(57)【要約】【課題】浮体の長周期動揺を低減させて安全性を高めることができる長周期動揺低減装置を提供する。【解決手段】岸壁３に係留される船舶２の長周期動揺を低減させる長周期動揺低減装置１である。船舶２を係留索４にて係留し、船舶２と岸壁３との間に防舷材５を介装するとともに、船舶２を岸壁３に接近する方向に付勢するポート７を備えた。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水際に係留される浮体の長周期動揺を低減させる長周期動揺低減装置であって、
前記浮体を係留索にて係留し、浮体と水際との間に防舷材を介装するとともに、浮体を水際に接近する方向に付勢する抵抗物を備えたことを特徴とする長周期動揺低減装置。
【請求項２】
水際に係留される浮体の長周期動揺を低減させる長周期動揺低減装置であって、
前記浮体を係留索にて係留し、浮体と水際との間に防舷材を介装するとともに、浮体を水際の周囲に囲繞するように浮遊体のフェンスを形成したことを特徴とする長周期動揺低減装置。
【請求項３】
水際に係留される浮体の長周期動揺を低減させる長周期動揺低減装置であって、
前記浮体を係留索にて係留し、浮体と水際との間に防舷材を介装するとともに、前記船舶と水際との間に水流を発生させる水流発生手段を設けたことを特徴とする長周期動揺低減装置。
【請求項４】
水際に係留される浮体の長周期動揺を低減させる長周期動揺低減装置であって、
前記浮体を係留索にて係留し、浮体と水際との間に防舷材を介装するとともに、浮体が水際から離れることを防止するクッション体を浮沈可能に設けたことを特徴とする長周期動揺低減装置。
【請求項５】
水際に係留される浮体の長周期動揺を低減させる長周期動揺低減装置であって、
前記浮体を係留索にて係留し、浮体と水際との間に複数の防舷材を介装するとともに、該複数の防舷材の少なくとも一部に減衰力調整機能を付与したことを特徴とする長周期動揺低減装置。
【請求項６】
水際に係留される浮体の長周期動揺を低減させる長周期動揺低減装置であって、
前記浮体を係留索にて係留し、浮体と水際との間に複数の防舷材を介装するとともに、前記係留索に張力調節手段を備えたことを特徴とする長周期動揺低減装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、船舶等の浮体の長周期動揺を低減する長周期動揺低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
湾内が静穏であるにも拘わらず、係留された船舶が大きく動揺し、係留索が破断する事例が多数報告されており、港湾関係者の中でも重要視されている。船舶を動揺させる要因としては、波の長周期成分や変動波漂流力、サブハーモニックモーション（分数調波共振）などが考えられているが、これらはいずれも係留系の固有周期で共振する現象である。
従来においては、この船舶の動揺を防止するために防波堤を設けたり、湾内のモニタリングを行って長周期動揺発生時に荷役作業を行わないようなオペレーションを行う等の対策が施されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、防波堤を設定するには、多大や費用や時間がかかるとともに、一旦建設された後での設計変更が困難であるという問題があった。
また、湾内をモニタリングを行う方法は、作業員に負担がかかるとともに、長周期動揺発生時には荷役作業を行えないため、作業効率が低下してしまうという問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、浮体の長周期動揺を低減させて安全性を高めることができる長周期動揺低減装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、水際に係留される浮体の長周期動揺を低減させる長周期動揺低減装置であって、前記浮体を係留索にて係留し、浮体と水際との間に防舷材を介装するとともに、浮体を水際方向に付勢する抵抗物を備えたことを特徴とする。
【０００５】
この発明によれば、前記防舷材と抵抗物とで浮体の動揺を規制することにより、係留索にて係留された浮体（係留系）の波による運動を減衰させ、係留系と波の長周期成分との共振により発生する長周期動揺を低減させることができる。長周期動揺は固有周期の運動であり、減衰力を増加することで長周期動揺を大きく低減することができる。
【０００６】
また、請求項２に記載した発明は、水際に係留される浮体の長周期動揺を低減させる長周期動揺低減装置であって、前記浮体を係留索にて係留し、浮体と水際との間に防舷材を介装するとともに、浮体を水際の周囲に囲繞するように浮遊体のフェンスを形成したことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、前記浮遊体のフェンスにより、係留系に伝達される波からの力を減衰させることができると共に、浮体運動に対する減衰力も大きくなるため、係留系と波の長周期成分との共振により発生する長周期動揺を低減させることができる。
【０００８】
