JP2015510064A - P-type rectangular system (PSS) - Google Patents
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Abstract
本発明は、あらゆる大きさの津波を抑制することができ、主に、人間、動物、建物、インフラ、海および海洋の沿岸環境の保護のための水工技術システムに関する。本発明は、津波(TW)を排水/取水するための、一または複数の鉄筋コンクリート管(好ましくは矩形部分を有する)(A)から造られるPSSシステムからなる。PSSシステムは、津波(TW)のための取水ゲート(B)と、排水ゲート(C)と、2つの浮き(D)および(E)と、を備え、津波がこのPSSシステムに出入りすることを可能にする。この津波保護システム全体は、必要に応じて一または複数の取水ゲートおよび排水ゲートを備える、多くのPSS管を用いて造ることができる。このPSSシステムは高潮および海岸浸食に対して保護するために使用することもできる。【選択図】図18The present invention relates to a hydrotechnical system that can suppress tsunamis of any size and is primarily for the protection of human, animal, building, infrastructure, sea and marine coastal environments. The present invention consists of a PSS system made from one or more reinforced concrete pipes (preferably having a rectangular portion) (A) for draining / withdrawing tsunamis (TW). The PSS system comprises a water intake gate (B) for a tsunami (TW), a drainage gate (C), and two floats (D) and (E), and the tsunami enters and exits the PSS system. enable. The entire tsunami protection system can be built using a number of PSS pipes with one or more intake gates and drain gates as required. This PSS system can also be used to protect against storm surges and coastal erosion. [Selection] Figure 18
Description
津波を抑制するための水工技術システム
本発明は、水工技術システムに関し、津波を抑制するために海洋沿岸地帯において利用可能なものであり、人間、動物、建物、インフラ、自然環境および構築環境の保護、ならびに沿岸浸食に対する保護のために動作する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hydraulic engineering system, and can be used in a marine coastal zone to suppress a tsunami, and includes humans, animals, buildings, infrastructure, natural environments, and construction environments. Works for protection of the sea, as well as protection against coastal erosion.
津波を抑制する係るシステムは未だ開発されておらず、これに関する先行技術もあまり効率的ではない。 Such a system for suppressing a tsunami has not yet been developed, and the prior art related to this is not very efficient.
P型矩形システム(P Squared System (PSSシステム))の利点は、損害の大きい津波の影響からの完璧な保護および完璧な除去に加え、海洋または海の視界・景観を維持し、水中やビーチでのサーフィン、魚釣り、水泳、ダイビング、モーターボート、その他のスポーツ活動を行うことができるようにするものである。 The benefits of the P-Squared System (PS Squared System (PSS System)) are the perfect protection and perfect removal from the effects of damaging tsunamis, as well as maintaining the ocean / sea view and landscape, underwater and on the beach It is intended to be able to perform surfing, fishing, swimming, diving, motor boating and other sports activities.
更に、PSSシステムは、様々な活動を生み出し、災害をなくすために自然現象に対する保護の新しい概念およびアイデアを生み出す。 Furthermore, the PSS system creates a variety of activities and creates new concepts and ideas for protection against natural phenomena to eliminate disasters.
PSSの欠点は恐らくこのシステムの保守のために大量の従業員に給与を支払うことに関わるものであり、かつ、開発も比較的高額であり、これは多くの人による労働を必要とすることを意味する。 The disadvantage of PSS is probably related to paying a large number of employees for maintenance of this system, and the development is also relatively expensive, which means that it requires labor by many people means.
略語は本明細書の最後に列挙される。 Abbreviations are listed at the end of the specification.
以下に本発明ならびにその部品およびどのように機能するかを更に詳細に記載する。 In the following, the invention and its components and how it functions will be described in more detail.
PSSシステムは、受益者が望む任意の海岸の長さをカバーするように造ることができる。これは矩形排水管(A)(または互いに隣接する複数の管)からなり(図1または図18を参照)、沿岸部の実際の海底の下に配置され、海洋の沖合に延び、その長さは沿岸の斜面または条件に基づいて可変であり、その他の寸法は、どのくらいの津波の大きさ(波の高さ)(5m,10m,20m,50mあるいはそれ以上)に対して保護したいかという受益者の選択に基づく。 The PSS system can be built to cover any coast length desired by the beneficiary. It consists of a rectangular drainage pipe (A) (or several pipes adjacent to each other) (see Fig. 1 or Fig. 18), which is placed under the actual seafloor in the coast and extends offshore off the ocean, its length Is variable based on coastal slopes or conditions, and other dimensions benefit from how much tsunami magnitude (wave height) you want to protect against (5m, 10m, 20m, 50m or more) Based on the choice of the person.
