JP2016055679A - 曳航装置及び曳航方法 - Google Patents

Abstract

【課題】船舶によって曳航される曳航体の姿勢を安定的に維持可能な曳航装置及び該曳航装置を使用した曳航方法を提供する。【解決手段】船舶１によって少なくとも１の曳航体３０を曳航する曳航装置であって、少なくとも１のブイ４０と、前記曳航体の目標深度に対応する長さを有し、前記少なくとも１のブイを前記少なくとも１の前記曳航体にそれぞれ接続する少なくとも１の鉛直索４２と、前記少なくとも１の曳航体を前記船舶にそれぞれ接続する少なくとも１の曳航索３２とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、船舶によって曳航体を曳航する曳航装置及び該曳航装置を使用した曳航方法に関する。

流体が有する運動エネルギー（いわゆる水力エネルギー）を利用して発電する発電装置が知られている。この種の発電装置は、比較的大きなサイズを有し、水中に設置されるため、研究開発過程において性能評価試験を実際の使用環境下で実施しようとすると、コストが高額になりやすい。例えば、発電装置の基礎を水底に設けるための基礎工事や、発電装置の制御・測定用信号を送受信するケーブルの敷設工事は、多大なコストを要する。

このような問題への解決策の一つとして、発電装置を船舶で曳航することによって、発電装置が水流を受ける使用状態を模擬的に再現する方法が有効とされている。例えば特許文献１には、海底に設置して固定した状態で使用される水力発電タービンを船舶で曳航することにより、試験を実施する方法が開示されている。
また特許文献２は評価試験に関する技術ではないが、船舶によって曳航索（ロープ）を介して曳航される曳航体において、曳航索の長さや船舶の進行速度を調整することにより、曳航体の曳航速度及び深度を制御する方法が開示されている。

特表２０１４−５０５１９８号公報 特開２００８−２４７１０１号公報

発電装置を船舶で曳航することによって信頼性のある評価試験を行うためには、実際の使用環境に対して、深度方向距離（以下、「深度」と称する）のような幾何学的相似条件を合わせることが重要である。しかしながら、特許文献１では、このような幾何学的相似条件が考慮されておらず、十分な信頼性のある評価試験を行うことが難しい。

また特許文献２では、曳航索の長さや船舶の進行速度のようなパラメータを調整することにより、曳航体の曳航速度及び深度を制御している。しかしながら、これらのパラメータは互いに依存している。例えば船舶の進行速度を変化させると、曳航索の張力も変化する。そのため、曳航される対象物の深度を所定値に維持するためは、例えば曳航索の長さを変更しなければならない。このように、特許文献２に開示された技術を適用したとしても、幾何学的相似条件を再現することは容易ではない。特に海洋のように時々刻々と潮流が変化する状況下では、適切な幾何学的相似条件を実現することは容易ではない。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、船舶によって曳航される曳航体の姿勢を安定的に維持可能な曳航装置及び該曳航装置を使用した曳航方法を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る曳航装置は、船舶によって少なくとも１の曳航体を曳航する曳航装置であって、少なくとも１のブイと、前記曳航体の目標深度に対応する長さを有し、前記少なくとも１のブイを前記少なくとも１の前記曳航体にそれぞれ接続する少なくとも１の鉛直索と、前記少なくとも１の曳航体を前記船舶にそれぞれ接続する少なくとも１の曳航索とを備える。

上記（１）の構成によれば、曳航速度が低下することによって曳航体が沈下しようとする場合、鉛直索を介して接続されたブイによって曳航体に浮力が作用する。鉛直索は曳航体の目標深度に対応する長さを有するため、曳航体の深度は、曳航速度に関わらず、目標深度に安定的に維持される。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記少なくとも１の曳航索の各々の長さは、当該曳航索に対応する前記曳航体の重量Ｍ、目標深度Ｘ、最大曳航速度において流体から受ける抗力Ｆ、及び、重力加速度ｇを用いて、次式
Ｙ＝Ｘ／ｓｉｎθ
θ＝ｔａｎ^−１(Ｍｇ／Ｆ)
より得られる値Ｙより長く設定されている。

