JPH0688556B2 - 係留調整機構付き浮遊式海洋構造物 - Google Patents

係留調整機構付き浮遊式海洋構造物

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JPH0688556B2
JPH0688556B2 JP18946787A JP18946787A JPH0688556B2 JP H0688556 B2 JPH0688556 B2 JP H0688556B2 JP 18946787 A JP18946787 A JP 18946787A JP 18946787 A JP18946787 A JP 18946787A JP H0688556 B2 JPH0688556 B2 JP H0688556B2
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mooring
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floating
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fixed pulley
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半潜水式海洋構造物等の浮遊式海洋構造物に
関し、特に、その係留手段の改良をはかった、係留調整
機構付き浮遊式海洋構造物に関する。
〔従来の技術〕
一般に、浮遊式海洋構造物は、比較的長期間にわたり、
海洋のある特定の海域に係留されて、その位置を保持さ
れた状態で稼働することが多い。このような浮遊式海洋
構造物を、風,波,潮流などの環境外乱下において安全
に係留するために、従来から種々の係留装置が開発され
ている。
第5〜7図は従来の索鎖係留式海洋構造物を示すもの
で、第5図はその全体構成を示す斜視図、第6図はその
要部正面図、第7図はその外力との釣合状態を示す模式
図である。
第5図に示すように浮遊式海洋構造物1は、係留索2を
介してアンカーあるいはシンカー13により海底に係留さ
れている。
また、第6図に示すように、下部没水体4上に垂設され
たコラム5に定滑車3が装着されており、係留索2は、
この定滑車3を介してデッキ6上に設置されたウインチ
7に接続されている。
この浮遊式海洋構造物1が風,波および潮流の環境外乱
下にある場合、浮遊式海洋構造物1には、風荷重,波潮
流力および潮流力の定常外力が作用する。
第7図において、Gは浮遊式海洋構造物の重心位置、B
は浮心位置、Mはメタセンタ位置を示しており、Wは浮
遊式海洋構造物の重量、Vは浮力を表す。また、M1,M2
はそれぞれ定滑車3の取付位置を示している。
ここで、風荷重,波漂流力および潮流力の定常外力の合
力の水平成分FHが作用すると、係留索にそれぞれT1,T2
の張力が発生する。
これらの係留索張力T1,T2の各水平成分TH1,TH2と、定常
外力の水平成分FHとの間に次のような水平方向の釣合い
式が成立するとき、浮遊式海洋構造物1の水平面内の位
置が保持される。
FH=TH1−TH2 ……(1) 浮遊式海洋構造物1に作用する風荷重,波漂流力および
潮流力の定常外力には、第7図で示した水平成分FHの他
に、浮遊式海洋構造物1を水平軸まわりに回転させよう
とするモーメント(転倒モーメント)の成分がある。そ
の重心Gまわりの転倒モーメントをMFとすると、次式に
より、水平成分FHの見掛けの着力点と重心間の距離l
F(モーメントレバー)が求められる。
lF=MF/FH ……(2) したがって、第7図において、重心Gまわりのモーメン
トの釣合い状態は次式により表され、浮遊式海洋構造物
には、角度θの傾斜が発生する。
FH・lF+TH1・lH1+TV1・lV =V・GM・sinθ+TH2・lH2+TV2・lV ……(3) ここで、lH1,lH2は定滑車位置M1,M2の重心Gからの垂直
距離であり、lVは、定滑車位置M1,M2の重心Gからの水
平距離である。
上式で、左辺が転倒モーメント,右辺が復原モーメント
であり、自然外力の反力である係留力によっても、転倒
モーメントが発生している。
また、その係留力による転倒モーメントの大きさは、定
滑車位置と重心間の距離に大きく影響され、その増加と
共に転倒モーメントは増大し、浮遊式海洋構造物は、大
傾斜を生じることになる。
このような浮遊式海洋構造物の傾斜は、甲板下面の波浪
による衝撃力の発生や甲板上への冠水等の原因となり、
浮遊式海洋構造物の安全性に大きな影響を与える。ま
た、傾斜した状態における浮遊式海洋構造物の運動は不
安定となり、不規則波中において、低周波数領域の横揺
振幅は、傾斜角の増加と共に増大する傾向にあり、安全
性がますます損なわれる。
