WO2013084979A1 - Floating structure coupling system and retaining system using the same - Google Patents
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- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Definitions
- the present invention relates to a floating structure connection system for connecting floating structures such as a swinging ship or an offshore structure, and a mooring system using the floating structure connection system.
- drag anchors and catenary chains are used as mooring systems for mooring floating structures at low cost.
- Such mooring lines usually have a length of about 3 to 10 times the water depth, and in order to prevent the floating structure from moving around, it is necessary to arrange a plurality of mooring lines radially. is there. In addition, it is designed in consideration of not causing a catastrophe even if one is cut. For this reason, at least three are used, but considering the behavior when one breaks, four or more are desirable.
- efficiency is poor when trying to recover wind energy, tidal energy, wave branch energy, etc.
- one set of mooring lines that fix one floating structure is arranged radially when viewed from the sky, and the horizontal component of the tension of each mooring line is balanced, and the vertical downward component of each mooring line is
- the mooring lines are almost uniform, and the mooring lines are pulled downward, for example, at the four corners of the floating body with the same force, so that the floating body is balanced. Therefore, one or two of the mooring lines of each floating body can be easily replaced with horizontal lanyards that connect the floating bodies, since two floating bodies with four radial mooring lines are installed in the neighborhood.
- the downward tension applied to each floating structure will be unbalanced.
- the remaining portion is inclined to sink, resulting in an unstable state.
- Patent Document 1 a floating body and a plurality of outer peripheral floating bodies arranged around the floating body are floated on the ocean in a state where they are connected to each other by members having rigidity.
- a basic structure of an offshore wind power generation apparatus is disclosed which includes a floating body apparatus on which wind power generation equipment is mounted and a plurality of anchors as mooring lines connected to the lower part of the floating body in the center. .
- eight anchors are radially arranged at equal intervals below the floating body at the center.
- the present invention has been made in view of the above-described situation, and does not cause excessive stress in the connection system, and the floating structure connection that can suppress the proximity or separation between the vertical axes of the floating structure is possible. It is an object to provide a system and a mooring system using the system.
- a floating structure connection system for connecting two floating structures in the vicinity of a water surface, the two floating structures being spaced apart from each other, and disposed substantially horizontally on a water surface, both ends of the two floating structures
- a first horizontal link that is horizontally pin-joined to the structure, and a first horizontal link that is vertically spaced from the first horizontal link, and both ends are horizontally pin-joined to the two floating structures.
- a second horizontal link and even if the two floating structures move relatively up and down, or when the two floating structures are inclined, the vertical axes of the two floating structures are
- a parallelogram link is configured by the two floating structures, the first horizontal link, and the second horizontal link so as to be kept parallel to each other.
- each of the floating structures can be moved up and down relatively by the parallelogram link, even when exposed to a wave having a wavelength similar to the distance between the floating structures, the connection system can be used. It can be connected without causing excessive stress.
- the parallelogram links can be inclined if each of the floating structures is in the same direction. It is possible to prevent the inclination of approaching and the inclination of moving away from each other.
- At least one of the first horizontal link and the second horizontal link has a spring mechanism that is elastically deformed when a compressive force or tensile force of a predetermined value or more is applied, and the compressive force of the predetermined value or higher.
- a tensile force is applied, the vertical axes of the two floating body structures are not parallel to each other due to elastic deformation of the spring mechanism, and when the compressive force or the tensile force is smaller than the predetermined value, It is preferable that the vertical axes of the two floating structures are maintained in parallel with each other by a parallelogram link.
- At least one of the first horizontal link and the second horizontal link has a spring mechanism that elastically deforms when a compressive force or a tensile force greater than or equal to a predetermined value is applied.
- the vertical axes of the two floating structures become non-parallel to each other due to elastic deformation of the spring mechanism, and the compressive force or tensile force is smaller than the predetermined value.
- the vertical axes of the two floating structures are kept parallel to each other by the parallelogram links. Therefore, when the tops of the floating structure approach or move away due to a strong external force, the spring mechanism is deformed to some extent to cause excessive stress on the first horizontal link or the second horizontal link. If the external force is weakened, the vertical axis of the floating structure can return to parallel.
- the spring mechanism includes a torsion bar spring, and the torsion bar spring is twisted in opposite directions when both vertical axes of the two floating structures are in a non-parallel state.
- the two floating structures are connected to each other so that both ends rotate in the same phase.
- the torsion bar springs are twisted in opposite directions, and the vertical axes of the two floating structures are parallel to each other.
- both ends rotate in the same phase, so that a horizontal link that substantially elastically deforms with resistance can be realized.
- each floating structure is converted into rotational motion through the push and pull of each provided horn and connected to both ends of the same torsion bar, and the vertical axes of the floating structure at both ends are If the torsion bars are simply rotated when they are tilted in parallel with each other, and the vertical axes of the floating structure at both ends are tilted in opposite directions, both ends of the torsion bar are twisted. Can be realized.
- the spring mechanism is configured by an arcuate member made of an elastic material, and the arcuate members are close to or separated from each other when the vertical axes of the two floating structures are not parallel to each other. It is preferable that the two floating structures are connected to each other so that the two floating structures are curved so that they move in parallel when the vertical axes of the two floating structures are kept parallel to each other.
- the spring mechanism is configured by an arcuate member made of an elastic material, both ends of the arcuate member are close to or separated from each other when the vertical axes of the two floating structures are not parallel to each other. If the vertical axes of the two floating structures are kept parallel to each other, the horizontal link that expands and contracts substantially with resistance by the parallel movement of the arcuate member. Can be realized. Further, the structure can be simplified as compared with the case where the spring mechanism is configured by a torsion bar spring. Therefore, the number of parts can be reduced and the assembly work can be facilitated.
- the first horizontal link is made of a bridge structure, and the spring mechanism is provided on the second horizontal link.
- the 1st horizontal link which consists of a bridge-type structure can be used as a carrying barge for carrying in.
- the spring mechanism is provided in the second horizontal link, even when the vertical axes of the two floating structures are in a non-parallel state, the second horizontal link is deformed to absorb the load.
- the first horizontal link made of the mold structure is stabilized.
- the above-described floating structure includes at least one of a wind power utilization system, a tidal power utilization system, and a wave power utilization system.
- a plurality of wind power, tidal power, or wave power utilization systems can be stably connected by the floating structure connection system.
- the floating structure connection system further includes a plurality of mooring lines for connecting the anchor installed on the seabed and the floating structure, and the plurality of mooring lines are the floating structure connection system in plan view. It is preferable to have a configuration that is rotationally symmetric with respect to the centroid and is arranged radially outward from each floating body structure.
- the plurality of mooring lines are arranged in a rotationally symmetrical manner with respect to the centroid of the floating structure connection system in a plan view and substantially radially outward from each floating structure.
- the floating structure connection system can be moored in a balanced manner. Further, even if an imbalance occurs in the loads acting on the two floating structures, the floating structures can be tilted in parallel by the parallelogram links, or the loads can be absorbed by the spring mechanism.
- the mooring system according to the present invention is a mooring system for mooring a floating structure connecting system group formed by connecting a plurality of floating structure connecting systems described above using a plurality of mooring lines connected to an anchor on the seabed,
- the plurality of mooring lines are connected to the floating structure arranged in the outer peripheral portion of the floating structure connection system group, and are arranged substantially radially in plan view.
- the plurality of mooring lines are connected to the floating structure arranged in the outer peripheral portion of the floating structure connection system group, and are arranged substantially radially in plan view.
- the whole floating structure connection system group is held in position by using a plurality of mooring lines as anchors.
- the mooring line extending to the right seabed is taken from the right end of the right floating body
- the mooring line extending to the left seabed is taken from the left end of the left floating structure. Is good.
- the force that the mooring line pulls to the left and the force that the connection system pulls to the right are balanced.
- the force that the mooring line pulls to the right and the force that the connection system pulls to the left are balanced. Further, in the vertical direction, the left floating structure is pulled downward, so that a falling moment is exerted to tilt the top of the head to the left. Moreover, since the right end is pulled downward in the right floating body structure, a falling moment acts to tilt the top of the head to the right. At this time, the first horizontal link and the second horizontal link of the floating structure connection system described above act to cancel the falling moments of the left and right floating structures and keep them parallel to each other, so that stability can be maintained. it can.
- each floating structure can move up and down relatively in parallel with each other by the parallelogram link, so that excessive stress is applied to the connection system. Is not generated, and the proximity or separation between the vertical axes of the floating structure can be suppressed. As a result, the installation density of a plurality of floating structures can be increased and moored with inexpensive drag anchors and catenary chains.
- the parallelogram links can incline the floating structures as long as they are in the same direction. Therefore, even in shallow water where the wave height is amplified and the wave height is high with respect to the water depth, It is possible to prevent excessive stress from being applied to the connecting portion and the floating structure by appropriately escaping fluctuations in physical strength and mooring force.
- the floating structure connection system of the present invention when the floating structure is a wind power utilization system, as a floating platform for a landing of a boat on which a maintenance staff or a maintenance person rides, a maintenance platform for wind turbine blades is used.
- the first horizontal link made of a bridge-type structure can be used as a carrying barge for carrying in a windmill.
- the floating bodies are connected so that the floating structures do not tilt even if the downward components of the tension due to the mooring lines are unbalanced. In such a case, there is an effect that the adjacent windmills are not inclined so as to approach each other, and the windmills can be prevented from contacting each other.
- (A) is a side view of the floating structure
- (b) is a plan view of the floating structure
- (c) is a cross-sectional view taken along line AA in (a).
- (A) is a side view of a parallelogram link
- (b) is a side view of a first horizontal link
- (c) is a side view of a second horizontal link. It is a top view of the parallelogram link shown by notching a part of the first horizontal link. It is the perspective view of the 2nd horizontal link which attached
- FIG. 1 It is a top view of the mooring system using a floating structure connection system, (a) shows a straight-chain type, (b) shows a cross-link type, and (c) shows a triangular type.
- the floating structure connection system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6 by taking as an example a case where two wind power utilization systems, which are the minimum units, are connected. In the description, directions are based on the left / right / up / down / front / rear directions shown in the drawings.
