柱型浮體結(jié)構(gòu)物的制作方法
【專利摘要】一種柱型浮體結(jié)構(gòu)物，具有：具有細(xì)長形狀的浮體部（2）、配置在浮體部（2）的配重部（3），通過配重部（3）的重量使浮體部（2）直立漂浮，浮體部（2）具有：配置于下部并向水平方向擴(kuò)張的第一擴(kuò)張部（21）、配置在中間部并向水平方向擴(kuò)張的第二擴(kuò)張部（22）、連結(jié)第一擴(kuò)張部（21）及第二擴(kuò)張部（22）且延伸至吃水線的立柱部（23），第一擴(kuò)張部21構(gòu)成配重部（3），第二擴(kuò)張部（22）構(gòu)成對浮體部（2）施加浮力的浮力體。
【專利說明】柱型浮體結(jié)構(gòu)物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柱型浮體結(jié)構(gòu)物，特別是涉及能夠在確保恢復(fù)性能的同時減少搖擺的柱型浮體結(jié)構(gòu)物。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，從保護(hù)地球環(huán)境及有效利用自然能源的觀點考慮，海上風(fēng)力發(fā)電備受關(guān)注。作為該種海上風(fēng)力發(fā)電用的浮體結(jié)構(gòu)物，提案有如下各種形式的浮體結(jié)構(gòu)物，總是將重心比浮心靠下地設(shè)置確保靜態(tài)穩(wěn)定性的柱型、通過張力腿將浮體張緊式系泊的TLP(Tension Leg Platform)型、將甲板和下船體通過多個立柱連接來縮小水線面積(吃水線的截面積)且利用作用于沒水部的波能的相位差來減少搖擺的半潛型等。在這些浮體結(jié)構(gòu)物中，考慮柱型是在成本上比其它的浮體結(jié)構(gòu)物有利的類型。
[0003]該種柱型浮體結(jié)構(gòu)物通常具有細(xì)長的大致圓柱形狀的浮體部和配置在該浮體部的下部的配重部，并將通過上述配重部的重量而直立于海上的上述浮體部用系泊纜進(jìn)行系泊(例如參照專利文獻(xiàn)I及專利文獻(xiàn)2)。
[0004]例如，在專利文獻(xiàn)I中記載有如下的柱型浮體結(jié)構(gòu)物，其具有暴露于吃水線的上部浮體、比該上部浮體的直徑大的下部浮體、形成在該下部浮體的下側(cè)的配重艙。另外，在專利文獻(xiàn)2中記載有如下的柱型浮體結(jié)構(gòu)物，其具有暴露于吃水線的上部浮體、比該上部浮體直徑大的下部浮體、經(jīng)由連結(jié)鋼管與該下部浮體的下面連接的配重艙。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009 - 18671號公報
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開2009 - 248792號公報
[0007]但是，在如上所述的柱型浮體結(jié)構(gòu)物中，存在如下的問題，為了確保恢復(fù)性能，具有吃水加深的趨勢，難以設(shè)置在淺海區(qū)域。另外，若與TLP型的浮體結(jié)構(gòu)物相比，則存在上下?lián)u擺及縱搖擺(或橫搖擺)較大，很難確保穩(wěn)定性的問題。
