JP2013141857A - スパー型浮体構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで波浪や風等の外力による動揺を抑制することができる、スパー型浮体構造物を提供する。
【解決手段】柱状形状を有する浮体部２と、浮体部２の上部に配置される上部構造物３と、を有し、浮体部２の外周に挿通される環状部材４と、環状部材４と浮体部２とを接続する第一索５と、環状部材４と水底Ｇとを接続する第二索６と、を有する。環状部材４は、浮体部２の着力点周りに配置される筒形状の浮体物である。第一索５は、例えば、環状部材４が中性浮力型（重量と浮力が釣り合うもの）である場合には、環状部材４の上部に接続される上部第一索５１と、環状部材４の下部に接続される下部第一索５２と、により構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、洋上等に浮設されるスパー型浮体構造物に関し、特に、波浪や風等の外力による動揺を抑制することができる、スパー型浮体構造物に関する。

近年、地球環境の保全や自然エネルギーの有効活用の観点から、洋上風力発電が注目されている。かかる洋上風力発電用の浮体構造物として、重心を浮心よりも常に下にして静的安定性を確保するスパー型（円柱浮標型）、張力脚により浮体を緊張係留するＴＬＰ（Tension Leg Platform）型、水との接触面により安定度を実現するはしけ型（バージ型）等、種々の形式のものが提案されている。

これらの浮体構造物の中で、スパー型は、コスト的に他の浮体構造物よりも有利であると考えられている。一方で、スパー型浮体構造物は、水上に浮遊する浮体構造物を索で保持している構成であることから、片揺れ（ヨーイング）、縦揺れ（ピッチング）、横揺れ（ローリング）等の動揺を生じやすいことから、これらの動揺を抑制する方法が既にいくつか提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

例えば、特許文献１には、浮力を有する構造物と、波力を受ける可動板と、前記構造物の側方と前記可動板とを連結する連結器と、からなり、前記連結器の連結部には、水平軸に対する前記可動板の左右揺れが波力によって発生する前記構造物の左右揺れを打ち消すように前記可動板の回転揺れを制御するばねと減衰器とを備えた浮体の左右揺れの防止装置が開示されている。

また、特許文献２には、洋上において発電機システムを立設支持する浮体式の基礎構造物であって、この基礎構造物は、前記発電機システムを立設支持する中央構造物と、発電機システムを立設支持した状態の前記中央構造物の下方部分を水中に位置させる主要浮体と、波浪による変動浮力に対応させると共に、垂直方向の復元力を保持するために前記中央構造物に設置したタワー浮体部と、この基礎構造物を係留する係留装置を備えたことを特徴とする洋上風力発電の浮体式基礎構造物が開示されている。ここで、主要浮体は、波強制力によって特に動揺等の横方向力を減少させるように例えば平板状に形成され、また、あらゆる方向からの入射波に対しても外力を軽減できるように、中央構造物に対して強度部材を介して、放射状に配置されている。

特開昭５９−２２７５８９号公報 特開２００２−２８５９５１号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された動揺低減方法では、可動板と構造物とが連結器によって機械的に連結されていることから、波浪等の外力によって連結器に大きな負荷がかかり、故障しやすいという問題があった。また、特許文献２に記載された動揺低減方法では、構造が複雑であり、スパー型浮体構造物のコスト的なメリットを喪失してしまうという問題があった。また、従来から使用されている索の本数を増やすことによって動揺を低減する方法も考えられるが、コストが増大する、メンテナンスが困難になる等の問題があった。

本発明は、上述した問題点に鑑み創案されたものであり、低コストで波浪や風等の外力による動揺を抑制することができる、スパー型浮体構造物を提供することを目的とする。

本発明によれば、柱状形状を有する浮体部と、該浮体部の上部に配置される上部構造物と、を有するスパー型浮体構造物において、前記浮体部の外周に挿通される環状部材と、該環状部材と前記浮体部とを接続する第一索と、前記環状部材と水底とを接続する第二索と、を有することを特徴とするスパー型浮体構造物が提供される。ここで、前記上部構造物は、例えば、風力発電装置である。

