JP2015175127A - 可動式防波堤及び可動式防波施設 - Google Patents

Abstract

【課題】可動式防波堤において、浮上管の浮上を迅速かつ確実にすること。
【解決手段】水底側に開口部１１ａを有し、水底面ＧＬから水底地盤Ｅ内に向かって上下に延伸する外筒管１１と、下端部３４から外筒管１１の内部に挿入され、かつ、自身の内部に供給された気体により浮力を生じて外筒管１１の内部から上昇する浮上管１２と、浮上管１２の上端部３２ａに取り付けられて、外筒管１１の内周部３８よりも、浮上管１２の長手方向と直交する方向の外側に延伸する蓋１７ａと、蓋１７ａの下端部３４側、かつ浮上管１２の外周部４３よりも外側に設けられて、上端部３２ａから下端部３４に向かって延伸する壁１９ａと、を含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、必要に応じて水底から水面上に突出する可動式防波堤及び可動式防波施設に関する。

水底に昇降可能な防波施設を設置して、津波が発生した場合や荒天時等には防波装置を水面上まで突出させて、波の影響を低減する可動式防波堤が提案されている。例えば、特許文献１には、海底面に設けたコンクリートを貫通して水底地盤内に鉛直に挿入され、かつ密集状態で基礎コンクリートの表面に上端面を開口させて配列された複数の外筒管と、外筒管に昇降可能に挿入され、かつ下端面が開口し、上端面が閉塞された浮上管と、各浮上管内に空気を供給するための給気装置とを備えた可動式防波堤が記載されている。

特開２００４−１１６１３１号公報

可動式防波堤は海中に設けられているため、海中の土砂が可動式防波堤に堆積する事がある。土砂が可動式防波堤に堆積すると、浮上管が浮上できなかったり、浮上に時間を要したりする可能性がある。

本発明は、可動式防波堤について、浮上管の浮上を迅速かつ確実にする事を目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の可動式防波堤は、水底側に開口部を有し、水底から地盤内に向かって上下に延伸する第１筒状部材と、第１の端部から前記第１筒状部材の内部に挿入され、かつ、自身の内部に供給された気体により浮力を生じて前記第１筒状部材の内部から上昇する第２筒状部材と、前記第２筒状部材の第２の端部に取り付けられて、前記第１筒状部材の内周よりも、前記第２筒状部材の長手方向と直交する方向の外側に延伸する第１蓋部と、前記第１蓋部の前記第１の端部側、かつ前記第２筒状部材の外周部よりも外側に設けられて、前記第２の端部から前記第１の端部に向かって延伸する第１壁部と、を含む。

第１筒状部材と第２筒状部材との間に土砂が詰まった場合、第２筒状部材の浮上に時間を要したり、浮上できなくなったりする可能性がある。本発明は、第２筒状部材の上部に第１筒状部材の内周よりも大きな蓋部を設け、更に壁部を設ける事により、第１筒状部材と第２筒状部材との間からの土砂の侵入を抑制する事ができる（以下、適宜土砂侵入対策と記載する）。その結果、第１筒状部材と第２筒状部材との間に土砂が詰まる事を抑制し、より迅速かつ確実に第２筒状部材を浮上させる事ができる。また、第１筒状部材には地盤側の端部が設けられているが、第１筒状部材と第２筒状部材の間から土砂が侵入した場合、第１筒状部材の地盤側の端部に土砂が堆積される。この場合、第２筒状部材を浮上させた後で第２筒状部材を第１筒状部材に再格納する際に、第２筒状部材が第１筒状部材に格納できなくなる恐れがある。本発明では、土砂侵入対策により、第１筒状部材の地盤側の端部に土砂が堆積される事を抑制し、第２筒状部材を第１筒状部材に、より確実に再格納できる。

本発明の望ましい態様としては、前記第１蓋部の、前記第１壁部が設けられている面と対向する面は、前記第２筒状部材の長手方向に沿った中心線に対して傾斜していることが好ましい。第２筒状部材の上部に土砂が堆積した場合、土砂の重みにより第２筒状部材の浮上に時間を要したり、浮上できなくなったりする可能性がある。本発明によると、第２筒状部材の浮上の際に、第２筒状部材の上部に堆積した土砂が除去されやすく、第２筒状部材を迅速かつ確実に浮上させる事ができる（以下、適宜浮上抵抗低減対策と記載する）。このように、本発明では、土砂侵入対策と浮上抵抗低減対策とを同時に実現する事ができる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の可動式防波堤は、水底側に開口部を有し、水底から地盤内に向かって上下に延伸する第１筒状部材と、第１の端部から前記第１筒状部材の内部に挿入され、かつ、自身の内部に供給された気体により浮力を生じて前記第１筒状部材の内部から上昇する第２筒状部材と、を含む可動式防波堤を複数連結した可動式防波堤であって、前記第２筒状部材の第２の端部に取り付けられて、複数の前記第２筒状部材を連結する連結部材と、前記連結部材に取り付けられて、複数の前記第１筒状部材の内周よりも、前記第２筒状部材の長手方向と直交する方向の外側に延伸する第２蓋部と、前記第２蓋部の前記第１の端部側、かつ前記第２筒状部材の外周部よりも外側に設けられて、前記第２の端部から前記第１の端部に向かって延伸する第２壁部と、を含む事を特徴とする。これによって、可動式防波堤が複数連結された場合に、蓋部を複数形成する事なく、一体で土砂侵入対策を実現する事ができる。

