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噴水装置 - 株式会社クボタ
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発明の名称 噴水装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−897(P2001−897A)
公開日 平成13年1月9日(2001.1.9)
出願番号 特願平11−172242
出願日 平成11年6月18日(1999.6.18)
代理人 【識別番号】100072338
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 孝一 (外1名)
【テーマコード(参考)】
4D074
【Fターム(参考)】
4D074 AA08 BB03 EE06 EE07 
発明者 児玉 皓
要約 目的


構成
噴水用ポンプ2の運転により、環状のシェル1の上端開口部を塞ぐ閉塞板6に円周R上の間隔を有して穿設した複数のノズル孔7,7…から水を噴出させる。閉塞板6は、半径方向の内側から半径方向の外側に向かって上がり勾配の傾斜角θを有して傾斜した下向き截頭円錐形に形成されており、ノズル孔7,7…の軸線Cの方向は、円周Rの半径方向の断面では該円周Rの中心Oに向かい、かつ斜め上向きに同じ傾斜角で傾斜し、円周Rの円周方向の断面では一つの方向に同じ小さい傾斜角で傾斜している。
特許請求の範囲
【請求項1】 環状のシェルと、この環状のシェルの上端開口部を塞ぐ環状の閉塞板と、この環状の閉塞板に円周上の間隔を有して穿設された複数のノズル孔と、これら複数のノズル孔の入口部に噴水用水を圧送する噴水用ポンプとを備え、前記複数のノズル孔の軸線の方向が前記円周の半径方向の断面では該円周の中心に向かい、かつ斜め上向きに同じ傾斜角で傾斜しているとともに、前記円周の円周方向の断面では一つの方向に同じ小さい傾斜角で傾斜していることを特徴とする噴水装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、円周方向の間隔を有して設けた複数のノズル孔から円周の中心側に向けて互いに干渉することなく水を噴出させて着水できるようにした噴水装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、円周方向の間隔を有して複数の筒状噴水ノズルを配置し、これら複数の筒状噴水ノズルから水を円周の中心部に向けて所定の高さおよび所定の飛形で噴出させるように工夫された噴水装置は知られている。
【0003】この種の噴水装置においては、全ての筒状噴水ノズルの軸線が所定の仰角で円周の中心に指向しているので、各筒状噴水ノズルから噴出した水を互いに干渉することなく着水させようとすると、各筒状噴水ノズルから着水点までの距離を円周の半径未満の大きさに制限する必要がある。このため、噴水姿態の変化度が制約されることになり、大きい演出効果を期待することができない。また、着水点で生じる水の白濁を目視させることで、演出効果を高めようとしても、着水点の変化度が制約されるので、このことからも、演出効果を高めることが妨げられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来の噴水装置では、噴水姿態の変化度および着水点の変化度が制約されるので、大きい演出効果を期待することができない難点を有している。このため、全ての筒状噴水ノズルに噴出方向調整装置を付設し、水の噴出方向を所定の方向に設定するとともに、全ての筒状噴水ノズルに圧力調整弁を付設することによって、複数の筒状噴水ノズルから円周の中心側に向けて互いに干渉することなく水を噴出させて着水できるように構成し、噴水姿態の変化度および着水点の変化度の制約を緩和して、噴水の演出効果を高めることが考えられる。しかし、このような噴水装置では、前記噴出方向調整装置によって水の噴出方向を所定の方向に設定する方向設定作業や前記圧力調整弁によってノズル入口部での水圧を所定の値に設定する圧力設定作業などの煩雑かつ綿密な設定作業が要求される。しかも、煩雑かつ綿密な設定作業によって、複数の筒状噴水ノズルから円周の中心側に向けて互いに干渉することなく水を噴出させて着水させることができたとしても、経時的に設定値が変動して初期の噴水姿態が損なわれるおそれを有している。
