JP2018090156A - Floating body structure - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a wave drift force applied to a floating body structure by using a wave force.SOLUTION: A floating body structure 1 is provided with: a floating body 2 that floats on the water level; and a thrust generating mechanism 3 that is connected to the floating body 2. The floating body 2 is provided with a vibration water pillar 24 and a vibration floating body 25. At the vibration water pillar 24, the water level of an internal vibration water pillar 240 rises/falls depending on an incident wave. The vibration floating body 25 floats on the water level of the vibration water pillar 240. The thrust generating mechanism 3 is mechanically connected to the vibration floating body 25. The thrust generating mechanism 3 is driven by mechanical energy generated by rising/falling of the vibration floating body 25 to generate a thrust toward a wave upper side. Thus, by using a wave force, a wave drift force applied to the floating body structure 1 can be reduced.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、水面に浮かぶ浮体構造物に関する。   The present invention relates to a floating structure that floats on a water surface.

従来、海面に浮かぶ浮体構造物は、波浪等の影響により所定の位置から流されないように係留されているものが多い。特許文献1では、安価に定点係留を行うことを目的として、浮体構造物の周囲に環状の水中翼構造物を設けることが提案されている。当該水中翼構造物は、弾性部材にて形成されており、水中翼構造物が波の力によって上下方向に揺動することにより、水中翼から波に向かう推進力が発生する。その結果、当該推進力により波漂流力が低減される。   Conventionally, many floating structures floating on the sea surface are moored so as not to flow from a predetermined position due to the influence of waves or the like. Patent Document 1 proposes to provide an annular hydrofoil structure around a floating structure for the purpose of low-cost mooring at a fixed point. The hydrofoil structure is formed of an elastic member. When the hydrofoil structure swings in the vertical direction by the wave force, a propulsive force from the hydrofoil toward the wave is generated. As a result, the wave drift force is reduced by the propulsive force.

特許文献2の浮体構造物では、水中にて水平に延びる2本の円柱状の浮体により、水面よりも上側に位置するデッキが下方から支持される。2本の浮体には、互いの先端部が対向するように配置された2枚のヒレが長手方向に沿って設けられる。特許文献2では、浮体とヒレとにより水中翼が構成され、ヒレが波の力によって上下方向に揺動することにより、水中翼から波に向かう推進力が発生し、浮体構造物に作用する波漂流力が低減される。   In the floating structure of Patent Document 2, a deck positioned above the water surface is supported from below by two cylindrical floating bodies that extend horizontally in water. The two floats are provided with two fins arranged in the longitudinal direction so that the tip portions thereof face each other. In Patent Document 2, a hydrofoil is constituted by a floating body and a fin, and the fin swings in the vertical direction by the force of the wave, so that a propulsive force is generated from the hydrofoil toward the wave, and the wave acting on the floating structure. Drifting force is reduced.

特開2005−343337号公報JP 2005-343337 A 特開2005−125910号公報JP 2005-125910 A

ところで、特許文献1および特許文献2の浮体構造物では、水中翼の上側および下側を水が流れることにより水中翼が揚力を発生し、当該揚力の水平成分が、浮体構造物に働く前後方向の力となる。したがって、水中翼に対する水の流れが、上流から下流に向かうに従って上方に向かう上昇流である場合、水中翼が波に向かう推進力を発生するためには、水中翼の水流に対する迎角は、上向きの揚力を発生する角度である必要がある。一方、水中翼に対する水の流れが、上流から下流に向かうに従って下方に向かう下降流である場合、水中翼が波に向かう推進力を発生するためには、水中翼の水流に対する迎角は、下向きの揚力を発生する角度である必要がある。   By the way, in the floating structure of Patent Document 1 and Patent Document 2, the hydrofoil generates lift when water flows on the upper and lower sides of the hydrofoil, and the horizontal component of the lift acts on the floating structure. It becomes the power of. Therefore, when the water flow with respect to the hydrofoil is an upward flow that goes upward as it goes from upstream to downstream, in order for the hydrofoil to generate a propulsive force toward the wave, the angle of attack of the hydrofoil with respect to the water flow is upward. It is necessary to be an angle that generates the lift force. On the other hand, when the water flow with respect to the hydrofoil is a downward flow that goes downward as it goes from upstream to downstream, the angle of attack of the hydrofoil with respect to the water flow must be It is necessary to be an angle that generates the lift force.

しかしながら、特許文献1および特許文献2では、水中翼が発生する揚力の向きは、水中翼に流入する水の力によって水中翼が変形することにより決定される。換言すれば、水中翼が発生する揚力の向きは、水中翼に流入する波の位相等により直接的に決定される。このため、水中翼からの揚力の向きは、水中翼に対する水の流入角度に対して、必ずしも適切な向きになるとは限らない。例えば、上昇流によって水中翼が変形し、下向きの揚力を発生する形状となった場合、当該揚力の水平成分は波下側を向くため、波漂流力は増大する。   However, in Patent Document 1 and Patent Document 2, the direction of lift generated by the hydrofoil is determined by the deformation of the hydrofoil by the force of water flowing into the hydrofoil. In other words, the direction of lift generated by the hydrofoil is directly determined by the phase of the waves flowing into the hydrofoil. For this reason, the direction of lift from the hydrofoil is not necessarily an appropriate direction with respect to the inflow angle of water to the hydrofoil. For example, when the hydrofoil is deformed by the upward flow and has a shape that generates downward lift, the horizontal component of the lift is directed downward, so that the wave drift force increases.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、波の力を利用して、浮体構造物に働く波漂流力を低減することを目的としている。   This invention is made | formed in view of the said subject, and it aims at reducing the wave drift force which acts on a floating body structure using the force of a wave.

請求項1に記載の発明は、水面に浮かぶ浮体構造物であって、水面に浮かぶ浮体本体と、前記浮体本体に接続される推力発生機構とを備え、前記浮体本体が、入射する波により内部の振動水柱の水面が昇降する振動水柱部と、前記振動水柱の前記水面に浮かぶ振動浮体とを備え、前記推力発生機構が、前記振動浮体に機械的に接続され、前記振動浮体の昇降により生じる機械的エネルギーによって駆動されることにより、波上側に向かう推力を発生する。   The invention according to claim 1 is a floating body structure that floats on a water surface, and includes a floating body body that floats on the water surface and a thrust generation mechanism that is connected to the floating body body. The vibrating water column includes a vibrating water column portion that moves up and down, and a vibrating floating body that floats on the water surface of the vibrating water column. The thrust generation mechanism is mechanically connected to the vibrating floating body and is generated by the lifting and lowering of the vibrating floating body. When driven by mechanical energy, a thrust toward the wave front is generated.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の浮体構造物であって、前記振動水柱部が、前記浮体本体の波上側において水上から水中まで上下方向に延びる前部隔壁と、前記前部隔壁の波上側において前記前部隔壁に対向して配置され、水上から水中まで上下方向に延びる仕切壁と、前記前部隔壁の下端よりも上側に位置する前記仕切壁の下端から、前記波上側に延びる仕切突出部とを備え、前記前部隔壁と前記仕切壁との間の空間に前記振動水柱が位置する。   The invention according to claim 2 is the floating structure according to claim 1, wherein the vibrating water column portion extends in a vertical direction from the water to the water on the wave upper side of the floating body, and the front partition From the partition wall that is disposed on the wave upper side of the partition wall so as to face the front partition wall and extends in the vertical direction from the water to the water, and from the lower end of the partition wall that is located above the lower end of the front partition wall, the wave A partition protrusion extending upward, and the oscillating water column is located in a space between the front partition and the partition wall.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の浮体構造物であって、前記振動水柱部が、前記仕切壁よりも波上側において水上から水中まで広がる透過壁をさらに備える。   A third aspect of the present invention is the floating structure according to the second aspect, wherein the oscillating water column portion further includes a transmission wall that extends from the water to the water on the wave upper side than the partition wall.

請求項4に記載の発明は、水面に浮かぶ浮体構造物であって、水面に浮かぶ浮体本体と、前記浮体本体に接続される推力発生機構とを備え、前記推力発生機構が、入射する波により前記浮体本体が昇降する際に生じる機械的エネルギーによって駆動され、波上側に向かう推力を発生する。   The invention according to claim 4 is a floating body structure floating on the water surface, comprising a floating body main body floating on the water surface, and a thrust generation mechanism connected to the floating body main body, the thrust generation mechanism by the incident wave Driven by mechanical energy generated when the floating body moves up and down, it generates thrust toward the wave side.

請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の浮体構造物であって、前記推力発生機構が、波上側に前縁を向けて配置される水中翼と、前記機械的エネルギーによって駆動され、前記水中翼の翼角を変更する翼角変更機構とを備え、前記水中翼の揚力の水平成分が前記推力である。   Invention of Claim 5 is the floating body structure as described in any one of Claim 1 thru | or 4, Comprising: The said thrust generation mechanism is a hydrofoil arrange | positioned with the front edge facing the wave upper side, A blade angle changing mechanism that is driven by the mechanical energy and changes the blade angle of the hydrofoil, and the horizontal component of the lift of the hydrofoil is the thrust.

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の浮体構造物であって、前記水中翼の前記前縁に流入する水の流れが水平面に対して上向きに傾斜している場合、前記水中翼が上向きの揚力を発生し、前記水中翼の前記前縁に流入する水の流れが水平面に対して下向きに傾斜している場合、前記水中翼が下向きの揚力を発生する。   The invention according to claim 6 is the floating structure according to claim 5, wherein the water flowing into the leading edge of the hydrofoil is inclined upward with respect to a horizontal plane. When the wing generates upward lift and the flow of water flowing into the leading edge of the hydrofoil is inclined downward with respect to a horizontal plane, the hydrofoil generates downward lift.

請求項7に記載の発明は、請求項5または6に記載の浮体構造物であって、前記翼角変更機構が、前記水中翼の後部に接続されて前記後部を昇降する。   The invention according to claim 7 is the floating structure according to claim 5 or 6, wherein the blade angle changing mechanism is connected to a rear portion of the hydrofoil and moves up and down the rear portion.

請求項8に記載の発明は、請求項5ないし7のいずれか1つに記載の浮体構造物であって、前記水中翼が、水中翼本体と、前記水中翼本体の後縁側に設けられ、前記翼角変更機構により前記水中翼本体に対する相対翼角が変更可能なフラップとを備え、前記翼角変更機構による前記水中翼の翼角変更が、前記フラップの前記相対翼角の変更である。   Invention of Claim 8 is the floating body structure as described in any one of Claim 5 thru | or 7, Comprising: The said hydrofoil is provided in the trailing edge side of the hydrofoil main body and the said hydrofoil main body, A flap capable of changing a relative blade angle with respect to the hydrofoil main body by the blade angle changing mechanism, and changing the blade angle of the hydrofoil by the blade angle changing mechanism is changing the relative blade angle of the flap.

請求項9に記載の発明は、請求項5ないし8のいずれか1つに記載の浮体構造物であって、前記水中翼が、前記浮体本体よりも波上側に配置される。   A ninth aspect of the present invention is the floating structure according to any one of the fifth to eighth aspects, wherein the hydrofoil is disposed on the wave front side of the floating body.

請求項10に記載の発明は、請求項1ないし9のいずれか1つに記載の浮体構造物であって、前記推力発生機構が、前記機械的エネルギーの周期を、前記振動浮体または前記浮体本体の昇降周期よりも短い周期に変更する周期変更部を備える。   A tenth aspect of the present invention is the floating structure according to any one of the first to ninth aspects, wherein the thrust generating mechanism determines the period of the mechanical energy as the vibration floating body or the floating body main body. A period changing unit for changing to a period shorter than the ascending / descending period.

請求項11に記載の発明は、請求項1ないし10のいずれか1つに記載の浮体構造物であって、前記浮体本体上に配置される風力発電用の風車をさらに備える。   The invention according to an eleventh aspect is the floating structure according to any one of the first to tenth aspects, further comprising a wind turbine for wind power generation disposed on the floating body main body.

本発明では、波の力を利用して、浮体構造物に働く波漂流力を低減することができる。   In the present invention, the wave drift force acting on the floating structure can be reduced by utilizing the wave force.

第1の実施の形態に係る浮体構造物の側面図である。It is a side view of the floating structure according to the first embodiment. 浮体構造物の平面図である。It is a top view of a floating structure. 浮体構造物の正面図である。It is a front view of a floating structure. 浮体構造物の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of floating body structure. 水の流れと水中翼の揚力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the flow of water and the lift of a hydrofoil. 水の流れと水中翼の揚力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the flow of water and the lift of a hydrofoil. 他の好ましい推力発生機構の一部を示す側面図である。It is a side view which shows a part of other preferable thrust generation mechanism. 他の好ましい推力発生機構の一部を示す側面図である。It is a side view which shows a part of other preferable thrust generation mechanism. 第2の実施の形態に係る浮体構造物の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of floating body structure which concerns on 2nd Embodiment. 浮体構造物の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of floating body structure. 浮体構造物の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of floating body structure. 他の浮体構造物の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of other floating body structure. 他の浮体構造物の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of other floating body structure.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る浮体構造物1を示す側面図である。図2は、浮体構造物1を示す平面図である。図3は、浮体構造物1を示す正面図である。浮体構造物1は、水面に浮かぶ構造物である。図1ないし図3に示す例では、浮体構造物1は、海底に係留されて風力発電を行う風力発電用の浮体構造物である。浮体構造物1は、カテナリー係留により3点係留されている。浮体構造物1の係留方法および係留点の数は、様々に変更されてよい。   FIG. 1 is a side view showing a floating structure 1 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing the floating structure 1. FIG. 3 is a front view showing the floating structure 1. The floating structure 1 is a structure that floats on the water surface. In the example shown in FIG. 1 to FIG. 3, the floating structure 1 is a floating structure for wind power generation that is moored on the seabed and performs wind power generation. The floating structure 1 is moored at three points by catenary mooring. The mooring method and the number of mooring points of the floating structure 1 may be variously changed.

