JPH03271417A - 人工島およびその築造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は海洋に構築される人工島、およびその築造方法
に係わり、特に、海上の波をエネルギー源として有効に
利用することのできるようにした人工島、およびその築
造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

空港その他、新たな敷地を得る目的で、海洋に人工島を
築造する場合がある。

従来、この人工島に係るエネルギー源（電力等）の供給
は、人工島が海洋に存在するものであるにも拘わらず、
燃料を使用した発電装置を島内に設置するか、陸地（本
土）からの送電線による給電を受けることが一般的であ
った。

また、通常、人工島は埋め立て工法により築造するのが
一般的である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の如く、人工島内で必要とされる電
力を本土からの送電により賄なう方法、あるいは人工島
内にて燃料を用いて発電する方法は、何れにしても、該
人工島に関連して消費される電力に相応した新たなるエ
ネルギー源（燃料等）が必要とされることとなる。

ところで、人工島は海洋中に構築されるものであるから
、その全周囲を海に囲まれている。したがって、これら
周囲に存在する波浪を効果的に利用することにより、上
記の如く新たに消費されるべきエネルギー源の節約が図
れることとなる。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、海洋に築
造される構築物として、海水の持つエネルギーを利用す
ることにより、人工島に係る各種動力源を有効に得るこ
とのできる人工島を実現することを目的とするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕 請求項１に記載した発明は、海洋に構築した人工島であ
って、この人工島は、該人工島の外縁部を構成する構造
体が、その外面に複数台の波力発電装置を該外面の全周
域にわたり備えていることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載した発明は、海洋に構築した人工
島であって、この人工島は、該人工島の外縁部を構成す
る構成体が、その外面に複数台の波力ポンプを該外面の
全周域にわたり備えていることを特徴とするものである
。

また、請求項３に記載した発明は、干拓法により海洋に
構築される人工島の築造方法であって、該人工島の外縁
部を構成する構造体を構築する工程と、前記構造体の外
面に該外面の全周域にわたり複数台の波力発電装置また
は複数台の波力ポンプを付設する工程と、前記波力発電
装置または波力ポンプから得られたエネルギーを利用し
て前記構造体内部の海水を前記構造体の外部に排出する
工程と、を備えたことを特徴とするものである。

〔作用　〕

人工島の外縁部を構成する構造体の外面に取り付けた波
力発電装置は、該人工島周囲の海面に生ずる波のエネル
ギーにより発電することができ、発電により得られた電
気エネルギーを島内の各種エネルギー源として利用する
ことができる。

また、波力ポンプは波のエネルギーをそのまま利用する
もので、これにより例えば島内に滞留した水（雨水等）
を排出することができる。

何れの場合も、それら波浪発電装置あるいは波力ポンプ
を、構造体外面の全周域にわたり多数設けることにより
、それら発電装置（ポンプ）の効率的な活用を図れる。

さらに、海洋に築造する人工島を干拓により構築する場
合、人工島の外縁部を構成する構造体を築造した後、そ
の構造体の外面に複数台の波力発電装置または波力ポン
プを設置すれば、これら波力発電装置または波力ポンプ
により前記構造体内部の海水を排出することができる。

また、人工島完成後には、これら波力発電装置等より得
られた動力源を人工島において利用することができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る人工島について図面を参照しながら
説明する。

第１図は本発明に係る人工島の一実施例を示すもので、
本発明に係る人工島を、空港として適用した例を示すも
のである。

この人工島】は海洋３上に構築されたもので、全体とし
て平面視はぼ円形に形成されている。該人工島ｌの外縁
部はケーソン４　（構造体）より構成されている。

ここで、本実施例において前記人工島１により構成され
る空港２は第２図に示す如き構成となっている。すなわ
ち該人工島ｌは、この第２図で示した空港２の円形部２
８を構成するものとなっている。

前記空港２についてここで若干の説明をすると、該空港
２は本出願人等が先に発明し、出願したもので、この空
港２を構成する滑走路６は、直線路７と、この直線路７
に滑らかにつながる曲線路８とから構成されたもので、
前記曲線路８は平面視略円弧状を成し、かつ該曲線路８
には内側が低くなるように勾配が付与されたものである
。そして、このような構成となる４本の滑走路６．６．
・・を、それらの曲線路８が円弧を描（ようにそれぞれ
組み合わせることにより、空港２を全体として円形状に
形成したものである。該空港２では、第３図に示す如く
この人工島ｌを、その中央部が周縁部に対して低くなる
よう全体としていわゆるすり林状に形成しており、これ
により、前記曲線路８に上記の如き勾配を付与したもの
となっている。ただし、−例としてこの人工島ｌの大き
さは直径的３ｋｍ、海底５から上端部までの高さが２０
数メートルであり、その傾斜は極めて緩やかである。な
お、この空港２を利用する場合、離陸は曲線路８から直
線路７に向けて、また着陸は直線路７から曲線路８に向
けて行う。

