JP5970084B2 - 合成樹脂製フロートユニット及びフロート、並びに浮体構造物 - Google Patents

Description

本発明は、合成樹脂製フロートユニット及びフロート、並びに浮体構造物に関する。

特許文献１には、水上設置用太陽電池発電装置が開示されている。このような水上設置用太陽電池発電装置は、湖やダム湖、河川、海洋等といった、これまでプラント等の設置にあまり利用されてこなかった広大な水面を活用することができるため、用地的な制約を受けずに大規模な太陽電池発電装置を設置することができる。

ところで、上記した水上設置用太陽電池発電装置のような浮体構造物を水面上に浮かばせるためには、浮体構造物に浮力を付与する浮体ブロック（以下、フロートとも言う。）を必要とする。

特許文献２には、硬質発泡プラスチック製の浮体ブロック同士を当接させた浮体ブロック群を構成し、これら当接する浮体ブロックのうち一方の浮体ブロックの当接面に凸部を形成し、他方の浮体ブロックの当接面に凸部に嵌合する凹部を形成し、浮体ブロック同士を凹凸嵌合によって連結した浮体構造物が開示されている。

特開２００１−１８９４８６号公報 特開平９−８６４８６号公報

ところで、浮体構造物には、長期に亘って劣化せずに水面に浮かび続ける必要があることから、フロート自体も長期間の使用に耐えるものが求められている。

この点について、特許文献１に開示された水上設置用太陽電池発電装置に用いられるフロートの材質は特に規定されていないが、仮に金属製であった場合、金属製フロートでは腐食が起こり易いため、長期に亘った使用は困難である。

一方、特許文献２に開示された浮体構造物の浮体ブロックは、硬質発泡プラスチックで形成されているため、金属製のものに比べて腐食の懸念はないが、硬質発泡プラスチックでは波から受ける衝撃に弱いため、浮体ブロックが破壊され易いといった問題があった。

また、浮体ブロックは略方形であるため、水面上では吃水が浅くなり波動により揺動し易いことから、浮体ブロックに取り付けられた浮体構造物が安定し難いといった問題もあった。

さらに、浮体構造物が大規模になるほど、浮体ブロックの組立が煩瑣になるため、組立作業性に劣るといった問題もあった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、水面上での波動による破壊の虞がなく、浮体構造物が大規模であっても容易に組み立てることができる合成樹脂製フロートユニット及びフロートを提供するとともに、波動の影響を受け難く安定性に優れた浮体構造物を提供することにある。

上記目的を達するために、本発明は次のとおりの構成としている。

本発明に係る合成樹脂製フロートユニットは、水面上に設置される浮体構造物に浮力を付与する連結式の合成樹脂製フロートユニットであって、全体が円筒形状とされ、その一端面が凸面とされる一方、他端面が前記凸面と嵌合する凹面とされるとともに、外周面の全域に亘って螺旋突条が設けられたことを特徴とする。

このような構成により、外周面にはその全域に亘って螺旋突条が設けられたため、螺旋突条が無いものに比べて外周面の表面積が大きく、その分外周面が受ける波の衝撃を緩和することができる。これにより、合成樹脂製フロートユニットの耐久性を高めることができ、波動に起因する破壊が起こりにくくなる。また、合成樹脂製フロートユニットは円筒形状であるため、略方形のフロートに比べて吃水を深くすることができ、波動による揺動が生じにくいものとなる。

上記の合成樹脂製フロートユニットにおいて、その外周面に、浮体構造物への取り付けに供される取付板が、該ユニットの長手方向に沿って設けられた構成としてもよい。

このような構成により、浮体構造物は取付板を介して合成樹脂製フロートユニットに取り付けられるため、浮体構造物への取り付けが容易になる。

上記の合成樹脂製フロートユニットにおいて、前記取付板に通風孔が形成された構成としてもよい。

このような構成により、取付板の通風孔を介して浮体構造物の下方空間に風を通すことができるため、浮体構造物を冷却することができる。これとともに、取付板に波がぶつかっても波は通風孔を通り抜けるため、波動の影響を緩和することができ、波がぶつかることによる合成樹脂製フロートユニットの破壊をさらに防ぐことができる。