浮体構造物1は、浮体本体2と、推力発生機構3と、風車4とを備える。なお、図3では、風車4については、一部のみを示す。浮体本体2は、水面に浮かぶ構造物である。図1ないし図3に示す例では、浮体本体2は略直方体状である。浮体本体2は、平面視において略矩形であり、例えば略正方形である。浮体本体2の中央部には、上下方向に浮体本体2を貫通する貫通孔21が設けられる。貫通孔21は、平面視において略矩形であり、例えば略正方形である。浮体本体2は、例えば鉄筋コンクリート製である。浮体本体2の平面視における形状は、例えば、1辺が約50mの略正方形である。また、浮体本体2の深さは約10mであり、浮体本体2の喫水は約5mである。貫通孔21の平面視における形状は、1辺が約25mの略正方形である。   The floating body structure 1 includes a floating body 2, a thrust generation mechanism 3, and a windmill 4. In FIG. 3, only a part of the wind turbine 4 is shown. The floating body 2 is a structure that floats on the water surface. In the example illustrated in FIGS. 1 to 3, the floating body 2 has a substantially rectangular parallelepiped shape. The floating body 2 is substantially rectangular in plan view, for example, is substantially square. A through hole 21 penetrating the floating body 2 in the vertical direction is provided at the center of the floating body 2. The through hole 21 is substantially rectangular in plan view, and is, for example, substantially square. The floating body 2 is made of reinforced concrete, for example. The shape of the floating body 2 in plan view is, for example, a substantially square shape with one side of about 50 m. Moreover, the depth of the floating body 2 is about 10 m, and the draft of the floating body 2 is about 5 m. The shape of the through hole 21 in a plan view is a substantially square with one side of about 25 m.

浮体本体2は、図1および図2中の左側に位置する一の側面を、波の主方向の上流側である波上側に向けて配置される。換言すれば、図1および図2中の左側が波上側であり、右側が波下側である。以下の説明では、浮体本体2の波上側の側面を「前面22」と呼び、波下側の側面(すなわち、図中の右側の側面)を「後面23」と呼ぶ。また、図1および図2中の左右方向を「前後方向」と呼び、図2中の上下方向および図3中の左右方向を「幅方向」と呼ぶ。図3は、浮体構造物1を浮体本体2の前面22側から見た図である。図1ないし図3に示す例では、浮体本体2の前端部の幅方向中央部、および、浮体本体2の後端部の幅方向両端部に、係留索91が接続される。   The floating body 2 is arranged such that one side surface located on the left side in FIGS. 1 and 2 faces the wave upper side that is the upstream side in the main direction of the wave. In other words, the left side in FIGS. 1 and 2 is the wave upper side, and the right side is the wave lower side. In the following description, the wave front side surface of the floating body 2 is referred to as “front surface 22”, and the wave lower side surface (that is, the right side surface in the drawing) is referred to as “rear surface 23”. 1 and 2 are referred to as “front-rear direction”, and the up-down direction in FIG. 2 and the left-right direction in FIG. 3 are referred to as “width direction”. FIG. 3 is a view of the floating structure 1 as viewed from the front surface 22 side of the floating body 2. In the example shown in FIGS. 1 to 3, mooring lines 91 are connected to the center in the width direction of the front end portion of the floating body 2 and the width direction both ends of the rear end portion of the floating body 2.

浮体本体2は、振動水柱部24と、振動浮体25とを備える。振動水柱部24および振動浮体25は、貫通孔21よりも前側に配置される。図1ないし図3に示す例では、振動水柱部24および振動浮体25は、浮体本体2の波上側の端部において、幅方向の中央部に設けられる。図4は、浮体構造物1の波上側の部位を拡大して示す幅方向に垂直な断面図である。図4では、浮体構造物1の一部の構成については側面を示す。   The floating body 2 includes a vibrating water column portion 24 and a vibrating floating body 25. The vibrating water column part 24 and the vibrating floating body 25 are arranged in front of the through hole 21. In the example shown in FIGS. 1 to 3, the oscillating water column portion 24 and the oscillating floating body 25 are provided in the central portion in the width direction at the wave-side end of the floating body 2. FIG. 4 is a cross-sectional view perpendicular to the width direction showing the wave-side portion of the floating structure 1 in an enlarged manner. In FIG. 4, about the structure of a part of floating body structure 1, a side surface is shown.

図1ないし図4に示すように、振動水柱部24は、浮体本体2の前面22から後方に凹み、かつ、浮体本体2の底面26から上方に凹む凹部である。換言すれば、振動水柱部24は、浮体本体2の前端部かつ幅方向中央部において、前方および下方に開放された空間である。振動水柱部24は、浮体本体2の外壁により上側、後側(すなわち、波下側)、および、幅方向の両側を囲まれている。振動水柱部24は、当該外壁により浮体本体2の内部空間から隔絶された略直方体状の空間であり、水中に開放されている。したがって、振動水柱部24内には、浮体本体2の周囲の水に連続する水が存在する。   As shown in FIGS. 1 to 4, the oscillating water column portion 24 is a recess that is recessed backward from the front surface 22 of the floating body 2 and recessed upward from the bottom surface 26 of the floating body 2. In other words, the oscillating water column portion 24 is a space opened forward and downward at the front end portion and the center portion in the width direction of the floating body 2. The oscillating water column 24 is surrounded by the outer wall of the floating body 2 on the upper side, the rear side (that is, the wave lower side), and both sides in the width direction. The vibrating water column part 24 is a substantially rectangular parallelepiped space that is isolated from the internal space of the floating body 2 by the outer wall, and is open to the water. Therefore, water that is continuous with the water around the floating body 2 exists in the oscillating water column 24.

振動水柱部24は、前部隔壁241と、一対の側部隔壁242と、仕切壁243と、仕切突出部244と、透過壁245と、上部隔壁246とを備える。前部隔壁241は、振動水柱部24の後端に位置する。前部隔壁241は、浮体本体2の外壁の一部であり、浮体本体2の前後方向の中央部よりも波上側において上下方向に延びる。前部隔壁241は、前後方向に略垂直である。一対の側部隔壁242は、前部隔壁241の幅方向の両端から前方に延びる。一対の側部隔壁242は、浮体本体2の外壁の一部であり、浮体本体2の前後方向の中央部よりも波上側において上下方向に延びる。一対の側部隔壁242は、幅方向に略垂直である。前部隔壁241および一対の側部隔壁242は、水上(すなわち、水面よりも上側)から水中まで上下方向に延びる。換言すれば、前部隔壁241および一対の側部隔壁242は、水面を貫通する。   The oscillating water column 24 includes a front partition 241, a pair of side partitions 242, a partition wall 243, a partition protrusion 244, a transmission wall 245, and an upper partition 246. The front partition 241 is located at the rear end of the oscillating water column 24. The front partition 241 is a part of the outer wall of the floating body 2, and extends in the vertical direction on the wave side of the center of the floating body 2 in the front-rear direction. The front partition 241 is substantially perpendicular to the front-rear direction. The pair of side partition walls 242 extends forward from both ends of the front partition wall 241 in the width direction. The pair of side partition walls 242 are a part of the outer wall of the floating body 2 and extend in the vertical direction on the wave upper side than the central portion in the front-rear direction of the floating body 2. The pair of side partition walls 242 is substantially perpendicular to the width direction. The front partition 241 and the pair of side partitions 242 extend in the vertical direction from the water (that is, above the water surface) to the water. In other words, the front partition 241 and the pair of side partitions 242 penetrate the water surface.

仕切壁243は、前部隔壁241の波上側(すなわち、前側)において前部隔壁241に対向して配置される板状部材である。仕切壁243は、前後方向に略垂直な略平板状の部材である。換言すれば、仕切壁243は、前部隔壁241から前方に離間しており、仕切壁243と前部隔壁241とは略平行である。仕切壁243は、水上から水中まで上下方向に延びる。すなわち、仕切壁243は水面を貫通する。仕切壁243の下端は、前部隔壁241の下端よりも上側に位置する。仕切壁243の幅方向の両端は、一対の側部隔壁242に接続される。   The partition wall 243 is a plate-like member that is disposed to face the front partition 241 on the wave front side (that is, the front side) of the front partition 241. The partition wall 243 is a substantially flat plate-like member that is substantially perpendicular to the front-rear direction. In other words, the partition wall 243 is spaced forward from the front partition 241 and the partition wall 243 and the front partition 241 are substantially parallel. The partition wall 243 extends in the up-down direction from the water to the water. That is, the partition wall 243 penetrates the water surface. The lower end of the partition wall 243 is located above the lower end of the front partition 241. Both ends of the partition wall 243 in the width direction are connected to a pair of side partition walls 242.

仕切突出部244は、仕切壁243の下端から波上側に(すなわち、前方に)延びる板状部材である。仕切突出部244は、上下方向に略垂直な略平板状の部材である。換言すれば、仕切壁243および仕切突出部244は、幅方向に垂直な断面が略L型の板状部材である。仕切突出部244は、水中にて前後方向に延びる。仕切突出部244の幅方向の両端は、一対の側部隔壁242に接続される。仕切突出部244の前端は、一対の側部隔壁242の前端と、前後方向において略同じ位置に位置する。仕切壁243および仕切突出部244は、水を透過しない不透過部材である。   The partition protrusion 244 is a plate-like member extending from the lower end of the partition wall 243 toward the wavefront (that is, forward). The partition protrusion 244 is a substantially flat plate member that is substantially perpendicular to the vertical direction. In other words, the partition wall 243 and the partition protrusion 244 are plate-like members having a substantially L-shaped cross section perpendicular to the width direction. The partition protrusion 244 extends in the front-rear direction in water. Both ends of the partition protrusion 244 in the width direction are connected to a pair of side partition walls 242. The front end of the partition protrusion 244 is located at substantially the same position in the front-rear direction as the front ends of the pair of side partition walls 242. The partition wall 243 and the partition protrusion 244 are impermeable members that do not transmit water.

上部隔壁246は、仕切壁243の上端から前方に延びる。上部隔壁246の幅方向の両端は、一対の側部隔壁242に接続される。上部隔壁246は、上下方向に略垂直であり、仕切突出部244に略平行である。上部隔壁246は、仕切突出部244と上下方向において対向する。上部隔壁246は、浮体本体2の上面27よりも下側に位置する。   The upper partition 246 extends forward from the upper end of the partition wall 243. Both ends of the upper partition 246 in the width direction are connected to a pair of side partitions 242. The upper partition wall 246 is substantially perpendicular to the vertical direction and is substantially parallel to the partition protrusion 244. The upper partition wall 246 opposes the partition protrusion 244 in the up-down direction. The upper partition 246 is located below the upper surface 27 of the floating body 2.

透過壁245は、仕切壁243よりも波上側に配置され、水上から水中まで広がる。透過壁245は、波上側から入射する波を透過する壁状の構造である。透過壁245と仕切壁243との間の空間は、透過壁245を透過した波が流入する遊水室である。透過壁245に入射した波のエネルギーは、透過壁245を透過する際、および、遊水室内において消費される。このため、仕切壁243に作用する波の力が低減される。また、仕切壁243からの反射波が低減される。換言すれば、透過壁245および上記遊水室により、浮体本体2に入射する波の力が低減される。   The transmission wall 245 is disposed on the wave upper side than the partition wall 243 and spreads from the water to the water. The transmission wall 245 has a wall-like structure that transmits waves incident from the wave upper side. A space between the transmission wall 245 and the partition wall 243 is a water reserving chamber into which a wave transmitted through the transmission wall 245 flows. The energy of the wave incident on the transmission wall 245 is consumed when passing through the transmission wall 245 and in the water play chamber. For this reason, the force of the wave which acts on the partition wall 243 is reduced. Moreover, the reflected wave from the partition wall 243 is reduced. In other words, the wave force incident on the floating body 2 is reduced by the transmission wall 245 and the water reserving chamber.

図1ないし図4に示す例では、透過壁245は、複数の柱部材247を備える縦スリット部である。複数の柱部材247は、仕切壁243に沿って互いに離間しつつ配列される。複数の柱部材247はそれぞれ、水上から水中まで上下方向に略平行に延びる。換言すれば、各柱部材247は、水面を貫通する。各柱部材247は、例えば角柱状であってもよく、円柱状であってもよい。複数の柱部材247は、振動水柱部24の前端部に配置される。各柱部材247の下端部は、仕切突出部244の前端部に接続される。また、各柱部材247の上端部は、上部隔壁246の前端部に接続される。換言すれば、仕切突出部244は、複数の柱部材247を介して浮体本体2に接続される。   In the example shown in FIGS. 1 to 4, the transmission wall 245 is a vertical slit portion including a plurality of column members 247. The plurality of column members 247 are arranged along the partition wall 243 while being separated from each other. Each of the plurality of column members 247 extends substantially parallel to the vertical direction from the water to the water. In other words, each column member 247 penetrates the water surface. Each column member 247 may be, for example, a prismatic shape or a cylindrical shape. The plurality of column members 247 are arranged at the front end portion of the vibration water column portion 24. The lower end portion of each column member 247 is connected to the front end portion of the partition protrusion 244. Further, the upper end portion of each column member 247 is connected to the front end portion of the upper partition 246. In other words, the partition protrusion 244 is connected to the floating body 2 via the plurality of column members 247.

