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JP7600085B2 - Airtight construction - Google Patents
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Description

本発明は、洋上構造物のエアタイト構造に関するものである。 The present invention relates to airtight structures for offshore structures.

従来の洋上構造物として、下記特許文献1に記載の洋上風力発電機が知られている。この種の風力発電機は、海底から上空に延びる脚部の上端に、ナセル及びブレードを含む風力発電機本体が設置された構造をなしている。筒状の構造をなす脚部の中空部には、風力発電機の運転管理を行うための管理設備が設けられる。一方、管理設備よりも下方においては、脚部の中空部に外部の海水面と同じ高さまで海水が侵入している。 A known example of a conventional offshore structure is the offshore wind turbine described in Patent Document 1 below. This type of wind turbine has a structure in which the wind turbine main body, including the nacelle and blades, is installed at the top end of a leg that extends from the seabed into the sky. A management facility for managing the operation of the wind turbine is provided in the hollow part of the cylindrical leg. Meanwhile, below the management facility, seawater has entered the hollow part of the leg up to the same height as the outside seawater level.

特許5993756号公報Patent No. 5993756

このような風力発電機の脚部内においては、管理設備の塩害を抑制するために、海水が浸入している領域を管理設備の領域から気密に封止するエアタイト構造を設置することが考えられる。エアタイト構造は、例えば脚部内を上下に分ける水平板材を有する。水平板材よりも下方でガスが発生する場合、このガスの上昇が水平板材で遮られ当該水平板材近傍に浮いて溜まることが考えられる。この場合には、水平板材にガス抜き穴を設け、当該ガス抜き穴を通じて上記ガスを水平板材の上方に抜き出し、最終的には脚部の外部に排出するなどして処分する。一方、例えば水平板材の下面に梁材を設置するなどの補強構造によって水平板材の強度を確保することも必要である。そうすると、この補強構造によってガス抜き穴へのガスの円滑な移動が妨げられる虞もある。 In the legs of such wind power generators, in order to prevent salt damage to the management equipment, it is possible to install an airtight structure that airtightly seals the area where seawater has infiltrated from the area of the management equipment. The airtight structure has, for example, a horizontal plate that divides the inside of the leg into upper and lower parts. If gas is generated below the horizontal plate, it is possible that the horizontal plate will block the rise of this gas and cause it to float and accumulate near the horizontal plate. In this case, a gas vent hole is provided in the horizontal plate, and the gas is vented above the horizontal plate through the gas vent hole, and ultimately disposed of by being discharged to the outside of the leg. On the other hand, it is also necessary to ensure the strength of the horizontal plate by a reinforcing structure, such as by installing a beam on the underside of the horizontal plate. In that case, there is a risk that this reinforcing structure will hinder the smooth movement of gas to the gas vent hole.

本発明は、洋上構造物の脚部内で海水面に接する領域をその上方の領域から気密に封止するエアタイト構造において、海水面に接する領域側で発生するガスを円滑に排出することを目的とする。 The present invention aims to smoothly exhaust gas generated in the area in contact with the seawater surface in an airtight structure that airtightly seals the area in contact with the seawater surface within the leg of an offshore structure from the area above.

本発明のエアタイト構造は、洋上構造物の筒状をなす脚部の内部空間に設けられ、内部空間に侵入している海水の海水面に接する海水環境空間を上方の通常環境空間から気密に封止するエアタイト構造であって、海水面の上方で水平に設けられ内部空間を上下に仕切る水平板材と、水平板材の下面に設けられ海水環境空間内のガスを通過させて上方に送るためのガス抜き穴と、水平板材の下面に接合された複数の梁材を有し水平板材を補強する補強部と、を備え、補強部は、梁材を横切るように設けられ、水平板材の下面に浮いて溜まるガスを下面に沿って水平方向に通過させるガス通過路を有する。 The airtight structure of the present invention is an airtight structure that is provided in the internal space of the cylindrical legs of an offshore structure and airtightly seals the seawater environmental space that contacts the seawater level of the seawater that has entered the internal space from the normal environmental space above. It comprises a horizontal plate member that is provided horizontally above the seawater level and divides the internal space into upper and lower parts, a gas vent hole provided on the underside of the horizontal plate member for passing gas in the seawater environmental space and sending it upward, and a reinforcing section that has multiple beam members joined to the underside of the horizontal plate member and reinforces the horizontal plate member, and the reinforcing section is provided across the beam members and has a gas passageway that allows gas that floats and accumulates on the underside of the horizontal plate member to pass horizontally along the underside.

梁材が中空構造をなしており、補強部は梁材の中空部を海水環境空間から気密に封止する蓋材を更に有する、こととしてもよい。本発明のエアタイト構造は、内部空間内の海水に浸漬された防食電極を有する電気防食設備の上方に設けられている、こととしてもよい。本発明のエアタイト構造は、ガス抜き穴と、水平板材よりも上方で脚部の外面に設けられガスを脚部の外部に排出するためのガス排出口と、を繋いで通常環境空間内を通過するベンチレーションパイプを更に有する、こととしてもよい。 The beam may have a hollow structure, and the reinforcing portion may further include a lid that airtightly seals the hollow portion of the beam from the seawater environment space. The airtight structure of the present invention may be provided above an electrochemical protection device having an anticorrosion electrode immersed in seawater in the internal space. The airtight structure of the present invention may further include a ventilation pipe that passes through the normal environment space, connecting the gas vent hole and a gas exhaust port that is provided on the outer surface of the leg above the horizontal plate member and for exhausting gas to the outside of the leg.

