防波装置
【課題】波浪や津波が押し寄せた際に、電源を必要とせず迅速に機能してその波を防波すると共に、押し寄せる波の外力及び波が引く際の外力によって押し倒されることのない防波装置を得る。
【解決手段】波浪、津波の際に防波構造体２の上端側から突出して防波する複数の浮上管部材３を、取水口８、流通路４を通じて各浮上管部材３の内周面３ａ側に流入させた海水の水圧及びこの浮上管部材３に発生する浮力により、収容孔５内をガイド管部材６に沿って上昇して防波構造体２の上端側から突出すると共に、各浮上管部材３の内周面３ａ側の海水が流通路４を通じて流出させることにより収容孔５内をガイド管部材に沿って下降して該収容孔５内に収容される構成とし、上記ガイド管部材６を、上記防波構造体２を上下方向に貫通し、上部側において上記浮上管部材３の昇降をガイドし、下端側が海底の地盤１まで打ち込まれているものとする。
【解決手段】波浪、津波の際に防波構造体２の上端側から突出して防波する複数の浮上管部材３を、取水口８、流通路４を通じて各浮上管部材３の内周面３ａ側に流入させた海水の水圧及びこの浮上管部材３に発生する浮力により、収容孔５内をガイド管部材６に沿って上昇して防波構造体２の上端側から突出すると共に、各浮上管部材３の内周面３ａ側の海水が流通路４を通じて流出させることにより収容孔５内をガイド管部材に沿って下降して該収容孔５内に収容される構成とし、上記ガイド管部材６を、上記防波構造体２を上下方向に貫通し、上部側において上記浮上管部材３の昇降をガイドし、下端側が海底の地盤１まで打ち込まれているものとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波浪や津波の波が押し寄せた際に、電源を必要とすることなく機能してその波を防波する防波装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、台風や発達した低気圧等による波浪（高潮含む）、あるいは地震による津波が懸念される地域では、これらの波浪や津波の防波対策として、護岸の改良が急務となっている。
このような波浪や津波による被害を防止するための対策としては、防波堤の高さを高くして、波が陸側に流入するのを防ぐことが考えられるが、いつ発生するか分からず、また発生確率も低い津波や、高潮等の波浪による異常潮位に対応するために防波堤を高くすると、設置費用が莫大となるだけでなく、景観を著しく害するという大きな欠点がある。
【０００３】
この欠点を解消すべく、例えば特許文献１に示すように、波浪や津波が押し寄せた際に、これらの波を防波する浮上用鋼管を浮上させる可動式の防波堤が開発されており、この特許文献１の防波堤によれば、平時においては、浮上用鋼管は地中内の鞘管内に収容され、必要に応じて上昇して防波する構成であるため、景観を害するという問題が解消される。
しかしながら、この特許文献１のものは、浮上用鋼管を上昇させるためにコンプレッサ等の電気機器を使用する必要があるため、例えば地震等によって電源を喪失した場合には、浮上用鋼管を上昇させることができず、波を防波することができないという問題がある。
【０００４】
一方で、特許文献２のように、波浪や津波が押し寄せてきた際に、無電源で防波用のフロートを上昇させる可動式防波堤も公知となっている。
この特許文献２のものは、押し寄せてきた波によって護岸外壁を越えた海水を、上記フロートが収容されている矩形空間内に、該矩形空間の上端側の開口から流入させ、この矩形空間内に溜まった海水によってフロートに発生する浮力により該フロートを上昇させる構成となっている。
しかしながら、この特許文献２の場合、矩形空間内に溜まった海水によってフロートに発生する浮力のみによって該フロートを上昇させるものであるため、急激に波が押し寄せてきた場合には、海水が矩形空間に溜まる時間的な余裕がない場合も想定されるため、フロートが上昇しきれずに防波できない可能性がある。
また、波が去った後については、矩形空間内の海水をポンプ等で排水してフロートを下降させる必要があるため、電源を喪失した場合には、フロートを下げることができないという問題がある。
さらに、津波の場合においては、押し寄せる波が有するエネルギーは凄まじいが、この津波のエネルギーに起因する外力がこの特許文献２に係る可動式防波堤に作用した場合には、防波堤全体が押し倒される可能性がある。また、仮に押し寄せる津波によって押し倒されなかったとして、津波が引く際に作用する反対方向の大きな外力によって、押し倒される可能性があり、津波への対策が万全とはいえない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２８１１２８号公報
【特許文献２】特開２００６−７０５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の技術的課題は、波浪や津波の波が押し寄せた際に、電源を必要とすることなく迅速に機能してその波を防波すると共に、波が引いた場合には速やかに平時の状態に復帰することができる、平時において周囲の景観を害することのない防波装置を提供することにある。
また、本発明の他の技術的課題は、押し寄せる波の外力及び波が引く際の外力によって、押し倒されることのない防波装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の防波装置は、波浪、津波を防波する防波装置であって、海底の地盤上に固定的に配設された防波構造体と、筒状に形成されて、波浪、津波の際に該防波構造体の上端側から突出して防波する複数の浮上管部材と、海水を各浮上管部材の下端側にそれぞれ流入出させる流通路と、上記防波構造体に上下方向に穿設されて、各浮上管部材を防波構造体の上端側から出没自在に収容する、上端側が開口する収容孔と、上記防波構造体に上下方向に穿設されて、上部側が該収容孔内に配設されて、上記各浮上管部材の昇降をそれぞれ個別にガイドする、上下方向に延びる筒状に形成された複数のガイド管部材とを有し、上記防波構造体は、該防波構造体の沖側に開設され、海水を取込んで上記流通路に流入させる一方、該流通路から流出される海水を海に排出する取水口を備え、上記各浮上管部材は、上記流通路を通じて各浮上管部材の下端側に流入させた海水による水圧及びこの浮上管部材に発生する浮力により、該収容孔内を上記ガイド管部材に沿って上昇して防波構造体の上端側から突出し、波浪、津波を防波すると共に、各浮上管部材の下端側の海水を流通路を通じて流出させることにより収容孔内をガイド管部材に沿って下降して該収容孔内に収容される構成であり、上記各ガイド管部材は、上記防波構造体を上下方向に貫通し、上部側において上記浮上管部材の昇降をガイドすると共に、下端側が海底の地盤まで打ち込まれていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明においては、上記浮上管部材は、その内周面側に上記各ガイド管部材がそれぞれ挿入されていて、該浮上管部材の内周面がガイド管部材の外周面に沿ってガイドされる構成であるものとすることができる。
あるいは、上記各浮上管部材は、上記各ガイド管部材の内周側に昇降自在にそれぞれ個別に配設されていて、該浮上管部材の外周面がガイド管部材の内周面に沿ってガイドされる構成である共に、上記ガイド管部材は、周面に、該ガイド管部材の内周面側に対して海水を流入出させる流通孔を備えているものとすることができる。
【０００９】
また、本発明においては、上記ガイド管部材の内周面側に、ガイド管部材の自重を増加させるための充填材が充填されているものとすることができる。
【００１０】
さらに、本発明においては、上記防波構造体の取水口に、該防波構造体よりも沖方向に延設され、先端側の開口部から波浪、津波の際に事前に海水を取込んで上記流通路に流入させる取水管が連結されているものとすることができる。
【００１１】
また、本発明においては、上記浮上管部材は、一定の間隔を空けて防波構造体の長手方向に並設されていて、隣接する浮上管部材の間の空間に、これらの浮上管部材と同期して防波構造体の上端側から出没する、防波用の板状部材が配設されているものとすることができる。
【００１２】
さらに、本発明においては、上記各浮上管部材と、対応する各ガイド管部材との間に、これら浮上管部材がガイド管部材から離脱することを防止するストッパ部材が設けられているものとすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、波浪、津波に際しては、防波する各浮上管部材が、取水口及び流通路を通じて該浮上管部材の下端側に流入させた海水の水圧と、この浮上管部材に発生する浮力によって、収容孔内を上記ガイド管部材に沿って上昇して防波構造体の上端側から速やかに突出し、波が引いた際には、各浮上管部材の内周面側の海水が流通路を通じて取水口から流出させることにより収容孔内をガイド管部材に沿って下降して該収容孔内に収容される構成であるため、無電源で迅速に機能して防波、及び景観を損なわない平時位置への復帰を行うことができる。
また、浮上管部材をガイドする各ガイド管部材は、上記防波構造体を上下方向に貫通し、上部側において上記浮上管部材の昇降をガイドする一方で、下端側が海底の地盤の支持層まで打ち込まれているため、押し寄せる波の外力及び波が引く際の外力にも耐えて、防波装置全体が押し倒されることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る防波装置の第１の実施の形態を模式的に示す斜視図である。ただし、浮上管部材が下降した平時の状態を示している。
【図２】同断面図である。
【図３】同一部破断要部正面図である。
【図４】同要部平面図である。
【図５】ストッパ部材の一例を模式的に示す斜視図である。
【図６】本発明に係る防波装置の第１の実施の形態において、浮上管部材が上昇した状態を模式的に示す断面図である。
【図７】同斜視図である。
【図８】本発明に係る防波装置の第１の実施の形態において、浮上管部材が下降する状態を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明に係る防波装置の第２の実施の形態を模式的に示す断面図である。ただし、浮上管部材が下降した平時の状態を示している。
【図１０】同要部平面図である。
【図１１】本発明に係る防波装置の第２の実施の形態において、浮上管部材が上昇した状態を模式的に示す断面図である。
【図１２】本発明に係る防波装置の第３の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【図１３】同要部正面図である。
【図１４】本発明に係る防波装置の第４の実施の形態を模式的に示す一部破断要部正面図断面図である。ただし、浮上管部材及び板状部材が下降した平時の状態を示している。
【図１５】同要部平面図である。
【図１６】同斜視図である。ただし、海面は省略している。
【図１７】本発明に係る防波装置の第４の実施の形態において、浮上管部材及び板状部材が上昇した状態を模式的に示す正面図である。
【図１８】同斜視図である。ただし、海面は省略している。
【図１９】異なる形状の板状部材を用いた状態を模式的に示す要部平面図である。
【図２０】本発明に係る防波装置の構築に際して使用するガイド管部材において、該ガイド管部材の先端にビットを設けた状態を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図８は、本発明に係る防波装置の第１の実施の形態を示すもので、波浪、特に高潮時の波や津波を防波するものである。
即ち、この実施の第１の形態の防波装置は、海底の地盤１上に固定的に配設された防波構造体２と、波浪、津波の際に該防波構造体２の上端側から突出して防波する複数の浮上管部材３と、海水を各浮上管部材３の下端側を通してこれらの浮上管部材３の内周面３ａ側にそれぞれ流入出させる流通路４とを備えている。さらに、上記防波構造体２に鉛直方向に穿設されて、上記浮上管部材３を防波構造体２の上端側から出没自在となるように収容する収容孔５と、上記各浮上管部材３の昇降をそれぞれ個別にガイドする複数のガイド管部材６を備えている。
【００１６】
上記防波構造体２は、通常の防波堤と同様の機能を有するコンクリート製のもので、基端側が海底の地盤１上に載置されていると共に、上端側は、海面７の平常潮位（波浪による波や津波がない平時の潮位）時において、海上に突出している。
