【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶の横揺れを抑制する可変周期型減揺装置に関するものである。
【従来の技術】
従来、船舶の横揺れを軽減する装置として、左右一対のウイングタンクと、一対のウイングタンクの下部を連通させる連結水路と、一対のウイングタンクの上部を連通させる空気ダクトとを有する減揺水槽が知られている。
その後、連結水路にダンパーを設置することにより、減揺水槽の固有周期を変化させ広い横揺れ周期に対応させるべく、可変周期型減揺水槽装置が開発された。
このような可変周期型減揺水槽装置としては、例えば特許第３０４８８６５号（以下、従来例と称する。）に開示されたものがある。これらの可変周期型減揺水槽装置では、船の横揺れ角を検知するために横揺れ角検知装置を有しているが、これらの横揺れ角検知装置は自己制御装置のために設置されるものであり、他の横揺れ角検知装置から異なる仕様の横揺れ角計測データが入力されることは想定されていない。
また、従来例の装置においては横揺れ角検知装置として、静電容量式傾斜計が使用されている。静電容量式傾斜計は、加速度の影響を受けやすく横揺れ角の検知精度に難があるが、可変周期型減揺水槽の制御は周期制御が主体であったため、横揺れ角検知に多少の精度低下があっても、データ出力の応答速度に問題が無いため従来例の可変周期型減揺水槽装置の制御に使用されている。
また、船舶に搭載されている減揺装置としては、可変周期型減揺水槽以外に、フィンスタビライザーや舵減揺装置があるが、各減揺装置の制御は各減揺装置がそれぞれ単独で行っており、それらの減揺装置が併設された場合にも、それらの減揺装置間でデータ共有や交換は行われておらず、船舶の減揺という同一目的装置として、制御を統合する等で減揺効果の向上が計られたことは無い。
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来例の可変周期型減揺水槽においては、横揺れ角検知装置として、静電容量式傾斜計が使用されている。静電容量式傾斜計は、加速度の影響を受けやすく横揺れ角の検知精度に難があるが、可変周期型減揺タンクの制御は周期制御が主体であったため、横揺れ角検知に多少の精度低下があっても、データ出力応答速度に問題が無く、横揺れ周期の解析・制御に支障が無いため、静電容量式傾斜計が使用されていた。
しかし、特許第３１２５１４１号や特許第３１２５１４２号のように横揺れ角度の検知に精度を必要とする減揺水槽の制御方法が発明されると共に、船舶に搭載される多くの観測機器が高精度に発達し、観測精度を向上させるため、減揺水槽による船体横揺れ角度の低減率向上や横揺れ角度そのものの計測にも高精度が要求されるようになってきた。このため、加速度による影響を受けやすく、横揺れ角度計測に加速度による計測誤差を含む静電容量式傾斜計での計測精度には限界があった。
また、横揺れが少なく乗り心地の良い船を求めて、多くの減揺装置が開発されており、現在では可変周期型減揺水槽、フィンスタビライザー、舵減揺装置が主な減揺装置として使用されている。調査船、観測船、実習船及び巡視船などでは、これらの減揺装置の内、可変周期型減揺水槽とフィンスタビライザー又は、可変周期型減揺水槽と舵減揺装置を同時に装備する船が数多く見受けられるようになってきた。これら減揺装置の内可変周期型減揺水槽は船が航走中も停船中も減揺効果が期待できるが、フィンスタビライザー及び舵減揺装置は航走時にのみ減揺効果があるため、航走時も停船時も減揺効果を必要とする場合、上記の様に可変周期型減揺水槽を含む２種の減揺装置を平行装備する必要がある。しかし、これらの減揺装置は異なったメーカーにより、異なった制御システムで制御されているため、可変周期型減揺水槽、フィンスタビライザー及び舵減揺装置もそれぞれ独自に横揺れ角検知装置を装備している。このため、２種類の減揺装置を平行装備した場合、２つの横揺れ角検知装置を装備することとなり経済的に無駄となるばかりで無く、それぞれの横揺れ角検知装置に精度差がある場合、横揺れ検知角度に差を生じて制御上の混乱を生ずるという欠点を有していた。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、可変周期型減揺水槽の制御を効率的で精度良く検知された横揺れ角計測データに基づいて行うことができる可変周期型減揺水槽装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
［１］船舶に設置した左右一対のウイングタンクと該一対のウイングタンクの下部を連通させる連結水路と該一対のウイングタンクの上部を連通させる空気ダクトとを有する減揺水槽と、前記連結水路に設けられ、その開閉によって減揺水槽の固有周期を変化させるためのダンパーと、前記空気ダクトに設けられ、その開閉によって減揺水槽の作動及び非作動の切り替えを行うためのバルブとを備える可変周期型減揺水槽と、横揺れ角検知手段から出力される横揺れ角計測データに基づいて前記ダンパー及び前記バルブの開閉を制御する減揺水槽制御装置とを備える可変周期型減揺水槽装置において、前記横揺れ角検知手段として、船舶に搭載され、可変周期型減揺水槽装置の外部に設けられている横揺れ角検知手段を用いることを特徴とする可変周期型減揺水槽装置。
［２］横揺れ角検知手段として、船舶に搭載されている他の減揺装置であるフィンスタビライザー又は舵減揺装置に設けられている横揺れ角検知手段を用いることを特徴とする前記［１］に記載の可変周期型減揺水槽装置。
［３］船舶に設置した左右一対のウイングタンクと該一対のウイングタンクの下部を連通させる連結水路と該一対のウイングタンクの上部を連通させる空気ダクトとを有する減揺水槽と、前記連結水路に設けられ、その開閉によって減揺水槽の固有周期を変化させるためのダンパーと、前記空気ダクトに設けられ、その開閉によって減揺水槽の作動及び非作動の切り替えを行うためのバルブとを備える可変周期型減揺水槽と、横揺れ角検知手段を有し、該横揺れ角検知手段から出力される横揺れ角計測データに基づいて前記ダンパー及び前記バルブの開閉を制御する減揺水槽制御装置とを備える可変周期型減揺水槽装置において、前記横揺れ角検知手段から出力される横揺れ角計測データが船舶に搭載されている他の減揺装置であるフィンスタビライザーあるいは舵減揺装置にも出力されるようになっていることを特徴とする可変周期型減揺水槽装置。
［４］横揺れ角検知手段が、サーボ傾斜角センサー、機械式ジャイロ、ガスレートセンサー、光ファイバージャイロの内のいずれか１種類又は２種類以上であることを特徴とする前記［１］〜［３］のいずれかに記載の可変周期型減揺水槽装置。
