JP2988517B2

JP2988517B2 - 海底観測システム用電源装置

Info

Publication number: JP2988517B2
Application number: JP9060154A
Authority: JP
Inventors: 孝雄江口
Original assignee: KAGAKU GIJUTSUCHO BOSAI KAGAKU GIJUTSU KENKYUSHOCHO
Current assignee: KAGAKU GIJUTSUCHO BOSAI KAGAKU GIJUTSU KENKYUSHOCHO
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1999-12-13
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: JPH10239444A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、海底に設置する観
測装置に用いる海底観測システム用電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】図７は
地震観測用のケーブル式海底観測システムの概要を説明
するための図、図８は従来の海底地震観測装置の構成例
を示す図である。首都圏、及び周辺域における大地震の
発生に大きく関与するフィリピン海プレートは、相模ト
ラフから首都圏の下へ斜めにもぐり込んでいる。ケーブ
ル式の海底地震観測システムは、例えば、このような大
地震の発生様式を調査研究するため、図７に示すように
相模トラフに設置されるもので、センターのテレメータ
受信装置７２から電話回線７３によって海岸中継局に接
続され、伝送ケーブル７５により、この中継局のデータ
受信装置・テレメータ送信装置７４から海底に設置した
複数台の観測センサ・ユニット７６に直列に接続され
る。

【０００３】観測センサ・ユニット７６は地震観測装置
を備えているが、この地震観測装置は、図８に示すよう
に耐圧容器８１の中に地震計８２や信号の伝送部８３、
電源などを収納している。このような地震観測装置で
は、耐圧容器８１がどのような状態で海底に着底して
も、地震計８２における３成分の検出器が正規の姿勢で
正常に動作できるように姿勢制御する姿勢制御装置を有
し、輸送時や海洋工事中には検出器を容器に固定し、保
護している。

【０００４】上記したように、海底において伝送ケーブ
ル７５により直列に接続される観測センサ・ユニット７
６では、地震観測装置に電源が必要であるため、その電
源を伝送ケーブル７５を使って供給している。しかし、
図７に示したシステムの概要から明らかなように、複数
台の観測センサ・ユニット７６は相模トラフの各観測ポ
イントに設置されるので、これらを直列に接続する伝送
ケーブル７５は非常に長くなる。そのため、陸上局に高
圧給電装置を設ける必要があり、システムとしてのコス
トも高いものとなってしまう。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するものであっ
て、伝送ケーブルによる地上局からの電力給電を無くす
と共に、陸上局の高圧給電装置を無くすものである。

【０００６】また、本発明は、海面採光部で光電変換し
た電力を、電力ケーブルを介して海底の観測装置に供給
する装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのために本発明は、海
底に設置する各種の観測装置に用いる海底観測システム
用電源装置であって、太陽光を採光する採光手段、及び
採光手段から採光した太陽光を集光する集光手段を海面
上に浮遊するように保持する浮き具の多数と、集光手段
から太陽光を電気に変換する太陽光発電手段まで太陽光
を導く光ケーブル、及び太陽光発電手段の発電出力を蓄
電する蓄電手段を備え、太陽光発電手段、及び蓄電手段
により海底に設置する観測装置の電源部を構成するとと
もに、集光手段と集光手段からの光ケーブルとのそれぞ
れの接続部に、集光手段を取り外し交換可能とする第１
のジョイントをそれぞれ設けてなる海底観測システム用
電源装置において、光ケーブルは多芯光ケーブルであ
り、海面側先端のそれぞれに集光手段を配設するととも
に、集光手段からのそれぞれの多芯光ファイバーをまと
めて形成してなる１本の光ケーブルを太陽光発電手段に
対設することを特徴とする。

【０００８】

【０００９】

【００１０】請求項２記載の発明は、１本の光ケーブル
に、集光手段側の光ケーブルのよじれに起因する回転
と、太陽光発電手段側の光ケーブルのよじれに起因する
回転とを相互に独立して可能にする第２のジョイントを
介挿することを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明は、浮き具のそれぞれ
を、浮き具同士に間隙を保持させて離隔する間隔保持部
材に固定接続し、浮き具同士の接触を防止することを特
徴とする。