この防波堤構造体２は、上端側に、長手方向に延びる平坦面２ａが形成されていて、該平坦面２ａに上記収容孔５が開設されている。
【００１７】
また、上記防波構造体２には、その沖側の面に、海水の取込み及び排出を行う取水口８が開設されている。
この取水口８は、波浪、津波の際に、海水を取込んで上記流通路４に流入させる一方、波が引いた際には、該流通路４から流出される海水を海に排出するものであり、上記防波構造体２における、海面７の平常潮位よりも上方に設けられている。したがって、この取水口８は、波浪による波や津波が発生して潮位が上昇し、該取水口８の下端側の高さよりも高い異常潮位となった場合にのみ海水が流入し、また潮位が下がって異常潮位を脱した際には取込んだ海水を排出することができるようになっている。
この実施の形態においては、上記取水口８は、防波構造体２の長手方向、つまり上記各浮上管部材３及び収容孔５がそれぞれ並設されている方向に向けて、防波構造体２のほぼ全長に亘って延びる単一の略矩形状に形成されていて、この構成の取水口８から各浮上管部材３へ送る海水を一括して取込み、また、各浮上管部材３からの海水を一括して排出する構成となっている。
【００１８】
上記各浮上管部材３は、上端側が閉塞された鉛直方向に延びる円筒状のもので、鋼管等の上端側の開口を鋼板等で気密に閉塞することにより形成されている。これら浮上管部材３は、波浪による波や津波が押し寄せた場合には、上記取水口８から取込んだ海水を流通路４を通して内周面３ａ側に流入させることにより上記収容孔５を上昇して、防波構造体２の上端から突出する一方で、波が引いた場合には取水口８から流通路４を介して海水を排出させることにより収容孔５を下降し、該収容孔５内に収容されるものである。
この実施の形態においては、これらの各浮上管部材３は、上記防波構造体２の長手方向に、相互に等間隔且つ直線状に並設されていると共に、その軸線方向長さが、想定される波浪や津波の高さに応じて、上記防波構造体２の高さを考慮した長さ設定されていて、波が押し寄せた際には防波構造体２と共に波を防波できるようになっている。
なお、この実施の形態においては、各浮上管部材３は、いずれも同形同大に形成されている。
【００１９】
上記収容孔５は、上端側、即ち上記防波構造体２の上端側の平坦面２ａに開口させたもので、上記各浮上管部材３を個別に収容するように、これら浮上管部材と同数の収容孔５が防波構造体２の長手方向に直線状に並設されている。
これらの各収容孔５は、上記浮上管部材３の外周径よりも大径の内周径を有した平面視略円形状に形成されていて、これらの収容孔５の内周面５ａと、収容されている浮上管部材３の外周面３ｂとの間に海水が流入することができる程度の隙間が形成されるようになっている。
また、各収容孔５は、上記浮上管部材３の軸線方向長さよりも深く形成されていて、平時（平常潮位時）においては各浮上管部材３を、下端側から上端側に亘って完全に収容することが可能となっている。
なお、これらの各収容孔５は、隣接するもの同士が、最も近接する位置において相互に連通していても良く、また連通することなく独立したものであってもよい。また、これらの収容孔５は、隣接するものとの間の間隔が小さい方が好ましく、これにより、上記各浮上管部材３の間隔を狭めて可及的に密集させて、これらの浮上管部材３全体による防波効果の向上を図ることができる。
【００２０】
上記流通路４は、上記取水口８と各浮上管部材３の下端側とを常時連通させるものである。
これにより、この実施の形態においては、各浮上管部材３の下端側を通じ、取水口８から取込んだ海水を上記浮上管部材３の内周面３ａ側に流入させて該浮上管部材３の上昇に供させる一方で、浮上管部材３の内周面３ａ側の海水を取水口８に向けて流出させて該浮上管部材３の下降に供させることが可能となっている。
この実施の形態の場合、上記流通路４は、上記各収容孔５の内周面５ａと各浮上管部材３の外周面３ｂとの間の隙間、及び各収容孔５の底部５ｂと各浮上管部材３の下端部３ｃとの間の空間により形成されている。
したがって、上記取水口８から取込まれた海水は、上記各収容孔５の内周面５ａと各浮上管部材３の外周面３ｂとの間の隙間９を通って、各収容孔５の底部５ｂと各浮上管部材３の下端部３ｃとの間の空間１０に至り、該空間１０から各浮上管部材３の下端側の開口３ｄから内周面３ａ側へと流入することとなる。逆に、各浮上管部材３の内周面３ａ側の海水が排出される場合、該海水は各浮上管部材３の下端側の開口３ｄから、各収容孔５の底部５ｂと各浮上管部材３の下端部３ｃとの間の空間１０に流出し、上記各収容孔５の内周面５ａと各浮上管部材３の外周面３ｂとの間の隙間９を通って取水口８から排出される。
【００２１】
上記各ガイド管部材６は、上部側が該収容孔５内に収容された状態で配設され、さらに、該収容孔５の底部５ｂから上記防波構造体２を鉛直方向に貫通して、下端側が海底の地盤１まで打ち込まれたものである。
これらの各ガイド管部材６は、上記浮上管部材３の内周径よりも小径の外周径を有する鋼管等の円筒状のものであり、上記収容孔５内に位置する上部側の部分は、その収容孔内に位置する浮上管部材の内周面側に挿入されて、浮上管部材の昇降を鉛直方向にガイドするガイド部６ａとなっている。これにより、各ガイド管部材６のガイド部６ａが、その外周面に沿って、挿入されている浮上管部材３の内周面３ａをガイドし、収容孔５内における浮上管部材３の昇降を安定的に行わせるようにしている。
【００２２】
また、上記各ガイド管部材６における上記収容孔５内に位置する部分、つまりガイド部６ａの軸線方向長さは、平時において上記各浮上管部材３の上端部が収容孔５から突出しない範囲内で、各浮上管部材３の内周面３ａ側の軸線方向長さよりも長く設定されている。これにより、浮上管部材３の下端部３ｃと収容孔５の底部５ｂとの間に常に空間１０が形成されて、上述のように、この空間１０を流通路の一部として浮上管部材３の内周面３ａ側に対する海水の流入出を確実に行えるようにしている。
さらに、上記各ガイド管部材の外周径は、各ガイド管部材の外周面と、挿入している浮上管部材の内周面との間に海水が流入することができる程度の空間が形成されるような大きさに設定されていて、浮上管部材の内周面側に対する海水の流入出が自在に行えるようにしている。
【００２３】
一方で、各ガイド管部材６の下端側は、海底の地盤１まで達していて、この実施の形態においては、該地盤１の中間層１ｂを貫通し、さらには、より頑強な支持層１ｂにまで至っている。これにより、各ガイド管部材６が支持杭の役割を果たして、防波構造体２が安定的に地盤１上に固定されるようにしている。
この結果、波浪による波や津波、特に大きなエネルギーを有する津波が押し寄せ、該防波構造体２に外力を与えたとしても、この防波構造体２全体が転倒したり押し流されたりすることが防止される。なお、仮に波が防波装置自体を越えた場合において、その波が引く際にも、波が押し寄せた場合とは反対方向の大きな外力が防波構造体２に作用することが考えられるが、このような場合であっても、防波構造体２全体が転倒したり押し流されたりすることが防止される。
【００２４】
さらに、上記各ガイド管部材６は、その内周面６ｂ側に、該ガイド管部材６の自重を増加させるための充填材１１が、内周面６ｂ側全体に亘ってそれぞれ充填されていて、その自重によって防波構造体２をより安定的に海底の地盤１上に固定することができるようにしていると共に、ガイド管部材６自体の座屈等に対する強度を向上させている。なお、充填材１１としては、コンクリート、製鋼スラグ、高炉スラグ等が望ましい。
また、上記各ガイド管部材６としては、基端部に外方に張り出すフランジ状あるいは螺旋状の羽根が設けられた、いわゆる羽根付鋼管を用いることが好ましく、これにより、各ガイド管部材６の引抜き方向の力に対する抗力を確保することができるため、波浪や津波によって防波構造体２に作用する外力により確実に対抗することができる。
【００２５】
また、上記各浮上管部材３と対応する各ガイド管部材６との間には、これら浮上管部材３がガイド管部材６から離脱することを防止するストッパ部材１２がそれぞれ設けられている。
このストッパ部材１２は、浮上管部材３が海水により上昇した際に、ガイド管部材５から抜け出て脱落して流出するのを防ぐためのもので、例えば、図５に示すような、浮上管部材３の防波のための昇降を妨げず、且つガイド管部材６から離脱しない程度の長さのワイヤーにより、各浮上管部材３と対応する各ガイド管部材６とを相互に連結することができる。
なお、このストッパ部材１２としては、上記ワイヤー以外の任意のものを用いることができ、例えば、各浮上管部材の内周面側の下端部近傍と、各ガイド管部材の上端部近傍とに、抜け止め用の突起等を設け、それらの突起が相互に引っ掛ることによって浮上管部材がガイド管部材から離脱することを防止するようにしてもよい。
【００２６】
上記構成を有する防波装置は、波浪、津波時及びその収束後においては、次のように機能する。
平時、即ち、海面７が平常潮位である場合においては、図１〜図３に示すように浮上管部材３は、防波構造体から突出することなく、全体として収容孔５内に収容されている。
そして、波浪よる波や津波が発生し、その波が押し寄せて海面７が異常潮位となった場合には、図６に示すように、上記取水口８から海水を流入させて取込み、その取込んだ海水を、上記流通路４（この実施の形態の場合、上記各収容孔５の内周面５ａと各浮上管部材３の外周面３ｂとの間の隙間９、及び各収容孔５の底部５ｂと各浮上管部材３の下端部３ｃとの間の空間１０）を通じて、各浮上管部材３の下端側の開口３ｄから内周面３ａ側へと流入させる。
このとき、各浮上管部材３は、上端側が閉塞されているため、内周面３ａ側に流入した海水がこの閉塞部分に衝突するエネルギー（水圧）により効果的に上方に押し上げられ、さらには、海水によって各浮上管部材３に発生する浮力によっても浮上するため、波のエネルギーを有効に利用してきわめて迅速に上昇する。
なお、各浮上管部材３が上昇するに際しては、上記ストッパ部材によって、各浮上管部材がガイド管部材及び収容孔から抜け出ることがなく、また、完全に上昇した状態においては各浮上管部材の下端側及びその近傍部分は収容孔内に留められる。また、各浮上管部材３が完全に上昇しきった後の余剰となった海水は、上記収容孔５の内周面５ａと浮上管部材３の外周面３ｂとの間の隙間９を通って、該収容孔５の上端側の開口から放出される。
【００２７】
この結果、図６及び図７に示すように、各浮上管部材３は、上記収容孔５内を上記ガイド管部材６に沿って上昇して防波構造体２の上端側から迅速に突出し、該防波構造体２と共に波浪、津波を防波することとなる。これにより、波を防波する高さが平常時、つまり防波構造体自体の高さよりも増大するため、防波構造体の高さを越えるような高い波（特に高潮）や津波が押し寄せても確実にこれを防波することができる。
【００２８】
一方、波が引いて平常潮位に戻る場合には、図８に示すように、潮位に応じて各浮上管部材３の内周面３ａ側の海水は流通路４に徐々に流出し、該流通路５を通じて取水口８から排出される。なお、海水の一部は、収容孔５の内周面５ａと浮上管部材３の外周面３ｂとの間の隙間９を通って、該収容孔５の上端側の開口からも排出される。
そして、各浮上管部材３は、自重との関係でガイド管部材６に沿って収容孔５内を次第に下降し、最終的には、下端部から上端部に亘って完全に収容孔５内に収容されることとなる。
これにより、浮上管部材３は平時の位置に復帰し、防波装置全体として、周囲の景観を損なわない状態に戻る。
【００２９】
このように、上記構成を有する防波装置は、波浪、津波時には、防波する各浮上管部材３を、取水口８及び流通路４を通じて該浮上管部材３の内周面３ａ側に流入させた海水の水圧と、この浮上管部材３に発生する浮力を利用して防波構造体２の上端側から速やかに突出させる一方、波が引いた際には、各浮上管部材３の内周面３ａ側の海水を流通路４を通じて取水口８から流出させて、収容孔５内に下降させる構成であるため、無電源で迅速に機能して防波と平時状態への復帰を行うことができる。
また、各ガイド管部材６は、上記防波構造体２を鉛直方向に貫通し、収容孔５内に位置する上部側（ガイド部６ａ）において上記浮上管部材３の昇降を安定的にガイドする一方で、下端側が海底の地盤１の支持層１ａまで打ち込まれているため、押し寄せる波の外力及び波が引く際の外力にも耐えて、防波装置全体が押し倒されたり、押し流されたりすることが防止される。
【００３０】