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る可変周期型減揺水槽装置の第１の実施形態を示す図である。同図において、本発明の第１の実施形態に係る可変周期型減揺水槽装置は、可変周期型減揺水槽２０と減揺水槽制御装置２１で構成されている。
可変周期型減揺水槽２０は、船体の左舷と右舷にそれぞれ設けられ動揺緩和流体Ｗが投入されたウイングタンク１ａ、１ｂとウイングタンク１ａ、１ｂの下部を連通させる連結水路２とウイングタンク１ａ、１ｂの上部を連通させて空気を流通させる空気ダクト５とを有する減揺水槽１と、連結水路２に設けられ、その開閉によって動揺緩和流体Ｗの移動を拘束して減揺水槽の固有周期を変化させるためのダンパー３と、空気ダクト５に設けられ、その開閉によって空気の流通を拘束して減揺水槽の作動と非作動を切り替えるためのバルブ６とを備えている。図２に可変周期型減揺水槽２０の斜視図を示す。同図において、動揺緩和流体Ｗが投入されているウイングタンク１ａと１ｂの下部は、２つの連結水路２ａ、２ｂで接続されている。連結水路２は、１個又は３個以上であっても良い。連結水路２ａには、動揺緩和流体Ｗの移動を拘束するダンパー３が設けられており、ダンパー３はダンパー駆動装置４で駆動する。ダンパー３が閉鎖されると、減揺水槽１内の動揺緩和流体Ｗの移動に制限を受け、移動周期に差異を与えることができる。また、ウイングタンク１ａと１ｂの上部は空気ダクト５で接続されている。空気ダクト５には、空気の流通を遮断するためのバルブ６が設けられ、バルブ駆動装置７によって開閉する。バルブ６を閉じると、タンク１ａと１ｂの相互間を移動する動揺緩和流体Ｗが拘束される。
一方、減揺水槽制御装置２１は、中央制御装置１０と、ダンパー駆動装置４及びバルブ駆動装置７に制御信号を送るダンパー制御装置９と、計測値や解析データ等を記憶する記憶装置１１と、操作画面や解析データを表示する表示装置１２と、可変周期型減揺水槽装置の外部に設けられている横揺れ角検知装置３８から出力される横揺れ角計測データを中央制御装置１０に取り込むためのインターフェイス１３とを備えている。
そして、中央制御装置１０は、横揺れ角検知装置３８から出力される時系列的な横揺れ角計測データから横揺れ周期等を算出する統計処理手段１０ａを有している。
上記のような構成の可変周期型減揺水槽装置においては、横揺れ角検知装置３８から出力される横揺れ角計測データに基づいて、統計処理手段１０ａが解析を行い、その解析値に基づいて、中央制御装置１０がダンパー制御装置９に指示をして、ダンパー制御装置９からダンパー駆動装置４及びバルブ駆動装置７に制御信号が送られ、ダンパー３及びバルブ６の開閉が行われる。
以下に、横揺れ角検知装置３８について説明する。
通常、観測船や調査船等においては、航行時の船体姿勢計測及び制御のためにジャイロコンパス等の高精度な横揺れ角検知装置が搭載されている。この横揺れ角検知装置としては、サーボ傾斜角センサー、機械式ジャイロ（バーチカルジャイロ、レートジャイロ、レート積分ジャイロ等）、ガスレートセンサー、光ファイバージャイロ（ＦＯＧ）等の加速度の影響を受けないか受ける場合があっても影響の少ない高精度な横揺れ角検知装置が該当する。これらの高精度横揺れ角検知装置からの横揺れ角計測データを分岐して可変周期型減揺水槽装置に取り込むことにより、可変周期型減揺水槽装置としてジャイロコンパス等の高精度横揺れ角検知装置を備える必要が無くなる。
そこで、この実施形態では、図１に示すように、上記のような可変周期型減揺水槽装置の外部に設けられている横揺れ角検知装置３８の横揺れ角計測データを取り込むために、横揺れ角検知装置３８がアナログ出力の横揺れ角検知装置３８ａである場合に対応したインターフェイス１３としてＡＤ変換ボード１３ａが設けられており、横揺れ角検知装置３８ａからの横揺れ角度計測データは電圧又は電流データとしてＡＤ変換ボード１３ａを通じて中央制御装置１０へ入力される。また、横揺れ角検知装置３８がデジタル出力の横揺れ角検知装置３８ｂである場合に対応したインターフェイス１３としてＲＳ２３２Ｃポート１３ｂが設けられており、横揺れ角検知装置３８ｂからの横揺れ角度計測データはデジタルデータとしてＲＳ２３２Ｃポート１３ｂを通じて中央制御装置１０へ入力される。
そして、中央制御装置１０の統計処理手段１０ａは横揺れ角計測データを取り込んで処理を行うが、横揺れ角計測データの取り込み先がＡＤ変換ボード１３ａかＲＳ２３２Ｃポート１３ｂか選択を行えるよう設定してある。ＡＤ変換ボード１３ａからのアナログデータとして横揺れ角計測データが入力されるように選択される場合は、統計処理手段１０ａにおいて、電圧値又は電流値と角度の換算値等が設定可能となっており、取り込まれたアナログデータが何度の横揺れ角であるか換算ができるようになっている。また、統計処理手段１０ａにおいて、ＲＳ２３２Ｃポート１３ｂからのデジタルデータとして横揺れ角計測データが入力されるように選択されている場合は、通信プロトコル、データフォーマット等が設定可能となっており、取り込まれたデジタルデータが何度の横揺れ角であるか解読できるようになっている。
上記において、アナログデータとしては通常、ＤＣ±１０Ｖ以内又は４〜２０ｍＡの信号が一般的に使用されているので、これらのアナログデータがＡＤ変換ボード１３ａより入力が可能なようにしている。また、デジタルデータとして入力する場合、横揺れ角検知装置３８ｂのインターフェイスがＲＳ２３２Ｃ規格で無い場合は、変換器を介してＲＳ２３２Ｃに変換した後、ＲＳ２３２Ｃポート１３ｂから入力を行う。
なお、前述のサーボ傾斜角センサー、機械式ジャイロ（バーチカルジャイロ、レートジャイロ、レート積分ジャイロ等）、ガスレートセンサー、光ファイバージャイロ（ＦＯＧ）等は、横揺れ角計測データの出力形式として、アナログ信号又はデジタル信号が一般的に使用されている。
次に、本発明に係る可変周期型減揺水槽装置の第２の実施形態を図３に示す。船舶に、減揺装置として、可変周期型減揺水槽装置とフィンスタビライザー又は可変周期型減揺水槽装置と舵減揺装置が併設される場合、可変周期型減揺水槽に設ける横揺れ角検知装置がフィンスタビライザー又は舵減揺装置にも設けられるため、横揺れ角検知装置が重複して設けられることになる。しかし、いずれの横揺れ角検知装置の設置目的も横揺れ角の計測のためであり、設置目的は同一である。
したがって、フィンスタビライザー又は舵減揺装置に設けられている横揺れ角検知装置の横揺れ角計測データを分岐して、可変周期型減揺水槽装置に取り込むことにより、可変周期型減揺水槽装置として横揺れ角検知装置を備える必要が無くなる。さらに、共通の横揺れ角計測データによって制御を行うことにより、減揺効果の相乗効果を得ることができる。
