特許 7012469 渦抑止システム及び浮遊体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-20

(45)【発行日】2022-01-28

(54)【発明の名称】渦抑止システム及び浮遊体

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/66 20060101AFI20220121BHJP

   F04D 13/16 20060101ALI20220121BHJP

   B63B 35/00 20200101ALI20220121BHJP

   E03F 5/22 20060101ALI20220121BHJP

【ＦＩ】

F04D29/66 F

F04D13/16 W

B63B35/00 Z

E03F5/22

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2017127520

(22)【出願日】2017-06-29

(65)【公開番号】P2019011689

(43)【公開日】2019-01-24

【審査請求日】2020-05-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】230104019

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 聖二

(74)【代理人】

【識別番号】230112025

【弁護士】

【氏名又は名称】小林 英了

(74)【代理人】

【識別番号】230117802

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100106840

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100131451

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 理

(74)【代理人】

【識別番号】100167933

【弁理士】

【氏名又は名称】松野 知紘

(74)【代理人】

【識別番号】100174137

【弁理士】

【氏名又は名称】酒谷 誠一

(74)【代理人】

【識別番号】100184181

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 裕史

(72)【発明者】

【氏名】能見 基彦

(72)【発明者】

【氏名】大渕 真志

(72)【発明者】

【氏名】石井 正治

(72)【発明者】

【氏名】清水 修

(72)【発明者】

【氏名】中塩 雄二

(72)【発明者】

【氏名】江藤 文宣

【審査官】上野 力

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６１－１５３０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５２－１４７９０６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１４－２０６１０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ ２９／６６

Ｆ０４Ｄ １３／１６

Ｂ６３Ｂ ３５／００

Ｅ０３Ｆ ５／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水に浮かぶ浮遊体と、
前記浮遊体を移動させる移動手段であって、ポンプの吸込水槽に発生した空気吸込渦へ当該移動手段の力によって前記吸込水槽の水上を移動させる移動手段と、
を備える渦抑止システム。

【請求項2】

前記移動手段は、
前記浮遊体が接続されているワイヤーと、
前記ワイヤーを牽引可能な牽引機構と、
を備える請求項１に記載の渦抑止システム。

【請求項3】

前記ワイヤーは複数あり、
前記牽引機構は複数あり、
前記牽引機構それぞれは、対応する前記ワイヤーを巻き上げ可能である
請求項２に記載の渦抑止システム。

【請求項4】

前記牽引機構のうち少なくとも一つは、前記吸込水槽の周りのポンプ床に設置されており、
前記移動手段は、一端が前記浮遊体に連結されており且つ他端が前記複数のワイヤーの結節点に接続されている連結部材を備える
請求項３に記載の渦抑止システム。

【請求項5】

前記牽引機構のうち少なくとも一つは、前記吸込水槽の周りのポンプ床に設置されており、
前記牽引機構のうち少なくとも一つは、前記ポンプの揚水管の外側に固定されている
請求項３または４に記載の渦抑止システム。

【請求項6】

前記移動手段は、
前記ポンプの揚水管の外周に沿って固定された第１のレールと、
前記第１のレールに沿って周回可能であり且つ前記ワイヤーを通す滑車と、
前記吸込水槽の周りのポンプ床を移動する移動部材と、
を更に備え、
前記牽引機構として第１の牽引機構と第２の牽引機構を有し、
前記第１の牽引機構は、前記移動部材に設けられ且つ前記ワイヤーの一端を巻き上げる動力を有し、
前記第２の牽引機構は、前記移動部材に設けられ且つ前記ワイヤーの他端を巻き上げる動力を有する
請求項２から５のいずれか一項に記載の渦抑止システム。

【請求項7】

前記移動手段は、
一点が前記浮遊体に接続されたワイヤーと、
前記ポンプの揚水管の外周に沿って固定された第１のレールと、
前記第１のレールに沿って周回可能であり且つ前記ワイヤーを通す第１の滑車と、
前記吸込水槽の周りのポンプ床に設置され且つ前記ポンプの揚水管を中心とする略円環上に設けられている第２のレールと、
前記第２のレール上を移動する移動車と、
前記移動車に設けられ且つ前記ワイヤーを通す第２の滑車と、
を備える請求項１に記載の渦抑止システム。

【請求項8】

前記第２の滑車は、前記ワイヤーを巻き上げる動力を有する
請求項７に記載の渦抑止システム。

【請求項9】

前記浮遊体に設けられ且つ音を検知する音検知部と、
前記検知された音が、前記空気吸込渦に特有の音であるか否か判定し、前記空気吸込渦に特有の音である場合、前記検知された音が大きくなる方向に前記浮遊体を移動するよう前記移動手段を制御するコントローラと、
を更に備える請求項１から８のいずれか一項に記載の渦抑止システム。

【請求項10】

前記空気吸込渦を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置によって撮像された画像から前記空気吸込渦の位置を検出し、検出された位置に前記浮遊体を移動させるように、前記移動手段を制御するコントローラと、
を備える請求項１から９のいずれか一項に記載の渦抑止システム。

【請求項11】

前記移動手段は、
ワイヤーと、
一端が前記ワイヤー内の一点に接続され且つ他端が前記浮遊体に連結された連結構造物と、
前記ワイヤーを移動させるモータと、
を備える請求項１に記載の渦抑止システム。

【請求項12】

前記移動手段は、
前記吸込水槽の周りにある一方のポンプ床を移動する移動部材と、
前記移動部材に設けられたロボットアームであって、当該ロボットアームの端部が前記浮遊体に連結されたロボットアームと、
を備える請求項１に記載の渦抑止システム。

【請求項13】

前記ポンプの揚水管の外周に設置されたレールを更に備え、
前記移動手段は、一端が前記浮遊体に連結され且つ他端が前記レールに沿って移動可能に当該レールに接続されているロボットアームである
請求項１に記載の渦抑止システム。