上記第１の実施の形態においては、ガイド管部材が浮上管部材の内周面側に挿入された構成となっているが、次に述べる第２の実施の形態においては、浮上管部材がガイド管部材の内周面に挿入された構成となっている。
即ち、図９〜図１１は、本発明に係る防波装置の第２の実施の形態を示すもので、この第２の実施の形態の防波装置は、上記第１の実施の形態と同様に、海底の地盤上に固定的に配設された防波構造体２と、波浪、津波の際に該防波構造体２の上端側から突出して防波する複数の浮上管部材１３と、海水を各浮上管部材１３の下端側を通してこれらの浮上管部材１３の内周面１３ａ側にそれぞれ流入出させる流通路１４とを有している。さらに、上記防波構造体２に上下方向（この実施の形態の場合は鉛直方向）に穿設されて、該浮上管部材１３を防波構造体２の上端側から出没自在となるように収容する収容孔１５と、上記各浮上管部材１３の昇降をそれぞれ個別にガイドする複数のガイド管部材１６と、該防波構造体２の沖側に開設された、海水の取込み及び排出を行う取水口８を備えている。
【００３１】
なお、上記浮上管部材１３及びガイド管部材１６、並びに流通路１４、収容孔１５以外の構成は、実質的に上記第１の実施の形態と同様の構成であり、また同様の作用効果を奏するため、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３２】
上記各ガイド管部材１６は、外周径が上記収容孔１５の内周径と略同径に形成された円筒状に形成されたもので、内周面１６ａ側に上記浮上管部材１３が収容されている。
また、各ガイド管部材１６は各収容孔１５内に収容されていて、ガイド管部材１６の外周面１６ｂと該ガイド管部材１６が収容されている収容孔１５の内周面とが相互に当接した状態に保持されている。
【００３３】
さらに、各ガイド管部材１６は、その内周面１６ａ側における収容孔１５の底部に相当する高さにまで、各ガイド管部材１６の自重を増加させるコンクリート等の充填材１７が充填されていて、この該充填材１７が充填されていない部分の空間が、上記浮上管部材が収容し且つ該浮上管部材が昇降のガイドに供される収容部１６ｃとなっている。なお、各ガイド管部材１６に充填された充填材の上端部分は、略水平の平坦面１７ａがそれぞれ形成されている。
また、各ガイド管部材１６の浮上管部材１３を収容する高さにおける、上記取水口８に臨む周面には、該ガイド管部材１６の内周面１６ａと外周面１６ｂとの間を貫通して、該ガイド管部材１６の外周面１６ｂ側から内周面１６ａ側に向けて海水の流入させる一方で、内周面１６ａ側から外周面１６ｂ側に向けて海水を流出させる流通孔１８が設けられている。
【００３４】
上記各浮上管部材１３は、鋼管等により形成され、下端側が鋼板等により気密に閉塞されていると共に上端側が開放された、上下方向に延びる円筒状のもので、外周径が上記ガイド管部材１６の内周径よりも小径に形成され、上記各ガイド管部材１６における充填材１７が充填されていない内周面１６ａ側、つまり収容部１６ｃ内に昇降自在に個別に挿入されている。したがって、各浮上管部材１３は、各ガイド管部材１６を介して、防波構造体２の上端側から出没自在となるように上記収容孔１５に収容されていることとなる。さらに、各浮上管部材１３が昇降する際には、これらの浮上管部材１３の外周面が、ガイド管部材１６の内周面１６ａによってガイドされて、安定的な昇降が図られることなる。
また、上記各浮上管部材１３の外周径は、各浮上管部材１３の外周面１３ｂと上記ガイド管部材１６の内周面１６ａとの間に、海水が流入出することが可能な隙間１９が形成される程度の大きさとなっている。
【００３５】
また、各浮上管部材１３の下端部１３ｃと、各ガイド管部材１６内における充填材１７の上端側の平坦面１７ａとの間には、浮上管部材１３がガイド管部材１６内において最も下降した状態において、該浮上管部材の下端部１３ｃと充填材１７の上端側の平坦面１７ａとの間に、浮上管部材３の内周面１３ａ側に対する海水の流出入を安定的且つ確実に行わせるための、海水流通用の空間２０が形成されている。
この海水流通用の空間２０を形成するにあたっては、例えば、上記充填材１７ａの上端側の平坦面１７ａ上に浮上管部材１３の下端部１３ｃの一部が当接するスペーサ１７ｂを設けて、浮上管部材１３の下端部１３ｃと充填材１７の平坦面１７ａとの間にこの空間２０ができるようにする等、任意の手段を用いることができる。
【００３６】
上記流通路１４は、この実施の形態においては、上記各ガイド管部材１６の流通孔１８、及び各ガイド管部材１６の内周面１６ａと収容されている浮上管部材１３の外周面１３ｂとの間の隙間１９、さらには各浮上管部材１３の下端部１３ｃ側に設けられた海水流通用の空間２０で構成されている。
したがって、図１１に示すように、海面が異常潮位となった場合に上記取水口８から取込まれた海水は、各ガイド管部材１６の流通孔１８から各ガイド管部材１６の内周面１６ａ側に流入し、さらに該ガイド管部材１６の内周面１６ａと浮上管部材１３の外周面１３ｂとの間の隙間１９を通って海水流通用の空間２０に至る。これにより、該空間２０内の海水が各浮上管部材１３の下端側の閉塞された下端部１３ｃに衝突し、各浮上管部材１３は、その海水によるエネルギー（水圧）により効果的に上方に押し上げられ、さらには、該海水によって各浮上管部材３に発生する浮力によっても浮上するため、これらの各浮上管部材１３は上記各ガイド管部材１６内をそれぞれ上昇することとなる。
逆に、海面の潮位が下がった場合、海水流通用の空間２０内の海水は、該空間２０から上該ガイド管部材１６の内周面１６ａと浮上管部材１３の外周面１３ｂとの間の隙間１９を通り、流通孔１８から各ガイド管部材１６の外周面１６ｂ側に流出して、取水口８からそれぞれ排出され、これにより、各浮上管部材１３は各ガイド管部材１６内をそれぞれ下降することとなる。
なお、各浮上管部材１３の上昇に際して余剰となった海水や、各浮上管部材１３の下降時において浮上管部材１３の内周面１３ａ側から流出する海水の一部は、上記ガイド管部材１６の内周面１６ａと浮上管部材１３の外周面１３ｂとの間の隙間１９を通って、ガイド管部材１６の上端側の開口、延いては収容孔１５の上端側の開口から放出される。
【００３７】
上記構成を有する第２の実施の形態の防波装置は、基本的に上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができるが、上記第１実施の形態に比べて、ガイド管部材１６の径を大きくすることができるため、ガイド管の板厚が同一であれば、該ガイド管部材の強度を高め、防波構造材２の固定をより強固に行うことができ、これにより、押し寄せる波の外力及び波が引く際の外力に対する耐力を増加させることできる。
【００３８】
上記第２の実施の形態においては、ガイド管部材の外周径と収容孔の内周径をほぼ同じとし、これらガイド管部材の外周面と収容孔の内周面とが当接した構成となっているが、ガイド管部材の外周径は収容孔の内周径よりも小径であってもよく、ガイド管部材の外周面と収容孔の内周面との間に隙間が形成されるようにしてもよい。その場合には、流通孔は、取水口とガイド管部材の流通孔との間に、ガイド管部材の外周面と収容孔の内周面との間の隙間が加わる構成となる。
なお、第２の実施の形態においては、上記浮上管部材１３は、下端側が気密に閉塞され、上端側が開口した構成となっているが、この実施の形態における浮上管部材は、下端側だけでなく上端側も気密に閉塞された構成としてもよく、あるいは上端側が閉塞されて下端側が開口した構成であってもよい。
【００３９】
図１２及び図１３は本発明に係る防波装置の第３の実施の形態を示すもので、この実施の形態の防波装置は、上記第１の実施の形態とは、取水口の構成が異なっていると共に、一部の浮上管部材に対する海水の取水を、防波構造体よりも沖側で行う構成となっている。
即ち、この第３の実施の形態の防波装置は、防波構造体２に開設された取水口２１が、各浮上管部材３毎に独立した状態で複数設けられていて、各取水口２１は、対応する１本の浮上管部材３に対して個別に海水の取水と排出を行う構成となっている。したがって、これらの取水口２１は浮上管部材３と同数開設されていることになる。
また、流通路２２については、各浮上管部材３と対応する取水口２１との間にそれぞれ設けられた構成となっている。なお、各流通路２２の構成については、１本の浮上管部材３に対して個別に海水の取水と排出を行う取水口２１と連通している点以外は、基本的に上記第１の実施の形態の流通路と実質的に同じ構成であり、同様の作用効果を奏する。
【００４０】
さらに、上記複数の取水口２２のうちの少なくとも１つについては、防波構造体２よりも沖方向に延設された筒状の取水管２３が連結されている。図１３に示すように、この実施の形態については、取水管２３が連結されている取水口と連結されていない取水口とが交互に位置するようにしている。
上記取水管２３は、先端側（沖側）の開口部２３ａから波浪、津波の際に海水を取込み、その海水を上記流通路２２に流入させるもので、基端側が取水口２１に気密に連結されている。
この実施の形態においては、上記取水管２３は、基端側近傍の部分は防波構造体２の沖側の面に沿わせ、その他の部分は海底の地盤１に沿って沖側まで延設させたものとなっている。
また、この取水管２３の中には、常時海水が充填されており、取水口近傍の防波構造体２の沖側の面に沿わせている部分については、少なくとも通常潮位の海面と同程度の高さまで海水が満たされている。これにより、波浪、津波の際に取水管２３の開口部２３ａから流入した海水が、既に取水管２３内にある海水を取水口方向に押出すため、波のエネルギーを早期に浮上管部材３に伝達することが可能となる。
【００４１】
ここで、この取水管２３を設けたのは、波浪、津波の際、その波が防波構造体２に到達する前に事前に浮上管部材３の一部を上昇させて、波に対する早期の対応を実現するためである。
波浪による波や津波は比較的に速度が速く、波が防波構造体に到達した時点で浮上管部材を上昇させた場合には、上昇までの時間的な余裕を確保できずに十分な防波効果が得られない可能性がないとはいえない。
そこで、押し寄せる波のエネルギーを利用して、防波構造体よりも十分に沖側の位置で事前に海水を取込んで、そのエネルギーを早期に浮上管部材に伝達させ、波が防波構造体に到達する前に、一部の浮上管部材だけでも上昇させて防波態勢を取らせ、被害を最小限に抑えることができるようにしている。
【００４２】
なお、上記取水口２１、流通路２２、取水管２３以外の構成は、実質的に上記第１の実施の形態と同様の構成であり、また同様の作用効果を奏するため、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４３】
上記構成を有する第３の実施の形態の防波装置は、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができるが、上述のように、沖側に延設された取水管２３を設けたことにより、波浪による波及び津波が防波構造体に到達する前に事前に海水を取込んで、早期に浮上管部材３を上昇させることができるため、防波態勢を早期に確立することできるという利点がある。
【００４４】
なお、上記第３の実施の形態においては、第１の実施の形態の構成を基礎として、ガイド管部材６の上部側が浮上管部材３の内周面３ａ側に挿入された構成となっているが、第２の実施の形態の構成を基礎とした、浮上管部材がガイド管部材の内周面側に挿入された構成を用いてもよい。
【００４５】
図１４〜図１８は、本発明の防波装置の第４の実施の形態を示すもので、この第４の実施の形態の防波装置は、複数の浮上管部材２４を備えていて、隣接する浮上管部材２４，２４の間の空間に、これらの浮上管部材２４と同期して防波構造体２の上端側から出没する防波用の板状部材２５が配設された構成となっている。
上記各浮上管部材２４は、予め定められた一定の間隔、即ち、設置すべき上記板状部材２５の横幅と同等の間隔を空けて防波構造体２の長手方向にそれぞれ並設されている。なお、これらの各浮上管部材２４自体の構成は、基本的に上記第１の実施の形態と同じであるため、詳細な説明は省略する。
【００４６】
また、防波構造体２に穿設された収容孔２６は、各浮上管部材２４の配置に適合する間隔に配設された、各浮上管部材２４を個別に収容する浮上管部材用の収容部２６ａと、隣接する浮上管部材用の収容部２６ａ，２６ａの間に設けられて、隣接する浮上管部材２４，２４の間に配設されている上記板状部材２５を収容するための板状部材用の収容部２６ｂとを備えている。したがって、この収容孔２６は、各浮上管部材用の収容部２６ａが、板状部材用の収容部２６ｂを介して一連に連通した構成となっている。
