JP2020080581A - Cable layout structure and wind turbine generation system - Google Patents

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良太 谷之木
Ryota Taninoki
良太 谷之木
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Abstract

To provide a cable layout structure which can suppresses buckling of a cable without changing the total buoyancy of a plurality of buoys when a shape of the cable is maintained in an arc-like shape by means of the buoyancy of the plurality of buoys and the tension of a wire against this.SOLUTION: A cable layout structure comprises: a cable; multiple buoys which are arranged side by side along a lengthwise direction of the cable, and attached to a buoy attachment object part of the cable to float the cable in water; and wires which are attached to the buoy attachment object part of the cable and maintains a shape of the buoy attachment object part in an arc-like shape by means of applying tension against buoyancy of the plurality of buoys to the cable. The buoyancy of the buoys arranged at end sides of the buoy attachment object part in the lengthwise direction of the cable is less than the buoyancy of the buoys arranged at the central part side of the buoy attachment object part.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、ケーブル布設構造および風力発電システムに関する。   The present invention relates to a cable laying structure and a wind power generation system.

浮体式の洋上設備にケーブルを接続する場合、海中でケーブルを弛ませるために、ケーブルの途中に複数のブイを取り付けて布設する構造が知られている（たとえば、特許文献１参照）。このようなケーブル布設構造においては、複数のブイの浮力を利用して海中にケーブルを浮かせることにより、ケーブルを弛ませている。また、複数のブイが取り付けられたケーブル部分にワイヤーを取り付け、ブイの浮力に対抗する張力をワイヤーによってケーブルに加えることにより、ケーブルの形状を円弧状に保持している。   When connecting a cable to a floating body type offshore facility, a structure is known in which a plurality of buoys are attached and laid in the middle of the cable in order to loosen the cable in the sea (for example, refer to Patent Document 1). In such a cable laying structure, the cables are loosened by floating the cables in the sea by utilizing the buoyancy of a plurality of buoys. Further, a wire is attached to a cable portion to which a plurality of buoys are attached, and a tension against the buoyancy of the buoy is applied to the cable by the wire, thereby maintaining the shape of the cable in an arc shape.

特開２０１４−９３９０２号公報JP, 2014-93902, A

上記特許文献１に記載のケーブル布設構造では、ブイの浮力とケーブルの曲げ剛性をワイヤーの張力で抑え込むことでケーブルを円弧状に曲げている。このため、図９に示すように、円弧状に曲がったケーブル５１の両側にそれぞれブイ５０の浮力ＦｍＬ，ＦｍＲが加わる場合、ブイ５０の浮力ＦｍＬ，ＦｍＲとワイヤー（不図示）の張力ＴＬ，ＴＲとを合成したときの合力ＦｈＬ，ＦｈＲが、ケーブル５１を圧縮する方向に作用する。したがって、ケーブル５１が座屈するおそれがある。また、ケーブル５１の座屈を抑制するには、ブイ５０の浮力ＦｍＬ，ＦｍＲを小さくすることが有効であるが、複数のブイ５０の合計浮力は、使用するケーブル５１の水中重量などに応じて設定する必要がある。このため、ブイ５０の浮力ＦｍＬ，ＦｍＲを小さくするにも限界がある。   In the cable laying structure described in Patent Document 1, the cable is bent in an arc shape by suppressing the buoyancy of the buoy and the bending rigidity of the cable by the tension of the wire. For this reason, as shown in FIG. 9, when the buoyancy forces FmL, FmR of the buoy 50 are applied to both sides of the cable 51 bent in an arc shape, respectively, the buoyancy forces FmL, FmR of the buoy 50 and the tensions TL, TR of the wires (not shown). The resultant forces FhL and FhR when combining and act on the direction in which the cable 51 is compressed. Therefore, the cable 51 may buckle. Further, in order to suppress the buckling of the cable 51, it is effective to reduce the buoyancy forces FmL and FmR of the buoy 50, but the total buoyancy of the plurality of buoys 50 depends on the underwater weight of the cable 51 to be used. Must be set. Therefore, there is a limit in reducing the buoyancy FmL, FmR of the buoy 50.

本発明の目的は、複数のブイの浮力とこれに対抗するワイヤーの張力によってケーブルの形状を円弧状に保持する場合に、複数のブイの合計浮力を変えなくてもケーブルの座屈を抑制することができるケーブル布設構造および風力発電システムを提供することにある。   An object of the present invention is to suppress buckling of a cable without changing the total buoyancy of a plurality of buoys when the shape of the cable is held in an arc shape by the buoyancy of a plurality of buoys and the tension of a wire against it. (EN) Provided is a cable laying structure and a wind power generation system.

本発明の第１の態様は、
ケーブルと、
前記ケーブルの長さ方向に並んで前記ケーブルのブイ取付対象部に取り付けられ、前記ケーブルを水中に浮かせる複数のブイと、
前記ケーブルの前記ブイ取付対象部に取り付けられ、前記複数のブイの浮力に対抗する張力を前記ケーブルに加えることにより、前記ブイ取付対象部の形状を円弧状に保持するワイヤーと、を備え、
前記ケーブルの長さ方向で前記ブイ取付対象部の端部側に配置されたブイの浮力が前記ブイ取付対象部の中央部側に配置されたブイの浮力よりも小さい、ケーブル布設構造である。 The first aspect of the present invention is
Cable,
A plurality of buoys that are attached to the buoy attachment target portion of the cable side by side in the lengthwise direction of the cable and float the cable in water.
Attached to the buoy attachment target portion of the cable, by applying a tension against the buoyancy of the plurality of buoys to the cable, a wire for holding the shape of the buoy attachment target portion in an arc shape, and,
In the cable laying structure, the buoyancy of the buoy arranged on the end side of the buoy attachment target part in the length direction of the cable is smaller than the buoyancy of the buoy arranged on the center side of the buoy attachment target part.

本発明の第２の態様は、
浮体式の風力発電設備と、
前記風力発電設備に接続されるケーブルと、
前記ケーブルの長さ方向に並んで前記ケーブルのブイ取付対象部に取り付けられ、前記ケーブルを浮かせる複数のブイと、
前記ケーブルの前記ブイ取付対象部に取り付けられ、前記複数のブイの浮力に対抗する張力を前記ケーブルに加えることにより、前記ブイ取付対象部の形状を円弧状に保持するワイヤーと、を備え、
前記ケーブルの長さ方向で前記ブイ取付対象部の端部側に配置されたブイの浮力が前記ブイ取付対象部の中央部側に配置されたブイの浮力よりも小さい、風力発電システムである。 The second aspect of the present invention is
A floating wind turbine,
A cable connected to the wind power generation facility,
A plurality of buoys that are attached to the buoy attachment target portion of the cable side by side in the lengthwise direction of the cable and float the cable.
Attached to the buoy attachment target portion of the cable, by applying a tension against the buoyancy of the plurality of buoys to the cable, a wire for holding the shape of the buoy attachment target portion in an arc shape, and,
In the wind power generation system, the buoyancy of the buoy arranged on the end side of the buoy attachment target part in the length direction of the cable is smaller than the buoyancy of the buoy arranged on the center side of the buoy attachment target part.

本発明によれば、複数のブイの浮力とこれに対抗するワイヤーの張力によってケーブルの形状を円弧状に保持する場合に、複数のブイの合計浮力を変えなくてもケーブルの座屈を抑制することができる。   According to the present invention, when the cable shape is held in an arc shape by the buoyancy of a plurality of buoys and the tension of the wire opposing thereto, buckling of the cable is suppressed without changing the total buoyancy of the plurality of buoys. be able to.

本発明の参考形態に係るケーブル布設構造を示す側面図である。It is a side view which shows the cable installation structure which concerns on the reference form of this invention. 本発明の実施形態に係る風力発電システムの構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the wind power generation system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る風力発電システムにおいて、水上設備の移動によりケーブルが縮んだ状態を示す側面図である。In the wind power generation system according to the embodiment of the present invention, it is a side view showing a state in which the cable is contracted by the movement of the water equipment. 本発明の実施形態に係るケーブル布設構造の要部を示す側面図である。It is a side view which shows the principal part of the cable laying structure which concerns on embodiment of this invention. ブイ取付対象部のたわみの様子を示す図であって、（Ａ）はケーブルの自重によるたわみを示し、（Ｂ）はブイの浮力によるたわみを示し、（Ｃ）は（Ａ）のたわみと（Ｂ）のたわみを合成したたわみ成分を示し、（Ｄ）は（Ｃ）の目標のたわみ量を得た状態を示す図である。It is a figure which shows the mode of the bending of a buoy attachment object part, (A) shows the bending by the own weight of a cable, (B) shows the bending by the buoyancy of a buoy, (C) shows the bending of (A), FIG. 7B is a diagram showing a flexure component obtained by combining the flexures of B), and FIG. 6D is a view showing a state where the target flexure amount of FIG. 比較例におけるブイの取付状態を示す図であって、（Ａ）はブイの取付位置を示し、（Ｂ）はケーブルの水中重量による初期たわみを示し、（Ｃ）はワイヤーの張力によるケーブルの目標たわみを示す図である。It is a figure which shows the mounting state of the buoy in a comparative example, (A) shows the mounting position of a buoy, (B) shows the initial deflection by the underwater weight of a cable, (C) shows the target of the cable by the tension of a wire. It is a figure which shows deflection. 実施例におけるブイの取付状態を示す図であって、（Ａ）はブイの取付位置を示し、（Ｂ）はケーブルの水中重量による初期たわみを示し、（Ｃ）はワイヤーの張力によるケーブルの目標たわみを示す図である。It is a figure which shows the mounting state of the buoy in an Example, (A) shows the mounting position of a buoy, (B) shows the initial deflection by the underwater weight of a cable, (C) shows the target of the cable by the tension of a wire. It is a figure which shows deflection. ワイヤーの張力とケーブルの屈折の関係を説明する図である。It is a figure explaining the relation of the tension of a wire, and the refraction of a cable. ケーブルの屈折が発生するメカニズムを説明する図である。It is a figure explaining the mechanism by which the bending of a cable occurs.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

＜本発明の実施形態の概要＞
（１）本実施形態のケーブル布設構造は、
ケーブルと、
前記ケーブルの長さ方向に並んで前記ケーブルのブイ取付対象部に取り付けられ、前記ケーブルを水中に浮かせる複数のブイと、
前記ケーブルの前記ブイ取付対象部に取り付けられ、前記複数のブイの浮力に対抗する張力を前記ケーブルに加えることにより、前記ブイ取付対象部の形状を円弧状に保持するワイヤーと、を備え、
前記ケーブルの長さ方向で前記ブイ取付対象部の端部側に配置されたブイの浮力が前記ブイ取付対象部の中央部側に配置されたブイの浮力よりも小さい、ケーブル布設構造である。 <Outline of Embodiment of the Present Invention>
(1) The cable laying structure of this embodiment is
Cable,
A plurality of buoys that are attached to the buoy attachment target portion of the cable side by side in the lengthwise direction of the cable and float the cable in water.
Attached to the buoy attachment target portion of the cable, by applying a tension against the buoyancy of the plurality of buoys to the cable, a wire for holding the shape of the buoy attachment target portion in an arc shape, and,
In the cable laying structure, the buoyancy of the buoy arranged on the end side of the buoy attachment target part in the length direction of the cable is smaller than the buoyancy of the buoy arranged on the center side of the buoy attachment target part.