- the floating structure connection system 1 includes two floating structures 10 that are spaced apart from each other, and a first horizontal link 20 and a second horizontal link that connect the two floating structures 10 to each other.
- a link 30 and a plurality of mooring lines 50 for mooring the two floating structures 10 are provided.
- These two floating structures 10, the first horizontal link 20, and the second horizontal link 30 constitute a parallelogram link 40.
- a tipping moment M is applied to the left and right floating structures 10 by the mooring lines 50.
- the parallelogram link 40 functions so as to allow these two falling moments to escape or cancel each other suitably.
- the floating structure 10 includes a floating body 110, a Darrieus type windmill 120 as a wind power utilization system, and a Savonius type water turbine 130 as a tidal power utilization system.
- the floating body 110 is a device having buoyancy, and has a hollow structure like a hull, for example.
- the floating body 110 pivotally supports the rotation shafts of a Darius type wind turbine 120 and a Savonius type turbine 130 which will be described later.
- the floating body 110 includes a power generation device (not shown) that generates power by the rotation of the rotating shaft.
- the floating body 110 is moored to the anchor 70 on the seabed by a mooring line 50 attached to the outside of the floating body 110 (the side opposite to the first horizontal link 20 and the second horizontal link 30). The floating body 110 is pulled outward and downward by the mooring line 50.
- the Darrieus type windmill 120 includes an upper support 121 serving as a rotating shaft and three blades 122 provided around the upper support 121 at equal intervals. ing.
- the upper end 122a and the lower end 122b of the blade 122 are respectively supported by an upper bracket 123 provided at the upper end of the upper support 121 and a lower bracket 124 provided at the lower end of the upper support 121 so as to be vertically rotatable.
- the intermediate part 122c of the blade 122 is configured in a hinge structure.
- the lower bracket 124 is configured to be slidable with respect to the upper support 121.
- the blade 122 is configured to be able to change its turning radius r by bending the intermediate portion 122c of the blade 122 by sliding the lower bracket 124 up and down.
- the Savonius type water wheel 130 also functions as a ballast for placing the center of gravity of the floating structure 10 in the water, and the upper end of the Savonius type water wheel 130 serves as a lower support 131. It is supported by.
- the Savonius type water turbine 130 includes blades 132 and 132 having a shape obtained by reversing a cylindrical body in the axial direction. The two blades 132 and 132 are coupled to each other along the dividing surface.
- the Savonius-type water turbine 130 rotates when a tidal current passes through a space 132 a surrounded by the blades 132 and 132.
- the Savonius-type water turbine 130 according to the present embodiment has a structure in which such blades 132 and 132 are stacked in two stages in the vertical direction and are arranged 90 degrees out of phase with each other.
- the upper column 121 which is the rotation axis of the Darrieus-type windmill 120
- the lower column 131 which is the rotation axis of the Savonius-type water turbine 130
- the speed increasing mechanism can be composed of, for example, a planetary gear mechanism. With this speed increasing mechanism, the Darrieus type windmill 120 can be started up by the Savonius type turbine 130 having high startability.
- the rotation of the Darius-type windmill 120 and the rotation of the Savonius-type turbine 130 are separated by a ratchet mechanism, thereby preventing the Savonius-type turbine 130 from being a load on the Darius-type windmill 120. be able to.
- the mooring line 50 is a member that connects the floating body structure 10 (more specifically, the floating body 110) and the anchor 70, and includes, for example, a chain.
- the anchor 70 is constituted by a rod such as a stockless anchor or a stock anchor installed on the seabed.
- the four mooring lines 50 are rotationally symmetric with respect to the centroid of the floating structure connection system 1 in plan view, and two from each floating structure 10. They are arranged radially outwardly.
- the mooring line 50 has a sufficient length with respect to the water depth (for example, about 3 to 10 times the water depth), and is a so-called catenary curve. As a result, even if the floating structure 10 moves up and down due to waves, a horizontal tensile force acts on the anchor 70.
- the first horizontal link 20 is a bridge-type structure disposed substantially horizontally on the water surface.
- the first horizontal link 20 has a floor plate-like deck portion 210 and a truss portion 220 that reinforces the deck portion 210.
- the deck section 210 has a function as a worker's passage and a material storage area. Both end portions of the deck portion 210 are pin-bonded around the horizontal axis on the upper side of the two floating structures 10. Thereby, the 1st horizontal link 20 becomes rotatable with respect to the floating structure 10 in the up-down direction.
- the truss portion 220 includes a lower beam 221 arranged in parallel and spaced below the deck portion 210, and a plurality of chord members 222 installed obliquely or vertically between the deck portion 210 and the lower beam 221. It is composed of
- the second horizontal link 30 is spaced downward with respect to the first horizontal link 20 (more specifically, with respect to the deck unit 210). It is the connecting device arranged in parallel.
- the second horizontal link 30 includes a pair of main rods 310, 310, a torsion bar (torsion bar spring) 320 disposed between the pair of main rods 310, 310, and between the main rod 310 and the torsion bar 320. And a pair of link mechanisms 330 and 330 interposed therebetween.
- the pair of main rods 310, 310, the torsion bar 320, and the pair of link mechanisms 330, 330 constitute a spring mechanism.
- the pair of main rods 310 are rod-like members that push and pull a horn 322 of a torsion bar 320 described later as the floating structure 10 tilts.
- One end side of each main rod 310 is pin-connected to the lower end side of the floating body 110 around the horizontal axis.
- the other end side of each main rod 310 is joined to the link mechanism 330 by a vertical pin.
- Each main rod 310 is disposed so as to be closer to the deck portion 210 as it approaches the torsion bar 320. 5 and 6, the main rod 310 is drawn with a simple straight line for convenience of explanation.
- the torsion bar 320 includes a torsion bar main body 321 extending in a direction connecting the two floating structures 10 and 10, and a pair of horns 322 and 322 protruding from both ends of the torsion bar main body 321.
- the torsion bar main body 321 is a rod-like member having a circular cross section, for example, and is made of an elastic material such as metal.
- the torsion bar main body 321 has such a rigidity that it undergoes significant elastic deformation when a torsional load of a predetermined value or more is applied. As shown in FIG. 5, the torsion bar main body 321 is arranged on the same straight line as the pair of main rods 310 and 310 in a plan view.
- the pair of horns 322 are metal plate-like members installed so as to protrude in the radial direction with respect to the torsion bar main body 321. Each horn 322 protrudes in the same direction (downward in FIG. 5) with respect to the torsion bar main body 321. Each horn 322 is rigidly coupled to both ends of the torsion bar main body 321 by welding or the like.
- the pair of link mechanisms 330 and 330 are devices that convert the axial movement of the main rod 310 into the circumferential movement of the torsion bar 320.
- the pair of link mechanisms 330 and 330 are formed in a substantially U shape in plan view.
- the pair of link mechanisms 330 and 330 are arranged symmetrically (rotationally symmetric) with respect to the torsion bar 320 in plan view.
- Each link mechanism 330 has a torsional rigidity higher than that of the torsion bar 320.
- Each link mechanism 330 includes a shaft portion 331, a bracket 332, a pair of horns 333 a and 333 b, and a pair of push-pull rods 334 and 334.
- the shaft portion 331 is a rod-shaped member that serves as a rotation shaft of the link mechanism 330 and is formed shorter than the torsion bar main body 321.
- the shaft portion 331 is installed with the rotation axis directed in a direction orthogonal to the main rod 310 in a side view (see FIG. 3C). Further, the shaft portion 331 is arranged so as to be separated from the main rod 310 in a direction orthogonal to the axial direction of the main rod 310 in plan view (see FIG. 4).
- the shaft portion 331 is rotatably supported by the first horizontal link 20 via the bracket 332.
- the bracket 332 is a member that rotatably supports the shaft portion 331.
- the bracket 332 includes a tubular portion 332a and a plate-like portion 332b that supports the tubular portion 332a.
- the cylindrical portion 332a is a cylindrical hollow member, and externally holds the shaft portion 331 so as to be rotatable.
- the plate-like portion 332 b is a plate-like member having a trapezoidal shape in a side view that connects the tubular portion 332 a and the deck portion 210.
- the upper end portion of the plate-like portion 332b is fixed to the lower surface of the deck portion 210 by, for example, welding.
- the pair of horns 333a and 333b are protruded from the upper and lower ends of the shaft portion 331 in the radial direction with a phase of 90 °.
- the upper horn 333 a extends in a direction orthogonal to the main rod 310.
- the upper horn 333a connects the upper end portion of the shaft portion 331 and the tip end portion of the main rod 310 substantially horizontally.
- the base end portion of the upper horn 333 a is rigidly joined to the upper end portion of the shaft portion 331.
- the tip of the upper horn 333a is pin-connected to the main rod 310 around the vertical axis.
- the lower horn 333b extends in parallel with the main rod 310 from the lower end portion of the shaft portion 331 toward the torsion bar 320 side.
- the base end portion of the lower horn 333 b is rigidly joined to the lower end portion of the shaft portion 331.
- a push-pull rod 334 described later is interposed between the lower horn 333 b and the horn 322 of the torsion bar 320.
- the pair of push-pull rods 334 and 334 are rod-shaped members that connect the tip of the lower horn 333 b and the tip of the horn 322 of the torsion bar 320.
- the pair of push-pull rods 334 and 334 have a function of rotating or twisting the torsion bar main body 321 by pushing and pulling the horn 322 of the torsion bar 320 in the circumferential direction of the torsion bar main body 321.
- the push-pull rod 334 is pin-joined around the vertical axis with respect to the tip of the lower horn 333b, and is pin-joined around the horizontal axis with respect to the horn 322 of the torsion bar 320. 5 and 6, the push-pull rod 334 is drawn with a simple straight line for convenience of explanation.
- the floating structure connection system 1 is basically configured as described above. Next, the operation of the floating structure connection system 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 6 (mainly FIG. 5). Details will be described with reference to FIG.
- the two floating structures 10, the first horizontal link 20, and the second horizontal link 30 constitute a parallelogram link 40, so the two floating structures 10 are , Kept parallel to each other. Therefore, the two floating body structures 10 can move up and down relatively or tilt in the same direction. Thereby, it is possible to avoid tilting in the same direction to escape the wind, or tilting such that the Darrieus type windmills 120 are close to each other.
