JP2002120793A - 浮体構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 甲板部を略水平に維持できる浮体構造物を提
供する。 【解決手段】 甲板部１１の下方に空気を収容するため
の浮力室を形成する浮体構造物において、上記甲板部１
１の下部に隔壁１３を格子状に設けて複数の浮力室を区
画形成すると共に、任意の浮力室の底部を開口させて複
数の浮力調整室２０を形成し、これら浮力調整室２０間
を空気移動通路２２で接続したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、海上の浮体構造物
に係り、特に、甲板部を水平に維持できる浮体構造物に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、海上の浮体構造物としては、甲
板部の下方に空気を収容する密閉構造の浮力室を備え、
推進装置を持たない所謂台船が使用されている。

【０００３】この浮体構造物は、最近では、騒音を発生
する空港設備等として使用したり、島と島を結ぶ橋の代
替として使用したり、海上の居住設備として利用するな
ど、様々な用途に使用することが期待されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
台船による浮体構造物は、波やうねりの影響を受けて傾
斜或いは揺動するため、甲板部を水平状態に維持するこ
とが不可能であり、積荷等は甲板部に固定していた。

【０００５】従って、従来の浮体構造物は、空港設備や
居住設備として使用することができず、使用範囲を拡大
することができない問題があった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、甲板部を略水平に維持できる浮体構造物を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に創案された本発明に係る浮体構造物は、甲板部の下方
に空気を収容するための浮力室を形成する浮体構造物に
おいて、上記甲板部の下部に隔壁を格子状に設けて複数
の浮力室を区画形成すると共に、任意の浮力室の底部を
開口させて複数の浮力調整室を形成し、これら浮力調整
室間を空気移動通路で接続したものである。

【０００８】これによれば、波やうねりによって浮力調
整室内の水面が変動すると、水面が上昇した浮力調整室
内の空気が、空気移動通路を通って水面が下降した浮力
調整室内に移動し、各浮力調整室に作用する浮力を調整
して甲板部の姿勢を略水平に保つことができる。

【０００９】また、上記浮力室は、底部が開口した上記
浮力調整室と、底部に底板が設けられて密閉された浮力
専用室とで構成されることが好ましい。こうすること
で、浮力調整室によって甲板部を水平に維持できると共
に、浮力専用室により常に確実に浮力を確保できる。

【００１０】また、上記空気移動通路に、空気移動通路
間の空気の移動を阻止するための開閉弁を設けることが
好ましい。こうすることで、一つの浮力調整室が損傷し
たときに、その浮力調整室と他の浮力調整室との空気の
移動を阻止して損傷による影響を一つの浮力調整室のみ
にとどめることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
を添付図面に基づいて詳述する。

【００１２】図１は、本実施形態に係る浮体構造物の斜
視図、図２は浮体構造物の正面断面図、図３は浮体構造
物における浮力調整室の拡大斜視図である。

【００１３】浮体構造物１０は鋼構造物であり、図に示
すように、甲板部１１と、甲板部１１の側面下部に設け
られた側壁１２と、甲板部１１の下部に格子状に設けら
れた隔壁１３とで概略構成される。

【００１４】甲板部１１は、使用目的に合わせて、その
上部に各種設備を設置できるものであり、本実施形態で
は100m×100mの四角形状に形成されている。甲板部１１
の形状および大きさは使用目的によって適宜設定され
る。

【００１５】側壁１２は、甲板部１１の側面と同じ長さ
を有し、本実施形態では高さが約２０m に形成されてい
る。各側壁１２同士の接触部は溶接等により隙間なく接
合されている。

【００１６】隔壁１３は、甲板部１１の下部に設けられ
ており、側壁１２と同様に、甲板部１１の側面と同じ長
さを有し、高さが約２０m に形成されている。隔壁１３
は、側壁１２と平行に設けられ、略９０°の角度で互い
に交差して格子状に設けられている。隔壁１３同士の交
差部および隔壁１３と側壁１２との接触部は溶接等によ
り隙間なく接合されている。

【００１７】本実施形態では、隔壁１３は、甲板部１１
の縦および横方向に、それぞれ１９個づつ等間隔に設け
られている。しかしながら、本発明はこの点において限
定されず、もっと多く、あるいは少なく設けるようにし
ても良い。

【００１８】そして、上面を甲板部１１によって区画さ
れ、側面を側壁１２或いは隔壁１３によって区画された
スペースに、甲板部１１を水面上に浮遊させるための空
気を収容する浮力室となる浮力調整室２０，２０，…が
形成される。

