JPH07507114A - 波エネルギーの散逸装置 - 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】 発明の名称：波エネルギーの散逸装置 発明の技術分野 本発明は、海またはその他の水域での波のエレルギーを散逸する装置に関するも のであり、これによって波の高さおよび波フィールドの速度、ならびに波エレル ギーの反射を低減する。

先比技皿五説朋 この分野で行われてきた作業のほとんどは、浜辺および海岸線の侵食を少なくす ることを目脂してきたように思われる。本発明は、激しい嵐が起きた際に、海が 海岸線沿いにもたらす一般的損害を減らすために開発された。

これらの関連する２つの分野において、かなりの作業が行われてきた。本出願者 が知るところの先行技術には、米国特許第０６６９３４号（ネルソン）、系４４ ３１３３７号（イワサ）、ｔ４２ｓ９ｓ３７号（オニール）、第４７１１５９８ 号（シャー７）、第４１２９００６号（ベイン）および第５０１５１２１号（ベ レット−ジエンティール）、そして本出願者自身のヨーロッパ特許出願第８９． ９０３９８１．２号がある。これらの開示すべては、波が通過可能な何らかの種 類のバリアを提示している。波を通さないバリアが、隣接する海岸線に損害を与 えることがしばしばあり、さらに、激しい嵐ではバリア自身が破損しやすいとい うことが認識されてきた。

主及胆ΩＩ狛 本発明により、岸に打ち寄せる波のエネルギーを散逸する構造が提供される。

この構造は、同じように形作られ、間隔をおいて置かれるい（つかの羽根を備え る。この羽根は、岸に隣接する水域底に少なくとも１列に置かれるため、少なく ともいくつかの対の隣接する羽根の間に波の流路が画成され、各羽根は、岸とは 反対方向に面した前方部を有することを特徴とし、前方部の少なくとも一部が垂 直より傾いたシー７を備えているため、このゾーンの上端部がその下端部よりも 岸から離れた位置にある。

本発明の一態様では、各羽根が後方部を有し、その少なくとも一部が、岸に面し 、かつ垂直より傾いたゾーンを備えるため、このゾーンの上端部がその下端部よ りも岸から離れた位置にある。

本発明の一形態ては、流路は、少なくとも一部が羽根の前方部に拘束される（ｂ ｏｕｎｄｅｄ）入口と、少なくとも一部が羽根の後方部に拘束される出口を有し 、後方部は前方部よりも幅があるため、流路は人口のほうが出口よりも狭くなる 。流路に、入口から出口に向けて上向きに傾いた表面を有するクロス壁を備え付 けると有利である。

本発明の一態様では、前方部は下方シーツに隣接する上方ゾーンを備え、各ゾー ンは垂直より傾いており、上方／−７の上端と下方ゾーンの下端は、両ゾーンが 接する場所よりも岸から離れている。

本発明の別の態様では、各羽根は後方部を有し、この後方部は下方ゾーンに隣接 する上方／−ンを備え、各ゾーンは岸に面し、かつ垂直より傾いており、上方ゾ ーンの上端と下方ゾーンの下端は、両ゾーンが接する位置よりも岸から離れてい る。各羽根は、はぼ十字形とするのが有利である。さらに、垂直面の中心に対し てほぼ対称とするのが有利である。

本発明の一形態では、その構造は、いくつかのほぼ同一のモジトルを備え、各モ ジトルは、セメント質の材料から一体鋳造され、かつ後方部と前方部が接する各 ゾーンの場所で、またはその隣接位置で、クロス部材によって連結されるいくつ かの羽根を備える。

本発明の別の形枯では、その構造は、クロス部材で上端と下端が連結されたいく つかの羽根を備える。

本発明の重要な利点とは、流路の少なくとも一つが、流路の上端と下端の間に置 かれ、かつ流路を副流路（ｓｕｂ　ｐａｓｓａｇｅｓ＞に分割する少なくとも一 つのクロス羽根によってつながれ得ると％’＋うことである。