- the floating body when two floating body structures 10 are tilted so that the top of the floating body structure 10 moves toward the left side in FIG. 1, the floating body has a connection point between the floating body 110 and the first horizontal link 20 as a fulcrum. Both of the lower sides of 110 are displaced to the right. Then, as shown in FIG. 5, the left main rod 310 is pressed to the right, and the right main rod 310 is pulled to the right.
- the left link mechanism 330 is rotated counterclockwise in a plan view by being pressed by the left main rod 310, and pulls the left push-pull rod 334.
- the left side of the torsion bar 320 is pulled by the left push-pull rod 334 and rotates so that the left horn 322 faces the front side.
- the right link mechanism 330 when pulled by the right main rod 310, it rotates clockwise in a plan view and presses the right push-pull rod 334.
- the right side of the torsion bar 320 is pressed by the right push-pull rod 334 and rotates so that the right horn 322 faces the front side.
- the distance between windmills is required to be several times the diameter of the windmill. For this reason, the distance between the floating structures 10 is often several hundred meters, which is almost the same as the wavelength of the design maximum wind wave.
- the left floating structure 10 rides on the top of a large wave.
- the right floating structure 10 falls to the bottom of a large wave, the left floating body 110 pulls the left push-pull rod 334 while the right floating body 110 pushes the right push-pull rod 334.
- the torsion bar 320 simply rotates and does not exert a resistance force, so that it can operate smoothly as the parallelogram link 40.
- connection point between the floating body 110 and the first horizontal link 20 is used as a fulcrum. It deforms so that the lower sides of each other are close to each other. At this time, since the upper sides of the floating bodies 110 are connected by the first horizontal links 20 that are not stretchable, the distance between them does not change. Then, as shown in FIG. 6, the pair of main rods 310 are pressed in a direction approaching the torsion bar 320.
- the left link mechanism 330 is rotated counterclockwise in a plan view by being pressed by the left main rod 310, and pulls the left push-pull rod 334.
- the left side of the torsion bar 320 is pulled by the left push-pull rod 334 and rotates so that the left horn 322 faces the front side.
- the right link mechanism 330 when the right link mechanism 330 is pressed by the right main rod 310, it rotates counterclockwise in plan view and pulls the right push-pull rod 334.
- the right side of the torsion bar 320 is pulled by the right push-pull rod 334 and rotates so that the right horn 322 faces the rear side.
- the torsion bar 320 is twisted and elastically deformed, and energy for tilting the floating structure 10 so that the tops of the floating structure 10 move away from each other is obtained. Will be absorbed.
- the total length of the second horizontal link 30 is slightly shortened, but when the tilting energy is weakened, the twist of the torsion bar 320 is released, and the second horizontal link 30 Full length is restored.
- the parallelogram link 40 is restored and the two floating structures 10 can be tilted in the same direction. Even when the floating structure 10 is tilted so that the tops of the floating structure 10 come close to each other, the same action and effect can be obtained only by reversing the torsional direction of the torsion bar 320 and the like.
- the first horizontal link 20 is a bridge-type structure, facilities such as bollards, fenders, etc. for berthing and mooring of workers for maintenance, inspection and repair, Equipment such as an antenna for communication with GPS and a cable connection for transmitting power to land can be installed. Further, the blade 132 can be lifted and lowered on the first horizontal link 20 and used as a work place when performing inspection, repair, replacement, and the like.
- the floating structure connection system 1 As described above, the floating structure connection system 1 according to the present embodiment has been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this, and may be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. It is possible.
- the Darrieus-type windmill 120 and the Savonius-type water turbine 130 are installed in the floating structure 10, but the present invention is not limited to this, and other types of vertical-axis windmills and vertical-axis turbines are used.
- a horizontal axis windmill or a horizontal axis turbine may be installed.
- only one of the water wheel and the windmill may be installed in the floating structure 10, or a wave power utilization system such as a wave power generator may be installed.
- the second horizontal link 30 is configured to be extendable and contractible by the torsion bar 320 and the link mechanism 330.
- the present invention is not limited to this, and is replaced with the torsion bar 320 and the link mechanism 330.
- the extendable / retractable link 400 shown in FIG. 7 the arcuate member 600 shown in FIG.
- FIG. 7 is a cross-sectional view of the extendable link according to the first modification.
- the extendable link 400 includes a cylinder 410, a rod 420, and a pair of coil springs 430a and 430b disposed in the cylinder 410.
- the left end of the cylinder 410 is pin-joined around the horizontal axis to the left main rod 310 (see FIG. 4).
- a rod 420 is inserted into the right end portion of the cylinder 410.
- the right end of the rod 420 is pin-joined around the horizontal axis to the right main rod 310 (see FIG. 4).
- a flange 420 a having a diameter larger than that of the rod 420 is provided at the left end portion of the rod 420.
- a first coil spring 430a is installed in the cylinder 410 between the left end of the cylinder 410 and the flange 420a, and between the right end of the cylinder 410 and the flange 420a, a second coil spring 430a is installed.
- Coil spring 430b is installed.
- the extendable link 400 expands and contracts to absorb tilting energy. Moreover, when tilting energy becomes weak, the inclination of the floating structure 10 can be returned. Further, by applying a preload to the coil springs 430a and 430b, when a compressive force or a tensile force greater than a predetermined value is applied, the expandable link 400 starts elastic deformation, and until then, it moves in parallel. Can be configured. Further, by filling the cylinder 410 with a viscous fluid such as oil and providing an orifice (not shown) in the flange 420a, the expandable link 400 can also function as a damping damper.
- a viscous fluid such as oil
- FIG. 8A is a side view of the parallelogram link of the floating structure connection system according to the second modification
- FIG. 8B is a side view of the first horizontal link
- FIG. 8C constitutes the second horizontal link
- FIG. 6 is a side view of an arcuate member.
- the floating structure connection system 1 ⁇ / b> A according to the second modified example is that the second horizontal link 60 is configured by an arcuate member 600. Is different.
- the arcuate member 600 is configured in an upwardly convex bow shape using an elastic material having a certain degree of rigidity, such as high-tensile steel.
- the arcuate member 600 includes a horizontal portion 610 and a pair of inclined portions 620 and 620 provided at both ends of the horizontal portion 610.
- the horizontal portion 600 is a rod-like long member extending in the left-right direction, and is disposed substantially parallel to the first horizontal link 20 at a position spaced downward from the first horizontal link 20.
- the pair of inclined portions 620 and 620 are inclined so as to be positioned on the lower side as the distance from the horizontal portion 610 increases.
- the tip end portion 620a of each inclined portion 620 is pin-joined around the horizontal axis on the lower side of the floating structure 10, and is rotatable in the vertical direction.
- the first horizontal link 20 has the same structure as that of the above-described embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.
- the second horizontal link 60 is configured by the bow-shaped member 600 made of an elastic material, a load of a predetermined value or more acts on the floating structure 10 and 2
- a load of a predetermined value or more acts on the floating structure 10 and 2
- the distal end portions 630a of the arcuate member 600 are curved (elastically deformed) so as to approach or separate from each other and absorb the load.
- the load acting on the floating structure 10 becomes smaller than a predetermined value
- the arcuate member 600 is restored, the two floating structures 10 are kept parallel to each other, and the arcuate member 600 moves in parallel. Oscillate as follows. Thereby, the horizontal link provided with the spring mechanism which expands and contracts substantially with resistance can be realized.
- the first floating structure connection system group 2A is configured by connecting five floating structures 10 with four parallelogram links 40 into a so-called linear type.
- mooring lines 50 are installed radially outside the floating structure 10 at both ends.
- the two mooring lines 50 are also connected to the central floating structure 10 in a direction perpendicular to the parallelogram link 40, but the two mooring lines 50 of the central floating structure 10 may be omitted. .
- the second floating structure connection system group 2B includes four floating structures 10 arranged around the central floating structure 10, and the central floating structure 10 and the surrounding The floating structure 10 is connected by four parallelogram links 40 to form a so-called cross link type.
- the four surrounding floating structures 10 are arranged so as to form a square apex in plan view.
- two (total 8) mooring lines 50 are connected from the surrounding four floating structures 10 to the outside.
- the third floating structure connection system group 2C arranges the three floating structures 10 so as to form vertices of equilateral triangles in plan view, and each floating structure 10 Are connected by parallelogram links 40 to form a triangular shape. And two (total 6) mooring lines 50 are connected from the surrounding three floating structures 10 to the outside.
- floating structure connection system groups 2A, 2B, 2C are configured to be rotated with respect to the respective planar centers (centroids).
- the floating structure connection system groups 2A, 2B and 2C are anchored on the seabed 70 by mooring lines 50 arranged radially outward from the floating structure 10 arranged on the outer periphery thereof (FIG. 2 (a)). Position). With such a configuration, the mooring line 50 balances the force that pulls the floating structure 10 with the force that the parallelogram link 40 pulls the floating structure 10 in the opposite direction, so that stability can be maintained.
- floating body structure connection system group 2A, 2B, 2C is an example, It expands further using such a component, and more floating body structures 10 may be connected.
Landscapes
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Abstract
Description
本発明は、揺動する船舶や洋上構造物等の浮体構造物同士を連結する浮体構造物連結システム及びこれを用いた係留システムに関するものである。 The present invention relates to a floating structure connection system for connecting floating structures such as a swinging ship or an offshore structure, and a mooring system using the floating structure connection system.