[0008]另外，在專利文獻(xiàn)I及專利文獻(xiàn)2記載的柱型浮體結(jié)構(gòu)物中，存在如下問題，由于水線面積較小，容易與調(diào)諧周期短的波產(chǎn)生共振，由于在吃水線附近配置有較大的浮體，因此，容易受到波的影響等，難以克服上述的柱型浮體結(jié)構(gòu)物的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明是鑒于上述問題點而設(shè)立的，其目的在于提供一種柱型浮體結(jié)構(gòu)物，能夠確保恢復(fù)性能，能夠減少搖擺，且能夠使吃水變淺。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，提供一種柱型浮體結(jié)構(gòu)物，具有:具有細(xì)長形狀的浮體部和配置在該浮體部的配重部，并通過所述配重部的重量使所述浮體部直立漂浮，其中，所述浮體部具有:第一擴(kuò)張部，其配置在下部并向水平方向擴(kuò)張；第二擴(kuò)張部，其配置在中間部并向水平方向擴(kuò)張；立柱部，其連結(jié)所述第一擴(kuò)張部及所述第二擴(kuò)張部且延伸至吃水線，所述第一擴(kuò)張部構(gòu)成所述配重部，所述第二擴(kuò)張部構(gòu)成對所述浮體部施加浮力的浮力體。
[0011]所述浮體部也可以具有配置在所述立柱部的上部并向水平方向擴(kuò)張的第三擴(kuò)張部。另外，相對于由所述浮體部的排水容積/吃水求得的平均面積，所述第三擴(kuò)張部也可以具有10?300%的大小的水線面積。另外，在所述第三擴(kuò)張部的上部例如連接有向水平方向縮小的柱狀部件。另外，也可以在所述第三擴(kuò)張部連接有系泊所述浮體部的系泊纜。
[0012]相對于所述浮體部的排水容積，所述第二擴(kuò)張部也可以具有1/4?3/4的容積。另夕卜，在所述第二擴(kuò)張部的側(cè)面也可以配置引導(dǎo)所述浮體部的系泊纜的導(dǎo)纜器。
[0013]所述第一擴(kuò)張部及所述第二擴(kuò)張部的大小設(shè)定為例如滿足GM = Iw/( Δ Xtan0 )的條件(其中，GM是指穩(wěn)定中心聞度，Iw是是指風(fēng)傾覆力矩，Δ是指排水量、Θ是指最大允許傾斜角度)。
[0014]在所述第一擴(kuò)張部的外面也可以設(shè)置調(diào)整所述浮體部的動態(tài)響應(yīng)特性的阻力體。另外，所述阻力體也可以具有抑制所述浮體部的系泊纜的卷入的環(huán)形的保護(hù)部件。
[0015]根據(jù)上述的本發(fā)明的柱型浮體結(jié)構(gòu)物，通過在浮體部上形成第一擴(kuò)張部及第二擴(kuò)張部，能夠容易地形成無波點，能夠減少柱型浮體結(jié)構(gòu)物的上下?lián)u擺。另外，通過將下部的第一擴(kuò)張部設(shè)為配重部，將中間部的第二擴(kuò)張部設(shè)為浮力體，能夠容易地調(diào)整重心高度和浮心高度的平衡，能夠容易地確?；謴?fù)性能，而且，能夠減小縱搖擺(或橫搖擺)。因此，根據(jù)本發(fā)明的柱型浮體結(jié)構(gòu)物，能夠確?；謴?fù)性能，能夠減少搖擺，進(jìn)而能夠使吃水變淺。
[0016]另外，通過在立柱部的上部形成第三擴(kuò)張部，能夠在小波?正常波時使吃水線位于第三擴(kuò)張部，在高波時使吃水線位于比第三擴(kuò)張部縮小的部分(立柱部或上部結(jié)構(gòu)物的柱狀部件)，能夠?qū)?yīng)波的狀態(tài)調(diào)整與水線面積成反比例的上下?lián)u擺調(diào)諧周期，并能夠有效地減少上下?lián)u擺。特別是，通過增長高波時的上下?lián)u擺調(diào)諧周期，能夠避免高波時的柱型浮體結(jié)構(gòu)物的共振。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明第一實施方式的柱型浮體結(jié)構(gòu)物的整體構(gòu)成圖；
[0018]圖2A是用于說明第三擴(kuò)張部的作用的圖即、表示正常波時的情況；
[0019]圖2B是用于說明第三擴(kuò)張部的作用的圖即、表示高波時的情況；
[0020]圖2C是用于說明第三擴(kuò)張部的作用的圖即、表示波強(qiáng)制力特性曲線圖；