本発明によれば、洋上構造物の脚部内で海水面に接する領域をその上方の領域から気密に封止するエアタイト構造において、海水面に接する領域側で発生するガスを円滑に排出することができる。 According to the present invention, in an airtight structure in which the area in contact with the seawater surface within the leg of an offshore structure is airtightly sealed from the area above, gas generated in the area in contact with the seawater surface can be smoothly discharged.

本実施形態のエアタイト構造が適用される風力発電機の正面図である。1 is a front view of a wind power generator to which the airtight structure of the present embodiment is applied. 風力発電機のプラットフォーム近傍を拡大して示す斜視図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the vicinity of the platform of the wind power generator. 風力発電機の脚部の一部を一部破断して示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a part of a leg of the wind power generator, with a part cut away. (a)は、エアタイトプラットフォームを下方から見上げた状態を示す斜視図であり、(b)は、エアタイトプラットフォームの底面図である。FIG. 2A is a perspective view showing the airtight platform as viewed from below, and FIG. 2B is a bottom view of the airtight platform. (a)は梁材の斜視図であり、(b)は、ガス通過路近傍を拡大して示す側面図であり、(c)はその斜視図である。1A is a perspective view of a beam material, FIG. 1B is an enlarged side view showing the vicinity of the gas passage, and FIG. 1C is a perspective view thereof. (a)は、変形例に係るガス通過路近傍を拡大して示す側面図であり、(b)はそのガス通過路が形成された梁材の分解斜視図である。1A is an enlarged side view showing the vicinity of a gas passage according to a modified example, and FIG. 1B is an exploded perspective view of a beam material in which the gas passage is formed.

以下、図面を参照しながら本発明に係るエアタイト構造の実施形態について詳細に説明する。以下の説明において同一又は相当する要素には図面で同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解の容易化のため、簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率等は図面に記載のものに限定されない。 Below, an embodiment of the airtight structure according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, identical or corresponding elements are given the same reference numerals in the drawings, and duplicated descriptions will be omitted as appropriate. In addition, the drawings may be simplified or exaggerated for ease of understanding, and the dimensional ratios, etc. are not limited to those shown in the drawings.

図1は、本実施形態のエアタイト構造が適用される洋上構造物の一例として、風力発電機1を示す正面図である。図に示されるように、風力発電機1は、例えば、海底Bに設けられており、洋上風力発電を行う。但し、風力発電機1は、海洋に限られず、例えば、湖又は河川等に設けられていてもよい。風力発電機1は、海底Bから海水面上に突出して鉛直に延びる脚部41と、脚部41の上端部に取付けられた発電機本体42と、を備えている。 Figure 1 is a front view showing a wind power generator 1 as an example of an offshore structure to which the airtight structure of this embodiment is applied. As shown in the figure, the wind power generator 1 is installed, for example, on the seabed B, and generates offshore wind power. However, the wind power generator 1 is not limited to being installed on the ocean, and may be installed, for example, in a lake or river. The wind power generator 1 includes legs 41 that extend vertically from the seabed B and protrude above the seawater surface, and a generator body 42 attached to the upper end of the legs 41.

発電機本体42は、ナセル5と、ナセル5に取り付けられたブレード6と、を備える。ナセル5の内部には発電機及び増速器等が収容されており、例えば、増速器からはローター軸がナセル5の外部に突出している。ブレード6は、ナセル5のローター軸に固定されている。風力発電機1は、例えば、3枚のブレード6を備える。ブレード6が風を受けて回転すると、この回転はナセル5の内部の増幅器により一定の回転数に上げられて、この回転運動はナセル5の内部の発電機によって電力に変換される。例えば、ナセル5は、風向風速計を備えており、風速及び風向に対応してローターの向きとブレード6の角度を制御することにより、効率的な発電を行う。 The generator body 42 includes a nacelle 5 and blades 6 attached to the nacelle 5. The nacelle 5 contains a generator, a speed increaser, and the like, and for example, a rotor shaft protrudes from the speed increaser to the outside of the nacelle 5. The blades 6 are fixed to the rotor shaft of the nacelle 5. The wind power generator 1 includes, for example, three blades 6. When the blades 6 rotate in response to the wind, this rotation is increased to a certain rotation speed by an amplifier inside the nacelle 5, and this rotational motion is converted into electricity by the generator inside the nacelle 5. For example, the nacelle 5 includes a wind vane and anemometer, and efficient power generation is achieved by controlling the orientation of the rotor and the angle of the blades 6 in response to the wind speed and direction.