振動水柱部24では、図4に示すように、前部隔壁241と仕切壁243との間の空間に振動水柱240が位置する。具体的には、振動水柱部24内の水が、前部隔壁241、一対の側部隔壁242および仕切壁243により周囲を囲まれることにより(すなわち、側方を全周に亘って囲まれることにより)、振動水柱240が形成される。振動水柱部24では、浮体本体2に対して波上側から入射する波により、内部の振動水柱240の水面が昇降する。振動水柱部24の幅(すなわち、一対の側部隔壁242間の幅方向の距離)は、例えば、5m以上かつ50m以下である。図1ないし図4に示す例では、振動水柱部24の幅は、約12.5mである。   In the oscillating water column 24, as shown in FIG. 4, the oscillating water column 240 is located in the space between the front partition 241 and the partition wall 243. Specifically, the water in the oscillating water column 24 is surrounded by the front partition 241, the pair of side partitions 242 and the partition wall 243 (that is, the side is surrounded all around). ), A vibrating water column 240 is formed. In the oscillating water column part 24, the water surface of the internal oscillating water column 240 moves up and down by waves incident on the floating body 2 from the wave upper side. The width of the oscillating water column portion 24 (that is, the distance in the width direction between the pair of side partition walls 242) is, for example, 5 m or more and 50 m or less. In the example shown in FIGS. 1 to 4, the width of the oscillating water column 24 is about 12.5 m.

振動浮体25は、振動水柱部24の振動水柱240の水面に浮かぶ部材である。振動浮体25は、例えば、略平板状または略直方体状である。振動浮体25は、例えば、振動水柱240の水面の中央部に浮かんでおり、振動水柱240の周囲の壁(すなわち、前部隔壁241、一対の側部隔壁242および仕切壁243)に接触しないように、図示省略のガイド部材によりガイドされている。   The vibration floating body 25 is a member that floats on the water surface of the vibration water column 240 of the vibration water column portion 24. The vibration floating body 25 has, for example, a substantially flat plate shape or a substantially rectangular parallelepiped shape. For example, the vibrating floating body 25 floats in the center of the water surface of the vibrating water column 240 and does not come into contact with the surrounding walls of the vibrating water column 240 (that is, the front partition wall 241, the pair of side partition walls 242, and the partition wall 243). It is guided by a guide member (not shown).

推力発生機構3は、浮体本体2に接続される機構である。詳細には、推力発生機構3は、浮体本体2の振動浮体25に機械的に接続される。推力発生機構3は、振動浮体25の昇降により生じる機械的エネルギーによって駆動されることにより、波上側に向かう推力を発生する。   The thrust generating mechanism 3 is a mechanism connected to the floating body 2. Specifically, the thrust generating mechanism 3 is mechanically connected to the vibrating floating body 25 of the floating body 2. The thrust generation mechanism 3 generates a thrust toward the wave upper side by being driven by mechanical energy generated by raising and lowering the vibrating floating body 25.

推力発生機構3は、水中翼31と、翼角変更機構33とを備える。水中翼31は、平面視において略矩形の略板状部材である。図4に示すように、水中翼31は、波上側に前縁311を向けて、浮体本体2の波上側に配置される。水中翼31の後縁312は、波下側に配置される。図4に示す例では、水中翼31は、浮体本体2の前面22よりも前側、かつ、浮体本体2の底面26よりも上側に配置される。より具体的には、水中翼31は、振動水柱部24の波上側において仕切突出部244よりも前方に配置され、透過壁245と前後方向に対向する。   The thrust generating mechanism 3 includes a hydrofoil 31 and a blade angle changing mechanism 33. The hydrofoil 31 is a substantially rectangular plate-like member in plan view. As shown in FIG. 4, the hydrofoil 31 is arranged on the wave upper side of the floating body 2 with the front edge 311 facing the wave upper side. The trailing edge 312 of the hydrofoil 31 is disposed on the wave lower side. In the example shown in FIG. 4, the hydrofoil 31 is disposed in front of the front surface 22 of the floating body 2 and above the bottom surface 26 of the floating body 2. More specifically, the hydrofoil 31 is disposed in front of the partition protrusion 244 on the wave upper side of the oscillating water column 24 and faces the transmission wall 245 in the front-rear direction.

水中翼31の幅方向に垂直な断面形状(すなわち、翼型)は、例えば、前縁311から後方に向かうに従って厚さが漸次増大し、前後方向の中央部よりも前側にて最大厚さとなった後に、後縁312に向かって漸次減少する形状(いわゆる、翼形状)である。図4に示す例では、水中翼31は対称翼(いわゆる、上下対称翼)である。換言すれば、水中翼31の上面と下面とは、前縁311と後縁312とを結ぶ直線である翼弦線(基線ともいう。)に対して線対称である。   For example, the cross-sectional shape perpendicular to the width direction of the hydrofoil 31 (that is, the airfoil shape) gradually increases in thickness as it goes rearward from the front edge 311 and becomes the maximum thickness on the front side of the center portion in the front-rear direction. After that, the shape gradually decreases toward the trailing edge 312 (so-called blade shape). In the example shown in FIG. 4, the hydrofoil 31 is a symmetric wing (so-called vertical symmetric wing). In other words, the upper surface and the lower surface of the hydrofoil 31 are axisymmetric with respect to a chord line (also referred to as a base line) that is a straight line connecting the leading edge 311 and the trailing edge 312.

水中翼31の翼幅(すなわち、水中翼31の幅方向の端縁間の距離)は、例えば5m以上かつ50m以下であり、本実施の形態では約10mである。水中翼31の翼弦長は、好ましくは上記翼幅以下である。水中翼31の翼弦長は、例えば1m以上かつ10m以下であり、本実施の形態では約7.5mである。水中翼31の翼厚比は、例えば5%以上30%以下であり、本実施の形態では約20%である。水中翼31は、入射する波の力では変形しない(すなわち、形状が維持される)剛体である。水中翼31は、例えば、鉄等の金属製である。   The blade width of the hydrofoil 31 (that is, the distance between the edges in the width direction of the hydrofoil 31) is, for example, 5 m or more and 50 m or less, and is about 10 m in the present embodiment. The chord length of the hydrofoil 31 is preferably equal to or less than the blade width. The chord length of the hydrofoil 31 is, for example, not less than 1 m and not more than 10 m, and is approximately 7.5 m in the present embodiment. The blade thickness ratio of the hydrofoil 31 is, for example, 5% or more and 30% or less, and is approximately 20% in the present embodiment. The hydrofoil 31 is a rigid body that is not deformed by the force of an incident wave (that is, its shape is maintained). The hydrofoil 31 is made of metal such as iron.

翼角変更機構33は、水中翼31と振動浮体25とを機械的に接続するリンク機構である。図1ないし図4では、翼角変更機構33の構造を簡素化して示す。翼角変更機構33は、図示省略の支持構造により、浮体本体2に昇降可能に接続されて支持される。翼角変更機構33として利用されるリンク機構の構造は、例えば、公知のリンク機構の構造から適宜選択される。   The blade angle changing mechanism 33 is a link mechanism that mechanically connects the hydrofoil 31 and the vibrating floating body 25. 1 to 4 show the structure of the blade angle changing mechanism 33 in a simplified manner. The blade angle changing mechanism 33 is connected to and supported by the floating body 2 by a support structure (not shown) so as to be movable up and down. The structure of the link mechanism used as the blade angle changing mechanism 33 is appropriately selected from, for example, the structures of known link mechanisms.

図4に示すように、翼角変更機構33の波上側の端部は、水中翼31の後部(すなわち、前後方向の中央部よりも後側の部位)に接続される。翼角変更機構33は、水中翼31から上方へと延び、浮体本体2の前面22に設けられた開口221を介して後方へと延び、さらに、振動水柱240の上方の位置から下方へと延びる。翼角変更機構33の波下側の端部は、振動浮体25に接続される。なお、振動浮体25は、翼角変更機構33に接続されていない状態においても、浮力により振動水柱240の水面に浮かんでいる。   As shown in FIG. 4, the wave-side end of the blade angle changing mechanism 33 is connected to the rear part of the hydrofoil 31 (that is, the rear part of the center part in the front-rear direction). The blade angle changing mechanism 33 extends upward from the hydrofoil 31, extends rearward through an opening 221 provided in the front surface 22 of the floating body 2, and further extends downward from a position above the vibrating water column 240. . The wave-side end of the blade angle changing mechanism 33 is connected to the vibrating floating body 25. The vibrating floating body 25 floats on the water surface of the vibrating water column 240 by buoyancy even in a state where it is not connected to the blade angle changing mechanism 33.

浮体構造物1では、浮体本体2に入射する波により振動水柱240の水面が昇降すると、当該水面に浮かぶ振動浮体25が上下方向に移動する。振動浮体25の昇降により生じる機械的エネルギーは、電気的エネルギー等に変換されることなく、翼角変更機構33に直接的に伝達される。そして、当該機械的エネルギーによって翼角変更機構33が駆動され、水中翼31の後部が昇降する。その結果、水中翼31の前縁311と後縁312との上下方向における位置関係が変化し、水平面に対する水中翼31の翼角が変更される。   In the floating structure 1, when the water surface of the oscillating water column 240 moves up and down by a wave incident on the floating body 2, the vibrating floating body 25 floating on the water surface moves in the vertical direction. Mechanical energy generated by raising and lowering the vibrating floating body 25 is directly transmitted to the blade angle changing mechanism 33 without being converted into electrical energy or the like. Then, the blade angle changing mechanism 33 is driven by the mechanical energy, and the rear portion of the hydrofoil 31 moves up and down. As a result, the positional relationship in the vertical direction between the leading edge 311 and the trailing edge 312 of the hydrofoil 31 changes, and the blade angle of the hydrofoil 31 with respect to the horizontal plane is changed.

水平面に対する水中翼31の翼角(以下、単に「翼角」ともいう。)とは、幅方向に垂直な断面における水中翼31の翼弦線と、水平方向を示す基準線との成す角度である。水中翼31の前縁311を通る当該基準線よりも後縁312が下側に位置する場合の翼角が正であり、当該基準線よりも後縁312が上側に位置する場合の翼角が負である。水中翼31の翼角は、例えば、−20°以上かつ20°以下の範囲で変更される。   The blade angle of the hydrofoil 31 with respect to the horizontal plane (hereinafter, also simply referred to as “blade angle”) is an angle formed by a chord line of the hydrofoil 31 in a cross section perpendicular to the width direction and a reference line indicating the horizontal direction. is there. The blade angle when the trailing edge 312 is located below the reference line passing through the leading edge 311 of the hydrofoil 31 is positive, and the blade angle when the trailing edge 312 is located above the reference line is Is negative. The blade angle of the hydrofoil 31 is changed, for example, in the range of −20 ° to 20 °.

なお、浮体構造物1では、水中翼31の前縁311近傍の部位である前縁部に、幅方向に延びる回転軸が設けられてもよい。水中翼31は、上述のように後部が昇降する際に、当該回転軸を中心として回動してもよい。当該回転軸の幅方向の両端部は、例えば、前後方向に延びる支持部材を介して浮体本体2により支持される。   In the floating structure 1, a rotating shaft extending in the width direction may be provided at the front edge portion that is a portion near the front edge 311 of the hydrofoil 31. The hydrofoil 31 may rotate around the rotation axis when the rear part moves up and down as described above. Both ends in the width direction of the rotating shaft are supported by the floating body 2 via a support member extending in the front-rear direction, for example.

浮体構造物1では、翼角変更機構33の構造を変更することにより、振動水柱240の水面の位置(すなわち、振動浮体25の上下方向の位置)と、水中翼31の翼角との関係を様々に変更可能である。例えば、振動水柱240の水面が基準位置(すなわち、波浪がないと仮定した場合の静止水面の位置)に位置する場合の翼角を0°とし、振動水柱240の水面が基準位置よりも上側および下側に位置する場合の翼角をそれぞれ、負および正としてもよい。あるいは、振動水柱240の水面が基準位置よりも上側および下側に位置する場合の翼角をそれぞれ、正および負としてもよい。   In the floating structure 1, by changing the structure of the blade angle changing mechanism 33, the relationship between the position of the water surface of the vibrating water column 240 (that is, the vertical position of the vibrating floating body 25) and the blade angle of the hydrofoil 31 is obtained. Various changes can be made. For example, the blade angle when the water surface of the oscillating water column 240 is located at the reference position (that is, the position of the still water surface assuming no waves) is 0 °, and the water surface of the oscillating water column 240 is above the reference position and The blade angle when located on the lower side may be negative and positive, respectively. Alternatively, the blade angle when the water surface of the oscillating water column 240 is located above and below the reference position may be positive and negative, respectively.

図5および図6は、波浪中の水中翼31に対する水の流れと、水中翼31の揚力との関係を示す図である。図5および図6では、水中翼31の前縁311に流入する波浪中の水の流れを、符号Wfを付した矢印にて示す。図5中の水の流れWfは、上流から下流に向かうに従って上方に向かう(すなわち、水平面に対して上向きに傾斜している)上昇流である。図6中の水の流れWfは、上流から下流に向かうに従って下方に向かう(すなわち、水平面に対して下向きに傾斜している)下降流である。   FIG. 5 and FIG. 6 are diagrams showing the relationship between the flow of water to the hydrofoil 31 in the waves and the lift of the hydrofoil 31. 5 and 6, the flow of water in the waves flowing into the leading edge 311 of the hydrofoil 31 is indicated by an arrow with a symbol Wf. The water flow Wf in FIG. 5 is an upward flow that is directed upward (that is, inclined upward with respect to the horizontal plane) from upstream to downstream. The water flow Wf in FIG. 6 is a downward flow that is directed downward (that is, inclined downward with respect to the horizontal plane) from upstream to downstream.

