JP6086972B2 - Ｐ型矩形システム（ｐｓｓ） - Google Patents

Description

津波を抑制するための水工技術システム
本発明は、水工技術システムに関し、津波を抑制するために海洋沿岸地帯において利用可能なものであり、人間、動物、建物、インフラ、自然環境および構築環境の保護、ならびに沿岸浸食に対する保護のために動作する。

津波を抑制する係るシステムは未だ開発されておらず、これに関する先行技術もあまり効率的ではない。

Ｐ型矩形システム（Ｐ Ｓｑｕａｒｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ （ＰＳＳシステム））の利点は、損害の大きい津波の影響からの完璧な保護および完璧な除去に加え、海洋または海の視界・景観を維持し、水中やビーチでのサーフィン、魚釣り、水泳、ダイビング、モーターボート、その他のスポーツ活動を行うことができるようにするものである。

更に、ＰＳＳシステムは、様々な活動を生み出し、災害をなくすために自然現象に対する保護の新しい概念およびアイデアを生み出す。

ＰＳＳの欠点は恐らくこのシステムの保守のために大量の従業員に給与を支払うことに関わるものであり、かつ、開発も比較的高額であり、これは多くの人による労働を必要とすることを意味する。

略語は本明細書の最後に列挙される。

浮き／ポンプ（Ｄ）を示す。 海洋水位ａ，ｂ，ｃおよびｄの４つの段階を表す。 ３つの領域でセクションＩを表す。 ＰＳＳ（Ａ）の最も近い部分を含むセクションＩＩを単に表す。 図１のセクションＩＩＩを表す。 海洋水が岸から後退した後の津波（ＴＷ）の形成を表す。 津波（ＴＷ）（ａ）の一部を表す。 取水ゲート（Ｂ）を表す。 ゲート（Ｂ）の図を表す。 取水ゲート（Ｂ）の別の図を表す。 取水ゲート（Ｂ）のゲートヒンジの典型的な図を表す。 海洋（ａ）の通常の満潮水位（ＨＴＬ）を表す。 津波（ＴＷ）の理論上の大きさである、ａ，ｂ，ｃ，．．．ｇを表す。 どのように津波（ＴＷ）が発達し、どのようにＰＳＳ管内に放出されるかの論理表現を示す。 津波放出の進行中にそのパワーを和らげるために根源的役割を演じる連通管の原理について再認識を促すものである。 図１４に類似するものであるが、現実により近いという点で異なる。 海水が後退した後の津波の形成を描写的に示したものである。 説明のためにより現実に近いものを表す。 取水ゲート（Ｂ）およびそのロック／ロック解除のシステムを表す。 ロック解除用駆動アーム（ａ）を備える浮き／ポンプ（Ｄ）を表す。 排水ゲート（Ｃ）についての詳細を表す。 排水ゲート（Ｃ）のロック解除およびロックシステムがどのようかを示す。 排水ゲート（Ｃ）を開き（水平位置に開くことはない）、閉じ、およびロックをするためのゲート・プーリー（ｅ）と、そのケーブル（ｆ）と、ＰＳＳ管壁内のストッパー（ｇ）の詳細を表す。 浮き（Ｄ）について詳細を示す。 浮き／ポンプ（Ｄ）を表す。

以下に本発明ならびにその部品およびどのように機能するかを更に詳細に記載する。

ＰＳＳシステムは、受益者が望む任意の海岸の長さをカバーするように造ることができる。これは矩形排水管（Ａ）（または互いに隣接する複数の管）からなり（図１または図１８を参照）、沿岸部の実際の海底の下に配置され、海洋の沖合に延び、その長さは沿岸の斜面または条件に基づいて可変であり、その他の寸法は、どのくらいの津波の大きさ（波の高さ）（５ｍ，１０ｍ，２０ｍ，５０ｍあるいはそれ以上）に対して保護したいかという受益者の選択に基づく。

排水管は、鉄筋コンクリートから作られ、必要なだけ海洋内に延ばすことができる既成部品からなる。岸に最も近い端部にて、ＰＳＳ管は図１８のゲート（Ｂ）を有し、このゲートは、図１７の浮き（フローター）（Ｄ）によって駆動されるその中間軸から上方に開き、この浮きは津波が最小危険高さに到達したときにこのゲートが開くように調整される。

