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(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】P2024175430
(43)【公開日】2024-12-18
(54)【発明の名称】浮体構造物の製造方法
(51)【国際特許分類】
   B63B 75/00 20200101AFI20241211BHJP
   B63B 35/44 20060101ALI20241211BHJP
   B63B 35/38 20060101ALI20241211BHJP
   B63B 35/00 20200101ALI20241211BHJP
【FI】
B63B75/00
B63B35/44 Z
B63B35/38 Z
B63B35/00 T
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023093220
(22)【出願日】2023-06-06
(71)【出願人】
【識別番号】000005119
【氏名又は名称】カナデビア株式会社
(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】山田 元紘
(72)【発明者】
【氏名】山岡 稔幸
(57)【要約】
【課題】フローティングドック上における複数のブロックの位置合わせを精度良く行う。
【解決手段】浮体構造物の製造方法は、第1ブロック21からフローティングドック61の底部62の上面621に向かってそれぞれ延びる複数の係留ライン41により、第1ブロック21をフローティングドック61にアンカリングする工程と、複数の係留ライン41の長さをそれぞれ調節することにより、第1ブロック21のフローティングドック61に対する相対位置を調節しつつ、フローティングドック61を浮上させて第1ブロック21をフローティングドック61の底部62に着底させる工程と、を備える。これにより、フローティングドック61上における複数のブロックの位置合わせを精度良く行うことができる。
【選択図】図9
【特許請求の範囲】
【請求項1】
浮体構造物の製造方法であって、
a)底部および一対の側壁部を備えるフローティングドックを前記底部の上面が水中に沈んだ状態で水上に浮かべる工程と、
b)浮体構造物の一部である第1ブロックを水上輸送して、水面に浮かんだ状態で前記フローティングドックの前記底部の鉛直上方に位置させる工程と、
c)前記第1ブロックから前記フローティングドックの前記底部の前記上面に向かってそれぞれ延びる複数の係留ラインにより、前記第1ブロックを前記フローティングドックにアンカリングする工程と、
d)前記複数の係留ラインの長さをそれぞれ調節することにより、前記第1ブロックの前記フローティングドックに対する相対位置を調節しつつ、前記フローティングドックを浮上させて前記第1ブロックを前記フローティングドックの前記底部に着底させる工程と、
e)前記フローティングドックをさらに浮上させることにより、前記第1ブロックを、前記浮体構造物の他の一部である第2ブロックと前記フローティングドックの前記底部上において位置合わせした状態で、水面よりも上方にて支持する工程と、
を備える浮体構造物の製造方法。
【請求項2】
請求項1に記載の浮体構造物の製造方法であって、
前記複数の係留ラインの数は4本以上である浮体構造物の製造方法。
【請求項3】
請求項1に記載の浮体構造物の製造方法であって、
前記フローティングドックの前記底部の前記上面に、前記複数の係留ラインの端部がそれぞれ固定される複数の固定部材が設けられる浮体構造物の製造方法。
【請求項4】
請求項1に記載の浮体構造物の製造方法であって、
前記d)工程における前記複数の係留ラインのそれぞれの長さ調節は、前記第1ブロック上に配置されたライン長調節機構を用いて行われる浮体構造物の製造方法。
【請求項5】
請求項1に記載の浮体構造物の製造方法であって、
前記複数の係留ラインはそれぞれ、前記第1ブロックから前記フローティングドックの前記底部の前記上面を経由して前記フローティングドックの前記一対の側壁部のうち一方の側壁部に向かって延び、前記一対の側壁上に設けられた複数のライン長調節機構のうち一のライン長調整機構に接続され、
前記d)工程における前記複数の係留ラインの長さ調節は前記複数のライン長調節機構を用いて行われる浮体構造物の製造方法。
【請求項6】
請求項5に記載の浮体構造物の製造方法であって、
前記第1ブロックの前記フローティングドックに対する相対位置を測定する位置測定部が、前記フローティングドックまたは前記第1ブロックに設けられており、
前記d)工程において、前記複数のライン長調節機構は前記位置測定部からの出力に基づいて自動制御される浮体構造物の製造方法。
【請求項7】
請求項1ないし6のいずれか1つに記載の浮体構造物の製造方法であって、
前記a)工程と前記d)工程との間において、前記第2ブロックが水上輸送されて、水面に浮かんだ状態で前記フローティングドックの前記底部の鉛直上方に位置し、前記第2ブロックから前記フローティングドックの前記底部の前記上面に向かってそれぞれ延びる複数の係留ラインにより、前記第2ブロックが前記フローティングドックにアンカリングされ、
前記d)工程において、前記第2ブロックから延びる前記複数の係留ラインの長さをそれぞれ調節することにより、前記第2ブロックの前記フローティングドックに対する相対位置を調節しつつ、前記第2ブロックを前記フローティングドックの前記底部に着底させる浮体構造物の製造方法。
【請求項8】
請求項7に記載の浮体構造物の製造方法であって、
前記第1ブロックおよび前記第2ブロックはそれぞれ、前記浮体構造物の入出渠が可能な幅である建造可能幅未満の幅を有する小型ドックにて製造され、
前記フローティングドックの前記一対の側壁部間の幅は前記建造可能幅以上である浮体構造物の製造方法。
【請求項9】
請求項1ないし6のいずれか1つに記載の浮体構造物の製造方法であって、
前記浮体構造物は、浮体式の洋上風力発電システムにおいて発電用風車を支持する浮体である浮体構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、浮体構造物の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、浮体式の洋上風力発電設備が実用化されており、発電容量の増大が求められている。例えば、10MW以上の発電容量を有する洋上風力発電設備では、風車を搭載する浮体構造物が非常に大型になる。このため、当該浮体構造物は、通常の舶用乾式ドックでは、超大型原油タンカー (ULCC)や超大型コンテナ船等の貨物船を建造するためのドックであっても入出渠ができず、海洋構造物建造用の大型ドックで建造する必要がある。
【0003】
例えば、特許文献1では、小型ドックで製造した複数のブロックを大型ドックに搬送し、大型ドック内で当該複数のブロックを組み立てることにより、大型の浮体構造物を製造する方法が提案されている。当該製造方法によれば、大型ドックにおける工事期間を短縮することができる。ただし、このような海洋構造物建造用の大型ドックの数は少ないため、上述のような大型の浮体構造物の量産化には限界がある。また、新たな大型ドックを建造するためには、広大な敷地と多大な費用が必要になる。