【００１２】請求項４記載の発明は、海底に設置する各
種の観測装置に用いる海底観測システム用電源装置であ
って、太陽光を採光する採光手段、及び採光手段から採
光した太陽光を集光する集光手段と、集光手段から太陽
光を電気に変換する太陽光発電手段まで太陽光を導く光
ケーブルと、太陽光発電手段の発電出力を蓄電する蓄電
手段と、採光手段、集光手段、太陽光発電手段、光ケー
ブル、及び蓄電手段とを海面上に浮遊するように保持す
る浮き具とを備え、蓄電手段から、電力ケーブルを介し
て海底に設置する観測装置に電力供給するとともに、集
光手段と集光手段からの電力ケーブルとのそれぞれの接
続部に、集光手段を取り外し交換可能とする第１のジョ
イントをそれぞれ設けてなる海底観測システム用電源装
置において、集光手段からのそれぞれの電力ケーブルを
まとめて形成してなる１本の電力ケーブルを海底に設置
した観測装置に接続するとともに、１本の電力ケーブル
に、集光手段側の電力ケーブルのよじれに起因する回転
と、観測装置側の電力ケーブルのよじれに起因する回転
とを相互に独立して可能にする第２のジョイントを介挿
することを特徴とする。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る各種の海底
観測システム用電源装置の実施の形態を示す図、図２は
電源装置の回路構成例を示す図、図３は第１のジョイン
ト４０とケーシング２Ａとの接続状態を、一部破断して
示す断面図である。図中、符号１は採光部、２は集光
部、２Ａはそのケーシング、３は浮き具、４Ａ、４Ｂは
多芯光ケーブル、４０は集光部２と光ケーブル４Ｂとの
間に接続されている第１のジョイント、４Ｃは各光ケー
ブル４Ｂを１本にまとめて収納された上部多芯光ケーブ
ル集合体、４Ｄは下部の多芯光ケーブル、４０Ａは上部
多芯光ケーブル集合体４Ｃ及び下部多芯光ケーブル４Ｄ
の間に介挿、配設された第２のジョイント、８は電源
部、１０は光電変換部、１１は充電回路、１２は蓄電
器、１３は観測センサ・ユニットの負荷回路、７はアン
カー、９は浮き具３同士に一定間隔を保持させるための
間隔保持部材を示す。

【００１６】先ず、図１に基づいて電源装置の全体構成
を説明すると、透明体よりなる採光部１は、太陽光を取
り込むもので、平面状であっても、球面形状をなしてい
てもよい。漏斗形状を有する金属製ケーシング２Ａの内
部に設けられた集光部２は、図示しないレンズやフィル
タを有し、採光部１から取り込んだ太陽光を集光する。
浮き具３は、採光部１、及び集光部２を海面上に浮遊さ
せて保持するものであり、そして、海面上に浮かべられ
たＮ個の浮き具３同士の間隔を一定に保持させて波浪等
による浮き具３同士の衝突を防止するため、軽金属材や
木材等により形成した一連の冊型、あるいは、梯子型、
方形状等に形成した間隔保持部材９が、浮き具３同士
の、海面下に位置する第１のジョイント４０と光ケーブ
ル４Ｂとの間にそれぞれ接続される。

【００１７】ところで、円筒形状を有する上述した第１
のジョイント４０とケーシング２Ａとの接続構成を示す
図３を参照すると、ジョイント４０は、漏斗形状を有す
る金属性ケーシング２Ａ下端部の円筒体内周面、及びジ
ョイント４０のケーシング上端面中央部に立設した円筒
体４０２の上端部外周面を、例えば、螺合接続させるこ
とで、金属性ケーシング２Ａとジョイント４０との着脱
が自在に行えるよう構成されている。なお、図中符号４
０１は多芯光ケーブル４Ａを円筒体４０２に固定保持さ
せる固定部材である。そして、集光部２で集光した光
は、多芯光ケーブル４Ａと、ジョイント４０とを経由
し、さらに、１０トン以上の引張強度を有する金属線に
より編組され、断面円形状の外装ケーブル内に収納され
ている低損失の多芯光ケーブル４Ｂを介して送光され
る。

