JP2015186980A - ブイおよびブイの海上据付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブイを構成する機器を、海面に対して好適な位置に精度良く配置することが可能なブイを提供する。【解決手段】ブイ１０は、特定の機能を発揮するための構造を備えた機器１２と、機器１２の下部に配置されるフロート１６と、機器１２とフロート１６との間に配置され、ブイ全体の長さを変化させる、少なくとも１つのスペーサ１４とを有することを特徴とする。また、このような特徴を有するブイ１０において、スペーサ１４とフロート１６との間には、接合時のガイドを成す凹凸を設けるようにすると良い。【選択図】図１

Description

本発明は、気象観測、標識、魚礁、発電等を目的として、海上に据え付けるブイと、このブイと、このブイの好適な据付方法に関する。

気象観測、標識、魚礁、発電等を目的として海上に設置される部位の一例として、波力を用いて発電作用を行うブイがあり、例えば特許文献１に開示されているようなものが存在する。このような構成の発電ブイでは、発電器と、この発電器を海面に配置するためのフロートの存在が必須となる。ここで、発電器は、発電器本体とこの発電器本体に対して揺動する発電フロートとにより構成されており、フロートにより海面に支持されている発電器本体に対して、波力を受けた発電フロートが上下に揺動することで、電力を生じさせることとなる。

特表２００７−５２７３３９号公報

このような基本構成を有するブイが、その機能を発揮するためには、その機能を発揮するための構成を備えた機器（以下、機能性機器と称す）全体が、波の影響を受ける海面に配置され、機能性機器本体が波により上下に揺動しないという条件を満たし、波の作用によりエネルギーを生じさせる必要がある。

機能性機器を支持するフロートは、海底に沈められるアンカーに、ケーブルを介して接続され、機能性機器が所定の高さを維持するように支えることとなる。このため、設置位置となる場所の海面から海底までの深さを予め調べておき、フロートとアンカーを接続するケーブルの長さは、この深さに対応するものとしている。ところが、アンカーを沈める海底は整備された設置面を有するものではなく、かつアンカーを沈めた際に地中へ沈降する度合いも、その地質によりまちまちである。

このため、海面に対する機能性機器の設置高さに誤差が生じやすく、フロートの稼働範囲が限定されてしまう場合があり、エネルギー効率の低下を招くことがある。

そこで本発明では、ブイを構成する機能性機器を海面に対して好適な位置に精度良く配置することが可能なブイ、およびブイの据付方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係るブイは、海上に据え付けられ、特定の機能を発揮するブイあって、前記機能を発揮する構成を備えた機器と、前記機器の下部に配置されるフロートと、前記機器と前記フロートとの間に配置され、ブイ全体の長さを変化させる、少なくとも１つのスペーサとを有することを特徴とする。

また、上記のような特徴を有するブイにおいて、前記スペーサと前記フロートとの間には、接合時のガイドを成す凹凸が設けられていることが望ましい。
このような特徴を有することによれば、スペーサとフロートとを接合する際に、両者の接合面の芯出しを自動で行うことができる。

また、上記目的を達成するための本発明に係るブイの据付方法は、特定の機能を発揮するブイの据付方法であって、海面に配置して前記機能を発揮する機器と、海中に配置するフロートとを分割し、前記フロートをアンカーと共に海中に据え付ける工程と、前記海中に据え付けられたフロートから海面までの距離を計測する工程と、前記距離に基づいて前記機器を海面に設置するために必要なスペーサの長さを算出する工程と、前記算出した長さに対応するスペーサを前記機器の下部に組み付ける工程と、前記機器に組み付けられたスペーサと前記フロートとを接合する工程と、を有することを特徴とする。

また、上記のような特徴を有するブイの据付方法において、前記スペーサは、予め分割された複数のブロックを組み合わせて形成するようにすると良い。
このような方法を採用することによれば、ブイを据え付ける現場で、スペーサの長さを適宜変更、調整することができるようになる。

さらに、上記のような特徴を有するブイの据付方法において、前記機器と前記スペーサとの組み付けは、海上で行い、前記スペーサと前記フロートとの接合は、海中で行うようにすると良い。
このような方法を採用することによれば、足場の悪い海中での作業を低減し、据付作業の効率化を図ることができる。