【0004】
一方、特許文献2では、海上に浮かぶフローティングドック上にてケーソンを製造した後、フローティングドックを沈降させることによりケーソンを進水させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2022-74879号公報
【特許文献2】特開平7-149286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、上記のような大型の浮体構造物をフローティングドック上で製造する場合、浮体構造物を分割した複数のブロックを比較的小型の乾式ドックで製造し、当該複数のブロックをフローティングドック上にて組み立てる方法が考えられる。当該製造方法では、乾式ドックにて製造された複数のブロックは、沈んだ状態のフローティングドックの上方まで洋上を曳航される。そして、フローティングドックを浮上させて、各ブロックをフローティングドックの底面に設けられた架台にて支持して海面よりも上方へと持ち上げる。その後、複数のブロックを互いに接合して大型の浮体構造物が形成される。
【0007】
上記製造方法では、沈んだ状態のフローティングドックの上方において、複数のブロックの位置合わせを行う必要がある。また、フローティングドックの浮上時にも、複数のブロックの相対位置を維持する必要がある。しかしながら、ゲートが閉鎖される乾式ドック内とは異なり、フローティングドックの上方にて浮かぶ複数のブロックには、波浪や潮流等の外力による変位が生じやすいため、当該複数のブロックの相対位置にずれが生じるおそれがある。
【0008】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、フローティングドック上における複数のブロックの位置合わせを精度良く行うことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の態様1は、浮体構造物の製造方法であって、a)底部および一対の側壁部を備えるフローティングドックを前記底部の上面が水中に沈んだ状態で水上に浮かべる工程と、b)浮体構造物の一部である第1ブロックを水上輸送して、水面に浮かんだ状態で前記フローティングドックの前記底部の鉛直上方に位置させる工程と、c)前記第1ブロックから前記フローティングドックの前記底部の前記上面に向かってそれぞれ延びる複数の係留ラインにより、前記第1ブロックを前記フローティングドックにアンカリングする工程と、d)前記複数の係留ラインの長さをそれぞれ調節することにより、前記第1ブロックの前記フローティングドックに対する相対位置を調節しつつ、前記フローティングドックを浮上させて前記第1ブロックを前記フローティングドックの前記底部に着底させる工程と、e)前記フローティングドックをさらに浮上させることにより、前記第1ブロックを、前記浮体構造物の他の一部である第2ブロックと前記フローティングドックの前記底部上において位置合わせした状態で、水面よりも上方にて支持する工程と、を備える。
【0010】
本発明の態様2は、態様1の浮体構造物の製造方法であって、前記複数の係留ラインの数は4本以上である。
【0011】
本発明の態様3は、態様1(態様1または2、であってもよい。)の浮体構造物の製造方法であって、前記フローティングドックの前記底部の前記上面に、前記複数の係留ラインの端部がそれぞれ固定される複数の固定部材が設けられる。
【0012】
本発明の態様4は、態様1(態様1ないし3のいずれか1つ、であってもよい。)の浮体構造物の製造方法であって、前記d)工程における前記複数の係留ラインのそれぞれの長さ調節は、前記第1ブロック上に配置されたライン長調節機構を用いて行われる。
【0013】
本発明の態様5は、態様1(態様1または2、であってもよい。)の浮体構造物の製造方法であって、前記複数の係留ラインはそれぞれ、前記第1ブロックから前記フローティングドックの前記底部の前記上面を経由して前記フローティングドックの前記一対の側壁部のうち一方の側壁部に向かって延びる。前記一対の側壁上に設けられた複数のライン長調節機構のうち一のライン長調整機構に接続される。前記d)工程における前記複数の係留ラインの長さ調節は前記複数のライン長調節機構を用いて行われる。
【0014】
本発明の態様6は、態様5の浮体構造物の製造方法であって、前記第1ブロックの前記フローティングドックに対する相対位置を測定する位置測定部が、前記フローティングドックまたは前記第1ブロックに設けられている。前記d)工程において、前記複数のライン長調節機構は前記位置測定部からの出力に基づいて自動制御される。
【0015】
本発明の態様7は、態様1ないし6のいずれか1つの浮体構造物の製造方法であって、前記a)工程と前記d)工程との間において、前記第2ブロックが水上輸送されて、水面に浮かんだ状態で前記フローティングドックの前記底部の鉛直上方に位置し、前記第2ブロックから前記フローティングドックの前記底部の前記上面に向かってそれぞれ延びる複数の係留ラインにより、前記第2ブロックが前記フローティングドックにアンカリングされる。前記d)工程において、前記第2ブロックから延びる前記複数の係留ラインの長さをそれぞれ調節することにより、前記第2ブロックの前記フローティングドックに対する相対位置を調節しつつ、前記第2ブロックを前記フローティングドックの前記底部に着底させる。
【0016】
本発明の態様8は、態様7の浮体構造物の製造方法であって、前記第1ブロックおよび前記第2ブロックはそれぞれ、前記浮体構造物の入出渠が可能な幅である建造可能幅未満の幅を有する小型ドックにて製造される。前記フローティングドックの前記一対の側壁部間の幅は前記建造可能幅以上である。
【0017】
本発明の態様9は、態様1ないし6のいずれか1つ(態様1ないし8のいずれか1つ、であってもよい。)の浮体構造物の製造方法であって、前記浮体構造物は、浮体式の洋上風力発電システムにおいて発電用風車を支持する浮体である。
【発明の効果】
【0018】
本発明では、フローティングドック上における複数のブロックの位置合わせを精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1】浮体構造物の斜視図である。
図2】第1ブロック、第2ブロックおよび第3ブロックの平面図である。
図3】浮体構造物の平面図である。
図4】浮体構造物の製造の流れを示す図である。
図5】小型ドック内の第1ブロック、第2ブロックおよび第3ブロックを示す平面図である。
図6】フローティングドックの正面図である。
図7】フローティングドックの平面図である。
図8】フローティングドック、並びに、第1ブロック、第2ブロックおよび第3ブロックの平面図である。
図9】フローティングドック、並びに、第1ブロック、第2ブロックおよび第3ブロックの正面図である。
図10】フローティングドック、並びに、第1ブロック、第2ブロックおよび第3ブロックの正面図である。