[0021]圖3A是用于說明第二擴(kuò)張部的作用的圖即、表示原理說明圖；
[0022]圖3B是用于說明第二擴(kuò)張部的作用的圖即、表示波強(qiáng)制力特性曲線圖；
[0023]圖4A是表示本發(fā)明其它的實施方式的柱型浮體結(jié)構(gòu)物的圖即、表示第二實施方式的情況；
[0024]圖4B是表示本發(fā)明其它的實施方式的柱型浮體結(jié)構(gòu)物的圖即、表示第三實施方式的情況；
[0025]圖5A是表示圖4B所示的阻力體的說明圖即、表示俯視圖；
[0026]圖5B是表示圖4B所示的阻力體的說明圖即、表示變形例的剖面圖；
[0027]圖5C是表示圖4B所示的阻力體的說明圖即、表示變形例的俯視圖。
[0028]符號說明
[0029]I柱型浮體結(jié)構(gòu)物
[0030]2浮體部
[0031]3配重部[0032]21第一擴(kuò)張部
[0033]22第二擴(kuò)張部
[0034]23立柱部
[0035]24第三擴(kuò)張部
[0036]25系泊纜
[0037]26導(dǎo)纜器
[0038]27阻力體
[0039]91支柱(柱狀部件)
[0040]273保護(hù)部件
【具體實施方式】
[0041]下面，使用圖1?圖5對本發(fā)明的實施方式的柱型浮體結(jié)構(gòu)物進(jìn)行說明。在此，圖1是本發(fā)明第一實施方式的柱型浮體結(jié)構(gòu)物的整體構(gòu)成圖。圖2是用于說明第三擴(kuò)張部的作用的圖，圖2A表示正常波時，圖2B表示高波時，圖2C表示波強(qiáng)制力特性曲線圖。圖3是用于說明第二擴(kuò)張部的作用的圖，圖3A表示原理說明圖，圖3B表示波強(qiáng)制力特性曲線圖。
[0042]如圖1所示，本發(fā)明第一實施方式的柱型浮體結(jié)構(gòu)物I為有具有細(xì)長形狀的浮體部2和配置在浮體部2的配重部3，并通過配重部3的重量使浮體部2直立漂浮的柱型浮體結(jié)構(gòu)物。浮體部2具有:配置在下部且向水平方向擴(kuò)張的第一擴(kuò)張部21、配置在中間部且向水平方向擴(kuò)張的第二擴(kuò)張部22、連結(jié)第一擴(kuò)張部21及第二擴(kuò)張部22且延伸至吃水線的立柱部23。在此，第一擴(kuò)張部21構(gòu)成配重部3，第二擴(kuò)張部22構(gòu)成對浮體部2施加浮力的浮力體。
[0043]上述柱型浮體結(jié)構(gòu)物I例如為海上風(fēng)力發(fā)電用的浮體結(jié)構(gòu)物,作為上部結(jié)構(gòu)物9，具有支柱91、機(jī)艙92及葉片93。支柱91直立設(shè)置于浮體部2的上部，支承機(jī)艙92及葉片93。機(jī)艙92在內(nèi)部具有發(fā)電機(jī)，通過葉片93的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電力。葉片93由風(fēng)力旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。另外，也可在支柱91上配置太陽能面板94。通過配置該太陽能面板94，可構(gòu)成風(fēng)力和太陽能的復(fù)合發(fā)電設(shè)備，能夠提高結(jié)構(gòu)物整體的冗余性。另外，上述的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備為設(shè)置于柱型浮體結(jié)構(gòu)物I的上部結(jié)構(gòu)物9的一例，也可設(shè)置風(fēng)向標(biāo)及風(fēng)速儀等的風(fēng)況觀測裝置、太陽能發(fā)電裝置、照明裝置、無線通信裝置等。