Ａ証立用坦亙返朋 本発明の様々な実施態罎が、添付の図面（はぼ一定の比例に縮小して描かれたも の）を磐照しながら、実施例を通して論じられる。

図１は、岸に打ち寄せる波のエネルギーを散逸するために、海岸線に隣接して置 かれることを意図した、一連の同一ブロックの一つの一部である、箱枠の端面図 である。

図２は、箱枠の前面の図である（図１の矢印Ａの方向）。

図３は、箱枠の上面の図である（図１の矢印Ｂの方向）。

図４は、箱枠の斜視図である。

図５は、箱枠の中に置かれ、かつブロックの一部である羽根アセンブリーの斜視 図である。

図６は、プロ１り、すなわち、羽根アセンブリーが適所に置かれた箱枠の、図１ に類似した図である。

図７は、ブロックの側面図である（図６の矢印Ｃの方向）。

図８は、羽根アセンブリーの一部の断面図である（図６の矢印Ｄ−Ｄ）。

図９は、端から端まで置かれた１列のブロックの略図である。

図１０は、１列のブロックの側面図であるく図９の矢印Ｅ）。

図１１および図１２は、プロ１りの２−）の複合列の側面図（図１０に類似する ）である。

図１３および図１４は、モジトルと連結して使用するプレートの平面図と側面図 である。

図１５は、防潮鷲の脇に組み立てられたブロックを示す構造の側面図である。

図１６は、図１５に示した構造に用いられる変更ブロックの斜視図である。

図１７は、傾斜した海岸に組み立てられたブロックを示す構造の側面図である。

図１８は、ラグーンに組み立てられた２列の変更ブロックの略平面図である。

図１９は、波エネルギー散逸構造を形成するように組み立てられた、個々に製作 されたいくつかの羽根の平面図（一部所面図）である。

図２０は、防波堤を形成するのに使用されるブロックを示す構造の略側面図であ る。

図２１および図２２は、２つの変更ブロックの側面図である。

に八される　の　な　菫 図１ないし図９では、高張力キャスト・セメン）　（ｈｉｇｈ　ｓｔｒｅｎｇＬ ｈ　ｃａｓｔ　ｃａｍｅｌ）またはコンクリートで構築されたモジトル１０が示 されている。モジトルは立方体で、長さ・暢・高さとも１メートルである。モ’ ）ａ−ルは箱枠を備え、その中に羽根のアセンブリーが置かれる。明確にするた め、この箱枠は図１ないし図４に描かれているが、羽根アセンブリーは省略され ている。羽根アセンブリーは、箱枠とは別に図５に描かれている。実際、モジュ ール１０は、羽根アセンブリーと箱枠が一体となって結合された１個の鋳物（ｅ ａｓ【ｉＢ）である。しかし、本発明の出願では、羽根アセンブリーなしの箱枠 と、箱枠に据え付けられていない羽根アセンブリーとを備えるモノニールと考え られている。これについては後で述べる。

図１ないし図４において、箱枠は、モノコールの垂直のコーナーラインに沿って 置かれる４本の脚１２．１４．１６および１８を備える。これらの脚は、箱枠の 後方および前方で、４つの横方向のクロス部材２０．２２．２４および２６によ って連結される。これらのクロス部材は、モジュールの水平な横コーナーライノ に沿って置かれる。脚はまた、モジュールの前方および後方のコーナーラインに 沿って置かれる前方および後方のクロス部材２８．３０．３２および３４によっ て連結される。脚とクロス部材は、箱枠の中央に位置するほぼ立方体の空間３６ の境界綽を画成する。

脚と横方向のクロス部材は、はぼ同一のものである。モノ１−ルの前面の脚１２ および１４と、横方向クロス部材２０および２２は、空間３６に通じるほぼ正方 形の開口部３８を画成する。モジコールの後方の脚１６および１８と、横方向ク ロス部材２４および２６は、前面開口部３８とほぼ同じで、また空間３６に通じ る開口部４０を画成する。同様の開口部４２．４４．４６および４８が、モジコ ールの側面、上面および底面にそれぞれ画成される。これら後者の開口部すべて が、空間３６に通じている。