【００４７】
さらに、この実施の形態においては、防波構造体２に開設された取水口２７は、浮上管部材２４と同数、相互に独立した状態で設けられていて、これにより、基本的に、各取水口２７が、対応する１本の浮上管部材２４に対して海水の取水と排出を行う構成となっている。
また、各浮上管部材２４と対応する取水口２７との間には流通路２８がそれぞれ設けられている。なお、各流通路２４の構成については、１本の浮上管部材２４に対して個別に海水の取水と排出を行う取水口２７と連通している点以外は、基本的に上記第１の実施の形態の流通路と実質的に同じ構成であり、同様の作用効果を奏する。
【００４８】
上記板状部材２５は、例えば鋼製の矢板や鋼板等により形成された、上記浮上管部材２４の軸線方向長さとほぼ同じ高さを有し、且つ防波構造体２の長手方向に延びる板体状のもので、隣接する浮上管部材２４，２４の間において、これら浮上管部材２４，２４と共に波浪による波や津波を防波するものである。
この実施の形態においては、隣接する浮上管部材２４，２４の間に１枚の矢板からなる板状部材２５を配設し、該板状部材２５の両端面を対向する浮上管部材２４の外周面に剛接合した構成となっている。また、各板状部材２５は、図１５及び図１６に示すように、平面視において、各浮上管部材２４を挟んで相対する位置（平面視において、各浮上管部材２４の軸線を中心として１８０°をなす位置）にそれぞれ配設され、各端部が浮上管部材２４にそれぞれ位置不動に固定されている。
これにより、各浮上管部材２４は、板状部材２５を介して全体として一連に連結された構成となり、したがって、波浪による波や津波が押し寄せてきた場合には、図１７に示すように、すべての浮上管部材２４及び板体部材２５が同期して一斉に上昇して、防波構造体２の上端側から突出し、これらのすべての浮上管部材２４及び板体部材２５の全体で波を防波する。一方、波が引いた場合には、これらの浮上管部材２４及び板体部材２５が同期して一斉に下降し、上記収容孔２６に収容されることとなる。
【００４９】
なお、浮上管部材２４、板状部材２５、収容孔２６、取水口２７、流通路２８以外の構成については、実質的に上記第１の実施の形態と同様の構成であり、また同様の作用効果を奏するため、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５０】
上記構成を有する第４の実施の形態の防波装置は、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができるが、隣接する浮上管部材２４，２４の間に板状部材２５を設けたことにより、第１に実施の形態の構成に比べて、浮上管部材間の間隔を大きくとって防波構造体に配設する浮上管部材の数を減らすことができるため、それに伴って収容孔やガイド管部材の数を減らすことができ、これによって防波装置としての設置の手間やコストの低減を図ることが可能となる。
【００５１】
上記第４の実施の形態においては、隣接する浮上管部材２４，２４の間に１枚の板状部材２５を配設し、該板状部材２５の両端面を対向する浮上管部材２４の外周面に剛接合した構成となっているが、図１９に示すように、各浮上管部材の外周面における防波構造体の長手方向に沿う両側に、隣接する浮上管部材との間隔の約半分の幅の一対の板状部材２９，２９をそれぞれ剛接合して、各浮上管部材を板状部材で連結することなく独立して昇降させるようにしてもよい。
この場合においては、上記第１の実施の形態と同様に、各浮上管部材はそれぞれ独立して昇降するため、各浮上管部材に配設された一対の板状部材は、他の浮上管部材の板状部材の動きに干渉されることなく、その接合された浮上管部材と共に昇降することとなる。
なお、各板状部材は、仮に浮上管部材が軸線周りに回転しようとした場合であっても、板状部材の下端側の一部が収容孔の板状部材用の収容部に引っ掛るため、浮上管部材の回転及びそれに伴う板状部材の回転は抑止される。
なお、図１９に係る防波装置の構成は、板状部材２９以外は上記第４の実施の形態と同様の構成であるため、該第４の実施の形態と同様の符号を付している。
【００５２】
さらに、上記第４の実施の形態においては、第１の実施の形態の構成を基礎として、ガイド管部材６の上部側が浮上管部材２４の内周面側に挿入された構成となっているが、第２の実施の形態の構成を基礎とした、浮上管部材がガイド管部材の内周面側に挿入されている構成を用いてもよい。ただし、この場合は、ガイド管部材に板状部材が所工事材に挿入される溝等を設ける必要がある。
【００５３】
また、上記第４の実施の形態においても、上述した第３の実施の形態のように、上記防波構造体２の取水口２７の少なくとも１つに、該防波構造体２よりも沖方向に延設され、先端側の開口部から波浪、津波の際に事前に海水を取込んで上記流通路に流入させる取水管を連結することができる。
特に上記第４の実施の形態の場合は、隣接する浮上管部材の対向する板状部材同士が剛接合されているため、波浪、津波の際に、取水管の開口部から海水を取込んだ場合には、そのエネルギーによってすべての浮上管部材及び板状部材を同時に上昇させることができる。したがって、防波装置全体として早期に防波態勢を整えることができる上、高い防波効果を発揮することができるため、上記第４の実施の形態の構成に上記取水管の設置することは、波浪、津波対策としては非常に効果的である。
なお、上記第４の実施の形態の構成のように隣接する浮上管部材の対向する板状部材同士が剛接合されている場合、浮上管部材及び板状部材の自重により、これらの浮上管部材及び板状部材の上昇には大きなエネルギーが必要となるため、取水管は浮上管部材及び板状部材の数に応じて複数個設けることが望ましい。ただし、取水管からの海水によってこれらの浮上管部材及び板状部材が完全に上昇しきらなかった場合であっても、波浪による波や津波が防波構造体に押し寄せた際に取水口から海水が直接取込まれて、早期に完全な上昇状態とすることが可能であるため、これらの浮上管部材及び板状部材が全く上昇していない場合に比べ、防波態勢を整えることができる。
【００５４】
さらに、上記第１〜第４の実施の形態の防波装置は、防波構造体を海底の地盤上に新たに設置することによって構築してもよいが、この防波構造体として既存のコンクリート製の防波堤を利用して構築してもよい。
このような既存の防波堤を利用して防波装置を構築するに際しては、既存の防波堤に対して収容孔を上下方向に形成すると共に、該収容孔からガイド管部材を海底の地盤、さらに好ましくは支持層に至るまで上下方向に打ち込み、さらに該防波堤の沖側に取水口を開設する。
ここで、上記収容孔の形成とガイド管部材の打ち込みに際しては、例えば図２０に示すように、ガイド管部材の下端側を、必要な収容孔の内周径と同程度の外周径となるよう厚肉にするなどして拡径すると共に、該ガイド管部材６（１６）の拡径した下端部に、コンクリート掘削用のビット３０を取付けた上で、このガイド管部材を、既存の防波堤の上端面から下方向に向けて、回転させながら圧入、掘削して支持層まで打ち込む方法を用いることができる。この場合には、収容孔の形成とガイド管部材の打ち込みを同時に行うことができるため、防波装置の構築を効率良く行うことができる。
あるいは、ガイド管部材の下端側を拡径することなく、下端側にコンクリート掘削用のビットを取付けて、このガイド管部材を既存の防波堤の上端面から下方向に向けて掘削して海底の地盤あるいはその支持層まで打ち込んだ後、内周径がガイド管部材の外周径よりも大径で且つ必要な収容孔の内周径と同等の外周径を有し、先端部に上記コンクリート掘削用のビットを取付けた鋼管によりガイド管部材の周囲を掘削することにより収容孔を形成するようにしてもよい。
【００５５】
上記第１〜第４の実施の形態においては、浮上管部材及びガイド管部材を円筒状のものとしているが、これらの浮上管部材及びガイド管部材は、必ずしも円筒状である必要はなく、角筒状等、任意の断面形状を有する筒状とすることができる。
また、上記第１及び第３、第４の実施の形態においては各浮上管部材の上端側を閉塞し、第２の実施の形態においては各浮上管部材の下端側を閉塞しているが、各浮上管部材は必ずしも上端側あるいは下端側を閉塞する必要はなく、上下端側がいずれも開口した単純な筒状であってもよい。ただし、上記第１〜第４の実施に形態のように、浮上管部材の上端側や下端側を閉塞した方が、上昇に際して海水のエネルギーをきわめて効果的に利用することができることはもちろんである。
さらに、上記第１〜４の実施の形態においては、収容孔を鉛直方向に穿設すると共に、ガイド管部材を防波構造体の鉛直方向に貫通させたものとなっているが、収容孔は必ずしも鉛直方向に穿設したものである必要はなく、収容孔を防波構造体に傾いた状態で上下方向に穿設すると共に、ガイド管部材を該収容孔の傾いた穿設方向に合わせて防波構造体の上下方向に貫通させた構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１： 海底の地盤
２： 防波構造体
３，１３，２４： 浮上管部材
４，１４，２２，２８： 流通路
５，２６： 収容孔
６，１６： ガイド管部材
７： 海面
８，２１，２７： 取水口
１１： 充填材
１２： ストッパ部材
２３： 取水管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波浪や津波の波が押し寄せた際に、電源を必要とすることなく機能してその波を防波する防波装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、台風や発達した低気圧等による波浪（高潮含む）、あるいは地震による津波が懸念される地域では、これらの波浪や津波の防波対策として、護岸の改良が急務となっている。
このような波浪や津波による被害を防止するための対策としては、防波堤の高さを高くして、波が陸側に流入するのを防ぐことが考えられるが、いつ発生するか分からず、また発生確率も低い津波や、高潮等の波浪による異常潮位に対応するために防波堤を高くすると、設置費用が莫大となるだけでなく、景観を著しく害するという大きな欠点がある。
【０００３】
この欠点を解消すべく、例えば特許文献１に示すように、波浪や津波が押し寄せた際に、これらの波を防波する浮上用鋼管を浮上させる可動式の防波堤が開発されており、この特許文献１の防波堤によれば、平時においては、浮上用鋼管は地中内の鞘管内に収容され、必要に応じて上昇して防波する構成であるため、景観を害するという問題が解消される。
しかしながら、この特許文献１のものは、浮上用鋼管を上昇させるためにコンプレッサ等の電気機器を使用する必要があるため、例えば地震等によって電源を喪失した場合には、浮上用鋼管を上昇させることができず、波を防波することができないという問題がある。
【０００４】
一方で、特許文献２のように、波浪や津波が押し寄せてきた際に、無電源で防波用のフロートを上昇させる可動式防波堤も公知となっている。
この特許文献２のものは、押し寄せてきた波によって護岸外壁を越えた海水を、上記フロートが収容されている矩形空間内に、該矩形空間の上端側の開口から流入させ、この矩形空間内に溜まった海水によってフロートに発生する浮力により該フロートを上昇させる構成となっている。
しかしながら、この特許文献２の場合、矩形空間内に溜まった海水によってフロートに発生する浮力のみによって該フロートを上昇させるものであるため、急激に波が押し寄せてきた場合には、海水が矩形空間に溜まる時間的な余裕がない場合も想定されるため、フロートが上昇しきれずに防波できない可能性がある。
また、波が去った後については、矩形空間内の海水をポンプ等で排水してフロートを下降させる必要があるため、電源を喪失した場合には、フロートを下げることができないという問題がある。
さらに、津波の場合においては、押し寄せる波が有するエネルギーは凄まじいが、この津波のエネルギーに起因する外力がこの特許文献２に係る可動式防波堤に作用した場合には、防波堤全体が押し倒される可能性がある。また、仮に押し寄せる津波によって押し倒されなかったとして、津波が引く際に作用する反対方向の大きな外力によって、押し倒される可能性があり、津波への対策が万全とはいえない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２８１１２８号公報
