JPH0634407Y2 - 箱型透過式消波構造物 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、箱型消波構造物に対して波浪を透過すること
によって、波浪のエネルギーを減衰させて波浪を消滅又
は低減させるための箱型透過式消波構造物に関するもの
である。

（従来の技術） 消波構造物としては従来からの防波堤と呼ばれる大きな
質量の固定堤による反射式のものと浮消波堤と呼ばれる
浮体を係留する透過式のものとがある。

反射式の防波堤は非常に大きな質量を必要とするため、
非常に広大な場所と多額な費用を必要とする上に、防波
堤によって海水が仕切られるため、防波堤内側の海水汚
濁が進み公害問題を生じている。

透過式の消波構造物の場合は、消波構造物によって海水
の流通が妨げられないため、消波構造物が設置された海
岸や港湾内の海水が適当に入れ代わって水質の低下を防
止することが出来、公害防止の対策として近年特に注目
をあびている。

ところで、空気箱を利用した透過式消波構造物の先行技
術としては、底なしの中空箱を海面上に伏せた特開昭52
−13605号公報に記載の構造（第５図参照）が提案され
ている。

（考案が解決しようとする問題点） 第５図に示す様に、空気を密閉してその空気の圧縮、膨
張による圧力の変化を利用して波浪のエネルギーを低減
させようとする構造のものは、空気室内が密閉状態にな
っているため、実際にはそれ程空気の圧縮、膨張は起こ
らず、従ってエネルギーの吸収が行われず、波浪が消波
構造物を通りぬけて、波浪の透過率（透過波高と入射波
高の比）が大となる事は後述の第３図に示す通りであ
る。この形式の消波構造物Ｂはエネルギーの吸収による
消波効果は少なく、単に固体が存在するのと同様な反射
効果があるにすぎないことが各種の報告書によって報告
されており、第３図の他、後述する第４図に示す実験計
測に於いても確認されている。

（考案の目的） 本考案は上記した従来の欠点を解消するものであって、
透過率の小さい箱型透過式消波構造物を提供しようとす
るものである。

（問題点を解決するための手段） 上記した目的を達成するこの考案の要旨は、底の無い中
空の箱状構造物を水底から間隔をあけて水中に設置し、
該箱状構造物の上部を水面上に露出さ、その天板に複数
の空気孔を穿設し、前記箱状構造物の波浪が進入する側
の前端壁の直ぐ前方に、前端壁と平行にスリット状板体
を設けたことである。

（作用） まず、前端壁の直ぐ前方に設置されたスリット状板体に
よって、箱状構造物に進入しようとする波浪のうち、短
周期の波浪が破砕される。続いて、波浪が箱状構造物内
に進入すると、その水面の上下動によって箱状構造物内
の空気が圧縮されたり逆に膨張したりして、構造物内の
空気圧が上下する。そのため、空気が空気孔を通って急
速に出入りし、その時に空気の流速の二乗に比例してエ
ネルギーが消滅していく。このようにして波浪が低減さ
れ、前記スリット状板体と相俟って透過率が大幅に下が
る。

（実施例） 本考案の実施例を図面に基づいて説明する。第１図に示
す如く、底の無い中空の箱状構造物Ａを水底から適当な
間隔をあけて水中に設置し、該箱状構造物Ａの上部を波
高程度の高さの水面上に露出させ、その天板１に複数の
空気孔４を穿設している。

複数の空気孔４を合計した開口面積は、通常天板１の面
積の１〜２％程度にする。この箱状構造物Ａに対して波
浪が進入すると、箱状構造物Ａ内の水面が上昇したり下
降したりするため、箱状構造物Ａ内の空気が圧縮されて
圧力が上昇したり、逆に膨張して圧力が下降したりす
る。すると外気との圧力差により空気孔４を通して空気
が急速に出入りし、その際に空気の流通速度の二乗に比
例するエネルギーが消費される。従って、波浪の波動エ
ネルギーが空気のエネルギーに変換されて消費されるこ
とになり、その分だけ波動エネルギーが減って消波効果
が生じることになる。

このことは、第３図に示す通り実験によって確認されて
いる。即ち透過率を見ると、従来の技術である密閉型に
対して本考案に係る消波構造物Ａはすべての周期に対し
て常に下がっており、空気孔４を設けることが有効であ
る事が判る。