本発明の望ましい態様としては、前記第２蓋部の、前記第２壁部が設けられている面と対向する面は、前記第２筒状部材の長手方向に沿った中心線に対して傾斜している事が好ましい。これによって、可動式防波堤が複数連結された場合に、蓋部を複数形成する事なく、一体で、土砂侵入対策と浮上抵抗低減対策とを同時に実現する事ができる。また、第２筒状部材の浮上抵抗が低減され、第２筒状部材が迅速に浮上可能となる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の可動式防波堤は、水底側に開口部を有し、水底から地盤内に向かって上下に延伸する第１筒状部材と、第１の端部から前記第１筒状部材の内部に挿入され、かつ、自身の内部に供給された気体により浮力を生じて前記第１筒状部材の内部から上昇する第２筒状部材と、前記第２筒状部材の第２の端部に取り付けられる第３蓋部と、を含み、前記第３蓋部の、前記第１の端部側の面と対向する面は、前記第２筒状部材の長手方向に沿った中心線に対して傾斜している、事を特徴とする。これによって、浮上抵抗低減対策を実現する事ができる。また、第２筒状部材の浮上抵抗が低減され、第２筒状部材が迅速に浮上可能となる。

本発明の望ましい態様としては、前記可動式防波堤において、前記第１蓋部、前記第２蓋部又は前記第３蓋部は、一部又は全部が着脱可能である事、が好ましい。これによって蓋部の取り外しが可能になるので、蓋内部のメンテナンスが容易になる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る可動式防波施設は、前記可動式防波堤を水底に複数配列した事を特徴とする。この可動式防波施設は、上述した可動式防波堤を備えるので、土砂の侵入が抑制され、浮上抵抗の低減が抑制される。

本発明によれば、可動式防波堤について、浮上管の浮上を迅速かつ確実にする事ができる。

図１は、本実施形態に係る可動式防波施設の平面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ矢視一部断面図である。 図３は、図１のＢ−Ｂ断面図である。 図４は、本実施形態に係る可動式防波堤を備える可動式防波施設の全体構成図である。 図５−１は、本実施形態に係る可動式防波堤の浮上管が浮上する様子を示す模式図である。 図５−２は、本実施形態に係る可動式防波堤の浮上管が浮上する様子を示す模式図である。 図５−３は、本実施形態に係る可動式防波堤の浮上管が浮上する様子を示す模式図である。 図６は、本実施形態に係る可動式防波堤が有する外筒管と浮上管の断面図である。 図７は、本実施形態の変形例に係る可動式防波堤が有する外筒管と浮上管の断面図である。 図８は、本実施形態に係る可動式防波堤が有する外筒管と浮上管の断面図である。 図９−１は、本実施形態に係る浮上管が外筒管の内部に収められている状態の模式図である。 図９−２は、本実施形態に係る浮上管が浮上している状態の模式図である。 図１０は、本実施形態に係る複数の可動式防波堤の斜視図である。 図１１は、本実施形態に係る複数の可動式防波堤の平面図である。 図１２は、本実施形態に係る複数の可動式防波堤の、外筒管と浮上用側管のＣ−Ｃ断面図である。 図１３は、本実施形態に係る可動式防波堤が有する外筒管及び浮上管の断面図である。

本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。

本実施形態に係る可動式防波堤は、海底、川底などの水底に設置されて、例えば、津波や高潮などが発生した場合には、水底から水面上に浮上して、津波や高潮の通過を阻害し、港湾設備又は人家などの防波堤の背後地を保護する。

（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る可動式防波施設１の平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ矢視一部断面図である。図２は、本実施形態に係る可動式防波堤１０が浮上した状態を示している。図３は、図１のＢ−Ｂ断面図である。図３は、本実施形態に係る可動式防波堤１０が水底にある状態、すなわち浮上前の状態を示している。図４は、本実施形態に係る可動式防波堤１０を備える可動式防波施設１の全体構成図である。図５−１〜図５−３は、本実施形態に係る可動式防波堤１０の浮上管１２が浮上する様子を示す模式図である。

図１〜図３に示すように、可動式防波施設１は、複数の可動式防波堤１０と、監視・制御システム施設１００とを含む。本実施形態において、複数の可動式防波堤１０は、岸壁Ｋ１、Ｋ２の間に一列に配置されて、港の内側（港内ＢＩ）と港の外側（港外ＢＯ）とを仕切っている。可動式防波堤１０は、第１筒状部材としての外筒管１１の内側に第２筒状部材としての浮上管１２が配置される。可動式防波堤１０は、浮上管１２の内部に気体（本実施形態では空気）が供給されることによって浮上管１２を浮上（上昇）させる構造である。なお、可動式防波堤１０は、岸壁Ｋ１、Ｋ２の間に限らず、防波堤（固定式、杭式、浮体式を含む）の間にも設置可能である。

それぞれの可動式防波堤１０は、各送気管３から空気が送られる。複数の送気管３は、水底に配置される送気管ダクト２にまとめられて、一方の岸壁Ｋ２上の監視・制御システム施設１００内に備えられる気体供給装置に接続される。そして、有事の際、例えば、津波や高潮などの発生時には、前記気体供給装置から送気管３を介して、それぞれの可動式防波堤１０の浮上管１２内へ気体が供給されて、浮上管１２が水底から浮上し、一部が水面から突出する。

