(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
係留された状態で使用され、上部構造物を浮力によって水上に支持する浮体構造物であって、喫水線近傍に位置する部材の下面に、スラミングの発生時に水面に対して着水し得るよう、下に向かって窄まる断面形状を有する凸部を備えた浮体構造物。
【請求項２】
前記凸部は、水平面に沿った一側面と、該一側面から下側に張り出す他の二側面を備えた三角柱状の形状を有する、請求項１に記載の浮体構造物。
【請求項３】
前記他の二側面は、各々が水平面に対し２０度以上の角度を有して配される、請求項２に記載の浮体構造物。
【請求項４】
前記浮体構造物は、上部構造物を上端部に接続して水上に支持するよう構成した柱状のコラム部と、該コラム部の喫水線近傍で径方向に張り出して浮力を生じるよう構成したアッパーハルとを備え、前記凸部は、前記アッパーハルを構成する部材の下面に備えられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の浮体構造物。
【請求項５】
前記浮体構造物は、鉛直方向に沿って伸びる複数の浮体同士を水平方向に連結してなるセミサブ型の浮体構造物である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の浮体構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば洋上発電施設や洋上貯蔵施設等、浮力によって水上に支持される構造を備えた浮体構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、洋上において風力発電や太陽光発電、各種資源の採掘や製造、貯蔵等を行うための施設として、浮遊型の浮体構造物が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載されている浮体構造物は洋上風力発電に用いられるもので、上部構造物としての風車を柱状のコラム部の上端部に接続してなる。コラム部は内部が空洞の浮力体として構成され、上部構造物を直立した状態で水上に浮遊可能に支持するようになっており、このような単数の縦長の浮力体を用いる型式の浮体構造物は「スパー型」に分類される。さらに、特許文献１記載の浮体構造物の場合、スパー型の構造を基礎とする一方、コラム部の喫水線近傍には外周に浮力体としてのアウターハルを配置したアッパーハルを備え、下端には錘としてのロワーハルを備えて、浮体構造物の復元力を向上させるようになっている。このように浮力体を水平方向に展開し、メタセンタ半径を大きくして復元力を確保する構造は「セミサブ（Semi-Submersible：半潜水）型」と呼ばれる浮体構造物の特徴であり、特許文献１に記載の如き浮体構造物は、「アドバンストスパー型」と呼ぶことができる。
【０００４】
その他、洋上風力発電用の浮体構造物には、「ポンツーン型」や「ＴＬＰ（Tension Leg Platform：緊張係留型）」等、種々の型式がある。尚、セミサブ型の浮体構造物を記載した文献としては、例えば、下記特許文献２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−９５９１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８０３０１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Wagner, H.: Uber stoss- und gleitvorgange an der overflache von flussigkeiten, ZAMM, Band 12, Heft 4 (1932) 193-215
【非特許文献２】船舶海洋工学シリーズ（８）「船体構造  振動編」成山堂書店  ２０１３年  Ｐ．２０２〜２０７
