JP4658841B2

JP4658841B2 - 杭式係留装置

Info

Publication number: JP4658841B2
Application number: JP2006079478A
Authority: JP
Inventors: 英幸新里; 雄一郎木村
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2026-03-22
Also published as: JP2007253753A

Description

本発明は、たとえば浮き桟橋やポンツーン等の浮体構造物の動揺を低減するために用いられる杭式係留装置に関するもので、動揺低減効果や位置保持機能に優れたダンパーを有する杭式係留装置に関するものである。

前記浮体構造物では、波浪中の動揺を低減させる場合、ロール（横揺れ）、ピッチ（縦揺れ）、ヒーブ（上下揺れ）、スウェイ（左右揺れ）、サージ（前後揺れ）とヨー（船首揺れ）の６モードの動揺をいかに抑えるかが問題である。

しかしながら、浮体の構造のみによって全方向の波に対する動揺を低減させることは難しく、たとえば横揺れを低減させることができても、前後方向と上下方向の動揺低減効果が得られないなどの問題があった。したがって、浮体の構造だけでなく、係留系を用いて動揺を低減させることが有効である。

この係留系のうち杭方式の係留装置として、シリンダと、シリンダ内を区画するピストンと、このピストンにより区画されたシリンダ内の各室に接続された導管からなるダンパー機構によって、潮位に追従して上下動したり、浮体の動揺を抑制するものが特許文献１で開示されている。
特開平２−２７９８０６号公報

また、パイプ部材に挿入部材を進退可能に挿入すると共に、パイプ部材の周面に小孔を穿設した動揺低減装置を使用して、潮位に追従して上下動したり、浮体の動揺を抑制するものが、特許文献２で開示されている。
特開２０００−１４４６３２号公報

しかしながら、前記特許文献１、２で開示された杭式係留装置は、何れもピストンやロッドが海中にあるので、シリンダ内に侵入した海中生物や汚物や砂の除去といったダンパーのメンテナンスは、ダイバーが潜って取り除かなければならない。このメンテナンスを行わなければ、上下方向の移動がしにくくなり、係留としての機能が低下する。また、ピストンやロッド部が可動式であり、また長い間海中に没水しているので、可動部にはごみがたまりやすくなると予測される。

本発明が解決しようとする問題点は、特許文献１、２で開示された杭式係留装置の場合、ダンパーのメンテナンスは、ダイバーが海中に潜って行わなければならず、また、ピストンやロッド部が可動式で、長い間海中に没水しているので、可動部にはごみがたまりやすくなるという点である。

本発明の杭式係留装置は、
ダンパーのメンテナンスを、ダイバーが海中に潜ることなくできるようにし、また、可動部にごみがたまりにくくするために、
海水面に浮かぶ浮体構造物と、
一方が海底に固定され、他方が海水面上に突出する複数個の杭とからなり、
これら複数個の杭を、前記浮体構造物を囲うように配置するとともに、
前記各杭の内部空間には、筒状容器と、この筒状容器内に挿入されるピストンと、このピストンに一方端が接続され、他方端が前記内部空間の上面に固定されるロッドとで構成されるダンパーを内装し、
これらダンパーの各筒状容器と前記浮体構造物とを、浮体構造物と相対する各杭の壁面に設けた開口部を貫通して一体的に接続させ、
前記筒状容器が杭の内部空間に沿って移動が可能なように構成したことを最も主要な特徴としている。

本発明の杭式係留装置において、前記浮体構造物を、甲板と、この甲板の下方に設けられ、海水面と接触するコラムとで構成した場合には、水線面積（海水面と接触する浮体面積）が小さくなるので、造波抵抗が小さくなって上下揺れが小さくなる。

本発明では、杭の壁面に開口部を設けてダンパーの筒状容器と浮体構造物とを接続することで、浮体構造物上でオイル交換などのダンパーのメンテナンスが可能になる。また、筒状容器の可動により杭の内部空間と海中との流体移動が活発になり、海水交換が促進され、可動部にごみがたまりにくくなる。

また、本発明において、浮体構造物を、甲板の下方に海水面と接触するコラムを設けた構造とした場合には、水線面積が小さくなって造波抵抗が小さくなり、上下揺れが小さくなるので、上下方向の制振を目的としたダンパーの形状をより小型化できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の最良の形態を説明する概略図である。

図１において、１は、たとえば甲板１ａの下方に、その軸が上下方向となり、その内周部に空気室１ｃを形成するようにコラム１ｂを設けた構成の浮体構造物であり、このような構成により甲板１ａが常に海水面より上方に位置して海水面と接触しないようになっている。

このような浮体構造物１では、コラム１ｂの軸が上下方向となるように甲板１ａに設置しているので、上下方向の動揺低減効率が高くなる。よって、先に説明した特許文献１や２のようなポンツーン型の浮体構造物よりも上下揺れがしにくくなって、使用するダンパーを小さくできる。

