TWI625447B - 起伏閘門式防波堤 - Google Patents

Abstract

一種無需備用的供氣裝置而將供氣構成雙重化的起伏閘門式防波堤。起伏閘門式防波堤是藉由浮力使包含並列配置於航路的寬度方向上的門體塊12a~14a、12b~14b的門體11立起，該浮力是藉由向形成於各門體塊12a~14a、12b~14b的空氣室12aa~14aa、12ba~14ba供氣而產生。供氣裝置20a、20b在箱體15內以蓄壓配管23連接彼此，且於蓄壓配管23的各供氣裝置20a、20b側設置開關閥24a、24b，上述供氣裝置20a、20b配置於機械室19a、19b的內部，機械室19a、19b設置在航路的右岸及左岸，且上述供氣裝置20a、20b經由通過箱體15內的供氣配管16a~18a、16b~18b對各空氣室12aa~14aa、12ba~14ba供氣。

Description

起伏閘門式防波堤

本發明是有關於一種例如作為高潮對策而設置於港灣的起伏閘門式防波堤。

在預測到海嘯的發生後對門體的空氣室進行供氣的方式的起伏閘門式防波堤(例如參照專利文獻1)中，由於必須在海嘯到達之前的短時間內完成向空氣室的供氣，因此大容量的供氣裝置是必要的。另外，由於在緊急時使用供氣裝置，故而必須預先設置備用的供氣裝置以防故障。

圖6是說明在預測到海嘯的發生後的起伏閘門式防波堤進行供氣的方式的圖，1是形成有空氣室1a的門體，2a是經由設置有供氣閥4a的供氣配管3a對上述空氣室1a進行供氣的供氣裝置。另外，2b表示經由設置有供氣閥4b的供氣配管3b對上述空氣室1a進行供氣的備用的供氣裝置。此外，5是供配置上述供氣裝置2a、供氣裝置2b的機械室，6是供上述供氣配管3a、供氣配管3b通過的箱體。

另一方面，於在平常時完成向門體的空氣室的供氣且藉由系泊(mooring)裝置(例如參照專利文獻2)保持門體的傾倒 狀態之方式的起伏閘門式防波堤(參照圖7)中，供氣裝置2a的容量可較在預測到海嘯的發生後進行供氣的方式的起伏閘門式防波堤小。另外，無需備用的供氣裝置2b。圖7中的7表示門體的系泊裝置。

然而，亦假定有如下情況：於在檢查時排出空氣室的空氣時、或在因來自於航路上通行的船舶的投錨等狀況而導致空氣室破損進而使空氣流失的狀態下，海嘯發生的話，由於供氣裝置的容量小，因此門體浮起較慢。另外，門體的浮力不足時，在供氣裝置發生故障的情況下，亦可能產生無法進行向空氣室供氣的情況。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2007-211457號公報

專利文獻2：日本專利特開2010-133095號公報

本發明所欲解決的問題在於如下方面，即，在預測到海嘯發生後，對門體的空氣室進行供氣的方式的先前的起伏閘門式防波堤中，大容量的供氣裝置是必要的。另外，必須預先設置備用的供氣裝置以防故障。

另一方面，本發明所欲解決的問題在於如下方面，即，於先前的於平常時完成向門體的空氣室的供氣且藉由系泊裝置保持門體的傾倒狀態之方式的起伏閘門式防波堤中，假定於在已排 出空氣室的空氣時、或在空氣室的空氣已流失的狀態下，海嘯發生的話，門體的浮起較慢的情況。另外，本發明所欲解決的問題在於如下方面，即，門體的浮力不足時，在供氣裝置發生故障的情況下，亦可能產生無法進行向空氣室的供氣的情況。

本發明是為了解決上述問題，以不需備用的供氣裝置並雙重化供氣構成作為第1目的而完成。另外，本發明是以不具備大型蓄壓罐，並即便在供氣裝置發生故障的情況下，亦可向空氣室供氣為第2目的而完成。

本發明是一種起伏閘門式防波堤，藉由浮力使包含並列地配置於航路的寬度方向上的多個門體塊的門體立起，該浮力是藉由對形成於上述各門體塊的空氣室供氣而產生，上述起伏閘門式防波堤的最主要的特徵在於：成對的供氣裝置在箱體內以蓄壓配管連接彼此，並且於上述蓄壓配管的上述各供氣裝置側設置有開關閥，上述成對的供氣裝置配置於機械室的內部，機械室設置在航路的右岸側及左岸側、或者右岸側或左岸側，且上述成對的供氣裝置經由通過設置在海中的上述箱體內的供氣配管對上述多個各門體塊的空氣室供氣。