そこで、この実施形態に係る可変周期型減揺水槽装置では、図３に示すように、第１の実施形態と同様の可変周期型減揺水槽２０と減揺水槽制御装置２１とを備えると共に、フィンスタビライザー３０又は舵減揺装置３１に設けられている横揺れ角検知装置の横揺れ角計測データを取り込むようにしている。
図３（ａ）は、フィンスタビライザー３０又は舵減揺装置３１に設けられている横揺れ角検知装置がアナログ出力の横揺れ角検知装置３８ｃの場合である。横揺れ角度データは電圧又は電流データとしてＡＤ変換ボード１３ａを通じて中央制御装置１０へ入力される。
図３（ｂ）は、フィンスタビライザー３０又は舵減揺装置３１に設置されている横揺れ角検知装置がデジタル出力の横揺れ角検知装置３８ｄの場合である。横揺れ角度計測データはデジタルデータとしてＲＳ２３２Ｃポート１３ｂを通じて中央制御装置１０へ入力される。
なお、フィンスタビライザー３０又は舵減揺装置３１に設置される横揺れ角検知装置としては、サーボ傾斜角センサー、機械式ジャイロ（バーチカルジャイロ、レートジャイロ、レート積分ジャイロ等）、ガスレートセンサー、光ファイバージャイロ（ＦＯＧ）等の加速度の影響を受けないか受ける場合があっても影響の少ない高精度な横揺れ角検知装置が該当する。
図３（ａ）及び（ｂ）において、中央制御装置１０の統計処理手段１０ａは横揺れ角計測データを取り込んで処理を行うが、横揺れ角計測データの取り込み先がＡＤ変換ボード１３ａかＲＳ２３２Ｃポート１３ｂか選択を行えるよう設定してある。ＡＤ変換ボード１３ａからのアナログデータとして横揺れ角計測データが入力されるように選択される場合は、統計処理手段１０ａにおいて、電圧値又は電流値と角度の換算値等が設定可能となっており、取り込まれたアナログデータが何度の横揺れ角であるか換算ができるようになっている。また、統計処理手段１０ａにおいて、ＲＳ２３２Ｃポート１３ｂからのデジタルデータとして横揺れ角計測データが入力されるように選択されている場合は、通信プロトコル、データフォーマット等が設定可能となっており、取り込まれたデジタルデータが何度の横揺れ角であるか解読できるようになっている。
上記において、アナログデータとしては通常、ＤＣ±１０Ｖ以内又は４〜２０ｍＡの信号が一般的に使用されているので、これらのアナログデータがＡＤ変換ボード１３ａより入力が可能なようにしている。また、デジタルデータとして入力する場合、横揺れ角検知装置３８ｄのインターフェイスがＲＳ２３２Ｃ規格で無い場合は、変換器を介してＲＳ２３２Ｃに変換した後、ＲＳ２３２Ｃポート１３ｂから入力を行う。
なお、前述のサーボ傾斜角センサー、機械式ジャイロ（バーチカルジャイロ、レートジャイロ、レート積分ジャイロ等）、ガスレートセンサー、光ファイバージャイロ（ＦＯＧ）等は、横揺れ角計測データの出力形式として、アナログ信号又はデジタル信号が一般的に使用されている。
次に、本発明に係る可変周期型減揺水槽装置の第３の実施形態を図４に示す。船舶に、減揺装置として、可変周期型減揺水槽装置とフィンスタビライザー又は可変周期型減揺水槽装置と舵減揺装置が併設される場合、可変周期型減揺水槽に設ける横揺れ角検知装置がフィンスタビライザー又は舵減揺装置にも設けられるため、横揺れ角検知装置が重複して設けられることになる。しかし、いずれの横揺れ角検知装置の設置目的も横揺れ角の計測のためであり、設置目的は同一である。
したがって、可変周期型減揺水槽装置に設けられている横揺れ角検知装置の横揺れ角計測データを分岐して、フィンスタビライザー又は舵減揺装置の制御装置へ取り込むようにすることにより、フィンスタビライザー又は舵減揺装置として横揺れ角検知装置を設ける必要が無くなる。さらに、共通の横揺れ角計測データによって制御を行うことにより、減揺効果の相乗効果を得ることができる。
そこで、この実施形態に係る可変周期型減揺水槽装置では、図４に示すように、第１の実施形態と同様の可変周期型減揺水槽２０と、第１の実施形態の減揺水槽制御装置２１に横揺れ角検知装置８を追加した減揺水槽制御装置２２とを備えると共に、横揺れ角検知装置８から出力される横揺れ角計測データがフィンスタビライザー３０又は舵減揺装置３１にも出力されるようになっている。
上記の横揺れ角検知装置８としては、サーボ傾斜角センサー、機械式ジャイロ（バーチカルジャイロ、レートジャイロ、レート積分ジャイロ等）、ガスレートセンサー、光ファイバージャイロ（ＦＯＧ）等の加速度の影響を受けないか受ける場合があっても影響の少ない高精度な横揺れ角検知装置を用いれば良く、これらの横揺れ角検知装置では、横揺れ角計測データの出力形式として、アナログ出力及びデジタル出力が平行出力もしくは選択可能な型式のものが一般的である。図４（ａ）は、横揺れ角検知装置８からの出力がアナログ出力の場合であり、図４（ｂ）は、横揺れ角検知装置８からの出力がデジタル出力の場合である。
なお、図４（ａ）及び（ｂ）では、横揺れ角検知装置８からの出力形式を同一としているが、可変周期型減揺水槽装置の中央制御装置１０への出力型式とフィンスタビライザー又は舵減揺装置への出力型式が異なってもかまわない。
すなわち、図４（ａ）及び（ｂ）において、インターフェイス１３としてＡＤ変換ボード１３ａとＲＳ２３２Ｃポート１３ｂを備えているので、中央制御装置１０の統計処理手段１０ａは、アナログデータであってもデジタルデータであっても取り込みが可能となっている。したがって、横揺れ角検知装置８から可変周期型減揺水槽装置の中央制御装置１０に出力する横揺れ角計測データの仕様はアナログデータであってもデジタルデータであっても良く、フィンスタビライザー３０又は舵減揺装置３１の入力仕様に適合したデータを出力可能な横揺れ角検知装置８を設ければ、その横揺れ角検知装置８から横揺れ角計測データはフィンスタビライザー３０又は舵減揺装置３１に取り込まれて、フィンスタビライザー又は舵減揺装置の制御に使用することが可能となる。
上記において、アナログデータとしては、通常、ＤＣ±１０Ｖ以内の電圧データ又は４〜２０ｍＡの信号が一般的に使用され、デジタルデータとしてはＲＳ２３２Ｃ規格が一般的である。フィンスタビライザー３０又は舵減揺装置３１の横揺れ角計測データの入力仕様が前記のフォーマットで無い場合は、電圧及び電流変換器を介して、フィンスタビライザー３０又は舵減揺装置３１の横揺れ角計測データの入力仕様に適合する電圧又は電流仕様に変換した後に、又は、デジタルデータ変換器を介してＲＳ２３２ＣからＲＳ４２２、ＲＳ４９９等のフィンスタビライザー３０又は舵減揺装置３１の横揺れ角計測データの入力仕様に適合する他のデジタルデータ型式に変換した後に、フィンスタビライザー３０又は舵減揺装置３１に読み込み可能な横揺れ角計測データとして出力すれば良い。
