JP6344737B2 - Buoy and buoy offshore installation method - Google Patents
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Description
本発明は、気象観測、標識、魚礁、発電等を目的として、海上に据え付けるブイと、このブイと、このブイの好適な据付方法に関する。 The present invention relates to a buoy installed on the sea for the purpose of weather observation, signage, fish reef, power generation, and the like, a buoy, and a preferred installation method of the buoy.
気象観測、標識、魚礁、発電等を目的として海上に設置される部位の一例として、波力を用いて発電作用を行うブイがあり、例えば特許文献１に開示されているようなものが存在する。このような構成の発電ブイでは、発電器と、この発電器を海面に配置するためのフロートの存在が必須となる。ここで、発電器は、発電器本体とこの発電器本体に対して揺動する発電フロートとにより構成されており、フロートにより海面に支持されている発電器本体に対して、波力を受けた発電フロートが上下に揺動することで、電力を生じさせることとなる。 An example of a part installed on the sea for the purpose of weather observation, signage, fish reef, power generation, and the like is a buoy that performs power generation using wave power, for example, as disclosed in Patent Document 1 . In the power generation buoy having such a configuration, a power generator and a float for arranging the power generator on the sea surface are essential. Here, the power generator is composed of a power generator main body and a power generation float that swings with respect to the power generator main body, and the generator main body that is supported on the sea surface by the float receives wave power. The power generation float swings up and down to generate electric power.
このような基本構成を有するブイが、その機能を発揮するためには、その機能を発揮するための構成を備えた機器（以下、機能性機器と称す）全体が、波の影響を受ける海面に配置され、機能性機器本体が波により上下に揺動しないという条件を満たし、波の作用によりエネルギーを生じさせる必要がある。 In order for a buoy having such a basic configuration to exert its function, the entire device (hereinafter referred to as a functional device) having the configuration for exhibiting its function is placed on the sea surface affected by waves. It is necessary to satisfy the condition that the functional device main body is not swung up and down by the wave, and to generate energy by the action of the wave.
機能性機器を支持するフロートは、海底に沈められるアンカーに、ケーブルを介して接続され、機能性機器が所定の高さを維持するように支えることとなる。このため、設置位置となる場所の海面から海底までの深さを予め調べておき、フロートとアンカーを接続するケーブルの長さは、この深さに対応するものとしている。ところが、アンカーを沈める海底は整備された設置面を有するものではなく、かつアンカーを沈めた際に地中へ沈降する度合いも、その地質によりまちまちである。 The float that supports the functional device is connected to an anchor that is submerged in the seabed via a cable, and supports the functional device so as to maintain a predetermined height. For this reason, the depth from the sea surface to the sea bottom of the place to be the installation position is examined in advance, and the length of the cable connecting the float and the anchor corresponds to this depth. However, the seabed that sinks anchors does not have a fixed installation surface, and the degree of sinking into the ground when sinking anchors varies depending on the geology.
このため、海面に対する機能性機器の設置高さに誤差が生じやすく、フロートの稼働範囲が限定されてしまう場合があり、エネルギー効率の低下を招くことがある。 For this reason, an error is likely to occur in the installation height of the functional device with respect to the sea surface, the operating range of the float may be limited, and the energy efficiency may be reduced.
そこで本発明では、ブイを構成する機能性機器を海面に対して好適な位置に精度良く配置することが可能なブイ、およびブイの据付方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a buoy capable of accurately arranging functional devices constituting the buoy at a suitable position with respect to the sea surface, and a buoy installation method.
上記目的を達成するための本発明に係るブイは、海上に据え付けられ、特定の機能を発揮するブイあって、前記機能を発揮する機器本体と、前記機器本体に対して上下に揺動する事で電力を生じさせる機器フロートとを備えた機器と、前記機器本体の下部であって、海中に配置されるフロートと、前記機器本体と前記フロートとの間に配置され、ブイ全体の長さを変化させることで、前記機器における前記機器フロートを海面に位置させる少なくとも１つのスペーサとを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a buoy according to the present invention is a buoy that is installed on the sea and exhibits a specific function, and swings up and down with respect to the device body that performs the function and the device body. A device including a device float that generates electric power at the bottom of the device main body , the float disposed in the sea, and disposed between the device main body and the float. It is characterized by having at least one spacer for changing the device float in the device to be located on the sea surface by changing.
また、上記のような特徴を有するブイにおいて、前記スペーサと前記フロートとの間には、接合時のガイドを成す凹凸が設けられていることが望ましい。
このような特徴を有することによれば、スペーサとフロートとを接合する際に、両者の接合面の芯出しを自動で行うことができる。
Further, in the buoy having the above-described characteristics, it is desirable that unevenness forming a guide at the time of joining is provided between the spacer and the float.