排水管は、鉄筋コンクリートから作られ、必要なだけ海洋内に延ばすことができる既成部品からなる。岸に最も近い端部にて、PSS管は図18のゲート(B)を有し、このゲートは、図17の浮き(フローター)(D)によって駆動されるその中間軸から上方に開き、この浮きは津波が最小危険高さに到達したときにこのゲートが開くように調整される。 The drain pipe is made of reinforced concrete and consists of pre-made parts that can be extended into the ocean as much as necessary. At the end closest to the shore, the PSS tube has a gate (B) in FIG. 18, which opens upward from its intermediate shaft driven by the floater (D) in FIG. The float is adjusted so that this gate opens when the tsunami reaches the minimum critical height.
PSS管は別のゲート(C)を有しており、このゲートは上部に蝶番状の軸を有し上方に開く(図18を参照)。このゲートの開閉は、PSS管内の図22の内部浮き(E)によって駆動される。この浮き(E)の駆動はPSS管が津波の排水で85%〜95%満たされたときに行われる。 The PSS tube has another gate (C), which has a hinged shaft at the top and opens upward (see FIG. 18). The opening and closing of the gate is driven by the internal float (E) in FIG. 22 in the PSS tube. The driving of the float (E) is performed when the PSS pipe is filled with tsunami drainage by 85% to 95%.
最初の津波がPSS管の内部に排出されてその外部に排出されたときにPSS管が水を空にすることが好ましい。 It is preferred that the PSS tube empties water when the first tsunami is discharged into the PSS tube and out of it.
この浮き(D)はエアポンプを備えており、このエアポンプはPSS管が閉じたときにこのPSS管から水を押し出す。 The float (D) includes an air pump that pushes water out of the PSS tube when the PSS tube is closed.
海洋水がその通常のレベル(水位)に戻り、津波がもはや危険ではないとされると、PSSシステムは密閉され、そのエアポンプがポンピングを開始し、残りの水をPSS管から押し出し、このシステムを来たるべき保護活動のために備える。 When the ocean water returns to its normal level (water level) and the tsunami is no longer dangerous, the PSS system is sealed and the air pump begins to pump, pushing the remaining water out of the PSS pipe, Prepare for upcoming conservation activities.
PSSシステムの閉塞は、電気機械システムを用いて手動でなされるか、PSS管の内部に空気圧タンクを搭載することができ、このシステムのゲートを閉じるためにこの空気圧タンクからの圧力が使用され得る。PSS管内部は、PSS管の頂部に設けられた開口部を通して定期的にチェックすることができる。 Occlusion of the PSS system can be done manually using an electromechanical system or a pneumatic tank can be mounted inside the PSS tube, and the pressure from this pneumatic tank can be used to close the gate of the system . The interior of the PSS tube can be checked periodically through an opening in the top of the PSS tube.
PSSシステムがどのように機能するかをより良く理解するために、25枚の図面に示しており、これらの図面ではその機能と密接してそのほとんどの部品が含まれている。 To better understand how the PSS system works, it is shown in 25 drawings, which include most of its components in close proximity to its function.
図1は、PSSシステムの基本的な部品を示しており、5つのセクションに分かれ、ここでは左から右へI,II,III,IV,Vという符号で表されている。 FIG. 1 shows the basic components of a PSS system, which is divided into five sections, denoted here by the symbols I, II, III, IV, V from left to right.
セクションIは、商業地/住宅地およびビーチの一部を指す。 Section I refers to a commercial / residential area and part of a beach.
セクションIIは、ビーチの残りと、取水ゲート(B)があるPSSシステムの第1部分を表す。 Section II represents the first part of the PSS system with the rest of the beach and the intake gate (B).