浮体構造物を安価に係留するための係留システムとして、一般にドラッグアンカーとカテナリーチェーンが使われている。このような係留索は、水深の3倍から10倍程度の長さを展開するのが通常で、浮体構造物が動き回らないようにするためには複数の係留索を放射状に配置する必要がある。また一本が切れても大惨事に至らないように考慮して設計される。このため、最低でも3本が使用されるが、一本が切れたときの挙動を考慮すると4本以上が望ましい。かといって、小さな浮体構造物の場合には、ひとつひとつに4本の係留索を設置するのは無駄も多くコストもかかるものであり、またこの方法で設置密度を上げることができず、たとえば限られた水面で風力エネルギー、潮流力エネルギー、波力枝ネルギー等を回収しようとする場合に効率が悪い。そこで、複数の浮体同士を水平の舫い綱でつないだ上でそれら全体を係留索で海底のアンカーに固定する方法が考えられ、複数の洋上風力発電ユニットを設置する場合などに提案されている。 Generally, drag anchors and catenary chains are used as mooring systems for mooring floating structures at low cost. Such mooring lines usually have a length of about 3 to 10 times the water depth, and in order to prevent the floating structure from moving around, it is necessary to arrange a plurality of mooring lines radially. is there. In addition, it is designed in consideration of not causing a catastrophe even if one is cut. For this reason, at least three are used, but considering the behavior when one breaks, four or more are desirable. However, in the case of a small floating structure, it is wasteful and costly to install four mooring lines one by one, and this method cannot increase the installation density. Efficiency is poor when trying to recover wind energy, tidal energy, wave branch energy, etc. on the water surface. Therefore, it is conceivable to connect a plurality of floating bodies to each other with a horizontal hoop and fix them all to a seabed anchor with a mooring line, which has been proposed when installing a plurality of offshore wind power generation units. .
しかし、一般にひとつの浮体構造物を固定する1セットの係留索は、空から見て放射状に配置されていて各係留索の張力の水平成分がつりあっており、また各係留索の垂直下向き成分はほぼ一様になっていてそれら係留索が浮体の、例えば4隅を、同程度の力で下向きに引っ張っていて浮体のバランスが取れているものである。したがって、4本の放射状係留索を持つ浮体が2セット近所に設置されるからと安易にそれぞれの浮体の係留索のうち1本乃至2本を、浮体同士をつなぐ水平の舫い綱に置き換えてしまうと、水平力のつりあいは取れたとしてもそれぞれの浮体構造物にかかる下向きの張力にはアンバランスが生じ、浮体構造物にはそれぞれ、舫い綱に置き換えられた近辺が浮き上がり、係留索が残っている部分が沈みこむような傾斜が生じ、不安定な状態になるという問題がある。 However, in general, one set of mooring lines that fix one floating structure is arranged radially when viewed from the sky, and the horizontal component of the tension of each mooring line is balanced, and the vertical downward component of each mooring line is The mooring lines are almost uniform, and the mooring lines are pulled downward, for example, at the four corners of the floating body with the same force, so that the floating body is balanced. Therefore, one or two of the mooring lines of each floating body can be easily replaced with horizontal lanyards that connect the floating bodies, since two floating bodies with four radial mooring lines are installed in the neighborhood. As a result, even if the horizontal force is balanced, the downward tension applied to each floating structure will be unbalanced. There is a problem in that the remaining portion is inclined to sink, resulting in an unstable state.
そこで、複数の浮体構造物を舫い綱ではなく剛体でつなぎ、一体の構造物とすることが考えられ、グリッド型あるいは集合型の洋上風力発電システムとして提案されている。例えば、特許文献1には、一つの浮体と、この浮体を中心にしてその周囲に配置される複数個の外周浮体とを互いに剛性を有する部材で連結した状態で洋上に浮かべ、少なくとも前記浮体の一つに風力発電用機材を載置して成る浮体装置と、前記中心部の浮体の下部に接続される係留索としての複数のアンカーとでなる洋上風力発電装置の基礎構造が開示されている。特許文献1では、中心部の浮体の下部に8本のアンカーが等間隔で放射状に設置されている。
Therefore, it is conceivable to connect a plurality of floating structures with a rigid body instead of a blue rope to form an integral structure, which has been proposed as a grid type or collective type offshore wind power generation system. For example, in
しかしそのように浮体構造物間をつなぐ細長い構造物は、波浪にさらされたときに、浮力の偏在による巨大な剪断力やサグ、ホグと呼ばれる上反り、下反りモーメントに対して簡単には耐え難く、常識的に船舶として存在しうるような細長比でないと難しいという問題がある。特に風力利用システムにおいては、風車間の距離は数百メートルになるケースが多いが、これは一般的な設計最大波の波長や半波長と同程度であるため、海面形状とそれに伴う浮力の変化によって大きな変形力にさらされることになり、全てを細い一体の構造物として設計するのは困難である。また逆に係留索等で柔軟に連結した場合には、揺れで隣り合う風車同士がぶつかり合う心配がある。 However, the long and slender structures that connect the floating structures in such a way can easily withstand enormous shearing force due to the uneven distribution of buoyancy, and the upward and downward warping moments called sag and hog. There is a problem that it is difficult unless it is a slender ratio that can exist as a ship in common sense. Especially in wind power systems, the distance between wind turbines is often several hundred meters, which is almost the same as the wavelength and half wavelength of the general design maximum wave. Therefore, it is difficult to design everything as a thin integrated structure. On the other hand, when flexibly connected by a mooring line or the like, there is a concern that adjacent windmills may collide with each other due to shaking.
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、連結システムに過大なストレスが発生することがなく、浮体構造物の鉛直軸同士の近接又は離間を抑制することができる浮体構造物連結システム及びこれを用いた係留システムを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described situation, and does not cause excessive stress in the connection system, and the floating structure connection that can suppress the proximity or separation between the vertical axes of the floating structure is possible. It is an object to provide a system and a mooring system using the system.
2つの浮体構造物を水面近辺で連結する浮体構造物連結システムであって、互いに離間して配置された前記2つの浮体構造物と、水面上に略水平に配置され、両端が前記2つの浮体構造物にそれぞれ水平にピン接合された第1水平リンクと、前記第1水平リンクに対して鉛直方向に離間して並列に配置され、両端が前記2つの浮体構造物にそれぞれ水平にピン接合された第2水平リンクと、を備え、前記2つの浮体構造物が相対的に上下動しても、また前記2つの浮体構造物がそれぞれ傾斜しても、前記2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに平行に保たれるように、前記2つの浮体構造物と前記第1水平リンクと前記第2水平リンクとによって平行四辺形リンクを構成したことを特徴とする。 A floating structure connection system for connecting two floating structures in the vicinity of a water surface, the two floating structures being spaced apart from each other, and disposed substantially horizontally on a water surface, both ends of the two floating structures A first horizontal link that is horizontally pin-joined to the structure, and a first horizontal link that is vertically spaced from the first horizontal link, and both ends are horizontally pin-joined to the two floating structures. A second horizontal link, and even if the two floating structures move relatively up and down, or when the two floating structures are inclined, the vertical axes of the two floating structures are A parallelogram link is configured by the two floating structures, the first horizontal link, and the second horizontal link so as to be kept parallel to each other.
これによれば、平行四辺形リンクによって、各々の前記浮体構造物が相対的に上下動できるために、特に浮体構造物間の距離と同程度の波長をもつ波にさらされても連結システムに過大なストレスを発生させることなく連結できる。また、平行四辺形リンクによって、各々の前記浮体構造物が同じ方向であれば傾斜できるため、同じ方向の風を受けて同じ方向に傾斜して風を逃がしながら、浮体構造物が互いにその頭頂部を近づけ合う傾斜や遠ざけ合う傾斜を防止することができる。 According to this, since each of the floating structures can be moved up and down relatively by the parallelogram link, even when exposed to a wave having a wavelength similar to the distance between the floating structures, the connection system can be used. It can be connected without causing excessive stress. In addition, the parallelogram links can be inclined if each of the floating structures is in the same direction. It is possible to prevent the inclination of approaching and the inclination of moving away from each other.
また、前記第1水平リンク及び前記第2水平リンクのうちの少なくとも一方は、所定値以上の圧縮力又は引張力が作用した場合に弾性変形するスプリング機構を有し、前記所定値以上の圧縮力又は引張力が作用した場合は、前記スプリング機構の弾性変形によって、前記2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに非平行状態となり、前記圧縮力又は引張力が前記所定値よりも小さい場合は、前記平行四辺形リンクによって、前記2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに平行状態に保たれる構成とするのが好ましい。 Further, at least one of the first horizontal link and the second horizontal link has a spring mechanism that is elastically deformed when a compressive force or tensile force of a predetermined value or more is applied, and the compressive force of the predetermined value or higher. Alternatively, when a tensile force is applied, the vertical axes of the two floating body structures are not parallel to each other due to elastic deformation of the spring mechanism, and when the compressive force or the tensile force is smaller than the predetermined value, It is preferable that the vertical axes of the two floating structures are maintained in parallel with each other by a parallelogram link.
これによれば、第1水平リンク及び前記第2水平リンクのうちの少なくとも一方は、所定値以上の圧縮力又は引張力が作用した場合に弾性変形するスプリング機構を有しているので、所定値以上の圧縮力又は引張力が作用した場合は、前記スプリング機構の弾性変形によって、前記2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに非平行状態となり、前記圧縮力又は引張力が前記所定値よりも小さい場合は、前記平行四辺形リンクによって、前記2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに平行状態に保たれることになる。そのため、強い外力によって、浮体構造物の頭頂部同士が近づいたり遠ざかったりする場合には、スプリング機構がある程度柔軟に変形して第1水平リンク又は第2水平リンクに過大なストレスが発生するのを受け流し、外力が弱まれば浮体構造物の鉛直軸同士が平行に戻るようにできる効果がある。 According to this, at least one of the first horizontal link and the second horizontal link has a spring mechanism that elastically deforms when a compressive force or a tensile force greater than or equal to a predetermined value is applied. When the above compressive force or tensile force is applied, the vertical axes of the two floating structures become non-parallel to each other due to elastic deformation of the spring mechanism, and the compressive force or tensile force is smaller than the predetermined value. In this case, the vertical axes of the two floating structures are kept parallel to each other by the parallelogram links. Therefore, when the tops of the floating structure approach or move away due to a strong external force, the spring mechanism is deformed to some extent to cause excessive stress on the first horizontal link or the second horizontal link. If the external force is weakened, the vertical axis of the floating structure can return to parallel.