【請求項14】

前記移動手段は、前記浮遊体に接続されているガントリークレーン構造体である
請求項１に記載の渦抑止システム。

【請求項15】

ポンプの吸込水槽の水上を移動する浮遊体であって、
水に浮く浮力部材と、
前記浮力部材に設けられ且つ音を検知する音検知部と、
前記吸込水槽の水上を、前記浮力部材を移動させる移動手段と、
前記検知された音が、空気吸込渦に特有の音であるか否か判定し、前記空気吸込渦に特有の音である場合、前記検知された音が大きくなる方向に前記浮力部材を移動するよう前記移動手段を制御するコントローラと、
を備える浮遊体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、渦抑止システム及び浮遊体に関する。

【背景技術】

【0002】

ポンプの吸込水槽では、空気吸込渦が発生することが知られている。非特許文献１にあるように、表面取水には空気吸込渦が発生する危険性があり、空気吸込渦が発生して空気がポンプの揚水管内に流入すると、管路の流れにエアハンマー、セルフプライミングなどの振動現象が発生し、取水効果が著しく低下する。

【0003】

また、被特許文献２では、排水機場ポンプ設備改修工事においてポンプ排水量の見直しに当たり、上流側に位置する遊水池まで含めたポンプ吸込槽の流れ解析を行い、渦対策形状の最適化の検討が行われている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【文献】萩原能男、「空気吸込み渦に関する研究」、土木学会論文報告書、第２1５号、１９７３年７月

【文献】江藤文宣、趙令家、大和田典彦、「排水機場更新工事における流れ解析の適用（糠田排水機場ポンプ設備改修工事におけるポンプ吸込槽渦対策）」、エバラ時報、ＮＯ．２４０（２０１３－７）、Ｐ．２２－２６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ポンプ吸込水槽では、安定なポンプ運転に悪影響を発生させる色々な渦が発生する。特に二相状態となる空気吸込渦は、ポンプに振動や騒音を発生させ、その防止、抑制は重要である。これまで水中構造物の付設や、ベルマウス部の形状の改善で対応してきたが、個別対応となり抜本的な方法は見いだされてはいないという問題がある。

【0006】

本発明は、上記問題に鑑みてなされ、空気吸込渦が発生した場合に、空気吸込渦を縮小または消滅させることを可能とする渦抑止システム及び浮遊体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】

本発明の第１の態様に係る渦抑止システムは、水に浮かぶ浮遊体と、前記浮遊体をポンプの吸込水槽に発生した空気吸込渦へ前記吸込水槽の水上を移動させる移動手段と、を備える。

【0008】

この構成によれば、浮遊体を空気吸込渦を覆う位置に移動させることにより、空気吸込渦への空気の流入を断ち切ることができるので、空気吸込渦を低減または消滅させることができる。

【0009】

本発明の第２の態様に係る渦抑止システムは、第１の態様に係る渦抑止システムであって、前記移動手段は、前記浮遊体が接続されているワイヤーと、前記ワイヤーを牽引可能な牽引機構と、を備える。

【0010】

この構成によれば、ワイヤーを牽引することにより、浮遊体を空気吸込渦を覆う位置に移動させることができる。

【0011】

本発明の第３の態様に係る渦抑止システムは、第２の態様に係る渦抑止システムであって、前記ワイヤーは複数あり、前記牽引機構は複数あり、前記牽引機構それぞれは、対応する前記ワイヤーを巻き上げ可能である。

【0012】

この構成によれば、複数の牽引機構が対応するワイヤーに張力を与え、且つ浮遊体までの長さをそれぞれ調節することにより、牽引機構の位置を頂点とする線分または多角形内の任意の位置に浮遊体を移動させることができる。

【0013】

本発明の第４の態様に係る渦抑止システムは、第３の態様に係る渦抑止システムであって、前記牽引機構のうち少なくとも一つは、前記吸込水槽の周りのポンプ床に設置されており、前記移動手段は、一端が前記浮遊体に連結されており且つ他端が前記複数のワイヤーの結節点に接続されている連結部材を備える。

【0014】

この構成によれば、連結部材は結節点から浮遊体までの高さを調節することができる。

【0015】

本発明の第５の態様に係るポンプは、第３または４の態様に係る渦抑止システムであって、前記牽引機構のうち少なくとも一つは、前記吸込水槽の周りのポンプ床に設置されており、前記牽引機構のうち少なくとも一つは、前記ポンプの揚水管の外側に固定されている。

【0016】

この構成によれば、局所的な領域内の任意の位置に浮遊体を移動させることができる。

【0017】

本発明の第６の態様に係る渦抑止システムは、第２から５のいずれかの態様に係る渦抑止システムであって、前記移動手段は、前記ポンプの揚水管の外周に沿って固定された第１のレールと、前記第１のレールに沿って周回可能であり且つ前記ワイヤーを通す滑車と、前記吸込水槽の周りのポンプ床を移動する移動部材と、を更に備え、前記牽引機構として第１の牽引機構と第２の牽引機構を有し、前記第１の牽引機構は、前記移動部材に設けられ且つ前記ワイヤーの一端を巻き上げる動力を有し、前記第２の牽引機構は、前記移動部材に設けられ且つ前記ワイヤーの他端を巻き上げる動力を有する。

【0018】

この構成によれば、内視鏡を揚水管の内部に進入させて揚水管の内部を観察することができる。

【0019】

本発明の第７の態様に係る渦抑止システムは、第１の態様に係る渦抑止システムであって、前記移動手段は、一点が前記浮遊体に接続されたワイヤーと、前記ポンプの揚水管の外周に沿って固定された第１のレールと、前記第１のレールに沿って周回可能であり且つ前記ワイヤーを通す第１の滑車と、前記吸込水槽の周りのポンプ床に設置され且つ前記ポンプの揚水管を中心とする略円環上に設けられている第２のレールと、前記第２のレール上を移動する移動車と、前記移動車に設けられ且つ前記ワイヤーを通す第２の滑車と、を備える。