セクションIIIは、PSSシステムの第2の部分を表し、排水ゲート(C)を表し、PSS管の上部に設けられ得る浮き/ポンプ(D)も示す。 Section III represents the second part of the PSS system, represents the drain gate (C), and also shows the float / pump (D) that can be provided on top of the PSS tube.
セクションIVは、海洋水(ROW)の後退の後に津波(TW)が高さが増して波頭(TWC)を形成する領域を表す。 Section IV represents the region where the tsunami (TW) increases in height after the retreat of ocean water (ROW) to form the wave front (TWC).
セクションVは、津波の連続を表しており、海洋水のレベルが低下し、そして別の波が続く。 Section V represents a series of tsunamis, with ocean water levels falling and another wave continuing.
図1において、浮き/ポンプ(D)が示されており、その位置は海底の傾斜および津波の大きさに基づいて異なり得る。浮き(E)はPSS管内部にある。 In FIG. 1, the float / pump (D) is shown and its position can vary based on the bottom of the seabed and the magnitude of the tsunami. The float (E) is inside the PSS tube.
図2は海洋水位a,b,cおよびdの4つの段階を表している。 FIG. 2 represents the four stages of ocean water levels a, b, c and d.
a. 満潮時の通常の海水位(HTL)である。取水ゲートの高さをどこにするかを決定するために、HTLを考慮に入れなければならず、なぜなら、それがPSS管の高さ“0”であり、この場所でその設計および建設が開始される。干潮水位(LTL)も考慮にいれなければならない。 a. Normal sea level (HTL) at high tide. To determine where the intake gate height should be, the HTL must be taken into account because it is the PSS pipe height “0”, at which design and construction begins. The The low tide level (LTL) must also be taken into account.
b. 津波が形成される前の水退却水位(WRL)である。これもどこに来るかを予測することが重要であり(常に同じにはならない)、なぜなら、それはおそらくPSS管が終わる最良の位置であるからであり、その傾斜が1%〜3%の間であると見積もられる。 b. Water retreat water level (WRL) before the tsunami is formed. It is important to predict where this will come (it will not always be the same) because it is probably the best position where the PSS tube ends, and its slope is between 1% and 3% It is estimated.
c.津波(TW)形成。 c. Tsunami (TW) formation.
d. 最高の津波波頭(TWC)。これを知ることも重要なことであり、なぜなら、それからあまり離れていない所に取水ゲートを設けなくてはならないからである。 d. The best tsunami wave front (TWC). It is also important to know this because a water intake gate must be provided at a location not far from it.
図3は3つの領域でセクションIを表す:
a. 沿岸の開発された商業地および住宅地。
b. ビーチ。
c. 満潮水位(HTL)。
FIG. 3 represents section I in three regions:
a. Coastal developed commercial and residential areas.
b. The beach.
c. High tide level (HTL).
図4は、PSS(A)の最も近い部分を含むセクションIIを単に表しており、岸には開口部(a)を備える取水ゲート(B)が設けられている。取水ゲートは、約70°〜75°まで開き、津波(TW)の高さが高すぎる場合にPSS管の内部に排出することができ、取水ゲート(B)の後ろには(津波は)行かない。SFは海底である。 FIG. 4 simply represents section II, which includes the closest part of PSS (A), with a water intake gate (B) with an opening (a) on the shore. The intake gate opens from about 70 ° to 75 ° and can be discharged into the PSS pipe if the height of the tsunami (TW) is too high, and the tsunami goes behind the intake gate (B) Absent. SF is the sea floor.
図5は図1のセクションIIIを表しており、PSS管(A)の連続と排水ゲート(C)を示す。PSS管(A)の底部に延びる海洋底(OF)の傾斜と、HTLと、津波波頭(TWC)の高さも示している。PSS管の底部が海洋底よりも高くなければならない。 FIG. 5 represents section III of FIG. 1 and shows a series of PSS tubes (A) and a drain gate (C). The slope of the ocean floor (OF) extending to the bottom of the PSS tube (A), the HTL, and the height of the tsunami wave front (TWC) are also shown. The bottom of the PSS tube must be higher than the ocean floor.
図6は、海洋水が岸から後退した後の津波(TW)の形成を表す。 FIG. 6 represents the formation of a tsunami (TW) after ocean water has receded from the shore.