また、前記スプリング機構は、トーションバースプリングを含んで構成され、前記トーションバースプリングは、前記2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに非平行状態となる場合には両端部が逆向きにねじられ、前記2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに平行状態に保たれる場合には、両端部が同位相で回転するように、前記2つの浮体構造物に連結されている構成とするのが好ましい。 The spring mechanism includes a torsion bar spring, and the torsion bar spring is twisted in opposite directions when both vertical axes of the two floating structures are in a non-parallel state. In the case where the vertical axes of the two floating structures are kept parallel to each other, it is preferable that the two floating structures are connected to each other so that both ends rotate in the same phase.
これによれば、トーションバースプリングが、前記2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに非平行状態となる場合には両端部が逆向きにねじられ、前記2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに平行状態に保たれる場合には、両端部が同位相で回転するので、実質的に抵抗を持って弾性変形する水平リンクを実現することができる。例えば、各々の前記浮体構造物の傾斜運動を各々設けられたホーンの押し引きを介して各々回転運動に変換して同一のトーションバーの両端に接続し、両端の前記浮体構造物の鉛直軸が互いに平行を保って傾斜する場合は該トーションバーが単純回転され、両端の前記浮体構造物の鉛直軸が互いに逆向きに傾斜する場合はトーションバーの両端がねじられるように構成することにより、実質的に実現することができる。 According to this, when the vertical axes of the two floating structures are not parallel to each other, the torsion bar springs are twisted in opposite directions, and the vertical axes of the two floating structures are parallel to each other. When the state is maintained, both ends rotate in the same phase, so that a horizontal link that substantially elastically deforms with resistance can be realized. For example, the tilting motion of each floating structure is converted into rotational motion through the push and pull of each provided horn and connected to both ends of the same torsion bar, and the vertical axes of the floating structure at both ends are If the torsion bars are simply rotated when they are tilted in parallel with each other, and the vertical axes of the floating structure at both ends are tilted in opposite directions, both ends of the torsion bar are twisted. Can be realized.
また、前記スプリング機構は、弾性材料からなる弓形部材で構成されており、前記弓形部材は、前記2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに非平行状態となる場合には両端部が互いに近接又は離間するように湾曲し、前記2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに平行状態に保たれる場合には平行移動するように、前記2つの浮体構造物に連結されている構成とするのが好ましい。 Further, the spring mechanism is configured by an arcuate member made of an elastic material, and the arcuate members are close to or separated from each other when the vertical axes of the two floating structures are not parallel to each other. It is preferable that the two floating structures are connected to each other so that the two floating structures are curved so that they move in parallel when the vertical axes of the two floating structures are kept parallel to each other.
これによれば、弾性材料からなる弓形部材でスプリング機構が構成されているので、2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに非平行状態となる場合には、弓形部材の両端部が互いに近接又は離間するように湾曲(弾性変形)し、2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに平行状態に保たれる場合には、弓形部材が平行移動することで、実質的に抵抗を持って伸縮する水平リンクを実現することができる。また、トーションバースプリングでスプリング機構を構成する場合に比較して、構造を簡素化できる。そのため、部品点数の低減や組立作業の容易化を図ることができる。 According to this, since the spring mechanism is configured by an arcuate member made of an elastic material, both ends of the arcuate member are close to or separated from each other when the vertical axes of the two floating structures are not parallel to each other. If the vertical axes of the two floating structures are kept parallel to each other, the horizontal link that expands and contracts substantially with resistance by the parallel movement of the arcuate member. Can be realized. Further, the structure can be simplified as compared with the case where the spring mechanism is configured by a torsion bar spring. Therefore, the number of parts can be reduced and the assembly work can be facilitated.
また、前記第1水平リンクは、橋型構造物からなり、前記スプリング機構は、前記第2水平リンクに設けられている構成とするのが好ましい。 Further, it is preferable that the first horizontal link is made of a bridge structure, and the spring mechanism is provided on the second horizontal link.
これによれば、例えば、浮体構造物が風力利用システムである場合には、風車の翼のメンテナンス用のプラットフォームやメンテナンス要員の乗るボートの着桟のための浮桟橋として、さらには風車の設置のため搬入用運搬バージとして、橋型構造物からなる第1水平リンクを使うことができる。また、スプリング機構は、第2水平リンクに設けられているので、2つの浮体構造物の鉛直軸が非平行状態となった場合でも、第2水平リンクが変形して負荷を吸収するので、橋型構造物からなる第1水平リンクが安定する。 According to this, for example, when the floating structure is a wind power utilization system, a platform for maintenance of wind turbine blades, a floating bridge for landing of a boat on which maintenance personnel ride, and further installation of a wind turbine Therefore, the 1st horizontal link which consists of a bridge-type structure can be used as a carrying barge for carrying in. In addition, since the spring mechanism is provided in the second horizontal link, even when the vertical axes of the two floating structures are in a non-parallel state, the second horizontal link is deformed to absorb the load. The first horizontal link made of the mold structure is stabilized.
また、前記した浮体構造物は、浮体構造物は、風力利用システム、潮力利用システム及び波力利用システムの少なくともいずれか1つを備えるのが好ましい。 Moreover, it is preferable that the above-described floating structure includes at least one of a wind power utilization system, a tidal power utilization system, and a wave power utilization system.
これによれば、浮体構造物連結システムによって、複数の風力、潮力、または波力利用システムを安定して連結することができる。 According to this, a plurality of wind power, tidal power, or wave power utilization systems can be stably connected by the floating structure connection system.
また、前記浮体構造物連結システムは、海底に設置されたアンカーと前記浮体構造物とを連結する複数の係留索をさらに有し、前記複数の係留索は、平面視で前記浮体構造物連結システムの図心に対して回転対称に、かつ、前記各浮体構造物から外側に向かって略放射状に配置されている構成とするのが好ましい。 The floating structure connection system further includes a plurality of mooring lines for connecting the anchor installed on the seabed and the floating structure, and the plurality of mooring lines are the floating structure connection system in plan view. It is preferable to have a configuration that is rotationally symmetric with respect to the centroid and is arranged radially outward from each floating body structure.
これによれば、複数の係留索が、平面視で前記浮体構造物連結システムの図心に対して回転対称に、かつ、前記各浮体構造物から外側に向かって略放射状に配置されているので、浮体構造物連結システムをバランスよく係留することができる。また、2つの浮体構造物に作用する負荷にアンバランスが生じたとしても、平行四辺形リンクによって各浮体構造物を平行に傾けたり、スプリング機構によって負荷を吸収したりすることができる。 According to this, since the plurality of mooring lines are arranged in a rotationally symmetrical manner with respect to the centroid of the floating structure connection system in a plan view and substantially radially outward from each floating structure. The floating structure connection system can be moored in a balanced manner. Further, even if an imbalance occurs in the loads acting on the two floating structures, the floating structures can be tilted in parallel by the parallelogram links, or the loads can be absorbed by the spring mechanism.
また、本発明に係る係留システムは、前記した浮体構造物連結システムを複数連結してなる浮体構造物連結システム群を海底のアンカーにつながる複数の係留索を用いて係留する係留システムであって、前記複数の係留索は、前記浮体構造物連結システム群のうち、外周部に配置された前記浮体構造物に連結されており、平面視で略放射状に配置されていることを特徴とする。 The mooring system according to the present invention is a mooring system for mooring a floating structure connecting system group formed by connecting a plurality of floating structure connecting systems described above using a plurality of mooring lines connected to an anchor on the seabed, The plurality of mooring lines are connected to the floating structure arranged in the outer peripheral portion of the floating structure connection system group, and are arranged substantially radially in plan view.
これによれば、複数の係留索は、前記浮体構造物連結システム群のうち、外周部に配置された前記浮体構造物に連結されており、平面視で略放射状に配置されているので、海底のアンカーに複数の係留索を用いて浮体構造物連結システム群全体が位置保持される。
例えば2つに浮体構造物からなる浮体構造物群の場合、右の海底に延びる係留索は右の浮体の右端から取り、左の海底に延びる係留索は左の浮体構造物の左端から取るのがよい。この時、各々の浮体構造物を見ると、左の浮体構造物においては、係留索が左に引く力と、連結システムが右に引く力とがバランスしている。また、右の浮体構造物においては、係留索が右に引く力と、連結システムが左に引く力とがバランスしている。また、垂直方向においては、左の浮体構造物には、その左端が下向きに引っ張られるためにその頭頂部を左に倒そうとする転倒モーメントが働く。また、右の浮体構造物には、その右端が下向きに引っ張られるためにその頭頂部を右に倒そうとする転倒モーメントが働く。このとき、前記した浮体構造物連結システムの第1水平リンク及び第2水平リンクが、左右の浮体構造物の転倒モーメントを打ち消し合わせて互いに平行に保とうとする力が働くので、安定を保つことができる。
According to this, the plurality of mooring lines are connected to the floating structure arranged in the outer peripheral portion of the floating structure connection system group, and are arranged substantially radially in plan view. The whole floating structure connection system group is held in position by using a plurality of mooring lines as anchors.
For example, in the case of a floating structure group consisting of two floating structures, the mooring line extending to the right seabed is taken from the right end of the right floating body, and the mooring line extending to the left seabed is taken from the left end of the left floating structure. Is good. At this time, when each floating structure is viewed, in the left floating structure, the force that the mooring line pulls to the left and the force that the connection system pulls to the right are balanced. In the right floating structure, the force that the mooring line pulls to the right and the force that the connection system pulls to the left are balanced. Further, in the vertical direction, the left floating structure is pulled downward, so that a falling moment is exerted to tilt the top of the head to the left. Moreover, since the right end is pulled downward in the right floating body structure, a falling moment acts to tilt the top of the head to the right. At this time, the first horizontal link and the second horizontal link of the floating structure connection system described above act to cancel the falling moments of the left and right floating structures and keep them parallel to each other, so that stability can be maintained. it can.
以上に説明したように、本発明の浮体構造物連結システムによれば、平行四辺形リンクによって、各々の浮体構造物が互いに平行な状態で相対的に上下動できるので、連結システムに過大なストレスが発生することがなく、浮体構造物の鉛直軸同士の近接又は離間を抑制することができる。その結果、複数の浮体構造物の設置密度を上げ、安価なドラッグアンカーとカテナリーチェーンで係留することができる。 As described above, according to the floating structure connection system of the present invention, each floating structure can move up and down relatively in parallel with each other by the parallelogram link, so that excessive stress is applied to the connection system. Is not generated, and the proximity or separation between the vertical axes of the floating structure can be suppressed. As a result, the installation density of a plurality of floating structures can be increased and moored with inexpensive drag anchors and catenary chains.