【発明の効果】
本発明の可変周期型減揺水槽装置では、横揺れ角検知装置を他の装置と共用するようにしているので、高価な高精度の横揺れ角検知装置を重複して設置する必要がなくなり、横揺れ角検知装置からの横揺れ角計測データを他の装置と共有することにより、可変周期型減揺水槽の制御を効率的で精度良く検知された横揺れ角計測データに基づいて行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る可変周期型減揺水槽装置の第１の実施形態の説明図である。
【図２】図１における可変周期型減揺水槽の斜視図である。
【図３】本発明に係る可変周期型減揺水槽装置の第２の実施形態の説明図である。
【図４】本発明に係る可変周期型減揺水槽装置の第３の実施形態の説明図である。
【符号の説明】
１ 減揺水槽
１ａ、１ｂ ウイングタンク
２、２ａ、２ｂ 連結水路
３ ダンパー
４ ダンパー駆動装置
５ 空気ダクト
６ バルブ
７ バルブ駆動装置
８ 横揺れ角検知装置
９ ダンパー制御装置
１０ 中央制御装置
１０ａ 統計処理手段
１１ 記憶装置
１２ 表示装置
１３ インターフェイス
１３ａ ＡＤ変換ボード
１３ｂ ＲＳ２３２Ｃポート
２０ 可変周期型減揺水槽
２１ 減揺水槽制御装置
２２ 減揺水槽制御装置
３０ フィンスタビライザー
３１ 舵減揺装置
３８、３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ 横揺れ角検知装置TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a variable period type anti-rolling device that suppresses roll of a ship.
[Prior art]
Conventionally, as a device for reducing the roll of a ship, a reduced water tank having a pair of left and right wing tanks, a connecting water passage communicating the lower part of the pair of wing tanks, and an air duct communicating the upper part of the pair of wing tanks. Are known.
Later, by installing a damper in the connecting channel, the natural period of the damping tank was changed, and a variable period type damping tank apparatus was developed to correspond to a wide rolling cycle.
As such a variable-period anti-oscillation water tank device, there is one disclosed in, for example, Japanese Patent No. 3048865 (hereinafter, referred to as a conventional example). These variable-period anti-roll tank devices have roll angle detectors to detect the roll angle of the ship, but these roll angle detectors are installed for self-control devices. Therefore, it is not assumed that the roll angle measurement data having different specifications is input from another roll angle detecting device.
In the conventional device, a capacitance type inclinometer is used as a roll angle detecting device. Capacitance type inclinometers are easily affected by acceleration and have difficulty in detecting the roll angle.However, since the control of the variable-period anti-roll tank is mainly performed by periodic control, there is some difficulty in detecting the roll angle. Since there is no problem in the response speed of the data output even if the accuracy is reduced, it is used for controlling the variable period type anti-oscillation tank device of the conventional example.
In addition to the variable-period type anti-oscillating water tank, there are fin stabilizers and rudder anti-oscillation devices mounted on the ship, but each anti-oscillation device controls each anti-oscillation device independently. Therefore, even when these vibration reduction devices are installed, no data sharing or exchange is performed between the vibration reduction devices. The anti-rolling effect has never been improved.