上記空港２　（滑走路６）によれば、Ｉ）空港用地の狭
小化が図れる、ｉｉ）曲線路８には内側が低くなるよう
な勾配を付与しているので、滑走時の航空機のサイドフ
ォースを抑えることができるので、曲線路８の曲率半径
を小さくすることができ、従って一層の狭小化が図れる
、１１１）空港用地の狭小化に伴い、用地取得に要する
経費、造成費等も低減させることができる、等の優れた
効果を奏することができるものとなっている。

さて、上記の如き空港２を成す人工島ｌの外縁部を構成
する前記ケーソン４の外面４ａには、第１図に示す如く
多数の波力発電装置１０．１０．・・・が前記外面４ａ
の全周域にわたりほぼ等間隔で付設されている。

波力発電装置は周知のとおり、波の上下運動によって箱
体中の空気を出入りさせ、その空気流により空気タービ
ンを回す装置である。第４図（ａ）（ｂ）にその概略お
よびおよび作用を示す。下部が開口した箱体１１は内部
が、第１の空間１２と第２の空間１３とに縦方向に部分
されており、これら雨空間１２．１３は上部で連通路１
４を介して連通されている。連通路１４には該連通路１
４を塞ぐ形態で、発電機１５のたぬの空気タービン１６
が設けである。また、前記第１の空間１２には第１の弁
１７が、また前記第２の空間１３には第２の弁１８がそ
れぞれ設けである。第１の弁１７は外気を箱体１１内へ
取り込む方向のみに開き、第２の弁１８は箱体１１内の
空気を外部へ放出する方向のみに開くものとなっている
。

いまここで、第４図（ａ）の如く波Ｗが上昇すると箱体
１１内の海面が上昇し、それによって第１の空間１２、
第２の空間１３内の空気が前記第２の弁１８より外部に
放出される。そして、第１の空間１２内に空気が連通路
１４を流れる際に空気タービン１６を回転させ、発電機
１５によって発電される。一方、第４図（ｂ）の如く波
Ｗが降下すると箱体１１内の海面が降下し、これによっ
て第１の弁１７より外気が第１の空間１２および第２の
空間１３内に取り込まれる。連通路１４を介して第２の
空間１３内に取り込まれる空気流は空気タービン１６を
回転させ、発電機１５によって発電される。上記の如き
波力発電装置１０では、１５〜２　、０　ｍの波で、長
さｌｌｌ＋当たり５〜１０ｋｖの発電が可能である。

本実施例では、上記の如き波力発電装置１０を、人工島
ｌの外縁部を構成する前記ケーソン４の外周面４ａに、
該装置１０が波面の変動範囲に位置するように例えば数
十メートル置きに多数付設しである。

上記人工島ｌの構築は、本実施例においては下記の方法
により行うものとしている。

まず、人工島１の外縁部を構成する前記ケーソン４４．
・・をリング状に設置する。該ケーソン４は鋼製のもの
であってもよいし、コンクリート製のものであってもよ
い。

ケーソン４，４．・・・が構築されたならば、これらケ
ーソン４の外面４ａの所定位置に前記波力発電装置１０
，１０．・・・を付設する。ただし、該波力発電装置ｌ
Ｏは、ケーソン４を上記の如くリング状に組み上げる以
前に予めケーソン４の外面４ａに付設しておいてもよい
。

上記までの工程が終了したならば、リング状に組み上げ
られたケーソン４内部の海水を外部に排出する。

ケーソン４内部の海水の排出は、ケーソン外面４ａに付
設された前記波力発電装置ｔｏ、ｔｏ、・・・により発
電された電力を利用して、図示しない海水汲み上げポン
プを駆動させることにより行う。

この海水の排除作業は、前記複数台の波力発電装置ｌＯ
より得られた電力のみによって行ってもよいし、従来装
置との併用により実施してもよい。

上記の如くケーソン４内の海水が排出されたならば、該
ケーソン４の内部を第３図に示した如くすりばち状に埋
ぬ立てる。

なお、前記滑走路６の直線路７の部分は、例えば鋼製セ
ル工法により護岸を構築し、内部を埋め立てることによ
り構築することができる。

上記の人工島ｌによれば、前記波力発電装置ｌＯ，１０
，・・・により、自然現象である波のエネルギーを電力
に変換できるから、周囲に自然現象としてふんだんに存
在する波のエネルギーを直接的に利用することができる
。従って人工島内に、燃料による発電設備を設ける必要
もなく、かつ本島からの給電も必要としない。また仮に
、大電力を必要とするためにそれらを併用する場合でも
、それら発電設備の小型化が実現される。

