(57)【要約】【課題】長周期の動揺であっても充分に低減可能な係留浮体の動揺低減装置及び係留浮体を提供する。【解決手段】水上に浮いた状態で係留される作業船１の動揺低減装置２である。  そして、作業船の側部１１から水中に吊り下げられる抵抗部３と、抵抗部に一端が接続される係留ワイヤ４と、作業船の側部に取り付けられて抵抗部の上方で係留ワイヤの方向を転換させる回転体５と、回転体から離隔した位置の作業船の側部に取り付けられる定滑車群６と、定滑車群の下方に配置される動滑車群７と、動滑車群に接続されて水底Ｇに着底させる錘部８とを備えている。  ここで、係留ワイヤは、回転体で方向転換された後に定滑車群を通って動滑車群に架け渡され、定滑車群と動滑車群との間で複数回の架け渡しがされて定滑車群側又は動滑車群側に端部が接続される。【選択図】図１
2018144602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水上に浮いた状態で係留される係留浮体の動揺低減装置であって、
前記係留浮体の側方から水中に吊り下げられる抵抗部と、
前記抵抗部に一端が接続される連結線材と、
前記係留浮体の側方に取り付けられて前記抵抗部の上方で前記連結線材の方向を転換させる転換部と、
前記転換部から離隔した位置の前記係留浮体の側方に取り付けられる定滑車群と、
前記定滑車群の下方に配置される動滑車群と、
前記動滑車群に接続されて水底に着底させる錘部とを備え、
前記連結線材は、前記転換部で方向転換された後に前記定滑車群を通って前記動滑車群に架け渡され、前記定滑車群と前記動滑車群との間で複数回の架け渡しがされて前記定滑車群側又は前記動滑車群側に端部が接続されることを特徴とする係留浮体の動揺低減装置。
【請求項２】
前記抵抗部は、上端側より下端側の面積が小さいことを特徴とする請求項１に記載の係留浮体の動揺低減装置。
【請求項３】
前記抵抗部は、上端側が平面で下端側が先細る曲面であることを特徴とする請求項２に記載の係留浮体の動揺低減装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の係留浮体の動揺低減装置が、両側にそれぞれ取り付けられたことを特徴とする係留浮体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水上に浮いた状態で係留される係留浮体の動揺低減装置及び係留浮体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
海上や湖上などの水上に浮いた状態で係留される作業船や浮き桟橋は、波浪によって横揺れや縦揺れなどの動揺が生じるため、その動揺を低減させるための装置が開発されている。
【０００３】
例えば特許文献１では、係留索で係留される浮体構造物の下部に、平板状構造物を係留索と連結した連結部材を介して吊り下げることで、係留浮体構造物の横揺れや縦揺れによって平板状構造物が上下方向に移動するようにしている。
【０００４】
この平板状構造物が上下方向に移動する際に受ける鉛直方向の付加荷重や粘性減衰力による抵抗力は、浮体構造物の横揺れや縦揺れに対して作用することになり、動揺を低減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１２３８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら平板状構造物が上下方向に移動する際の流体抵抗力は速度の２乗に比例するため、浮体構造物の動揺周期が長くなる場合、平板状構造物の移動速度が小さく、動揺を低減するための充分な抵抗力を確保することができない。
【０００７】
そこで、本発明は、長周期の動揺であっても充分に低減可能な係留浮体の動揺低減装置及び係留浮体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の係留浮体の動揺低減装置は、水上に浮いた状態で係留される係留浮体の動揺低減装置であって、前記係留浮体の側方から水中に吊り下げられる抵抗部と、前記抵抗部に一端が接続される連結線材と、前記係留浮体の側方に取り付けられて前記抵抗部の上方で前記連結線材の方向を転換させる転換部と、前記転換部から離隔した位置の前記係留浮体の側方に取り付けられる定滑車群と、前記定滑車群の下方に配置される動滑車群と、前記動滑車群に接続されて水底に着底させる錘部とを備え、前記連結線材は、前記転換部で方向転換された後に前記定滑車群を通って前記動滑車群に架け渡され、前記定滑車群と前記動滑車群との間で複数回の架け渡しがされて前記定滑車群側又は前記動滑車群側に端部が接続されることを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記抵抗部は、上端側より下端側の面積が小さい構成とすることができる。また、前記抵抗部は、上端側が平面で下端側が先細る曲面であることが好ましい。
