JP2004175137A - Rocking suppressing method and mechanism of floating structure, and seawater pumping device using the method and mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海洋上等水面に浮上設置される浮体構造物の、波浪によって惹起される動揺を抑制する方法と機構及びそれを用いた海水汲み上げ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
海上石油掘削設備や海上プラント等、水面に浮遊設置される浮体構造物では、波の周期と浮体構造物の振動の固有周期が一致すると、共振を生じて大きく動揺し、不安定となって危険であるため、設置海域において卓越する波の周期に対して浮体構造物の固有周期を予めずらすように設計される。また、付帯構造物との固有振動の共振も避ける必要がある。
【0003】
しかし、波の周期は季節や天候によって一定ではないため、異なる周期の波に対する対策が必要となる。これは、曳航移動が可能で設置海域が特定されない浮体構造物においても同様である。
【0004】
浮体構造物の波による動揺を抑制し得る構成としては、特許文献1に開示のごときものがある。
【0005】
これは、水面下に浮遊する浮体に立設された水面を貫通する支柱体で作業台を支持して成る半潜水式海洋構造物において、支柱体の喫水線近傍の周囲に、底面が水面下に開口すると共に上面が蓋によって開閉可能な複数の空間室を形成し、個々の空間室の蓋を開閉操作することによって喫水線の形状を変化させ、入射波により発生する波強制力を減衰させて、海洋構造物の動揺を抑制しようとするものである。
【0006】
【特許文献1】
特開平7−25382号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のごとく喫水線の形状を変化させる動揺抑制構成では、上下方向の動揺を抑制することは可能であるものの、構造物の重心を中心として前後又は左右に揺動する縦揺れ又は横揺れを抑制することはできないという問題がある。
【0008】
動揺の固有周期と波の周期が一致すると、共振を生じて振幅が漸次増大し、最終的には転覆に至る危険がある。また、連結された付帯構造物等がある場合には、連結部の破損に至る虞もある。
【0009】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、特に波の影響によって生ずる縦揺れ及び横揺れの固有周期を変化させ、波の周期や付帯構造物等との共振を防ぐことのできる浮体構造物の動揺抑制方法と動揺抑制機構及びそれを用いた海水汲み上げ装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決する為の手段】
上記目的を達成する本発明の浮体構造物の動揺抑制方法は、水面に浮遊設置される浮体構造物において、上下方向の重量バランスを変化させることによって重心と浮心との距離を変化させ、固有周期を適正に変化させて共振の発生を防ぐことを特徴とする。
【0011】
この方法では、上下方向の重量バランスを変化させて重心と浮心との距離を変化させることで、重心と浮心の距離と相関関係にある縦揺れ及び横揺れの固有周期を変化させ、共振域外として動揺を抑制することができる。
【0012】
また、浮体構造物の動揺抑制機構は、水面に浮遊設置される浮体構造物において、バランスウェイト部材と、該バランスウェイト部材を上下方向に移動させるウェイト移動手段とを備え、ウェイト移動手段によるバランスウェイト部材の上下方向の移動によって上下方向の重量バランスを変化させて重心と浮心との距離を変化させ、固有周期を適正に変化させて共振の発生を防ぐように構成されていることを特徴とする。
【0013】
この構成により、ウェイト移動手段によってバランスウェイト部材を上下方向の移動させることで、上下方向の重量バランスを変化させて重心と浮心との距離を変化させ、重心と浮心の距離と相関関係にある縦揺れ及び横揺れの固有周期を変化させ、共振域外として動揺を抑制することができる。
【0014】
また、上記浮体構造物はその下部にタンクを備え、上記ウェイト移動手段は、前記浮体構造物の上部に配設されたバランスタンクと、前記タンクと前記バランスタンクを結んで配管された液体移動管路と、前記タンクと前記バランスタンク間で液体を移動駆動する液体移動手段と、により構成され、前記タンク内の液体を上記バランスウェイト部材として用いるように構成されていることを特徴とする。
【0015】
この構成により、タンク内の水を送水手段によって液体移動管路を介して上部に配設されたバランスタンクに移送することで、全体の重量を変化させることなく上下方向の重量バランスを変化させ、浮体構造物の喫水位置を維持したまま固有周期を変化させることができる。
【0016】
また、上記浮体構造物はその下部に注排水によって浮沈調整を行うバラストタンクを備え、上記ウェイト移動手段は、前記浮体構造物の上部に配設されたバランスタンクと、前記バラストタンクと前記バランスタンクを結んで配管された送水管路と、前記バラストタンクと前記バランスタンク間で水を移動駆動する送水手段と、により構成され、前記バランスタンク内の水を上記バランスウェイト部材として用いるように構成されていることを特徴とする。