前記環状部材は、例えば、前記浮体部の着力点周りに配置される筒形状の浮体物である。また、前記環状部材は、前記浮体部の径方向又は軸方向に複数配置されていてもよい。

前記第一索は、前記環状部材よりも上方の位置で前記浮体部に接続されていてもよいし、前記環状部材よりも下方の位置で前記浮体部に接続されていてもよいし、前記環状部材よりも上方及び下方の両方の位置で前記浮体部に接続されていてもよい。また、前記第一索の本数は、例えば、前記第二索の本数以上である。

前記スパー型浮体構造物は、前記環状部材の外周に挿通される第二環状部材と、該第二環状部材と前記環状部材とを接続する第三索と、を有していてもよい。

上述した本発明のスパー型浮体構造物によれば、浮体部と索との間に環状部材を配置することにより、浮体部に作用する張力を容易に増大させることができ、波浪や風等の外力による浮体部の動揺を抑制することができる。また、環状部材は、浮体部と独立して浮遊可能であることから、浮体部が環状部材を動かそうとすれば、環状部材に作用する水圧が抵抗となり、浮体部の動揺を抑制することができる。

また、環状部材は、第一索により浮体部に接続されるだけであることから、低コストで簡単に製作することができ、故障の要因にもなり難い。さらに、環状部材及び第一索は、水底まで延長される第二索と比較して水面に近い位置に配置されることから、容易にメンテナンスを行うことができる。

本発明の第一実施形態に係るスパー型浮体構造物を示す全体構成図である。 図１に示したスパー型浮体構造物の作用を説明するための図であり、（ａ）は部分側面図、（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ断面矢視図、を示している。 図１に示したスパー型浮体構造物の作用を説明するための部分側面図であり、（ａ）は浮体部傾倒時、（ｂ）は浮体部上昇時、（ｃ）は浮体部下降時、を示している。 本発明の他の実施形態に係るスパー型浮体構造物を示す水平断面矢視図であり、（ａ）は第二実施形態、（ｂ）は第三実施形態、（ｃ）は第四実施形態、（ｄ）は第五実施形態、を示している。 本発明の第六実施形態に係るスパー型浮体構造物を示す図であり、（ａ）は部分側面図、（ｂ）は図５（ａ）におけるＢ−Ｂ断面矢視図、を示している。 本発明の他の実施形態に係るスパー型浮体構造物を示す部分側面図であり、（ａ）は第七実施形態、（ｂ）は第八実施形態、（ｃ）第九実施形態、を示している。

以下、本発明の実施形態について図１〜図６を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の第一実施形態に係るスパー型浮体構造物を示す全体構成図である。図２は、図１に示したスパー型浮体構造物の作用を説明するための図であり、（ａ）は部分側面図、（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ断面矢視図、を示している。図３は、図１に示したスパー型浮体構造物の作用を説明するための部分側面図であり、（ａ）は浮体部傾倒時、（ｂ）は浮体部上昇時、（ｃ）は浮体部下降時、を示している。

本発明の第一実施形態に係るスパー型浮体構造物１は、図１に示すように、柱状形状を有する浮体部２と、浮体部２の上部に配置される上部構造物３と、を有し、浮体部２の外周に挿通される環状部材４と、環状部材４と浮体部２とを接続する第一索５と、環状部材４と水底Ｇとを接続する第二索６と、を有する。

前記スパー型浮体構造物１は、例えば、比較的水深の深い洋上に配置される洋上風力発電装置用の浮体構造物であり、上部構造物３として風力発電装置が配置される。かかる風力発電装置は、例えば、支柱３１とナセル３２とブレード３３とを有する。支柱３１は、浮体部２の上部に立設され、ナセル３２及びブレード３３を支持する。ナセル３２は、内部に発電機を有し、ブレード３３の回転によって電力を発生させる。ブレード３３は、風力によって回転駆動する。なお、かかる風力発電装置は、スパー型浮体構造物１に設置される上部構造物３の一例であり、風力発電装置と一緒に又は風力発電装置の代わりに、風向計や風速計等の風況観測装置、太陽光発電装置、照明装置、無線通信装置等を設置するようにしてもよい。

