水中構造物
【課題】地震の影響を受けにくく、施行も簡単な水中構造物を提供する。
【解決手段】海中に設置される第一のゴム製パイプ２とこの第一のゴム製パイプ２内に間隙を介して配置される第二のゴム製パイプ４で構成され、ゴム製パイプ間の間隙には海水５が充填され、第二のゴム製パイプ４の中には空気６と海水５が蓄えられ、第一のゴム製パイプ２の海水５と第二のゴム製パイプ４の中の海水５を循環させて発生させた水流により船舶７が進行方向に搬送されるようにした。更に、各ゴム製パイプの始端と終端をつなげて環状としたり、第一のゴム製パイプ２の下部には発電装置１０を備えたり、発電された電力で第二のゴム製パイプ４から第一のゴム製パイプ２へ排水する排水装置９及び第一のゴム製パイプ２から第二のゴム製パイプ４へ環水する環水装置８を駆動して、第一のゴム製パイプ２と第二のゴム製パイプ４の間に充填された海水５で水産物の養殖を行うようにした。
【解決手段】海中に設置される第一のゴム製パイプ２とこの第一のゴム製パイプ２内に間隙を介して配置される第二のゴム製パイプ４で構成され、ゴム製パイプ間の間隙には海水５が充填され、第二のゴム製パイプ４の中には空気６と海水５が蓄えられ、第一のゴム製パイプ２の海水５と第二のゴム製パイプ４の中の海水５を循環させて発生させた水流により船舶７が進行方向に搬送されるようにした。更に、各ゴム製パイプの始端と終端をつなげて環状としたり、第一のゴム製パイプ２の下部には発電装置１０を備えたり、発電された電力で第二のゴム製パイプ４から第一のゴム製パイプ２へ排水する排水装置９及び第一のゴム製パイプ２から第二のゴム製パイプ４へ環水する環水装置８を駆動して、第一のゴム製パイプ２と第二のゴム製パイプ４の間に充填された海水５で水産物の養殖を行うようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海中に二重構造のゴム製パイプを配設し、外側と内側のパイプの間に海水を入れて海産物の養殖をし、内側のパイプには空気と海水を充填して船舶の運行可能とした水中構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本の狭い国土では陸上輸送の効率化に限界があり、特に都市周辺では道路用地の確保が物理的や費用的に困難となってきている。そこで陸上輸送から海上輸送に切り替えることも検討された。しかし、海上輸送の場合は運行が天候左右されるという問題があった。そして、その解決策として、以下のような水中トンネルが提案された。
【０００３】
２つの大陸及び２大陸間の海のほぼ中間地点からトンネル工事を行い、中間地点からのトンネル工事はトンネルを構築するために適した深さの水底に底部ライナーを設置し、底部ライナー上に、構造物全長に伸びた穴を有するコンクリート等の構造物を立設する水底輸送トンネルの促進構築方法が知られている（特許文献１）。
【０００４】
管体を挿入する既設外管の発進側管端に前記管体がスライド可能なシール機構を設け、後続の中空管体を発進立坑にて前記管体に気中接合し、液中における管体重量がほぼ零となるように浮力調整液体を注入した既設外管内に、前記管体を引き込みまたは押し込んで挿入配管した管体の配管方法が知られている（特許文献２）。
【０００５】
水中構造物に加わる定常流及び振動流の大きさ及び方向を制御手段により計測し、該水中構造物の外面に形成した多数の空気放出孔のうち制御手段により選定した空気放出孔から計測値に基づく所望量の空気を水中構造物の内側から外側の水中に向けて放出する流体力低減方法が知られている（特許文献３）。
【０００６】
また、水中構造物の外面に形成した多数の空気放出孔のうち制御手段により選定した空気放出孔から計測値に基づく所望量の空気を水中構造物の内側から外側の水中に向けて放出する水中構造物の流体力低減方法が知られている（特許文献４）。
【０００７】
更に、海により離れている二つの大陸を結ぶ水底輸送トンネルの促進構築方法及びその後の補助作業方法であって、二つの各大陸及び二大陸間の海のほぼ中間地点からトンネル工事を行い、中間地点からのトンネル工事はトンネルを構築するために適した深さの水底位置に低部ライナーを設置する水底輸送トンネルの促進構築方法が知られている（特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２２０９８８
【特許文献２】特開平１０−２３８６５５
【特許文献３】特開平１１−３５０５１０
【特許文献４】特開平１０−１３１２２０
【特許文献５】特開２００１−２２０９８８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１においては、水底輸送トンネルは大陸間にしか設置できないので、日本の本州のような細長いひとつの島での建設は難しい。
【００１０】
特許文献２においては、海底に沈めておかなければならないので地震が発生すると破壊される畏れがある。
【００１１】
特許文献３においては、水中構造物に加わる定常流及び振動流に対応して空気放出孔から水中に向けて空気を放出しているが、構造自体は耐震構造になっていない。
【００１２】
特許文献４においては、嵌り込み側構造と受け側構造を利用してトンネル単体を連結しているが、設置については海底を這わせて設置しなければならないので、耐震性に問題がある。
【００１３】
特許文献５には、海で隔たっている２つの大陸を結ぶ水底輸送トンネルについての発明であり、海中ではなく地中にトンネルを埋設するトンネルの技術であり、地震などの地殻変動の影響を受けやすい。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の耐震性及び施行非容易性などの問題を解決するために、本発明の水中構造物システムでは、海中に設置される第一のゴム製パイプと、この第一のゴム製パイプ内に間隙を介して海面に対して水平に配置される第二のゴム製パイプで構成される水中構造物であって、前記第一のゴム製パイプと第二のゴム製パイプの間隙には海水が充填され、前記第二のゴム製パイプの中には空気と海水が蓄えられ、前記第一のゴム製パイプの海水と第二のゴム製パイプの中の海水を循環させて発生させた水流により、船舶を搬送するようにした。
【００１５】
これにより、例えば水中構造物を海底又は海面下１００メートルに設置した亜場合、外側のゴム製パイプと内側のゴム製パイプの間には魚介類の回遊水路を形成し、内側のゴム製パイプ内側には空気と海水を入れて日本の国土を循環する環状輸送ルートを確立することができるようになる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による水中構造物は、ゴム製パイプを接続するだけで簡単に構築でき、内側のゴム製パイプ内部を運行する船舶は天候に左右されずに日本の国土を循環することができ、また海水流で付勢するので省エネ運行による経済効果が期待でき、付加的には海水流発電によるスマートグリッドへの余剰電力供給が可能となり、海産物の養殖による地球資源の保護と有効活用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による水中構造物の断面図である。