また、請求項３に記載した発明は、水際に係留される浮体の長周期動揺を低減させる長周期動揺低減装置であって、前記浮体を係留索にて係留し、浮体と水際との間に防舷材を介装するとともに、前記浮体と水際との間に水流を発生させる水流発生手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、前記水流発生手段により浮体と水際との間に水流を発生させることで浮体と水際との間に負圧を発生させ（コアンダ効果）、この負圧が浮体を水際に接近させる力を発生させるため、前記防舷材と浮体との密着力を高めることができるとともに、浮体の動揺を強く規制することができ、長周期動揺を低減させることができる。
【００１０】
また、請求項４に記載した発明は、水際に係留される浮体の長周期動揺を低減させる長周期動揺低減装置であって、前記浮体を係留索にて係留し、浮体と水際との間に防舷材を介装するとともに、浮体が水際から離れることを防止するクッション体を浮沈可能に設けたことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、浮体が係留索に係留されるまでは、前記クッション体を沈んだ状態に保持しておき、浮体が係留された後に、前記クッション体を浮上させて、浮体の動揺を防舷材とクッション体とで規制することで、長周期動揺を低減させることができる。
【００１２】
また、請求項５に記載した発明は、水際に係留される浮体の長周期動揺を低減させる長周期動揺低減装置であって、前記浮体を係留索にて係留し、浮体と水際との間に複数の防舷材を介装するとともに、該複数の防舷材の少なくとも一部に減衰力調整機能を付与したことを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、前記複数の防舷材の少なくとも一部に減衰力調整機能を付与したことにより、係留系の動揺を抑制するように減衰力を調整させることが可能となり、長周期動揺を低減させることができる。
【００１４】
また、請求項６に記載した発明は、水際に係留される浮体の長周期動揺を低減させる長周期動揺低減装置であって、前記浮体を係留索にて係留し、浮体と水際との間に複数の防舷材を介装するとともに、前記係留索に張力調節手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、前記張力調節手段により係留索の張力を調整することで、係留系の固有振動数を可変とすることができ、波の長周期成分との共振を防止するように、係留系の固有振動数を変えることで長周期動揺を低減させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態における長周期動揺低減装置を図面と共に説明する。以下の実施の形態においては、浮体が船舶である場合について説明する。
図１はこの発明の第１の実施の形態における長周期動揺低減装置１の平面図である。図２は図１の長周期動揺低減装置１の断面図である。同図に示したように、浮体である船舶２は、その長手方向が岸壁３に沿うようにして、係留索４を介して係留されている。
【００１７】
船舶２と岸壁３との間には、複数の防舷材５が船舶２の長手方向に沿うように介装されている。これらの防舷材５はフェンダー等の弾性部材からなり、船舶２を弾性支持することにより、岸壁に直交する方向（矢印Ｐ方向）、すなわち波の進行方向の船舶２の振動を吸収できるようにしている。また、船舶２の沖側（岸壁３側と逆側）の部位には、抵抗板６を備えた２つのポート７が水面１０に対して略半没状態で配置されている。これらのポート７は、岸壁３の電力源８に動力供給ライン９を介して接続され、該電力源８からの電力により水面１０を走行可能とされている。これらのポート７は、プロペラやスラスタなどの推力を備えており、前記抵抗板６を船舶２に向けた状態で、船舶２を岸壁３方向に付勢するような推進力を発生させている。本実施の形態においては、前記抵抗板６に、接触部１１が上下左右に２つずつ形成してあり、これらの接触部１１を船舶２に接触させている。このように、接触部１１と船舶２との間に水を介装させることにより、船舶２の動揺を低減する効果を高めることができる。
【００１８】
本実施の形態における長周期動揺低減装置１は、前記防舷材５と抵抗板６とで船舶２の動揺を規制することにより、係留索４により係留された船舶２（以下、「係留系」という）の減衰力をおおきくしている。これにより、係留系と波の長周期成分との共振により発生する長周期動揺を低減させることができる。これについて図３を用いて説明する。図３は長周期動揺低減装置１の原理を示す説明図である。同図において、横軸に示したωは、係留系の角振動数であり、ω０は係留系の固有角振動数である。また、縦軸に示したＸ／（Ｆ／ｍ）は外力に対する水平方向の変位の比を示している。そして、同図において、係留系の角周波数ごとの変位の比を、係留系の減衰力が小さい順（減衰比ζ＝０．０、、０．５）に表示している（曲線Ｄ０、、Ｄ５）。ここで、単に船舶２を係留索４にて係留しただけの場合を曲線Ｄ０で示している。また、範囲Ａは通常の波の角振動数の範囲を示し、範囲Ｂは波の角振動数の長周期成分の範囲を示している。