【0020】

この構成によれば、第２の滑車を回転させることにより、ワイヤーが回動するので、これに伴いワイヤーに一点で固定されている浮遊体が移動する。また、移動車が第２のレールを移動するのに伴って、ワイヤーが移動するので、これに伴いワイヤーに一点で固定されている浮遊体が移動する。

【0021】

本発明の第８の態様に係る渦抑止システムは、第７の態様に係る渦抑止システムであって、前記第２の滑車は、前記ワイヤーを巻き上げる動力を有する。

【0022】

この構成によれば、自動でワイヤーを巻き上げることにより、自動で浮遊体を移動させることができる。

【0023】

本発明の第９の態様に係る渦抑止システムは、第１から８のいずれかの態様に係る渦抑止システムであって、前記浮遊体に設けられ且つ音を検知する音検知部と、前記検知された音が、前記空気吸込渦に特有の音であるか否か判定し、前記空気吸込渦に特有の音である場合、前記検知された音が大きくなる方向に前記浮遊体を移動するよう前記移動手段を制御するコントローラと、を更に備える。

【0024】

この構成によれば、浮遊体を自動で空気吸込渦を覆う位置に移動させることにより、空気吸込渦への空気の流入を断ち切ることができるので、手間無く空気吸込渦を低減または消滅させることができる。

【0025】

本発明の第１０の態様に係る渦抑止システムは、第１の態様に係る渦抑止システムであって、前記空気吸込渦を撮像する撮像装置と、前記撮像装置によって撮像された画像から前記空気吸込渦の位置を検出し、検出された位置に前記浮遊体を移動させるように、前記移動手段を制御するコントローラと、を備える。

【0026】

この構成によれば、浮遊体を自動で空気吸込渦を覆う位置へ移動させることにより、空気の流入を断ち切ることができるので、手間無く空気吸込渦を縮小または消滅させることができる。

【0027】

本発明の第１１の態様に係る渦抑止システムは、第１０の態様に係る渦抑止システムであって、ワイヤーと、一端が前記ワイヤー内の一点に接続され且つ他端が前記浮遊体に連結された連結構造物と、前記ワイヤーを移動させる移動機構と、を備える。

【0028】

この構成によれば、移動機構がワイヤーを移動させるのに伴って、ワイヤーに連結された浮遊体が移動する。

【0029】

本発明の第１２の態様に係る渦抑止システムは、第１の態様に係る渦抑止システムであって、前記移動手段は、前記吸込水槽の周りにある一方のポンプ床を移動する移動部材と、前記移動部材に設けられたロボットアームであって、当該ロボットアームの端部が前記浮遊体に連結されたロボットアームと、を備える。

【0030】

この構成によれば、ロボットアームを動かすことにより、浮遊体を移動させることができる。

【0031】

本発明の第１３の態様に係る渦抑止システムは、第１の態様に係る渦抑止システムであって、前記ポンプの揚水管の外周に設置されたレールを更に備え、前記移動手段は、一端が前記浮遊体に連結され且つ他端が前記レールに沿って移動可能に当該レールに接続されているロボットアームである。

【0032】

この構成によれば、ロボットアームがポンプの揚水管の外側を周回することができる。これにより、ロボットアームを動かすことに加えて、ロボットアームがポンプの揚水管の外側を周回できるので、浮遊体を任意の位置に移動させることができる。

【0033】

本発明の第１４の態様に係る渦抑止システムは、第１の態様に係る渦抑止システムであって、前記移動手段は、前記浮遊体に接続されているガントリークレーン構造体である。

【0034】

この構成によれば、浮遊体を移動することができる。

【0035】

本発明の第１５の態様に係る浮遊体は、ポンプの吸込水槽の水上を移動する浮遊体であって、水に浮く浮力部材と、前記浮力部材に設けられ且つ音を検知する音検知部と、前記吸込水槽の水上を、前記浮力部材を移動させる移動手段と、前記検知された音が、空気吸込渦に特有の音であるか否か判定し、前記空気吸込渦に特有の音である場合、前記検知された音が大きくなる方向に前記浮力部材を移動するよう前記移動手段を制御するコントローラと、を備える。

【0036】

この構成によれば、浮遊体を空気吸込渦を覆う位置に移動させることにより、空気吸込渦への空気の流入を断ち切ることができるので、空気吸込渦を低減または消滅させることができる。

【発明の効果】

【0037】

本発明の一態様によれば、浮遊体を空気吸込渦を覆う位置に移動させることにより、空気吸込渦への空気の流入を断ち切ることができるので、空気吸込渦を低減または消滅させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】第１の実施形態に係る浮遊体の概略構成を示す模式図である。

【図2】第１の実施形態に係る浮遊体の概略構成を示すブロック図である。

【図3】第１の実施形態に係る浮遊体の動作について説明するための第１の図である。

【図4】第１の実施形態に係る浮遊体の動作について説明するための第２の図である。

【図5】第２の実施形態に係る渦抑止システムの概略構成を示す斜視図である。

【図6】第３の実施形態に係る渦抑止システムの概略構成を示す斜視図である。

【図7】第４の実施形態に係る渦抑止システムの概略構成を示す斜視図である。

【図8】第５の実施形態に係る渦抑止システムの概略構成を示す斜視図である。

【図9】第６の実施形態に係る渦抑止システムの概略構成を示す斜視図である。

【図10】第６の実施形態の変形例に係る渦抑止システムの概略構成を示す平面図である。

【図11】第７の実施形態に係る渦抑止システムの概略構成を示す平面図である。

【図12】第８の実施形態に係る渦抑止システムの概略構成を示す平面図である。

【図13】第９の実施形態に係る渦抑止システムの概略構成を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0039】

