JP2005325964A

JP2005325964A - バルブ開閉装置

Info

Publication number: JP2005325964A
Application number: JP2004146188A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Shigematsu; 正洋重松; Kinjiro Saito; 金次郎斉藤
Original assignee: Oshima Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Oshima Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2004-05-17
Publication date: 2005-11-24

Abstract

【課題】簡単な構成で遠隔操作によってバルブの開閉操作を行うことができると共に、バルブの開閉具合を調節することができるバラストタンクのバルブ開閉装置を提供すること。
【解決手段】
船舶のバラストタンクに海水を送排水する配管に設置したバルブに回転力を伝達する回転式ハンドル８を駆動するモータ２０と、モータ２０に駆動電流を供給・停止してモータ２０を駆動制御する駆動制御装置５１とを備えたバルブ開閉装置であって、駆動制御装置５１は、バルブの開閉に際して、モータ２０に供給される駆動電流量の変化からバルブの開閉具合を検知し、モータ２０の運転を停止させるように構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、船舶のバラストタンク内に海水を送水・排水する配管に設置したバルブを開閉するバルブ開閉装置に関する。

従来、図１に示すように、船舶の重量を調節するために設置されたバラストタンク１０には、該バラストタンク１０内に海水を送水すると共に該バラストタンク１０から海水を排出する配管１が取り付けられ、配管１にはその流路を開閉するバルブ２が設置されている。このバルブ２は、同図に示すように、船底の近傍に設置されており、ヨークフォーク３、及びロッド５をジョイント部材４を介して接続したリーチロッド６によって、ボースンストア６１内に設置されたデッキスタンド７と接続されている。そしてバルブ２は、デッキスタンド７に設けられた回転式ハンドル８によって開閉操作されるように構成されており、操作者が回転式ハンドル８を手動で回転させることにより、回転力がリーチロッド６を介してバルブ２に伝達されバルブ２は開閉する。そして、バルブ２の開閉具合（開閉トルク）は操作者の力加減によって調節され、操作者の経験によって所定のトルクで開閉されていた。
特開平８−９１２８８号公報

ところが、デッキスタンド７は、ボースンストア６１内の通常人の立ち入りが困難な場所に設置されており、操作者がこの場所に立ち入って回転式ハンドル８を操作しバルブ２の開閉を行なう作業には危険が伴う等の問題があった。そのため、回転式ハンドル８を人が直接操作するのではなく、遠隔操作によって操作することでバルブ２を開閉する必要が出てきた。

遠隔操作で回転式ハンドル８を操作しバルブ２を開閉するためには、バルブ２の開閉具合を正確に検知し、回転式ハンドル８の操作・停止を行なわなければならない。このバルブ２の開閉具合を検知する手段としては、例えば回転式ハンドル８の回転量を検出するセンサ（図示せず）を設け、回転式ハンドル８の回転量でバルブ２の開閉具合を検知することも考えられる。しかしながら、回転式ハンドル８の回転量に対する開閉具合がバルブ２ごとによって異なるため、バルブ２の開閉具合と回転式ハンドル８の回転量の関係を予め調べる作業が必要となることや、回転式ハンドル８の回転量を検出するセンサが必要なためその構成が複雑になるという問題があった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、簡単な構成で遠隔操作によってバルブの開閉操作を行うことができると共に、バルブの開閉具合を調節することができるバラストタンクのバルブ開閉装置を提供することにある。

上記課題を解決するため本願請求項１に記載の発明は、船舶のバラストタンクに海水を送排水する配管に設置したバルブを開閉駆動するモータと、該モータに駆動電流を供給・停止して、該モータを駆動制御する駆動制御装置とを具備するバルブ開閉装置であって、
駆動制御装置は、バルブの開閉に際して、モータに供給される駆動電流量の変化からバルブの開閉具合を検知し、モータの運転を停止させることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のバルブ開閉装置において、駆動制御装置は、バルブ開閉に際して、モータ起動時の大きい電流に対しては作動せず、モータの起動から所定時間経過後に駆動電流量が所定の値を超えると作動してモータへ供給される駆動電流を遮断する開閉手段を具備することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のバルブ開閉装置において、前記バルブは、該バルブに回転力を伝達するリーチロッドを介してデッキスタンドに設けた回転式ハンドルで開閉操作される構成であり、
回転式ハンドルはモータの回転軸に連結された回転部材で回転するように構成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２又は３に記載のバルブ開閉装置において、モータは、水密構造のケース内に収納設置されていることを特徴とする。