図11】フローティングドック、並びに、第1ブロック、第2ブロックおよび第3ブロックの正面図である。
図12】フローティングドックおよび第1ブロックの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
まず、本発明の第1の実施の形態に係る浮体構造物の製造方法(以下、「第1の製造方法」とも呼ぶ。)について説明する。以下では、図1に斜視図にて示す浮体構造物1を例として、その製造方法を説明する。浮体構造物1は、浮体式の洋上風力発電システムにおいて、水面(すなわち、海面)に浮いた状態で発電用風車を下方から支持する大型浮体である。
【0021】
図1に例示する浮体構造物1は、ロワーハル型の半潜水型(セミサブ型)の浮体である。浮体構造物1は、4本のコラム11と、ロワーハル12とを備える。4本のコラム11はロワーハル12上に立設している。4本のコラム11のうち1本のコラム11は、平面視における浮体構造物1の略中央に位置し、他の3本のコラム11は、当該1本のコラム11の周囲に配置される。当該3本のコラム11は、例えば略同形状である。中央のコラム11は、当該3本のコラム11と略同形状であってもよく、異なる形状を有していてもよい。
【0022】
各コラム11は、ロワーハル12から上方に向かって上下方向に略平行に略直線状に延びて海面を貫通する略柱状の部材である。換言すれば、浮体構造物1の喫水は、各コラム11の上端と下端との間に位置する。図1に示す例では、各コラム11は、略円柱状の部材である。コラム11の形状は、四角柱状等、様々に変更されてよい。上述の発電用風車(図示省略)の支柱(タワーとも呼ばれる。)は、例えば、中央のコラム11の上端部に立設される。
【0023】
ロワーハル12は、4本のコラム11の下部に接続される部材である。ロワーハル12は、その略全体が水中(すなわち、海中)に配置され、浮力により自重およびコラム11等の重量を支持する。ロワーハル12の内部には、図示省略のバラストタンクが設けられており、当該バラストタンク内部の水量が調節されることにより、海中におけるロワーハル12の上下方向の位置(すなわち、コラム11の海面からの突出高さ)やロワーハル12の姿勢等が調節される。
【0024】
図1に示す例では、ロワーハル12は、ハル中央部122と、3つのハル部121とを備える。3つのハル部121は、中央のコラム11の下端部から略水平に放射状に延びる。3つのハル部121は、略同形状であり、中央のコラム11の中心軸を中心とする周方向(以下、単に「周方向」とも呼ぶ。)において略等角度間隔に配置される。各ハル部121は、中央のコラム11の中心軸を中心とする径方向(以下、単に「径方向」とも呼ぶ。)に略平行に略直線状に延びる略柱状の部位である。
【0025】
図1に示す例では、各ハル部121は、略四角柱状の部位である。各ハル部121の長手方向(すなわち、径方向)に垂直な断面の形状は略四角形であり、例えば、長手方向の略全長に亘って略同じである。各ハル部121の形状は、円柱状等、様々に変更されてよい。ハル中央部122は、中央のコラム11の下端部に接続され、3つのハル部121の径方向内端部を接続する。中央のコラム11を除く3つのコラム11は、3つのハル部121の径方向外端部(すなわち、先端部)に接続される。
【0026】
図1に示す例では、浮体構造物1の上下方向の高さ(以下、単に「高さ」ともいう。)は、約30m~40mである。また、ロワーハル12の高さは約5m~10mであり、各コラム11の高さは約25m~30mである。コラム11の直径は、約10m~20mである。中央のコラム11上に取り付けられる発電用風車は、例えば、発電容量が15MW級の風車である。ロワーハル12のハル部121の幅方向(すなわち、上手方向および上記長手方向に垂直な方向)の幅は約12m~20mであり、長手方向の長さ(すなわち、ハル部121の径方向外端から中央のコラム11の外側面までの径方向における最短距離)は約40m~60mである。なお、浮体構造物1の大きさおよび形状は様々に変更されてよい。
【0027】
図1中において中央のコラム11から右側に延びる1つのハル部121の長手方向および幅方向をそれぞれ、浮体構造物1の長手方向および幅方向とすると、浮体構造物1の長手方向の長さは約100mであり、幅方向の幅(すなわち、コラム11の左側に位置する2つのハル部121の径方向外端間の最短距離)は約100mである。浮体構造物1の各部位の長さ、幅および高さは、様々に変更されてよい。
【0028】
浮体構造物1が製造される際には、大まかには、浮体構造物1の一部となる予定の複数のブロックが乾式の小型ドックにて製造され、当該複数のブロックが水上輸送(すなわち、海上輸送)されて1つのフローティングドックに搬入される。そして、当該フローティングドックにおいて、複数のブロックが接合されて(すなわち、組み立てられて)浮体構造物1が製造される。これにより、超大型の乾ドックや広大な陸上ヤードを準備することなく、浮体構造物1の製造を効率良く行うことができる。
【0029】
後述する製造方法の具体例では、図2(平面図)に示すように、浮体構造物1は、3つのブロック21~23に分割された状態で製造される。そして、図3(平面図)に示すように、3つのブロック21~23が互いに接合されることにより浮体構造物1となる。ブロック21は、ハル中央部122と、1つのハル部121と、ハル中央部122およびハル部121の径方向外端部にそれぞれ接続された2つのコラム11と、を備える。ブロック22,23はそれぞれ、1つのハル部121と、当該ハル部121の径方向外端部に接続された1つのコラム11と、を備える。以下の説明では、便宜上、ブロック21~23をそれぞれ、「第1ブロック21」、「第2ブロック22」および「第3ブロック23」と呼ぶ。
【0030】
なお、浮体構造物1の分割態様は、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、第1ブロック21と第2ブロック22との接合部は、ハル中央部122とハル部121との境界に設けられる必要はなく、ハル部121の長手方向の中央部等に設けられてもよい。第1ブロック21と第3ブロック23との接合部についても同様である。また、ハル中央部122は、第1ブロック21に代えて、第2ブロック22または第3ブロック23に含まれてもよい。浮体構造物1を構成するブロック数は3つである必要はなく、2つまたは4つ以上であってもよい。
【0031】
上述の小型ドックは、原油タンカー やコンテナ船等の貨物船を建造するための乾式ドックであり、例えば、75m以下の幅(すなわち、ゲート幅)を有する通常の舶用ドックである。小型ドックは、例えば、乾式ドックまたは船台等である。また、フローティングドックは、浮体構造物1よりも大きい幅(例えば、75m超)を有する。上述のように、図1に例示する浮体構造物1の幅は約100mであるため、浮体構造物1の小型ドックへの入渠および小型ドックからの出渠は不能である。なお、浮体構造物1の長さも約100mであるため、仮に浮体構造物1の向きを変更したとしても、小型ドックへの浮体構造物1の入出渠は不能である。
【0032】