前記浮体部２は、略円柱形状を有し、上部構造物３に対して浮力を与えるコラム部を構成している。浮体部２の内部は空洞に形成されており、上部構造物３を設置した状態で、水中に立った状態で浮遊できる程度の浮力を発生する。また、浮体部２の内部には、一定の重量を有する定量バラストを配置してもよいし、海水を注排水することによってバラスト量を調整可能なバラストタンクを配置するようにしてもよい。また、浮体部２は、水流や波浪による抵抗を低減するために、水中で部分的に拡幅した形状を有していてもよいし、喫水線を含む部分で拡幅した形状を有していてもよい。

前記環状部材４は、浮体部２の着力点周りに配置される筒形状の浮体物である。ここで、着力点とは、構造物に作用している力を一点に集約して表現した場合の作用点を意味し、スパー型浮体構造物１の場合には、浮体部２に作用する水圧中心を指すこととなる。例えば、図示した本実施形態において、着力点は、環状部材４の水平中心断面Ｈとスパー型浮体構造物１の軸心Ｌの交点に位置する。

また、図示したように、環状部材４は、浮体部２の外周面と一定の隙間を有するように配置される（図２（ｂ）参照）。このとき、環状部材４の内面は、浮体部２の外周面の形状と対応するように形成される。例えば、浮体部２の外周面が円形断面を有する場合は、環状部材４の内面も円形断面に形成され、浮体部２の外周面が多角形断面を有する場合は、環状部材４の内面も同一の多角形断面に形成される。環状部材４の容積、環状部材４の高さ、上面又は下面の表面積等の条件は、スパー型浮体構造物１が配置される場所の風力、水流等の条件によって適宜設定される。なお、環状部材４の垂直断面形状は、矩形であってもよいし、円形や楕円形状であってもよいし、その他の多角形や曲面形状であってもよい。

前記第一索５は、環状部材４と浮体部２とを接続する部品である。第一索５は、通常の浮体を係留する索と同じ素材により構成することができ、例えば、重量物を保持可能な強度を有するチェーンやロープにより構成される。また、第一索５は、例えば、環状部材４が中性浮力型（重量と浮力が釣り合うもの）である場合には、環状部材４の上部に接続される上部第一索５１と、環状部材４の下部に接続される下部第一索５２と、により構成される。すなわち、第一索５は、環状部材４よりも上方及び下方の両方の位置で浮体部２に接続される。

具体的には、図１及び図２（ｂ）に示したように、上部第一索５１は、例えば、浮体部２の外周面に接続された接続点Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ７を有し、環状部材４の上面に接続された接続点Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８を有している。ここで、接続点Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８は、環状部材４の内縁側に配置されていてもよいし、上面の中央部に配置されていてもよいし、外縁側に配置されていてもよい。そして、上部第一索５１により、接続点Ｐ１と接続点Ｐ２、接続点Ｐ２と接続点Ｐ３、接続点Ｐ３と接続点Ｐ４、接続点Ｐ４と接続点Ｐ５、接続点Ｐ５と接続点Ｐ６、接続点Ｐ６と接続点Ｐ７、接続点Ｐ７と接続点Ｐ８、接続点Ｐ８と接続点Ｐ１、がそれぞれ接続される。

また、同様にして、下部第一索５２により、接続点Ｐ１′と接続点Ｐ２′、接続点Ｐ２′と接続点Ｐ３′、接続点Ｐ３′と接続点Ｐ４′、接続点Ｐ４′と接続点Ｐ５′、接続点Ｐ５′と接続点Ｐ６′、接続点Ｐ６′と接続点Ｐ７′、接続点Ｐ７′と接続点Ｐ８′、接続点Ｐ８′と接続点Ｐ１′、がそれぞれ接続される。

前記第二索６は、環状部材４と水底Ｇとを接続する部品である。第二索６は、従来の浮体を係留する索と実質的に同じ部品であり、アンカー６１により水底Ｇに固定される。第二索６は、例えば、３本以上配置され、好ましくは３本〜４本程度配置される。ところで、第一索５の本数は、第二索６の本数以上であることが好ましい。浮体部２に接続される索の本数を部分的に増やすことにより、浮体部２に作用する張力を容易に増加させることができる。本実施形態では、上部第一索５１として８本、下部第一索５２として８本の合計１６本の第一索５が環状部材４を介して浮体部２に接続されており、第二索６の本数以上に設定されている。なお、第一索５及び第二索６の本数は図示したものに限定されるものではない。

