JP2012017630A

JP2012017630A - 浮体の水底高さ保持装置及びこれを用いた汚濁防止装置

Info

Publication number: JP2012017630A
Application number: JP2010157079A
Authority: JP
Inventors: Shozo Ikeda; 省三池田
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2010-07-09
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2012-01-26

Abstract

【課題】従来、計測機器などを水底から所望の高さに保持するためには、その高さ調整が難しいという欠点があった。
【解決手段】本発明の浮体の水底高さ保持装置は、水中に位置される浮体と、この浮体に接続した重垂とよりなり、上記重垂が複数の重垂素子をそれぞれ屈折自在に連結して形成され、上記重垂の下部が水底に着底して、上記浮体の浮力と上記浮体にかかる上記重垂の水底から上の部分の水中重量とが釣りあって、上記浮体が水底から所望の高さに保持されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、随時移動をともなう浮体を水底から所望の高さの水中に保持する保持装置及び、この装置を用いた汚濁防止装置に関するものである。

従来、計測機器などを海などの水底から所望の高さの水中に保持するためには、計測機器などを浮体に取り付けて、例えば、図１０に示すように、上記浮体１を、水底２に沈設したコンクリートブロックなどのシンカー（重垂）３に所望の長さのワイヤー４を介して取付けていた。または、図１１に示すように、支援船５に装備したウインチ６からの吊ワイヤー７で計測機器８を水中に吊り下げていた。

また、汚濁防止装置は、海などの水域でグラブ浚渫や砂撒き作業等を行う時に発生する汚濁を周辺水域に拡散するのを抑制するために必要とされるもので、図１２は、従来の汚濁防止装置を示し、９は工事区域の海面部分を矩形状に囲む、海上に浮上した環状の浮体（フロート）、１０は上記浮体９から垂下した汚濁防止膜、１１は上記汚濁防止膜１０の下端全周に渡り設けた重垂用パイプ、１２は上記浮体９上に設けた複数の昇降ウインチ、１３は上記汚濁防止膜１０を昇降せしめるために上記汚濁防止膜１０に取付けた、上記昇降ウインチ１２の昇降ワイヤーであり、上記昇降ウインチ１２を操作して、上記汚濁防止膜１０の下端が水底２に着底するように汚濁防止装置１０の長さを調整して、施工時の汚濁が周辺地域に拡散するのを抑制している。

しかしながら、上記従来のシンカー３で浮体１を保持する方法では、浮体１を移動させるためには、重量のある上記シンカー３も一緒に移動させる必要があるため、クレーン台船が必要で、作業効率及び経済性に欠けるという欠点があった。

また、上記水面上から計測機器８を吊るして保持する方法は、支援船５が必要であり、また、図１１に示すように、計測機器８を水底から所望の高さを保持するためには、潮位を常時観測して潮位変動に応じてウインチ６を巻き上げ、巻き下げを繰り返す必要があり、作業効率及び経済性に問題があった。

また、汚濁防止装置を使用して行う水域の作業においては、作業中に潮位変動が生じたり、水底が傾斜していたり不陸（凹凸）であると、汚濁防止装置を着底させるのに困難を伴っていた。

また、潮位変動時に水深計測やウインチ操作を怠ると、低潮位時には、図１３の（Ｂ）に示すように、汚濁防止膜１０が弛んでしまい、その弛み部分に掘削装置のクラムシェル等の作業機器１４が接触して、汚濁防止膜１０が破損してしまう場合があり、また、高潮位時には、図１３の（Ａ）に示すように、汚濁防止膜１０と水底２との間に隙間ができ、その隙間から汚濁が外部に拡散するおそれがあり、これらの欠点を解消するためには測深装置や作業員を多く配置する必要があり、経済面及び安全面から問題があった。

また、作業水底に傾斜や不陸（凹凸）がある場合にも、測深装置や作業員を多数配置する必要があり、経済面と安全性に問題があった。

本発明は上記の欠点を除くようにしたものである。

本発明の浮体の水底高さ保持装置は、水中に位置される浮体と、この浮体に接続した重垂とよりなり、上記重垂が複数の重垂素子をそれぞれ屈折自在に連結して形成され、上記重垂の下部が水底に着底して、上記浮体の浮力と上記浮体にかかる上記重垂の水底から上の部分の水中重量とが釣りあって、上記浮体が水底から所望の高さに保持されることを特徴とする。

また、本発明の汚濁防止装置は、工事区域の海面部分を囲む上部浮体と、上記上部浮体から垂下した上部汚濁防止膜と、上記上部汚濁防止膜の下端に取付けた、水中に位置される下部浮体と、この下部浮体に接続した重垂と、上記下部浮体から垂下した所望の長さの下部汚濁防止膜とよりなり、上記重垂が複数の重垂素子をそれぞれ屈折自在に連結して形成され、上記重垂の下部が水底に着底して、上記下部浮体の浮力と上記下部浮体にかかる上記重垂の水底から上の部分の水中重量とが釣りあって、上記下部浮体が水底から所望の高さに保持されることを特徴とする。