上記（１）のケーブル布設構造によれば、複数のブイの浮力をすべて同一にする場合にくらべて、ケーブル（ブイ取付対象部）を円弧状に曲げるために必要なワイヤーの張力が小さくなる。このため、複数のブイの合計浮力を変えなくてもケーブルの座屈を抑制することができる。   According to the cable laying structure of the above (1), the tension of the wire required for bending the cable (buoy attachment target portion) in an arc shape is smaller than in the case where the buoyancy of the plurality of buoys is the same. Therefore, the buckling of the cable can be suppressed without changing the total buoyancy of the plurality of buoys.

（２）本実施形態のケーブル布設構造は、
前記複数のブイの浮力は、前記ブイ取付対象部の中央部から端部に向かって段階的に小さくなっている、ケーブル布設構造である。 (2) The cable laying structure of this embodiment is
The buoyancy of the plurality of buoys is a cable laying structure in which the buoyancy gradually decreases from the central portion to the end portion of the buoy attachment target portion.

上記（２）のケーブル布設構造によれば、各々のブイの浮力によるブイ取付対象部のたわみ量が、ブイ取付対象部の中央部から端部に向かって段階的に小さくなる。このため、ブイ取付対象部におけるケーブルの初期たわみ形状が、目標とする円弧状に近くなる。したがって、ワイヤーの張力でブイ取付対象部を目標とする円弧状に曲げやすくなる。さらに、ブイ取付対象部の円弧形状の歪みも小さくなる。   According to the cable laying structure of the above (2), the amount of deflection of the buoy mounting target portion due to the buoyancy of each buoy gradually decreases from the central portion to the end portion of the buoy mounting target portion. Therefore, the initial deflection shape of the cable in the buoy attachment target portion becomes close to the target arc shape. Therefore, it becomes easy to bend the buoy attachment target portion into a target arc shape by the tension of the wire. Further, the distortion of the arcuate shape of the buoy attachment target portion is also reduced.

（３）本実施形態の風力発電システムは、
浮体式の風力発電設備と、
前記風力発電設備に接続されるケーブルと、
前記ケーブルの長さ方向に並んで前記ケーブルのブイ取付対象部に取り付けられ、前記ケーブルを浮かせる複数のブイと、
前記ケーブルの前記ブイ取付対象部に取り付けられ、前記複数のブイの浮力に対抗する張力を前記ケーブルに加えることにより、前記ブイ取付対象部の形状を円弧状に保持するワイヤーと、を備え、
前記ケーブルの長さ方向で前記ブイ取付対象部の端部側に配置されたブイの浮力が前記ブイ取付対象部の中央部側に配置されたブイの浮力よりも小さい、風力発電システムである。 (3) The wind power generation system of this embodiment is
A floating wind turbine,
A cable connected to the wind power generation facility,
A plurality of buoys that are attached to the buoy attachment target portion of the cable side by side in the lengthwise direction of the cable and float the cable,
Attached to the buoy attachment target portion of the cable, by applying a tension against the buoyancy of the plurality of buoys to the cable, a wire for holding the shape of the buoy attachment target portion in an arc shape, comprising:
In the wind power generation system, the buoyancy of the buoy arranged on the end side of the buoy attachment target part in the length direction of the cable is smaller than the buoyancy of the buoy arranged on the center side of the buoy attachment target part.

上記（３）の風力発電システムによれば、複数のブイの浮力をすべて同一にする場合にくらべて、ケーブル（ブイ取付対象部）を円弧状に曲げるために必要なワイヤーの張力が小さくなる。このため、複数のブイの合計浮力を変えなくてもケーブルの座屈を抑制することができる。   According to the wind power generation system of the above (3), the tension of the wire required for bending the cable (buoy attachment target portion) in an arc shape is smaller than in the case where the buoyancy of all the buoys is the same. Therefore, the buckling of the cable can be suppressed without changing the total buoyancy of the plurality of buoys.

＜本発明の参考形態＞
図１は本発明の参考形態に係るケーブル布設構造を示す側面図である。
図１において、ケーブル８は、水底６と水面７との間、すなわち水中に配置されている。ケーブル８には複数のブイ１０が取り付けられている。複数のブイ１０は、ケーブル８の長さ方向において、ブイ１０を取り付ける対象として予め設定されたケーブル部分（以下、「ブイ取付対象部」という。）１１に取り付けられている。なお、図１においては、ブイ取付対象部１１以外のケーブル部分を省略している。 <Reference embodiment of the present invention>
FIG. 1 is a side view showing a cable laying structure according to a reference embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the cable 8 is arranged between the water bottom 6 and the water surface 7, that is, underwater. A plurality of buoys 10 are attached to the cable 8. The plurality of buoys 10 are attached to a cable portion (hereinafter, referred to as a “buoy attachment target portion”) 11 which is set in advance in the length direction of the cable 8 as an object to which the buoy 10 is attached. In FIG. 1, the cable portion other than the buoy attachment target portion 11 is omitted.

複数のブイ１０は、ケーブル８の長さ方向に一列に並んで取り付けられている。また、各々のブイ１０は、ケーブル８の長さ方向で隣り合う２つのブイ１０の間隔が同一となるように取り付けられている。   The plurality of buoys 10 are attached in a line in the length direction of the cable 8. Further, each buoy 10 is attached such that two adjacent buoys 10 in the length direction of the cable 8 have the same interval.

上述のように複数のブイ１０が取り付けられたケーブル８にはワイヤー１２が取り付けられている。ワイヤー１２は、シンカー１３を用いて水底６に係留されている。ワイヤー１２は、シンカー１３から鉛直上向きに立ち上がるワイヤー部分（以下、「幹ワイヤー」）１２ａと、幹ワイヤー１２ａの上端部で枝分かれする複数のワイヤー部分（以下、「枝ワイヤー」）１２ｂと、を有する。複数の枝ワイヤー１２ｂの終端部は、それぞれケーブル８に取り付けられている。複数の枝ワイヤー１２ｂは、ケーブル８の長さ方向で隣り合う２つの枝ワイヤー１２ｂの間に１つずつブイ１０を挟むようにケーブル８に取り付けられている。   The wire 12 is attached to the cable 8 to which the plurality of buoys 10 are attached as described above. The wire 12 is moored to the water bottom 6 using a sinker 13. The wire 12 has a wire portion (hereinafter, “trunk wire”) 12a that rises vertically upward from the sinker 13, and a plurality of wire portions (hereinafter, “branch wire”) 12b branched at the upper end of the trunk wire 12a. .. The terminal ends of the plurality of branch wires 12b are attached to the cable 8, respectively. The plurality of branch wires 12b are attached to the cable 8 such that the buoy 10 is sandwiched between two branch wires 12b adjacent to each other in the length direction of the cable 8.

上記構成からなるケーブル布設構造においては、複数のブイ１０の浮力によってケーブル８が水中に浮かんでいる。これに対して、ワイヤー１２は、複数のブイ１０の浮力に対抗する張力をケーブル８に加えている。これにより、ケーブル８は水中で円弧状（鉛直上向きに凸）の形状に保持されている。   In the cable laying structure having the above configuration, the cable 8 floats in water due to the buoyancy of the plurality of buoys 10. On the other hand, the wire 12 applies a tension against the buoyancy of the plurality of buoys 10 to the cable 8. As a result, the cable 8 is held in water in an arc shape (convex vertically upward).

水中のケーブル８には、上向きの力、下向きの力、および横向きの力が作用している。具体的には、ケーブル８に取り付けられた複数のブイ１０の個数をｎ個とすると、ケーブル８に作用する上向きの力には、「Ｆｎ」と、「Ｆｖｂｎ」がある。Ｆｎは、ブイ取付対象部の一端部から他端部に向かってｎ番目に配置されたブイ１０の浮力である。Ｆｖｂｎは、ｎ番目に配置されたブイ１０の近傍でケーブル８の曲げに対する反力として働く垂直成分の力である。   An upward force, a downward force, and a lateral force act on the underwater cable 8. Specifically, when the number of the plurality of buoys 10 attached to the cable 8 is n, the upward force acting on the cable 8 includes “Fn” and “Fvbn”. Fn is the buoyancy of the buoy 10 arranged at the n-th position from one end to the other end of the buoy attachment target portion. Fvbn is the force of the vertical component that acts as a reaction force to the bending of the cable 8 near the buoy 10 arranged at the n-th position.

ケーブル８に作用する下向きの力には、「Ｔｖｎ」と、「Ｗｎ」と、「Ｗｃ１，Ｗｃ２」と、「Ｆｔ」がある。Ｔｖｎは、ｎ番目のブイ１０を間に挟む２つの枝ワイヤー１２の張力による垂直成分の力である。Ｗｎは、ｎ番目のブイ１０の近傍におけるケーブル重量による力である。Ｗｃ１，Ｗｃ２は、ケーブル８のブイ取付対象部１１の両脇から垂れ下がるケーブル重量による力である。Ｆｔは、幹ワイヤー１２が複数のブイ１０による浮上を抑制しようとする力である。   The downward force acting on the cable 8 includes “Tvn”, “Wn”, “Wc1, Wc2”, and “Ft”. Tvn is the force of the vertical component due to the tension of the two branch wires 12 that sandwich the n-th buoy 10. Wn is the force due to the cable weight near the nth buoy 10. Wc1 and Wc2 are forces due to the weight of the cable hanging from both sides of the buoy attachment target portion 11 of the cable 8. Ft is a force with which the trunk wire 12 tries to suppress the floating of the buoys 10.

ケーブル８に作用する横向きの力には、「Ｔｐｎ」と、「Ｆｐｂｎ」がある。Ｔｐｎは、ｎ番目のブイ１０を間に挟む２つの枝ワイヤー１２の張力による水平成分の力である。Ｆｐｂｎは、ｎ番目に配置されたブイ１０の近傍でケーブル８の曲げに対する反力として働く水平成分の力である。   The lateral force acting on the cable 8 includes “Tpn” and “Fpbn”. Tpn is the force of the horizontal component due to the tension of the two branch wires 12 that sandwich the n-th buoy 10. Fpbn is a horizontal component force acting as a reaction force against the bending of the cable 8 near the buoy 10 arranged at the n-th position.

このように、ケーブル８には各種の力が働いており、これらの力の釣り合いによってケーブル８が水中で円弧状の形状に保持されている。   As described above, various forces act on the cable 8, and the balance of these forces holds the cable 8 in the shape of an arc in water.