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional variable-period anti-oscillation tank, the capacitance type inclinometer is used as the roll angle detecting device. Capacitance type inclinometers are easily affected by acceleration and have difficulty in detecting the roll angle. Even if the accuracy is lowered, there is no problem in the data output response speed and there is no problem in the analysis and control of the rolling period. Therefore, the capacitance inclinometer has been used.
However, a control method of the anti-roll tank which requires accuracy in detecting the roll angle is invented as disclosed in Japanese Patent No. 3125141 and Japanese Patent No. 3125142, and many observation instruments mounted on the ship are highly accurate. In order to improve the observation accuracy, it has been required to improve the reduction rate of the ship's roll angle by the anti-roll tank and to measure the roll angle itself with high accuracy. For this reason, it is easily affected by the acceleration, and there is a limit in the measurement accuracy of the capacitance type inclinometer including the measurement error due to the acceleration in the roll angle measurement.
In addition, many anti-rolling devices have been developed in search of a ship with less rolling and a comfortable ride.Currently, a variable period type anti-rolling water tank, fin stabilizer, and rudder anti-rolling device are used as main anti-rolling devices. Have been. For research vessels, observation vessels, training vessels, patrol boats, etc., among these vibration reduction devices, there are ships equipped with a variable period reduction tank and a fin stabilizer or a variable period reduction tank and a rudder reduction device at the same time. Many have come to be seen. The variable-period anti-attenuating tank of these anti-rolling devices can be expected to have an anti-rolling effect while the ship is running or stopped, but the fin stabilizer and rudder anti-rolling device have the anti-rolling effect only at the time of cruising. If the anti-rolling effect is required both when running and when the boat is stopped, it is necessary to equip two types of anti-rolling devices including the variable period type anti-rolling water tank in parallel as described above. However, since these anti-rolling devices are controlled by different manufacturers and different control systems, the variable-period anti-rolling tank, fin stabilizer and rudder anti-rolling device are each equipped with their own roll angle detection device. ing. For this reason, when two types of anti-rolling devices are installed in parallel, two anti-rolling devices are installed, which is not only economically wasted, but also when there is a difference in accuracy between the anti-rolling devices. However, there is a drawback that a difference occurs in the roll detection angle and confusion in control occurs.