本願請求項１に記載の発明によれば、駆動制御装置は、バルブの開閉に際して、モータに供給される駆動電流量の変化からバルブの開閉具合を検知し、モータの運転を停止させるので、バルブの開閉を確実に検知してからモータの運転を停止させることになり、バルブが完全に閉じ又は開いていない状態でモータが停止することがない。また、モータからバルブに過大なトルクがかかる前に駆動電流量の変化によりモータを停止させることができるので、バルブやモータの破壊に至るという事故を防ぐことができる。

本願請求項２に記載の発明によれば、駆動制御装置は、バルブ開閉に際して、モータ起動時の大きい電流に対しては作動せず、モータの起動から所定時間経過後に駆動電流量が所定の値を超えると作動してモータへ供給される駆動電流を遮断する開閉手段を具備するので、モータ起動時の過大電流（始動電流）が経過した後にバルブ開閉動作が始まり、バルブの閉じ終点又は開き終点でモータの駆動トルクが増し、駆動電流量が所定の値を越えたら該駆動電流を遮断してモータを停止させることになり、簡単な構成でバルブを完全閉じ又は完全開き状態とすることができると共に、過大なトルクが加わりバルブやモータの破壊に至るという事故を防ぐことができる。

本願請求項３に記載の発明によれば、回転式ハンドルはモータの回転軸に連結された回転部材で回転するように構成されているので、手動で操作する既存の回転式ハンドルによって操作されるバルブを、容易に遠隔操作できるように構成することができる。

本願請求項４に記載の発明によれば、モータは、水密構造のケース内に収納設置されているので、バルブ開閉装置が海水を被ってもモータが海水によって故障する恐れがなくなる。

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図２は本発明の一実施形態にかかるバルブ開閉装置を示す概略側断面図であり、図３（ａ）は図２のＡ−Ａ矢視図であり、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ矢視断面図であり、図３（ｃ）は図２のＣ−Ｃ矢視断面図である。このバルブ開閉装置は、上記した図１に示すバラストタンク１０に海水を送排水する配管１に設置されたバルブ２を開閉する装置であり、該バルブ２を操作する回転式ハンドル８を回転させるモータ２０と、モータ２０を収納するモータケース２５と、モータ２０に駆動電流を供給する電源装置５０と、該駆動電流を制御する駆動制御装置５１を備えて構成されている。図４は、モータ２０の回転軸２１と回転式ハンドルを接続する部分を示す部分拡大図である。以下、これらの図を用いてバルブ開閉装置について詳細に説明する。

ボースンストア６１のデッキスタンド７に取り付けられた回転式ハンドル８は、図２、図３（ｃ）、及び図４に示すように、デッキスタンド７の回転軸１２の周囲に設けた環状のハンドル本体部１３と、回転軸１２とハンドル本体部１３とを結ぶ略十字形状に形成された連結部材１４とを備えて構成されている。バルブ開閉装置はこの回転式ハンドル８を回転させることで、図１に示すようにリーチロッド６を介して接続されたバルブ２が、配管１内の海水の流路を開閉させる構造になっている。

デッキスタンド７の周囲には架台３０が設けられ、架台３０の上部には回転式ハンドル８を覆うカバー３１が被せて取り付けられている。さらに、カバー３１の上部には仕切板３２が載置され、該仕切板３２の上部にはモータケース２５内に収納されたモータ２０が設置されている。モータ２０は、その回転軸２１が、デッキスタンド７の回転軸１２と同軸上に位置するように設置され、該回転軸２１が仕切板３２に設けた開口部３２ａから鉛直下方に向かって突出した状態で設置されている。回転軸２１には該回転軸２１と同軸に筒状の軸部材２２が被せて取り付けられ、軸部材２２が仕切板３２の開口部３２ａに設置された筒状のガイド部材３３の内側にベアリング３４を介して回転自在にガイドされている。また、軸部材２２の下端部には、平板形状の回転部材２３が取り付けられている。回転部材２３の下面には、回転式ハンドル８の連結部材１４に当接（係合）する位置まで延伸した棒状の突起部材２４が１本または複数本（図では２本）、鉛直下方に向かって突出して設けられている。

