(57)【要約】【課題】２浮体連成系の波浪中作業限界波高の向上。【解決手段】第２浮体は第１浮体１に連結される。第１浮体１と第２浮体２の間に、第１浮体１と第２浮体２が対向する対向方向に第１浮体１と第２浮体２が相対的に運動する並進運動をある程度に許容し且つその程度以下に制限する並進運動許容制限機構５が介設される。第１浮体１と第２浮体２の間に介設され第１浮体１と第２浮体２とが相対的に運動する回転運動をある程度に許容し且つその程度以下に制限する回転運動許容制限機構６とが、更に２浮体間に介設される。第１浮体１と第２浮体２の連成運動が生起する際に、第１浮体１と第２浮体２の間の対向方向の並進運動のエネルギーが第１浮体１と第２浮体２の間の回転方向の回転運動のエネルギーに変換され、長周期側でヨー運動のピーク値を持つが、短周期側でスウェイ運動のピーク値が低く抑えられ、結果的に、２浮体連成系の波浪中作業限界波高を高くすることができる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１浮体と、
前記第１浮体に連結される第２浮体と、
前記第１浮体と前記第２浮体の間に介設され前記第１浮体と前記第２浮体が対向する対向方向に前記第１浮体と前記第２浮体が相対的に運動する並進運動をある程度に許容し且つ前記程度以下に制限する並進運動許容制限機構と、
前記第１浮体と前記第２浮体の間に介設され前記第１浮体と前記第２浮体とが相対的に運動する回転運動をある程度に許容し且つ前記程度以下に制限する回転運動許容制限機構
とを構成する連鎖浮体。
【請求項２】
前記第１浮体と前記第２浮体の間に介設されるフェンダ
を更に構成する請求項１の連鎖浮体。
【請求項３】
前記並進運動許容制限機構は係留索を形成し、前記回転運動許容制限機構は回転軸を形成する
請求項２の連鎖浮体。
【請求項４】
前記係留索は立体的な襷掛けに形成される
請求項３の連鎖浮体。
【請求項５】
前記第１浮体の質量は前記第２浮体の質量より小さい
請求項１の連鎖浮体。
【請求項６】
運搬船は前記第１浮体に接合する
請求項４の連鎖浮体。
【請求項７】
前記運搬船は前記第１浮体に対して係留索を介して接合する
請求項６の連鎖浮体。
【請求項８】
運搬船は前記第１浮体と前記第２浮体に接合する
請求項５の連鎖浮体。
【請求項９】
前記運搬船は前記第１浮体に対して第１係留索を介して接合し、且つ、前記運搬船は前記第２浮体に対して第２係留索を介して接合する
請求項８の連鎖浮体。
【請求項１０】
前記第２浮体は作業船である
請求項１〜９から選択される１請求項の連鎖浮体。
【請求項１１】
前記作業船は浚渫作業船である
請求項９の連鎖浮体。
【請求項１２】
前記第２浮体は天然資源に関するプラント船であり、前記運搬船は前記天然資源を運搬する
請求項６〜１０から選択される１請求項の名称。
【請求項１３】
長周期側でヨー運動のピーク値を持ち、且つ、短周期側でスウェイ運動のピーク値がより低く抑えられる
請求項１〜１２から選択される１請求項の連鎖浮体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連鎖浮体に関し、特に、浚渫作業船の作業可能波高の範囲を拡大する連鎖浮体に関する。
【背景技術】
【０００２】
港湾では整備が必要であり航路の保全が要求される。その保全のために、浚渫作業が実施されている。そのような浚渫のために、浚渫船のような浮体が用いられている。浚渫作業船の作業効率は、波浪中作業限界波高に強く依存する。作業可能である波浪中作業限界はより高いことが求められる。浚渫作業船は単独では用いられず、浚渫により掬い揚げられた海底土砂を排出するための土砂運搬船のような航行可能な他の浮体が併用的に用いられる。土砂運搬船のような運搬台船を浚渫作業船に横付けする作業工程は、浚渫プロセスを必ずに構成している。浚渫作業船の波浪中作業限界波高は、浚渫作業船と運搬台船の２体系として考えられることが重要である。
【０００３】