図２及び図３に示すように、可動式防波堤１０は、外筒管１１（可動式防波堤１０の固定部分）と、浮上管１２（可動式防波堤１０の可動部分）とを有する。外筒管１１及び浮上管１２は、円筒形状の部材であり、本実施形態では鋼管である。外筒管１１及び浮上管１２は、いずれも防食が施されている。なお、外筒管１１及び浮上管１２は、円筒形状に限られるものではない。なお、外筒管１１及び浮上管１２は、鋼管に限らず、炭素繊維で製造されていてもよい。あるいは、外筒管１１又は浮上管１２の一方が鋼管で、他方が炭素繊維で構成されるような異種材料であってもよい。

外筒管１１は、上下に延伸する筒状の部材で、水底から水底地盤Ｅ内に向かって打ち込まれている。本実施形態において、下とは鉛直方向、すなわち重力が作用する方向側である。上とは鉛直方向の反対方向側である。外筒管１１は、水底側の外周の寸法よりも、水底から水底地盤Ｅ内に向かって延伸する部分の寸法の方が大きい。外筒管１１は、下層部が水底地盤Ｅ内に挿入されてから固定されている。外筒管１１は、上層部の周囲に捨石５が敷設されている。この捨石５の上面が水底面ＧＬとなる。外筒管１１は、水底側である上端に開口部１１ａを有する。また、外筒管１１は、水底地盤Ｅに挿入された底部から送気管３が差し込まれる。送気管３は、外筒管１１の内部に気体出口３ａが配置される。

浮上管１２は筒状の部材である。浮上管１２は、第１の端部としての下端部３４が、外筒管１１の開口部１１ａから、外筒管１１の長手方向（管軸方向）に沿って差し込まれ、外筒管１１の内部に挿入される。浮上管１２は、その内部に供給される気体によって浮力を発生して、外筒管１１の内部から上昇できるようになっている。具体的には、図３に示すように、浮上管１２は、内部に複数の仕切部材（本実施形態では板状の部材）１５、１６が設けられている。以下において、仕切部材１５を第１仕切部材といい、仕切部材１６を第２仕切部材という。

第１仕切部材１５は、浮上管１２の上方に配置され、第２仕切部材１６は、第１仕切部材１５の下方に配置される。また、浮上管１２は、第２の端部としての上端部３２ａが第１蓋部としての蓋１７ａによって閉塞されている。蓋１７ａには、第１壁部としての壁１９ａが取り付けられている。蓋１７ａ及び壁１９ａの詳細な構造については後述する。浮上管１２は、第１仕切部材１５、第２仕切部材１６及び蓋１７ａによって、内部が複数の部屋に仕切られる。

第１仕切部材１５と第２仕切部材１６と浮上管１２の側壁とで仕切られる空間１３は、送気管３から浮上管１２の内部に供給された気体を溜めて、浮上管１２に浮力を発生させるための空間である。以下、空間１３を気室１３という。蓋１７ａと第１仕切部材１５と浮上管１２の側壁とで仕切られる空間ＣＲは、可動式防波堤１０の状態を監視したり、送気管３から気体が供給されなかった場合に浮上管１２を浮上させたり、浮上した浮上管１２を下降させて外筒管１１の内部に戻す動作をさせたりするための制御機器２０が配置されている。以下、空間ＣＲを機械室ＣＲという。第２仕切部材１６は、孔１６ａを備える。孔１６ａは、送気管３から浮上管１２の内部に供給される気体を気室１３へ導く。

浮上管１２は、その側壁内面に浮力発生手段１４が取り付けられる。浮力発生手段１４は、例えば、気泡を有する樹脂、例えば、発泡スチロールなどである。また、浮力発生手段１４は、単なる空間に空気などの気体を充填した構造としてもよい。浮力発生手段１４を浮上管１２に取り付けることにより、浮上管１２を浮上させる際には、浮上管１２を浮上させるために必要な浮力のうち、浮力発生手段１４が発生する浮力で不足する分を気体によってまかなえばよい。このようにすることで、浮上管１２の内部に供給する気体の量を低減できるので、浮上管１２を迅速に浮上させることができる。

浮上管１２は、その下端部３４に開口部１２ａが設けられている。そして、開口部１２ａの下方に、送気管３の気体出口３ａが配置される。送気管３の気体入口は、上述した気体供給装置に接続されている。

気体供給装置は、図４に示すように、気体ボトル１０４と、気体ボトル１０４と送気管３との間に設けられる開閉弁１１０と、電動機１０３で駆動される圧縮機１０２とを含む。これらは、監視・制御システム施設１００に備えられる。送気管３の気体入口は、気体供給装置を構成する開閉弁１１０に接続されている。気体ボトル１０４は、圧縮機１０２によって高圧（２０ＭＰａ程度）の気体が充填される。そして、浮上管１２を浮上させる際には、開閉弁１１０が開かれて、気体ボトル１０４内の気体が送気管３を通って浮上管１２の内部に供給される。

電動機１０３及び圧縮機１０２は、監視・制御装置１０１によって制御される。監視・制御装置１０１は、例えば、気体ボトル１０４内に充填されている気体の圧力を気体圧力センサ１１１によって取得し、規定の圧力よりも低い場合には電動機１０３を駆動して圧縮機１０２を作動させ、規定の圧力になるまで圧縮機１０２から気体ボトル１０４内へ気体を充填する。