脚部41は、海底Bに打設されたモノパイルである基礎2と、基礎2の上方に接続されたトランジションピース3と、トランジションピース3の更に上方に接続されたタワー4と、を備える。基礎2、トランジションピース3、及びタワー4の各本体部は、概ね円形断面をなし互いに同軸で鉛直方向に配置されている。なお、基礎2は、モノパイルの基礎形式に代えて、トリパイル式の洋上風力基礎、又はジャケット式の洋上風力基礎を備えていてもよく、基礎の形式は特に限定されない。 The leg 41 comprises a foundation 2, which is a monopile driven into the seabed B, a transition piece 3 connected above the foundation 2, and a tower 4 connected further above the transition piece 3. The main bodies of the foundation 2, transition piece 3, and tower 4 have a roughly circular cross section and are arranged vertically coaxially with each other. Note that instead of a monopile foundation type, the foundation 2 may comprise a tripile-type offshore wind power foundation or a jacket-type offshore wind power foundation, and the type of foundation is not particularly limited.

基礎2の上端部は海水面下の高さに位置しテーパー形状をなしている。トランジションピース3の下端部は基礎2の上端部のテーパー形状に対応する円錐内側面を有しており、この下端部が基礎2の上端部に被せられるようにして、トランジションピース3が基礎2上に設置されている。施工時には、基礎2上でトランジションピース3の鉛直度が調整された上で、トランジションピース3の下端部と基礎2の上端部との間にグラウトが充填される。このグラウトを介して基礎2とトランジションピース3とが接合(グラウト接合)されており、トランジションピース3の鉛直度が確保され、ひいては風力発電機1の鉛直度が確保されている。タワー4は、例えばコンクリート製又は鋼製の鉛直柱であり、トランジションピース3の上端部にボルト接合されている。 The upper end of the foundation 2 is located below sea level and has a tapered shape. The lower end of the transition piece 3 has a conical inner surface that corresponds to the tapered shape of the upper end of the foundation 2, and the transition piece 3 is installed on the foundation 2 so that the lower end is placed over the upper end of the foundation 2. During construction, the verticality of the transition piece 3 is adjusted on the foundation 2, and grout is filled between the lower end of the transition piece 3 and the upper end of the foundation 2. The foundation 2 and the transition piece 3 are joined (grouted) via this grout, ensuring the verticality of the transition piece 3 and therefore the verticality of the wind turbine 1. The tower 4 is, for example, a vertical column made of concrete or steel, and is bolted to the upper end of the transition piece 3.

図2は、トランジションピース3とタワー4とのボルト接合部近傍を拡大して示す斜視図である。図2に示されるように、トランジションピース3の内部には風力発電機1の運転や管理を行うための複数層の内部プラットフォーム9が設けられている。内部プラットフォーム9同士の間は、梯子等を介して作業者が移動可能である。更にトランジションピース3の上端部には、外周面3aから外側に水平に張出した外部プラットフォーム10が設けられている。また、トランジションピース3にボルト接合されたタワー4の下端部には、タワー4の内部に出入りするための出入口11が設けられている。風力発電機1の運転管理を行う作業者は、海水面近傍の着船部51(図1)に接舷された船舶から梯子で外部プラットフォーム10に移動する。そして作業者は、出入口11のドアを開けてタワー4の内部に入り、更に内部の梯子等を通じて内部プラットフォーム9にアクセスすることができる。外部プラットフォーム10は、上記のように作業員のアクセス経路の他、資材の搬入、搬出、仮置き等の目的でも使用され、例えばダビットクレーン(図示せず)が外部プラットフォーム10上に設置される。 2 is an enlarged perspective view of the vicinity of the bolted joint between the transition piece 3 and the tower 4. As shown in FIG. 2, inside the transition piece 3, a multi-layered internal platform 9 for operating and managing the wind power generator 1 is provided. Between the internal platforms 9, workers can move via ladders or the like. Furthermore, at the upper end of the transition piece 3, an external platform 10 is provided that extends horizontally outward from the outer circumferential surface 3a. In addition, at the lower end of the tower 4 that is bolted to the transition piece 3, an entrance/exit 11 for entering and exiting the inside of the tower 4 is provided. A worker who operates and manages the wind power generator 1 moves to the external platform 10 via a ladder from a ship moored at the landing 51 (FIG. 1) near the sea surface. The worker then opens the door of the entrance/exit 11 to enter the inside of the tower 4, and can further access the internal platform 9 via an internal ladder or the like. The external platform 10 is used not only as an access route for workers as described above, but also for carrying in and out materials and temporarily storing them, and for example, a davit crane (not shown) is installed on the external platform 10.

図1に示されるように、基礎2の円柱壁には、海底Bのケーブルを脚部41の内部空間43内に引き込むためのケーブル穴45が海底Bに近い高さの位置に設けられており、更にケーブル穴45の上方において海水を内部空間43に出入りさせる連通穴47が設けられている。従って、脚部41の内部空間43にはケーブル穴45及び連通穴47を通じて海水が侵入しており、外部の海水面Wと同じ高さで内部空間43内にも海水面W1(図3)が存在している。前述のような複数の内部プラットフォーム9(図2)はすべて、上記の海水面W1よりも高い位置に配置されている。なお、ここで「海水面W」とは平均海水面を意味する。 As shown in FIG. 1, the cylindrical wall of the foundation 2 is provided with a cable hole 45 at a height close to the seabed B for drawing the cable on the seabed B into the internal space 43 of the leg 41, and a communication hole 47 is provided above the cable hole 45 for allowing seawater to enter and exit the internal space 43. Therefore, seawater enters the internal space 43 of the leg 41 through the cable hole 45 and the communication hole 47, and a seawater level W1 (FIG. 3) exists in the internal space 43 at the same height as the external seawater level W. All of the multiple internal platforms 9 (FIG. 2) as described above are located at a position higher than the above-mentioned seawater level W1. Note that "seawater level W" here means the mean sea level.

