JPS60157534A - 係留器具用運動補償器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、一定距離だけ離間させた２つの相対可動物
体間の接続体に弾性をもたせて該相対運動を調節し、ま
た特に該割物体間の力を制御し、はぼ一定の力を印加す
る補償器に関する。本補償器は特に、浮遊している船を
海錨に繋ぐケーブル、浮遊している船と固定構造物との
間で荷重を伝達するケーブル、浮遊している船を固定構
造物に繋いだり、固定海錨と浮遊している船を直結して
浮遊している船を沖合で係留するためのフレキシブル　
ホース、などの荷重支持ラインの緊張力の調節用に適用
されるが、本補償器の用途はこれだけに限られることは
ない。

（従来の技術とその問題点） 荷重支持ラインの緊張力の調節は、色々な状況の下で必
要であるが、その調節方法は各々の状況に応じて変わる
。接続体が伸びるにしたがって緊張力が漸増するこ七が
望ましい場合が少なくない。

このような調節パターンを確保できる方法はすでにいく
つか開発されている。例えば、重懸垂ラインは、伸びる
にしたがって次第に緊張力が増大し、ついには棒のよう
に硬くなる。同じように緊張力を漸増させる空気バネ装
置が既知である。例えばドイツ特許第５４１８６号には
、錨チェーンに接続された船舶に取付けるシリンダとピ
ストンを備え、シリンダがリザーバに流体接続されてい
る装置が開示されている。シリンダと、リザーバの一部
には液体が充填されており、リザーバの残りの部分には
加圧気体が充填されており、船舶か錨から離れるにした
がって加圧気体が徐々に圧縮される。この装置の場合は
、船舶が係留点から遠ざかるにしたがって緊張力が増大
する。

オランダ特許第７３１２７７８号、オランダ特許第７８
０８６１８号、欧州特許第００４５６５２号にも同じよ
うな装置が開示されている。

しかしまた、ラインで接続した物体の離間距離に応じて
緊張力を色々なパターンで変化きせることか望ましい状
況も数多くある。例えば、深海投錨の場合は、ドイツ特
許第５４１８６号に開示されているようなタイプの重懸
垂ラインや空気圧式装置を使用すれば、好ましくない結
果になることが確１ｉＪ　３れている。特に、ラインに
かかる常時荷重が大きく、実際に必要とされる平均荷重
を大きく越える。

さらに、ラインにかかる荷重は、最大離間距離によって
大きく左右され、この離間距離の計算を間違えば、ライ
ンに想像以上の極めて大きな荷重がかかり、その結果ラ
インが切れたり、錨を引摺ったりするなどのトラブルが
生じる。

苫らに、在来式係留システムを使用すれば、複数懸垂ラ
イン係留方式では錨までの距離を長くする必要があり、
そのため、海底設備などの海底障害物などを考えれば、
錨の位置の面で制約を受けるなどの不利を生じる。係留
緊張力調節手段としてスプリング　ブイを使用する場合
は、強力なパイ・力を確保するために必要なスプリング
　ブイの浮力が時には非常に大きくなり、そのためブイ
が発生する追加浮揚力を処理するために大型海底構造物
を設置する必要があり、さらに、所望の浮力を確保する
ためには大型浮遊構造物が必要になり、この浮遊構造物
が、水中に沈んだ時に波力を引付け、この波力が係留構
造物自体が印加する力に加わることになる。

したがって、在来の装置に比べて離間距離の変化に応じ
た緊張力の変化が異なり、緊張力調節手段として大型浮
遊構造物を使用しなくてずむ、係留ラインなどのライン
の緊張力を調節する装置を実現することが望まれる。

さらにまた別の状況においては、装置を使用する状況に
応じて、離間距離に応じて緊張力の変化パターンを変え
られるようにすることが望ましい。

英国特許第８４９８８７号には、係留プラットフォーム
の離間距離を重りに接続したラインで調節し、そのため
、プラットフォームの離間距離に関係なくラインにかか
る力が一定である係留システムが開示されており、また
このシステムの別の実施態様においては、ラインは、定
圧に逆らって動作するエヤ　シリンダに接続し、したが
ってラインの緊張力はやはり一定に維持される。しかし
、同特許に開示されている装置は、図示の特定タイプの
構造以外の状況では使用に適さない。特に、２つの相対
可動物体を接続するラインの中間部での使用には適さな
い。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、２つの相対可動物体間のラインの緊張力の調
節を目的として使用し、在来の装置とは異なる動作原理
で作動する装置を提供しようとするものである。

また本発明は、第１物体と、第′１物体との関係におい
て可動である第２物体との間の接続体に弾性をもたせる
ことを目的とし、第１物体と第２物体との間に一対の伸
縮動作部材で構成される補償器を接続して割物体間の相
対運動を調節することを内容とする方法であって、該接
続体を伸ばす該両部拐の伸縮運動に、気体充填スペース
を膨張させることによって発生させる復元力を対抗させ
、圧力に逆らって流体を逆方向に変位させるこ七を特徴
とする方法を提供しようとするものである。

好まＬ〈は、該流体は液体とする。

好ましくは、第１物体は水中に位置はせ、第２物体は水
面または水面近くに位置させる。

好ましくは、補償器は水中に位置させる。

水面あるいは水面近くに位置する物体は、流体移送用可
撓コンジットで補償器に接続してよい。

補償器は、少なくともほぼ完全に水中にあるガス充填容
器を形成する複数の手段を備え、該容器を、シリンダと
、該シリンダ内を封止状態を維持しつつ運動するピスト
ンとで構成し、該容器の容積（スペース）を、該シリン
ダ内の該ピストンを動かせる該接続体を長ぐすることに
よって増大させ、該ピストンに水圧を作用させて該容器
の容積を縮小し、ピストンとシリンダの相対位置を変化
させる力に、少なくとも部分的に、ピストンに作用する
水圧を対抗させることができる。

ピストンは、該両管体の一方に接続し、シリンダは、該
両管体の他方に接続できる。

補償器には、気体充填容器を形成する複数の手段を備え
、該容器を、シリンダと、該シリンダ内を封止状態を維
持しつつ運動するピストンとで構成し、該容器の容積を
、該シリンダ内の該ピストンを動かせる該接続体を長く
することによって増大させ、該シリンダと該ピストンに
よって液体充填チャンバを形成し、補償器に、気体を充
填したリザーバを備え、該リザーバ内の気体を同じく該
リザーバに充填されている液体と境界を接しせしめ、該
チャンバの容積の変化に応じて液体を流すための、該チ
ャンバと該リザーバとの間の流路を形成する手段を備え
、該チャンバ、コンジットならびにリザーバ中の液体の
総量の和をほぼ一定とすることができる。

好ましくは、リザーバは、少なくともシリンダの一部を
囲ませる。

容器は密閉型とすることができる。

リザーバには、はぼ一定の量の気体を充填できる。

ピストンによってシリンダを、容積が逆比例変化する第
１チヤンバと第２チヤンバの２つのチャンバに分は隔て
、第２チヤンバを、流路を介して閉じている第２リザー
バに接続し、第２チヤンバと第２リザーバとの間で流体
を流すことができる。

第２リザーバに一定量の気体を充填し、該気体を同じく
該リザーバに充填されている液体と境界を接しせしめ、
該第２チヤンバ、該第２リザーバならびに該流路中の液
体の総量をほぼ一定にすることができる。

第２チヤンバに一定量の気体を充填することができる。

補償器は下記の諸要素で構成できるニ ー　該２つの相互可動物体の中の一方に取付けるシリン
ダ； −該割物体の中の他方に取付け、該シリンダ内に摺動自
在に収納されて、該シリンダを、容積が逆比例変化する
第１、第２チヤンバの２つのチャンバに流体密状態を維
持しつつ分は隔てるピストン； −ここで、該ピストンと該シリンダが液体を含んで離れ
る時に該第１チヤンバの容積が増大する；−ここで、該
第２チヤンバには液体か充填されている； −容積が一定で、動作時に一定量の気体が充填され、該
気体が、同じく自己の中に充填されている液体と境界を
接している第１リザーバ；−第１チヤンバとリザーバと
の間に接続された第１流体流路を形成する手段； −ここで、該第１チヤンバ、リザーバならびに流体流路
中の液体の総量はほぼ一定である；−容積が一定で、動
作時に一定量の気体が充填され、該気体が、同じく自己
の中に充填されている液体と境界を接している第２リザ
ーバ；−第１チヤンバと第２リザーバとの間に接続され
た第２流体流路を形成する手段； −ここで、該第２チヤンバ、第２リザーバならびに第２
流体流路中の液体の総量はほぼ一定である； −　ここで、ピストンとシリンダを離す引張り力変化を
、少なくとも部分的に、各チャンバ内の流体がピストン
に印加する力で相殺する。

