JP2008265494A - 係留装置 - Google Patents

Abstract

【課題】浮体を振れ回りさせることなく、水位の変動に追従して上下に移動可能に係留できる係留装置を提供する。
【解決手段】係留装置１は、水面に浮く浮標フロートＦに取り付けられる基体３を有しており、その基体３には、係留索５を巻き取る巻取ドラム１２と、巻取ドラム１２を巻取回転方向に付勢するコイルスプリング１３とを有した自動巻取機４が取り付けられている。そして、係留索５の先端は、水底に沈設された沈錘２に結合されている。これにより、係留索５に常に一定の張力を付与し、浮標フロートＦを沈錘２の上方位置に係留し、係留索５が弛緩するのを防ぎ、浮標フロートＦの振れ回りをなくす。
【選択図】図１

Description

本発明は、水位が変動する水域の水面に浮く浮体を係留する係留装置に関する。

従来より、水面に浮体を浮遊させて、灯浮標や立入禁止の標識等の目印とすることが行われている。浮体は、係留装置によって係留されており、水面を移動可能な範囲が、予め設定された振れ回り範囲内に規制されている。従来の係留装置は、水底に沈設される沈錘と、沈錘に一端が連結され他端が浮体に連結される係留索とを備えている。

浮体の浮遊する水域が、潮汐等によって水位変化の大きい水域である場合、低水位時には係留手段の沈錘と灯浮標との上下の離間距離が短くなり、係留索が弛緩し、浮体の移動可能な範囲である振れ回り範囲が高水位時よりも大きくなる。したがって、浮体が立入禁止の標識の目印とされているときには、立入禁止の区画範囲が低水位時に拡大することとなる。

このように、かかる水域に浮体を係留するときには、低水位時に振れ回り範囲が拡大することを考慮する必要があった。そして、従来は、複数の沈錘と係留索によって、浮体の係留箇所を増やすことで、振れ回り範囲が小さくなるように規制していた。

また、特許文献１には、低水時における振れ回り範囲の拡大を防止することを目的とする係留装置が開示されている。

特許文献１に開示されている係留装置は、水底に沈設された沈錘に、上端が開口する中空柱体を立設し、中空柱体の中に重鎮を上下に移動自在に挿入し、重鎮と灯浮標とを、係留索によって互いに連結することにより、中空柱体から延びる係留索の長さを、灯浮標の水位に応じた変動に追従して伸縮させる構成を有しており、低水位時における灯浮標の振れ回り範囲が、高水位時よりも拡大されるのを防ぐことを目的としている。

特開平７−８１６６９号公報

しかしながら、浮体の係留箇所を増加させた場合、浮体の振れ回り範囲をある程度に抑えることはできるが、振れ回り自体をなくすことはできない。また、係留箇所の増加は、沈錘の設置等の水中作業が増えることから、工事が複雑化し、コストの増大を招来する。

また、特許文献１に開示されている係留装置の場合、伸縮長さが最大でも中空柱体の２倍程度の長さしか得られない。したがって、例えば、最高水位と最低水位の差が、最低水位と水底までの距離よりも大きい水域等の、水位変動が非常に大きい水域では、使用できないという問題を有する。

本発明は、これらの問題に鑑みなされたものであり、その目的は、浮体を振れ回りさせることなく、水位の変動に追従して上下に移動可能に係留できる係留装置を提供することにある。

上記課題を解決する請求項１に記載の発明による係留装置は、水底に沈設される沈錘と、水面に浮く浮体に取り付けられる基体と、基体に回転自在に支持される巻取ドラムと、沈錘に一端が結合され、他端が巻取ドラムに結合された係留索と、係留索を巻き取る巻取回転方向に巻取ドラムを付勢する付勢手段とを有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の係留装置において、係留索は、沈錘から予め設定された最低水位までの長さ部分である非巻取部分が、樹脂ロープによって構成され、最低水位から巻取ドラムまでに亘る長さ部分である巻取部分が、ワイヤロープによって構成され、樹脂ロープの単位長さ当たりの重量がワイヤロープの単位長さ当たりの重量よりも軽量であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の係留装置において、基体に一端が結合され、他端が沈錘に結合されて、予め設定された最高水位時における基体と沈錘との間に亘る長さを有する制限索を有することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、付勢手段によって、巻取ドラムが巻取回転方向に付勢されることにより、係留索の基端側が巻取ドラムに巻き取られて、係留索の沈錘と巻取ドラムとの間に亘る部分には、係る部分を上方に向かって引っ張る張力が付与される。

