(57)【要約】【課題】複数の浮体間の相互間隔を確保することができ、また各浮体間を連結する部材を少なくすることができる浮体構造を提供する。【解決手段】複数の浮体部１をアーチ状に湾曲形成した剛体からなる連結部２によって環状に連結する。そして、環状の中心位置に中間連結部４を配置し、当該中間連結部４を介在して引張部３を浮体部１および連結部２に連結することで、環状の内側に向く引張力を生じさせる。この結果、複数の浮体部１の相互間隔を確保できる。また、剛体構造の環状と、この環状を内側に向けて引張する引張構造とによって十分な強度を得るため、各浮体部１間を連結する部材を少なくしてコストを低減できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に物品が載置される複数の浮体部と、
前記浮体部を環状に連結する剛体からなる連結部と、
前記浮体部および前記連結部に対して前記環状の内側に向けた引張力を生じる引張部と
を備えたことを特徴とする浮体構造。
【請求項２】
前記引張部は張弦ケーブルからなることを特徴とする請求項１に記載の浮体構造。
【請求項３】
前記環状の内側に設けてあり前記引張部と前記浮体部および前記連結部との間に介在する中間連結部を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の浮体構造。
【請求項４】
前記連結部は環状の外側に膨出する態様で湾曲形成してあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の浮体構造。
【請求項５】
前記浮体部は環状に均等配置してあることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の浮体構造。
【請求項６】
前記連結部はプレキャスト部材からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の浮体構造。
【請求項７】
前記浮体部は没水型であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の浮体構造。
【請求項８】
前記連結部は水とほぼ同じ単位体積重量であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の浮体構造。
【請求項９】
前記中間連結部を柱状に形成して、その各端部と前記浮体部および前記連結部との間に立体トラスをなす態様で前記引張部を設けたことを特徴とする請求項３〜８のいずれか一つに記載の浮体構造。
【請求項１０】
前記中間連結部は浮体として構成してあることを特徴とする請求項３〜９のいずれか一つに記載の浮体構造。
【請求項１１】
前記浮体部には風力発電施設が載置してあることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の浮体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば洋上風力発電設備などに用いられる浮体構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、浮体構造として、洋上においてそれぞれの風力発電施設を立設支持する複数の浮体同士を、途中に中間シンカーを設けた係留チェーンで連結し、適宜の浮体には、一方端に係留アンカー、途中に中間シンカー設けた係留チェーンを繋いだ洋上風力発電設備がある。この洋上風力発電設備は、深い海域においても洋上での設置が容易に行え、しかも、洋上の風力発電施設が波によって流されて衝突したり、風力発電施設同士の相対位置関係が変化して発電能力を低下させる事態を防ごうとするものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７６６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の浮体構造では、複数の風力発電施設を林立させて相互干渉が起こらないようにするため、相互の風力発電施設の能力を低下させない最低限の間隔よりもさらに広い間隔が必要である。さらに、係留アンカーによって風力発電施設の相互干渉が起こらないように引っ張らなければならないので側方に向けて延在する態様で係留チェーンを張る必要がある。すなわち、従来の浮体構造では、広い占有面積を必要とするという問題がある。このため、複数の浮体を連結する部材数が多くなってコストが嵩むという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みて、複数の浮体間の相互間隔を確保することができ、また各浮体間を連結する部材を少なくすることができる浮体構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る浮体構造は、上部に物品が載置される複数の浮体部と、前記浮体部を環状に連結する剛体からなる連結部と、前記浮体部および前記連結部に対して前記環状の内側に向けた引張力を生じる引張部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２に係る浮体構造は、上記請求項１において、前記引張部は張弦ケーブルからなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項３に係る浮体構造は、上記請求項１または２において、前記環状の内側に設けてあり前記引張部と前記浮体部および前記連結部との間に介在する中間連結部を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