２はたとえば外面に腐食防止のための塗料が塗られた鋼鉄製の杭であり、一方端側は海底に固定され、他方端側が海水面から突出するような長さを有している。この杭２は、設置した位置において、後述するダンパー３が、海水面を挟んで上下に移動できる長さの内部空間２ａを形成した管状となされている。

そして、各杭２に形成した内部空間２ａに内装されるダンパー３は、筒状容器３ａと、この筒状容器３ａ内に挿入される小孔３ｄ（図２参照）を設けたピストン３ｂと、このピストン３ｂに一方端が接続され、他方端が内部空間２ａの上面に固定されたロッド３ｃとで構成され、内部にたとえばオイル３ｅが密閉されている。

このような杭２をたとえば４本、前記浮体構造物１を囲うように、浮体構造物１の四隅に配置し、これら杭２の内部空間２ａに内装したダンパー３の各筒状容器３ａと浮体構造物１のたとえば外周とを、浮体構造物１と相対する各杭２の壁面に設けた開口部２ｂを貫通して一体的に接続する。なお、開口部２ｂは、浮体構造物１が上下方向に移動できるような範囲に設けられている。

４は甲板１ａより上部に位置する前記開口部２ｂを覆うように甲板１ａに設置された止水板である。この止水板４は、杭２の内部空間２ａに存在する海水が、内部空間２ａと筒状容器３ａの間の隙間（開口部２ｂの位置から１８０°反対側の隙間）から筒状容器３ａの上側を通って甲板１ａ上に流入するのを防止するために設置され、ダンパー３のメンテナンス時には取り外せるようになっている。

このような構成の本発明の杭式係留装置では、波浪や潮位の変動によって浮体構造物１が上昇（又は下降）すると、筒状容器３ａの中にピストン３ｂが押し込まれていく（又は筒状容器３ａの中からピストン３ｂが引き抜かれていく）ので、浮体構造物１は水位の変動に対して十分に追従することができる。この際、浮体構造物１はコラム１ｂを有し、海水面と接触する面積が小さいので、造波抵抗が小さく、上下揺動が小さくなる。

また、コラム１ｂの内周部に形成した空気室１ｃ内の自由表面上の波運動が浮体構造物１の運動に相対的に影響するので、浮体構造物１の動揺が小さくなる。すなわち、空気室１ｃ内に海水が満たされ、この満たされた海水の位相遅れの運動によって、浮体構造物１が空気室１ｃ内の自由表面の運動に対して相対的に影響し、浮体構造物１の運動を低減するのである。

さらに、浮体構造物１の上下運動によるエネルギーは、杭２の内部空間２ａ内の海水流動に変換されるので、浮体構造物１の上下方向の動揺がより低減される。

本発明では、以上の作用によって、浮体構造物１の上下方向の制振を目的としたダンパー３の形状をより小型化することができる。

また、本発明では、杭２の壁面に開口部２ｂを設けているので、ダンパー３の可動により杭２の内部空間２ａ内の海水と海中との海水交換が活発になって可動部にごみがたまりにくくなる。

さらに、ダンパー３の機能低下等によるオイル交換時には、止水板４を取り外して開口部２ｂから行なえ、ダイバーが海中に潜る必要もない。

なお、コラム１ｂの内周部は空気ばねのような状態になっているので、荷物の積み下ろしや人の乗降によって浮体構造物１が動揺するが、この問題はオイルダンパー３を使用することで低減される。

本発明は、前記の例に限るものではなく、請求項に記載の技術的思想の範囲内において、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。たとえば、使用するダンパーは図１に示したオイルダンパーに限らず、空気式ダンパーや磁性体ダンパーに変更しても良い。

本発明の杭式係留装置の例を説明する概略図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。本発明の杭式係留装置のオイルダンパーの機構を説明する概略図である。

符号の説明

１浮体構造物
１ａ甲板
１ｂコラム
１ｃ空気室
２杭
２ａ内部空間
２ｂ開口部
３ダンパー
３ａ筒状容器
３ｂピストン
３ｃロッド

Claims

海水面に浮かぶ浮体構造物と、
一方が海底に固定され、他方が海水面上に突出する複数個の杭とからなり、
これら複数個の杭を、前記浮体構造物を囲うように配置するとともに、
前記各杭の内部空間には、筒状容器と、この筒状容器内に挿入されるピストンと、このピストンに一方端が接続され、他方端が前記内部空間の上面に固定されるロッドとで構成されるダンパーを内装し、
これらダンパーの各筒状容器と前記浮体構造物とを、浮体構造物と相対する各杭の壁面に設けた開口部を貫通して一体的に接続させ、
前記筒状容器が杭の内部空間に沿って移動が可能なように構成したことを特徴とする杭式係留装置。
前記浮体構造物は、
甲板と、
この甲板の下方に設けられ、海水面と接触するコラムとで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の杭式係留装置。