(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川等の水中で使用する装置もしくは設備を水中で固設させる固設手段を有した水底地盤に固装される水中基礎であって、前記装置もしくは設備を載せるコンクリート盤または鉄骨構造盤等からなる床盤を有し、該床盤の下部の周囲には帯状弾性部材が付設されていていると共に、該床盤の少なくとも四隅近傍の下部に水底地盤を穿孔した穿孔部を有するとともに該穿孔部に棒状または管状の補強部材が配設されていて、前記穿孔部の空隙部および前記床盤と帯状弾性部材と水底地盤とで囲繞された空隙部に水中硬化可能流動材を注入し固化・硬化させ一体化させて前記床盤が水底地盤に固装出来る様にしたことを特徴とする水中基礎。
【請求項２】
前記固設手段が、前記床盤の四隅近傍に床盤から直立する様に配設され固設された棒状または管状のガイド部材をガイドとして前記装置もしくは設備を水中に降下させ所定の位置に固設出来る様にしたことを特徴とする請求項１に記載の水中基礎。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の水中基礎の設置方法であって、前記水中基礎を設置する為の仮設として、前記床盤が配設される位置の水上部で該床盤を仮置きし保持することが出来ると共に降下させて所定の位置に留め置くことが出来る床盤配設手段を具有する仮設架構を用いて、前記床盤を水中の所定の位置に留め置き、該床盤の少なくとも四隅近傍の水底地盤を穿孔し、其の穿孔部に棒状または管状の補強部材を挿入し、その後、該穿孔部の空隙部および前記床盤と帯状弾性部材と水底地盤とで囲繞された空隙部に水中硬化可能流動材を注入し固化・硬化させ一体化させて前記床盤が水底地盤に固装出来る様にしたことを特徴とする水中基礎の設置方法。
【請求項４】
前記架構が架構自体のレベル調整が出来るレベル調整手段を具有していることを特徴とする請求項３に記載の水中基礎の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川等の水中で使用する装置もしくは設備等を水中で固設するための水中基礎および其の設置方法に関するもので、詳しくは、例えば、流水利用型のマイクロ水力発電装置を河川の渓流等で使用するための装置の水中固設用の水中基礎および其の設置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、埋蔵化石燃料資源の枯渇問題や燃焼により排出される二酸化炭素等による地球環境の悪化の問題等から、環境に優しい自然エネルギーである水力、風力、太陽光エネルギー等の利用技術が注目されて来ている。ところが、水力利用に関しては、昭和３０年代までは、水車や小規模水力発電等が各地で多く活用されて来たが、大ダム方式による大規模水力発電偏重の国策が行われ続けられたため、水車や小規模水力発電等は殆ど姿を消して行った。環境に優しい自然エネルギーが注目される近年においても、流水利用型のマイクロ水力発電等の小規模水力発電は無視され続けられるだけでなく助成策等も皆無に近い状態であるために其の技術も育って来なかったこともあり、流水利用型のマイクロ水力発電等の小規模水力発電は、発電装置の設置場所は限定されるが好適場所においては昼夜連続発電が可能であり年間発電稼働効では９０％程度は期待出来て、年間発電稼働効率の観点からは、風力発電の２０数％や太陽光発電の１０数％等よりも圧倒的に高効率であるのにもかかわらず、一般的には、現状は、風力や太陽光エネルギーの利用よりも自然エネルギーの利用としての認知度が低い状態にある。
その現状を打破すべく、本願の発明者は、例えば、特許第４６５３０３６号、特開２０１０−０３１７９１号等、流水利用型のマイクロ水力発電関連の特許を取得すると共に技術を進化させ農業用水路等の流水を利用する装置として実用化にも目処をつけた。
しかし、流水利用型のマイクロ水力発電の技術が有用であることの認識を世間に浸透させるためには、河川の渓流等の流水を利用出来る実用装置として確立させる必要がある。
だが、河川の渓流等の流水を利用出来る実用装置として確立させるためには、当該装置を河川の渓流等の流水状態の環境下でも水中に固設出来る様にしなければならない。
【０００３】
しかしながら、従来の水中基礎の技術は、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等の提案の如く、大規模な橋梁等の水中基礎の技術が殆どであり、前述の流水利用型のマイクロ水力発電装置の様な水中で使用する比較的小規模の装置等の水中固設の為の水中基礎としては、前記の大規模な橋梁等の水中基礎の技術の利用は困難である。
だが、前記流水利用型のマイクロ水力発電装置等は水中に流水状態の環境下でも固設する必要がある。