於上述本發明中，即便在其中一個供氣裝置產生有不良情況的情況下，亦可藉由進行打開設置在連接兩供氣裝置的蓄壓配管的各供氣裝置側的開關閥的操作，而利用另一個供氣裝置補充其中一個供氣裝置的功能。

此時，若預先使連接供氣裝置彼此的上述蓄壓配管的內徑大於向上述空氣室供氣所需的最小內徑，則可使該蓄壓配管兼 具蓄壓罐的作用。

即，藉由在將供給至蓄壓配管內的空氣壓縮至供氣裝置所具有初始壓力的上限的狀態下，預先關閉兩供氣裝置附近的開關閥，而在供氣裝置發生故障時、或必須進行緊急供氣的情況下，不使用動力便可對各門體塊供氣。

此外，於決定上述蓄壓配管的內徑時，當然要預先考慮壓力損失的情況。另外，上述蓄壓配管的內徑較理想為根據假定進行緊急供氣的門體塊的數量決定。

在本發明中，由於即便在成對的其中一個供氣裝置產生有不良情況的情況下，亦可利用另一個供氣裝置補行其中一個供氣裝置的功能，因此無需備用的供氣裝置便可實現供氣構成的雙重化。

另外，在本發明中，若預先使連接成對的供氣裝置彼此的蓄壓配管的內徑大於向空氣室供氣所需的最小內徑，則可使該蓄壓配管兼具蓄壓罐的作用。因此，即便在成對的供氣裝置發生故障的情況下，亦可向門體供氣。

1、11‧‧‧門體

1a、12aa、12ba、13aa、13ba、14aa、14ba‧‧‧空氣室

2a、2b、20a、20b‧‧‧供氣裝置

3a、3b、16a、16b、17a、17b、18a、18b‧‧‧供氣配管

4a、4b、21a、21b、21c、22a、22b、22c‧‧‧供氣閥

5、19a、19b‧‧‧機械室

6、15、15a、15b‧‧‧箱體

7‧‧‧系泊裝置

12a、12b、13a、13b、14a、14b‧‧‧門體塊

12ab、12bb、13ab、13bb、14ab、14bb‧‧‧旋轉軸

12ac、12bc、13ac、13bc、14ac、14bc‧‧‧開放部

12ad、12bd、13ad、13bd、14ad、14bd‧‧‧導氣槽

16aa、16ba、17aa、17ba、18aa、18ba‧‧‧噴出口

23、23a、23b、23c、23d‧‧‧蓄壓配管

24a、24b、26‧‧‧開關閥

25‧‧‧可撓性管

27‧‧‧配管

L1‧‧‧門體11的寬度

L2‧‧‧蓄壓配管23的水平部分的長度

圖1是表示本發明的起伏閘門式防波堤的第1例的概略構成圖。

圖2(a)、圖2(b)是說明向形成於構成門體的門體塊的空氣室供氣的方法的圖。

圖3(a)是表示本發明的起伏閘門式防波堤的第2例的概略構成圖，圖3(b)是蓄壓配管的連結部的放大圖。

圖4是表示本發明的起伏閘門式防波堤的第3例的概略構成圖。

圖5是表示本發明的起伏閘門式防波堤的第4例的概略構成圖。

圖6是說明在預測到海嘯的發生後對門體的空氣室進行供氣方式的先前的起伏閘門式防波堤的概略構成圖。

圖7是說明在平常時完成向門體的空氣室的供氣且藉由系泊裝置保持門體傾倒狀態之方式的先前的起伏閘門式防波堤的概略構成圖。

本發明藉由以蓄壓配管連接經由供氣配管對各門體塊供氣的成對的供氣裝置彼此而實現如下目的，即，無需備用的供氣裝置而將供氣構成雙重化。另外，本發明藉由使連接供氣裝置彼此的蓄壓配管的內徑大於向空氣室供氣所需的最小內徑而實現如下目的，即，不具備大型蓄壓罐而即便在供氣裝置發生故障的情況下亦可向空氣室供氣。