【0005】そこで、本発明は、煩雑かつ綿密な方向設定作業やノズル入口部での圧力設定作業などを不要にして、円周上に設けた複数のノズル孔から該円周の中心側に向けて互いに干渉することなく水を噴出させて着水させることにより、噴水姿態の変化度および着水点の変化度を大きくして、噴水の演出効果を飛躍的に高めることができる噴水装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために、本発明に係る噴水装置は、環状のシェルと、この環状のシェルの上端開口部を塞ぐ環状の閉塞板と、この環状の閉塞板に円周上の間隔を有して穿設された複数のノズル孔と、これら複数のノズル孔の入口部に噴水用水を圧送する噴水用ポンプとを備え、前記複数のノズル孔の軸線の方向が前記円周の半径方向の断面では該円周の中心に向かい、かつ斜め上向きに同じ傾斜角で傾斜しているとともに、前記円周の円周方向の断面では一つの方向に同じ小さい傾斜角で傾斜していることを特徴としている。
【0007】本発明によれば、円周上に穿設された複数のノズル孔から、前記円周の中心側に向けて噴出する水が互いに干渉することなく着水させることができるので、噴水池面の着水点を半径の異なる円周上に変化させることが可能になる。したがって、噴水姿態の変化度および着水点の変化度を大きくして、噴水の演出効果を飛躍的に高めることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る噴水装置の一実施の形態を示す縦断正面図、図2は図1の平面図、図3は系統を示すブロック図であり、これらの図において、噴水装置は、環状のシェル1と、噴水用ポンプ2と、脈動吸収手段3と、均圧手段4と、整流手段5と、整流手段5の出口5Bを塞ぐ閉塞板6と、複数のノズル孔7,7…とを備えている。
【0009】噴水用ポンプ2の吐出口2Aに脈動吸収手段3の入口3Aが接続され、脈動吸収手段3の出口3Bに均圧手段4の入口4Aが連通している。また、均圧手段4の出口4Bに整流手段5の入口5Aが連通し、この整流手段5の出口5Bは閉塞板6によって塞がれており、閉塞板6に複数のノズル孔7,7…が穿設されている。
【0010】環状のシェル1は、たとえばステンレス製型鋼によってなる環状の骨組と、この骨組の内外周部および底部をステンレス鋼板によって塞いだドーナツ状のもので、その環状部10は水平仕切板11によって下側環状部12と上側環状部13に分割されている。また、環状部10によって囲まれた有底凹部14には、噴水用水Wを貯水して有底凹部14に噴水池としての機能をもたせており、噴水用ポンプ2と脈動吸収手段3は有底凹部14に設置されている。
【0011】脈動吸収手段3は、噴水用ポンプ2の吐出口2Aから吐出された噴水用水の脈動を吸収するためのもので、図4に示すように、筒状ケーシング30の軸方向両端開口部に接続用のフランジ31、31を有し、中心部に筒状ケーシング30よりも十分小径の多孔管32を装着するとともに、この多孔管32の外周をゴムなどの弾性材によってなる隔膜33で取囲んだ構造になっている。したがって、噴水用ポンプ2の吐出口2Aから吐出された噴水用水の脈動は、隔膜33の弾性拡縮(上半部は拡大を、下半部は縮小を示す)によって吸収することができる。
【0012】均圧手段4は、水の噴出高さおよび飛形の決定に影響する各ノズル孔7,7…の入口部での水圧を均一にするためのもので、図3および図5に示すように、脈動吸収手段3の出口3Bに連通する1つの入口4Aと、複数の整流手段5それぞれの入口5Aに連通する複数の出口4B,4Bを設けた環状のヘッダー管4Cと、この環状のヘッダー管4Cに介設した複数個の均圧ユニット4Dを備えており、均圧ユニット4Dは、複数個のリング状のスペーサ4d1と、これらスペーサ4d1の軸方向両側に配置した金網4d2とからなる。したがって、脈動吸収手段3の出口3Bから吐出された脈動吸収済み噴水用水の水圧は、均圧ユニット4Dを構成している複数個のリング状のスペーサ4d1と複数個の金網4d2を通過することによって、圧力の凹凸幅が狭められて均一化される。