また、上記重垂がチェーンであることを特徴とする。

また、上記複数の重垂素子がワイヤーでそれぞれ連結されていることを特徴とする。

上記複数の重垂素子がそれぞれロッドであり、上記各ロッドが屈折自在な関節部で連結されていることを特徴とする。

上記下部浮体は、上記上部浮体が囲む区域より大きい区域を囲む形状であることを特徴とする。

本発明の浮体の水底高さ保持装置によれば、浮体の浮力と、重垂の単位長さ辺りの重量を調整するだけで、特殊な制御装置や計測装置や動力などを必要とせず、浮体を水底から所望の高さの水中に保持することができるという大きな利益がある。

また、本発明の汚濁防止装置によれば、上記浮体の浮力と、重垂の単位長さ辺りの重量を調整すれば、特殊な制御装置や計測装置や動力などを必要とせず、上記下部浮体を水底から所望の高さの水中に保持することができ、これにより、高潮位時であっても、上部浮体が潮位に応じて上昇するだけで、上記下部浮体の水底からの高さは保持されているから、下部汚濁防止膜の下端と水底との間に隙間ができるようなことはなく、また、低潮位時であっても、上記下部浮体の水底からの高さは保持されているので、下部汚濁防止膜が弛むことがなく、掘削装置のクラムシェルなどの作業機器が接触して、下部汚濁防止膜を破損させるようなことがない。

また、上記下部浮体は、上部浮体により囲まれる区域より大きい区域を囲む形状であるので、掘削装置のクラムシェルなどの作業機器が接触して、下部汚濁防止膜を破損させるようなことがない。

本発明の浮体の水底高さ保持装置の正面図である。本発明の浮体の水底高さ保持装置の他の実施例の正面図である。本発明の浮体の水底高さ保持装置の更に他の実施例の正面図である。本発明の浮体の水底高さ保持装置の説明用正面図である。本発明の浮体の水底高さ保持装置の説明正面図である。本発明の浮体の水底高さ保持装置の更に他の実施例の説明図である。本発明の浮体の水底高さ保持装置を用いた汚濁防止装置の斜視図である。本発明の浮体の水底高さ保持装置を用いた汚濁防止装置の説明図である。本発明の浮体の水底高さ保持装置を用いた汚濁防止装置の説明図である。従来の浮体の水底高さ保持装置の正面図である。従来の計測機器の水中保持装置の正面図である。従来の汚濁防止装置の斜視図である。従来の汚濁防止装置の説明図である。

以下図面によって本発明の実施例を説明する。

本発明の浮体の水底高さ保持装置は、図１に示すように、水中に位置する浮体１５と、この浮体１５に接続した、上記浮体１５の浮力よりも重量が大きい重垂１６とよりなり、上記重垂１６は複数の重垂素子をそれぞれ屈折自在に線状に連結して形成され、上記重垂１６の下部が水底に着底して、上記浮体１５の浮力と上記浮体１５にかかる上記重垂１６の水底より上の部分の水中重量とが釣りあって、上記浮体１５が水底から所望の高さの水中に保持されるようにする。

上記重垂１６には、例えば、チェーン１７や、図２に示すように、複数の重垂素子１８をワイヤー１９で数珠状に連結せしめたものや、図３に示すように、複数の定尺ロッド２０を、屈折自在な関節部２１で接続したロッドリンクなどがある。

本発明の浮体の水底高さ保持装置は、上記のような構成であるから、浮体１５及びチェーン１７を水中に投入すると、図４の（Ａ）に示すように、浮力Ｆに比べて、上記浮体１５にかかるチェーン１７の水底より上の部分の水中重量Ｗの方が大きいため、チェーン１７の下端を先頭にして水中を下降していく。

そして、図４の（Ｂ）に示すように、上記チェーン１７の下端が着底し、チェーン１７の下部が順次着底するに応じて、上記浮体１５にかかるチェーン１７の水底より上の部分の水中重量Ｗが徐々に減少して、図４の（Ｃ）に示すように、上記浮力Ｆと上記浮体１５にかかるチェーン１７の水底より上の部分の水中重量Ｗとが釣り合った時に、浮体１５の下降が止み、上記浮体１５は水底２から所望の高さで静止する。

また、なんらかの影響で浮体１５が水底２から所望の高さより上昇しても、図４の（Ｄ）に示すように、着底していたチェーン部分が持ち上がるので、浮体１５の浮力よりも上記浮体１５にかかるチェーン１７の水底より上の部分の水中重量の方が大きくなり、上記浮体１５が下降して、浮体１５は水底２から所望の高さに戻る。