＜本発明の発明者の知見＞
上述のようにケーブル８を円弧状に曲げるためには、複数のブイ１０による浮力とケーブル８の曲げ剛性を、ワイヤー１２の張力で抑え込む必要がある。ただし、ワイヤー１２の張力が大きくなりすぎると、上記図９を用いて説明した、ブイの浮力とワイヤーの張力との合力により、ケーブル８が座屈を起こすおそれがある。また、ワイヤー１２の張力が大きくなると、ケーブル布設時の作業性も悪化してしまう。 <Inventor's findings of the present invention>
In order to bend the cable 8 in an arc shape as described above, it is necessary to suppress the buoyancy of the plurality of buoys 10 and the bending rigidity of the cable 8 by the tension of the wire 12. However, if the tension of the wire 12 becomes too large, the cable 8 may buckle due to the resultant force of the buoyancy of the buoy and the tension of the wire described with reference to FIG. Further, when the tension of the wire 12 is increased, workability at the time of laying the cable is also deteriorated.

そこで本発明者は、複数のブイ１０の合計浮力を変えずに、ケーブル８を円弧状に曲げるためのワイヤー１２の張力を小さくすることができないか、種々の観点から鋭意検討した。そして、ケーブル８に取り付けられているブイ１０の大きさに着目するに至った。具体的には、上記参考形態に係るケーブル布設構造では、複数のブイ１０に求められる合計浮力を各々のブイ１０に均等に割り当てるという考えのもと、ケーブル８に取り付けられた複数のブイ１０がすべて同じ大きさ（浮力）になっていることに着目した。そして、複数のブイ１０の大きさに違いをもたせることにより、複数のブイ１０の合計浮力を変えなくてもワイヤー１２の張力を小さくすることができるという知見を得た。本発明は、このような発明者の知見に基づいてなされたものである。   Therefore, the present inventor diligently studied from various points of view whether it is possible to reduce the tension of the wire 12 for bending the cable 8 in an arc shape without changing the total buoyancy of the plurality of buoys 10. Then, they came to pay attention to the size of the buoy 10 attached to the cable 8. Specifically, in the cable laying structure according to the above-described reference embodiment, the plurality of buoys 10 attached to the cables 8 are arranged based on the idea that the total buoyancy required for the plurality of buoys 10 is evenly assigned to each buoy 10. We paid attention to the fact that they are all the same size (buoyancy). Then, it was found that the tension of the wire 12 can be reduced by changing the sizes of the plurality of buoys 10 without changing the total buoyancy of the plurality of buoys 10. The present invention has been made based on the findings of the inventor.

＜本発明の実施形態の詳細＞
（風力発電システム）
図２は本発明の実施形態に係る風力発電システムの構成を示す側面図である。
図２においては、浮体式の水上設備１が、浮力により水上に浮いた状態で設置されている。本実施形態では風力発電システムを想定していることから、水上設備１は浮体式の風力発電設備を構成する。すなわち、水上設備１は、水上に浮かぶタワー２と、タワー２に搭載されたナセル３と、ハブ４と、ブレード５と、を備えている。 <Details of the embodiment of the present invention>
(Wind power generation system)
FIG. 2 is a side view showing the configuration of the wind power generation system according to the embodiment of the present invention.
In FIG. 2, the floating-type water equipment 1 is installed in a state of floating above the water due to buoyancy. Since a wind power generation system is assumed in this embodiment, the floating facility 1 constitutes a floating wind power generation facility. That is, the water equipment 1 includes a tower 2 floating on the water, a nacelle 3 mounted on the tower 2, a hub 4, and a blade 5.

タワー２は、図示しないチェーンやワイヤーなどを用いて水底６に係留されている。ただし、タワー２は、水上に浮いたまま所定の範囲を移動可能となっている。タワー２は縦向きの姿勢で水上に浮いている。タワー２の上部は水面７から突出し、タワー２の下部は水中に沈んでいる。   The tower 2 is moored to the water bottom 6 using a chain, a wire or the like (not shown). However, the tower 2 can move within a predetermined range while floating on the water. The tower 2 is floating vertically on the water. The upper part of the tower 2 projects from the water surface 7, and the lower part of the tower 2 is submerged.

ナセル３は、タワー２の上部に搭載されている。ナセル３の内部には、図示しない回転軸、増速機、発電機、変圧器などが収容されている。ハブ４およびブレード５は、風車を構成している。ハブ４は、ナセル３内の回転軸に連結されている。ハブ４には複数のブレード５が取り付けられている。   The nacelle 3 is mounted on the upper part of the tower 2. Inside the nacelle 3, a rotary shaft, a speed increaser, a generator, a transformer, etc., which are not shown, are housed. The hub 4 and the blades 5 form a wind turbine. The hub 4 is connected to the rotating shaft in the nacelle 3. A plurality of blades 5 are attached to the hub 4.

上記構成からなる水上設備１は、次のような原理で電力を発生する。まず、各々のブレード５に風が当たると、ブレード５と共にハブ４が回転する。ハブ４の回転はナセル３に伝達される。その際、ナセル３内では、ハブ４の回転を増速機、発電機および変圧器により電気に変換する。   The above-water installation 1 having the above configuration generates electric power based on the following principle. First, when wind blows on each blade 5, the hub 4 rotates together with the blade 5. The rotation of the hub 4 is transmitted to the nacelle 3. At that time, in the nacelle 3, the rotation of the hub 4 is converted into electricity by a speed increaser, a generator and a transformer.

水上設備１で発生した電力は、たとえば図示しない変電設備に送られる。その場合、水上設備１と変電設備との間に送電路を形成する必要がある。送電路の形成は、ケーブル８の布設によって行われる。ケーブル８としては、たとえば直流送電ケーブルなどの電力ケーブルを用いることができる。   The electric power generated in the water equipment 1 is sent to, for example, a substation equipment (not shown). In that case, it is necessary to form a power transmission line between the water equipment 1 and the substation equipment. The transmission line is formed by laying the cable 8. As the cable 8, for example, a power cable such as a DC power transmission cable can be used.

ケーブル８は、水上設備１から大きく離れたところでは水底６に敷設または埋設され、水上設備１にある程度近づいたところでは水上設備１を接続先として水底６から立ち上がるように布設されている。また、ケーブル８は、水底６から水上設備１に至る部分では、複数のブイ１０によって水中に浮いた状態に保持されている。本実施形態では一例として７つのブイ１０を用いてケーブル８を水中に浮かせている。これにより、ケーブル８は、複数のブイ１０の浮力により水底６から立ち上げられている。また、ケーブル８は、複数のブイ１０と水上設備１との間にＵ字形の懸垂部（弛み）９を形成し、この懸垂部９を介して水上設備１に接続されている。   The cable 8 is laid or buried in the water bottom 6 at a place far away from the water surface facility 1, and is laid so as to stand up from the water bottom 6 with the water surface facility 1 as a connection destination when the cable 8 approaches the water surface facility 1 to some extent. Further, the cable 8 is held in a state of being floated in the water by the plurality of buoys 10 in the portion from the water bottom 6 to the water equipment 1. In the present embodiment, as an example, the cable 8 is floated in water using seven buoys 10. Thereby, the cable 8 is raised from the water bottom 6 by the buoyancy of the plurality of buoys 10. Further, the cable 8 forms a U-shaped suspension portion (slack) 9 between the plurality of buoys 10 and the water equipment 1, and is connected to the water equipment 1 via the suspension portion 9.

以降の説明では、ケーブル８の長さ方向において、複数のブイ１０が取り付けられているケーブル部分１１を「ブイ取付対象部１１」という。ケーブル８のブイ取付対象部１１にはワイヤー１２が取り付けられている。ワイヤー１２は、シンカー１３を用いて水底６に係留されている。   In the following description, the cable portion 11 to which the plurality of buoys 10 are attached in the length direction of the cable 8 is referred to as “buoy attachment target portion 11”. A wire 12 is attached to a buoy attachment target portion 11 of the cable 8. The wire 12 is moored to the water bottom 6 using a sinker 13.

上記構成からなる風力発電システムにおいては、浮体式の水上設備１が水上で移動した場合に、それに従って懸垂部９が伸び縮みする。たとえば図３に示すように水上設備１がシンカー１３に近づく方向に移動すると、懸垂部９は弛み量が多くなるように縮められる。また、図示はしないが水上設備１がシンカー１３から遠ざかる方向に移動すると、懸垂部９は弛み量が少なくなるように伸ばされる。このように、水上設備１の移動に従って懸垂部９が伸び縮みすることにより、水上設備１の移動が許容（吸収）される。   In the wind power generation system having the above-mentioned configuration, when the floating type floating equipment 1 moves on the water, the suspension portion 9 expands and contracts accordingly. For example, as shown in FIG. 3, when the water equipment 1 moves toward the sinker 13, the suspension 9 is contracted so that the amount of slack increases. Although not shown, when the water equipment 1 moves in a direction away from the sinker 13, the suspension portion 9 is stretched so that the amount of slack is reduced. In this way, the suspension 9 expands and contracts in accordance with the movement of the water equipment 1, whereby the movement of the water equipment 1 is allowed (absorbed).

（ケーブル布設構造）
図４は本発明の実施形態に係るケーブル布設構造の要部を示す側面図である。図４は図２のブイ取付対象部１１とこれにつながるワイヤー１２およびシンカー１３の部分を拡大した図である。なお、図中の記号Ｆｎ、Ｆｖｂｎ、Ｔｖｎ、Ｗｎ、Ｗｃ１、Ｗｃ２、Ｆｔ、Ｔｐｎ、Ｆｐｂｎに関しては、上記図１を用いて説明した内容と同様であるため、ここでは説明を省略する。 (Cable laying structure)
FIG. 4 is a side view showing a main part of the cable laying structure according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is an enlarged view of the buoy attachment target portion 11 of FIG. 2, the wire 12 and the sinker 13 connected to the buoy attachment target portion 11. The symbols Fn, Fvbn, Tvn, Wn, Wc1, Wc2, Ft, Tpn, and Fpbn in the figure are the same as those described with reference to FIG.

図４においては、ケーブル８の長さ方向に複数のブイ１０が一列に並んで取り付けられている。各々のブイ１０は、ケーブル８を水中に浮かべることができる浮力を有し、かつ、ケーブル８に取付可能なものであれば、どのような構造でもかまわない。具体例を挙げると、ブイ１０としては、水よりも比重の小さい樹脂製であって、ケーブル８を通すための軸孔を有する円柱状に形成されたものを使用可能である。各々のブイ１０は、ケーブル８の長さ方向に位置ずれしないようにケーブル８に固定されている。また、各々のブイ１０は、ケーブル８の長さ方向で隣り合う２つのブイ１０の間隔（中心間距離）が同一となるように取り付けられている。   In FIG. 4, a plurality of buoys 10 are attached in a line in the length direction of the cable 8. Each buoy 10 may have any structure as long as it has a buoyancy capable of floating the cable 8 in water and can be attached to the cable 8. As a specific example, the buoy 10 may be made of a resin having a smaller specific gravity than water and formed in a cylindrical shape having a shaft hole for passing the cable 8. Each buoy 10 is fixed to the cable 8 so as not to be displaced in the length direction of the cable 8. Further, each buoy 10 is attached such that two buoys 10 adjacent to each other in the length direction of the cable 8 have the same interval (center-to-center distance).