【０００４】
この様なことから、河川等の水中で使用する比較的小規模な装置や設備等を、河川等の流水状態の環境下においても、水中への固設が容易に出来る水中基礎および其の設置方法の提案が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０４４１１５号公報
【特許文献２】特開２００６−０９０１３１号公報
【特許文献３】特開２００５−０３０１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする問題点は、例えば、流水利用型のマイクロ水力発電装置の様な、水中で使用する比較的小規模な装置や設備等を河川等の流水状態の環境下でも水中への固設が容易に出来る水中基礎および其の設置方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の課題を解決するため、本発明の水中基礎は、河川等の水中で使用する装置もしくは設備を水中で固設させる固設手段を有した水底地盤に固装される水中基礎であって、前記装置もしくは設備を載せるコンクリート盤または鉄骨構造盤等からなる床盤を有し、該床盤の下部の周囲には帯状弾性部材が付設されていていると共に、該床盤の少なくとも四隅近傍の下部に水底地盤を穿孔した穿孔部を有するとともに該穿孔部に棒状または管状の補強部材が配設されていて、前記穿孔部の空隙部および前記床盤と帯状弾性部材と水底地盤とで囲繞された空隙部に水中硬化可能流動材を注入し固化・硬化させ一体化させて前記床盤が水底地盤に固装出来る様にしたことを最も主要な特徴とする。
【０００８】
付加して、前記固設手段が、前記床盤の四隅近傍に床盤から直立する様に配設され固設された棒状または管状のガイド部材をガイドとして前記装置もしくは設備を水中に降下させ所定の位置に固設出来る様にしたことを特徴とする。
【０００９】
そして、本発明の水中基礎の設置方法は、前述の何れかの水中基礎の設置方法であって、前記水中基礎を設置する為の仮設として、前記床盤が配設される位置の水上部で該床盤を仮置きし保持することが出来ると共に降下させて所定の位置に留め置くことが出来る床盤配設手段を具有する仮設架構を用いて、前記床盤を水中の所定の位置に留め置き、該床盤の少なくとも四隅近傍の水底地盤を穿孔し、其の穿孔部に棒状または管状の補強部材を挿入し、その後、該穿孔部の空隙部および前記床盤と帯状弾性部材と水底地盤とで囲繞された空隙部に水中硬化可能流動材を注入し固化・硬化させ一体化させて前記床盤が水底地盤に固装出来る様にしたことをことを最も主要な特徴とする。
【００１０】
付加して、前記仮設架構が架構自体のレベル調整が出来るレベル調整手段を具有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の水中基礎および水中基礎の設置方法によれば、水中で使用する比較的小規模な装置や設備等を河川等の流水状態の環境下でも水中への固設が容易に出来る様になる。
【００１２】
このため、例えば、図５〜７に示す様に、流水利用型のマイクロ水力発電装置を河川等の流水状態の環境下でも水中への固設が容易に出来る様になるので、従来のダム方式の大規模水力発電の様なダムの土砂等による堆積物問題やダム建設に伴う自然環境破壊の問題等を惹起することなく、環境に優しい自然エネルギーである水力を利用した水力発電を増大させることが出来る様になるので、近年、埋蔵化石燃料資源の枯渇問題や燃焼により排出される二酸化炭素等による地球環境の悪化の問題等の改善にも、流水利用型のマイクロ水力発電装置を通じて、貢献出来る様になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の水中基礎を説明する１実施例の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は立面断面図である。
【図２】本発明の設置方法を説明する１実施例の説明図であり、（ｃ）は平面図、（ｄ）は平面断面図である。
【図３】図２の例の側面図である。
【図４】図２の例の正面図である。
【図５】流水利用型のマイクロ水力発電装置の水中基礎として本発明の水中基礎を利用する１実施例の説明図であり、（ｅ）は平面図、（ｆ）は平面断面図である。
【図６】図５の例の側面図である。
【図７】図５の例の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の水中使基礎およびその水中基礎の方法の実施の形態例について図を参照して説明する。
