特開 2024-115001 係留システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024115001

(43)【公開日】2024-08-26

(54)【発明の名称】係留システム

(51)【国際特許分類】

   B63B 21/00 20060101AFI20240819BHJP

   B63B 35/44 20060101ALI20240819BHJP

【ＦＩ】

B63B21/00 Z

B63B35/44 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023020424

(22)【出願日】2023-02-14

(71)【出願人】

【識別番号】000005119

【氏名又は名称】日立造船株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110847

【弁理士】

【氏名又は名称】松阪 正弘

(74)【代理人】

【識別番号】100136526

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 勉

(74)【代理人】

【識別番号】100136755

【弁理士】

【氏名又は名称】井田 正道

(72)【発明者】

【氏名】竹内 海智

(72)【発明者】

【氏名】新里 英幸

(72)【発明者】

【氏名】松野 進

(57)【要約】

【課題】浮体構造物に対する波の影響を抑制しつつ係留システムの占有領域を小さくする。
【解決手段】浮体構造物２を多点係留方式にてカテナリー係留する係留システム１は、浮体構造物２と、複数の係留基体３と、複数の係留ライン４とを備える。複数の係留ライン４は、第１係留ライン４ａと、第２係留ライン４ｂとを含む。第１係留ライン４ａは、水面９１側から水底９２側に向かうに従って波上側から波下側へと向かうとともに、浮体構造物２の外周側から内側に向かって延びる。第２係留ライン４ｂは、水面側から水底側に向かうに従って波下側から波上側へと向かうとともに、浮体構造物２の外周側から内側に向かって延びる。第２係留ライン４ｂは、平面視において第１係留ライン４ａと交差する。これにより、浮体構造物２に対する波の影響を抑制しつつ係留システム１の占有領域を小さくすることができる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

浮体構造物を多点係留方式にてカテナリー係留する係留システムであって、
水面に浮かぶ浮体構造物と、
水底に固定された複数の係留基体と、
前記浮体構造物と前記複数の係留基体とをそれぞれ接続する複数の係留ラインと、
を備え、
前記複数の係留ラインは、
水面側から水底側に向かうに従って波上側から波下側へと向かうとともに、前記浮体構造物の外周側から内側に向かって、または、波の進行方向に平行に延びる第１係留ラインと、
水面側から水底側に向かうに従って波下側から波上側へと向かうとともに、前記浮体構造物の外周側から内側に向かって、または、波の進行方向に平行に延び、平面視において前記第１係留ラインと交差する第２係留ラインと、
を含む係留システム。

【請求項2】

請求項１に記載の係留システムであって、
平面視において、前記第１係留ラインと前記第２係留ラインとの平面視における交点であるライン交点から前記第１係留ラインの浮体側係留点に向かう部位と、前記ライン交点から前記第２係留ラインの浮体側係留点に向かう部位との成す角度は、６０°以上かつ１５０°以下である係留システム。

【請求項3】

請求項１または２に記載の係留システムであって、
前記第１係留ラインの水底側係留点および前記第２係留ラインの水底側係留点は、前記浮体構造物の平面視における占有領域の鉛直下方に位置する係留システム。

【請求項4】

請求項１または２に記載の係留システムであって、
前記第１係留ラインと前記第２係留ラインとの平面視における交点であるライン交点において、前記第１係留ラインおよび前記第２係留ラインは被覆材により被覆されている係留システム。

【請求項5】

請求項１または２に記載の係留システムであって、
前記第１係留ラインと前記第２係留ラインとの平面視における交点であるライン交点において、前記第１係留ラインと前記第２係留ラインとは非接触である係留システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、浮体構造物を多点係留方式にてカテナリー係留する係留システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、浮桟橋や浮消波堤、洋上風力発電施設等の海面に浮遊する浮体構造物は、係留鎖等の係留ラインによって海底に係留されている。このような浮体構造物を多点係留方式にてカテナリー係留する場合、風、波および潮流等の外力に耐えうるように、複数の係留ラインを浮体構造物上の係留点から平面視において外側に向かって延ばし、海底に配置された複数のアンカーとそれぞれ接続することが多い。

【0003】

複数の係留ラインを浮体構造物から外側に向かって延ばす場合、係留占有領域（すなわち、複数の係留ラインの水底側における係留点によって囲まれる領域と、浮体構造物の鉛直下方の領域とを合わせた領域）が大きくなる。したがって、浮桟橋のように岸壁に近い位置に浮体構造物を係留する場合、係留ラインと岸壁との干渉を防止する必要がある。また、ウインドファームのように洋上風力発電施設を多数設置する場合、隣接する洋上風力発電施設の係留ライン同士の干渉を防止する必要がある。