According to such a feature, when the spacer and the float are joined, the joining surfaces of both can be automatically centered.
また、上記目的を達成するための本発明に係るブイの据付方法は、特定の機能を発揮するブイの据付方法であって、海面に配置して前記機能を発揮する機器と、海中に配置するフロートとを分割し、前記フロートをアンカーと共に海中に据え付ける工程と、前記海中に据え付けられたフロートから海面までの距離を計測する工程と、前記距離に基づいて前記機器を海面に設置するために必要なスペーサの長さを算出する工程と、前記算出した長さに対応するスペーサを前記機器の下部に組み付ける工程と、前記機器に組み付けられたスペーサと前記フロートとを接合する工程と、を有することを特徴とする。 In addition, the buoy installation method according to the present invention for achieving the above object is a buoy installation method that exhibits a specific function, and is arranged in the sea with equipment that exhibits the function when placed on the sea surface. Necessary to divide the float and install the float with the anchor in the sea, measure the distance from the float installed in the sea to the sea surface, and install the equipment on the sea surface based on the distance A step of calculating a length of the spacer, a step of assembling a spacer corresponding to the calculated length at a lower portion of the device, and a step of joining the spacer assembled to the device and the float. It is characterized by.
また、上記のような特徴を有するブイの据付方法において、前記スペーサは、予め分割された複数のブロックを組み合わせて形成するようにすると良い。
このような方法を採用することによれば、ブイを据え付ける現場で、スペーサの長さを適宜変更、調整することができるようになる。
In the buoy installation method having the above-described characteristics, the spacer may be formed by combining a plurality of previously divided blocks.
By adopting such a method, the length of the spacer can be appropriately changed and adjusted at the site where the buoy is installed.
さらに、上記のような特徴を有するブイの据付方法において、前記機器と前記スペーサとの組み付けは、海上で行い、前記スペーサと前記フロートとの接合は、海中で行うようにすると良い。
このような方法を採用することによれば、足場の悪い海中での作業を低減し、据付作業の効率化を図ることができる。
Furthermore, in the buoy installation method having the above-described features, it is preferable that the device and the spacer are assembled at sea and the spacer and the float are joined at sea.
By adopting such a method, it is possible to reduce the work in the sea where the scaffold is poor and to improve the efficiency of the installation work.
上記のような特徴を有するブイ、およびブイの据付方法によれば、ブイを構成する機能性機器を海面に対して好適な位置に精度良く配置することを実現することができる。 According to the buoy having the above-described characteristics and the buoy installation method, it is possible to accurately arrange the functional device constituting the buoy at a suitable position with respect to the sea surface.
以下、本発明のブイ、およびブイの据付方法について、図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１、図２を参照して、本実施形態に係るブイについて説明する。本実施形態に係るブイ１０は、機能性機器（以下、単に機器と称す）１２と、フロート１６、およびスペーサ１４を基本として構成されている。機器１２の基本的な構造は、その機能を発揮するためのエネルギーを生じさせることができるものであれば良く、例えば、機器本体１２ａと、機器フロート１２ｂとを備えるようなものとすることができる。このような構成とした場合、例えば、波力発電用の部位の場合、機器フロート１２ｂの揺動範囲に海面を位置させることで、波の揺動により機器フロート１２ｂが上下動し、電力を生じさせることとなる。
Hereinafter, a buoy and a buoy installation method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the buoy according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The buoy 10 according to the present embodiment is configured based on a functional device (hereinafter simply referred to as a device) 12, a float 16, and a spacer 14. The basic structure of the device 12 may be anything as long as it can generate energy for performing its function, and may include, for example, the device main body 12a and the device float 12b. . In the case of such a configuration, for example, in the case of a part for wave power generation, by positioning the sea surface within the swing range of the device float 12b, the device float 12b moves up and down due to the swing of the wave, thereby generating electric power. Will be allowed to.
フロート１６は、機器本体１２ａを所定の高さに保持するための浮きである。フロート１６の下端部には、設置のためのアンカー２２に接続されたケーブル２４が接続される（図３参照）。フロート１６は、その内部を空洞としており、当該空洞に注水することで、その浮力を調整することができる。 The float 16 is a float for holding the device main body 12a at a predetermined height. A cable 24 connected to an anchor 22 for installation is connected to the lower end of the float 16 (see FIG. 3). The float 16 has a hollow inside, and the buoyancy can be adjusted by pouring water into the hollow.