上記（２）の構成によれば、曳航体が目標深度に対して過度に沈下しようとする場合に、ブイの浮力が曳航体に作用し、沈下が効果的に防止される。これにより、最大曳航速度以下では、曳航体の深度を目標深度Ｘに保つことができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記少なくとも１の曳航体は、前記前記船舶の進行方向左側に向かって揚力を発生可能に構成された第１の曳航体、及び、前記前記船舶の進行方向右側に向かって揚力を発生可能に構成された第２の曳航体を含み、前記少なくとも１の曳航索は、前記船舶及び前記第１の曳航体間を接続する第１の曳航索と、前記第１の曳航索より右側に配置され、前記船舶及び前記第２の曳航体間を接続する第２の曳航索と、前記第１の曳航索及び前記第２の曳航索間を接続する中継索とを備え、前記中継索の長さは、前記第１の曳航体及び前記第２の曳航体間の目標とする水平距離として規定されており、且つ、該中継索より前記船舶側における前記第１の曳航索及び前記第２の曳航索間の間隔より長く設定されている。

上記（３）の構成によれば、少なくとも１の曳航索は、第１の曳航体を曳航する第１の曳航索、及び、第２の曳航体を曳航する第２の曳航索を備える。第１の曳航索及び第２の曳航索は、それぞれ中継索によって互いに略水平方向に沿って接続される。中継索の長さは、第１の曳航体及び前記第２の曳航体間の目標とする水平距離として規定されている。これにより、第１の曳航体及び第２の曳航体間の水平距離が目標値に保持される。また、中継索の長さは該中継索より前記船舶側における前記第１の曳航索及び前記第２の曳航索間の間隔より長く設定されているので、第１及び第２曳航索は略Ｖ字形状となり安定性も得られる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、前記中継索は、前記第１の曳航体及び前記第２の曳航体間を接続する。

上記（４）の構成によれば、第１の曳航体及び前記第２の曳航体間を接続するように中継索が設けられる。第１及び第２の曳航索は、揚力が作用する第１の曳航体及び前記第２の曳航体間において最も幅広となる略Ｖ字形状となる。これにより、第１の曳航体及び第２の曳航体間の水平距離が目標値に安定的に保持される。

（５）幾つかの実施形態では、上記（３）又は（４）の構成において、前記第１の曳航体及び前記第２の曳航体は、例えばオッターボードである。

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）のいずれかの構成において、前記曳航体には、水力を利用して発電を行う水力発電装置が係留されている。

（７）本発明の少なくとも一実施形態に係る曳航方法は、船舶によって曳航される曳航体の曳航方法であって、ａ）前記船舶を目標ポイントに移動する前に、前記曳航体に鉛直索を介してブイを接続する工程と、ｂ）前記曳航体を前記船舶からの長さが調整可能な曳航索に接続する工程と、ｃ）前記船舶を目標ポイントに移動する工程と、ｄ）前記曳航索の前記船舶からの長さを増加させることにより、前記曳航体を流体中に投入する工程と、ｅ）前記船舶を進行させることにより、前記曳航体を曳航する工程とを備える。

上記（７）の構成によれば、曳航体を目標ポイントに移動する前に、曳航体に鉛直索を介してブイを接続して準備し、目標ポイントに移動した後に、曳航索の長さを調整することで曳航を行う。これにより、目標ポイントまでの移動から目標ポイントにおける曳航に至るまでの一連の作業を効率的且つスムーズに実施できる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、前記曳航体には水力発電装置が係留されており、前記ｂ）工程では、前記曳航体が前記船舶に格納され、且つ、前記水力発電装置が流体中に位置するように、前記曳航索の長さを調整し、前記ｄ）工程では、前記曳航体及び前記水力発電装置が前記流体中に位置するように、前記曳航索の長さを調整する。

上記（８）の構成によれば、曳航体に水流によって発電可能な水力発電装置が係留されている。水力発電装置は体積が比較的大きいため、船舶に搭載しながら目標ポイントまで移動することが困難な場合がある。本構成では、目標ポイントへの移動前に重量が比較的小さい曳航体を船舶に格納しつつ、重量が比較的大きい水力発電装置を流体中に位置させる。これにより、重量の比較的大きな水力発電装置は、流体から得られる浮力で支持され、目標ポイントへの移動が容易になる。
そして、目標ポイントへの移動後は、船舶に格納されていた曳航体を水中に投入する。これにより、上述の曳航装置で得られる各種効果が発揮可能な曳航状態にスムーズ且つ容易に移行することが可能となる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、船舶によって曳航される曳航体の姿勢を安定的に維持可能な曳航装置及び該曳航装置を使用した曳航方法を提供できる。