【0017】
この構成によれば、浮沈調整を行うバラストタンク内の水を送水手段によって送水管路を介して上部に配設されたバランスタンクに移送することで、全体の重量を変化させることなく上下方向の重量バランスを変化させ、浮体構造物の喫水位置を維持したまま固有周期を変化させることができる。
【0018】
更に、上記浮体構造物の動揺抑制機構を用いた海水汲み上げ装置として、上記バラストタンクと汲み上げ機構とを備える装置本体と、該装置本体に所定高さに立設され上記バランスタンクを備える塔部と、前記装置本体の下部に垂下接続された所定深度に至る取水管とを備え、前記バラストタンクへの注排水による浮力調節によって、汲み上げ作用時には前記装置本体を運転時海面に位置させると共に、保守点検時には前記装置本体を保守点検時海面に位置させるように構成されていることを特徴とする。
【0019】
これによれば、大きな体積を有する装置本体が汲み上げ作用時には水面下所定深度に没水する運転時海面とすることによって波浪による影響を少なくして揺れを抑制できる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本願発明の実施の形態について説明する。
図1は本願発明に係る浮体構造物の動揺抑制方法を適用した海水汲み上げ装置の一構成例である海洋肥沃化装置の外観を示す正面図であり、図2はその縦断面図,図3(A)は図1のA−A断面図,図3(B)は図1のB−B断面図である。
【0021】
図示海洋肥沃化装置1は、所定厚さの略円盤状を呈する装置本体としての本体部10の上側に所定高さの塔部としての管塔部20が立設されると共に、本体部10の下側に取水管30が接続され、また、縦揺れ及び横揺れの固有周期を波の周期からずらして共振による動揺を抑制する動揺抑制機構50を備えて構成されている。そして、図1及び図2中に想像線で海面を示すように、深層水の汲み上げ放流運転時には本体部10が没水した状態とされ、取水管30を介して汲み上げた深層水と管塔部20を介して取り入れた表層水を混合して周囲側方に密度流として放流・拡散し、人工的な湧昇流を形成するものである。また、保守点検時には本体部10の上面が海面上に浮上した状態とされる。
【0022】
次に、各部を詳細に説明する。
本体部10は、中央の機器室11の周囲にバラストタンク51が配設されて構成されており、そのバラストタンク51への注水量によって全体の浮力を調節し得るようになっている。
【0023】
機器室11は、制御装置等が設置される平面形状八角形の密閉可能な空間であって、中央に取水管路14が縦に貫通配設されている。当該機械室11の上側には、所定間隔離間して配設された流路板15によって周方向全域に開口する所定厚さで円盤状の放流通路16が形成されており、この放流通路16の平面中心部に汲み上げ放流ポンプ40が設けられている。
【0024】
汲み上げ放流ポンプ40は、上下に吸水口を備え、上部吸入口には塔管部20(管状本体21)の下端が接続されると共に、下部吸入口には機器室11を貫通する取水管路14が接続され、上下の吸入口からそれぞれ海水を吸入して混合し、周囲の放流通路16に放流するように構成されている。
【0025】
バラストタンク51は、機器室11と同一高さ(厚さ)で、機器室11の外側全周に均等の幅で形成され、その内部は、隔壁によって機器室11の外側の各辺と対応する台形のコンパートメント51A〜51Hに分割されている。これらバラストタンク51の各コンパートメント51A〜51Hには、詳しくは後述する注排水回路によって注水・排水が行われるようになっている。また、このバラストタンク51の底部には、万一取水管30が欠損するような事態が生じても当該海洋肥沃化装置1の姿勢を安定的に保持するための固定バラスト17が設けられている。
【0026】
管塔部20は、下端で汲み上げ放流ポンプ40に接続された所定径で所定長さの管状本体21の上端に、管状本体21より大径のアッパーデッキ22が設けられて構成されている。管状本体21の所定高さの部位には、表層水取水口21Aが開口形成されている。
【0027】
アッパーデッキ22は、発電装置等を収容する上部機械室22Aとその下側の所定容量のバランスタンク52が一体に構成されている。このバランスタンク52は、管状本体21の内部に配設された管路53を介してバラストタンク51の各コンパートメント51A〜51Hと接続されている。
【0028】
取水管30は、所定径で所定長さの管状であって、その上端が本体部10の下部に接続されて、取水管路14に連通している。その下端は、取水する深層水域(例えば水深200m以深)に達するように設定されている。
【0029】
動揺抑制機構50は、バラストタンク51と、管塔部20のアッパーデッキ22に設けられたバランスタンク52と、それらに注水又はそれらから排水する送水管路としての管路53及び図示しない制御装置とにより構成されている。
【0030】
バラストタンク51及びバランスタンク50への注水・排水の管路53は、図4にその回路図を示すように構成されている。
【0031】