ＰＳＳ管は別のゲート（Ｃ）を有しており、このゲートは上部に蝶番状の軸を有し上方に開く（図１８を参照）。このゲートの開閉は、ＰＳＳ管内の図２２の内部浮き（Ｅ）によって駆動される。この浮き（Ｅ）の駆動はＰＳＳ管が津波の排水で８５％〜９５％満たされたときに行われる。

最初の津波がＰＳＳ管の内部に排出されてその外部に排出されたときにＰＳＳ管が水を空にすることが好ましい。

この浮き（Ｄ）はエアポンプを備えており、このエアポンプはＰＳＳ管が閉じたときにこのＰＳＳ管から水を押し出す。

海洋水がその通常のレベル（水位）に戻り、津波がもはや危険ではないとされると、ＰＳＳシステムは密閉され、そのエアポンプがポンピングを開始し、残りの水をＰＳＳ管から押し出し、このシステムを来たるべき保護活動のために備える。

ＰＳＳシステムの閉塞は、電気機械システムを用いて手動でなされるか、ＰＳＳ管の内部に空気圧タンクを搭載することができ、このシステムのゲートを閉じるためにこの空気圧タンクからの圧力が使用され得る。ＰＳＳ管内部は、ＰＳＳ管の頂部に設けられた開口部を通して定期的にチェックすることができる。

ＰＳＳシステムがどのように機能するかをより良く理解するために、２５枚の図面に示しており、これらの図面ではその機能と密接してそのほとんどの部品が含まれている。

図１は、ＰＳＳシステムの基本的な部品を示しており、５つのセクションに分かれ、ここでは左から右へＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ，Ｖという符号で表されている。

セクションＩは、商業地／住宅地およびビーチの一部を指す。

セクションＩＩは、ビーチの残りと、取水ゲート（Ｂ）があるＰＳＳシステムの第１部分を表す。

セクションＩＩＩは、ＰＳＳシステムの第２の部分を表し、排水ゲート（Ｃ）を表し、ＰＳＳ管の上部に設けられ得る浮き／ポンプ（Ｄ）も示す。

セクションＩＶは、海洋水（ＲＯＷ）の後退の後に津波（ＴＷ）が高さが増して波頭（ＴＷＣ）を形成する領域を表す。

セクションＶは、津波の連続を表しており、海洋水のレベルが低下し、そして別の波が続く。

図１において、浮き／ポンプ（Ｄ）が示されており、その位置は海底の傾斜および津波の大きさに基づいて異なり得る。浮き（Ｅ）はＰＳＳ管内部にある。

図２は海洋水位ａ，ｂ，ｃおよびｄの４つの段階を表している。

ａ． 満潮時の通常の海水位（ＨＴＬ）である。取水ゲートの高さをどこにするかを決定するために、ＨＴＬを考慮に入れなければならず、なぜなら、それがＰＳＳ管の高さ“０”であり、この場所でその設計および建設が開始される。干潮水位（ＬＴＬ）も考慮にいれなければならない。

ｂ． 津波が形成される前の水退却水位（ＷＲＬ）である。これもどこに来るかを予測することが重要であり（常に同じにはならない）、なぜなら、それはおそらくＰＳＳ管が終わる最良の位置であるからであり、その傾斜が１％〜３％の間であると見積もられる。

ｃ．津波（ＴＷ）形成。

ｄ． 最高の津波波頭（ＴＷＣ）。これを知ることも重要なことであり、なぜなら、それからあまり離れていない所に取水ゲートを設けなくてはならないからである。

図３は３つの領域でセクションＩを表す：
ａ． 沿岸の開発された商業地および住宅地。
ｂ． ビーチ。
ｃ． 満潮水位（ＨＴＬ）。

図４は、ＰＳＳ（Ａ）の最も近い部分を含むセクションＩＩを単に表しており、岸には開口部（ａ）を備える取水ゲート（Ｂ）が設けられている。取水ゲートは、約７０°〜７５°まで開き、津波（ＴＷ）の高さが高すぎる場合にＰＳＳ管の内部に排出することができ、取水ゲート（Ｂ）の後ろには（津波は）行かない。ＳＦは海底である。