スペーサ１４は、上下に配置される機器本体１２ａと、フロート１６との間に設けられる長さ調節手段である。スペーサ１４は、少なくとも１つのブロックから構成されており（図１に示す形態では４つのブロック：ブロック１４ａ〜１４ｄ）ブロック１４ａ〜１４ｄを組み合わせることにより、フロート１６の天端から機器本体１２ａまでの距離を定める。なお、図１では、スペーサ１４を構成するブロック１４ａ〜１４ｄの高さ（厚み）を全て等しいように示しているが、各ブロック１４ａ〜１４ｄの高さに違いを持たせるようにしても良い。各ブロック１４ａ〜１４ｄの高さに違いを持たせた場合には、その組み合わせの違いにより、調整高さの微調整が可能となる。 The spacer 14 is a length adjusting means provided between the device main body 12 a disposed above and below and the float 16. The spacer 14 is composed of at least one block (four blocks in the form shown in FIG. 1: blocks 14a to 14d), and the distance from the top end of the float 16 to the device body 12a by combining the blocks 14a to 14d. Determine. In FIG. 1, the heights (thicknesses) of the blocks 14a to 14d constituting the spacer 14 are all shown to be equal, but the blocks 14a to 14d may have different heights. When the heights of the blocks 14a to 14d are different, the adjustment height can be finely adjusted depending on the combination.
機器本体１２ａとスペーサ１４や、スペーサを構成するブロック１４ａ〜ブロック１４ｄ、あるいはスペーサ１４とフロート１６との間には、図２に示すようなフランジ１８を設け、当該フランジ１８に設けられた貫通孔（不図示）にボルト等の締結具（不図示）を通すことで、組み付けるようにすれば良い。また、組み付ける部材の対向面には、組み付け面の角度や位置などのガイドとなる凸部２０ａや凹部２０ｂを設けるようにすると良い。これにより、組み付ける物品同士の芯出しを自動で行うことが可能となる。 A flange 18 as shown in FIG. 2 is provided between the device main body 12 a and the spacer 14, or the blocks 14 a to 14 d constituting the spacer, or between the spacer 14 and the float 16, and a through hole provided in the flange 18. It can be assembled by passing a fastener (not shown) such as a bolt through (not shown). Moreover, it is good to provide the convex part 20a and the recessed part 20b which become guides, such as an angle and a position of an assembly surface, on the opposing surface of the member to be assembled. This makes it possible to automatically center the articles to be assembled.
このような構成のブイ１０によれば、スペーサ１４の長さを変えることにより、機器１２の設置高さを変えることができる。よって、予め計測した海底から海面までの高さ（深さ）と、アンカー２２を設置した際のケーブル２４の長さとの間に誤差があった場合であっても、機器１２が海面の好適な高さに位置するように調整することができる。 According to the buoy 10 having such a configuration, the installation height of the device 12 can be changed by changing the length of the spacer 14. Therefore, even if there is an error between the height (depth) from the sea floor to the sea level measured in advance and the length of the cable 24 when the anchor 22 is installed, the device 12 is suitable for the sea level. It can be adjusted to be at a height.
次に、ブイ１０の高さ調節についての具体例について、図３、図４を参照して説明する。ブイ１０は、図３に示すように、海底に沈めたアンカー２２に対してケーブル２４を接続し、このケーブル２４の先端に接続されることとなる。ここで、ケーブル２４の長さＬは、予め計測された海底から海面までの距離ｈに基づいて定められている。 Next, a specific example of adjusting the height of the buoy 10 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3, the buoy 10 connects the cable 24 to the anchor 22 submerged in the seabed, and is connected to the tip of the cable 24. Here, the length L of the cable 24 is determined based on the distance h from the seabed to the sea surface measured in advance.
