JPH0769273A - 水面ブイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 潮流と波によって前進力を生じ、これによ
り、潮流に流される力が減衰されて係留索に加わる張力
が小さくなる水面ブイを提供する。 【構成】 水面ブイ６の本体７に水中翼８を付ける。そ
の水中翼８は、本体７を潮流に対して図のように方向性
をもつ形にしたり、方向舵を備える形にして前縁が常に
潮流と対向するようにしておく。これにより、水中翼が
波で上下動する際に揚力と抗力が働き、この２つの力の
合力の水平方向分力として前進力が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、海洋観測等に利用する
水面ブイ、特に、潮流の速い場所で優れた効果を発揮す
る水面ブイに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に、従来考えられている海洋観測シ
ステムの一例を示す。このシステムは、水中に常設する
観測機器３を第１係留索２を介して海底のアンカー１に
連結し、さらに、観測機器３の上部に第１係留索２をで
きるだけ垂直に保って観測点のずれを少なくする水中ブ
イ４を設け、この水中ブイ４と水面ブイ６との間を、デ
ータ送信用の光ファイバや電線を含む第２係留索５で連
結して観測機器３から収集したデータを水面ブイ６中の
機器に送るようにしている。

【０００３】水面ブイ６に伝送されたデータは、無線
で陸上局に送る。水面ブイ６中の機器に蓄積してお
き、定期的に水面ブイを船に揚収して収集する。のいず
れかの方法で集めて分析される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した観測システム
では、潮流が速いと水面ブイ６に大きな流体力が働いて
係留索２、５に大きな張力が加わる。

【０００５】また、大きな流体力が加わると、アンカー
で留めた水面ブイ６が水中に埋没してしまい、無線通信
や船への揚収が不可能になる。

【０００６】そこで、実公平５−１１１１７号公報は、
水面ブイを浮力の大きな第１ブイと観測機器からデータ
を受ける第２ブイの２者で構成し、第１ブイを水中ブイ
に接続し、この第１ブイに第３の係留索で第２ブイをつ
ないで第２ブイの水没を無くす技術を提案しているが、
この構造によると、アンカーと第１ブイ間の係留索に加
わる張力がより大きくなる。

【０００７】このため、従来のこの種観測システムで
は、潮流に耐える太さの係留索を選定することになる
が、観測点が水深１０００ｍにも及ぶような大深度水域
で使用する係留索は、太さが少し違うだけでも全体の重
量増、体積増が無視できないものになる。

【０００８】海洋観測は多点で行われることが多く、従
来の観測システムでは、大深度観測点の全てに大重量、
大体積の係留索を設置することになるため、運搬、取扱
い、設置の手間が増える。

【０００９】また、係留索が重くなれば、その分、水面
ブイの浮力を増加させなければならないので、水面ブイ
の大型化も避けられない。

【００１０】そこで、本発明は、係留索の引留め負担が
軽減される水面ブイを提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の水面ブイは、上
記の課題を解決するため、前縁が潮流と対向する水中翼
を具備させたのである。

【００１２】なお、この水面ブイは、水中翼を確実に潮
流に対向させるために流れに対して方向性をもつ形状に
するか又は方向舵を具備する形状にするのが望ましい。

【００１３】

【作用】本発明の水面ブイは、波を受けて上下動すると
前進力を生じて潮流による押し流し力を減衰させる。

【００１４】図４は、前進力発生理論の解説図である。
今、翼８に対して潮流が速度Ｖで流れており、波によっ
て翼８が速度Ｕで上下動するとしたら、翼に作用する流
体力はＷで表され、それによって翼８には揚力Ｌと抗力
Ｄが発生し、その合力Ｆの水平方向分力としてＴの前進
力が得られる。

【００１５】従って、水面ブイが押し流される力はＴの
前進力が生じた分従来の水面ブイよりも小さくなり、こ
れによって係留索に加わる張力が低減し、ブイを水没さ
せようとする力も小さくなる。

【００１６】

【実施例】図１に、本発明の水面ブイの一例を示す。図
に示すように、この水面ブイ６は、本体７の下部に水中
翼８を取付けて構成されている。

【００１７】本体７は、ここでは平面視形状を涙滴型と
して潮流に対して方向性をもたせている。従って、この
本体７に取付けた水中翼８は、前縁が確実に潮流と対向
することになる。

【００１８】水中翼８は、任意の断面形状を採用し得る
が、図のように、前縁から３０〜４０％の位置に最大厚
みを持つ層流断面を有する翼が推進力増強面で好まし
い。

【００１９】この水中翼８を取付ける位置は、本体７の
下部に限定されない。例えば、図２に示すように、本体
７の後部でもよいし、本体７の側部でもよい。

【００２０】また、図２のように方向舵９を設ければ、
本体７を球形、円筒形等の一般的な形状にして水中翼８
を潮流に対向させることができる。

【００２１】図３は、使用する水中翼８のより好ましい
例を示している。

【００２２】翼に働く図４の揚力Ｌは、翼が受けるＷの
力の角度（迎え角）αと密接な関係がある。一般に、こ
の迎え角αが１２°付近までは揚力Ｌが直線的に増加
し、その後、急激に低下する。これに対し、水中翼８の
上下動は波によるもので自然条件に依存するため、水中
翼８の向きが一定なら迎え角αも変動し、得られる前進
力が安定しない。

【００２３】そこで、図３は水中翼８をヒンジ軸１０を
介してブイの本体に取付け、ストッパピン１１と長孔１
２に規制される範囲で翼８が波により自然に振れるよう
にしている。この構造は、迎え角αが自動調整されるの
で、前進力の増強に有効である。

【００２４】なお、迎え角αは、波の高さ、上下動の速
度に合わせて水中翼の向きを最適角度に制御する動力駆
動の制御機構を設けて補正するようにしてもよい。

【００２５】また、水中翼８は、中性浮力とすると、波
による上下動が滑らかになり、前進力の増強面でより好
ましくなる。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の水面ブイ
は、水中翼の働きによって潮流に抗する前進力を発生す
るので、係留索に加わる張力が小さくなり、係留索の重
量減、体積減を図ってその運搬、取扱い、設置を簡易化
することができる。

【００２７】また、水中への埋没を防止するのに必要な
浮力が小さくて済むので、ブイの小型化も図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）：本発明の水面ブイの一例を示す側面図 （ｂ）：同上の平面図

【図２】（ａ）：他の実施例の側面図 （ｂ）：同上の平面図

【図３】可変水中翼の一例を示す側面図

【図４】前進力発生原理の解説図

【図５】水面ブイを使用した海洋観測システムの一例を
示す図

【符号の説明】

５ 第２係留索 ６ 水面ブイ ７ 本体 ８ 水中翼 ９ 方向舵 １０ ヒンジ軸 １１ ストッパピン １２ 長孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前縁が潮流と対向する水中翼を具備させ
   た水面ブイ。