[0044]上述立柱部23為對浮體部2施加浮力的浮力體的一部分，并且具有具備吃水D的中空圓筒形狀。該立柱部23構(gòu)成浮體部2的軸部。另外，立柱部23具有比第一擴(kuò)張部21及第二擴(kuò)張部22沿水平方向縮小的形狀、即具有比第一擴(kuò)張部21及第二擴(kuò)張部22直徑小的形狀。這樣，通過使立柱部23形成為細(xì)長形狀，能夠減輕來自波及潮流的外力。另外，也可在立柱部23的局部配置有用于排注配重水而調(diào)整浮體部2的重量的配重艙。
[0045]另外，浮體部2具有沿配置于立柱部23的上部且沿水平方向擴(kuò)張的第三擴(kuò)張部24。即，第三擴(kuò)張部24形成為比立柱部23大的直徑。第三擴(kuò)張部24具有中空圓筒形狀，構(gòu)成對浮體部2施加浮力的浮力體的一部分。該第三擴(kuò)張部24為在正常波時暴露于吃水線的部分。另外，第三擴(kuò)張部24構(gòu)成連接上部結(jié)構(gòu)物9的支柱91的臺座。S卩，在第三擴(kuò)張部24的上部連接有沿水平方向縮小的柱狀部件(支柱91)。另外，也可在設(shè)置浮體部2時使作業(yè)船的起重機(jī)等的爪部卡止在第三擴(kuò)張部24的下面。[0046]另外，第三擴(kuò)張部24的上面構(gòu)成進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)物9的設(shè)置或浮體部2的維修等的工作臺。例如，在第三擴(kuò)張部24連接有系泊浮體部2的系泊纜25。這樣，通過將系泊纜25連接在第三擴(kuò)張部24，能夠容易地從第三擴(kuò)張部24的上面進(jìn)行作業(yè)。
[0047]在此，參照圖2對第三擴(kuò)張部24的作用進(jìn)行說明。如圖2A所示，浮體部2構(gòu)成為，在正常波時，吃水線位于第三擴(kuò)張部24的周面。另外，與正常波時相比，在平靜的小波時也同樣，吃水線位于第三擴(kuò)張部24的周面。另外，如圖2B所示，浮體部2構(gòu)成為，在高波高時，吃水線位于第三擴(kuò)張部24的上部的支柱91的周面。另外，在高波低時的情況下，吃水線位于第三擴(kuò)張部24的下部的立柱部23的周面。因此，如圖2A及圖2B所示，正常波時的水線面積Sa構(gòu)成為，比高波時的水線面積Sb大。
[0048]但是，浮體部2的上下?lián)u擺調(diào)諧周期由浮體部2的構(gòu)造唯一地決定，在該調(diào)諧周期和波的周期一致的情況下，浮體部2共振而產(chǎn)生大的上下?lián)u擺。在此，在圖2C所示的波強(qiáng)制力特性曲線圖中，橫軸表示周期T (S)，縱軸表示波強(qiáng)制力F。波強(qiáng)制力F為波的上下方向的強(qiáng)制外力，在此，無量綱化。該波強(qiáng)制力F如F= I Ft I /pg(V2/3的方式表現(xiàn)。其中，F(xiàn)t為某周期t中的波強(qiáng)制力，P為液體的密度，g為重力加速度，ζ為入射波的波振幅，▽為排水容積。另外，在圖2C中，周期Τ1，Τ2為未產(chǎn)生波強(qiáng)制力F的無波點。通常，正常波具有周期Tl~周期Τ2的范圍內(nèi)的周期。如超過周期Τ2，則產(chǎn)生高波。當(dāng)前，在浮體部2的波強(qiáng)制力特性曲線以實線表現(xiàn)的情況 下，周期Τ3成為產(chǎn)生共振的調(diào)諧周期。
[0049]在要抑制浮體部2的共振的情況下，需要使調(diào)諧周期錯開波的周期。在此，小波的周期比正常波時的周期短，高波的周期比正常波時的周期長，高波的產(chǎn)生率通常比小波的產(chǎn)生率低。于是，為了抑制浮體部2的共振，在圖2C中如點劃線所示，優(yōu)選的是，調(diào)諧周期按照從周期Τ3變化至周期Τ4的方式，在比正常波時的周期Tl~Τ2長的方向錯開。