即ち、管路53は、取水管路14に開口する吸入口と外部排出口とを繋いで配管された主管路53Aに、バランスタンク52に至るバランス調整管路53Bと、バラストタンク51の各コンパートメント51A〜51Hに至る各支管路53C〜53Fがそれぞれ接続されると共に、バランス調整管路53Bに送水ポンプ54が介設され、更に、バランス調整管路53Bの送水ポンプ54の下流側と主管路53Aの排水口近傍がバイパス管路53Cで接続されて構成されている。また、主管路53Aのバランス調整管路53Bが分岐する前後,バランス調整管路53Bのバイパス管路53Cが分岐する前後及び主管路53Aのバイパス管路53Cが合流する前後にそれぞれ制御弁55が介設されると共に、各コンパートメント51A〜51Hに至る各支管路53C〜53Fにもそれぞれ制御弁55が介設されている。送水ポンプ54と各制御弁55は、機器室11に設けられた制御装置によって駆動制御される。尚、本構成例では、バラストタンク51の各コンパートメント51A〜51Hは、隣接する二室で一組となっている。
【0032】
これにより、制御装置による送水ポンプ54と各制御弁55の駆動制御によって、バラストタンク51の各コンパートメント51A〜51Hへの注水と、各コンパートメント51A〜51Hからの排水と、バラストタンク51内の海水のバランスタンク52への移動と、バランスタンク52からの排水とを行うことができる。そして、バラストタンク51の各コンパートメント51A〜51Hの個別の注水・排水によって当該海洋肥沃化装置1の全体の浮力の調節と傾きを調整することができると共に、バラストタンク51の内の海水をバランスタンク52に移動することで当該海洋肥沃化装置1の上下方向の重量バランスを変化させることができるようになっている。
【0033】
上記のごとき構成の動揺抑制機構50は、バラストタンク51内の海水をバランスタンク52に移動させることで、縦揺れ及び横揺れの固有周期を波の周期や付帯構造物である取水管30と共振しないように変化させて動揺抑制を行う。
【0034】
つまり、重心と浮心との距離(メタセンタ高さ:GoM)を変えた複数例におけるピッチングの周期と振幅の関係を示すグラフである図5に示すように、例えばピッチングの固有周期は重心と浮心の距離と反比例する相関関係にある(重心と浮心の距離が小さくなるとピッチングの固有周期は長くなる)ため、バラストタンク51とバランスタンク52の間で海水を移動させて当該海洋肥沃化装置1の重心位置を上下に移動させることによって重心と浮心との距離を変化させてピッチングの固有周期を波の周期や取水管30の固有振動と共振を生じないように設定することで、縦揺れ及び横揺れの共振を防いで動揺を抑制することができるものである。
【0035】
例えば、図5において、GoM=1mでは周期:14秒の波に対して共振を生ずるが、これをGoM=0.5mに変化させることで共振を回避することができる。
【0036】
重量バランスの変化は、バラストタンク51とバランスタンク52の間の海水の移動によって行われるものであるため全体としての重量変化はなく、海洋肥沃化装置1は浮沈することなく所定の喫水位置を保つことができる。
【0037】
ここで、設置海域が特定されてその海域において卓越する波の周期が解っていれば、海洋肥沃化装置1の固有周期を予め共振しないように設定することができる。ところが、本構成例のように、縦に長く本体部10が水面下所定深度に没水する位置と水面に浮上する位置との間を浮沈移動し、且つ、その際に喫水が放流通路16を通過するために水線面積が大きく変化するものでは、その浮沈移動時における安定性保持のために浮心と重心の距離はできるだけ大きく設定することが望ましい。しかしその一方、本体部10が所定深度に位置する作業時も浮心と重心の距離がそのままでは固有周期が波の周期と一致してしまうことが生じ得る。このような場合、固有周期を変化させて共振を防ぐことができる。つまり、沈降及び浮上はバラストタンク51のみに注水して安定性の高い状態で行い、作業時にはバラストタンク51からバランスタンク52に注水して共振を防ぐ任意の固有周期に設定することができるものである。例えば、図2中において、浮心:BCに対し、沈降及び浮上時には重心:GC1とすると共に、作業時には重心:GC2に変化させて共振を防ぐものである。
【0038】
上記のごとく構成された海洋肥沃化装置1は、固定バラスト17及び取水管30の重量によってその中心軸を鉛直とした姿勢で海面に浮遊し、チェーン等の係留索2によって海底に係留されて所定海域に設置される。
【0039】
そして、深層水の汲み上げ放流運転時には、バラストタンク51への注排水による浮力調節によって、放流通路16が有光層内の所定放流深度(例えば水深30m)に位置するよう浮遊配置され、汲み上げ放流ポンプ40の駆動によって管塔部20から取り入れた表層水と取水管30を介して汲み上げた深層水とを混合して放流通路16から周囲に放流する。放流された深層水は、有光層内を密度流として水平に拡散し、その有する栄養によって植物プランクトンの増殖を促し、その結果、自然環境下で漁場を造成することができる。
【0040】
このように、大きな体積を有する本体部10が運転時には水面下所定深度に没水することにより、水線面積を極めて小さくできるために波浪による影響を少なくして揺れを抑制することができる。また、波の周期が当該海洋肥沃化装置1の固有周期と共振する虞のある時は、動揺抑制機構50によってバラストタンク51とバランスタンク52の間で海水を移動させて固有周期を変化させて共振を防ぐことができ、安定した設置が可能となると共に、本体部10と取水管30の接合部等構造に作用する負荷を小さくできるために高い安全性を有するものを小型軽量に低コストで構築できるものである。