上記の合成樹脂製フロートユニットにおいて、その内部空間に、水の比重よりも小さい比重の充填部材が充填された構成としてもよい。

このような構成により、内部空間に、水の比重よりも小さい比重の充填部材が充填されているため、外周面が一部破壊されるようなことがあってもそこから合成樹脂製フロートユニット内に浸水することはなく、安定して浮体構造物に浮力を付与することができる。

上記の合成樹脂製フロートユニットにおいて、その内部空間に、水の比重よりも大きい比重の充填部材が充填された構成としてもよい。

このような構成により、充填部材を充填しない場合及び水の比重よりも小さい比重の充填部材を充填した場合に比べて吃水を深くすることができ、より波動による揺動が生じにくいものとなるとともに、内部空間に充填部材が充填されているため、外周面が一部破壊されるようなことがあってもそこから合成樹脂製フロートユニット内に浸水することはなく、安定して浮体構造物に浮力を付与することができる。

上記の合成樹脂製フロートユニットにおいて、その一端部又は他端部の少なくともいずれか一方が開閉自在とされ、開閉自在とされた端部において前記充填部材が前記内部空間に出し入れ自在とされた構成としてもよい。

このような構成により、充填部材が内部空間に出し入れ自在とされているため、設置条件や使用環境等に応じて適宜充填部材を使用するか否かを選択することができる。

本発明に係るフロートは、複数個の、上記の合成樹脂製フロートユニットと、これら合成樹脂製フロートユニットの前記螺旋突条と螺合する螺旋溝を内周面に有する複数個の連結環とを備え、隣接する合成樹脂製フロートユニット同士が、相互の前記凸面と凹面を介して接合されるとともに、該接合部位において、隣接する合成樹脂製フロートユニットの双方に螺合された前記連結環によって連結されたことを特徴とする。

このような構成により、隣接する合成樹脂製フロートユニット同士が、凹凸嵌合されて接合された状態で該接合部位が連結環によって連結されるため、極めて強度の高いフロートとすることができる。

本発明に係る浮体構造物は、上記の合成樹脂製フロートユニット又は、上記のフロートが設けられたことを特徴とする。

このような構成により、従来の浮体構造物と異なり、長期に亘って劣化せずに浮体構造物を水面に浮かばせることができる。また、合成樹脂製フロートユニット及びフロートの吃水が深いため、これら合成樹脂製フロートユニット及びフロート上に構造物を搭載しても波動の影響を受け難く、構造物は安定する。

本発明によれば、水面上での波動による破壊の虞がなく、浮体構造物が大規模であっても容易に組み立てることができる合成樹脂製フロートユニット及びフロートを提供するとともに、波動の影響を受け難く安定性に優れた浮体構造物を提供することができる。

本発明に係る合成樹脂製フロートユニットの実施形態であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ断面図である。 本発明に係る合成樹脂製フロートユニットの実施形態の変形例を示す斜視図である。 本発明に係る合成樹脂製フロートユニットの製造工程であって、（ａ）は製造前の状態を示す模式図、（ｂ）は製造工程を示す模式図、（ｃ）は、（ｂ）のｃ−ｃ断面図である。 本発明に係るフロートの実施形態であって、（ａ）は、合成樹脂製フロートユニット同士を連結する前の状態を示す斜視図、（ｂ）は、連結後の状態を示す斜視図である。 本発明に係る浮体構造物の第一実施形態の組立工程を説明する説明図である。 本発明に係る浮体構造物の第一実施形態の組立工程を説明する説明図である。 本発明に係る浮体構造物の第二実施形態の組立工程を説明する説明図である。 本発明に係る浮体構造物の第二実施形態の組立工程の変形例を説明する説明図である。 本発明に係る浮体構造物の第二実施形態の組立工程を説明する説明図である。 本発明に係る浮体構造物の第二実施形態を示す斜視図である。