The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and a variable-period type that can perform control of a variable-period anti-rolling water tank based on roll angle measurement data detected efficiently and accurately. It is an object of the present invention to provide a reduced water tank device.
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has the following features.
[1] A depressed water tank having a pair of left and right wing tanks installed on a ship, a connecting water passage communicating the lower parts of the pair of wing tanks, and an air duct communicating the upper parts of the pair of wing tanks, A variable period provided with a damper for changing the natural period of the reduced water tank by opening and closing the valve, and a valve provided on the air duct for switching between operation and non-operation of the reduced water tank by opening and closing the variable period. In the variable-period type anti-tank water tank device, comprising: a type anti-oscillation water tank, and an anti-oscillation water tank control device that controls opening and closing of the damper and the valve based on the roll angle measurement data output from the roll angle detection means. As the roll angle detecting means, a roll angle detecting means mounted on a ship and provided outside a variable period type anti-roll tank device is used. Variable cycle type swinging motion reducing water tank equipment.
[2] As the roll angle detecting means, a fin stabilizer which is another rocking device mounted on a ship or a roll angle detecting device provided in a rudder rocking device is used. ] The variable period type anti-oscillation water tank device as described in [].
[3] A depressed water tank having a pair of left and right wing tanks installed on a ship, a connecting water passage communicating the lower parts of the pair of wing tanks, and an air duct communicating the upper parts of the pair of wing tanks; A variable period provided with a damper for changing the natural period of the reduced water tank by opening and closing the valve, and a valve provided on the air duct for switching between operation and non-operation of the reduced water tank by opening and closing the variable period. A type rocking water tank, and a rocking water tank control device having a roll angle detecting means, and controlling the opening and closing of the damper and the valve based on the roll angle measurement data output from the roll angle detecting means. In the variable period type anti-rolling water tank device provided, the roll angle measurement data output from the roll angle detecting means is a fin which is another anti-roll device mounted on a ship. Variable periodic swinging motion reducing aquarium apparatus characterized by being adapted to be outputted to Biraiza or Kajigen rocking device.
[4] The roll angle detection means is one or more of a servo tilt angle sensor, a mechanical gyro, a gas rate sensor, and an optical fiber gyro, [1] to [3]. ] The variable cycle type anti-oscillating water tank device according to any one of [1] to [10].
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view showing a first embodiment of a variable period type anti-oscillating water tank device according to the present invention. In the figure, the variable periodic type anti-oscillating water tank device according to the first embodiment of the present invention includes a variable periodic type anti-oscillating water tank 20 and an anti-oscillating water tank control device 21.
The variable-period anti-oscillating water tank 20 is provided on the port and starboard sides of the hull, respectively, and is connected to the wing tanks 1a and 1b in which the sway-mitigating fluid W is supplied and the connecting water passage 2 and the wing tanks 1a and 1b, respectively. A vibration damping water tank 1 having an air duct 5 communicating the upper part of the vibration damping fluid 1 W and an air duct 5 for flowing air, and the opening and closing of the water damping water tank 1 restricts the movement of the motion damping fluid W to open and close the natural period of the water damping water tank. A damper 3 for changing the pressure and a valve 6 provided on the air duct 5 for restricting the flow of air by opening and closing to switch between operation and non-operation of the rocking water tank. FIG. 2 is a perspective view of the variable period type anti-oscillating water tank 20. In the figure, the lower portions of the wing tanks 1a and 1b into which the sway relaxation fluid W is charged are connected by two connecting water passages 2a and 2b. The number of the connection waterway 2 may be one or three or more. A damper 3 for restricting the movement of the fluctuation reducing fluid W is provided in the connection water channel 2 a, and the damper 3 is driven by a damper driving device 4. When the damper 3 is closed, the movement of the sway relaxation fluid W in the rocking water tank 1 is restricted, and a difference can be given to the movement cycle. The upper portions of the wing tanks 1a and 1b are connected by an air duct 5. The air duct 5 is provided with a valve 6 for shutting off the flow of air, and is opened and closed by a valve driving device 7. When the valve 6 is closed, the fluctuation reducing fluid W moving between the tanks 1a and 1b is restrained.
On the other hand, the attenuated water tank control device 21 includes a central control device 10, a damper control device 9 that sends control signals to the damper drive device 4 and the valve drive device 7, a storage device 11 that stores measurement values, analysis data, and the like. The central control device 10 captures the roll angle measurement data output from the display device 12 for displaying the operation screen and analysis data and the roll angle detection device 38 provided outside the variable period type anti-roll tank device. Interface 13.
The central control unit 10 includes a statistical processing unit 10a that calculates a rolling cycle or the like from time-series rolling angle measurement data output from the rolling angle detection device 38.
In the variable-period anti-rolling water tank device having the above-described configuration, the statistical processing unit 10a performs an analysis based on the roll angle measurement data output from the roll angle detection device 38, and based on the analysis value. The central controller 10 instructs the damper controller 9 to send control signals from the damper controller 9 to the damper driving device 4 and the valve driving device 7 to open and close the damper 3 and the valve 6.
Hereinafter, the roll angle detection device 38 will be described.