項４に係る浮体構造は、上記請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記連結部は環状の外側に膨出する態様で湾曲形成してあることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項５に係る浮体構造は、上記請求項１〜４のいずれか一つにおいて、前記浮体部は環状に均等配置してあることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項６に係る浮体構造は、上記請求項１〜５のいずれか一つにおいて、前記連結部はプレキャスト部材からなることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項７に係る浮体構造は、上記請求項１〜６のいずれか一つにおいて、前記浮体部は没水型であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項８に係る浮体構造は、上記請求項１〜７のいずれか一つにおいて、前記連結部は水とほぼ同じ単位体積重量であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項９に係る浮体構造は、上記請求項３〜８のいずれか一つにおいて、前記中間連結部を柱状に形成して、その各端部と前記浮体部および前記連結部との間に立体トラスをなす態様で前記引張部を設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項１０に係る浮体構造は、上記請求項３〜９のいずれか一つにおいて、前記中間連結部は浮体として構成してあることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項１１に係る浮体構造は、上記請求項１〜１０のいずれか一つにおいて、前記浮体部には風力発電施設が載置してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る浮体構造は、複数の浮体部を剛体からなる連結部によって環状に連結し、これら浮体部および連結部に対して引張部によって環状の内側に向く引張力を生じさせている。この結果、複数の浮体部の相互間隔を確保することができる。また、剛体構造の環状と、この環状を内側に向けて引張する引張構造とによって十分な強度を得るため、各浮体部間を連結する部材を少なくしてコストを低減することができる。
【００１８】
引張部は張弦ケーブルからなるため、風波の影響を受け難い浮体構造を得ることができる。
【００１９】
環状の内側に設けた中間連結部を引張部と浮体部との間、引張部と連結部との間に介在したことにより、引張部によって生じる引張力を環状の全体に掛かるように複数に分配することができる。特に、中間連結部を環状の中心に配置すれば、引張部の引張力を各浮体部および各連結部に対して均等に生じさせることができる。
【００２０】
連結部を環状の外側に膨出する態様で湾曲形成したことにより、各浮体部を環状に連結する剛体構造が引張部の引張力をともなってさらに助勢されて強度を高めることができる。
【００２１】
浮体部を環状に均等配置することにより、環状の強度を均等に保持することができる。
【００２２】
連結部をプレキャスト部材で構成することにより、生産性を向上してコストを低減することができる。
【００２３】
浮体部を没水型とすることにより、風波による抵抗を低減することができる。
【００２４】
連結部を水とほぼ同じ単位体積重量にすることにより、浮体部を連結する構造に余分な応力が掛かる事態を防ぐことができる。
【００２５】
中間連結部を柱状に形成して、その各端部と浮体部および連結部との間に立体トラスをなす態様で引張部を設けたことにより、立体的な引張力が得られるのでさらに強度を高めることができる。
【００２６】
中間連結部を浮体として構成したことにより、当該中間連結部の上部に施設（物品）を載置することができる。
【００２７】
各浮体部の上部に風力発電施設を載置した場合には、洋上風力発電設備として、各風力発電施設の相互間隔を確保することができる。また、洋上風力発電設備として、剛体構造の環状と、この環状を内側に向けて引張する引張構造とによって十分な強度を得るため、各風力発電施設間を連結する部材を少なくしてコストを低減することができる。さらに、中間連結部が浮体として構成してある場合には、当該中間連結部の上部に風力発電設備の管理施設を載置して、連結した風力発電施設を管理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る浮体構造の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００２９】
図１は本発明に係る浮体構造の実施例を示す平面図、図２は図１に示した浮体構造の正面図、図３は図１に示した連結部の径方向の断面図、図４は図１に示した連結部の長手方向の断面図、図５は引張部の他の例を示す平面図である。
【００３０】
浮体構造は、図１および図２に示すように浮体部１、連結部２、引張部３および中間連結部４を有している。また、本実施例の浮体構造は、図２に示すように例えば水上（洋上）１０において風力発電施設５などの施設（物品）を設置するためのものとして用いられる。なお、施設としては風力発電施設５に限らない。
【００３１】