[0050]而且，公知的是，調(diào)諧周期與水線面積成反比例。即，增長調(diào)諧周期相當(dāng)于減小水線面積。但是，如已假定高波時，使水線面積減小，如圖2C中以虛線所示，會產(chǎn)生在正常波時(周期Tl~Τ2的范圍)的上下?lián)u擺增大的問題。因此，要求在正常波時欲增大水線面積。
[0051]于是，如圖1及圖2所示，在立柱部23的上部形成第三擴(kuò)張部24，正常波時的吃水線位于第三擴(kuò)張部24，高波時的吃水線位于支柱91或立柱部23，通過這樣構(gòu)成，可以構(gòu)成在正常波時具有大的水線面積Sa，在高波時具有小的水線面積Sb的浮體部2。通過該構(gòu)成，能夠降低正常波時的上下?lián)u擺，同時抑制高波時的共振。
[0052]該第三擴(kuò)張部24例如相對于由浮體部2的排水容積▽ /通過吃水D求得的平均面積Sav具有10~300%的大小的水線面積Sa。通過將第三擴(kuò)張部24的水線面積Sa的大小限定于該范圍內(nèi)，能夠有效地產(chǎn)生上述的作用。另外，平均面積Sav (=排水容積▽/吃水D)是指將浮體部2視作具有相同大小的直徑的圓柱的情況下的截面積。例如，在將排水量Λ設(shè)為8500噸、將吃水D設(shè)為50m，將比重設(shè)為I的情況下，可求得平均面積Sav為170m2。因此，水線面積Sa作為比水線面積Sb大的條件，在17~170m2的范圍內(nèi)被設(shè)定。水線面積Sa的具體比率或數(shù)值考慮與浮體部2的排水量△、水線面積Sb的平衡、設(shè)置海域的環(huán)境(波的周期及振幅等的變化)而被設(shè)定。
[0053]如圖1所示，上述第一擴(kuò)張部21配置在立柱部23的最下端，構(gòu)成配重部3。該第一擴(kuò)張部21可為由將一定的重量負(fù)載于浮體部2的固定配重構(gòu)成的配重部3，也可為由可注排配重水而調(diào)整浮體部2的重量的配重艙構(gòu)成的配重部3，也可為組合固定配重及配重艙的配重部3。
[0054]上述第二擴(kuò)張部22配置于第一擴(kuò)張部21和第三擴(kuò)張部24之間的立柱部23。這樣，通過在立柱部23的中間部形成具有沿水平方向擴(kuò)張的形狀即，比立柱部23大直徑的形狀的第二擴(kuò)張部22，可形成多個對波的上下?lián)u擺的阻力面，能夠有效地形成不受波強(qiáng)制力的影響的無波點。另外，通過形成多個無波點，能夠有效地降低浮體部2的上下?lián)u擺。
[0055]如圖3A所示，浮體部2具有第一擴(kuò)張部21的下面21a (面積SI)及上面21b (面積S2)、第二擴(kuò)張部22的下面22a (面積S3)及上面22b (面積S4)、以及第三擴(kuò)張部24的下面24a (面積S5)的五個阻力面。各下面21a，22a，24a形成對在上方向上產(chǎn)生的波強(qiáng)制力的阻力面，各上面21b，22b形成對在下方向上產(chǎn)生的波強(qiáng)制力的阻力面。
[0056]另一方面，如圖3A所示，通常，波強(qiáng)制力F具有水深越淺則越大，水深越深則越小的趨勢。現(xiàn)在，將第一擴(kuò)張部21的下面21a的水深的波強(qiáng)制力設(shè)為F1，將上面21b的水深的波強(qiáng)制力設(shè)為F2，將第二擴(kuò)張部22的下面22a的水深的波強(qiáng)制力設(shè)為F3，將上面22b的水深的波強(qiáng)制力設(shè)為F4，將第三擴(kuò)張部24的下面24a的水深的波強(qiáng)制力設(shè)為F5。另外，關(guān)于傾斜的面(例如，上面21b，22b)，為便于說明，圖示了其平均水深的波強(qiáng)制力。