図7は、津波(TW)(a)の一部を表しており、水位の低下(b)が続き、その後、別の波が続く。 FIG. 7 represents a part of the tsunami (TW) (a), followed by a drop in water level (b) followed by another wave.
図8は取水ゲート(B)を表しており、その主な部品として、(a)主シャフト、(b)構造骨組のトラス、(c)ヒンジを表す。 FIG. 8 shows a water intake gate (B), and its main parts are (a) a main shaft, (b) a structural frame truss, and (c) a hinge.
図9は、ゲート(B)の図を表しており、トラスが平らではなく、かつ寸法l1が寸法l2よりも大きく(11>12)、下部または後部がより重くなっており、ゲートのロックが一旦解除されると容易に開くことを可能にすることが特徴である。 FIG. 9 shows a view of the gate (B) where the truss is not flat and the dimension l1 is larger than the dimension l2 (11> 12), the bottom or rear is heavier and the gate lock is The feature is that it can be easily opened once it is released.
図10は、取水ゲート(B)の別の図を表しており、トラス(a)の側面図およびヒンジ(b)のより良い図を表す。ここでも11>12である。 FIG. 10 represents another view of the intake gate (B), representing a side view of the truss (a) and a better view of the hinge (b). Again, 11> 12.
図11は、取水ゲート(B)のゲートヒンジの典型的な図を表しており、ヒンジはボールベアリングも使用することができる。 FIG. 11 shows a typical view of the gate hinge of the intake gate (B), which can also use ball bearings.
図12は、海洋(a)の通常の満潮水位(HTL)を表し、(b)はその内部の水流回転により通常の波がどのように砕波するかを示す。(c)は、津波(TW)の水流の直線的移動を示す。これが、津波が非常に危険な理由である。 FIG. 12 represents the normal high tide level (HTL) of the ocean (a), and (b) shows how the normal wave breaks due to the rotation of the water flow inside it. (C) shows the linear movement of the water flow of a tsunami (TW). This is why tsunamis are so dangerous.
図13は、津波(TW)の理論上の大きさである、a,b,c,...gを表し、その形成からのその最大高さ(h)を表し、ラムダ(λ)は波の長さである。 FIG. 13 shows a theoretical size of a tsunami (TW), a, b, c,. . . represents g and represents its maximum height (h) from its formation, lambda (λ) is the length of the wave.
図14は、どのように津波(TW)が発達し、どのようにPSS管内に放出されるかの論理表現を示すものであり、(h)は津波(TW)の高さであり、番号1および番号2は、津波(TW)の水流がどのように既にPSS管から流れ出たものと混ざるかを示し(ここで、津波およびPSS管から流れ出る水が互いに回転し始める)、(a),(b)および(c)は津波(TW)を3つの段階にて表す。
FIG. 14 shows a logical expression of how the tsunami (TW) develops and how it is released into the PSS tube, (h) is the height of the tsunami (TW),
図15は、津波放出の進行中にそのパワーを和らげるために根源的役割を演じる連通管の原理について再認識を促すものである。 FIG. 15 encourages re-recognition of the principle of the conduit that plays a fundamental role to relieve its power during tsunami emission.
図16は、図14に類似するものであるが、現実により近いという点で異なる。 FIG. 16 is similar to FIG. 14, but differs in that it is closer to reality.
図17は、海水が後退した後の津波の形成を描写的に示したものである。ここでは、浮き/ポンプ(D)は駆動されており、これは、海洋水が後退し、浮き(D)が取水ゲート(B)のロックを解除するためである。排水ゲート(C)は、現段階ではロックされている。符号1は海洋または海のHTLの空中写真を示し、符号2は津波(TW)の形成前のWRLを表す。浮き/ポンプ(D)が下がると、取水ゲートが開く。
FIG. 17 graphically illustrates the formation of a tsunami after seawater has receded. Here, the float / pump (D) is driven, because the ocean water is retracted and the float (D) unlocks the intake gate (B). The drain gate (C) is locked at this stage.