浮体部１は、鋼材、鋼とコンクリートとの合成材、またはコンクリート材などの剛体からなり、それ自体では水に浮くようになっており、その上部に施設（物品）が載置されるものである。浮体部１は、図２では連結部２とともに水中に浮遊して水上１０の風波の影響を受けにくい没水型（セミサブ型）としている。この浮体部１は、複数（本実施例では３つ）設けてある。また、浮体１は、予め陸上で制作されたプレキャスト部材としてもよい。
【００３２】
連結部２は、図２に示すように複数の浮体部１を環状に連結する剛体からなる長手状のものである。連結部２は、両端部がそれぞれ浮体部１に対して剛結合またはヒンジ結合によって連結してあり、環状の外側に膨出するようにアーチ状に湾曲形成してある。すなわち、連結部２は、本実施例では３つの浮体部１を環状に連結するものであって、当該環状を平面視で略三角形のおむすび型に形成してある。また、連結部２は、各浮体部１の間において同形状に形成してあって、各浮体部１を環状に均等配置してある。
【００３３】
この連結部２は、鋼材、鋼とコンクリートとの合成材、またはコンクリート材などの剛体からなり、特に予め工場などで複数に分割して連結部ユニットとして生産されるプレキャスト部材からなる。この連結部ユニットは、箱断面を呈しており、鋼材からなる場合では鋼管として形成され、鋼材とコンクリート材との合成材からなる場合ではボックスカルバート管として形成され、コンクリート材からなる場合ではヒューム管として形成される。連結部２の箱断面の内部には本浮体構造が設置される水に対してほぼ同じ単位体積重量にするためのバランス構造が設けてある。バランス構造としては、例えば図３および図４に示すように連結部ユニット（連結部２）の箱断面内部を上下に分け、水、石または砂利などの錘を設置する錘室２１を下側に設け、空気または発泡スチロールなどによって調整浮力を得るための浮力室２２を上側に設けてなる。また、錘室２１においては、図４に示すように隔壁２１ａを設けて連結部ユニット（連結部２）の長手方向を分割することで、長手方向への錘の流動を抑えて連結部ユニット（連結部２）の長手方向の重量バランスを保持してある。そして、この連結部ユニットを複数連結して連結部２とする。なお、連結部２の箱断面は、図３に示す略円形に限らず矩形など様々であってもよい。
【００３４】
引張部３は、張弦ケーブルからなり、浮体部１および連結部２を繋いで環状の内側に向く引張力を生じるように、環状の内側に配置した中間連結部４を介して複数配置してある。なお、中間連結部４は、引張部３の引張力を各浮体部１および各連結部２に対して均等に生じさせるために、環状の中心位置に配置してあることが好ましい。なお、引張部３は、図５に示すように中間連結部４を介さずに浮体部１および連結部２を繋いで、環状の内側に向く引張力を生じるように複数配置してもよい。
【００３５】
中間連結部４は、鋼材、鋼とコンクリートとの合成材、またはコンクリート材などの剛体からなり、上下方向に延在する柱状に形成してある。そして、図２に示すように中間連結部４の上端および下端にそれぞれ引張部３が連結してある。すなわち、引張部３は、立体トラスの一部をなしている。なお、図には明示しないが立体トラスを構成するにあたり、浮体部１を上下方向に延在する柱状に形成して、その上端および下端と、中間連結部４の上端および下端とを引張部３で相互に連結してもよい。また、中間連結部４は、浮体として構成してあってもよい。なお、図には明示しないが、浮体部１および連結部２が中間連結部４のごとく柱状の形状を有してその上端および下端と、中間連結部４の上端および下端とを引張部３で引張力を生じて連結する態様で構成してもよい。
【００３６】
風力発電施設５は、浮体部１の上部に載置してある。風力発電施設５は、本実施例では浮体部１の上部に立設した支柱５１と、支柱５１の上端に対して垂直な軸線の周りに回転可能に配置した発電機５２と、発電機５２に対して水平な軸線の周りに回転可能に配置した風車５３とで構成してある。この風力発電施設５は、風向きに対して風車５３の向きを可変する態様で発電機５２が回転しつつ、風車５３が回転することによって発電が行われる。なお、風力発電施設５の支柱５１は、水面より下側にある下端部分が浮体として構成してあってもよい。
【００３７】
上記風力発電施設５を各浮体部１の上部に配置する場合、図２に示すように水平方向に投影したときに各風車５３が重なることがなく互いの風力発電施設５の発電能力を低下させない形態とすることが好ましい。例えば、風力発電施設５の風車５３が径１２５ｍである場合に、各支柱５１の間隔を少なくとも２５０ｍとする。このため、各浮体部１の間隔を２５０ｍにする態様で当該浮体部１を連結部２で環状に連結する。
【００３８】
また、中間連結部４を浮体として構成した場合には、当該中間連結部４の上部を水上に施設（物品）を載置することが可能である。図には明示しないが、例えば浮体部１に風力発電施設５を載置した場合には、中間連結部４の上部に風力発電設備の管理施設などの施設（物品）を載置する。また、中間連結部４を浮体１と同様にプレキャスト部材としてもよい。
【００３９】
このように構成した浮体構造は、図には明示しないが、例えば浮体部１または連結部２に対して繊維ロープやチェーンを介して連結したアンカーを水底１１（図２参照）に投げ込んだ緊結係留方式などによって係留する。この係留に関しては緊結係留方式に限らず、設置場所の諸状況に応じて適宜選択すればよい。
【００４０】
したがって、上述した浮体構造では、複数の浮体部１を剛体からなる連結部２によって環状に連結し、これら浮体部１および連結部２に対して引張部３によって環状の内側に向く引張力を生じさせている。この結果、複数の浮体部１の相互間隔を確保することが可能である。また、剛体構造の環状と、この環状を内側に向けて引張する引張構造とによって十分な強度を得るため、各浮体部１間を連結する部材を少なくしてコストを低減することが可能になる。また、引張部３は張弦ケーブルからなるため風波の抵抗を受け難い。