實施例

以下，使用圖1~圖5對用以實施本發明的形態進行詳細說明。

圖1是表示本發明的起伏閘門式防波堤的第1例的概略構成圖。

圖1中，11是構成本發明的起伏閘門式防波堤的門體，且例如為如下構成，即，以成對的方式將合計6台門體塊12a與門體塊12b、門體塊13a與門體塊13b、門體塊14a與門體塊14b在航路的寬度方向上呈線對稱而並列地配置而成。

如圖2所示，在該等門體塊12a~14a、門體塊12b~14b的例如前端側之處，設置有空氣室12aa~14aa、空氣室12ba~14ba。而且，藉由向該等空氣室12aa~14aa、空氣室12ba~14ba供氣，而使前端側以基端側的旋轉軸12ab~14ab、旋轉軸12bb~14bb為支點立起。

向該等空氣室12aa~14aa、空氣室12ba~14ba供氣的元件可為任何元件，只要其可對空氣室12aa~14aa、空氣室12ba~14ba供氣者。

例如，在圖2(a)所示的例子中，在門體塊12a~14a、門體塊12b~14b處於傾倒狀態時的下表面側、處於立起狀態時的下方，設置有開放部12ac~14ac、開放部12bc~14bc，該等開放部12ac~14ac、開放部12bc~14bc使空氣室12aa~14aa、空氣室12ba~14ba向外部開放。

而且，自通過箱體15內的供氣配管16a~18a、供氣配管16b~18b的噴出口16aa~18aa、噴出口16ba~18ba經由上述開放部12ac~14ac、開放部12bc~14bc對空氣室12aa~14aa、空氣室12ba~14ba供氣。

另外，在圖2(b)所示的例子中，在旋轉軸12ab~14ab、旋轉軸12bb~14bb的附近至上述開放部12ac~14ac、開放部12bc~14bc之間設置有導氣槽12ad~14ad、導氣槽12bd~14bd。而且， 自於門體塊12a~14a、門體塊12b~14b起伏時位置變化較少的旋轉軸12ab~14ab、旋轉軸12bb~14bb側經由上述供氣配管16a~18a、供氣配管16b~18b、及上述導氣槽12ad~14ad、導氣槽12bd~14bd供氣。

19a是設置於航路的右岸側的機械室，19b是設置於航路的左岸側的機械室，在該等機械室19a、機械室19b中分別配置有供氣裝置20a、供氣裝置20b。

而且，設置於航路的右岸側的機械室19a內的供氣裝置20a藉由在其中途設置有供氣閥21a~21c的上述供氣配管16a~18a而與上述右岸側的門體塊12a~14a的空氣室12aa~14aa連結。

另外，設置於航路的左岸側的機械室19b內的供氣裝置20b藉由在其中途設置有供氣閥22a~22c的上述供氣配管16b~18b而與上述左岸側的門體塊12b~14b的空氣室12ba~14ba連結。

本發明是將設置於航路的右岸側的上述供氣裝置20a與設置於航路的左岸側的上述供氣裝置20b在上述箱體15的內部藉由蓄壓配管23連接，且在該蓄壓配管23的上述各供氣裝置20a、供氣裝置20b側設置有開關閥24a、開關閥24b。此外，圖1中的26是設置於配管27的開關閥，該配管27將供氣裝置20a、供氣裝置20b與各供氣配管16a~18a、供氣配管16b~18b及蓄壓配管23連接。

上述蓄壓配管23被設為如下內徑而兼具蓄壓罐的作用，上述內徑大於用以獲得自上述供氣裝置20a、供氣裝置20b向門體塊12a~14a、門體塊12b~14b的空氣室12aa~14aa、空氣室 12ba~14ba供氣所需的容積的最小內徑。此時，亦考慮伴隨著送氣的壓力損失，而預先根據假定進行緊急供氣的門體塊12a~14a、門體塊12b~14b的數量決定上述蓄壓配管23的內徑。

如圖1所示，門體11的寬度L1與蓄壓配管23的水平部分的長度L2大致相同。因此，以成為可對假定在緊急時立起的門體塊12a~14a、門體塊12b~14b供氣的程度的空氣容量的方式，以門體11的寬度L1作為蓄壓配管23的水平部分的長度，並考慮供氣裝置20a、供氣裝置20b的初始壓力的基礎上，設定蓄壓配管23的內徑。