【0004】

一方、特許文献１のように、浮体構造物から外側に向かって延びる複数の係留ラインを、平面視において交差させることによって係留占有領域を小さくする係留方法も知られている。また、特許文献２および特許文献３でも、係留ラインを交差させる係留方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平７－１０１３７９号公報

【特許文献2】実開平５－３８０２２号公報

【特許文献3】特開２０１５－２１４２９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、特許文献１のような係留方法では、係留占有領域はあまり小さくはならない。また、浮体構造物の運動や係留ラインに作用する力は、波向きと係留ラインの延びる方向との関係によって大きく変化するが、特許文献１ないし特許文献３では、波向きと係留ラインの延びる方向との関係についての検討は為されていない。

【0007】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、浮体構造物に対する波の影響を抑制しつつ係留システムの占有領域を小さくすることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の態様１は、浮体構造物を多点係留方式にてカテナリー係留する係留システムであって、水面に浮かぶ浮体構造物と、水底に固定された複数の係留基体と、前記浮体構造物と前記複数の係留基体とをそれぞれ接続する複数の係留ラインと、を備える。前記複数の係留ラインは、水面側から水底側に向かうに従って波上側から波下側へと向かうとともに、前記浮体構造物の外周側から内側に向かって、または、波の進行方向に平行に延びる第１係留ラインと、水面側から水底側に向かうに従って波下側から波上側へと向かうとともに、前記浮体構造物の外周側から内側に向かって、または、波の進行方向に平行に延び、平面視において前記第１係留ラインと交差する第２係留ラインと、を含む。

【0009】

本発明の態様２は、態様１の係留システムであって、平面視において、前記第１係留ラインと前記第２係留ラインとの平面視における交点であるライン交点から前記第１係留ラインの浮体側係留点に向かう部位と、前記ライン交点から前記第２係留ラインの浮体側係留点に向かう部位との成す角度は、６０°以上かつ１５０°以下である。

【0010】

本発明の態様３は、態様１または２の係留システムであって、前記第１係留ラインの水底側係留点および前記第２係留ラインの水底側係留点は、前記浮体構造物の平面視における占有領域の鉛直下方に位置する。

【0011】

本発明の態様４は、態様１または２（態様１ないし３のいずれか１つ、であってもよい。）の係留システムであって、前記第１係留ラインと前記第２係留ラインとの平面視における交点であるライン交点において、前記第１係留ラインおよび前記第２係留ラインは被覆材により被覆されている。

【0012】

本発明の態様５は、態様１または２（態様１ないし４のいずれか１つ、であってもよい。）の係留システムであって、前記第１係留ラインと前記第２係留ラインとの平面視における交点であるライン交点において、前記第１係留ラインと前記第２係留ラインとは非接触である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、浮体構造物に対する波の影響を抑制しつつ係留システムの占有領域を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】一の実施の形態に係る係留システムを示す側面図である。

【図2】係留システムを示す平面図である。

【図3】係留システムの一部を示す平面図である。

【図4】係留システムの一部を示す平面図である。

【図5A】係留システムの実施例を示す平面図である。

【図5B】係留システムの実施例を示す平面図である。

【図5C】係留システムの実施例を示す平面図である。

【図5D】係留システムの実施例を示す平面図である。

【図5E】係留システムの実施例を示す平面図である。

【図6A】比較例の係留システムを示す平面図である。

【図6B】比較例の係留システムを示す平面図である。

【図6C】比較例の係留システムを示す平面図である。

【図6D】比較例の係留システムを示す平面図である。

【図7A】浮体構造物の運動を示す図である。

【図7B】浮体構造物の運動を示す図である。

【図8A】浮体構造物の係留力を示す図である。

【図8B】浮体構造物の係留力を示す図である。

【図9】他の係留システムを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１は、本発明の一の実施の形態に係る係留システム１の構成を示す側面図である。図２は、係留システム１を示す平面図である。図１および図２では、互いに直交する３つの方向であるＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を設定している。Ｘ方向およびＹ方向は水平面に平行であり、Ｚ方向は重力方向に平行である。

【0016】

係留システム１は、浮体構造物２と、複数の係留基体３と、複数の係留ライン４とを備える。係留システム１は、水面９１に浮かぶ浮体構造物２を、複数の係留ライン４により水底９２に係留するシステムである。図２では、浮体構造物２の下方に位置する係留基体３および係留ライン４を細実線にて描く。

【0017】

浮体構造物２は、水底９２から上方に離間した状態で水面９１に浮かぶ構造物である。浮体構造物２が海上に設置される場合、当該水面９１および水底９２はそれぞれ、海面および海底である。浮体構造物２は、例えば、岸壁近傍に設置される浮桟橋である。図１および図２では、浮体構造物２に対して風や波、潮流等の外力が作用していない状態（すなわち、浮体構造物２が静穏状態で浮いている状態）を示す。