Usually, an observation ship or a research ship is equipped with a high-precision roll angle detection device such as a gyro compass for measuring and controlling the hull attitude during navigation. The roll angle detecting device includes a servo tilt angle sensor, a mechanical gyro (vertical gyro, a rate gyro, a rate integrating gyro, etc.), a gas rate sensor, and an optical fiber gyro (FOG). A high-precision roll angle detection device that is less affected even if there is a problem. By branching the roll angle measurement data from these high-precision roll angle detectors and taking them into the variable-period anti-roll tank device, high-precision roll angle detection of a gyro-compass etc. can be performed as a variable-period anti-roll tank device. There is no need to provide a device.
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 1, in order to capture the roll angle measurement data of the roll angle detecting device 38 provided outside the above-described variable period type anti-roll tank device, An AD conversion board 13a is provided as the interface 13 corresponding to the case where the swing angle detecting device 38 is the analog output rolling angle detecting device 38a, and the roll angle measuring data from the roll angle detecting device 38a is a voltage or The current data is input to the central controller 10 through the AD conversion board 13a. An RS232C port 13b is provided as the interface 13 corresponding to the case where the roll angle detection device 38 is a digital output roll angle detection device 38b, and the roll angle measurement data from the roll angle detection device 38b is The digital data is input to the central control device 10 through the RS232C port 13b.
Then, the statistical processing means 10a of the central control device 10 performs the processing by capturing the roll angle measurement data. The statistical processing means 10a is set so that the capture destination of the roll angle measurement data can be selected from the AD conversion board 13a or the RS232C port 13b. is there. When the roll angle measurement data is selected so as to be input as analog data from the AD conversion board 13a, the converted value of the voltage value or the current value and the angle can be set in the statistical processing means 10a. It is possible to convert the number of roll angles of the fetched analog data. When the statistical processing means 10a selects to input the roll angle measurement data as digital data from the RS232C port 13b, a communication protocol, a data format, and the like can be set, and the data is captured. The digital data can be decoded to determine the number of roll angles.
In the above, a signal within DC ± 10 V or 4 to 20 mA is generally used as the analog data, so that the analog data can be input from the AD conversion board 13a. When inputting as digital data, when the interface of the roll angle detection device 38b is not based on the RS232C standard, the data is converted into RS232C via a converter, and then input from the RS232C port 13b.
The above-mentioned servo tilt angle sensor, mechanical gyro (vertical gyro, rate gyro, rate integrating gyro, etc.), gas rate sensor, optical fiber gyro (FOG), and the like are provided with analog signals or Digital signals are commonly used.
Next, FIG. 3 shows a second embodiment of the variable periodic type anti-oscillating water tank device according to the present invention. When the ship is provided with a variable period-type anti-tank unit and a fin stabilizer or a variable period-type anti-tank unit and a rudder anti-rolling device, the roll angle detection device provided in the variable period-type anti-tank unit Is also provided in the fin stabilizer or the rudder reduction device, so that the roll angle detection device is provided in duplicate. However, the purpose of installing any of the roll angle detection devices is to measure the roll angle, and the installation purpose is the same.
Therefore, by branching the roll angle measurement data of the roll angle detection device provided in the fin stabilizer or the rudder rocker, and taking in the variable periodic rocker tank device, the variable periodic rocker tank device is obtained. There is no need to provide a roll angle detection device. Further, by performing control using common roll angle measurement data, a synergistic effect of the anti-rolling effect can be obtained.
In view of this, the variable periodic type anti-oscillating water tank device according to this embodiment includes, as shown in FIG. 3, a variable periodic type anti-oscillating water tank 20 and an anti-oscillating water tank control device 21 similar to those of the first embodiment. The roll angle measurement data of the roll angle detecting device provided in the fin stabilizer 30 or the rudder reduction device 31 is taken in.
FIG. 3A shows a case where the roll angle detection device provided in the fin stabilizer 30 or the rudder reduction device 31 is a roll angle detection device 38c having an analog output. The roll angle data is input to the central control device 10 through the AD conversion board 13a as voltage or current data.
FIG. 3B shows a case where the roll angle detection device installed in the fin stabilizer 30 or the rudder reduction device 31 is a digital output roll angle detection device 38d. The roll angle measurement data is input to the central controller 10 as digital data through the RS232C port 13b.
In addition, as the roll angle detection device installed in the fin stabilizer 30 or the rudder reduction device 31, a servo tilt angle sensor, a mechanical gyro (vertical gyro, rate gyro, rate integration gyro, etc.), a gas rate sensor, an optical fiber gyro A high-precision roll angle detection device that is not affected by acceleration such as (FOG) or may be affected is less affected.
3 (a) and 3 (b), the statistical processing means 10a of the central control device 10 fetches the roll angle measurement data and performs the processing. The capture destination of the roll angle measurement data is either the AD conversion board 13a or the RS232C port. 13b is set so that selection can be made. When the roll angle measurement data is selected so as to be input as analog data from the AD conversion board 13a, the converted value of the voltage value or the current value and the angle can be set in the statistical processing means 10a. It is possible to convert the number of roll angles of the fetched analog data. When the statistical processing means 10a selects to input the roll angle measurement data as digital data from the RS232C port 13b, a communication protocol, a data format, and the like can be set, and the data is captured. The digital data can be decoded to determine the number of roll angles.
In the above, a signal within DC ± 10 V or 4 to 20 mA is generally used as the analog data, so that the analog data can be input from the AD conversion board 13a. When inputting as digital data, if the interface of the roll angle detection device 38d is not based on the RS232C standard, the data is converted to RS232C via a converter and then input from the RS232C port 13b.