特に上記人工島ｌでは、これを干拓によって構築したも
のとしている。したがって、該空港２を構築する際には
、ケーソン４を設置した時点で波力発電装置ＩＯを設置
し、これら波力発電装置１０による電力を用いて排水ポ
ンプを１動させることによりケーソン４内の海水を排水
するといったように人工島ｌの構築時から活用すること
ができる。

また、本実施例では、この人工島１　（空港２）の形状
をすり林状のものとした。このような形状の構造物では
、人工島１の中心部に溜まり易いものとなるが、該人工
島ｌでは、これら雨水等の排水にも極めて効率的でる。

特に、通常、波からのエネルギーは継続的かつ恒久的に
得ることができるから、燃料等のエネルギー源を消費す
ることなく排水ポンプ等を常時連続的に作動させること
が可能である。しかも、波力発電装置１０，１０．・・
　は、人工島ｌの外縁部を構成する構造体（この場合ケ
ーソン４）の全周囲にわたり取り付けたので、波の発生
方向の変化に影響されることなく、常に効率的な波のエ
ネルギーの利用が図れる。

次に、第５図は本発明の第二実施例を示すものである。

本実施例では、人工島ｌの周囲に、前記波力発電装置１
０に代えて波力ポンプ２０，２０．・・・を設けた構成
としている。

波力ポンプは、波の力を利用してポンプ作用を生じせし
めたもので、本実施例では第６図に示す如き構造のもの
としている。

符号２１は細心部に貫通路２２を有して円筒状をしたフ
ロートである。前記ケーソン４の外周面４ａには鉛直方
向に向けてガイド２３が付設されており、前記フロート
２１はこのガイド２３に摺動可能に取り付けられている
。前記貫通路２２の下部開口２２ｂには伸縮可能な蛇腹
管２４の一端が接続されている。この蛇腹管２４の他端
は、ケーソン４を貫通して設けられた導水管２５の一端
に接続されている。導水管２５の他端は第４図に示すよ
うに、空港２の中心部に設けられたピット２８の底部に
開口している。また、前記フロート２１の貫通路２２内
における上部開口２２ａの近傍には、該貫通路２２内の
上昇流のみを通うさせる逆止弁２９が設けられている。

上記人工島１では下記の如き作用を有する。

第７図に示すように波面が上昇すると、この波面の上昇
に伴いフロート２１が上方に移動する。

この際、前記逆上弁２９は閉鎖され、かつ前記蛇腹管２
４は伸張される。これにより、導水管２５内の水がフロ
ート２１の貫通路２２および蛇腹管２５内に引き込まれ
る。

一方、波面が降下する　（第６図の状態）と、それに伴
いフロート２１が降下する。このとき、蛇腹管２５が収
縮し、逆止弁２９が開き、貫通路２５内に引き込まれた
水が上部開口２２ａより外部に排出される。

上記動作の繰り返しにより、導水管２５内の水、すなわ
ち前記ピット２８内の水が順次人工島ｌ（空港２）外へ
排出される。

上記の人工島ｌ　（空港２）によれば、人工島１を囲む
海の波を利用して人工島ｌ内に貯留された雨水等を効率
的に排出することができる。

また、上記第一実施例のものと同様に、干拓によって築
造される該人工島ｌを構築する際には、ケーソン４を設
置した時点で前記波力ポンプ２０゜２０、・・・を設置
し、これら波力ポンプ２０によってケーソン４内の海水
を排水するといったように、波力ポンプ２０を人工島１
の構築時から活用することもできる。

さらに、継続的かつ恒久的に得ることのできる波のエネ
ルギーを利用して、ポンプ機能を連続的に作動させるこ
とができること、および、波力ポンプ２０，２０．・・
・を人工島の全周囲にわたり取り付けたので、波の発生
方向の変化等に影響されることなく、常に効率的かつ定
常的に波のエネルギーの利用が図れること、等の効果は
上記実施例と同様に得ることができる。　第８図（ａ）
　、　（ｂ）は、他の構成による波力ポンプ２０′を示
したものである。

導水管２５のフロート２１側の端部は、鉛直方向に延び
る立ち上がり部２６を形成し、この立ち上がり部２６が
フロート２１の貫通路２２の下部開口２２ｂより貫通路
２２内に挿入されている。

貫通路２２の内面２２ｃと立ち上がり部２６の外面２６
ａとは液密を保持した状態で摺動可能となるように構成
されている。その他の構成は上記波力ポンプ２０と同じ
である。