【特許文献２】特開２００６−７０５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の技術的課題は、波浪や津波の波が押し寄せた際に、電源を必要とすることなく迅速に機能してその波を防波すると共に、波が引いた場合には速やかに平時の状態に復帰することができる、平時において周囲の景観を害することのない防波装置を提供することにある。
また、本発明の他の技術的課題は、押し寄せる波の外力及び波が引く際の外力によって、押し倒されることのない防波装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の防波装置は、波浪、津波を防波する防波装置であって、海底の地盤上に固定的に配設された防波構造体と、筒状に形成されて、波浪、津波の際に該防波構造体の上端側から突出して防波する複数の浮上管部材と、海水を各浮上管部材の下端側にそれぞれ流入出させる流通路と、上記防波構造体に上下方向に穿設されて、各浮上管部材を防波構造体の上端側から出没自在に収容する、上端側が開口する収容孔と、上記防波構造体に上下方向に穿設されて、上部側が該収容孔内に配設されて、上記各浮上管部材の昇降をそれぞれ個別にガイドする、上下方向に延びる筒状に形成された複数のガイド管部材とを有し、上記防波構造体は、該防波構造体の沖側に開設され、海水を取込んで上記流通路に流入させる一方、該流通路から流出される海水を海に排出する取水口を備え、上記各浮上管部材は、上記流通路を通じて各浮上管部材の下端側に流入させた海水による水圧及びこの浮上管部材に発生する浮力により、該収容孔内を上記ガイド管部材に沿って上昇して防波構造体の上端側から突出し、波浪、津波を防波すると共に、各浮上管部材の下端側の海水を流通路を通じて流出させることにより収容孔内をガイド管部材に沿って下降して該収容孔内に収容される構成であり、上記各ガイド管部材は、上記防波構造体を上下方向に貫通し、上部側において上記浮上管部材の昇降をガイドすると共に、下端側が海底の地盤まで打ち込まれていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明においては、上記浮上管部材は、その内周面側に上記各ガイド管部材がそれぞれ挿入されていて、該浮上管部材の内周面がガイド管部材の外周面に沿ってガイドされる構成であるものとすることができる。
あるいは、上記各浮上管部材は、上記各ガイド管部材の内周側に昇降自在にそれぞれ個別に配設されていて、該浮上管部材の外周面がガイド管部材の内周面に沿ってガイドされる構成である共に、上記ガイド管部材は、周面に、該ガイド管部材の内周面側に対して海水を流入出させる流通孔を備えているものとすることができる。
【０００９】
また、本発明においては、上記ガイド管部材の内周面側に、ガイド管部材の自重を増加させるための充填材が充填されているものとすることができる。
【００１０】
さらに、本発明においては、上記防波構造体の取水口に、該防波構造体よりも沖方向に延設され、先端側の開口部から波浪、津波の際に事前に海水を取込んで上記流通路に流入させる取水管が連結されているものとすることができる。
【００１１】
また、本発明においては、上記浮上管部材は、一定の間隔を空けて防波構造体の長手方向に並設されていて、隣接する浮上管部材の間の空間に、これらの浮上管部材と同期して防波構造体の上端側から出没する、防波用の板状部材が配設されているものとすることができる。
【００１２】
さらに、本発明においては、上記各浮上管部材と、対応する各ガイド管部材との間に、これら浮上管部材がガイド管部材から離脱することを防止するストッパ部材が設けられているものとすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、波浪、津波に際しては、防波する各浮上管部材が、取水口及び流通路を通じて該浮上管部材の下端側に流入させた海水の水圧と、この浮上管部材に発生する浮力によって、収容孔内を上記ガイド管部材に沿って上昇して防波構造体の上端側から速やかに突出し、波が引いた際には、各浮上管部材の内周面側の海水が流通路を通じて取水口から流出させることにより収容孔内をガイド管部材に沿って下降して該収容孔内に収容される構成であるため、無電源で迅速に機能して防波、及び景観を損なわない平時位置への復帰を行うことができる。
また、浮上管部材をガイドする各ガイド管部材は、上記防波構造体を上下方向に貫通し、上部側において上記浮上管部材の昇降をガイドする一方で、下端側が海底の地盤の支持層まで打ち込まれているため、押し寄せる波の外力及び波が引く際の外力にも耐えて、防波装置全体が押し倒されることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る防波装置の第１の実施の形態を模式的に示す斜視図である。ただし、浮上管部材が下降した平時の状態を示している。
【図２】同断面図である。
【図３】同一部破断要部正面図である。
【図４】同要部平面図である。
【図５】ストッパ部材の一例を模式的に示す斜視図である。
【図６】本発明に係る防波装置の第１の実施の形態において、浮上管部材が上昇した状態を模式的に示す断面図である。
【図７】同斜視図である。
【図８】本発明に係る防波装置の第１の実施の形態において、浮上管部材が下降する状態を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明に係る防波装置の第２の実施の形態を模式的に示す断面図である。ただし、浮上管部材が下降した平時の状態を示している。
【図１０】同要部平面図である。
【図１１】本発明に係る防波装置の第２の実施の形態において、浮上管部材が上昇した状態を模式的に示す断面図である。
【図１２】本発明に係る防波装置の第３の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【図１３】同要部正面図である。
【図１４】本発明に係る防波装置の第４の実施の形態を模式的に示す一部破断要部正面図断面図である。ただし、浮上管部材及び板状部材が下降した平時の状態を示している。
【図１５】同要部平面図である。
【図１６】同斜視図である。ただし、海面は省略している。
【図１７】本発明に係る防波装置の第４の実施の形態において、浮上管部材及び板状部材が上昇した状態を模式的に示す正面図である。
【図１８】同斜視図である。ただし、海面は省略している。
【図１９】異なる形状の板状部材を用いた状態を模式的に示す要部平面図である。
【図２０】本発明に係る防波装置の構築に際して使用するガイド管部材において、該ガイド管部材の先端にビットを設けた状態を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図８は、本発明に係る防波装置の第１の実施の形態を示すもので、波浪、特に高潮時の波や津波を防波するものである。
即ち、この実施の第１の形態の防波装置は、海底の地盤１上に固定的に配設された防波構造体２と、波浪、津波の際に該防波構造体２の上端側から突出して防波する複数の浮上管部材３と、海水を各浮上管部材３の下端側を通してこれらの浮上管部材３の内周面３ａ側にそれぞれ流入出させる流通路４とを備えている。さらに、上記防波構造体２に鉛直方向に穿設されて、上記浮上管部材３を防波構造体２の上端側から出没自在となるように収容する収容孔５と、上記各浮上管部材３の昇降をそれぞれ個別にガイドする複数のガイド管部材６を備えている。
【００１６】
上記防波構造体２は、通常の防波堤と同様の機能を有するコンクリート製のもので、基端側が海底の地盤１上に載置されていると共に、上端側は、海面７の平常潮位（波浪による波や津波がない平時の潮位）時において、海上に突出している。
この防波堤構造体２は、上端側に、長手方向に延びる平坦面２ａが形成されていて、該平坦面２ａに上記収容孔５が開設されている。
【００１７】
また、上記防波構造体２には、その沖側の面に、海水の取込み及び排出を行う取水口８が開設されている。
この取水口８は、波浪、津波の際に、海水を取込んで上記流通路４に流入させる一方、波が引いた際には、該流通路４から流出される海水を海に排出するものであり、上記防波構造体２における、海面７の平常潮位よりも上方に設けられている。したがって、この取水口８は、波浪による波や津波が発生して潮位が上昇し、該取水口８の下端側の高さよりも高い異常潮位となった場合にのみ海水が流入し、また潮位が下がって異常潮位を脱した際には取込んだ海水を排出することができるようになっている。
この実施の形態においては、上記取水口８は、防波構造体２の長手方向、つまり上記各浮上管部材３及び収容孔５がそれぞれ並設されている方向に向けて、防波構造体２のほぼ全長に亘って延びる単一の略矩形状に形成されていて、この構成の取水口８から各浮上管部材３へ送る海水を一括して取込み、また、各浮上管部材３からの海水を一括して排出する構成となっている。
【００１８】
上記各浮上管部材３は、上端側が閉塞された鉛直方向に延びる円筒状のもので、鋼管等の上端側の開口を鋼板等で気密に閉塞することにより形成されている。これら浮上管部材３は、波浪による波や津波が押し寄せた場合には、上記取水口８から取込んだ海水を流通路４を通して内周面３ａ側に流入させることにより上記収容孔５を上昇して、防波構造体２の上端から突出する一方で、波が引いた場合には取水口８から流通路４を介して海水を排出させることにより収容孔５を下降し、該収容孔５内に収容されるものである。
この実施の形態においては、これらの各浮上管部材３は、上記防波構造体２の長手方向に、相互に等間隔且つ直線状に並設されていると共に、その軸線方向長さが、想定される波浪や津波の高さに応じて、上記防波構造体２の高さを考慮した長さ設定されていて、波が押し寄せた際には防波構造体２と共に波を防波できるようになっている。
なお、この実施の形態においては、各浮上管部材３は、いずれも同形同大に形成されている。
【００１９】
上記収容孔５は、上端側、即ち上記防波構造体２の上端側の平坦面２ａに開口させたもので、上記各浮上管部材３を個別に収容するように、これら浮上管部材と同数の収容孔５が防波構造体２の長手方向に直線状に並設されている。
これらの各収容孔５は、上記浮上管部材３の外周径よりも大径の内周径を有した平面視略円形状に形成されていて、これらの収容孔５の内周面５ａと、収容されている浮上管部材３の外周面３ｂとの間に海水が流入することができる程度の隙間が形成されるようになっている。
また、各収容孔５は、上記浮上管部材３の軸線方向長さよりも深く形成されていて、平時（平常潮位時）においては各浮上管部材３を、下端側から上端側に亘って完全に収容することが可能となっている。
なお、これらの各収容孔５は、隣接するもの同士が、最も近接する位置において相互に連通していても良く、また連通することなく独立したものであってもよい。また、これらの収容孔５は、隣接するものとの間の間隔が小さい方が好ましく、これにより、上記各浮上管部材３の間隔を狭めて可及的に密集させて、これらの浮上管部材３全体による防波効果の向上を図ることができる。
【００２０】
上記流通路４は、上記取水口８と各浮上管部材３の下端側とを常時連通させるものである。
これにより、この実施の形態においては、各浮上管部材３の下端側を通じ、取水口８から取込んだ海水を上記浮上管部材３の内周面３ａ側に流入させて該浮上管部材３の上昇に供させる一方で、浮上管部材３の内周面３ａ側の海水を取水口８に向けて流出させて該浮上管部材３の下降に供させることが可能となっている。
この実施の形態の場合、上記流通路４は、上記各収容孔５の内周面５ａと各浮上管部材３の外周面３ｂとの間の隙間、及び各収容孔５の底部５ｂと各浮上管部材３の下端部３ｃとの間の空間により形成されている。
したがって、上記取水口８から取込まれた海水は、上記各収容孔５の内周面５ａと各浮上管部材３の外周面３ｂとの間の隙間９を通って、各収容孔５の底部５ｂと各浮上管部材３の下端部３ｃとの間の空間１０に至り、該空間１０から各浮上管部材３の下端側の開口３ｄから内周面３ａ側へと流入することとなる。逆に、各浮上管部材３の内周面３ａ側の海水が排出される場合、該海水は各浮上管部材３の下端側の開口３ｄから、各収容孔５の底部５ｂと各浮上管部材３の下端部３ｃとの間の空間１０に流出し、上記各収容孔５の内周面５ａと各浮上管部材３の外周面３ｂとの間の隙間９を通って取水口８から排出される。