The above-mentioned servo tilt angle sensor, mechanical gyro (vertical gyro, rate gyro, rate integrating gyro, etc.), gas rate sensor, optical fiber gyro (FOG), and the like are provided with analog signals or Digital signals are commonly used.
Next, FIG. 4 shows a third embodiment of the variable periodic type anti-oscillating water tank device according to the present invention. When the ship is provided with a variable period-type anti-tank unit and a fin stabilizer or a variable period-type anti-tank unit and a rudder anti-rolling device, the roll angle detection device provided in the variable period-type anti-tank unit Is also provided in the fin stabilizer or the rudder reduction device, so that the roll angle detection device is provided in duplicate. However, the purpose of installing any of the roll angle detection devices is to measure the roll angle, and the installation purpose is the same.
Therefore, by dividing the roll angle measurement data of the roll angle detecting device provided in the variable period type anti-roll water tank device, and taking it into the control device of the fin stabilizer or the rudder anti-roll device, the fin stabilizer can be obtained. Alternatively, it is not necessary to provide a roll angle detection device as a rudder reduction device. Further, by performing control using common roll angle measurement data, a synergistic effect of the anti-rolling effect can be obtained.
Therefore, in the variable period-type anti-oscillating water tank device according to this embodiment, as shown in FIG. 4, the variable period-type anti-oscillating water tank 20 similar to the first embodiment and the anti-oscillating water tank control of the first embodiment. In addition to the device 21 and the anti-roll tank control device 22 in which the roll angle detecting device 8 is added, the roll angle measurement data output from the roll angle detecting device 8 is transmitted to the fin stabilizer 30 or the rudder rocking device 31. Output.
The above-mentioned roll angle detecting device 8 is not affected by acceleration such as a servo tilt angle sensor, a mechanical gyro (vertical gyro, rate gyro, rate integrating gyro, etc.), a gas rate sensor, and an optical fiber gyro (FOG). It is sufficient to use a high-precision roll angle detection device that is less affected even if it is received, and in these roll angle detection devices, as an output format of the roll angle measurement data, analog output and digital output are parallel output or Selectable types are common. FIG. 4A shows a case where the output from the roll angle detection device 8 is an analog output, and FIG. 4B shows a case where the output from the roll angle detection device 8 is a digital output.
4 (a) and 4 (b), the output form from the roll angle detecting device 8 is the same, but the output type to the central control device 10 of the variable period type anti-roll tank device and the fin stabilizer or the rudder The output type to the rocker can be different.
That is, in FIGS. 4A and 4B, since the AD converter board 13a and the RS232C port 13b are provided as the interface 13, the statistical processing means 10a of the central controller 10 can convert analog data to digital data. Even if there is, it is possible to take in. Therefore, the specification of the roll angle measurement data output from the roll angle detection device 8 to the central control device 10 of the variable period type anti-roll tank device may be analog data or digital data, and the fin stabilizer 30 or If the roll angle detection device 8 capable of outputting data conforming to the input specifications of the rudder reduction device 31 is provided, the roll angle measurement data from the roll angle detection device 8 is transmitted to the fin stabilizer 30 or the rudder reduction device 31. And can be used for controlling the fin stabilizer or the rudder reduction device.
In the above, voltage data within DC ± 10 V or a signal of 4 to 20 mA is generally used as analog data, and RS232C standard is generally used as digital data. When the input specification of the roll angle measurement data of the fin stabilizer 30 or the rudder reduction device 31 is not in the above format, the roll angle measurement of the fin stabilizer 30 or the rudder reduction device 31 is performed via the voltage and current converter. Input specifications of the roll angle measurement data of the fin stabilizer 30 such as RS422C, RS422, RS499, etc. or the rudder reduction device 31 after conversion into the voltage or current specification conforming to the data input specification or via a digital data converter. After conversion into another digital data format that conforms to the above, the data may be output as roll angle measurement data that can be read by the fin stabilizer 30 or the rudder reduction device 31.
【The invention's effect】
In the variable period type anti-rolling water tank device of the present invention, since the roll angle detection device is shared with other devices, there is no need to install expensive high-precision roll angle detection devices redundantly, By sharing the roll angle measurement data from the roll angle detection device with other devices, control of the variable period type anti-roll tank can be performed based on the roll angle measurement data detected efficiently and accurately. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view of a first embodiment of a variable period type anti-oscillation tank device according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a variable-cycle anti-oscillating water tank in FIG.
FIG. 3 is an explanatory view of a second embodiment of the variable periodic type anti-oscillating water tank device according to the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view of a third embodiment of the variable periodic type anti-oscillating water tank device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Anti-oscillation water tank 1a, 1b Wing tank 2, 2a, 2b Connection waterway 3 Damper 4 Damper drive device 5 Air duct 6 Valve 7 Valve drive device 8 Roll angle detection device 9 Damper control device 10 Central control device 10a Statistical processing means 11 Storage device 12 Display device 13 Interface 13a A / D conversion board 13b RS232C port 20 Variable period type attenuating water tank 21 Attenuating water tank controller 22 Attenuating water tank controller 30 Fin stabilizer 31 Steering attenuator 38, 38a, 38b, 38c, 38d Roll angle detection device