ここで、上述したスパー型浮体構造物１の作用について、図２及び図３を参照しつつ説明する。図２はスパー型浮体構造物１に片揺れ（ヨーイング）が生じた場合、図３（ａ）はスパー型浮体構造物１に縦揺れ（ピッチング）又は横揺れ（ローリング）が生じた場合、図３（ｂ）及び（ｃ）はスパー型浮体構造物１に上下揺れ（ヒービング）が生じた場合を示している。なお、図３の各図において、第二索６の図を省略してある。

まず、スパー型浮体構造物１に片揺れ（ヨーイング）が生じた場合について説明する。スパー型浮体構造物１に片揺れ（ヨーイング）が生じた場合、浮体部２は軸心Ｌ周りに回転することとなる。例えば、図２（ａ）及び（ｂ）に示したように、浮体部２が右回り（時計回り）に回転しようとすると、浮体部２は環状部材４に対して相対回転しようとすることから、接続点Ｐ１（Ｐ１′）と接続点Ｐ２（Ｐ２′）、接続点Ｐ３（Ｐ３′）と接続点Ｐ４（Ｐ４′）、接続点Ｐ５（Ｐ５′）と接続点Ｐ６（Ｐ６′）、接続点Ｐ７（Ｐ７′）と接続点Ｐ８（Ｐ８′）、を接続する第一索５（上部第一索５１及び下部第一索５２）には、図の矢印で示したように、張力（反力）が発生し、浮体部２の回転を引き止めようとする。したがって、浮体部２の軸心Ｌ周りの回転が抑制され、スパー型浮体構造物１の片揺れ（ヨーイング）が低減される。

次に、スパー型浮体構造物１に縦揺れ（ピッチング）又は横揺れ（ローリング）が生じた場合について説明する。スパー型浮体構造物１にヨーイング（片揺れ）が生じた場合、浮体部２は軸心Ｌが一方向に傾倒することとなる。例えば、図３（ａ）に示したように、浮体部２が右側に傾倒しようとすると、浮体部２は環状部材４に対して相対移動しようとすることから、接続点Ｐ３と接続点Ｐ２、接続点Ｐ５と接続点Ｐ４、接続点Ｐ７と接続点６、接続点Ｐ１と接続点Ｐ８、を接続する上部第一索５１、及び、接続点Ｐ１′と接続点Ｐ２′、接続点Ｐ３′と接続点Ｐ４′、接続点Ｐ５′と接続点Ｐ６′、接続点Ｐ７′と接続点Ｐ８′、を接続する下部第一索５２には、図の矢印で示したように、張力（反力）が発生し、浮体部２の傾倒を引き止めようとする。したがって、浮体部２の軸心Ｌの傾倒が抑制され、スパー型浮体構造物１の縦揺れ（ピッチング）及び横揺れ（ローリング）が低減される。

次に、スパー型浮体構造物１に上下揺れ（ヒービング）が生じた場合について説明する。まず、図３（ｂ）に示したように、スパー型浮体構造物１が上昇した場合について考える。このとき、浮体部２は、環状部材４に対して上方に相対移動しようとすることから、上部第一索５１は緊張し、下部第一索５２は弛緩することとなる。そして、接続点Ｐ１と接続点Ｐ２，Ｐ８、接続点Ｐ３と接続点Ｐ２，Ｐ４、接続点Ｐ５と接続点４，Ｐ６、接続点Ｐ７と接続点Ｐ６，Ｐ８、を接続する上部第一索５１には、図の矢印で示したように、張力（反力）が発生し、浮体部２の上昇を引き止めようとする。

続いて、図３（ｃ）に示したように、スパー型浮体構造物１が下降した場合について考える。このとき、浮体部２は、環状部材４に対して下方に相対移動しようとすることから、下部第一索５２は緊張し、上部第一索５１は弛緩することとなる。そして、接続点Ｐ１′と接続点Ｐ２′，Ｐ８′、接続点Ｐ３′と接続点Ｐ２′，Ｐ４′、接続点Ｐ５′と接続点４′，Ｐ６′、接続点Ｐ７′と接続点Ｐ６′，Ｐ８′、を接続する下部第一索５２には、図の矢印で示したように、張力（反力）が発生し、浮体部２の下降を引き止めようとする。