【００１０】
そして、係留浮体の発明は、上記いずれかに記載の係留浮体の動揺低減装置が、両側にそれぞれ取り付けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
このように構成された本発明の係留浮体の動揺低減装置及び係留浮体は、係留浮体から水中に吊り下げられる抵抗部と水底に着底させる錘部とを連結線材で繋ぐ際に、係留浮体の側方に取り付けられる定滑車群と動滑車群との間で複数回の架け渡しを行わせる。
【００１２】
このため、抵抗部が上下方向に移動する速度による流体抵抗力が、定滑車群と動滑車群との間で連結線材を架け渡した回数に基づいて２乗倍、増加され、長周期の動揺であっても充分に低減させることができるようになる。
【００１３】
また、抵抗部を上端側より下端側の面積が小さい構成とすることで、抵抗部が上方に移動する際の抵抗を大きく、抵抗部が下方に移動する際の抵抗は小さくすることができる。このような抵抗部の形状は、半球状体のような上端側が平面で下端側が先細る曲面にすることで、容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態の動揺低減装置が取り付けられた作業船の構成を説明する斜視図である。
【図２】動揺低減装置の詳細な構成を説明する斜視図である。
【図３】動揺低減装置に作用する力と速度を示した説明図である。
【図４】動揺低減装置の収容方法を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の動揺低減装置２が両側に取り付けられた係留浮体となる作業船１の構成を説明する斜視図である。
【００１６】
この作業船１には、海洋工事で使用される大型クレーン船などの作業バージなどが該当する。また、水上に浮いた状態となる浮き桟橋などが係留浮体であってもよい。
【００１７】
図１では、作業船１を簡略的に長方形の板状で図示している。この作業船１は、水底Ｇから離隔した水面Ｗに浮いた状態で係留される。そして、長方形状の作業船１の両側の長辺の略中央に、それぞれ動揺低減装置２，２が対峙した状態で取り付けられる。
【００１８】
本実施の形態の動揺低減装置２は、作業船１の側部１１から水中に吊り下げられる抵抗部３と、連結線材となる係留ワイヤ４と、係留ワイヤ４の方向を転換させる転換部としての回転体５と、作業船１の側部１１に取り付けられる定滑車群６と、定滑車群６の下方に配置される動滑車群７と、動滑車群７に接続されて水底Ｇに着底させる錘部８とによって、主に構成される。
【００１９】
抵抗部３は、図２に示すように、水中を上下方向に移動した際に流体抵抗を発生させるもので、上端３１は抵抗を受けやすいように平面状に形成される。図２には、上端３１が円柱を切断した円形面で下端３２が半球状となる抵抗部３を示している。
【００２０】
抵抗部３の下端３２側を先細る曲面に形成することで、抵抗部３が下方向に移動した際に受ける流体抵抗を低減させることができる。すなわち、抵抗部３が下方向に移動する際の流体抵抗が大きすぎると、係留ワイヤ４の張力が非常に小さくなったり弛んだりして動揺低減装置２が機能しなくなるのを調整することができる。
【００２１】
この抵抗部３の上端３１には、係留ワイヤ４の一方の端部４１が接続される。そして、端部４１が抵抗部３に接続された係留ワイヤ４は、鉛直方向の上方に向けて延伸され、回転体５によって水平方向に方向転換される。
【００２２】
回転体５は、抵抗部３の上方で作業船１の側部１１に取り付けられて、係留ワイヤ４を円滑に鉛直方向から水平方向又は水平方向から鉛直方向に送り出すことができる構成となっている。そして、水平方向に向けられた係留ワイヤ４の水平部４２は、定滑車群６に向けて延伸される。
【００２３】
定滑車群６は、作業船１の側部１１に沿って回転体５から離隔した位置に設置される。定滑車群６は、枠部６２の内空に複数の定滑車６１，・・・が配置されており、枠部６２を介して作業船１の側部１１に取り付けられる。
【００２４】
この定滑車群６の複数の定滑車６１，・・・は、すべて同じ回転軸６３を中心に回転する。すなわち複数の定滑車６１，・・・は、同軸で並列に配置される。そして、例えば一番、作業船１に近接した位置の定滑車６１に係留ワイヤ４の水平部４２が架けられて、鉛直方向に方向転換される。