本発明の幾つかの実施形態に係る曳航装置を側方から示す模式図である。 曳航速度が最大曳航速度よりやや高い速度の場合に、図１に示された曳航体に対して作用する各力を側方から示す模式図である。 曳航速度が最大傾向速度以下の場合に、図１に示された曳航体に対して作用する各力を側方から示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る曳航装置を側方から示す模式図である。 図３に示された曳航装置を上方から示す模式図である。 曳航速度が最大曳航速度よりやや高い速度の場合に、図４に示された曳航体に対して作用する各力を側方から示す模式図である。 図５Ａを上方から示す模式図である。 曳航速度が最大傾向速度以下の場合に、図４に示された曳航体に対して作用する各力を側方から示す模式図である。 図６Ａを上方から示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る曳航方法を示すフローチャートである。 目標ポイントまでの移動時における船舶の様子を示す模式図である。 水力発電装置の構成例を示す斜視図である。 図９に示された水力発電装置の使用例を示す模式図である。 図１０Ａの水力発電装置を上方から示す模式図である。 参考技術に係る曳航装置を側方から示す模式図である。 曳航速度が最大曳航速度よりやや高い速度の場合に、図１１に示された曳航体に対して作用する各力を側方から示す模式図である。 曳航速度が最大傾向速度以下の場合に、図１１に示された曳航体に対して作用する各力を側方から示す模式図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

（水力発電装置）
以下の実施形態では、本発明の幾つかの実施形態に係る曳航装置を、水力エネルギーを利用して発電を行う水力発電装置、特に水底に固設された基礎体に係留されて海流を利用して発電を行う海流発電装置の性能評価試験に適用した場合を例に説明する。まず曳航装置について説明する前提として、図９及び図１０を参照して、水力発電装置１０について説明する。図９は水力発電装置１０の構成例を示す斜視図であり、図１０は図９に示された水力発電装置１０の使用例を示す模式図であり、図１０Ｂは図１０Ａの水力発電装置を上方から示す模式図である。

図９に示されるように、水力発電装置１０は、長手形状を有するプラットフォーム１２の両端にそれぞれ発電ユニット１４ａ及び１４ｂを備える（以下、発電ユニット１４ａ及び１４ｂを区別せずに示す場合には、単に「発電ユニット１４」と称することとする）。各発電ユニット１４は、発電機（不図示）が収納されている。発電機のロータシャフト１８は、発電ポッドの外側に至るまで延在し、その先端に水力を受けるための複数のブレード（翼）２０が設けられている。

プラットフォーム１２の略中央には２本の係留索２２Ｌ及び２２Ｒが接続可能な接続部２４が設けられている。図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように、係留索２２Ｌ及び２２Ｒはそれぞれ、水力発電装置１０の接続部２４を所定間隔で水底に設置された基礎体２６Ｌ及び２６Ｒに接続する。
尚、図１０Ａでは図示をわかりやすくするために、基礎体２６Ｌ及び２６Ｒの表示位置をずらしているが、実際には図１０Ｂに示されるように、基礎体２６Ｌ及び２６Ｒは水力発電装置１０に対して等距離に配置されている。

基礎体２６に係留された水力発電装置１０の深度は、水力発電装置１０の重量、浮力、周囲の水流から受ける抗力、及び、係留索２２の張力間がバランスするように、成り行きで決定される。このように基礎体２６に係留された水力発電装置１０では、ブレード２０で水力を受けることによって発電機のロータシャフト１８が回転し、発電が行われる。
尚、発電機で発電された電力は、不図示の送電ケーブルを介して外部に送られる。

尚、図９に示されるように、発電ユニット１４ａ及び１４ｂにおけるブレード１２の回転方向は、互いに逆になるように設定される。これにより、係留索２２が接続される接続部２４を基準に対照配置された２つの発電ユニット間がバランスし、安定な姿勢が得られる。

（水力発電装置の性能評価試験）
この種の水力発電装置１０の性能評価試験において、図１０に示されるような実際の使用環境を構築することは、多大なコストが必要となる（例えば、基礎体２６を設置する基礎工事や、基礎体２６に係留された水力発電装置１０に制御・計測用ケーブルを敷設する敷設工事はコストが非常に高い）。そこで、水力発電装置１０を船舶１によって曳航することにより、模擬的な使用環境を作り出すことが有効である。