脚とクロス部材は斜角をつけられ、ここで各開口部３８．４０，４２および４４ が、箱枠の前面、後面、上面および下面と交わる。

空間３６は、上述の羽根アセ／ブリーで占められ、この羽根アセンブリーは、空 間３６の軸中心に位置する、横方向に配された共通１１ブ５０から突出する複数 列の羽根４９を備える。ハブは、互いに直角に配された等しい長さの４つの広い 面５２．５４．５６および５８を有するダイヤモンド形の断面を有している。し かし、このダイヤモンドの角は切り落とされ、４つの細い平面６０．６２．６４ および６６を形成している。広い面は水平線に対して４５°の角度に配されてお り、細い面の２つは水平に、そして２つは垂直に配されている。

モノニールｌＯに組み込まれた羽根は十字形をしており、羽根の４つの列６８． ７０．７２および７４に配されたアームを有する。ハブの各広い面から１列のア ームが放射状にのびる。これらの列はほぼ同一であるので、１つの列だけについ て説明する。各列は４つのアームを備え、それには２つの外アーム４９ｂの間に 位置する２つの内アーム４９８が含まれる。各内アームは、２つのほぼ同一の対 称的に発散する（ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ）側面８０と、細い前面８２と、広い後面 ８４とを備える。従って内アームは、前方から後方へ向けて対称的にテーパー状 になっている。

各外アームは、モノコールの側面にほぼ平行な外側面８６と、外側面８６から発 散する（ｄ　ｉｖｅｒｇｅｓ）内側面８８とを備える。さらに、各外アームは、 細い前面９〇七広い後面９２とを備える。羽根アームは、その前面と後面が、モ ジツールの底に対して４５°に配された、間隔のあいたほぼ平行な面となるよう に形作られ、かつ配置されている。

同一の流路９４が、隣接する羽根アーム対それぞれの間に画成される。流路は、 羽根アームの側面の発散（ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ）により、前方から後方へと内 側に向けてテーパー状に形成される。前列６８および７４の羽根アームの間の流 路への広い前面開口部は、モジュールの前面開口部３８に隣接する空間３６の一 部を占める前方室９６と呼ばれるものに面する。同様に、後列７０および７２の 羽根アームの間の流路への広い前面開口部は、モジュールの後方開口部４０に隣 接する後方室９８に面する。上列６８および７０の羽根アームの間の流路への細 い後方開口部は、モジュールの上方開口部４６に隣接する上方室１００に面する 。同様に、下列７２および７４の羽根アームの間の流路への細い後方開口部は、 モジトルの下方開口部４８に隣接する下方室１０２に面する。各室９６．９８． １００および＋０２の端は、モジコールの各側方開口部４２および４４に遥じて いる。

羽根モジコール、実際はモジコール全体が、ハブの長手方向中心軸を通る垂直面 と水平面とに対して対称であることが、注記される。

おそらく最も簡単な使用例では、図９に示すとおり、１列のモジトル１０が、嵐 による損害を受け易い岸辺に、または岸辺に隣接して、岸の端から端まで置かれ る。モジュールの列は、波が岸に寄せる方向に対して横方向に広がり、各モジュ ールの前面は海の方に面する。嵐の状態に予想される波の高さの最高平均値が、 モノ１−ルの列の頂点に届くように、モノ１−ルのサイズが選ばれる。モジュー ルはまた、例えば、防波堤の構築に使用することができる。その場合、いくつか のそジュールは永久的に水中に埋めることができる。

モジコールは、その前面、後面、上面および底面に打ちつける波に対して、ハブ ５０がくさび形の面を向けるように、設計されている。従って、これらの方向の いずれかから来る流れは、程度は異なるが、その流れの元々の方向に対して横方 向に作用する対向流に分かれる。また、モノ１−ルに寄せる流れは、主に羽根ア ームの間の流路９４を通るように向けられる。羽根アームとハブがくさび形をし ているため、Ｉｌｔ＃ｌｉは収束し、モジ、−ルの前方または後方から流路を通 って流れる水に対してベンチエリとして作用する。モジ、−ルの前方または後方 とは、波が最も高いエネルギーで通常モノコールに打ちつけてくる方向である。