２体系の安定化のための従来の技術として、作業船と運搬船とをフェンダーと係船索とにより両体を連結する連結技術が知られている。フェンダーと係船索とにより連結される２体系には、波高に強く影響される運動として、スウェイ運動（連結方向相対的並進運動）とヨー運動（鉛直軸まわりの相対的回転運動）とが知られている。図６は、公知の２浮体間連結技術を示している。浚渫作業船１０１は、４本の係留索１０２によりアンカー１０３を介して海底に動揺可能に係留される。運搬台船１０４は複数の係留索１０５により浚渫作業船１０１に動揺可能に連結される。その連結の際には、浚渫作業船１０１と運搬台船１０４との間に、フェンダー１０６が介設される。２体問題を形成する２浮体間には、スウェイ運動とヨー運動の非線形的連成複合運動が発生する。このような２体系の波浪中作業限界波高は、高々５０ｃｍの程度である。公知の２体間安定化技術は、浚渫稼動効率の向上を阻んでいる。作業船と固定構造物体の間にローディングアームを介設して、連結作業を容易にする技術は、後掲特許文献１で知られている。運搬船と作業用浮体との間の連結の安定化の技術は知られていない。２浮体間の波浪中作業限界波高の向上が求められている。特に、離脱自在に係合する２浮体間の波浪中作業限界波高の向上が求められている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３４９７１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、２浮体連成系の波浪中作業限界波高を向上する技術を確立することができる連鎖浮体を提供することにある。
本発明の他の課題は、特に、離脱自在に係合する２浮体連成系の波浪中作業限界波高を向上する技術を確立することができる連鎖浮体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による連鎖浮体は、第１浮体（１）と、第１浮体（１）に連結される第２浮体（２）と、第１浮体（１）と第２浮体（２）の間に介設され第１浮体（１）と第２浮体（２）が対向する対向方向に第１浮体（１）と第２浮体（２）が相対的に運動する並進運動をある程度に許容し且つその程度以下に制限する並進運動許容制限機構（５）と、第１浮体（１）と第２浮体（２）の間に介設され第１浮体（１）と第２浮体（２）とが相対的に運動する回転運動をある程度に許容し且つその程度以下に制限する回転運動許容制限機構（６）とを構成している。
【０００７】
第１浮体（１）と第２浮体（２）の連成運動が生起する際に、第１浮体（１）と第２浮体（２）の間の対向方向の並進運動のエネルギー（の一部）が第１浮体（１）と第２浮体（２）の間の回転方向の回転運動のエネルギーに変換され、長周期側でヨー運動のピーク値を持つが、短周期側でスウェイ運動のピーク値が低く抑えられ、結果的に、２浮体連成系の波浪中作業限界波高を高くすることができる。
【０００８】
第１浮体（１）と第２浮体（２）の間にフェンダ（１３）介設され、２浮体連成系の内部エネルギーの移動が円滑化される。並進運動許容制限機構（５）が係留索により形成され、特には襷掛け係留索により形成されることは、現実的に望ましい。回転運動許容制限機構（６）が回転軸（９）を含むことは、現実的に望ましい。ここで、襷掛けは、２つの係留索が互いに交叉する配置構造を意味し、平面視で１点で重なるＸ字状又十字状の交叉の他に、延長線上で交叉する交叉構造を含み、両浮体の連結性を左右回転方向により安定化することができる。Ｘ字状又十字状の交叉の場合の襷掛けは、立体的に交叉する襷掛けであることが好ましい。
【０００９】
第１浮体（１）の質量は第２浮体の質量より小さいことは重要である。この場合、第２浮体（２）は第１浮体（１）の連成運動の既述のエネルギー変換を行うために用いられ、この場合に、運搬船（３）は第１浮体（１）に接合し、３浮体連成系の並進運動を緩和することができる。運搬船（３）が第１浮体（１）に対して係留索（１５）を介して接合することは、現実的に望ましい。運搬船（３）が第１浮体と第２浮体の両方に接合することは可能である。この場合には、運搬船（３）は第１浮体（１）に対して第１係留索（１５）を介して接合し、運搬船（３）は第２浮体（２）に対して第２係留索（１９）を介して接合する。この場合にも、係留索の襷がけ構造は好ましい。