以下，對假定在緊急時僅使門體塊14a立起的情況下的蓄壓配管23的內徑的決定方法進行說明。

對門體塊14a供氣之前的空氣在封閉於蓄壓配管23內的壓縮狀態、與將封閉於蓄壓配管23內的空氣釋放至門體塊14a的空氣室14aa內之後的空氣的膨脹狀態必須相同。亦即，若將封閉於蓄壓配管23內的空氣的壓力設為P1、釋放至門體塊14a內之後的空氣的壓力設為P2、蓄壓配管23的內容積設為V1、門體塊14a的空氣室14aa的內容積設為V2，則P1×V1=P2×(V1+V2)的關係成立。

將為了使處於傾倒狀態的上述門體塊14a浮起所需的空氣量設為Q(m³)，將處於傾倒狀態的門體塊14a的空氣室14aa的設置位置的水壓設為Pt(PaG)。另外，將門體塊14a的整體寬度設為B(m)，將門體塊的總數設為n，將供氣裝置20a、供氣裝置20b的初始壓力設為Pc(PaG)，將上述蓄壓配管23的內徑設為d(m)，將蓄壓配管23的全長設為L1(=n×B)。

在上述情況下，封閉於蓄壓配管23內的空氣的狀態(P1×V1)由下述(1)式表示，釋放至門體塊14a內之後的空氣的狀態{P2×(V1+V2)}由下述(2)式表示。

封閉於蓄壓配管23內的空氣的狀態：(πd²/4)×L1×Pc…(1)釋放至門體塊14a內之後的空氣的狀態：{(πd²/4)×L1+Q}×Pt…(2)

而且，根據上述(1)式與(2)式必須相等，而成為如下述(3)式般。

{(πd²/4)×L1+Q}×Pt=(πd²/4)×L1×Pc…(3)

因此，根據上述(3)式，蓄壓配管23的內徑d如下述(4)式所示。

d=[(4．Q/π．L1)×{Pt/(Pc-Pt)}]^0.5…(4)

此外，於求出蓄壓配管23的內徑d之時，將供氣後的壓力設為處於傾倒狀態的門體塊14a的空氣室14aa的設置位置的水壓Pt是由於以下原因。

藉由打開設置在封有空氣的蓄壓配管23兩側的開關閥24a、開關閥24b，蓄壓配管23內的空氣膨脹並被供給至空氣室14aa，但在將開關閥24a、開關閥24b打開時，空氣室14aa及蓄壓配管23均存在於海中。因此，來自海水的水壓會於蓄壓配管23內的空氣中作用，因而空氣並非能夠自由膨脹。

亦即，必須預先將能夠克服海水的水壓而膨脹的程度的高壓力的空氣封入至蓄壓配管23，因此將供氣後的壓力設為處於傾倒狀態的門體塊14a的空氣室14aa的設置位置的水壓Pt。

另外，假定在緊急時所有門體塊立起的情況下的蓄壓配 管23的內徑d如下述(5)式所示。

d=[(4．nQ/π．L1)×{Pt/(Pc-Pt)}]^0.5=[(4．nQ/π．nB)×{Pt/(Pc-Pt)}]^0.5=[(4．Q/π．B)×{Pt/(Pc-Pt)}]^0.5…(5)

上述(5)式是利用如下情況對(4)式進行整理所得者，即，為了使所有門體塊立起所需的空氣的總容積與n×Q(m³)相等，且n×B與L1相等。

本實施例是如下構成，即，以成對的方式將合計6台門體塊12a與門體塊12b、門體塊13a與門體塊13b、門體塊14a與門體塊14b在航路的寬度方向上呈線對稱而並列地配置而成，但亦可存在例如n=5台(5×B)的情況。

利用構成供氣裝置20a、供氣裝置20b的壓縮機(compressor)而將空氣壓送至根據上述(4)式或(5)式已決定內徑d的蓄壓配管23的內部，並在空氣壓縮至上述壓縮機的上限的初始壓力的狀態下，關閉開關閥24a、開關閥24b。

在上述狀態的起伏閘門式防波堤中，可藉由選擇開閉的供氣閥21a~21c、供氣閥22a~22c，而選擇供氣的門體塊12a~14a、門體塊12b~14b。

此時，即便供氣裝置20a或供氣裝置20b中的任一個產生不良情況，亦可藉由打開設置於上述蓄壓配管23兩側的開關閥24a、開關閥24b，而利用另一個供氣裝置20b或供氣裝置20a補行其中一個供氣裝置20a或供氣裝置20b的功能。