【非特許文献３】Chuang, S. L.: Investigation of impact of rigid and elastic bodies with water, NSRDC Report 3248 (1970)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記特許文献１に記載の如き浮体構造物の場合、アッパーハルは喫水線近傍に配置され、その一部は静止状態で水没するように設計されている。しかし、水面に波が起こったり、風荷重等によって浮体構造物に傾きが生じると、アッパーハルを構成する水平ブレースやアウターハル、張出部等が浮き上がって底部が水面上に露出し、次いで水中に潜り込むスラミングが起こる場合がある。そして、水中への突入には衝撃が伴うため、この衝撃が原因で浮体構造物の寿命が短くなってしまうことが懸念される。また、スラミングによる衝撃圧を考慮して浮体構造物に十分な強度を持たせようとすれば、製造コストが嵩んでしまう。
【０００８】
上記特許文献２に記載されているようなセミサブ型の浮体構造物の場合には、喫水線より上に位置し且つ水平方向に沿った底面を有する部材を水面からなるべく高い位置に設置し、水面から底面までの距離を十分に長く取ってスラミング自体を回避することが一般的である。しかしながら、このような方法では浮体構造物の重心が高くなる結果として動揺性能の低下を招くほか、動揺に対する構造強度を保つ強度設計が必要となり、やはり製造コストが嵩んでしまう。
【０００９】
本発明は、斯かる実情に鑑み、簡単な構成でスラミングによる衝撃圧を低減し得る浮体構造物を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、係留された状態で使用され、上部構造物を浮力によって水上に支持する浮体構造物であって、喫水線近傍に位置する部材の下面に、スラミングの発生時に水面に対して着水し得るよう、下に向かって窄まる断面形状を有する凸部を備えた浮体構造物にかかるものである。
【００１１】
本発明の浮体構造物において、前記凸部は、水平面に沿った一側面と、該一側面から下側に張り出す他の二側面を備えた三角柱状の形状を有することが好ましい。
【００１２】
本発明の浮体構造物において、前記他の二側面は、各々が水平面に対し２０度以上の角度を有して配されることが好ましい。
【００１３】
本発明の浮体構造物は、上部構造物を上端部に接続して水上に支持するよう構成した柱状のコラム部と、該コラム部の喫水線近傍で径方向に張り出して浮力を生じるよう構成したアッパーハルとを備えることができ、前記凸部は、前記アッパーハルを構成する部材の下面に備えることができる。
【００１４】
本発明の浮体構造物は、鉛直方向に沿って伸びる複数の浮体同士を水平方向に連結してなるセミサブ型の浮体構造物とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の浮体構造物によれば、簡単な構成でスラミングによる衝撃圧を低減し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一実施例を示す正面図である。
【図２】本発明の第一実施例の要部を示す図であり、（Ａ）は図１のＩＩＡ−ＩＩＡ矢視相当図、（Ｂ）は図１のＩＩＢ−ＩＩＢ矢視相当図、（Ｃ）は図１における下部構造の正断面図である。
【図３】本発明の作動を説明する概略図である。
【図４】物体が着水する際の衝撃圧を説明するWagnerのモデルを示す概念図である。
【図５】物体が着水する際のアタックアングルと衝撃圧係数の関係を説明する線図である。
【図６】本発明の作動を説明する概念図であり、（Ａ）は本発明の構成に即して作成した物体のモデル、（Ｂ）は該モデルが着水する際の様子、（Ｃ）は着水に際して物体の下面に発生する衝撃圧の係数を示すグラフである。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本発明の第一実施例による浮体構造物の別の形態を示し、（Ａ）、（Ｂ）は浮体構造物の下部構造の正面図、（Ｃ）は正断面図である。
【図８】本発明の第二実施例を示す正面図である。