したがって、第一索５（上部第一索５１及び下部第一索５２）により浮体部２の上昇及び下降が抑制され、スパー型浮体構造物１の上下揺れ（ヒービング）が低減される。

以上、上述した本発明のスパー型浮体構造物１によれば、浮体部２と索との間に環状部材４を配置することにより、浮体部２に接続される索の本数を容易に増やすことができ、浮体部２に作用する張力を容易に増大させることができ、浮体部２の動揺を抑制することができる。また、環状部材４は、浮体部２と独立して浮遊可能であることから、浮体部２が環状部材４を動かそうとすれば、環状部材４に作用する水圧が抵抗となり、浮体部２の動揺を抑制することができる。

また、環状部材４は、第一索５により浮体部２に接続されるだけであることから、低コストで簡単に製作することができ、故障の要因にもなり難い。さらに、環状部材４及び第一索５は、水底まで延長される第二索６と比較して水面に近い位置に配置されることから、容易にメンテナンスを行うことができる。

次に、本発明の他の実施形態に係るスパー型浮体構造物１について、図４〜図６を参照しつつ説明する。ここで、図４は、本発明の他の実施形態に係るスパー型浮体構造物を示す水平断面矢視図であり、（ａ）は第二実施形態、（ｂ）は第三実施形態、（ｃ）は第四実施形態、（ｄ）は第五実施形態、を示している。図５は、本発明の第六実施形態に係るスパー型浮体構造物を示す図であり、（ａ）は部分側面図、（ｂ）は図５（ａ）におけるＢ−Ｂ断面矢視図、を示している。図６は、本発明の他の実施形態に係るスパー型浮体構造物を示す部分側面図であり、（ａ）は第七実施形態、（ｂ）は第八実施形態、（ｃ）第九実施形態、を示している。なお、各図において、上述した第一実施形態と同じ構成部品については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。

図４（ａ）に示した第二実施形態は、第一索５の本数を第一実施形態よりも少なくしたものである。具体的には、上部第一索５１は、浮体部２に接続される接続点Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７と、環状部材４に接続される接続点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ８，Ｐ９と、を有する。

すなわち、上部第一索５１は、接続点Ｐ１と接続点Ｐ２、接続点Ｐ３と接続点Ｐ４、接続点Ｐ４と接続点Ｐ５、接続点Ｐ６と接続点Ｐ７、接続点Ｐ７と接続点Ｐ８、接続点Ｐ９と接続点Ｐ１、を接続する６本の索により構成される。ここで、環状部材４上の接続点Ｐ２，Ｐ３、接続点Ｐ５，Ｐ６、接続点Ｐ８，Ｐ９は、同一の接続点により構成するようにしてもよいし、接続点Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７を二点に分離するようにしてもよい。なお、図示しないが、下部第一索５２も上部第一索５１と同様の構成を有しており、全体で１２本の第一索５が浮体部２に配置されていることとなる。

図４（ｂ）に示した第三実施形態は、第一索５の本数を第一実施形態よりも多くしたものである。具体的には、上部第一索５１は、浮体部２に接続される接続点Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ７，Ｐ９と、環状部材４に接続される接続点Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８，Ｐ１０と、を有する。

すなわち、上部第一索５１は、接続点Ｐ１と接続点Ｐ２、接続点Ｐ２と接続点Ｐ３、接続点Ｐ３と接続点Ｐ４、接続点Ｐ４と接続点Ｐ５、接続点Ｐ５と接続点Ｐ６、接続点Ｐ６と接続点Ｐ７、接続点Ｐ７と接続点Ｐ８、接続点Ｐ８と接続点Ｐ９、接続点Ｐ９と接続点Ｐ１０、接続点Ｐ１０と接続点Ｐ１、を接続する１０本の索により構成される。各接続点Ｐ１〜Ｐ１０は二点に分離するようにしてもよい。なお、図示しないが、下部第一索５２も上部第一索５１と同様の構成を有してしており、全体で２０本の第一索５が浮体部２に配置されていることとなる。

図４（ｃ）に示した第四実施形態は、第一索５の本数を第三実施形態よりも多くしたものである。具体的には、上部第一索５１は、浮体部２に接続される接続点Ｐ１〜Ｐ２３（奇数飛び）と、環状部材４に接続される接続点Ｐ２〜Ｐ２４（偶数飛び）、を有する。