且說，本發明的設置上述蓄壓配管23的起伏閘門式防波堤中，由於箱體15的重量與藉由供給至蓄壓配管23的空氣而 產生的浮力相應地減少，故而較理想的是藉由增加蓄壓配管23的厚度而補足該減少的重量。

本發明並不限於上述例子，只要為各項申請專利範圍所記載的技術思想的範疇，則當然亦可適當變更實施方式。

例如，如圖3所示，在例如以右側箱體15a與左側箱體15b構成並在海中連結為箱體15的情況下，只要在連結各供氣裝置20a、供氣裝置20b的蓄壓配管23a、蓄壓配管23b的端部設置上述開關閥24a、開關閥24b，且在門體11的儲存部中以具有柔軟性的可撓性管25連結兩蓄壓配管23a、蓄壓配管23b的端部即可。在此情況下，兩蓄壓配管23a、蓄壓配管23b連結後，開關閥24a、開關閥24b設為一直打開的狀態。

另外，連接右岸側的供氣裝置20a與左岸側的供氣裝置20b的蓄壓配管23、蓄壓配管23a、蓄壓配管23b無需如圖1或圖3所示般為單系統，亦可如圖4所示般設置多系統(圖中為雙系統)。

在以蓄壓配管23c與蓄壓配管23d的雙系統作為蓄壓配管為例的情況下，即便其中一個蓄壓配管23c或蓄壓配管23d受到損傷而使內部的空氣流出，亦可自另一個蓄壓配管23d或蓄壓配管23c向門體塊12a~14a、門體塊12b~14b的空氣室12aa~14aa、空氣室12ba~14ba供氣。

另外，如圖5所示，亦可為將供氣裝置20a、供氣裝置20b僅配置於右岸側或左岸側中的任一者的情形(在圖5中為左岸側)。在該情況下，亦只要利用箱體15的內部空間設置蓄壓配管23即可。此時，蓄壓配管23既可為末端封閉者，亦可為以連結於 兩供氣裝置20a、供氣裝置20b的方式呈環狀連接而成者。另外，亦可並非單系統而為其他系統。

Claims (6)

1. 一種起伏閘門式防波堤，藉由浮力使包含並列地配置於航路的寬度方向上的多個門體塊的門體立起，該浮力是藉由對形成於上述各門體塊的空氣室供氣而產生，上述起伏閘門式防波堤的特徵在於：成對的供氣裝置在箱體內以蓄壓配管連接彼此，並且於上述蓄壓配管的上述各供氣裝置側設置有開關閥，上述成對的供氣裝置配置於機械室的內部，上述機械室設置在航路的右岸側及左岸側、或者右岸側或左岸側，且上述成對的供氣裝置經由通過設置在海中的上述箱體內的供氣配管對上述多個各門體塊的空氣室供氣。
2. 如申請專利範圍第1項所述的起伏閘門式防波堤，其中將連接上述供氣裝置彼此的上述蓄壓配管的內徑設為大於向上述空氣室送氣所需的最小內徑。
3. 如申請專利範圍第2項所述的起伏閘門式防波堤，其中在將為了使一台門體塊浮起所需的空氣量設為Q(m³)、處於傾倒狀態的門體塊的空氣室設置位置的水壓設為Pt(PaG)、門體塊的寬度設為B(m)、供氣裝置的初始壓力設為Pc(PaG)的情況下，向上述空氣室送氣所需的上述蓄壓配管的最小內徑設定為[(4．Q/π．B)×{Pt/(Pc-Pt)}]^0.5。
4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述的起伏閘門式防波堤，其中於上述成對的供氣裝置分別連接末端側的端部封閉的蓄壓配管來代替連接上述供氣裝置彼此的蓄壓配管，且於該些蓄壓配管 的供氣裝置側的端部設置有開關閥。
5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的起伏閘門式防波堤，其中藉由增加上述蓄壓配管的厚度而補足因於海中設置上述蓄壓配管所導致的上述箱體的重量下降。
6. 如申請專利範圍第4項中所述的起伏閘門式防波堤，其中藉由增加上述蓄壓配管的厚度而補足因於海中設置上述蓄壓配管所導致的上述箱體的重量下降。