【図９】本発明の第二実施例の下部構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１８】
図１、図２は本発明の第一実施例を示すもので、基本的な構造は上記特許文献１に記載されたアドバンストスパー型の浮体構造物と共通している。図１に示す如く、本第一実施例の浮体構造物１は、上部構造物２を柱状のコラム部３の上端部に接続して浮力により水上に支持するよう構成されている。コラム部３の喫水線近傍には、コラム部３から径方向に張り出すようにアッパーハル４を備え、コラム部３の下端部には、コラム部３から径方向に張り出すようにロワーハル５を備えて、浮体構造物１の復元力を向上させるようになっている。尚、ここでいう「喫水線近傍」とは、「使用時において水面が到達し得る範囲」を意味する。
【００１９】
上部構造物２は、例えば風力発電用の風車であり、図１に示す如く、支柱２１、ナセル２２、ブレード２３を備えて構成される。支柱２１はコラム部３の上端に備えた連結部３１を介してコラム部３上に立設され、ナセル２２は内部に図示しない発電機を備えてブレード２３の回転により電力を発生するようになっている。尚、上部構造物２はここに図示したような風力発電設備に限定されない。例えば太陽光発電設備であっても良いし、その他、上部構造物２としては、各種の観測設備や通信設備、照明設備や採掘設備等、水上に設置され得る各種の設備が想定される。
【００２０】
コラム部３は、アドバンストスパー型の浮体構造物１の中心軸をなす略円柱形状の浮力体であり、内部は空洞に形成されている。空洞の一部はバラストタンクとして利用するようにしても良い。また、内部には、必要に応じてポンプルーム（図示せず）や、各種の制御装置や電源装置等を備えた機械室（図示せず）等が備えられる。
【００２１】
アッパーハル４は、図１及び図２（Ａ）、（Ｃ）に示す如く、コラム部３に接続するセンターハル４１と、該センターハル４１から水平方向に沿って放射状に伸びる水平ブレース４２と、該水平ブレース４２の先端に配したアウターハル４３とを備えてなる。センターハル４１は、水平ブレース４２をコラム部３に連結してアッパーハル４全体をコラム部３に支持する部材である。水平ブレース４２は、センターハル４１とアウターハル４３を連結する部材であり、喫水線下の没水部に配置されて浮力で自重を支持するよう構成されることが好ましい。また、内部を空洞にしてバラストタンクとして利用することもできる。
【００２２】
アウターハル４３は直方体形状の浮力体であり、コラム部３を中心軸から離間した位置で周方向に取り囲み、メタセンタ半径を大きくして浮体構造物１の復元力を確保するようになっている。内部はバラストタンクとして利用される。尚、形状はここに示した直方体に限らず、球状や回転楕円体状、円柱状等、各種の形状を取り得る。隣り合うアウターハル４３同士の間には一定の隙間が設定され、該隙間に波を通過させることで波荷重を低減させると共に、作業船等がセンターハル４１の近傍にアクセスすることを容易にしている。
【００２３】
ロワーハル５は、図１に示す如きコラム部３の下端部に配置された略円盤形状あるいは多角形状の錘である。内部は、例えば放射状に複数の空間に分割されており、該各空間がバラストタンクを構成している。このように、コラム部３の下端部にロワーハル５という重量物を配置することで浮体構造物１の重心を下げて重心高さを低く保つと同時に、ロワーハル５のなす水平方向に沿った平面によって上下方向の移動に対する抗力を増大させ、上下揺れ（Heaving）や縦揺れ（Pitching）、横揺れ（Rolling）を低減させるようになっている。
【００２４】
また、ロワーハル５には、図１及び図２（Ｂ）に示す如きフィン５１を備えていても良い。フィン５１は鉛直方向に沿った平面を成してロワーハル５の上面に放射状に備えられ、コラム部３を中心とした浮体構造物１の回転に対する抗力を増大させ、船首揺れ（Yawing）を低減させるようになっている。
【００２５】