このユニットの前方から流れが来る場合、水は、モノエールの前面の羽根アーム の上列および下列６８および７４のベンチ１すを通るようになっている。従って 、これらの流路を通る流れは、まず加速されてから次に減速される。これと同時 に、流れは、垂直面と水平面の両方に対向流となって分かれる。すなわち、名側 面と下方向に向けていくらか流れるが、大量の流れは上向きに流れる。ベンチ１ りの効果とは、モノ１−ルが、エネルギーを散逸し、かつ波を通すバリアの役目 を果たし、これによって波の反射を最小限に抑え、かつ主に表面に向けて乱流を 生じる。

海から流れてくる波がモノ１−ルの後方の羽根アームの上列７ｏおよび下列７２ の流路を通って流れ続けるうち、上記の作用は繰り返される。またこの作用は、 波フィールドの流れラインの方向を変え、がっ波の速度を遅くする。（波フィー ルドとは、２つの参照地点の間の水域全体と定義される。）陸の方向からモジト ルの後方に流れがくる場合と、高く上昇して急激に落ちる流れの場合に、程度は 異なるが上記の作用は倍増になる。

ユニットを通る水の流れは、羽根アーム、ハプモして箱枠のコンポーネントの後 ろ側て渦を形成する。箱枠は、水に空気を混入させ、エネルギー散逸を助ける。

しかし、モジュール内の空気の工ントラブプメン）　（ｅｎＬｒａ９■ｅｎＬ） ｌ虚除かれ、よりて加圧を防ぐ。

モジトルはまた、複数の隣接する列となって置かれるように設計されている。

例えば、図１２に、並んだ３つの列が示されている。図１１には、並んだ２りの 列と、さらにもう１つの列が陸寄りの列の上に置かれている様子が示されている 。

これらの場合には、羽根アームの各列の前方および後方にあるＶ形の室９６．９ ８．１００および１０２が、隣接するモジトルからの流れを衝突コース（ｃｏｌ ｌｉｓｉｏｎ　ｃｏｕｒｓｅ）に向け、さらに乱流を起こし、かつエネルギー散 逸を促進する。水は、風上（ｖａａｔｈｅｒ瞥ａｒｄｌのモジュールの上を通っ て上昇し、それから風下のモジュールの中へと落ちるようになっており、打ち寄 せる波が連なるモジュールの間を移動するにつれて、上昇しては落ちるという繰 り返しのサイクルを生み出す。

必要であれば、第二くさび羽根を羽根４９の下列に設けることによって、上記の 上昇効果を高めることができる。この第二（さび羽根は、下向きの流れをさらに 制限し、かつ上向きの流れを促進する。図５に示す例では、第二くさび羽根が、 １列の羽根アーム４９ｂ（通常は下方前面列であるが、必ずしもそうとは限らな い）だけに、その外面上に１０４として示されており、また、同じ列の羽根アー ム対の間の流路の一つに、１０６として示されている。かかる第二（さび羽根１ ０６は、通常（但し必ずしも常にとは限らない）、羽根４９の各列の下方羽根ア ームの間に置かれる。この羽根１０６の１対だけが、例として図示されている。

モジトルが堆積物の上に置かれた場合、前列および後列の羽根アームの間の第二 （さび羽根も、底部の侵食を低減するのに役立つ。第二くさび羽根は、比較的穏 やかな海の状態で使用する、大きなモノ１−ルの羽根アームの下列に設置するの に特に適切である。

流れはまた、ユニットを通って側面に流され、再び、乱流によってエネルギー散 逸が促され、羽根の面と箱枠自体のコンポーネントを横切る動きによって渦が生 じる。

そジュールＩＱ、そして特にモノ１−ルに組み込まれた羽根の、最も重要な特徴 の一つは、羽根アームの列によって画成され、かつモジュールに打ちつける波に 向けて室が備えつけられているということである。室９６は、これらの室の中で も最も重要である。なぜならば、岸に寄せる波に向けられている室だからである 。この岸に寄せる波は、通常、運動エネルギーが最も高い波である。室９６は、 本質的に、海に面した羽根アームの列６８および７４の対によって、特にその前 面または海に面した部分によって、画成されている。これらの羽根アームは垂直 より傾いているため、面８２および９０の外端は、ハブ５０に隣接するその内端 よりもさらに海寄り（すなわち、岸から離れている）になる。従って、室９６は 、喝から流れてくる水を溜める（ｅ口ｔｒａｐ）のを助け、波が流路９４を通る ようにして、モジトルの上を越えて上向きに反射したり、または直接海へはね返 ったりしないようにする。