ところが、アンカー２２を設置する海底の状態や沈降度合い、測定誤差などにより、フロート１６の天端から海面までの距離Δｈに誤差が生じることとなる。このため、誤差の値に応じて、スペーサ１４を構成するブロック１４ａ〜１４ｄの数を変更することで、機器本体１２ａの高さを海面の所定位置に合わせるようにする。例えば、図４（Ａ）に示すようにフロート１６の天端から海面までの距離がΔｈ１であった場合、ブロック１４ａ〜１４ｃによりスペーサ１４を構成すれば良い。また、図４（Ｂ）に示すようにフロート１６の天端から海面までの距離がΔｈ２であった場合、ブロック１４ａ，１４ｂによりスペーサ１４を構成すれば良い。さらに、図４（Ｃ）に示すようにフロート１６の天端から海面までの距離がΔｈ３であった場合、ブロック１４ａのみをスペーサ１４とすれば良い。 However, an error occurs in the distance Δh from the top of the float 16 to the sea surface due to the state of the seabed where the anchor 22 is installed, the degree of subsidence, and measurement errors. For this reason, the height of the apparatus main body 12a is adjusted to a predetermined position on the sea surface by changing the number of blocks 14a to 14d constituting the spacer 14 in accordance with the error value. For example, as shown in FIG. 4A, when the distance from the top of the float 16 to the sea surface is Δh1, the spacer 14 may be configured by the blocks 14a to 14c. Further, as shown in FIG. 4B, when the distance from the top of the float 16 to the sea surface is Δh2, the spacer 14 may be constituted by the blocks 14a and 14b. Further, as shown in FIG. 4C, when the distance from the top of the float 16 to the sea surface is Δh3, only the block 14a may be used as the spacer 14.
次に、図５から図９を参照して、本実施形態に係るブイ１０の据付方法について説明する。まず、ブイ１０を分割し、アンカー２２と共に、フロート１６を沈降させる。ここで、アンカー２２は、例えばコンクリート容器で構成されており、内部空間に対する注水具合に応じて、その浮力を調整することができるものであるとする。このような構成のアンカー２２では、内部空間に対する注水量を調整し、設置位置の調整などを容易に行うことができる浮力を得つつ、アンカー２２を沈降させるようにする。また、フロート１６にも注水し、アンカー２２を設置する前に、強い浮力が生じないようにする（図５参照）。 Next, a method for installing the buoy 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, the buoy 10 is divided and the float 16 is settled together with the anchor 22. Here, the anchor 22 is made of, for example, a concrete container, and the buoyancy of the anchor 22 can be adjusted according to the water injection condition with respect to the internal space. With the anchor 22 having such a configuration, the amount of water injected into the internal space is adjusted, and the anchor 22 is allowed to sink while obtaining a buoyancy capable of easily adjusting the installation position. Also, water is poured into the float 16 to prevent strong buoyancy before the anchor 22 is installed (see FIG. 5).
アンカー２２の沈降により、図６に示すようにアンカー２２が接地した後、図７に示すように、アンカー２２の内部空間への注水を行い、アンカー２２の浮力を減ずることにより、アンカー２２を固定する。アンカー２２を固定した後、フロート１６内の水を排水し、フロート１６に浮力を生じさせる。このとき、フロート１６は、海中に位置することとなる。このような状態とすることで、フロート１６の上部側へ配置される機器本体１２ａは、波の揺動の影響を受けることなく、所定の高さに浮かんだ状態を維持することとなる。 After anchor 22 is grounded as shown in FIG. 6 due to sinking of anchor 22, as shown in FIG. 7, water is injected into the inner space of anchor 22, and anchor 22 is fixed by reducing the buoyancy of anchor 22. To do. After fixing the anchor 22, the water in the float 16 is drained and buoyancy is generated in the float 16. At this time, the float 16 is located in the sea. By setting it as such a state, the apparatus main body 12a arrange | positioned at the upper part side of the float 16 will maintain the state which floated in the predetermined height, without being influenced by the rocking | fluctuation of a wave.
フロート１６に浮力を生じさせ、ケーブル２４が張っている状態において、フロート１６の天端から海面までの距離Δｈを計測する。計測されたΔｈの値に基づいて、スペーサ１４の長さを算出し、組み合わせるブロック１４ａ〜１４ｄの数や高さを定める。定められたブロック（図７に示す例では、ブロック１４ａ，１４ｂ）を組み合わせ、機器１２の下端部に組み付ける。ここで、機器１２に対するスペーサ１４の組み付けは、海上、すなわち作業用の船３０の上で行うようにする。海中作業に比べて作業効率が高く、安全だからである。 In a state where buoyancy is generated in the float 16 and the cable 24 is stretched, the distance Δh from the top end of the float 16 to the sea surface is measured. Based on the measured value of Δh, the length of the spacer 14 is calculated, and the number and height of the blocks 14a to 14d to be combined are determined. The determined blocks (in the example shown in FIG. 7, the blocks 14 a and 14 b) are combined and assembled to the lower end portion of the device 12. Here, the assembly of the spacer 14 to the device 12 is performed on the sea, that is, on the working ship 30. This is because the work efficiency is high and safe compared to underwater work.
