JPH047404A - 消波装置 - 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〉 本発明は波のエネルギーを反射や砕波によるエネルギー
の消散によって消滅させる消波装置に関する。

〈従来の技術〉 従来から安全な港湾水域を確保するのに種々の消波装置
が提案されている。これらは、一般に海底に構造物や障
害物を固定または積み重ねた防波構造物（防波堤）で、
一般に消波効果は大きいが海水交換機能が悪く、水深が
大きくなるにつれて建設費が増大するという欠点を持っ
ている。その欠点を補う簡易な消波装置が種々提案され
ており、その−例を第７図に示す。この消波装置りは、
海底８に固定した両端部の支持柱９上に、ポンツーン１
を水面７下に固定する構造となっており１、この装置り
の消波作用は、水没したポンツーン１上で水深が急激に
浅くなったことにより生じる砕波で波エネルギーを消散
させ、消波するものである。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし前述の固定ポンツーンの場合、砕波により消波を
行おうとするため、所定の消波効果を得るためには、前
記ポンツーンを水面近くに設置する必要があり、しかも
堤体幅も大きくする必要がある。そのためポンツーンに
は多大な波力が作用し、これに耐えうる構造物とするに
は、大断面の構造物となるため建設費が増大し、経済性
に問題があった。

本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、
構造物全体の形状及び構成を簡易にすることにより、建
設コストを低減し、しかも優れた消波機能を発揮する消
波装置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〉 本発明は上記目的に鑑みてなされたものであり、その要
旨は、水面下に配し、不透過または複数の開口部を有す
るポンツーンと、該ポンツーンを海底に支持固定する支
持部と、前記ポンツーンと前記支持部との間に介在し、
水面の上下動に応答して前記ポンツーンを前記支持部に
対して回動させるヒンジ部と、前記ポンツーンを定位置
に戻すためのばね手段とからなる消波装置にある。

また、前記ポンツーンの一端には前記ヒンジ部を介して
前記支持部を設け、他端には前記ばね手段を介して前記
支持部を設けることもできる。

さらに、前記ポンツーンの中央部には前記ヒンジ部を介
して支持部を設け、また入射波の進行方向に対するポン
ツーンの前端部及び後端部にはそれぞれ前記ばね手段を
介して前記支持部を設けても良い。

さらにまた、前記ポンツーンには入射波の進行方向に対
する前部と後部とに２分する中折れ機構を設け、前記前
端部及び後端部には、それぞれ前記ヒンジ部を介して前
記支持部を設けると伴に、前記前部と後部とを連結する
前記ばね手段を設けることも可能である。

〈作用〉 本発明に係る消波装置において、水面下に配した前記ポ
ンツーンは、水面の上下動、即ち、波の進行に伴って変
化する水圧（鉛直力）を受け、前記ヒンジ部を支点とし
て回動運動を始める。この回動運動により、入射波と位
相の異なる放射波を発生して、入射波及び透過波を相殺
すると共に、前記ポンツーン上では、入射波の砕波を行
い、水面を平滑化するように作用する。

〈実施例〉 本発明に係る消波装置Ａを第１図〜第３図に基づいて説
明する。

図において、箱型をなすポンツーン１は、上面から下面
に亘って貫通する多数の開口部２を有し、海水に対して
比重が等しいかまたは小さい材質で形成するか、内部に
気体を注入するか等、公知の方法により適当な浮力が与
えられている。また、ポンツーン１の一端の下部には、
ヒンジ構造部３を介して支持部としての杭５に固定して
おり、ポンツーン１の他端の下部には、適当なばね定数
を持ったばね装置４を介して杭５を固定している。

このポンツーン１は、全体が水面７から所定深さの水中
に位置するように、コンクリートブロック６によって海
底８に設置している。

前記ポンツーン１の余剰浮力は、静止状態において引張
コイルバネを適度に伸長した状態（圧縮コイルバネを用
いれば適度に縮んだ状態）に保ち、入射波１０によるポ
ンツーン１の回動運動を助長する働きを持つと同時に、
ポンツーン１を押し下げる力に対する復元力としても作
用する。