さらに、監視・制御装置１０１は、可動式防波堤１０の機械室ＣＲ内の制御機器２０と通信して、可動式防波堤１０の状態を監視したり、浮上管１２の動きを制御したりする。例えば、浮上した浮上管１２を外筒管１１内に戻す場合、監視・制御装置１０１は、制御機器２０を介して、気室１３と気室１３の外部とを接続する配管の途中に設けられた排気弁１８を開く。この操作によって、気室１３内の気体が気室１３の外部に放出されるとともに、気室１３内の気体が水に置換されて浮上管１２の浮力が低下するので、浮上管１２は沈降して外筒管１１内に収まる。

有事の際、例えば、監視・制御装置１０１が津波や高潮などの警報を受信した場合、監視・制御装置１０１は、開閉弁１１０を開き、図５−１に示すように、送気管３を介して気体ボトル１０４内の気体を浮上管１２の内部に供給する。送気管３から浮上管１２内へ供給された気体は、図５−１に示すように、第２仕切部材１６の孔１６ａを通って気室１３へ入る。気室１３の内部の気体によって発生する浮力と、浮力発生手段１４によって発生する浮力との和が水中における浮上管１２全体の重量を超えると、図５−２に示すように、浮上管１２は、水面ＷＬに向かって外筒管１１から浮上を開始する。そして、図５−３に示すように、浮上管１２の一部が水面ＷＬ上に突出する。このとき、気室１３内の余分な気体は、気室１３に設けられた孔Ｄ１から排出される。また、機械室ＣＲ内の水は、機械室ＣＲに設けられた孔Ｄ２から排水される。このようにして、有事の際には、図２に示すように複数の浮上管１２が一列に水面ＷＬから突出して防波堤の機能を発揮し、津波や高潮などから港湾設備などを保護する。次に、可動式防波施設１に設けられた可動式防波堤１０の詳細について図を参照して説明する。

図６は、本実施形態に係る可動式防波堤が有する外筒管１１と浮上管１２の断面図である。図６に示すように、浮上管１２の上端部３２ａには、円盤形状の蓋１７ａが取り付けられている。図１に示すように、蓋１７ａは、平面視、すなわち蓋１７ａの板面と直交する方向から見た場合の形状が円形であるが、蓋１７ａは円形に限られない。また、本実施例では、蓋１７ａは浮上管１２の上端部３２ａ側の上端面４４ａに取り付けられているが、蓋１７ａは上端部３２ａであって、浮上管１２の側面３５に取り付けられていてもよい。蓋１７ａの外周部３３ａは、浮上管１２の長手方向Ａと直交する方向であって、外筒管１１の外周部３７よりも外側に延伸する。蓋１７ａの外周部の位置は、少なくとも外筒管１１の内周部３８の位置よりも外側にあればよい。

図６に示すように、蓋１７ａの、浮上管１２の下端部３４側の面（以下、適宜下面３９ａという）には、壁１９ａが設けられている。壁１９ａは、浮上管１２の長手方向Ａと直交する方向であって、外筒管１１の外周３７よりも外側に設けられている。より具体的には、壁１９ａの内壁４２ａが、外筒管１１の外周３７よりも外側に設けられている。本実施形態において、壁１９ａが蓋１７ａに設けられる位置はこのような位置に限定されない。本実施形態において、壁１９ａは、少なくとも浮上管１２の外周部４３よりも外側に設けられていればよく、例えば外筒管１１の内周部３８よりも内側に設けられていてもよい。

壁１９ａは、蓋１７ａの下面３９ａに設けられ、下面３９ａから離れる方向に向かって延伸している。すなわち、壁１９ａは、蓋１７ａの下面３９ａに設けられ、浮上管１２の上端部３２ａから下端部３４に向かって延伸している。本実施形態において、壁１９ａは浮上管１２の周方向の全周にわたって設けられているが、壁１９ａは浮上管１２の周方向において、所定の間隔を空けて設けられていてもよい。

また、本実施形態では、浮上管１２が外筒管１１に収められている際に、壁１９ａは外筒管１１の開口部１１ａよりも水底面ＧＬ側に延伸しているが、壁１９ａは外筒管１１の開口部１１ａよりも水底面ＧＬ側に延伸していなくてもよい。壁１９ａは蓋１７ａの下面３９ａから離れる方向に向かって、０ｍｍ以上ラップしているのが好ましい。また、本実施例では、外筒管１１の開口部１１ａは水底面ＧＬから水面ＷＬ方向に突出しているが、鉛直方向における開口部１１ａの位置は水底面ＧＬと同じ高さであってもよい。

外筒管１１と浮上管１２との間に土砂等が詰まった場合、浮上管１２の浮上に時間を要したり、浮上できなくなったりする可能性がある。ここで、蓋１７ａの外周部３３ａは外筒管１１の内周部３８よりも大きいため、浮上管１２が沈降して外筒管１１の内部に収まっている際には、蓋１７ａが外筒管１１と浮上管１２との間を上から覆う状態となっている。そのため、蓋１７ａは、外筒管１１及び浮上管１２に向かって上部から沈降してきた海中の土砂等が、外筒管１１と浮上管１２との間に侵入する事を抑制する。また、壁１９ａは、浮上管１２が沈降して外筒管１１の内部に収まっている際に、外筒管１１の上端面５６と蓋１７ａとの間から、外筒管１１と浮上管１２との間へ土砂が侵入する通路を遮断する構造となっている。そのため、壁１９ａは、外筒管１１の上端面５６と蓋１７ａとの間から、外筒管１１と浮上管１２との間に向かって移動してくる海中の土砂等が、外筒管１１と浮上管１２との間に侵入する事を抑制する。