浮体構造物１は、複数の係留索６を介して海底に係留され、所定の海域に滞留する。係留索６の下端は海底に固定され、上端は浮体構造物１の所定の位置に接続される。係留索６の浮体構造物１への連結位置は、図１に示す如く、例えばアウターハル４３の外側面とすることができる。このように、係留索６をコラム部３から径方向になるべく離間した位置に連結すると、浮体構造物１がコラム部３を中心に回転しようとする船首揺れへの抗力を増大させる点で効果的である。
【００２６】
そして、本第一実施例では、図１及び図２（Ａ）、（Ｃ）に示す如く、浮体構造物１の喫水線近傍に位置する部材の下面に凸部４４を備え、スラミングへの対策としている。
【００２７】
ここに示した例では、凸部４４は、アッパーハル４の外周部をなすアウターハル４３の下面に備えた三角柱状の部材として構成されている。凸部４４をなす三角柱は、一側面がアウターハル４３の下面に接するよう、水平面に沿って取り付けられ、他の二側面が前記一側面から下側に張り出すように配される。下側に張り出した前記二側面は、図２（Ｃ）に示す如く、浮体構造１の静止状態において、水平面に対してそれぞれ角度θ１，θ２をなしている。この角度θ１とθ２は、互いに等しい値であっても良いし、異なった値を取っても良いが、それぞれが２０°以上９０°以下となるよう設定されていることが好ましい（尚、角度θ１，θ２のうち一方を９０°に設定する場合、他方は９０°未満に設定することは言うまでもない）。ここに示した例では、角度θ１，θ２は各々約４０°である。このようにして、凸部４４は、下に向かって窄まる断面形状を有するよう、アウターハル４３の下面に配置される。
【００２８】
次に、上記した本第一実施例の作動を説明する。
【００２９】
図３は浮体構造物１の使用時に発生するスラミングの様子を示すものである。アドバンストスパー型の浮体構造物１が波や風による荷重を受けると、図３に実線と仮想線で示す如く、コラム部３内の重心を中心とした縦揺れや横揺れが発生する場合がある。このとき、喫水線近傍でコラム部３を取り囲むように配置されているアッパーハルで４は、例えば、ある時点においては一端側が持ち上がる一方で他端側が沈み込み、続く揺り返しにより、持ち上がっていた一端が沈み込んで他端が持ち上がる、といった運動が繰り返される。そして、揺れが大きくなると、一端側の部材が下面まで水面上に露出した後、続く揺り返しによって水面に叩きつけられるスラミングが発生する。この際、アッパーハル４の構成部材に対し、水から衝撃が加えられる。
【００３０】
縦揺れや横揺れの場合、揺れの中心がコラム部３にあるため、揺れによるアッパーハル４の動きは、コラム部３から径方向に離間した位置ほど大きくなる。このため、スラミングの発生時には、アッパーハル４の構成部材のうちでも、コラム部３から離間した位置にある部材（この場合、アウターハル４３）に対し、特に強い衝撃圧が加えられる。
【００３１】
ここで、一般に、物体が水面に叩きつけられる場合、物体の下面と水面がなす角度（アタックアングル）が小さいほど、物体に対して水から加わる衝撃は大きくなる。図４は、物体が静止水面へ着水する際の衝撃の大きさを説明するWagnerのモデルを示している（非特許文献１参照）。Wagnerの理論によれば、水面に向かって速度Ｖで突入する楔形の物体Ｂに対して水から加えられる衝撃圧の最大値（最大衝撃圧）ｐｍａｘは、以下の式
［数１］
ｐｍａｘ＝（１＋π２／４ｔａｎ２β）×ρＶ２／２
で与えられる。βは物体Ｂの下面が水面に対してなす角度、すなわちアタックアングルであり、ρは水の密度を表す。この関係式によれば、最大衝撃圧ｐｍａｘは物体Ｂの水面に対する突入速度Ｖの２乗、及び水の密度ρに比例し、その係数はアタックアングルβが大きいほど大きくなる。以下、この係数を衝撃圧係数Ｋと称する。すなわち、
［数２］
Ｋ＝ｐｍａｘ×２／ρＶ２＝１＋π２／４ｔａｎ２β
である。
【００３２】