図3は、脚部41の一部を一部破断して示す斜視図である。複数の内部プラットフォーム9には、下部プラットフォーム53と、エアタイトプラットフォーム55と、が含まれている。下部プラットフォーム53は複数のうち最も下層に位置する内部プラットフォーム9であり、エアタイトプラットフォーム55は下から2層目の内部プラットフォーム9である。なお、エアタイトプラットフォーム55よりも上層の内部プラットフォーム9には、脚部41内の電気ケーブルの処理等が行われるケーブルターミネーションプラットフォーム等が含まれるが、これらの図示及び詳細な説明は省略する。 Figure 3 is a perspective view showing a part of the leg 41 with a part cut away. The multiple internal platforms 9 include a lower platform 53 and an airtight platform 55. The lower platform 53 is the internal platform 9 located at the lowest level among the multiple internal platforms 9, and the airtight platform 55 is the internal platform 9 located at the second level from the bottom. Note that the internal platform 9 above the airtight platform 55 includes a cable termination platform where electrical cables inside the leg 41 are processed, but illustrations and detailed descriptions of these are omitted.

下部プラットフォーム53は、トランジションピース3を鉛直度調整しながら基礎2に設置する作業を行うためのプラットフォームである。例えば、下部プラットフォーム53の外周縁部には、複数の高さ調整装置53aが周方向に複数配列され設けられている。高さ調整装置53aはトランジションピース3に固定されており、基礎2の上端面に反力を取ったジャッキによってトランジションピース3の各位置の高さ調整を行う。このような複数の高さ調整装置53aを用いてトランジションピース3の鉛直度が調整された上で、トランジションピース3の下端部と基礎2の上端部との間にグラウトが充填される。内部空間43において、下部プラットフォーム53の下方には、前述の海水面W1が存在している。 The lower platform 53 is a platform for performing the work of installing the transition piece 3 on the foundation 2 while adjusting its verticality. For example, a plurality of height adjustment devices 53a are arranged in a circumferential direction on the outer peripheral edge of the lower platform 53. The height adjustment devices 53a are fixed to the transition piece 3, and adjust the height of each position of the transition piece 3 using a jack that receives a reaction force from the upper end surface of the foundation 2. After the verticality of the transition piece 3 is adjusted using these plurality of height adjustment devices 53a, grout is filled between the lower end of the transition piece 3 and the upper end of the foundation 2. In the internal space 43, the aforementioned seawater level W1 is present below the lower platform 53.

前述のように内部空間43には海水が浸入しており、海水面W1よりも下方においては基礎2の内壁面2bが海水に接している。基礎2は円形鋼管からなるモノパイルで構成されているので、基礎2の内壁面2bの海水による腐食を防止する必要がある。このため、下部プラットフォーム53には、内壁面2bの防食のための電気防食設備57が設けられている。電気防食設備57は、下部プラットフォーム53から垂下された複数の防食電極59を備えている。防食電極59としては、例えば白金めっき系電極や金属酸化物被覆電極が採用される。 As mentioned above, seawater has entered the internal space 43, and below the seawater level W1, the inner wall surface 2b of the foundation 2 is in contact with seawater. Because the foundation 2 is constructed of a monopile made of circular steel pipes, it is necessary to prevent corrosion of the inner wall surface 2b of the foundation 2 due to seawater. For this reason, the lower platform 53 is provided with an electrochemical protection system 57 for protecting the inner wall surface 2b from corrosion. The electrochemical protection system 57 is equipped with a number of anticorrosion electrodes 59 suspended from the lower platform 53. As the anticorrosion electrodes 59, for example, platinum-plated electrodes or metal oxide-coated electrodes are used.

下部プラットフォーム53の平面視における中央にはケーブル類を挿通するための円形の開口53bが設けられている。各防食電極59は開口53bを通じて下部プラットフォーム53から自重で鉛直下方に垂れ下がっている。防食電極59の下端は海水面W1の下方に達し海水中に浸漬されている。複数の防食電極59は、その下端同士が異なる高さに配置されるように、長さが調整されている。更に、電気防食設備57は、下部プラットフォーム53において防食電極59と基礎2の内壁面2bとを電気的に接続し両者の間に電位差を生じさせる電源装置58を有している。これにより、いわゆる外部電源方式の電気防食回路が形成され、防食電極59と基礎2の内壁面2bとの間に海水を通じて電流が流れることで、内壁面2bの腐食が抑制される。 In the center of the lower platform 53 in a plan view, a circular opening 53b is provided for inserting cables. Each anticorrosion electrode 59 hangs down vertically from the lower platform 53 through the opening 53b under its own weight. The lower ends of the anticorrosion electrodes 59 reach below the seawater level W1 and are immersed in seawater. The lengths of the multiple anticorrosion electrodes 59 are adjusted so that their lower ends are located at different heights. Furthermore, the cathodic protection equipment 57 has a power supply device 58 that electrically connects the anticorrosion electrodes 59 and the inner wall surface 2b of the foundation 2 on the lower platform 53 and generates a potential difference between them. This forms a so-called external power supply type cathodic protection circuit, and current flows between the anticorrosion electrodes 59 and the inner wall surface 2b of the foundation 2 through seawater, suppressing corrosion of the inner wall surface 2b.