以下、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示の理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

【0040】

（第１の実施形態）
まず図１及び図２を用いて、第１の実施形態に係る浮遊体の概略構成について説明する。
図１は、第１の実施形態に係る浮遊体の概略構成を示す模式図である。図２は、第１の実施形態に係る浮遊体の概略構成を示すブロック図である。第１の実施形態に係る浮遊体１は、ポンプの吸込水槽の水上を移動する。図１に示すように、浮遊体１は、水に浮く浮力部材１１と、浮力部材１１に設けられ且つ音を検知する音検知部１２と、吸込水槽の水上を、浮力部材１１を移動させる移動手段１３とを備える。ここで浮力部材１１は例えばビート板のように板状であり水より密度が小さい。また移動手段１３は一例として水中用のスクリュープロペラである。また、浮力部材１１は、多角形あるいは円形形状が望ましいが、任意の形状でよい。また浮力部材１１は、代表寸法で例えば０．５～１ｍである。

【0041】

図２に示すように、浮遊体１は、更に、記憶部１４と、コントローラ１５とを備える。コントローラ１５は、音検知部１２、移動手段１３及び記憶部１４に接続されている。記憶部１４には、空気吸込渦に特有の騒音の既存のデータベース、あるいはポンプ機場で空気吸込渦の発生時の騒音を録音及び解析したデータのいずれかが記憶されている。

【0042】

ここで空気吸込渦の発生時に特有の音が発生するので、音により空気吸込渦の発生を検知するのが容易である。そこで本実施形態に係るコントローラ１５は、記憶部１４を参照して、音検知部１２によって検知された音が、空気吸込渦に特有の音であるか否か判定する。例えば、コントローラ１５は、検知された音のデータを、既存のデータベースの音のデータと比較して、空気吸込渦に特有の音であるか否か判定する。また例えば、コントローラ１５は、検知された音を解析し、当該解析したデータと、記憶部１４に記憶されたデータとを比較して、空気吸込渦に特有の音であるか否か判定する。

【0043】

コントローラ１５は、検知された音が空気吸込渦に特有の音である場合、検知された音が大きくなる方向に浮力部材１１を移動するよう移動手段１３を制御する。

【0044】

続いて図３及び図４を用いて浮遊体１の動作について説明する。図３は、第１の実施形態に係る浮遊体の動作について説明するための第１の図である。図４は、第１の実施形態に係る浮遊体の動作について説明するための第２の図である。図３及び図４はポンプ機場におけるポンプとポンプの吸込水槽を横から見た図である。図３では、ポンプの吸込水槽には水ＷＴが溜まっており、ポンプの揚水管ＰＴから水面にかけて空気吸込渦が発生している。

【0045】

このとき、コントローラ１５は、移動手段１３を制御して、吸込水槽の水上を浮遊体１を吸込水槽に発生した空気吸込渦ＶＴ（具体的には、空気吸込渦ＶＴを覆う位置）へ移動させる。これにより、浮遊体１を自動で空気吸込渦ＶＴを覆う位置に移動させることにより、空気吸込渦ＶＴへの空気の流入を断ち切ることができるので、手間無く空気吸込渦ＶＴを低減または消滅させることができる。また空気吸込渦ＶＴの検出後に、十分短時間で発生位置に浮遊体を移動させて空気吸込渦ＶＴを破壊することができるので、空気吸込渦の連続発生を防止することができる。

【0046】

なお、本実施形態では、移動手段１３は一例として浮遊体１に搭載された水中用のスクリュープロペラであるとして説明したが、これに限ったものではなく、浮遊体１に搭載された水中ジェット推進機構、あるいは浮遊体１の水上部に設置された空気用回転プロペラなど任意の推進機構が適用可能である。
なお、本実施形態では、空気吸込渦ＶＴの検知方法として発生音で空気吸込渦ＶＴを検知し、その発生音に浮遊体１が近づくということを基本原理として説明した。これに対し、空気吸込渦の発生時に、空気を吸込んだ揚水管ＰＴの方から大きい異音が発生する場合もある。このように、空気吸込渦の発生場所を特定するのに、発生音だけでは精度不足や過誤が生じる場合がある。その場合、空気吸込渦の発生音を検知することを主としつつ、後述する第２の実施形態の図５に示すように、カメラによって取得された画像を解析することによって空気吸込渦ＶＴの発生場所を特定することを併用することによって、空気吸込渦の発生場所を特定してもよい。あるいは、カメラによって取得された画像を解析することだけによって空気吸込渦ＶＴの発生場所を特定してもよい。

【0047】

（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、音を用いて浮遊体を移動させたが、第２の実施形態では、渦を撮像した画像から渦の位置を特定し、特定した渦の位置に浮遊体を移動するよう制御させる。また、第１の実施形態では、移動手段が水中用のスクリュープロペラであったが、第２の実施形態では、浮遊体に動力を搭載せず、吸込水槽の水上にワイヤーを設置し、ワイヤーに浮遊体を固定しておき、牽引機構がこのワイヤーを牽引することにより、浮遊体を移動させる。また、牽引機構が搭載された移動部材が、ポンプ床に設置されたレール上を移動するのに伴ってワイヤーも移動し、ワイヤーが移動するのに伴って浮遊体も移動する。

【0048】

図５は、第２の実施形態に係る渦抑止システムの概略構成を示す斜視図である。図５に示すように、渦抑止システムＳ２は、水に浮かぶ浮遊体１ｂを備える。浮遊体１ｂをポンプの吸込水槽ＴＫに発生した空気吸込渦ＶＴへ吸込水槽ＴＫの水上を移動させる移動手段として以下の構成を有する。