【0041】
一方、保守点検時は、バラストタンク51から排水して浮力を増大させて、本体部10の上面が水面上となるように浮上させて行うことができる。
【0042】
尚、上記構成例は、本願を海水汲み上げ装置に適用したものであるが、これに限らず他の浮体構造物にも適用可能である。また、上記動揺抑制機構の構成例は、バラストタンク51とバランスタンク52の間で水を移動させて上下方向の重量バランスを変化させるものであるが、重量バランスを変化させる構成はこれに限るものではなく、例えば、バランスタンク52に外部から独立して注水すると共に、バラストタンク51から同期して排水するように構成する等、適宜変更可能なものである。
【0043】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る浮体構造物の動揺抑制方法は、水面に浮遊設置される浮体構造物において、上下方向の重量バランスを変化させることによって重心と浮心との距離を変化させ、固有周期を変化させて共振の発生を防ぐことを特徴とする。
【0044】
これにより、上下方向の重量バランスを変化させて重心と浮心との距離を変化させることで、重心と浮心の距離と相関関係にある縦揺れ及び横揺れの固有周期を共振域外に変化させ、動揺を抑制することができる。
【0045】
また、浮体構造物の動揺抑制機構は、水面に浮遊設置される浮体構造物において、バランスウェイト部材と、該バランスウェイト部材を上下方向に移動させるウェイト移動手段とを備え、ウェイト移動手段によるバランスウェイト部材の上下方向の移動によって上下方向の重量バランスを変化させて重心と浮心との距離を変化させ、固有周期を変化させて共振の発生を防ぐように構成されていることを特徴とする。
【0046】
この構成によれば、ウェイト移動手段によってバランスウェイト部材を上下方向の移動させることで、上下方向の重量バランスを変化させて重心と浮心との距離を変化させ、重心と浮心の距離と相関関係にある縦揺れ及び横揺れの固有周期を共振域外に変化させ、動揺を抑制することができるものである。
【0047】
また、上記浮体構造物はその下部にタンクを備え、上記ウェイト移動手段は、前記浮体構造物の上部に配設されたバランスタンクと、前記タンクと前記バランスタンクを結んで配管された液体移動管路と、前記タンクと前記バランスタンク間で液体を移動駆動する液体移動手段と、により構成され、前記タンク内の液体を上記バランスウェイト部材として用いるように構成されていることを特徴とする。
【0048】
この構成によれば、浮体構造物の下部に備えられたタンク内の水を送水手段によって液体移動管路を介して上部に配設されたバランスタンクに移送することで、全体の重量を変化させることなく上下方向の重量バランスを変化させることができ、浮体構造物の喫水位置を維持したまま固有周期を変化させて共振を防ぎ、動揺を抑制することができるものである。
【0049】
また、上記浮体構造物はその下部に注排水によって浮沈調整を行うバラストタンクを備え、上記ウェイト移動手段は、前記浮体構造物の上部に配設されたバランスタンクと、前記バラストタンクと前記バランスタンクを結んで配管された送水管路と、前記バラストタンクと前記バランスタンク間で水を移動駆動する送水手段と、により構成され、前記バランスタンク内の水を上記バランスウェイト部材として用いるように構成されていることを特徴とする。
【0050】
この構成によれば、浮沈調整を行うバラストタンク内の水を送水手段によって送水管路を介して上部に配設されたバランスタンクに移送することで、全体の重量を変化させることなく上下方向の重量バランスを変化させ、浮沈調整された所定の喫水位置を維持したまま固有周期を変化させて共振を防ぎ、動揺を抑制することができるものである。
【0051】
更に、上記浮体構造物の動揺抑制機構を用いた海水汲み上げ装置として、上記バラストタンクと汲み上げ機構とを備える装置本体と、該装置本体に所定高さに立設されバランスタンクを備える塔部と、装置本体の下部に垂下接続された所定深度に至る取水管とを備え、バラストタンクへの注排水による浮力調節によって、汲み上げ作用時には装置本体を運転時海面に位置させると共に、保守点検時には装置本体を保守点検時海面に位置させるように構成されていることを特徴とする。
【0052】
この構成によれば、汲み上げ作用時には大きな体積を有する装置本体が水面下となる運転時海面とすることによって波浪による影響を少なくして揺れを抑制できると共に、保守点検時には装置本体の上面が水面上となる保守点検時海面に位置させて保守点検を容易に行うことができる。また、沈降及び浮上はバラストタンクのみの注水して最も安定性の高い状態で行い、設置状態でバラストタンクからバランスタンクに注水して任意の固有周期に設定して共振を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明に係る浮体構造物の動揺抑制方法を適用した海水汲み上げ装置の一構成例である海洋肥沃化装置の外観を示す正面図である。
【図2】図1の縦断面図である。
【図3】(A)は図1のA−A断面図,(B)は図1のB−B断面図である。
【図4】バラストタンク及びバランスタンクへの注水・排水の管路回路図である。
