特許 7352510 浮体の位置決め構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-20

(45)【発行日】2023-09-28

(54)【発明の名称】浮体の位置決め構造

(51)【国際特許分類】

   E04H 9/02 20060101AFI20230921BHJP

   B63B 21/00 20060101ALI20230921BHJP

   E04H 9/14 20060101ALI20230921BHJP

【ＦＩ】

E04H9/02 301

B63B21/00 Z

E04H9/14 F

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020073523

(22)【出願日】2020-04-16

(65)【公開番号】P2021169734

(43)【公開日】2021-10-28

【審査請求日】2022-11-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000174943

【氏名又は名称】三井住友建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000958

【氏名又は名称】弁理士法人インテクト国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100120237

【弁理士】

【氏名又は名称】石橋 良規

(72)【発明者】

【氏名】澤井 淳司

【審査官】須永 聡

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－００８１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－０１９５９５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０４－０７１９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１６１９３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１５１６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３４３４４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｈ ９／０２

Ｂ６３Ｂ ２１／００

Ｅ０４Ｈ ９／１４

Ｂ６５Ｄ ８８／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地面を掘削して内部に液体を貯留可能に形成し、該液体表面に設置された浮体の位置決め構造であって、
前記浮体と所定の間隔を有するように前記浮体の上方に架設した第１の張力材と、前記第１の張力材と前記浮体とを連絡する第２の張力材とを有することを特徴とする浮体の位置決め構造。

【請求項2】

請求項１に記載の浮体の位置決め構造において、
前記第２の張力材は、前記第１の張力材に対して所定の角度を有して連絡していることを特徴とする浮体の位置決め構造。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の浮体の位置決め構造において、
前記第１の張力材と前記第２の張力材のなす角は、鋭角であることを特徴とする浮体の位置決め構造。

【請求項4】

請求項１から３の何れか１項に記載の浮体の位置決め構造において、
前記第１の張力材は、所定の間隔を有して複数設置されることを特徴とする浮体の位置決め構造。

【請求項5】

請求項４に記載の浮体の位置決め構造において、
前記第１の張力材は、互いに交差するように網目状に配置されることを特徴とする浮体の位置決め構造。

【請求項6】

請求項５に記載の浮体の位置決め構造において、
前記第２の張力材は、前記第１の張力材の交点と連絡していることを特徴とする浮体の位置決め構造。

【請求項7】

請求項１から６の何れか１項に記載の浮体の位置決め構造において、
前記浮体は、スロッシング吸収機構を有することを特徴とする浮体の位置決め構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄熱槽などの水面に置かれた断熱蓋などの浮体を保持して位置決めを行う浮体の位置決め構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、水面に種々の機能を有する浮体を設置することが知られている。このような浮体は、例えば、風力、波力又は太陽光などを用いた発電機や、熱媒体の断熱のための断熱材などが知られている。

【0003】

このような浮体は、水面に設置されていることから、風力や波力によって水面上を移動してしまうため、この移動を規制するために種々の位置決め手段が知られている。このような位置決め手段としては、例えば、特許文献１に記載されているように、浮体にアンカーを接続し、当該アンカーを海底に下して浮体を係留している。

【0004】

このような特許文献１に記載された浮体の位置決め構造によれば、浮体が水面上を移動した場合でも、アンカーによって係留されていることから、所定量以上の移動を規制することが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００３－３４３４４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１に記載された浮体の位置決め構造によると、アンカーの弛みによって所定の移動量を許容していることから、位置決め構造としての作用を奏するまで、水平方向への移動が必要となる。したがって、この移動が許容できない構造には適用することができないという問題があった。

【0007】

また、浮体が蓄熱槽における断熱蓋である場合には、内部に貯留される熱媒体の水位が変動した場合であっても適切な断熱性能を確保するために当該水位の変位に追従して鉛直方向に移動可能である必要があるため、水平方向への移動は規制しながら、鉛直方向への移動は許容できる構造が望まれる。