【0049】

すなわち、移動手段は、吸込水槽ＴＫの周りにあるポンプ床Ｆを移動する第１の移動部材ＭＰ１と、吸込水槽ＴＫを挟んで前記第１の移動部材ＭＰ１と略平行にポンプ床Ｆを移動する第２の移動部材ＭＰ２とを備える。
本実施形態では一例として、第１の移動部材ＭＰ１は移動車であり、ポンプ床Ｆ１に設置されたレールＲＬ１上を矢印Ａ５の方向に移動することが可能である。また本実施形態では一例として、第２の移動部材ＭＰ２は移動車であり、ポンプ床Ｆに設置されたレールＲＬ２上を矢印Ａ６の方向に移動することが可能である。

【0050】

更に移動手段は、第１の滑車Ｂ１と、第１の滑車用の軸受ＢＲと、第２の滑車Ｂ２と、正回転及び逆回転可能なモータＭと、第１の滑車Ｂ１と第２の滑車Ｂ２に巻かれて矢印Ａ３及びＡ４方向に移動可能なワイヤーＷを備える。浮遊体１ｂは、連結部材ＣＮ及び連結ワイヤーＣＷを介してワイヤーＷ内の一箇所に固定されている。連結部材ＣＮ及び連結ワイヤーＣＷによって連結構造物として機能する。

【0051】

この構成により、モータＭが正回転または逆回転することによって、第２の滑車Ｂ２が正回転または逆回転し、これに伴いワイヤーＷが矢印Ａ３の方向（ｙ軸正方向）または矢印Ａ４の方向（ｙ軸負方向）に移動する。これに伴い、ワイヤーＷに連結された浮遊体１ｂが矢印Ａ３の方向（ｙ軸正方向）または矢印Ａ４の方向（ｙ軸負方向）に移動する。

【0052】

また、第１の移動部材ＭＰ１がレールＲＬ１上を矢印Ａ５の方向に移動し、第２の移動部材ＭＰ２がレールＲＬ２上を矢印Ａ６の方向に移動し、これに伴ってワイヤーＷがｘ方向に移動するので、浮遊体１ｂをｘ方向に移動させることができる。

【0053】

更に渦抑止システムＳ２は、空気吸込渦ＶＴを撮像する撮像装置ＣＤと、コントローラ１５ｂとを備える。撮像装置ＣＤは高いところに設置されており、上下方向（矢印Ａ１の方向）及び水平方向（矢印Ａ２の方向）に向きを変更可能である。これにより、吸込水槽ＴＫの全体に渡って、空気吸込渦ＶＴを観測することができる。なお、撮像装置（カメラ）は複数あってもよい。

【0054】

コントローラ１５ｂは、撮像装置ＣＤによって撮像された画像から空気吸込渦ＶＴの位置を検出し、検出された位置に浮遊体１ｂを移動させるように、移動手段を制御する。具体的にはコントローラ１５ｂは、第１の移動部材ＭＰ１、第２の移動部材ＭＰ２、モータＭを制御する。

【0055】

この構成により、浮遊体１ｂを自動で空気吸込渦ＶＴを覆う位置へ移動させることにより、空気の流入を断ち切ることができるので、手間無く空気吸込渦を縮小または消滅させることができる。

【0056】

なお、本実施形態では、移動部材は一例としてレール上を移動する移動車として説明したが、リニアモーターカーでもよく、タイヤ付き自動車であってもよく、移動できる移動部材であればよい。

【0057】

なお、本実施形態では一例として図５に示す索引方式について説明したが、これに限らず、ワイヤーＷをｘ軸方向及びｙ軸方向に任意に移動させる、いかなる移動機構でもよい。

【0058】

（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態について説明する。図６は、第３の実施形態に係る渦抑止システムの概略構成を示す斜視図である。図６に示すように、渦抑止システムＳ３は、水に浮かぶ浮遊体１ｂを備える。渦抑止システムＳ３は、浮遊体１ｂを移動させる移動手段として、浮遊体１ｂに接続されており且つ港湾のガントリークレーンを模したガントリークレーン構造体を備える。ここで、ガントリークレーン構造体は、吸込水槽ＴＫの上を横断するガーダーＧＤと、ガーダーＧＤ上を矢印Ａ９の方向に移動可能なトロリＴＲと、トロリＴＲと浮遊体１ｂとを連結する連結部材ＶＮとを備える。

【0059】

この構成により、トロリＴＲが、ガーダーＧＤ上を矢印Ａ９の方向に移動し、これに伴って矢印Ａ１０の方向に浮遊体１ｂを移動させることができる。

【0060】

また、ガーダーＧＤはレールＲＬ１の側に車輪（不図示）を有し、ポンプ床Ｆ１に設置されたレールＲＬ１上を矢印Ａ７の方向に移動することが可能である。ガーダーＧＤはレールＲＬ２の側に車輪（不図示）を有し、ポンプ床Ｆに設置されたレールＲＬ２上を矢印Ａ８の方向に移動することが可能である。

【0061】

（第４の実施形態）
続いて、第４の実施形態について説明する。図７は、第４の実施形態に係る渦抑止システムの概略構成を示す斜視図である。図７に示すように、渦抑止システムＳ４は、水に浮かぶ浮遊体１ｂを備える。渦抑止システムＳ４は、浮遊体１ｂを移動させる移動手段として、吸込水槽の周りにある一方のポンプ床を移動する移動部材ＭＰ３と、移動部材ＭＰ３に設けられたロボットアームＡＭ１であって当該ロボットアームＡＭ１の端部が浮遊体１ｂに連結されたロボットアームＡＭ１と、を備える。これにより、ロボットアームＡＭ１を動かすことにより、浮遊体１ｂを移動させることができる。