この種の電気防食設備57では、防食電極59及び内壁面2bから塩素ガスと水素ガスとが発生する。このうち塩素ガスは水に溶解し易いために海水に溶け込むか、または空気よりも重いために海水面W1近傍に滞留する。その一方、水素ガスは空気よりも軽いために海水面W1から上昇し下部プラットフォーム53をすり抜けて更にエアタイトプラットフォーム55に向けて上昇していく。この水素ガスの処理については後述する。 In this type of cathodic protection equipment 57, chlorine gas and hydrogen gas are generated from the anticorrosion electrode 59 and the inner wall surface 2b. Of these, chlorine gas is easily dissolved in water and therefore dissolves in seawater, or is heavier than air and therefore remains near the seawater level W1. On the other hand, hydrogen gas is lighter than air and therefore rises from the seawater level W1, passes through the lower platform 53, and continues to rise toward the airtight platform 55. The treatment of this hydrogen gas will be described later.

また、上記のように内部空間43には海水が浸入していることから、内部空間43内においては海水面W1の上方の空間であっても塩害により金属等の腐食が発生し易いといった問題がある。そこで、内部空間43内においては、海水面W1と接する空間が、エアタイトプラットフォーム55によって、当該エアタイトプラットフォーム55よりも上方の空間から気密に封止されている。以下では、内部空間43のうち、エアタイトプラットフォーム55よりも下方の空間であり海水面W1と接する空間を「海水環境空間43B」と呼び、エアタイトプラットフォーム55よりも上方の空間を「通常環境空間43A」と呼ぶ。 In addition, because seawater has entered the internal space 43 as described above, there is a problem in that even in the space above the seawater level W1 within the internal space 43, corrosion of metals and the like is likely to occur due to salt damage. Therefore, within the internal space 43, the space in contact with the seawater level W1 is airtight sealed from the space above the airtight platform 55 by the airtight platform 55. Hereinafter, the space within the internal space 43 that is below the airtight platform 55 and in contact with the seawater level W1 will be referred to as the "seawater environment space 43B," and the space above the airtight platform 55 will be referred to as the "normal environment space 43A."

図4(a)は、エアタイトプラットフォーム55を下方から見上げた状態を示す斜視図であり、図4(b)は、エアタイトプラットフォーム55の底面図である。図3及び図4に示されるように、エアタイトプラットフォーム55は、内部空間43内を海水環境空間43Bと通常環境空間43Aとに上下2分して仕切る円形平板状の水平板材61を備えている。水平板材61の周縁部はトランジションピース3の内壁面3bに対して隙間が無いように接合されている。このように内部空間43の断面を横切る水平板材61により海水環境空間43Bと通常環境空間43Aとが気密に仕切られ、通常環境空間43Aにおける塩害が抑制される。 Figure 4(a) is a perspective view showing the airtight platform 55 as viewed from below, and Figure 4(b) is a bottom view of the airtight platform 55. As shown in Figures 3 and 4, the airtight platform 55 has a circular flat horizontal plate 61 that divides the internal space 43 into a seawater environment space 43B and a normal environment space 43A in two parts, one above the other. The peripheral portion of the horizontal plate 61 is joined to the inner wall surface 3b of the transition piece 3 so that there is no gap. In this way, the horizontal plate 61 that crosses the cross section of the internal space 43 airtightly divides the seawater environment space 43B and the normal environment space 43A, suppressing salt damage in the normal environment space 43A.

なお、図3に示されるように、エアタイトプラットフォーム55においては、ケーブルを通過させるためのケーブル穴62aや、作業者が通過するための開閉ハッチ62b等が、水平板材61を貫通する穴として設けられている。しかし、これらの穴には気密処理が施されており、水平板材61による気密性を損うものではない。図4においては、図の煩雑化を回避するために、ケーブル穴62a及び開閉ハッチ62bの図示を省略する。 As shown in FIG. 3, the airtight platform 55 has cable holes 62a for passing cables and opening/closing hatches 62b for workers to pass through, which are holes that penetrate the horizontal plate 61. However, these holes are airtight and do not impair the airtightness of the horizontal plate 61. In FIG. 4, the cable holes 62a and opening/closing hatches 62b are omitted to avoid complicating the illustration.

水平板材61の下面61bには、当該水平板材61を補強する補強部63が設けられている。補強部63は井桁状に配置され水平板材61の下面61bに溶接された複数の梁材65を有している。梁材65は断面U字状の鋼材からなり、例えば図5(a)に示されるように、角型鋼管が2分割されて製作されたものであってもよい。エアタイトプラットフォーム55のうち海水環境空間43Bに接している部分(水平板材の下面61b、梁材65の表面など)には、防食塗装等が施されていてもよい。 The lower surface 61b of the horizontal plate 61 is provided with a reinforcing portion 63 that reinforces the horizontal plate 61. The reinforcing portion 63 has a plurality of beams 65 arranged in a grid pattern and welded to the lower surface 61b of the horizontal plate 61. The beams 65 are made of steel material with a U-shaped cross section, and may be manufactured by dividing a square steel pipe into two as shown in FIG. 5(a). The portions of the airtight platform 55 that contact the seawater environment space 43B (the lower surface 61b of the horizontal plate, the surfaces of the beams 65, etc.) may be coated with an anticorrosive coating or the like.