【0018】

係留基体３は、水底９２に固定された物体である。係留基体３は、例えば、水底９２に沈められたシンカー（すなわち、錘）またはアンカー（すなわち、把駐力を有する錨）である。あるいは、係留基体３は、水底９２に予め設置されている固定構造物であってもよい。係留基体３は、必ずしも水底９２に直接的に固定される必要はなく、例えば、水底９２に固定された他の構造物を介して、水中において間接的に水底９２に固定される物体であってもよい。

【0019】

係留ライン４は、浮体構造物２と係留基体３とを接続する略線状の部材である。係留ライン４は、例えば、金属製のチェーンである。あるいは、係留ライン４は、係留ロープであってもよく、チェーンと係留ロープとが接続されたものであってもよい。係留ロープは、例えば、合成繊維製または金属製のロープである。図１および図２では、図示の都合上、係留ライン４を線にて示す。

【0020】

浮体構造物２は、複数の係留ライン４により多点係留方式にてカテナリー係留されている。複数の係留ライン４は、浮体構造物２において互いに離間して設けられた複数の係留点４１、および、水底９２において互いに離間して配置された複数の係留基体３にそれぞれ接続されている。図２では、係留基体３を円にて描いているが、係留基体３の形状は様々に変更されてよい。また、複数の係留基体３は、例えば、水底９２に固定された１つの構造物において互いに離間して設けられた複数の係留部であってもよい。

【0021】

図１および図２に示す例では、浮体構造物２の形状は略直方体である。浮体構造物２の上面および下面はＺ方向に略垂直な平面であり、浮体構造物２の４つの側面は、Ｘ方向またはＹ方向に略垂直な平面である。浮体構造物２の平面視における形状は、Ｘ方向（すなわち、図２中の左右方向）に長い略長方形である。浮体構造物２のＸ方向およびＹ方向の長さは、例えば、数ｍ～数十ｍである。図２では、浮体構造物２が設置される海域における波の進行方向を、符号９０を付した矢印にて示す。波の進行方向９０は、Ｙ方向と略平行である。図２中の（＋Ｙ）側は、波の進行方向９０における上流側である波上側であり、（－Ｙ）側が、波の進行方向９０における下流側である波下側である。

【0022】

図２に例示する係留システム１では、係留ライン４の浮体構造物２に接続される係留点４１（以下、「浮体側係留点４１」とも呼ぶ。）は、平面視における浮体構造物２の４つの角部において浮体構造物２の下面に設けられる。浮体側係留点４１の位置は、図２に示す例には限定されず、様々に変更されてよい。例えば、各浮体側係留点４１は、Ｘ方向および／またはＹ方向において、浮体構造物２の角部よりも内側（すなわち、浮体構造物２の平面視における中心２１に近い側）に配置されてもよい。なお、浮体構造物２の中心２１とは、浮体構造物２の平面視における形状（図２に示す例では、長方形）の重心の位置である。また、各浮体側係留点４１は例えば、浮体構造物２の上面に設けられてもよい。

【0023】

図２に例示する係留システム１では、各係留ライン４の係留基体３側の係留点４２（以下、「水底側係留点４２」とも呼ぶ。）は、静穏状態で浮いている浮体構造物２の平面視における占有領域である浮体占有領域２０の鉛直下方に位置する。図２に示す例では、浮体占有領域２０は、平面視において浮体構造物２の外周縁によって囲まれる略長方形状の領域である。

【0024】

なお、浮体構造物２の外周縁に、中心２１側に凹む凹部が存在する場合、当該凹部の両端を結んで当該凹部の開口を塞ぐ仮想的な直線と当該凹部の周縁とに囲まれる領域も、浮体占有領域２０に含まれる。例えば、浮体構造物２が、平面視において中心２１から放射状に略等角度間隔にて３方向に延びる３つの略柱状の部位により構成される場合、浮体占有領域２０は、平面視において当該３つの略柱状の部位の外端（すなわち、中心２１から遠い方の先端）を結ぶ三角形である。

【0025】

図３は、図２中における係留システム１の左側（すなわち、（－Ｘ）側）の部位を拡大して示す図である。図３中の（＋Ｙ）側の浮体側係留点４１に接続されている係留ライン４は、水面９１側から水底９２側へと（すなわち、（＋Ｚ）側から（－Ｚ）側へと）向かうに従って、波上側から波下側へと（すなわち、（＋Ｙ）側から（－Ｙ）側へと）延びる。また、当該係留ライン４は、水面９１側から水底９２側へと向かうに従って、平面視において、浮体構造物２の外周側に位置する浮体側係留点４１から、浮体構造物２の内側（すなわち、（＋Ｘ）側））へと向かって延びる。