図５は図１のセクションＩＩＩを表しており、ＰＳＳ管（Ａ）の連続と排水ゲート（Ｃ）を示す。ＰＳＳ管（Ａ）の底部に延びる海洋底（ＯＦ）の傾斜と、ＨＴＬと、津波波頭（ＴＷＣ）の高さも示している。ＰＳＳ管の底部が海洋底よりも高くなければならない。

図６は、海洋水が岸から後退した後の津波（ＴＷ）の形成を表す。

図７は、津波（ＴＷ）（ａ）の一部を表しており、水位の低下（ｂ）が続き、その後、別の波が続く。

図８は取水ゲート（Ｂ）を表しており、その主な部品として、（ａ）主シャフト、（ｂ）構造骨組のトラス、（ｃ）ヒンジを表す。

図９は、ゲート（Ｂ）の図を表しており、トラスが平らではなく、かつ寸法ｌ１が寸法ｌ２よりも大きく（１１＞１２）、下部または後部がより重くなっており、ゲートのロックが一旦解除されると容易に開くことを可能にすることが特徴である。

図１０は、取水ゲート（Ｂ）の別の図を表しており、トラス（ａ）の側面図およびヒンジ（ｂ）のより良い図を表す。ここでも１１＞１２である。

図１１は、取水ゲート（Ｂ）のゲートヒンジの典型的な図を表しており、ヒンジはボールベアリングも使用することができる。

図１２は、海洋（ａ）の通常の満潮水位（ＨＴＬ）を表し、（ｂ）はその内部の水流回転により通常の波がどのように砕波するかを示す。（ｃ）は、津波（ＴＷ）の水流の直線的移動を示す。これが、津波が非常に危険な理由である。

図１３は、津波（ＴＷ）の理論上の大きさである、ａ，ｂ，ｃ，．．．ｇを表し、その形成からのその最大高さ（ｈ）を表し、ラムダ（λ）は波の長さである。

図１４は、どのように津波（ＴＷ）が発達し、どのようにＰＳＳ管内に放出されるかの論理表現を示すものであり、（ｈ）は津波（ＴＷ）の高さであり、番号１および番号２は、津波（ＴＷ）の水流がどのように既にＰＳＳ管から流れ出たものと混ざるかを示し（ここで、津波およびＰＳＳ管から流れ出る水が互いに回転し始める）、（ａ），（ｂ）および（ｃ）は津波（ＴＷ）を３つの段階にて表す。

図１５は、津波放出の進行中にそのパワーを和らげるために根源的役割を演じる連通管の原理について再認識を促すものである。

図１６は、図１４に類似するものであるが、現実により近いという点で異なる。

図１７は、海水が後退した後の津波の形成を描写的に示したものである。ここでは、浮き／ポンプ（Ｄ）は駆動されており、これは、海洋水が後退し、浮き（Ｄ）が取水ゲート（Ｂ）のロックを解除するためである。排水ゲート（Ｃ）は、現段階ではロックされている。符号１は海洋または海のＨＴＬの空中写真を示し、符号２は津波（ＴＷ）の形成前のＷＲＬを表す。浮き／ポンプ（Ｄ）が下がると、取水ゲートが開く。

図１８は、説明のためにより現実に近いものを表す。波の縦断面Ａ−Ａがあり、横断線Ｘ−Ｘがあり、ＰＳＳ管断面Ｎ−Ｎがある。ＴＷは津波であり、符号１はその波頭を表す。（Ａ）はＰＳＳ管を表し、（Ｂ）は取水ゲートを表し、（Ｃ）は排水ゲートであり、（ａ）は、排水ゲートが図２２の浮き（Ｅ）によって駆動されて開くときのＰＳＳ管内の水位である。

図１９は、取水ゲート（Ｂ）およびそのロック／ロック解除のシステムを表す。図１９は、（ａ）窓、（ｂ）アクセスキャップ、（ｃ）駆動フォーク、（ｄ）駆動レバー締め付けボルト、（ｅ）レバーシャフトおよびゲート（Ｂ）用の（ｆ）ゴムシール等の詳細を示す。

