JP2008027841A - 水中照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 長期間にわたり水中へ効率的に光を放射することができるようにする。
【解決手段】 本発明の水中照明装置１は、水Ｗ中において空気Ａを貯溜する内部空間Ｓを形成するとともに、該内部空間Ｓを外部の水Ｗ中に連通する開口２ａを該内部空間Ｓの下側に有するシーリングカバー２と、内部空間Ｓに貯溜された空気Ａの中に位置し、かつ、開口２ａを通じて侵入する外部の水Ｗに浸からないように位置するとともに、開口２ａを通じて外部の水Ｗの中に光を放射するように配設された光放射体３とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水中照明装置に関するものである。

本発明の背景技術としては、特許文献１記載の水中光照射装置を例示する。この装置は、図５に示すように、透明又は半透明体の第１の密閉容器５３と、該第１の密閉容器５３と連通しかつ外部圧力に対して前記第１の密閉容器５３に比して柔軟性のよい第２の密閉容器５４と、前記第１の密閉容器５３内に出光端５２が配設された光導体ケーブル５１とより成り、前記第１及び第２の密閉容器５３，５４を水中に配設して前記第１の密閉容器５３を通して水中に光を放射するようにしたことを特徴としたものである。

そして、これら密閉容器５３，５４を水中深く配設した場合、まず、第２の密閉容器５４内の空気が第１の密閉容器５３内へ入るので、該第１の密閉容器５３内の圧が上昇し、該第１の密閉容器５３が水圧によって潰れるようなことがないようにしている。

特開平３−６２４０７号公報

ところが、従来の装置は、透明又は半透明の密閉容器５３を通して水中に光を放射するようにしているので、海、河川、湖沼等の水中に設置すると、密閉容器５３の表面に藻類が付着したり、該表面が汚れたりすることにより光が遮断されてしまい、水中に光が届き難くなるという課題がある。

上記課題を解決するために、本発明の水中照明装置は、
水中において気体を貯溜する内部空間を形成するとともに、該内部空間を外部の水中に連通する開口を該内部空間の下側に有するシーリングカバーと、
前記内部空間に貯溜された気体中に位置し、かつ、前記開口を通じて侵入する外部の水に浸からないように位置するとともに、前記開口を通じて外部の水中に光を放射するように配設された光放射体と
を備えている。

前記気体としては、特に限定されないが、空気、酸素、窒素等を例示する。

前記光放射体としては、特に限定されないが、次の態様を例示する。
（１）光を放射する光源（例えば、電球、ガス球、半導体発光素子）からなる態様。
（２）光の伝送路（例えば、光ファイバー）を介して伝送されてきた光を放射するための光の出口部からなる態様。

また、上記光放射体には、光を発散・収束させるレンズを適宜設けることもできる。

この構成によれば、前記光放射体が前記気体中に位置し水に浸かっていない上に、前記光放射体から放射される光を、前記開口を通じ前記気体と水の界面から前記水中へ直接入射させることができる。このため、前記光放射体から放射された光が前記水中へ入射するまでの光の通路上には、前記外部の水に表面が接している部材が存在していないので、該部材の表面に藻類が付着したり、該表面が汚れたりすることによる問題が一切生じない。このため、長期間にわたり水中へ効率的に光を放射することができる。

前記内部空間内に前記気体を供給する気体供給部を備えた態様を例示する。

この構成によれば、前記内部空間内における前記気体の減少（該気体の前記水中への溶け込み等による減少）を、前記気体供給部により供給する気体により補充することにより、前記光放射体が前記内部空間内に貯溜された気体中に位置し続けるようにすることができる。

前記気体供給部は、前記光放射体の下端高さの下方に設定された上限水位よりも、前記内部空間内における水位が高くなっている高水位状態にあることを検知する水位検知部を備え、該水位検知部が前記高水位状態を検知すると、少なくとも該水位検知部が該高水位状態を検知しなくなるまで、前記内部空間内に気体を供給するように構成された態様を例示する。

この構成によれば、前記光放射体が前記内部空間内に貯溜された気体中に位置し続けるように、前記内部空間内に自動的に前記気体を供給することができる。

前記気体供給部は、前記内部空間内における気体が前記開口を通じて外部の水中にあふれ出すように、前記内部空間内に気体を供給するように構成された態様を例示する。

この構成によれば、前記内部空間内の気体を前記水中にあふれ出させることにより、該内部空間内の気体や水をリフレッシュすることができる。これにより、例えば、該内部空間内の気体や水の透明度が低下したり、該内部空間内に塵が溜まったり、該内部空間内の気体や水の中に動植物が繁殖したりすることを防止できる。