【００１９】浮力調整室２０，２０，…は底部が開口し
ており、空気は、浮力調整室２０，２０，…内の水面Ｗ
によって各浮力調整室２０，２０，…内に閉じ込められ
て収容される。

【００２０】ここで、浮力調整室２０内に収容された空
気の体積をＶ、浮力構造体１０を浮遊させる水（海水）
の比重をρ、重力加速度をｇとすると、浮力調整室２０
内の空気に作用する浮力Ｆは次式で表すことができる。

【００２１】Ｆ＝ρｇＶ従って、浮力調整室２０内の空
気に作用する浮力は、浮力調整室２１内の空気の体積に
比例して変動する。

【００２２】全ての浮力調整室２０，２０，…内に収容
された空気に作用する浮力が、浮体構造物１０の重量
と、上部に設置された設備の重量との総重量よりも大き
くなるようにすることで浮体構造物１０を水面上に浮遊
させることができる。

【００２３】このとき、図２における喫水高さＨは、浮
力調整室２０内の空気の逃げを防止するために、側壁１
２の高さの７割程度、即ち本実施形態では１４〜１５ｍ
程度に設定することが好ましい。

【００２４】また、各浮力調整室２０内の水面Ｗの高さ
ｈは、浮力調整室２０内の空気の逃げ防止、及び後述す
る各浮力調整室２０内の空気体積の変動を考慮して適宜
設定される。

【００２５】従って、浮体構造物１０の重量と上部に設
置される設備の重量との総重量を考慮して、側壁１２お
よび隔壁１３の高さを選択して、喫水高さＨおよび浮力
調整室２０内の水面Ｗの高さｈを適宜設定する。

【００２６】ここで、浮力調整室２０，２０，…は、甲
板部１１を水面上に浮遊させると共に甲板部１１を略水
平に維持する機能をも備えている。

【００２７】即ち、浮力調整室２０，２０，…は、隔壁
１３を貫通して浮力調整室２０間に延びる連通管からな
る空気移動通路２２によって、内部に収容した空気が浮
力調整室２０，２０，…間を移動可能に接続されている
（図３参照）。これによって、波やうねり等により水面
が揺動したときに、浮力調整室２０内の空気が空気移動
通路２２を通って他の浮力調整室２０へと移動して各浮
力調整室２０，２０，…に作用する浮力を調整して甲板
部１１を水平に保つ。

【００２８】図４を用いて、浮力調整室２０内の空気の
移動状態を説明する。

【００２９】図４は、二つの隣接した浮力調整室２０
ａ，２０ｂを一例として、内部の空気の移動状態を示す
概略図である。

【００３０】まず、水面が穏やかな時は、図に点線ａで
示すように、浮力調整室２０ａ，２０ｂ内の水面Ｗは予
め設定された高さｈにほぼ位置する。

【００３１】このとき、浮力調整室２０ａ，２０ｂ内に
収容された空気の体積はほぼ等しく、従って、浮力調整
室２０ａ，２０ｂに作用する浮力が等しくなり、甲板部
１１は水平に保たれる。

【００３２】次に、図に点線ｂで示すように、水面Ｗに
波が発生すると、波の山部Ａおよび谷部Ｂにそって浮力
調整室２０ａ，２０ｂ内の水面Ｗが上下に変動する。こ
のとき、波の山部Ａに位置する浮力調整室２０ａには上
方に突き上げる力が作用し、波の谷部Ｂに位置する浮力
調整室２０ｂは下方に移動しようとするため、甲板部１
１は、図において左肩上がりに傾斜しようとする。

【００３３】しかしながら、このとき、波の山部Ａに位
置する浮力調整室２０ａ内の水面Ｗが上昇するため内部
に収容されている空気の圧力が高くなり、空気が空気移
動通路２２を通って、水面Ｗが下降して圧力の低下した
浮力調整室２０ｂ側へと移動する。そして、浮力調整室
２０ａ，２０ｂ内の空気の圧力は等しくなる。

【００３４】この結果、浮力調整室２０ａ内の空気は体
積が小さくなり、浮力調整室２０ａに作用する浮力が小
さくなる。また、浮力調整室２０ｂ内の空気は浮力調整
室２０ａ内から移動してきた空気によって体積が大きく
なり、浮力調整室２０ｂに作用する浮力は大きくなる。

【００３５】このため、浮力調整室２０ａは波による突
き上げを吸収するようにその浮力が小さくなり、かつ、
浮力調整室２０ｂは浮力が大きくなり、結果として、甲
板部１１は略水平状態のまま維持される。

【００３６】全ての浮力調整室２０，２０，…におい
て、上記のような空気の移動が行われて波による水面Ｗ
の変動を吸収するように浮力調整を行うため、甲板部１
１を略水平に維持することができるものである。