補償器は下記の諸要素で構成できるニ ー　該２つの相互可動物体の中の一方に取付けるシリン
ダ； −該割物体の中の他方に数句け、該シリンダ内に摺動自
在に収納されて、該シリンダを、容積が逆比例変化する
第１、第２チヤンバの２つのチャンバに流体密状態を維
持しつつ分は隔てるピストン； −ピストンとシリンダが空気を含んで離れる時に容積が
増大する第１チャンバ； −　ことで、該第２チヤンバには水が充填されている； −該第１チヤンバに連通し、一定量の空気が充填されて
いるリザーバ； −該第２チヤンバに至るまでの水流路を形成する手段； −ここで、ピストンとシリンダを離す引張り力の変化を
、少なくとも部分的に、ピストンに作用する水圧で相殺
する。

リザーバ内の空気の量を一定にすることができる。

多くの場合、補償器は水中で浮遊させることが好ましい
。

水中で使用する場合は、補償器には、好ましくは、シリ
ンダ内に押込まれた水を押出す手段を備え、該手段を、
好１しくは、シリンダ内のピストンの運動によって動作
させる。

本発明は、水面下にある物体と水面あるいはまた水面近
くにある物体との間の接続体に弾性をもたせることを目
的とし、一方が浮遊部材であり、他方が型部材である一
対の相互摺動部材で構成される補償器を、該両部材の中
の一方を下側にして該割物体間に接続する方法を提供す
る。

該部材は、ピストンとシリンダとし、ピストンを該シリ
ンダ内で摺動させることができる。

補償器の復元力を一定にするか、あるいはまた接続体の
伸びに応じて増大させることができる。

本発明は、一対の伸縮部材を備え、自己を介して接続し
た２つの物体間の相互運動を調節する補償器にて、該接
続体を伸ばす該両部材の伸縮運動に、気体充填スペース
を膨張させることによって発生させる復元力を対抗させ
、圧力に逆らって流体を逆方向に変位させることを特徴
とする補償器を提供する。

本発明の補償器の好ましい特徴を上に紹介した。

本発明の特に好ましい実施態様の補償器は、ガス充填容
器を形成する複数の手段を備えており、該容器が、シリ
ンダと、該シリンダ内を封止状態を維持しつつ運動する
ピストンとを備えて成り、該容器の容積を、該シリンダ
内の該ピストンを動かせる該接続体を長くすることによ
って増大はせ、該シリンダと該ピストンが液体充填チャ
ンバを形ＪＯしており、補償器が、気体を充填したリザ
ーバを備えており、該リザーバ内の気体か同じ〈該リザ
ーバに充填されている液体と境界を接しており、該チャ
ンバの容積の変化に応じて液体を流すための、該チャン
バと該リザーバとの間の流路を形成する手段が備えられ
ており、該チャンバ、コンジットならびにリザーバ中の
液体の総量がほぼ一定である。

リザーバには、一定量の気体（通常は空気）を充填し、
該気体を、同じくリザーバに充填した液体（通常は水）
と境界を接しめることができる。

一般的には、リザーバは、第１チャンバ接続体を除いて
は流体密構造とする。しかし場合によっては、補償器を
例えば３０ｍないしそれ以上の水面下で使用する場合は
、周囲流体（例えば海水）に連通させることができる。

このような場合には、荷重支持ラインの荷重は専ら、ピ
ストン、チャンバならびにリザーバの重量、浮力ならび
に傾きによって決まる。好ましくは、リザーバはチャン
バを囲み、チャンバよりも容積を大きくする。リザーバ
内の気体圧力によってチャンバ内の流体カビストンに印
加する力が決まり、したがって補償器が維持する力が決
まる。好ましくは、気体／液体供給コンジットを備えて
リザーバならびに流路中の気体／液体の量を調節し、こ
れによって補償器か保存するエネルギーを調節する。

好ましくは、シリンダが補償器本体の一部を形成してお
り、シリンダに沿ってピストンが摺動するが、場合によ
っては、ピストンを本体に固定し、シリンダを摺動きせ
ることが好ましいことがある。

一般的には、シリンダに、一対の相互可動物体の一方に
接続するラインに、あるいはまた該一方の物体に直に取
付ける穴（ｅｙｅ）などの位置決め手段を備える。ピス
トンは、使用時に、例えば該一対の物体の他方の物体に
接続するラインで直に、あるいはまた間接的に取付ける
。

好ましくは、ピストン　ヘッドは、シリンダの周壁に封
止接触し、ピストンとシリンダの間の相互運動時に少な
くともほぼ完全な流体密シールを維持し、そのためピス
トンと、該他方の相互可動物体との接続が容易化される
。好ましくは、ピストンの遠端側に、該他方の相互可動
物体に接続するラインに、あるいはまた該他方の相互可
動物体に直に取付ける穴（ｅｙｅ）などの位置決め手段
を備える。ピストンは、シリンダ内に摺動自在に収納す
ることもできるし、またシリンダの外部に摺動自在には
めることができ、後者の場合は、ビストンを中空にし、
その中にシリンダを収納する。

流路を流れる液体の流れは絞らないが、減衰（ｄａｍｐ
ｉｎｇ）が必要な場合は絞る。

流路を流れる液体の流量の調節手段として弁を備えるこ
とができる。チャンバとリザーバの壁を共有壁にする場
合は、流路は単に、この壁に設けた開口とすることがで
きる。

好ましくは、チャンバに、流路の衝撃ならびに破損を防
止するための一定量の気体（通常は空気）も併せて充填
する。通常は、リザーバ内の気体の量はチャンバ内の気
体の量よりも多い。

１つの好ましい実施態様においては、ピストンによって
補償器を、容積が逆比例変化する第１チヤンバと、第２
チヤンバの２つのチャンバに分は隔てる。第２チヤンバ
には、液体（通常は水）あるいは気体、あるいはまたそ
の両方を充填する。

第２チヤンバは通常は、フンジットを介してゞ第２′リ
ザーバに接続し１該コンジツトを介して第２チヤンバと
第２リザーバとの間で流体を流すが、第２チヤンバは、
該流体が周囲流体と同じである場合は、該周囲流体に連
通ずることができる。好ましくは、第２リザーバは、第
２チヤンノくに接続するコンジットを除いては流体密構
造とする０好ましくは、第２リザーバの容積は第２チヤ
ンノくの容積よりも大きくする。

補償器の構造の違いに応じて、第２チヤンノく内の圧力
は第１チヤンバ内の圧力に比べて著しく高く、あるいは
低くなる。

第２チヤンバに液体を充填する場合は、一般にコンジッ
トなどの流路を第２チヤンバに接続して、ピストンの運
動に応じて第２チヤンバ内の液体の量を加減する。この
コンジットは、取付ける場合は、第２チヤンバと第２リ
ザーバを接続するコンジットとすることができる。

好ましくは、第２リザーバに一定量の気体を充填し、該
気体を、同じく第２リザーバに充填した液体と境界を接
しせしめ、第２リザーバと第２チヤンバを接続するコン
ジットを介して第２チヤンバと第２リザーバとの間で液
体を流し、該チャンバ、リザーバならびにコンジット中
の液体の総量をほぼ一定にする。

好１しくは、第２チヤンバに一定量の気体（通常は空気
）を併せて充填し、これによってコンジットの衝撃なら
びに破損を防止する。一般的には、第２リザーバ内の気
体の量は第２チヤンバ内の気体の量よりも多い。

場合によっては、補償器は、可変浮力式とし、補償器が
正浮力を有する状態と負浮力を有する状態との間で浮力
を加減する手段を備える。

本発明は、水面下の物体と水面あるいはまた水面近くの
物体との間の接続体に弾性をもたせることを目的とＬ、
一方が浮遊部材で他方が重部利である一対の相互摺動部
材を備えて成り、該一対の相互摺動部材の中の浮遊部材
の方を下にして該割物体の間に接続する補償器を提供す
る。

好１しくは、該相互摺動部材はピストンとシリンダとし
、シリンダに沿ってピストンを摺動させる０ 本発明は、前記補償器を接続体に備えることによって、
接続した２つの相互可動物体の間の相互運動を調節する
方法を提供する。

本発明は、船との間で流体を往復させ、同じく流体移送
用に使用するホースによって船を係留することを内容と
する船の係留方法を提供する。好ましくは、係留ホース
は、本書に説明するごとく船と運動補償器との間に張設
する。

本発明は、船との間で流体を往復させることを目的とし
、本発明の運動補償器を備えたラインによって船を係留
し、船と該係留具との間に張設したホースを介して該流
体を移送することを内容とする船の係留方法を開示する
。

本発明はさらに、船を係留ずべき可変浮力式ブイと、ブ
イを沈めて波、氷、他の船による損傷を防止するための
手段とを備えている船の係留具を提供する。好ましくは
、ブイに本発明の補償器を備える。