ここで図１１及び図１２を参照して、船舶１による曳航を利用した水力発電装置１０の性能評価試験の一例を、参考技術として説明する。図１１は参考技術に係る曳航装置を側方から示す模式図であり、図１２Ａは曳航速度が最大曳航速度Ｖｍａｘよりやや高い速度の場合に、図１１に示された曳航体３０に対して作用する各力を側方から示す模式図であり、図１２Ｂは曳航速度が最大傾向速度Ｖｍａｘ以下の場合に、図１１に示された曳航体３０に対して作用する各力を側方から示す模式図である。

参考技術に係る曳航装置では、図１１に示されるように、船舶１に接続された曳航索３２を介して曳航される曳航体３０に、係留索２２を介して水力発電装置１０が係留される。この方法では、曳航体３０を基準として見ると、水力発電装置１０は曳航体３０に係留されながら、水流を受ける。すなわち、曳航体３０は水力発電装置１０にとって相対的に基礎体２６とみなすことができる。

尚、係留索２２及び曳航索３２は、実際には一本の索から構成されているが、本願明細書では、説明をわかりやすくするために、当該索のうち曳航体３０より潮流発電器１０側を係留索２２と称すると共に、曳航体３０より船舶１側を曳航索３２と称することとする。

船舶１にはウィンチ２が搭載されており、当該ウィンチ２を操作することによって、曳航索３２の長さが可変に構成されている。また船舶１の曳航速度は、予め規定された範囲内において可変であり、特にその最大値は最大曳航速度Ｖｍａｘとして規定されている。

曳航体３０の深度は、曳航体３０が受ける各力のバランスによって決定される。図１２Ａ及び図１２Ｂに示されるように、曳航体３０には、例えば曳航体３０の重量Ｍ［ｋｇ］や浮力Ｆｆ［Ｎ］、曳航索３２の張力Ｔ［Ｎ］、及び、周囲の流体から受ける抗力Ｆ［Ｎ］が作用する。
尚、ｇは重力加速度［ｍ／ｓ^２］である。

曳航体３０の深度は、船舶１の曳航速度にも依存する。図１２Ａに示されるように、曳航速度が最大曳航速度Ｖｍａｘよりやや高い速度の場合、曳航体３０が受ける抗力Ｆが大きく，重力Ｍｇと抗力Ｆの合力の水平面に対する傾斜角θは小さくなる。この合力は係留索の張力Ｔとつりあうため，係留索と水面のなす角度も小さくなり，結果として深度は浅くなる。

一方、図１２Ｂに示されるように、曳航速度が最大傾向速度Ｖｍａｘ以下の場合、曳航体３０が受ける抗力Ｆが小さいため、重力Ｍｇと抗力Ｆの合力の水平面に対する傾斜角θは大きくなる。このため，係留索と水面のなす角度も大きくなり，係留索の長さＹが図１２Ａと同じであれば，曳航体３０の深度は深くなる。

このように本関連技術では、曳航速度の変化に応じて、曳航体３０の深度が変化してしまい、曳航体３０の姿勢を安定化することが難しいという問題があった。特に、海洋のように潮流が存在する環境で使用する場合、潮流は時々刻々と変化するため、使用環境を精度よく模擬的に再現することが困難であった。このような問題は、以下に説明する実施形態によって解決される。
尚、以下の説明では、上述の関連技術と共通する箇所には共通の符号を用いることとし、重複する説明は適宜省略することとする。

（実施形態）
本発明の幾つかの実施形態に係る曳航装置について、図１及び図２を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る曳航装置の全体構成を側方から示す模式図であり、図２Ａは最大曳航速度Ｖｍａｘよりやや高い速度の場合に、図１に示された曳航体に対して作用する各力を側方から示す模式図であり、図２Ｂは最大傾向速度Ｖｍａｘ以下の場合に、図１に示された曳航体に対して作用する各力を側方から示す模式図である。

曳航装置は、船舶１によって曳航体３０を曳航する装置であって、ブイ４０と、該ブイ４０を曳航体３０に接続する鉛直索４２と、曳航体３０を船舶１に接続する曳航索３２とを備える。ここで、鉛直索４２の長さは、目標深度に設定されている。船舶１によって曳航される曳航体３０には、上記関連技術と同様に、曳航体３０の重力Ｍｇ、抗力Ｆ、及び、曳航索３２の張力Ｔが作用することに加えて、更に、曳航速度に応じて、鉛直索４２を介してブイ４０から与えられる浮力Ｆｆが作用する。