すなわち、上部第一索５１は、接続点Ｐ１と接続点Ｐ２、接続点Ｐ２と接続点Ｐ３、・・・、接続点Ｐ２３と接続点Ｐ２４、接続点Ｐ２４と接続点Ｐ１、を接続する２４本の索により構成される。各接続点Ｐ１〜Ｐ２４は二点に分離するようにしてもよい。なお、図示しないが、下部第一索５２も上部第一索５１と同様の構成を有しており、全体で４８本の第一索５が浮体部２に配置されていることとなる。

図４（ｄ）に示した第五実施形態は、第一索５を周方向に傾斜させずに配置したものである。上述した第一実施形態〜第四実施形態に示した第一索５では、応答性を向上させるために、浮体部２と環状部材４との間で周方向に傾斜するように配置されていたが、動揺が大きくない場所では、図示したように、第一索５を略垂直方向に配置するようにしてもよい。具体的には、上部第一索５１は、浮体部２に接続される接続点Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ７，Ｐ９，Ｐ１１と、環状部材４に接続される接続点Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８，Ｐ１０，Ｐ１２と、を有する。

すなわち、上部第一索５１は、接続点Ｐ１と接続点Ｐ２、接続点Ｐ３と接続点Ｐ４、接続点Ｐ５と接続点Ｐ６、接続点Ｐ７と接続点Ｐ８、接続点Ｐ９と接続点Ｐ１０、接続点Ｐ１１と接続点Ｐ１２、を接続する６本の索により構成される。なお、図示しないが、下部第一索５２も上部第一索５１と同様の構成を有しており、全体で１２本の第一索５が浮体部２に配置されていることとなる。

図５（ａ）及び（ｂ）に示した第六実施形態は、環状部材４の外周に挿通される第二環状部材７と、第二環状部材７と環状部材４とを接続する第三索８と、を有するものである。環状部材４及び第一索５の構成は、上述した第一実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

前記第二環状部材７は、環状部材４と同様に、浮体部２の着力点周りに配置される筒形状の浮体物である。また、図５（ｂ）に示したように、第二環状部材７は、環状部材４の外周面と一定の隙間を有するように配置される。このとき、第二環状部材７の内面は、環状部材４の外周面の形状と対応するように形成される。第二環状部材７の容積、第二環状部材７の高さ、上面又は下面の表面積等の条件は、スパー型浮体構造物１が配置される場所の風力、水流等の条件によって適宜設定される。なお、第二環状部材７の垂直断面形状は、矩形であってもよいし、円形や楕円形状であってもよいし、その他の多角形や曲面形状であってもよい。

前記第三索８は、環状部材４と第二環状部材７とを接続する部品である。第三索８は、例えば、上述した第一索５と同じ素材により構成される。また、第三索８は、例えば、図５（ａ）に示したように、水平中心断面Ｈ内に配置され、図５（ｂ）に示したように、環状部材４の外周面に接続された接続点Ｐ１０１，Ｐ１０３，Ｐ１０５，Ｐ１０７，Ｐ１０９を有し、第二環状部材７の内周面に接続された接続点Ｐ１０２，Ｐ１０４，Ｐ１０６，Ｐ１０８，Ｐ１１０を有している。

すなわち、第三索８は、接続点Ｐ１０１と接続点１０２、接続点Ｐ１０２と接続点１０３、接続点Ｐ１０３と接続点１０４、接続点Ｐ１０４と接続点１０５、接続点Ｐ１０５と接続点１０６、接続点Ｐ１０６と接続点１０７、接続点Ｐ１０７と接続点１０８、接続点Ｐ１０８と接続点１０９、接続点Ｐ１０９と接続点１１０、接続点Ｐ１１０と接続点１０１、を接続する１０本の索により構成される。各接続点Ｐ１０１〜Ｐ１１０は二点に分離するようにしてもよい。また、環状部材４及び第二環状部材７の高さが十分にある場合には、第一索５と同様に、第三索８を上部第三索と下部第三索とに分離するようにしてもよい。