【0026】

ここで、「浮体側係留点４１から浮体構造物２の内側へと向かう」とは、平面視において、浮体構造物２の外周縁のうち浮体側係留点４１近傍の部位から遠ざかる方向であって、かつ、波の進行方向９０（図２参照）に平行な方向（すなわち、Ｙ方向）よりも浮体構造物２の中心２１に近づく方向へと向かうことを意味する。

【0027】

一方、図３中の（－Ｙ）側の浮体側係留点４１に接続されている係留ライン４は、水面９１側から水底９２側へと向かうに従って、波下側から波上側へと（すなわち、（－Ｙ）側から（＋Ｙ）側へと）延びる。また、当該係留ライン４は、水面９１側から水底９２側へと向かうに従って、平面視において、浮体構造物２の外周側に位置する浮体側係留点４１から、浮体構造物２の内側（すなわち、（＋Ｘ）側））へと向かって延びる。

【0028】

図３中に示す２本の係留ライン４は、平面視において交差する。当該２本の係留ライン４の平面視における交点であるライン交点４５は、静穏状態で浮いている浮体構造物２の浮体占有領域２０の鉛直下方に位置する。浮体構造物２が静穏状態で浮いている状態では、ライン交点４５において２本の係留ライン４は接触していてもよく、互いに離間して非接触であってもよい。

【0029】

図３中の（＋Ｙ）側の浮体側係留点４１に接続されている係留ライン４を「第１係留ライン４ａ」と呼び、図３中の（－Ｙ）側の浮体側係留点４１に接続されている係留ライン４を「第２係留ライン４ｂ」と呼ぶと、第２係留ライン４ｂは、平面視において第１係留ライン４ａとライン交点４５にて交差する。また、第１係留ライン４ａは、平面視において水面９１側から水底９２側に向かうに従って波上側から波下側へと向かうとともに、浮体構造物２の外周側から内側に向かって延びる。第２係留ライン４ｂは、平面視において水面９１側から水底９２側に向かうに従って波下側から波上側へと向かうとともに、浮体構造物２の外周側から内側に向かって延びる。

【0030】

平面視において、第１係留ライン４ａのうちライン交点４５から浮体側係留点４１に向かう部位と、第２係留ライン４ｂのうちライン交点４５から浮体側係留点４１に向かう部位との成す角度（以下、「平面視における交差角度θ」、または、単に「交差角度θ」とも呼ぶ。）は、６０°以上かつ１５０°以下であることが好ましく、１２０°以上かつ１５０°以下であることがさらに好ましい。

【0031】

なお、第１係留ライン４ａは、平面視において浮体側係留点４１から略（－Ｙ）方向に延びていてもよく、第２係留ライン４ｂは、平面視において浮体側係留点４１から略（＋Ｙ）方向に延びていてもよい。すなわち、第１係留ライン４ａは、平面視において水面９１側から水底９２側に向かうに従って波上側から波下側へと向かうとともに、波の進行方向９０に平行に延びていてもよい。また、第２係留ライン４ｂは、平面視において水面９１側から水底９２側に向かうに従って波下側から波上側へと向かうとともに、波の進行方向９０に平行に延びていてもよい。この場合、上述の交差角度θは１８０°となる。

【0032】

図３中において二点鎖線にて示すように、第１係留ライン４ａのうち、ライン交点４５から浮体側係留点４１に向かう所定の長さの部位、および、ライン交点４５から水底側係留点４２に向かう所定の長さの部位は、被覆材４６によって被覆されていてもよい。第２係留ライン４ｂにおいても、第１係留ライン４ａと略同様に、ライン交点４５から浮体側係留点４１に向かう所定の長さの部位、および、ライン交点４５から水底側係留点４２に向かう所定の長さの部位が、被覆材４６によって被覆されていてもよい。被覆材４６は、例えば、ゴム等の樹脂により形成されており、ライン交点４５近傍において、第１係留ライン４ａおよび第２係留ライン４ｂは被覆材４６から露出していない。

【0033】

係留システム１では、第１係留ライン４ａおよび第２係留ライン４ｂが、ライン交点４５において被覆材４６によって被覆されることにより、浮体構造物２の変位や動揺によって第１係留ライン４ａと第２係留ライン４ｂとがライン交点４５近傍にて衝突した場合であっても、当該衝突による第１係留ライン４ａおよび第２係留ライン４ｂの損傷が抑制される。浮体構造物２が静穏状態で浮いている状態では、ライン交点４５において第１係留ライン４ａの被覆材４６と第２係留ライン４ｂの被覆材４６とが接触していてもよく、互いに離間して非接触であってもよい。なお、被覆材４６は、第１係留ライン４ａおよび／または第２係留ライン４ｂの一部のみに設けられてもよく、略全長に亘って設けられてもよい。