そこで、従来はこのような浮遊式海洋構造物の傾斜を抑
止するために、第6図に示す下部没水体4の内部に配設
されたバラストタンク内の水を調整する手段がとられて
いる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上述のような従来のバラスト調整による
手段では、バラスト水の重量や、下部没水体間の距離あ
るいは下部没水体の長さなどにより、復原モーメントの
大きさは一般にかなり制限され、また、バラストタンク
注排水による調整時間も非常に長くかかるので、必ずし
も十分な効果が発揮されないという問題点がある。
本発明は、上述のような問題点の解決をはかろうとする
もので、浮遊式海洋構造物の傾斜を比較的容易に、か
つ、速やかに抑止して、その直立状態を保持できるよう
にした、係留調整機構付き浮遊式海洋構造物を提供する
ことを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
このため、本発明の係留調整機構付き浮遊式海洋構造物
は、浮遊式海洋構造物において、その両側面の上部およ
び下部にそれぞれ上部定滑車および下部定滑車をそなえ
るとともに、これらの上部定滑車および下部定滑車の一
方を経由する係留索と、同係留索の巻取り繰出しを行な
う係留用ウインチとをそなえ、上記係留索の中間部に係
合する動滑車と、同動滑車に連結されて上記の上部定滑
車および下部定滑車の他方を経由する調整索と、同調整
索の巻取り繰出しを行なう調整用ウインチとが設けられ
たことを特徴としている。
〔作用〕
上述の本発明の係留調整機構付き浮遊式海洋構造物で
は、調整用ウインチによる調整索の巻取りまたは繰出し
により、動滑車の上下位置を変化させて、これにより転
倒モーメントを軽減させることが行なわれ、これに伴い
浮遊式海洋構造物の復原モーメントが増大するようにな
る。
〔実施例〕
以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
第1〜3図は本発明の第1実施例としての係留調整機構
付き浮遊式海洋構造物を示すもので、第1図はその要部
正面図、第2図はその作用状態を示す要部正面図、第3
図(a)はその傾斜状態を示す正面図、第3図(b)は
その傾斜角の調整効果のシミュレーション計算結果を示
すグラフであり、第4図は本発明の第2実施例としての
係留調整機構付き浮遊式海洋構造物を示す要部正面図で
ある。
まず、本発明の第1実施例について説明すると、第1図
に示すように、下部没水体4,コラム5およびデッキ6か
らなる半潜水型の浮遊式海洋構造物1において、その両
側部における各コラム5の上部側面に上部定滑車3が装
着され、またコラム5の下部側面には、下部定滑車8が
装着されている。
係留索2は、上部定滑車3を経由してコラム5の頂部の
係留用ウインチ7に巻取られており、係留索2の中間部
に動滑車9が係合している。
そして、動滑車9に接続された調整索10が、下部定滑車
8を経由して、コラム5の頂部の調整用ウインチ11に巻
取られている。
上述の構成により、調整用ウインチ11で調整索10の巻取
り長さを調整することによって、動滑車9と下部定滑車
8との間の索長を調整し、動滑車9の位置すなわち係留
着力点の高さを、上部定滑車3と下部定滑車8との間で
任意に変化させることができる。
第2図は、調整索10の長さを変更することにより動滑車
9の位置が変化し、それに伴って係留力の浮遊式海洋構
造物1に対する作用線が変化する様相を示したものであ
る。第2図中の各符号における添字a,b,cは、動滑車9
の3種の異なった位置を示すものとする。この第2図に
おいて、動滑車9が各位置9a,9b,9cにある場合、係留索
2による係留力の作用線は、それぞれ破線a,b,cのよう
になり、これらの作用線とコラム5との交点M1a,M1b,M1
cは、第7図の作用点M1と同様な意味における係留着力
点と考えることができる。すなわち、動滑車9の位置を
変更することにより、係留着力点の高さを大幅に変更す
ることができる。
第7図に示すような自然外力が浮遊式海洋構造物1に作
用している場合、係留着力点M1を重心Gより下方に移動
させれば、係留力の水平成分TH1によるモーメント成分
は、転倒モーメントから一変して復原モーメントにな
り、転倒モーメントを軽減し、復原モーメントを増大さ
せることができる。
このようにして、(3)式において傾斜角θが零になる
ように、係留着力点の高さlH1,lH2を調整制御すること
により、浮遊式海洋構造物1を常に直立状態に保持する
ことができる。
第3図(a),(b)に、本発明による浮遊式海洋構造
物の傾斜角の調整効果のシミュレーションを示す。この
シミュレーションは、浮遊式海洋構造物が何らかの損傷