このように、本実施形態は、蓋１７ａ及び蓋１７ａに設けられた壁１９ａによって、土砂が外筒管１１と浮上管１２との間に侵入することを抑制できる。その結果、より迅速かつ確実に浮上管１２を浮上させる事ができる。また、外筒管１１は地盤側の端部４５を有しているが、外筒管１１と浮上管１２との間から土砂等が侵入した場合、外筒管１１の地盤側の端部４５に土砂等が堆積する。この場合、浮上管１２を浮上させた後で浮上管１２を外筒管１１に収める際に、浮上管１２が外筒管１１に格納できなくなる可能性がある。しかし、本実施形態によると、蓋１７ａ及び壁１９ａが外筒管１１と浮上管１２との間に土砂が侵入することを抑制するので、外筒管１１の地盤側の端部４５に土砂等が堆積される事を抑制できる。その結果、浮上管１２は、外筒管１１の内部に、より確実に格納される。

図７は本実施形態の変形例に係る可動式防波堤１０ａが有する外筒管１１と浮上管１２の断面図である。図７に示すように、蓋１７ａ２には、蓋１７ａ２の一部として、小蓋３０が設けられている。小蓋３０は蓋１７ａ２に対して着脱可能に設けられている。小蓋３０は、通常は、例えばボルト等で蓋１７ａ２に固定されている。浮上管１２の内部の空間ＣＲには制御機器２０が設けられている。通常時において、空間ＣＲは、蓋１７ａ２によって浮上管１２の外部から閉ざされている。

例えば、１年に１度など、定期的に制御機器２０のメンテナンスが行われる。メンテナンスが行われる際には浮上管１２を浮上させ、水上でメンテナンス作業が行われる。このとき、小蓋３０が蓋１７ａ２から取り外される事によって、空間ＣＲは浮上管１２の外部に対して開かれるので、容易に制御機器２０のメンテナンス作業を行う事ができる。メンテナンス作業が終了すれば、小蓋３０が蓋１７ａ２に取り付けられて、浮上管１２を沈降させて外筒管１１に収める。

小蓋３０は蓋１７ａ２に対して少なくとも着脱可能であればよい。例えば、小蓋３０の外周部にねじ部を設けて蓋１７ａ２にねじ込んだり、ヒンジを設けたりして着脱可能としてもよい。また、小蓋３０は蓋１７ａ２から上方向に取り外し可能である構造になっているが、小蓋３０は蓋１７ａ２に対して少なくとも着脱可能であればよく、例えば左右方向に取り外し可能である構造でもよい。また、小蓋３０は設けず、蓋１７ａ２がボルト又はねじ部などによって浮上管１２に対して着脱可能に取り付けられていてもよい。

（実施形態２）
図８は、本実施形態に係る可動式防波堤１０ｂが有する外筒管１１と浮上管１２の断面図である。図８に示すように、浮上管１２の上端部３２ｂには蓋１７ｂが取り付けられている。また、蓋１７ｂの、浮上管１２の下端部３４側の面（以下、適宜下面３９ｂという）には、壁１９ｂが設けられている。蓋１７ｂの、下面３９ｂとは反対側の面（以下、適宜上面５０ｂという）は、円錐形状である。円錐形状の上面５０ｂの頂点５２ｂは、浮上管１２が浮上する方向である水面側に設けられている。

蓋１７ｂの上面５０ｂは円錐形状でなくてもよい。例えば、蓋１７ｂの上面５０ｂは、少なくとも浮上管の長手方向Ａに沿った中心線ＣＬに対して傾斜していればよい。例えば、蓋１７ｂの上面５０ｂは、半球形状であったり、円柱の長手方向に対して傾斜した平面でこの円柱を切断した形状であったり、三角柱の側面のうち隣接する２面を組み合わせた形状（屋根型の形状）であったりしてもよい。この点で実施形態１の蓋１７ａと、本実施形態の蓋１７ｂとは構造が異なる。その他の構造は実施形態１と同様である。このため、本実施形態に係る可動式防波堤１０ｂにおいても、実施形態１と同様に土砂侵入防止対策を実現することができる。

図９−１は、本実施形態に係る浮上管１２が外筒管１１の内部に収められている状態の模式図である。図９−２は、本実施形態に係る浮上管１２が水面ＷＬ方向へ浮上している状態の模式図である。水中には土砂等が浮遊しているため、図９−１に示すように、水中の土砂１２０は蓋１７ｂに堆積することがある。蓋１７ｂに土砂１２０が堆積した場合、土砂１２０の重みにより浮上管１２の浮上に時間を要したり、浮上できなくなったりする可能性がある。