仕切板３２とガイド部材３３との間の固定部３５は、シール溶接等によって水密に取り付けられており、また、仕切板３２とモータケース２５下部との間の固定部３６もシール溶接等によって水密に取り付けられている。

一方、モータケース２５の上部には仕切板４０が取り付けられ、仕切板４０の上部には、モータ２０に接続された配線ケーブル４１が内部に収納配置された配線ケース４２が設置されている。モータケース２５と仕切板４０との間の固定部４３もシール溶接等によって水密に取り付けられ、且つ配線ケース４２と仕切板４０との固定部４４もシール溶接等によって水密に取り付けられている。配線ケーブル４１は、モータ２０から仕切板４０に設けた開口部４０ａを通って配線ケース４２内へ導かれ、配線ケース４２内に設置した端子部４５を経て、配線ケース４２の側部に設けた開口部４２ａから外部に出ている。これら開口部４０ａ及び４２ａにも水密構造が施されている。従って、モータ２０及び配線ケーブル４１は水密構造のモータケース２５と配線ケース４２の内部に収納設置されており、バルブ開閉装置が外部から海水等を被っても、モータ２０や配線ケーブル４１に海水がかかり故障する恐れがない。

配線ケース４２の開口部４２ａから出た配線ケーブル４１には、モータ２０に駆動電流を供給する電源装置５０、及び該駆動電流を供給制御する駆動制御装置５１が接続されている。さらに、図示は省略するが、このバルブ開閉装置を遠隔操作する遠隔操作装置が設けられている。

図５は、上記したモータ２０、電源装置５０、及び駆動制御装置５１で構成されるモータ運転装置の結線例を示す図である。駆動制御装置５１は、モータ２０と電源装置５０との間に取り付けられ、モータ２０に供給する駆動電流を供給制御する開閉回路（開閉手段）５２を備えて構成される。この開閉回路５２は、後に詳述するようにモータ２０の起動時の過大電流（始動電流）に対しては作動せず、該過大電流の経過後に駆動電流値が上昇して所定の値以上になると、該駆動電流を遮断してモータ２０を停止させるようになっている。また、同図に示すように、モータ２０と電源装置５０との間に正転スイッチ５３と逆転スイッチ５４を設けている。

上記構成のバルブ開閉装置を用いてバルブ２を開閉する動作を、図１〜図５、及び図６に示す動作説明図を用いて説明する。バルブ２が開いている状態で、正転スイッチ５３をオンさせると駆動制御装置５１を介してモータ２０に駆動電流が供給され、モータ２０が起動しバルブ開閉装置を始動させる。そして図６（ａ）に示すように回転部材２３が回転し始め、同図（ｂ）に示すように突起部材２４が連結部材１４に当接（係合）し、同図（ｃ）に示すように該突起部材２４が連結部材１４を押すことで回転式ハンドル８を回転させる。これによりバルブ２が徐々に閉められていく。

このときのモータ２０に流れる駆動電流の変化を図７に示す。図示するように、モータ２０にはその起動時に大きな電流（始動電流）Ｉ_Sが流れ、所定時間Ｔ_Sが経過するとモータの負荷に比例した負荷電流Ｉ_Lが流れる。この負荷電流Ｉ_Lは負荷、即ちモータ２０の出力トルクに比例する電流であるから、バルブ２が開閉途中にある間は略一定で、バルブ２の開き終点、閉じ終点に近づくとトルクが急激に上昇し、負荷電流Ｉ_Lも急激に上昇する。

駆動制御装置５１の開閉回路５２は、モータ２０の起動時の大きな電流（始動電流）Ｉ_Sには作動せず、起動から所定時間Ｔ_S経過後に負荷電流Ｉ_Lが上昇し所定の設定値を越えた場合に作動して回路を開く特性を有している。従って、開閉回路５２の設定電流値をバルブ２が完全に閉じ又は開いた時の電流値Ｉ_Rに設定しておけば、負荷電流Ｉ_Lが電流値Ｉ_Rを越えた時点で開閉回路５２が作動し、駆動電流を遮断してモータ２０を停止させるから、バルブ２が完全に閉じ又は開いた状態となる。しかもモータ２０に過大な負荷がかかる前にモータ２０を停止させるので、モータ２０やバルブ２の破損に至るという事故も発生しない。