上記のような特徴を有するブイ、およびブイの据付方法によれば、ブイを構成する機能性機器を海面に対して好適な位置に精度良く配置することを実現することができる。

本実施形態に係るブイの構成を示す図である。 実施形態に係るブイにおける接合部の具体的構成の一例を示す図である。 実施形態に係るブイの据付状態を示す図である。 フロート天端から海面までの距離Δｈの変化により、スペーサを構成するブロックの数が変化することを説明するための図である。 ブイの据付工程を説明するための図であり、フロートおよびアンカーを沈める工程を示す図である。 ブイの据付工程を説明するための図であり、アンカーを海底に接地させた状態を示す図である。 ブイの据付工程を説明するための図であり、アンカーを固定し、フロートに浮力を与えた状態を示す図である。 ブイの据付工程を説明するための図であり、海中に設置されたフロートに対し、海上で組み付けられた機能性機器とスペーサを降下させる様子を示す図である。 ブイの据付工程を説明するための図であり、海中に設置されたフロートと機能性機器に組み付けられたスペーサとを接合し、据付が完了した様子を示す図である。

以下、本発明のブイ、およびブイの据付方法について、図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１、図２を参照して、本実施形態に係るブイについて説明する。本実施形態に係るブイ１０は、機能性機器（以下、単に機器と称す）１２と、フロート１６、およびスペーサ１４を基本として構成されている。機器１２の基本的な構造は、その機能を発揮するためのエネルギーを生じさせることができるものであれば良く、例えば、機器本体１２ａと、機器フロート１２ｂとを備えるようなものとすることができる。このような構成とした場合、例えば、波力発電用の部位の場合、機器フロート１２ｂの揺動範囲に海面を位置させることで、波の揺動により機器フロート１２ｂが上下動し、電力を生じさせることとなる。

フロート１６は、機器本体１２ａを所定の高さに保持するための浮きである。フロート１６の下端部には、設置のためのアンカー２２に接続されたケーブル２４が接続される（図３参照）。フロート１６は、その内部を空洞としており、当該空洞に注水することで、その浮力を調整することができる。

スペーサ１４は、上下に配置される機器本体１２ａと、フロート１６との間に設けられる長さ調節手段である。スペーサ１４は、少なくとも１つのブロックから構成されており（図１に示す形態では４つのブロック：ブロック１４ａ〜１４ｄ）ブロック１４ａ〜１４ｄを組み合わせることにより、フロート１６の天端から機器本体１２ａまでの距離を定める。なお、図１では、スペーサ１４を構成するブロック１４ａ〜１４ｄの高さ（厚み）を全て等しいように示しているが、各ブロック１４ａ〜１４ｄの高さに違いを持たせるようにしても良い。各ブロック１４ａ〜１４ｄの高さに違いを持たせた場合には、その組み合わせの違いにより、調整高さの微調整が可能となる。

機器本体１２ａとスペーサ１４や、スペーサを構成するブロック１４ａ〜ブロック１４ｄ、あるいはスペーサ１４とフロート１６との間には、図２に示すようなフランジ１８を設け、当該フランジ１８に設けられた貫通孔（不図示）にボルト等の締結具（不図示）を通すことで、組み付けるようにすれば良い。また、組み付ける部材の対向面には、組み付け面の角度や位置などのガイドとなる凸部２０ａや凹部２０ｂを設けるようにすると良い。これにより、組み付ける物品同士の芯出しを自動で行うことが可能となる。

このような構成のブイ１０によれば、スペーサ１４の長さを変えることにより、機器１２の設置高さを変えることができる。よって、予め計測した海底から海面までの高さ（深さ）と、アンカー２２を設置した際のケーブル２４の長さとの間に誤差があった場合であっても、機器１２が海面の好適な高さに位置するように調整することができる。

次に、ブイ１０の高さ調節についての具体例について、図３、図４を参照して説明する。ブイ１０は、図３に示すように、海底に沈めたアンカー２２に対してケーブル２４を接続し、このケーブル２４の先端に接続されることとなる。ここで、ケーブル２４の長さＬは、予め計測された海底から海面までの距離ｈに基づいて定められている。

ところが、アンカー２２を設置する海底の状態や沈降度合い、測定誤差などにより、フロート１６の天端から海面までの距離Δｈに誤差が生じることとなる。このため、誤差の値に応じて、スペーサ１４を構成するブロック１４ａ〜１４ｄの数を変更することで、機器本体１２ａの高さを海面の所定位置に合わせるようにする。例えば、図４（Ａ）に示すようにフロート１６の天端から海面までの距離がΔｈ１であった場合、ブロック１４ａ〜１４ｃによりスペーサ１４を構成すれば良い。また、図４（Ｂ）に示すようにフロート１６の天端から海面までの距離がΔｈ２であった場合、ブロック１４ａ，１４ｂによりスペーサ１４を構成すれば良い。さらに、図４（Ｃ）に示すようにフロート１６の天端から海面までの距離がΔｈ３であった場合、ブロック１４ａのみをスペーサ１４とすれば良い。

