JP4807771B2 - Floating structure - Google Patents
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Description
本発明は、例えば洋上風力発電設備などに用いられる浮体構造に関するものである。 The present invention relates to a floating structure used in, for example, offshore wind power generation facilities.
従来、浮体構造として、洋上においてそれぞれの風力発電施設を立設支持する複数の浮体同士を、途中に中間シンカーを設けた係留チェーンで連結し、適宜の浮体には、一方端に係留アンカー、途中に中間シンカー設けた係留チェーンを繋いだ洋上風力発電設備がある。この洋上風力発電設備は、深い海域においても洋上での設置が容易に行え、しかも、洋上の風力発電施設が波によって流されて衝突したり、風力発電施設同士の相対位置関係が変化して発電能力を低下させる事態を防ごうとするものである(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a floating structure, a plurality of floating bodies that stand upright and support each wind power generation facility on the ocean are connected by a mooring chain provided with an intermediate sinker in the middle. There is an offshore wind power generation facility that connects mooring chains with intermediate sinkers. This offshore wind power generation facility can be installed offshore easily even in deep waters. Moreover, the offshore wind power generation facilities are swept by waves and collided, or the relative positional relationship between the wind power generation facilities changes to generate power. This is intended to prevent a situation where the ability is reduced (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、従来の浮体構造では、複数の風力発電施設を林立させて相互干渉が起こらないようにするため、相互の風力発電施設の能力を低下させない最低限の間隔よりもさらに広い間隔が必要である。さらに、係留アンカーによって風力発電施設の相互干渉が起こらないように引っ張らなければならないので側方に向けて延在する態様で係留チェーンを張る必要がある。すなわち、従来の浮体構造では、広い占有面積を必要とするという問題がある。このため、複数の浮体を連結する部材数が多くなってコストが嵩むという問題が生じる。 However, in the conventional floating structure, in order to prevent a plurality of wind power generation facilities from being brought into contact with each other to prevent mutual interference, a larger distance than the minimum distance that does not reduce the capacity of the wind power generation facilities is required. . Furthermore, since the mooring anchors must be pulled so as not to cause mutual interference between the wind power generation facilities, it is necessary to stretch the mooring chain in a manner that extends toward the side. That is, the conventional floating structure has a problem that a large occupied area is required. For this reason, the problem that the number of members which connect a some floating body increases and cost increases arises.
本発明は、上記実情に鑑みて、複数の浮体間の相互間隔を確保することができ、また各浮体間を連結する部材を少なくすることができる浮体構造を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a floating structure that can secure a mutual interval between a plurality of floating bodies and can reduce the number of members that connect the floating bodies.
上記の目的を達成するために、本発明の請求項1に係る浮体構造は、上部に物品が載置される複数の浮体部と、前記浮体部を環状に連結する剛体からなる連結部と、前記浮体部および前記連結部に対して前記環状の内側に向けた引張力を生じる引張部とを備え、前記連結部は没水型であり、前記連結部を浮遊させている水とほぼ同じ単位体積重量であり、前記連結部の上部が浮力室となっており、下部が長手方向に分割された錘室となっていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a floating body structure according to
本発明に係る浮体構造は、複数の浮体部を剛体からなる連結部によって環状に連結し、これら浮体部および連結部に対して引張部によって環状の内側に向く引張力を生じさせている。この結果、複数の浮体部の相互間隔を確保することができる。また、剛体構造の環状と、この環状を内側に向けて引張する引張構造とによって十分な強度を得るため、各浮体部間を連結する部材を少なくしてコストを低減することができる。さらに、連結部を没水型として、連結部を浮遊させている水とほぼ同じ単位体積重量にすることにより、浮体部を連結する構造が水上の風波の影響を受けにくくなるとともに、浮体部を連結する構造に余分な応力が掛かる事態を防ぐことができる。 In the floating body structure according to the present invention, a plurality of floating body portions are connected in a ring shape by a connecting portion made of a rigid body, and a tensile force directed toward the inside of the ring is generated by the tension portion with respect to the floating body portion and the connecting portion. As a result, the mutual space | interval of a some floating body part is securable. Further, since a sufficient strength is obtained by the rigid structure ring and the tension structure that pulls the ring inward, it is possible to reduce the cost by reducing the number of members that connect the floating body portions. Furthermore, by making the connecting part into a submerged type and making the unit part weight substantially the same as the water that floats the connecting part, the structure that connects the floating part becomes less susceptible to wind waves on the water, and the floating part is A situation in which excessive stress is applied to the connecting structure can be prevented.