ワイヤー１２は、シンカー１３から鉛直上向きに立ち上がる幹ワイヤー１２ａと、幹ワイヤー１２ａの上端部で枝分かれする複数の枝ワイヤー１２ｂと、を有する。複数の枝ワイヤー１２ｂの終端部は、それぞれケーブル８に取り付けられている。複数の枝ワイヤー１２ｂは、ケーブル８の長さ方向で隣り合う２つの枝ワイヤー１２ｂの間に１つずつブイ１０を挟むようにケーブル８に取り付けられている。   The wire 12 has a trunk wire 12a that rises vertically upward from the sinker 13, and a plurality of branch wires 12b that branch off at the upper end of the trunk wire 12a. The terminal ends of the plurality of branch wires 12b are attached to the cable 8, respectively. The plurality of branch wires 12b are attached to the cable 8 such that the buoy 10 is sandwiched between two branch wires 12b adjacent to each other in the length direction of the cable 8.

ケーブル８のブイ取付対象部１１において、ワイヤー１２は、ケーブル８に直接取り付けてもよいし、ブイ１０を介してケーブル８に間接的に取り付けてもよい。ただし、ブイ１０は比重の小さい材料で構成する必要があるため、ワイヤー１２の張力に耐え得るだけの強度を確保することが難しい。したがって、本実施形態においては、ケーブル８にワイヤー１２を直接取り付けることで、ワイヤー１２の張力がブイ１０に加わらない構成を採用している。   In the buoy attachment target portion 11 of the cable 8, the wire 12 may be directly attached to the cable 8 or indirectly attached to the cable 8 via the buoy 10. However, since the buoy 10 needs to be made of a material having a small specific gravity, it is difficult to secure the strength enough to withstand the tension of the wire 12. Therefore, in the present embodiment, the structure in which the tension of the wire 12 is not applied to the buoy 10 by directly attaching the wire 12 to the cable 8 is adopted.

（ブイの浮力の大小関係）
ここで、ブイ１０の浮力の大小関係について説明する。
ケーブル８のブイ取付対象部１１に取り付けられた複数のブイ１０の浮力を相対的に比較すると、ケーブル８の長さ方向でブイ取付対象部１１の端部側に配置されたブイ１０の浮力は、ブイ取付対象部１１の中央部側に配置されたブイ１０の浮力よりも小さくなっている。具体的には、複数のブイ１０の浮力が、ブイ取付対象部１１の中央部から端部に向かって段階的に小さくなっている。以下、さらに詳しく説明する。 (Relationship between buoyancy and buoyancy)
Here, the magnitude relationship of the buoyancy of the buoy 10 will be described.
Comparing the buoyancy of the plurality of buoys 10 attached to the buoy attachment target portion 11 of the cable 8, the buoyancy of the buoy 10 arranged on the end side of the buoy attachment target portion 11 in the length direction of the cable 8 is The buoyancy is smaller than the buoyancy of the buoy 10 arranged on the central portion side of the buoy attachment target portion 11. Specifically, the buoyancy of the plurality of buoys 10 gradually decreases from the central portion to the end portion of the buoy attachment target portion 11. The details will be described below.

まず、上記図４に例示したようにケーブル８のブイ取付対象部１１に７個のブイ１０が取り付けられている場合、ブイ取付対象部１１の一端部から他端部に向かってブイ１０を１つずつ数えたときに、１番目となるブイ１０に１０ａの参照符号、２番目となるブイ１０に１０ｂの参照符号、３番目となるブイ１０に１０ｃの参照符号、４番目となるブイ１０に１０ｄの参照符号、５番目となるブイ１０に１０ｅの参照符号、６番目となるブイ１０に１０ｆの参照符号、７番目となるブイ１０に１０ｇの参照符号を付す。そうした場合、４番目のブイ１０ｄはブイ取付対象部１１の中央部に配置される。また、１番目のブイ１０ａはブイ取付対象部１１の一端部に配置され、７番目のブイ１０ｇはブイ取付対象部１１の他端部に配置される。   First, when seven buoys 10 are attached to the buoy attachment target portion 11 of the cable 8 as illustrated in FIG. 4, the buoy 10 is moved from one end of the buoy attachment target portion 11 toward the other end. When counted one by one, the first buoy 10 has a reference code of 10a, the second buoy 10 has a reference code of 10b, the third buoy 10 has a reference code of 10c, and the fourth buoy 10 has a reference code of 10c. A reference numeral of 10d, a reference numeral of 10e is attached to the fifth buoy 10, a reference numeral of 10f is attached to a sixth buoy 10, and a reference numeral of 10g is attached to a seventh buoy 10. In such a case, the fourth buoy 10d is arranged at the center of the buoy attachment target portion 11. Further, the first buoy 10a is arranged at one end of the buoy mounting target portion 11, and the seventh buoy 10g is arranged at the other end of the buoy mounting target portion 11.

また、１番目のブイ１０ａの浮力をＦ１、２番目のブイ１０ｂの浮力をＦ２、３番目のブイ１０ｃの浮力をＦ３、４番目のブイ１０ｄの浮力をＦ４、５番目のブイ１０ｅの浮力をＦ５、６番目のブイ１０ｆの浮力をＦ６、７番目のブイ１０ｇの浮力をＦ７とすると、これらの浮力の大小関係は下記の（１）〜（５）の条件を満たしている。
Ｆ４＞Ｆ３＞Ｆ２＞Ｆ１ …（１）
Ｆ４＞Ｆ５＞Ｆ６＞Ｆ７ …（２）
Ｆ３＝Ｆ５ …（３）
Ｆ２＝Ｆ６ …（４）
Ｆ１＝Ｆ７ …（５） The buoyancy of the first buoy 10a is F1, the buoyancy of the second buoy 10b is F2, the buoyancy of the third buoy 10c is F3, the buoyancy of the fourth buoy 10d is F4, and the buoyancy of the fifth buoy 10e is F4. If the buoyancy of F5 and the sixth buoy 10f is F6 and the buoyancy of the seventh buoy 10g is F7, then the magnitude relationship of these buoyancy satisfies the following conditions (1) to (5).
F4>F3>F2>F1 (1)
F4>F5>F6>F7 (2)
F3=F5 (3)
F2=F6 (4)
F1=F7 (5)

すなわち、７個のブイ１０のうち、ブイ取付対象部１１の中央部に配置された４番目のブイ１０ｄの浮力が最も大きくなっている。そして、４番目のブイ１０ｄから１番目のブイ１０ａに向かって、各々のブイ１０の浮力が段階的に小さくなっている。同様に、４番目のブイ１０ｄから７番目のブイ１０ｇに向かって、各々のブイ１０の浮力が段階的に小さくなっている。また、本実施形態では、各々のブイ１０の浮力に応じて、大きさ（体積）の異なるブイ１０を用いている。具体的には、ブイ取付対象部１１の中央部に配置された４番目のブイ１０ｄの大きさが最も大きくなっている。そして、４番目のブイ１０ｄから１番目のブイ１０ａに向かって、各々のブイ１０の大きさが段階的に小さくなっている。同様に、４番目のブイ１０ｄから７番目のブイ１０ｇに向かって、各々のブイ１０の大きさが段階的に小さくなっている。   That is, among the seven buoys 10, the buoyancy of the fourth buoy 10d arranged at the center of the buoy attachment target portion 11 is the largest. The buoyancy of each buoy 10 gradually decreases from the fourth buoy 10d to the first buoy 10a. Similarly, the buoyancy of each buoy 10 gradually decreases from the fourth buoy 10d to the seventh buoy 10g. Further, in this embodiment, buoys 10 having different sizes (volumes) are used according to the buoyancy of each buoy 10. Specifically, the size of the fourth buoy 10d arranged at the center of the buoy attachment target portion 11 is the largest. The size of each buoy 10 is gradually reduced from the fourth buoy 10d to the first buoy 10a. Similarly, the size of each buoy 10 gradually decreases from the fourth buoy 10d to the seventh buoy 10g.

なお、ブイ取付対象部１１の中央部とは、ケーブル８の長さ方向におけるブイ取付対象部１１の中間部を意味する。たとえば、ブイ取付対象部１１のケーブル長がＬ（ｍ）であるとすると、ブイ取付対象部１１の端部からＬ／２のところがブイ取付対象部１１の中央部となる。   The central portion of the buoy attachment target portion 11 means an intermediate portion of the buoy attachment target portion 11 in the length direction of the cable 8. For example, if the cable length of the buoy attachment target portion 11 is L (m), the position of L/2 from the end of the buoy attachment target portion 11 is the central portion of the buoy attachment target portion 11.

上述のように、ケーブル８のブイ取付対象部１１に取り付けられる複数のブイ１０の浮力に違いをもたせることにより、以下の計算例にも示すように、ワイヤー１２の張力を小さくすることができる。   As described above, by making the buoyancy of the plurality of buoys 10 attached to the buoy attachment target portion 11 of the cable 8 different, the tension of the wire 12 can be reduced as shown in the following calculation example.

＜ワイヤー張力の計算例＞
以下に、上記参照形態に対応する比較例と、上記実施形態に対応する実施例について、それぞれワイヤーの必要張力を計算により求めた結果について述べる。 <Example of wire tension calculation>
The results obtained by calculating the required tension of the wire will be described below for the comparative example corresponding to the above-described reference embodiment and the example corresponding to the above-described embodiment.

まず、ワイヤーの必要張力を求めるのに先立ってブイ取付対象部のたわみを計算する。
このたわみ計算では、ブイ取付対象部１１の中央部を固定端、ブイ取付対象部１１の一端部を自由端として、ブイ取付対象部１１を片持ち梁とみなす。そうすると、ケーブル８をワイヤー１２で引っ張る前のたわみ（以下、「ケーブル初期たわみ」という。）は、ケーブル８の自重によるたわみと、ブイ１０の浮力によるたわみとを合成したたわみ成分で表すことができる。図５はブイ取付対象部１１を片持ち梁とみなしたときのたわみの様子を示すもので、図中（Ａ）はケーブル８の自重によるブイ取付対象部１１のたわみ量δａを示し、（Ｂ）はブイ１０の浮力によるブイ取付対象部１１のたわみ量δｂを示す。また、図５の（Ｃ）は上記（Ａ）のたわみ量δａと（Ｂ）のたわみ量δｂを合成したたわみ成分δｃを示し、図５の（Ｄ）は上記（Ｃ）のたわみ成分δｃをもつブイ取付対象部１１に垂直方向の張力成分を加えて目標のたわみ量δｄを得た状態を示している。なお、以降の説明では、上記図５（Ａ），（Ｄ）のような鉛直下向きのたわみ量を正の値、上記図５（Ｂ），（Ｃ）のような鉛直上向きのたわみ量を負の値で表す。 First, before obtaining the required tension of the wire, the deflection of the buoy mounting target part is calculated.
In this deflection calculation, the central portion of the buoy attachment target portion 11 is regarded as a fixed end and one end portion of the buoy attachment target portion 11 is regarded as a free end, and the buoy attachment target portion 11 is regarded as a cantilever. Then, the deflection before pulling the cable 8 with the wire 12 (hereinafter, referred to as "cable initial deflection") can be represented by a deflection component that is a combination of the deflection due to the weight of the cable 8 and the deflection due to the buoyancy of the buoy 10. .. FIG. 5 shows a state of flexure when the buoy mounting target portion 11 is regarded as a cantilever beam. In the figure, (A) shows a flexure amount δa of the buoy mounting target portion 11 due to the weight of the cable 8, and (B ) Indicates the amount of deflection δb of the buoy mounting target portion 11 due to the buoyancy of the buoy 10. Further, (C) of FIG. 5 shows a flexure component δc obtained by combining the flexure amount δa of (A) and the flexure amount δb of (B), and FIG. 5D shows the flexure component δc of (C). A state in which a target deflection amount δd is obtained by applying a vertical tension component to the buoy attachment target portion 11 is shown. In the following description, the vertical downward deflection amount as shown in FIGS. 5A and 5D is a positive value, and the vertical upward deflection amount as shown in FIGS. 5B and 5C is a negative value. It is expressed by the value of.