以下、本発明に係る合成樹脂製フロートユニット１、フロート１０並びに浮体構造物１００についてこの順番に沿って説明する。

[合成樹脂製フロートユニット１の構成]
まず、本発明に係る合成樹脂製フロートユニットの実施形態について、図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら説明する。図１Ａは、本発明に係る合成樹脂製フロートユニットの実施形態であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ断面図、図１Ｂは、本発明に係る合成樹脂製フロートユニットの実施形態の変形例を示す斜視図である。

本実施形態に係る合成樹脂製フロートユニット１は、水面上に設置される浮体構造物１００に浮力を付与する連結式のユニットであって、全体が円筒形状とされ、その一端面が球面形状の凸面１１とされる一方、他端面が凸面１１と嵌合する凹面１２とされるとともに、外周面の全域に亘って螺旋突条１３が設けられている（図１Ａ参照）。

また、外周面の上部には、浮体構造物１００への取り付けに供される取付板５が合成樹脂製フロートユニット１の長手方向に沿って設けられている。

取付板５は、上板部５ａと下板部５ｂとから構成されており、上板部５ａの全長は下板部５ｂの全長より長く設定されている。なお、上板部５ａの全長と下板部５ｂの全長との差は、後述する連結環９の全長よりも長く設定されていることが好ましい。上板部５ａの全長と下板部５ｂの全長とがそのように設定されていることにより、合成樹脂製フロートユニット１同士を連結環９で連結させても取付板５と連結環９とが干渉することはない。

上板部５ａの長手方向に沿っては、通風孔５１が形成されている。通風孔５１は、後述する浮体構造物１００の下方空間（浮体構造物１００と水面との間の空間）に風を通して浮体構造物１００を冷却するために形成されたものである。また、この通風孔５１は、取付板５にぶつかる波を通り抜けさせることにより、波動の影響を緩和するものでもある。上板部５ａの長手方向の両端部には、後述する並設板６が差し込まれる差込孔５２が形成されている。

並設板６は、後述するフロート１０を構築する際に用いられるものであって、上記取付板５の両側から均等に突出するように取付板５の差込孔５２に差し込まれている。並設板６の取付板５から突出した部分には、後述する梁部材７ａとネジ止めするネジ穴６１が形成されている。

また、上述した実施形態の変形例として、図１Ｂに示すように、合成樹脂製フロートユニット１は、その内部空間に、水の比重よりも小さい比重又は大きい比重の充填部材８が充填されていても構わない。この場合、合成樹脂製フロートユニット１の一端部又は他端部の少なくともいずれか一方が開閉自在とされ、開閉自在とされた端部において充填部材８が内部空間に出し入れ自在とされた構成とする。このように、内部空間に充填部材８が充填されている場合、外周面が一部破壊されるようなことがあってもそこから合成樹脂製フロートユニット１内に浸水することはなく、安定して浮体構造物に浮力を付与することができる。また、充填部材８として、水の比重よりも大きい比重の充填部材を充填した場合は、充填部材８を充填しない場合及び水の比重よりも小さい比重の充填部材を充填した場合に比べて吃水を深くすることができ、より波動による揺動が生じにくいものとなる。

本変形例では、円筒形状の合成樹脂製フロートユニット１が、本体部１ａと凸面部１１ａに分割されており、これら本体部１ａと凸面部１１ａとは互いに螺合可能とされている。このため、凸面部１１ａを本体部１ａに脱着することにより、本体部１ａ端部から円筒空洞内に充填部材８を出し入れすることができる（図１Ｂ参照）。なお、本体部１ａと凸面部１１ａとの開閉構造はこの例に限られず、例えば、本体部１ａと凸面部１１ａがヒンジによって開閉自在にされていても構わない。また、合成樹脂製フロートユニット１内部に充填部材８が出し入れ自在とされていれば他の手段であっても構わない。

