JP3764851B2 - 浮揚構造物の係留装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浮揚構造物を海底に沈設した沈錘に係留するための装置の改良、さらに詳しくは、係留要素としてチェーンを用いたものの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、浮揚構造物1'を海底2'に沈設した沈錘3'に係留するには、通常、図４に示すように、アンカーシャックル11' を介して下端が沈錘3'に接続されているチェーンやロープなどからなる係留要素5'の上端を、接続用のシャックル8'、スイベル9'、シャックル10' を介して、浮揚構造物1'の下端に取り付けられている係留プレート1a' に接続してある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
浮揚構造物1'が波浪や風で常時揺動を繰り返すと、前記係留プレート1a' と前記シャックル8'との接触面がすべり摩擦を起こし、係留要素という系全体から見て局部的な摩耗が発生し、係留要素5'の破断による浮揚構造物1'の流出事故が発生することもある。
この流出事故を未然に防止するために、係留プレート1a' と接続用のシャックル8'と係留要素5'の上端、ならびに、それらの近傍において局部的摩耗が発生すると、他の部分は強度限界まで充分な余裕があるにもかかわらず、新しい係留要素と交換している。
したがって、短い交換周期でもって、海上工事費及び交換部材に要する費用が過大となっている。
【０００４】
ところで、前記局部的摩耗の原因は、波浪等による浮揚構造物1'の揺動によって発生する傾斜角が浮揚構造物1'の係留プレート1a' とシャックル8'付近のみで吸収されることによるものである。すなわち、波浪等により浮揚構造物1'が揺動して傾斜したとき、係留プレート1a' とシャックル8'との接続部分で極端に折れ曲がってその付近にすべり摩擦が発生し、そこに局部的な摩耗が発生する。したがって、波浪等の揺動により浮揚構造物1'が極端に傾斜するのを防止できれば、換言すると、係留プレート1a' とシャックル8'との接続部分で極端に折れ曲がるのを防止できれば、係留装置の局部的な摩耗の発生を防止できる。
【０００５】
一方、水平配光が要求される航路標識や鉛直性を求められる観測機器を搭載する浮揚構造物にあっては、各機器類の鉛直性が必要となるが、波浪や風で常時揺動を繰り返すと、航路標識の灯火が見えにくくなったり、観測機器のデータに誤差が発生することがある。
したがって、このような浮揚構造物の場合でも、それらができるだけ直立状態に保たれること、換言すると、浮揚構造物の傾斜をできるだけ防止することが要求され、係留装置の局部的な摩耗発生防止のために浮揚構造物の傾斜をできるだけ防止するのと全く同様の課題が課されている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、浮揚構造物の傾斜をできるだけ防止するという大局的見地に立って、上述したいずれの場合にも所期の目的が達成されるようにしたものである。すなわち、本発明では、浮揚構造物１を海底２に沈設した沈錘３に係留するためのものであって、浮揚構造物１の直下であって浮揚構造物１の下端に設けた係留プレート1aに接続される部分を少なくともチェーン４とするとともに、少なくとも前記係留プレート1aと前記チェーン４との接続部分を含む浮揚構造物１の直下を、浮揚構造物１側が最も太くなり、下方に行くに従って徐々に細くなる形状の可撓性を有する保護材６で囲ってある。
【０００７】
このようにすると、係留されている浮揚構造物１が波浪等により揺動して傾斜しても、少なくとも前記係留プレート1aと前記チェーン４との接続部分を含む浮揚構造物１の直下においては、例えば、図３に示すように、その外側に配置されていて浮揚構造物１側が最も太くなり、下方に行くに従って徐々に細くなる形状の可撓性を有する保護材６によって、浮揚構造物１の直下のうちでも浮揚構造物１側に極めて近い部分で極端に折れ曲がるのを防止できる。
したがって、波浪等の揺動による浮揚構造物１の動揺を抑止するモーメントが小さくなるのを防止でき、究極の目的である浮揚構造物１の極端な傾斜防止に一層役立つ。
【０００８】
また、水平配光が要求される航路標識や鉛直性を求められる観測機器を搭載する浮揚構造物に本発明を適用した場合においては、それらができるだけ直立状態に保たれ、換言すると、浮揚構造物の傾斜をできるだけ防止できるから、航路標識の灯火が見えにくくなったり、観測機器のデータに誤差が発生するのを防止することができる。
【０００９】
上記抑止モーメント、すなわち、浮揚構造物１の動揺に対しそれを抑止するモーメントを、図３の原理図に基いて説明する。なお、図３の図面符号Ｇは浮揚構造物１の重心である。
