JPH0334396Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は水面に浮かぶ船（特に作業船）などの
浮体物を水平に保持するための構造に関する。

（従来の技術） 海底への杭の打設あるいは海上測量等の各種作
業を作業船により行う場合、この作業船には水面
上において極力水平状態を保持することが要請さ
れる。

ところが、第８図に示すように、このような作
業船１は大きな波が来た場合に波の動きに追従
し、ピツチング，ローリングなどのゆれもしくは
傾斜状態を生じることとなる。あるいは、第９図
に示すように、作業船１に風の抵抗を受けやすい
付設物があり、矢印方向へ強風が吹いた場合に
も、作業船１は大きく傾くこととなる。

そのため、従来は作業船１のこのようなゆれ、
傾斜を防ぐ方策として、第１０図に示すように、
四隅をアンカー２により張設すること、あるいは
船体内部に一定量の水が満たされた複数のバラス
トタンク３を設け、このバラストタンク３内の水
量の変化により船体の平衡を保つこと等が行なわ
れていた。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、上記方策のうちアンカー２によ
る張設は水面高さの変化（特に、水面が下降した
場合）に充分対応することができず、またバラス
トタンク３を用いる方策では水量調節に時間がか
かり、波の速度に充分対応できないという問題点
があつた。

本考案はこのような事情に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは波，風などの影響に
よるゆれ、傾斜を有効に防止することが可能な水
面上浮体物の水平保持構造を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段） 本考案は上記問題点を解決するための手段とし
て、浮体物の内部にエア貯溜室を設け、該エア貯
溜室の下部に底部が開口した複数のバラストエア
ボツクスを設けると共に、各バラストエアボツク
スをバルブを介して前記エア貯溜室と連通させ、
前記浮体物に傾斜センサを設けると共に、前記バ
ラストエアボツクスのエア空間部にそれぞれ圧力
センサを取付け、前記傾斜センサおよび前記圧力
センサの検知信号によつて所定箇所の複数のバル
ブを開閉し該エア空間部の空気を他のバラストエ
アボツクス内に移動させるようにしたことを特徴
とする。

（作用） 本考案に応用される原理を第３図に基き簡単に
説明する。

浮体物１の底部が開口されており、浮体物１は
内部の水面WLとの間に存在するエアにより浮力
が与えられているものとする。水面WLは当初２
点鎖線で示す位置にあるが、左方から押し寄せる
波により、内部のＡ側の水面が上昇し、Ｂ側の水
面が下降する。そのため、体積変化によりＡ側の
エアは加圧され、Ｂ側のエアは減圧されることに
なるので、浮力A₁，引力B₁がそれぞれ発生し、
従来であれば浮体物が波に乗るので傾斜するが、
傾斜センサおよび圧力センサの検出信号に基づき
その箇所のバルブを開いてエア空間部の空気を反
対側のバラストエアボツクスに移動させてその内
部の水面を海水面の傾斜に沿わせる。これによつ
て浮力A₁および引力B₁が相殺され、波に影響さ
れずに浮体物を水平に浮かべることができる。

次に、第３図の左方から風が吹き浮体物１が右
に傾斜しようとする場合を考える（水面WLは常
に２点鎖線で示す水平位置にあるとする）。この
場合は、波が来た場合とは逆に、Ｂ側のエア体積
が縮小され、Ａ側のエア体積が増加されようと
し、それぞれB₁，A₁の外力によつて右に傾斜し
ようとするが、傾斜センサの検出信号が波の時と
は逆になるのでバルブを閉じバラストエアボツク
ス内のエアを緩衝させて水平状態を保持すること
ができる。

つまり、本考案は、波に対しては波の水面変化
に逆らうことなく波を自然に通過させ、風に対し
てはバラストエアボツクス内のエアを反発させる
ことで浮体物の水平状態を保持させようとするも
のである。

そして、このような作用は上記構成において、
バラストエアボツクス及びエア貯溜室の圧力調整
をバルブの開閉によつて行うことにより可能とな
る。

（実施例） 以下、本考案の実施例を第１図乃至第６図に基
き説明する。

第４図は浮体物１下部のバラストエアボツクス
４の配設状態を示したもので、複数のバラストエ
アボツクス４が各四隅に設けられている。このバ
ラストエアボツクス４はさらに複数の室に分割さ
れており、Ｘ方向，Ｙ方向のいずれのゆれ，傾斜
にも対応できるようになつている。

第１図は浮体物１の縦断面を示したもので、図
示する如くに、浮体物１の下部に設けられたバラ
ストエアボツクス４の底部は水面下で開口してい
る。そしてバラストエアボツクス４内の分割され
た各室には、バラストエアボツクス４内の水面と
の間で各エア空間部５，６，７，８，９，１０が
形成される。