【0034】

図４は、図２中における係留システム１の右側（すなわち、（＋Ｘ）側）の部位を拡大して示す図である。係留システム１の右側の部位の形状および構造は、浮体構造物２の中心２１を通る仮想的なＹＺ平面に対して、上述の図３に示す部位と略面対称である。なお、係留システム１では、上述の左側の部位と右側の部位とは、必ずしも上記ＹＺ平面に対して面対称である必要はない。

【0035】

図４中の（＋Ｙ）側の浮体側係留点４１に接続されている係留ライン４を「第３係留ライン４ｃ」と呼び、図４中の（－Ｙ）側の浮体側係留点４１に接続されている係留ライン４を「第４係留ライン４ｄ」と呼ぶと、第３係留ライン４ｃは、平面視において水面９１側から水底９２側に向かうに従って波上側から波下側へと向かうとともに、浮体構造物２の外周側から内側に向かって、または、波の進行方向９０（図２参照）に平行に延びる。また、第４係留ライン４ｄは、平面視において水面９１側から水底９２側に向かうに従って波下側から波上側へと向かうとともに、浮体構造物２の外周側から内側へと向かって、または、波の進行方向９０に平行に延びる。

【0036】

第４係留ライン４ｄは、平面視において第３係留ライン４ｃとライン交点４５にて交差する。第３係留ライン４ｃと第４係留ライン４ｄとのライン交点４５は、静穏状態で浮いている浮体構造物２の浮体占有領域２０の鉛直下方に位置する。浮体構造物２が静穏状態で浮いている状態では、ライン交点４５において第３係留ライン４ｃおよび第４係留ライン４ｄは接触していてもよく、互いに離間して非接触であってもよい。

【0037】

平面視において、第３係留ライン４ｃのうちライン交点４５から浮体側係留点４１に向かう部位と、第４係留ライン４ｄのうちライン交点４５から浮体側係留点４１に向かう部位との成す角度θ（以下、「平面視における交差角度θ」、または、単に「交差角度θ」とも呼ぶ。）は、６０°以上かつ１５０°以下であることが好ましく、１２０°以上かつ１５０°以下であることがさらに好ましい。

【0038】

第３係留ライン４ｃおよび第４係留ライン４ｄは、ライン交点４５において被覆材４６によって被覆されていてもよい。浮体構造物２が静穏状態で浮いている状態では、ライン交点４５において第３係留ライン４ｃの被覆材４６と第４係留ライン４ｄの被覆材４６とは接触していてもよく、互いに離間して非接触であってもよい。なお、被覆材４６は、第３係留ライン４ｃおよび／または第４係留ライン４ｄの一部のみに設けられてもよく、略全長に亘って設けられてもよい。

【0039】

次に、本発明の実施例１～５に係る係留システム１、および、本発明と比較される比較例１～４に係る係留システムについて説明する。実施例１～５の係留システム１では、浮体構造物２、４つの係留基体３、および、４本の係留ライン４の形状、大きさ、重量および長さ等は同じであり、４本の係留ライン４の延びる方向のみが異なる。比較例１～４の係留システムについても、実施例１～５との相違点は、４本の係留ラインの延びる方向のみである。

【0040】

図５Ａ～図５Ｅは、実施例１～５の係留システム１を示す平面図である。図５Ａに示す実施例１では、第１係留ライン４ａと第２係留ライン４ｂとの平面視における交差角度θ、および、第３係留ライン４ｃと第４係留ライン４ｄとの平面視における交差角度θはそれぞれ、６０°である。図５Ｂに示す実施例２では、上述の交差角度θはそれぞれ９０°である。図５Ｃに示す実施例３では、上述の交差角度θはそれぞれ１２０°である。図５Ｄに示す実施例４では、上述の交差角度θはそれぞれ１５０°である。

【0041】

図５Ｅに示す実施例５では、平面視において、第１係留ライン４ａは浮体側係留点４１から（－Ｙ）方向へと延びており、第２係留ライン４ｂは浮体側係留点４１から（＋Ｙ）方向へと延びている。換言すれば、第１係留ライン４ａは、浮体側係留点４１から平面視において第２係留ライン４ｂの浮体側係留点４１に向かって延びており、第２係留ライン４ｂは、浮体側係留点４１から平面視において第２係留ライン４ｂの浮体側係留点４１に向かって延びている。第３係留ライン４ｃと第４係留ライン４ｄとの関係は、第１係留ライン４ａと第２係留ライン４ｂとの関係と同じである。上述の交差角度θはそれぞれ１８０°である。