【００１９】
同図に示したように、係留系の変位の比は、固有角振動数の付近で大きく増大するとともに、係留系の減衰力に大きく依存する。このため、船舶２を係留索４にて係留しただけの場合には、固有角振動数の付近（Ｂの範囲）で非常に大きく共振して、非常に大きな長周期動揺が発生することになる。しかしながら、本実施の形態においては、前記防舷材５と抵抗板６とで船舶２の動揺を規制することにより、減衰力を増加させるため、長周期動揺を大きく低減することができる。なお、この原理については、後述する他の実施の形態における長周期動揺低減装置２０、３０、４０、５０についても適用できる（長周期動揺低減装置６０については詳細を後述する）。なお、前記ポート７は無人式であってもよく、有人式であってもよい。また、前記抵抗板６に接触部１１を設けたが、接触部１１を設けなくてもよい。
【００２０】
以下、本発明の他の実施の形態について説明する。以下の他の実施の形態において、第１の実施の形態と同様の部材については、同一の番号を付して適宜その説明を省略する。
図４は本発明の第２の実施の形態における長周期動揺低減装置２０の平面図である。図５は図４に示した長周期動揺低減装置２０の断面図である。これらの図に示したように、前記長周期動揺低減装置２０は、船舶２を囲繞するように、複数の浮き袋２１からなるフローティングフェンス２２を形成している。このフローティングフェンス２２はその両端部を岸壁３に沿って設けられた杭２４、２５に着脱自在に固定されている。これにより、船舶２の走行時には、フローティングフェンス２２を杭の一方（例えば杭２４）付近にて収納することで、船舶２の走行を行わせることができ、また船舶２が係留されているときには、フローティングフェンス２２の先端部を矢印２３に示すように移動させて、杭２５に取り付けることにより、係留された船舶２を囲繞することができる。このフローティングフェンス２２にて水面１０を外部から遮断することにより、係留系に伝達される波からの力を減衰させることができるとともに、系の減衰力を増加することができるため、係留系と波の長周期成分との共振により発生する長周期動揺を低減させることができる。
【００２１】
図６（ａ）は本発明の第３の実施の形態における長周期動揺低減装置３０の平面図である。図７は図６（ａ）に示した長周期動揺低減装置３０の断面図である。これらの図に示したように、係留された船舶２の前後方向にジェット流発生装置３１を配置して、これらのジェット流発生装置３１から、船舶２と岸壁３との間にジェット流３２を発生させている。このジェット流３２により、図６（ｂ）に示したように、船舶２と岸壁３との間に負圧３３を発生させることができ（コアンダ効果）、この負圧３３が船舶２を岸壁３に接近させる力となる。これにより、前記防舷材５と船舶２との密着力を高めることができるとともに、船舶２の動揺を強く規制することができるため、長周期動揺を低減させることができる。なお、本実施の形態においては、２つのジェット流発生装置３１を用いた場合について説明したが、ジェット流発生装置３１の数は２つに限られない。また、ジェット流発生装置３１は船舶２に向けて水を送り出すことでジェット流３２を発生させているが、これに限らず、水を吸い込むことによりジェット流３２を発生させてもよい。なお、この場合には、ジェット流３２の向きは図６（ａ）に示したものと逆になる。
【００２２】
図８は本発明の第４の実施の形態における長周期動揺低減装置４０の平面図である。図９は図８に示した長周期動揺低減装置４０の断面図である。これらの図に示したように、船舶２が岸壁３から離れることを防止するクッション体４１を浮沈可能に設けている。すなわち、前記クッション体４１は、先端部に空気袋４２の取り付けられたリンク４３と、底面に配設されたピン４５に連結されたリンク４４とが、ピン４６を介して揺動可能に連結された構成となっている。空気袋４２は図示しない空気給排手段に接続され、該空気給排手段により空気袋４２の給排を可能としている。
【００２３】
これにより、船舶２が係留索４に係留されるまでは、前記クッション体４１を沈んだ状態に保持しておく（図９の点線部分参照）。このとき、空気袋４２の空気は抜いておくことが好ましい。そして、船舶２が係留された後に、空気袋４２に空気を供給して前記空気袋を矢印４７のように水面１０に浮上させる。これに伴い、リンク４３，４４が矢印４８のように揺動することで、前記空気袋４２を船舶２の沖側側面に対向するように保持させることができる（図９の実線部分参照）。このように、空気袋４２と前記防舷材５とにより船舶２を挟むようにして、船舶２の動揺を防舷材５とクッション体４１とで規制することができ、長周期動揺を低減させることができる。なお、実施の形態においてはクッション体４１を２個設けたが、これに限らず１個であってもよいし、３個以上設けてもよい。
【００２４】