また、平行四辺形リンクによって、各々の前記浮体構造物が同じ方向であれば傾斜できるので、波高が増幅され、かつ水深に対して波高が高い浅瀬においても、浮力の偏在や変動、水の流体力、係留力の変動等を適度に逃がして過大なストレスが連結部や浮体構造物にかかることを防止することができる。 In addition, the parallelogram links can incline the floating structures as long as they are in the same direction. Therefore, even in shallow water where the wave height is amplified and the wave height is high with respect to the water depth, It is possible to prevent excessive stress from being applied to the connecting portion and the floating structure by appropriately escaping fluctuations in physical strength and mooring force.
また、本発明の浮体構造物連結システムによれば、浮体構造物が風力利用システムである場合には、風車の翼のメンテナンス用のプラットフォームやメンテナンス要員の乗るボートの着桟のための浮桟橋として、さらには風車の設置のため搬入用運搬バージとして、橋型構造物からなる第1水平リンクを使うことができる。 Further, according to the floating structure connection system of the present invention, when the floating structure is a wind power utilization system, as a floating platform for a landing of a boat on which a maintenance staff or a maintenance person rides, a maintenance platform for wind turbine blades is used. In addition, the first horizontal link made of a bridge-type structure can be used as a carrying barge for carrying in a windmill.
更に、本発明の係留システムによれば、それぞれの浮体構造物に係留索による張力の下向き成分にアンバランスがあっても浮体構造物が傾かないように浮体を連結するので、例えば風力発電システムであった場合に、となりあう風車同士がお互いに近づきあうように傾斜することがなく、風車同士が接触するのを防ぐことができる効果がある。 Furthermore, according to the mooring system of the present invention, the floating bodies are connected so that the floating structures do not tilt even if the downward components of the tension due to the mooring lines are unbalanced. In such a case, there is an effect that the adjacent windmills are not inclined so as to approach each other, and the windmills can be prevented from contacting each other.
本実施形態に係る浮体構造物連結システムについて、その最小単位である2つの風力利用システムを連結した場合を例にとって、図1乃至図6を参照して説明する。なお、説明において方向を示すときは、図面に示した左右上下前後に基づくものとする。 The floating structure connection system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6 by taking as an example a case where two wind power utilization systems, which are the minimum units, are connected. In the description, directions are based on the left / right / up / down / front / rear directions shown in the drawings.
図1に示すように、浮体構造物連結システム1は、互いに離間して設置された2つの浮体構造物10と、この2つの浮体構造物10同士を連結する第1水平リンク20及び第2水平リンク30と、2つの浮体構造物10をそれぞれ係留する複数の係留索50と、を備えている。これら2つの浮体構造物10と、第1水平リンク20と、第2水平リンク30と、によって平行四辺形リンク40が構成されている。
As shown in FIG. 1, the floating
浮体構造物連結システム1には、係留索50によって、例えば左右の浮体構造物10をそれぞれ外側に転倒させようとする転倒モーメントMが作用する。平行四辺形リンク40は、これら2つの転倒モーメントを好適に逃がしたり打ち消したりするように機能する。
In the floating
図2に示すように、浮体構造物10は、浮体110と、風力利用システムとしてのダリウス型風車120と、潮力利用システムとしてのサボニウス型水車130と、を有している。
As shown in FIG. 2, the floating
浮体110は、浮力を有する装置であり、例えば船体のように中空構造に構成されている。浮体110は、後記するダリウス型風車120とサボニウス型水車130の回転軸を回転可能に軸支している。また、浮体110は、この回転軸の回転によって発電する発電装置(図示省略)を備えている。また、浮体110は、浮体110の外側(第1水平リンク20及び第2水平リンク30と反対側)に取り付けられた係留索50によって海底のアンカー70に係留されている。浮体110は、係留索50によって外側下方に引かれている。
The floating
図2(a),(b)に示すように、ダリウス型風車120は、回転軸となる上支柱121と、上支柱121の周囲に等間隔で3つ設けられたブレード122と、を有している。ブレード122の上端部122a及び下端部122bは、上支柱121の上端部に設けられた上ブラケット123及び上支柱121の下端側に設けられた下ブラケット124に上下方向に回転可能にそれぞれ支持されている。ブレード122の中間部122cは、ヒンジ構造に構成されている。また、下ブラケット124は、上支柱121に対してスライド可能に構成されている。ブレード122は、下ブラケット124を上下にスライドさせることによりブレード122の中間部122cを屈曲させて、その回転半径rを変更可能に構成されている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
図2(a),(c)に示すように、サボニウス型水車130は、浮体構造物10の重心を水中に配置するためのバラストとしての機能を兼ねるものであり、その上端部を下支柱131に支持されている。サボニウス型水車130は、円筒体を軸方向に反割りした形状のブレード132,132を備えている。2つのブレード132,132は、分割面に沿って互いにずらした形状に結合されている。サボニウス型水車130は、ブレード132,132に囲まれた空間132aを潮流が通過することによって回転する。本実施形態に係るサボニウス型水車130は、このようなブレード132,132を上下に2段重ねて、互いに90度ずつ位相をずらして配置した構造となっている。
As shown in FIGS. 2A and 2C, the Savonius
ダリウス型風車120の回転軸である上支柱121とサボニウス型水車130の回転軸である下支柱131は、例えば、増速機構やラチェット機構などを組み合わせたギアシステム(図示省略)によって連結されている。増速機構は、例えば遊星歯車機構などで構成することができる。この増速機構によって、起動性の高いサボニウス型水車130によってダリウス型風車120を起動させることができる。また、ダリウス型風車120の起動後は、ダリウス型風車120の回転とサボニウス型水車130の回転とをラチェット機構で切り離すことによって、サボニウス型水車130がダリウス型風車120の負荷になることを防止することができる。
The
係留索50は、浮体構造物10(より詳しくは浮体110)とアンカー70とを連結する部材であり、例えば鎖などで構成されている。アンカー70は、海底に設置されたストックレスアンカーやストックアンカー等の錨で構成されている。本実施形態では、図4に示すように、4本の係留索50が、平面視で浮体構造物連結システム1の図心に対して回転対称に、かつ、各浮体構造物10から2本ずつ外側に向かって略放射状に配置されている。係留索50は、水深に対して十分な長さ(例えば水深の3倍~10倍程度)を有しており、いわゆるカテナリー曲線となっている。これにより、浮体構造物10が波浪によって上下動しても、アンカー70には水平方向の引張力が作用するようになっている。
The
図3、図4に示すように、第1水平リンク20は、水面上に略水平に配置された橋型構造物である。第1水平リンク20は、床板状のデッキ部210と、デッキ部210を補強するトラス部220とを有している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the first
デッキ部210は、作業者の通路や資材の荷置場としての機能を有する。デッキ部210の両端部は、2つの浮体構造物10の上側にそれぞれ水平軸回りにピン接合されている。これにより、第1水平リンク20は、浮体構造物10に対して上下方向に回動可能となる。
The
トラス部220は、デッキ部210の下方に離間して平行に配置された下梁221と、デッキ部210と下梁221との間に斜めに又は垂直に架設された複数の弦材222と、から構成されている。
The
図3、図4、図5(主に図5)に示すように、第2水平リンク30は、第1水平リンク20に対して(より詳しくはデッキ部210に対して)下方に離間して並列に配置された連結装置である。第2水平リンク30は、一対のメインロッド310,310と、この一対のメインロッド310,310の間に配置されたトーションバー(トーションバースプリング)320と、メインロッド310とトーションバー320との間に介設された一対のリンク機構330,330と、から構成されている。これら一対のメインロッド310,310と、トーションバー320と、一対のリンク機構330,330と、によって、スプリング機構が構成されている。
As shown in FIGS. 3, 4, and 5 (mainly FIG. 5), the second
一対のメインロッド310は、浮体構造物10の傾動に伴って後記するトーションバー320のホーン322を押し引きする棒状部材である。各メインロッド310の一端側は、浮体110の下端側に水平軸回りにピン接合されている。各メインロッド310の他端側は、リンク機構330に鉛直ピン接合されている。各メインロッド310は、トーションバー320に近づくほどデッキ部210に近づくように傾斜して配置されている。なお、図5、図6においては、説明の便宜上、メインロッド310を単なる直線で描いている。
The pair of
トーションバー320は、2つの浮体構造物10,10を結ぶ方向に延設されたトーションバー本体321と、このトーションバー本体321の両端に突設された一対のホーン322,322と、を備えている。トーションバー本体321は、例えば断面が円形状に形成された棒状部材であり、例えば金属などの弾性材料で構成されている。トーションバー本体321は、所定値以上のねじり荷重が作用したときに有意な弾性変形をする程度の剛性を有している。図5に示すように、トーションバー本体321は、平面視した状態で、一対のメインロッド310,310と同一直線上に配置されている。一対のホーン322は、トーションバー本体321に対して径方向に突出して設置された金属製の板状部材である。各ホーン322は、トーションバー本体321に対して同一の方向(図5では下方)に突出している。各ホーン322は、トーションバー本体321の両端部に溶接などによってそれぞれ剛結合されている。
The
一対のリンク機構330,330は、メインロッド310の軸方向の動作を、トーションバー320の周方向の動作に変換する装置である。一対のリンク機構330,330は、平面視で、略コ字状に形成されいる。一対のリンク機構330,330は、平面視で、トーションバー320に対して対称(回転対称)に配置されている。各リンク機構330は、トーションバー320よりも高いねじり剛性を有している。各リンク機構330は、軸部331と、ブラケット332と、一対のホーン333a,333bと、一対のプッシュプルロッド334,334と、を備えている。
The pair of