本発明に係る水中照明装置によれば、長期間にわたり水中へ効率的に光を放射することができるという優れた効果を奏する。

図１〜図４は本発明を具体化した一実施形態の水中照明装置１を示している。この水中照明装置１は、図１に示すように、海、河川、湖沼等の水Ｗの中において気体としての空気Ａを貯溜する内部空間Ｓを形成するとともに、該内部空間Ｓを外部の水Ｗ中に連通する開口２ａを該内部空間Ｓの下側に有するシーリングカバー２と、内部空間Ｓに貯溜された空気Ａの中に位置し、かつ、開口２ａを通じて侵入する外部の水Ｗに浸からないように位置するとともに、開口２ａを通じて外部の水Ｗの中に光を放射するように配設された光放射体３と、内部空間Ｓ内に空気Ａを供給する気体供給部４とを備えている。

シーリングカバー２は、図１〜図３に示すように、上側になるほど狭くなる形態の内部空間Ｓを形成するように互いに水密に接合された複数の壁体１０（本例では鋼鉄製の壁体）からなっている。シーリングカバー２の形状としては、光放射体３から放射される光を効果的に開口２ａへ向かわせるためには、半球形の屋根状や、略角錐形、略円錐形等の略錐形の屋根状等に形成することが好ましいが、本例では、略四角錐形をベースにしながらも、気体供給部４の配設を容易にするために、該略四角錐形のうちの一斜面を垂直にした形状を採用している。そして、シーリングカバー２の開口２ａは、該略四角錐形の底面全体が開放されることにより、略矩形状に形成されている。シーリングカバー２の内面は光放射体３から放射される光を無駄なく水Ｗ中へ放出させるための光反射面となっている。この光反射面の形態としては、特に限定されないが、壁体の内面に鏡面体を貼り付けた態様や、該内面に光反射塗装を施した態様を例示する。シーリングカバー２のサイズとしては、特に限定されないが、底辺を約２ｍ、高さを約２ｍに設定することを例示する。

また、本例のシーリングカバー２は、その開口２ａの四隅が海底３０に立設された４本の支柱１１により支持されている。支柱１１としては、特に限定されないが、筒体の中にコンクリートを打設してなる態様を例示する。シーリングカバー２の支持態様としては、特に限定されないが、図４（ａ）に示すように、ロープ、ワイヤ、チェーン等の連結手段２９で海底３０に係止するようにした態様、図４（ｂ）に示すように、水中照明装置１の外部における水面に浮かべられたベース部３１に支持されるようにした態様、陸上に支持されるようにした態様等を例示する。

光放射体３は、シーリングカバー２の内部空間Ｓにおける最上部に配設されている。本例の光放射体３は、光を放射する光源としての電球からなっている。

気体供給部４は、本例では、水中照明装置１の外部における水面上又は陸上に設置されたエアコンプレッサ１５と、該エアコンプレッサ１５から出力される圧縮エアを内部空間Ｓへ供給するための供給管１６と、該供給管１６の出口側に装備された電磁弁１７と、内部空間Ｓ内における水位を検知する水位検知部１８と、該水位検知部１８からの検知信号に基づいて電磁弁１７を制御する制御部１９とを備えている。

水位検知部１８は、本例では、内部空間Ｓ内の水面に浮かべられたフロート部２１の相対上下位置を高水位センサ２２及び低水位センサ２３により検知するフロート式水位センサとなっている。高水位センサ２２は、光放射体３の下端高さの下方に設定された上限水位ＬＨ（図３参照）よりも、内部空間Ｓ内における水位が高くなっている高水位状態にあることを検知する。低水位センサ２３は、該上限水位ＬＨよりも下方に設定された下限水位ＬＬ（図３参照）よりも、内部空間Ｓ内における水位が低くなっている低水位状態にあることを検知する。本例では、高水位センサ２２及び低水位センサ２３は、フロート部２１に設けられた突部２４が接触していることを検知するリミットスイッチからなっている。

制御部１９は、水位検知部１８が高水位状態を検知すると、電磁弁１７を開いて内部空間Ｓ内に空気Ａを供給し始めるようになっている。すると、内部空間Ｓ内の空気Ａ量が増加して該内部空間Ｓ内の水Ｗが開口２ａを通じて排出されることにより、該内部空間Ｓ内の水位が低下して行く。さらに内部空間Ｓ内に空気Ａを供給し続けることにより該内部空間Ｓ内の水位が低下し、水位検知部１８が低水位状態を検知すると、制御部１９は、電磁弁１７を閉じて内部空間Ｓ内への空気Ａの供給を停止するようになっている。

なお、制御部１９としては、周期的、連続的、又は所定状態発生時（所定状態を検知するセンサが該状態を検知した時）に、内部空間Ｓ内における空気Ａが開口２ａを通じて外部の水Ｗ中にあふれ出させるようにすべく、内部空間Ｓ内に空気Ａを供給させるように電磁弁１７を開閉制御するように構成することもできる。前記周期としては、特に限定されないが、数時間周期、数日周期、数週間周期等を例示する。前記所定状態としては、特に限定されないが、内部空間Ｓ内の空気Ａや水Ｗの透明度が低下した状態、該内部空間Ｓ内に塵が溜まった状態、該内部空間Ｓ内の空気Ａや水Ｗの中に動植物が繁殖した状態等をいう。

