JP2005162079A - 浸水検出装置および浸水警報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ばら積み貨物船に装着しても、浸水時に浸水に混じった粉末や泡の影響を受けることなく、浸水レベルが低下したときもこれを的確に検出することができる浸水検出装置、この浸水検出装置を用いた浸水警報装置を得る。
【解決手段】電極間に水が浸入したとき電極間の静電容量またはインピーダンスの変化で浸水を検出する浸水検出部２４を具備し、検出部２４は開口を有する検出部取り付けパイプ２７に収納され、検出部取り付けパイプ２７の開口には、水を通し異物の進入を遮蔽するフィルター３１が取り付けられている。または、検出部２４の保持体２２の外周には、保持体２２の外周に付着する泡の連続を断ち切る鍔３３，３４が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、鉱物運搬船や兼用船を含むばら積み貨物船に設置するのに好適な浸水検出装置および浸水警報装置に関するものである。

船舶においては、たとえば推進用プロペラ軸とこれを回転自在に支持する軸受けとの間のわずかな隙間から浸水するので、これを排水する装置を備えている。より具体的には、海水が浸入してあるレベルに達するとこれをセンサが検知し、この検知信号によって排水ポンプを運転し、排水されるとポンプを停止させる、という動作を繰り返すようになっている。

そして、浸水時の誤警報を防止するとともに、浸水箇所のチェックと排水の確実性を向上させるために、フロートセンサのオンによる浸水検出が一定時間（例えば、３秒）継続したときに警報を発し、フロートセンサのオフ後一定時間（例えば、９分）継続して排水ポンプをオンさせるようにした小型船舶の浸水検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２２５７８９号公報

上記特許文献１記載の発明を含めて、従来の浸水検出装置は、センサとして一般に静電容量式のセンサが用いられている。静電容量式のセンサの検出部は、銅板などからなる電極と、電極と接地間の静電容量の計測回路を具備する回路基板と、これらを電気的に絶縁する樹脂を有してなる。上記回路基板には２芯の電線が接続され、電線の一方は回路基板を介して銅板などの電極に接続され、他方は接地されている。一種の電解液と見ることができる海水が浸入して上記電極と接地との間に至ると、電極と接地間の静電容量が低下し、これを計測回路が計測して検出信号を出力する。この信号に基づいて警報を発し、排水ポンプを稼動させるように構成されている。

しかしながら、従来の浸水検出装置は、鉱物運搬船や兼用船すなわち鉱物や穀物などの運搬に兼用される船舶を含むばら積み貨物船特有の問題に対しては無頓着である。ばら積み貨物船の積荷である鉄鉱石、石炭、とうもろこしなどの貨物層に海水が浸入すると、海水と貨物が混合し、貨物中の粉末が海水に混濁した状態になる。特に、石炭粉やとうもろこし粉は、容易には海水に溶けず、粉末の状態であるいは泡の状態で海水面に浮遊する。浸水によって上記検出部は検出信号を出力し、排水ポンプの稼動によって浸水レベルは低下するが、上記粉末や泡が検出部の表面に付着し、これが電極と接地との間の静電容量を低下させたままとなり、検出信号を出力したままとなる。そのため、浸水レベルがほぼゼロであるにもかかわらず、警報が発せられたままとなり、排水ポンプは空運転状態となる、という問題が生じることになる。

本発明は、上記の問題点を解消すること、すなわち、ばら積み貨物船に装着しても、浸水時に浸水に混じった粉末や泡の影響を受けることなく、浸水レベルが低下したときもこれを的確に検出することができる浸水検出装置および浸水警報装置を提供することを目的とする。

本発明は、電極間に水が浸入したとき電極間の静電容量またはインピーダンスの変化で浸水を検出する浸水検出部を具備し、上記検出部は開口を有する検出部取り付けパイプに収納され、検出部取り付けパイプの上記開口には、水を通し異物の進入を遮蔽するフィルターが取り付けられていること、あるいは、検出部の保持体の外周には、保持体の外周に付着する泡の連続を断ち切る鍔が形成されていることを最も主要な特徴とする。