一方、第４図より反射率（反射波高と入射波高の比）を
見ると、従来の技術である密閉型では反射率が１に近
く、即ち入射波高とほぼ同じ波高の反射波が消波構造物
Ｂから出て行くのに対し、本考案に係る消波構造物Ａで
は反射率がかなり低く、本考案によれば反射波も大幅に
低減されるという利点がある事が判る。

ところで、前記箱状構造物Ａの前端壁２と後端壁３は、
水面下の深さを同一にしてもさしつかえないが、後端壁
３の水面下深さを前端壁２より深くしておくと、箱状構
造物Ａを透過しようとする波動を反射させて透過する波
浪も低減させるだけでなく、後端壁３で反射された波浪
のエネルギーが、箱状構造物Ａの内部で再び空気の運動
エネルギーに変換されて消滅するので消波効果を格段に
上げることができる。

なお、後端壁３を海底付近迄延長すれば更に消波効果を
上げることが期待されるが、波浪が透過できなくなくな
るため、透過式のメリットが失われ、また設備費用も莫
大となるので好ましくない。

一方、この消波効果のメカニズムは、空気孔４を通して
大量の空気が急速に出入りする事によってエネルギーを
消滅させるものであるから、極く短周期の波浪に対して
は消波効果が低くなる。即ち極く短周期の波浪であれ
ば、該箱状構造物Ａの内部に十分な空気圧力の上昇又は
下降が適当な時間保たれないため、極く少量の空気の出
入りしか生じないので、ここでエネルギーの損失はほと
んど起こらないからである。

そこで、前端壁２の直ぐ前方にスリット状板体５を設け
れば、ここで短周期の波浪を破砕してしまう事が出来、
装置全体としての透過率を大幅に下げることができる。
特に、前端壁２とスリット状板体５との間隙を、入射波
の波長の略1/4に設定すれば、前端壁２からの反射波と
入射波が、或は更にスリット状板体５からの反射波が互
いに干渉して波浪を大幅に低減させることができる。ま
た、このスリット状板体５を設けることによって、箱状
構造物Ａに進入して来る波浪による箱状構造物Ａが受け
る力を減少することが出来、従って箱状構造物Ａやその
支柱６の強度を小さくする事ができる。更に、前端壁２
をその下端が前方に向けて低くなる様に傾斜させると、
汀効果によって更に消波効率を上げる事が出来る。即ち
波浪が斜面上を上方にかけ上がる事によって、波動のエ
ネルギーが位置のエネルギーに変換されて波動エネルギ
ーが消滅することになるからである。

（考案の効果） 本考案によって次の効果を得ることができる。

（１）従来の密閉式空気箱型透過式消波構造物に比べて
透過率が低く大きな消波効果を得ることができる。

（２）従来の密閉式空気箱型透過式消波構造物に比べて
反射率が小さいので反射波が小さくなり、反射波からの
反力が減るので、その分消波構造物の構造を簡略化で
き、コストを下げることが出来る。

（３）前端壁の直ぐ前方にスリット状板体が設置してあ
るので、スリット状板体によって短周期の入射波が減ら
される。しかも、スリット状板体の間隙を適切に設定す
れば、入反射波の干渉作用によって更に消波効果を上げ
ることができる。

（４）消波構造物の前端壁の水面下深さを後端壁の水面
下深さよりも浅くすれば、後端壁で反射された波浪が構
造物内で再度空気の運動エネルギーに変換されるで、消
波効果を更に上げることができる。

（５）前端壁をその下端が前方に向けて低くなる様に傾
斜させることにより、汀効果によって消波効果を更に上
げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る消波構造物の横断面図、第２図は
同透視図、第３図は透過率と周期の関係グラフ、第４図
は反射率と周期の関係グラフを示し、第５図は従来の密
閉式空気箱型消波構造物である。 Ａ……箱状構造物、１……天板、２……同前端壁、３…
…同後端壁、４……空気孔、５……スリット状構造物、
６……支柱。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】底の無い中空の箱状構造物を水底から間隔
   をあけて水中に設置し、 該箱状構造物の上部を水面上に露出させ、その天板に複
   数の空気孔を穿設し、 前記箱状構造物の波浪が進入する側の前端壁の直ぐ前方
   に、前端壁と平行にスリット状板体を設けたことを特徴
   とする箱型透過式消波構造物。
2. 【請求項２】前記箱状構造物の波浪が進入する側の前端
   壁水面下の深さを、後端壁の水面下深さよりも浅くした
   請求項１記載の箱型透過式消波構造物。