【００２１】
上記各ガイド管部材６は、上部側が該収容孔５内に収容された状態で配設され、さらに、該収容孔５の底部５ｂから上記防波構造体２を鉛直方向に貫通して、下端側が海底の地盤１まで打ち込まれたものである。
これらの各ガイド管部材６は、上記浮上管部材３の内周径よりも小径の外周径を有する鋼管等の円筒状のものであり、上記収容孔５内に位置する上部側の部分は、その収容孔内に位置する浮上管部材の内周面側に挿入されて、浮上管部材の昇降を鉛直方向にガイドするガイド部６ａとなっている。これにより、各ガイド管部材６のガイド部６ａが、その外周面に沿って、挿入されている浮上管部材３の内周面３ａをガイドし、収容孔５内における浮上管部材３の昇降を安定的に行わせるようにしている。
【００２２】
また、上記各ガイド管部材６における上記収容孔５内に位置する部分、つまりガイド部６ａの軸線方向長さは、平時において上記各浮上管部材３の上端部が収容孔５から突出しない範囲内で、各浮上管部材３の内周面３ａ側の軸線方向長さよりも長く設定されている。これにより、浮上管部材３の下端部３ｃと収容孔５の底部５ｂとの間に常に空間１０が形成されて、上述のように、この空間１０を流通路の一部として浮上管部材３の内周面３ａ側に対する海水の流入出を確実に行えるようにしている。
さらに、上記各ガイド管部材の外周径は、各ガイド管部材の外周面と、挿入している浮上管部材の内周面との間に海水が流入することができる程度の空間が形成されるような大きさに設定されていて、浮上管部材の内周面側に対する海水の流入出が自在に行えるようにしている。
【００２３】
一方で、各ガイド管部材６の下端側は、海底の地盤１まで達していて、この実施の形態においては、該地盤１の中間層１ｂを貫通し、さらには、より頑強な支持層１ｂにまで至っている。これにより、各ガイド管部材６が支持杭の役割を果たして、防波構造体２が安定的に地盤１上に固定されるようにしている。
この結果、波浪による波や津波、特に大きなエネルギーを有する津波が押し寄せ、該防波構造体２に外力を与えたとしても、この防波構造体２全体が転倒したり押し流されたりすることが防止される。なお、仮に波が防波装置自体を越えた場合において、その波が引く際にも、波が押し寄せた場合とは反対方向の大きな外力が防波構造体２に作用することが考えられるが、このような場合であっても、防波構造体２全体が転倒したり押し流されたりすることが防止される。
【００２４】
さらに、上記各ガイド管部材６は、その内周面６ｂ側に、該ガイド管部材６の自重を増加させるための充填材１１が、内周面６ｂ側全体に亘ってそれぞれ充填されていて、その自重によって防波構造体２をより安定的に海底の地盤１上に固定することができるようにしていると共に、ガイド管部材６自体の座屈等に対する強度を向上させている。なお、充填材１１としては、コンクリート、製鋼スラグ、高炉スラグ等が望ましい。
また、上記各ガイド管部材６としては、基端部に外方に張り出すフランジ状あるいは螺旋状の羽根が設けられた、いわゆる羽根付鋼管を用いることが好ましく、これにより、各ガイド管部材６の引抜き方向の力に対する抗力を確保することができるため、波浪や津波によって防波構造体２に作用する外力により確実に対抗することができる。
【００２５】
また、上記各浮上管部材３と対応する各ガイド管部材６との間には、これら浮上管部材３がガイド管部材６から離脱することを防止するストッパ部材１２がそれぞれ設けられている。
このストッパ部材１２は、浮上管部材３が海水により上昇した際に、ガイド管部材５から抜け出て脱落して流出するのを防ぐためのもので、例えば、図５に示すような、浮上管部材３の防波のための昇降を妨げず、且つガイド管部材６から離脱しない程度の長さのワイヤーにより、各浮上管部材３と対応する各ガイド管部材６とを相互に連結することができる。
なお、このストッパ部材１２としては、上記ワイヤー以外の任意のものを用いることができ、例えば、各浮上管部材の内周面側の下端部近傍と、各ガイド管部材の上端部近傍とに、抜け止め用の突起等を設け、それらの突起が相互に引っ掛ることによって浮上管部材がガイド管部材から離脱することを防止するようにしてもよい。
【００２６】
上記構成を有する防波装置は、波浪、津波時及びその収束後においては、次のように機能する。
平時、即ち、海面７が平常潮位である場合においては、図１〜図３に示すように浮上管部材３は、防波構造体から突出することなく、全体として収容孔５内に収容されている。
そして、波浪よる波や津波が発生し、その波が押し寄せて海面７が異常潮位となった場合には、図６に示すように、上記取水口８から海水を流入させて取込み、その取込んだ海水を、上記流通路４（この実施の形態の場合、上記各収容孔５の内周面５ａと各浮上管部材３の外周面３ｂとの間の隙間９、及び各収容孔５の底部５ｂと各浮上管部材３の下端部３ｃとの間の空間１０）を通じて、各浮上管部材３の下端側の開口３ｄから内周面３ａ側へと流入させる。
このとき、各浮上管部材３は、上端側が閉塞されているため、内周面３ａ側に流入した海水がこの閉塞部分に衝突するエネルギー（水圧）により効果的に上方に押し上げられ、さらには、海水によって各浮上管部材３に発生する浮力によっても浮上するため、波のエネルギーを有効に利用してきわめて迅速に上昇する。
なお、各浮上管部材３が上昇するに際しては、上記ストッパ部材によって、各浮上管部材がガイド管部材及び収容孔から抜け出ることがなく、また、完全に上昇した状態においては各浮上管部材の下端側及びその近傍部分は収容孔内に留められる。また、各浮上管部材３が完全に上昇しきった後の余剰となった海水は、上記収容孔５の内周面５ａと浮上管部材３の外周面３ｂとの間の隙間９を通って、該収容孔５の上端側の開口から放出される。
【００２７】
この結果、図６及び図７に示すように、各浮上管部材３は、上記収容孔５内を上記ガイド管部材６に沿って上昇して防波構造体２の上端側から迅速に突出し、該防波構造体２と共に波浪、津波を防波することとなる。これにより、波を防波する高さが平常時、つまり防波構造体自体の高さよりも増大するため、防波構造体の高さを越えるような高い波（特に高潮）や津波が押し寄せても確実にこれを防波することができる。
【００２８】
一方、波が引いて平常潮位に戻る場合には、図８に示すように、潮位に応じて各浮上管部材３の内周面３ａ側の海水は流通路４に徐々に流出し、該流通路５を通じて取水口８から排出される。なお、海水の一部は、収容孔５の内周面５ａと浮上管部材３の外周面３ｂとの間の隙間９を通って、該収容孔５の上端側の開口からも排出される。
そして、各浮上管部材３は、自重との関係でガイド管部材６に沿って収容孔５内を次第に下降し、最終的には、下端部から上端部に亘って完全に収容孔５内に収容されることとなる。
これにより、浮上管部材３は平時の位置に復帰し、防波装置全体として、周囲の景観を損なわない状態に戻る。
【００２９】
このように、上記構成を有する防波装置は、波浪、津波時には、防波する各浮上管部材３を、取水口８及び流通路４を通じて該浮上管部材３の内周面３ａ側に流入させた海水の水圧と、この浮上管部材３に発生する浮力を利用して防波構造体２の上端側から速やかに突出させる一方、波が引いた際には、各浮上管部材３の内周面３ａ側の海水を流通路４を通じて取水口８から流出させて、収容孔５内に下降させる構成であるため、無電源で迅速に機能して防波と平時状態への復帰を行うことができる。
また、各ガイド管部材６は、上記防波構造体２を鉛直方向に貫通し、収容孔５内に位置する上部側（ガイド部６ａ）において上記浮上管部材３の昇降を安定的にガイドする一方で、下端側が海底の地盤１の支持層１ａまで打ち込まれているため、押し寄せる波の外力及び波が引く際の外力にも耐えて、防波装置全体が押し倒されたり、押し流されたりすることが防止される。
【００３０】
上記第１の実施の形態においては、ガイド管部材が浮上管部材の内周面側に挿入された構成となっているが、次に述べる第２の実施の形態においては、浮上管部材がガイド管部材の内周面に挿入された構成となっている。
即ち、図９〜図１１は、本発明に係る防波装置の第２の実施の形態を示すもので、この第２の実施の形態の防波装置は、上記第１の実施の形態と同様に、海底の地盤上に固定的に配設された防波構造体２と、波浪、津波の際に該防波構造体２の上端側から突出して防波する複数の浮上管部材１３と、海水を各浮上管部材１３の下端側を通してこれらの浮上管部材１３の内周面１３ａ側にそれぞれ流入出させる流通路１４とを有している。さらに、上記防波構造体２に上下方向（この実施の形態の場合は鉛直方向）に穿設されて、該浮上管部材１３を防波構造体２の上端側から出没自在となるように収容する収容孔１５と、上記各浮上管部材１３の昇降をそれぞれ個別にガイドする複数のガイド管部材１６と、該防波構造体２の沖側に開設された、海水の取込み及び排出を行う取水口８を備えている。
【００３１】
なお、上記浮上管部材１３及びガイド管部材１６、並びに流通路１４、収容孔１５以外の構成は、実質的に上記第１の実施の形態と同様の構成であり、また同様の作用効果を奏するため、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３２】
上記各ガイド管部材１６は、外周径が上記収容孔１５の内周径と略同径に形成された円筒状に形成されたもので、内周面１６ａ側に上記浮上管部材１３が収容されている。
また、各ガイド管部材１６は各収容孔１５内に収容されていて、ガイド管部材１６の外周面１６ｂと該ガイド管部材１６が収容されている収容孔１５の内周面とが相互に当接した状態に保持されている。
【００３３】
さらに、各ガイド管部材１６は、その内周面１６ａ側における収容孔１５の底部に相当する高さにまで、各ガイド管部材１６の自重を増加させるコンクリート等の充填材１７が充填されていて、この該充填材１７が充填されていない部分の空間が、上記浮上管部材が収容し且つ該浮上管部材が昇降のガイドに供される収容部１６ｃとなっている。なお、各ガイド管部材１６に充填された充填材の上端部分は、略水平の平坦面１７ａがそれぞれ形成されている。
また、各ガイド管部材１６の浮上管部材１３を収容する高さにおける、上記取水口８に臨む周面には、該ガイド管部材１６の内周面１６ａと外周面１６ｂとの間を貫通して、該ガイド管部材１６の外周面１６ｂ側から内周面１６ａ側に向けて海水の流入させる一方で、内周面１６ａ側から外周面１６ｂ側に向けて海水を流出させる流通孔１８が設けられている。
【００３４】
上記各浮上管部材１３は、鋼管等により形成され、下端側が鋼板等により気密に閉塞されていると共に上端側が開放された、上下方向に延びる円筒状のもので、外周径が上記ガイド管部材１６の内周径よりも小径に形成され、上記各ガイド管部材１６における充填材１７が充填されていない内周面１６ａ側、つまり収容部１６ｃ内に昇降自在に個別に挿入されている。したがって、各浮上管部材１３は、各ガイド管部材１６を介して、防波構造体２の上端側から出没自在となるように上記収容孔１５に収容されていることとなる。さらに、各浮上管部材１３が昇降する際には、これらの浮上管部材１３の外周面が、ガイド管部材１６の内周面１６ａによってガイドされて、安定的な昇降が図られることなる。
また、上記各浮上管部材１３の外周径は、各浮上管部材１３の外周面１３ｂと上記ガイド管部材１６の内周面１６ａとの間に、海水が流入出することが可能な隙間１９が形成される程度の大きさとなっている。
【００３５】
また、各浮上管部材１３の下端部１３ｃと、各ガイド管部材１６内における充填材１７の上端側の平坦面１７ａとの間には、浮上管部材１３がガイド管部材１６内において最も下降した状態において、該浮上管部材の下端部１３ｃと充填材１７の上端側の平坦面１７ａとの間に、浮上管部材３の内周面１３ａ側に対する海水の流出入を安定的且つ確実に行わせるための、海水流通用の空間２０が形成されている。
この海水流通用の空間２０を形成するにあたっては、例えば、上記充填材１７ａの上端側の平坦面１７ａ上に浮上管部材１３の下端部１３ｃの一部が当接するスペーサ１７ｂを設けて、浮上管部材１３の下端部１３ｃと充填材１７の平坦面１７ａとの間にこの空間２０ができるようにする等、任意の手段を用いることができる。
【００３６】