浮上管１２が水上に浮上する際、まず蓋１７ｂが水上に浮上し、その後浮上管１２が水上に浮上する。ここで、水上では、水中での浮力が働かない。そのため、土砂１２０が堆積したまま蓋１７ｂが水上に浮上した場合は、土砂に対して浮力が働かなくなる。従って、土砂１２０が堆積したまま蓋１７ｂが水上に浮上した場合、浮上管１２は浮力が働かなくなった土砂１２０の重量に逆らって浮上する必要が生じる。言い換えれば、土砂１２０が堆積したまま蓋１７ｂが水上に浮上した場合、土砂１２０に浮力が働かなくなり、浮上管１２の浮上に時間を要したり、浮上できなくなったりする可能性がある。ここで本実施形態において、蓋１７ｂは円錐形状となっている。そのため、図９−２のように、浮上管１２が水面ＷＬの方向に浮上する際に、蓋１７ｂの上面５０ｂに沿って、蓋１７ｂの中心から蓋１７ｂの外周方向に向かって水の流れＢが発生する。この水の流れＢによって土砂１２０が蓋１７ｂから除去されやすくなる。蓋１７ｂから土砂１２０が除去されることにより、土砂１２０による浮上管１２全体の重量増加が抑制されるので、浮上管１２を迅速かつ確実に浮上させる事ができる。特に水中で土砂１２０が蓋１７ｂから除去された場合、蓋１７ｂが水上に浮上した際でも、浮上管１２の浮上に時間を要さず、浮上できなくなったりする事がない。このように、本実施形態は、浮上抵抗低減対策を実現することができる。そのため、本実施形態は、土砂侵入対策と浮上抵抗低減対策とを同時に実現することができる。また、蓋１７ｂの上面５０ｂが円錐形状となっているため、浮上管１２が浮上する際の流体の抵抗が低減され、土砂１２０が堆積していない場合においても、浮上管１２をより迅速に浮上させる事ができる。蓋１７ｂの上面５０ｂは浮上管１２の長手方向に沿った中心線に対して傾斜していれば、浮上抵抗低減対策を実現することができる。

（実施形態３）
図１０は本実施形態に係る複数の可動式防波堤１０ｃの斜視図である。図１１は本実施形態に係る可動式防波堤１０ｃの平面図である。図１２は本実施形態に係る可動式防波堤１０ｃの、外筒管１１及び浮上用側管１２ｂのＣ−Ｃ断面図である。浮上用側管１２ｂと、浮上用本管１２ａとは、後述する浮力発生手段１４の構造以外は、同様の構造となっている。そのため、浮上用側管１２ｂの断面と浮上用本管１２ａの断面とは同一になっている。次の説明では、浮上用側管１２ｂのみ断面を示し、浮上用本管１２ａの断面は省略する。

図１０に示すように、本実施形態に係る複数の可動式防波堤１０ｃは、浮上用本管１２ａと、その両隣に浮上用側管１２ｂとが、連結部材４０によって連結されている。連結部材４０は、中央部が浮上用本管１２ａの第２の端部としての上端部３２ｃに取り付けられ、両端部がそれぞれ浮上用側管１２ｂの第２の端部としての上端部３２ｃに取り付けられる。連結部材４０には、蓋１７ｃ（請求項に記載の第２蓋部）が取り付けられている。蓋１７ｃには壁１９ｃ（請求項に記載の第２壁部）が取り付けられている。蓋１７ｃと壁１９ｃとの詳細な構造については後述する。また、浮上用本管１２ａには浮力発生手段１４が設けられている。

浮上用側管１２ｂにも浮力発生手段１４が設けられているが、浮力発生手段１４の体積を浮上用本管１２ａの浮力発生手段１４よりも大きくして、略中性浮力という構成をとっている。浮上用本管１２ａと浮上用側管１２ｂとにおいて、他の構成については実施形態１に記載の浮上管１２と同様である。また、他の構成についても、本実施形態と実施形態１とは同様である。

浮上用本管１２ａと浮上用側管１２ｂとは連結部材４０で連結されているので、浮上用本管１２ａを昇降させると浮上用側管１２ｂも共に昇降する。次に、浮上用本管１２ａと浮上用側管１２ｂとの昇降状態について説明する。

上述したように、浮上用側管１２ｂは中性浮力という構成をとっている。そのため、中央の浮上用本管１２ａにのみ送気管３で送気し、浮上用本管１２ａを浮上させ、同時に連結部材４０を介してその両側の浮上用側管１２ｂを吊り上げるように浮上させる事ができる。この構成にすると、１台の気体ボトル１０４によって２台の浮上用側管１２ｂと１台の浮上用本管１２ａを浮上させる事ができ、送気管３の数を減少させることが可能になる。また、沈降時においては、浮上用本管１２ａの気室１３内の気体が排出され、浮上用本管１２ａとその両側の浮上用側管１２ｂとは連結部材４０により連結されるため、浮上用側管１２ｂと浮上用本管１２ａとは同時に沈降する。なお、２台の浮上用側管１２ｂと１台の浮上用本管１２ａに限られず、１台の気体ボトル１０４で複数の浮上用側管１２ｂと浮上用本管１２ａを浮上させるようにしてもよい。

図１０及び図１２のように、連結部材４０の対向する側面であって、浮上用本管１２ａと浮上用側管１２ｂとが並ぶ方向と平行である２つの対向する側面５４ａ及び５４ｂには、それぞれ蓋１７ｃが取り付けられている。図１０の記載から分かるように、蓋１７ｃは、平面視、すなわち蓋１７ｃの板面と直交する方向から見た場合の形状が長方形であるが、蓋１７ｃは長方形に限られない。また、本実施形態では、蓋１７ｃは連結部材４０の側面５４ａ及び５４ｂに取り付けられているが、取り付けられる位置は側面５４ａ及び５４ｂに限らない。蓋１７ｃは少なくとも連結部材４０に取り付けられていればよい。また図１１及び１２に示すように、蓋１７ｃは、浮上用本管１２ａ及び浮上用側管１２ｂの長手方向Ａと直交する方向であって、外筒管１１の外周部３７よりも外側に延伸している。ここで、蓋１７ｃの外周部３３ｃの位置は、少なくとも複数の外筒管１１の内周部３８の位置よりも外側であればよい。