【００１８】このように、Ｎ個の集光部２で集光され、
多芯光ケーブル４Ａ、ジョイント４０、光ケーブル４Ｂ
を介して送光される光は、図３に示すように、各光ケー
ブル４Ｂを、断面円形状を有するとともに、同様に１０
トン以上の引張強度を有する金属線等により編組された
１本の外装ケーブル内にまとめて収納してなる上部多芯
光ケーブル集合体４Ｃと、第２のジョイント４０Ａとを
経由し、さらにアンカー７に係留、保持され、上述した
上部多芯光ケーブル集合体４Ｃと同様に構成されている
下部多芯光ケーブル４Ｄを介し、海底に設置した観測セ
ンサ・ユニットに収容される電源部８に送光される。

【００１９】上述した本発明に係る海底観測システム用
電源装置では、採光部１、及び集光部２を有するＮ個の
浮き具３が海面に浮遊している場合、他の浮遊物と接触
したりして損傷を受けたり、太陽光に曝されて経年変化
や劣化が進み易い。そこで、図３で説明したように、集
光部２と光ケーブル４Ｂとの間に、ケーシング２Ａの取
り外し、交換を可能とするよう構成した第１のジョイン
ト４０を接続してあるので、損傷や劣化の激しい採光部
１、集光部２、浮き具３を交換し、これにより全体とし
ての寿命を長く保つことが可能となり、さらには、メン
テナンスの負担を軽減することができる。

【００２０】次に、図２を参照して上述した電源部８の
構成を説明すると、電源部８は、光電変換部１０、充電
回路１１、蓄電器１２を有し、下部多芯光ケーブル４Ｄ
を介して送光された光を電気量に変換し、観測センサ・
ユニットの負荷回路１３に給電するものである。この光
電変換部１０は、下部多芯光ケーブル４Ｄの先端に対設
され、光を電気に変換して太陽光発電する所謂太陽電池
からなり、その発電出力により充電されて蓄電するのが
蓄電器１２であり、充電を制御する回路が充電回路１１
である。光電変換部１０は、太陽光の強さにより発電出
力が変動するので、充電回路１１は、この発電出力が変
動しても蓄電器１２の充電を効率よく行えるように充電
電流・電圧の制御回路を備えている。例えば、コンバー
タや定電流制御回路、定電圧制御回路である。また、蓄
電器は、蓄電容量の大きなコンデンサ、例えば電気二重
層コンデンサやバッテリからなる。負荷部１３に対する
給電は、蓄電器１２から行われ、安定した電圧、電流を
供給するために、例えば、電源安定化回路が設けられ
る。

【００２１】上述したように、本発明は光ケーブルによ
り、海面採光部１から海底の電源部８までの送光を行う
構成であるため、電力線ケーブルを用いて陸地から送電
する方式に比し、その重量が遙に軽量となり、このた
め、浮き具３の能力は小さなものですみ、設備費用が軽
減される。

【００２２】次に、上述した第２のジョイント４０Ａの
構成を、図４（Ａ）に示すケーシング４３の一部を切り
欠いてその内部を示す斜め外観図と、図４（Ｂ）に示
す、ケーシング４３を切断して内部の状態を模式的に示
す断面図とを参照して説明する。断面円形状の上部多芯
光ケーブル集合体４Ｃの下方外周面と、円筒形状を有す
る金属製ケーシング４３の上方端面中心部に設けた孔の
内周面の接合部分４１とは、例えば、カシメ、圧入等の
固着手段により液密状態に固着されている。上部多芯光
ケーブル集合体４１の下端面は、ギャップ４４を介在さ
せて下部多芯光ケーブル４Ｄの上端面と対向配置されて
いる。