【図２】本発明による水中構造物の設置イメージ図である。
【図３】環水と給水の仕組みを示した概念図である。
【図４】搬送用プールの入口側の閘門を開いた状態を示している図である。
【図５】昇降装置で下降中の搬送用プールを示した図である。
【図６】昇降装置が下端まで下がった状態の図を示している。
【図７】搬送用プールの出口側のゲートを開いた状態を示している図である。
【図８ａ】船舶が連絡水路経由で水中構造物へ移動する図である。
【図８ｂ】船舶が連絡水路経由で水中構造物へ移動する図である。
【図８ｃ】船舶が連絡水路経由で水中構造物へ移動する図である。
【図９】船舶が連絡水路軽油で水中構造物へ移動する図である。
【図１０】港湾に設置された閘門により搬送用プールに船舶の移動を示した図である。
【図１１】本発明におけるスマートグリッドシステムを示した図である。
【図１２】本発明の第２実施例による水中構造物の往復路を示した図である。
【図１３】本発明の第３実施例による水中構造物の往復路を示した図である。
【図１４】図１３のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１８】
実施例１は、二重構造のゴム製パイプ、即ち、外側の第一のゴム製パイプ２と、内側の第二のゴム製パイプ４で構成された同心円構造の実施例である。
【００１９】
図１は、本発明による水中構造物の断面図である。この水中構造物１は、海中に海面に対して水平に設置された二重構造のゴム製パイプ、即ち、外側の第一のゴム製パイプ２と、内側の海面に対して水平な第二のゴム製パイプ４で構成され、外側の第一のゴム製パイプ２と第二のゴム製パイプ４の間隙は海水３で充填されている。
【００２０】
第一のゴム製パイプ２と、第二のゴム製パイプ４は、例えば廃タイヤなどのゴムを溶かして、所定寸法のシートとして再生し、このシートを別に作成した骨格に貼り合わせて製造することができる。ゴムはコンクリート等と比較すると軽いので海中工期が短くて済む。
【００２１】
水中構造物１は、海底又は水深１００メートル程度の水面下に設置され、例えば日本の国土を周回されれば、環状トンネルとして機能する。長さが長くなっても、外壁がゴムでできているので増設や移設や容易である。また、水温の寒暖や潮流の変化などにより周囲の水圧に変化があっても自動的に内外圧のバランスをとることができる。
【００２２】
水中構造物１は、一定間隔で設置されたサポート手段１１を持つゴム製のパイプであり、例えば地震などの災害時に衝撃波を受けても破壊され難い。サポート手段１１は、ある程度の剛性と柔軟性を持つことが望ましいので、例えば芯をグラスファーバーにして周辺をゴムで固めたような構造でも良い。
【００２３】
第一のゴム製パイプ２と第二のゴム製パイプ４での間に貯水された魚介類回遊水路３の海水は循環しているので、取水場所を選ぶことで海水の温度を管理することができる。
【００２４】
例えば九州の佐多岬近郊で海水を交換すれば暖かい海水を第二のゴム製パイプ４に注入することができるし、北海道の根室半島近郊で海水を交換すれば冷えた海水を第二のゴム製パイプ４に注入することができる。
【００２５】
魚介類回遊水路３の海水温度を管理することで、海産物の養殖に適した温度に保つことができる。沖縄から九州にかけて流れる黒潮にはカツオ・マグロ・ブリ・サバ・イワシ・アジなど多くの魚類が生息していて、日本の沖合い・沿岸漁業をささえている。黒潮の流路は、日本の南岸を直進する流路と、紀州沖にできる大冷水塊のため南側に大きく蛇行する流路があり、大蛇行は数年つづく場合もあり、気象、漁業などに影響をおよぼしている。
【００２６】
魚介類回遊水路３に黒潮の海水を注入することにより、魚介類回遊水路３の中でカツオ・マグロ・ブリ・サバ・イワシ・アジなどを養殖すれば、黒潮の大蛇行とは関係なくカツオ・マグロ・ブリ・サバ・イワシ・アジなどを毎年安定して収穫することができるようになる。
【００２７】
この養殖による海産物を捕獲するには、第一のゴム製パイプ２に潜水艦が出入りできるゲートを設けて、第一のゴム製パイプ２を囲む海から第一のゴム製パイプ２への出入りを可能とすれば、潜水艦に取り付けた網などで根魚や帆立貝などの海産物を捕獲することができる。
【００２８】
後述の通り、第二のゴム製パイプ４には壁面にのみ形成されるリング状の骨格リング１２が配置され、第一のゴム製パイプ２から強い水圧がかかった時に第二のゴム製パイプ４がつぶれて水路が閉鎖されることを防いでいる。よって、取水地において、第一のゴム製パイプ２に開口部を設けて外部の海水（例えば黒潮）を取り入れても、第二のゴム製パイプ４内部における船舶７の運行には支障は出ない。
【００２９】
第二のゴム製パイプ４には海水５と空気６が充填されていて、環水装置８によって第一のゴム製パイプ２から第二のゴム製パイプ４へ海水３を流し込み、これと同等量の海水５を第二のゴム製パイプ４から第一のゴム製パイプ２に排水する。流水速度については、環水装置８と排水装置９のポンプ出力を制御することにより設定でき、第二のゴム製パイプ４の内壁に流速センサーを取り付けておけば流速を制御することができる。
【００３０】
第二のゴム製パイプ４の海水５の上は、タンカーやフェリーなどの船舶７が航行することができる。前述の通り、第二のゴム製パイプ４の海水５は所定方向に流れているので、流れる方向に船舶７を運行すれば、海流方向と進行方向とが異なる場合の海上航行よりも燃料を節約して運行することができる。
【００３１】
第一のゴム製パイプ２の底部には一定間隔で複数の水中発電装置１０が設置されている。この水中発電装置１０は、海流を利用して発電する海流発電装置である。海流の流れる方向は一定ではないので、海流の流れる方向を検出して、常に海流の方向にタービンを向けて発電するようにする。
【００３２】
水中発電装置１０で発電された電力は第一のゴム製パイプ２と第二のゴム製パイプ４での間に設けられた支柱１１を経由して第二のゴム製パイプ４に取り付けられた環水装置８と排水装置９に供給される。
【００３３】
水中発電装置１０で発電された電力は、水中構造物１に関連する電気の供給源として使え、例えば、環水装置８と排水装置９の駆動以外にも、例えば第二のゴム製パイプ４の内側の照明や、地上と船舶７との無線通信中継装置などに使うことができる。
【００３４】
水中発電装置１０は第二のゴム製パイプ４に対して回動自在に取り付けられ、更に水流センサーが取り付けられていているので、発電タービンは常に水流に直交する角度に調節されている。
【００３５】
図２は、本発明による水中構造物の設置イメージ図である。アクセスポイント（ターミナル）は、例えば、銚子港、下田港、新宮港、室戸港、土佐清水港、宮崎港、種子島、奄美大島、糸満港、五島列島、対馬港、境港、輪島港、新潟港、酒田港、男鹿港、小樽港、稚内港、釧路港、八戸港、大船渡港、日立港などを結んで環状路を形成し、現在使われている主要な港湾にアクセスポイントを設置することが考えられる。