連結部の上部が浮力室となっており、下部が長手方向に分割された錘室となっていることにより、長手方向への錘の流動を抑えて連結部の長手方向の重量バランスを保持することができ、連結部を浮遊させている水とほぼ同じ単位体積重量にするためのバランス構造を得ることができる。 Since the upper part of the connecting part is a buoyancy chamber and the lower part is a weight chamber divided in the longitudinal direction, the weight flow in the longitudinal direction is suppressed and the weight balance in the longitudinal direction of the connecting part is maintained. It is possible to obtain a balanced structure for making the unit volume weight substantially the same as that of the water in which the connecting portion is suspended .
環状の内側に設けた中間連結部を引張部と浮体部との間、引張部と連結部との間に介在したことにより、引張部によって生じる引張力を環状の全体に掛かるように複数に分配することができる。特に、中間連結部を環状の中心に配置すれば、引張部の引張力を各浮体部および各連結部に対して均等に生じさせることができる。 By interposing the intermediate connecting part provided inside the ring between the tension part and the floating part, and between the tension part and the connection part, the tensile force generated by the tension part is distributed to the whole ring can do. In particular, if the intermediate connecting portion is arranged at the center of the ring, the tensile force of the tensile portion can be evenly generated for each floating body portion and each connecting portion.
連結部を環状の外側に膨出する態様で湾曲形成したことにより、各浮体部を環状に連結する剛体構造が引張部の引張力をともなってさらに助勢されて強度を高めることができる。 By forming the connecting portion so as to bulge outward in an annular shape, the rigid body structure that connects the floating body portions in an annular shape can be further assisted with the tensile force of the tensile portion to increase the strength.
浮体部を没水型とすることにより、風波による抵抗を低減することができる。 By making the floating body part a submerged type, resistance due to wind waves can be reduced.
中間連結部を柱状に形成して、その各端部と浮体部および連結部との間に立体トラスをなす態様で引張部を設けたことにより、立体的な引張力が得られるのでさらに強度を高めることができる。 By forming the intermediate connecting part in a columnar shape and providing a tensile part in a form that forms a three-dimensional truss between each end part and the floating part and the connecting part, a three-dimensional tensile force can be obtained, so that the strength is further increased. Can be increased.
中間連結部を浮体として構成したことにより、当該中間連結部の上部に施設(物品)を載置することができる。 By configuring the intermediate coupling portion as a floating body, a facility (article) can be placed on top of the intermediate coupling portion.
各浮体部の上部に風力発電施設を載置した場合には、洋上風力発電設備として、各風力発電施設の相互間隔を確保することができる。また、洋上風力発電設備として、剛体構造の環状と、この環状を内側に向けて引張する引張構造とによって十分な強度を得るため、各風力発電施設間を連結する部材を少なくしてコストを低減することができる。さらに、中間連結部が浮体として構成してある場合には、当該中間連結部の上部に風力発電設備の管理施設を載置して、連結した風力発電施設を管理することができる。 When the wind power generation facility is placed on the upper part of each floating body, the mutual space between the wind power generation facilities can be secured as the offshore wind power generation facility. In addition, as an offshore wind power generation facility, in order to obtain sufficient strength with a rigid structure ring and a pulling structure that pulls the ring inward, the number of members connecting each wind power generation facility is reduced to reduce costs. can do. Furthermore, when the intermediate connection part is configured as a floating body, the management facility of the wind power generation facility can be placed on the upper part of the intermediate connection part to manage the connected wind power generation facility.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る浮体構造の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Exemplary embodiments of a floating structure according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
図1は本発明に係る浮体構造の実施例を示す平面図、図2は図1に示した浮体構造の正面図、図3は図1に示した連結部の径方向の断面図、図4は図1に示した連結部の長手方向の断面図、図5は引張部の他の例を示す平面図である。 1 is a plan view showing an embodiment of the floating structure according to the present invention, FIG. 2 is a front view of the floating structure shown in FIG. 1, FIG. 3 is a radial sectional view of the connecting portion shown in FIG. FIG. 5 is a sectional view in the longitudinal direction of the connecting portion shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a plan view showing another example of the tension portion.