【００２３】また、下部多芯光ケーブル４Ｄの上部外周
面と、有底円筒形状を有するボールベアリング保持部材
４５の底面中央に設けた孔部内周面との接合部分４２に
おいては、下部多芯光ケーブル４Ｄの上部外周面と保持
部材４５の孔部内周面とが、例えば、カシメ、圧入等の
固着手段により固着されている。そして、ケーシング４
３の下方端面中央部に立設した断面円環状の立壁部分の
内周面には、ボールベアリング４６の内輪４６Ａが嵌入
されて不動状態に固着され、ボールベアリング４６の外
輪４６Ｂは保持部材４５の下方端部に固着されている。

【００２４】そして、ケーシング４３の下方端面の立壁
面の外周面と下部多芯光ケーブル４２の外周面との間
に、円筒形状を有するシール部材５０や、あるいはオー
リング等の部材を挿設し、ケーシング４３内への海水の
侵入を防止するとともに、下部多芯光ケーブル４Ｄの回
転を可能にする。また、ケーシング４３内に充填された
透光性を有する、例えば、シリコンオイル４８は、ギャ
ップ４４における光４７の送光に支障を与えずにボール
ベアリング４６の回転を滑らかにする。さらに、ケーシ
ング４３の内周壁面の底面周縁部にリング形状を有する
溝５１を刻設し、ケーシング４３の内周壁面に、半径方
向に着磁した円筒形状を有する永久磁石５２を配設す
る。このように構成することで、ケーシング４３内の回
転機構部で発生する金属屑を永久磁石５２に吸着保持さ
せたり、また、溝５１に沈澱させて保持し、これによ
り、オイル４８の汚れを防止することが出来る。

【００２５】ジョイント４０Ａは上記のように構成され
ているため、下部多芯光ケーブル４Ｄが静止状態にある
ときに、上部多芯光ケーブル集合体４Ｃが矢印４９Ａ方
向に回転される場合を説明すると、上部多芯光ケーブル
集合体４Ｃとケーシング４３とが共に矢印４９Ａ方向に
向けて回転するとともに、内輪４６Ａが外輪４６Ｂに対
して回転するため、下部多芯光ケーブル４Ｄによじれを
与える事がない。また、下部多芯光ケーブル４Ｄが矢印
４９Ｂ方向に回動すると、このケーブル４Ｄとボールベ
アリング保持部材４５とは、ボールベアリングの外輪４
６Ｂを内輪４６Ａに対して回転させながら、ケーシング
４３と上部多芯光ケーブル集合体４Ｃを回転停止した状
態で、即ち、上部多芯光ケーブル集合体４Ｃによじれを
発生させずに、共に矢印４９Ｂ方向に回転する。このよ
うに、ジョイント４０Ａを接続することにより、光ケー
ブル４Ｃ、４Ｄの回転、よじれを逃すことができ、さら
に、引張に対する光ケーブルの保護をはかることができ
る。

【００２６】このため、間隔保持部材９を設けたＮ個の
浮き具３全体が潮流等により一体となって回動すると、
Ｎ本の光ケーブル４Ｂも共に回動するが、これに伴って
上部多芯光ケーブル集合体４Ｃは下部多芯光ケーブル４
Ｄに対して独立して回転するため、上部多芯光ケーブル
集合体４Ｃ、下部多芯光ケーブル４Ｄによじれを与える
ことがなく、その損傷をなくすことができる。

【００２７】さらに、上部、及び下部多芯光ケーブル４
Ｃ、４Ｄは、共に同じ直径を持つ円形断面を有し、その
中心軸が対向するよう配置してあるため、上記光ケーブ
ル４Ｃ、４Ｄが如何ように回転しても、上部多芯光ケー
ブル集合体４Ｂから送光された光は、ギャップ４４を介
して矢印４７に示すように、光透過性を有するシリコン
オイル４８を透過し、下部多芯光ケーブル４Ｄに確実に
伝送することができる。