【００３６】
外国船舶はアクセスポイントまでは従来通り陸地に設けられた港湾施設を使うことになるので天候に左右されるが、アクセスポイントから水中構造物１の中に入れば天候に関係なく高速かつ安全に運行することができるようになる。
【００３７】
日本で高速道路による巡回路を作ることは用地買収や山間部の工事困難性などを考えると現実的ではないが、本発明による水中構造物によって日本列島を囲む環状の海洋路を形成することは陸上路建設ほど難しいことではない。
【００３８】
図３は、環水と給水の仕組みを示した概念図である。図３（ａ）は平面図で、図３（ｂ）が正面の断面図である。実線は第二のゴム製パイプ４から第一のゴム製パイプ２との間隙の中の水流を表し、点線は第二のゴム製パイプ４内部の水流を表している。
【００３９】
第二のゴム製パイプ４内部の水流はパイプ内で均一であることが望ましく、環水装置８と排水装置９の位置は、流路に対して左右対称に配置することが望ましい。
【００４０】
海水５の流水速度を制御するには、中央の制御装置から各ユニットの流速制御装置に設定データを送信し、各ユニットの流速制御が設定された海水５の流水速度になるように循環路を形成する環水装置８と排水装置９を自動制御する。
【００４１】
万が一通信不能になった場合には、デフォルトの流水速度になるように自動制御し、後述するスマートグリッドユニットによって警告信号が中央の制御装置に送信される。
【００４２】
第一のゴム製パイプ２と第二のゴム製パイプ４とを繋ぐ支柱の内側には、外部の発電機が発電した電力を環水モータと給水モータに供給する電力線が配線されていると同時に、給電線の片方が第一のゴム製パイプ２に沿って配線され、もう片方の給電線が第二のゴム製パイプ４に沿って配線されて最寄りのスマートグリッドユニットに接続される。
【００４３】
各ユニットには、壁面にのみ形成されるリング状の骨格リング１２が配置され、第一のゴム製パイプ２から第二のゴム製パイプ４に強い水圧がかかっても第二のゴム製パイプ４がつぶれて水路が閉鎖されることを防いでいる。
【００４４】
万が一、第二のゴム製パイプ４が破損部にパッチを当てる程度では修復不能なほど破損した場合には、破損部の前後の破損していない第二のゴム製パイプ４の骨格リング１２に蓋を取り付けて閉鎖し、破損部の第二のゴム製パイプ４を交換した後、当該骨格リング１２の蓋を外せば、破損した第二のゴム製パイプ４を部分的に交換することができる。
【００４５】
図４は、アクセスポイントにおいて搬送用プールの入口側の閘門を開いた状態を示している図である。港湾側のローラーゲート１４が開くことで、アクセスポイントの海水が搬送用プール１３に進入し、同じ水位となるので船舶７はアクセスポイントから搬送用プール１３に移動する。
【００４６】
船舶７はアクセスポイントから搬送用プール１３に移動した後、船舶７を載せたまま搬送用プール１３を昇降できる昇降装置２０を使って港湾の高さから１００メートル下にある水中構造物の位置まで下げてから搬送することになる。
【００４７】
図５は、昇降装置で下降中の搬送用プールを示した図である。前述の通り、搬送用プール１３は船舶が倒れない程度の水位を保つ容器となっているので、船舶は搬送用プール１３の海水に浮かんだ状態で水中構造物のレベルまで下降することができる。
【００４８】
図６は、昇降装置が下端まで下がった状態の図を示している。連絡水路１５との間の出口側のゲート１８が開かれるまでは搬送用プールは船舶が倒れない程度の水位を保っている。
【００４９】
図７は、搬送用プールの出口側のゲートを開いた状態を示している図である。搬送用プール１３は連絡水路の入口側のローラーゲート１８ａが開かれると、搬送用プール１３の水位と連絡水路１５の水位が同じになり、進入が可能となる。
【００５０】
図８（ａ）〜（ｃ）は、船舶が連絡水路経由で水中構造物へ移動する図を示している。搬送用プール１３１と水中構造物１を直接つないでしまうと貯蔵された空気が陸上に放出されてしまうので、空気量の維持と水位の高低差を調整する仕組みが必要になる。
【００５１】
図８（ａ）に示すように、搬送用プール１３が水中構造物１のレベルまで下がると、入口側のローラーゲート１８ａが下降し、連絡水路１５と搬送用プール１３の水位は等しくなる。
【００５２】
次に図８（ｂ）に示すように、船舶７が連絡水路１５に格納されると、入口側のローラーゲート１８ａが上昇して連絡水路１５と搬送用プール１３の間は閉鎖される。
【００５３】
更に図８（ｃ）に示すように、出口側のゲート１８ｂが開き、連絡水路１５と第二のゴム製パイプ４の海水５がつながり、連絡水路１５と第二のゴム製パイプ４の海水５とは同水位となり、船舶７は連絡水路１５から第二のゴム製パイプ４へ移動可能となる。
【００５４】
連絡通路１５内には海水と空気が存在するが、この空気についてはアクセスポイントに換気口を作り、トンネルで使われている送排気システムを利用することにより前記換気口から連絡水路１５経由で第二のゴム製パイプ４内部の空気を連通させることができる。
【００５５】
また、第二のゴム製パイプ４内部にもトンネル用換気システムを設置することにより第二のゴム製パイプ４内部に人工的な風を生成し、この風の方向を船舶７の進路方向と同一方向に設定すれば、風によって船舶７を後押しすることができる。
【００５６】
図９は、船舶が水中構造物の中に侵入する様子を示している図である。水中構造物１の中を航行する他の船舶に船舶７が進入してくることを知らせるために、信号１９は赤信号を点灯させる。
【００５７】
図１０は、水中構造物の中を航行する船舶を示している図である。既に船舶７は水中構造物１の中を航行しているので、信号１９は青信号を点灯させる。
【００５８】
図１１は、本発明におけるスマートグリッドシステムを示している。本発明による水中構造物システムで日本全体を環状に囲んだ場合に、潮流の強い場所では大電力が発電されるが、流れの弱い場所では十分な電力が発電されない可能性がある。
【００５９】
各水中発電機１０を並列接続して電力の平均化をすることも考えられるが、もしどこかの水中発電機１０に不具合が生じて断線が生じると、システム全体がダウンしてしまう畏れがある。
【００６０】
そこで、主要な港のある都市を核としてスマートグリッドシステムに接続し、電力会社が提供する通信機能を持った人工知能搭載の電力系や制御機器等をネットワーク化されたて発電設備のひとつとして機能させることが考えられる。各末端の電力機器が通信網で接続され、自動的に需給調整が可能な電力系統を構築することで電力の需給バランスを最適化されるので、余力のある発電ユニットからはスマートグリッドに電力を供給し、水中発電機１０からの電力では電力不足の場合は電力会社から電力を購入することにより日本全国の水中構造物システムを効率良く稼働させることができるようになる。
【００６１】
また、どこかの水中発電機１０に不具合が生じて部分的に環水装置８と排水装置９が停止しても、不具合はその部分だけにとどまり、他のユニットの環水装置８と排水装置９は正常に動作しているので潮の動きが止まることはない。