（実施例） 以下添附図面を参照しながら本発明のいくつかの実施例
について説明する。

第１．２図を参照すると、補償器１００は、−対の同軸
円形シリンダｌ、２を備えている。内部シリンダ２は、
上端が閉切られており、ここに上向き取付は穴２１があ
る。ピストン３が流体密シール４を介して下側からシリ
ンダ２の中に摺動進入し、ピストン　ヘッドには、シリ
ンダ２を、流体密状態を維持しつつ下側（第２）チャン
バ６と上側（ＩＩ）チャンバ７の２つのチャンバに分は
隔てるシールがある。該チャンバ６．７には各々一定量
の気体（通常は空気）１４．１５が充填されており、そ
の下に一定量の液体（通常は水）６ａ、、７ａが充填さ
れている。気体１４．１５はなくてもよいが、先に説明
した液体コンジットの衝撃ならびに閉塞を防止するため
充填した方が良い。

外部シリンダ１は、両端が閉め切られており、固定環状
隔壁１ａによって下側（第２）リザーバ８と上側（第１
）リザーバ９に分は隔てられている。該リザーバ８．９
には各々一定量の気体（通常は空気）８ｂ、９ｂが充填
されており、その下に一定量の液体（通常は水）８ａ、
９ａが充填されている。

弁１１．１３を備えているコンジット１０．１２がチャ
ンバ６．７内の液体６ａ、７ａを周囲のリザーバ８．９
内の液体８ａ、９ａに接続している。リザーバ８．９内
の気体の量は制御弁２４．２５で制御する空気供給コン
ジット１６．１７を介して気体を出し入れして調節でき
る。リザーバ８．９内ならびにチャンバ６．７内の流体
の量は、流体供給コンジット１Ｂ、ポンプ２０ならびに
ブランチ　コンジット１９ａ、１９ｂを介して流体を出
し入れして調節できる。この流体コンジットは、ブラン
チ　コンジットのポンプ２０と弁２６で制御し、またチ
ャンバ６．７内の気体１４．１５の量を調節したい場合
は、該チャンバ６．７間の液体移送用にも使用できる。

補償器１００は、使用時には、弁１１．１３を開いて各
々の対チャンバ／リザーバ間に流体を流してチャンバ６
．７とリザーバ８．９に液体ならびに空気を出し入れし
て緊張力を調節する。内部シリンダ２の穴２１ならびに
ピストン３の下端から下向きに突出している穴２２にラ
イン２３を取イ」ける。ライン２３は続いて２つの相互
可動物体間に張設する。補償器１００の使用距離範囲内
において、ラインの緊張力は、ピストン３の運動に応し
て徐々に上昇する。ピストン３の運動によって、コンジ
ット１０．１２を介してチャンバ６．７とリザーバ８．
９の間に液体が流れ、気体１４．１５の量（総量は一定
）が変化する。弁１１．１３が開けば、液体の流れはほ
とんど妨げられず、補償器のバネ剛度（ｓｐｒｉｎｇ　
５ｔｉｆｎｅｓｓ　）は極めて低い。ただし、ピストン
ならびにシリンダの相互運動に対する抵抗を大きくした
い場合は、弁１１．１３を半閉または全閉し、流体の流
れを絞る、あるいは遮断することができる。該弁調節に
よってシステムに粘性減衰（ｖｉｓｃｏｕｓ　ｄａｍｐ
ｉｎｇ　）が生し、チャンバとリザーバとの間に流量に
よって左右される差圧が発生する。

一般的には、チャンバ６とリザーバ８の圧力は大気圧に
比べて著しく高く、チャンノく７とリザーバ９の圧力は
大気圧に比べてごくわずかだけ高い（９〜２バール）。

補償器を水中で使用する場合は、チャンバ７．９の圧力
は周囲圧よりも低くしてよい。

リザーバ８．９にはスプレィ　アタッチメント（図示し
ない）を取付け、コンジット１０．１２に液体を流して
空気８ｂ、９ｂを冷却することができる。

接続した物体間の離間距離に応じて緊張力が変化するメ
カニズムは、設定した気体圧力と、相対気体量に応じて
変わる。

今度は第３図を参照すると、係留器具３００は、円筒形
本体３０１を備えており、その上端には、スイベル３０
に取付けられた自在継手２９が備えられている。環状壁
３０２が本体３０１を上側（第１）リザーバ９と下側リ
ザーバ８の２つのリザーバに分は隔てている。中空ピス
トン３が該環状壁から垂下しており、その底部には、シ
リンダ３０３内に流体密状態を維持しつつ滑りばめされ
ている円形シール５が備えられている。該シールは、オ
イル　リザーバ３７から管３６を介して供給される粘性
オイルで保持される。ピストン３の頂部にはシール４が
備えられている。シリンダ３０３の下端は閉切られてお
り、そこから下向きに自在継手３２が突出している。シ
リンダ３０３の上端は、中空ピストン３のシャンク（５
ｈａｎｋ　）の周囲に流体密状態を維持しつつ滑りばめ
されている。

ピストン３下のシリンダ３０３のスペースか補償器のゞ
第１″チャンバ７となっており、ピストン３とシリンダ
３０３の上端上の間の環状スペースがゞ第２′／チャン
バ６になっている。′第２′リザーバ８は、シリンダ３
０３と環状壁３０２七の間のスペースと、該シリンダと
本体３０１の周壁との間のスペースとを合せたスペース
である。

したがってリザーバ８の容積は、本体３０１とシリンダ
３０３の相対位置に応じて変化することと、リザーバ８
の下端が解放していることに注目する必要がある。

弁１１を備えているコンジット１０がシリンダ３０３の
上端壁から突出しており、チャンバ６とリザーバ８との
間で液体を流す働きをする。該チャンバ６、リザーバ８
には共に一定量の気体６ｂ。

８ｂが充填されており、その下に液体６ａ、８ａが充填
されており、コンジット１０は、両液相を接続するに足
るだけの長さである。

チャンバ７とリザーバ９は、本体３０１の上端のエヤ　
ベント３４を介して大気に解放されている０ 補償器は、水面から、例えば１００ｍ程度の海底まで達
している。しｆｃ７５Ｚっで、ピストン３の頂部に作用
する水圧が第２チヤンバ７内の大気圧に比べてはるかに
高くなることが考えられる。使用時には、海底に埋込ん
だベース３３に継手３２を固定し、船２７の船首２８に
継手２９を固定する。

必要に応じて、船２７から海底まで達するオイル゛ライ
ン３５を回転継手３１を介して本体３０１に取付けるこ
とができる。弁１１が開けば、船２７の運動に連れて動
く本体３０１の運動に応答してチャンバ６とリザーバ８
との間に水が自由に流れ、本係留具は、緊張力がほぼ一
定で、剛性のほとんどあるいは全くない直錨（ｓｔｒａ
ｉｇｈｔ　ａｎｃｈｏｒ）となる。弁１１を調節してコ
ンジッ）１０を流れる液体の流量を加減することによっ
て減衰させることかできる。

シール５を通過した水を排出するためのポンプ３８がチ
ャンバ７内に備えられている。

政治不安、海底構造などの関係から固定製造設備が不適
当であると考えられる場合には、船２７に生産／貯蔵設
備を備え、係留状態において浮遊生産施設とすることが
できる。

本発明の係留具は、係留した船の運動に関係なく一定の
緊張力を維持し、したがって異常荷重がかかる恐れがな
い。

今度は第４図を参照すると、係留具４００は、外部シリ
ンダ４０１を備えており、該シリンダ４０１の下端は閉
切られており、そこから取付は穴４０２が垂下している
。外部シリンダ４０１の下端から同軸にその上端まで内
部シリンダ４０３が達している。内部シリンダ４０３と
外部シリンダ４０１との間の環状スペースの上端は環状
頂部壁４０４で閉切られている。内部シリンダ４０３と
に蝋’ｉ　Ｉ＋　’／　ｈ’　Ａ　ｎ　＋　）−のＦ’
−’＋　ｒｒ　ｒ、＋　樗壮ｒ　Ｍ、　ａ　ｎ　＋、　
ＪＣあり、該隔壁４０５によって該環状スペースが上側
チャンバ４０６に下側チャンバ４０７の２つのチャンバ
に分は隔てられている。上側チャンバ４０６は流体密構
造であり、浮力をもたせるための空気が充填されている
。内部シリンダ４０３の壁には、チャンバ４０７から内
部シリンダ４０３内へ流体を送込むための開口が内部シ
リンダ４０３の底に向けて設けられている。　− 外部シリンダ４０１の底には浮き４０９がチェーン４１
０で固定されている。該浮き４０９は内部シリンダ４０
３内にあって、内部シリンダ４゜３の壁から少し離間し
ている。浮き４０９には、流体を流す孔４１１が貫通し
ている。破線で示すロジック　システムがチェーン４１
０の弛緩を感知し、下側チャンバ４０７に接続している
管４１４を流れる流体の流量を制御する弁４１３を閉め
る。骸骨には、チャンバ４０７から流体を排出する逆止
弁４１５が弁４１３とチャンバ４０７の間に備えられて
いる。