【0008】

そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、水面に設置された浮体の水平方向への移動を規制することができるとともに、水面の水位の変動に追従して鉛直方向への移動は許容される浮体の位置決め構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る浮体の位置決め構造は、地面を掘削して内部に液体を貯留可能に形成し、該液体表面に設置された浮体の位置決め構造であって、前記浮体と所定の間隔を有するように前記浮体の上方に架設した第１の張力材と、前記第１の張力材と前記浮体とを連絡する第２の張力材とを有することを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係る浮体の位置決め構造において、前記第２の張力材は、前記第１の張力材に対して所定の角度を有して連絡していると好適である。

【0011】

また、本発明に係る浮体の位置決め構造において、前記第１の張力材と前記第２の張力材のなす角は、鋭角であると好適である。

【0012】

また、本発明に係る浮体の位置決め構造において、前記第１の張力材は、所定の間隔を有して複数設置されると好適である。

【0013】

また、本発明に係る浮体の位置決め構造において、前記第１の張力材は、互いに交差するように網目状に配置されると好適である。

【0014】

また、本発明に係る浮体の位置決め構造において、前記第２の張力材は、前記第１の張力材の交点と連絡していると好適である。

【0015】

また、本発明に係る浮体の位置決め構造において、前記浮体は、スロッシング吸収機構を有すると好適である。

【0016】

上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係る浮体の位置決め構造は、浮体に架設した第１の張力材と、第１の張力材と浮体とを連絡する第２の張力材とを有するので、浮体が水平方向へ移動した場合には、第２の張力材によって浮体の水平方向への移動が規制され、水面が変位した場合には、第２の張力材と第１の張力材のなす角が変動することで、鉛直方向への浮体の移動を許容することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本実施形態に係る浮体の位置決め構造を有する蓄熱槽の断面図。

【図2】図１におけるＡ部拡大図。

【図3】本実施形態に係る浮体の位置決め構造を有する蓄熱槽の平面図。

【図4】本実施形態に係る浮体の位置決め構造の構成を説明するための拡大図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0020】

図１は、本実施形態に係る浮体の位置決め構造を有する蓄熱槽の断面図であり、図２は、図１におけるＡ部拡大図であり、図３は、本実施形態に係る浮体の位置決め構造を有する蓄熱槽の平面図であり、図４は、本実施形態に係る浮体の位置決め構造の構成を説明するための拡大図である。

【0021】

図１に示すように、本実施形態に係る浮体の位置決め構造を有する蓄熱槽１は、一辺が略６０～９０ｍ程度の上面が矩形状の蓄熱槽であり、当該蓄熱槽１に熱水を供給する熱水生産部としての図示しない熱プラントが併設されている。この熱プラントは、熱媒体としての熱水を生産することができればどのような構成を採用しても構わないが、例えば太陽熱パネルを用いた太陽熱プラントとして構成すると好適である。

【0022】

蓄熱槽１は、図示しない熱プラントから熱水供給送水管４を介して熱水供給送水装置３へ供給されて蓄熱槽１内に熱媒体となる熱水Ｗが貯留されている。なお、熱水供給送水装置３は、支持杭５によって蓄熱槽１内に保持されていると好適である。

【0023】

蓄熱槽１は、地面Ｇを掘削して形成されていると好適であり、蓄熱槽１の側面は所定の厚さを有する置換えコンクリート基礎または栗石などからなる基礎６上に蓄熱槽壁２を打設して、地表ＧＬに対して略垂直な面に形成している。蓄熱槽壁２の上面から熱水Ｗの水面までの距離は、余裕高ｈを有するように地表ＧＬから蓄熱槽壁２が突出するように配置されている。

【0024】

また、蓄熱槽１と地面Ｇとの境界面である蓄熱槽壁２及び底面には、耐熱遮水シート１１が被覆して取り付けられており、地面Ｇ内の地下水の侵入および熱交換を防止している。なお、地下水の水位が高く、蓄熱槽１に貯留された熱水Ｗの蓄熱に支障をきたす場合には、蓄熱槽１の近傍に遮水壁を形成し、ディープウェルなどの地下水揚水設備を用いて断熱を図っても構わない。