水平板材61の下面61bには、内壁面3bの近傍に位置するガス抜き穴67が形成されている。また、水平板材61よりも上方の位置において、ガス抜き穴67の近傍には、トランジションピース3の外壁を貫通するガス排出口69が形成されている。そして、ガス抜き穴67とガス排出口69と接続するように、ベンチレーションパイプ68が設けられている。ベンチレーションパイプ68は、通常環境空間43A内を通過してL字状に延びている。海水環境空間43Bは、その上端において、ベンチレーションパイプ68内を介して脚部41の外部に連通されている。この構造によれば、前述のように電気防食設備57で発生した水素ガスの上昇が水平板材61に遮られて水素ガスは下面61bの下に浮いて溜まり、その後水素ガスは、ガス抜き穴67を通過してベンチレーションパイプ68内を通過し、ガス排出口69を介して脚部41の外部に排出される。 The lower surface 61b of the horizontal plate 61 has a gas vent hole 67 near the inner wall surface 3b. A gas exhaust port 69 penetrating the outer wall of the transition piece 3 is formed near the gas vent hole 67 at a position above the horizontal plate 61. A ventilation pipe 68 is provided to connect the gas vent hole 67 and the gas exhaust port 69. The ventilation pipe 68 extends in an L-shape through the normal environment space 43A. The seawater environment space 43B is connected at its upper end to the outside of the leg 41 through the ventilation pipe 68. According to this structure, the rise of hydrogen gas generated in the cathodic protection equipment 57 is blocked by the horizontal plate 61 as described above, and the hydrogen gas floats and accumulates below the lower surface 61b, and then the hydrogen gas passes through the gas vent hole 67 and the ventilation pipe 68, and is discharged to the outside of the leg 41 through the gas exhaust port 69.

ここで、水平板材61の下面61bに設けられた補強部63の凹凸が、上記水素ガスの円滑な排出の妨げになる虞もある。すなわち、例えば、仮に補強部63の梁材65が完全な井桁構造であれば、水素ガスの一部は、平面視において梁材65に四方を完全に囲まれた四角形の閉鎖領域内に溜まり、この水素ガスが円滑にガス抜き穴67に移動しないことも考えられる。そこで、本実施形態における補強部63では、上記のような閉鎖領域が形成されないように構成されている。 Here, there is a risk that the unevenness of the reinforcing portion 63 provided on the lower surface 61b of the horizontal plate 61 may hinder the smooth discharge of the hydrogen gas. That is, for example, if the beam material 65 of the reinforcing portion 63 had a complete lattice structure, some of the hydrogen gas would accumulate in a rectangular closed area completely surrounded on all sides by the beam material 65 in a plan view, and this hydrogen gas would not move smoothly to the gas vent hole 67. Therefore, the reinforcing portion 63 in this embodiment is configured so that such a closed area is not formed.

具体的には、図4に示されるように、補強部63には必要な箇所にガス通過路71が形成されている。図4(b)に示されるように、この補強部63の梁材65の配置例では、中央の2つの領域73が4つの梁材65に完全に囲まれた閉鎖領域になり得る。従って、上記4つの梁材65のうちの1つである梁材65Aの一部が切り欠かれることにより、当該梁材65Aを横切るガス通過路71が形成されている。ガス通過路71が設けられた箇所では、水平板材61の下面61bが露出している。この構成により、領域73に浮いて溜まる水素ガスは、ガス通過路71を通過しながら隣接する領域へ下面61bに沿って水平に移動する。すなわち、このガス通過路71は、水平板材61の下面61bに浮いて溜まるガスを下面61bに沿って水平方向に通過させる機能を有している。 Specifically, as shown in FIG. 4, gas passages 71 are formed in the reinforcing portion 63 at necessary locations. As shown in FIG. 4(b), in the example of the arrangement of the beams 65 of the reinforcing portion 63, the two central regions 73 can be closed regions completely surrounded by the four beams 65. Therefore, a part of the beam 65A, which is one of the four beams 65, is cut out to form a gas passage 71 that crosses the beam 65A. At the location where the gas passage 71 is provided, the lower surface 61b of the horizontal plate 61 is exposed. With this configuration, hydrogen gas that floats and accumulates in the region 73 moves horizontally along the lower surface 61b to the adjacent region while passing through the gas passage 71. In other words, the gas passage 71 has the function of allowing gas that floats and accumulates on the lower surface 61b of the horizontal plate 61 to pass horizontally along the lower surface 61b.