次に、浮体構造物1の製造方法の流れについて、図4等を参照しつつ具体的に説明する。浮体構造物1が製造される際には、まず、図5(平面図)に示すように、それぞれが浮体構造物1の一部である第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23が、ゲート711が閉鎖されて排水された状態(すなわち、ドライな状態)の小型ドック71において製造される(ステップS11)。図5では、図の理解を容易にするために、小型ドック71のゲート711の外側に存在する水(すなわち、海水)に平行斜線を付す。上述のように、小型ドック71は、浮体構造物1の入出渠が可能な幅(以下、「建造可能幅」とも呼ぶ。)未満の幅を有する。小型ドック71の幅は、例えば75m以下である。なお、図5に示す例では、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23は、1つの小型ドック71において製造されるが、複数の小型ドックにおいて別々に製造されてもよい。
【0033】
第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23の製造が終了すると、小型ドック71に対する注水が行われ、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23が浮上する。第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23は、タグボート等を利用して、開放されたゲート711を通過して小型ドック71から順次出渠される。海上には、フローティングドックが予め配置されており(ステップS12)、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23は、海面に浮かんだ状態でフローティングドックへと曳航される。
【0034】
なお、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23の海上輸送は、海面に浮かんだ状態での曳航には限定されず、他の様々な方法により行われてもよい。例えば、第1ブロック21は、自航可能な台船に積載されて海上輸送されてもよく、非自航台船に積載された状態でタグボートにより曳航されてもよい。第2ブロック22および第3ブロック23についても同様である。
【0035】
図6は、フローティングドック61を示す正面図である。図7は、フローティングドック61を示す平面図である。フローティングドック61は、底部62と、一対の側壁部63とを備える。底部62は、上下方向に対して略垂直に広がる略直方体状の部位である。平面視における底部62の形状は、例えば略矩形である。一対の側壁部63は、底部62から上方に向かって立設するとともに、図6中の左右方向(以下、単に「左右方向」とも呼ぶ。)に対して略垂直に広がる略直方体状の部位である。側面視における各側壁部63の形状は、例えば略矩形である。一対の側壁部63の形状は、例えば略同じである。一対の側壁部63は、底部62上において、底部62の左右方向の両側縁に沿って設けられる。図6に示すように、底部62および一対の側壁部63の正面視における形状は略矩形であり、底部62および一対の側壁部63は、図6中の紙面に垂直な方向(以下、「前後方向」とも呼ぶ。)に延びる。
【0036】
フローティングドック61の左右方向の長さは約140m~160mであり、前後方向の長さは約120m~140mである。また、一対の側壁部63の左右方向の内側面間の距離(すなわち、一対の側壁部63間の幅)は、上述の建造可能幅以上であり、例えば100mよりも大きい。底部62の上下方向の高さは約3m~6mであり、各側壁部63の上下方向の高さは約10m~15mである。
【0037】
図6に示す状態では、フローティングドック61は、底部62の上面621が海中に沈んだ状態(すなわち、海面91よりも下方に位置する状態)で、水底(すなわち、海底)に接地することなく海上に浮かんでいる。当該状態は、フローティングドック61の内部に設けられているバラストタンク(図示省略)に注水されることにより実現される。一対の側壁部63は、海面91を貫通している。換言すれば、一対の側壁部63の上部は、海面91よりも上方に位置している。なお、フローティングドック61は、海底に接地していてもよい。
【0038】
フローティングドック61の底部62の上面621には、複数の架台(盤木とも呼ばれる。)64が所定の位置に固定されている。複数の架台64はそれぞれ、後述するように、第1ブロック21、第2ブロック22または第3ブロック23に下方から接触して支持するブロック支持部である。なお、複数の架台64の配置は適宜変更されてよい。
【0039】
また、フローティングドック61の底部62の上面621には、複数の係留ライン41の端部がそれぞれ固定される複数の固定部材65が設けられる。なお、図7では、係留ライン41の図示を省略している。固定部材65および係留ライン41は、後述するように、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23を、移動が制限された状態でフローティングドック61の底部62に接続する(すなわち、アンカリングする)ための部材である。固定部材65は、例えば、フローティングドック61の底部62の上面621に設けられた略半円状の起倒式金具である。各固定部材65には、1本または2本以上の係留ライン41の一方の端部(以下、「下端部」とも呼ぶ。)が接続されている。
【0040】
係留ライン41は、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23のそれぞれと、フローティングドック61の底部62とを接続する略線状の部材である。係留ライン41は、例えば、係留ロープ、係留鎖、または、係留鎖と係留ロープとが接続されたものである。係留ロープは、例えば、合成繊維製またはワイヤーを含む金属製のロープである。以下では、係留ライン41は金属製のロープであるものとして説明する。
【0041】
各係留ラインの他方の端部(すなわち、固定部材65に接続される側とは反対側の端部であり、以下、「上端部」とも呼ぶ。)には、メッセンジャロープ等を介して小型ブイ42が接続されており、小型ブイ42は海面91上に浮かんでいる。各係留ライン41は、フローティングドック61の底部62の上面621から、海面91に向かって上方へと延びている。
【0042】
フローティングドック61へと曳航された第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23は、タグボート等を用いて、一対の側壁部63の間へと配置される。第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23は、平面視における所定位置の近傍にて、海面91に浮かんだ状態でフローティングドック61の底部62の鉛直上方に位置する(ステップS13)。
【0043】