【0025】

蓄熱槽１の蓄熱槽壁２及び底面に被覆された耐熱遮水シート１１は、蓄熱槽１内の熱水の断熱及び熱水が地面Ｇへ漏水することを防止するために設置されており、断熱性及び遮水性を有するシートであればポリエチレンシートなど種々の素材を採用することができる。

【0026】

また、蓄熱槽１の上面は、地面Ｇを掘削することで地表ＧＬに開口を有しているが、当該開口は断熱性を有する断熱蓋２０によって閉塞されている。断熱蓋２０は、蓄熱槽１内に貯水した熱水を保温することができればどのような材質を適用しても構わないが、例えば、図２に示すように、発泡スチロールなどからなる断熱材２１をポリエチレンなどからなる表皮２２で積層した断熱シートを用いることができる。

【0027】

蓄熱槽１はスロッシング吸収機構３０が形成されている。スロッシング吸収機構３０は、地震などによって蓄熱槽１内の水面が変動して揺れが生じた場合に、当該水面の変動を吸収して、蓄熱槽１内の熱水が蓄熱槽１の外部に漏出することを防止する機構である。

【0028】

具体的には、蓄熱槽１に貯留された熱水Ｗの表面は、地面Ｇの地表ＧＬから突出した蓄熱槽壁２によって余裕高ｈを有して貯留されている。余裕高ｈは、スロッシングによって熱水Ｗの表面が揺れた場合に熱水Ｗの揺れを吸収することができれば、適宜設定することができるが、例えば１．５ｍ程度に形成されると好適である。

【0029】

また、耐熱遮水シート１１の外縁部は、蓄熱槽壁２の高さ方向に沿って余裕高ｈ分延びる耐熱遮水シート側折返部３２が形成され、断熱蓋２０の外縁部は、蓄熱槽壁２の高さ方向に沿って余裕高ｈ分延びる断熱蓋側折返部３１が形成されている。耐熱遮水シート側折返部３２と断熱蓋側折返部３１は、それぞれ蓄熱槽壁２の余裕高ｈに沿って重畳しており、蓄熱槽壁２の上面の位置で互いに接合されて折返部を有するスロッシング吸収機構３０を構成している。

【0030】

スロッシング吸収機構３０の断熱蓋側折返部３１には、圧力抜４０が取り付けられており、該圧力抜４０によって蓄熱槽１の内部と外部とを連通可能としている。圧力抜４０は、断熱蓋側折返部３１から延びる管状の第１管部４１と、該第１管部４１の先端から略直角に屈曲してスロッシング吸収機構３０と逆方向に向くように形成された第２管部４２とを備えており、第２管部４２の先端には解放機構としての蓋体４３が嵌め込まれて閉塞されている。なお、蓋体４３は、蓄熱槽１内部の圧力が上昇した場合に、所定の圧力以上で容易に外れるように取り付けられている。

【0031】

なお、圧力抜４０は、スロッシング吸収機構３０のうち、断熱蓋側折返部３１と耐熱遮水シート側折返部３２の接合部分に近接して形成されると好適である。また、圧力抜４０は、断熱蓋２０の外縁に沿って複数形成されると好適であり、例えば、１０ｍ間隔に形成されると好適である。

【0032】

さらに、圧力抜４０の第２管部４２の先端は、後述するスロッシングによる水位の上昇によって断熱蓋側折返部３１が水平になった場合に、蓄熱槽１の中心方向に向くように形成されると好適である。このように先端の向きを配置することで、通常時は、第２管部４２の先端が下側を向くことで異物の混入を防止することができ、スロッシングによって水位が上昇し、蓋体４３が外れた場合でも蓄熱槽１内部の熱水Ｗが蓄熱槽１の断熱蓋２０の上に排出されるので、蓄熱槽１の外部に熱水Ｗが漏出することによる近隣への被害を防止することができる。