次に、図５から図９を参照して、本実施形態に係るブイ１０の据付方法について説明する。まず、ブイ１０を分割し、アンカー２２と共に、フロート１６を沈降させる。ここで、アンカー２２は、例えばコンクリート容器で構成されており、内部空間に対する注水具合に応じて、その浮力を調整することができるものであるとする。このような構成のアンカー２２では、内部空間に対する注水量を調整し、設置位置の調整などを容易に行うことができる浮力を得つつ、アンカー２２を沈降させるようにする。また、フロート１６にも注水し、アンカー２２を設置する前に、強い浮力が生じないようにする（図５参照）。

アンカー２２の沈降により、図６に示すようにアンカー２２が接地した後、図７に示すように、アンカー２２の内部空間への注水を行い、アンカー２２の浮力を減ずることにより、アンカー２２を固定する。アンカー２２を固定した後、フロート１６内の水を排水し、フロート１６に浮力を生じさせる。このとき、フロート１６は、海中に位置することとなる。このような状態とすることで、フロート１６の上部側へ配置される機器本体１２ａは、波の揺動の影響を受けることなく、所定の高さに浮かんだ状態を維持することとなる。

フロート１６に浮力を生じさせ、ケーブル２４が張っている状態において、フロート１６の天端から海面までの距離Δｈを計測する。計測されたΔｈの値に基づいて、スペーサ１４の長さを算出し、組み合わせるブロック１４ａ〜１４ｄの数や高さを定める。定められたブロック（図７に示す例では、ブロック１４ａ，１４ｂ）を組み合わせ、機器１２の下端部に組み付ける。ここで、機器１２に対するスペーサ１４の組み付けは、海上、すなわち作業用の船３０の上で行うようにする。海中作業に比べて作業効率が高く、安全だからである。

スペーサ１４を組み付けた機器１２をクレーン３２により吊り上げ、スペーサ１４、および機器１２の下端を海中へと沈める（図８参照）。スペーサ１４、および機器１２の下端を沈降させた後、スペーサ１４の下端とフロート１６の天端とを対向させ、接合する。スペーサ１４とフロート１６との接合は、海中にて行うこととなる。フロート１６は、アンカー２２に接続された状態で、海中の所定高さに浮遊した状態を維持することとなるからである。

このように、機器１２とフロート１６とを分割することで、最初にブイ１０のベースとなるフロート１６を海中に設置することができる。これにより、実際に現場に設置されたフロート１６の天端から海面までの距離Δｈを知ることができる。この時、フロート１６は、既にアンカー２２により位置決めされているため、その深さ位置に関する変動要素が少ない。よって、距離Δｈに基づいてスペーサ１４の高さを求め、求められた高さのスペーサ１４を介して機器１２を接合することにより、機器本体１２ａの設置位置を海面に対して精度良く定めることができる。

１０………ブイ、１２………機器（機能性機器）、１２ａ………機器本体、１２ｂ………機器発電フロート、１４………スペーサ、１４ａ〜１４ｄ………ブロック、１６………フロート、１８………フランジ、２０ａ………凸部、２０ｂ………凹部、２２………アンカー、２４………ケーブル、３０………船、３２………クレーン。

Claims (5)

1. 海上に据え付けられ、特定の機能を発揮するブイあって、
   前記機能を発揮する構成を備えた機器と、
   前記機器の下部に配置されるフロートと、
   前記機器と前記フロートとの間に配置され、ブイ全体の長さを変化させる、少なくとも１つのスペーサとを有することを特徴とするブイ。
2. 前記スペーサと前記フロートとの間には、接合時のガイドを成す凹凸が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のブイ。
3. 特定の機能を発揮するブイの据付方法であって、
   海面に配置して前記機能を発揮する機器と、海中に配置するフロートとを分割し、
   前記フロートをアンカーと共に海中に据え付ける工程と、
   前記海中に据え付けられたフロートから海面までの距離を計測する工程と、
   前記距離に基づいて前記機器を海面に設置するために必要なスペーサの長さを算出する工程と、
   前記算出した長さに対応するスペーサを前記機器の下部に組み付ける工程と、
   前記機器に組み付けられたスペーサと前記フロートとを接合する工程と、
   を有することを特徴とするブイの据付方法。
4. 前記スペーサは、予め分割された複数のブロックを組み合わせて形成することを特徴とする請求項３に記載のブイの据付方法。
5. 前記機器と前記スペーサとの組み付けは、海上で行い、
   前記スペーサと前記フロートとの接合は、海中で行うことを特徴とする請求項３または４に記載のブイの据付方法。