抑止モーメント＝Ｔ×Ｌ （ただし、Ｔ：張力 Ｌ：アーム長）
で表すことができる。
ここに、張力Ｔは浮揚構造物１の動揺や波浪中における回転運動によって変化する値であるが、浮揚構造物１の傾斜角θが大きくなればなるほど、
Ｌ≒Ｌ₀ ×ｓｉｎθより、アーム長Ｌが大きくなり、抑止が働くようになる。
【００１０】
ところで、浮揚構造物１の直下のうちでも浮揚構造物１側に極めて近い部分で極端に折れ曲がってしまうと、アーム長Ｌがそれだけ短くなり、その結果、前記抑止モーメントが小さくなってしまい、究極の目的である浮揚構造物１の極端な傾斜を防止することができない。そこで、本発明では、浮揚構造物１側の保護材６を最も太くし、それによって、前記抑止モーメントが小さくなるのを防止できるようにし、究極の目的である浮揚構造物１の極端な傾斜防止を可能ならしめたものである。
【００１１】
逆に、保護材６を下方に行くに従って徐々に細くなるようにしたのは、少なくとも前記係留プレート1aと前記チェーン４との接続部分を含む浮揚構造物１の直下において、保護材６の下側部分が徐々に折曲され、張力Ｔ方向と保護材６で囲まれているチェーン４の中心軸とのズレθ ₂ を小さくするためであって、その結果、スムーズな張力伝達が可能となる。
【００１２】
保護材６で囲まれているチェーン４のリンク4aとリンク4aとの間に間隙を設け、各間隙間には図２に示すように、柔軟な部材6aを位置せしめておくとよい。
このようにすると、保護材６で囲まれているチェーン４の急激な張力変動に対しても、リンク4aとリンク4aとの間隙間に位置している柔軟な部材6aにより緩衝効果を有することになる。
柔軟な部材6aは保護材６と一体的で同一の材質からなるものであってもよいし、保護材６とは一体的でなく材質が異なっていてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の最も好ましい実施の形態を、図面に基いて具体的かつ詳細に説明する。浮揚構造物の係留装置とは、例えば図１に示すように、浮揚構造物１の一例として挙げることができるブイを海底２に沈設した沈錘３に係留するためのものであって、ここに示す場合には、その係留要素５としてチェーンが用いられている。チェーンのみならず、ワイヤロープや合繊ロープを用いることもできる。
【００１４】
そして、ここでは、係留要素５であるチェーンの上端を、浮揚構造物１の下端に取り付けられている係留プレート1aに直接接続するのではなく、図２に示すように、係留プレート1aと係留要素５であるチェーンの上端との間にチェーン４を介在させ、このチェーン４の上端を前記係留プレート1aに、また、チェーン４の下端を接続用のシャックル８、スイベル９及びシャックル10を介して係留要素５であるチェーンの上端に接続してある。なお、係留要素５であるチェーンの下端はアンカーシャックル11を介して海底２に沈設された沈錘３に接続されている。
【００１５】
そして、少なくとも前記係留プレート1aと前記チェーン４との接続部分を含む浮揚構造物１の直下を、可撓性を有する筒状の保護材６で囲ってある。
したがって、係留されている浮揚構造物１が波浪等により揺動して傾斜しても、少なくとも前記係留プレート1aと前記チェーン４との接続部分を含む浮揚構造物１の直下は、例えば、図３に示すように、その外側に配置されている可撓性を有する保護材６によってチェーン４の各リンク4aの接合部分で極端に折れ曲がることがなく、全体として緩やかに彎曲するから、各リンク4aの接合部分での摩耗量が減るとともに、各リンク4aの接合部分で浮揚構造物１の傾斜角が分散される。なお、保護材６は、ゴムその他の可撓性を有するものであれば、どのような材質のものであってもよい。
【００１６】
浮揚構造物１の係留プレート1aと前記チェーン４との接続部分を含む浮揚構造物１の直下を覆う筒状の保護材６の径方向の寸法は、その中に位置する係留プレート1a及びチェーン４のリンク4aの大きさ、ならびに、係留されている浮揚構造物１が波浪等により揺動して傾斜した時の傾斜角を押えるように働く太さ（曲がりやすさを保持する太さ）を考慮して決定することができる。例えば、チェーン４のリンク4aの直径をｄmmとすると、係留プレート1aに接続されているリンク4aの幅Ｗ、ならびに、チェーン４の最下端のリンク4aの幅ｗ（図２参照）は、通常、Ｗ＝ 4.8ｄmm程度、 ｗ＝４ｄmm程度である。
【００１７】
したがって、筒状の保護材６の径方向の寸法は、少なくともこのリンク4aを覆うことができる程度の径であって、しかも、係留されている浮揚構造物１が波浪等により揺動して傾斜した時の傾斜角を押えるように働く太さ（曲がりやすさを保持する太さ）が必要である点を考慮し、上端部分の寸法が８ｄmm程度、下端部分の寸法が４ｄmm程度となるような、浮揚構造物１側が最も太く、下方に行くに従って徐々に細くなる形状とするのが好ましい。