さらに、図5および図6では、水中翼31が発生する揚力を、符号Lを付した矢印にて示す。また、揚力Lの上下成分および水平成分を、符号LzおよびLxを付した破線の矢印にて示す。図5および図6中の迎角αは、水の流れWfと、水中翼31の翼弦線313との成す角度である。水中翼31の前縁311を通る水の流れWfよりも後縁312が下側に位置する場合の迎角αが正であり、水の流れWfよりも後縁312が上側に位置する場合の迎角αが負である。   Further, in FIGS. 5 and 6, the lift generated by the hydrofoil 31 is indicated by an arrow with a symbol L. Further, the vertical component and the horizontal component of the lift L are indicated by broken-line arrows with symbols Lz and Lx. 5 and 6 is an angle formed by the water flow Wf and the chord line 313 of the hydrofoil 31. The angle of attack α when the trailing edge 312 is positioned below the water flow Wf passing through the leading edge 311 of the hydrofoil 31 is positive, and the trailing edge 312 is positioned above the water flow Wf. The angle of attack α is negative.

図5および図6に示すように、推力発生機構3では、波浪中の水の流れWfの向きに合わせて、水中翼31の翼角が翼角変更機構33により変更される。例えば、図5に示すように、水の流れWfが上昇流である場合、水中翼31の迎角αが正となるように翼角が変更される。これにより、水中翼31は上向きの揚力Lを発生し、揚力Lの水平成分Lxが前方(すなわち、波上側)を向く。換言すれば、水中翼31の揚力Lの水平成分Lxは、波上側に向かう推力である。これにより、浮体本体2に波上側に向かう力が作用する。   As shown in FIGS. 5 and 6, in the thrust generating mechanism 3, the blade angle of the hydrofoil 31 is changed by the blade angle changing mechanism 33 in accordance with the direction of the water flow Wf in the waves. For example, as shown in FIG. 5, when the water flow Wf is an upward flow, the blade angle is changed so that the angle of attack α of the hydrofoil 31 becomes positive. As a result, the hydrofoil 31 generates upward lift L, and the horizontal component Lx of the lift L faces forward (that is, on the wave upper side). In other words, the horizontal component Lx of the lift L of the hydrofoil 31 is a thrust toward the wave side. Thereby, the force which goes to the wave upper side acts on the floating body 2.

また、図6に示すように、水の流れWfが下降流である場合、水中翼31の迎角αが負となるように翼角が変更される。これにより、水中翼31は下向きの揚力Lを発生し、揚力Lの水平成分Lxが前方(すなわち、波上側)を向く。換言すれば、水中翼31の揚力Lの水平成分Lxは、波上側に向かう推力である。これにより、浮体本体2に波上側に向かう力が作用する。   Further, as shown in FIG. 6, when the water flow Wf is a downward flow, the blade angle is changed so that the angle of attack α of the hydrofoil blade 31 is negative. As a result, the hydrofoil 31 generates a downward lift L, and the horizontal component Lx of the lift L is directed forward (that is, on the wave upper side). In other words, the horizontal component Lx of the lift L of the hydrofoil 31 is a thrust toward the wave side. Thereby, the force which goes to the wave upper side acts on the floating body 2.

浮体構造物1では、浮体構造物1の設置海域における主な波の周期および波長、並びに、水中翼31と振動浮体25との間の前後方向の距離に基づいて翼角変更機構33の構造が決定される。そして、翼角変更機構33により水中翼31の翼角が変更されることにより、上昇流中における水中翼31の迎角αが正とされ、下降流中における水中翼31の迎角αが負とされる。   In the floating structure 1, the structure of the blade angle changing mechanism 33 is based on the period and wavelength of main waves in the installation sea area of the floating structure 1 and the distance in the front-rear direction between the hydrofoil 31 and the vibrating floating body 25. It is determined. Then, by changing the blade angle of the hydrofoil 31 by the blade angle changing mechanism 33, the angle of attack α of the hydrofoil 31 in the upward flow is positive, and the angle of attack α of the hydrofoil 31 in the downward flow is negative. It is said.

例えば、浮体構造物1の設置海域における主な波により、上昇流が水中翼31に流入する際に振動水柱240の水面が基準位置よりも下側に位置し、下降流が水中翼31に流入する際に振動水柱240の水面が基準位置よりも上側に位置する場合を考える。この場合、翼角変更機構33の構造は、振動水柱240の水面が基準位置よりも上側のときに水中翼31の翼角が負となり、振動水柱240の水面が基準位置よりも下側のときに水中翼31の翼角が正となるように決定される。なお、翼角変更機構33により変更される水中翼31の翼角の最大値および最小値は、水中翼31の迎角αが失速角よりも小さくなるように決定されることが好ましい。   For example, when the upward flow flows into the hydrofoil 31 due to main waves in the sea area where the floating structure 1 is installed, the water surface of the oscillating water column 240 is positioned below the reference position, and the downward flow flows into the hydrofoil 31. Let us consider a case where the water surface of the oscillating water column 240 is located above the reference position. In this case, the structure of the blade angle changing mechanism 33 is such that the blade angle of the hydrofoil 31 is negative when the water surface of the vibrating water column 240 is above the reference position, and the water surface of the vibrating water column 240 is below the reference position. The blade angle of the hydrofoil 31 is determined to be positive. In addition, it is preferable that the maximum value and the minimum value of the blade angle of the hydrofoil 31 changed by the blade angle changing mechanism 33 are determined so that the angle of attack α of the hydrofoil 31 is smaller than the stall angle.

図1ないし図3に示すように、風車4は、浮体本体2上に配置される風力発電用の構造物である。風車4は、複数のブレード41と、ナセル42と、支柱43とを備える。複数(例えば、3枚)のブレード41は、略水平な回転軸を中心としてナセル42に回転可能に取り付けられる。複数のブレード41およびナセル42は、略上下方向に延びる支柱43により、浮体本体2の上面27よりも上側にて支持される。風車4では、複数のブレード41が風を受けて回転することにより、複数のブレード41の回転軸に接続された発電機(図示省略)により発電が行われる。例えば、風車4のロータ径は約100mであり、支柱43の高さは約70m〜80mである。風車4の定格出力は、例えば5MW(メガワット)である。   As shown in FIGS. 1 to 3, the windmill 4 is a structure for wind power generation arranged on the floating body 2. The windmill 4 includes a plurality of blades 41, a nacelle 42, and a support 43. A plurality of (for example, three) blades 41 are rotatably attached to the nacelle 42 about a substantially horizontal rotation axis. The plurality of blades 41 and the nacelle 42 are supported above the upper surface 27 of the floating body 2 by support columns 43 extending substantially in the vertical direction. In the windmill 4, the plurality of blades 41 are rotated by receiving wind, whereby power is generated by a generator (not shown) connected to the rotation shafts of the plurality of blades 41. For example, the rotor diameter of the windmill 4 is about 100 m, and the height of the column 43 is about 70 m to 80 m. The rated output of the windmill 4 is 5 MW (megawatts), for example.

浮体本体2の波下側には、振動水柱部24による浮体本体2の浮力の減少、および、推力発生機構3の重量等と釣り合う錘29が設けられている。換言すれば、振動水柱部24および推力発生機構3により生じるモーメント(すなわち、浮体構造物1の幅方向を向く回転軸回りのモーメント)が、錘29により生じるモーメントにより相殺される。錘29は、例えば、浮体本体2の内部に配置される。あるいは、錘29は、浮体本体2の底面26に下側から接続される。浮体本体2が静止状態で浮かんでいる状態では、浮体本体2の上面27および底面26は略水平である。換言すれば、浮体本体2が静止水面に動揺することなく浮かんでいる状態では、浮体本体2の上面27および底面26は、上下方向(すなわち、重力方向)に対して略垂直である。なお、浮体構造物1では、錘29が設けられる代わりに、例えば、浮体本体2の形状が波上側または波下側において変更されることにより、振動水柱部24および推力発生機構3により生じるモーメントが相殺されてもよい。   On the wave lower side of the floating body 2, a weight 29 is provided that balances the buoyancy of the floating body 2 by the vibrating water column portion 24 and the weight of the thrust generating mechanism 3. In other words, the moment generated by the oscillating water column 24 and the thrust generating mechanism 3 (that is, the moment about the rotation axis facing the width direction of the floating structure 1) is canceled by the moment generated by the weight 29. The weight 29 is disposed, for example, inside the floating body 2. Alternatively, the weight 29 is connected to the bottom surface 26 of the floating body 2 from below. When the floating body 2 is in a stationary state, the upper surface 27 and the bottom surface 26 of the floating body 2 are substantially horizontal. In other words, in a state in which the floating body 2 floats on the still water surface, the upper surface 27 and the bottom surface 26 of the floating body 2 are substantially perpendicular to the vertical direction (that is, the direction of gravity). In the floating structure 1, instead of providing the weight 29, for example, when the shape of the floating body 2 is changed on the wave upper side or wave lower side, the moment generated by the vibrating water column portion 24 and the thrust generating mechanism 3 is increased. It may be offset.

以上に説明したように、浮体構造物1は、水面に浮かぶ浮体本体2と、浮体本体2に接続される推力発生機構3とを備える。浮体本体2は、振動水柱部24と、振動浮体25とを備える。振動水柱部24では、入射する波により内部の振動水柱240の水面が昇降する。振動浮体25は、振動水柱240の水面に浮かぶ。推力発生機構3は、振動浮体25に機械的に接続される。推力発生機構3は、振動浮体25の昇降により生じる機械的エネルギーによって駆動されることにより、波上側に向かう推力を発生する。これにより、波の力を利用して、浮体構造物1に働く波漂流力を低減することができる。   As described above, the floating body structure 1 includes the floating body 2 that floats on the water surface and the thrust generation mechanism 3 that is connected to the floating body 2. The floating body 2 includes a vibrating water column portion 24 and a vibrating floating body 25. In the oscillating water column 24, the water surface of the internal oscillating water column 240 is raised and lowered by the incident wave. The vibrating floating body 25 floats on the water surface of the vibrating water column 240. The thrust generating mechanism 3 is mechanically connected to the vibration floating body 25. The thrust generation mechanism 3 generates a thrust toward the wave upper side by being driven by mechanical energy generated by raising and lowering the vibrating floating body 25. Thereby, the wave drift force which acts on the floating structure 1 can be reduced using wave force.

また、上述のように、推力発生機構3は、推力発生機構3に直接的に入射する波の力(すなわち、水中翼31に流入する波の力)によっては駆動されず、振動浮体25の昇降により生じる機械的エネルギーによって駆動される。このため、浮体構造物1の設置海域における主な波の周期および波長に基づいて、推力発生機構3の構造および設置位置(すなわち、振動浮体25との前後方向の距離)を適切に設計することにより、推力発生機構3に入射する水の流れWfの向きに合わせて、推力発生機構3を適切に駆動することができる。その結果、波の力を利用して、浮体構造物1に働く波漂流力を効率良く低減することができる。   Further, as described above, the thrust generating mechanism 3 is not driven by the wave force directly incident on the thrust generating mechanism 3 (that is, the wave force flowing into the hydrofoil 31), and the vibration floating body 25 is moved up and down. Driven by mechanical energy generated by For this reason, the structure and installation position of the thrust generating mechanism 3 (that is, the distance in the front-rear direction from the vibrating floating body 25) should be appropriately designed based on the period and wavelength of main waves in the installation sea area of the floating structure 1. Thus, the thrust generating mechanism 3 can be appropriately driven in accordance with the direction of the water flow Wf incident on the thrust generating mechanism 3. As a result, the wave drift force acting on the floating structure 1 can be efficiently reduced by utilizing the wave force.

浮体構造物1は、上述のように、浮体本体2上に配置される風力発電用の風車4をさらに備える。このため、風車4に加わる風圧により、浮体構造物1の波漂流力が大きくなる可能性がある。また、浮体構造物1の重心が高くなり、ピッチング等が比較的大きくなって波漂流力が大きくなる可能性もある。したがって、浮体構造物1に働く波漂流力を低減することができる上述の浮体構造物1の構造は、風力発電用の風車を備える浮体構造物に特に適している。   As described above, the floating structure 1 further includes the wind turbine 4 for wind power generation disposed on the floating body 2. For this reason, the wave drift force of the floating structure 1 may increase due to the wind pressure applied to the windmill 4. In addition, the center of gravity of the floating structure 1 is increased, and pitching and the like are relatively large, which may increase the wave drifting force. Therefore, the structure of the floating structure 1 described above that can reduce the wave drift force acting on the floating structure 1 is particularly suitable for a floating structure including a wind turbine for wind power generation.

浮体構造物1では、振動水柱部24が、前部隔壁241と、仕切壁243と、仕切突出部244とを備える。前部隔壁241は、浮体本体2の波上側において水上から水中まで上下方向に延びる。仕切壁243は、前部隔壁241の波上側において前部隔壁241に対向して配置され、水上から水中まで上下方向に延びる。仕切壁243の下端は、前部隔壁241の下端よりも上側に位置する。仕切突出部244は、仕切壁243の下端から波上側に延びる。前部隔壁241と仕切壁243との間の空間には、振動水柱240が位置する。これにより、振動水柱部24の構造を簡素化して、浮体構造物1に振動水柱部24を容易に設けることができる。   In the floating structure 1, the oscillating water column portion 24 includes a front partition 241, a partition wall 243, and a partition protrusion 244. The front partition 241 extends in the vertical direction from the surface of the water to the water on the wave side of the floating body 2. The partition wall 243 is disposed opposite to the front partition 241 on the wave front side of the front partition 241 and extends in the vertical direction from the water to the water. The lower end of the partition wall 243 is located above the lower end of the front partition 241. The partition protrusion 244 extends from the lower end of the partition wall 243 to the wave side. An oscillating water column 240 is located in the space between the front partition 241 and the partition wall 243. Thereby, the structure of the vibration water column part 24 can be simplified and the vibration water column part 24 can be easily provided in the floating structure 1.