図２０は、ロック解除用駆動アーム（ａ）を備える浮き／ポンプ（Ｄ）を表しており、ロック解除用駆動アーム（ａ）は押下されるときおよび（ｂ）波によって持ち上げられるときにゲート（Ｂ）を開く。津波形成の前に水が後退するときに、浮き／ポンプシステムがアーム（ａ）を駆動してゲート（Ｂ）のロックを解除し、もし水が後退せずに津波が通常の水位を超えると、浮き（Ｄ）がアーム（ｂ）を駆動してゲート（Ｂ）のロックを解除する。図において、浮き（Ｄ）の主シャフト（ｃ）、駆動アーム（ｂ）の調整シャフト（ｄ）、駆動フォーク（ｅ）、金属マフ（ｍａｆｆ）（ｆ）、調整レバー（ｇ）およびロック解除用シャフト（ｈ）も表されている。

図２１は、排水ゲート（Ｃ）についての詳細を表しており、（ａ）はヒンジを表し、（ｂ）はゲート（Ｃ）の抵抗および潤滑用金属マフであり、車軸（ｃ）はゲート（Ｃ）の回転を可能にする。符号（ｄ）は、ロック解除用主シャフトシステムの円筒状ハウジングを表し、骨組鉄筋（ｅ）、ゲート（Ｃ）用のゴムパッキン（ｆ）、排水ゲート（Ｃ）の閉塞用のプーリー（ｇ）と、海面まで延び、球状の浮き（ｉ）に接続されたロックシステム（ｈ）を表す。

図２２は、排水ゲート（Ｃ）のロック解除およびロックシステムがどのようかを示す。（Ｅ）は、内部浮き（図２２を参照）であり、ゲート（Ｃ）のロックを解除するものであり、（ｉ）は、水面にケーブルを維持する浮きである。津波の危険が去ると、排水ゲート（Ｃ）はケーブル（ｈ）および浮き（ｉ）を上方に引っ張ることによってロックされる。

図２３は、排水ゲート（Ｃ）を開き（水平位置に開くことはない）、閉じ、およびロックをするためのゲート・プーリー（ｅ）と、そのケーブル（ｆ）と、ＰＳＳ管壁内のストッパー（ｇ）の詳細を表す。

図２４は、浮き（Ｄ）について詳細を示し、（ａ）はガイドシャフトを表し、このガイドシャフトは、津波が選択した高さを超えたときにＰＳＳシステムの取水ゲート（Ｂ）のロックを解除するように浮き（Ｄ）を特定の高さに調整するためのネジ付きボルトを有する。浮き／ポンプ（Ｄ）は、摺動溝（ｃ）および凸部（ｄ）案内を有し、浮きの回転を防ぐ。（ｂ）は、浮き（Ｄ）および浮き案内シャフト（ａ）のための調整ネジを表している。

図２５は、浮き／ポンプ（Ｄ）を表しており、ポンプピストン（ａ）が本体（ｄ）と共に、ダクト（ｇ）そしてバルブ（ｆ）を通してパイプ（ｂ）に入る空気をポンプする。そこから、空気は、ダクト（ｅ）を通して管（Ａ）から溜まった水を押し出すために、ＰＳＳ管（Ａ）内にバルブ（ｃ）を通して進み、更なる仕事のために備える。

ＰＳＳ管を構成するために、高品質のコンクリートを使用する必要がある。

ＰＳＳ管を構成するために、全ての金属部品中、タイプ３１６以上のステンレス鋼を使用することがおそらく最良である。シール、ガスケット、ケーブルを含む全ての材料は、腐食、太陽放射線、および効率的機能のための経時変化に対して耐性のある材料から作られなければならない。