内部シリンダ４０３内にピストン４］６が摺ω１自在に
収納されており、ピストン　ヘッド４１７がシリンダ壁
に封止状態を維持しつつ接触している。ピストンには、
シリンダ４０３から上方に延び、取（ｑけ穴４１９ａを
備えている回り継手４１９で終端しているピストン　ロ
ッド４１８がある。

ピストン案内輪４２０が上端壁４０４から延びているブ
ラケット４２０ａに取付けられており、ピストン　ロッ
ド４１８に係合してこれを案内する。

ピストン　ヘッド４１７と浮き４０９の間の内部シリン
ダ部分４２１は係留具の第１チヤンバを形成しており、
浮き４０９の下の内部シリンダ部分４２２は、下側チャ
ンバ４０７と相まって第１リザーバを形成している。孔
４１１と、浮き４０９と内部シリンダ４０３との間の環
状間隙とが第１チヤンバと第１リザーバを接続する流路
を形成している。ピストン　ロッド４１８の周囲の内部
シリンダ環状部分４２３が、上端が解放している第２チ
ヤンバを形成している。

チャンバ４０７には、水または他の液体と空気または他
の気体が充填されており、両者の間には気／液境界４２
４があり、ピストン　ヘッド４１７下の内部シリンダ部
分には液体が充填されている。チャンバ４０７内の圧力
によって、シリンダ内の液柱がピストンに及ぼす力が設
定される。使用時には、例えばラインあるいは自在継手
によって穴４０２を海底基礎に固定し、穴４１９ａを例
えばラインまたはブイ　ライザ（ｂｕｏｙ　ｒｉｓｅｒ
　）によって船その他の構造体に固定する。チャンバ４
０７内の気体圧力は、荷重がかかっていない状態で、チ
ェーン４１０がほぼ完全に緊張し、ピストン（負浮力）
が浮きの上に座着するように調節される。チャンバ４０
７内の余剰液体は管４１４を介して排出される。ピスト
ン４１６がシリンダ４０３から引出されると、ピストン
の上向き運動によって、第１チヤンバ４２１の容積が増
大して液体が該チャンバ４２１内へ流れ込む。そしてチ
ャンバ４０７内の気体の体積が増大し、気体の量が一定
であるためにその圧力が低下する。

ピストンの上昇運動によって、ピストンと（ｆ［物体（
例えば船）との間の接続体に異常荷重がかかるのが防止
される。ただし、チャンバ４０７内の気体圧力が低下す
るため、接続体の緊張力が徐々に増大する。

第２チヤンバ４２３は海水に連通しており、深さに応じ
て、たたしピストン４１６の位置には関係なく、一定圧
の海水が充填される。

ピストン４１８は、その負浮力の働きで、使用時にピス
トン　ヘッド４１７や弁１５を通過した水を排出する。

またこの負圧を利用して、チャンバ４０７に気体を過充
填し、弁４１３をｆｊｌｌけたままにして、システムを
初期セツティングする際にチャンバ４０７内の気体と液
体の量を調節することができる。

今度は第５図を参照すると、係留具５００の構造は第４
図の係留具４００のそれとほぼ同じである。両図の係留
具の同部材は同番号で示す。係留具５００のピストン５
１６のヘッドは拡大ヘッドではなく、内部シリンダ４０
３の拡大上部に備えられた担持体（ｃａｒｒｉｅｒ　）
　５２０に取付けられたｆ−Ｄ１１’４１Ｇｂ＃−Ｒ９
Ｆｌ　−Ｆｌ　９　Ｒｌこ上　つて肉Ｍ　Ｓ／　ＩＩ　
ン　々“４０３との間の流体密封止が確保されている。

担持体５２０は、流体密状態を維持しつつシリンダ４０
３内に固定されており、係留具５００のゞ第１′チャン
バは、ピストン５１６と浮き４０９との間のスペース５
２１と、ピストン５１６と下側軸受５２６下の内部シリ
ンダ部分との間の環状スペースとによって形成されてい
る。ピストン５１６の上端周囲には、軸受５２５を損傷
したり、ピストン５１６とシリンダ４０１との間の相互
運動を妨げる恐れのある海洋生物その他の異物がピスト
ンに付着するのを防止するための可撓スリーブ５２７が
備えられている。

係留具５００の動作原理は係留具４００のそれとほぼ同
じである。

今度は第６図を参照すると、可動船との間で荷重を伝達
する補償器を番号６００で示す。同補償器６００は、外
部シリンダ６０１、同軸中間シリンダ６０２ならびに同
軸内部シリンダ６０３で構成されている。外部シリンダ
６０１と中間シリンダ６０２は同じ長ざであり、両者の
上端は、上方に延びている内部シリンダ６０３の周囲に
流体密状態を維持して設けられている環状上端壁６０４
によって閉切られている。外部シリンダならびに中間シ
リンダの下端は、可動ピストン６０６を摺動自在に受入
れる内周に沿ってシールを備えている環状下端壁６０５
によって閉切られている。上端壁６０４から上方に突出
している出張部６０８には、クレーン　フック６０９か
ら垂下したチェーンまたはローブを取付けるための穴が
設けられている。

ピストン６０６は、ピストン　ヘッド６１０部で流体密
状態を維持しながら、摺動自在に内部シリンダ６０３内
に進入する。ピストン　ヘッド６１０と中間シリンダ６
０２の間にも流体密封止状態が維持される。ピストンの
下端にはフック６１１があり、同フックにはラインを取
付けるための穴６１２が設けられている。

内部シリンダ６０３の上端は、管６１３の接続部を除い
ては閉切られており、下端は解放しており、下端壁６０
５かられずかに上方に離間している。管６１３は、高圧
リザーバ６１７に接続している出側管６１５または低圧
リザーバ６１８に接続している出側管６１６に管６１３
を選択的に接続する制御弁で終端している。両リザーバ
には、一定量の気体と液体が充填されている。弁６１４
は、制御シリンダ６２２．６２１に各々接続している空
気ライン６１９．６２０を通過する空気の差圧で制御さ
れる。シリンダ６２１．６２２内の圧力は各々のピスト
ンで制御され、ピストンの位置は各々の制御ライン６２
３．６２４で制御される。ライン６２３は、フック６１
１の取付は穴から、シリンダ６２１のピストンに取付け
られたブーりを通過し、シリンダが取付けられているブ
ラケット６２５に固定されている。ブラケット６２５は
外部シリンダ６０１に固定されている。制御ライン６２
４もブラケットに取付けられており、シリンダ６２２の
ピストンに取付けられたプーリを通過して制御ハンドル
（図示しない）で終端している。

外部シリンダ６０１と中間シリンダ６０２は、中間シリ
ンダ６０２の壁の開口６２６を介して接続されている。

外部シリンダ６０１と中間シリンダ６０２のピストン　
ヘッド６１０下部分には、例えば３５バールの圧力の空
気が充填されている。ピストンヘッド６１０から上のス
ペースは、通気管６０７を介して大気に連通しており、
該通気管には、減衰用の絞り弁６２８を備えることがで
きる。内部シリンダ６０３とピストン６０６には液体が
充填されており、同液体は管６１３．６１５．６１６も
充填している。弁６１４は、シリンダ６２１．６２２の
ピストンが同じ高さになった時に閉まる。

シリンダ６２２のピストンがシリンダ６２１のピストン
よりも上にくれば、弁６１４が管６１６を管６」３に接
続し、シリンダ６２１のピストンがシリンダ６２２のピ
ストンの下にくれば、弁６１４が管６」５を管６１３に
接続する。最初は、弁６１４は管６１３と管６１５を接
続し、リザーバ６】７の気体によって液体が加圧される
。この圧力によってシリンダ６０１とシリンダ６０２の
四気圧が釣合い、ピストン６０６が上死点に維持される
。

この状態で、高圧リザーバ６１７内の一定量の気体の体
積が増大することによって内部シリンダ６０３ならびに
ピストン６０６内の圧力を低下させるピストンの運動に
よって、ピストン６０６を外部シリンダ６０１から下方
に押す力が発生する。

外部シリンダ６０１と中間シリンダ６０２の間の環状ス
ペース内の気体の量とピストン　ヘッド６１０下のチャ
ンバ６３０内の気体の量が減少し、コレラスペース内の
圧力が上昇し、システムのバネ剛性が確保される。内部
シリンダと中空ピストンとが補償器の５第１′チヤンバ
を形成し、ピストン　ヘッド６１０下の中間シリンダス
ペースが５第２′チヤンバを形成している。

例えば海上プラットフォームに据付けたクレーンによっ
て船の甲板からロードを吊り上げて移す必要がある場合
は、ライン（好ましくは弾性ライン）を六６１２に取付
け、ラインをロードに取付ける位置までクレーン　フッ
ク６０９を降ろず。

制御ライン６２４が緊張した状態で、ピストン６０６は
船と共に上下運動し、クレーン　フック６０９にほぼ一
定の小さな力が維持される。そのため、ロードをピスト
ン　フック６１１に保持するためのひもあるいはこれに
類する手段を容易に数句けることかできる。