軸部331は、リンク機構330の回転軸となる棒状部材であり、トーションバー本体321よりも短尺に形成されている。軸部331は、側面視で、メインロッド310に対して直交する方向に回転軸を向けて設置されている(図3(c)参照)。また、軸部331は、平面視で、メインロッド310に対してメインロッド310の軸方向に直交する方向に離間して配置されている(図4参照)。軸部331は、ブラケット332を介して第1水平リンク20に回転可能に軸支されている。
The
ブラケット332は、軸部331を回転可能に支持する部材である。ブラケット332は、筒状部332aと、筒状部332aを支持する板状部332bと、を備えている。筒状部332aは、円筒状の中空部材であり、軸部331を回転可能に外嵌保持している。板状部332bは、筒状部332aとデッキ部210とを連結する側面視台形状の板状部材である。板状部332bの上端部はデッキ部210の下面に例えば溶接固定されている。
The
一対のホーン333a,333bは、軸部331の上下端部から互いに90°の位相を有して径方向に突設されている。上側のホーン333aは、メインロッド310に直交する方向に延設されている。上側のホーン333aは、軸部331の上端部とメインロッド310の先端部とを略水平に連結している。上側のホーン333aの基端部は、軸部331の上端部に剛接合されている。上側のホーン333aの先端部は、メインロッド310に対して鉛直軸回りにピン接合されている。下側のホーン333bは、軸部331の下端部から、トーションバー320側に向かってメインロッド310と平行に延出している。下側のホーン333bの基端部は、軸部331の下端部に剛接合されている。下側のホーン333bとトーションバー320のホーン322との間には、後記するプッシュプルロッド334が介設されている。
The pair of
一対のプッシュプルロッド334,334は、下側のホーン333bの先端とトーションバー320のホーン322の先端とを連結する棒状部材である。一対のプッシュプルロッド334,334は、トーションバー320のホーン322を、トーションバー本体321の周方向に押し引きすることにより、トーションバー本体321を回転させたりねじったりする機能を有する。プッシュプルロッド334は、下側のホーン333bの先端に対して鉛直軸回りにピン接合されているとともに、トーションバー320のホーン322に対して水平軸回りにピン接合されている。なお、図5、図6においては、説明の便宜上、プッシュプルロッド334を単なる直線で描いている。
The pair of push-
本実施形態に係る浮体構造物連結システム1は、基本的に以上のように構成されるものであり、次に、浮体構造物連結システム1の動作について、図1から図6(主に図5、図6)を参照して詳細に説明する。
The floating
浮体構造物連結システム1は、2つの浮体構造物10と、第1水平リンク20と、第2水平リンク30と、によって平行四辺形リンク40を構成しているので、2つの浮体構造物10は、互いに平行に保たれる。そのため、2つの浮体構造物10が、相対的に上下動したり、同一方向に傾動したりすることができる。これにより、同じ方向に傾斜して風を逃がしたり、ダリウス型風車120同士が近接するような傾動を回避することができる。
In the floating
例えば、浮体構造物10の頭頂部が図1の左側に向かって移動するように、2つの浮体構造物10が傾いた場合、浮体110と第1水平リンク20との連結点を支点として、浮体110の下側は、両者ともに右側に変位する。そうすると、図5に示すように、左側のメインロッド310は右側に押圧され、右側のメインロッド310は右側に引っ張られる。
For example, when two floating
そして、左側のリンク機構330は、左側のメインロッド310に押圧されることによって、平面視で反時計回りに回転し、左側のプッシュプルロッド334を引っ張る。トーションバー320の左側は、左側のプッシュプルロッド334に引っ張られて、左側のホーン322が前側に向かうように回転する。
Then, the
一方、右側のリンク機構330は、右側のメインロッド310に引っ張られることによって、平面視で時計回りに回転し、右側のプッシュプルロッド334を押圧する。トーションバー320の右側は、右側のプッシュプルロッド334に押圧されて、右側のホーン322が前側に向かうように回転する。
On the other hand, when the
これにより、トーションバー320の右側と左側が同位相で単純に回転するだけなので、トーションバー320に過度なストレスが発生することがない。また、右側のメインロッド310が左に移動した分だけ、左のメインロッド310も左に移動するので、第2水平リンク30の全長がほとんど変化しない。そのため、平行四辺形リンク40が保たれる。
Thereby, since the right side and the left side of the
例えば、風車同士の風影響の干渉を避けるためには、風車間の距離を風車直径の数倍程度が必要とされている。そのため、浮体構造物10間の距離は数百mになることが多いが、それは設計最大風波の波長と同程度である。このような場合に風車同士が剛に連結されていると過大なストレスがかかるが、本実施形態に係るの浮体構造物連結システム1では、例えば左側の浮体構造物10が大波の頂部に乗り、右側の浮体構造物10が大波の底部に落ち込んだ場合には、左側の浮体110は左側のプッシュプルロッド334を引く一方、右側の浮体110は右側のプッシュプルロッド334を押す。このような場合、トーションバー320は単純に回転するのみで、抵抗力を発揮しないため、スムーズに平行四辺形リンク40として作動することができる。
For example, in order to avoid interference of wind effects between windmills, the distance between windmills is required to be several times the diameter of the windmill. For this reason, the distance between the floating
次に、比較的大きな荷重が作用して、2つの浮体構造物10同士の頭頂部が互いに遠ざかるように変形した場合は、浮体110と第1水平リンク20との連結点を支点として、浮体110の下側同士が近接するように変形する。なお、このとき、浮体110の上側同士は、伸縮不能な第1水平リンク20によって連結されているので、互いの距離は変化しない。そうすると、図6に示すように、一対のメインロッド310は、トーションバー320に近づく方向に押圧される。
Next, when a relatively large load is applied and the tops of the two floating
そして、左側のリンク機構330は、左側のメインロッド310に押圧されることによって、平面視で反時計回りに回転し、左側のプッシュプルロッド334を引っ張る。トーションバー320の左側は、左側のプッシュプルロッド334に引っ張られて、左側のホーン322が前側に向かうように回転する。
Then, the
一方、右側のリンク機構330は、右側のメインロッド310に押圧されることによって、平面視で反時計回りに回転し、右側のプッシュプルロッド334を引っ張る。トーションバー320の右側は、右側のプッシュプルロッド334に引っ張られて、右側のホーン322が後側に向かうように回転する。
On the other hand, when the
これにより、トーションバー320の右側と左側が逆位相で回転するので、トーションバー320がねじられて弾性変形し、浮体構造物10の頭頂部が互いに遠ざかるように浮体構造物10を傾動させるエネルギーが吸収されることになる。そして、トーションバー320が逆位相でねじられることによって、第2水平リンク30の全長は若干短くなるが、傾動エネルギーが弱まった段階で、トーションバー320のねじれが解放され、第2水平リンク30の全長が元に戻る。これにより、平行四辺形リンク40が復活し、2つの浮体構造物10を同一方向に傾動させることができる。
なお、浮体構造物10の頭頂部が互いに近づきあうように浮体構造物10が傾動した場合も、トーションバー320のねじれの向きなどが前記と逆になるだけで、同様の作用効果を奏する。
Thereby, since the right side and the left side of the
Even when the floating
なお、第1水平リンク20は、橋型構造物であるので、メンテナンスや点検、修理のための作業員の通船が着桟し係船するためのボラード、防舷材等の設備や、陸上やGPSとの通信のためのアンテナ、陸上へ電力を送電するためのケーブルの繋ぎ込み等の設備を設置することができる。また、ブレード132を第1水平リンク20の上に揚げ降ろしして点検、修理、交換等をする際の作業場所として利用することができる。
Since the first
以上、本実施形態に係る浮体構造物連結システム1について、図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
As described above, the floating
例えば、本実施形態では、浮体構造物10にダリウス型風車120及びサボニウス型水車130を設置したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の形式の垂直軸風車や垂直軸水車を設置してもよく、さらには、水平軸風車や水平軸水車を設置してもよい。また、浮体構造物10に水車及び風車の何れか一方のみを設置してもよいし、波力発電装置などの波力利用システムを設置してもよい。
For example, in the present embodiment, the Darrieus-
また、本実施形態では、トーションバー320とリンク機構330によって、第2水平リンク30を伸縮可能に構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、トーションバー320とリンク機構330に替えて、図7に示す伸縮可能リンク400や、図8に示す弓形部材600などを採用してもよい。
Further, in the present embodiment, the second
図7は、第1変形例に係る伸縮可能リンクの断面図である。
図7に示すように、伸縮可能リンク400は、シリンダ410と、ロッド420と、シリンダ410内に配置された一対のコイルばね430a,430bと、で構成されている。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the extendable link according to the first modification.
As shown in FIG. 7, the
シリンダ410の左端部は、左側のメインロッド310(図4参照)に水平軸回りにピン接合されている。シリンダ410の右端部には、ロッド420が挿入されている。ロッド420の右端部は、右側のメインロッド310(図4参照)に水平軸回りにピン接合されている。ロッド420の左端部には、ロッド420よりも径の大きいフランジ420aが設けられている。シリンダ410の内部であって、シリンダ410の左端部とフランジ420aとの間には、第1のコイルばね430aが設置されており、シリンダ410の右端部とフランジ420aとの間には、第2のコイルばね430bが設置されている。
The left end of the
このような構成によれば、左右のメインロッド310が互いに押圧する方向、又は引っ張り合う方向に移動した場合、伸縮可能リンク400が伸縮することで、傾動エネルギーを吸収することができる。また、傾動エネルギーが弱まったときに、浮体構造物10の傾斜を元に戻すことができる。
また、コイルばね430a,430bに予圧を与えておくことにより、所定値以上の圧縮力又は引張力が作用したときに、伸縮可能リンク400が弾性変形を開始し、それまでは平行移動するように構成することができる。
また、シリンダ410の内部にオイルなどの粘性流体を充填するとともにフランジ420aにオリフィス(図示省略)を設けることにより、伸縮可能リンク400を減衰ダンパーとして機能させることもできる。
According to such a configuration, when the left and right
Further, by applying a preload to the
Further, by filling the
図8の(a)は、第2変形例に係る浮体構造物連結システムの平行四辺形リンクの側面図、(b)は第1水平リンクの側面図、(c)第2水平リンクを構成する弓形部材の側面図、である。
図8に示すように、第2変形例に係る浮体構造物連結システム1Aは、第2水平リンク60が弓形部材600で構成されている点が、前記した実施形態に係る浮体構造物連結システム1と異なっている。弓形部材600は、例えば高張力鋼などのある程度の剛性のある弾性材料を用いて、上向きに凸となる弓形状に構成されている。
8A is a side view of the parallelogram link of the floating structure connection system according to the second modification, FIG. 8B is a side view of the first horizontal link, and FIG. 8C constitutes the second horizontal link. FIG. 6 is a side view of an arcuate member.