そして、最高水位と最低水位との間で水位が変動し、その水位に応じて浮体が上下に移動すると、その浮体の上下移動に応じて、係留索が巻取ドラムから引き出され、或いは巻取ドラムに巻き取られる。

例えば、水位の上昇により浮体が上方に移動すると、沈錘と基体との離間距離が長くなり、その分だけ、巻取ドラムが付勢手段の付勢力に抗して巻取回転方向と反対の方向に回転されて、係留索が巻取ドラムから引き出される。

一方、水位の低下により浮体が下方に移動すると、沈錘と基体との離間距離が短くなり、その分だけ、巻取ドラムが付勢手段の付勢力によって巻取回転方向に回転されて、係留索が巻取ドラムに巻き取られる。

したがって、水位の変動により浮体が上下に移動した場合であっても、係留索の沈錘と巻取ドラムとの間の部分には、常に一定の力で係留索を上方に向かって引っ張る張力が作用し、浮体は、係留索の沈錘と巻取ドラムとの間の部分によって沈錘に向かって引っ張られ、沈錘の上方に係留される。したがって、係留索が弛緩するのを防ぎ、浮体の振れ回りをなくすことができる。

また、係留索を巻取ドラムに巻き取る構成とすることによって、例えば最高水位と最低水位との差が、最低水位と水底までの距離よりも大きい水域等の、水位変動が非常に大きい水域でも使用することができる。

また、従来のように係留索を複数本設けることなく、浮体の振れ回りをなくすことができるので、部品点数の削減、及び、設置工事の簡素化が図れ、コストを低減することができる。

請求項２に記載した係留装置の発明によれば、係留索は、沈錘から予め設定された最低水位までの長さ部分である非巻取部分が、樹脂ロープによって構成され、最低水位から巻取ドラムまでに亘る長さ部分である巻取部分が、ワイヤロープによって構成されており、樹脂ロープの単位長さ当たりの重量がワイヤロープの単位長さ当たりの重量よりも軽量であるので、付勢手段による係留索の巻取負荷を軽減することができる。巻取負荷の軽減により、付勢手段の小型化を図ることができ、装置全体を軽量小型化でき、比較的狭い設置場所にも設置することが可能となる。

請求項３に記載した係留装置の発明によれば、基体に一端が結合され、他端が沈錘に結合されて、最高水位時における基体と沈錘との間に張り渡される長さを有する制限索を設けたので、例えば、台風や大雨等に起因する例外的な強風や増水によって、浮体に最大引張荷重以上の外力が作用して浮体が流された場合にも、制限索によって浮体の流出を防止することができる。したがって、浮体が予め設定された最高水位までの長さよりも更に移動するのを防ぎ、付勢手段に過大な負荷が作用するのを防ぐことができる。

次に、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施の形態における係留装置を説明するための全体図、図２は、図１のＡ方向矢視図である。図１に示す水面ＷＬは、水力発電所の貯水池等の水位が変動する水域の水面であり、浮標フロート（浮体）Ｆが浮かべられている。

係留装置１は、このような水域の水面に浮く浮標フロートＦを係留するものであり、沈錘２、基体３、自動巻取機４、係留索５を備えている。

沈錘２は、水底に沈設される錘であり、水底にて移動させることが困難な重量を有する重量物によって構成されている。本実施の形態では、１．１メートル×１．１メートル×０．９メートルの直方体形状を有し、水中重量が約１．５トンからなるコンクリートブロックにより構成されている。沈錘２の上部には、Ｕ字状の結合部（図示せず）が設けられており、係留索５の先端を結合可能な構成を有している。