これらのエア空間部の上方にはエア貯溜室１１
が設けられ、エア貯溜室１１と各エア空間部５〜
１０とは電磁バルブ１２を介して連通している。
尚、１３は機械室あるいは船倉で、内部に傾斜セ
ンサ、各種制御機器，コンプレツサ等が収納され
ている。

第２図はバラストエアボツクス４内の分割され
た各室のうちの一つを拡大して示した斜視図であ
る。エア空間部５には電磁バルブ１２を介してエ
ア貯溜室１１につづく配管１４の一端が接続さ
れ、配管１４にはエア空間部５内のエア圧力を検
知するための圧力センサ１５が取付けられてい
る。

そして、図示及び詳しい説明は省略してある
が、各エア空間部５〜１０（その他全てのエア空
間部も）にはコンプレツサと連通した圧気孔及び
排気孔が設けられており、コンプレツサの運転に
よる強制圧気及び強制排気ができるようになつて
いる。尚、各エア空間部のエア圧力及びその他の
データはコントロールパネルのコンピユータに送
られ、このコンピユータによりこれらのコンプレ
ツサの運転及び電磁バルブ１２の操作が行なわれ
るようになつている。

次に、以上のように構成される本実施例の水平
保持構造の作用につき説明する。

まず、浮体物１の各所に取付けてあるセンサに
より、浮体物１の傾斜に関する前後左右四方向の
データを検出し、これをコンピユータに送る。コ
ンピユータはこれらのデータを演算処理し、各バ
ラストエアボツクス４内の設定圧力を指示すると
共に電磁バルブ１２の作動範囲を設定する。

さらに、浮体物１の吃水面の調整を、コンプレ
ツサの運転及び電磁バルブ１２の操作により行
う。すなわち、浮体物１を当初の吃水面より上昇
させようとする場合は、電磁バルブ１２を閉じた
状態でコンプレツサにより各エア空間部を加圧
し、下降させようとする場合は各エア空間部を減
圧する。そして、このときにエア貯溜室１１内の
圧力についても調整を行いたい場合には、電磁バ
ルブ１２を開放して適宜圧力調整を行えばよい。

このようにして、浮体物１の姿勢制御が完了し
た後、第１図に示すように波が左方から押し寄せ
た場合を説明する。浮体物１の外部及びバラスト
エアボツクス４内の水面WLは当初１点鎖線で示
す位置にある。しかし、波が左方から押し寄せて
くると、これらの水面WLの高さは実線で示す位
置に変化し、各エア空間部内のエア圧力も変化す
る。すなわち、エア空間部５，６，７のエア圧力
は当初よりも上昇し（エア空間部５が最も高圧）、
エア空間部８，９，１０のエア圧力は当初よりも
降下する（エア空間部１０が最も低圧）。

これらのエア圧力の変化は圧力センサ１５によ
り検知され、コンピユータに送信される。コンピ
ユータはこれらのデータにより、電磁バルブ１２
を作動させるべきか否かを判断し、作動させる場
合にはそれぞれの適切なバルブ開度を維持しつ
つ、それぞれの電磁バルブ１２を開放させる。

この電磁バルブ１２の開放により、それまで加
圧されつつあつたエア空間部５，６，７のエアは
エア貯溜室１１内に逃げ、減圧されつつあつたエ
ア空間部８，９，１０にはエア貯溜室１１内のエ
アが送り込まれる。したがつて、エア空間部５〜
１０及びエア貯溜室１１の全体のエア圧力は変化
しないことになる。つまり、各バラストエアボツ
クス４内の水面は、波が来たとしても、何ら拘束
されずに各バラストエアボツクス４内を上下方向
に変化することができるので、浮体物１は傾斜す
ることなく水平状態を保持することができる。ま
た、波が小さく電磁バルブ１２が作動するほどに
は各エア空間部の圧力変化が大きくない場合に
は、各エア空間部内にあるエアが緩衝材として機
能する。したがつて、このような場合においても
浮体物１に発生しようとする微小なゆれを有効に
防止することができる。

次に、第１図の左方から強い風が吹き、浮体物
１が右回り（時計回り方向）に傾斜しようとする
場合につき説明する。但し、この場合は説明をわ
かりやすくするため、水面WLは常に１点鎖線に
示す位置にあるものとする。