図２Ａに示されるように、曳航速度が最大曳航速度Ｖｍａｘよりやや高い速度の場合、図１２Ａを参照して前述したように、曳航体３０の深度は比較的浅くなる。曳航体３０の深度が鉛直索４２の長さより小さいため、鉛直索４２は緩んだ状態にある。そのため、曳航体３０にはブイ４０による浮力Ｆｆは作用することなく、目標深度よりやや浅くなる。

一方、図２Ｂに示されるように、曳航速度が最大傾向速度Ｖｍａｘ以下の場合、図１２Ｂを参照して前述したように、曳航体３０の深度は深くなろうとする。そのため、曳航体３０の深度が鉛直索４２の長さに達すると、曳航体３０には鉛直索４２を介してブイ４０の浮力Ｆｆが作用する。これにより、曳航体３０が目標深度を超えて沈下することが防止され、曳航体３０の深度が適切な範囲内に維持される。

このように本実施形態に係る曳航装置では、曳航体３０の曳航速度に変化が生じる場合であっても、曳航索３２の長さを変更することなく、曳航体３０の深度を安定的に維持できる。

好ましくは、曳航索３２の長さは、曳航体３０の重量Ｍ、目標深度Ｘ、最大曳航速度Ｖｍａｘに流体から受ける流体力Ｆ、及び、重力加速度ｇを用いて、次式
Ｙ＝Ｘ／ｓｉｎθ （式１）
θ＝ｔａｎ^−１（Ｍｇ／Ｆ） （式２）
より得られる値Ｙより長くなるように設定される。より好ましくは、曳航索のうち水面以下の部分の長さが上記式１及び式２によって規定される長さより長く設定されるとよい。このように鉛直索４２及び曳航索３２の長さを設定することにより、上記効果（曳航速度が変化する場合であっても、曳航体の深度を目標深度に安定的に維持しながら曳航可能である）が適切に享受できる。

続いて上記実施形態の一形態に係る曳航装置について、図３乃至図６を参照して説明する。図３は本発明の一実施形態に係る曳航装置の全体構成を側方から示す模式図であり、図４は図３に示された曳航装置を上方から示す模式図であり、図５Ａは曳航速度が最大曳航速度Ｖｍａｘよりやや高い速度の場合に、図４に示された曳航体３０に対して作用する各力を側方から示す模式図であり、図５Ｂは図５Ａを上方から示す模式図であり、図６Ａは曳航速度が最大傾向速度Ｖｍａｘ以下の場合に、図４に示された曳航体３０に対して作用する各力を側方から示す模式図であり、図６Ｂは図６Ａを上方から示す模式図である。
尚、以下の説明では上記実施形態と共通する箇所には共通する符号を付すこととし、重複する説明は適宜省略することとする。

図３及び図４に示されるように、曳航体３０を曳航するための曳航索３２は、船舶１の進行方向を基準に左側に設けられた第１の曳航索３２Ｌと、船舶１の進行方向を基準に右側に設けられた第２の曳航索３２Ｒとを備える。第１の曳航索３２Ｌには、船舶１の進行方向左側に向かって揚力を発生可能に構成された第１の揚力発生部３０Ｌが設けられている。第２の曳航索３２Ｒには、船舶１の進行方向右側に向かって揚力を発生可能に構成された第２の揚力発生部３０Ｒが設けられている。
第１の揚力発生部３０Ｌ及び第２の揚力発生部３０Ｒは、例えばオッターボードから構成される。

第１の曳航索３２Ｌ及び第２の曳航索３２Ｒ間には、中継索３２Ｃが設けられている。中継索３２Ｃは特に、第１の揚力発生部３０Ｌ及び第２の揚力発生部３０Ｒ間に設けられており、船舶１より水力発電装置１０側において、第１の曳航索３２Ｌ及び第２の曳航索３２Ｒ間を接続する。中継索３２Ｃの長さは、第１の揚力発生部３０Ｌ及び第２の揚力発生部３０Ｒ間の目標とする水平距離として規定されている。これにより、第１の揚力発生部３０Ｌ及び第２の揚力発生部３０Ｒ間の水平距離が目標値に保持される。また、中継索３２Ｃの長さは該中継索３２Ｃより船舶１側における第１の曳航索３０Ｌ及び第２の曳航索３０Ｒ間の間隔より長く設定されているので、第１及び第２曳航索は略Ｖ字形状となり安定性も得られる。