ばね装置４は、ポンツーン１を押し上げる力に対する復
元力として作用すると共に、衝撃力緩和効果を奏するも
のである。

ポンツーン１の開口部２は、ポンツーン１の回動運動に
より発生する開口部周辺に生じる渦による波エネルギー
の損失や鉛直力の軽減に寄与するものである。

次に消波装置Ａの消波動作について、前記第７図に示し
た従来の消波装置りと一部対比しながら説明する。

まず、ポンツーン１と支持柱９とを直接固定している従
来の消波装置りは、入射波１０を受けてもポンツーン１
は回動せず、反射、砕波、波の分裂（長波長から短波長
への変換）などで、透過波１１の振幅を抑制するもので
ある。一方、消波装置Ａは、ヒンジ構造部３とばね装置
４とを介装しており、ポンツーン１は、入射波１０を受
けるとヒンジ構造部３を支点として回動運動を起こす。

即ち、ポンツーン１の上に入射波１０の峰が来たときに
は、水圧（鉛直力）により、ポンツーン１全体が沈もう
とするが、ヒンジ構造部側の端部は上下動が拘束されて
いるため、反対側のばね装置４が収縮することによりポ
ンツーン１が沈み込む（第２ａ図）。次に、ポンツーン
１上に入射波１０の谷が来たときには、水圧が低くなる
ためポンツーン１全体は、その余剰浮力による復元力で
浮き上がろうとするが、ヒンジ構造部側の端部は上下動
が拘束されているため、反対側のばね装置４が伸長する
ことにより、ポンツーン１が浮上する（第２ｂ図）。波
の進行に伴って上記各動作が交互に起こる。ため、ポン
ツーン１はヒンジ構造部３を支点とした回動運動を行い
、この運動によって放射波１２が発生する。この放射波
１２は、入射波１０や透過波１１と位相が異なるため、
互いに相殺し合い、透過波１１の振幅が低減する（第３
図）。

この実施例では、ポンツーン１には一定開口率の開口部
２を多数設けており、この開口部２が上下することによ
り開口部周辺に渦を発生させ、入射波１０のエネルギー
を損失させることができる。

また、この開口部２は鉛直力の低減にも寄与する。

なお、消波装置Ａは、第１図で示した波の入射方向が反
対であっても、ポンツーン１は上記と同様の動きを行い
、同様の消波効果が期待できる。

さらに消波装置Ａは第４ａ図に示すように、ヒンジ構造
部３を支点としてポンツーン１を水面側に所定角θ°傾
斜させて配置することもできる。

この場合も入射波１０を受けるとポンツーン１はヒンジ
構造部３を支点として回動運動を行い、この運動によっ
て放射波１２が発生し、透過波１１と互いに相殺し合い
、透過波１１の振幅を低減させる。また、ポンツーン１
上を前記入射波１０が進行するに連れて水深が次第に浅
くなるが、前記ポンツーン１は、この水深が浅くなるこ
とによる砕波作用によっても波エネルギーを消散するも
のである。

また第４ｂ図に示すようにポンツーン１を同様に傾斜さ
せた状態で、波の進行方向の前端部にヒンジ構造部３を
、後端部にばね装置４を設けた構造とすることもできる
。この場合も前記第４ａ図に示す消波装置と同様の動き
を行い、同様の消波効果を発揮する。

また、他の実施例を第５図に示す。消波装置Ｂは、ポン
ツーン１の中央下部にヒンジ構造部３を設けており、ポ
ンツーン１の波の進行方向に対する前端・後端下部にそ
れぞればね装置４を配設する構成となっている。この消
波装置Ｂにおけるポンツーン１は、波の進行に伴い、ヒ
ンジ構造部３を支点とした回動運動を行って放射波１２
を発生させ、前述したように透過波１１の振幅を低減さ
せる。

さらに他の実施例を第６ａ図に示す。消波装置Ｃのポン
ツーン１は、入射波の進行方向の前端部１ａと後端部１
１ｂとに２分されており、それぞれヒンジ構造部３ｃに
より連結している。また、ポンツーン１の上面と下面に
は、ポンツーン１の前端側１ａと後端側１ｂとを連結す
るばね装置４ａ、４ｂをそれぞれ設けている。ポンツー
ン１の比重をほぼ１に設定すると、静水中において消波
装置Ｃのポンツーン１はほぼ水平状態になる。