淘に面する室のみを組み込んだモジ一−ルは実質的な有用性を冑するものと考え られる。しかし、様々な方向から寄せてくる波に対して何らかの方法で機能する 他の室９８＋　１００および１０２く特に９８）は、モジ一−ルの有用性を高め るものと考えられる。

羽根アーム６８およびフ４の面８２および９０（ならびにその他の羽根アームの 該当する面）は、平面である必要はない。これらは、第一に製造の容易さと強度 を考慮して、平面に造られている。これらは例えば、円形やＶ形であってもよい 。

但し、後者の場合には、おそらく使用中に破損しやすいであろう。

図示されている１メートル・サイズのモジ一−ルは約１トンの重量である。図面 ニ示された小さいモジュールを拡大することによって、より大きいモジュールを 簡単に構築することができる。もちろん、他の割合のモジュールも構築できる。

例えば、現在、長さ２メ一トルｘ幅１メートルＸ高さ１メートルのモジエールで テストが行われている。この割合のモノ５−ルは、図１８に略して示されている 。

高さ・長さ・奥行とも３メートルのモノニールでは、重量が２６トンになり、ハ リケーン（サイクロン）の状態に適するかもしれないと考えられている。

海岸線に隣接した地形が分かっている場所の海の状態（波の高さを含む）を予想 するために、コンピュータ・モデルが開発された。米国軍隊のために開発された このコンピュータ・モデルは、フック諸島のラロトンガ島のラグーン（すなわち 、据礁と岸の間）の中の選ばれた場所に適用されている。本発明のモジュールを 備える構造をこの場所に置くことによる、激しいサイクロンの間の効果を確かめ るという目的で、最初の演習が行われた。その結果によると、隣接する２列の３ Ｘ３ｘ３メートルのサイズのモジュールからなるＨ４造は、入射波の平均高さを ３１７メートルから０，５１メートルに減らすものである。モジュールの頂部と 波の頂部の高さが同じになるように、この構造を基礎レベルよりも上に上げるべ きだと仮定がたてられた。、２回目の演習では、２列のモジトルが１０メートル の間隔を離して置かれた。この場合、３．１７メートルの入射波は０．３７メー トルに減らされた。すなわち、８９％の低減である。

演習の結果を一般に行われているテストで検証する必要が生じるように、これら の演習においていくつかの仮定をたてる必要があった。

第二の構造により、波の平均高さが比較的小さいが更に減少したのは、第二構造 に打ち寄せる波が、海寄りの構造に打ち寄せる波よりも、実質的にエネルギーが 小さいことによる。つまり、第二構造のベンチコリのサイズは、さらに最適な波 の高さの減少のためには大きすぎるということである。本発明の利点は、モジュ ールを設置した後でも、適切な第二羽根１０６を据え付けることによって、ベン チュリのサイズを変更できることである。

このデザインのもう一つの利点は、図１３および図１４に１１２として示すコノ クリート・プレートを、モノエールと連結して使用できるということである。

プレートを１列に並んだ各モノ１−ルの上に置き、構築物に沿って歩道を備え付 けることができる。このことと、モノエールの積み重ねが可能であることによっ て、モジュールの構造は、その主たる機能に付随する、様々な娯楽的かつ実用的 目的のために使用することができる。例えば、この構造には、デツキ、両段、多 層の遊歩道、または突堤を組み込むことができる。図１５に一例が示されている 。

ここでは、モノエールが、嵐の状態で防Ｍ＠１２０を保護するために使用されて いる。２段に積まれた七ジ具−ル１０の１列目１２２は、防潮９！１２０に沿っ て置かれている。１列目の頂部は、防潮壁の頂部と同じ高さであり、よって隣接 する歩道とＪＩ回路とも同じ高さである。２列目のそ′）、１１−ルは１２４と 示されており、１列目１２２とは間隔が！かれている。変更羽根１２６（以下に 詳細を記載する）の列が、列１２２と列１２４との間に置かれる。プレート１１ ２は、各列のモジ一−ルの上に置かれる。外側の２列の上のプレートは、歩道の 下の第二遊歩道として使用することができる。