（比較例）
比較例においては、図６に示すように、ケーブル８のブイ取付対象部１１に合計１０個のブイ１０を取り付ける場合を想定した。そして、各々のブイ１０の浮力をすべて同一とした。また、図６（Ａ）に示すようにブイ取付対象部１１のケーブル長をＬ、ブイ取付対象部１１の中央部から端部に向かって順に並ぶ５つのブイ１０の浮力をそれぞれＦｍ１，Ｆｍ２，Ｆｍ３，Ｆｍ４，Ｆｍ５とした。また、図６（Ｂ）に示すように、ブイ取付対象部１１のケーブル初期たわみをδｉ、ケーブル８の合計水中重量をＭｔとした。さらに、図６（Ｃ）に示すように、ブイ取付対象部１１のケーブル目標たわみをδｅとし、ワイヤー１２の必要張力をＴとした。ただし、ワイヤー１２については計算の便宜上ブイ取付対象部１１の両脇に２本の枝ワイヤー１２ｂを取り付ける場合を想定し、これらの枝ワイヤー１２ｂがなす角度θをケーブル曲げ角度とした。 (Comparative example)
In the comparative example, as shown in FIG. 6, it is assumed that a total of 10 buoys 10 are attached to the buoy attachment target portion 11 of the cable 8. Then, the buoyancy of each buoy 10 was made the same. Further, as shown in FIG. 6(A), the cable length of the buoy attachment target portion 11 is L, and the buoyancy of five buoys 10 arranged in order from the central portion to the end portion of the buoy attachment target portion 11 is Fm1, Fm2, respectively. It was set to Fm3, Fm4, and Fm5. Further, as shown in FIG. 6B, the initial cable deflection of the buoy attachment target portion 11 was δi, and the total underwater weight of the cable 8 was Mt. Further, as shown in FIG. 6C, the cable target deflection of the buoy attachment target portion 11 was δe, and the required tension of the wire 12 was T. However, regarding the wire 12, it is assumed that two branch wires 12b are attached to both sides of the buoy attachment target portion 11 for convenience of calculation, and the angle θ formed by these branch wires 12b is defined as a cable bending angle.

（実施例）
実施例においても、図７に示すように、ケーブル８のブイ取付対象部１１に合計１０個のブイ１０を取り付ける場合を想定した。ただし、各々のブイ１０の浮力は、ブイ取付対象部１１の中央部から端部（両端部）に向かって段階的に小さくなるようにした。また、図７（Ａ）に示すようにブイ取付対象部１１のケーブル長をＬ、ブイ取付対象部１１の中央部から端部に向かって順に並ぶ５つのブイ１０の浮力をそれぞれＦｍ１，Ｆｍ２，Ｆｍ３，Ｆｍ４，Ｆｍ５とした。また、図７（Ｂ）に示すように、ブイ取付対象部１１のケーブル初期たわみをδｉ、ケーブル８の合計水中重量をＭｔとした。さらに、図７（Ｃ）に示すように、ブイ取付対象部１１のケーブル目標たわみをδｅとし、ワイヤー１２の必要張力をＴとした。ただし、ワイヤー１２については計算の便宜上ブイ取付対象部１１の両脇に２本の枝ワイヤー１２ｂを取り付ける場合を想定し、これらの枝ワイヤー１２ｂがなす角度θをケーブル曲げ角度とした。 (Example)
Also in the embodiment, as shown in FIG. 7, it is assumed that a total of 10 buoys 10 are attached to the buoy attachment target portion 11 of the cable 8. However, the buoyancy of each buoy 10 is made to gradually decrease from the central portion of the buoy mounting target portion 11 toward the end portions (both end portions). As shown in FIG. 7(A), the cable length of the buoy attachment target portion 11 is L, and the buoyancy of the five buoys 10 arranged in order from the central portion to the end portion of the buoy attachment target portion 11 is Fm1, Fm2, respectively. It was set to Fm3, Fm4, and Fm5. Further, as shown in FIG. 7B, the initial cable deflection of the buoy attachment target portion 11 was δi, and the total underwater weight of the cable 8 was Mt. Further, as shown in FIG. 7C, the cable target deflection of the buoy attachment target portion 11 was δe, and the required tension of the wire 12 was T. However, regarding the wire 12, it is assumed that two branch wires 12b are attached to both sides of the buoy attachment target portion 11 for convenience of calculation, and the angle θ formed by these branch wires 12b is defined as a cable bending angle.

（たわみ計算に適用したケーブル条件およびブイ条件）
比較例および実施例においては、以下のケーブル条件およびブイ条件を適用した。
ケーブル外径＝０．１２９ｍ
ケーブルの曲げ剛性＝２．１×１０３ｋｇ・ｍ２
ケーブルの水中重量＝２３ｋｇ／ｍ
ケーブルの許容曲げ半径＝２．５８ｍ
ブイ取付対象部のケーブル曲げ半径＝１５ｍ
ケーブル曲げ角度＝１２０°
ブイ取付対象部のケーブル長＝３１．４ｍ
ブイ取付対象部両脇のケーブル長＝５０ｍ（片側２５ｍ）
ブイ必要浮力（裕度なし）＝１８７２．６ｋｇ
ブイ必要浮力（裕度あり）＝３７４５．５ｋｇ（裕度＝２００％）
ブイ１個あたりの必要浮力（平均）＝３７４．５５ｋｇ (Cable condition and buoy condition applied to deflection calculation)
In the comparative examples and the examples, the following cable conditions and buoy conditions were applied.
Cable outer diameter = 0.129m
Bending rigidity of cable = 2.1 x 10 3 kg·m 2
Underwater weight of cable = 23 kg/m
Allowable bending radius of cable = 2.58m
Cable bend radius of buoy installation target part = 15m
Cable bending angle = 120°
Cable length of buoy installation target part = 31.4m
Cable length on both sides of the buoy installation target part = 50m (25m on one side)
Buoyancy required buoyancy (no tolerance) = 1872.6 kg
Buoyancy required buoyancy (with margin) = 3745.5 kg (margin = 200%)
Required buoyancy per buoy (average) = 374.55 kg

ブイ必要浮力は、ケーブル８を水中に浮かせるためにブイ１０に求められる浮力である。ブイ必要浮力の数値（１８７２．６ｋｇ）は、ブイ取付対象部のケーブル長（３１．４ｍ）とブイ取付対象部両脇のケーブル長（５０ｍ）とを足し合わせた値に、ケーブルの水中重量（２３ｋｇ／ｍ）を掛け合わせることで得られる。   The buoyancy required by the buoy is the buoyancy required of the buoy 10 to float the cable 8 in water. The required buoyancy value for the buoy (1872.6 kg) is the sum of the cable length (31.4 m) of the buoy installation target part and the cable length (50 m) of both sides of the buoy installation target part, and the underwater weight of the cable ( 23 kg/m).

（ケーブルの自重によるたわみ計算）
ケーブルの自重によるブイ取付対象部のたわみを計算すると、次のようになる。
まず、ケーブル８のブイ取付対象部１１が、ブイ取付対象部１１全体に作用する等分布荷重によってたわむと仮定する。この場合、ブイ取付対象部１１を片持ち梁とみなし、ブイ取付対象部１１の中央部を固定端、ブイ取付対象部１１の一端部を自由端とすると、ブイ取付対象部１１のたわみ量は、下記のたわみの式（１．１）で計算することができる。
δ＝ｗｌ４／（８ＥＩ） …（１．１） (Deflection calculation due to the weight of the cable)
The deflection of the buoy installation target part due to the weight of the cable is calculated as follows.
First, it is assumed that the buoy attachment target portion 11 of the cable 8 is deflected by an evenly distributed load acting on the entire buoy attachment target portion 11. In this case, if the buoy mounting target portion 11 is regarded as a cantilever beam, and the central portion of the buoy mounting target portion 11 is a fixed end and one end of the buoy mounting target portion 11 is a free end, the deflection amount of the buoy mounting target portion 11 is , Can be calculated by the following deflection equation (1.1).
δ=wl 4 /(8EI) (1.1)

上記の（１．１）式において、ｗに等分布荷重（２３ｋｇ／ｍ）、ｌにブイ取付対象部１１のケーブル長の１／２の値（１５．７ｍ）、ＥＩにケーブルの曲げ剛性（２．１×１０３ｋｇ・ｍ２）を代入すると、ブイ取付対象部１１のたわみ量δ１はδ１＝８３．３ｍと求まる。 In the above formula (1.1), w is a uniformly distributed load (23 kg/m), l is a value of 1/2 of the cable length of the buoy mounting target portion 11 (15.7 m), and EI is the bending rigidity of the cable ( Substituting 2.1×10 3 kg·m 2 ), the deflection amount δ1 of the buoy mounting target portion 11 is obtained as δ1=83.3 m.

また、ケーブル８のブイ取付対象部１１が、ブイ取付対象部１１の端部に作用する集中荷重でたわむとする仮定する。この場合、上記同様にブイ取付対象部１１を片持ち梁とみなすと、ブイ取付対象部１１のたわみ量は、下記のたわみの式（１．２）で計算することができる。
δ＝Ｐｌ３／（３ＥＩ） …（１．２） Further, it is assumed that the buoy attachment target portion 11 of the cable 8 is bent by the concentrated load acting on the end portion of the buoy attachment target portion 11. In this case, if the buoy mounting target portion 11 is regarded as a cantilever beam in the same manner as above, the amount of deflection of the buoy mounting target portion 11 can be calculated by the following deflection equation (1.2).
δ=Pl 3 /(3EI) (1.2)

上記の（１．２）式において、Ｐに集中荷重（５７５ｋｇ）、ｌにブイ取付対象部１１のケーブル長の１／２の値（１５．７ｍ）、ＥＩにケーブルの曲げ剛性（２．１×１０３ｋｇ・ｍ２）を代入すると、ブイ取付対象部１１のたわみ量δ２はδ２＝３５３．４ｍと求まる。なお、集中荷重Ｐは、ブイ取付対象部脇のケーブルの自重による荷重であるため、ここではケーブルの水中重量（２３ｋｇ／ｍ）にブイ取付対象部両脇のケーブル長の１／２の値（２５ｍ）を掛け合わせた値（５７５ｋｇ）を適用している。 In the above formula (1.2), P is a concentrated load (575 kg), l is a value of 1/2 of the cable length of the buoy attachment target portion 11 (15.7 m), and EI is the bending rigidity of the cable (2.1 By substituting ×10 3 kg·m 2 ), the deflection amount δ2 of the buoy mounting target portion 11 is obtained as δ2=353.4 m. Since the concentrated load P is a load due to the own weight of the cable on the side of the buoy mounting target part, the value of 1/2 of the cable length on both sides of the buoy mounting target part is added to the underwater weight of the cable (23 kg/m) ( The value (575 kg) multiplied by 25 m) is applied.