筒状の保護材６が太過ぎると、この部分で彎曲させることができず、逆に、細過ぎると、チェーン４を覆い隠すことができない。これらを考慮しながら素材の使用量を抑えるようにすれば、経済的でもある。
【００１８】
また、筒状の保護材６の長さを長くすればするほど前記抑止モーメントが大きくなるが、高価となり、チェーン４への取付その他の取扱が極めて大変である。逆に、筒状の保護材６の長さを短くすると安価となり、チェーン４への取付その他の取扱も極めて良好であるが、抑止モーメントを大きくするという究極の目的を達成することができない。
これらの点を考慮すると、筒状の保護材６の長さを10ｄ〜 120ｄmm（２〜20リンク）程度とするのが好ましい。より具体的な数値を挙げると、33ｄ＝1000mm程度とするのが好ましいように思われる。
【００１９】
また、浮揚構造物１の係留プレート1aと係留要素５であるチェーンの上端との間に介在せしめられているチェーン４のリンク4aとリンク4aとの間には、隙間が形成されており、その隙間には図２に示すように柔軟な部材6aがそれぞれ位置せしめられている。各隙間間にこの柔軟な部材6aを位置せしめることにより、チェーン４の各リンク4aが動きにくくなるから、各リンク4a相互間の摩耗がそれだけ少なくなる。
図２には、柔軟な部材6aが保護材６と一体的で同一の材質からなる場合を例示するが、保護材６とは一体的でなく材質が異なっていてもよい。
なお、図２において図面符号4bで示すように、各リンク4aの中央部分にはそれに付属する部材（スタッドと称する）が位置しており、各リンク4aが接合部分で妄りに動かないようになっている。
【００２０】
以上の場合においては、浮揚構造物１の一例としてブイを例に挙げて本発明を説明したが、本発明は、水平配光が要求される航路標識や鉛直性を求められる観測機器を搭載する浮揚構造物にも適用できる。そして、本発明をこのような浮揚構造物に適用した場合においては、それらができるだけ直立状態に保たれ、換言すると、浮揚構造物の傾斜をできるだけ防止できるから、航路標識の灯火が見えにくくなったり、観測機器のデータに誤差が発生するのを防止することができる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、浮揚構造物の動揺を抑止するモーメントが小さくなるのを防止でき、究極の目的である浮揚構造物の極端な傾斜防止に一層役立つのみならず、スムーズな張力伝達が可能となる効果がある。
また、請求項１記載の発明を水平配光が要求される航路標識や鉛直性を求められる観測機器を搭載する浮揚構造物に適用した場合においては、それらができるだけ直立状態に保たれ、換言すると、浮揚構造物の傾斜をできるだけ防止できるから、航路標識の灯火が見えにくくなったり、観測機器のデータに誤差が発生するのを防止することができる。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、保護材で囲まれているチェーンの急激な張力変動に対しても、リンクとリンクとの間隙間に位置せしめられている柔軟な部材により緩衝効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をブイに適用した場合の係留図である。
【図２】本発明の要部を拡大して示す断面図である。
【図３】発明を浮揚構造物であるブイに適用した場合におけるブイの動揺を抑止するモーメントの原理図である。
【図４】浮揚構造物であるブイの従来の場合の係留図である。
【符号の説明】
１…浮揚構造物、1a…係留プレート、２…海底、３…沈錘、４…チェーン、4a…リンク、５…係留要素、６…保護材、6a…柔軟な部材、８，10…シャックル、９…スイベル、11…アンカーシャックル。

Claims (2)

1. 浮揚構造物１を海底２に沈設した沈錘３に係留するためのものであって、浮揚構造物１の直下であって浮揚構造物１の下端に設けた係留プレート1aに接続される部分を少なくともチェーン４とするとともに、少なくとも前記係留プレート1aと前記チェーン４との接続部分を含む浮揚構造物１の直下を、浮揚構造物１側が最も太くなり、下方に行くに従って徐々に細くなる形状の可撓性を有する保護材６で囲ったことを特徴とする浮揚構造物の係留装置。
2. 保護材６で囲まれているチェーン４のリンク4aとリンク4aとの間に間隙を設け、各間隙間に柔軟な部材6aを位置せしめたことを特徴とする請求項１記載の浮揚構造物の係留装置。

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