【図5】ピッチングの周期と振幅の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 海洋肥沃化装置(浮体構造物)
10 本体部(装置本体)
20 管塔部(塔部)
30 取水管
40 汲み上げ放流ポンプ(汲み上げ機構)
50 動揺抑制機構
51 バラストタンク
52 バランスタンク
53 管路(送水管路)
54 送水ポンプ(送水手段)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and a mechanism for suppressing fluctuations caused by waves of a floating structure which is levitated and installed on the water surface such as the sea, and a seawater pumping apparatus using the same.
[0002]
[Prior art]
In the case of floating structures floating on the water surface, such as offshore oil rigs and offshore plants, if the wave period matches the natural period of the vibration of the floating structure, resonance occurs, causing large fluctuations and instability. Therefore, it is designed such that the natural period of the floating structure is shifted in advance with respect to the period of the wave that prevails in the installation sea area. In addition, it is necessary to avoid natural vibration resonance with the incidental structure.
[0003]
However, since the wave cycle is not constant depending on the season and weather, it is necessary to take measures against waves with different cycles. The same applies to a floating structure that can be towed and whose installation sea area is not specified.
[0004]
As a configuration capable of suppressing the fluctuation of the floating structure due to the wave, there is one as disclosed in
[0005]
This is a semi-submersible marine structure that supports the workbench with a column that penetrates the water surface standing on a floating body that floats below the water surface. Forming a plurality of space chambers that can be opened and closed with a lid whose top is open, change the shape of the waterline by opening and closing the lid of each space chamber, attenuate the wave forcing generated by the incident wave, It is intended to suppress the motion of marine structures.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-7-25382
[Problems to be solved by the invention]
However, in the sway suppressing configuration that changes the shape of the waterline as described above, although it is possible to suppress the sway in the vertical direction, the sway or the sway that swings back and forth or right and left around the center of gravity of the structure is performed. There is a problem that it cannot be suppressed.