波の進行により、入射波１０の峰がポンツーン１上の真
上に来た場合、ポンツーン１は中央のヒンジ構造部３ｃ
を中心に沈み込み、このとき、ポンツーン１の上面に取
付けたばね装置４ａは収縮し、ポンツーン１の下面に取
付けたばね装置４ｂは伸長する。また、人、耐波１ｏの
谷がポンツーン１の真上に来た場合には、ばね装置４ａ
、４ｂがそれぞれ復元力となり、中央部のヒンジ構造部
３ｃは、上方に押し上げられる（第６ｂ図で示す破線の
状態）。波の進行に伴い、この動作が繰り返されること
により、消波装置Ａで述べた放射波１２が発生し、透過
波１１の振幅を低減させるものである。

前述した実施例で示した消波装置Ｂ及びＣのポンツーン
１には開口部２を設けていない例を示したが、勿論設け
ることも可能であり、この開口部２が上下することによ
り開口部２の周辺に渦を発生させ、入射波１０のエネル
ギーを損失させることができるのは前述した通りである
。

また、前記各消波装置Ａ、Ｂ、Ｃの説明で図示した波の
進行方向（順方向）と逆方向であっても各ポンツーン１
は順方向の場合と同様の動きを行い、同様の消波効果を
発揮する。

さらに、本実施例で示したポンツーン１を海底に対して
支持固定する支持部として杭５を例示したが、この他に
も係留索等、ポンツーンを海底に対して係留でき得るも
のであれば何ら限定するものではない。

〈効果〉 本発明に係る消波装置は、不透明または複数の開口部を
有するポンツーンと、該ポンツーンを海底に支持固定す
る支持部と、前記ポンツーンを前記支持部に対して回動
させ得るヒンジ部と、前記ポンツーンを定位置に戻すた
めのばね手段とで構成するので、入射波の進行に伴う水
面の上下動に伴う水圧の変化により、ヒンジ部を支点と
して前記ポンツーンを回動させることにより、前記透過
波と位相の異なる放射波を発生させ、前記入射波及び透
過波を相殺するので、従来のように固定したポンツーン
を採用した場合よりも効率的に消波作用を行うことがで
きる。

また、ばね手段を採用したので、暴風時等において、ポ
ンツーンを支持固定する支持部に加わる大きな衝撃力が
働くのを回避することもできる。

さらにまた、構造物全体として形状及び構成が簡易であ
るため、建設コストを低減でき、極めて実用性の高い消
波装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る消波装置Ａを示す側面図、第２ａ
、２ｂ図は、前記消波装置Ａの消波動作を説明する側面
図、第３図は消波装置Ａによって発生する放射波によっ
て入射波・透過波を相殺するメカニズムを示す概略概念
図、第４ａ、４ｂ図は前記消波装置Ａの他の実施例を示
す側面図、第５ａ、５ｂ図は本発明に係る他の消波装置
Ｂを示す側面図、第６ａ、６ｂ図は本発明に係るさらに
他の消波装置Ｃを示す側面図、第７図は従来の消波装置
りを示す側面図である。 １・・ポンツーン、２・・開口部、３・・ヒンジ構造部
、４・・ばね装置、５・・杭（支持部）。 株式会社　間　組 東洋建設株式会社 若築建設株式会社 井　　　島　　　武　　　士 酒　　　井 兼　　　坂 兼　　　坂

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）水面下に配し、不透過または複数の開口部を有する
   ポンツーンと、該ポンツーンを海底に支持固定する支持
   部と、前記ポンツーンと前記支持部との間に介在し、水
   面の上下動に応答して前記ポンツーンを前記支持部に対
   して回動させるヒンジ部と、前記ポンツーンを定位置に
   戻すためのばね手段とからなる消波装置。 ２）前記ポンツーンの一端には前記ヒンジ部を、他端に
   は前記ばね手段を設けてなる請求項１記載の消波装置。 ３）前記ポンツーンの中央部には前記ヒンジ部を介して
   支持部を設け、また入射波の進行方向に対するポンツー
   ンの前端部及び後端部にはそれぞれ前記ばね手段を介し
   て前記支持部を設けてなる請求項１記載の消波装置。 ４）前記ポンツーンには入射波の進行方向に対する前部
   と後部とに２分する中折れ機構を設け、前記前端部及び
   後端部には、それぞれ前記ヒンジ部を介して前記支持部
   を設けると伴に、前記前部と後部とを連結する前記ばね
   手段を設けることを特徴とする請求項１記載の消波装置
   。