浮体構造は、図1および図2に示すように浮体部1、連結部2、引張部3および中間連結部4を有している。また、本実施例の浮体構造は、図2に示すように例えば水上(洋上)10において風力発電施設5などの施設(物品)を設置するためのものとして用いられる。なお、施設としては風力発電施設5に限らない。
As shown in FIGS. 1 and 2, the floating body structure has a
浮体部1は、鋼材、鋼とコンクリートとの合成材、またはコンクリート材などの剛体からなり、それ自体では水に浮くようになっており、その上部に施設(物品)が載置されるものである。浮体部1は、図2では連結部2とともに水中に浮遊して水上10の風波の影響を受けにくい没水型(セミサブ型)としている。この浮体部1は、複数(本実施例では3つ)設けてある。また、浮体1は、予め陸上で制作されたプレキャスト部材としてもよい。
The
連結部2は、図2に示すように複数の浮体部1を環状に連結する剛体からなる長手状のものである。連結部2は、両端部がそれぞれ浮体部1に対して剛結合またはヒンジ結合によって連結してあり、環状の外側に膨出するようにアーチ状に湾曲形成してある。すなわち、連結部2は、本実施例では3つの浮体部1を環状に連結するものであって、当該環状を平面視で略三角形のおむすび型に形成してある。また、連結部2は、各浮体部1の間において同形状に形成してあって、各浮体部1を環状に均等配置してある。
As shown in FIG. 2, the connecting
この連結部2は、鋼材、鋼とコンクリートとの合成材、またはコンクリート材などの剛体からなり、特に予め工場などで複数に分割して連結部ユニットとして生産されるプレキャスト部材からなる。この連結部ユニットは、箱断面を呈しており、鋼材からなる場合では鋼管として形成され、鋼材とコンクリート材との合成材からなる場合ではボックスカルバート管として形成され、コンクリート材からなる場合ではヒューム管として形成される。連結部2の箱断面の内部には本浮体構造が設置される水に対してほぼ同じ単位体積重量にするためのバランス構造が設けてある。バランス構造としては、例えば図3および図4に示すように連結部ユニット(連結部2)の箱断面内部を上下に分け、水、石または砂利などの錘を設置する錘室21を下側に設け、空気または発泡スチロールなどによって調整浮力を得るための浮力室22を上側に設けてなる。また、錘室21においては、図4に示すように隔壁21aを設けて連結部ユニット(連結部2)の長手方向を分割することで、長手方向への錘の流動を抑えて連結部ユニット(連結部2)の長手方向の重量バランスを保持してある。そして、この連結部ユニットを複数連結して連結部2とする。なお、連結部2の箱断面は、図3に示す略円形に限らず矩形など様々であってもよい。
This
引張部3は、張弦ケーブルからなり、浮体部1および連結部2を繋いで環状の内側に向く引張力を生じるように、環状の内側に配置した中間連結部4を介して複数配置してある。なお、中間連結部4は、引張部3の引張力を各浮体部1および各連結部2に対して均等に生じさせるために、環状の中心位置に配置してあることが好ましい。なお、引張部3は、図5に示すように中間連結部4を介さずに浮体部1および連結部2を繋いで、環状の内側に向く引張力を生じるように複数配置してもよい。
The
中間連結部4は、鋼材、鋼とコンクリートとの合成材、またはコンクリート材などの剛体からなり、上下方向に延在する柱状に形成してある。そして、図2に示すように中間連結部4の上端および下端にそれぞれ引張部3が連結してある。すなわち、引張部3は、立体トラスの一部をなしている。なお、図には明示しないが立体トラスを構成するにあたり、浮体部1を上下方向に延在する柱状に形成して、その上端および下端と、中間連結部4の上端および下端とを引張部3で相互に連結してもよい。また、中間連結部4は、浮体として構成してあってもよい。なお、図には明示しないが、浮体部1および連結部2が中間連結部4のごとく柱状の形状を有してその上端および下端と、中間連結部4の上端および下端とを引張部3で引張力を生じて連結する態様で構成してもよい。
The intermediate connecting portion 4 is made of a rigid body such as a steel material, a composite material of steel and concrete, or a concrete material, and is formed in a column shape extending in the vertical direction. And as shown in FIG. 2, the tension | pulling
風力発電施設5は、浮体部1の上部に載置してある。風力発電施設5は、本実施例では浮体部1の上部に立設した支柱51と、支柱51の上端に対して垂直な軸線の周りに回転可能に配置した発電機52と、発電機52に対して水平な軸線の周りに回転可能に配置した風車53とで構成してある。この風力発電施設5は、風向きに対して風車53の向きを可変する態様で発電機52が回転しつつ、風車53が回転することによって発電が行われる。なお、風力発電施設5の支柱51は、水面より下側にある下端部分が浮体として構成してあってもよい。
The wind power generation facility 5 is placed on the upper part of the floating
上記風力発電施設5を各浮体部1の上部に配置する場合、図2に示すように水平方向に投影したときに各風車53が重なることがなく互いの風力発電施設5の発電能力を低下させない形態とすることが好ましい。例えば、風力発電施設5の風車53が径125mである場合に、各支柱51の間隔を少なくとも250mとする。このため、各浮体部1の間隔を250mにする態様で当該浮体部1を連結部2で環状に連結する。