【0033】

また、スロッシング吸収機構３０は、スロッシングを吸収するために断熱蓋２０の水平方向への移動を許容しているため、台風などの風速の高い風によっても断熱蓋２０が水平方向へ移動してしまう可能性がある。この風などによる断熱蓋２０の移動によって蓄熱槽壁２を乗り越えて断熱蓋２０が蓄熱槽１から外れてしまい、熱水Ｗの断熱を阻害する可能性がある。したがって、この水平方向への断熱蓋２０の移動を規制する必要がある。さらに、熱水Ｗの水位は熱水供給送水装置３からの送水などによって上下動するが、断熱蓋２０による断熱性を確保するために、この水位の変動に追従して断熱蓋２０も同時に上下動する移動は許容される必要がある。

【0034】

そこで、蓄熱槽１には、本実施形態に係る浮体の位置決め構造５０を有している。本実施形態に係る浮体の位置決め構造５０は、図２に示すように、浮体としての断熱蓋２０と所定の間隔を有するように断熱蓋２０の上方に架設した第１の張力材５１と、第１の張力材５１と断熱蓋２０とのそれぞれに連絡する第２の張力材５２とを有している。

【0035】

図３に示すように、第１の張力材５１は、例えば、１０ｍ程度の所定の間隔を有して複数本設置されるとともに、蓄熱槽１の上方に互いに交差するように網目状に配置されている。第１の張力材５１は、ワイヤなどを用いると好適であり、端部はアンカー５３によって地面Ｇに固定されている。なお、第１の張力材５１は、所定の張力で蓄熱槽１上に架設されているが、自重によって若干弛み（サグ）を有していても構わない。

【0036】

図４に示すように、第２の張力材５２は、一端が第１の張力材５１同士の交点５４に接続され、他端が断熱蓋２０に接続されている。第１の張力材５１と第２の張力材５２とのなす角θは、鋭角に形成していると好適であり、例えば、１０°から３０°程度に設定されると好適である。

【0037】

また、第２の張力材５２は、断熱蓋２０の水平方向への移動を規制することができれば、どのような種類の張力材を用いても構わないが、蓄熱槽１の耐用年数が数十年と長いことに鑑みれば、耐久性を有するロープやマニラロープなどが好適に用いられる。

【0038】

このように、本実施形態に係る浮体の位置決め構造５０によれば、風などによって断熱蓋２０に加わった水平力を第１の張力材５１に取り付けられた第２の張力材５２によって第１の張力材５１の端部のアンカー５３に伝達して断熱蓋２０の位置決めを行い断熱蓋２０の位置の安定化を図ることができる。

【0039】

また、本実施形態に係る浮体の位置決め構造５０によれば、第２の張力材５２が第１の張力材５１に対して所定の角度を有して連絡しているので、断熱蓋２０の水平方向の変位を拘束するが、鉛直方向の水位の変動に対しては許容するので、水位変動があった場合に断熱蓋２０の水面への追従を阻害することがない。

【0040】

また、本実施形態に係る浮体の位置決め構造５０によれば、第１の張力材５１の交点５４から第２の張力材５２が連絡しているので、任意の方向からの風力に対しても十分な水平方向の拘束力を発揮することができる。

【0041】

また、上述した本実施形態に係る浮体の位置決め構造５０は、蓄熱槽１の断熱蓋２０の位置決めを行う場合について説明を行ったが、浮体は、蓄熱槽の断熱蓋に限らず、例えば水上に設置した太陽光パネルなど位置決めが必要な種々の浮体に対して適用しても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0042】

１ 蓄熱槽， ２ 蓄熱槽壁， １１ 耐熱遮水シート， ２０ 断熱蓋， ２１ 断熱材， ２２ 表皮， ３０ スロッシング吸収機構， ３１ 断熱蓋側折返部， ３２ 耐熱遮水シート側折返部， ４０ 圧力抜， ４１ 第１管部， ４２ 第２管部， ４３ 蓋体， ５０ 浮体の位置決め構造， ５１ 第１の張力材， ５２ 第２の張力材， ５３ アンカー， ５４ 交点， ｈ 余裕高， Ｇ 地面， ＧＬ 地表， θ なす角。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】