検出部取り付けパイプの開口にフィルターを取り付けることにより、検出部取り付けパイプ内には水だけが浸入し、異物、例えば粉末や泡の進入を遮蔽することができる。水の進入によって検出部はこれを検出し、浸水レベルが低下して検出部から水が引くと、検出部からの検出信号の出力が停止し、浸水および浸水レベルの低下を的確に検出することができる。
検出部の保持体の外周に、保持体の外周に付着する泡の連続を断ち切る鍔が形成されているものにあっては、検出部が浸水した後水が引いて検出部の保持体の外周に泡や粉末が付着したとしても、鍔によって泡または粉末の連続が絶たれ、電極と接地との間の静電容量またはインピーダンスが低下した状態のままになることを防止して、浸水および浸水レベルの低下を的確に検出することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明にかかる浸水検出装置および浸水警報装置の実施形態について説明する。まず、本発明にかかる浸水検出装置を設置した形態の例に関して説明する。図１０において、ばら積み貨物船１０は鉱物や穀物をばら積みする複数の貨物槽１１を有し、各貨物槽１１の底部の隅に浸水検出部１２が設置されている。各浸水検出部１２は、電極間に水が浸入したとき電極間の静電容量またはインピーダンスの変化で浸水を検出する浸水検出部である。各浸水検出部１２による検出信号は本質安全保持器１３を介して船橋に設置された集中監視盤１４に送られ、各貨物槽１１の浸水の有無が集中的に監視されるようになっている。次に、浸水検出装置の具体的な実施例について説明する。

図１乃至図４は、貨物槽に隣接する空間（Ｌｏｗｅｒ Ｓｔｏｏｌ）に設置する浸水検出装置の実施例を示す。図１乃至図４において、貨物槽の壁面２９に設けられた検出部取り付けフランジ２１２に固定すべきフランジ２１１と一体に端子箱２１が結合されている。端子箱２１内には、後述の検出部からの検出信号線を中継する端子盤２５が配置されている。端子箱２１の外周からは、フランジ２１１を含む端子箱２１をアースに落とすための、すなわち接地するためのケーブルを引き込むケーブルランド２３が突出している。上記フランジ２１１の上記ケーブルランド２３側とは反対側の面に、静電容量またはインピーダンスの変化で浸水を検出する浸水検出部２４が配置されている。

上記静電容量式浸水検出部２４は、電極間に水が浸入したとき電極間の静電容量またはインピーダンスの変化で浸水を検出するもので、電極の一方は銅板などからなり、電極の他方は接地からなる。この実施例では、検出部取り付けパイプ２７内においてフランジ２１１に結合された、浸水検出部２４の固定板兼接地板３５が他方の電極を構成していて、固定板兼接地板３５が上記ケーブルに電気的につながっている。上記電極の一方は樹脂（例えば、テフロン：商品名）製の保持体２２で覆われ、この保持体２２は固定板兼接地板３５に固着されている。したがって、固定板兼接地板３５と上記一方の電極との間に誘電体としての樹脂が介在して一種のコンデンサを形成している。検出部２４が海水に浸水すると、上記一方の電極と固定板兼接地板３５からなる電極間の静電容量またはインピーダンスが低下する。この静電容量またはインピーダンスは図示されない計測回路によって計測され、一定の静電容量またはインピーダンス以下になると検出部２４で浸水が検知されたものとして外部に検出信号を出力するようになっている。

図１乃至図４に示す実施例の一つの特徴は、検出部２４の保持体２２の外周に、保持体２２の外周に付着する泡の連続を断ち切るための複数個（図示の実施例では２個）の鍔３３，３４が、保持体２２の軸線方向に所定の間隔をおいて形成されていることである。各鍔３３，３４の外周は鋭角的なエッジ状に形成されている。鍔３３，３４を形成した理由は、浸水した水が引いたとき、検出部２４に付着する泡３８（図４参照）や粉末が連続することを断ち切って、上記電極間の静電容量またはインピーダンスを泡３８や粉末によって低下させることを防止するためである。上記のように、鍔３３，３４の外周が鋭角的なエッジ状に形成されていることによって、泡３８や粉末の連続を効果的に断つことができる。

図１乃至図４に示す実施例のもう一つの特徴は、開口を有する上記検出部取り付けパイプ２７内に検出部２４が収納され、検出部取り付けパイプ２７の上記開口に、水を通し水以外の異物の進入を遮蔽するフィルター３１が取り付けられていることである。検出部取り付けパイプ２７の開口端外周と貨物槽の壁面２９が固着され、この貨物槽の壁面２９の外側面に、シール板３０を介してフィルター３１が取り付けられている。フィルター３１は、積荷で直接押されても変形しないように機械的に強固な材料で形成され、図１に示すように、上下位置にそれぞれ３個の孔３６が穿たれている。各孔３６の径は例えば３mm程度である。貨物槽が浸水すると、この孔３６を通して検出部取り付けパイプ２７内に水が浸入するが、水以外の異物、すなわち３mm径以上の粒状物などの進入が防止され、また、泡も進入しにくくなっている。