浮体物１が右回りに傾斜し始めると、エア空間
部５〜１０は第１図で示したのとは逆に、エア空
間部８，９，１０が加圧されてエア空間部１０の
エア体積が最小（エア圧力は最大）となり、エア
空間部５，６，７が減圧されてエア空間部５のエ
ア体積が最大（エア圧力は最小）となる。このと
き、コンピユータが浮体物１の各所に取付けてあ
る傾斜センサにより傾斜方向を検知し、各エア空
間部内の圧力が変化しても、電磁バルブ１２を閉
じたままの状態にしておく。したがつて、各エア
空間部内のエアにより一定以上の傾斜を防止する
ことができる。

しかし、なおも浮体物１が右回りに傾斜しよう
とする場合、あるいはすでに一定量傾斜した浮体
物１を完全に水平状態に戻そうとする場合には、
コンプレツサを運転させ、エア空間部８，９，１
０にはそれぞれの圧力に応じた強制圧気を行い、
エア空間部５，６，７に強制排気を行うこととす
る。すると、これらの強制圧気及び強制排気によ
り各エア空間部５〜１０内のエア体積を傾斜以前
のもとのエア体積に戻すことができ（但し、エア
圧力は大きく変化している）、浮体物１に左回り
方向（反時計回り方向）のモーメントを与えるこ
とができる。したがつて、浮体物１を完全な水平
状態に保持することができる。

尚、上記の場合において、浮体物１が風により
傾斜し始めた段階で初めてコンプレツサを運転さ
せるのでは、エア空間部８，９，１０の強制圧気
に時間がかかり、追従性の点でやや問題を生ずる
ことも考えられる。そこで、高圧エアタンクを設
けておき、浮体物１が傾斜し始めた場合に直にエ
ア空間部８，９，１０に高圧エアを送り込めるよ
うにしておけば、良好な追従性を得ることができ
る。以上の一連の動作をわかりやすくするため、
第７図にそのフローチヤート図を示す。ただし、
バルブの指示圧力は、コンピユータによる圧力変
更のない場合には、正常設定値へ自動変換される
ものとする。

本考案の基本的な実施例は概ね以上のようなも
のであるが、もちろん、各エア空間部の圧力が事
故等により異常に変化したとしても、浮体物１が
転覆しないように充分な配慮のもとに設計されて
いるものとする。また、浮体物１の形状も長方形
のみならず、三角形，正方形，多角形，円形等の
種々の形状を採用することができ、バラストエア
ボツクス４の配設位置、配設数なども適宜選択す
ることは可能である。

第５図は本考案の他の実施例を示すもので、従
来行なわれていたアンカー２による張設を併用し
たものである。この場合は、ゆれ，傾斜を一層有
効且つ確実に防止することができるので、高精度
が要求される作業船に好適である。第６図は、水
上ホテルに本考案を適用した場合を示したもので
ある。これらの例に限らず、本考案が種々の分野
において応用し得ることはいうまでもない。

（考案の効果） 本考案は上述のように構成されるものであり、
常時水平状態にあることが要請される水面上浮体
物に、波，風等が作用したとしても、この浮体物
のゆれ，傾斜は浮体物内部でエアを移動または拘
束することで抑えることができ、しかもバルブ操
作によつて迅速に浮体物の水平状態を保持するこ
とができる。また、浮体物内部のエア量が変わら
ないので水平状態に復帰したときには吃水線は元
の位置を維持するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の要部構造を示す概略
図、第２図は第１図の一部を拡大した斜視図、第
３図は本考案に利用される原理を説明するための
説明図、第４図は第１図のバラストエアボツクス
の配列状態を示す斜視図、第５図及び第６図は本
考案の他の実施例を示す概略図、第７図は本考案
実施例の動作を示すフローチヤート図、第８図及
び第９図は従来の浮体物がそれぞれ波，風により
傾斜した状態を示す説明図、第１０図は第８図及
び第９図のような状態になることを防止するため
の従来構造を示す平面図である。 WL……水面、１……浮体物、４……バラスト
エアボツクス、５〜１０……エア空間部、１１…
…エア貯溜室、１２……電磁バルブ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 浮体物の内部にエア貯溜室を設け、該エア貯溜
   室の下部に底部が開口した複数のバラストエアボ
   ツクスを設けると共に、各バラストエアボツクス
   をバルブを介して前記エア貯溜室と連通させ、前
   記浮体物に傾斜センサを設けると共に、前記バラ
   ストエアボツクスのエア空間部にそれぞれ圧力セ
   ンサを取付け、前記傾斜センサおよび前記圧力セ
   ンサの検知信号によつて所定箇所の複数のバルブ
   を開閉し該エア空間部の空気を他のバラストエア
   ボツクス内に移動させるようにしたことを特徴と
   する水面上浮体物の水平保持装置。