【0042】

図６Ａ～図６Ｄは、比較例１～４の係留システム８１を示す平面図である。図６Ａに示す比較例１では、平面視において、第１係留ライン８４ａおよび第２係留ライン８４ｂはそれぞれ、浮体側係留点８４１から（＋Ｘ）方向へと延びており、第３係留ライン８４ｃおよび第８４係留ライン４ｄはそれぞれ、浮体側係留点８４１から（－Ｘ）方向へと延びて、第１係留ライン８４ａおよび第２係留ライン８４ｂと交差している。すなわち、第１係留ライン８４ａ、第２係留ライン８４ｂ、第３係留ライン８４ｃおよび第４係留ライン８４ｄは、平面視において波の進行方向９０（図２参照）と垂直な方向に延びている。

【0043】

図６Ｂに示す比較例２では、第１係留ライン８４ａは、平面視において水面９１側から水底９２側に向かうに従って波上側から波下側へと向かうとともに、浮体構造物２の外周側から外側に向かって（すなわち、浮体構造物２から離れる方向に）延びる。第２係留ライン８４ｂは、平面視において水面９１側から水底９２側に向かうに従って波下側から波上側へと向かうとともに、浮体構造物２の外周側から外側に向かって延びる。第１係留ライン８４ａと第２係留ライン８４ｂとは平面視において交差しており、平面視における交差角度θは６０°である。第３係留ライン８４ｃおよび第４係留ライン８４ｄについても、第１係留ライン８４ａおよび第２係留ライン８４ｂと同様である。

【0044】

図６ｃに示す比較例３は、第１係留ライン８４ａと第２係留ライン８４ｂとの平面視における交差角度θ、および、第３係留ライン８４ｃと第４係留ライン８４ｄとの平面視における交差角度θが、９０°である点を除いて比較例２と同じである。図６ｄに示す比較例４は、第１係留ライン８４ａと第２係留ライン８４ｂとの平面視における交差角度θ、および、第３係留ライン８４ｃと第４係留ライン８４ｄとの平面視における交差角度θが、１２０°である点を除いて比較例２と同じである。

【0045】

図７Ａおよび図７Ｂは、実施例１～５および比較例１について、波による浮体構造物２の運動を比較した図である。図７Ａは、浮体構造物２のＹ方向における運動量の時間的平均を示し、図７Ｂは、浮体構造物２のＹ方向における運動量の標準偏差を示す。図８Ａおよび図８Ｂは、実施例１～５および比較例１について、波による浮体構造物２の運動に起因する係留力を比較した図である。図８Ａは、４本の係留ライン４の浮体側係留点４１に作用する当該係留力の合計（以下、「合計係留力」とも呼ぶ。）の時間的平均を示し、図８Ｂは、当該合計係留力の標準偏差を示す。上述の運動量および合計係留力は、ポテンシャル理論に基づく３次元特異点分布法より求められる付加質量係数、造波減衰係数や波強制力係数等を用いた時刻歴応答計算によって算出した。

【0046】

図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａおよび図８Ｂから、実施例１～５における浮体構造物２の運動および合計係留力は、比較例１の浮体構造物２の運動および合計係留力よりも小さいことが分かる。

【0047】

また、実施例１～５を比較すると、図５Ｅに示す実施例５では、第１係留ライン４ａ、第２係留ライン４ｂ、第３係留ライン４ｃおよび第４係留ライン４ｄの水底側係留点４２が、浮体構造物２の鉛直下方には位置しておらず、平面視において浮体構造物２の外周縁から外側に離間している。一方、図５Ａ～５Ｄに示す実施例１～４では、水底側係留点４２は浮体構造物２の鉛直下方に位置する。このため、実施例５の係留システム１では、係留占有領域（すなわち、複数の係留ライン４ａ～４ｄの水底側係留点４２によって囲まれる領域と、浮体構造物２の鉛直下方の領域とを合わせた領域）が、実施例１～４の係留システム１の係留占有領域よりも少し大きくなる可能性が高くなる。したがって、係留占有領域を小さくするという観点からは、第１係留ライン４ａと第２係留ライン４ｂとの平面視における交差角度θ、および、第３係留ライン４ｃと第４係留ライン４ｄとの平面視における交差角度θは、６０°以上かつ１５０°以下であることが好ましい。

【0048】

また、実施例１～４を比較すると、実施例３～４の方が、実施例１～２よりも浮体構造物２の運動および合計係留力が小さい。したがって、上述の交差角度θは１２０°以上かつ１５０°以下であることがさらに好ましい。

【0049】

実施例１と比較例２とを比較すると、２本の係留ラインの平面視における交差角度θは６０°で同じであるが、４本の係留ラインが浮体構造物２の外周側から内側に延びるか、外側に延びるかの違いがある。比較例２の係留システム８１における浮体構造物２の運動および合計係留力を、実施例１等と同様の方法によって求めたところ、実施例１の係留システム１における浮体構造物２の運動および合計係留力を略同じであった。一方、係留占有領域は、図５Ａおよび図６Ｂから明らかなように、実施例１の方が比較例２よりも小さい。