蓋１７ｃの面であって、壁１９ｃが設けられている面とは反対側の面（以下、適宜上面５０ｃという）は、連結部材４０から離れるに従って、浮上用本管１２ａ及び浮上用側管１２ｂの下端部３４に向かって傾斜している。蓋１７ｃの上面５０ｃは連結部材４０から離れるに従って、浮上用本管１２ａ及び浮上用側管１２ｂの下端部３４に向かって傾斜していなくてもよく、例えば、上面５０ｃは、浮上用本管１２ａ及び浮上用側管１２ｂの上端部３２ｃ側の上端面４４ｃと平行な面であってもよい。また、蓋１７ｃの上面５０ｃは、少なくとも浮上用本管１２ａ及び浮上用側管１２ｂの長手方向Ａに沿った中心線ＣＬに対して傾斜している事が好ましい。

図１０及び図１２に示すように、蓋１７ｃの面であって、浮上用本管１２ａ及び浮上用側管１２ｂの第１の端部としての下端部３４側の面（以下、適宜下面３９ｃという）には、壁１９ｃが設けられている。壁１９ｃは、浮上用本管１２ａ及び浮上用側管１２ｂの長手方向Ａと直交する方向であって、複数の外筒管１１の外周３７よりも外側に設けられている。より具体的には、壁１９ｃの内壁４２ｃが、外筒管１１の外周３７よりも外側に設けられている。本実施形態において、壁１９ｃが蓋１７ｃに設けられる位置はこのような位置に限定されない。本実施形態において、壁１９ｃは、少なくとも浮上用本管１２ａ及び浮上用側管１２ｂの外周部４３よりも外側に設けられていればよく、例えば複数の外筒管１１の内周部３８よりも内側に設けられていてもよい。

壁１９ｃは、蓋１７ｃの下面３９ｃに設けられ、下面３９ｃから離れる方向に向かって延伸している。すなわち、壁１９ｃは、蓋１７ｃの下面３９ｃに設けられ、浮上用本管１２ａ及び浮上用側管１２ｂの上端部３２ｃから下端部３４に向かって延伸している。本実施形態において、壁１９ｃは浮上用本管１２ａ及び浮上用側管１２ｂの周方向の全周にわたって設けられているが、壁１９ｃは浮上用本管１２ａ及び浮上用側管１２ｂの周方向において、所定の間隔を空けて設けられていてもよい。

また、本実施形態では、浮上用本管１２ａ及び浮上用側管１２ｂが外筒管１１に収められている際に、壁１９ｃは外筒管１１の開口部１１ａよりも水底面ＧＬ側に延伸しているが、壁１９ｃは外筒管１１の開口部１１ａよりも水底面ＧＬ側に延伸していなくてもよい。壁１９ｃは蓋１７ｃの下面３９ｃから離れる方向に向かって、０ｍｍ以上ラップしているのが好ましい。また、本実施形態では、外筒管１１の開口部１１ａは水底面ＧＬから水面ＷＬ方向に突出しているが、鉛直方向における開口部１１ａの位置は水底面ＧＬと同じ高さであってもよい。

本実施形態は、蓋１７ｃの外周部３３ｃが少なくとも複数の外筒管１１の内周部３８よりも大きく設けられており、また壁１９ｃが設けられている。このような構造により、本実施形態は、複数の可動式防波堤１０ｃに対して土砂侵入防止対策を実現することができる。また、本実施形態は、蓋１７ｃが連結部材４０から離れるに従って、浮上用本管１２ａ及び浮上用本管１２ｂの下端部３４に向かって傾斜している。このため、複数の可動式防波堤１０ｃについて浮上抵抗低減対策を実現することもできる。また、本実施形態は、浮上用本管１２ａ及び浮上用側管１２ｂの浮上抵抗が低減されるので、土砂が堆積していない場合においても、浮上用本管１２ａ及び浮上用側管１２ｂをより迅速に浮上させる事ができる。この場合、蓋１７ｃの上面５０ｃは、少なくとも浮上用本管１２ａ及び浮上用本管１２ｂの長手方向Ａに沿った中心線ＣＬに対して傾斜してれば、浮上抵抗低減対策が実現される。

また、本実施形態においては、複数の可動式防波堤１０ｃは、図１１のように並列して設置される。本実施形態によると、蓋１７ｃは、浮上用本管１２ａと浮上用側管１２ｂとが、これらが並ぶ方向と平行な側面５４ａ及び５４ｂに取り付けられており、蓋１７ｃは連結部材４０から離れるに従って下方に傾斜している。そのため、蓋１７ｃに堆積した土砂が除去される際、土砂は複数の可動式防波堤１０ｃが並列している方向Ｃと垂直な方向に除去される。従って、一方の複数の可動式防波堤１０ｃから除去された土砂は、他方の複数の可動式防波堤１０ｃに向かわず、他方の複数の可動式防波堤１０ｃに堆積しない。

（実施形態４）
図１３は、本実施形態に係る可動式防波堤１０ｄが有する外筒管１１と浮上管１２の断面図である。図１３に示すように、浮上管１２の上端部３２ｄには蓋１７ｄが取り付けられている。また、蓋１７ｄの、浮上管１２の下端部３４側の面３９ｄとは反対側（以下、適宜上面５０ｄという）は、円錐形状である。円錐形状の上面５０ｄの頂点５２ｄは、浮上管１２が浮上する方向である水面ＷＬ側に設けられている。