以上説明した実施例１にかかる浸水検出装置は、図２に示すような横向きの姿勢で貨物槽の底部壁面に固定される。貨物槽が浸水してそのレベルが上がると、フィルター３１の孔３６から検出部取り付けパイプ２７に水が浸入する。検出部２４が水につかると、検出部２４の電極間の静電容量が低下し、図示されない計測回路が静電容量またはインピーダンスを計測して静電容量またはインピーダンスの低下を検出し、信号を出力する。
この検出信号は警報装置に入力され、警報装置が警報を発するようになっている。また、上記検出信号が出力されることにより、排水制御装置がその貨物槽の排水ポンプを稼動させて排水するようになっている。排水によって浸水のレベルが低下し、検出部２４から水が引くと、検出部２４の電極間の静電容量が元に戻り、計測回路による検出信号の出力が途絶え、警報が停止し、排水ポンプの稼動が停止する。

実施例１にかかる浸水検出装置は、検出部２４が開口を有する検出部取り付けパイプ２７に収納され、検出部取り付けパイプ２７の上記開口には、水を通し異物の進入を遮蔽するフィルター３１が取り付けられているため、ばら積み貨物船の貨物槽に直接設置しても、貨物が検出部２４に進入することがなく、浸水の検出および警報に支障をきたすことはない。また、フィルター３１は、検出部取り付けパイプ２７内に泡や粉末が進入することを防止する効果もあるため、ばら積みされた貨物に付着した粉末や泡が浸水した水面に浮遊していても、これらの粉末や泡が検出部取り付けパイプ２７内に進入するのをフィルター３１が阻止する。そのため、浸水が引いたとき、粉末や泡が検出部２４に残って電極間の静電容量またはインピーダンスを低下させることもなく、浸水したことおよび浸水レベルが低下したことを的確に検出することができる。

仮に、粉末や泡が検出部取り付けパイプ２７内に進入して、検出部２４の保持体２２の外周に付着したとしても、図４に示すように、鍔３３，３４によって粉末や泡３８の連続が断ち切られ、粉末や泡３８による電極間の静電容量またはインピーダンスの低下が回避されるため、この点からも浸水したことおよび浸水レベルが低下したことを的確に検出することができる。

次に、実施例２について説明する。実施例２は、貨物槽内に直接的に設置して貨物槽の浸水を検出し警報を発する例である。図１１はその概念を示す。図１１において、貨物槽４０は、底部隔壁４１を有することによって底部が２重構造になっている。隔壁４２と底部隔壁４１とで画された限定的な空間に実施例２にかかる浸水検出装置４５が設置されている。浸水検出装置４５は上下に所定の間隔をおいて二つの検出ユニット４６，４７を有している。貨物槽４０が浸水すると、この浸水レベルと同じレベルで上記限定された空間も浸水し、これを検出ユニット４６，４７で検出することができる。

次に、上記浸水検出装置４５の実施例を具体的に説明する。図５乃至図８において、端子箱５４からはガイドパイプ５３が垂直方向下方に延び出ていて、ガイドパイプ５３の下端には静電容量またはインピーダンスの変化を検出する第１の浸水検出ユニット４６が下向きに取り付けられている。端子箱５４からはまた、短いガイドパイプが斜め下方に延び出ていて、このガイドパイプの下端には静電容量またはインピーダンスの変化を検出する第２の浸水検出ユニット４７が鉛直方向下向きに取り付けられている。端子箱５４内には、各検出ユニット４６，４７から出力される検出信号を外部回路に向けて中継する端子板５６が配置されている。端子箱５４には、端子箱５４、ガイドパイプ５３、検出ユニット４６，４７をアースに落とすためのケーブルを引き込むケーブルランド５２が設けられている。二つの検出ユニット４６，４７は同じ構成になっている。以下、静電容量またはインピーダンスの変化を検出する浸水検出ユニットの具体的な構成について説明する。

図８、図９において、検出ユニット４６は、下端に開口を有する保護カバー５８を有し、保護カバー５８内に浸水検出部６０が取り付けられている。検出部６０は、図９に示すように、電極６３と、回路基板６４と、これら電極６３、回路基板６４を包み込んで一体に保持する保持体６１を有してなる。保持体６１は、誘電体をなす樹脂による円柱形状の一体成形品で、上記電極６３、回路基板６４がインサートされた形で成型されている。電極６３は例えば銅板からなり、保持体６１の先端近くに保持体の先端面とほぼ平行に埋め込まれている。保持体６１の後端面は、電極６３と対をなすもう一つの電極である接地電極６５に固着されている。接地電極６５は上記接地端子５２と電気的に接続されている。保持体６１に外周には、保持体６１に外周に前述の泡や粉末が連続して付着するのを断ち切るための鍔６２が形成されている。この実施例では、鍔６２は１個だけ形成されているが、前述の実施例のように複数の鍔を保持体の軸線方向に所定の間隔をおいて形成してもよい。鍔６２は保持体６２とともに樹脂で一体成形することによって形成することができる。