基体３は、断面コ字形の鋼材を平面視略矩形の枠状に組み立てることによって構成されている。基体３は、浮標フロートＦの上部に取り付けられ、水面上で水平に延在するようになっている。尚、浮標フロートＦは、外皮がウレタン樹脂、内部が発泡スチロールにより構成され、基体３の枠形状に沿って延在し、基体３の中央部分を上下に開放するように形成されている。

基体３の上部中央位置には、自動巻取機４が取り付けられている。自動巻取機４は、基体３に固定される本体１１と、本体１１に回転自在に支持される巻取ドラム１２と、巻取ドラム１２を、巻取回転方向に付勢するコイルスプリング１３（付勢手段）とからなる。

巻取ドラム１２は、円柱状の巻取部１２ａを有しており、その軸方向両端部には一対の鍔部１２ｂが対向して配設されている。本実施の形態では、巻取部１２ａの外径がφ４００ミリで軸方向幅が２００ミリの大きさを有しており、鍔部１２ｂの外径がφ５００ミリの大きさを有している。巻取ドラム１２は、本体１１に設けられた軸受部（図示せず）によって、回転中心軸線が基体３の上面に沿って水平に延在するように支持されている。

コイルスプリング１３は、本体１１内に設けられており、巻取ドラム１２を所定の付勢力で巻取回転方向に付勢している。本実施の形態では、最大引張荷重が１００キログラムに設定されている。

係留索５は、先端が沈錘２に結合され、基端が巻取ドラム１２の巻取部１２ａに結合されている。係留索５の長さは、図１に仮想線で示すように、浮標フロートＦが、予め設定された最低水位ＷＬ１と、予め設定された最高水位ＷＬ２との間で上下に移動できる長さに設定されている。

尚、本実施の形態では、最低水位ＷＬ１が水底から約１５メートルの高さに設定され、最低水位ＷＬ１から最高水位ＷＬ２までが、約１５メートルの高さに設定されている。

係留索５は、沈錘２から最低水位ＷＬ１までの長さ部分、換言すると自動巻取機４の巻取ドラム１２に巻き取ることのできない長さ部分である非巻取部分５ａ（図１に太線で示す）が、耐腐食性を有する樹脂ロープによって構成されている。

そして、最低水位ＷＬ１から係留索５の基端まで亘る長さ部分、換言すると巻取ドラム１２に巻き取ることのできる長さ部分である巻取部分５ｂ（図１に細線で示す）が、耐久性のあるワイヤロープによって構成されている。

本実施の形態では、樹脂ロープには、φ１０ミリのナイロン製ロープを使用し、ワイヤロープには、φ６ミリのステンレスワイヤロープを使用している。樹脂ロープは、単位長さ当たりの重量がワイヤロープの単位長さ当たりの重量よりも軽量である。このように、非巻取部分５ａを、単位長さ当たりの重量がワイヤロープよりも軽量である樹脂ロープによって構成することで、コイルスプリング１３による係留索５の巻取負荷を低減することができる。

したがって、コイルスプリング１３の小型化を図ることができ、自動巻取機４を小型化することができる。したがって、係留装置１全体を小型化でき、比較的狭い場所に設置できるなど、係留装置１の設置場所の選択幅を広げることができる。

また、基体３と沈錘２は、制限索６によって連結されている。制限索６は、基体３に一端が結合され、他端が沈錘２に結合されて、浮標フロートＦが最高水位ＷＬ２にあるときに、基体３と沈錘２との間に一直線上に張り渡される長さを有している。本実施の形態では、φ８ミリのステンレスワイヤロープを使用している。

上記構成を有する係留装置１によれば、図１に示すように、浮標フロートＦが水面に浮かべられた状態では、コイルスプリング１３によって、巻取ドラム１２が巻取回転方向に付勢され、係留索５の基端側が巻取ドラム１２に巻き取られて、係留索５の沈錘２と巻取ドラム１２との間の部分には、係留索５を上方に向かって引っ張る張力が付与されている。

そして、最高水位ＷＬ２と最低水位ＷＬ１との間で水位が変動し、その水位に応じて浮標フロートＦが上下に移動すると、その浮標フロートＦの上下移動に応じて係留索５が巻取ドラム１２から引き出され、或いは巻取ドラム１２に巻き取られる。