上記の波力ポンプ２０′においても前記波力ポンプ２０
と同様の作用を発揮することが可能であるが、フロート
２１の移動ストロークを大きく取ることが容品となる。

なお、上記各実施例では、この人工島ｌの外縁部を構成
する構造体をケーソンとして説明したが、この構造体は
ケーソンに限定されるものではなく、例えば鋼製セル等
の他の構造物であってもよい。

さらに、実施例では、本人工島ｌを円形状のものとして
説明したが、本発明に係る人工島ｌは他の形状のもので
あっても勿論良い。

また、本発明に係る前記波力発電装置ｌＯ１あるいは波
力ポンプ２０゜２０′が上記実施例で示した構成のもの
に限定されるものではないことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり本発明の請求項１に記載した人工島
によれば、該人工島の外縁部に構成する構造体の外面に
設けた波力発電装置により、自然現象である波のエネル
ギーを電力に変換できるから、周囲に自然現象としてふ
んだんに存在する海洋の波のエネルギーの利用が図れる
。

従って、上記波力発電装置によって得られる電力のみで
本人工島に係るエネルギーが賄えるようにした場合には
、本人工島内に燃料利用の発電設備を設ける必要あるい
は本土からの給電を受ける必要がな（、それら従来設備
を排除するとともに人工のエネルギーの消費を防ぐこと
ができ、しかも公害の原因となることもない。また仮に
、大電力を必要とするためにそれら従来設備を併用する
場合でも、それら従来設備の小型化および省エネが実現
される。

また會に、波のエネルギーは継続的かつ恒久的に得るこ
とができるので、電力駆動される装置を連続的に作動さ
せることが可能である。さらに、波力発電装置を人工島
の全周囲にわたり取り付けたので、波の発生方向の変化
に影響されることなく効率的かつある程度定常的な波の
エネルギーの利用が図れる。

また、本発明の請求項２に記載した人工島によれば、人
工島の周囲を囲む海の波を利用して空港内に貯留された
雨水等を効率的に排出することができる。さらに、波の
エネルギーは継続的かつ恒久的に得ることができるので
、波力ポンプを連続的に作動させることが可能であり、
しかも、波力ポンプを人工島の全周囲にわたり取り付け
たので、波の発生方向の変化に影響されることなく効率
的かつある程度定常的に波のエネルギーの利用が図れる
。

また、本発明の請求項３に記載した人工島の築造方法に
よれば、周囲に自然現象としてふんだんに存在する海洋
の波のエネルギーの利用して外縁構造体内の海水を排水
する、といったように人工島の構築を自身の備える波力
発電装置または波力ポンプを用いて行うことができる。

しかも、波からのエネルギーは継続的かつ恒久的に得る
ことができるので、ポンプ機能を連続的に作動させるこ
とができ、かつ波力発電装置または波力ポンプを人工島
の全周囲にわたり取り付けたので、波の発生方向の変化
等に影響されることなく、効率的かつ定常的に波のエネ
ルギーの利用が図れる。

さらに、人工島完成後において、波力発電装置は人工島
内へのエネルギー供給源として、また波力ポンプは人工
島内に滞留された雨水の排水用ポンプとして機能させる
ことができる、等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例に係る人工島を示す全体平
面図、第２図は本発明の人工島が適用される空港を示す
全体平面図、第３図は当実施例による人工島の断面図、
第４図（ａ）　、　（ｂ）は共に本発明の人工島に係る
波力発電装置の一構成例およびその作用を示す側断面図
、第５図は本発明の第二実施例に係る人工島を示す側断
面図、第６図および第７図は同実施例に係る波力ポンプ
の一構成例およびその作用を示す側断面図、′Ｍ８図（
ａ）　、　（ｂ）は波力ポンプの他の構成例およびその
作用を示す側断面図である。 ｌ・・・・・・人工島、　　３・・・・・・海洋、４・
・・・・・ケーソン（構造体）、　　４ａ・・・・・・
外面、】０・・・・・波力発電装置、 ２０．２０’　・・・・・波力ポンプ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）海洋に構築される人工島であって、該人工島の外
   縁部を構成する構造体は、その外面に複数台の波力発電
   装置を該外面の全周域にわたり備えていることを特徴と
   する人工島。
2. （２）海洋に構築される人工島であって、該人工島の外
   縁部を構成する構造体は、その外面に複数台の波力ポン
   プを該外面の全周域にわたり備えていることを特徴とす
   る人工島。
3. （３）海洋に干拓法を用いて構築される人工島の築造方
   法であって、該人工島の外縁部を構成する構造体を構築
   する工程と、前記構造体の外面に該外面の全周域にわた
   り複数台の波力発電装置または複数台の波力ポンプを付
   設する工程と、前記波力発電装置または波力ポンプから
   得られたエネルギーを利用して前記構造体内部の海水を
   前記構造体の外部に排出する工程と、を有することを特
   徴とする人工島の築造方法。