【００１０】
第２浮体は、作業船であることが有効である。作業船（例示：浚渫作業船）が作業することができる波の周期の領域が長周期側に拡大される。第２浮体は特に天然資源に関するプラント船であることが効果的である。そのようなプラント船の質量は中継浮体（１）の質量に比べて顕著に大きく、２浮体連成系の波浪中作業限界波高を高くすることができる点で特に有用である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による連鎖浮体は、２浮体連成系の波浪中作業限界波高の向上が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明による名称の実現態は、図に対応して、詳細に記述される。その実現態は、図１に示されるように、中継浮体が一方の浮体である浚渫作業船と他方の浮体である運搬船との間に中継的に介設される。その中継浮体１は、図１に示されるように、浚渫作業船２と運搬船３との間に連結可能に介設されている。浚渫作業船２は、係留索４により海底に対して係留され、特に、立体的に交叉する４本の係留索４により係留される。係留索４と海底との間には、係留索４の末端部位に連結されるアンカー４’が介設される。アンカー４’は、撓みを許容する係留索４を介しある程度の動揺を許容して浚渫作業船２を海底に対して係留する。
【００１３】
中継浮体１と浚渫作業船２との間には、第１連結方向相対的並進運動抑止機構５と、相対的回転運動抑止機構６とが介設されている。第１連結方向相対的並進運動抑止機構５は、２本の襷掛け交叉係船索７を構成している。第１連結方向相対的並進運動抑止機構５には、襷掛け交叉係船索７のそれぞれの両端部位を浚渫作業船２に固着する固着部位８が形成されている。浚渫作業船２の側の固着部位８は、中継浮体１に対向する浮体辺近傍に形成されている。中継浮体１の側の固着部位８は、浚渫作業船２に対向する浮体辺近傍に形成されている。相対的回転運動抑止機構６は、両側の襷掛け交叉係船索７の間に介設されている。一方の組の２本の襷掛け交叉係船索７のうちの１本の係船索と他方の組の２本の襷掛け交叉係船索７のうちの１本の係船索とは、互いに異なる位相位置で互いに交叉的に形成されて１組の襷掛け構造を形成している。２本の係船索がＸ字状に又は十字状に交叉する対称構造を有し、且つ、１平面上で交叉することは好ましくなく、襷掛けは立体的に交叉する構造であることが好ましい。
【００１４】
相対的回転運動抑止機構６は、連結軸９と連結軸９を中継浮体１と浚渫作業船２に回転自在に結合する軸受と第１連結方向相対的並進運動抑止機構５とから構成されている。第１連結方向相対的並進運動抑止機構５は、相対的回転運動抑止機構６の構成要素として兼用されている。その軸受は、作業船浮体側軸受１１と中継浮体側軸受１２とから構成されている。作業船浮体側軸受１１は、浚渫作業船２に固定されて配置されている。中継浮体側軸受１２は、中継浮体１に固定されて配置されている。連結軸９の一方側の半分程度は作業船浮体側軸受１１に離脱不能に且つ回転可能に係合し、連結軸９の他方側の半分程度は中継浮体側軸受１２に離脱不能に且つ回転可能に係合している。連結軸９は、円柱状又は球状に形成されている。球状の連結軸９は、中継浮体１と浚渫作業船２とを３次元的回転可能に連結する。中継浮体１と浚渫作業船２とが対向する両対向面間には、複数のフェンダ１３が介設される。
【００１５】