図１，図２，図３．．．は、図面の番号を表す。

（Ａ） − ＰＳＳ管
（Ｂ） − 取水ゲート
（ｃ） − 排水ゲート
（Ｄ） − 浮き／ポンプ（取水ゲートのロックも解除する）
（Ｅ） − 排水ゲートのロックを解除するための浮き（内部）
ＰＳＳ − Ｐ型矩形システム（Ｐ Ｓｑｕａｒｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ）
ＨＴＬ − 満潮時の潮位（Ｈｉｇｈ Ｔｉｄｅ Ｌｅｖｅｌ）
ＬＴＬ − 干潮時の潮位（Ｌｏｗ Ｔｉｄｅ Ｌｅｖｅｌ）
ＷＲＬ − 水後退時の水位（Ｗａｔｅｒ Ｒｅｔｒｅａｔ Ｌｅｖｅｌ）
ＴＷＣ − 津波の波頭（Ｔｓｕｎａｍｉ Ｗａｖｅ Ｃｒｅｓｔ）
ＴＷ − 津波（Ｔｓｕｎａｍｉ Ｗａｖｅ）
ＳＦ − 海底（Ｓｅａ Ｆｌｏｏｒ）
ＯＦ − 海洋底（Ｏｃｅａｎ Ｆｌｏｏｒ）

Claims (6)