[0008]
When the natural period of the oscillation matches the period of the wave, resonance occurs, the amplitude gradually increases, and there is a risk of eventually overturning. Further, if there is a connected incidental structure or the like, there is a possibility that the connecting portion may be damaged.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and in particular, can change the natural periods of pitching and rolling caused by the influence of waves to prevent resonance with wave periods and incidental structures. An object of the present invention is to provide a method and a mechanism for suppressing fluctuation of a floating structure and a seawater pumping apparatus using the same.
[0010]
[Means for solving the problem]
In order to achieve the above object, the method for suppressing the movement of a floating structure according to the present invention is characterized in that, in a floating structure floatingly installed on the water surface, a distance between a center of gravity and a floating center is changed by changing a vertical weight balance. It is characterized in that generation of resonance is prevented by appropriately changing the period.
[0011]
In this method, by changing the vertical weight balance and changing the distance between the center of gravity and the buoyant center, the natural period of pitching and rolling that is correlated with the distance between the center of gravity and the buoyant center is changed, and resonance is performed. Sway can be suppressed outside the region.
[0012]
In addition, the mechanism for suppressing the movement of the floating structure includes a balance weight member and a weight moving means for vertically moving the balance weight member in the floating structure floatingly installed on the water surface, and a balance weight by the weight moving means. It is configured to change the weight balance in the vertical direction by moving the member in the vertical direction, change the distance between the center of gravity and the buoyant center, change the natural period appropriately, and prevent the occurrence of resonance. I do.
[0013]
With this configuration, by moving the balance weight member in the vertical direction by the weight moving means, the weight balance in the vertical direction is changed to change the distance between the center of gravity and the buoyant center. The natural period of a certain pitching and rolling can be changed, and the oscillation can be suppressed outside the resonance range.
[0014]
Further, the floating structure has a tank at a lower part thereof, and the weight moving means includes a balance tank provided at an upper part of the floating structure, and a liquid moving pipe connected between the tank and the balance tank. And a liquid moving means for moving and driving the liquid between the tank and the balance tank, wherein the liquid in the tank is used as the balance weight member.
[0015]
With this configuration, the water in the tank is transferred to the balance tank disposed at the top via the liquid transfer pipe by the water supply means, thereby changing the vertical weight balance without changing the overall weight, The natural period can be changed while maintaining the draft position of the floating structure.
[0016]
In addition, the floating structure has a ballast tank at its lower portion for adjusting the floating and sinking by pouring and draining water. The weight moving means includes a balance tank provided at an upper portion of the floating structure, the ballast tank and the balance tank. And a water supply means for moving and driving water between the ballast tank and the balance tank, and configured to use water in the balance tank as the balance weight member. It is characterized by having.
[0017]
According to this configuration, the water in the ballast tank for performing the ups and downs adjustment is transferred by the water supply means to the balance tank disposed at the top via the water supply pipe line, so that the vertical weight can be maintained without changing the overall weight. By changing the weight balance, the natural period can be changed while maintaining the draft position of the floating structure.
[0018]
Further, as a seawater pumping device using a mechanism for suppressing the movement of the floating structure, a device body including the ballast tank and a pumping mechanism, a tower portion provided upright at a predetermined height in the device body and including the balance tank. A water intake pipe connected to a predetermined depth, which is connected to a lower part of the apparatus main body, and by adjusting buoyancy by pouring and discharging the ballast tank, during pumping operation, the apparatus main body is positioned at the sea surface during operation, and maintenance and inspection is performed. It is characterized in that the apparatus body is sometimes positioned on the sea surface during maintenance and inspection.
[0019]
According to this, when the apparatus main body having a large volume is pumped, the operating sea surface is submerged at a predetermined depth below the water surface, so that the influence of waves can be reduced and the shaking can be suppressed.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a front view showing an external appearance of a marine fertilizer, which is an example of a configuration of a seawater pumping apparatus to which a method for suppressing the movement of a floating structure according to the present invention is applied, FIG. 2 is a longitudinal sectional view thereof, and FIG. FIG. 3A is a sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 3B is a sectional view taken along line BB of FIG.
[0021]
In the illustrated
[0022]
Next, each part will be described in detail.
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
The sway suppressing mechanism 50 includes a
[0030]
A
[0031]
That is, the
[0032]
Thereby, by the drive control of the
[0033]
The sway suppressing mechanism 50 having the above-described configuration moves the seawater in the
[0034]
That is, as shown in FIG. 5, which is a graph showing the relationship between the pitching cycle and the amplitude in a plurality of examples in which the distance between the center of gravity and the center of gravity (metacenter height: GoM) is changed, for example, the natural period of the pitching is the center of gravity and the center of the floating. Since the correlation is inversely proportional to the distance between the hearts (the shorter the distance between the center of gravity and the center of buoyancy, the longer the natural period of pitching becomes), the seawater is moved between the
[0035]
For example, in FIG. 5, when GoM = 1 m, resonance occurs for a wave having a period of 14 seconds, but by changing this to GoM = 0.5 m, resonance can be avoided.