一定量の制御ラインを船から繰り出して、船との関係に
おいて固定すれば、ロードは船との関係において上昇し
、シリンダ６２１のピストンとシＩＪ　ンダ６２２のピ
ストンが同じ高さになる。この時点でロードはクレーン
　フック６０９との関係において静止する。続いて船と
取付けた制御ラインがフック６０９との関係において動
けば、弁６１４の働きでシリンダ６２１とシリンダ６２
２のピストンの高さの差が最小に維持され、船に制御ラ
インが取付けられている限りは、ロードと船との間の鉛
直間隔かほぼ一定に維持される。

制御ラインを徐々に緩めれば、シリンダ６２２のピスト
ンがシリンダ６２１のピストンよりも高くなり、弁６１
４がライン６１６をライン６１３に接続する。ライン６
１６とライン６１３か接続きれれば、内部シリンダ６０
３と中空ピストン６０６圧力が低下し、外部シリンダ６
０１ならびに中間シリンダ６０２の空気圧に応答してピ
ストン６０６が上昇する。そしてロードが甲板から吊り
上げられ、クレーン　フック６０９から自由垂下し、プ
ラットフォームへ移される。

補償器６００は、ロードを船の船倉の中へ降るす場合に
も同じように操作できる。

複数の気体リザーバを第１チヤンバに接続ずれば予荷重
を確保できる。該気体リザーバの容積に差をつけておけ
ば、弾性率に変化をつけることもできる。

今度は第７図を参照すると、係留具は、隔壁７０８によ
って２つのチャンバに分は隔てられている円筒ハウジン
グ内に収納されたシリンダ７０９　′内を運動する重い
無ヘッド円筒ピストン７０５で構成されている。上部は
浮きチャンバ７０６であシ、下部は、液体（通常は海水
）と気体（空気または窒素）が充填されているリザーバ
７０７である。ハウジングの下端には自在継手７０４か
備えられており、詔継手に錨ライン７０３を取付ける。

シリンダ７０９は内部スリーブであり、浮きチャンバか
ら限てられている内部チャンバを形成しており、この中
をピストンが運動する。内部チャンバは、シリンダ７０
９を貫通する大穴７１０を介してリザーバの下部に直接
連通している。シリンダ７０９は、小径上部と、中継部
７２３で接合はレテいる大径下部とで構成されている。

ピストンは、通常のピストンと違ってヘッドなしである
が、全長にわたって高級機械仕上げがほどこされている
。ピストンは、上端の２つのブツシュ（軸受）７１１．
７１２で横方向に支持されている。同軸受は、外部から
内部チャンバならびにリザーバへの海水の侵入を防止す
るシールとしての機能も果たす。軸受は軸受アセンブリ
７１３内に装着されており、該軸受アセンブリは、内部
スリーブから取出して交換できる。軸受アセンブリの取
出しを容易化するための手段として出張りシールとして
機能する。ハウジングの上端にもシール７１５が備えら
れており、水中で容易に調節、交換できるように設計さ
れている。ピストンの」二端には、例えば船に繋いだラ
イン７０１が取付けられた自在継手７０２が備えられて
いる。

ピストンが不死点にくれば、軸受担持体７１３に取付け
られている部材７１６ａがピストンの部＄ａ’　７１６
　ｂに封止当接する。７１６ａと７１６ｂの間の界面が
さらに、ピストンが不死点にきた時に漏洩の発生（はと
んどの場合漏洩を生じる〕を最少限に抑えるように封止
を維持する。シールの上部は積層ゴム衝撃吸収体に取付
けられている。

衝撃吸収体は、ピストンが底づきする時の衝撃を吸収す
る働きをする。ビスＩ・ンが不死点に接近する時の運動
は、ピストンの底に備えられたダッシュポットで減速さ
れる。下側軸受のマウンティングに対する上向き衝撃力
を吸収するための手段として、第２衝撃吸収環７１７が
ピストンの底に備えられている。ピストンの運動はやは
り、７１７ろ（山継蝋７９９の１の白蝋ア１１−ブのぺ
市ｌｔ「−でいる部分を通過する時に、ダッシュポット
効果で減速される。

監視管７２４がピストンの全長を貫通している。

該監視管の圧力変換器にトランスポンダ７２５が接続さ
れている。船からこのトランスポンダに圧力、ピストン
変位などの情報を送る。

リザーバの外部には３つの貫通部分があるニア２０は逆
と弁であり、７２１には、第８図に詳細を示すところの
自動排出システムが収納されており、７２６と７２７は
ブロック弁であり、係留具の動作中は閉まっている。排
出システム（ｐｕｍｐｏｕｔ　ｓｙｓｔｅｍ　）　７２
１については別の箇所で説明する。排出システムの目的
は、動作中に係留具内に侵入する水を排出することであ
る。排出システムは、リザーバ内の反復圧力変化を駆動
力とするから、動力を外部から供給してやる必要はない
。

ピストンが上下運動する度にリザーバ内の圧力が変化す
る。ポンプは、システムが正しい未充填圧力（ｐｒｅｃ
ｈａｒｇｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　）で動作する時は液体
がシステムから一切排出されないように設計されている
。

据付け、保守作業用の出張りが備えられている。

７１８は、据付は時の引張り用出張りである。７１９は
、据付は船上におけるハンドリング用のトラニオンであ
る。軸受アセンブリ、シール　アセンブリならびに排出
システムはすべて持上げ用の穴を備えている。通常は、
ピストンをメンテナンス時に持上げるジヤツキ（図示し
ない）も備える。

続いて第７図に示す補償器の構造の詳細について説明す
る： １）ピストン：ピストン（外径１’？８４ｍｍ、長さ１
６ｍ）は圧延鋼板製である。鋼板には、圧延に先立って
、爆発タラワディング法（ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｃｌａｄ
ｄｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　）によってモネルを被
覆する。圧延鋼板は溶接によって円筒セクションに組立
て、表面を高級仕上げする。円筒セクションをボルトで
組付けて、定直径の、所望の長官のピストンにする。バ
ラストなしの完成ピストンの重量は３２トンである。ピ
ストンは、シリンダの中に入れ、固体バラストと水を充
填して十分な水中重量（ｓｕｍｂｅｒｇｅｄ　ｗｅｉｇ
ｈｔ　）を確保し、シールが完全に機能しない状態で、
穏やかな海洋条件で係留具が動作するようにする。

１１）シリンダ：シリンダは、圧延／成形鋼板構造であ
る。総外径は５０００ＭＭ、長さは２０７７Ｌである；
標準板厚はＩＢｍｍであるが、端部（ｄｉｓｈｅｄｅｎ
ｄ　）はこれよりも厚い。

１１１）軸受：自動給油軸受を使用する。鉛入り青銅メ
’Ｊ　７　ン（Ｍｅｒｒｉｍａｎ　）軸受が最適である
。この軸受は、耐摩耗性に勝れ、ｐｖ値が高く、汚れに
対して強い。内部スリーブの上半分に主シールの高さま
でオイルを入れて軸受とシールを潤滑する。

オイルには、オイル／水分離性を高めるための添加剤を
入れれば、係留具内に侵入する水が、水に比べて密度の
低いオイルの中を通過する。水は排出システムで排出す
る。係留具を機能させるためには潤滑油は必ずしも必要
ではないが、使用すればシールの寿命が長くなる。

次に、第８図を参照しながら排出システムの動作原理に
ついて説明する。

主ハウジングの貫通部分７２１には、円形板８０１で閉
切られているシリンダ８００が取（＝Ｊけられている。

板８０１には一対の持上げ用穴８０２がある。

板８０１の中央ニＬｔ逆止弁８０３（ＮＲＶＩ）があり
、同逆止弁は、バネ押しされて閉められてイル（ｂｉａ
ｓｓｅｄ　５ｈｕｔ　）が、シリンダ８００がらの排出
のみを許す。板８０１から管８０４が垂下し、逆止弁８
０３を囲んでいる。管８０１に比べて幅の広い管８０５
が管８０４と同軸に板８０１から垂下し、シリンダ８０
０の内面かられずかだけ離間している。

中空ピストン８０６が管８０４上を摺動する。

ピストン８０６には、管８０４の外面に接触している内
向き環状シール８０７が備えられている。

ピストン８０６の中間部には環状フランジ８０８が備え
られている。フランジ８０Ｂの縁の外向きシール８０９
が管８０５の内面に接触している。

計８０５の内端（１ｎｂｏａｒｄ　ｅｎｄ　）に設けら
れている内向き突片８１０が環状フランジ８０８に扱触
して、ピストン８０６のストロークを制限するストッパ
としての機能を果たす。

ピストン８０６の内端は閉切られているが、逆止弁８１
１（ＮＲＶ２）が備えられており、同逆上弁は、バネ押
しで閉切られているが、ピストン８０６内への流入のみ
を許す。