1. 津波、高潮および海外浸食に対し、波の全体の量を海洋に送り返すことにより沿岸地帯を保護するための水工技術システムであって、取水ゲート（Ｂ）および排水ゲート（Ｃ）を備える鉄筋コンクリート管（Ａ）を主に備え、前記両方のゲートは構造抵抗特性を備え、浮きポンプ（Ｄ）が、前記管（Ａ）の上壁の外側に取り付けられており、内部浮き（Ｅ）が、前記管（Ａ）内部において、前記上壁に設けられ、前記取水ゲート（Ｂ）に近接して配置され、
   第１に前記浮きポンプ（Ｄ）が津波または高潮によって駆動され、前記取水ゲート（Ｂ）は、それ自体のシステムの一部として、浮きポンプ（Ｄ）に接続された複数のレバーからなるレバー集合体を含み、この取水ゲート（Ｂ）のロックを外し、第２に前記内部浮き（Ｅ）が前記管（Ａ）の内部に蓄積された海水の水位によって駆動され、前記排水ゲート（Ｃ）はその一部品であるレバーシステムを通してロックが解除され、前記内部浮き（Ｅ）に接続されており、一旦前記内部浮き（Ｅ）が、前記管（Ａ）内部の最大水位を検出すると前記排水ゲート（Ｃ）のロックが前記内部浮き（Ｅ）によって外されて、２つのサイドストッパーによって止められる最大水平位置まで開き、前記排水ゲート（Ｃ）の内部に存在する空気泡に作用する海洋水圧力が前記排水ゲート（Ｃ）を上方に動かすと前記排水ゲート（Ｃ）最大水平位置まで開き、その後、前記排水ゲート（Ｃ）は第３の浮きを引き上げることにより閉じられ、
   前記取水ゲート（Ｂ）は、前記管（Ａ）の上壁に、海岸線から近位の端部に設けられ、前記排水ゲート（Ｃ）は、海岸線から遠位の前記管（Ａ）の端部に、この管（Ａ）の上部に軸を横方向にして設けられ、前記管（Ａ）は、海洋底の下に配置されており、海洋底の傾斜よりも小さな傾斜を有し、前記排水ゲート（Ｃ）は前記管（Ａ）の底壁がある海洋底の上にあり、前記排水ゲート（Ｃ）は、駆動されて、蓄積された水の量を海洋内へ再循環することを可能にする、水工技術システム。
2. 請求項１に記載の水工技術システムであって、前記管（Ａ）が、それ自体のシステムとして、両端が開放され、他の部分が密閉された鉄筋コンクリート部分から造られ、取水ゲート（Ｂ）および排水ゲート（Ｃ）のための２つの金属フレームを含み、これらの金属フレームは前記管（Ａ）の外方に延びることができ、前記取水ゲート（Ｂ）および排水ゲート（Ｃ）を迅速に開くように多数のバネをこれらの金属フレームに搭載し、波により海岸線に押し寄せられた水を循環させて海洋に戻すことを可能にし、前記管（Ａ）内部において、この管（Ａ）は複数のパイプからなるパイプ複合体を備え、このパイプ複合体は前記管（Ａ）の内部の残りの水を排出するために内部に挿入された水弁を備え、前記管（Ａ）の本体上部に搭載された前記浮きポンプ（Ｄ）の外部ポンプに接続され、更に管（Ａ）の設計は視察窓、圧力計表示器、塩分濃度および温度計表示器、海洋調査室等の要素を用いるものであり、所望により他の管（Ａ）との並列方向、垂直方向および直列方向への接続を可能にし、安全性の向上、他の用途、海洋調査、排水および洪水排水性能を目的とする、水工技術システム。
3. 請求項１に記載の水工技術システムであって、前記取水ゲート（Ｂ）は、ステンレス鋼から造られ、前記浮きポンプ（Ｄ）によって駆動され、管（Ａ）の長手方向に対して横断するように配置されたシャフトを中心に回転することができるように設けられ、前記取水ゲート（Ｂ）はその中間の不平衡の位置において前記シャフトを有することで、前記取水ゲート（Ｂ）のより大きな後部が下がり、一方、より小さな前部が上がることを可能にし、海洋の水平面に対して６０°〜７０°の角度まで開いて止まり、更に、取水ゲート（Ｂ）は、ゲートの裏側の壁から突出する囲まれた複数のトラスを備え、このトラスはシャフトの軸に対して垂直に置かれ、波の水の過剰な量を排出して前記管（Ａ）の内部に案内することができる複数の平行する水路を作り、同時に取水ゲート（Ｂ）の構造抵抗を高める、水工技術システム。
4. 請求項１に記載の水工技術システムであって、前記排水ゲート（Ｃ）は、ステンレス鋼から造られ、前記管（Ａ）の上部でシャフトに取り付けられ、ロックが解除されているときに開けやすくするために傾斜して取り付けられており、ねじれを防ぐために内部の空気圧を一定に保つように数多くの穴あきトラスによって内側が構成されており、前記浮きはケーブルに接続されており、このケーブルは、海洋面に届き、かつ浮き、前記排水ゲート（Ｃ）に搭載されたプーリーを通過し、津波その他の事象の後にのみ前記管（Ａ）の底部で固定される他端を有する、水工技術システム。
5. 請求項１に記載の水工技術システムであって、前記取水ゲート（Ｂ）が浮きポンプ（Ｄ）によって駆動され、この浮きポンプ（Ｄ）は、ステンレス鋼から造られ、前記浮きポンプ（Ｄ）は、第１に、水位が上昇し、および／または低下すると、前記取水ゲート（Ｂ）のロックを解除してこれを開けるためのレバーシステムと、第２に、前記浮きポンプ（Ｄ）の上下運動の距離を調節することができるネジ切りしたドライブシャフトと、第３に、その内部に、前記レバーシステムを上下駆動する動きを可能にする円筒状ガイドシャフト部品と、第４に、ポンプシステムと、を備え、前記ポンプシステムは、通常の波によって生じた上下運動において、そのポンプを駆動し、前記管（Ａ）の内部に空気をポンピングし、一方、水密であるため、前記管（Ａ）の内部の空気圧を上昇させ、水を、空気圧リリーフ弁を備えるパイプシステムを通して外に出し、前記空気圧リリーフ弁は前記浮きポンプ（Ｄ）の外側ポンプから前記パイプシステムに接続されており、前記浮きポンプ（Ｄ）は前記管（Ａ）上に配置されている、水工技術システム。
6. 請求項１に記載の水工技術システムであって、前記排水ゲート（Ｃ）が、ステンレス鋼から造られた前記内部浮き（Ｅ）によって駆動され、前記内部浮き（Ｅ）は複数のレバーからなるレバー集合体および矩形浮きから主に構成され、一旦前記内部浮き（Ｅ）が、前記管（Ａ）がほぼ満たされたことを検出し、かつ前記内部浮き（Ｅ）がその内部の水圧がその外側からの水圧とほぼ釣り合うことを検知すると、前記排水ゲート（Ｃ）のロックが前記内部浮き（Ｅ）によって外されて、開く準備をし、前記管（Ａ）内部に蓄積された水が海洋内に再循環することを可能にする、水工技術システム。
   

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