本発明の水中基礎１は、図１に示す様に、河川等の水中で使用する装置もしくは設備２を水中で固設させる固設手段を有した水底地盤４に固装される水中基礎であって、主要部が、水中で使用する装置もしくは設備２を載せるコンクリート盤または鉄骨構造盤等からなる床盤１１を有し、床盤１１の下部の周囲には水中硬化可能流動材１６の漏出を抑制するための帯状弾性部材１２が付設されていていると共に、床盤１１の少なくとも四隅近傍の下部に水底地盤４を穿孔するための穿孔用貫通孔１３を有し其の貫通孔を利用し水底地盤４を穿孔した穿孔部１４を有するとともに穿孔部１４に棒状または管状の補強部材１５が配設されていて、穿孔部１４の空隙部および床盤１１と帯状弾性部材１２と水底地盤４とで囲繞された空隙部に水中硬化可能流動材１６を注入し固化・硬化させ一体化させて床盤１１が水底地盤４に固装出来る様にしている。
そして、水中で使用する装置もしくは設備２の固設手段としては、装置もしくは設備２を固設出来れば限定されないが、例えば、床盤１１の四隅近傍に床盤から直立する様に配設され固設された棒状または管状のガイド部材１７をガイドとして装置もしくは設備２を水中に降下させ所定位置に固設出来る様にしている。
また、注入する水中硬化可能流動材１６を空隙部に効果的に充填させるために、床盤１１と帯状弾性部材１２と水底地盤４とで囲繞された空隙部の水抜きを容易にするための水抜き孔１８と該水抜き孔１８に水中硬化可能流動材１６の漏洩を抑制するための水中硬化可能流動材漏出抑制部材１９を床盤１１に１ヶ所以上を適宜配設することが好ましい。
【００１５】
そして、本発明の水中基礎の設置方法は、図２〜４に示す様に、前記水中基礎１を設置する為の仮設として、前記床盤１１を配設される位置の水上部位置で仮置き保持することが出来ると共に降下させて所定の位置に留め置くことが出来る床盤配設手段を具有する仮設架構３を用いて、先ず、床盤仮受け部材３５等を用いて、床盤１１を配設される位置の水上部で、仮置き保持する。次に、床盤配設用昇降機３２、床盤配設用補助用具３３、床盤配設用ガイド部材Ａ３４ａ、床盤配設用ガイド部材Ｂ３４ｂ等を用いて床盤１１を水底地盤４に着接する所定の位置に留め置く。そして、床盤１１の配置およびレベルを調整・確認した後に、前記の水中基礎１の記述に準じて、図１に示す様に、床盤１１の少なくとも四隅近傍の穿孔用貫通孔１３を利用して水底地盤４を穿孔ドリル等により穿孔し、其の穿孔部１４に棒状または管状の補強部材１５を挿入し、その後、穿孔部１４の空隙部および床盤１１と帯状弾性部材１２と水底地盤４とで囲繞された空隙部に水中硬化可能流動材１６を注入し固化・硬化させ一体化させて床盤１１が水底地盤４に固装出来る様にする。
尚、仮設架構３が架構自体のレベル調整が出来るレベル調整手段３６を具有していることが好ましい。
以下、本発明装置の主要な部位・部材等について特記すべきことを記載する。
【００１６】
床盤１１は、一般的には、コンクリート盤または鉄骨構造盤が用いられ、鉄筋コンクリート盤の方が好適であるが、本発明の目的を達成出来れば限定はされない。
【００１７】
帯状弾性部材１２は、水底地盤面の凹凸や小石等により生ずる可能性のある間隙等に対応して注入する水中硬化可能流動材１６の漏出を抑制するために配設し、材質としては、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ＡＢＳ等の樹脂発泡体が考えられるが、本発明の目的を達成出来る弾性部材であれば限定はされない。
【００１８】
棒状または管状の補強部材１５は、例えば、鋼管または鋼棒が考えられ、杭効果等を勘案すると、有孔鋼管が好適と考えられるが、本発明の目的を達成出来る材質のものであれば限定はされない。
【００１９】
水中硬化可能流動材１６は、例えば、セメントミルクに水中不分離混和剤および高性能減水剤等を混入した水中硬化セメントモルタル等が考えられるが、空隙部に注入し充填出来て水中で固化・硬化し本発明の目的を達成出来る材質の材料ならば限定はされない。
【００２０】
ガイド部材１７は、装置もしくは設備２に付設されるガイド部材１７と嵌合出来る部位とセットで其の機能を発揮する。尚、前記嵌合部の嵌合形態は、本発明の目的を達成出来れば限定はされない。また、ガイド部材１７は、穿孔用貫通孔１３を兼用出来て穿孔ドリル等のドリル部が挿入出来る管状部材の方が好適である。
【００２１】
水中硬化可能流動材漏出抑制部材１９は、空隙部において、水は容易に外部に漏出出来て水中硬化可能流動材のみの漏出を抑制出来る材質のものが好ましく、例えば、繊維系部材または連通気泡の樹脂発泡部材等が考えられるが、本発明の目的を達成出来る材質のものであれば限定はされない。
【００２２】
仮設架構３は、例えば、図２〜４に示す様に、主要部が垂直部材および水平部材である主架構部材３１により架構が形成されていて、床盤配設手段と、架構自体のレベル調整を可能とするレベル調整手段を具有していて、床盤配設手段の床盤配設用昇降機３２の位置移動が可能な形態をなしている。