[0036]
Since the weight balance is changed by the movement of seawater between the
[0037]
Here, if the installation sea area is specified and the period of the wave that prevails in the sea area is known, the natural period of the
[0038]
The
[0039]
At the time of pumping and discharging the deep water, the buoyancy is adjusted by pouring into and out of the
[0040]
As described above, when the
[0041]
On the other hand, at the time of maintenance and inspection, it is possible to increase the buoyancy by draining the water from the
[0042]
The above configuration example is an application of the present application to a seawater pumping apparatus, but is not limited to this and can be applied to other floating structures. Further, the configuration example of the above-mentioned fluctuation suppressing mechanism is to change the weight balance in the vertical direction by moving water between the
[0043]
【The invention's effect】
As described above, the method for suppressing the movement of a floating structure according to the present invention includes changing the distance between the center of gravity and the floating center by changing the vertical weight balance of the floating structure that is installed floating on the water surface. In addition, the occurrence of resonance is prevented by changing the natural period.
[0044]
Thus, by changing the vertical weight balance and changing the distance between the center of gravity and the buoyant center, the natural periods of pitch and roll, which are correlated with the distance between the center of gravity and the buoyant center, are changed outside the resonance range. , Can be suppressed.
[0045]
In addition, the mechanism for suppressing the movement of the floating structure includes a balance weight member and a weight moving means for vertically moving the balance weight member in the floating structure floatingly installed on the water surface, and a balance weight by the weight moving means. It is characterized in that the weight balance in the vertical direction is changed by moving the member in the vertical direction to change the distance between the center of gravity and the floating center, and the natural period is changed to prevent the occurrence of resonance.
[0046]
According to this configuration, by moving the balance weight member in the vertical direction by the weight moving means, the weight balance in the vertical direction is changed, thereby changing the distance between the center of gravity and the buoyant center, and correlating with the distance between the center of gravity and the buoyant center. The natural period of the pitching and the rolling related to each other is changed out of the resonance range, and the vibration can be suppressed.
[0047]
Further, the floating structure has a tank at a lower part thereof, and the weight moving means includes a balance tank provided at an upper part of the floating structure, and a liquid moving pipe connected between the tank and the balance tank. And a liquid moving means for moving and driving the liquid between the tank and the balance tank, wherein the liquid in the tank is used as the balance weight member.
[0048]
According to this configuration, the water in the tank provided at the lower part of the floating structure is transferred to the balance tank provided at the upper part via the liquid transfer pipe by the water supply means, thereby changing the overall weight. The weight balance in the vertical direction can be changed without any change, the natural period can be changed while maintaining the draft position of the floating structure, resonance can be prevented, and sway can be suppressed.
[0049]
In addition, the floating structure has a ballast tank at its lower portion for adjusting the floating and sinking by pouring and draining water. The weight moving means includes a balance tank provided at an upper portion of the floating structure, the ballast tank and the balance tank. And a water supply means for moving and driving water between the ballast tank and the balance tank, and configured to use water in the balance tank as the balance weight member. It is characterized by having.
[0050]
According to this configuration, the water in the ballast tank for performing the ups and downs adjustment is transferred by the water supply means to the balance tank disposed at the top via the water supply pipe line, so that the vertical weight can be maintained without changing the overall weight. By changing the natural balance while changing the weight balance and maintaining the predetermined draft position adjusted for floating, the resonance can be prevented and the sway can be suppressed.
[0051]
Further, as a seawater pumping device using a mechanism for suppressing the fluctuation of the floating structure, an apparatus body including the ballast tank and the pumping mechanism, a tower section provided with a balance tank erected at a predetermined height in the apparatus body, At the lower part of the device body, there is a water intake pipe connected to a predetermined depth, which is connected to the ballast tank.By adjusting the buoyancy by pouring and draining the ballast tank, the device body is positioned at the sea surface during operation during pumping operation, and the device body is maintained during maintenance and inspection. It is configured to be located on the sea surface during maintenance and inspection.