【００６２】
中央管制室２１は通信ネットワーク２２によって各港湾の管理システム２３と接続されている。
【００６３】
各港湾の管理システム２３は複数ある管轄の水中構造物１に接続され、各水中構造物１の稼働状態をモニターすることができる。
【００６４】
また、各港湾の管理システム２３は、各地方のスマートグリッド２５と接続され、各水中構造物１から受け取った余剰電力をスマートグリッド２５に供給することができる。
【００６５】
もし所轄の水中構造物１の水中発電装置１０による発電電力が水中構造物１の排水装置９と環水装置８を動かすのに十分でない場合には、接続２４によりスマートグリッド２５を経由して電力を購入し、水中構造物１の稼働に支障がでないように管理する。
【００６６】
また、風の強い漁港においては、前記スマートグリッドシステムに風力発電の設備２６を併設することにより、発電した余剰電力をスマートグリッドシステム経由で販売することが可能となる。
【実施例２】
【００６７】
実施例２は、二重構造のゴム製パイプにおいて、内側のパイプを複数にして、内部の潮の流れを反対にしたものである。ゴム製パイプの内部には障害物がないので、船舶が自力で走行する以上の速度で航行することが可能となり、内部のゴム製パイプが１本でも数時間で日本列島を１周することが可能となるが、双方向とすることで出発地と目的地の位置関係によっては更に運行時間の短縮が可能となる。
【００６８】
図１２は、本発明の第２実施例による水中構造物の断面図である。第１実施例との違いは、第二のゴム製パイプ４が中央分離手段２７によって分離されている点である。第１実施例では内部の海水は一方通行であったが、中央分離手段２７によって分離することにより双方向の運行ができるようになる。
【００６９】
第二のゴム製パイプ４は中央分離手段２７によって完全に分離されている必要はなく、海面上の空気層は共通にしておいても良いが、アクセスポイントへの昇降装置は別々の昇降装置２０を備える必要があり、それぞれの昇降装置２０に送排気システムを取り付けることによりそれぞれの装置の負荷を軽減することができる。第二のゴム製パイプ４は中央分離手段２７によって分離されているので、環水装置８と排水装置９は左右対照には取り付けられないので、側面と底部に取り付ければ海水５の流れを作ることができる。
【実施例３】
【００７０】
図１３は、本発明の第３実施例による水中構造物の断面図である。この水中構造物１は、海中に二重構造のゴム製パイプ群、即ち、外側には第一のゴム製パイプ２が、内側には複数の第二のゴム製パイプ４が配置され、外側の第一のゴム製パイプ２と第二のゴム製パイプ４の間隙は海水３で充填されている。
【００７１】
実施例２における水中構造物１は、複数の第二のゴム製パイプ４が一定間隔でサポート手段２８によって支持されている。本実施例では、鉛直方向のサポート手段２８が二つの第二のゴム製パイプ４を連結し、水平方向のサポート手段２８がそれぞれの第二のゴム製パイプ４と第一のゴム製パイプ２を連結している。
【００７２】
左右の第二のゴム製パイプ４はサポート手段２８を介して連結手段２９によって接続されている。連結手段２９も剛性と柔軟性を持つことが望ましいが、サポート手段２８ほどの剛性は必要ないので、例えばゴム製としても良い。
【００７３】
複数の第二のゴム製パイプ４への出入りは第１実施例と同様に、それぞれの搬送用プール１３と昇降装置２０を使ってアクセスポイントから出入りすることができる。
【００７４】
複数の第二のゴム製パイプ４は一対の双方向構造には限定されず、交通量によって組み合わせを決めることができるので、例えば３本の流路を使う場合に、時計まわりに２本、反時計まわりに１本といった構成も可能であり、循環路を形成する環水装置８と排水装置９を構成するポンプのモータを正逆方向に回転制御すれば、適宜に潮流方向を変更できる。
【００７５】
図１４は、図１２のＡ−Ａ断面図である。上段の第二のゴム製パイプ４は図面上で右から左方向に潮流が流れ、下段の第二のゴム製パイプ４は図面上で左から右方向に潮流が流れている。上下の第二のゴム製パイプ４はサポート手段２８を介して連結手段２９によって接続されている。更に、上段の第二のゴム製パイプ４は画面上部でサポート手段２８によって第一のゴム製パイプ２と接続されている。また、下段の第二のゴム製パイプ４は画面下部でサポート手段２８によって第一のゴム製パイプ２と接続されている。
【００７６】
水中構造物は海底や水面下、例えば水面下１００メートルに設置するので洋上変化の影響は受けにくいが、もし嵐などで第一のゴム製パイプ２が外乱を受けた場合には、複数の第二のゴム製パイプ４も影響を受けて揺動することが考えられる。しかし、この場合でも３本のサポート手段２８によって複数の第二のゴム製パイプ４は引っ張られているので、外乱が収まり時間が経てば複数の第二のゴム製パイプ４の位置は、３本のサポート手段２８の張力のバランスがとれる位置に場所で安定する。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
海上の天候に左右されず順調な航行を可能とする海中の輸送ルートを提供すると共に、平坦な洋上を航海することによる燃費の節約が可能となり資源の節約になるだけでなく、大小ゴム製パイプの間に形成した魚介類回遊水路により天然のアワビや帆立貝更には天然の鮭や鯨などの養殖が可能となるので日本の水産業も安定した水産資源を確保できるようになる。
【符号の説明】
【００７８】
１…水中構造物
２…第一のゴム製パイプ
３…魚介類回遊水路
４…第二のゴム製パイプ
５…海水
６…空気
７…船舶
８…環水装置
９…排水装置
１０…水中発電装置
１１…サポート手段
１２…骨格リング
１３…搬送用プール
１４…港湾側のローラーゲート
１５…連絡水路
１６…他の船舶
１７…支柱
１８…連絡水路のローラーゲート
１９…信号
２０…昇降機構
２１…中央管制室
２２…通信ネットワーク
２３…管理システム
２４…接続
２５…スマートグリッド
２６…風力発電の設備。
２７…中央分離手段
２８…サポート手段
２９…連結手段。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海中に二重構造のゴム製パイプを配設し、外側と内側のパイプの間に海水を入れて海産物の養殖をし、内側のパイプには空気と海水を充填して船舶の運行可能とした水中構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本の狭い国土では陸上輸送の効率化に限界があり、特に都市周辺では道路用地の確保が物理的や費用的に困難となってきている。そこで陸上輸送から海上輸送に切り替えることも検討された。しかし、海上輸送の場合は運行が天候左右されるという問題があった。そして、その解決策として、以下のような水中トンネルが提案された。
【０００３】