As shown in FIG. 8, the floating
図8(a),(c)に示すように、弓形部材600は、水平部610と、この水平部610の両端に設けられた一対の傾斜部620,620と、を備えている。水平部600は、左右方向に延設された棒状の長尺部材であり、第1水平リンク20に対して下方に離間した位置に、第1水平リンク20と略平行に配置されている。一対の傾斜部620,620は、水平部610から離れるほど下側に位置するように傾斜している。各傾斜部620の先端部620aは、浮体構造物10の下側に水平軸回りにピン接合されており、上下方向に回動可能となっている。
なお、図8(b)に示すように、第1水平リンク20は、前記した実施形態と同様の構造であるので、詳細な説明は省略する。
As shown in FIGS. 8A and 8C, the
As shown in FIG. 8B, the first
第2変形例に係る浮体構造物連結システム1Aでは、弾性材料からなる弓形部材600で第2水平リンク60が構成されているので、浮体構造物10に所定値以上の負荷が作用して、2つの浮体構造物10が互いに非平行状態となる場合には、弓形部材600の先端部630a同士が互いに近接又は離間するように湾曲(弾性変形)し、負荷を吸収する。一方、浮体構造物10に作用する負荷が所定値よりも小さくなった場合には弓形部材600が復元し、2つの浮体構造物10が互いに平行状態に保たれるとともに弓形部材600が平行移動するように揺動する。これにより、実質的に抵抗を持って伸縮するスプリング機構を備えた水平リンクを実現することができる。
In the floating
次に、本実施形態に係る浮体構造物連結システム1を利用した係留システムについて、図9を参照して詳細に説明する。
Next, a mooring system using the floating
図9(a)に示すように、第1の浮体構造物連結システム群2Aは、5つの浮体構造物10を4つの平行四辺形リンク40で連結していわゆる直鎖型に構成されている。そして、両端の浮体構造物10の外側に係留索50が放射状に設置されている。なお、中央の浮体構造物10にも2つの係留索50が平行四辺形リンク40に直交する方向に連結されているが、中央の浮体構造物10の2つの係留索50は省略してもよい。
As shown in FIG. 9 (a), the first floating structure
図9(b)に示すように、第2の浮体構造物連結システム群2Bは、中央の浮体構造物10の周囲に4つの浮体構造物10を配置し、中央の浮体構造物10と周囲の浮体構造物10とを4つの平行四辺形リンク40でそれぞれ連結して、いわゆるクロスリンク型に構成されている。周囲の4つの浮体構造物10は、平面視で正方形の頂点を成すように配置されている。そして、周囲の4つの浮体構造物10から外側に向かって2つの(合計8つの)係留索50がそれぞれ連結されている。
As shown in FIG. 9B, the second floating structure
図9(c)に示すように、第3の浮体構造物連結システム群2Cは、3つの浮体構造物10を、平面視で正三角形の頂点を成すように配置するとともに、各浮体構造物10を平行四辺形リンク40でそれぞれ連結して三角型に構成されている。そして、周囲の3つの浮体構造物10から外側に向かって2つの(合計6つの)係留索50がそれぞれ連結されている。
As shown in FIG. 9C, the third floating structure
これらの浮体構造物連結システム群2A,2B,2Cは、それぞれの平面的な中心(図心)に対して回転対象に構成されている。そして、浮体構造物連結システム群2A,2B,2Cは、それぞれの外周部に配置された浮体構造物10から外側に放射状に設置された係留索50によって、海底のアンカー70(図2(a)参照)に位置保持されている。このような構成にすれば、係留索50が浮体構造物10を引く力と、平行四辺形リンク40が反対向きに浮体構造物10を引く力とがバランスするので、安定を保つことができる。
These floating structure
なお、上記の浮体構造物連結システム群2A,2B,2Cは、一例であり、このような構成要素を用いてさらに拡大し、より多くの浮体構造物10を連結してもよい。
In addition, said floating body structure
1 浮体構造物連結システム
10 浮体構造物
110 浮体
120 ダリウス型風車
121 上支柱
122 ブレード
122a 上端部
122b 下端部
122c 中間部
123 上ブラケット
124 下ブラケット
130 サボニウス型水車
131 下支柱
132 ブレード
132a 空間
20 第1水平リンク
210 デッキ部
220 トラス部
221 下梁
222 弦材
30 第2水平リンク
310 メインロッド
320 トーションバー
321 トーションバー本体
322 ホーン
330 リンク機構
331 軸部
332 ブラケット
332a 筒状部
332b 板状部
333a ホーン
333b ホーン
334 プッシュプルロッド
40 平行四辺形リンク
400 伸縮可能リンク
410 シリンダ
420 ロッド
420a フランジ
50 係留索
70 アンカー
2A 浮体構造物連結システム群
2B 浮体構造物連結システム群
2C 浮体構造物連結システム群
DESCRIPTION OF
Claims (8)
互いに離間して配置された少なくとも2つの前記浮体構造物と、
水面上に略水平に配置され、両端が前記2つの浮体構造物にそれぞれ水平ピン接合された第1水平リンクと、
前記第1水平リンクに対して鉛直方向に離間して並列に配置され、両端が前記2つの浮体構造物にそれぞれ水平ピン接合された第2水平リンクと、を備え、
前記2つの浮体構造物が相対的に上下動しても、また前記2つの浮体構造物が傾斜しても、前記2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに平行に保たれるように、前記2つの浮体構造物と前記第1水平リンクと前記第2水平リンクとによって平行四辺形リンクを構成したことを特徴とする浮体構造物連結システム。 A floating structure connection system for connecting a plurality of floating structures near the water surface,
At least two of the floating structures that are spaced apart from each other;
A first horizontal link disposed substantially horizontally on the water surface and having both ends respectively connected to the two floating structures by horizontal pins;
A second horizontal link that is arranged in parallel with being spaced apart in the vertical direction with respect to the first horizontal link, and both ends of which are horizontally pin-joined to the two floating structures,
Even if the two floating structures move up and down relatively or when the two floating structures tilt, the vertical axes of the two floating structures are kept parallel to each other. A floating structure connecting system, wherein a parallelogram link is formed by one floating structure, the first horizontal link, and the second horizontal link.
前記所定値以上の圧縮力又は引張力が作用した場合は、前記スプリング機構の弾性変形によって、前記2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに非平行状態となり、
前記圧縮力又は引張力が前記所定値よりも小さい場合は、前記平行四辺形リンクによって、前記2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに平行状態に保たれる、
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の浮体構造物連結システム。 At least one of the first horizontal link and the second horizontal link has a spring mechanism that elastically deforms when a compressive force or tensile force of a predetermined value or more is applied,
When a compressive force or tensile force greater than or equal to the predetermined value is applied, the vertical axes of the two floating structures become non-parallel to each other due to elastic deformation of the spring mechanism,
When the compressive force or tensile force is smaller than the predetermined value, the parallelogram links keep the vertical axes of the two floating structures in parallel with each other.
The floating structure connection system according to claim 1, wherein:
前記トーションバースプリングは、前記2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに非平行状態となる場合には両端部が逆向きにねじられ、前記2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに平行状態に保たれる場合には、両端部が同位相で回転するように、前記2つの浮体構造物に連結されていることを特徴とする請求の範囲第2項に記載の浮体構造物連結システム。 The spring mechanism includes a torsion bar spring,
The torsion bar springs are twisted in opposite directions when the vertical axes of the two floating structures are not parallel to each other, and the vertical axes of the two floating structures are kept parallel to each other. 3. The floating structure connection system according to claim 2, wherein both ends are connected to the two floating structures so that both ends rotate in the same phase.
前記弓形部材は、前記2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに非平行状態となる場合には両端部が互いに近接又は離間するように湾曲し、前記2つの浮体構造物の鉛直軸が互いに平行状態に保たれる場合には平行移動するように、前記2つの浮体構造物に連結されていることを特徴とする請求の範囲第2項に記載の浮体構造物連結システム。 The spring mechanism is composed of an arcuate member made of an elastic material,
When the vertical axes of the two floating structures are not parallel to each other, the arcuate member is curved so that both end portions are close to or away from each other, and the vertical axes of the two floating structures are parallel to each other 3. The floating structure connection system according to claim 2, wherein the floating structure connection system is connected to the two floating structures so as to move in parallel with each other. 3.
前記スプリング機構は、前記第2水平リンクに設けられていることを特徴とする請求の範囲第3項に記載の浮体構造物連結システム。 The first horizontal link is a bridge-type structure,
The floating structure connection system according to claim 3, wherein the spring mechanism is provided in the second horizontal link.
前記複数の係留索は、平面視で前記浮体構造物連結システムの図心に対して回転対称に、かつ、前記各浮体構造物から外側に向かって略放射状に配置されていることを特徴とする請求の範囲第6項に記載の浮体構造物連結システム。 A plurality of mooring lines connecting the anchor installed on the seabed and the floating structure;
The plurality of mooring lines are rotationally symmetric with respect to the centroid of the floating structure connection system in a plan view, and are arranged substantially radially outward from each floating structure. The floating structure connection system according to claim 6.
前記複数の係留索は、前記浮体構造物連結システム群のうち、外周部に配置された前記浮体構造物に連結されており、平面視で略放射状に配置されていることを特徴とする係留システム。 Using a plurality of mooring lines connecting a floating structure connection system group formed by connecting a plurality of floating structure connection systems according to any one of claims 1 to 6 to anchors on the seabed A mooring system,
The mooring lines are connected to the floating structure arranged on the outer peripheral portion of the floating structure connection system group, and are arranged substantially radially in a plan view. .
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