（ブイの浮力によるたわみ計算）
ブイの浮力によるブイ取付対象部のたわみを計算すると、下記の表１のようになる。 (Deflection calculation by buoyancy of buoy)
Table 1 below shows the deflection of the buoy mounting target part due to the buoyancy of the buoy.

上記の表１においては、ブイ取付対象部１１の中央部から端部に向かって順に並ぶ５つのブイ１０を符号１０−１〜１０−５で区別し、各々のブイ１０の浮力（Ｆｍ１〜Ｆｍ５）、位置（ａ１〜ａ５）、たわみ（δ１〜δ５）を表記している。このうち、各々のブイ１０の位置については、ブイ取付対象部１１の中央部を基準位置（ゼロ）として、それぞれ基準位置からａ１＝３．１ｍ、ａ２＝６．３ｍ、ａ３＝９．４ｍ、ａ４＝１２．６ｍ、ａ５＝１５．７ｍの位置にブイ１０が取り付けられている場合を想定している。   In Table 1 above, the five buoys 10 arranged in order from the center to the end of the buoy attachment target portion 11 are distinguished by reference numerals 10-1 to 10-5, and the buoyancy (Fm1 to Fm5 of each buoy 10 is distinguished. ), positions (a1 to a5), and deflections (δ1 to δ5). Among these, regarding the position of each buoy 10, the central portion of the buoy attachment target portion 11 is set as a reference position (zero), and a1=3.1 m, a2=6.3 m, a3=9.4 m, respectively, from the reference position. It is assumed that the buoy 10 is attached at the positions of a4=12.6 m and a5=15.7 m.

比較例においては、５つのブイ１０−１〜１０−５の浮力がすべて同じ値（３７４．５ｋｇ）になっている。この場合、５つのブイ１０−１〜１０−５の合計浮力は、１８７２．５ｋｇとなる。また、ブイ１０−１の浮力によるブイ取付対象部１１のたわみ量は−４６．０ｍ、ブイ１０−２の浮力によるブイ取付対象部１１のたわみ量は−６４．４ｍ、ブイ１０−３の浮力によるブイ取付対象部１１のたわみ量は−８２．９ｍ、ブイ１０−４の浮力によるブイ取付対象部１１のたわみ量は−１２８．９ｍ、ブイ１０−５の浮力によるブイ取付対象部１１のたわみ量は−２３０．２ｍとなっている。   In the comparative example, the buoyancy of the five buoys 10-1 to 10-5 are all the same value (374.5 kg). In this case, the total buoyancy of the five buoys 10-1 to 10-5 is 1872.5 kg. In addition, the amount of deflection of the buoy mounting target portion 11 due to the buoyancy of the buoy 10-1 is -46.0 m, the amount of deflection of the buoy mounting target portion 11 due to the buoyancy of the buoy 10-2 is -64.4 m, and the buoyancy of the buoy 10-3. The amount of deflection of the buoy mounting target portion 11 due to -82.8 m, the amount of deflection of the buoy mounting target portion 11 due to the buoyancy of the buoy 10-4 is -128.9 m, and the deflection of the buoy mounting target portion 11 due to the buoyancy of the buoy 10-5. The amount is -230.2 m.

ブイ１０の浮力によるたわみ量は、下記のたわみの式（１．３）で計算することができる。
δ＝Ｐｌ３／（３ＥＩ）＋Ｐ（Ｌ／２−ｌ）２（２ＥＩ）×ｌ （１．３） The amount of deflection of the buoy 10 due to buoyancy can be calculated by the following deflection equation (1.3).
δ = Pl 3 / (3EI) + P (L / 2-l) 2 (2EI) × l (1.3)

上記の（１．３）式においては、Ｐにブイ１０の浮力、ｌに基準位置からブイ取付位置までの長さ、ＥＩにケーブル曲げ剛性（２．１×１０３ｋｇ・ｍ２）、Ｌにブイ取付対象部のケーブル長（３１．４ｍ）を代入する。その際、ブイ１０の浮力は負の値とする。これはブイ１０の浮力がブイ取付対象部１１を鉛直上向きにたわませる力として作用するためである。これにより、ブイ取付対象部１１のたわみ量は負の値となる。 In the above formula (1.3), P is the buoyancy of the buoy 10, l is the length from the reference position to the buoy mounting position, EI is the cable bending rigidity (2.1×10 3 kg·m 2 ), and L is L. Substitute the cable length (31.4 m) of the buoy installation target part. At that time, the buoyancy of the buoy 10 is a negative value. This is because the buoyancy of the buoy 10 acts as a force that vertically bends the buoy attachment target portion 11. As a result, the deflection amount of the buoy attachment target portion 11 becomes a negative value.

実施例１においては、ブイ１０−１の浮力が４２４．５ｋｇ、ブイ１０−２の浮力が３９９．５ｋｇ、ブイ１０−３の浮力が３７４．５ｋｇ、ブイ１０−４の浮力が３４９．５ｋｇ、ブイ１０−５の浮力が３２４．５ｋｇとなっている。この場合、５つのブイ１０−１〜１０−５の合計浮力は、上記比較例と同じ１８７２．５ｋｇとなる。ただし、ケーブル８の長さ方向で隣り合うブイ１０の浮力差は、比較例が０ｋｇであるのに対して、実施例１は２５．０ｋｇである。また、、ブイ１０−１の浮力によるブイ取付対象部１１のたわみ量は−５２．２ｍ、ブイ１０−２の浮力によるブイ取付対象部１１のたわみ量は−６８．８ｍ、ブイ１０−３の浮力によるブイ取付対象部１１のたわみ量は−８２．９ｍ、ブイ１０−４の浮力によるブイ取付対象部１１のたわみ量は−１２０．３ｍ、ブイ１０−５の浮力によるブイ取付対象部１１のたわみ量は−１９９．４ｍとなっている。   In Example 1, the buoyancy of the buoy 10-1 is 424.5 kg, the buoyancy of the buoy 10-2 is 399.5 kg, the buoyancy of the buoy 10-3 is 374.5 kg, and the buoyancy of the buoy 10-4 is 349.5 kg. The buoyancy of the buoy 10-5 is 324.5 kg. In this case, the total buoyancy of the five buoys 10-1 to 10-5 is 1872.5 kg, which is the same as the comparative example. However, the buoyancy difference between the buoys 10 adjacent to each other in the length direction of the cable 8 is 0 kg in the comparative example, whereas it is 25.0 kg in the example 1. Further, the amount of deflection of the buoy attachment target portion 11 due to the buoyancy of the buoy 10-1 is -52.2 m, the amount of deflection of the buoy attachment target portion 11 due to the buoyancy of the buoy 10-2 is -68.8 m, and the buoy 10-3 The amount of deflection of the buoy mounting target part 11 due to buoyancy is -82.9 m, the amount of deflection of the buoy mounting target part 11 due to buoyancy of the buoy 10-4 is -120.3 m, and the buoy mounting target part 11 due to buoyancy of the buoy 10-5 is The amount of deflection is -199.4 m.

実施例２においては、ブイ１０−１の浮力が４７４．５ｋｇ、ブイ１０−２の浮力が４２４．５ｋｇ、ブイ１０−３の浮力が３７４．５ｋｇ、ブイ１０−４の浮力が３２４．５ｋｇ、ブイ１０−５の浮力が２７４．５ｋｇとなっている。この場合、５つのブイ１０−１〜１０−５の合計浮力は、上記実施例１および比較例と同じ１８７２．５ｋｇとなる。ただし、ケーブル８の長さ方向で隣り合うブイ１０の浮力差は、実施例１が２５．０ｋｇであるのに対して、実施例２は５０．０ｋｇである。また、ブイ１０−１の浮力によるブイ取付対象部１１のたわみ量は−５８．３ｍ、ブイ１０−２の浮力によるブイ取付対象部１１のたわみ量は−７３．１ｍ、ブイ１０−３の浮力によるブイ取付対象部１１のたわみ量は−８２．９ｍ、ブイ１０−４の浮力によるブイ取付対象部１１のたわみ量は−１１１．７ｍ、ブイ１０−５の浮力によるブイ取付対象部１１のたわみ量は−１６８．７ｍとなっている。   In Example 2, the buoyancy of the buoy 10-1 is 474.5 kg, the buoyancy of the buoy 10-2 is 424.5 kg, the buoyancy of the buoy 10-3 is 374.5 kg, and the buoyancy of the buoy 10-4 is 324.5 kg. The buoyancy of the buoy 10-5 is 274.5 kg. In this case, the total buoyancy of the five buoys 10-1 to 10-5 is 1872.5 kg, which is the same as in Example 1 and Comparative Example. However, the buoyancy difference between the buoys 10 adjacent to each other in the length direction of the cable 8 is 25.0 kg in the first embodiment, whereas it is 50.0 kg in the second embodiment. In addition, the amount of deflection of the buoy mounting target portion 11 due to the buoyancy of the buoy 10-1 is -58.3 m, the amount of deflection of the buoy mounting target portion 11 due to the buoyancy of the buoy 10-2 is -73.1 m, and the buoyancy of the buoy 10-3. The amount of deflection of the buoy mounting target part 11 due to -82.8 m, the amount of deflection of the buoy mounting target part 11 due to the buoyancy of the buoy 10-4 is -111.7 m, and the bending of the buoy mounting target part 11 due to the buoyancy of the buoy 10-5. The amount is -168.7 m.

以上のたわみの計算結果から、５つのブイ１０−１〜１０−５の浮力による、ブイ取付対象部１１の上向きのたわみ量の合計を求めると、上記表１に記載したとおり、比較例は−５５２．４ｍ、実施例１は−５２３．５ｍ、実施例２は−４９４．７ｍとなる。また、上述したケーブルの自重によるブイ取付対象部のたわみ量（δ１＝８３．３ｍ、δ２＝３５３．４ｍ）を加味すると、比較例のケーブル初期たわみδｉは−１１５．８ｍとなる。これに対して、実施例１のケーブル初期たわみδｉは−８６．９ｍ、実施例２のケーブル初期たわみδｉは−５８．０ｍとなる。このため、ケーブル目標たわみδｅ（δｅ＝７．５ｍ）を得るために必要なワイヤー１２の必要張力は、比較例にくらべて実施例１および実施例２のほうが小さくなる。具体的には、比較例のワイヤー１２の必要張力Ｔは４０１ｋｇ（垂直方向の必要張力成分は２００．５ｋｇ）となるのに対して、実施例１のワイヤー１２の必要張力Ｔは３０７ｋｇ（垂直方向の必要張力成分は１５３．５ｋｇ）、実施例２のワイヤー１２の必要張力Ｔは２１３ｋｇ（垂直方向の必要張力成分は１０６．５ｋｇ）となる。   When the total of the upward deflection amounts of the buoy attachment target portions 11 due to the buoyancy of the five buoys 10-1 to 10-5 is obtained from the above deflection calculation results, as shown in Table 1 above, the comparative example is − 552.4 m, Example 1 is -523.5 m, and Example 2 is -494.7 m. In addition, when the above-mentioned deflection amount (δ1=83.3 m, δ2=353.4 m) of the buoy attachment target portion due to the own weight of the cable is taken into consideration, the cable initial deflection δi of the comparative example becomes −115.8 m. On the other hand, the cable initial deflection δi of Example 1 is −86.9 m, and the cable initial deflection δi of Example 2 is −58.0 m. For this reason, the required tension of the wire 12 required to obtain the cable target deflection δe (δe=7.5 m) is smaller in Example 1 and Example 2 than in the comparative example. Specifically, the required tension T of the wire 12 of the comparative example is 401 kg (the required tension component in the vertical direction is 200.5 kg), whereas the required tension T of the wire 12 of Example 1 is 307 kg (the vertical direction). And the required tension T of the wire 12 of Example 2 is 213 kg (the required tension component in the vertical direction is 106.5 kg).