を受けて、第3図(a)に示すような傾斜状態にあると
き、それを係留着力点高さと係留索張力との調整によっ
て、直立状態への復原を試みたもので、その計算結果を
示すグラフは、第3図(b)のようになる。第3図
(a)には、浮遊式海洋構造物の傾斜状態における係留
着力点の位置が示されており、細線で表した係留索は高
さ調整を行なう前の状態にあり、係留着力点は、下部没
水体の底面より15mの高さの位置にある。太線で表した
係留索は、傾斜側の係留着力点をコラム下端(下部没水
体底面より7.3mの高さ)に、それと反対側の係留着力点
をコラム上端(下部没水体底面より41mの高さ)に調整
した後の状態にある。このような係留着力点の高さ調整
前の状態と調整後の状態において、初期傾斜角が10°と
20°との場合について、係留用ウインチで両側の係留索
を引き込むことによって浮遊式海洋構造物の姿勢を直立
状態へ復原させることが試みられた。第3図(b)にお
ける横軸は係留索の引き込み長さを示し、縦軸は傾斜角
を示している。係留着力点高さの調整前の状態すなわち
第6図に示すような従来の係留方式では、初期傾斜角10
°,20°の場合とも、係留索を25m引き込んでも、それぞ
れ4°,6°程度しか復原が行なわれていないのに対し、
係留着力点の高さ調整後の状態では、いずれの初期傾斜
角でも、実現し得る程度の引込み長さの範囲内で直立状
態への復原が行なわれており、本発明が、浮遊式海洋構
造物の姿勢制御に有効なものであることがわかる。
次に、本発明の第2実施例について説明すると、第4図
に示すように、係留索2は、動滑車9および下部定滑車
8を経由して係留用ウインチ7に導かれ、また、動滑車
9に接続された調整索10は、上部定滑車3を経由して調
整用ウインチ11に導かれている。
この第2実施例の場合も、浮遊式海洋構造物1が何らか
の原因で傾斜した場合、調整用ウインチ11および係留用
ウインチ7の操作により、係留索2の着力点高さと係留
索張力との調整が行なわれ、これにより浮遊式海洋構造
物1の直立状態への復原が行なわれるのであって、前述
の第1実施例の場合と同様の作用効果が得られる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明の係留調整機構付き浮遊式
海洋構造物によれば、次のような効果ないし利点が得ら
れる。
(1)浮遊式海洋構造物における係留着力点の高さを、
任意に、しかも容易に調整できるので、係留力を常に復
原モーメントとして利用でき、転倒モーメントを軽減す
ることができる。
(2)係留着力点の高さ調整と相まって係留索張力の調
整を行なうことにより、浮遊式海洋構造物の傾斜角を減
少させて、これを直立状態へ容易に復原することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1〜3図は本発明の第1実施例としての係留調整機構
付き浮遊式海洋構造物を示すもので、第1図はその要部
正面図、第2図はその作用状態を示す要部正面図、第3
図(a)はその傾斜状態を示す正面図、第3図(b)は
その傾斜角の調整効果のシミュレーション計算結果を示
すグラフであり、第4図は本発明の第2実施例としての
係留調整機構付き浮遊式海洋構造物を示す要部正面図で
あり、第5〜7図は従来の索鎖係留式海洋構造物を示す
もので、第5図はその全体構成を示す斜視図、第6図は
その要部正面図、第7図はその外力との釣合状態を示す
模式図である。 1……浮遊式海洋構造物、2……係留索、3……上部定
滑車、4……下部没水体、5……コラム、6……デッ
キ、7……係留用ウインチ、8……下部定滑車、9……
動滑車、10……調整索、11……調整用ウインチ、13……
アンカーまたはシンカー。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】浮遊式海洋構造物において、その両側面の
    上部および下部にそれぞれ上部定滑車および下部定滑車
    をそなえるとともに、これらの上部定滑車および下部定
    滑車の一方を経由する係留索と、同係留索の巻取り繰出
    しを行なう係留用ウインチとをそなえ、上記係留索の中
    間部に係合する動滑車と、同動滑車に連結されて上記の
    上部定滑車および下部定滑車の他方を経由する調整索
    と、同調整索の巻取り繰出しを行なう調整用ウインチと
    が設けられたことを特徴とする、係留調整機構付き浮遊
    式海洋構造物。
JP18946787A 1987-07-29 1987-07-29 係留調整機構付き浮遊式海洋構造物 Expired - Lifetime JPH0688556B2 (ja)

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