【0050】

平面視における交差角度θが同じである実施例２および比較例３（図５Ｂおよび図６Ｃ参照）においても同様に、浮体構造物２の運動および合計係留力は略同じであったが、係留占有領域は、実施例２の方が明らかに小さい。また、平面視における交差角度θが同じである実施例３および比較例４（図５Ｃおよび図６Ｄ参照）においても同様に、浮体構造物２の運動および合計係留力は略同じであったが、係留占有領域は、実施例３の方が明らかに小さい。

【0051】

このように、実施例１～３では、平面視における交差角度θが同じである比較例２～４と比較して、浮体構造物２に対する波の影響（すなわち、波による運動および合計係留力の増大）を抑制しつつ係留システム１の占有領域を小さくすることができる。実施例４においても同様である。

【0052】

図３に示す例では、第１係留ライン４ａの浮体側係留点４１および水底側係留点４２はそれぞれ、第２係留ライン４ｂの浮体側係留点４１および水底側係留点４２と、Ｘ方向において略同じ位置に位置する。したがって、第１係留ライン４ａおよび第２係留ライン４ｂが、浮体構造物２の中心２１を通る仮想的なＸＺ平面に対して略面対称となるため、ライン交点４５において第１係留ライン４ａと第２係留ライン４ｂとが接触する可能性が比較的高い。図４に例示する第３係留ライン４ｃおよび第４係留ライン４ｄについても同様である。

【0053】

図９に例示する係留システム１ａでは、ライン交点４５における第１係留ライン４ａおよび第２係留ライン４ｂの接触の可能性を低減するために、第１係留ライン４ａおよび第２係留ライン４ｂを、浮体構造物２の中心２１を通る仮想的なＸＺ平面に対して、非面対称としている。具体的には、例えば、第２係留ライン４ｂの浮体側係留点４１を図３に示す位置から少し（＋Ｙ）側に移動させ、第２係留ライン４ｂの水底側係留点４２を図３に示す位置から少し（－Ｘ）側に移動させることにより、平面視における交差角度θを変更することなく第１係留ライン４ａと第２係留ライン４ｂとを非面対称とし、第２係留ライン４ｂを第１係留ライン４ａから（－Ｘ）側へと離間させることができる。これにより、浮体構造物２が静穏状態で浮いている状態において、第１係留ライン４ａと第２係留ライン４ｂとは、ライン交点４５において非接触となる。

【0054】

なお、第１係留ライン４ａと第２係留ライン４ｂとを非面対称とする際には、第１係留ライン４ａおよび第２係留ライン４ｂにおける浮体側係留点４１および水底側係留点４２の位置関係は、上記例には限定されず、様々に変更されてよい。例えば、第１係留ライン４ａおよび第２係留ライン４ｂのうち一方の浮体側係留点４１を、（＋Ｘ）側または（－Ｘ）側のいずれかに移動させるだけでもよい。また、第１係留ライン４ａおよび第２係留ライン４ｂのうち一方の水底側係留点４２を、（＋Ｘ）側または（－Ｘ）側のいずれかに移動させるだけでもよい。あるいは、第１係留ライン４ａおよび第２係留ライン４ｂのうち一方の浮体側係留点４１または水底側係留点４２を、（＋Ｙ）側または（－Ｙ）側のいずれかに移動させるだけでもよい。第３係留ライン４ｃおよび第４係留ライン４ｄについても同様である。また、図５Ａ～図５Ｅに示す例においても同様に、第１係留ライン４ａと第２係留ライン４ｂとを非面対称とすることにより、浮体構造物２が静穏状態で浮いている状態において第１係留ライン４ａと第２係留ライン４ｂとを非接触としてもよい。第３係留ライン４ｃおよび第４係留ライン４ｄについても同様である。

【0055】

以上に説明したように、浮体構造物２を多点係留方式にてカテナリー係留する係留システム１は、浮体構造物２と、複数の係留基体３と、複数の係留ライン４とを備える。浮体構造物２は、水面９１に浮かぶ。複数の係留基体３は、水底９２に固定される。複数の係留ライン４は、浮体構造物２と複数の係留基体３とをそれぞれ接続する。複数の係留ライン４は、第１係留ライン４ａと、第２係留ライン４ｂとを含む。第１係留ライン４ａは、水面９１側から水底９２側に向かうに従って波上側から波下側へと向かうとともに、浮体構造物２の外周側から内側に向かって、または、波の進行方向９０に平行に延びる。第２係留ライン４ｂは、水面９１側から水底９２側に向かうに従って波下側から波上側へと向かうとともに、浮体構造物２の外周側から内側に向かって、または、波の進行方向９０に平行に延びる。第２係留ライン４ｂは、平面視において第１係留ライン４ａと交差する。これにより、上述のように、浮体構造物２に対する波の影響を抑制しつつ係留システム１の占有領域（すなわち、係留占有領域）を小さくすることができる。