上述の例では、仕切壁243は前後方向に略垂直な平板状の部材であり、仕切突出部244は上下方向に略垂直な平板状の部材である。換言すれば、仕切壁243および仕切突出部244は、幅方向に垂直な断面が略L型の板状部材である。これにより、振動水柱部24の製造コストを低減することができる。   In the above-described example, the partition wall 243 is a flat plate-like member that is substantially perpendicular to the front-rear direction, and the partition protrusion 244 is a flat-plate member that is substantially perpendicular to the vertical direction. In other words, the partition wall 243 and the partition protrusion 244 are plate-like members having a substantially L-shaped cross section perpendicular to the width direction. Thereby, the manufacturing cost of the vibration water column part 24 can be reduced.

浮体構造物1では、仕切壁243および仕切突出部244の形状は適宜変更されてよい。例えば、上下方向に延びる仕切壁243の下端部が波上側に向かって湾曲し、当該湾曲した部位の先端(すなわち、仕切壁243の下端)から、仕切突出部244が波上側に延びていてもよい。このように、仕切壁243と仕切突出部244との接続部を曲面とすることにより、振動水柱部24における振動水柱240の振幅を大きくすることができる。これにより、振動浮体25の昇降により生じる機械的エネルギーを増大させることができる。その結果、推力発生機構3の駆動に要する機械的エネルギーの供給を容易に実現することができる。   In the floating structure 1, the shapes of the partition wall 243 and the partition protrusion 244 may be changed as appropriate. For example, even if the lower end of the partition wall 243 extending in the vertical direction is curved toward the wave upper side, and the partition protrusion 244 extends to the wave upper side from the tip of the curved portion (that is, the lower end of the partition wall 243). Good. Thus, the amplitude of the oscillating water column 240 in the oscillating water column portion 24 can be increased by making the connecting portion between the partition wall 243 and the partition projecting portion 244 a curved surface. Thereby, the mechanical energy produced by the raising / lowering of the vibration floating body 25 can be increased. As a result, supply of mechanical energy required for driving the thrust generating mechanism 3 can be easily realized.

上述のように、振動水柱部24は、仕切壁243よりも波上側において水上から水中まで広がる透過壁245をさらに備える。これにより、仕切壁243に入射する波の力を低減することができ、その結果、浮体構造物1に働く波漂流力をさらに低減することができる。   As described above, the oscillating water column portion 24 further includes the transmission wall 245 that extends from the water to the water on the wave upper side than the partition wall 243. Thereby, the force of the wave incident on the partition wall 243 can be reduced, and as a result, the wave drift force acting on the floating structure 1 can be further reduced.

また、透過壁245は、水上から水中まで上下方向に延びる複数の柱部材247を備える縦スリット部である。複数の柱部材247は、仕切壁243に沿って互いに離間しつつ配列される。これにより、透過壁245の構造を簡素化して浮体構造物1の製造コストを低減することができる。   The transmission wall 245 is a vertical slit portion including a plurality of column members 247 extending in the vertical direction from the water to the water. The plurality of column members 247 are arranged along the partition wall 243 while being separated from each other. Thereby, the structure of the permeable wall 245 can be simplified and the manufacturing cost of the floating structure 1 can be reduced.

なお、透過壁245の構造は適宜変更されてよい。例えば、透過壁245は、略水平に延びる複数の柱部材が上下方向に配列された横スリット部であってもよい。あるいは、透過壁245は、平板状の壁部材に、前後方向に貫通する複数の貫通孔が略均等に設けられた構造であってもよい。いずれの場合であっても、上記と同様に、浮体構造物1に働く波漂流力をさらに低減することができる。   The structure of the transmission wall 245 may be changed as appropriate. For example, the transmission wall 245 may be a horizontal slit portion in which a plurality of column members extending substantially horizontally are arranged in the vertical direction. Alternatively, the transmission wall 245 may have a structure in which a plurality of through-holes penetrating in the front-rear direction are provided substantially uniformly in a flat wall member. In any case, the wave drift force acting on the floating structure 1 can be further reduced as described above.

浮体構造物1では、推力発生機構3が、水中翼31と、翼角変更機構33とを備える。水中翼31は、波上側に前縁311を向けて配置される。翼角変更機構33は、振動浮体25の昇降により生じる機械的エネルギーによって駆動され、水中翼31の翼角を変更する。推力発生機構3が発生する波上側に向かう推力は、水中翼31の揚力の水平成分である。このように、浮体構造物1では、水中翼31の揚力を利用することにより、推力発生機構3における可動部の動きを比較的小さくしつつ、比較的大きい推力を得ることができる。その結果、浮体構造物1に働く波漂流力をさらに低減することができる。   In the floating structure 1, the thrust generating mechanism 3 includes a hydrofoil 31 and a blade angle changing mechanism 33. The hydrofoil 31 is disposed with the leading edge 311 facing the wave upper side. The blade angle changing mechanism 33 is driven by mechanical energy generated by raising and lowering the vibrating floating body 25 and changes the blade angle of the hydrofoil 31. The thrust toward the wave side generated by the thrust generating mechanism 3 is a horizontal component of the lift force of the hydrofoil 31. Thus, in the floating structure 1, by using the lift of the hydrofoil 31, a relatively large thrust can be obtained while the movement of the movable part in the thrust generating mechanism 3 is relatively small. As a result, the wave drift force acting on the floating structure 1 can be further reduced.

また、浮体構造物1では、浮体本体2の外部に水中翼31が設けられることにより、浮体構造物1の幅方向を向く回転軸回りの慣性モーメントを大きくすることができる。これにより、浮体構造物1のピッチングを抑制することができる。その結果、浮体構造物1に働く波漂流力をさらに低減することができる。   In the floating structure 1, by providing the hydrofoil 31 outside the floating body 2, it is possible to increase the moment of inertia around the rotation axis that faces the width direction of the floating structure 1. Thereby, pitching of the floating structure 1 can be suppressed. As a result, the wave drift force acting on the floating structure 1 can be further reduced.

浮体構造物1では、水中翼31が浮体本体2よりも波上側に設けられることにより、上記慣性モーメントをより一層大きくすることができる。その結果、浮体構造物1に働く波漂流力をより一層低減することができる。また、水中翼31が浮体本体2の鉛直下方に配置される場合等に比べて、水中翼31および翼角変更機構33のメンテナンスを容易とすることができる。浮体構造物1では、水中翼31が剛体であるため、水中の浮遊物等との衝突による水中翼31の破損や経年劣化を抑制することができる。   In the floating structure 1, the moment of inertia can be further increased by providing the hydrofoil 31 on the wave upper side than the floating body 2. As a result, the wave drift force acting on the floating structure 1 can be further reduced. Further, the maintenance of the hydrofoil 31 and the blade angle changing mechanism 33 can be facilitated as compared with the case where the hydrofoil 31 is disposed vertically below the floating body 2. In the floating structure 1, since the hydrofoil 31 is a rigid body, the hydrofoil 31 can be prevented from being damaged or deteriorated due to a collision with an underwater float or the like.

上述のように、水中翼31は、振動水柱部24の波上側にて透過壁245と前後方向に対向する。浮体構造物1では、浮体本体2に入射した波の反射波を透過壁245により低減することができるため、当該反射波による水中翼31の性能低下を抑制することができる。その結果、浮体構造物1に働く波漂流力を好適に低減することができる。   As described above, the hydrofoil 31 faces the transmission wall 245 in the front-rear direction on the wave upper side of the vibrating water column part 24. In the floating structure 1, since the reflected wave of the wave incident on the floating body 2 can be reduced by the transmission wall 245, it is possible to suppress the performance degradation of the hydrofoil 31 due to the reflected wave. As a result, the wave drift force acting on the floating structure 1 can be suitably reduced.

推力発生機構3では、水中翼31の前縁311に流入する水の流れWfが水平面に対して上向きに傾斜している場合、水中翼31は上向きの揚力を発生する。また、水中翼31の前縁311に流入する水の流れWfが水平面に対して下向きに傾斜している場合、水中翼31は下向きの揚力を発生する。これにより、水中翼31に対する水の流れWfが上昇流である場合であっても、下降流である場合であっても、水中翼31は波上側に向かう推力を発生することができる。その結果、浮体構造物1に働く波漂流力を効率良く低減することができる。   In the thrust generation mechanism 3, when the water flow Wf flowing into the leading edge 311 of the hydrofoil 31 is inclined upward with respect to the horizontal plane, the hydrofoil 31 generates upward lift. Further, when the water flow Wf flowing into the leading edge 311 of the hydrofoil 31 is inclined downward with respect to the horizontal plane, the hydrofoil 31 generates a downward lift. Thereby, even if the flow Wf of the water with respect to the hydrofoil 31 is an upward flow or a downward flow, the hydrofoil 31 can generate a thrust toward the wave side. As a result, the wave drift force acting on the floating structure 1 can be efficiently reduced.

なお、推力発生機構3では、必ずしも、水中翼31に対する水の流れWfが上昇流である場合および下降流である場合の双方で、水中翼31が波上側に向かう推力を発生する必要はない。換言すれば、水中翼31に対する水の流れWfが上昇流または下降流である場合に、水中翼31は波上側に向かう推力を発生すればよい。例えば、水中翼31に対する水の流れWfが上昇流である場合のみ、水中翼31の揚力が上向きとなり、波上側に向かう推力を発生するように、翼角変更機構33により水中翼31の翼角が変更されてもよい。この場合、水中翼31に対する水の流れWfが下降流である状態では、例えば、水中翼31の揚力がほぼゼロとなるように、水中翼31の翼角が変更される。   In the thrust generating mechanism 3, it is not always necessary for the hydrofoil 31 to generate thrust toward the wave upper side in both cases where the water flow Wf with respect to the hydrofoil 31 is an upward flow and a downward flow. In other words, when the water flow Wf with respect to the hydrofoil 31 is an upward flow or a downward flow, the hydrofoil 31 only needs to generate a thrust toward the wave upper side. For example, the blade angle changing mechanism 33 causes the blade angle of the hydrofoil 31 so that the lift of the hydrofoil 31 is upward and generates thrust toward the wave-side only when the water flow Wf with respect to the hydrofoil 31 is an upward flow. May be changed. In this case, in a state where the water flow Wf with respect to the hydrofoil 31 is a downward flow, for example, the blade angle of the hydrofoil 31 is changed so that the lift of the hydrofoil 31 becomes substantially zero.

上述のように、翼角変更機構33は、水中翼31の後部に接続されて水中翼31の後部を昇降する。これにより、水中翼31の翼角を容易に変更することができる。また、翼角変更機構33が水中翼31の前部に接続される場合等に比べて、水中翼31の周囲の水の流れが翼角変更機構33の影響により乱れることを抑制することができる。このため、水中翼31が、波上側に向かう推力を効率良く発生することができる。   As described above, the blade angle changing mechanism 33 is connected to the rear part of the hydrofoil 31 and moves up and down the rear part of the hydrofoil 31. Thereby, the blade angle of the hydrofoil 31 can be changed easily. Further, as compared with the case where the blade angle changing mechanism 33 is connected to the front portion of the hydrofoil 31, it is possible to suppress the water flow around the hydrofoil 31 from being disturbed by the influence of the blade angle changing mechanism 33. . For this reason, the hydrofoil 31 can generate | occur | produce the thrust which goes to a wave side efficiently.

なお、波上側に向かう所望の推力を水中翼31から得ることができる場合、翼角変更機構33は、例えば水中翼31の前部に接続されてもよい。また、水中翼31の構造は様々に変更されてよい。   When a desired thrust toward the wave side can be obtained from the hydrofoil 31, the blade angle changing mechanism 33 may be connected to the front part of the hydrofoil 31, for example. Further, the structure of the hydrofoil 31 may be variously changed.

図7は、他の好ましい推力発生機構3aを示す側面図である。推力発生機構3aでは、図1ないし図4に示す水中翼31とは構造が異なる水中翼31aが、水中翼31に代えて設けられる。図7では、翼角変更機構33については、一部のみを示す。   FIG. 7 is a side view showing another preferable thrust generating mechanism 3a. In the thrust generating mechanism 3a, a hydrofoil 31a having a structure different from that of the hydrofoil 31 shown in FIGS. 1 to 4 is provided in place of the hydrofoil 31. In FIG. 7, only a part of the blade angle changing mechanism 33 is shown.

図7に示すように、水中翼31aは、水中翼本体315と、フラップ316とを備える。フラップ316は、水中翼本体315の後縁側に設けられる。水中翼本体315とフラップ316とを合わせた形状は、図4に示す水中翼31と略同じである。換言すれば、図4に示す水中翼31の後縁312近傍の部位である後縁部がフラップ316に相当し、当該水中翼31の後縁部以外の部位が水中翼本体315に相当する。   As shown in FIG. 7, the hydrofoil 31 a includes a hydrofoil main body 315 and a flap 316. The flap 316 is provided on the rear edge side of the hydrofoil main body 315. The combined shape of the hydrofoil main body 315 and the flap 316 is substantially the same as the hydrofoil 31 shown in FIG. In other words, the rear edge portion that is a portion near the trailing edge 312 of the hydrofoil 31 shown in FIG. 4 corresponds to the flap 316, and the portion other than the rear edge portion of the hydrofoil 31 corresponds to the hydrofoil main body 315.

水中翼本体315は、例えば、幅方向の両側に接続された図示省略の支持部材により、浮体本体2に固定される。フラップ316は、幅方向に延びる回転軸317を介して水中翼本体315に接続される。フラップ316は、回転軸317を中心として回動可能である。回転軸317の幅方向の両端部には、例えば、波下側に突出する突出部318が設けられる。突出部318は、図1ないし図4と略同様の構造を有する翼角変更機構33に機械的に接続される。   The hydrofoil main body 315 is fixed to the floating body 2 by, for example, support members (not shown) connected to both sides in the width direction. The flap 316 is connected to the hydrofoil main body 315 via a rotation shaft 317 extending in the width direction. The flap 316 is rotatable about the rotation shaft 317. At both ends in the width direction of the rotation shaft 317, for example, protrusions 318 that protrude to the wave lower side are provided. The protrusion 318 is mechanically connected to a blade angle changing mechanism 33 having a structure substantially similar to that shown in FIGS.