フランジ８０８の下端の管８０４と管８０５の間の環状
スペース８１２には空気が充填されている０ 運動補償器の主ピストン７０５が強制的に引かれて、リ
ザーバ内の水圧がスペース８１２内の空気圧よりも低く
なってＮＲＶ２（８１１）が開くと、排出ピストン８０
６も引かれる。ピストン７０５の主シールが漏れなけれ
ば、主ピストンが完全に元位置に戻った時に、リザーバ
内の圧力が元の値に回復する。これだけではピストン８
０６は押し下げられず、したがって排出は一切行われな
いＯ これに対してピストン７０５が引かれた時にピストン７
０５のシールを通して水がリザーバの中に侵入すれば、
ピストンが戻った時にリザーバ内の圧力が高くなり、ス
ペース８１２内の空気圧よりも高くなれば、ピストン８
０６が押し下げられ、管８０４と管８０６とで形成され
ているチャンバの内容物の一部が排出される。主ピスト
ン７０５の後続率運動によって排出が繰返されて、リザ
ーバの元の水量が回復される。この動作は、以下の事例
によってさらに明らかにされる。

第８図を参照して、動作パラメータを下記のとおり設定
するニ ー　ピストン８０６スト四−クーＤ −リザーバ内圧力ーＰ１Ｔ　／　ｍ２（絶対）−ポンプ
のピストン８０６内圧力＝Ｐ２Ｔ　７ｍ２（絶対） −ポンプのエヤ　ポケット内圧力ーＰ３Ｔ／ｍ２（絶対
） −外部静水圧−Ｐ４Ｔ　／　ｍ２（絶対）−エヤ　ポケ
ット８１２の環状面積＝Ａ３＝０．５ｍ２ −　ピストン８０６の面積（内部）　−＝４２＝　ｏ、
　２０ピストンに作用する力が釣合う場合は、Ｐｌ（Ａ
２＋　Ａ３）　＝　Ｐ２Ａ２＋Ｐ３Ａ３圧力Ｐ３でのピ
ストン８０６ストロークＤは、Ｄ−ＤｍａｘＰ３ｏ／Ｐ
３で与えられる。

ここでＰ２Ｏは、ピストン８０６が下端に達してストッ
パ８１０に当たった時に印加されるＰ３の未充填値（ｐ
ｒｅｃｈａｒｇｅ　ｖａｌｕｅ　）である０ここではＰ
　＝　２３　Ｔ／ｍ２（Ｄｍａｘ　１．６　ｍ　）とす
る。

色々な圧力とピストン８０６のストロークとの関係を表
１に示す。

表１ ピストンに対する圧力Ｔ　／　ｍ２（絶対）とストロー
クＤ（ｍ）の関係 ■　ピストンがＤｍａｘの下端に達している。

第７図に示す係留具を、平常時で１６０ｍ、生存可能最
悪暴風雨時で８０ｍの海底に繋ぐものとする。

−主ライン緊張力ＴＩ、＝１５０）ン 一　有意波高さ−１４，０ｍ −有意動運動−±５ｍ −最大動運動−±９　ｍ　（短周期） Ａ、係留具内へ水が侵入しない場合 ピストンが完全に元の位置にある時は、Ｐｌ−４５Ｔ／
ｍ２ 最大波によってピストンは８．０ｍまで引かれ、元位置
へ戻る。

最大ストロークで　ＰＩ　＝２２−５　Ｔ　／　ｒｎ２
ストロータ開始時は　Ｐｌ−Ｔ２−Ｔ３−４５Ｔ／ｍ２
表１から　Ｄ＝０．８２Ｍ 最大ストロークでは　Ｐ□＝Ｐ２−２２．５Ｔ／ｍ２Ｐ
３−２３Ｔ／ｍ２、Ｄ−ＤＴｎａＸ＝１．６ｍ、すなわ
ちピストンは下端に達するストローク中に逆止弁２（Ｎ
ＲＶ２）が開く。

ピストン７０５が動作している時は、Ｔ２が外部圧力１
ＯＯＴ／ｍ２（絶対）に達するまでＮＲＶ　２が閉じ、
ＮＲＶ　１が閉じている。

この時だけポンプ　ピストンがＤｍａ）Ｈ＝＝　ｉ、　
６　ｍ。

Ｐ３＝２３Ｔ／ｍ２の位置から動く。

Ｔ／ｍ２の時にそうなる。

Ｐ、は絶対に４５Ｔ／ｍ２（絶対）を越えないか呟水は
排出されない。

Ｂ、係留具内に水が侵入する場合 緊張力２５トン、深さ５０ｍで、嵐がくる前に主ピスト
ン　シールから水が係留具内へ侵入する場合を考える。

水の侵入量は、６０　Ｔ　／　ｍ２で内圧と外圧を等し
くするような量七する。リザーバの空気量は６０Ｔ／ｍ
２で１５ｍ３である。水か侵入しない場合の圧力と量は
各々４５Ｔ／ｍ２．２０ｍ３である。したがって５Ｍ３
の水が侵入したことになる。

生存条件の下では、Ｔ１．の平均値は１５０Ｔ、使用深
さは９０ｍ、リザーバ圧力は５３Ｔ／ｍ２、したがって
ピストンは平均０．８ｍ引かれ、船か波に応答する時に
この位置を中心にして上下運動する。

この場合は、ピストンのフル　ストローク時のＴＩＩか
水の侵入が始まる前に比べてわずか７トン少ないだけで
あるから、十分な余裕がある。平均係留荷重に対する上
下運動（ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｙ　ｍｏｔｉ。

ｎ）は、設計値である±１７ｍに比べて±１５ｍに減少
する。予想総運動（長周期プラス誘起された波）は１３
ｍである０ 最終最高許容侵入量 波１４ｍ１周期１３秒とする。上下サージ運動二重振幅
は＝０．５５Ｘ　１４＝７．７ｍ（波高に係数０．５５
を掛ける）。

ピストンの平均ストロークを０．８ｍとすれば、ｄの最
大値は４．６５ｍ（ピストン面積−２，５ｍ２）＝　３
３．８Ｔ／Ｍ” Ｐｌの上下運動範囲は６０〜３３　Ｔ／Ｍ２であり、１
４ｍの波が通過すれば６０　Ｔ／Ｍ２に戻る。

これよりも小さな波が通過する場合の範囲はもっと小さ
くなり、これよりも大きな波か通過する場合の範囲はも
っと大きくなる。

次のような条件の下における排出動作のメカニズムを考
える。

（１）　ストローク開始時、時間１＝１ｏ、ピストン７
０５が完全に元位置にある状態で、 Ｐ１＝　Ｐ２＝　Ｐ３＝　６０　Ｔ／Ｍ２Ｄ　＝　０．
６１ １　＝　１ｏ〜（ｔ、、＋　６．５秒）では、ＮＲＶ２
が開き、Ｐ、＝Ｐ２＝Ｐ３、そしてポンプ　ピストン８
０６がＴ３の変化に反応して動く。

（ｉｔ）　ｔ＝（ｔｏ＋６．５秒）。Ｐ□＝Ｐ２＝Ｐ３
−３３．８Ｔ／Ｍ”、 Ｄ＝０．８９ｍ ｔ＝（ｔｏ＋６．５秒）〜（ｔｏ＋１３秒）ピストンが
戻る；　ＮＲＶ　２が閉まり、ＮＲＶ　１が閉まり、Ｔ
２が外部圧力１００　Ｔ／Ｍ２まで上昇する。ＮＲＶＩ
が開き、ポンプ　ピストンが動き、Ｄが変化する。

（ｉｉｉ）　ｔ＝（ｔｏ＋１３秒） Ｐ□＝６０Ｔ／Ｍ２　Ｐ２＝１００Ｔ／ＭＤ二０．８４
　ｍ ｔ−（ｔｏ＋１３秒）〜（ｔｏ＋　１９．５秒）ではピ
ストン７０５が出て、ＮＲＶ　１が閉まり、ＮＲＶ２が
閉まり、Ｐ２＝　Ｐｌになる（すなわちｐ２＝　Ｐ１＝
　Ｐ３＝　４４　Ｔ／Ｍ２）。この時ＮＲＶ　２が開き
、エヤ　ポケット内の空気が低下圧力Ｐ□、Ｐ２　に反
応して膨張し、リザーバからポンプのピストンの中へ水
が侵入する。

（＋Ｖ）　ｔ−Ｃｔｏ＋１９．５秒〕（第２波）Ｐ１＝
　Ｐ２＝　Ｐ３＝　３３．８７７Ｍ２Ｄ＝１．０８９ｍ （Ｖ）　ｔ＝（ｔｏ＋２６秒）（第２波の終り）Ｐ、＝
６０Ｔ／Ｍ２　Ｐ２＝１００Ｔ／Ｍ２　Ｐ３＝　４４　
Ｔ／Ｍ２ Ｄ＝０．８４ｍ １波サイクルごとに排出される水の量 したがって１４ｍの波が通過する時に排出されろ水の量
はＡ２　（１−０８９０−８４）　−〇−０５０ｒｎ３
である。