【００３７】また、図３に示すように、空気移動通路２
２には、通路を塞いで浮力調整室２０，２０，…間の空
気の移動を阻止するための開閉弁２３が設けられてい
る。

【００３８】浮力調整室２０，２０，…は、空気移動通
路２２によって連通しているため、浮力調整室２０のう
ち一つが損傷すると、全ての浮力調整室２０，２０，…
が影響を受ける可能性があるが、損傷した浮力調整室２
０に接続されている空気移動通路２２の開閉弁２３を閉
じて隔離することで、損傷による影響を一か所の浮力調
整室２０のみにとどめることができる。

【００３９】また、図２に示すように、甲板部１１に
は、各浮力調整室２０内に空気を導入或いは排出するた
めの空気導入・排出手段２６が設けられている。空気導
入・排出手段２６は、コンプレッサー２４、配管２５等
で構成される。

【００４０】空気導入・排出手段２６により、浮力調整
室２０内の空気の体積を調節することで、浮遊構造物１
０の喫水高さＨを調整することができる。従って、海水
の満干時に、空気導入・排出手段２６により浮力調整室
２０内の空気の体積を調節して甲板部１０の高さを一定
に保つことができる。

【００４１】本発明の浮体構造物１０では、甲板部１１
を水平に維持できるため、海上の空港設備として使用し
たり、島と島を結ぶ橋の代替として使用したり、海上の
居住設備として使用する等様々な用途に有効利用ができ
る。

【００４２】また、浮体構造物１０を複数個連結して使
用することもできる。

【００４３】本実施形態では、浮力室の全てを、底部が
開口した浮力調整室２０で構成するとして説明してきた
が、本発明はこの点において限定されず、浮力室の一部
を、底板により密閉された浮力専用室としても良い。

【００４４】例えば、図５に示すように、甲板部１１の
側部に位置する浮力室の底部に底板３０を設けて浮力専
用室３１としても良い。こうすることで、万が一、浮力
調整室２０内の空気が外部に逃げたとしても、両側部の
浮力専用室３１によって確実に浮力を確保することがで
きる。

【００４５】また、浮力調整室２０の全てを空気移動通
路２２で連通せずに、複数個のグループに分割して、グ
ループ内の浮力調整室２０を空気移動通路２２で連通す
るようにしても良い。

【００４６】また、図６に示すように、離れて位置する
浮力調整室２０同士を空気移動通路２２により連通する
ように設けても良い。その場合、両浮力調整室２０，２
０間に位置する浮力室は底部に底板３０を設けて浮力専
用室３１とすることができる。

【００４７】本実施形態では、空気移動通路２２は、連
通管で構成されるとして説明してきたが、本発明はこの
点において限定されず、例えば、隔壁１３に貫通穴を形
成して浮力調整室２０内の空気が隣接する浮力調整室２
０へ移動できるようにしても良い。

【００４８】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、以下に示
す如く優れた効果を発揮するものである。１）波やうね
りによる水面の変動を吸収して甲板部を水平状態に維持
できる。２）甲板部を水平状態に維持できるため、浮体
構造物の使用範囲を大幅に拡大できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る浮体構造物の斜視図
である。

【図２】本発明の一実施形態に係る浮体構造物の正面断
面図である。

【図３】浮体構造物における浮力調整室の拡大斜視図で
ある。

【図４】二つの隣接した浮力調整室内の空気の移動状態
を示す概略図である。

【図５】本発明の他の実施形態に係る浮体構造物の正面
断面図である。

【図６】本発明の他の実施形態に係る浮体構造物の拡大
断面図である。

【符号の説明】

１１ 甲板部 １３ 隔壁 ２０ 浮力調整室 ２２ 空気移動通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ０２Ｂ 3/06 Ｅ０２Ｂ 3/06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 甲板部の下方に空気を収容するための浮
   力室を形成する浮体構造物において、上記甲板部の下部
   に隔壁を格子状に設けて複数の浮力室を区画形成すると
   共に、任意の浮力室の底部を開口させて複数の浮力調整
   室を形成し、これら浮力調整室間を空気移動通路で接続
   したことを特徴とする浮体構造物。
2. 【請求項２】 上記浮力室は、底部が開口した上記浮力
   調整室と、底部に底板が設けられて密閉された浮力専用
   室とで構成される請求項１記載の浮体構造物。
3. 【請求項３】 上記空気移動通路に、空気移動通路間の
   空気の移動を阻止するための開閉弁を設けた請求項１又
   は２記載の浮体構造物。