JPH0892938A

JPH0892938A - 消波装置

Info

Publication number: JPH0892938A
Application number: JP22661294A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Oki; 政和沖; Eiichi Saito; 栄一齋藤; Yasuhiko Sogo; 泰彦十河; Katsuhiko Kurata; 克彦倉田; Hisatoshi Michihashi; 久敏道端
Original assignee: WAKACHIKU KENSETSU KK; Hazama Gumi Ltd; Toyo Construction Co Ltd
Current assignee: WAKACHIKU KENSETSU KK; Hazama Corp; Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 1994-09-21
Filing date: 1994-09-21
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】砕波した水塊が装置の波退出側背後に通過す
るのを防ぎ、波侵入側へと返すことができ、また平板の
上下方向の回動を最小限にできる消波装置を提供するこ
と。更に、波によって平板が上下方向に回動しても消波
効果を得ることができ、板体と水面とのなす角度を常に
緩勾配にすることができる消波装置を提供すること。【構成】消波装置10は、平板14と、平板14を海底Bに
支持固定する支持部11,12と、平板14を支持部11,12に対
して回動自在に連結する回動部13とを含む浮力室15を備
えた消波装置において、回動部13を平板14の中間部に設
け、又は／且つ支持部12を伸縮可能に設けてなる。ま
た、消波装置10には、平板14に設けられて水面上に突出
し得る波阻止壁16と、平板14に設けられて波阻止壁によ
り阻止された波を通過させるための開口部17と、波の圧
力による消波装置の上下動を減少するために、平板14よ
り下方の水面下に配置された抵抗部材19とを備えても良
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、波の振幅を低減する消
波装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から安全な港湾水域を確保するのに
種々の消波装置が提案されている。これらは一般に海底
に構造物や障害物を固定又は積み重ねた防波構造物（防
波堤）で、その一つとして海底に固定した支持柱により
平板をその両端部で水面下に固定する構造を有し、水没
した平板上で水深が急激に浅くなったことにより生じる
砕波で波エネルギーを消散させ、消波する消波装置が知
られている。しかしながら、この装置の場合、砕波によ
り消波を行なおうとするため、固定平板を水面近くに設
置する必要があり、装置不使用時に直上の船舶の航行を
妨げるという欠点がある。また、固定平板は、潮位変動
により平板の没水深が深くなると、消波効果が低下する
という欠点があった。

【０００３】この欠点を解決するため、例えば特開平２
−２０４５１５号公報において、板体の波侵入側端部と
海底構造物とをヒンジで回動自在に固定し、板体の下面
に空気室を設け、空気室内に空気を注入することにより
板体を水面下の一定距離に保持し、装置不使用時には室
内に海水を注入することにより装置全体を海底に沈める
可動型斜板消波堤が提案されている。しかしながら前記
装置においては、砕波した水塊が装置の波退出側背後に
通過するため、また板体が波によってヒンジ部を中心に
上下に回動するため、装置の背後に波が立ち、消波効果
が減少するという欠点があった。さらに、装置の上方を
航路として使用する場合には、海底構造物とヒンジ部分
とを水面よりも、かなり深い位置に設けなければならな
かったり、また、干満の差が激しい海域では、満潮時に
海底構造物とヒンジ部分との水深が大きくなり、そのた
め板体と水面とのなす角度が急になって消波効果が低下
するという問題がある。この時、板体の長さを大きくす
れば、板体と水面とのなす角度を緩勾配にすることがで
きるものの、これでは板体以外の部材も大きくなってし
まい、装置全体が過大になってしまうという新たな問題
が生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
解決せんとしたものであり、その目的は、砕波させた水
塊が装置の波退出側背後に通過するのを防ぎ、波侵入側
へと返すことができる消波装置を提供することにある。