図18は、説明のためにより現実に近いものを表す。波の縦断面A−Aがあり、横断線X−Xがあり、PSS管断面N−Nがある。TWは津波であり、符号1はその波頭を表す。(A)はPSS管を表し、(B)は取水ゲートを表し、(C)は排水ゲートであり、(a)は、排水ゲートが図22の浮き(E)によって駆動されて開くときのPSS管内の水位である。
FIG. 18 represents something closer to reality for explanation. There is a wave longitudinal section AA, a transverse line XX, and a PSS tube section NN. TW is a tsunami, and
図19は、取水ゲート(B)およびそのロック/ロック解除のシステムを表す。図19は、(a)窓、(b)アクセスキャップ、(c)駆動フォーク、(d)駆動レバー締め付けボルト、(e)レバーシャフトおよびゲート(B)用の(f)ゴムシール等の詳細を示す。 FIG. 19 represents the intake gate (B) and its locking / unlocking system. FIG. 19 shows details of (a) window, (b) access cap, (c) drive fork, (d) drive lever clamping bolt, (e) lever shaft and (f) rubber seal for gate (B). .
図20は、ロック解除用駆動アーム(a)を備える浮き/ポンプ(D)を表しており、ロック解除用駆動アーム(a)は押下されるときおよび(b)波によって持ち上げられるときにゲート(B)を開く。津波形成の前に水が後退するときに、浮き/ポンプシステムがアーム(a)を駆動してゲート(B)のロックを解除し、もし水が後退せずに津波が通常の水位を超えると、浮き(D)がアーム(b)を駆動してゲート(B)のロックを解除する。図において、浮き(D)の主シャフト(c)、駆動アーム(b)の調整シャフト(d)、駆動フォーク(e)、金属マフ(maff)(f)、調整レバー(g)およびロック解除用シャフト(h)も表されている。 FIG. 20 shows a float / pump (D) with an unlocking drive arm (a), the gate (when the unlocking drive arm (a) is pressed down and (b) lifted by a wave. Open B). When the water moves backwards before the tsunami formation, the float / pump system drives the arm (a) to unlock the gate (B), and if the water does not move backwards and the tsunami exceeds the normal water level The float (D) drives the arm (b) to unlock the gate (B). In the figure, the main shaft (c) of the float (D), the adjustment shaft (d) of the drive arm (b), the drive fork (e), the metal muff (maff) (f), the adjustment lever (g) and the lock release Shaft (h) is also represented.
図21は、排水ゲート(C)についての詳細を表しており、(a)はヒンジを表し、(b)はゲート(C)の抵抗および潤滑用金属マフであり、車軸(c)はゲート(C)の回転を可能にする。符号(d)は、ロック解除用主シャフトシステムの円筒状ハウジングを表し、骨組鉄筋(e)、ゲート(C)用のゴムパッキン(f)、排水ゲート(C)の閉塞用のプーリー(g)と、海面まで延び、球状の浮き(i)に接続されたロックシステム(h)を表す。 FIG. 21 shows details about the drain gate (C), (a) shows the hinge, (b) shows the resistance of the gate (C) and a metal muff for lubrication, and the axle (c) shows the gate ( Enable rotation of C). The symbol (d) represents the cylindrical housing of the main shaft system for unlocking, the frame reinforcing bar (e), the rubber packing (f) for the gate (C), and the pulley (g) for closing the drain gate (C). And a lock system (h) extending to the sea surface and connected to a spherical float (i).
図22は、排水ゲート(C)のロック解除およびロックシステムがどのようかを示す。(E)は、内部浮き(図22を参照)であり、ゲート(C)のロックを解除するものであり、(i)は、水面にケーブルを維持する浮きである。津波の危険が去ると、排水ゲート(C)はケーブル(h)および浮き(i)を上方に引っ張ることによってロックされる。 FIG. 22 shows how the drain gate (C) is unlocked and locked. (E) is an internal float (see FIG. 22), which unlocks the gate (C), and (i) is a float that maintains the cable on the water surface. When the danger of the tsunami leaves, the drain gate (C) is locked by pulling the cable (h) and the float (i) upward.
図23は、排水ゲート(C)を開き(水平位置に開くことはない)、閉じ、およびロックをするためのゲート・プーリー(e)と、そのケーブル(f)と、PSS管壁内のストッパー(g)の詳細を表す。 FIG. 23 shows a gate pulley (e) for opening, closing and locking the drain gate (C) (not in the horizontal position), its cable (f), and a stopper in the PSS tube wall. Details of (g) are shown.