１４ｍ有意波高さの海（５１ｇｎ１ｆｉｃａｎｔ　ｓｅ
ａ　）では、１４ｍよりも大きい波もあり、小さい波も
ある。最大の３分の１波の平均高さは１４ｍである。残
りの波の平均高さは約９ｍと考えられる。

有意周期は１３秒である。したがって、１／３最大波に
よって排出される水の量３×１３ −４．６２　ｍ　／　ｈｒ 排出される水の量と波高との関係は直線的ではなく、小
波の寄与を考慮すれば、総量は約８ｍ３／ｈｒ　になる
。

この排出量は、主シールの完全破損と約２闘の両軸受の
摩耗を考えれば、流入量にほぼ等しい。

第７図に示す係留具を、船と海底錨との間に張設した係
留ラインに使用する場合は、例えば波に応答する船の横
揺れは、船が錨から離れる時にピストンがす１かれて差
圧が大きくなり、運動補償器か下に沈んでピストンの周
囲側の水圧が増大するために、徐々に釣合わされる（　
ｒｅｓｉｓｔ　）。

したがって係留具の係留力（ｍｏｏｒｉｎｇ　ｆｏｒｃ
ｅ）は、下記の可変パラメータによって決まる：１）係
留具の傾き　２）係留具の水中深さ３）　ピストンの位
置　４）ピストンの水中重量（ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ　ｗ
ｅｉｇｈｔ　）第８図に示す係留具は、海底から船ヘオ
イルなどの流体を送るシステムにも使用できる。全体的
に第７．８図に示したものと同じ型である第９図の係留
具は、必ずしも先に示したような特定の寸法にする必要
はないが、ライザ　チェーン９０３（例えば１５ｃｍチ
ェーン）でコンクリート　ベースなどの海底錨９０２に
繋ぐ。ただしこの係留具は、リザーバ７０７の下にパラ
スチング自在追加リザーバを備えている。ライザ　チェ
ーンに比べて軽いカテナリ　チェーン（ｃａｔｅｎａｒ
ｙ　ｃｈａｉｎ）９０４か係留具９０１の片側の出張り
を錨９０２から離間している錨９０５に接続しており、
これによって係留具９０１の回転が阻止される。

ホース９０６（例えば直径５０ｃｍ、長さ６５ｍ）が係
留具９０１のピストン７０５のカップリングに取付けた
適切なスイベルとタンカー９０７との間に張設されてい
る。このホースは、タン力の係留手段（ｔｅｔｈｅｒ）
として機能すると同時に、流体をタン力へ送る手段とし
ての働きもする。ホースとピストンとの間の回り継手が
タン力のゞ風見′になる。ホースには浮力をもたせる浮
きを備えている。

流体供給ホース９０８（例えば直径５０　ｃｍ　）が海
底パイプライン　ターミナル９０９を、係留具９０１の
ピストン　トップとシリンダトップを接続している関節
連結アーム９１０のニルボウの継手に接続している。連
結アーム９１０の上部は、ハウス９０８をホース９０６
に接続しているフンジットを形成している。

加圧水供給用水−＝ス９１１がターミナル９０９から関
節連結アーム９１０の下部のカップリングまで張設され
ている。該アーム９１０の下部は、ホース９１１をパラ
スチング自在リザーバに接続しているコンジットを形成
している。

両ホース９１Ｌ９０Ｂは、係留具とターミナル９０９と
の間のほぼ中間点でブイ９１２に垂設する。係留具９０
１は、使用しない時は、パイプライン端部のマニホルド
９０９からホース９１１を介して水を排出し、パラスチ
ング自在リザーバを７ラツデイングし、その中の空気を
圧縮することによって沈めることができる。係留具の浮
力は、上側チャンバ７０６の定浮力、下側７０７の可変
浮力ならびにパラスチング自在リザーバの可変浮力の３
つの浮力が組合わされた浮力である。この３つの浮力の
割合いは、パラスチング自在リザーバをフラッディング
することによって係留具９０１を沈められるように設定
できる。

ホース９１１を通して印加される水圧を釈放すれば、リ
ザーバ７０７の中にトラップされている空気が膨張し、
リザーバから水が移動して正味浮力が再び発生する。

このような構成になっている係留具は、一時的に沈める
ことによって、船、氷、波などの通過による損傷を防ぐ
ことができる。

一例として、係留具９０１には、総重量１００トン（水
中重量）、直径２．’３６　ｍ、ストローク１２ｍのピ
ストンを備えた２５０トン総正味浮カスプリング　ブイ
を装備する。パラスチング自在リザーバは容！４００ｍ
３の７ラツデイング自在浮力を備えており、ターミナル
から３００トンの水を圧送してフラッディングすること
ができる。

タンカーをホース９０６で係留具９０１に繋げば、波の
運動と環境力によってタンカーが係留具との関係におい
て運動する。この相対運動によってピストンが引上げら
れると、リザーバ内の空気圧が徐々に低下し、ホース９
０６の緊張力か徐々に増大する。

係留具の特定に水中深さに対して、ピストンが下がりに
くくなった時にリザーバと周囲水との間の差圧がゼロに
なるように設計すれば、この状態でピストン　シール部
の差圧がゼロになる。

ピストン　シール部の差圧は、外部圧力は深さに比例し
て増大するために、ブイの深さによっても左右される。

ピストンの軸方向のホース係留分力は、ピストン面積に
ピストン　シール上下の水圧差を掛け、ピストン軸方向
のピストン水中重量を加えた値に等しい。しながって係
留具の係留力は、下記の可変パラメータによって決まる
ことになる：１）スプリング　ブイの傾き　２）スプリ
ングブイの水中深さ　３）ピストンの位置　４）ピスト
ンの水中重量 荷重が小さい場合（ライン緊張力＜１００）ン）は、係
留力は、（ピストン自重＋パラメータ２）によるゞ吸引
力′と釣合う（ｒｅｓｉｓｔ　）。したがって大抵の海
の状態（有意波高さ４．５　ｍ　ｍａｘ　：有意波高さ
とは、最大第３波の平均高さを言う）では、ピストンは
常に下がりにくい（ｈａｒｄ　ｄｏｗｎ）（完全後退）
。力が１００トンを越えた場合（例えばＨ８が４，５ｍ
を越えた時（極めてまれ）にだけ補償運動（ピストン運
動）が生じる。ライン力が高い時はバネ剛度は非常に低
く、したがって動ピーク荷重は、剛度が荷重に比例して
漸増する在来の単点係留法に比べて低い。またスプリン
グブイの深さは、波によって生じる運動を受けないよう
な深さである。そのため、水面ブイを使用する係留具で
は必ず発生する追加動係留力成分がない０ そのため、５．０ｍ有意波高さでの最大係留力は１３０
トン前後になる。

かくして前記の係留具は、弱いリンク（タンカ接続体）
が切断することなく　５．５　ｍ　ｍａｘの有意波高さ
で機能し、応力が降伏強度の７５％を越えないように設
計することができる。

前記実施例においては、係留具は、海底に繋いだ浮遊シ
リンダと、シリンダ内にあって、空気圧ではなく自重だ
けでタンカーを係留する重ピストンとで構成される係留
具に代えることができる。

また別法として、この構成を逆にして、重シリンダの中
に浮遊ピストンを入れることもできる。この場合は、係
留点と船との間に繋がれた伸縮ライザ（ｔｅｌｅｓｃｏ
ｐｉｃ　ｒｉｓｅｒ　）になる。

本発明の係留具は、上に紹介した実施例だけにとどまら
ず、その特許請求範囲内においてこれ以外にも様々な実
施態様が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施態様の緊張器の縦断面図で
ある。 第２図は、第１図のＡＡ断面図である。 第３図は、本発明の第２実施態様の係留具の縦断面図で
ある。 第４図は、本発明の第３実施態様の係留具の縦断面図で
ある。 第５図は、本発明の第４実施態様の係留具の縦断面図で
ある。 第６図は、本発明の第４実施態様のリフティング器の縦
断面図である。 第７図は、本発明の第６実ｆｉ態様の係留具の縦断面図
である。 第８図は、第７図の係留具の排出システムの縦断面図で
ある。 第９図は、第７図の係留具を流体移送用ホースでタンカ
ーに接続する応用例を示す。 １００（３００，４００，５００，６００）−・・補償
器（係留具）、１・・・外部シリンダ、　’２−・・内
部シリンダ、３・・・ピストン、　６…第２ヂヤンバ、
７…第１チヤンバ、　６ａ、７ａ争・す液体、８…第２
リザーバ、　９・・・第１リザーバ、８　ａ　、　９　
ａ　−−−気体、　１０．１２・１１＃コンジツト、１
１．１３−・・弁、　１４．１５・◆・気体、１６．１
７．１８・・・コンジット、 １９ａ、１９ｂ＃・・ブランチコンジット、２０・・・
ポンプ、　２１．２２…穴、３０１−円筒形本体、３０
２軸・環状壁、３０３・−・シリンダ、　４０１…内部
シリンダ、４０３…外部シリンダ、　４０４・・・頂部
壁、４０５・−環状隔壁、　４０６−・串上側チャンバ
、４０７・・命下側チャンバ、　４０９・・−浮き、４
１１−・・孔、　４１３−’−弁、 ４１６…ピストン、　４２０−・・ピストン案内輪、４
２３…内部シリンダ環状部分、 ５１６軸−ピストン、　５２５．５２６・・・球形平軸
受、６０１−・・外部シリンダ、　６０２−・・中間シ
リンダ、６０３−・・内部シリンダ、　６０６◆魯・可
動ピストン、６１７・・・高圧リザーバ、　６１　Ｂ−
・・低圧リザーバ、６２１．６２２−・拳シリンダ、 ７０５−・・無ヘッドピストン、 ７０７・−〇リザーバ、　７０９・・・シリンダ、７２
０…逆止弁、　７２１ｅ・・排出システム、７２６．７
２７−・・ブロック弁、 ８００−・・シリンダ、　８０１・・・円形板、８０３
・・・逆止弁、　８０４．８０５…管、８０６−・・中
空ピストン、　８０８−・・フランジ。 特許出願人　ロバート拳つォルター・ブレワートン；）
し′　、 代理人　骨内　卓６．・・ °、′