[0057]因此，在第一擴(kuò)張部21的下面21a產(chǎn)生的壓力成為SI XFl，在第二擴(kuò)張部22的下面22a產(chǎn)生的壓力成為S3XF3，在第三擴(kuò)張部24的下面24a產(chǎn)生的壓力成為S5XF5。另外，在第一擴(kuò)張部21的上面21b產(chǎn)生的壓力成為S2XF2，在第二擴(kuò)張部22的上面22b產(chǎn)生的壓力成為S4XF4。這樣，除第一擴(kuò)張部21及第三擴(kuò)張部24之外，還形成第二擴(kuò)張部22，由此，可將多個受壓面形成于浮體部2，這些壓力相互抵消。其結(jié)果，如圖3B所示，在某周期(例如，周期T1、T2)中，可形成未產(chǎn)生波強(qiáng)制力F的無波點Ζ1、Ζ2。另外，在如圖3Β所示的波強(qiáng)制力特性曲線圖中，由于橫軸 及縱軸與圖2C所示的參數(shù)相同，所以在此省略說明。
[0058]另外，第一擴(kuò)張部21及第二擴(kuò)張部22的大小(容量或容積)按照滿足GM = Iw/(Δ X tan Θ )的條件(其中，GM是指穩(wěn)定中心高度，Iw是指風(fēng)傾覆力矩，Λ是指排水量，Θ是指最大允許傾斜角度)的方式設(shè)定。在此，穩(wěn)定中心高度GM通過GM = KB + BM — KG的計算式求得。其中，KB是指浮心高度(參照圖1)，BM是指穩(wěn)定中心半徑，KG是指重心高度(參照圖1)。另外，穩(wěn)定中心半徑BM通過BM = Ix/▽的計算式(其中，▽是指排水容積)求得。其中，Ix是指圍繞水線面的浮體中心線的慣性力矩。在圖1所示的浮體部2中，穩(wěn)定中心半徑BM幾乎為零。因此，在此，可近似為GM = KB — KG。
[0059]但是，穩(wěn)定中心高度GM為表示恢復(fù)性能的一參數(shù)。在GM大的情況下，柱型浮體結(jié)構(gòu)物I顯示難以傾斜，容易立即返回到原位的性質(zhì)，在GM小的情況下，柱型浮體結(jié)構(gòu)物I顯示容易傾斜，緩慢返回到原位的性質(zhì)。另外，最大允許傾斜角度Θ中的恢復(fù)力矩Ir可通過Ir = GMX (AXtane )的計算式求得。因此，通過使該恢復(fù)力矩Ir和因欲設(shè)置柱型浮體結(jié)構(gòu)物I的海域上的風(fēng)而受到的風(fēng)傾覆力矩Iw平衡，能夠維持柱型浮體結(jié)構(gòu)物I的恢復(fù)性能。即，優(yōu)選滿足Iw = Ir = GMX ( Δ X tan Θ )的關(guān)系式，能夠求得GM = Iw/( Δ X tan Θ )。通過增大該GM，能夠抗更大的風(fēng)傾覆力矩Iw，能夠確保柱型浮體結(jié)構(gòu)物I的恢復(fù)性能。
[0060]在此，由于穩(wěn)定中心高度GM能夠近似地通過GM = KB — KG的計算式求得，因此，優(yōu)選增大浮心高度KB，降低重心高度KG。但是，如穩(wěn)定中心高度GM過大，則縱搖擺或橫搖擺的周期變短，會產(chǎn)生如細(xì)微振動那樣的搖擺。另外，如容積大的第二擴(kuò)張部22靠近水面，則容易受到波強(qiáng)制力的影響。因此，考慮盡可能地增大浮心高度KB，降低重心高度KG，并按照抑制浮體部2的排水量△的同時還具有與現(xiàn)在同等以上的恢復(fù)性能的方式，來決定浮心高度KB及重心高度KG的位置。
[0061]具體而言，例如，在所希望的柱型浮體結(jié)構(gòu)物I中，只要使第二擴(kuò)張部22從接近第一擴(kuò)張部21的狀態(tài)逐漸向上方升高的模擬試驗，決定最適合減少搖擺的浮心高度KB及重心高度KG的位置即可。其結(jié)果，例如，第二擴(kuò)張部22位于吃水D的大致中央部，并設(shè)定于可包含浮心高度KB或重心高度KG的位置。