例えば、水位の上昇により浮標フロートＦが上方に移動すると、沈錘２と基体３との離間距離が長くなり、その分だけ、巻取ドラム１２がコイルスプリング１３の付勢力に抗して巻取回転方向と反対の方向に回転されて、係留索５が巻取ドラム１２から引き出される。

一方、水位の下降により浮標フロートＦが下方に移動すると、沈錘２と基体３との離間距離が短くなり、その分だけ、巻取ドラム１２がコイルスプリング１３の付勢力によって巻取回転方向に回転されて、係留索５が巻取ドラム１２に巻き取られる。

このように、水位の変動により浮標フロートＦが上下に移動した場合であっても、係留索５の沈錘２と巻取ドラム１２との間の部分には、常に一定の力で係留索５を上方に向かって引っ張る張力が作用しており、浮標フロートＦは、係留索５の沈錘２と巻取ドラム１２との間の部分によって沈錘２に向かって引っ張られ、沈錘２の上方位置に係留される。したがって、係留索５が弛緩するのを防ぎ、係留索５の弛緩に起因した浮標フロートＦの振れ回りをなくすことができる。

また、自動巻取機４の巻取ドラム１２に係留索５を巻き取る構成とすることによって、例えば最高水位ＷＬ２と最低水位ＷＬ１との差が最低水位ＷＬ１と沈錘２（水底）までの距離よりも大きい水域等の、水位変動が非常に大きい水域でも使用することができる。

そして、従来のように係留索を複数本設けることなく、浮標フロートＦの振れ回りをなくすことができるので、部品点数の削減、及び、設置工事の簡素化が図れ、コストを低減することができる。

また、上記構成を有する係留装置１によれば、制限索６を設けて、制限索６により沈錘２と基体３とを連結したので、実際の水位が最高水位ＷＬ２を超えた場合であっても、浮標フロートＦの位置は、最高水位ＷＬ２に制限され、最高水位ＷＬ２よりも上方に移動することはない。

したがって、例えば、台風や大雨等に起因する例外的な強風や増水によって、係留装置に最大引張荷重以上の外力が作用して浮体が流された場合にも、制限索によって浮体の流出を防止することができる。これにより、浮体が予め設定した最高水位までの長さよりも更に移動して、自動巻取機４の巻取ドラム１２やコイルスプリング１３に過大な負荷が作用するのを防ぐことができる。

尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施の形態では、付勢手段の具体例として、コイルスプリング１３の場合を例に説明したが、ゴムなどの弾性部材を使用してその弾性変形の復元力を利用してもよい。

また、上述の実施の形態では、係留索を樹脂ロープと、ワイヤロープにより構成した場合を例に説明したが、ワイヤロープのみによって構成しても良い。係留索５をワイヤロープのみによって構成することで、引張強度を向上させることができる。

本発明の実施の形態における係留装置を説明するための全体図である。 図１のＡ方向矢視図である。

符号の説明

１ 係留装置
２ 沈錘
３ 基体
４ 自動巻取機
５ 係留索
６ 制限索
１１ 本体
１２ 巻取ドラム
１３ コイルスプリング（付勢手段）
Ｆ 浮標フロート（浮体）

Claims (3)

1. 水底に沈設される沈錘と、
   水面に浮く浮体に取り付けられる基体と、
   該基体に回転自在に支持される巻取ドラムと、
   前記沈錘に先端が結合され、基端が前記巻取ドラムに結合された係留索と、
   該係留索を巻き取る巻取回転方向に、前記巻取ドラムを付勢する付勢手段とを有することを特徴とする係留装置。
2. 前記係留索は、
   前記沈錘から予め設定された最低水位までの長さ部分である非巻取部分が、樹脂ロープによって構成され、
   前記最低水位から前記巻取ドラムまでに亘る長さ部分である巻取部分が、ワイヤロープによって構成され、
   前記樹脂ロープの単位長さ当たりの重量が前記ワイヤロープの単位長さ当たりの重量よりも軽量であることを特徴とする請求項１に記載の係留装置。
3. 前記基体に一端が結合され、他端が前記沈錘に結合されて、予め設定された最高水位時に前記基体と前記沈錘との間に張り渡される長さを有する制限索を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の係留装置。

Images