続いて、図５及び図６を参照して、曳航速度に伴う様子の変化について説明する。
図５Ａ及び図５Ｂに示されるように、最大曳航速度Ｖｍａｘよりやや高い速度の場合、図２Ａ及び図１２Ａを参照して前述した曳航体３０と同様に、第１の揚力発生部３０Ｌ及び第２の揚力発生部３０Ｒの深度は比較的浅くなる。第１の揚力発生部３０Ｌ及び第２の揚力発生部３０Ｒには、それぞれ鉛直索４２Ｌ及び４２Ｒを介してブイ４０Ｌ及び４０Ｒが設けられている。図５Ａでは、第１の揚力発生部３０Ｌ及び第２の揚力発生部３０Ｒの深度が鉛直索４２Ｌ及び４２Ｒの長さより小さいため、鉛直索４２Ｌ及び４２Ｒは緩んだ状態にある。そのため、第１の揚力発生部３０Ｌ及び第２の揚力発生部３０Ｒにはブイ４０Ｌ及び４０Ｒによる浮力Ｆｆは作用することなく、目標深度よりやや浅くなる。

一方、図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、曳航速度が最大傾向速度Ｖｍａｘ以下の場合、図２Ｂ及び図１２Ｂを参照して前述した曳航体３０と同様に、第１の揚力発生部３０Ｌ及び第２の揚力発生部３０Ｒの深度は深くなろうとする。そのため、第１の揚力発生部３０Ｌ及び第２の揚力発生部３０Ｒの深度が鉛直索４２Ｌ及び４２Ｒの長さに達すると、第１の揚力発生部３０Ｌ及び第２の揚力発生部３０Ｒには、それぞれ鉛直索４２Ｌ及び４２Ｒを介してブイ４０Ｌ及び４０Ｒの浮力Ｆｆが作用する。これにより、第１の揚力発生部３０Ｌ及び第２の揚力発生部３０Ｒが目標深度を超えて沈下することが防止され、深度が適切な範囲内に維持される。

このように本実施形態では、中継索３２Ｃによって互いに接続された２本の曳航索３２Ｌ及び３２Ｒにそれぞれ揚力発生部３０Ｌ及び３０Ｒを設け、各揚力発生部３０Ｌ及び３０Ｒに鉛直索４２Ｌ及び４２Ｒを介してブイ４０Ｌ及び４０Ｒを設けることで、優れた安定性が得られる。

（曳航体の制御方法）
続いて図７及び図８を参照して、上記曳航装置を利用した曳航方法について説明する。図７は本発明の幾つかの実施形態に係る曳航方法を示すフローチャートであり、図８は曳航前における曳航装置を示す模式図である。

まず船舶１を目標ポイント（曳航ポイント）に移動する前に、上述の曳航装置の準備を行う（ステップＳ１）。具体的には、曳航体３０にブイ４０及び鉛直索４２を接続することにより準備を行う。この準備は、船舶１を目標ポイントに移動した後、図１等に示される状態を実現して曳航可能なように、曳航体３０に対してブイ４０及び鉛直索４２を予め接続する。

続いて、ブイ４０及び鉛直索４２が接続された曳航体３０を曳航索３２に接続し、ウィンチ２にセットする（ステップＳ２）。その後、ウィンチ２を操作することにより、曳航索３２を第１の長さＬ１に設定する（ステップＳ３）。ここでステップＳ３では、図８に示すように、第１の長さＬ１は、実質的に基礎体３６として機能する曳航体３０が船舶１上に格納され（図８では曳航体３０は船舶外に存在しないので、図示を省略している）、且つ、曳航体３０の先に、係留索２２を介して接続された水流発電装置１０が流体中に位置するように設定される。

続いて、船舶１を目標ポイントに移動する（ステップＳ４）。移動中、体積が比較的大きな水力発電装置１は流体中に位置し、浮力を受けるので、目標ポイントまで容易に輸送できる。

尚、水力発電装置１が比較的小さい場合には、曳航体３０、ブイ４０及び鉛直索４２などと共に船舶１の内部に収納してもよい。この場合、第１の長さは更に短くなり、端的に言えば、ゼロでもよい。