【０００５】また本発明の別の目的は、波によって平板
が上下方向に回動しても消波効果を得ることができる消
波装置を提供することにある。

【０００６】更に本発明の別の目的は、波による平板の
上下方向の回動を最小限とすることができる消波装置を
提供することにある。

【０００７】更にまた、本発明の別の目的は、航路や干
満の差が激しい海域において、装置全体を過大に形成し
なくても板体と水面とのなす角度を緩勾配にすることが
でき、したがって良好な消波効果を得ることができる消
波装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的に鑑み
てなされたものであって、その要旨は、平板と、この平
板を海底に支持固定する支持部と、前記平板と前記支持
部との間に介在し、前記平板を前記支持部に対して回動
自在に連結する回動部とを含む浮力室を備えた消波装置
において、前記回動部を前記平板の中間部に設け、また
は／且つ、前記支持部を伸縮可能に設けてなる消波装置
にある。

【０００９】ここで、前記回動部を前記平板の中間部に
設けるとは、回動部を境に波侵入側と波退出側とに平板
を分けるように、回動部を設けることを意味し、好まし
くは回動部を平板の中央よりも波侵入側に設ける。かよ
うに回動部を設けることにより、波が平板上に侵入して
来ると、この平板の回動部よりも波退出側は波によって
沈められるように下方に回動し、この波退出側の動きに
より、平板の波侵入側は回動部を中心に上方へ回動し
て、侵入波と異なる位相の波を生じさせる。この異なる
位相の波は侵入波を相殺し、侵入波の強さを低減するこ
とができる。

【００１０】また、前記支持部を伸縮可能に設ければ、
板体の長さを大きくしなくても、海底構造物とヒンジ部
分とを水面よりも、かなり深い位置に設けることがで
き、干満の差が激しい海域での満潮時には、支持部を伸
長して回動部と平板とを上昇すれば、これによって平板
と水面とのなす角度を緩勾配にすることができる。ま
た、装置の上方を航路として使用する場合には、支持部
を収縮して回動部と平板とを下降すれば、船舶が装置の
上方を航行することができる。更に、干潮時には、支持
部を収縮して回動部と平板とを下降すれば、平板と水面
とのなす角度を所定の緩勾配に維持することができる。

【００１１】本発明の消波装置において、前記回動部を
前記平板の中間部に設けることと、前記支持部を伸縮可
能に設けることは、両方を同一の消波装置に適用しても
良く、それぞれ別々の消波装置に適用しても良い。

【００１２】本発明の消波装置には、前記平板における
波の退出側端部に設けられた水面上に突出し得る波阻止
壁と、前記平板の該波阻止壁よりも波の侵入側に設けら
れ、前記波阻止壁により阻止された波を通過させるため
の開口部と、前記平板より下方の水面下に配置され、波
の圧力に対してそれと反対方向に働く水圧により前記消
波装置の上下動を減少し消波を促進するための抵抗部材
とを備えることができる。かような波阻止壁と開口部と
により、平板上で砕波させた水塊が装置の波退出側背後
に通過するのを防ぎ、効果的に波侵入側へと返すことが
でき、また、前記抵抗部材により、平板の波による上下
方向の回動を最小限とすることができる。また本発明
の消波装置においては、波阻止壁の下方を平板に対して
近接するように屈曲して設けることもできる。かよう
に、波阻止壁を設ければ、開口部を通過した水塊をより
効果的に波侵入側へと導き、抵抗部材が水塊によって受
ける下向きの力を軽減することができる。

【００１３】

【作用】本発明の浮力室を備えた消波装置によれば、波
が平板上に侵入し、この平板の回動部よりも波退出側が
波によって沈められるように下方に回動すると、平板の
波侵入側は回動部を中心に上方へ回動して、侵入波と異
なる位相の波を生じさせる。この異なる位相の波により
侵入波を相殺する。

【００１４】また、本発明によれば、支持部を伸縮すれ
ば、平板と水面とのなす角度を常に所定の緩勾配にする
ことができる。更に、支持部を収縮して回動部と平板と
を下降して、浮力室の空気を抜いて平板全体を海底に沈
めれば、船舶が装置の上方を航行するのに十分な水深を
取ることができる。