バルブ２の開き、閉じはモータ２０の正転、逆転で決まるから、例えば正転スイッチ５３をオンとしモータ２０を正転させたときバルブ２が開くように構成し、逆転スイッチ５４をオンとしモータ２０を逆転させたときバルブ２が閉じるように構成すれば、遠隔操作でバルブ２を開閉操作することができる。

このように、モータ２０に流れる電流がモータ２０の始動から所定時間Ｔ_Sが経過した後に所定の電流値Ｉ_R以上になると開閉回路５２が作動しモータ２０に流れる駆動電流が停止するので、バルブ２を所定のトルクで開閉できる。したがって、バルブ２は適切なトルクで開閉されるため、例えばバルブ２が十分に閉じていないことでバラストタンク内の海水が漏れ出したりすることがなくなる。また、複数のバルブ２を設置している場合でも、これらを等しいトルクで開閉することができ、バルブ２ごとに開閉具合が異なることを防止できる。なお、開閉回路５２の設定を変えることで、モータ２０に流れる駆動電流が停止する際のモータ２０に流れる駆動電流値を変更すれば、バルブ２の開閉具合を任意に調節することが可能となる。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、モータ２０の回転軸２１と回転式ハンドル８とを接続する回転部材２３の構成は上記実施形態に限られるのではなく、回転軸２１の回転を回転式ハンドル８に伝えることができる構成であればどのような構成であってもよい。また、モータ２０と電源装置５０との結線は一例であり、上記した結線例以外の結線であってもよい。

船舶に設置したバラストタンクのバルブの構成例を示す概略図である。本発明にかかるバルブ開閉装置の構成例を示す概略側断面図である。同図（ａ）は、図２のＡ−Ａ矢視図であり、同図（ｂ）は図２のＢ−Ｂ矢視断面図であり、同図（ｃ）は図２のＣ−Ｃ矢視断面図である。モータ２０の回転軸２１と回転式ハンドル８との接続部分を示す部分拡大図である。モータ運転装置の結線例を示す図である。回転部材２３と回転式ハンドル８の動作説明図である。モータ２０に流れる駆動電流値の変化を示す図である。

符号の説明

１配管
２バルブ
３ヨークフォーク
４ジョイント部材
５ロッド
６リーチロッド
７デッキスタンド
８回転式ハンドル
１０バラストタンク
１２回転軸
１３ハンドル本体部
１４連結部材
２０モータ
２１回転軸
２２軸部材
２３回転部材
２４突起部材
２５モータケース
３０架台
３１カバー
３２仕切板
３２ａ開口部
３３ガイド部材
３４ベアリング
３５固定部
３６固定部
４０仕切板
４０ａ開口部
４１配線ケーブル
４２配線ケース
４２ａ開口部
４３固定部
４４固定部
４５端子部
５０電源装置
５１制御装置
５２開閉回路（開閉手段）
５３正転スイッチ
５４逆転スイッチ
６１ボースンストア

Claims

船舶のバラストタンクに海水を送排水する配管に設置したバルブを開閉駆動するモータと、該モータに駆動電流を供給・停止して、該モータを駆動制御する駆動制御装置とを具備するバルブ開閉装置であって、
前記駆動制御装置は、前記バルブの開閉に際して、前記モータに供給される駆動電流量の変化から前記バルブの開閉具合を検知し、前記モータの運転を停止させることを特徴とするバルブ開閉装置。
請求項１に記載のバルブ開閉装置において、
前記駆動制御装置は、前記バルブ開閉に際して、前記モータ起動時の大きい電流に対しては作動せず、前記モータの起動から所定時間経過後に駆動電流量が所定の値を超えると作動して前記モータへ供給される駆動電流を遮断する開閉手段を具備することを特徴とするバルブ開閉装置。
請求項１又は２に記載のバルブ開閉装置において、
前記バルブは、該バルブに回転力を伝達するリーチロッドを介してデッキスタンドに設けた回転式ハンドルで開閉操作される構成であり、
前記回転式ハンドルは、前記モータの回転軸に連結された回転部材で回転するように構成されていることを特徴とするバルブ開閉装置。
請求項１又は２又は３に記載のバルブ開閉装置において、
前記モータは、水密構造のケース内に収納設置されていることを特徴とするバルブ開閉装置。