船舶１が目標ポイントに到着すると、ウィンチ２を操作することにより、曳航索３２を第２の長さＬ２（＞Ｌ１）に設定し（ステップＳ５）、曳航体３０、ブイ４０及び鉛直索４２を流体中に投入する（ステップＳ６）。第２の長さＬ２は、曳航体３０及び水力発電装置１０が流体中に位置するように設定される。そして、船舶１によって曳航が開始されることによって、流体中に投入された曳航体３０、ブイ４０及び鉛直索４２は、進行方向からの抗力を受け、図１乃至図６に示される各種配置となる（ステップＳ７）。

このように目標ポイントへの移動前後において、曳航索３２の長さを調整することにより、目標ポイントへの移動から目標ポイントにおける曳航に至るまでの一連の動作をスムーズに実施できる。

本開示は、船舶によって曳航体を曳航する曳航装置及び該曳航装置を使用した曳航方法に利用可能である。

１ 船舶
２ ウィンチ
１０ 水力発電装置（潮流発電装置）
２２ 係留索
２６ 基礎体
３０ 曳航体
３０Ｌ 第１の揚力発生部
３０Ｒ 第２の揚力発生部
３２ 曳航索
３２Ｌ 第１の曳航索
３２Ｒ 第２の曳航索
３２Ｃ 中継索
４０ ブイ
４２ 鉛直索

Claims (8)

1. 船舶によって少なくとも１の曳航体を曳航する曳航装置であって、
   少なくとも１のブイと、
   前記曳航体の目標深度に対応する長さを有し、前記少なくとも１のブイを前記少なくとも１の前記曳航体にそれぞれ接続する少なくとも１の鉛直索と、
   前記少なくとも１の曳航体を前記船舶にそれぞれ接続する少なくとも１の曳航索と
   を備えることを特徴とする曳航装置。
2. 前記少なくとも１の曳航索の各々の長さは、当該曳航索に対応する前記曳航体の重量Ｍ、目標深度Ｘ、最大曳航速度において流体から受ける抗力Ｆ、及び、重力加速度ｇを用いて、次式
   Ｙ＝Ｘ／ｓｉｎθ
   θ＝ｔａｎ^−１（Ｍｇ／Ｆ）
   より得られる値Ｙより長く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の曳航装置。
3. 前記少なくとも１の曳航体は、前記前記船舶の進行方向左側に向かって揚力を発生可能に構成された第１の曳航体、及び、前記前記船舶の進行方向右側に向かって揚力を発生可能に構成された第２の曳航体を含み、
   前記少なくとも１の曳航索は、
   前記船舶及び前記第１の曳航体間を接続する第１の曳航索と、
   前記第１の曳航索より右側に配置され、前記船舶及び前記第２の曳航体間を接続する第２の曳航索と、
   前記第１の曳航索及び前記第２の曳航索間を接続する中継索と
   を備え、
   前記中継索の長さは、前記第１の曳航体及び前記第２の曳航体間の目標とする水平距離として規定されており、且つ、該中継索より前記船舶側における前記第１の曳航索及び前記第２の曳航索間の間隔より長く設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の曳航装置。
4. 前記中継索は、前記第１の曳航体及び前記第２の曳航体間を接続することを特徴とする請求項３に記載の曳航装置。
5. 前記第１の曳航体及び前記第２の曳航体は、それぞれオッターボードであることを特徴とする請求項３又は４に記載の曳航装置。
6. 前記曳航体には、水力を利用して発電を行う水力発電装置が係留されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の曳航装置。
7. 船舶によって曳航される曳航体の曳航方法であって、
   ａ）前記船舶を目標ポイントに移動する前に、前記曳航体に鉛直索を介してブイを接続する工程と、
   ｂ）前記曳航体を前記船舶からの長さが調整可能な曳航索に接続する工程と、
   ｃ）前記船舶を目標ポイントに移動する工程と、
   ｄ）前記曳航索の前記船舶からの長さを増加させることにより、前記曳航体を流体中に投入する工程と、
   ｅ）前記船舶を進行させることにより、前記曳航体を曳航する工程と
   を備えることを特徴とする曳航方法。
8. 前記曳航体には水力発電装置が係留されており、
   前記ｂ）工程では、前記曳航体が前記船舶に格納され、且つ、前記水力発電装置が流体中に位置するように、前記曳航索の長さを調整し、
   前記ｄ）工程では、前記曳航体及び前記水力発電装置が前記流体中に位置するように、前記曳航索の長さを調整することを特徴とする請求項７に記載の曳航方法。

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