中継浮体１と運搬船３との間には、第２連結方向相対的並進運動抑止機構１４が介設されている。第２連結方向相対的並進運動抑止機構１４は、２本の襷掛け交叉係船索１５を構成している。第２連結方向相対的並進運動抑止機構１４には、襷掛け交叉係船索１５のそれぞれの両端部位を中継浮体１に固着する固着部位１６が形成されている。中継浮体１の側の固着部位１６は、運搬船３に対向する浮体辺近傍に形成されている。運搬船３の側の固着部位１６は、中継浮体１に対向する浮体辺近傍に形成されている。中継浮体１と運搬船３との間には、複数のフェンダ１７が介設されている。
【００１６】
多様な周波数の波が連結浮体に押し寄せると、浚渫作業船２と運搬船３とに波に起因する外力が作用する。波が押し寄せる方向は、３６０度のうちの任意の角度の方向である。浚渫作業船２と運搬船３とに作用する外力は、波による強制力と中継浮体１を介して浚渫作業船２と運搬船３との相対運動に起因する力であり、並進方向と回転方向に分解される。このような相対運動は、浚渫作業船２と中継浮体１の間の第１相対運動と、中継浮体１と運搬船３の間の第２相対運動とから形成されている。その第１相対運動は、第１連結方向相対的並進運動抑止機構５によりその並進運動をある程度以下に許容され、その程度以上には阻止されている。その程度以上に阻止される相対的並進運動は、浚渫作業船２と中継浮体１とから構成される単一剛体の並進運動を誘発するが、波のエネルギーの一部は、中継浮体１と浚渫作業船２との間で相対的回転運動抑止機構６とフェンダ１３とにより許容される相対的回転運動のエネルギーに変換される。
【００１７】
その第２相対運動は、第２連結方向相対的並進運動抑止機構１４によりその並進運動をある程度以下に許容されその程度以上には阻止されている。その程度以上に阻止される相対的並進運動は、中継浮体１と運搬船３とから構成される単一剛体の並進運動を誘発するが、波のエネルギーの一部は、中継浮体１と運搬船３との間で第２連結方向相対的並進運動抑止機構１４とフェンダ１７とにより許容される相対的回転運動のエネルギーに変換される。中継浮体１と浚渫作業船２との間の相対的回転運動は、相対的回転運動抑止機構６の連結軸９により安定化されていて、連成運動の自由性を有効に制限している。浚渫作業船２の質量は運搬船３の質量より大きい。浚渫作業船２の相対的回転モーメントの増幅的増大を抑制するためには、相対的回転運動抑止機構６が中継浮体１と浚渫作業船２との間に配置されることが有効である。回転軸を中継浮体１と運搬船３との間に介設することができるように、中継浮体１と運搬船３との両方に構造的改変を行うことは有効である。このようなエネルギー変換の量は、各浮体の形状と波周期とその他の要因に依存する。
【００１８】
図２は、波周期と浮体間相対運動（その変位の大きさ）との関係を示している。点線は中継浮体が存在しない公知の２体浮体の相対運動を示し、実線は中継浮体が存在する本発明の２体浮体の相対運動を示している。本発明の２体浮体は、浚渫作業船２と運搬船３の２体である。従来の２浮体間相対運動は、短周期領域と長周期領域とで運動ピークの存在を示す。従来の２浮体間相対運動は、短周期領域でスウェイ運動のピークの存在を示し、長周期領域でヨー運動のピークの存在を示す。本発明による２浮体間相対運動は、長周期領域でヨー運動のピークの存在を示すが、短周期領域でスウェイ運動のピークの存在を示していない。
【００１９】
長周期波領域では、浚渫作業は休止される。短周期領域の範囲は、作業時海象の範囲である。作業時海象の範囲で運動のピークを示さない本発明では、運搬船３を浚渫作業船２に連結した状態で、浚渫作業を作業時海象時に休止する必要性がない。公知技術では、作業時海象範囲で休止する必要がある。
【００２０】
図３は、本発明による連鎖浮体の実施の他の形態を示している。実施の本形態は、中継浮体１と運搬船３との関係では実施の既述のそれらの関係に同じであるが、中継浮体１と浚渫作業船２との関係では実施の既述の形態のそれらの関係と相対的回転運動抑止機構６の配置の点で異なっている。実施の本形態では、相対的回転運動抑止機構６を構成する連結軸９が、中継浮体１と浚渫作業船２との対向面間の一方の端部領域に配置され、相対的回転運動抑止機構６を構成する第１連結方向相対的並進運動抑止機構５とフェンダ１３とが他方の端部領域に配置されている。