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１物体と、第１物体との関係において可動である
   第２物体との間の接続体に弾性をもたせることを目的と
   し、第１物体と第２物体との間に一対の伸縮動作部材（
   ２，３）で構成される補償器（１００）を接続して置物
   体間の相対運動を調節することを内容とする方法であっ
   て、該接続体を伸ばす該両部材（２，３）の伸縮運動に
   、ガス充填スペース（９６）を膨張させることによって
   発生させる復元力を対抗させ、圧力に逆らって流体（８
   ａ）を逆方向に変位させることを特徴とする方法。 ２、第１物体が水面下にあり、第２物体が水面あるいは
   水面近くにあり、補償器が水中にあることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ｑ　★而もスし）！奇士面；丘ン　ｌｒネス給イ大力（
   襠ｌ大移送用可撓コンジッ）（９０６）で補償器に接続
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の方法。 ４、補償器が、少なくともほぼ完全に水中にあるガス充
   填容器を形成する複数の手段を備えており、該容器が、
   シリンダ（２）と、該シリンダ内を封止状態を維持しつ
   つ運動するピストン（３）とを備えて成り、該容器の容
   積（スペース）を、該シリンダ（２）内の該ピストンを
   動かせる該接続体を長くすることによって増大させ、該
   ピストン（３）に水圧を作用させて該容器の容積を縮小
   し、ピストンとシリンダの相対位置を変化させる力に、
   少なくとも部分的に、ピストンに作用する水圧を対抗さ
   せるこｋを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法
   。 ５、補償器が、ガス充填容器を形成する複数の手段を備
   えており、該容器が、シリンダ（２）と、該シリンダ内
   を封止状態を維持しつつ運動するピストン（３）とを備
   えて成り、該容器の容積を、該シリンタ責２）内の該ピ
   ストンを動かせる該接続体を長くすることによって増大
   させることと、該シリンダ（２）と該ピストン（３）が
   液体充填チャンバ（７）を形成しており、補償器がガス
   （９ｂ）を充填したリザーバ（９）を備えており、該リ
   ザーバ（９）内のガス（９ｂ）が同じく該リザーバ（９
   ）に充填されている液体（９ａ）と境界を接しており、
   該チャンバの容積の変化に応じて液体を流すための、該
   チャンバと該リザーバとの間の流路を形成する手段が備
   えられており、該チャンバ、コンジットならびにリザー
   バ中の液体の総量がほぼ一定であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第３項のうちいずれかに記載
   の方法。 ６、　ピストン（３）が、シリンダ（２）を、容積が逆
   比例変化する第１チヤンバ（９）と第２チヤンバ（６）
   の２つのチャンバに分は隔てており、第２チヤンバ（６
   ）が流路（１０）によって閉じている第２リザーバ（８
   ）に接続され、第２チヤンバ（６）と第２リザーバ（８
   ）との間を流体が流れることを特徴とする特許請求の範
   囲第５項記載の方法。 ７、第２リザーバ（８）に一定量のガス（８ｂ）が充填
   されており、該ガス（８ｂ）が同じく該リザーバ（８）
   に充填されている液体（８ａ）と境界を接しており、該
   第２チヤンバ、該第２リザーバならびに該流路中の液体
   の総量がほぼ一定であることを特徴とする特許請求の範
   囲第６項記載の方法。 ８、水面下にある物体と、水面あるいは水面近くにある
   物体との間の接続体に弾性を持たせることを目的として
   、一方が浮遊部材（４０１）であり、他方が型部材（５
   ０６）である一対の相互摺動部材を備えていることを特
   徴とする補償器（５００）を、該両部材（４０１）、（
   ５０６）の中の浮遊部材の方を下にして該割物体間に接
   続することを内容とする方法。 ９、補償器の復元力が一定である、あるいはまた接続体
   の伸びに応じて増大することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第８項のうちいずれかに記載の方法。 １０、一対の伸縮部材（２，３）を備え、自己を介して
   接続した２つの物体間の相互運動を調節する補償器（１
   ００）にて、該接続体を伸ばす該両部材（２，３）の伸
   縮運動に、ガス充填スペース（９６）を膨張させること
   によって発生させる復元力を対抗させ、圧力に逆らって
   流体（８ａ）を逆方向に変位させることを特徴とする補
   償器。 １１、下記の北要素を備えて成る特許請求の範囲第１０
   項記載の補償器 −該２つの相互可動物体の中の一方に取付けるシリンダ
   （２）； −該両物体の中の他方に取付け、該シリンダ（２）内に
   摺動自在に収納されて、該シリンダ（２）を、容積が逆
   比例変化する第】、第２チヤンバ（６，７）の２つのチ
   ャンバに流体密状態を維持しつつ分は隔てるピストン（
   ３）； −ここで、該ピストンと該シリンダが液体を含んで離れ
   る時に該第１チヤンバ（６〕の容積が増大する； 填されている； −容積が一定で、動作時に一定量のガスが充填され、該
   ガスが、同じく自己の中に充填されている液体と境界を
   接している第１リザーバ；−第１チヤンバ（６）とリザ
   ーバ（８）との間に接続された第１流体流路を形成する
   手段（１０）； −ここで、該第１チヤンバ、リザーバならびに流体流路
   中の液体の総量はほぼ一定である；−容積が一定で、動
   作時に一定量のガスが充填され、該ガスが、同じ〈自己
   の中に充填されている液体と境界を接している第２リザ
   ーバ；−第１チヤン／＜　（９）と第２リザーバ七の間
   に接続された第２流体流路を形成する手段（ｉｏ＞；−
   ここで、該第２チヤンバ、第２リザーバならびに第２流
   体流路中の液体の総量はほげ一定であるニ ー　ここで、ピストンとシリンダを離す引張り力変化を
   、少なくとも部分的に、各チャンバ内の流１２、補償器
   （３０３）が下記の諸要素を備えて成ることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１０項記載の補償器ニ ー　該２つの相互可動物体の中の一方に取付けるシリン
   ダ； −該割物体の中の他方に取付け、該シリンダ内に摺動自
   在に収納されて、該シリンダを、容積が逆比例変化する
   第１、第２チヤンバ（７，６）の２つのチャンバに流体
   密状態を維持しつつ分は隔てるピストン（３）； −ピストン（３）とシリンダ（３０３）が空気を含んで
   離れる時に容積が増大する第１チヤンバ（７）； −該第２チヤンバ（６）から大気に至るまでの流路を形
   成する手段； −該第１チヤンバに連通し、空気が充填されているリザ
   ーバ（９）； −　ここで、水中で使用する際のピストン（３）とシリ
   ンタ責３０３）を離す引張り力の変化を、少なくとも部
   分的に、ピストンに作用する水圧で相殺する。 １３、浮力が可変であり、補償器が正浮力を有する状態
   と負浮力を有する状態との間で浮力を調節する手段を備
   えていることを特徴とする特許請求の範囲第１０項ない
   し第１３項のいずれかに記載の補償器。 １４、水面下にある物体と水面あるいはまた水面近くに
   ある物体との間の接続体に弾性をもたせることを目的と
   し、一方が浮遊部材（４０１）であり、他方が型部材（
   ５１６）である一対の相互摺動部材（５１６，４０１）
   を備え、該両部材（５１６，４０１）の中の一方を下側
   にして該割物体間に接続する補償器（５００）。 １５、浮遊状態において船（９０７）を係留すべき浮力
   可変ブイと、ブイを沈めてブイの表面損傷を防止する可
   逆作動手段とを備えていることを特徴とする船検留具。 １６、特許請求の範囲第１０項ないし第１５項のいずれ
   かに記載したとおりの補償器を備えている特許請求の範
   囲第１６項記載の係留具。 １７、船を係留し、ホースを介して船との間で流体を往
   復させる方法。