図５はアタックアングルβと衝撃圧係数Ｋの関係を示すグラフで、一点鎖線が上記Wagnerの理論式を表している（非特許文献２参照）。これに対し、実線はChuangの研究により実験的に示されたアタックアングルβと衝撃圧係数Ｋの関係を表している（非特許文献３参照）。Wagnerの理論式では、アタックアングルβがゼロに近づけば衝撃圧係数Ｋないし最大衝撃圧ｐｍａｘは無限に大きくなるが、実際には物体Ｂと水面の間に挟まれた空気によりエアクッション効果が生じて衝撃が緩和されるため無限大とはならない。ただし、アタックアングルβがおよそ１０°以上の範囲では、Wagnerの理論式はChuangの実験値とよく一致する。いずれにしても、基本的にはアタックアングルβが大きいほど衝撃圧係数Ｋないし最大衝撃圧ｐｍａｘは小さくなると言え、特に、アタックアングルβがおよそ２０°以上あれば、最大衝撃圧ｐｍａｘは著しく緩和されることが図５のグラフから確認できる。具体的には、アタックアングルβがゼロに近い場合、Chuangの実験式によれば衝撃圧係数Ｋは２００〜３００程度であるが、アタックアングルβが２０°の場合、衝撃圧係数Ｋは２０〜３０程度と、約１０分の１にまで低減される。
【００３３】
そして、本第一実施例の浮体構造物１の場合、アウターハル４３の下面に下に向かって窄まる断面形状を有する凸部４４を備えており、スラミングの発生時、アウターハル４３の下面において水面に対し所定のアタックアングルを確保するようになっている。すなわち、下に向かって張り出した凸部４４の二側面が水平面に対してなす角度θ１，θ２（図２（Ｃ）参照）が、概ね図４におけるアタックアングルβに相当する（凸部４４自体の傾斜により、実際のアタックアングルは角度θ１，θ２からは多少ずれる）。
【００３４】
図６は、このような凸部４４による衝撃緩和作用を確認するため、コンピュータ上で浮体構造物１の凸部４４周辺の構造を模したモデルを作成して流体解析を行った結果を示している。解析に使用したモデルは図６（Ａ）に示す如き形状をなしており、直方体状の本体の一端側（図中左側）の下面に楔形の凸部を形成してある。この凸部が浮体構造物１の凸部４４に相当し、該凸部を備えた物体全体は、凸部４４を備えたアッパーハル４の一部の構造に相当する（図１及び図２（Ｃ）参照）。物体の前記凸部を構成する二側面が水平面に対してなす角度θ１，θ２は、それぞれ約４０°である。
【００３５】
このような物体が、図６（Ｂ）に示す如く、図中右側が相対的に下に、図中左側が相対的に上に位置するように傾斜した状態で、下方の水面に着水する場合を考える。すなわち、図３に示す如く、浮体構造物１に縦揺れ又は横揺れによるスラミングが発生した状態において、アッパーハル４の一端に位置するアウターハル４３及び水平ブレース４２が示す挙動に近い動きを想定している。
【００３６】
この場合に物体の各部に対して加わる衝撃圧を解析した結果を図６（Ｃ）に示している。図６（Ｃ）のグラフの横軸の数値は、図６（Ｂ）における物体の横方向の位置に対応した座標を示しており、一端側の下面に備えた楔形の頂点の位置座標をゼロとし、頂点より右側をプラス、左側をマイナスの数値で示している。座標にしておよそマイナス２〜プラス２の範囲が楔形を形成した部分にあたり、プラス２〜プラス８の範囲が、楔形の形成されていない平板状の底面を有する部分にあたる。縦軸は物体の各位置における衝撃圧係数Ｋを示しており、プラス５〜プラス８の下面が平板状の部分では衝撃圧係数Ｋは１６前後であるのに対し、下面に楔形を形成したマイナス２〜プラス２の範囲においては３前後となっており、５分の１程度にまで軽減されている。
【００３７】
このように、下面に楔形を形成した部分においては、楔形を形成しない平板状の部分と比較して衝撃圧係数Ｋを著しく低減させることができる。図１に示す如く、浮体構造物１のアウターハル４３の下面に凸部４４を備えれば、図３に示す如き揺れによりスラミングが発生しても、アウターハル４３に加わる衝撃が大幅に軽減されることになる。
【００３８】
また、凸部４４を備えない場合には、アウターハル４３が着水すると、アウターハル４３の下面全体が一瞬で水面に叩きつけられることになるが、アウターハル４３の下面に凸部４４が突出していれば、凸部４４の下端から順にある程度の時間をかけて水中に没していくことになるので、アッパーハル４を構成する部材が単位時間あたりに水面から受ける力も小さくなる。
【００３９】