【００２１】
図４は、本発明による連鎖浮体の実施の更に他の形態を示している。実施の本形態では、中継浮体１と運搬船３との関係では実施の既述の形態のそれらの関係と連結軸９の配置の点で同じであり、中継浮体１と運搬船３との間に第２連結方向相対的並進運動抑止機構１４とフェンダ１７とが介設される点は、実施の既述の形態に同じである。実施の本形態では、浚渫作業船２と運搬船３との間に、他の襷掛け交叉係船索１９と他のフェンダ２１とが介設されている。中継浮体１は、運搬船３に対して長い対向面を有している。浚渫作業船２は、運搬船３に対して長い対向面を有している。浚渫作業船２は、中継浮体１に対して短い対向面を有している。実施の本形態では、中継浮体１は浚渫作業船２に対して対向方向に長く、浚渫作業船２が中継浮体１に対して対向する対向面は、浚渫作業船２の側面のうちわずかな面である。
【００２２】
図５は、本発明による連鎖浮体の実施の更に他の形態を示している。実施の本形態では、中継浮体１と運搬船３との関係では実施の図１と図３の形態のそれらの関係に同じであるが、相対的回転運動抑止機構６の具体的構造の点で、実施の既述の全形態と異なっている。相対的回転運動抑止機構６は、係船索２２とＡ字型フレームによるリンク機構２４とから構成されている。係船索２２は、既述の第１連結方向相対的並進運動抑止機構５の１つの形態である。
【００２３】
リンク機構２４は、剛体のフレームで構成されている。フレームは、２本のリンクとリンク間結合部材２８とで形成されている。第１リンク２６は一端が浚渫作業船２にローリング方向にのみ回転可能に固着され他端が中継浮体１に３方向回転可能に固着され、第２リンク２７は一端が浚渫作業船２にローリング方向にのみ回転可能に固着され他端が中継浮体１に３方向回転可能に固着されている。リンク間結合部材２８は、フレームの剛性を高めている。第１リンク２６の他端と第２リンク２７の他端は、中継浮体１の側の共通位置に回転軸共有的に固着されている。リンク２６とリンク２７とは、リンク間結合部材２８とその他の補強部材で更に強固に結合されることが剛性強化の点で好ましい。
【００２４】
実施の既述の形態では、第１浮体（中継浮体）１と運搬船３の関係、特に、第２浮体２と運搬船３の関係として、浚渫作業船２と運搬船３の関係として記述されているが、本発明は、洋上石油プラント船と輸送タンカーの石油積出し関係、洋上ＬＮＧプラント船とＬＮＧ船の天然ガス積出し関係に適用され、波浪中作業限界波高の向上が特に期待される天然資源積出し作業に特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明による連鎖浮体の実施の形態を示す平面図である。
【図２】図２は、浮体間相対運動を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明による連鎖浮体の実施の他の形態を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明による連鎖浮体の実施の更に他の形態を示す平面図である。
【図５】図５は、本発明による連鎖浮体の実施の更に他の形態を示す平面図である。
【図６】図６は、公知の係船を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…第１浮体
２…第２浮体
３…運搬船
５…並進運動許容制限機構
６…回転運動許容制限機構
９…回転軸
１３…フェンダ
１５…襷掛け係留索
１９…第２襷掛け係留索
【図１】
2005067530.tif 000003
【図２】
2005067530.tif 000004
【図３】
2005067530.tif 000005
【図４】
2005067530.tif 000006
【図５】
2005067530.tif 000007
【図６】
2005067530.tif 000008