[0052]
According to this configuration, during pumping operation, the apparatus main body having a large volume is placed below the surface of the water at the time of operation, thereby reducing the influence of waves and suppressing shaking. It is possible to perform maintenance and inspection easily by positioning it on the sea surface during maintenance and inspection. Further, sedimentation and levitation can be performed in the most stable state by injecting only the ballast tank, and in the installed state, water can be injected from the ballast tank to the balance tank to set an arbitrary natural cycle to prevent resonance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing the appearance of a marine fertilizer, which is an example of the configuration of a seawater pumping apparatus to which a method for suppressing the movement of a floating structure according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of FIG.
3A is a sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 3B is a sectional view taken along line BB of FIG.
FIG. 4 is a pipe circuit diagram of water injection / drainage to a ballast tank and a balance tank.
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a pitching cycle and an amplitude.
[Explanation of symbols]
1 Marine fertilizer (floating structure)
10. Main unit (main unit)
20 Tube tower (tower)
30
50
54 Water supply pump (water supply means)
Claims (5)
上下方向の重量バランスを変化させることによって重心と浮心との距離を変化させ、固有周期を変化させて共振の発生を防ぐことを特徴とする浮体構造物の動揺抑制方法。In a floating structure floatingly installed on the water surface,
A method for suppressing fluctuation of a floating structure, characterized in that a distance between a center of gravity and a floating center is changed by changing a vertical weight balance, and a natural period is changed to prevent occurrence of resonance.
バランスウェイト部材と、該バランスウェイト部材を上下方向に移動させるウェイト移動手段とを備え、ウェイト移動手段によるバランスウェイト部材の上下方向の移動によって上下方向の重量バランスを変化させて重心と浮心との距離を変化させ、固有周期を変化させて共振の発生を防ぐように構成されていることを特徴とする浮体構造物の動揺抑制機構。In a floating structure floatingly installed on the water surface,
A balance weight member, and weight moving means for moving the balance weight member in the up-down direction. A fluctuation suppressing mechanism for a floating structure, characterized in that a distance is changed and a natural period is changed to prevent occurrence of resonance.
上記ウェイト移動手段は、前記浮体構造物の上部に配設されたバランスタンクと、前記タンクと前記バランスタンクを結んで配管された液体移動管路と、前記タンクと前記バランスタンク間で液体を移動駆動する液体移動手段と、により構成され、前記タンク内の液体を上記バランスウェイト部材として用いるように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の浮体構造物の動揺抑制機構。The floating structure has a tank at its lower part,
The weight moving means moves a liquid between the tank and the balance tank, a liquid tank connected to the tank and the liquid tank, and a balance tank disposed above the floating structure. 3. A mechanism for suppressing the movement of a floating structure according to claim 2, wherein the mechanism comprises a liquid moving means to be driven, and the liquid in the tank is used as the balance weight member.
上記ウェイト移動手段は、前記浮体構造物の上部に配設されたバランスタンクと、前記バラストタンクと前記バランスタンクを結んで配管された送水管路と、前記バラストタンクと前記バランスタンク間で水を移動駆動する送水手段と、により構成され、前記バランスタンク内の水を上記バランスウェイト部材として用いるように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の浮体構造物の動揺抑制機構。The floating structure is provided with a ballast tank at its lower part for adjusting up and down by pouring and draining,
The weight moving means includes a balance tank disposed above the floating structure, a water supply pipe connected between the ballast tank and the balance tank, and water between the ballast tank and the balance tank. The movement suppressing mechanism for a floating structure according to claim 2, wherein the water supply means is configured to move and drive, and the water in the balance tank is used as the balance weight member.
前記バラストタンクへの注排水による浮力調節によって、汲み上げ作用時には前記装置本体を運転時海面に位置させると共に、保守点検時には前記装置本体を保守点検時海面に位置させるように構成されていることを特徴とする請求項4に記載の浮体構造物の動揺抑制機構を用いた海水汲み上げ装置。An apparatus main body including the ballast tank and the pumping mechanism, a tower section provided with the balance tank erected at a predetermined height in the apparatus main body, and an intake pipe reaching a predetermined depth that is vertically connected to a lower part of the apparatus main body. With
By adjusting the buoyancy by pouring and draining the ballast tank, the apparatus body is positioned on the sea surface during operation during pumping operation, and the device body is positioned on the sea surface during maintenance and inspection during maintenance and inspection. A seawater pumping apparatus using the mechanism for suppressing the movement of a floating structure according to claim 4.
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