尚、図１、図２に示した例の場合、水平ブレース４２には凸部４４を備えていないため、水平ブレース４２においては衝撃圧係数Ｋは小さくならない。しかし、図３に示す如き縦揺れや横揺れによるスラミングでは、アウターハル４３よりも径方向内側に位置する水平ブレース４２の水面への突入速度はアウターハル４３の突入速度よりも小さいので、衝撃圧係数Ｋが大きくても衝撃圧はさほど大きくはならない。また、水平ブレース４２より先に凸部４４が着水していれば、凸部４４の着水によりアッパーハル４全体の水面に対する速度が減じられる結果、水平ブレース４２が着水する時点では水平ブレース４２の速度が小さくなり、衝撃圧が軽減されるという効果も期待できる。
【００４０】
また、凸部４４には、スラミングによる衝撃を緩和するだけでなく、スラミング自体を発生しにくくする効果もある。凸部４４は、アウターハル４３の下面の没水部に突出するので、アッパーハル４の喫水が見かけ上、深くなっている。浮体構造物１のスラミングは、揺れの発生に伴ってアウターハル４３や凸部４４が浮き上がり、下面が水面から露出することで発生するが、アウターハル４３の下面に凸部４４が突出していれば、アウターハル４３と凸部４４の全体が水面に露出するまでに必要な浮き上がり量が大きくなり、スラミングが発生しにくくなるのである。
【００４１】
このように、アウターハル４３の下面に凸部４４を備えるだけで、スラミング発生時の衝撃を大幅に緩和すると同時にスラミングの発生自体をも抑制することができる。また、凸部４４を図１や図２に示す如き三角柱状の部材として構成すれば、容易且つ安価に製造でき、しかも既存の浮体構造物１にも簡単に取り付けることができる。
【００４２】
尚、浮体構造物１の構成は、図１や図２に示した例に限定されない。例えば、図７（Ａ）に示す如く、アウターハル４３の外周に必要に応じて張出部４５を備えても良い。張出部４５はアウターハル４３外周の没水部から径方向外側に向かって張り出したフランジであり、水平方向に沿った面を成して浮体構造物１の傾斜に伴い生じる抗力を増大させ、揺れを低減するようになっている。張出部４５の内部を空洞に形成し、バラストタンクとして利用するようにしても良い。
【００４３】
また、アウターハル４３を支持する補強材として、図７（Ｂ）に示す如き斜めブレース７やミドルブレース８を備えても良い。ここに図示した例では、斜めブレース７は、上端がアウターハル４３の下面に、下端がロワーハル５の中央部上面に連結され、全体として上方に向かって放射状に広がるように配置される。ミドルブレース８は、隣り合う斜めブレース７の中間部同士を連結するように水平方向に沿って配置される。尚、斜めブレース７やミドルブレース８の配置や本数等は、ここに図示した例に限定されない。斜めブレース７は、例えば水平ブレース４２やコラム部３に連結されていても良いし、ミドルブレース８は、例えば鉛直方向にも配置されていても良い。また、斜めブレース７やミドルブレース８の内部を空洞に形成してバラストタンクとして利用することもできる。
【００４４】
そして、凸部４４の設置位置も、図１、図２に示す如きアウターハル４３の下面に限定されない。喫水線近傍に位置する部材の下面に取り付けられていれば良く、例えば、水平ブレース４２の下面に取り付けることもできるし、張出部４５を備えている場合には、その下面に取り付けることもできる。また、水平ブレース４２、アウターハル４３、張出部４５各々の下面に凸部４４を備えるようにしても良い。あるいは、コラム部３の喫水線近傍にデッキ等を備えることも考えられるが、その場合には、該デッキの下面に取り付けても良い。ただし、スラミングによる衝撃を緩和する観点からは、コラム部３からなるべく径方向に離間した部材（すなわち、アウターハル４３や張出部４５）の下面に取り付けることが効果的である。
【００４５】