上記流通路１４は、この実施の形態においては、上記各ガイド管部材１６の流通孔１８、及び各ガイド管部材１６の内周面１６ａと収容されている浮上管部材１３の外周面１３ｂとの間の隙間１９、さらには各浮上管部材１３の下端部１３ｃ側に設けられた海水流通用の空間２０で構成されている。
したがって、図１１に示すように、海面が異常潮位となった場合に上記取水口８から取込まれた海水は、各ガイド管部材１６の流通孔１８から各ガイド管部材１６の内周面１６ａ側に流入し、さらに該ガイド管部材１６の内周面１６ａと浮上管部材１３の外周面１３ｂとの間の隙間１９を通って海水流通用の空間２０に至る。これにより、該空間２０内の海水が各浮上管部材１３の下端側の閉塞された下端部１３ｃに衝突し、各浮上管部材１３は、その海水によるエネルギー（水圧）により効果的に上方に押し上げられ、さらには、該海水によって各浮上管部材３に発生する浮力によっても浮上するため、これらの各浮上管部材１３は上記各ガイド管部材１６内をそれぞれ上昇することとなる。
逆に、海面の潮位が下がった場合、海水流通用の空間２０内の海水は、該空間２０から上該ガイド管部材１６の内周面１６ａと浮上管部材１３の外周面１３ｂとの間の隙間１９を通り、流通孔１８から各ガイド管部材１６の外周面１６ｂ側に流出して、取水口８からそれぞれ排出され、これにより、各浮上管部材１３は各ガイド管部材１６内をそれぞれ下降することとなる。
なお、各浮上管部材１３の上昇に際して余剰となった海水や、各浮上管部材１３の下降時において浮上管部材１３の内周面１３ａ側から流出する海水の一部は、上記ガイド管部材１６の内周面１６ａと浮上管部材１３の外周面１３ｂとの間の隙間１９を通って、ガイド管部材１６の上端側の開口、延いては収容孔１５の上端側の開口から放出される。
【００３７】
上記構成を有する第２の実施の形態の防波装置は、基本的に上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができるが、上記第１実施の形態に比べて、ガイド管部材１６の径を大きくすることができるため、ガイド管の板厚が同一であれば、該ガイド管部材の強度を高め、防波構造材２の固定をより強固に行うことができ、これにより、押し寄せる波の外力及び波が引く際の外力に対する耐力を増加させることできる。
【００３８】
上記第２の実施の形態においては、ガイド管部材の外周径と収容孔の内周径をほぼ同じとし、これらガイド管部材の外周面と収容孔の内周面とが当接した構成となっているが、ガイド管部材の外周径は収容孔の内周径よりも小径であってもよく、ガイド管部材の外周面と収容孔の内周面との間に隙間が形成されるようにしてもよい。その場合には、流通孔は、取水口とガイド管部材の流通孔との間に、ガイド管部材の外周面と収容孔の内周面との間の隙間が加わる構成となる。
なお、第２の実施の形態においては、上記浮上管部材１３は、下端側が気密に閉塞され、上端側が開口した構成となっているが、この実施の形態における浮上管部材は、下端側だけでなく上端側も気密に閉塞された構成としてもよく、あるいは上端側が閉塞されて下端側が開口した構成であってもよい。
【００３９】
図１２及び図１３は本発明に係る防波装置の第３の実施の形態を示すもので、この実施の形態の防波装置は、上記第１の実施の形態とは、取水口の構成が異なっていると共に、一部の浮上管部材に対する海水の取水を、防波構造体よりも沖側で行う構成となっている。
即ち、この第３の実施の形態の防波装置は、防波構造体２に開設された取水口２１が、各浮上管部材３毎に独立した状態で複数設けられていて、各取水口２１は、対応する１本の浮上管部材３に対して個別に海水の取水と排出を行う構成となっている。したがって、これらの取水口２１は浮上管部材３と同数開設されていることになる。
また、流通路２２については、各浮上管部材３と対応する取水口２１との間にそれぞれ設けられた構成となっている。なお、各流通路２２の構成については、１本の浮上管部材３に対して個別に海水の取水と排出を行う取水口２１と連通している点以外は、基本的に上記第１の実施の形態の流通路と実質的に同じ構成であり、同様の作用効果を奏する。
【００４０】
さらに、上記複数の取水口２２のうちの少なくとも１つについては、防波構造体２よりも沖方向に延設された筒状の取水管２３が連結されている。図１３に示すように、この実施の形態については、取水管２３が連結されている取水口と連結されていない取水口とが交互に位置するようにしている。
上記取水管２３は、先端側（沖側）の開口部２３ａから波浪、津波の際に海水を取込み、その海水を上記流通路２２に流入させるもので、基端側が取水口２１に気密に連結されている。
この実施の形態においては、上記取水管２３は、基端側近傍の部分は防波構造体２の沖側の面に沿わせ、その他の部分は海底の地盤１に沿って沖側まで延設させたものとなっている。
また、この取水管２３の中には、常時海水が充填されており、取水口近傍の防波構造体２の沖側の面に沿わせている部分については、少なくとも通常潮位の海面と同程度の高さまで海水が満たされている。これにより、波浪、津波の際に取水管２３の開口部２３ａから流入した海水が、既に取水管２３内にある海水を取水口方向に押出すため、波のエネルギーを早期に浮上管部材３に伝達することが可能となる。
【００４１】
ここで、この取水管２３を設けたのは、波浪、津波の際、その波が防波構造体２に到達する前に事前に浮上管部材３の一部を上昇させて、波に対する早期の対応を実現するためである。
波浪による波や津波は比較的に速度が速く、波が防波構造体に到達した時点で浮上管部材を上昇させた場合には、上昇までの時間的な余裕を確保できずに十分な防波効果が得られない可能性がないとはいえない。
そこで、押し寄せる波のエネルギーを利用して、防波構造体よりも十分に沖側の位置で事前に海水を取込んで、そのエネルギーを早期に浮上管部材に伝達させ、波が防波構造体に到達する前に、一部の浮上管部材だけでも上昇させて防波態勢を取らせ、被害を最小限に抑えることができるようにしている。
【００４２】
なお、上記取水口２１、流通路２２、取水管２３以外の構成は、実質的に上記第１の実施の形態と同様の構成であり、また同様の作用効果を奏するため、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４３】
上記構成を有する第３の実施の形態の防波装置は、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができるが、上述のように、沖側に延設された取水管２３を設けたことにより、波浪による波及び津波が防波構造体に到達する前に事前に海水を取込んで、早期に浮上管部材３を上昇させることができるため、防波態勢を早期に確立することできるという利点がある。
【００４４】
なお、上記第３の実施の形態においては、第１の実施の形態の構成を基礎として、ガイド管部材６の上部側が浮上管部材３の内周面３ａ側に挿入された構成となっているが、第２の実施の形態の構成を基礎とした、浮上管部材がガイド管部材の内周面側に挿入された構成を用いてもよい。
【００４５】
図１４〜図１８は、本発明の防波装置の第４の実施の形態を示すもので、この第４の実施の形態の防波装置は、複数の浮上管部材２４を備えていて、隣接する浮上管部材２４，２４の間の空間に、これらの浮上管部材２４と同期して防波構造体２の上端側から出没する防波用の板状部材２５が配設された構成となっている。
上記各浮上管部材２４は、予め定められた一定の間隔、即ち、設置すべき上記板状部材２５の横幅と同等の間隔を空けて防波構造体２の長手方向にそれぞれ並設されている。なお、これらの各浮上管部材２４自体の構成は、基本的に上記第１の実施の形態と同じであるため、詳細な説明は省略する。
【００４６】
また、防波構造体２に穿設された収容孔２６は、各浮上管部材２４の配置に適合する間隔に配設された、各浮上管部材２４を個別に収容する浮上管部材用の収容部２６ａと、隣接する浮上管部材用の収容部２６ａ，２６ａの間に設けられて、隣接する浮上管部材２４，２４の間に配設されている上記板状部材２５を収容するための板状部材用の収容部２６ｂとを備えている。したがって、この収容孔２６は、各浮上管部材用の収容部２６ａが、板状部材用の収容部２６ｂを介して一連に連通した構成となっている。
【００４７】
さらに、この実施の形態においては、防波構造体２に開設された取水口２７は、浮上管部材２４と同数、相互に独立した状態で設けられていて、これにより、基本的に、各取水口２７が、対応する１本の浮上管部材２４に対して海水の取水と排出を行う構成となっている。
また、各浮上管部材２４と対応する取水口２７との間には流通路２８がそれぞれ設けられている。なお、各流通路２４の構成については、１本の浮上管部材２４に対して個別に海水の取水と排出を行う取水口２７と連通している点以外は、基本的に上記第１の実施の形態の流通路と実質的に同じ構成であり、同様の作用効果を奏する。
【００４８】
上記板状部材２５は、例えば鋼製の矢板や鋼板等により形成された、上記浮上管部材２４の軸線方向長さとほぼ同じ高さを有し、且つ防波構造体２の長手方向に延びる板体状のもので、隣接する浮上管部材２４，２４の間において、これら浮上管部材２４，２４と共に波浪による波や津波を防波するものである。
この実施の形態においては、隣接する浮上管部材２４，２４の間に１枚の矢板からなる板状部材２５を配設し、該板状部材２５の両端面を対向する浮上管部材２４の外周面に剛接合した構成となっている。また、各板状部材２５は、図１５及び図１６に示すように、平面視において、各浮上管部材２４を挟んで相対する位置（平面視において、各浮上管部材２４の軸線を中心として１８０°をなす位置）にそれぞれ配設され、各端部が浮上管部材２４にそれぞれ位置不動に固定されている。
これにより、各浮上管部材２４は、板状部材２５を介して全体として一連に連結された構成となり、したがって、波浪による波や津波が押し寄せてきた場合には、図１７に示すように、すべての浮上管部材２４及び板体部材２５が同期して一斉に上昇して、防波構造体２の上端側から突出し、これらのすべての浮上管部材２４及び板体部材２５の全体で波を防波する。一方、波が引いた場合には、これらの浮上管部材２４及び板体部材２５が同期して一斉に下降し、上記収容孔２６に収容されることとなる。
【００４９】
なお、浮上管部材２４、板状部材２５、収容孔２６、取水口２７、流通路２８以外の構成については、実質的に上記第１の実施の形態と同様の構成であり、また同様の作用効果を奏するため、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５０】
上記構成を有する第４の実施の形態の防波装置は、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができるが、隣接する浮上管部材２４，２４の間に板状部材２５を設けたことにより、第１に実施の形態の構成に比べて、浮上管部材間の間隔を大きくとって防波構造体に配設する浮上管部材の数を減らすことができるため、それに伴って収容孔やガイド管部材の数を減らすことができ、これによって防波装置としての設置の手間やコストの低減を図ることが可能となる。
【００５１】
上記第４の実施の形態においては、隣接する浮上管部材２４，２４の間に１枚の板状部材２５を配設し、該板状部材２５の両端面を対向する浮上管部材２４の外周面に剛接合した構成となっているが、図１９に示すように、各浮上管部材の外周面における防波構造体の長手方向に沿う両側に、隣接する浮上管部材との間隔の約半分の幅の一対の板状部材２９，２９をそれぞれ剛接合して、各浮上管部材を板状部材で連結することなく独立して昇降させるようにしてもよい。
この場合においては、上記第１の実施の形態と同様に、各浮上管部材はそれぞれ独立して昇降するため、各浮上管部材に配設された一対の板状部材は、他の浮上管部材の板状部材の動きに干渉されることなく、その接合された浮上管部材と共に昇降することとなる。
なお、各板状部材は、仮に浮上管部材が軸線周りに回転しようとした場合であっても、板状部材の下端側の一部が収容孔の板状部材用の収容部に引っ掛るため、浮上管部材の回転及びそれに伴う板状部材の回転は抑止される。
なお、図１９に係る防波装置の構成は、板状部材２９以外は上記第４の実施の形態と同様の構成であるため、該第４の実施の形態と同様の符号を付している。
【００５２】