When the wind power generation facility 5 is arranged at the upper part of each floating
また、中間連結部4を浮体として構成した場合には、当該中間連結部4の上部を水上に施設(物品)を載置することが可能である。図には明示しないが、例えば浮体部1に風力発電施設5を載置した場合には、中間連結部4の上部に風力発電設備の管理施設などの施設(物品)を載置する。また、中間連結部4を浮体1と同様にプレキャスト部材としてもよい。
Moreover, when the intermediate connection part 4 is comprised as a floating body, it is possible to mount a facility (article) on the water on the upper part of the intermediate connection part 4. Although not clearly shown in the drawing, for example, when the wind power generation facility 5 is placed on the floating
このように構成した浮体構造は、図には明示しないが、例えば浮体部1または連結部2に対して繊維ロープやチェーンを介して連結したアンカーを水底11(図2参照)に投げ込んだ緊結係留方式などによって係留する。この係留に関しては緊結係留方式に限らず、設置場所の諸状況に応じて適宜選択すればよい。
Although the floating structure configured in this way is not clearly shown in the drawing, for example, the anchor mooring in which an anchor connected to the floating
したがって、上述した浮体構造では、複数の浮体部1を剛体からなる連結部2によって環状に連結し、これら浮体部1および連結部2に対して引張部3によって環状の内側に向く引張力を生じさせている。この結果、複数の浮体部1の相互間隔を確保することが可能である。また、剛体構造の環状と、この環状を内側に向けて引張する引張構造とによって十分な強度を得るため、各浮体部1間を連結する部材を少なくしてコストを低減することが可能になる。また、引張部3は張弦ケーブルからなるため風波の抵抗を受け難い。
Therefore, in the above-described floating body structure, a plurality of floating
また、環状の内側に設けた中間連結部4を引張部3と浮体部1との間、引張部3と連結部2との間に介在したことにより、引張部3によって生じる引張力を環状の全体に掛かるように複数に分配することが可能になる。特に、中間連結部4を環状の中心に配置することによって、引張部3の引張力を各浮体部1および各連結部2に対して均等に生じさせることが可能になる。
Further, since the intermediate connecting portion 4 provided inside the annular shape is interposed between the
また、連結部2を環状の外側に膨出する態様でアーチ状に湾曲形成したことにより、各浮体部1を環状に連結する剛体構造が引張部3の引張力をともなってさらに助勢されて強度を高めることが可能になり、部材数を少なくできる。
In addition, since the connecting
浮体部1を環状に均等配置することにより、強度を均等に保持することが可能になる。
By evenly arranging the floating
連結部2をプレキャスト部材で構成することにより、生産性を向上してコストを低減することが可能になる。
By configuring the connecting
浮体部1を没水型とすることにより、風波による抵抗を低減することが可能になる。
By making the floating
連結部2を浮遊させている水とほぼ同じ単位体積重量にすることにより、浮体部1を連結する構造に余分な応力が掛かる事態を防ぐことが可能になる。
By substantially the same specific weight and the water is caused to float
中間連結部4を上下方向に延在する柱状に形成して、その上端および下端と、浮体部1および連結部2との間に立体トラスをなす態様で引張部3を設けたことにより、環状の径方向とともに上下方向を含めた立体的な引張力が得られるのでさらに強度を高めることが可能になる。また、浮体部1および連結部2が中間連結部4のごとく柱状の形状を有してその上端および下端と、中間連結部4の上端および下端とを引張部3で引張力を生じて連結する態様で構成すれば、さらにまた強度を高めることが可能になる。
The intermediate connecting portion 4 is formed in a column shape extending in the vertical direction, and the
中間連結部4を浮体として構成したことにより、当該中間連結部4の上部にヘリポートなどの施設(物品)を載置することが可能になる。 By configuring the intermediate connecting portion 4 as a floating body, it becomes possible to place a facility (article) such as a heliport on the upper portion of the intermediate connecting portion 4.