図24は、浮き(D)について詳細を示し、(a)はガイドシャフトを表し、このガイドシャフトは、津波が選択した高さを超えたときにPSSシステムの取水ゲート(B)のロックを解除するように浮き(D)を特定の高さに調整するためのネジ付きボルトを有する。浮き/ポンプ(D)は、摺動溝(c)および凸部(d)案内を有し、浮きの回転を防ぐ。(b)は、浮き(D)および浮き案内シャフト(a)のための調整ネジを表している。 Figure 24 shows details about the float (D), where (a) represents the guide shaft, which unlocks the intake gate (B) of the PSS system when the tsunami exceeds the selected height A threaded bolt for adjusting the float (D) to a specific height. The float / pump (D) has sliding groove (c) and convex (d) guides to prevent rotation of the float. (B) represents adjusting screws for the float (D) and the float guide shaft (a).
図25は、浮き/ポンプ(D)を表しており、ポンプピストン(a)が本体(d)と共に、ダクト(g)そしてバルブ(f)を通してパイプ(b)に入る空気をポンプする。そこから、空気は、ダクト(e)を通して管(A)から溜まった水を押し出すために、PSS管(A)内にバルブ(c)を通して進み、更なる仕事のために備える。 FIG. 25 represents the float / pump (D), where the pump piston (a), together with the body (d), pumps the air entering the pipe (b) through the duct (g) and the valve (f). From there, the air travels through the valve (c) into the PSS tube (A) to push the accumulated water from the tube (A) through the duct (e) and prepares for further work.
PSS管を構成するために、高品質のコンクリートを使用する必要がある。 In order to construct a PSS pipe, it is necessary to use high quality concrete.
PSS管を構成するために、全ての金属部品中、タイプ316以上のステンレス鋼を使用することがおそらく最良である。シール、ガスケット、ケーブルを含む全ての材料は、腐食、太陽放射線、および効率的機能のための経時変化に対して耐性のある材料から作られなければならない。 It is probably best to use type 316 or higher stainless steel in all metal parts to construct the PSS tube. All materials including seals, gaskets and cables must be made from materials that are resistant to corrosion, solar radiation, and aging for efficient function.
図1,図2,図3...は、図面の番号を表す。 1, FIG. 2, FIG. . . Represents the number of the drawing.
(A) − PSS管
(B) − 取水ゲート
(c) − 排水ゲート
(D) − 浮き/ポンプ(取水ゲートのロックも解除する)
(E) − 排水ゲートのロックを解除するための浮き(内部)
PSS − P型矩形システム(P Squared System)
HTL − 満潮時の潮位(High Tide Level)
LTL − 干潮時の潮位(Low Tide Level)
WRL − 水後退時の水位(Water Retreat Level)
TWC − 津波の波頭(Tsunami Wave Crest)
TW − 津波(Tsunami Wave)
SF − 海底(Sea Floor)
OF − 海洋底(Ocean Floor)
(A)-PSS pipe (B)-Intake gate (c)-Drain gate (D)-Floating / pump (the lock on the intake gate is also released)
(E)-Floating to unlock the drain gate (inside)
PSS-P type rectangular system (P Squared System)
HTL-High Tide Level
LTL-Low Tide Level
WRL-Water Retreat Level
TWC-Tsunami Wave Crest
TW-Tsunami Wave
SF-Sea Floor
OF-Ocean Floor
Claims (6)
The hydraulic engineering system according to claim 1, wherein the drain gate (C) is driven by the internal float (E) made of stainless steel, and the internal float (E) includes a plurality of levers. It is mainly composed of a lever assembly and a rectangular float, and the rectangular float (E) is provided on the rear wall inside the inner pipe (A), and is disposed in the vicinity of the intake gate (B). When the internal float (E) detects that the pipe (A) is almost filled, and the internal float (E) detects that the water pressure in the interior is substantially balanced with the water pressure from the outside, the drainage A hydraulic technique in which the lock of the gate (C) is unlocked by the internal float (E), ready to open, and the water accumulated inside the pipe (A) can be recirculated into the ocean system.
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