[合成樹脂製フロートユニット１の製造方法]
次に、本実施形態に係る合成樹脂製フロートユニット１の製造方法について図２を参照しながら説明する。図２は、本発明に係る合成樹脂製フロートユニットの製造工程であって、（ａ）は製造前の状態を示す模式図、（ｂ）は製造工程を示す模式図、（ｃ）は、（ｂ）のｃ−ｃ断面図である。

本実施形態に係る合成樹脂製フロートユニット１は、従来周知のブロー成形によって成形することができる。ブロー成形を行うブロー成形機の金型２ａ、２ｂの内面には、前述した螺旋突条１３を形成する凸部２１が螺旋状に設けられている。金型２ａ、２ｂの一側部には、前述した取付板５を配置する取付溝２２が形成されている（図２（ａ）参照）。

まず、金型２ａ、２ｂを型開きした状態で取付溝２２に取付板５を配置しておいてから、パリソンＰを金型２ａ、２ｂ内に供給する。その後、金型２ａ、２ｂを閉じて、同図矢符Ｘのとおり金型２ａ、２ｂ内に空気を供給してパリソンＰを膨らませ、パリソンＰを金型２ａ、２ｂ内面に圧接させる。これにより、金型２ａ、２ｂ内面の凸部２１によって螺旋突条１３がパリソンＰの外周に形成されるとともに、取付板５とパリソンＰとが一体化され、取付板５を備えた合成樹脂製フロートユニット１が製造される。

以上説明したとおり、本発明に係る合成樹脂製フロートユニット１は、その外周面の全域に亘って螺旋突条１３が設けられているため、螺旋突条が無いフロートに比べて外周面の表面積が大きく、その分外周面が受ける波の衝撃を緩和することができる。これにより、合成樹脂製フロートユニット１の耐久性を高めることができ、波動に起因する破壊が起こりにくくなる。また、合成樹脂製フロートユニット１は円筒形状であるため、略方形のフロートに比べて吃水を深くすることができ、波動による揺動が生じにくいものとなる。

[フロート１０の構成]
次に、本発明に係るフロート１０の実施形態について、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明に係るフロートの実施形態であって、（ａ）は、合成樹脂製フロートユニット同士を連結する前の状態を示す模式図、（ｂ）は、連結後の状態を示す模式図である。なお、上述した合成樹脂製フロートユニット１と、同一の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態に係るフロート１０は、複数個の、上記合成樹脂製フロートユニット１と、これら合成樹脂製フロートユニット１の螺旋突条１３と螺合する複数個の連結環９とを備え、隣接する合成樹脂製フロートユニット１同士が、相互の凸面１１と凹面１２を介して接合されるとともに、接合部位において、隣接する合成樹脂製フロートユニット１の双方に螺合された連結環９によって連結されたものである。

連結環９の内径は、合成樹脂製フロートユニット１の外径と略等しく、連結環９の内面には、合成樹脂製フロートユニット１の螺旋突条１３と螺合する螺旋溝９１が形成されている。連結環９の外面は、合成樹脂製フロートユニット１の螺旋突条１３と同様の螺旋突条が形成されている。

連結環９の全長は、上板部５ａの全長と下板部５ｂの全長との差の約２倍の長さより短いことが好ましく、これにより、合成樹脂製フロートユニット１同士を連結環９で連結させても取付板５の下板部５ｂと連結環９とが干渉することはない。

以上説明したとおり、本発明に係るフロート１０は、隣接する合成樹脂製フロートユニット１同士が、相互の凸面１１と凹面１２を介して接合されるとともに、該接合部位において、隣接する合成樹脂製フロートユニット１同士が連結環９によって連結されたものであるから、合成樹脂製フロートユニット１同士が強固に連結したフロートとなっている。

なお、本実施形態では、隣接する２つの合成樹脂製フロートユニット１同士を連結した形態を説明したが、連結する合成樹脂製フロートユニット１の数はこの例に限られず、３つ以上の合成樹脂製フロートユニット１同士を連結しても構わない。