【0013】整流手段5は、各ノズル孔7,7…の入口部での水の流れを整えるためのもので、図6に示すように、筒状ケーシング50の内部に複数枚の整流メッシュ51,51…を軸方向の間隔を有して配置した構造になっており、たとえば、環状のシェル1の環状部10における上側環状部13にノズル孔7,7…と同数個設置され、その出口5Bは閉塞板6によって塞がれてノズル孔7に対応している。また、入口5Aは均圧手段4の出口4Bに連通している。したがって、均圧手段4の出口4Bから吐出された均一な圧力の噴水用水は、複数枚の整流メッシュ51,51…を通過することによって整流されたのち、各ノズル孔7,7…から噴出する。
【0014】図1および図2において、閉塞板6は、厚肉の鋼板またはステンレス鋼板によって製作され、半径方向の内側から半径方向の外側に向かって上がり勾配の傾斜角θを有して傾斜した下向き截頭円錐形に形成されており、環状のシェル1における骨組の上端に固着されて、その上面を水密に閉塞している。
【0015】複数のノズル孔7,7…は、閉塞板6に対して、円周R上で円周方向のピッチおよび水の噴出角度を割だし機によって精密に割だしたのち、孔あけ機械加工によって精密に穿設される。本実施の形態では、24個のノズル孔7,7…が円周R上において円周方向等間隔で穿設されており、これらノズル孔7,7…それぞれの軸線Cの方向は、円周Rの半径方向の断面では、図7に示すように、閉塞板6の平坦かつ平行な表裏両面に鉛直に設定され、閉塞板6の傾斜角θは約20度に設定されている。このように、傾斜角θが約20度の姿勢の閉塞板6に対して鉛直な軸線Cを有して各ノズル孔7,7…が穿設されているので、円周Rの半径方向の断面では、各ノズル孔7,7…からの水の噴出角度αは約70度になる。
【0016】一方、これらノズル孔7,7…それぞれの軸線Cの方向は、円周Rにおける円周方向の断面では、図8に示すように、閉塞板6の平坦かつ平行な表裏両面に対して小さい傾斜角(たとえば5度)を有して右側(閉塞板6の半径方向内側から見て左側)に傾斜している。なお、このように傾斜しているノズル孔7,7…は、閉塞板6の裏面側に、予め、研削等の機械加工によって傾斜軸線Cに直交する斜面6Aを形成し、この斜面6A側から孔あけ加工を行うことによって、複数個のノズル孔7,7…を容易かつ精密に穿設することができる。
【0017】つぎに、前記構成の作動について説明する。図3の噴水池として機能する有底凹部14に設置されている噴水用ポンプ2を運転することにより、噴水用ポンプ2の吸込口2Bから吸込まれた噴水用水Wは、噴水用ポンプ2の吐出口2A→脈動吸収手段3の入口3A→脈動吸収手段3→脈動吸収手段3の出口3B→均圧手段4の入口4A→均圧手段4→均圧手段4の出口4B→整流手段5の入口5A→整流手段5の経路を通って複数のノズル孔7,7…から噴出する。
【0018】前述のように、傾斜角θが約20度の姿勢の閉塞板6に対して、ノズル孔7,7…それぞれの軸線Cの方向が円周Rの半径方向の断面では鉛直な軸線Cを有し、円周Rにおける円周方向の断面では、傾斜軸線Cで示すように、該閉塞板6の半径方向内側から見て左側に小さい傾斜角(たとえば5度)で傾いていると、水は図9の環状のシェル1における環状部10の中心O、つまり円周Rの中心Oに対して小さい傾斜角5度に相当する傾きを有する24本の直線方向に噴出して、中心Oから外れて着水することになる。このため、従来の噴水装置で必要とされていた多数の噴出方向調整装置が不要になり、当然、煩雑かつ綿密な噴出方向設定作業も不要になる。しかも、決定した水の噴出方向が経時的に変動することはない。