【００１５】更に、本発明によれば、まず平板上で波を
砕波して水塊とし、それを波阻止壁で阻止、反射して波
阻止壁よりも波侵入側に設けられた開口部中を通して平
板の下方へと導くことにより効果的に波侵入側へと返す
ことができる。また、抵抗部材が波の圧力に対して反対
方向の水圧を受けて抵抗するため、平板の上下方向の回
動を減少することができる。

【００１６】

【実施例】次に本発明の好ましい実施例を添付図面を参
照して説明する。

【００１７】図１には本発明の消波装置１０を使用状態
で海底Ｂに設置したところを示し、図２には本発明の消
波装置１０を上から見た平面図を示す。消波装置１０は
主要部として、空気室１５を有する平板１４と、基礎ブ
ロック１１と、この基礎ブロック１１に固定された支柱
１２と、この支柱１２と平板１４とを回動自在に連結す
るヒンジ部１３とを備え、ヒンジ部１３を平板１４の中
間部、すなわち平板１４を波退出側１４ａと波進入側１
４ｂとに分けるように設け、且つ、支柱１２を伸縮可能
に設けてなる。

【００１８】また、上述の主要部に加えて、消波装置１
０は、平板１４の波退出側１４ａの端部に設けられた波
阻止壁１６と、平板１４の下方に離隔して配置される抵
抗板１９と、平板１４の波阻止壁１６よりも波の侵入側
に設けられ、波阻止壁１６により阻止された波を通過さ
せるための開口部１７とを設ける。

【００１９】基礎ブロック１１は海底Ｂに設置し、装置
１０全体を所定の位置に固定する。

【００２０】支柱１２は伸縮可能にするために、図３及
び図４に示すような二重構造、すなわちヒンジ部１３に
よって平板１４に回動自在に連結した外管１２ｃと、こ
の外管１２ｃの内部に嵌挿されて摺動可能に設けられ、
基礎ブロック１１に固定された内部支柱１２ｅとからな
る。この内部支柱１２ｅの表面には凹部１２ｄが複数段
に形成され、一方、外管１２ｃには凹部１２ｄと嵌合し
て外管１２ｃを固定する固定ピン２０が複数段に設けら
れる。このように凹部１２ｄと固定ピン２０とを複数段
に設けて、それぞれを所定の段数だけそれぞれ嵌合すれ
ば、支柱１２は所定の長さだけ伸長して、その所定長で
固定することができる。

【００２１】ここで、固定ピン２０は、図５（ａ），
（ｂ）に示すように、外管１２ｃの孔１２ｃ’に嵌挿さ
れたピン２０ｂと、このピン２０ｂを覆うように設けら
れたピンケーシング２０ｃと、このピンケーシング２０
ｃの内面に設けられ、ピン２０ｂを内部支柱表面に向か
って付勢するバネ２０ａとからなる構成とする。

【００２２】また、固定ピン２０は、図５（ａ），
（ｂ）以外に、図５（ｃ）に示すような構成としても良
い。すなわち、外管１２ｃの孔１２ｃ’に嵌挿されたピ
ン２０ｂと、このピン２０ｂを覆うように設けられたピ
ンケーシング２０ｃと、このピンケーシング２０ｃの内
面とピン２０ｂのピン頭との間に設けられ、ピン頭に固
定された袋体２０ｄと、この袋体２０ｄと流体圧送コン
プレッサー及び流体排出コンプレッサー（図示せず）と
を連通する流体給排管２０ｅとからなる構成にもでき
る。なお、流体圧送コンプレッサー及び流体排出コンプ
レッサーは、スイッチのON/OFF操作がリモコン等（図示
せず）で遠隔操作できる構成を備え、海上に浮遊するブ
イ等（図示せず）に設けられ、また袋体２０ｄは、複数
のリング状の骨２０ｄ’を備え、ゴム、合成樹脂、また
は繊維で補強したゴムや合成樹脂により形成される。か
ように形成した固定ピン２０（図５（ｃ））において、
流体圧送コンプレッサーから袋体２０ｄの内部に、水、
油、空気あるいは空気以外の気体等の流体を圧送すれ
ば、袋体２０ｄは膨張してピン２０ｂを内部支柱表面に
向かって付勢し、流体排出コンプレッサーで袋体２０ｄ
の内部の流体を排出すれば、袋体２０ｄは収縮してピン
２０ｂは内部支柱の凹部１２ｄから引き抜かれる。