[浮体構造物１００の構成]
次に、本発明に係る浮体構造物１００の実施形態について、図４Ａから図７を参照しながら説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、本発明に係る浮体構造物の第一実施形態の組立工程を説明する説明図、図５Ａは、本発明に係る浮体構造物の第二実施形態の組立工程を説明する説明図、図５Ｂは、本発明に係る浮体構造物の第二実施形態の組立工程の変形例を説明する説明図、図６は、本発明に係る浮体構造物の第二実施形態の組立工程を説明する説明図、図７は、本発明に係る浮体構造物の第二実施形態を示す斜視図である。なお、上述した合成樹脂製フロートユニット１及びフロート１０と、同一の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。

本発明に係る浮体構造物１００は、上記の合成樹脂製フロートユニット１又は上記のフロート１０から構成されたものである。まず最初に合成樹脂製フロートユニット１が設けられた浮体構造物１００の実施形態を第一実施形態として説明し、その後にフロート１０が設けられた浮体構造物１００の実施形態を第二実施形態として説明する。

・第一実施形態
本実施形態では、それぞれ離間して平行に配置された合成樹脂製フロートユニット１同士が梁部材７ａによって接続されている。梁部材７ａは、取付板５の両端に差し込まれた各並設板６とそれぞれネジ固定されている（図４Ａ参照）。

各取付板５の上面には、第一架台７ｂが取付板５の長手方向に沿ってそれぞれ取り付けられている（図４Ｂ参照）。この取り付けは、例えば、溶接やネジ固定等の方法によって固定されており、この固定方法はこれらに限られるものではない。

第一架台７ｂ上には、対峙する他の第一架台７ｂと架け渡すように、第二架台７ｃが取り付けられている。本実施形態では、第二架台７ｃ同士が一定の隙間をあけて第一架台７ｂ上に取り付けられているが、第二架台７ｃ同士が隙間無く第一架台７ｂ上に敷き詰められていても構わない。

第一架台７ｂ及び第二架台７ｃには一定間隔ピッチで複数形成されたネジ穴７１が形成されており、第一架台７ｂと第二架台７ｃとの取り付けには、このネジ穴７１が用いられている。このように、ネジ穴７１が第一架台７ｂ及び第二架台７ｃに一定ピッチで複数形成されているので、第一架台７ｂのネジ穴７１と第二架台７ｃのネジ穴７１が一致した位置で互いを取り付けできる。よって、これらの組立が容易となる。第二架台７ｃ上に、太陽電池パネルなどの図示しない構造物が搭載されることによって浮体構造物１００が構築される。

なお、本実施形態では、離間して平行に配置された２つの合成樹脂製フロートユニット１同士を梁部材７ａによって接続した形態を説明したが、合成樹脂製フロートユニット１の数はこの例に限られず、離間して平行に配置された複数の合成樹脂製フロートユニット１が複数の梁部材７ａによって接続されていても構わない。

・第二実施形態
次に、フロート１０が設けられた浮体構造物１００の実施形態について説明する。なお、第一実施形態と、同一の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態では、離間して平行に配置されたフロート１０同士が梁部材７ａ、第一架台７ｂ及び第二架台７ｃによって掛け渡し接続されており、第二架台７ｃ上には、プラントの一例として太陽電池モジュール３が搭載されている（図７参照）。

太陽電池モジュール３は、第二架台７ｃ上に設置された傾斜架台７ｄを複数用いて取り付けられている（図６参照）。傾斜架台７ｄの取り付けには、第二架台７ｃに形成されたネジ穴７１が利用されている。

本実施形態では、図５Ａに示すように、第二架台７ｃ同士が一定の隙間をあけて取り付けられているため、フロート１０同士の間や、各合成樹脂製フロートユニット１の取付板５の通風孔５１から浮体構造物１００の下方空間に流れ込んできた空気によって太陽電池モジュール３を冷却することができる。これにより、発熱による太陽電池モジュール３の劣化を抑えることができる（図５Ａ参照）。なお、第二架台７ｃ上に取り付ける構造物の発熱が少ない場合は、第一架台７ｂ上に第二架台７ｃが隙間無く敷き詰められていても構わない（図５Ｂ参照）。