主架構部材３１は、流水の影響を勘案すると、鋼管または角形鋼管を主体とした形態が好適である。また、強度及び剛性補強のために、斜材を含めた補強部材が適宜配接される。そして、仮設架構３の形態は、前述の例に限定されず、本発明の目的を達成出来る架構の形態であれば限定はされない。
【００２３】
床盤配設手段としては、例えば、図２〜４に示す様に、床盤配設用昇降機３２、床盤配設用補助用具３３、および、床盤１１の平面的位置決めを補助するための、床盤配設用ガイド部材Ａ３４ａ、床盤配設用ガイド部材Ｂ３４ｂと、床盤１１を水上部で仮受け保持するための床盤仮受け部材３５が用いられる床盤配設手段を例示するが、本発明の目的を達成出来る床盤配設手段であれば限定はされない。
【００２４】
床盤配設用昇降機３２は、主昇降機部位３２ａと平面的可動機構部位３２ｂとで主体が構成されていて、主昇降機部位３２ａとしては、例えば、手動又は電動のホイストもしくはチェーンブロック等が用いられ、平面的可動機構部位３２ｂとしては、例えば、ローラー機能を利用した簡易の天井クレーン的形態のもの用いられるが、本発明の目的を達成出来るものなら限定はされない。
そして、床盤１１を吊り上げ降下させるためには、例えば、床盤１１の側部に予め孔部を設けておいて、其の孔部に嵌合出来る床盤配設用補助用具３３を用いて、主昇降機部位３２ａで吊り上げ降下させる方法が考えられるが、本発明の目的を達成出来る方法であれば限定はされない。
【００２５】
床盤配設用ガイド部材Ａ３４ａは、床盤１１を直接ガイドする部位は床盤１１の水下側の両側コーナー部を利用しそのコーナー部の形状に合わせた形状の部材を用いるのが好ましく、床盤配設用ガイド部材Ｂ３４ｂは、床盤１１を直接ガイドする部位は床盤１１の水上側の両側部をガイドすることが好ましく、床盤配設用ガイド部材Ａ３４ａ、床盤配設用ガイド部材Ｂ３４ｂとも、位置調整出来る様にすることが好ましい。
床盤仮受け部材３５は、角形鋼管が好ましく、床盤１１を仮受け保持する時には、床盤１１の自重で下部の帯状弾性部材１２が損壊しない様するための部材としての下駄受け材が併用される。尚、下駄受け材は、其の目的が達成出来るものであれば限定はされない。
【００２６】
レベル調整手段３６としては、例えば、図２〜４に示す様に、仮設架構３の四隅の柱部に付設される、主レベル調整支柱３６ａ、主レベル調整支柱ガイド部位３６ｂ、レベル調整用ネジ付き部位３６ｃ、荷重分散部位３６ｄ、レベル調整用ハンドル３６ｅ等で構成されるレベル調整手段が用いられ、レベル調整用ハンドル３６ｅを回動することにより、レベル調整用ネジ付き部位３６ｃで近傍の柱部を上下させ、仮設架構３の四隅の柱部の総体としてレベルを調整する。
尚、レベル調整手段３６は、前述の例には限定されず、本発明の目的が達成出来る手段であれば限定はされない。
そして、荷重分散部位３６ｄは、床盤１１の規模および水底地盤条件等に応じた形態のものが適宜用いられ、該部位の下面においても、例えば、スパイク状の突起を付設することが効果的な場合もあり、水底地盤条件に応じて其れに対応が効果的な付設部材が付設された形態のものが用いられても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の主眼である、河川の渓流等での利用のみならず、海域における小規模海峡や小瀬戸等を利用しての小規模潮流発電装置等の水中固設用の水中基礎およびその設置方法の領域においても適用出来る。
【符号の説明】
【００２８】
１  ；水中基礎
１１  ；床盤
１２  ；帯状弾性部材
１３  ；床盤の穿孔用貫通孔
１４  ；穿孔部
１５  ；棒状または管状の補強部材
１６  ；水中硬化可能流動材
１７  ；ガイド部材
１８  ；水抜き孔
１９  ；水中硬化可能流動材漏出防止部材
２  ；水中で使用する装置もしくは設備
２１  ；流水利用型のマイクロ水力発電装置
３  ；仮設架構
３１  ；主架構部材
３２  ；床盤配設用昇降機
３２ａ；主昇降機部位
３２ｂ；平面的可動機構部位
３２ｃ；ガイドレール相当部材
３３  ；床盤配設用補助用具
３４ａ；床盤配設用ガイド部材Ａ
３４ｂ；床盤配設用ガイド部材Ｂ
３５  ；床盤仮受け部材
３６  ；レベル調整手段
３６ａ；主レベル調整支柱
３６ｂ；主レベル調整支柱ガイド部位
３６ｃ；レベル調整用ネジ付き部位
３６ｄ；荷重分散部位
３６ｅ；レベル調整用ハンドル
４  ；水底地盤
【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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