２つの大陸及び２大陸間の海のほぼ中間地点からトンネル工事を行い、中間地点からのトンネル工事はトンネルを構築するために適した深さの水底に底部ライナーを設置し、底部ライナー上に、構造物全長に伸びた穴を有するコンクリート等の構造物を立設する水底輸送トンネルの促進構築方法が知られている（特許文献１）。
【０００４】
管体を挿入する既設外管の発進側管端に前記管体がスライド可能なシール機構を設け、後続の中空管体を発進立坑にて前記管体に気中接合し、液中における管体重量がほぼ零となるように浮力調整液体を注入した既設外管内に、前記管体を引き込みまたは押し込んで挿入配管した管体の配管方法が知られている（特許文献２）。
【０００５】
水中構造物に加わる定常流及び振動流の大きさ及び方向を制御手段により計測し、該水中構造物の外面に形成した多数の空気放出孔のうち制御手段により選定した空気放出孔から計測値に基づく所望量の空気を水中構造物の内側から外側の水中に向けて放出する流体力低減方法が知られている（特許文献３）。
【０００６】
また、水中構造物の外面に形成した多数の空気放出孔のうち制御手段により選定した空気放出孔から計測値に基づく所望量の空気を水中構造物の内側から外側の水中に向けて放出する水中構造物の流体力低減方法が知られている（特許文献４）。
【０００７】
更に、海により離れている二つの大陸を結ぶ水底輸送トンネルの促進構築方法及びその後の補助作業方法であって、二つの各大陸及び二大陸間の海のほぼ中間地点からトンネル工事を行い、中間地点からのトンネル工事はトンネルを構築するために適した深さの水底位置に低部ライナーを設置する水底輸送トンネルの促進構築方法が知られている（特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２２０９８８
【特許文献２】特開平１０−２３８６５５
【特許文献３】特開平１１−３５０５１０
【特許文献４】特開平１０−１３１２２０
【特許文献５】特開２００１−２２０９８８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１においては、水底輸送トンネルは大陸間にしか設置できないので、日本の本州のような細長いひとつの島での建設は難しい。
【００１０】
特許文献２においては、海底に沈めておかなければならないので地震が発生すると破壊される畏れがある。
【００１１】
特許文献３においては、水中構造物に加わる定常流及び振動流に対応して空気放出孔から水中に向けて空気を放出しているが、構造自体は耐震構造になっていない。
【００１２】
特許文献４においては、嵌り込み側構造と受け側構造を利用してトンネル単体を連結しているが、設置については海底を這わせて設置しなければならないので、耐震性に問題がある。
【００１３】
特許文献５には、海で隔たっている２つの大陸を結ぶ水底輸送トンネルについての発明であり、海中ではなく地中にトンネルを埋設するトンネルの技術であり、地震などの地殻変動の影響を受けやすい。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の耐震性及び施行非容易性などの問題を解決するために、本発明の水中構造物システムでは、海中に設置される第一のゴム製パイプと、この第一のゴム製パイプ内に間隙を介して海面に対して水平に配置される第二のゴム製パイプで構成される水中構造物であって、前記第一のゴム製パイプと第二のゴム製パイプの間隙には海水が充填され、前記第二のゴム製パイプの中には空気と海水が蓄えられ、前記第一のゴム製パイプの海水と第二のゴム製パイプの中の海水を循環させて発生させた水流により、船舶を搬送するようにした。
【００１５】
これにより、例えば水中構造物を海底又は海面下１００メートルに設置した亜場合、外側のゴム製パイプと内側のゴム製パイプの間には魚介類の回遊水路を形成し、内側のゴム製パイプ内側には空気と海水を入れて日本の国土を循環する環状輸送ルートを確立することができるようになる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による水中構造物は、ゴム製パイプを接続するだけで簡単に構築でき、内側のゴム製パイプ内部を運行する船舶は天候に左右されずに日本の国土を循環することができ、また海水流で付勢するので省エネ運行による経済効果が期待でき、付加的には海水流発電によるスマートグリッドへの余剰電力供給が可能となり、海産物の養殖による地球資源の保護と有効活用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による水中構造物の断面図である。
【図２】本発明による水中構造物の設置イメージ図である。
【図３】環水と給水の仕組みを示した概念図である。
【図４】搬送用プールの入口側の閘門を開いた状態を示している図である。
【図５】昇降装置で下降中の搬送用プールを示した図である。
【図６】昇降装置が下端まで下がった状態の図を示している。
【図７】搬送用プールの出口側のゲートを開いた状態を示している図である。
【図８ａ】船舶が連絡水路経由で水中構造物へ移動する図である。
【図８ｂ】船舶が連絡水路経由で水中構造物へ移動する図である。
【図８ｃ】船舶が連絡水路経由で水中構造物へ移動する図である。
【図９】船舶が連絡水路軽油で水中構造物へ移動する図である。
【図１０】港湾に設置された閘門により搬送用プールに船舶の移動を示した図である。
【図１１】本発明におけるスマートグリッドシステムを示した図である。
【図１２】本発明の第２実施例による水中構造物の往復路を示した図である。
【図１３】本発明の第３実施例による水中構造物の往復路を示した図である。
【図１４】図１３のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１８】
実施例１は、二重構造のゴム製パイプ、即ち、外側の第一のゴム製パイプ２と、内側の第二のゴム製パイプ４で構成された同心円構造の実施例である。
【００１９】
図１は、本発明による水中構造物の断面図である。この水中構造物１は、海中に海面に対して水平に設置された二重構造のゴム製パイプ、即ち、外側の第一のゴム製パイプ２と、内側の海面に対して水平な第二のゴム製パイプ４で構成され、外側の第一のゴム製パイプ２と第二のゴム製パイプ４の間隙は海水３で充填されている。
【００２０】
第一のゴム製パイプ２と、第二のゴム製パイプ４は、例えば廃タイヤなどのゴムを溶かして、所定寸法のシートとして再生し、このシートを別に作成した骨格に貼り合わせて製造することができる。ゴムはコンクリート等と比較すると軽いので海中工期が短くて済む。
【００２１】
水中構造物１は、海底又は水深１００メートル程度の水面下に設置され、例えば日本の国土を周回されれば、環状トンネルとして機能する。長さが長くなっても、外壁がゴムでできているので増設や移設や容易である。また、水温の寒暖や潮流の変化などにより周囲の水圧に変化があっても自動的に内外圧のバランスをとることができる。
【００２２】