【0019】また、水の噴出高さおよび飛形は、噴水用ポンプ2の吐出圧によって図10の放物線Pa1,Pa2,Pa3のよう変化させ、これによって噴水の着水点を決定することができるとともに、噴出高さおよび飛形の決定に影響する各ノズル孔7,7…の入口部での水圧は、均圧手段4によって均一化してばらつきを無くすことができる。したがって、従来の噴水装置で必要とされていた多数の圧力調整弁が不要になり、当然、煩雑かつ綿密な圧力設定作業も不要になる。しかも、決定した水の噴出高さおよび飛形に伴なう噴水の着水点が経時的に変動することはない。
【0020】さらに、噴水用ポンプ4の運転時の圧力変動(脈動)は脈動吸収手段3によって吸収することができるので、脈動の影響によって噴水の高さおよび飛形に伴なう噴水の着水点の均一性が損なわれることはない。
【0021】すなわち、煩雑かつ綿密な方向設定作業やノズル入口部での圧力設定作業などを不要にして、全てのノズル孔7,7…から噴出する水を互いに干渉させることなく、ノズル孔7,7…が穿設されている円周の半径よりも大きい距離を有して有底凹部14(噴水池)の水面に想定される円周R1上に着水させることができる。しかも、噴水用ポンプ2の吐出圧を意図的に変動させることで、噴水の着水点を図9の円周R2上またはR3上などに変化させることができる。これにより、着水点で生じる複数個の水の白濁によって、恰も、目の瞳孔が拡縮しているかのような状態を目視させることができ、噴水の演出効果を飛躍的に高めることができる。
【0022】特に、閉塞板6にノズル孔7,7…を穿設した構造になっているので、その出口近くの速度分布が半径方向で均等になる。つまり、軸方向の長さが短いノズル孔7では、ノズル孔内面との摩擦抵抗の影響が小さく抑えられるから、ノズル孔7の内面に近い外周部の速度と中央部およびその周辺部の速度との速度差が殆どなくなる。このため、外周部の流れは中央部およびその周辺部の流れに追従して出口から噴出するので、出口から噴出した直後に水滴となって剥落し飛散しなくなり、噴出水流と大気との境界部の流れに乱れが生じるのを防止するように作用する。しかも、ノズル孔入口部での流れは整流手段5によって整流されているので、この整流作用と前記境界部の流れの乱れ防止作用との協働によって、ガラス棒状の水を噴出させて、噴水姿態を向上させることができる。
【0023】なお、前記実施の形態では、閉塞板6に円周方向等間隔で24個のノズル孔7,7…を穿設した構成で説明しているが、ノズル孔7,7…の穿設個数は任意である。また、閉塞板6の傾斜角θ=約20度と、閉塞板6の平坦かつ平行な表裏両面に鉛直な軸線Cを有して各ノズル孔7,7…を穿設することによって、水の噴出角度αを約70度に設定した構成で説明しているが、水の噴出角度αは、傾斜角θの値のみを適宜変更したり、あるいは傾斜角θの値は変更せずに、閉塞板6の裏側から平坦かつ平行な表裏両面に対して傾斜した軸線Cを有するノズル孔7,7…を穿設することのいずれかによっても設定することができる。さらに、各ノズル孔7,7…における円周Rの円周方向の断面上の小さい傾斜角を5度に設定しているが、3度〜10度程度の範囲でも、前記実施の形態と同様の噴水を実行することができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、環状の閉塞板に円周上の間隔を有して複数のノズル孔を穿設し、これらノズル孔の軸線の方向を前記円周の半径方向の断面では該円周の中心に向かい、かつ斜め上向きに同じ傾斜角で傾斜させているとともに、前記円周における円周方向の断面では一つの方向に同じ小さい傾斜角で傾斜させているので、従来の噴水装置で必要とされていた煩雑かつ綿密な方向設定作業やノズル入口部での圧力設定作業などを不要にして、前記円周の中心側に向けて互いに干渉することなく水を噴出させて着水させることができる。このため、噴水池上の着水点を半径の異なる円周上に変化させることが可能になる。したがって、噴水姿態の変化度および着水点の変化度を大きくして、噴水の演出効果を飛躍的に高めることができる。




 

 


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