続いて、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23上にそれぞれ配置された作業員(図示省略)により、図8(平面図)および図9(正面図)に示すように、複数の係留ライン41の上端部が、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23上に予め設けられている複数のライン長調節機構24にそれぞれ接続される。具体的には、作業員は、手かぎ等によって小型ブイ42(図6参照)を引き寄せて係留ライン41の上端部を回収し、当該上端部をライン長調節機構24に接続する。
【0044】
ライン長調節機構24は、例えば、チェーンブロック等の荷張器である。ライン長調節機構24は、例えば、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23のそれぞれのハル部121の上面に撤去可能なように仮設されている。なお、荷張器以外の機構が、ライン長調節機構24として利用されてもよい。また、ライン長調節機構24は、浮体構造物1の製造終了後も、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23上に残置されてもよい。
【0045】
第1ブロック21は、第1ブロック21からフローティングドック61の底部62の上面621に向かってそれぞれ異なる方向に延びる複数の係留ライン41によって、フローティングドック61の底部62にアンカリング(すなわち、係留)される。また、第2ブロック22は、第2ブロック22からフローティングドック61の底部62の上面621に向かってそれぞれ異なる方向に延びる複数の係留ライン41によって、フローティングドック61の底部62にアンカリングされる。第3ブロック23も、第3ブロック23からフローティングドック61の底部62の上面621に向かってそれぞれ異なる方向に延びる複数の係留ライン41によって、フローティングドック61の底部62にアンカリングされる(ステップS14)。
【0046】
図8に示す例では、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23はそれぞれ、4本の係留ライン41によりフローティングドック61にアンカリングされる。第1ブロック21の図8中における右上端部から延びる係留ライン41は、第2ブロック22から延びる1本の係留ライン41と同じ固定部材65に接続される。また、第1ブロック21の図8中における左上端部から延びる係留ライン41は、第3ブロック23から延びる1本の係留ライン41と同じ固定部材65に接続される。
【0047】
なお、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23では、アンカリングに用いられる係留ライン41の数は同じであってもよく、異なっていてもよい。第1ブロック21のアンカリングに用いられる複数の係留ライン41の数は、2本であってもよいが、好ましくは3本以上であり、より好ましくは4本以上である。第2ブロック22および第3ブロック23についても同様である。図8および図9に示す状態では、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23は、フローティングドック61の底部62(具体的には、底部62の上面621に設けられた複数の架台64)とは直接的に接触していない。
【0048】
本実施の形態では、上述のように、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23がフローティングドック61の底部62の鉛直上方に位置した後、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23のアンカリングが行われるが、これには限定されない。例えば、第1ブロック21のフローティングドック61上方への配置(ステップS13)の終了後、第1ブロック21のアンカリング(ステップS14)と並行して、あるいは、第1ブロック21のアンカリング(ステップS14)終了後に、第2ブロック22のフローティングドック61上方への配置、および、アンカリングが行われてもよい。第3ブロック23についても同様である。すなわち、第2ブロック22および第3ブロック23のフローティングドック61上方への配置、および、アンカリングは、上述のステップS12と後述するステップS15との間に行われればよい。
【0049】
ステップS14が終了すると、第1ブロック21上の複数のライン長調節機構24が作業員によってそれぞれ操作され、第1ブロック21に接続されている複数(上記例では、4本)の係留ライン41のそれぞれの長さが調節される。例えば、一の係留ライン41の長さを短くすることにより、第1ブロック21を、当該一の係留ライン41の下端部が接続されている固定部材65に近づくように平面視において変位させたり、当該固定部材65の方を向くように平面視において回転させることができる。
【0050】
各係留ライン41の長さの調節は、例えば、作業員や監督者の目視により取得した第1ブロック21の位置や向きに基づいて行われる。後述する第2ブロック22および第3ブロック23の位置調節においても同様である。これにより、第1ブロック21の平面視における位置が調節され、第1ブロック21のフローティングドック61に対する相対位置が、所定位置となるように調節される(ステップS15)。なお、係留ライン41の長さとは、係留ライン41のうちライン長調節機構24とフローティングドック61の固定部材65との間の部位の長さを意味する。
【0051】
ステップS15では、また、第2ブロック22上の複数のライン長調節機構24が作業員によってそれぞれ操作され、第2ブロック22に接続されている複数(上記例では、4本)の係留ライン41のそれぞれの長さが調節される。これにより、第2ブロック22の平面視における位置が調節され、第2ブロック22のフローティングドック61に対する相対位置が、所定位置となるように調節される。また、第2ブロック22の第1ブロック21に対する相対位置が、接合可能なように調節される。
【0052】
ステップS15では、第3ブロック23についても同様に、第3ブロック23上の複数のライン長調節機構24が作業員によってそれぞれ操作され、第3ブロック23に接続されている複数(上記例では、4本)の係留ライン41のそれぞれの長さが調節される。これにより、第3ブロック23の平面視における位置が調節され、第3ブロック23のフローティングドック61に対する相対位置が、所定位置となるように調節される。また、第3ブロック23の第1ブロック21に対する相対位置が、接合可能なように調節される。
【0053】
すなわち、ステップS15では、複数の係留ライン41の長さが調節されることにより、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23の位置合わせが行われる。位置合わせ後の第1ブロック21と第2ブロック22、および、位置合わせ後の第1ブロック21と第3ブロック23は、例えば、架設ピース等(図示省略)を用いて仮接合されることにより相対位置が維持される。なお、図8および図9では、第1ブロック21と第2ブロック22との間、および、第1ブロック21と第3ブロック23との間に、実際よりも大きい間隙を描いている(後述する図10および図11においても同様)。