光放射体３や制御部等の電源２５としては、特に限定されないが、発電機、商用電源、蓄電器等を例示する。また、発電機や蓄電器の設置態様としては、特に限定されないが、水中照明装置１の外部における水面上に設置する態様、陸上に設置する態様、水Ｗ中に設置する態様、海底３０に設置する態様、内部空間Ｓ内に設置する態様等を例示する。

以上のように構成された本例の水中照明装置１によれば、光放射体３が空気Ａ中に位置し水Ｗに浸かっていない上に、光放射体３から放射される光を、開口２ａを通じ空気Ａと水Ｗの界面から水Ｗ中へ直接入射させることができる。このため、光放射体３から放射された光が水Ｗ中へ入射するまでの光の通路上には、外部の水Ｗに表面が接している部材が存在していないので、該部材の表面に藻類が付着したり、該表面が汚れたりすることによる問題が一切生じない。このため、長期間にわたり水Ｗ中へ効率的に光を放射することができる。

また、内部空間Ｓ内に空気Ａを供給する気体供給部４を備えているので、内部空間Ｓ内における空気Ａの減少（該空気Ａの水Ｗ中への溶け込み等による減少）を、気体供給部４により供給する空気Ａにより補充することにより、光放射体３が内部空間Ｓ内に貯溜された空気Ａ中に位置し続けるようにすることができる。

また、気体供給部４は、光放射体３の下端高さの下方に設定された上限水位ＬＨよりも、内部空間Ｓ内における水位が高くなっている高水位状態にあることを検知する水位検知部１８を備え、該水位検知部１８が高水位状態を検知すると、少なくとも該水位検知部１８が該高水位状態を検知しなくなるまで、内部空間Ｓ内に空気Ａを供給するように構成されている。このため、光放射体３が内部空間Ｓ内に貯溜された空気Ａ中に位置し続けるように、内部空間Ｓ内に自動的に空気Ａを供給することができる。

また、気体供給部４は、内部空間Ｓ内における空気Ａが開口２ａを通じて外部の水Ｗ中にあふれ出すように、内部空間Ｓ内に空気Ａを供給するように構成されているので、内部空間Ｓ内の空気Ａを水Ｗ中にあふれ出させることにより、該内部空間Ｓ内の空気Ａや水Ｗをリフレッシュすることができる。これにより、例えば、該内部空間Ｓ内の空気Ａや水Ｗの透明度が低下したり、該内部空間Ｓ内に塵が溜まったり、該内部空間Ｓ内の空気Ａや水Ｗの中に動植物が繁殖したりすることを防止できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）気体として、空気Ａに代えて、酸素、窒素等を採用すること。
（２）光放射体３として、電球に代えて、光を放射する他の光源（例えば、ガス球、半導体発光素子）や、光の伝送路（例えば、光ファイバー）を介して伝送されてきた光を放射するための光の出口部を採用すること。
（３）光放射体３にレンズを設けること。

本発明を具体化した一実施形態に係る水中照明装置の全体構成を示すブロック図である。 同水中照明装置の斜視図である。 同水中照明装置の断面図である。 同水中照明装置のシーリングカバーの支持態様の変更例を示す図である。 本発明の背景技術としての水中光照射装置を示す断面図である。

符号の説明

１ 水中照明装置
２ シーリングカバー
２ａ 開口
３ 光放射体
４ 気体供給部
１０ 壁体
１１ 支柱
１５ エアコンプレッサ
１６ 供給管
１７ 電磁弁
１８ 水位検知部
１９ 制御部
２１ フロート部
２２ 高水位センサ
２３ 低水位センサ
２４ 突部
２５ 電源
２９ 連結手段
３０ 海底
３１ ベース部
Ａ 空気
ＬＨ 上限水位
ＬＬ 下限水位
Ｓ 内部空間
Ｗ 水

Claims (4)

1. 水中において気体を貯溜する内部空間を形成するとともに、該内部空間を外部の水中に連通する開口を該内部空間の下側に有するシーリングカバーと、
   前記内部空間に貯溜された気体中に位置し、かつ、前記開口を通じて侵入する外部の水に浸からないように位置するとともに、前記開口を通じて外部の水中に光を放射するように配設された光放射体と
   を備えた水中照明装置。
2. 前記内部空間内に前記気体を供給する気体供給部を備えた請求項１記載の水中照明装置。
3. 前記気体供給部は、前記光放射体の下端高さの下方に設定された上限水位よりも、前記内部空間内における水位が高くなっている高水位状態にあることを検知する水位検知部を備え、該水位検知部が前記高水位状態を検知すると、少なくとも該水位検知部が該高水位状態を検知しなくなるまで、前記内部空間内に気体を供給するように構成された請求項２記載の水中照明装置。
4. 前記気体供給部は、前記内部空間内における気体が前記開口を通じて外部の水中にあふれ出すように、前記内部空間内に気体を供給するように構成された請求項２又は３記載の水中照明装置。

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