推力発生機構3aでは、振動浮体25(図4参照)の昇降により生じる機械的エネルギーが、電気的エネルギー等に変換されることなく、翼角変更機構33に直接的に伝達される。そして、当該機械的エネルギーによって翼角変更機構33が駆動されることにより、水中翼31aの突出部318が下方に押し下げられ、あるいは、上方に持ち上げられる。これにより、図7中において二点鎖線にて示すように、フラップ316の水中翼本体315に対する相対翼角であるフラップ角βが変更される。フラップ角βとは、水中翼31aの翼弦線313とフラップ316の翼弦線319との成す角度である。水中翼31aの翼弦線313よりもフラップ316の後縁312(すなわち、水中翼31aの後縁312)が下側に位置する場合のフラップ角βが正であり、水中翼31aの翼弦線313よりもフラップ316の後縁312が上側に位置する場合のフラップ角βが負である。   In the thrust generating mechanism 3a, the mechanical energy generated by raising and lowering the vibrating floating body 25 (see FIG. 4) is directly transmitted to the blade angle changing mechanism 33 without being converted into electrical energy or the like. Then, the blade angle changing mechanism 33 is driven by the mechanical energy, whereby the projecting portion 318 of the hydrofoil 31a is pushed down or lifted upward. As a result, the flap angle β, which is the relative blade angle of the flap 316 with respect to the hydrofoil main body 315, is changed as indicated by a two-dot chain line in FIG. The flap angle β is an angle formed by the chord line 313 of the hydrofoil 31a and the chord line 319 of the flap 316. The flap angle β is positive when the trailing edge 312 of the flap 316 (ie, the trailing edge 312 of the hydrofoil 31a) is located below the chord line 313 of the hydrofoil 31a, and the chord line of the hydrofoil 31a is positive. The flap angle β is negative when the trailing edge 312 of the flap 316 is positioned on the upper side than the reference numeral 313.

水中翼31aでは、翼角変更機構33によりフラップ角βを正とすることにより、水中翼31aの翼角が実質的に正となり、フラップ角βを負とすることにより、水中翼31aの翼角が実質的に負となる。換言すれば、翼角変更機構33によりフラップ316の水中翼本体315に対する相対翼角(すなわち、フラップ角β)を変更することにより、水中翼31aの翼角が実質的に変更される。   In the hydrofoil 31a, by making the flap angle β positive by the blade angle changing mechanism 33, the blade angle of the hydrofoil 31a becomes substantially positive, and by making the flap angle β negative, the blade angle of the hydrofoil 31a. Is substantially negative. In other words, the blade angle of the hydrofoil 31a is substantially changed by changing the relative blade angle (that is, the flap angle β) of the flap 316 with respect to the hydrofoil main body 315 by the blade angle changing mechanism 33.

推力発生機構3aが設けられた浮体構造物1においても、上述と同様に、振動浮体25の昇降により生じる機械的エネルギーによって推力発生機構3aが駆動されることにより、水中翼31aが波上側に向かう推力を発生する。これにより、波の力を利用して、浮体構造物1に働く波漂流力を低減することができる。   Also in the floating structure 1 provided with the thrust generation mechanism 3a, the hydrofoil 31a moves toward the wave-side as the thrust generation mechanism 3a is driven by the mechanical energy generated by the lifting and lowering of the vibration floating body 25, as described above. Generates thrust. Thereby, the wave drift force which acts on the floating structure 1 can be reduced using wave force.

また、推力発生機構3aでは、水中翼31a全体ではなく、フラップ316のみが翼角変更機構33により駆動されて角度変更される。換言すれば、翼角変更機構33による水中翼31aの翼角変更が、フラップ316のフラップ角βの変更である。これにより、比較的小さい機械的エネルギーで水中翼31aの翼角を実質的に変更することができる。その結果、推力発生機構3aの構造を小型化または簡素化することができる。なお、翼角変更機構33によるフラップ角βの変更は、上述の例とは異なる様々な構造により行われてもよい。   Further, in the thrust generating mechanism 3a, not the entire hydrofoil 31a but only the flap 316 is driven by the blade angle changing mechanism 33 to change the angle. In other words, changing the blade angle of the hydrofoil 31 a by the blade angle changing mechanism 33 is changing the flap angle β of the flap 316. Thereby, the blade angle of the hydrofoil 31a can be substantially changed with relatively small mechanical energy. As a result, the structure of the thrust generating mechanism 3a can be reduced in size or simplified. Note that the change of the flap angle β by the blade angle changing mechanism 33 may be performed by various structures different from the above-described example.

図8は、他の好ましい推力発生機構3bの一部を示す側面図である。図8では、浮体構造物1の一部の構成については断面を示す。推力発生機構3bは、図1ないし図4と同様の水中翼31および翼角変更機構33に加えて、周期変更部34をさらに備える。周期変更部34は、例えば、台風の影響により大波高の波が浮体構造物1の振動水柱部24に入射する際に、推力発生機構3bを駆動する機械的エネルギーの周期を、振動浮体25の昇降周期よりも短い周期に変更する。   FIG. 8 is a side view showing a part of another preferable thrust generating mechanism 3b. In FIG. 8, about the structure of a part of floating body structure 1, a cross section is shown. The thrust generating mechanism 3b further includes a cycle changing unit 34 in addition to the hydrofoil 31 and the blade angle changing mechanism 33 similar to those in FIGS. For example, when a wave having a large wave height is incident on the oscillating water column 24 of the floating structure 1 due to the influence of a typhoon, the cycle changing unit 34 sets the cycle of the mechanical energy that drives the thrust generating mechanism 3b to Change to a cycle shorter than the lifting cycle.

図8に示す例では、周期変更部34は、翼角変更機構33の水中翼31(図4参照)とは反対側の端部と振動浮体25との間に設けられる。周期変更部34は、翼角変更機構33と振動浮体25とを機械的に接続する。   In the example shown in FIG. 8, the period changing unit 34 is provided between the end of the blade angle changing mechanism 33 opposite to the hydrofoil 31 (see FIG. 4) and the vibrating floating body 25. The period changing unit 34 mechanically connects the blade angle changing mechanism 33 and the vibrating floating body 25.

周期変更部34は、ピニオン341と、ラック342と、ボールネジ343と、カム344とを備える。ピニオン341は、振動浮体25に接続され、振動浮体25から上方に延びる。ピニオン341は、振動浮体25の昇降に伴って昇降する。ラック342は、ピニオン341と係合し、ピニオン341の昇降を回転運動に変換する。ラック342には、ボールネジ343の前後方向を向くネジ軸345が固定されており、ラック342の回転に伴ってネジ軸345が回転する。これにより、ボールネジ343のナット346(すなわち、スライダ)に接続されたカム344が前後方向に移動する。カム344の上端は、略サイン曲線状の凹凸を有する。図8に示す例では、カム344は、前後方向に交互に並ぶ3つの凸部および3つの凹部を備える。カム344の上端には、翼角変更機構33の先端に設けられたローラ状の接触子331が接触する。   The period changing unit 34 includes a pinion 341, a rack 342, a ball screw 343, and a cam 344. The pinion 341 is connected to the vibration floating body 25 and extends upward from the vibration floating body 25. The pinion 341 moves up and down as the vibrating floating body 25 moves up and down. The rack 342 engages with the pinion 341 and converts the raising and lowering of the pinion 341 into a rotational motion. A screw shaft 345 facing the front-rear direction of the ball screw 343 is fixed to the rack 342, and the screw shaft 345 rotates with the rotation of the rack 342. Accordingly, the cam 344 connected to the nut 346 (that is, the slider) of the ball screw 343 moves in the front-rear direction. The upper end of the cam 344 has substantially sinusoidal irregularities. In the example illustrated in FIG. 8, the cam 344 includes three convex portions and three concave portions that are alternately arranged in the front-rear direction. A roller-like contact 331 provided at the tip of the blade angle changing mechanism 33 contacts the upper end of the cam 344.

推力発生機構3bでは、通常の波高の波が入射している状態では、カム344のうち、中央の凸部の右側の斜面が、翼角変更機構33の接触子331に接触する。換言すれば、翼角変更機構33の接触子331は、カム344の中央の凸部と中央の凹部との間で往復移動する。例えば、振動浮体25が上昇の頂点に位置するときには、接触子331はカム344の中央の凸部の頂点に位置し、振動浮体25が下降の頂点に位置するときには、接触子331はカム344の中央の凹部の底部に位置する。   In the thrust generating mechanism 3 b, the right slope of the central convex portion of the cam 344 comes into contact with the contact 331 of the blade angle changing mechanism 33 when a normal wave height is incident. In other words, the contact 331 of the blade angle changing mechanism 33 reciprocates between the central convex portion and the central concave portion of the cam 344. For example, when the vibration floating body 25 is positioned at the rising apex, the contact 331 is positioned at the apex of the central convex portion of the cam 344, and when the vibration floating body 25 is positioned at the descending apex, the contact 331 is Located at the bottom of the central recess.

一方、台風等の影響により、通常よりも波高が大きい波が浮体構造物1の振動水柱部24に入射すると、振動浮体25の上下方向の振幅は大きくなり、カム344の前後方向の移動距離も大きくなる。換言すれば、翼角変更機構33の接触子331のカム344上における移動距離が大きくなる。例えば、振動浮体25の振幅が通常時の3倍である場合、翼角変更機構33の接触子331は、カム344の最も波上側の凹部と最も波下側の凸部との間で往復移動する。   On the other hand, when a wave having a higher wave height than normal is incident on the vibrating water column 24 of the floating structure 1 due to the influence of a typhoon or the like, the vertical amplitude of the vibrating floating body 25 is increased, and the moving distance of the cam 344 in the front-rear direction is also increased. growing. In other words, the moving distance of the contact 331 of the blade angle changing mechanism 33 on the cam 344 increases. For example, when the amplitude of the vibrating floating body 25 is three times that of the normal time, the contact 331 of the blade angle changing mechanism 33 reciprocates between the concave portion on the uppermost wave side and the convex portion on the lowermost wave side of the cam 344. To do.

これにより、振動浮体25の1回の上下方向の往復移動の間に、翼角変更機構33の上下方向の往復移動は3回行われる。換言すれば、翼角変更機構33を介して水中翼31の翼角変更に供される機械的エネルギーの周期は、振動浮体25の昇降周期の約1/3となる。また、翼角変更機構33の上下方向の移動距離(すなわち、振幅)は、通常の波が入射する場合と同じであるため、水中翼31の翼角の変動範囲も、通常の波が入射する場合と同じである。   Thereby, the vertical reciprocation of the blade angle changing mechanism 33 is performed three times during one vertical reciprocation of the vibration floating body 25. In other words, the period of mechanical energy provided for changing the blade angle of the hydrofoil 31 via the blade angle changing mechanism 33 is about 1/3 of the raising / lowering cycle of the vibrating floating body 25. In addition, since the vertical movement distance (that is, amplitude) of the blade angle changing mechanism 33 is the same as that when a normal wave is incident, the fluctuation range of the blade angle of the hydrofoil 31 is also incident with the normal wave. Same as the case.

このように、周期変更部34により、推力発生機構3bを駆動する機械的エネルギーの周期が、振動浮体25の昇降周期よりも短い周期に変更される。これにより、台風等の影響による大波高の波が浮体構造物1に入射する場合であっても、推力発生機構3bの可動部(例えば、水中翼31)の移動範囲が過剰に大きくなることを抑制することができる。これにより、推力発生機構3bの損傷を防止または抑制することができる。また、台風等の影響による長波長の波が浮体構造物1に入射する場合、波の周期よりも短い周期で比較的頻繁に水中翼31を上下に揺動させることができる。そして、当該揺動によっても波上側に向かう推力を発生させることにより、浮体構造物1に働く波漂流力をさらに低減することができる。なお、周期変更部34の構造(例えば、カム344の形状)は、適宜変更されてよい。   As described above, the cycle changing unit 34 changes the cycle of the mechanical energy for driving the thrust generating mechanism 3 b to a cycle shorter than the lifting / lowering cycle of the vibrating floating body 25. Thereby, even when a wave with a large wave height due to the influence of a typhoon or the like is incident on the floating structure 1, the moving range of the movable portion (for example, the hydrofoil 31) of the thrust generating mechanism 3 b becomes excessively large. Can be suppressed. Thereby, damage to the thrust generation mechanism 3b can be prevented or suppressed. Further, when a long wavelength wave due to the influence of a typhoon or the like enters the floating structure 1, the hydrofoil 31 can be swung up and down relatively frequently with a period shorter than the wave period. And the wave drift force which acts on the floating structure 1 can further be reduced by generating the thrust which goes to the wave upper side also by the said rocking | fluctuation. Note that the structure of the period changing unit 34 (for example, the shape of the cam 344) may be changed as appropriate.