尚、凸部４４の形状は、ここに例示した三角柱状の形状に限定されない。例えば、台形状の断面を有する四角柱として構成し、前記台形の底辺をなす平行な二面のうち、短辺を構成する側面を下方に向け、長辺を構成する側面をアウターハル４３の下面に取り付けても良い。あるいは、頂点を下方に向け、底面をアウターハル４３の下面に取り付けた多角錐や円錐状等の形状としても良いし、また例えば、アウターハル４３の下面から下方に突出する半球状の部材としても良い。その他、凸部４４は、下に向かって窄まる断面形状を有する限りにおいて、種々の形状を取り得る。
【００４６】
凸部４４は中空であっても中実であっても良いが、中空とする場合には、内部の空洞をバラストタンクとして利用することができる。凸部４４を取り付ける部材（図１及び図２に図示した例では、アウターハル４３）の内部も空洞として構成している場合には、両者の内部の空洞を連通させても良い。
【００４７】
また、図１や図７（Ａ）、（Ｂ）に示した形態では、凸部４４はアウターハル４３の下面に取り付ける部材としているが、アウターハル４３を凸部４４と一体のものとして形成しても良い。あるいは、図７（Ｃ）に示す如く、アウターハル４３自体が凸部４４の機能を兼ねるよう、アウターハル４３を下に向かって窄まる断面形状を有する形状とすることもできる。
【００４８】
また、凸部４４を張出部４５に備える場合には、該張出部４５を凸部４４と一体のものとして形成しても良いし、張出部４５自体を下に向かって窄まる断面形状を有する形状としても良い。
【００４９】
以上のように、上記本第一実施例は、上部構造物２を浮力によって水上に支持する浮体構造物１であって、喫水線近傍に位置する部材（アッパーハル４、ないし該アッパーハル４を構成するアウターハル４３、あるいは水平ブレース４２、張出部４５）の下面に、下に向かって窄まる断面形状を有する凸部４４を備えているので、前記喫水線近傍に位置する部材にスラミングが発生した際、水面に対するアタックアングルを大きくして衝撃圧を低減することができる。
【００５０】
本第一実施例において、凸部４４は、水平面に沿った一側面と、該一側面から下側に張り出す他の二側面を備えた三角柱状の形状を有して構成されているので、簡単な構成でスラミングへの対策を行うことができる。
【００５１】
本第一実施例において、前記他の二側面は、各々が水平面に対し２０度以上の角度θ１，θ２を有して配されているので、衝撃圧の低減をより効果的に行うことができる。
【００５２】
本第一実施例の浮体構造物１は、上部構造物２を上端部に接続して水上に支持するよう構成した柱状のコラム部３と、該コラム部３の喫水線近傍で径方向に張り出して浮力を生じるよう構成したアッパーハル４とを備え、凸部４４は、アッパーハル４を構成する部材の下面に備えられているので、スパー型の浮体構造物１に関し、スラミングへの対策を確実に行うことができる。
【００５３】
したがって、上記本第一実施例によれば、簡単な構成でスラミングによる衝撃圧を低減し得る。
【００５４】
図８、図９は本発明の第二実施例を示すもので、第一実施例のスパー型（アドバンストスパー型）の浮体構造物１（図１、図２参照）とは異なり、セミサブ型と呼ばれる型式の浮体構造物１００を示している。上部構造物としては発電用の風車１０１を備えているが、風車に特に限定されるものではなく、太陽光発電設備や、各種の観測設備や通信設備、照明設備や採掘設備等であっても良い。
【００５５】
ここに示した浮体構造物１００は、鉛直方向に沿って伸びる複数の浮体１０２同士を水平方向に連結してなり、中央に位置する浮体１０２の上部に上部構造物１０１を接続している。浮体１０２同士の間は、各該浮体１０２の上端部同士を水平方向に橋渡しする上部連結部材１０３と、各浮体１０２の下端部同士を水平方向に橋渡しする下部連結部材１０４とにより連結されており、使用時においては、上部連結部材１０３は喫水線より上に位置し、下部連結部材１０４は没水部に位置する。さらに、上部連結部材１０３と下部連結部材１０４の間には、各浮体１０２同士の間を斜めに橋渡しするように斜めブレース１０５が備えられ、構造全体が補強されている。各浮体１０２、及び上部連結部材１０３の上面は平らなデッキ１０６として構成されており、各種の機器類が設置されるほか、作業員が通行できるようになっている。
【００５６】