検出ユニット４６，４７の検出動作原理は前述の実施例１と同じである。すなわち、検出部６０が水に浸かると、電極６３，６５間の静電容量が低下し、これを計測回路が計測することによって浸水を検出することができる。

以上のように構成された検出ユニットが２個、上下に所定の間隔をおいて配置され、浸水検出装置４５が構成されている。浸水検出装置４５が設置されている貨物槽が浸水して浸水レベルが下側の検出ユニット４６に至ると検出ユニット４６の検出部６０が浸水を検出して信号を出力する。さらに浸水レベルが上昇して上側の検出ユニット４７に至ると検出ユニット４７の検出部が浸水を検出して信号を出力する。ここにおいて初めて、浸水警報装置が警報を発し、排水制御装置が排水ポンプを稼動させて貨物槽内の浸水を排水するようになっている。排水ポンプの稼動によって浸水レベルが下側の検出ユニット４６の位置より下がると、上記電極間の静電容量が元に戻り、検出信号の出力が途絶える。ここにおいて浸水警報装置による警報が停止し、排水制御装置は排水ポンプの稼動を停止させる。

以上説明した実施例２は、検出ユニットが有する保持体６１が外周に鍔６２を有しているため、検出ユニットから水が引いたとき、浸水の表面に浮遊していた泡６６や粉末などが保持体の外周に付着したとしても、上記の鍔６２が泡６６や粉末の連続を断ち切り、泡６６や粉末が電極６３と接地電極６５を電気的につないで静電容量またはインピーダンスを低下させたままの状態にすることが防止される。そのため、浸水レベルが下がっても、警報が出されたままになることはないし、排水ポンプが空運転されて排水ポンプが損傷するという不具合も防止される。

実施例２における鍔６２は、外周が鋭角的に形成されているわけではないが、直角の角を有しているため、この角によって泡６６や粉末の連続を断ち切ることができる。

本発明は、浸水したとき、貨物に付着した粉末あるいは浸水によって発生する泡が浸水の表面に浮遊する鉱物運搬船や兼用船を含むばら積み貨物船の貨物槽に設置するのに好適である。

本発明にかかる浸水検出装置の実施例１を示す正面図である。 上記実施例１の一部断面側面図である。 上記実施例１の背面図である。 上記実施例１の検出部を拡大して示す側面図である。 本発明にかかる浸水検出装置の実施例２を示す正面図である。 上記実施例２の側面図である。 上記実施例２の平面図である。 上記実施例２の検出ユニットを拡大して示す側面図である。 上記実施例２の検出部を拡大して示す側面図である。 本発明にかかる浸水検出装置、浸水警報装置および排水制御装置を船舶に設置した例を示す概念図である。 上記実施例２にかかる浸水検出装置を船舶の貨物槽隣接部に設置した例を示す概念図である。

符号の説明

２２ 保持体
２４ 検出部
２７ 検出部取り付けパイプ
３１ フィルター
３３ 鍔
３４ 鍔
３５ 接地電極
３８ 泡
４５ 浸水検出装置
４６ 浸水検出ユニット
４７ 浸水検出ユニット
５８ 保護カバー
６０ 検出部
６１ 保持体
６２ 鍔
６３ 電極
６５ 接地電極

Claims (6)

1. 電極間に水が浸入したとき電極間の静電容量またはインピーダンスの変化で浸水を検出する浸水検出部を具備し、
   上記検出部は開口を有する検出部取り付けパイプに収納され、
   検出部取り付けパイプの上記開口には、水を通し異物の進入を遮蔽するフィルターが取り付けられている浸水検出装置。
2. 電極間に水が浸入したとき電極間の静電容量またはインピーダンスの変化で浸水を検出する浸水検出部を具備し、
   検出部の保持体の外周には、電極間の沿面距離を延長しかつ保持体の外周に付着する泡の連続を断ち切ることで電極間のインピーダンスの低下を防止するための鍔が形成されている浸水検出装置。
3. 電極間に水が浸入したとき電極間の静電容量またはインピーダンスの変化で浸水を検出する浸水検出部を具備し、
   上記検出部は開口を有する検出部取り付けパイプに収納され、
   検出部取り付けパイプの上記開口には、水を通し異物の進入を遮蔽するフィルターが取り付けられ、
   検出部の保持体の外周には、保持体の外周に付着する泡の連続を断ち切る鍔が形成されている浸水検出装置。
4. 鍔は保持体の軸線方向に複数個間隔をおいて設けられている請求項２または３記載の浸水検出装置。
5. 検出部は複数あって異なる高さ位置に配置されている請求項１から４のいずれかに記載の浸水検出装置。
6. 請求項１から４のいずれかに記載の浸水検出装置を用いた浸水警報装置であって、浸水検出装置が浸水検出信号を出力することによって警報を発する警報発生手段を有する浸水警報装置。

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