水中構造物１は、一定間隔で設置されたサポート手段１１を持つゴム製のパイプであり、例えば地震などの災害時に衝撃波を受けても破壊され難い。サポート手段１１は、ある程度の剛性と柔軟性を持つことが望ましいので、例えば芯をグラスファーバーにして周辺をゴムで固めたような構造でも良い。
【００２３】
第一のゴム製パイプ２と第二のゴム製パイプ４での間に貯水された魚介類回遊水路３の海水は循環しているので、取水場所を選ぶことで海水の温度を管理することができる。
【００２４】
例えば九州の佐多岬近郊で海水を交換すれば暖かい海水を第二のゴム製パイプ４に注入することができるし、北海道の根室半島近郊で海水を交換すれば冷えた海水を第二のゴム製パイプ４に注入することができる。
【００２５】
魚介類回遊水路３の海水温度を管理することで、海産物の養殖に適した温度に保つことができる。沖縄から九州にかけて流れる黒潮にはカツオ・マグロ・ブリ・サバ・イワシ・アジなど多くの魚類が生息していて、日本の沖合い・沿岸漁業をささえている。黒潮の流路は、日本の南岸を直進する流路と、紀州沖にできる大冷水塊のため南側に大きく蛇行する流路があり、大蛇行は数年つづく場合もあり、気象、漁業などに影響をおよぼしている。
【００２６】
魚介類回遊水路３に黒潮の海水を注入することにより、魚介類回遊水路３の中でカツオ・マグロ・ブリ・サバ・イワシ・アジなどを養殖すれば、黒潮の大蛇行とは関係なくカツオ・マグロ・ブリ・サバ・イワシ・アジなどを毎年安定して収穫することができるようになる。
【００２７】
この養殖による海産物を捕獲するには、第一のゴム製パイプ２に潜水艦が出入りできるゲートを設けて、第一のゴム製パイプ２を囲む海から第一のゴム製パイプ２への出入りを可能とすれば、潜水艦に取り付けた網などで根魚や帆立貝などの海産物を捕獲することができる。
【００２８】
後述の通り、第二のゴム製パイプ４には壁面にのみ形成されるリング状の骨格リング１２が配置され、第一のゴム製パイプ２から強い水圧がかかった時に第二のゴム製パイプ４がつぶれて水路が閉鎖されることを防いでいる。よって、取水地において、第一のゴム製パイプ２に開口部を設けて外部の海水（例えば黒潮）を取り入れても、第二のゴム製パイプ４内部における船舶７の運行には支障は出ない。
【００２９】
第二のゴム製パイプ４には海水５と空気６が充填されていて、環水装置８によって第一のゴム製パイプ２から第二のゴム製パイプ４へ海水３を流し込み、これと同等量の海水５を第二のゴム製パイプ４から第一のゴム製パイプ２に排水する。流水速度については、環水装置８と排水装置９のポンプ出力を制御することにより設定でき、第二のゴム製パイプ４の内壁に流速センサーを取り付けておけば流速を制御することができる。
【００３０】
第二のゴム製パイプ４の海水５の上は、タンカーやフェリーなどの船舶７が航行することができる。前述の通り、第二のゴム製パイプ４の海水５は所定方向に流れているので、流れる方向に船舶７を運行すれば、海流方向と進行方向とが異なる場合の海上航行よりも燃料を節約して運行することができる。
【００３１】
第一のゴム製パイプ２の底部には一定間隔で複数の水中発電装置１０が設置されている。この水中発電装置１０は、海流を利用して発電する海流発電装置である。海流の流れる方向は一定ではないので、海流の流れる方向を検出して、常に海流の方向にタービンを向けて発電するようにする。
【００３２】
水中発電装置１０で発電された電力は第一のゴム製パイプ２と第二のゴム製パイプ４での間に設けられた支柱１１を経由して第二のゴム製パイプ４に取り付けられた環水装置８と排水装置９に供給される。
【００３３】
水中発電装置１０で発電された電力は、水中構造物１に関連する電気の供給源として使え、例えば、環水装置８と排水装置９の駆動以外にも、例えば第二のゴム製パイプ４の内側の照明や、地上と船舶７との無線通信中継装置などに使うことができる。
【００３４】
水中発電装置１０は第二のゴム製パイプ４に対して回動自在に取り付けられ、更に水流センサーが取り付けられていているので、発電タービンは常に水流に直交する角度に調節されている。
【００３５】
図２は、本発明による水中構造物の設置イメージ図である。アクセスポイント（ターミナル）は、例えば、銚子港、下田港、新宮港、室戸港、土佐清水港、宮崎港、種子島、奄美大島、糸満港、五島列島、対馬港、境港、輪島港、新潟港、酒田港、男鹿港、小樽港、稚内港、釧路港、八戸港、大船渡港、日立港などを結んで環状路を形成し、現在使われている主要な港湾にアクセスポイントを設置することが考えられる。
【００３６】
外国船舶はアクセスポイントまでは従来通り陸地に設けられた港湾施設を使うことになるので天候に左右されるが、アクセスポイントから水中構造物１の中に入れば天候に関係なく高速かつ安全に運行することができるようになる。
【００３７】
日本で高速道路による巡回路を作ることは用地買収や山間部の工事困難性などを考えると現実的ではないが、本発明による水中構造物によって日本列島を囲む環状の海洋路を形成することは陸上路建設ほど難しいことではない。
【００３８】
図３は、環水と給水の仕組みを示した概念図である。図３（ａ）は平面図で、図３（ｂ）が正面の断面図である。実線は第二のゴム製パイプ４から第一のゴム製パイプ２との間隙の中の水流を表し、点線は第二のゴム製パイプ４内部の水流を表している。
【００３９】
第二のゴム製パイプ４内部の水流はパイプ内で均一であることが望ましく、環水装置８と排水装置９の位置は、流路に対して左右対称に配置することが望ましい。
【００４０】
海水５の流水速度を制御するには、中央の制御装置から各ユニットの流速制御装置に設定データを送信し、各ユニットの流速制御が設定された海水５の流水速度になるように循環路を形成する環水装置８と排水装置９を自動制御する。
【００４１】
万が一通信不能になった場合には、デフォルトの流水速度になるように自動制御し、後述するスマートグリッドユニットによって警告信号が中央の制御装置に送信される。
【００４２】
第一のゴム製パイプ２と第二のゴム製パイプ４とを繋ぐ支柱の内側には、外部の発電機が発電した電力を環水モータと給水モータに供給する電力線が配線されていると同時に、給電線の片方が第一のゴム製パイプ２に沿って配線され、もう片方の給電線が第二のゴム製パイプ４に沿って配線されて最寄りのスマートグリッドユニットに接続される。
【００４３】
各ユニットには、壁面にのみ形成されるリング状の骨格リング１２が配置され、第一のゴム製パイプ２から第二のゴム製パイプ４に強い水圧がかかっても第二のゴム製パイプ４がつぶれて水路が閉鎖されることを防いでいる。
【００４４】
万が一、第二のゴム製パイプ４が破損部にパッチを当てる程度では修復不能なほど破損した場合には、破損部の前後の破損していない第二のゴム製パイプ４の骨格リング１２に蓋を取り付けて閉鎖し、破損部の第二のゴム製パイプ４を交換した後、当該骨格リング１２の蓋を外せば、破損した第二のゴム製パイプ４を部分的に交換することができる。
【００４５】