【００２３】前記支柱１２の伸縮手段としては、図３に
示すように、外管１２ｃの上部に設けられた流体注入管
１２ａを介して流体圧送器（図示せず）と連通する流体
室１２ｂと、この流体室１２ｂに気密に連通し、外管１
２ｃと内部支柱１２ｅとの間に設けられた袋体１２ｆと
を備える。ここで、この袋体１２ｆは、ゴム、合成樹
脂、または繊維で補強したゴムや合成樹脂により形成す
ることができる。

【００２４】前記支柱１２を伸長する場合には、流体圧
送器から流体注入管１２ａを介して流体室１２ｂに流体
を圧送する。この圧送された流体は、さらに袋体１２ｆ
内に送られて、袋体１２ｆは図３（ｂ）に示すように膨
張する。この袋体１２ｆの膨張によって、外管１２ｃが
内部支柱１２ｅの外周を摺動しながら押し上げられ、外
管１２ｃのピン２０ｂが内部支柱１２ｅの凹部１２ｄと
嵌合すると、外管１２ｃは内部支柱１２ｅに固定され、
流体圧送器から圧送する流体を停止する。また、支柱１
２を収縮する場合には、潜水夫の人力や、上述の図５
（ｃ）に示した機械的な遠隔操作手段によって外管１２
ｃのピン固定を解除した後、袋体１２ｆ内の流体を、流
体室１２ｂを介して流体注入管１２ａから抜いて、袋体
１２ｆを収縮する。この袋体１２ｆの収縮によって、外
管１２ｃが内部支柱１２ｅの外周を摺動しながら降下
し、支柱１２は収縮する。

【００２５】また、図３とは異なる支柱１２の伸縮手段
としては、図４に示すように、内部支柱１２ｅの内部に
油圧や空気圧等のジャッキ２１を設けても良い。このジ
ャッキ２１を伸縮することにより支柱１２は、図３の伸
縮手段と同様に伸縮することができる。

【００２６】上述した支柱１２が伸縮可能に設けられて
いることによって、例えば、図６に示すように、干満の
差が激しい海域で満潮時に水位がＳ’の高さまで上昇し
ても、この水位Ｓ’にあわせて支柱１２を所定長に伸長
すれば、平板と水面とのなす角度θを緩勾配にすること
ができる。一方、干潮時には、支柱１２を所定長に収縮
すれば、同様に平板と水面とを緩勾配に維持することが
できる。さらに、図７を参照して後述するように、波浪
が静穏で消波装置１０を沈めて船舶の航路を確保する場
合にも、支柱１２を所定長に収縮すれば、消波装置１０
の上方の船舶通過のための水深はより深くすることがで
きる。

【００２７】平板１４の下方に設けられた空気室１５の
内部には空気が充填されており、この空気の浮力と、前
述の支柱１２の伸縮作用とにより、ヒンジ部１３によっ
て支柱１２に回動自在に連結されている平板１４を潮位
変動に追従して水面に対して適切な位置に保持し、よっ
てその波退出側１４ａの端部に設けられた波阻止壁１６
を水面上の所定位置に保持する。また、消波装置１０を
使用しない場合には、空気室１５内の空気を電磁弁等の
遠隔操作によって抜き、内部に海水等を注水し、図７に
示すように消波装置１０全体を海底に沈めることができ
る。例えば、港の入口に消波装置１０を設置した場合、
暴風時に装置を浮上させて消波機能を発揮させ、静穏時
には装置を沈めて船舶の航路を確保するという使用方法
が可能である。