【0056】

係留システム１では、上述の複数の係留ライン４の全てが、浮体構造物２の外周側から内側に向かって、または、波の進行方向９０に平行に延びることが好ましい。これにより、係留システム１の占有領域をさらに小さくすることができる。

【0057】

上述のように、平面視において、第１係留ライン４ａと第２係留ライン４ｂとの平面視における交点であるライン交点４５から第１係留ライン４ａの浮体側係留点４１に向かう部位と、ライン交点４５から第２係留ライン４ｂの浮体側係留点４１に向かう部位との成す角度（すなわち、平面視における交差角度θ）は、６０°以上かつ１５０°以下であることが好ましい。これにより、浮体構造物２に対する波の影響を抑制しつつ、係留システム１の占有領域を容易に小さくすることができる。また、係留システム１では、浮体構造物２に対する波の影響をさらに抑制するという観点からは、平面視における交差角度θは１２０°以上かつ１５０°以下であることがさらに好ましい。

【0058】

上述のように、第１係留ライン４ａの水底側係留点４２および第２係留ライン４ｂの水底側係留点４２は、浮体構造物２の平面視における占有領域（すなわち、浮体占有領域２０）の鉛直下方に位置することが好ましい。これにより、係留システム１の占有領域を好適に小さくすることができる。また、係留システム１の占有領域をさらに小さくするという観点からは、複数の係留ライン４の全ての水底側係留点４２が、浮体構造物２の平面視における占有領域の鉛直下方に位置することがさらに好ましい。

【0059】

上述のように、第１係留ライン４ａと第２係留ライン４ｂとの平面視における交点であるライン交点４５において、第１係留ライン４ａおよび第２係留ライン４ｂは被覆材４６により被覆されていることが好ましい。これにより、第１係留ライン４ａと第２係留ライン４ｂとの衝突や摩擦等による第１係留ライン４ａおよび第２係留ライン４ｂの損傷を抑制することができる。

【0060】

上述のように、第１係留ライン４ａと第２係留ライン４ｂとの平面視における交点であるライン交点４５において、第１係留ライン４ａと第２係留ライン４ｂとは非接触であることが好ましい。これにより、第１係留ライン４ａと第２係留ライン４ｂとの衝突や摩擦等による第１係留ライン４ａおよび第２係留ライン４ｂの損傷を抑制することができる。

【0061】

上述の係留システム１，１ａでは、様々な変更が可能である。

【0062】

例えば、係留ライン４を被覆する被覆材４６は必ずしも設けられる必要はなく、省略されてもよい。

【0063】

第１係留ライン４ａの水底側係留点４２は、必ずしも浮体占有領域２０の鉛直下方に位置する必要はない。第２係留ライン４ｂ、第３係留ライン４ｃおよび第４係留ライン４ｄの水底側係留点４２についても同様である。

【0064】

第１係留ライン４ａと第２係留ライン４ｂとの平面視における交差角度θは、６０°未満であってもよく、１５０°よりも大きくてもよい。第３係留ライン４ｃと第４係留ライン４ｄとの平面視における交差角度θについても同様である。

【0065】

図５Ｅに示す実施例５では、第１係留ライン４ａ、第２係留ライン４ｂ、第３係留ライン４ｃおよび第４係留ライン４ｄの水底側係留点４２が、平面視において浮体構造物２の外周縁から外側に離間している例を示したが、これらの水底側係留点４２は、浮体構造物２の鉛直下方に位置するように設置されてもよい。

【0066】

複数の係留基体３および複数の係留ライン４の数はそれぞれ、４には限定されず、２以上の範囲で適宜変更されてよい。

【0067】

浮体構造物２の形状は、上述のように、略直方体には限定されず、様々に変更されてよい。また、浮体占有領域２０の形状も、上述のように、略長方形には限定されず、浮体構造物２の形状に合わせて様々に変更されてよい。

【0068】

浮体構造物２は、浮桟橋には限定されず、係留システム１，１ａの構造は、浮消波堤や洋上風力発電施設等、様々な設備を係留する際に適用されてよい。

【0069】

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

【符号の説明】

【0070】

１，１ａ 係留システム
２ 浮体構造物
３ 係留基体
４ 係留ライン
４ａ 第１係留ライン
４ｂ 第２係留ライン
２０ 浮体占有領域
４１ 浮体側係留点
４２ 水底側係留点
４５ ライン交点
４６ 被覆材
９１ 水面
９２ 水底
θ 交差角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9】