各浮体部1の上部に風力発電施設5を載置した場合には、洋上風力発電設備として、各風力発電施設5の相互間隔を確保することが可能である。また、洋上風力発電設備として、剛体構造の環状と、この環状を内側に向けて引張する引張構造とによって十分な強度を得るため、各風力発電施設5間を連結する部材を少なくしてコストを低減することが可能になる。さらに、中間連結部4が浮体として構成した場合には、当該中間連結部4の上部に風力発電設備の管理施設を載置して、連結した風力発電施設5を管理することが可能になる。
When the wind power generation facility 5 is mounted on the upper part of each floating
なお、上述した図1および図5に示すような浮体構造において、浮体部1を3つに限らず複数設けてもよい。
In the floating structure as shown in FIGS. 1 and 5 described above, the number of floating
図6は本発明に係る浮体構造の他の実施例を示す平面図である。図6に示す浮体構造は、複数(本実施例では3つ)の浮体部1をアーチ状に湾曲形成した連結部2によって円環状に連結してある。そして、円環状の中心位置に中間連結部4を配置し、当該中間連結部4を介在して引張部3を浮体部1および連結部2に連結してある。このように構成した浮体構造では、浮体部1を円環状に連結してあるため、重量バランスが安定する。また、浮体部1を円環状に連結してあるため、浮体部1の数を任意に設定することが可能である。浮体部1の数を任意に設定する場合には、浮体部1を円環状に均等配置することが好ましい。なお、図には明示しないが浮体部1を円環状に連結した場合においても中間連結部4を設けない構成であってもよい。ところで、浮体部1を3つ設ける場合においては、図6に示す円環状に連結する構成に比較して、図1に示す環状(略三角形のおむすび型)に連結する構成のほうが連結部2の膨出する大きさが小さいので全体の所有面積が小さくなる。
FIG. 6 is a plan view showing another embodiment of the floating structure according to the present invention. The floating body structure shown in FIG. 6 is formed by connecting a plurality (three in this embodiment) of floating
図7は本発明に係る浮体構造の他の実施例を示す平面図である。図7に示す浮体構造は、複数(本実施例では3つ)の浮体部1を直線状の連結部2によって環状に連結してある。そして、環状の中心位置に中間連結部4を配置し、当該中間連結部4を介在して引張部3を浮体部1に連結してある。このように構成した浮体構造では、引張部3による作用が図1および図6に示す構成と比較して低下するが、連結部2が直線状であるため全体の所有面積が小さくなる。
FIG. 7 is a plan view showing another embodiment of the floating structure according to the present invention. In the floating structure shown in FIG. 7, a plurality (three in the present embodiment) of floating
1 浮体部
2 連結部
21 錘室
21a 隔壁
22 浮力室
3 引張部
4 中間連結部
5 風力発電施設
51 支柱
52 発電機
53 風車
10 水上
11 水底
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記浮体部を環状に連結する剛体からなる連結部と、
前記浮体部および前記連結部に対して前記環状の内側に向けた引張力を生じる引張部とを備え、
前記連結部は没水型であり、前記連結部を浮遊させている水とほぼ同じ単位体積重量であり、
前記連結部の上部が浮力室となっており、下部が長手方向に分割された錘室となっていることを特徴とする浮体構造。 A plurality of floating bodies on which articles are placed;
A connecting portion made of a rigid body connecting the floating body portions in an annular shape;
A tension portion that generates a tensile force toward the inner side of the annular shape with respect to the floating body portion and the connection portion;
The connection portion is submerged type, Ri approximately the same specific weight der water which suspended the connecting portion,
Floating structure upper portion of the connecting portion is a buoyancy chamber, characterized that you have a Tsumushitsu the lower is divided longitudinally.
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