【0054】
次に、フローティングドック61の上記バラストタンクからの排水が行われ、フローティングドック61が図9に示す状態から浮上する。これにより、フローティングドック61が、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23に対して相対的に上方へと移動する。そして、図10(正面図)に示すように、フローティングドック61の底部62上に設けられた複数の架台64が、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23のそれぞれの底面に接触し、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23が、複数の架台64上に載置される。すなわち、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23が、フローティングドック61の底部62に着底する(ステップS16)。
【0055】
ステップS16では、フローティングドック61の浮上開始から第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23の着底までの間、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23上の複数のライン長調節機構24が作業員によって操作され、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23から延びる複数の係留ライン41の長さがそれぞれ調節される。具体的には、各係留ライン41の長さが、フローティングドック61が浮上するに従って短くされる。これにより、複数の係留ライン41の弛み等が抑制または防止され、平面視における第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23のフローティングドック61に対する相対位置、および、平面視における第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23の互いに対する相対位置が、所定位置に維持されるように調節される。
【0056】
フローティングドック61の浮上は、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23と複数の架台64の接触後も継続され、図11(正面図)に示すように、フローティングドック61の底部62の上面621が海面91よりも上方に位置する状態で停止される。フローティングドック61の底部62上の海水は、フローティングドック61の前端および後端から流出し、底部62の上面621上から海水が排除される。これにより、フローティングドック61の底部62上がドライ状態となり、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23が海面91よりも上方にて支持される(ステップS17)。
【0057】
そして、複数の係留ライン41による第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23とフローティングドック61の底部62との接続が解除され、複数のライン長調節機構24が、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23上から撤去される。その後、フローティングドック61の底部62上において第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23の接合(すなわち、本接合)や塗装等の作業が行われ、浮体構造物1が製造される(ステップS18)。なお、複数のライン長調節機構24の撤去は、ステップS18と並行して行われてもよい。
【0058】
以上に説明したように、浮体構造物1の製造方法は、底部62および一対の側壁部63を備えるフローティングドック61を、底部62の上面621が水中に沈んだ状態で水上に浮かべる工程(ステップS12)と、浮体構造物1の一部である第1ブロック21を水上輸送して、水面91(海面91)に浮かんだ状態でフローティングドック61の底部62の鉛直上方に位置させる工程(ステップS13)と、第1ブロック21からフローティングドック61の底部62の上面621に向かってそれぞれ延びる複数の係留ライン41により、第1ブロック21をフローティングドック61にアンカリングする工程(ステップS14)と、複数の係留ライン41の長さをそれぞれ調節することにより、第1ブロック21のフローティングドック61に対する相対位置を調節しつつ、フローティングドック61を浮上させて第1ブロック21をフローティングドック61の底部62に着底させる工程(ステップS16)と、フローティングドック61をさらに浮上させることにより、第1ブロック21を、浮体構造物1の他の一部である第2ブロック22とフローティングドック61の底部62上において位置合わせした状態で、水面91よりも上方にて支持する工程(ステップS17)と、を備える。
【0059】
当該製造方法では、第1ブロック21をフローティングドック61の底部62にアンカリングして位置調節を行うことにより、波浪や潮流等の影響を受けるフローティングドック61上においても、第1ブロック21のフローティングドック61に対する相対位置を精度良く調節することができる。これにより、フローティングドック61上における複数のブロックの位置合わせ(例えば、第1ブロック21と第2ブロック22との位置合わせ)を精度良く行うことができる。その結果、当該複数のブロックの着底後に、ブロック間の相対位置の調整を省略または抑制することができる。したがって、複数のブロックの接合を容易化することができ、浮体構造物1の製造を容易化することができる。
【0060】
好ましくは、上述の複数の係留ライン41(すなわち、第1ブロック21からフローティングドック61の底部62の上面621に向かって延びる複数の係留ライン41)の数は4本以上である。これにより、係留ライン41の長さ調節による第1ブロック21の位置調節を容易かつ精度良く行うことができる。第2ブロック22および第3ブロック23についても同様である。
【0061】
上述のように、フローティングドック61の底部62の上面621には、複数の係留ライン41の端部(すなわち、第1ブロック21から延びる複数の係留ライン41の下端部)がそれぞれ固定される複数の固定部材65が設けられることが好ましい。これにより、第1ブロック21のアンカリングに係る構造を簡素化することができる。第2ブロック22および第3ブロック23についても同様である。
【0062】