また、浮体１５が水底２から所望の高さより下降しても、図４の（Ｅ）に示すように、水底２より上のチェーン部分が順次着底するので、浮体１５の浮力よりも上記浮体１５にかかるチェーン１７の水底より上の部分の水中重量の方が小さくなり、上記浮体１５が上昇して、浮体１５は水底２からの所望の高さに戻るようになる。即ち、浮体１５が水底２から所望の高さより浮き沈みしても、常に浮き沈み方向と反対方向の力が働くため、水底２から所望の高さを維持することができる。

而して、上記浮体１５に例えば随時移動をともなう水中の調査に供する計測機器や照明機器などの機器を取付ければ、上記機器を水底２から所望の高さに保持することができ、移動も容易である。

また、浮体の水底高さ保持装置の構造が簡単であるため、大水深や潮流条件などが厳しくても作業性が高い。

なお、浮体１５を横移動する場合には、図５に示すように、水底２に着底したチェーン部分の摩擦力以上の力を働かせれば良いので、牽引力が小さくてすみ、浮体の移動が容易になる。

また、着底したチェーン部分の長さを極力短くしておけば、水底面から受ける摩擦力が小さくなるため、小さい動力で横移動を可能にすることができ、頻繁に浮体を移動しやすくなる。

なお、上記浮体１５の浮力に対して、浮体１５に取付ける機器の重量を無視できない場合には、上記機器の重量を加味した上記浮体１５の浮力と、重垂の単位長さ辺りの水中重量を調整し、浮体１５と機器とを水底２から所望の高さに保持するようにしてもよい。

本発明の第２実施例は、図６に示すように、水底２に所望の間隔をあけて、上記第１実施例の浮体の水底高さ保持装置を複数設け、この各浮体の水底高さ保持装置の浮体１５に、水中バックホウや浚渫ロボットなどの水中作業機２９の電源ケーブルや信号線や土砂輸送ホースなどのライン３０を接続せしめ、上記ケーブルやホースなどのライン３０を水底から所望の高さの水中に保持するようにする。

本発明の第２実施例によれば、上記ライン３０を水面に浮上させず、水底近傍に設置できるので、船舶の運航に支障をきたす事がない。

また、上記ライン３０を着底させないので、水中作業機２９の移動時に水底面との摩擦でライン３０が損傷するようなことがなく、また、水底面とラインとの摩擦力によりライン３０にかかる牽引力が増大してライン３０が切断するということがない。

また、水底に接触するのがチェーンの下部だけなので、上記ライン３０の牽引に大きな動力を必要とせず、また、牽引抵抗が小さいため上記ライン３０にかかる張力も小さくなり、破断などの事故を回避できる。

なお、上記ライン３０にかかる牽引力が過大になると予想される場合には、各浮体２間にワイヤなどを設けて補強してもよい。

また、上記浮体１５の浮力に対して、上記浮体１５に取付ける上記ライン３０の重量を無視できない場合には、上記ライン３０の重量を加味した上記浮体１５の浮力と、重垂の単位辺りの水中重量を調整し、上記浮体１５と上記ライン３０とを水底２から所望の高さに保持するようにしてもよい。

図７は本発明の第３実施例の浮体の水底高さ保持装置を用いた汚濁防止装置を示し、工事区域の海面部分を矩形状に囲む、海上に浮上する環状の上部浮体２２と、上記上部浮体２２の全周から垂下した上部汚濁防止膜２３と、上記上部汚濁防止膜２３の下端全周に渡って取付けた、上記上部浮体２２が囲む区域よりも大きい区域を矩形状に囲む環状の水中に位置する下部浮体２４と、この下部浮体２４に所望の間隔を離間して接続した、上記下部浮体２４の浮力よりも重量が大きい重垂２５と、上記下部浮体２４の全周から垂下した上下方向において所望の長さの下部汚濁防止膜２６と、上記下部汚濁防止膜２６の下端に設けた重垂用パイプ２７とよりなり、上記重垂２５は複数の重垂素子をそれぞれ屈折自在に線状に連結して形成され、上記重垂の下部が水底２に着底して、上記下部浮体２４の浮力と上記下部浮体２４にかかる上記重垂２５の水底より上の部分の水中重量とが釣りあった時に、上記下部浮体２４が水底２から所望の高さに保持されるようにする。

なお、２８は上記上部汚濁防止膜２３の補強用の、上部浮体２２と下部浮体２４間に連結せしめたチェーン又はワイヤ等の連結材である。

また、上記重垂２５には、上記実施例１と同様に、例えば、チェーン１７や、図２に示すように、複数の重垂素子１８をワイヤー１９で数珠状に連結せしめたものや、図３に示すように、複数の定尺ロッド２０を、屈折自在な関節部２１で接続したロッドリンクなどがある。