[0062]另外，例如相對于浮體部2的排水容積▽，第二擴(kuò)張部22具有20~80%的容積，優(yōu)選的是，第二擴(kuò)張部22具有1/4~3/4的容積。通過將第二擴(kuò)張部22的大小(容量或容積)設(shè)定為該大小，能夠有效地對浮體部2施加浮力。另外，第二擴(kuò)張部22形成為不干涉系泊纜25的大小。這是因為，在系泊纜25和第二擴(kuò)張部22干涉的情況下，系泊纜25會磨損或切斷。因此，如按照滿足上述條件的方式設(shè)定第二擴(kuò)張部22的大小，決定第二擴(kuò)張部22的位置，則可決定第二擴(kuò)張部22的水平方向的大小(在圓柱形狀的情況下為直徑或半徑)，也可決定第二擴(kuò)張部22的高度(垂直方向的寬度)。
[0063]另外，在第二擴(kuò)張部22的側(cè)面配置有引導(dǎo)浮體部2的系泊纜25的導(dǎo)纜器26。導(dǎo)纜器26具有例如連接在第二擴(kuò)張部22的側(cè)面的一對臂，具有輥可旋轉(zhuǎn)地支承于臂的構(gòu)成。系泊纜25貫穿第二擴(kuò)張部22的側(cè)面和輥之間。另外，導(dǎo)纜器26例如配置在相當(dāng)于吃水D的中央部附近的位置的第二擴(kuò)張部22的側(cè)面。由海流或潮流引起的對浮體部2的作用點通常位于吃水D的中央部附近。因此，通過在與該作用點一致的位置配置導(dǎo)纜器26，可有效地由系泊纜25支承浮體部2，可將由海流或潮流引起的影響抑制到最小限度。另外，圖示的導(dǎo)纜器26的構(gòu)成僅為一例，也可適當(dāng)利用各種構(gòu)成的裝置。
[0064]接著，對本發(fā)明其它的實施方式的柱型浮體結(jié)構(gòu)物I進(jìn)行說明。在此，圖4是表示本發(fā)明其它的實施方式的柱型浮體結(jié)構(gòu)物的圖，圖4A表示第二實施方式，圖4B表示第三實施方式。圖5為圖4B所示的阻力體的說明圖，圖5A表示俯視圖，圖5B表示變形例的剖面圖，圖5C表示變形例的俯視圖。另外，在各圖中，對于與上述的第一實施方式相同的構(gòu)成零件，標(biāo)注相同的符號，省略重復(fù)的說明。
[0065]圖4A所示的第二實施方式的柱型浮體結(jié)構(gòu)物I為在第一實施方式的柱型浮體結(jié)構(gòu)物I中省略了第三擴(kuò)張部24的結(jié)構(gòu)。這樣，在浮體部2上配置了第一擴(kuò)張部21及第二擴(kuò)張部22，即使在省略了第三擴(kuò)張部24的情況下，至少可起到形成了第二擴(kuò)張部22的情況的效果。即、可確?；謴?fù)性能，同時可比現(xiàn)有的浮體結(jié)構(gòu)物減少搖擺，進(jìn)而可使吃水變淺。
[0066]圖4B所示的第三實施方式的柱型浮體結(jié)構(gòu)物I為在第一實施方式的柱型浮體結(jié)構(gòu)物I中，在第一擴(kuò)張部21的外面配置了調(diào)整浮體部2的動態(tài)響應(yīng)特性的阻力體27。如圖4B及圖5A所示，阻力體27例如具有:從第一擴(kuò)張部21的側(cè)面呈放射狀延伸地配置的多個的翼271、從第一擴(kuò)張部21的底部在水平方向環(huán)狀伸出的舭龍骨272、抑制浮體部2的系泊纜25的卷入的環(huán)形的保護(hù)部件273。
[0067]利用翼271，能夠抑制浮體部2的橫擺(旋轉(zhuǎn))。翼271例如具有:按照在第一擴(kuò)張部21的側(cè)面沿垂直方向配置有面的方式而連接的翼主體部271a、按照包圍翼主體部271a的外周的方式連接的外緣部271b。這樣，通過由板材包圍翼主體部271a的外周，可在翼主體部271a的兩面形成凹部，可在 該空間滯留周圍的流體，可以有效地增大對浮體部2的橫擺(旋轉(zhuǎn))的阻力。另外，通過舭龍骨272，可形成對浮體部2的上下?lián)u擺的阻力面。另外，也可根據(jù)情況省略舭龍骨272。另外，通過將保護(hù)部件273配置于翼271的上面且外緣部，可不使系泊纜25進(jìn)入翼271之間。