以上説明したとおり、本発明に係る浮体構造物１００は、従来の浮体構造物と異なり、本発明に係る合成樹脂製フロートユニット１及びフロート１０を備えているため、長期に亘って劣化せずに浮体構造物１００を水面に浮かばせることができる。また、合成樹脂製フロートユニット１及びフロート１０の吃水が深いため、これら合成樹脂製フロートユニット１及びフロート１０上に構造物を搭載しても波動の影響が小さく、構造物は安定する。

なお、本実施形態では、離間して平行に配置された５つのフロート１０同士を梁部材７ａによって接続した形態を説明したが、フロート１０の数はこの例に限られず、離間して平行に配置された複数のフロート１０をそれぞれ複数の梁部材７ａによって接続されていても構わない。

また、上記に示した本発明の実施形態はいずれも本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

１ 合成樹脂製フロートユニット
１ａ 本体部
１１ 凸面
１１ａ 凸面部
１２ 凹面
１３ 螺旋突条
２ａ、２ｂ 金型
２１ 金型凸部
２２ 取付溝
３ 太陽電池モジュール
５ 取付板
５ａ 上板部
５ｂ 下板部
５１ 通風孔
５２ 差込孔
６ 並設板
６１ ネジ穴
７ａ 梁部材
７ｂ 第一架台
７ｃ 第二架台
７ｄ 斜面台
７１ ネジ穴
８ 充填部材
９ 連結環
９１ 螺旋溝
１０ フロート
１００ 浮体構造物
Ｐ パリソン

Claims (8)

1. 水面上に設置される浮体構造物に浮力を付与する連結式の合成樹脂製フロートユニットであって、
   全体が円筒形状とされ、その一端面が凸面とされる一方、他端面が前記凸面と嵌合する凹面とされるとともに、外周面の全域に亘って螺旋突条が設けられたことを特徴とする合成樹脂製フロートユニット。
2. 請求項１に記載の合成樹脂製フロートユニットであって、
   前記外周面に、前記浮体構造物への取り付けに供される取付板が長手方向に沿って設けられたことを特徴とする合成樹脂製フロートユニット。
3. 請求項２に記載の合成樹脂製フロートユニットであって、
   前記取付板に通風孔が形成されたことを特徴とする合成樹脂製フロートユニット。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の合成樹脂製フロートユニットであって、
   内部空間に、水の比重よりも小さい比重の充填部材が充填されたこと
   を特徴とする合成樹脂製フロートユニット。
5. 請求項１から３のいずれか１つに記載の合成樹脂製フロートユニットであって、
   内部空間に、水の比重よりも大きい比重の充填部材が充填されたこと
   を特徴とする合成樹脂製フロートユニット。
6. 請求項４又は５に記載の合成樹脂製フロートユニットであって、
   一端部又は他端部の少なくともいずれか一方が開閉自在とされ、開閉自在とされた端部において前記充填部材が前記内部空間に出し入れ自在とされたこと
   を特徴とする合成樹脂製フロートユニット。
7. 複数個の、請求項１から６のいずれか１項に記載の合成樹脂製フロートユニットと、これら合成樹脂製フロートユニットの前記螺旋突条と螺合する螺旋溝を内周面に有する複数個の連結環とを備え、隣接する合成樹脂製フロートユニット同士が、相互の前記凸面と凹面を介して接合されるとともに、該接合部位において、隣接する合成樹脂製フロートユニットの双方に螺合された前記連結環によって連結されたこと
   を特徴とするフロート。
8. 請求項１から６のいずれか１項に記載の合成樹脂製フロートユニット又は、請求項７に記載のフロートが設けられた浮体構造物。

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