図5(b)は、ガス通過路71近傍を拡大して示す側面図であり、図5(c)はその斜視図である。図に示されるように、梁材65Aの長手方向の一部が切断され除去されることで、ガス通過路71が形成されている。この場合、ガス通過路71における梁材65Aの切断端面が当該梁材65の延在方向に対して傾斜していてもよい。また、梁材65Aの上記切断端面においては、梁材65Aの中空部を海水環境空間43Bから気密に封止するための蓋材75が設けられている。蓋材75は例えば四角形の鋼板小片であり、梁材65の切断端面及び下面61bに溶接されている。このような蓋材75の存在により、梁材65Aの内部に施す防食塗装等を省略することができる。 5(b) is an enlarged side view of the gas passage 71 and FIG. 5(c) is a perspective view thereof. As shown in the figure, the gas passage 71 is formed by cutting and removing a portion of the beam 65A in the longitudinal direction. In this case, the cut end surface of the beam 65A at the gas passage 71 may be inclined with respect to the extension direction of the beam 65. In addition, a lid material 75 is provided on the cut end surface of the beam 65A to airtightly seal the hollow portion of the beam 65A from the seawater environment space 43B. The lid material 75 is, for example, a small rectangular steel plate piece, and is welded to the cut end surface and the lower surface 61b of the beam 65. The presence of such a lid material 75 makes it possible to omit anticorrosive coating or the like applied to the inside of the beam 65A.

更に、図4(b)に示されるように、補強部63においては、梁材65が周囲の壁面(トランジションピース3の内壁面3b)まで到達していない。従って、梁材65の外周側端部と内壁面3bとの各間隙も、ガス通過路77として機能する。このガス通過路77も、梁材65を横切るように設けられ、水平板材61の下面61bに浮いて溜まる水素ガスを下面61bに沿って水平方向に通過させる機能を有する。なお、このガス通過路77における梁材65の切断端面にも、上記のような蓋材75が設けられることで、梁材65Aの中空部が海水環境空間43Bから気密に封止されている。 Furthermore, as shown in FIG. 4(b), in the reinforcement portion 63, the beam 65 does not reach the surrounding wall surface (the inner wall surface 3b of the transition piece 3). Therefore, each gap between the outer peripheral end of the beam 65 and the inner wall surface 3b also functions as a gas passage 77. This gas passage 77 is also provided so as to cross the beam 65, and has the function of allowing hydrogen gas floating and accumulating on the lower surface 61b of the horizontal plate material 61 to pass horizontally along the lower surface 61b. In addition, the cut end surface of the beam 65 in this gas passage 77 is also provided with the above-mentioned lid material 75, so that the hollow portion of the beam 65A is airtightly sealed from the seawater environment space 43B.

補強部63においては、以上のようなガス通過路71,77が、必要箇所に形成されることにより、例えば、平面視において梁材65又は内壁面3bによって四方を完全に囲まれた閉鎖領域が存在していない。すなわち、ガス通過路71,77によって、下面61b側の各領域が連続的に繋がり、各領域の水素ガスはガス通過路71,77を通り下面61bに沿って、ガス抜き穴67に円滑に移動することができる。その結果、水平板材61の61b近傍に集まる水素ガスが、ガス抜き穴67、ベンチレーションパイプ68内、及びガス排出口69を介して脚部41の外部に円滑に排出される。 In the reinforcement portion 63, the gas passages 71, 77 as described above are formed in necessary locations, so that, for example, in a plan view, there is no closed area that is completely surrounded on all four sides by the beam material 65 or the inner wall surface 3b. In other words, the gas passages 71, 77 continuously connect each area on the lower surface 61b side, and hydrogen gas in each area can smoothly move through the gas passages 71, 77 along the lower surface 61b to the gas vent hole 67. As a result, hydrogen gas that gathers near 61b of the horizontal plate material 61 is smoothly discharged to the outside of the leg portion 41 through the gas vent hole 67, the ventilation pipe 68, and the gas exhaust port 69.

なお、ガス通過路71に代えて、図6(a)に示されるようなガス通過路79が設けられてもよい。ガス通過路79は、梁材65Aのうち水平板材61の下面61bに接する上縁部が半円形状に切り欠かれて形成されたものである。図6(b)に示されるように、梁材65Aの対向する鉛直板部の上縁部に半円形状の切欠き部81,81が設けられ、切欠き部81,81に架け渡すように半円筒状の蓋材83が溶接される。このようなガス通過路79は、ガス通過路71と同様に、梁材65Aを横切るように設けられ、水平板材61の下面61bに浮いて溜まるガスを下面61bに沿って水平方向に通過させる機能を有している。また、蓋材83の存在により、梁材65Aの中空部が海水環境空間43Bから気密に封止され、梁材65Aの内部に施す防食塗装等を省略することができる。 In place of the gas passage 71, a gas passage 79 as shown in FIG. 6(a) may be provided. The gas passage 79 is formed by cutting out the upper edge of the beam 65A that contacts the lower surface 61b of the horizontal plate 61 in a semicircular shape. As shown in FIG. 6(b), semicircular cutouts 81, 81 are provided on the upper edge of the opposing vertical plate of the beam 65A, and a semicylindrical lid 83 is welded to bridge the cutouts 81, 81. The gas passage 79 is provided across the beam 65A, like the gas passage 71, and has the function of allowing gas floating and accumulating on the lower surface 61b of the horizontal plate 61 to pass horizontally along the lower surface 61b. In addition, the presence of the lid 83 hermetically seals the hollow portion of the beam 65A from the seawater environment space 43B, and anticorrosive coating or the like applied to the inside of the beam 65A can be omitted.