なお、ワイヤー１２の必要張力Ｔは、上述したとおりケーブル曲げ角度＝１２０°であるとすると、垂直方向の必要張力成分の２倍の値となる。垂直方向の必要張力成分は、上記（１．２）式を用いて計算することができる。具体的には、上記（１．２）式を下記の（１．４）式のように変形する。そして、垂直方向の必要張力成分をＰとし、ケーブル初期たわみδｉの絶対値と目標たわみδｅとを加算した値をδに代入して求めればよい。
Ｐ＝δ×（３ＥＩ）／ｌ３ …（１．４） The required tension T of the wire 12 is twice the required tension component in the vertical direction, assuming that the cable bending angle is 120° as described above. The required tension component in the vertical direction can be calculated using the above equation (1.2). Specifically, the above equation (1.2) is transformed into the following equation (1.4). Then, the required tension component in the vertical direction is set to P, and the value obtained by adding the absolute value of the initial cable deflection δi and the target deflection δe may be substituted for δ.
P=δ×(3EI)/l 3 (1.4)

（ワイヤーの張力とケーブルの座屈の関係）
次に、ワイヤー１２の張力とケーブル８の座屈の関係について説明する。
まず、複数のブイ１０の浮力に対抗してケーブル８のブイ取付対象部１１をワイヤー１２で引っ張って円弧状に曲げると、ブイ取付対象部１１の中央部には、ブイ１０の浮力とワイヤー１２の張力との合力が加わる。この合力について図８を用いて詳しく説明する。 (Relationship between wire tension and cable buckling)
Next, the relationship between the tension of the wire 12 and the buckling of the cable 8 will be described.
First, when the buoy attachment target portion 11 of the cable 8 is pulled by the wire 12 and bent in an arc shape against the buoyancy of the plurality of buoys 10, the buoyancy of the buoy 10 and the wire 12 are provided in the central portion of the buoy attachment target portion 11. The resultant force with the tension of is added. This resultant force will be described in detail with reference to FIG.

図８においては、ブイ取付対象部１１の中央部１１ｃから左右均等な位置にブイ１０Ｌ，１０Ｒが位置している。そして、図中左側のブイ１０Ｌの浮力ＦｍＬに対抗してワイヤーの張力ＴＬが右下方向に加えられるとともに、図中右側のブイ１０Ｒの浮力ＦｍＲに対応してワイヤーの張力ＴＲが左下方向に加えられている。このため、ブイ１０Ｌの浮力ＦｍＬとワイヤーの張力ＴＬとの合力ＦｈＬは右向きに作用し、ブイ１０Ｒの浮力ＦｍＲとワイヤーの張力ＴＲとの合力ＦｈＲは左向きに作用する。その結果、ブイ取付対象部１１の中央部１１ｃは合力ＦｈＬ，ＦｈＲによって圧縮され、この圧縮力に耐えきれなくなるとケーブル８が中央部１１ｃまたはその近傍で座屈を起こす。また、合力ＦｈＬ，ＦｈＲの大きさは、ブイの浮力ＦｍＬ，ＦｍＲとワイヤーの張力ＴＬ，ＴＲに依存する。したがって、ブイの浮力ＦｍＬ，ＦｍＲを変えずに座屈の発生を抑制するには、ワイヤーの張力ＴＬ，ＴＲを小さくすればよい。   In FIG. 8, the buoys 10L and 10R are located at equal left and right positions from the central portion 11c of the buoy attachment target portion 11. Then, the wire tension TL is applied in the lower right direction against the buoyancy FmL of the buoy 10L on the left side in the figure, and the wire tension TR is applied in the lower left direction corresponding to the buoyancy FmR of the buoy 10R on the right side in the figure. Has been. Therefore, the resultant force FhL of the buoyancy force FmL of the buoy 10L and the wire tension TL acts rightward, and the resultant force FhR of the buoyancy force FmR of the buoy 10R and the wire tension TR acts leftward. As a result, the central portion 11c of the buoy attachment target portion 11 is compressed by the resultant forces FhL and FhR, and if the compression force cannot be withstood, the cable 8 buckles at or near the central portion 11c. The magnitudes of the resultant forces FhL and FhR depend on the buoyancy forces FmL and FmR of the buoy and the tensions TL and TR of the wire. Therefore, in order to suppress the occurrence of buckling without changing the buoyancy forces FmL and FmR of the buoy, the wire tensions TL and TR may be reduced.

上記比較例および実施例１，２においては、５つのブイ１０−１〜１０−５の合計浮力が１８７２．５ｋｇで共通であるのに対して、ワイヤー１２の必要張力Ｔは異なる。すなわち、ワイヤー１２の必要張力Ｔは、比較例が最も大きく、実施例２が最も小さくなっている。このため、ブイ取付対象部１１の座屈は、比較例に比べて実施例１のほうが起こりにくく、更に実施例２のほうが起こりにくくなる。   In the comparative example and Examples 1 and 2, the total buoyancy of the five buoys 10-1 to 10-5 is 1872.5 kg in common, while the required tension T of the wire 12 is different. That is, the required tension T of the wire 12 is the largest in the comparative example and the smallest in the second example. Therefore, the buckling of the buoy attachment target portion 11 is less likely to occur in the first embodiment than in the comparative example, and further less likely to occur in the second embodiment.

＜実施形態の効果＞
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果が得られる。 <Effects of the embodiment>
According to this embodiment, one or more of the following effects can be obtained.

本実施形態においては、複数のブイ１０とワイヤー１２を用いたケーブル８の布設構造として、ケーブル８の長さ方向でブイ取付対象部１１の端部側に配置されたブイ１０の浮力を中央部側に配置されたブイ１０の浮力よりも小さくしている。これにより、複数のブイ１０の浮力をすべて同一にする場合にくらべて、ワイヤー１２の張力を小さくすることができる。その結果、複数のブイ１０の合計浮力を変えなくてもケーブル８の座屈を抑制することが可能となる。また、ワイヤー１２の張力が小さくなることで、ケーブル８の布設時の作業性を向上させることが可能となる。   In the present embodiment, as a laying structure of the cable 8 using the plurality of buoys 10 and the wires 12, the buoyancy of the buoy 10 arranged on the end side of the buoy attachment target portion 11 in the length direction of the cable 8 is controlled by the central portion. It is smaller than the buoyancy of the buoy 10 arranged on the side. This makes it possible to reduce the tension of the wire 12 as compared with the case where the buoyancy of the plurality of buoys 10 is all the same. As a result, buckling of the cable 8 can be suppressed without changing the total buoyancy of the plurality of buoys 10. Further, since the tension of the wire 12 is reduced, it is possible to improve workability when the cable 8 is laid.

本実施形態においては、複数のブイ１０の浮力を、ブイ取付対象部１１の中央部から端部に向かって段階的に小さくした構成を採用している。これにより、各々のブイ１０の浮力によるブイ取付対象部１１のたわみ量は、ブイ取付対象部１１の中央部から端部に向かって段階的に小さくなる。このため、ブイ取付対象部１１におけるケーブル８の初期たわみ形状が、目標とする円弧状に近くなる。したがって、ワイヤー１２の張力でブイ取付対象部１１を目標とする円弧状に曲げやすくなる。また、ブイ取付対象部１１の円弧形状の歪みも小さくなる。   In the present embodiment, the buoyancy of the plurality of buoys 10 is gradually reduced from the central portion of the buoy attachment target portion 11 toward the end portion. As a result, the amount of deflection of the buoy mounting target portion 11 due to the buoyancy of each buoy 10 gradually decreases from the central portion to the end portion of the buoy mounting target portion 11. Therefore, the initial deflection shape of the cable 8 in the buoy attachment target portion 11 becomes close to the target arc shape. Therefore, the tension of the wire 12 facilitates bending the buoy attachment target portion 11 into a target arc shape. Further, the distortion of the arc shape of the buoy attachment target portion 11 is also reduced.

本実施形態においては、浮力の大小に応じて大きさ（体積）が異なる複数のブイ１０を用いている。このため、複数のブイ１０をケーブル８のブイ取付対象部１１に取り付ける場合に、ケーブル８の長さ方向におけるブイ１０の並び順を、各々のブイ１０の大きさの違いから容易に把握することができる。このため、ブイ１０の取付作業をミスなく迅速に行うことができる。   In this embodiment, a plurality of buoys 10 having different sizes (volumes) according to the magnitude of buoyancy are used. Therefore, when a plurality of buoys 10 are attached to the buoy attachment target portion 11 of the cable 8, it is possible to easily grasp the arrangement order of the buoys 10 in the length direction of the cable 8 from the difference in size of each buoy 10. You can Therefore, the work of attaching the buoy 10 can be quickly performed without mistake.

＜他の実施形態＞
なお、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。 <Other Embodiments>
Note that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and also includes embodiments in which various modifications and improvements are made within a range in which specific effects obtained by the constituent features of the invention and combinations thereof can be derived. ..

たとえば、上記実施形態においては、ケーブル８の長さ方向で隣り合う２つの枝ワイヤー１２ｂの間に１つずつブイ１０を挟むようにしたが、これに限らず、ブイ１０の取付位置とワイヤー１２の取付位置の関係を適宜変更してもよい。   For example, in the above-described embodiment, the buoy 10 is sandwiched between two branch wires 12b adjacent to each other in the length direction of the cable 8, but the present invention is not limited to this, and the mounting position of the buoy 10 and the wire 12 are not limited thereto. The relationship of the mounting positions may be changed appropriately.

また、上記実施形態においては、ブイ１０の形状を軸孔付きの円柱状としたが、これに限らず、他の形状（たとえば球形、直方体など）のブイを用いることも可能である。また、ブイ取付対象部に取り付けられる複数のブイをすべて同じ形状のブイで構成してもよいし、異なる形状のブイで構成してもよい。   Further, in the above-described embodiment, the shape of the buoy 10 is a cylinder with a shaft hole, but the shape is not limited to this, and it is also possible to use a buoy having another shape (for example, a spherical shape, a rectangular parallelepiped or the like). Further, all of the plurality of buoys attached to the buoy attachment target portion may be buoys having the same shape or buoys having different shapes.