そして、本第二実施例の場合、上部連結部材１０３の下面に凸部１０７を備え、上部連結部材１０３におけるスラミングへの対策としている。凸部１０７は、上記第一実施例の凸部４４（図１、図２参照）と同様の三角柱状の部材であり、一側面が上部連結部材１０３の下面に接するよう、水平面に沿って取り付けられ、他の二側面が前記一側面から下側に張り出すように配される。下側に張り出した前記二側面は、浮体構造物１００の静止状態において、水平面に対してそれぞれ所定の角度をなしている。各該角度は２０°以上９０°以下であることが好ましく、ここに示した例では各々約４０°である。
【００５７】
スラミングへの対策としての凸部１０７の作用は、上記第一実施例の凸部４４と同様であるので説明を省略するが（図３〜図６参照）、本第二実施例の如きセミサブ型の浮体構造物１００の場合には、強度設計の面で特に大きな効果が期待できる。すなわち、一般的なセミサブ型の浮体構造物では、連結部材やデッキ等、水平方向に沿った底面を有する部分を水面からなるべく高い位置に設置し、水面から底面までの距離（エアギャップと呼ばれる）を十分に長くしてスラミング自体を回避する方策を取っており、その場合、高い重心に起因する動揺性能の低下に対応するため、相応の強度を保つ必要がある。ここで、本第二実施例の浮体構造物１００の如く凸部１０７を備えてスラミングへの対策とすれば、上部連結部材１０３ないしデッキ１０６を必ずしも水面から高い位置に設置する必要がなくなる。よって、浮体構造物１００全体の重心を低くして動揺性能の改善を図ることができ、必要とされる強度を下げて製造にかかるコストを抑えることができる。
【００５８】
尚、ここでは凸部１０７を上部連結部材１０３の下面に設置しているが、凸部１０７を取り付ける位置はこれに限定されない。浮体構造物１００の設置の状況により、例えば斜めブレース１０５にスラミングが発生する可能性が想定される場合には、斜めブレース１０５の下面に凸部１０７を備えても良い。また、浮体構造物１００の設計によっては、例えば浮体１０２の中間部等にデッキ等が備えられることも考えられ、その場合には該デッキの下面に凸部１０７を備えることもできる。その他、喫水線近傍に位置し、下面にスラミングが発生する可能性のある部材や部位に対しては、適宜凸部１０７を備えることができる。
【００５９】
以上のように、上記本第二実施例は、上部構造物１０１を浮力によって水上に支持する浮体構造物１００であって、喫水線近傍に位置する部材（上部連結部材１０３）の下面に、下に向かって窄まる断面形状を有する凸部１０７を備えているので、前記喫水線近傍に位置する部材にスラミングが発生した際、水面に対するアタックアングルを大きくして衝撃圧を低減することができる。
【００６０】
本第二実施例において、凸部１０７は、水平面に沿った一側面と、該一側面から下側に張り出す他の二側面を備えた三角柱状の形状を有して構成されているので、簡単な構成でスラミングへの対策を行うことができる。
【００６１】
本第二実施例において、前記他の二側面は、各々が水平面に対し２０度以上の角度を有して配されているので、衝撃圧の低減をより効果的に行うことができる。
【００６２】
本第二実施例の浮体構造物１００は、鉛直方向に沿って伸びる複数の浮体１０２同士を水平方向に連結してなるセミサブ型の浮体構造物１００であるので、セミサブ型の浮体構造物１００に関し、スラミングへの対策を確実に行うことができる。
【００６３】
したがって、上記本第二実施例によれば、簡単な構成でスラミングによる衝撃圧を低減し得る。
【００６４】
尚、本発明の浮体構造物は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６５】
１  浮体構造物
２  上部構造物
３  コラム部
４  アッパーハル
４４  凸部
１００  浮体構造物
１０１  上部構造物
１０２  浮体
１０７  凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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