【0062】

本実施形態では、移動部材ＭＰ３は一例として移動車であり、ポンプ床Ｆに設置されたレールＲＬ１上を矢印Ａ１１の方向に移動することが可能である。これにより、移動部材ＭＰ３を移動させることにより、それに伴ってロボットアームＡＭ１が動き、その結果、浮遊体１ｂを移動させることができる。

【0063】

（第５の実施形態）
続いて、第５の実施形態について説明する。図８は、第５の実施形態に係る渦抑止システムの概略構成を示す斜視図である。図８に示すように、渦抑止システムＳ５は、ポンプの揚水管ＰＴの外周に設置されたレールＲ１を備える。また、渦抑止システムＳ５は、水に浮かぶ浮遊体１ｂと、浮遊体１ｂを移動させる移動手段としてのロボットアームＡＭ２を備える。ロボットアームＡＭ２は、一端が浮遊体１ｂに連結され且つ他端がレールＲ１に沿って移動可能に当該レールＲ１に接続されている。ロボットアームＡＭ２は、一つの関節を有している。

【0064】

この構成により、ロボットアームＡＭ２が矢印Ａ１２に示すように、ポンプの揚水管ＰＴの外側を周回することができる。また、ロボットアームＡＭ２の関節を延ばしたり縮めたりすることができる。これにより、浮遊体１ｂを任意の位置に移動させることができる。

【0065】

また、渦抑止システムＳ５は、水に浮かぶ浮遊体１ｃと、浮遊体１ｃを移動させる移動手段としてのロボットアームＡＭ３を備える。ロボットアームＡＭ３は、一端が浮遊体１ｃに連結され且つ他端がレールＲ１にそって移動可能に当該レールＲ１に接続されている。ロボットアームＡＭ３は、一つの関節を有している。

【0066】

この構成により、ロボットアームＡＭ３が矢印Ａ１３に示すように、ポンプの揚水管ＰＴの外側を周回することができる。また、ロボットアームＡＭ３の関節を延ばしたり縮めたりすることができる。これにより、ロボットアームＡＭ３を動かすことに加えて、ロボットアームＡＭ３がポンプの揚水管ＰＴの外側を周回できるので、浮遊体１ｃを任意の位置に移動させることができる。

【0067】

（第６の実施形態）
続いて、第６の実施形態について説明する。図９は、第６の実施形態に係る渦抑止システムの概略構成を示す斜視図である。図９に示すように、渦抑止システムＳ６は、連結部材ＣＮと、浮遊体１ｂに連結部材ＣＮを介して接続されワイヤーＷ１１と、ポンプ床Ｆに設置され且つワイヤーＷ１１を牽引可能な牽引機構ＴＷ１とを備える。

【0068】

更に、渦抑止システムＳ６は、浮遊体１ｂに連結部材ＣＮを介して接続されたワイヤーＷ１２と、ポンプ床Ｆに設置され且つワイヤーＷ１２を牽引可能な牽引機構ＴＷ２とを備える。

【0069】

更に、渦抑止システムＳ６は、浮遊体１ｂに連結部材ＣＮを介して接続されたワイヤーＷ１３と、ポンプの揚水管ＰＴの外側に固定され且つワイヤーＷ１３を牽引可能な牽引機構ＴＷ３とを備える。

【0070】

連結部材ＣＮは、３本のワイヤーＷ１１、Ｗ１２、Ｗ１３の結節点と、水面に浮かんだ浮遊体１ｂとの間の高さを調節する。このように、三つの牽引機構ＴＷ１、ＴＷ２、ＴＷ３がワイヤーＷ１１、Ｗ１２、Ｗ１３に張力を与え、且つ浮遊体１ｂまでの長さをそれぞれ調節することにより、浮遊体１ｂを破線で囲まれた三角形の領域Ｒ１１内の任意の位置に移動させることができる。

【0071】

なお、牽引機構ＴＷ３は、ポンプの揚水管ＰＴの外側に固定されているものとして、説明したが、これに限らず、ポンプ床Ｆに設置されていてもよい。

【0072】

なお、本実施形態では、ワイヤー及び牽引機構がそれぞれ三つあるとして説明したが、これに限ったものではない。図１０を用いて、ワイヤー及び牽引機構がそれぞれ四つある場合について説明する。図１０は、第６の実施形態の変形例に係る渦抑止システムの概略構成を示す平面図である。図１０に示すように、変形例に係る渦抑止システムＳ６ｂは、ワイヤー及び牽引機構を四つ備える。各牽引機構ＴＷ１～ＴＷ４は、吸込水槽の脇のポンプ床Ｆに設置され、対応するワイヤーＷ１１～Ｗ１４を牽引可能である。

【0073】

この構成により、四つの牽引機構ＴＷ１～ＴＷ４がワイヤーＷ１１～Ｗ１４に張力を与え、且つ浮遊体１ｂまでの長さをそれぞれ調節することにより、浮遊体１ｂを破線で囲まれた四角形の領域Ｒ１２内の任意の位置に移動させることができる。

【0074】

なお、ワイヤー及び牽引機構の数は、二つでもよいし、五つ以上であってもよい。すなわち、浮遊体１ｂが接続されているワイヤーは複数あり、ワイヤーを牽引可能な牽引機構は複数あり、牽引機構それぞれは、対応するワイヤーを巻き上げ可能であってもよい。
この構成により、複数の牽引機構が対応するワイヤーに張力を与え、且つ浮遊体１ｂまでの長さをそれぞれ調節することにより、牽引機構の位置を頂点とする線分または多角形内の任意の位置に浮遊体１ｂを移動させることができる。