また、上記上部浮体２２と下部浮体２５間は、汚濁の漏れがないように、上部汚濁防止膜２３で連続して接続されている。

また、上記上部汚濁防止膜２３の上下方向における長さは、図８の（Ａ）に示すように、最高潮位の時でも、上記下部浮体２４に上向きの力を加えない程度の長さに設定され、通常の潮位においては、上記上部汚濁防止膜２３は上下方向において弛んだ状態で上記下部浮体２４に接続されている。

また、上記下部汚濁防止膜２６の長さは、上記下部浮体２４が水底２から所望の高さに保持されたときに、上記下部汚濁防止膜２６の下端が着底する長さで、かつ、上記下部浮体２４に下向きの力を与えない長さに設定される。

本発明の第３実施例の浮体の水底高さ保持装置を用いた汚濁防止装置によれば、上記下部浮体２４の浮力と、上記重垂２６の単位長さ辺りの重量を調整すれば、特殊な制御装置や計測装置や動力などを必要とせず、上記下部浮体２４を水底２から所望の高さの水中に保持することができ、これにより、高潮位時であっても、図８の（Ａ）に示すように、上部浮体２２が潮位に応じて上昇するだけで、上記下部浮体２４の水底２からの高さは保持されているから、下部汚濁防止膜２６の下端と水底２との間に隙間ができるようなことはない。

また、図８の（Ｂ）に示すように、低潮位時であっても、上記下部浮体２４の水底２からの高さは保持されているので、下部汚濁防止膜２６が弛むことがなく、掘削装置のクラムシェルなどの作業機器１４が下部汚濁防止膜２６に接触して、破損させるようなことがない。

従って、潮位変動があっても、測深装置や作業員の配置は必要ない。

また、上記下部浮体２４は、上部浮体２２の囲む区域より大きい区域を囲む形状であるので、掘削装置のクラムシェルなどの作業機器１４が接触して、下部汚濁防止膜を破損させるようなことがない。

また、水底２が傾斜地盤であっても、図９に示すように、傾斜地盤に追随して浮体の水底高さ保持装置を設置できるので、下部汚濁防止膜２６を地盤斜面に密着して設置できる。

なお、上部浮体２２及び下部浮体２４をそれぞれ環状とせずに、工事区域の一部のみを囲むような形状としても良い。

１浮体
２水底
３シンカー
４ワイヤー
５支援船
６ウインチ
７吊ワイヤー
８計測機器
９浮体
１０汚濁防止膜
１１重垂用パイプ
１２昇降ウインチ
１３昇降ワイヤー
１４作業機器
１５浮体
１６重垂
１７チェーン
１８重垂素子
１９ワイヤー
２０ロッド
２１関節部
２２上部浮体
２３上部汚濁防止膜
２４下部浮体
２５重垂
２６下部汚濁防止膜
２７重垂用パイプ
２８連結材
２９水中作業機
３０ライン

Claims

水中に位置される浮体と、この浮体に接続した重垂とよりなり、上記重垂が複数の重垂素子をそれぞれ屈折自在に連結して形成され、上記重垂の下部が水底に着底して、上記浮体の浮力と上記浮体にかかる上記重垂の水底から上の部分の水中重量とが釣りあって、上記浮体が水底から所望の高さに保持されることを特徴とする浮体の水底高さ保持装置。
上記重垂がチェーンであることを特徴とする請求項１記載の浮体の水底高さ保持装置。
上記複数の重垂素子がワイヤーでそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項１記載の浮体の水底高さ保持装置。
上記複数の重垂素子がそれぞれロッドであり、上記各ロッドが屈折自在な関節部で連結されていることを特徴とする請求項１記載の浮体の水底高さ保持装置。
工事区域の海面部分を囲む上部浮体と、上記上部浮体から垂下した上部汚濁防止膜と、上記上部汚濁防止膜の下端に取付けた、水中に位置される下部浮体と、この下部浮体に接続した重垂と、上記下部浮体から垂下した所望の長さの下部汚濁防止膜とよりなり、上記重垂が複数の重垂素子をそれぞれ屈折自在に連結して形成され、上記重垂の下部が水底に着底して、上記下部浮体の浮力と上記下部浮体にかかる上記重垂の水底から上の部分の水中重量とが釣りあって、上記下部浮体が水底から所望の高さに保持されることを特徴とする汚濁防止装置。
上記重垂がチェーンであることを特徴とする請求項５記載の汚濁防止装置。
上記複数の重垂素子がワイヤーでそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項５記載の汚濁防止装置
上記複数の重垂素子がそれぞれロッドであり、上記各ロッドが屈折自在な関節部で連結されていることを特徴とする請求項５記載の汚濁防止装置。
上記下部浮体は、上記上部浮体が囲む区域より大きい区域を囲む形状であることを特徴とする請求項５、６、７または８記載の汚濁防止装置。