もう一つのｃ様では、波を通すことのできるベースとして作用するようにモジコ ールの下に、または地面を保持するために置かれた場所であるモジトルの裏面に 沿って、またはモジニールの側端、特に列の端にあるモノ１−ルの側端に沿って 、プレートを置くことができる。プレートの中にテーパー状の流路１１４が鋳造 され、ここを通って水が流れる。

羽根１２６は、モジュールＩＯの羽根９４よりも、さらに間隔があけられてい変 える可能性は、費用を考慮することによってかなり厳しく制限されることが理解 される。従って、完全サイズのモジコールの作用上の利点を有する半モノニーを 有する羽根付きのモノニールを示している。この羽根は滴向きのＶ形である。

モノコールは、５０　として示されるハブを有する。島に面するエントラップメ ン以上に、かかる実施態様の詳細によって制限されることは、意図されていない 。

ＦＩＧ、２１　ＦＩＧ、２２ ＦＩＧ、１４　Ｆ　ＩＧ、１３ 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成６年　８月２６日

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．類似した形の、間隔をおいて置かれるいくつかの羽根［４９、４９′、４９ ′′、１２６］を備え、該羽根は岸に隣接する水域の底に少なくとも１列に配さ れ、波の流路が、少なくともいくつかの対の隣接する羽根の間に画成される構造 で、かつ、各羽根が岸とは反対方向に面する前方部［４９、６８′、６８′′］ を有し、該前方部の少なくとも一部が、垂直より傾いたゾーン［８２、９０］を 備え、該ゾーンの上端がその下端よりも岸から離れていることを特徴とする、岸 に打ちつける波のエネルギーを散逸する構造。
2. ２．各羽根が後方部を有し、該後方部の少なくとも一部がゾーン［８４、９２］ を備え、該ゾーンは岸に面し、かつ垂直より傾き、前記ゾーンの上端がその下端 よりも岸から離れていることを特徴とする、請求項１記載の構造。
3. ３．前記流路が、少なくとも一部が前記羽根の前方部によって拘束されている入 口と、少なくとも一部が前記羽根の後方部によって拘束されている出口とを有し 、前記後方部は前記前方部よりも幅があり、前記流路は該出口よりも該人口のほ うが狭いことを特徴とする、請求項１記載の構造。
4. ４．前記流路に、前記入口から前記出口へと上向きに傾斜する表面を有するクロ ス壁［５２］が備え付けられることを特徴とする、請求項１記載の構造。
5. ５．前記前方部が、下方ゾーンに隣接する上方ゾーンを備え、該ゾーンのそれぞ れが垂直より傾いており、該上方ゾーンの上端部と該下方ゾーンの下端が、これ らのゾーンが接する場所［６０］よりも岸から離れていることを特徴とする、請 求項１記載の構造。
6. ６．各羽根が、下方ゾーンに隣接する上方ゾーンを備え、該ゾーンがそれぞれ岸 に面し、かつ垂直より傾いており、該上方ゾーンの上端部と該下方ゾーンの下端 が、これらのゾーンが接する場所よりも岸から離れていることを特徴とする、請 求項５記載の構造。
7. ７．各羽根がほぼ十字形をしており、垂直面の中心に対してほぼ対称であること を特徴とする、請求項６記載の構造。
8. ８．前記構造がいくつかのほぼ同一のモジェール１０を備え、各モジュールはセ メント質の材料から一体鋳造され、かついくつかの前記羽根を備えており、この 羽根は、前記後方部と前記前方部が接するゾーンそれぞれの場所に、またはその 場所に隣接して置かれるクロス部材［５０］で連結されていることを特徴とする 、請求項６記載の構造。
9. ９．前記構造が、クロス部材［２８、３０、３２、３４、１２８、１３０、１５ ６、１５８］によって上端と下端が連結されている、いくつかの羽根を備える、 請求項１記載の構造。
10. １０．前記流路の少なくとも一つが、該流路の上端と下端の間に位置し、かつ該 流路を下位流路に分割する、少なくとも一つのクロス羽根［１０６］でつながれ ることを特徴とする、請求項１記載の構造。