【0075】

このとき、牽引機構のうち少なくとも一つは、吸込水槽の周りのポンプ床に設置されていてもよい。そして、連結部材ＣＮは、一端が浮遊体１ｂに連結されており且つ他端が複数のワイヤーの結節点に接続されていてもよい。この構成により、連結部材ＣＮは結節点から浮遊体１ｂまでの高さを調節することができる。

【0076】

また、牽引機構のうち少なくとも一つは、吸込水槽の周りのポンプ床に設置されており、牽引機構のうち少なくとも一つは、ポンプの揚水管ＰＴの外側に固定されていてもよい。この構成により、図９に示すように、局所的な領域内の任意の位置に浮遊体１ｂを移動させることができる。

【0077】

（第７の実施形態）
続いて、第７の実施形態について説明する。図１１は、第７の実施形態に係る渦抑止システムの概略構成を示す平面図である。第７の実施形態に係る渦抑止システムＳ７は、第６の実施形態に係る渦抑止システムＳ６に比べて、更に、浮遊体１ｃが追加され、この浮遊体１ｃを移動させる移動手段として、ワイヤーＷ１４、Ｗ１５、Ｗ１６と、対応する牽引機構ＴＷ４、ＴＷ５、ＴＷ６が追加された構成になっている。

【0078】

ワイヤーＷ１４は、浮遊体１ｃに連結部材（不図示）を介して接続されている。牽引機構ＴＷ４は、ポンプ床Ｆに設置され且つワイヤーＷ１４を牽引可能である。
またワイヤーＷ１５は、浮遊体１ｃに連結部材（不図示）を介して接続されている。牽引機構ＴＷ５は、ポンプ床Ｆに設置され且つワイヤーＷ１５を牽引可能である。
またワイヤーＷ１６は、浮遊体１ｃに連結部材（不図示）を介して接続されている。牽引機構ＴＷ６は、ポンプの揚水管ＰＴの外側に固定され且つワイヤーＷ１６を牽引可能である。

【0079】

この構成により、三つの牽引機構ＴＷ４～ＴＷ６がワイヤーＷ１４～Ｗ１６に張力を与え、且つ浮遊体１ｃまでの長さをそれぞれ調節することにより、浮遊体１ｃを破線で囲まれた三角形の領域Ｒ１４内の任意の位置に移動させることができる。
また第６の実施形態と同様に、三つの牽引機構ＴＷ１～ＴＷ３がワイヤーＷ１１～Ｗ１３に張力を与え、且つ浮遊体１ｂまでの長さをそれぞれ調節することにより、浮遊体１ｂを破線で囲まれた三角形の領域Ｒ１３内の任意の位置に移動させることができる。

【0080】

（第８の実施形態）
続いて、第８の実施形態について説明する。図１２は、第８の実施形態に係る渦抑止システムの概略構成を示す平面図である。図１２に示すように、渦抑止システムＳ８は、浮遊体１ｂ、１ｃを備え、移動手段として以下の構成を有する。すなわち、渦抑止システムＳ８は、一点が浮遊体１ｂに連結部材（図示せず）を介して接続されたワイヤーＷ２１と、ポンプの揚水管ＰＴの外周に沿って固定された第１のレールＲ２とを備える。ここでポンプの揚水管ＰＴは、吸込水槽ＴＫに設けられている。
更に渦抑止システムＳ８は、第１のレールＲ２に沿って周回可能であり且つワイヤーＷ２１を通す第１の滑車ＢＫ１と、吸込水槽ＴＫの周りのポンプ床Ｆに設置され且つポンプの揚水管ＰＴを中心とする略円環上に設けられている第２のレールＲＬ３とを備える。

【0081】

更に渦抑止システムＳ８は、第２のレールＲＬ３上を移動する移動車ＭＰ４を備える。ここで、本実施形態に係る移動車ＭＰ４は一例として、第２のレールＲＬ３上を移動する動力を有しており、例えば、動力付きのトロッコである。更に渦抑止システムＳ８は、移動車ＭＰ４に設けられ且つワイヤーＷ２１を通す第２の滑車ＢＫ２を備える。

【0082】

この構成より、第２の滑車ＢＫ２を回転させることにより、ワイヤーＷ２１が回動するので、これに伴いワイヤーＷ２１に一点で固定されている浮遊体１ｂが移動する。また、移動車ＭＰ４が第２のレールＲＬ３を移動するのに伴って、ワイヤーＷ２１が移動するので、これに伴いワイヤーＷ２１に一点で固定されている浮遊体１ｂが移動する。

【0083】

ここで、第２の滑車ＢＫ２は、ワイヤーＷ２１を巻き上げる動力を有する動力付滑車である。この構成により、自動でワイヤーＷ２１を巻き上げることにより、自動で浮遊体１ｂを移動させることができる。

【0084】

同様にして、渦抑止システムＳ８は、一点が浮遊体１ｃに連結部材（図示せず）を介して接続されたワイヤーＷ２２を備える。
更に渦抑止システムＳ８は、第１のレールＲ２に沿って周回可能であり且つワイヤーＷ２２を通す第１の滑車ＢＫ３を備える。

【0085】

更に渦抑止システムＳ８は、第２のレールＲＬ３上を移動する移動車ＭＰ５を備える。ここで、本実施形態に係る移動車ＭＰ５は一例として、第２のレールＲＬ３上を移動する動力を有しており、例えば、動力付きのトロッコである。更に渦抑止システムＳ８は、移動車ＭＰ５に設けられ且つワイヤーＷ２２を通す第２の滑車ＢＫ４を備える。

【0086】

この構成より、第２の滑車ＢＫ４を回転させることにより、ワイヤーＷ２２が回動するので、これに伴いワイヤーＷ２２に一点で固定されている浮遊体１ｃが移動する。また、移動車ＭＰ５が第２のレールＲＬ３を移動するのに伴って、ワイヤーＷ２２が移動するので、これに伴いワイヤーＷ２２に一点で固定されている浮遊体１ｃが移動する。

