JPH0823131B2

JPH0823131B2 - 消波装置

Info

Publication number: JPH0823131B2
Application number: JP2108786A
Authority: JP
Inventors: 政和沖; 武士井島; 克彦倉田; 久敏道端
Original assignee: Toa Corp
Current assignee: Toa Corp
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1990-04-26
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH047404A

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、その一例を第７図に示す。この消波装置Ｄ
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、この装置
Ｄ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Ｄ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Ｄ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。

さらに他の実施例ほ第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11b
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、入射波10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,2
b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Ｄ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）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者沖政和東京都港区北青山２丁目５番８号株式会社間組内 (72)発明者井島武士福岡県福岡市西区今宿青木979番地 (72)発明者倉田克彦大阪府大阪市東区高麗橋４丁目１番地１号東洋建設株式会社内 (72)発明者道端久敏東京都目黒区下目黒２丁目23番18号若築建設株式会社内 (56)参考文献特開平２−167910（ＪＰ，Ａ) 特公昭61−19763（ＪＰ，Ｂ２) 実公昭53−44277（ＪＰ，Ｙ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。