【００２８】ここで図８を参照して、消波装置１０の消
波過程について説明する。空気室１５の浮力によって水
面に対して斜めになった平板１４に対して侵入した波
は、平板の傾斜により水深が急激に浅くなるために砕波
し、水塊となる。その水塊は水面上に突出する波阻止壁
１６に当たって阻止され、反射し、平板１４の波阻止壁
１６よりも波の侵入側に設けられた開口１７を通って平
板１４の下方へと導かれる。これにより、波エネルギー
を消波装置１０の波退出側背後へと伝えることなく消散
させることができる。

【００２９】また、上記消波過程において、進入波の力
や、平板１４の上で形成された水塊の重さによって、平
板の波退出側１４ａはヒンジ部を中心にして下方向、す
なわち矢印Ｍ１方向に回動する。この波退出側１４ａの
回動によって、これとは反対方向、すなわち矢印Ｍ２方
向に平板の波進入側１４ｂは回動する。そして、この波
進入側１４ｂの回動によって、その上方の水域は押し上
げられて、進入波とは異なる位相の波２２を生じさせ
る。この異なる位相の波２２は、侵入波を相殺するた
め、侵入波の強さを低減することができる。

【００３０】さらに、波阻止壁１６の下方１６ａを平板
１４に対して近接するように屈曲させれば、抵抗板１９
にかかる余分な下向きの力を軽減し、平板１４の回動を
減少して、よりスムーズに水塊を平板の下方、すなわち
矢印ａ１，ａ２の方向に導くことができる。

【００３１】平板１４の下方には、複数の連結柱１８に
よって抵抗板１９が離隔固定される。図９（ａ）及び図
９（ｂ）に示されるように、平板１４は波によってＦ１
又はＦ２方向の力を受け、この力によって平板１４がヒ
ンジ部１３を中心として上下に回動すると、砕波しにく
くなり、消波効果が減少する。しかしながら図９（ａ）
に示されるように、平板１４が下方向の力Ｆ１を受ける
と、抵抗板１９にかかる水圧により抵抗板１９の下方の
水域Ｗ１が上方向の力で抵抗する。また、図９（ｂ）に
示されるように、消波装置１０が上方向の力Ｆ２を受け
ると、抵抗板１９にかかる水圧により抵抗板１９の上方
の水域Ｗ２が下方向の力で抵抗する。これにより、波に
よる平板１４の上下方向の回動が抑制される。したがっ
て、平板１４は、上述した進入波とは異なる位相の波２
２を生じさせるために必要な、最小限度だけ回動するも
のの、ほとんどは固定状態に近く維持されて、効果的に
消波を行なうことが可能となる。

【００３２】本実施例において空気室１５は、平板１４
の下方に設けられているが、その水圧により波阻止壁１
６を水面上に維持し、且つ抵抗板１９を水面下に維持す
ることができる箇所であれば、この位置に限定されるも
のではない。また、抵抗板１９は複数の連結柱１８によ
って平板１４の下方に固定されるが、平板１４と抵抗板
１９との間の距離を変化させない方法で平板１４の下方
に固定し、且つ平板１４の下方への水塊の動きを妨げな
いものであれば、これに限定されるものではなく、また
抵抗板１９は平板１４に対して略平行に配置されている
が、波による上下方向の力に効果的に抵抗する角度であ
れば、これに限定されるものではない。さらに、装置１
０は支柱１２を基礎ブロック１１に固定することにより
設置されているが、地盤によっては基礎ブロック１１を
使用せず、支柱１２を杭形式等として埋設等の方法で設
置してもよい。

【００３３】

【発明の効果】本発明の浮力室を備えた消波装置は、回
動部を平板の中間部に設けたため、波が平板上に侵入
し、この平板の回動部よりも波退出側が波によって沈め
られるように下方に回動すると、平板の波侵入側は回動
部を中心に上方へ回動して、侵入波と異なる位相の波を
生じさせる。したがって、この異なる位相の波により侵
入波を相殺し、侵入波の強さを低減することができる。