なお、図示した実施形態では、第一索５（例えば、上部第一索５１）の浮体部２への接続点を４点とし、第三索８の環状部材４への接続点を５点としているが、かかる点数に限定されるものではなく、第一索５の接続点数と第三索８の接続点数を同一となるようにしてもよいし、他の組み合わせの点数となるように構成してもよい。

上述した第六実施形態に係る構成によれば、環状部材（環状部材４及び第二環状部材７）を浮体部２の径方向に複数配置したことにより、浮体部２を拘束する索の本数をさらに増加させることができ、浮体部２の相対回転及び相対移動に対する反力（張力）を容易に増大させることができ、スパー型浮体構造物１の動揺を抑制することができる。なお、径方向に配置される環状部材の個数は二つに限定されるものではなく、三つ以上であってもよい。

図６（ａ）に示した第七実施形態は、第一索５のうち、下部第一索５２を省略して、環状部材４を上部第一索５１により吊り下げたものである。したがって、第一索５は、環状部材４よりも上方の位置で浮体部２に接続されているといえる。かかる構成は、環状部材４の重量が浮力よりも大きい場合に適している。すなわち、環状部材４が重量＞浮力の関係を有する場合、環状部材４は、重力により下方に沈もうとする力が作用することから、下部第一索５２を省略したとしても、環状部材４の位置を安定させることができる。なお、本図において第二索６の図を省略してある。

図６（ｂ）に示した第八実施形態は、第一索５のうち、上部第一索５１を省略して、環状部材４を下部第一索５２により支持するようにしたものである。したがって、第一索５は、環状部材４よりも下方の位置で浮体部２に接続されているといえる。かかる構成は、環状部材４の浮力が重量よりも大きい場合に適している。すなわち、環状部材４が重量＜浮力の関係を有する場合、環状部材４は、浮力により上方に浮かび上がろうとする力が作用することから、上部第一索５１を省略したとしても、環状部材４の位置を安定させることができる。なお、本図において第二索６の図を省略してある。

図６（ｃ）に示した第九実施形態は、環状部材４を浮体部２の軸方向に複数配置したものである。例えば、喫水の深い浮体部２の場合には、浮体部２の軸方向に複数の環状部材４を並列に配置することができる。かかる構成によっても、浮体部２に接続する索の本数を容易に増やすことができ、浮体部２の相対回転及び相対移動に対する反力（張力）を容易に増大させることができ、スパー型浮体構造物１の動揺を抑制することができる。なお、図示していないが、第二索６は、先端を分岐させて各環状部材４に接続するようにしてもよいし、環状部材４ごとに各々接続するようにしてもよい。

本発明は上述した実施形態に限定されず、例えば、第一実施形態〜第九実施形態を適宜組み合わせて実施するようにしてもよい等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。

１ スパー型浮体構造物
２ 浮体部
３ 上部構造物
４ 環状部材
５ 第一索
６ 第二索
７ 第二環状部材
８ 第三索

Claims (7)

1. 柱状形状を有する浮体部と、該浮体部の上部に配置される上部構造物と、を有するスパー型浮体構造物において、
   前記浮体部の外周に挿通される環状部材と、
   該環状部材と前記浮体部とを接続する第一索と、
   前記環状部材と水底とを接続する第二索と、
   を有することを特徴とするスパー型浮体構造物。
2. 前記環状部材は、前記浮体部の着力点周りに配置される筒形状の浮体物である、ことを特徴とする請求項１に記載のスパー型浮体構造物。
3. 前記第一索は、前記環状部材よりも上方の位置で前記浮体部に接続されている、前記環状部材よりも下方の位置で前記浮体部に接続されている、又は、前記環状部材よりも上方及び下方の両方の位置で前記浮体部に接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載のスパー型浮体構造物。
4. 前記第一索の本数は、前記第二索の本数以上である、ことを特徴とする請求項１に記載のスパー型浮体構造物。
5. 前記環状部材は、前記浮体部の径方向又は軸方向に複数配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載のスパー型浮体構造物。
6. 前記環状部材の外周に挿通される第二環状部材と、該第二環状部材と前記環状部材とを接続する第三索と、を有することを特徴とする請求項１に記載のスパー型浮体構造物。
7. 前記上部構造物は、風力発電装置である、ことを特徴とする請求項１に記載のスパー型浮体構造物。