【００２５】
一方、動滑車群７も、回転軸７３を回動支持させる枠部７２，７２間に、複数の動滑車７１，・・・が配置される。この動滑車群７の複数の動滑車７１，・・・は、すべて同じ回転軸７３を中心に回転する。すなわち複数の動滑車７１，・・・は、同軸で並列に配置される。
【００２６】
動滑車群７の枠部７２，７２は、錘部８の上面８１に接続される。錘部８は、抵抗部３によって発生させる流体抵抗力によっても、水底Ｇから浮き上がらない重量を備えていればよい。
【００２７】
ここで、定滑車群６と動滑車群７との間で、複数回の架け渡しが行われる係留ワイヤ４の部分を、往復部４３と呼ぶこととする。往復部４３では、定滑車群６の最も作業船１の側部１１に近い位置の定滑車６１で方向転換された係留ワイヤ４が、真下に対峙する動滑車群７の動滑車７１に向けて延伸される。
【００２８】
最初の動滑車７１で折り返された係留ワイヤ４は、２番目に側部１１に近い位置の定滑車６１で折り返され対峙する位置の動滑車７１に架け渡される。往復部４３では、このようにして定滑車群６と動滑車群７との間で、往復の架け渡しが繰り返される。
【００２９】
そして、本実施の形態では、最終的に係留ワイヤ４の他方の端部４４を、定滑車群６の枠部６２の下面に設けられた接続部６４に接続する。なお、端部４４を錘部８の上面８１など動滑車群７側に接続する構成とすることもできる。
【００３０】
次に、本実施の形態の動揺低減装置２及びそれが取り付けられた作業船１の作用について説明する。
【００３１】
本実施の形態の作業船１は、図１に示すように、船体の両側に対峙するように動揺低減装置２，２が取り付けられた状態で使用される。使用時には、錘部８，８の下面は水底Ｇに着底されている。
【００３２】
一方、係留ワイヤ４は、往復部４３及び水平部４２を含めて張った状態（張力のある状態）となっている。この状態で、例えば作業船１が波浪を受けて横揺れや縦揺れをし、作業船１の片側の側部１１が浮き上がると、動滑車群７が錘部８の重量で移動しないため、抵抗部３が上方に移動することになる。
【００３３】
この状態を図で説明するのが図３である。ここでは、作業船１が速度ｖで上方に移動したと仮定している。そうすると、抵抗部３は、（ｎ+１）ｖの速度で上方に移動することになる。
【００３４】
また、係留ワイヤ４には、張力Ｔが発生している。このため、往復部４３では、ｎＴという下向きの力が発生している。ここで、ｎは、定滑車群６と動滑車群７との間で架け渡しが繰り返された回数を示している。例えば、定滑車６１から垂下された係留ワイヤ４が動滑車７１で折り返されて定滑車群６の位置まで戻るとｎ＝２となる。
【００３５】
係留ワイヤ４に張力Ｔが発生しているだけで、動揺低減装置２が取り付けられた作業船１の側部１１には、抵抗部３側と錘部８側とを合計した（ｎ+１）Ｔの力が作用する。
【００３６】
さらに、抵抗部３が上方に移動すると、上端３１の平面が受ける流体抵抗による力が作用することになる。ここで、上下方向に移動する面に作用する力は、速度の２乗に比例することが知られている。
【００３７】
そこで、抵抗部３が係留ワイヤ４により直接作業船１の側部１１に取り付けられた場合（以下、「単純接続」と呼ぶ。）の抵抗力をＴ０とし、これとの比較により本実施の形態の動揺低減装置２による抵抗力の増加について説明する。
【００３８】
作業船１の側部１１が速度ｖで上昇すると、単純接続の場合、抵抗部３はｖの速度で上方に移動する。このとき、係留ワイヤ４に働く張力はＴ０＝αｖ２であり、抵抗力もＴ０となる。ここでαは、抵抗部３の形状によってきまる定数である。
【００３９】
これに対し、本実施の形態の動揺低減装置２の場合、抵抗部３は（ｎ+１）ｖの速度で上方に移動することになるため、係留ワイヤ４に働く張力はＴ＝α（ｎ+１）２ｖ２、すなわちＴ＝（ｎ+１）２Ｔ０となり、ｎ＋１本の係留ワイヤ４により（ｎ+１）３Ｔ０の抵抗力が作業船１の側部１１に働くことになる。
【００４０】
このように抵抗部３の移動速度を増加させることができる構成であれば、作業船１の移動速度が小さくても、速度の２乗に比例して作用する力を利用して効率的に作業船１の動揺を低減させることが可能となる。
【００４１】
係留中は作業船１の動揺の低減に使用される動揺低減装置２は、作業船１の航行時などには不要となる。その場合は、抵抗部３を作業船１上に引き上げて、係留ワイヤ４の端部４１を抵抗部３の上端３１から外し、図４に示すようにウインチ９に付け替える。
【００４２】