さらに、上記第４の実施の形態においては、第１の実施の形態の構成を基礎として、ガイド管部材６の上部側が浮上管部材２４の内周面側に挿入された構成となっているが、第２の実施の形態の構成を基礎とした、浮上管部材がガイド管部材の内周面側に挿入されている構成を用いてもよい。ただし、この場合は、ガイド管部材に板状部材が所工事材に挿入される溝等を設ける必要がある。
【００５３】
また、上記第４の実施の形態においても、上述した第３の実施の形態のように、上記防波構造体２の取水口２７の少なくとも１つに、該防波構造体２よりも沖方向に延設され、先端側の開口部から波浪、津波の際に事前に海水を取込んで上記流通路に流入させる取水管を連結することができる。
特に上記第４の実施の形態の場合は、隣接する浮上管部材の対向する板状部材同士が剛接合されているため、波浪、津波の際に、取水管の開口部から海水を取込んだ場合には、そのエネルギーによってすべての浮上管部材及び板状部材を同時に上昇させることができる。したがって、防波装置全体として早期に防波態勢を整えることができる上、高い防波効果を発揮することができるため、上記第４の実施の形態の構成に上記取水管の設置することは、波浪、津波対策としては非常に効果的である。
なお、上記第４の実施の形態の構成のように隣接する浮上管部材の対向する板状部材同士が剛接合されている場合、浮上管部材及び板状部材の自重により、これらの浮上管部材及び板状部材の上昇には大きなエネルギーが必要となるため、取水管は浮上管部材及び板状部材の数に応じて複数個設けることが望ましい。ただし、取水管からの海水によってこれらの浮上管部材及び板状部材が完全に上昇しきらなかった場合であっても、波浪による波や津波が防波構造体に押し寄せた際に取水口から海水が直接取込まれて、早期に完全な上昇状態とすることが可能であるため、これらの浮上管部材及び板状部材が全く上昇していない場合に比べ、防波態勢を整えることができる。
【００５４】
さらに、上記第１〜第４の実施の形態の防波装置は、防波構造体を海底の地盤上に新たに設置することによって構築してもよいが、この防波構造体として既存のコンクリート製の防波堤を利用して構築してもよい。
このような既存の防波堤を利用して防波装置を構築するに際しては、既存の防波堤に対して収容孔を上下方向に形成すると共に、該収容孔からガイド管部材を海底の地盤、さらに好ましくは支持層に至るまで上下方向に打ち込み、さらに該防波堤の沖側に取水口を開設する。
ここで、上記収容孔の形成とガイド管部材の打ち込みに際しては、例えば図２０に示すように、ガイド管部材の下端側を、必要な収容孔の内周径と同程度の外周径となるよう厚肉にするなどして拡径すると共に、該ガイド管部材６（１６）の拡径した下端部に、コンクリート掘削用のビット３０を取付けた上で、このガイド管部材を、既存の防波堤の上端面から下方向に向けて、回転させながら圧入、掘削して支持層まで打ち込む方法を用いることができる。この場合には、収容孔の形成とガイド管部材の打ち込みを同時に行うことができるため、防波装置の構築を効率良く行うことができる。
あるいは、ガイド管部材の下端側を拡径することなく、下端側にコンクリート掘削用のビットを取付けて、このガイド管部材を既存の防波堤の上端面から下方向に向けて掘削して海底の地盤あるいはその支持層まで打ち込んだ後、内周径がガイド管部材の外周径よりも大径で且つ必要な収容孔の内周径と同等の外周径を有し、先端部に上記コンクリート掘削用のビットを取付けた鋼管によりガイド管部材の周囲を掘削することにより収容孔を形成するようにしてもよい。
【００５５】
上記第１〜第４の実施の形態においては、浮上管部材及びガイド管部材を円筒状のものとしているが、これらの浮上管部材及びガイド管部材は、必ずしも円筒状である必要はなく、角筒状等、任意の断面形状を有する筒状とすることができる。
また、上記第１及び第３、第４の実施の形態においては各浮上管部材の上端側を閉塞し、第２の実施の形態においては各浮上管部材の下端側を閉塞しているが、各浮上管部材は必ずしも上端側あるいは下端側を閉塞する必要はなく、上下端側がいずれも開口した単純な筒状であってもよい。ただし、上記第１〜第４の実施に形態のように、浮上管部材の上端側や下端側を閉塞した方が、上昇に際して海水のエネルギーをきわめて効果的に利用することができることはもちろんである。
さらに、上記第１〜４の実施の形態においては、収容孔を鉛直方向に穿設すると共に、ガイド管部材を防波構造体の鉛直方向に貫通させたものとなっているが、収容孔は必ずしも鉛直方向に穿設したものである必要はなく、収容孔を防波構造体に傾いた状態で上下方向に穿設すると共に、ガイド管部材を該収容孔の傾いた穿設方向に合わせて防波構造体の上下方向に貫通させた構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１： 海底の地盤
２： 防波構造体
３，１３，２４： 浮上管部材
４，１４，２２，２８： 流通路
５，２６： 収容孔
６，１６： ガイド管部材
７： 海面
８，２１，２７： 取水口
１１： 充填材
１２： ストッパ部材
２３： 取水管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波浪、津波を防波する防波装置であって、海底の地盤上に固定的に配設された防波構造体と、筒状に形成されて、波浪、津波の際に該防波構造体の上端側から突出して防波する複数の浮上管部材と、海水を各浮上管部材の下端側にそれぞれ流入出させる流通路と、上記防波構造体に上下方向に穿設されて、各浮上管部材を防波構造体の上端側から出没自在に収容する、上端側が開口する収容孔と、上記防波構造体に上下方向に穿設されて、上部側が該収容孔内に配設されて、上記各浮上管部材の昇降をそれぞれ個別にガイドする、上下方向に延びる筒状に形成された複数のガイド管部材とを有し、
上記防波構造体は、該防波構造体の沖側に開設され、海水を取込んで上記流通路に流入させる一方、該流通路から流出される海水を海に排出する取水口を備え、
上記各浮上管部材は、上記流通路を通じて各浮上管部材の下端側に流入させた海水による水圧及びこの浮上管部材に発生する浮力により、該収容孔内を上記ガイド管部材に沿って上昇して防波構造体の上端側から突出し、波浪、津波を防波すると共に、各浮上管部材の下端側の海水を流通路を通じて流出させることにより収容孔内をガイド管部材に沿って下降して該収容孔内に収容される構成であり、
上記各ガイド管部材は、上記防波構造体を上下方向に貫通し、上部側において上記浮上管部材の昇降をガイドすると共に、下端側が海底の地盤まで打ち込まれていることを特徴とする防波装置。
【請求項２】
上記浮上管部材は、その内周面側に上記各ガイド管部材がそれぞれ挿入されていて、該浮上管部材の内周面がガイド管部材の外周面に沿ってガイドされる構成であることを特徴とする請求項１に記載の防波装置。
【請求項３】
上記各浮上管部材は、上記各ガイド管部材の内周側に昇降自在にそれぞれ個別に配設されていて、該浮上管部材の外周面がガイド管部材の内周面に沿ってガイドされる構成である共に、上記ガイド管部材は、周面に、該ガイド管部材の内周面側に対して海水を流入出させる流通孔を備えていることを特徴とする請求項１に記載の防波装置。
【請求項４】
上記ガイド管部材の内周面側に、ガイド管部材の自重を増加させるための充填材が充填されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の防波装置。
【請求項５】
上記防波構造体の取水口に、該防波構造体よりも沖方向に延設され、先端側の開口部から波浪、津波の際に事前に海水を取込んで上記流通路に流入させる取水管が連結されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の防波装置。
【請求項６】
上記浮上管部材は、一定の間隔を空けて防波構造体の長手方向に並設されていて、隣接する浮上管部材の間の空間に、これらの浮上管部材と同期して防波構造体の上端側から出没する、防波用の板状部材が配設されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の防波装置。
【請求項７】
上記各浮上管部材と、対応する各ガイド管部材との間に、これら浮上管部材がガイド管部材から離脱することを防止するストッパ部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の防波装置。
【請求項１】
波浪、津波を防波する防波装置であって、海底の地盤上に固定的に配設された防波構造体と、筒状に形成されて、波浪、津波の際に該防波構造体の上端側から突出して防波する複数の浮上管部材と、海水を各浮上管部材の下端側にそれぞれ流入出させる流通路と、上記防波構造体に上下方向に穿設されて、各浮上管部材を防波構造体の上端側から出没自在に収容する、上端側が開口する収容孔と、上記防波構造体に上下方向に穿設されて、上部側が該収容孔内に配設されて、上記各浮上管部材の昇降をそれぞれ個別にガイドする、上下方向に延びる筒状に形成された複数のガイド管部材とを有し、
上記防波構造体は、該防波構造体の沖側に開設され、海水を取込んで上記流通路に流入させる一方、該流通路から流出される海水を海に排出する取水口を備え、
上記各浮上管部材は、上記流通路を通じて各浮上管部材の下端側に流入させた海水による水圧及びこの浮上管部材に発生する浮力により、該収容孔内を上記ガイド管部材に沿って上昇して防波構造体の上端側から突出し、波浪、津波を防波すると共に、各浮上管部材の下端側の海水を流通路を通じて流出させることにより収容孔内をガイド管部材に沿って下降して該収容孔内に収容される構成であり、
上記各ガイド管部材は、上記防波構造体を上下方向に貫通し、上部側において上記浮上管部材の昇降をガイドすると共に、下端側が海底の地盤まで打ち込まれていることを特徴とする防波装置。
【請求項２】
上記浮上管部材は、その内周面側に上記各ガイド管部材がそれぞれ挿入されていて、該浮上管部材の内周面がガイド管部材の外周面に沿ってガイドされる構成であることを特徴とする請求項１に記載の防波装置。
【請求項３】
上記各浮上管部材は、上記各ガイド管部材の内周側に昇降自在にそれぞれ個別に配設されていて、該浮上管部材の外周面がガイド管部材の内周面に沿ってガイドされる構成である共に、上記ガイド管部材は、周面に、該ガイド管部材の内周面側に対して海水を流入出させる流通孔を備えていることを特徴とする請求項１に記載の防波装置。
【請求項４】
上記ガイド管部材の内周面側に、ガイド管部材の自重を増加させるための充填材が充填されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の防波装置。
【請求項５】
上記防波構造体の取水口に、該防波構造体よりも沖方向に延設され、先端側の開口部から波浪、津波の際に事前に海水を取込んで上記流通路に流入させる取水管が連結されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の防波装置。
【請求項６】
上記浮上管部材は、一定の間隔を空けて防波構造体の長手方向に並設されていて、隣接する浮上管部材の間の空間に、これらの浮上管部材と同期して防波構造体の上端側から出没する、防波用の板状部材が配設されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の防波装置。
【請求項７】
上記各浮上管部材と、対応する各ガイド管部材との間に、これら浮上管部材がガイド管部材から離脱することを防止するストッパ部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の防波装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−８７５７４（Ｐ２０１３−８７５７４Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３１４６０（Ｐ２０１１−２３１４６０）
【出願日】平成２３年１０月２１日（２０１１．１０．２１）
【出願人】（０００００６６５５）新日鐵住金株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２１日（２０１１．１０．２１）
【出願人】（０００００６６５５）新日鐵住金株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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