【0087】

ここで、第２の滑車ＢＫ４は、ワイヤーＷ２２を巻き上げる動力を有する動力付滑車である。この構成により、自動でワイヤーＷ２２を巻き上げることができ、自動で浮遊体１ｃを移動させることができる。

【0088】

（第９の実施形態）
続いて、第９の実施形態について説明する。図１３は、第９の実施形態に係る渦抑止システムの概略構成を示す平面図である。図１３に示すように、渦抑止システムＳ９は、浮遊体１ｂを備え、移動手段として以下の構成を有する。すなわち、渦抑止システムＳ９は、ポンプの揚水管ＰＴの外周に沿って固定された第１のレールＲ２と、第１のレールＲ２に沿って周回可能であり且つワイヤーを通す滑車ＢＫ５とを備える。ここでポンプの揚水管ＰＴは、吸込水槽ＴＫに設けられている。

【0089】

更に渦抑止システムＳ９は、吸込水槽ＴＫの周りのポンプ床Ｆに設置された第２のレールＲＬ４を備える。
更に渦抑止システムＳ９は、吸込水槽ＴＫの周りのポンプ床を移動する移動部材ＭＰ６を備える。本実施形態では、移動部材ＭＰ６は一例として第２のレールＲＬ４上を移動する移動車である。

【0090】

更に渦抑止システムＳ９は、牽引機構として、第１の牽引機構Ｔ１と第２の牽引機構Ｔ２を有する。第１の牽引機構Ｔ１は、移動部材ＭＰ６に設けられ且つワイヤーＷ３１の一端を巻き上げる動力を有する。第２の牽引機構Ｔ２は、移動部材ＭＰ６に設けられ且つワイヤーＷ３１の他端を巻き上げる動力を有する。第１の牽引機構Ｔ１及び第２の牽引機構Ｔ２によって、ワイヤーＷ３１にはテンションが掛けられている。

【0091】

この構成により、第１の牽引機構Ｔ１がワイヤーＷ３１の一端を巻き上げることにより、ワイヤーＷ３１の一点に接続されている浮遊体１ｂを矢印Ａ１８の方向に移動させることができる。一方、第２の牽引機構Ｔ２がワイヤーＷ３２の一端を巻き上げることにより、ワイヤーＷ３１の一点に接続されている浮遊体１ｂを矢印Ａ１９の方向に移動させることができる。また、移動部材ＭＰ６が第２のレールＲＬ４を移動するのに引っ張られて、滑車ＢＫ５が第１のレールＲ２上を回動するので、ワイヤーＷ３１が矢印Ａ２０の方向に移動する。これに伴いワイヤーＷ２１に一点で固定されている浮遊体１ｂも移動する。

【0092】

なお、各実施形態において、ガントリークレーン構造体またはロボットアームを、吸込水槽の周辺のポンプ床または揚水管に設置したが、これに限らず、吸込水槽の底部または側面に設置してもよい。
また、各実施形態において、牽引機構またはロボットアームを補助する動力付機構を、補助的に浮遊体に付設してもよい。

【0093】

また、各実施形態において、浮遊体の動力は電池駆動でも、有線による電力供給のいずれでもよい。電池駆動の場合、ポンプ停止時、あるいはポンプが運転していても空気吸込渦が発生しない時間帯に吸込水槽付設の充電装置から充電するのが望ましい。屋外の場合は充電に太陽電池を用いてもよい。太陽電池は、吸込水槽施設近傍及び／または浮遊体の上面に設置しても良い。

【0094】

音検知部１２、撮像装置ＣＤ、及びコントローラ１５、１５ｂは、浮遊体に搭載しても良いし、吸込水槽施設の陸上（例えば、ポンプ床）または水中に設置してもよい。

【0095】

各実施形態において、音あるいは画像により空気吸込渦の発生を検出したが、これに限らず、音声及び画像の両方により空気吸込渦の発生を検出してもよい。

【0096】

以上、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0097】

１、１ｂ、１ｃ 浮遊体
１１ 浮力部材
１２ 音検知部
１３ 移動手段
１４ 記憶部
１５、１５ｂ コントローラ
ＡＭ１、ＡＭ２、ＡＭ３ ロボットアーム
Ｂ１ 第１の滑車
Ｂ２ 第２の滑車
ＢＫ１ 第１の滑車
ＢＫ２ 第２の滑車
ＢＫ３ 第１の滑車
ＢＫ４ 第２の滑車
ＢＫ５ 滑車
ＣＤ 撮像装置
ＣＮ 連結部材
Ｆ ポンプ床
ＧＤ ガーダー
Ｍ モータ
ＭＰ１ 第１の移動部材
ＭＰ２ 第２の移動部材
ＭＰ３ 移動部材
ＭＰ４ 移動車
ＭＰ５ 移動車
ＭＰ６ 移動部材
ＰＲ１、ＰＲ２ プーリー
ＰＴ 揚水管
Ｒ１ レール
Ｒ２ 第１のレール
ＲＬ、ＲＬ２ レール
ＲＬ３、ＲＬ４ 第２のレール
Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ６ｂ、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９ 渦抑止システム
Ｔ１ 第１の牽引機構
Ｔ２ 第２の牽引機構
ＴＫ 吸込水槽
ＴＷ１、ＴＷ２、ＴＷ３、ＴＷ４、ＴＷ５、ＴＷ６ 牽引機構
ＶＮ 連結部材
ＶＴ 空気吸込渦
Ｗ、Ｗ１１～Ｗ１６，Ｗ２、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ３１、Ｗ３２ ワイヤー
ＷＴ 水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】