図9は、本発明の第2の実施の形態に係る浮体構造物1aの一部を示す断面図である。図9では、浮体構造物1aの波上側の部位を示す。また、図9では、浮体構造物1aの一部の構成については側面を示す。浮体構造物1aでは、図1ないし図4に示す振動水柱部24および振動浮体25に代えて、移動子25aが浮体本体2に設けられる。また、浮体構造物1aでは、図1ないし図4に示す推力発生機構3に代えて、翼角変更機構33とは構造が異なる翼角変更機構33aを備える推力発生機構3cが設けられる。浮体構造物1aの他の構造は、図1ないし図4に示す浮体構造物1とほぼ同様である。以下の説明では、浮体構造物1の各構成と対応する浮体構造物1aの構成に同符号を付す。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing a part of a floating structure 1a according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 9, the wave-side part of the floating structure 1a is shown. Moreover, in FIG. 9, a side surface is shown about a part of structure of the floating structure 1a. In the floating structure 1a, a movable body 25a is provided in the floating body 2 in place of the vibrating water column portion 24 and the vibrating floating body 25 shown in FIGS. In the floating structure 1a, a thrust generating mechanism 3c including a blade angle changing mechanism 33a having a structure different from that of the blade angle changing mechanism 33 is provided instead of the thrust generating mechanism 3 shown in FIGS. Other structures of the floating structure 1a are substantially the same as those of the floating structure 1 shown in FIGS. In the following description, the same reference numerals are given to the configurations of the floating structure 1 a corresponding to the configurations of the floating structure 1.

図9に示すように、浮体本体2は、移動子25aおよびガイド部材251を備える。移動子25aは、浮体本体2に固定されたガイド部材251に沿って、上下方向に滑らかに移動可能である。移動子25aは、例えば、比較的質量が大きい錘である。   As shown in FIG. 9, the floating body 2 includes a mover 25 a and a guide member 251. The mover 25a can move smoothly in the vertical direction along the guide member 251 fixed to the floating body 2. The mover 25a is, for example, a weight having a relatively large mass.

水中翼31の前縁311近傍の部位である前縁部には、幅方向に延びる回転軸314が設けられる。水中翼31は、回転軸314を中心として回動可能である。回転軸314の幅方向の両端部は、図示省略の支持部材を介して浮体本体2により支持される。   A rotating shaft 314 extending in the width direction is provided at the front edge portion, which is the vicinity of the front edge 311 of the hydrofoil 31. The hydrofoil 31 can rotate around the rotation shaft 314. Both ends of the rotation shaft 314 in the width direction are supported by the floating body 2 via support members (not shown).

翼角変更機構33aは、上部接続ライン332と、2つの上部滑車333と、下部接続ライン334と、2つの下部滑車335とを備える。2つの上部滑車333はそれぞれ、水中翼31の上方、および、移動子25aの上方に配置される。上部接続ライン332は、移動子25aと水中翼31の後縁部とを、2つの上部滑車333を介して接続する。上部接続ライン332のうち、水中翼31の上方の上部滑車333と水中翼31との間の部位には、弾性部材332aが設けられる。2つの下部滑車335はそれぞれ、水中翼31の下方、および、移動子25aの下方に配置される。下部接続ライン334は、移動子25aと水中翼31の後縁部とを、2つの下部滑車335を介して接続する。下部接続ライン334のうち、水中翼31の下方の下部滑車335と水中翼31との間の部位には、弾性部材334aが設けられる。上部接続ライン332および下部接続ライン334は、例えば金属ワイヤである。弾性部材332aおよび弾性部材334aは、例えばコイルバネである。   The blade angle changing mechanism 33 a includes an upper connection line 332, two upper pulleys 333, a lower connection line 334, and two lower pulleys 335. The two upper pulleys 333 are respectively disposed above the hydrofoil 31 and above the mover 25a. The upper connection line 332 connects the moving element 25 a and the rear edge of the hydrofoil 31 via the two upper pulleys 333. An elastic member 332 a is provided in a portion between the upper pulley 333 and the hydrofoil 31 above the hydrofoil 31 in the upper connection line 332. The two lower pulleys 335 are respectively disposed below the hydrofoil 31 and below the mover 25a. The lower connection line 334 connects the moving element 25 a and the rear edge of the hydrofoil 31 via two lower pulleys 335. An elastic member 334 a is provided in a portion of the lower connection line 334 between the lower pulley 335 below the hydrofoil 31 and the hydrofoil 31. The upper connection line 332 and the lower connection line 334 are, for example, metal wires. The elastic member 332a and the elastic member 334a are, for example, coil springs.

図9に示すように、水中翼31の翼角が0°の状態では、弾性部材332aおよび弾性部材334aは伸張状態であり、移動子25aは、ガイド部材251の上下方向の中央部に位置する。移動子25aは、弾性部材332a,334aの復元力により支持される。浮体本体2に上向きの加速度が加わると、図10に示すように、移動子25aは慣性力により下方へと移動する。これにより、水中翼31の後縁部が上方に引っ張られ、水中翼31の翼角が負に変更される。一方、浮体本体2に下向きの加速度が加わると、図11に示すように、移動子25aは慣性力により上方へと移動する。これにより、水中翼31の後縁部が下方に引っ張られ、水中翼31の翼角が正に変更される。   As shown in FIG. 9, when the blade angle of the hydrofoil 31 is 0 °, the elastic member 332a and the elastic member 334a are in the extended state, and the moving element 25a is located at the center in the vertical direction of the guide member 251. . The mover 25a is supported by the restoring force of the elastic members 332a and 334a. When upward acceleration is applied to the floating body 2, the mover 25 a moves downward by inertial force, as shown in FIG. 10. As a result, the trailing edge of the hydrofoil 31 is pulled upward, and the blade angle of the hydrofoil 31 is changed to negative. On the other hand, when downward acceleration is applied to the floating body 2, the mover 25 a moves upward by inertial force as shown in FIG. 11. As a result, the trailing edge of the hydrofoil 31 is pulled downward, and the blade angle of the hydrofoil 31 is changed to positive.

換言すれば、浮体構造物1aでは、浮体本体2に入射する波により浮体本体2が昇降すると、移動子25aが慣性力により上下方向に移動する。移動子25aの昇降により生じる機械的エネルギーは、電気的エネルギー等に変換されることなく、翼角変更機構33aに直接的に伝達される。そして、当該機械的エネルギーによって翼角変更機構33aが駆動され、水中翼31の後縁部が昇降することにより、水中翼31の翼角が変更される。   In other words, in the floating structure 1a, when the floating body 2 is moved up and down by a wave incident on the floating body 2, the mover 25a is moved in the vertical direction by inertial force. The mechanical energy generated by the movement of the moving element 25a is directly transmitted to the blade angle changing mechanism 33a without being converted into electrical energy or the like. Then, the blade angle changing mechanism 33a is driven by the mechanical energy, and the trailing edge of the hydrofoil 31 moves up and down to change the blade angle of the hydrofoil 31.

浮体構造物1aでは、浮体構造物1aの設置海域における主な波の周期および波長、並びに、当該主な波により生じる浮体構造物1aの揺れ(特に、ピッチングおよびヒービング)に基づいて、水中翼31と浮体本体2との間の前後方向の距離が決定される。そして、翼角変更機構33aにより水中翼31の翼角が変更されることにより、上昇流中における水中翼31の迎角αが正とされ、下降流中における水中翼31の迎角αが負とされる。   In the floating structure 1a, the hydrofoil 31 is based on the period and wavelength of the main wave in the sea area where the floating structure 1a is installed, and the swing (particularly pitching and heaving) of the floating structure 1a caused by the main wave. And the distance in the front-rear direction between the body 2 and the floating body 2 is determined. Then, by changing the blade angle of the hydrofoil 31 by the blade angle changing mechanism 33a, the angle of attack α of the hydrofoil 31 in the upward flow is made positive, and the angle of attack α of the hydrofoil 31 in the downward flow is negative. It is said.

具体的には、浮体構造物1aの設置海域における主な波により、浮体構造物1aに上向きの加速度が作用して水中翼31の翼角が負になる際に、図6に示すように、水中翼31に流入する水の流れWfが下降流となる前後方向の位置に水中翼31が配置される。水中翼31の前後方向の位置は、また、浮体構造物1aに下向きの加速度が作用して水中翼31の翼角が正になる際に、図5に示すように、水中翼31に流入する水の流れWfが上昇流となる位置でもある。なお、翼角変更機構33aにより変更される水中翼31の翼角の最大値および最小値は、水中翼31の迎角αが失速角よりも小さくなるように決定されることが好ましい。   Specifically, when an upward acceleration acts on the floating structure 1a due to main waves in the installation sea area of the floating structure 1a and the blade angle of the hydrofoil 31 becomes negative, as shown in FIG. The hydrofoil 31 is disposed at a position in the front-rear direction where the water flow Wf flowing into the hydrofoil 31 becomes a downward flow. The position of the hydrofoil 31 in the front-rear direction also flows into the hydrofoil 31 as shown in FIG. 5 when downward acceleration acts on the floating structure 1a and the blade angle of the hydrofoil 31 becomes positive. It is also a position where the water flow Wf becomes an upward flow. In addition, it is preferable that the maximum value and the minimum value of the blade angle of the hydrofoil 31 changed by the blade angle changing mechanism 33a are determined so that the angle of attack α of the hydrofoil 31 is smaller than the stall angle.

以上に説明したように、浮体構造物1aは、水面に浮かぶ浮体本体2と、浮体本体2に接続される推力発生機構3cとを備える。推力発生機構3cは、入射する波により浮体本体2が昇降する際に生じる機械的エネルギーによって駆動され、波上側に向かう推力を発生する。これにより、波の力を利用して、浮体構造物1aに働く波漂流力を低減することができる。   As described above, the floating structure 1 a includes the floating body 2 that floats on the water surface and the thrust generation mechanism 3 c that is connected to the floating body 2. The thrust generating mechanism 3c is driven by mechanical energy generated when the floating body 2 moves up and down by an incident wave, and generates a thrust toward the wave upper side. Thereby, the wave drift force which acts on the floating structure 1a can be reduced using the force of a wave.

また、上述のように、推力発生機構3cは、推力発生機構3cに直接的に入射する波の力(すなわち、水中翼31に流入する波の力)によっては駆動されず、浮体本体2の昇降により生じる機械的エネルギーによって駆動される。このため、浮体構造物1aの設置海域における主な波の周期および波長に基づいて、推力発生機構3cの構造および設置位置(すなわち、移動子25aとの前後方向の距離)を適切に設計することにより、推力発生機構3cに入射する水の流れWfの向きに合わせて、推力発生機構3cを適切に駆動することができる。その結果、波の力を利用して、浮体構造物1aに働く波漂流力を効率良く低減することができる。   Further, as described above, the thrust generating mechanism 3c is not driven by the wave force directly incident on the thrust generating mechanism 3c (that is, the wave force flowing into the hydrofoil 31), and the floating body 2 is moved up and down. Driven by mechanical energy generated by For this reason, based on the period and wavelength of the main wave in the installation sea area of the floating structure 1a, the structure and installation position of the thrust generating mechanism 3c (that is, the distance in the front-rear direction from the mover 25a) are appropriately designed. Thus, the thrust generating mechanism 3c can be appropriately driven in accordance with the direction of the water flow Wf incident on the thrust generating mechanism 3c. As a result, the wave drift force acting on the floating structure 1a can be efficiently reduced using the wave force.

浮体構造物1aでは、浮体本体2が昇降する際に生じる機械的エネルギーにより翼角変更機構33aを駆動する構造は、上述の移動子25aには限定されず、適宜変更されてよい。水中翼31の翼角を変更する構造も、上述の翼角変更機構33aには限定されず、適宜変更されてよい。また、浮体構造物1aでは、水中翼31に代えて、図7に示す水中翼31aが設けられ、フラップ角βが変更されることにより、水中翼31aの翼角が実質的に変更されてもよい。   In the floating structure 1a, the structure for driving the blade angle changing mechanism 33a by mechanical energy generated when the floating body 2 moves up and down is not limited to the above-described moving element 25a, and may be changed as appropriate. The structure for changing the blade angle of the hydrofoil 31 is not limited to the blade angle changing mechanism 33a described above, and may be changed as appropriate. Further, in the floating structure 1a, the hydrofoil 31a shown in FIG. 7 is provided instead of the hydrofoil 31, and the blade angle of the hydrofoil 31a is substantially changed by changing the flap angle β. Good.

上述の浮体構造物1,1aでは、様々な変更が可能である。   Various modifications can be made in the above-described floating structures 1 and 1a.

例えば、図1に示す浮体構造物1では、水中翼31は、必ずしも浮体本体2の前面22よりも前側に配置される必要はなく、底面26よりも上側に配置される必要もない。例えば、水中翼31は、浮体本体2の底面26よりも下側において、前面22の鉛直下方に配置されてもよい。   For example, in the floating structure 1 shown in FIG. 1, the hydrofoil 31 does not necessarily have to be disposed in front of the front surface 22 of the floating body 2 and does not have to be disposed above the bottom surface 26. For example, the hydrofoil 31 may be disposed vertically below the front surface 22 below the bottom surface 26 of the floating body 2.

図1に示す浮体構造物1では、振動水柱部24の構造は、上述のものには限定されず、適宜変更されてよい。例えば、透過壁245は振動水柱部24から省略されてもよい。また、振動水柱部24は、例えば、浮体本体2の波下側(すなわち、後面23近傍)に設けられてもよい。   In the floating structure 1 shown in FIG. 1, the structure of the oscillating water column portion 24 is not limited to the above-described structure, and may be changed as appropriate. For example, the transmission wall 245 may be omitted from the vibrating water column part 24. Moreover, the vibration water column part 24 may be provided, for example, on the wave lower side of the floating body 2 (that is, near the rear surface 23).

図9に示す浮体構造物1aでは、移動子25aは、図4に示す振動水柱部24の水面に浮かぶ振動浮体25にローラカム等を介して接続されてもよい。この場合、振動浮体25の昇降により移動子25aが上下方向に移動される。   In the floating structure 1a shown in FIG. 9, the mover 25a may be connected to the vibrating floating body 25 floating on the water surface of the vibrating water column portion 24 shown in FIG. 4 via a roller cam or the like. In this case, the mover 25a is moved in the vertical direction by raising and lowering the vibrating floating body 25.