蓋１７ｄの上面５０ｄは円錐形状でなくてもよい。例えば、蓋１７ｄの上面５０ｄは、少なくとも浮上管１２の長手方向Ａに沿った中心線ＣＬに対して傾斜していればよい。例えば、蓋１７ｄの上面５０ｄは、半球形状であったり、円柱の長手方向に対して傾斜した平面でこの円柱を切断した形状であったり、三角柱の側面のうち隣接する２面を組み合わせた形状（屋根型の形状）であったりしてもよい。この点では本実施形態に係る蓋１７ｄの構造と実施形態２に係る蓋１７ｂの構造とは同様である。そのため、本実施形態においても、浮上抵抗低減対策を実現する事ができる。一方、図１３に示すように、蓋１７ｄは、浮上管１２の長手方向Ａと直交する方向であって、外筒管１１の外周部３７よりも外側に延伸しておらず、また、壁を有さない。図１３では、蓋１７ｄは、浮上管１２の長手方向Ａと直交する方向であって、外筒管１１の内周部３８の位置よりも外側に位置している。そのため、蓋１７ｄは、外筒管１１及び浮上管１２に向かって上部から沈降してきた海中の土砂等が、外筒管１１と浮上管１２との間に侵入する事を抑制する。なお、蓋１７ｄは、浮上管１２の長手方向Ａと直交する方向であって、外筒管１１の内周部３８の位置よりも内側に位置していてもよい。この点で実施形態２と本実施形態の構造とは異なる。

また、本実施形態１から４に係る可動式防波施設１は、前述した可動式防波堤１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄのうち少なくとも１つを水底に複数配列したものである。

この可動式防波施設１によれば、浮上管１２の浮上を迅速かつ確実にする事ができる。

以上、実施形態１から実施形態４を説明したが、これらの実施形態を説明した内容によりこれらの実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。更に、実施形態１から実施形態４の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

１ 可動式防波施設
１０ 可動式防波堤
１１ 外筒管
１１ａ 開口部
１２ 浮上管
１２ａ 浮上用本管
１２ｂ 浮上用側管
１７ａ 蓋
１９ａ 壁
２０ 制御機器
３２ａ 浮上管の上端部
３３ａ 蓋の外周部
３４ 浮上管の下端部
３５ 浮上管の側面
３７ 外筒管の外周部
３８ 外筒管の内周部
３９ａ 蓋の下面
４０ 連結部材
４２ａ 壁の内壁
４３ 浮上管の外周部
４４ａ 浮上管の上端面
４５ 外筒管の端部
５０ｂ 蓋の上面
５４ａ 連結部材の側面
５６ 外筒管の上端面
１２０ 土砂
Ａ 長手方向
Ｂ 水の流れ
Ｃ 複数の可動式防波堤の並列方向
ＣＲ 機械室
Ｅ 水底地盤
ＧＬ 水底面
ＷＬ 水面

Claims (7)

1. 水底側に開口部を有し、水底から地盤内に向かって上下に延伸する第１筒状部材と、
   第１の端部から前記第１筒状部材の内部に挿入され、かつ、自身の内部に供給された気体により浮力を生じて前記第１筒状部材の内部から上昇する第２筒状部材と、
   前記第２筒状部材の第２の端部に取り付けられて、前記第１筒状部材の内周よりも、前記第２筒状部材の長手方向と直交する方向の外側に延伸する第１蓋部と、
   前記第１蓋部の前記第１の端部側、かつ前記第２筒状部材の外周部よりも外側に設けられて、前記第２の端部から前記第１の端部に向かって延伸する第１壁部と、
   を含む可動式防波堤。
2. 前記第１蓋部の、前記第１壁部が設けられている面と対向する面は、前記第２筒状部材の長手方向に沿った中心線に対して傾斜している、請求項１に記載の可動式防波堤。
3. 水底側に開口部を有し、水底から地盤内に向かって上下に延伸する複数の第１筒状部材と、
   第１の端部から前記第１筒状部材の内部に挿入され、かつ、自身の内部に供給された気体により浮力を生じて前記第１筒状部材の内部から上昇する複数の第２筒状部材と、
   前記第２筒状部材の第２の端部に取り付けられて、複数の前記第２筒状部材を連結する連結部材と、
   前記連結部材に取り付けられて、複数の前記第１筒状部材の内周よりも、前記第２筒状部材の長手方向と直交する方向の外側に延伸する第２蓋部と、
   前記第２蓋部の前記第１の端部側、かつ前記第２筒状部材の外周部よりも外側に設けられて、前記第２の端部から前記第１の端部に向かって延伸する第２壁部と、
   を含む可動式防波堤。
4. 前記第２蓋部の、前記第２壁部が設けられている面と対向する面は、前記第２筒状部材の長手方向に沿った中心線に対して傾斜している、請求項３に記載の可動式防波堤。
5. 水底側に開口部を有し、水底から地盤内に向かって上下に延伸する第１筒状部材と、
   第１の端部から前記第１筒状部材の内部に挿入され、かつ、自身の内部に供給された気体により浮力を生じて前記第１筒状部材の内部から上昇する第２筒状部材と、
   前記第２筒状部材の第２の端部に取り付けられる第３蓋部と、
   を含み、
   前記第３蓋部の、前記第１の端部側の面と対向する面は、前記第２筒状部材の長手方向に沿った中心線に対して傾斜している、
   可動式防波堤。
6. 前記第１蓋部、前記第２蓋部又は前記第３蓋部は、一部又は全部が着脱可能である、請求項１から５のいずれか１項に記載の可動式防波堤。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の可動式防波堤を水底に複数配列した、可動式防波施設。

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