図４は、アクセスポイントにおいて搬送用プールの入口側の閘門を開いた状態を示している図である。港湾側のローラーゲート１４が開くことで、アクセスポイントの海水が搬送用プール１３に進入し、同じ水位となるので船舶７はアクセスポイントから搬送用プール１３に移動する。
【００４６】
船舶７はアクセスポイントから搬送用プール１３に移動した後、船舶７を載せたまま搬送用プール１３を昇降できる昇降装置２０を使って港湾の高さから１００メートル下にある水中構造物の位置まで下げてから搬送することになる。
【００４７】
図５は、昇降装置で下降中の搬送用プールを示した図である。前述の通り、搬送用プール１３は船舶が倒れない程度の水位を保つ容器となっているので、船舶は搬送用プール１３の海水に浮かんだ状態で水中構造物のレベルまで下降することができる。
【００４８】
図６は、昇降装置が下端まで下がった状態の図を示している。連絡水路１５との間の出口側のゲート１８が開かれるまでは搬送用プールは船舶が倒れない程度の水位を保っている。
【００４９】
図７は、搬送用プールの出口側のゲートを開いた状態を示している図である。搬送用プール１３は連絡水路の入口側のローラーゲート１８ａが開かれると、搬送用プール１３の水位と連絡水路１５の水位が同じになり、進入が可能となる。
【００５０】
図８（ａ）〜（ｃ）は、船舶が連絡水路経由で水中構造物へ移動する図を示している。搬送用プール１３１と水中構造物１を直接つないでしまうと貯蔵された空気が陸上に放出されてしまうので、空気量の維持と水位の高低差を調整する仕組みが必要になる。
【００５１】
図８（ａ）に示すように、搬送用プール１３が水中構造物１のレベルまで下がると、入口側のローラーゲート１８ａが下降し、連絡水路１５と搬送用プール１３の水位は等しくなる。
【００５２】
次に図８（ｂ）に示すように、船舶７が連絡水路１５に格納されると、入口側のローラーゲート１８ａが上昇して連絡水路１５と搬送用プール１３の間は閉鎖される。
【００５３】
更に図８（ｃ）に示すように、出口側のゲート１８ｂが開き、連絡水路１５と第二のゴム製パイプ４の海水５がつながり、連絡水路１５と第二のゴム製パイプ４の海水５とは同水位となり、船舶７は連絡水路１５から第二のゴム製パイプ４へ移動可能となる。
【００５４】
連絡通路１５内には海水と空気が存在するが、この空気についてはアクセスポイントに換気口を作り、トンネルで使われている送排気システムを利用することにより前記換気口から連絡水路１５経由で第二のゴム製パイプ４内部の空気を連通させることができる。
【００５５】
また、第二のゴム製パイプ４内部にもトンネル用換気システムを設置することにより第二のゴム製パイプ４内部に人工的な風を生成し、この風の方向を船舶７の進路方向と同一方向に設定すれば、風によって船舶７を後押しすることができる。
【００５６】
図９は、船舶が水中構造物の中に侵入する様子を示している図である。水中構造物１の中を航行する他の船舶に船舶７が進入してくることを知らせるために、信号１９は赤信号を点灯させる。
【００５７】
図１０は、水中構造物の中を航行する船舶を示している図である。既に船舶７は水中構造物１の中を航行しているので、信号１９は青信号を点灯させる。
【００５８】
図１１は、本発明におけるスマートグリッドシステムを示している。本発明による水中構造物システムで日本全体を環状に囲んだ場合に、潮流の強い場所では大電力が発電されるが、流れの弱い場所では十分な電力が発電されない可能性がある。
【００５９】
各水中発電機１０を並列接続して電力の平均化をすることも考えられるが、もしどこかの水中発電機１０に不具合が生じて断線が生じると、システム全体がダウンしてしまう畏れがある。
【００６０】
そこで、主要な港のある都市を核としてスマートグリッドシステムに接続し、電力会社が提供する通信機能を持った人工知能搭載の電力系や制御機器等をネットワーク化されたて発電設備のひとつとして機能させることが考えられる。各末端の電力機器が通信網で接続され、自動的に需給調整が可能な電力系統を構築することで電力の需給バランスを最適化されるので、余力のある発電ユニットからはスマートグリッドに電力を供給し、水中発電機１０からの電力では電力不足の場合は電力会社から電力を購入することにより日本全国の水中構造物システムを効率良く稼働させることができるようになる。
【００６１】
また、どこかの水中発電機１０に不具合が生じて部分的に環水装置８と排水装置９が停止しても、不具合はその部分だけにとどまり、他のユニットの環水装置８と排水装置９は正常に動作しているので潮の動きが止まることはない。
【００６２】
中央管制室２１は通信ネットワーク２２によって各港湾の管理システム２３と接続されている。
【００６３】
各港湾の管理システム２３は複数ある管轄の水中構造物１に接続され、各水中構造物１の稼働状態をモニターすることができる。
【００６４】
また、各港湾の管理システム２３は、各地方のスマートグリッド２５と接続され、各水中構造物１から受け取った余剰電力をスマートグリッド２５に供給することができる。
【００６５】
もし所轄の水中構造物１の水中発電装置１０による発電電力が水中構造物１の排水装置９と環水装置８を動かすのに十分でない場合には、接続２４によりスマートグリッド２５を経由して電力を購入し、水中構造物１の稼働に支障がでないように管理する。
【００６６】
また、風の強い漁港においては、前記スマートグリッドシステムに風力発電の設備２６を併設することにより、発電した余剰電力をスマートグリッドシステム経由で販売することが可能となる。
【実施例２】
【００６７】
実施例２は、二重構造のゴム製パイプにおいて、内側のパイプを複数にして、内部の潮の流れを反対にしたものである。ゴム製パイプの内部には障害物がないので、船舶が自力で走行する以上の速度で航行することが可能となり、内部のゴム製パイプが１本でも数時間で日本列島を１周することが可能となるが、双方向とすることで出発地と目的地の位置関係によっては更に運行時間の短縮が可能となる。
【００６８】
図１２は、本発明の第２実施例による水中構造物の断面図である。第１実施例との違いは、第二のゴム製パイプ４が中央分離手段２７によって分離されている点である。第１実施例では内部の海水は一方通行であったが、中央分離手段２７によって分離することにより双方向の運行ができるようになる。
【００６９】
第二のゴム製パイプ４は中央分離手段２７によって完全に分離されている必要はなく、海面上の空気層は共通にしておいても良いが、アクセスポイントへの昇降装置は別々の昇降装置２０を備える必要があり、それぞれの昇降装置２０に送排気システムを取り付けることによりそれぞれの装置の負荷を軽減することができる。第二のゴム製パイプ４は中央分離手段２７によって分離されているので、環水装置８と排水装置９は左右対照には取り付けられないので、側面と底部に取り付ければ海水５の流れを作ることができる。
【実施例３】
【００７０】
図１３は、本発明の第３実施例による水中構造物の断面図である。この水中構造物１は、海中に二重構造のゴム製パイプ群、即ち、外側には第一のゴム製パイプ２が、内側には複数の第二のゴム製パイプ４が配置され、外側の第一のゴム製パイプ２と第二のゴム製パイプ４の間隙は海水３で充填されている。