浮体構造物1,1aでは、水中翼31,31aに代えて、波上側に向かう推力を発生する様々な構成が利用されてよい。例えば、図12に示す推力発生機構3dは、上述の振動水柱部24および振動浮体25に加えて、プロペラ35を備える。プロペラ35は、前後方向を向く回転軸351を中心として回転する。プロペラ35は、例えば、振動浮体25に接続されたピニオン352、ラック353、傘歯車354,355、ワンウェイクラッチ356等の駆動機構により駆動される。当該駆動機構は、振動浮体25の昇降を、プロペラ35の回転軸351の回転に変換する。推力発生機構3dでは、振動浮体25の昇降により生じる機械的エネルギーによってプロペラ35が一方向に回転されることにより、波上側に向かう推力が発生する。   In the floating structure 1, 1a, various configurations that generate thrust toward the wave upper side may be used instead of the hydrofoil 31, 31a. For example, the thrust generating mechanism 3 d shown in FIG. 12 includes a propeller 35 in addition to the above-described vibrating water column portion 24 and the vibrating floating body 25. The propeller 35 rotates about a rotation shaft 351 that faces in the front-rear direction. The propeller 35 is driven by a drive mechanism such as a pinion 352, a rack 353, bevel gears 354 and 355, a one-way clutch 356, etc. connected to the vibration floating body 25, for example. The drive mechanism converts the lifting and lowering of the vibrating floating body 25 into the rotation of the rotating shaft 351 of the propeller 35. In the thrust generating mechanism 3d, the propeller 35 is rotated in one direction by mechanical energy generated by the raising and lowering of the vibrating floating body 25, thereby generating a thrust toward the wave upper side.

図13に示す推力発生機構3eは、上述の振動水柱部24および振動浮体25に加えて、フィン36を備える。フィン36は、幅方向に略垂直な略平板状の部材である。フィン36は、入射する波の力では変形しない(すなわち、形状が維持される)剛体である。フィン36の波上側の端部は、上下方向を向く回転軸361に固定されている。フィン36は、回転軸361の回転に伴い、回転軸361を中心として回動(すなわち、幅方向に揺動)する。フィン36は、例えば、振動浮体25に接続されたピニオン362、ラック363、傘歯車364等の駆動機構により駆動される。当該駆動機構は、振動浮体25の昇降を、フィン36の回転軸361の回転に変換する。推力発生機構3eでは、振動浮体25の昇降により生じる機械的エネルギーによってフィン36が幅方向に揺動されることにより、波上側に向かう推力が発生する。なお、フィン36は弾性体により形成されてもよい。   A thrust generating mechanism 3e shown in FIG. 13 includes fins 36 in addition to the vibrating water column 24 and the vibrating floating body 25 described above. The fins 36 are substantially flat members that are substantially perpendicular to the width direction. The fin 36 is a rigid body that is not deformed by the force of an incident wave (that is, its shape is maintained). The wave-side end of the fin 36 is fixed to a rotary shaft 361 that faces in the vertical direction. The fin 36 rotates (i.e., swings in the width direction) about the rotation shaft 361 as the rotation shaft 361 rotates. The fin 36 is driven by a driving mechanism such as a pinion 362, a rack 363, and a bevel gear 364 connected to the vibration floating body 25, for example. The drive mechanism converts the lifting and lowering of the vibration floating body 25 into the rotation of the rotation shaft 361 of the fin 36. In the thrust generation mechanism 3e, the fin 36 is swung in the width direction by the mechanical energy generated by the raising and lowering of the vibration floating body 25, and thus a thrust toward the wave side is generated. Note that the fin 36 may be formed of an elastic body.

図12および図13に示す例では、プロペラ35およびフィン36は浮体本体2の波上側の部位の下方に配置されるが、プロペラ35およびフィン36の位置は様々に変更されてよい。また、プロペラ35およびフィン36を駆動する機械的エネルギーは、振動浮体25の昇降により生じるものには限定されず、例えば、図9に示すように、浮体本体2の昇降により生じるものであってもよい。   In the example shown in FIGS. 12 and 13, the propeller 35 and the fin 36 are disposed below the wave-side portion of the floating body 2, but the positions of the propeller 35 and the fin 36 may be variously changed. Further, the mechanical energy for driving the propeller 35 and the fins 36 is not limited to that generated by raising and lowering of the vibrating floating body 25. For example, even if it is generated by raising and lowering of the floating body 2 as shown in FIG. Good.

浮体構造物1,1aでは、浮体本体2、推力発生機構3,3a〜3eおよび風車4の大きさおよび形状は様々に変更されてよい。例えば、浮体本体2の平面視における形状は、略六角形または略八角形であってもよい。これにより、浮体本体2の抗力係数が小さくなり、浮体本体2に生じる波漂流力が低減される。また、浮体本体2の喫水等も適宜変更されてよい。風車4では、ブレード41の数は、1枚、2枚または4枚以上であってもよい。また、風車4は、上述のような水平軸型風車(すなわち、横軸風車)には限定されず、ダリウス型風車等の垂直軸型風車(すなわち、縦軸風車)であってもよい。   In the floating structure 1, 1a, the size and shape of the floating body 2, the thrust generating mechanisms 3, 3a to 3e, and the windmill 4 may be variously changed. For example, the shape of the floating body 2 in plan view may be a substantially hexagonal shape or a substantially octagonal shape. Thereby, the drag coefficient of the floating body 2 is reduced, and the wave drift force generated in the floating body 2 is reduced. Moreover, the draft etc. of the floating body 2 may be changed as appropriate. In the windmill 4, the number of blades 41 may be one, two, or four or more. Moreover, the windmill 4 is not limited to the horizontal axis type windmill (that is, the horizontal axis windmill) as described above, and may be a vertical axis type windmill such as a Darrieus type windmill (that is, the vertical axis windmill).

浮体構造物1,1aは、必ずしも係留される必要はなく、DPS(Dynamic Positioning System)により浮体構造物1,1aの位置保持が行われてもよい。   The floating structures 1 and 1a are not necessarily moored, and the positions of the floating structures 1 and 1a may be held by DPS (Dynamic Positioning System).

浮体構造物1,1aは、必ずしも風力発電用の風車4を備える必要はない。浮体構造物1,1aは、風力発電以外の様々な用途に使用されてよい。   The floating structures 1 and 1a are not necessarily provided with the wind turbine 4 for wind power generation. The floating structure 1, 1a may be used for various purposes other than wind power generation.

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。   The configurations in the above-described embodiments and modifications may be combined as appropriate as long as they do not contradict each other.

1,1a 浮体構造物
2 浮体本体
3,3a〜3e 推力発生機構
4 風車
24 振動水柱部
25 振動浮体
31,31a 水中翼
33,33a 翼角変更機構
34 周期変更部
240 振動水柱
241 前部隔壁
243 仕切壁
244 仕切突出部
245 透過壁
315 水中翼本体
316 フラップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1a Floating structure 2 Floating body main body 3,3a-3e Thrust generating mechanism 4 Windmill 24 Oscillating water column part 25 Oscillating floating body 31,31a Hydrofoil 33,33a Blade angle changing mechanism 34 Period changing part 240 Oscillating water column 241 Front partition 243 Partition wall 244 Partition protrusion 245 Permeation wall 315 Hydrofoil main body 316 Flap

Claims (11)

水面に浮かぶ浮体構造物であって、
水面に浮かぶ浮体本体と、
前記浮体本体に接続される推力発生機構と、
を備え、
前記浮体本体が、
入射する波により内部の振動水柱の水面が昇降する振動水柱部と、
前記振動水柱の前記水面に浮かぶ振動浮体と、
を備え、
前記推力発生機構が、前記振動浮体に機械的に接続され、前記振動浮体の昇降により生じる機械的エネルギーによって駆動されることにより、波上側に向かう推力を発生することを特徴とする浮体構造物。
A floating structure floating on the surface of the water,
A floating body that floats on the water surface;
A thrust generating mechanism connected to the floating body;
With
The floating body is
An oscillating water column that raises and lowers the water surface of the internal oscillating water column by the incident wave
A vibrating floating body floating on the water surface of the vibrating water column;
With
A floating structure according to claim 1, wherein the thrust generating mechanism is mechanically connected to the vibrating floating body and is driven by mechanical energy generated by raising and lowering of the vibrating floating body, thereby generating a thrust toward the wave upper side.
請求項1に記載の浮体構造物であって、
前記振動水柱部が、
前記浮体本体の波上側において水上から水中まで上下方向に延びる前部隔壁と、
前記前部隔壁の波上側において前記前部隔壁に対向して配置され、水上から水中まで上下方向に延びる仕切壁と、
前記前部隔壁の下端よりも上側に位置する前記仕切壁の下端から、前記波上側に延びる仕切突出部と、
を備え、
前記前部隔壁と前記仕切壁との間の空間に前記振動水柱が位置することを特徴とする浮体構造物。
The floating structure according to claim 1,
The vibrating water column is
A front partition wall extending vertically from the water to the water on the wave side of the floating body; and
A partition wall disposed on the wave front side of the front partition wall so as to face the front partition wall and extending in a vertical direction from above water to underwater;
From the lower end of the partition wall located above the lower end of the front partition, the partition protrusion extending to the wave side,
With
The floating structure is characterized in that the oscillating water column is located in a space between the front partition and the partition wall.
請求項2に記載の浮体構造物であって、
前記振動水柱部が、前記仕切壁よりも波上側において水上から水中まで広がる透過壁をさらに備えることを特徴とする浮体構造物。
The floating structure according to claim 2,
The floating structure according to claim 1, wherein the oscillating water column portion further includes a transmission wall that extends from the water to the water on the wave upper side than the partition wall.
水面に浮かぶ浮体構造物であって、
水面に浮かぶ浮体本体と、
前記浮体本体に接続される推力発生機構と、
を備え、
前記推力発生機構が、入射する波により前記浮体本体が昇降する際に生じる機械的エネルギーによって駆動され、波上側に向かう推力を発生することを特徴とする浮体構造物。
A floating structure floating on the surface of the water,
A floating body that floats on the water surface;
A thrust generating mechanism connected to the floating body;
With
The floating structure, wherein the thrust generation mechanism is driven by mechanical energy generated when the floating body is moved up and down by an incident wave, and generates a thrust toward the wave upper side.
請求項1ないし4のいずれか1つに記載の浮体構造物であって、
前記推力発生機構が、
波上側に前縁を向けて配置される水中翼と、
前記機械的エネルギーによって駆動され、前記水中翼の翼角を変更する翼角変更機構と、
を備え、
前記水中翼の揚力の水平成分が前記推力であることを特徴とする浮体構造物。
A floating structure according to any one of claims 1 to 4,
The thrust generation mechanism is
A hydrofoil arranged with the leading edge facing the wave upper side,
A blade angle changing mechanism that is driven by the mechanical energy and changes the blade angle of the hydrofoil;
With
A floating structure having a horizontal component of lift of the hydrofoil as the thrust.
請求項5に記載の浮体構造物であって、
前記水中翼の前記前縁に流入する水の流れが水平面に対して上向きに傾斜している場合、前記水中翼が上向きの揚力を発生し、
前記水中翼の前記前縁に流入する水の流れが水平面に対して下向きに傾斜している場合、前記水中翼が下向きの揚力を発生することを特徴とする浮体構造物。
The floating structure according to claim 5,
When the flow of water flowing into the leading edge of the hydrofoil is inclined upward with respect to a horizontal plane, the hydrofoil generates upward lift,
The floating structure according to claim 1, wherein when the flow of water flowing into the leading edge of the hydrofoil is inclined downward with respect to a horizontal plane, the hydrofoil generates a downward lift.
請求項5または6に記載の浮体構造物であって、
前記翼角変更機構が、前記水中翼の後部に接続されて前記後部を昇降することを特徴とする浮体構造物。
The floating structure according to claim 5 or 6,
The floating structure, wherein the blade angle changing mechanism is connected to a rear portion of the hydrofoil and moves up and down the rear portion.
請求項5ないし7のいずれか1つに記載の浮体構造物であって、
前記水中翼が、
水中翼本体と、
前記水中翼本体の後縁側に設けられ、前記翼角変更機構により前記水中翼本体に対する相対翼角が変更可能なフラップと、
を備え、
前記翼角変更機構による前記水中翼の翼角変更が、前記フラップの前記相対翼角の変更であることを特徴とする浮体構造物。
A floating structure according to any one of claims 5 to 7,
The hydrofoil is
The hydrofoil body,
A flap that is provided on a rear edge side of the hydrofoil main body and that can change a relative blade angle with respect to the hydrofoil main body by the blade angle change mechanism;
With
Changing the blade angle of the hydrofoil by the blade angle changing mechanism is changing the relative blade angle of the flap.
請求項5ないし8のいずれか1つに記載の浮体構造物であって、
前記水中翼が、前記浮体本体よりも波上側に配置されることを特徴とする浮体構造物。
A floating structure according to any one of claims 5 to 8,
The floating structure according to claim 1, wherein the hydrofoil is disposed on the wave side of the floating body.
請求項1ないし9のいずれか1つに記載の浮体構造物であって、
前記推力発生機構が、前記機械的エネルギーの周期を、前記振動浮体または前記浮体本体の昇降周期よりも短い周期に変更する周期変更部を備えることを特徴とする浮体構造物。
A floating structure according to any one of claims 1 to 9,
The floating structure according to claim 1, wherein the thrust generation mechanism includes a cycle changing unit that changes the cycle of the mechanical energy to a cycle shorter than a lifting / lowering cycle of the vibrating floating body or the floating body main body.
請求項1ないし10のいずれか1つに記載の浮体構造物であって、
前記浮体本体上に配置される風力発電用の風車をさらに備えることを特徴とする浮体構造物。
A floating structure according to any one of claims 1 to 10,
A floating structure, further comprising a wind turbine for wind power generation disposed on the floating body.
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