[0068]圖5B及圖5C所示的阻力體27的變形例為僅由舭龍骨272構(gòu)成阻力體27。該變形例中的舭龍骨272由具有從第一擴(kuò)張部21的底部向斜下方傾斜的圓錐面的板部件構(gòu)成。另外，由舭龍骨272的圓錐面包圍的空間形成凹部，在該空間內(nèi)可滯留周圍的流體，可有效地增大對浮體部2的上下?lián)u擺的阻力。
[0069]當(dāng)然，本發(fā)明并不限于上述的實施方式，第一擴(kuò)張部21、第二擴(kuò)張部22及第三擴(kuò)張部24的形狀在滿足上述的條件的范圍內(nèi)可適當(dāng)變更等，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變更。
【權(quán)利要求】
1.一種柱型浮體結(jié)構(gòu)物，具有:具有細(xì)長形狀的浮體部和配置在該浮體部的配重部，并通過所述配重部的重量使所述浮體部直立漂浮，其中， 所述浮體部具有:第一擴(kuò)張部，其配置在下部并向水平方向擴(kuò)張；第二擴(kuò)張部，其配置在中間部并向水平方向擴(kuò)張；立柱部，其連結(jié)所述第一擴(kuò)張部及所述第二擴(kuò)張部且延伸至吃水線， 所述第一擴(kuò)張部構(gòu)成所述配重部， 所述第二擴(kuò)張部構(gòu)成對所述浮體部施加浮力的浮力體。
2.如權(quán)利要求1所述的柱型浮體結(jié)構(gòu)物，其中，所述浮體部具有配置在所述立柱部的上部并向水平方向擴(kuò)張的第三擴(kuò)張部。
3.如權(quán)利要求2所述的柱型浮體結(jié)構(gòu)物，其中，相對于由所述浮體部的排水容積/吃水求得的平均面積，所述第三擴(kuò)張部具有10~300%的大小的水線面積。
4.如權(quán)利要求2所述的柱型浮體結(jié)構(gòu)物，其中，在所述第三擴(kuò)張部的上部連接有向水平方向縮小的柱狀部件。
5.如權(quán)利要求2所述的柱型浮體結(jié)構(gòu)物，其中，在所述第三擴(kuò)張部連接有系泊所述浮體部的系泊纜。
6.如權(quán)利要求1所述的柱型浮體結(jié)構(gòu)物，其中，相對于所述浮體部的排水容積，所述第二擴(kuò)張部具有1/4~3/4的容積。
7.如權(quán)利要求6所述的柱型浮體結(jié)構(gòu)物，其中，在所述第二擴(kuò)張部的側(cè)面配置有引導(dǎo)所述浮體部的系泊纜的導(dǎo)纜器。`
8.如權(quán)利要求1所述的柱型浮體結(jié)構(gòu)物，其中，所述第一擴(kuò)張部及所述第二擴(kuò)張部的大小以滿足GM = Iw/ ( Δ Xtan Θ )的條件的方式被設(shè)定,GM是指穩(wěn)定中心高度,Iw是指風(fēng)傾覆力矩，△是指排水量，Θ是指最大允許傾斜角度。
9.如權(quán)利要求1所述的柱型浮體結(jié)構(gòu)物，其中，在所述第一擴(kuò)張部的外面配置有調(diào)整所述浮體部的動態(tài)響應(yīng)特性的阻力體。
10.如權(quán)利要求9所述的柱型浮體結(jié)構(gòu)物，其中，所述阻力體具有抑制所述浮體部的系泊纜的卷入的環(huán)形的保護(hù)部件。
【文檔編號】B63B21/10GK103517850SQ201280022023
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月7日
【發(fā)明者】吉本治樹, 粟島裕治, 鈴木英之 申請人:日本日聯(lián)海洋株式會社, 國立大學(xué)法人 東京大學(xué)