【００３４】また、本発明の浮力室を備えた消波装置
は、平板の支持部を伸縮可能に設けたため、海底構造物
とヒンジ部分とを水面よりもかなり深い位置に設けて
も、支持部を伸長すれば、平板と水面とのなす角度を緩
勾配にすることができる。さらに、干満の差が激しい海
域では、満潮時に支持部を伸長して回動部と平板とを上
昇し、干潮時には、支持部を収縮して回動部と平板とを
下降すれば、これによって平板と水面とのなす角度を常
に所定の緩勾配に保持することができる。更にまた、装
置の上方を航路として使用する場合には、支持部を収縮
して回動部と平板とを下降して、浮力室の空気を抜いて
平板全体を海底に沈めれば、船舶が装置の上方を航行す
るのに十分な水深を取ることができる。

【００３５】本発明の浮力室を備えた消波装置は、平板
上で波を砕波して水塊とし、これを波阻止壁によって反
射し、開口部を通して平板の下方へ導いて波の侵入側へ
と返すことができるため、装置の背後に波を通過させる
ことなく、効果的に消波を行なうことができる。また、
抵抗板部にかかる消波板部の反対方向の水圧によって、
波による平板の回動を抑制することができるため、最大
限の消波効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の消波装置の使用状態における側面図で
ある。

【図２】本発明の消波装置を上から見た平面図である。

【図３】（ａ）は図１の消波装置の支持部材の拡大断面
図、（ｂ）は（ａ）の支持部材の伸長状態における拡大
断面図である。

【図４】（ａ）は図１の消波装置の支持部材において、
図３とは異なる態様の拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の支
持部材の伸長状態における拡大断面図である。

【図５】（ａ），（ｂ）は図３及び図４の支持部材を伸
長状態で固定する機構を説明する拡大断面図であり、
（ｃ）は（ａ），（ｂ）とは異なる機構の拡大断面図で
ある。

【図６】水面の変位に伴う本発明の消波装置の動きを、
表示の便宜上装置の一部を省略して示した側面図であ
る。

【図７】本発明の消波装置を水面下に沈めた状態を示す
側面図である。

【図８】本発明の消波装置によって消波する作用を示す
側面図である。

【図９】（ａ）は、本発明の装置が下方向の力を受けた
場合を示す側面図である。（ｂ）は、本発明の装置が上
方向の力を受けた場合を示す側面図である。

【符号の説明】

１０消波装置１１支持柱（支持部）１２基礎ブロック（支持部）１３ヒンジ部（回動部）１４平板１５空気室１６波阻止壁１７開口部１９抵抗板（抵抗部材）Ｓ，Ｓ’ 水面Ｂ海底

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者齋藤栄一東京都港区北青山２−５−８株式会社間組内 (72)発明者十河泰彦東京都港区北青山２−５−８株式会社間組内 (72)発明者倉田克彦大阪府大阪市中央区高麗橋４丁目１番１号東洋建設株式会社内 (72)発明者道端久敏東京都目黒区下目黒二丁目二十三番十八号若築建設株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板と、この平板を海底に支持固定する
支持部と、前記平板と前記支持部との間に介在し、前記
平板を前記支持部に対して回動自在に連結する回動部と
を含む浮力室を備えた消波装置において、前記回動部を前記平板の中間部に設け、または／且つ、
前記支持部を伸縮可能に設けてなる消波装置。
【請求項２】前記消波装置が、前記平板における波の退出側端部に設けられた水面上に
突出し得る波阻止壁と、前記平板の該波阻止壁よりも
波の侵入側に設けられ、前記波阻止壁により阻止された
波を通過させるための開口部と、前記平板より下方の水面下に配置され、波の圧力に対し
てそれと反対方向に働く水圧により前記消波装置の上下
動を減少し消波を促進するための抵抗部材とを含むこと
を特徴とする請求項１に記載の消波装置。
【請求項３】前記波阻止壁の下方が前記平板に対して
近接するように屈曲していることを特徴とする請求項２
に記載の消波装置。