【００７１】
実施例２における水中構造物１は、複数の第二のゴム製パイプ４が一定間隔でサポート手段２８によって支持されている。本実施例では、鉛直方向のサポート手段２８が二つの第二のゴム製パイプ４を連結し、水平方向のサポート手段２８がそれぞれの第二のゴム製パイプ４と第一のゴム製パイプ２を連結している。
【００７２】
左右の第二のゴム製パイプ４はサポート手段２８を介して連結手段２９によって接続されている。連結手段２９も剛性と柔軟性を持つことが望ましいが、サポート手段２８ほどの剛性は必要ないので、例えばゴム製としても良い。
【００７３】
複数の第二のゴム製パイプ４への出入りは第１実施例と同様に、それぞれの搬送用プール１３と昇降装置２０を使ってアクセスポイントから出入りすることができる。
【００７４】
複数の第二のゴム製パイプ４は一対の双方向構造には限定されず、交通量によって組み合わせを決めることができるので、例えば３本の流路を使う場合に、時計まわりに２本、反時計まわりに１本といった構成も可能であり、循環路を形成する環水装置８と排水装置９を構成するポンプのモータを正逆方向に回転制御すれば、適宜に潮流方向を変更できる。
【００７５】
図１４は、図１２のＡ−Ａ断面図である。上段の第二のゴム製パイプ４は図面上で右から左方向に潮流が流れ、下段の第二のゴム製パイプ４は図面上で左から右方向に潮流が流れている。上下の第二のゴム製パイプ４はサポート手段２８を介して連結手段２９によって接続されている。更に、上段の第二のゴム製パイプ４は画面上部でサポート手段２８によって第一のゴム製パイプ２と接続されている。また、下段の第二のゴム製パイプ４は画面下部でサポート手段２８によって第一のゴム製パイプ２と接続されている。
【００７６】
水中構造物は海底や水面下、例えば水面下１００メートルに設置するので洋上変化の影響は受けにくいが、もし嵐などで第一のゴム製パイプ２が外乱を受けた場合には、複数の第二のゴム製パイプ４も影響を受けて揺動することが考えられる。しかし、この場合でも３本のサポート手段２８によって複数の第二のゴム製パイプ４は引っ張られているので、外乱が収まり時間が経てば複数の第二のゴム製パイプ４の位置は、３本のサポート手段２８の張力のバランスがとれる位置に場所で安定する。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
海上の天候に左右されず順調な航行を可能とする海中の輸送ルートを提供すると共に、平坦な洋上を航海することによる燃費の節約が可能となり資源の節約になるだけでなく、大小ゴム製パイプの間に形成した魚介類回遊水路により天然のアワビや帆立貝更には天然の鮭や鯨などの養殖が可能となるので日本の水産業も安定した水産資源を確保できるようになる。
【符号の説明】
【００７８】
１…水中構造物
２…第一のゴム製パイプ
３…魚介類回遊水路
４…第二のゴム製パイプ
５…海水
６…空気
７…船舶
８…環水装置
９…排水装置
１０…水中発電装置
１１…サポート手段
１２…骨格リング
１３…搬送用プール
１４…港湾側のローラーゲート
１５…連絡水路
１６…他の船舶
１７…支柱
１８…連絡水路のローラーゲート
１９…信号
２０…昇降機構
２１…中央管制室
２２…通信ネットワーク
２３…管理システム
２４…接続
２５…スマートグリッド
２６…風力発電の設備。
２７…中央分離手段
２８…サポート手段
２９…連結手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海中に設置される第一のゴム製パイプと、この第一のゴム製パイプ内に間隙を介して海面に対して水平に配置される第二のゴム製パイプで構成される水中構造物であって、前記第一のゴム製パイプと第二のゴム製パイプの間隙には海水が充填され、前記第二のゴム製パイプの中には空気と海水が蓄えられ、前記第一のゴム製パイプの海水と第二のゴム製パイプの中の海水を循環させて発生させた水流により、船舶が進行方向に搬送されることを特徴とする水中構造物。
【請求項２】
請求項１に記載の水中構造物において、前記一対のゴム製パイプの始端と終端がつながっていることを特徴とする水中構造物。
【請求項３】
請求項１に記載の水中構造物において、第一のゴム製パイプの下部には水中発電装置が備えられ、この発電された電力で、第二のゴム製パイプから第一のゴム製パイプへ排水する排水装置と、第一のゴム製パイプから第二のゴム製パイプへ環水する環水装置とを駆動することを特徴とする水中構造物。
【請求項４】
請求項１に記載の水中構造物において、第一のゴム製パイプと第二のゴム製パイプの間に充填された海水で水産物の養殖を行うことを特徴とする水中構造物。
【請求項１】
海中に設置される第一のゴム製パイプと、この第一のゴム製パイプ内に間隙を介して海面に対して水平に配置される第二のゴム製パイプで構成される水中構造物であって、前記第一のゴム製パイプと第二のゴム製パイプの間隙には海水が充填され、前記第二のゴム製パイプの中には空気と海水が蓄えられ、前記第一のゴム製パイプの海水と第二のゴム製パイプの中の海水を循環させて発生させた水流により、船舶が進行方向に搬送されることを特徴とする水中構造物。
【請求項２】
請求項１に記載の水中構造物において、前記一対のゴム製パイプの始端と終端がつながっていることを特徴とする水中構造物。
【請求項３】
請求項１に記載の水中構造物において、第一のゴム製パイプの下部には水中発電装置が備えられ、この発電された電力で、第二のゴム製パイプから第一のゴム製パイプへ排水する排水装置と、第一のゴム製パイプから第二のゴム製パイプへ環水する環水装置とを駆動することを特徴とする水中構造物。
【請求項４】
請求項１に記載の水中構造物において、第一のゴム製パイプと第二のゴム製パイプの間に充填された海水で水産物の養殖を行うことを特徴とする水中構造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−３１６７０（Ｐ２０１２−３１６７０Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７３２８０（Ｐ２０１０−１７３２８０）
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【特許番号】特許第４５９２８２４号（Ｐ４５９２８２４）
【特許公報発行日】平成２２年１２月８日（２０１０．１２．８）
【出願人】（５１０２１０３６８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【特許番号】特許第４５９２８２４号（Ｐ４５９２８２４）
【特許公報発行日】平成２２年１２月８日（２０１０．１２．８）
【出願人】（５１０２１０３６８）
【Ｆターム（参考）】
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