また、上記実施形態においては、複数のブイ１０の浮力に違いをもたせるために、大きさ（体積）の異なるブイ１０を用いるようにしたが、これに限らず、ブイの浮力の大きさに応じて、比重の異なるブイを用いてもよい。また、ブイの浮力の大きさに応じて、各々のブイの大きさと比重の両方を変えてもよい。比重が異なるブイを用いる場合は、複数のブイの浮力に違いをもたせるにあたって、複数のブイをすべて同じ大きさのブイで構成することが可能となる。   In addition, in the above-described embodiment, the buoys 10 having different sizes (volumes) are used in order to make the buoyancy of the plurality of buoys 10 different. Therefore, buoys having different specific gravities may be used. Further, both the size and the specific gravity of each buoy may be changed according to the buoyancy of the buoy. When buoys having different specific gravities are used, it is possible to make the buoys all have the same size in order to give different buoyancy to the buoys.

また、上記実施形態においては、複数のブイ１０の浮力をブイ取付対象部１１の中央部から端部に向かって段階的に小さくしたが、これに限らず、ブイ取付対象部１１の端部側に配置されたブイ１０の浮力が中央部側に配置されたブイ１０の浮力よりも小さければよい。具体的には、たとえばブイ取付対象部１１に合計９個のブイ１０を取り付ける場合は、ブイ取付対象部１１の端部側に配置された３個（両側あわせて６個）のブイ１０の平均浮力が中央部側に配置された３個のブイ１０の平均浮力よりも小さくなっていればよい。   Further, in the above-described embodiment, the buoyancy of the plurality of buoys 10 is gradually reduced from the central portion of the buoy mounting target portion 11 toward the end portion, but the present invention is not limited to this, and the end portion side of the buoy mounting target portion 11 is not limited to this. It is sufficient that the buoyancy of the buoy 10 arranged on the center is smaller than that of the buoy 10 arranged on the central side. Specifically, for example, when a total of 9 buoys 10 are attached to the buoy attachment target portion 11, the average of 3 buoys 10 (6 on both sides) arranged on the end side of the buoy attachment target portion 11 It is sufficient that the buoyancy is smaller than the average buoyancy of the three buoys 10 arranged on the center side.

また、上記実施形態においては、水上設備１の一例として風力発電設備を想定したが、ケーブルの接続先となる水上設備は風力発電設備などの発電設備に限らず、たとえば変電設備などであってもよい。また、ケーブルの接続先となる水上設備は、洋上あるいは湖上などに設置されるものでもよい。その場合、上述した「水上」、「水面」、「水中」、「水底」といった用語は、「洋上」、「海面」、「海中」、「海底」、あるいは「湖上」、「湖面」、「水中」、「湖底」と読み替えることができる。   Further, in the above embodiment, the wind power generation facility is assumed as an example of the waterborne facility 1, but the waterborne facility to which the cable is connected is not limited to the power generation facility such as the wind power generation facility, and may be, for example, a substation facility. Good. Further, the water facility to which the cable is connected may be installed on the ocean or on a lake. In that case, the terms "water", "water surface", "underwater", and "water bottom" described above include "offshore", "sea surface", "undersea", "seabed", or "lake", "lake surface", " It can be read as “underwater” or “lake bottom”.

また、上記実施形態においては、布設の対象となるケーブル８として電力用のケーブルを例に挙げて説明したが、水上設備に接続されるケーブルはこれに限らず、通信用のケーブル、あるいは電力用と通信用を兼ねた複合ケーブルであってもよい。   Further, in the above-described embodiment, a cable for power is described as an example of the cable 8 to be laid, but the cable connected to the water equipment is not limited to this, and a cable for communication or a cable for power is also used. It may be a composite cable that also serves as communication.

＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様を付記する。
（付記１）
ケーブルと、
前記ケーブルの長さ方向に並んで前記ケーブルのブイ取付対象部に取り付けられ、前記ケーブルを水中に浮かせる複数のブイと、
前記ケーブルの前記ブイ取付対象部に取り付けられ、前記複数のブイの浮力に対抗する張力を前記ケーブルに加えることにより、前記ブイ取付対象部の形状を円弧状に保持するワイヤーと、を備え、
前記ケーブルの長さ方向で前記ブイ取付対象部の端部側に配置されたブイの浮力が前記ブイ取付対象部の中央部側に配置されたブイの浮力よりも小さい、ケーブル布設構造。
（付記２）
前記複数のブイの浮力は、前記ブイ取付対象部の中央部から端部に向かって段階的に小さくなっている、付記１に記載のケーブル布設構造。
（付記３）
前記複数のブイは、該ブイの浮力に応じて大きさが異なる、付記１または２に記載のケーブル布設構造。
（付記４）
前記複数のブイは、該ブイの浮力に応じて比重が異なる、付記１または２に記載のケーブル布設構造。
（付記５）
前記複数のブイは、同じ形状のブイで構成されている、付記１または２に記載のケーブル布設構造。
（付記６）
前記複数のブイは、異なる形状のブイで構成されている、付記１または２に記載のケーブル布設構造。
（付記７）
浮体式の風力発電設備と、
前記風力発電設備に接続されるケーブルと、
前記ケーブルの長さ方向に並んで前記ケーブルのブイ取付対象部に取り付けられ、前記ケーブルを浮かせる複数のブイと、
前記ケーブルの前記ブイ取付対象部に取り付けられ、前記複数のブイの浮力に対抗する張力を前記ケーブルに加えることにより、前記ブイ取付対象部の形状を円弧状に保持するワイヤーと、を備え、
前記ケーブルの長さ方向で前記ブイ取付対象部の端部側に配置されたブイの浮力が前記ブイ取付対象部の中央部側に配置されたブイの浮力よりも小さい、風力発電システム。 <Preferred embodiment of the present invention>
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.
(Appendix 1)
Cable,
A plurality of buoys that are attached to the buoy attachment target portion of the cable side by side in the lengthwise direction of the cable and float the cable in water.
Attached to the buoy attachment target portion of the cable, by applying a tension against the buoyancy of the plurality of buoys to the cable, a wire for holding the shape of the buoy attachment target portion in an arc shape, and,
The cable laying structure, wherein the buoyancy of the buoy arranged on the end side of the buoy attachment target part in the length direction of the cable is smaller than the buoyancy of the buoy arranged on the central part side of the buoy attachment target part.
(Appendix 2)
The cable laying structure according to appendix 1, wherein the buoyancy of the plurality of buoys gradually decreases from the central portion to the end portion of the buoy attachment target portion.
(Appendix 3)
The cable laying structure according to appendix 1 or 2, wherein the plurality of buoys have different sizes depending on the buoyancy of the buoy.
(Appendix 4)
The cable laying structure according to appendix 1 or 2, wherein the plurality of buoys have different specific gravities according to buoyancy of the buoys.
(Appendix 5)
3. The cable laying structure according to appendix 1 or 2, wherein the plurality of buoys are buoys having the same shape.
(Appendix 6)
The cable laying structure according to appendix 1 or 2, wherein the plurality of buoys are formed of buoys having different shapes.
(Appendix 7)
A floating wind turbine,
A cable connected to the wind power generation facility,
A plurality of buoys that are attached to the buoy attachment target portion of the cable side by side in the lengthwise direction of the cable and float the cable,
Attached to the buoy attachment target portion of the cable, by applying a tension against the buoyancy of the plurality of buoys to the cable, a wire for holding the shape of the buoy attachment target portion in an arc shape, and,
A wind power generation system in which the buoyancy of a buoy arranged on the end side of the buoy attachment target portion in the length direction of the cable is smaller than the buoyancy of a buoy arranged on the center side of the buoy attachment target portion.

１…水上設備
２…タワー
３…ナセル
４…ハブ
５…ブレード
６…水底
７…水面
８…ケーブル
９…懸垂部
１０…ブイ
１１…ブイ取付対象部
１１ｃ…中央部
１２…ワイヤー
１２ａ…幹ワイヤー
１２ｂ…枝ワイヤー
１３…シンカー
５０…ブイ
５１…ケーブル 1... Water equipment 2... Tower 3... Nacelle 4... Hub 5... Blade 6... Water bottom 7... Water surface 8... Cable 9... Suspended portion 10... Buoy 11... Buoy mounting target portion 11c... Center portion 12... Wire 12a... Trunk wire 12b … Branch wire 13… Sinker 50… Buoy 51… Cable

Claims (3)

ケーブルと、
前記ケーブルの長さ方向に並んで前記ケーブルのブイ取付対象部に取り付けられ、前記ケーブルを水中に浮かせる複数のブイと、
前記ケーブルの前記ブイ取付対象部に取り付けられ、前記複数のブイの浮力に対抗する張力を前記ケーブルに加えることにより、前記ブイ取付対象部の形状を円弧状に保持するワイヤーと、を備え、
前記ケーブルの長さ方向で前記ブイ取付対象部の端部側に配置されたブイの浮力が前記ブイ取付対象部の中央部側に配置されたブイの浮力よりも小さい、ケーブル布設構造。 Cable,
A plurality of buoys that are attached to the buoy attachment target portion of the cable side by side in the lengthwise direction of the cable and float the cable in water.
Attached to the buoy attachment target portion of the cable, by applying a tension against the buoyancy of the plurality of buoys to the cable, a wire for holding the shape of the buoy attachment target portion in an arc shape, and,
The cable laying structure, wherein the buoyancy of the buoy arranged on the end side of the buoy attachment target part in the length direction of the cable is smaller than the buoyancy of the buoy arranged on the center side of the buoy attachment target part. 前記複数のブイの浮力は、前記ブイ取付対象部の中央部から端部に向かって段階的に小さくなっている、請求項１に記載のケーブル布設構造。   The cable laying structure according to claim 1, wherein the buoyancy of the plurality of buoys gradually decreases from a central portion of the buoy attachment target portion toward an end portion. 浮体式の風力発電設備と、
前記風力発電設備に接続されるケーブルと、
前記ケーブルの長さ方向に並んで前記ケーブルのブイ取付対象部に取り付けられ、前記ケーブルを浮かせる複数のブイと、
前記ケーブルの前記ブイ取付対象部に取り付けられ、前記複数のブイの浮力に対抗する張力を前記ケーブルに加えることにより、前記ブイ取付対象部の形状を円弧状に保持するワイヤーと、を備え、
前記ケーブルの長さ方向で前記ブイ取付対象部の端部側に配置されたブイの浮力が前記ブイ取付対象部の中央部側に配置されたブイの浮力よりも小さい、風力発電システム。 A floating wind turbine,
A cable connected to the wind power generation facility,
A plurality of buoys that are attached to the buoy attachment target portion of the cable side by side in the lengthwise direction of the cable and float the cable,
Attached to the buoy attachment target portion of the cable, by applying a tension against the buoyancy of the plurality of buoys to the cable, a wire for holding the shape of the buoy attachment target portion in an arc shape, comprising:
A wind power generation system in which the buoyancy of a buoy arranged on the end side of the buoy attachment target portion in the length direction of the cable is smaller than the buoyancy of a buoy arranged on the center side of the buoy attachment target portion.
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