図１０は本発明の第５の実施の形態における長周期動揺低減装置５０の平面図である。図１１は図１０に示した長周期動揺低減装置５０の断面図である。これらの図に示したように、船舶２と岸壁３との間に介装された複数の防舷材５の間に、ジャバラ５１が配設されている。図１２は図１０に示したジャバラ５１の斜視図であり、図１３は図１２のジャバラ５１に給排水手段を接続した状態の説明図である。これらの図に示したように、ジャバラ５１はその一端面を岸壁３に接触させるとともに、他端面を船舶２に接触させている。ジャバラ５１は給排ポンプ５２を備えた水流路５３に接続されており、該給排ポンプ５２によりジャバラ５１内への水の給排（供給・排出）を水流路５３を介して行わせている。このようにジャバラ５１内に水を供給、排出させることにより、船舶２に対する反発力、吸引力を発生させることができる。よって、船舶２の動揺を抑制するジャバラ５１の減衰力を調整することが可能となり、長周期動揺を低減させることができる。なお、実施の形態においては、ジャバラ５１により減衰力調整を行わせたが、例えば、磁石や圧縮吸盤等の手段により行ってもよい。
【００２５】
図１４は本発明の第６の実施の形態における長周期動揺低減装置６０の平面図である。図１５は図１４に示した長周期動揺低減装置６０の断面図である。これらの図に示したように、船舶２を係留する係留索４にオートテンション装置６１を備えている。このオートテンション装置６１は、係留索４の基端部側に巻き取り装置６２を介装することにより、係留索４の巻き取り、送り出しを可能としている。また、前記オートテンション装置６１には、図示しない変位量検知センサが設けられ、該センサを介して係留系の変位量を検知したときに、係留索４の張力の調整を行えるようにしている。これにより、係留系の変位量が予め設定された許容値以上に大きくなったこと前記センサにより検知すると、オートテンション装置６１により係留索４のテンションを調整する。これにより、図３の矢印Ｅに示すように、係留系の固有振動数を変化させることができるため、波の長周期成分との共振を防止することができ、長周期動揺を低減させることができる。
【００２６】
以上実施の形態において説明したように、係留された船舶２の長周期動揺を低減させることができるため、長周期動揺により荷役作業が中断されることを防止することができ、作業効率を高めることができる。また、従来のように防波堤を設定すると、設置に多大な費用や時間が必要となるが、実施の形態における長周期動揺装置では、費用や時間を大幅に低減することが可能となる。なお、本発明は、船舶に限らず、係留された浮体に適用することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、浮体に対する長周期動揺を低減することができるため、浮体内での作業が長周期動揺により妨げられず、安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における長周期動揺低減装置の平面図である。
【図２】図１に示した長周期動揺低減装置の断面図である。
【図３】本発明の第１から第５の実施の形態における長周期動揺低減装置の原理を示す説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における長周期動揺低減装置の平面図である。
【図５】図４に示した長周期動揺低減装置の断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態における長周期動揺低減装置の平面図である。
【図７】図６に示した長周期動揺低減装置の断面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態における長周期動揺低減装置の平面図である。
【図９】図８に示した長周期動揺低減装置の断面図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態における長周期動揺低減装置の平面図である。
【図１１】図１０に示した長周期動揺低減装置の断面図である。
【図１２】図１０に示したジャバラの斜視図である。
【図１３】図１２のジャバラを用いた説明図である。
【図１４】本発明の第６の実施の形態における長周期動揺低減装置の平面図である。
【図１５】本発明の第６の実施の形態における長周期動揺低減装置の断面図である。
【符号の説明】
１、２０、３０、４０、５０、６０　長周期動揺低減装置
２　船舶（浮体）
３　岸壁（水際）
４　係留索
５　防舷材
６　抵抗板（抵抗物）
２２　フローティングフェンス（フェンス）
３１　ジェット流発生装置（水流発生装置）
４１　クッション体
５１　ジャバラ（減衰力調整機能）
６１　オートテンション装置（張力調整手段）
【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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【図１０】
2004017690.tif 000012
【図１１】
2004017690.tif 000013
【図１２】
2004017690.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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