【００４１】
また、環状の内側に設けた中間連結部４を引張部３と浮体部１との間、引張部３と連結部２との間に介在したことにより、引張部３によって生じる引張力を環状の全体に掛かるように複数に分配することが可能になる。特に、中間連結部４を環状の中心に配置することによって、引張部３の引張力を各浮体部１および各連結部２に対して均等に生じさせることが可能になる。
【００４２】
また、連結部２を環状の外側に膨出する態様でアーチ状に湾曲形成したことにより、各浮体部１を環状に連結する剛体構造が引張部３の引張力をともなってさらに助勢されて強度を高めることが可能になり、部材数を少なくできる。
【００４３】
浮体部１を環状に均等配置することにより、強度を均等に保持することが可能になる。
【００４４】
連結部２をプレキャスト部材で構成することにより、生産性を向上してコストを低減することが可能になる。
【００４５】
浮体部１を没水型とすることにより、風波による抵抗を低減することが可能になる。
【００４６】
連結部２を水とほぼ同じ単位体積重量にすることにより、浮体部１を連結する構造に余分な応力が掛かる事態を防ぐことが可能になる。
【００４７】
中間連結部４を上下方向に延在する柱状に形成して、その上端および下端と、浮体部１および連結部２との間に立体トラスをなす態様で引張部３を設けたことにより、環状の径方向とともに上下方向を含めた立体的な引張力が得られるのでさらに強度を高めることが可能になる。また、浮体部１および連結部２が中間連結部４のごとく柱状の形状を有してその上端および下端と、中間連結部４の上端および下端とを引張部３で引張力を生じて連結する態様で構成すれば、さらにまた強度を高めることが可能になる。
【００４８】
中間連結部４を浮体として構成したことにより、当該中間連結部４の上部にヘリポートなどの施設（物品）を載置することが可能になる。
【００４９】
各浮体部１の上部に風力発電施設５を載置した場合には、洋上風力発電設備として、各風力発電施設５の相互間隔を確保することが可能である。また、洋上風力発電設備として、剛体構造の環状と、この環状を内側に向けて引張する引張構造とによって十分な強度を得るため、各風力発電施設５間を連結する部材を少なくしてコストを低減することが可能になる。さらに、中間連結部４が浮体として構成した場合には、当該中間連結部４の上部に風力発電設備の管理施設を載置して、連結した風力発電施設５を管理することが可能になる。
【００５０】
なお、上述した図１および図５に示すような浮体構造において、浮体部１を３つに限らず複数設けてもよい。
【００５１】
図６は本発明に係る浮体構造の他の実施例を示す平面図である。図６に示す浮体構造は、複数（本実施例では３つ）の浮体部１をアーチ状に湾曲形成した連結部２によって円環状に連結してある。そして、円環状の中心位置に中間連結部４を配置し、当該中間連結部４を介在して引張部３を浮体部１および連結部２に連結してある。このように構成した浮体構造では、浮体部１を円環状に連結してあるため、重量バランスが安定する。また、浮体部１を円環状に連結してあるため、浮体部１の数を任意に設定することが可能である。浮体部１の数を任意に設定する場合には、浮体部１を円環状に均等配置することが好ましい。なお、図には明示しないが浮体部１を円環状に連結した場合においても中間連結部４を設けない構成であってもよい。ところで、浮体部１を３つ設ける場合においては、図６に示す円環状に連結する構成に比較して、図１に示す環状（略三角形のおむすび型）に連結する構成のほうが連結部２の膨出する大きさが小さいので全体の所有面積が小さくなる。
【００５２】
図７は本発明に係る浮体構造の他の実施例を示す平面図である。図７に示す浮体構造は、複数（本実施例では３つ）の浮体部１を直線状の連結部２によって環状に連結してある。そして、環状の中心位置に中間連結部４を配置し、当該中間連結部４を介在して引張部３を浮体部１に連結してある。このように構成した浮体構造では、引張部３による作用が図１および図６に示す構成と比較して低下するが、連結部２が直線状であるため全体の所有面積が小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る浮体構造の実施例を示す平面図である。
【図２】図１に示した浮体構造の正面図である。
【図３】図１に示した連結部の径方向の断面図である。
【図４】図１に示した連結部の長手方向の断面図である。
【図５】引張部の他の例を示す平面図である。
【図６】本発明に係る浮体構造の他の実施例を示す平面図である。
【図７】本発明に係る浮体構造の他の実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１    浮体部
２    連結部
２１    錘室
２１ａ    隔壁
２２    浮力室
３    引張部
４    中間連結部
５    風力発電施設
５１    支柱
５２    発電機
５３    風車
１０    水上
１１    水底
【図１】
2006327252.tif 000003
【図２】
2006327252.tif 000004
【図３】
2006327252.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006327252.tif 000007
【図６】
2006327252.tif 000008
【図７】
2006327252.tif 000009