本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して変形例を構成することも可能である。各実施形態等の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。例えば、上記実施形態では、補強部63の梁材65が断面U字状で中空構造をなすものであったが、これに代えて、例えばH鋼などの中実構造の梁材が補強部63に採用されてもよい。また、梁材65の配置は図4のものには限定されず、適宜変更されてもよい。この場合においても、平面視において梁材65又は内壁面3bによって四方を完全に囲まれた閉鎖領域が存在しなくなるように、必要な箇所にガス通過路71,77,79が形成されればよい。また、上記実施形態では、本発明のエアタイト構造部を、洋上風力発電機1の脚部41内のエアタイトプラットフォーム55に適用した例を説明したが、本発明は他の洋上構造物にも適用することができる。 The present invention can be implemented in various forms, including the above-mentioned embodiment, with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art. It is also possible to construct modified examples by utilizing the technical matters described in the above-mentioned embodiment. The configurations of each embodiment may be used in appropriate combination. For example, in the above-mentioned embodiment, the beam 65 of the reinforcing portion 63 has a U-shaped cross section and a hollow structure, but instead, a solid beam such as an H-shaped steel may be used for the reinforcing portion 63. The arrangement of the beam 65 is not limited to that shown in FIG. 4, and may be changed as appropriate. Even in this case, the gas passages 71, 77, and 79 may be formed at necessary locations so that there is no closed area completely surrounded on all sides by the beam 65 or the inner wall surface 3b in a plan view. In the above-mentioned embodiment, an example in which the airtight structure of the present invention is applied to the airtight platform 55 in the leg 41 of the offshore wind power generator 1 has been described, but the present invention can also be applied to other offshore structures.

1…洋上風力発電機(洋上構造物)、41…脚部、43…内部空間、43B…海水環境空間、43A…通常環境空間、55…エアタイトプラットフォーム、57…電気防食設備、59…防食電極、61…水平板材、61b…下面、63…補強部、65,65A…梁材、67…ガス抜き穴、69…ガス排出口、68…ベンチレーションパイプ、71,77,79…ガス通過路、75,83…蓋材、W1…海水面。 1...offshore wind turbine (offshore structure), 41...legs, 43...internal space, 43B...seawater environment space, 43A...normal environment space, 55...airtight platform, 57...electrochemical protection equipment, 59...corrosion protection electrode, 61...horizontal plate material, 61b...underside, 63...reinforcement, 65, 65A...beam material, 67...gas vent hole, 69...gas exhaust port, 68...ventilation pipe, 71, 77, 79...gas passage, 75, 83...cover material, W1...seawater surface.

Claims (4)

洋上構造物の筒状をなす脚部の内部空間に設けられ、前記内部空間に侵入している海水の海水面に接する海水環境空間を上方の通常環境空間から気密に封止するエアタイト構造であって、
前記海水面の上方で水平に設けられ前記内部空間を上下に仕切る水平板材と、
前記水平板材の下面に設けられ前記海水環境空間内のガスを通過させて上方に送るためのガス抜き穴と、
前記水平板材の下面に接合された複数の梁材を有し前記水平板材を補強する補強部と、を備え、
前記補強部は、
前記梁材を横切るように設けられ、前記水平板材の前記下面に浮いて溜まるガスを前記下面に沿って水平方向に通過させるガス通過路を有する、エアタイト構造。
An airtight structure that is provided in an internal space of a cylindrical leg of an offshore structure and airtightly seals a seawater environment space in contact with the seawater surface of the seawater that has entered the internal space from a normal environment space above,
A horizontal plate member that is provided horizontally above the sea level and divides the internal space into upper and lower parts;
A gas vent hole provided on the lower surface of the horizontal plate for passing gas in the seawater environment space and sending it upward;
a reinforcing portion having a plurality of beam members joined to the lower surface of the horizontal plate member and reinforcing the horizontal plate member;
The reinforcing portion is
An airtight structure having a gas passageway that is arranged across the beam material and allows gas that floats and accumulates on the underside of the horizontal plate material to pass horizontally along the underside.
前記梁材が中空構造をなしており、前記補強部は前記梁材の中空部を前記海水環境空間から気密に封止する蓋材を更に有する、請求項1に記載のエアタイト構造。 The airtight structure according to claim 1, wherein the beam has a hollow structure, and the reinforcing portion further includes a lid that airtightly seals the hollow portion of the beam from the seawater environment space. 前記内部空間内の海水に浸漬された防食電極を有する電気防食設備の上方に設けられている、請求項1又は2に記載のエアタイト構造。 The airtight structure according to claim 1 or 2, which is provided above an electric protection device having an anticorrosion electrode immersed in seawater in the internal space. 前記ガス抜き穴と、前記水平板材よりも上方で前記脚部の外面に設けられ前記ガスを前記脚部の外部に排出するためのガス排出口と、を繋いで前記通常環境空間内を通過するベンチレーションパイプを更に有する、請求項1~3の何れか1項に記載のエアタイト構造。 The airtight structure according to any one of claims 1 to 3 further comprises a ventilation pipe passing through the normal environment space, connecting the gas vent hole and a gas exhaust port provided on the outer surface of the leg above the horizontal plate member for exhausting the gas to the outside of the leg.
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