ステップS16における上記複数の係留ライン41のそれぞれの長さ調節は、第1ブロック21上に配置されたライン長調節機構24を用いて行われることが好ましい。これにより、第1ブロック21のフローティングドック61に対する相対位置の調節を容易に行うことができる。また、第1ブロック21の形状やフローティングドック61の底部62における固定部材65の配置等に合わせて、ライン長調節機構24を適切な位置(例えば、複数の係留ライン41が交差しないような位置等)に容易に配置することができる。第2ブロック22および第3ブロック23についても同様である。
【0063】
上述の浮体構造物1の製造方法では、ステップS12とステップS15との間において、第2ブロック22が水上輸送されて、水面91に浮かんだ状態でフローティングドック61の底部62の鉛直上方に位置し、第2ブロック22からフローティングドック61の底部62の上面621に向かってそれぞれ延びる複数の係留ライン41により、第2ブロック22がフローティングドック61にアンカリングされることが好ましい。また、ステップS15において、第2ブロック22から延びる当該複数の係留ライン41の長さをそれぞれ調節することにより、第2ブロック22のフローティングドック61に対する相対位置を調節しつつ、第2ブロック22をフローティングドック61の底部62に着底させることが好ましい。
【0064】
これにより、波浪や潮流等の影響を受けるフローティングドック61上においても、第2ブロック22のフローティングドック61および第1ブロック21に対する相対位置を精度良く調節することができる。その結果、フローティングドック61上における第1ブロック21と第2ブロック22との位置合わせを、さらに精度良く行うことができる。第3ブロック23についても同様である。
【0065】
上述のように、第1ブロック21および第2ブロック22はそれぞれ、浮体構造物1の入出渠が可能な幅である建造可能幅未満の幅を有する小型ドック71にて製造されることが好ましい。また、フローティングドック61の一対の側壁部63間の幅は当該建造可能幅以上である。これにより、上述のように、超大型の乾ドックや広大な陸上ヤードを準備することなく、浮体構造物1の製造を効率良く行うことができる。また、浮体構造物1の設置水域から比較的近い場所にて浮体構造物1を製造することができる。その結果、設置水域までの浮体構造物1の輸送に要する費用や時間を削減することができる。なお、第3ブロック23についても、上述の小型ドック71にて製造されることがより好ましい。
【0066】
浮体構造物1は、浮体式の洋上風力発電システムにおいて発電用風車を支持する浮体であることが好ましい。このような浮体構造物1は非常に大型になるため、一般的には、超大型の乾ドックや広大な陸上ヤードで製造する必要がある。これに対し、上述の浮体構造物1の製造方法によれば、超大型の乾ドックや広大な陸上ヤードを必要としないため、当該製造方法は、上述の発電用風車を支持する浮体を製造する場合に特に適している。
【0067】
次に、本発明の第2の実施の形態に係る浮体構造物1の製造方法(以下、「第2の製造方法」とも呼ぶ。)について説明する。浮体構造物1の第2の製造方法は、ステップS14~S16(図4参照)における第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23のアンカリングおよび位置調節の態様が異なる点を除き、上述の第1の製造方法(ステップS11~S18)と略同様である。
【0068】
図12は、第2の製造方法による製造途上の浮体構造物1の一部を示す正面図である。図12では、フローティングドック61の底部62から上方に離間して海面91に浮かぶ第1ブロック21が、上述の第1の製造方法(図9参照)とは異なる方法にて、フローティングドック61の底部62にアンカリングされている。なお、図12では、第2ブロック22および第3ブロック23の図示を省略しているが、第2ブロック22および第3ブロック23も、第1ブロック21と略同様の態様にて、フローティングドック61の底部62にアンカリングされる。また、図12では、図の理解を容易にするために、第2ブロック22および第3ブロック23のアンカリングおよび着底に係る構成の図示も省略している。
【0069】
第2の製造方法では、フローティングドック61の各側壁部63に、複数のライン長調節機構24aが設けられる。図12では、各側壁部63に設けられた一のライン長調節機構24aを示すライン長調節機構24aは、例えば、電動式または油圧式のウインチである。各ライン長調節機構24aは、例えば、海面91よりも上方に配置される。図12に示す例では、第1ブロック21上には、上述の荷張器等のライン長調節機構24(図9参照)は設けられず、係留ライン41の端部(すなわち、上端部)が係止されるボラード等の係止部25aが設けられる。
【0070】
また、第2の製造方法では、フローティングドック61の底部62の上面621に、複数の転向部材65aが設けられる。転向部材65aは、例えば、上述の固定部材65(図9参照)と同様に、フローティングドック61の底部62の上面621に設けられた略半円状の起倒式金具である。
【0071】
第1ブロック21の係止部25aからフローティングドック61の底部62に向かって斜め下方に伸びる係留ライン41は、当該底部62の上面621に設けられた転向部材65aを経由して(すなわち、転向部材65aの内側を通過して)向きを変え、フローティングドック61の一対の側壁部63のうち一方の側壁部63に向かって斜め上方に延びる。係留ライン41の係止部25a側とは反対側の端部は、当該一方の側壁部63に設けられた一のライン長調節機構24aに接続されている。
【0072】
第1ブロック21上には、複数の係止部25aが設けられており、当該複数の係止部25aからそれぞれ下方へと延びる複数の係留ライン41はそれぞれ、上述のように、フローティングドック61の底部62の上面621を経由して、一の側壁部63に向かって上方へと延びて一のライン長調節機構24aに接続されている。そして、当該複数の係留ライン41の長さがそれぞれ調節されることにより、第1の製造方法と略同様に、フローティングドック61の底部62にアンカリングされた第1ブロック21のフローティングドック61に対する相対位置が調節される(ステップS14~S15)。
【0073】
各係留ライン41の長さの調節は、例えば、作業員や監督者の目視により取得した第1ブロック21の位置や向きに基づいて、作業員がライン長調節機構24aを操作することにより行われる。第2ブロック22および第3ブロック23(図2参照)のアンカリングおよび位置調節においても同様である。これにより、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23が、互いに対する相対位置およびフローティングドック61に対する相対位置が精度良く調節された状態で、フローティングドック61の底部62にアンカリングされる。そして、第1ブロック21と第2ブロック22、および、第1ブロック21と第3ブロック23とが、上記と同様に仮接合される。
【0074】
第2の製造方法における係留ライン41の長さとは、係留ライン41のうち係止部25aとフローティングドック61の転向部材65aとの間の部位の長さを意味する。なお、第2の製造方法における係留ライン41の長さは、係留ライン41のうち係止部25aから転向部材65aを経由してライン長調節機構24aに至る部位の長さであってもよい。