スペーサ１４を組み付けた機器１２をクレーン３２により吊り上げ、スペーサ１４、および機器１２の下端を海中へと沈める（図８参照）。スペーサ１４、および機器１２の下端を沈降させた後、スペーサ１４の下端とフロート１６の天端とを対向させ、接合する。スペーサ１４とフロート１６との接合は、海中にて行うこととなる。フロート１６は、アンカー２２に接続された状態で、海中の所定高さに浮遊した状態を維持することとなるからである。 The device 12 assembled with the spacer 14 is lifted by the crane 32, and the lower end of the spacer 14 and the device 12 is submerged into the sea (see FIG. 8). After the spacer 14 and the lower end of the device 12 are settled, the lower end of the spacer 14 and the top end of the float 16 are opposed to each other and joined. The joining of the spacer 14 and the float 16 is performed in the sea. This is because the float 16 is connected to the anchor 22 and maintains a floating state at a predetermined height in the sea.
このように、機器１２とフロート１６とを分割することで、最初にブイ１０のベースとなるフロート１６を海中に設置することができる。これにより、実際に現場に設置されたフロート１６の天端から海面までの距離Δｈを知ることができる。この時、フロート１６は、既にアンカー２２により位置決めされているため、その深さ位置に関する変動要素が少ない。よって、距離Δｈに基づいてスペーサ１４の高さを求め、求められた高さのスペーサ１４を介して機器１２を接合することにより、機器本体１２ａの設置位置を海面に対して精度良く定めることができる。 In this way, by dividing the device 12 and the float 16, the float 16 that is the base of the buoy 10 can be first installed in the sea. Thereby, it is possible to know the distance Δh from the top of the float 16 actually installed on the site to the sea surface. At this time, since the float 16 has already been positioned by the anchor 22, there are few fluctuation factors regarding the depth position. Therefore, the height of the spacer 14 is obtained based on the distance Δh, and the equipment 12 is joined via the spacer 14 having the obtained height, so that the installation position of the equipment body 12a can be accurately determined with respect to the sea surface. it can.
１０………ブイ、１２………機器（機能性機器）、１２ａ………機器本体、１２ｂ………機器発電フロート、１４………スペーサ、１４ａ〜１４ｄ………ブロック、１６………フロート、１８………フランジ、２０ａ………凸部、２０ｂ………凹部、２２………アンカー、２４………ケーブル、３０………船、３２………クレーン。 10 ......... buoy, 12 ......... device (functional device), 12a ......... device body, 12b ......... device power generation float, 14 ......... spacer, 14a-14d ......... block, 16 ......... Float, 18 ......... Flange, 20a ......... Convex, 20b ......... Concavity, 22 ......... Anchor, 24 ......... Cable, 30 ...... Ship, 32 ......... Crane.
Claims (5)
前記機能を発揮する機器本体と、前記機器本体に対して上下に揺動する事で電力を生じさせる機器フロートとを備えた機器と、
前記機器本体の下部であって、海中に配置されるフロートと、
前記機器本体と前記フロートとの間に配置され、ブイ全体の長さを変化させることで、前記機器における前記機器フロートを海面に位置させる少なくとも１つのスペーサとを有することを特徴とするブイ。 There are buoys that are installed on the sea and perform specific functions.
A device provided with a device main body that exhibits the function, and a device float that generates power by swinging up and down with respect to the device main body ;
A float located in the sea at the bottom of the device body ;
A buoy having a buoy disposed between the device main body and the float, wherein the device float in the device is positioned on the sea surface by changing a length of the entire buoy.
海面に配置して前記機能を発揮する機器と、海中に配置するフロートとを分割し、
前記フロートをアンカーと共に海中に据え付ける工程と、
前記海中に据え付けられたフロートから海面までの距離を計測する工程と、
前記距離に基づいて前記機器を海面に設置するために必要なスペーサの長さを算出する工程と、
前記算出した長さに対応するスペーサを前記機器の下部に組み付ける工程と、
前記機器に組み付けられたスペーサと前記フロートとを接合する工程と、
を有することを特徴とするブイの据付方法。 A buoy installation method that demonstrates a specific function,
Divide the equipment that is placed on the surface of the sea to perform the above functions and the float that is placed in the sea,
Installing the float together with an anchor in the sea;
Measuring the distance from the float installed in the sea to the sea surface;
Calculating a length of a spacer necessary for installing the device on the sea surface based on the distance; and
Assembling a spacer corresponding to the calculated length at the bottom of the device;
Joining the spacer assembled to the device and the float;
A method of installing a buoy characterized by comprising:
前記スペーサと前記フロートとの接合は、海中で行うことを特徴とする請求項３または４に記載のブイの据付方法。 Assembly of the device and the spacer is performed at sea,
The buoy installation method according to claim 3 or 4, wherein the spacer and the float are joined in the sea.
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