａ，５ｂの相互の位置関係が調整されるようにしていた。これに対し、比較例では、図１３に示すように、前面スクリーン５ａの矩形障害物５ａ-fの上面の高さが後面スクリーン５ｂの矩形障害物５ｂ-f同士の中央になるように両スクリーン５ａ，５ｂの相互の位置関係を調整した。その他の条件は、適用例１及び２と比較例とで同じにした。
【００５８】
比較例について二次元流動解析を行い、ポンプ室２ｚの水位の時間変動について図１４に示す結果が得られた。図１４の表示方法・内容は図８と同じである。
【００５９】
図１４に示す結果から、比較例の場合には、外部からの振動によって貯留水４が側壁２ａと垂直板３ｃとの間の空間に一旦進入してポンプ室２ｚの水位が基準水位から８ｍ程度上昇した後の揺り戻しによって基準水位から５ｍも下降し、且つその後の液面揺動も適用例１及び２と比較すると沈静化するまでに長時間かかることが確認された。
【００６０】
また、基準地震動Ｓｓの付加開始から５１．５秒経過時における水路角部２ｗ周辺の流速分布の時間変動について図１５に示す結果が得られた。図１５の表示方法・内容は図１２と同じである。
【００６１】
図１５に示す結果から、比較例の場合には、水路角部２Ｗにおいて形がはっきりと認識できるような渦が形成されることはなく、側壁２ａと垂直板３ｃとの間の空間から水路角部２ｗを回ってスクリーン室２ｙに向かう貯留水４の流れが抑制されることがないのでスクリーン室２ｙでの貯留水４の流速が大きいままであることが確認された。
【００６２】
以上の結果から、取水槽１に少なくとも水路角部形成部３を設けることによって、水路角部形成部３の水平板３ｂの下方の水路角部２ｗに渦４ａを形成すると共に取水槽１内の貯留水４のスロッシングが発生した場合に渦４ａによって貯留水４の流れを抑制することができ、貯水槽１におけるスロッシングを抑制できることが確認された。
【００６３】
また、水平板３ｂと底部２ｂとの間に前面スクリーン５ａと後面スクリーン５ｂとを相互の位置を調整して設けることにより、より回転の速い渦４ａを形成して貯留水４の流れをより強く抑制することができ、貯水槽１におけるスロッシングを更に強力に抑制できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施形態の取水槽を示す縦断面図である。
【図２】実施形態の取水槽のスクリーン室及びポンプ室部分の拡大縦断面図である。
【図３】実施形態の取水槽のスクリーンの構成及び配置を説明する縦断面図である。
【図４】実施例１の適用例１及び２の取水槽を示す縦断面図である。
【図５】実施例１の適用例１及び２の取水槽のスクリーン室及びポンプ室部分の拡大縦断面図である。
【図６】実施例１の適用例１及び２の取水槽のスクリーンの構成及び配置を説明する縦断面図である。
【図７】実施例１の基準地震動Ｓs−３Ｈの加速度時刻歴を示す図である。
【図８】実施例１の適用例１のポンプ室の水位の時刻変動を示す図である。
【図９】実施例１の適用例２のポンプ室の水位の時刻変動を示す図である。
【図１０】実施例１の基準地震動付加開始から４８．４秒経過時のスクリーン室及びポンプ室の流速分布を示す図である。（Ａ）は適用例１の流速分布を示す図である。（Ｂ）は適用例２の流速分布を示す図である。
【図１１】実施例１の基準地震動付加開始から５０．７秒経過時のスクリーン室及びポンプ室の流速分布を示す図である。（Ａ）は適用例１の流速分布を示す図である。（Ｂ）は適用例２の流速分布を示す図である。
【図１２】実施例１の基準地震動付加開始から５１．５秒経過時のスクリーン室及びポンプ室の流速分布を示す図である。（Ａ）は適用例１の流速分布を示す図である。（Ｂ）は適用例２の流速分布を示す図である。
【図１３】実施例１の比較例の取水槽のスクリーンの構成及び配置を説明する縦断面図である。
【図１４】実施例１の比較例のポンプ室の水位の時刻変動を示す図である。
【図１５】実施例１の比較例の基準地震動付加開始から５１．５秒経過時のスクリーン室及びポンプ室の流速分布を示す図である。
【図１６】従来のスロッシング抑制装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  取水槽
２  取水槽本体
２ａ  側壁
２ｂ  底部
２ｃ  貯留部
２ｗ  水路角部
３  水路角部形成部
３ａ  上板
３ｂ  水平板
３ｃ  垂直板
４  貯留水
５  スクリーン
５ａ  前面スクリーン
５ｂ  後面スクリーン
【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１３】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１５】
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