【0075】
第2の製造方法では、ステップS16におけるフローティングドック61の浮上開始から第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23の着底までの間も、複数のライン長調節機構24aによる複数の係留ライン41の長さの調節が行われる。これにより、複数の係留ライン41の弛み等が抑制または防止され、平面視における第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23のフローティングドック61に対する相対位置が、所定位置に維持されるように調節される。
【0076】
第2の製造方法では、ステップS15~S16におけるライン長調節機構24aによる係留ライン41の長さの調節は、上記例には限定されず、他の様々な方法により行われてもよい。例えば、第1ブロック21のフローティングドック61に対する相対位置(例えば、平面視における位置や向き、底部62までの上下方向の距離等)を測定する位置測定部26aが、フローティングドック61の側壁部63等に設けられ、当該位置測定部26aからの出力に基づいて、複数のライン長調節機構24aが自動制御されてもよい。これにより、当該複数のライン長調節機構24aと第1ブロック21とを接続する複数の係留ライン41の長さが自動的に調節され、第1ブロック21のフローティングドック61に対する相対位置が所定位置に調節される。第2ブロック22および第3ブロック23についても同様である。
【0077】
位置測定部26aは、例えば、複数のレーザ距離計と、当該複数のレーザ距離計の出力から第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23のフローティングドック61に対する相対位置を算出するコンピュータ等と、を備える。当該複数のレーザ距離計は、上述のように、フローティングドック61に設けられてもよく、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23に設けられてもよい。すなわち、位置測定部26aは、フローティングドック61、または、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23に設けられる。
【0078】
以上に説明したように、第2の製造方法では、複数の係留ライン41はそれぞれ、第1ブロック21からフローティングドック61の底部62の上面621を経由してフローティングドック61の一対の側壁部63のうち一方の側壁部63に向かって延びる。また、複数の係留ライン41はそれぞれ、一対の側壁部63上に設けられた複数のライン長調節機構24aのうち一のライン長調節機構24aに接続される。そして、ステップS15における複数の係留ライン41の長さ調節は、複数のライン長調節機構24aを用いて行われる。
【0079】
これにより、第1ブロック21の位置調節を容易に行うことができる。また、第1の製造方法とは異なり、ライン長調節機構24aを第1ブロック21上に仮設および撤去する必要がないため、当該仮設および撤去に要する作業を省略することができる。さらに、係留ライン41の長さ調節の際に、当該長さ調節のための人員を第1ブロック21上に配置する必要がないため、作業の安全性を向上することができる。第2ブロック22および第3ブロック23についても同様である。
【0080】
上述のように、第2の製造方法では、第1ブロック21のフローティングドック61に対する相対位置を測定する位置測定部26aが、フローティングドック61または第1ブロック21に設けられており、ステップS15において、複数のライン長調節機構24aは位置測定部26aからの出力に基づいて自動制御されることが好ましい。これにより、第1ブロック21の位置調節を自動的に行うことができる。また、第1ブロック21の位置調節を迅速かつ精度良く行うこともできる。第2ブロック22および第3ブロック23についても同様である。
【0081】
上述の浮体構造物1の製造方法では、様々な変更が可能である。
【0082】
ステップS15において位置合わせされた第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23は、必ずしも仮接合される必要はなく、仮接合されていない状態でフローティングドック61の底部62に着底した後、接合されてもよい。
【0083】
ステップS14~S16では、必ずしも、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23のそれぞれについてアンカリングおよび係留ライン41の長さ調節が行われる必要はない。例えば、第1ブロック21に対してのみアンカリングおよび係留ライン41の長さ調節が行われ、第2ブロック22および第3ブロック23に対しては行われなくてもよい。
【0084】
ステップS11では、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23はそれぞれ、必ずしも小型ドック71にて製造される必要はなく、様々な場所(例えば、大型の乾ドックや陸上ヤード等)で製造されてよい。
【0085】
ステップS18にて行われる作業は、必ずしも、第1ブロック21、第2ブロック22および第3ブロック23の接合には限定されず、浮体構造物1の製造に係る様々な作業が行われてよい。
【0086】
浮体構造物1の第1の製造方法では、ステップS15における第1ブロック21の位置や向きの取得は、必ずしも作業員や監督者の目視によって行われる必要はなく、例えば、上述の位置測定部26a(図12参照)により行われてもよい。第2ブロック22および第3ブロック23についても同様である。
【0087】
浮体構造物1の形状や構造等は、図1に例示するものには限定されず、様々に変更されてよい。例えば、コラム11は、ロワーハル12の中央のみに設けられてもよい。あるいは、コラム11は、各ハル部121の径方向外端部のみに設けられてもよい。この場合、発電用風車は、複数のコラム11のうちいずれかのコラム11の上端部に立設される。また、浮体構造物1は、ロワーハルを有しない半潜水型(セミサブ型)の浮体構造物であってもよい。浮体構造物1は、半潜水型以外の形式(例えば、バージ型、TLP型、スパー型等)の浮体構造物であってもよい。
【0088】
浮体構造物1は、洋上風力発電システム以外の用途に利用されてもよい。
【0089】
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】
【0090】
1 浮体構造物
21 第1ブロック
22 第2ブロック
23 第3ブロック
24,24a ライン長調節機構
26a 位置測定部
41 係留ライン
61 フローティングドック
62 (フローティングドックの)底部
63 側壁部
65 固定部材
71 小型ドック
91 海面
621 (フローティングドックの底部の)上面
S11~S18 ステップ
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12