そして、ウインチ９を稼動させて係留ワイヤ４を巻き取ると、水底Ｇから錘部８が離陸して、作業船１の側部１１に近接した位置まで引き上げることが容易にできる。
【００４３】
このように構成された本実施の形態の作業船１の動揺低減装置２は、作業船１から水中に吊り下げられる抵抗部３と水底Ｇに着底させる錘部８とを係留ワイヤ４で繋ぐ際に、作業船１の側方に取り付けられる定滑車群６と動滑車群７との間で複数回ｎの架け渡しを行わせる。
【００４４】
このため、抵抗部３が上下方向に移動する速度（ｎ+１）ｖによる流体抵抗力が、定滑車群６と動滑車群７との間で係留ワイヤ４を架け渡した回数ｎに基づく（ｎ＋１）の２乗倍、増加され、長周期の動揺であっても充分に低減させることができるようになる。
【００４５】
すなわち波浪によって作業船１に長周期の横揺れや縦揺れが起きる場合、単純接続では作業船１の側部１１の上下動の速度ｖが小さくなるので、抵抗部３が上下方向に移動する速度も小さくなる。
【００４６】
これに対して、本実施の形態の動揺低減装置２であれば、往復部４３の係留ワイヤ４の本数をｎ本に増やすことで抵抗部３の速度を（ｎ+１）ｖに増加させる。この結果、（ｎ+１）３倍の力が作業船１の側方に作用することになって、長周期の横揺れや縦揺れなどの作業船１の動揺を効率的に低減させることができる。
【００４７】
そして、動揺低減装置２によって作用させる流体抵抗力の大きさは、定滑車群６に配置する定滑車６１の数、及び動滑車群７に配置する動滑車７１の数を変更することで、容易に調整することができる。
【００４８】
動揺低減装置２を両側に取り付けることによって作業船１の長周期の横揺れや縦揺れが低減できれば、揺れの影響で作業が中止になることが多い大型クレーン船などの稼働率を向上させることができる。
【００４９】
また、抵抗部３を上端３１側より下端３２側の面積が小さい半球状体などの構成とすることで、抵抗部３が上方に移動する際の抵抗は上端３１の平面による抵抗によって大きくなり、抵抗部３が下方に移動する際の抵抗は先細る球面によって小さくすることができる。
【００５０】
このような抵抗部３の形状は、半球状体に限定されるものではなく、上端側が平面で下端側が流線形で先細る曲面にすることもできる。このように下方に移動する際の抵抗を小さくすることで、係留ワイヤ４の張力が低減しすぎて弛んでしまうような状態の発生を防ぐことができる。
【００５１】
このような動揺低減装置２は、既存の作業船１の側部１１に、回転体５及び定滑車群６を固定するだけで、簡単に取り付けることができる。また、往復部４３の係留ワイヤ４の本数ｎによって流体抵抗力を増加させることができるので、抵抗部３を取り扱いが容易な大きさに抑えることができる。
【００５２】
さらに、動揺低減装置２を機能させるための設置及び撤去は、ウインチ９を使用して錘部８及び動滑車群７を降ろしたり、引き上げたりするだけで行うことができるので、所望する場所及び期間で簡単に実行できる。
【００５３】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００５４】
例えば、前記実施の形態では、半球状体の抵抗部３を使用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば平板状の抵抗部を水平に吊り下げる構成とすることもできる。
【００５５】
また、前記実施の形態では、回転体５を方向の転換部として説明したが、これに限定されるものではなく、少ない摩擦抵抗で連結線材の方向を転換できる部材であれば、回転しなくてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１              作業船（係留浮体）
１１            側部（側方）
２              動揺低減装置
３              抵抗部
３１            上端
３２            下端
４              係留ワイヤ（連結線材）
４１，４４      端部
４３            往復部
５              回転体（転換部）
６              定滑車群
６１            定滑車
７              動滑車群
７１            動滑車
８              錘部
【図１】
2018144602.tif 000003
【図２】
2018144602.tif 000004
【図３】
2018144602.tif 000005
【図４】
2018144602.tif 000006