【００２８】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、
上記実施の形態では、上部多芯光ケーブル集合体４Ｃ、
下部多芯光ケーブル４Ｄにより、複数の採光部１及び集
光部２からの各光ケーブル４Ｂを１本にまとめて電源部
８まで接続したが、各採光部１、集光部２からの光をそ
れぞれ光ファイバー４Ｂにより電源部８まで導き、電源
部８でこれらをまとめるようにしてもよい。

【００２９】また、上述した間隔保持部材９を配設せず
に、各集光部２を浮き具３と共に独立して浮遊させても
よい。この場合には、上述のジョイント４０の内部構成
に第２のジョイント４０Ａの内部構成を適用すること
で、光ケーブル４Ｂに対する浮き具３の独立的回転を許
容し、また、ケーシング２Ａに対する光ケーブル４Ｂの
独立的回転を許容することができ、このため、波浪等に
よるケーシング２Ａの回転による光ケーブル４Ｂのねじ
れの発生を未然に防止することができる。

【００３０】また、観測データ等は、海面の集光部２か
ら電波を用いて陸上へ伝送してもよいし、超音波伝送を
用いてよい。また、集光部２でフィルタを使って取り込
む光の波長を選択するようにしたが、フィルタを使うこ
となく集光部２からの光をすべて電源部５まで導くよう
にしてもよい。

【００３１】次に、図５（Ａ）、（Ｂ）を参照し、光発
電を海面採光部１において行う本発明の別の実施の形態
を説明する。この場合には、採光部１で光発電した電力
を、電力ケーブル５Ａ、電力ケーブル用の第１のジョイ
ント４０Ｂ、電力ケーブル５Ｂ、図示しない多数の電力
ケーブル５Ｂを１本にまとめて収納した上部電力ケーブ
ル集合体５Ｃ、電力ケーブル用の第２のジョイント４０
ＢＢ、及び下部電力ケーブル５Ｄを含む片側電力線を用
いて海底の電源部８に供給するものである。

【００３２】以下に、説明の簡単化のため、単一の海面
採光部１により光電変換された電力を海底電源部８に送
電する例について説明する。図５（Ａ）は漏斗状の金属
性ケーシング２Ａを、海面採光部にて光発電して電力ケ
ーブルにて送電するときに使用する第１のジョイント４
０Ｂに接続し、その一部を切り欠いて内部を示した図、
図５（Ｂ）は海面にて採光した光を光電変換部１０に投
光し、光電変換された電力を海底の観測装置に送電する
電源回路を示す。

【００３３】図５（Ａ）、（Ｂ）において、海面採光部
１、集光部２、及び浮き具３を備える金属性ケーシング
２Ａの下方の円筒部内周面と、ジョイント４０Ｂの、電
気的絶縁性を有するケーシング４３の上端面から突出す
る円筒状部材４３２の上部外周面とは、例えば、螺合等
の手段により着脱可能に接続されている。そして、集光
部２により集光された太陽光を多芯光ケーブル４Ａによ
り光電変換部１０に投光し、光電変換された電力を充電
回路１１を介して蓄電器１２に充電し、電力ケーブル５
Ａに送出し、さらに、このケーブル５Ａが貫通するジョ
イント４０Ｂを経由し、次いで、電力ケーブル５Ｂを
経、さらに、海中及びシーアース６０Ａを経由し、ケー
シング２Ａ内の蓄電器１２に還流する。なお、図中符号
４３１は電力ケーブル５Ａを円筒体４３２に固定する保
持部材である。

【００３４】図６（Ａ）にその内部断面を示すもので、
上記したように、海面採光部にて光発電した電力を電力
ケーブルを介して海底の電源部に送電する場合に使用す
る第２のジョイント４０ＢＢは、既に述べた第２のジョ
イント４０Ａとほぼ同様な構成を有し、以下に記載する
点で相違するのみである。そこで、以下に、相違する構
成について説明し、同様な構成の重複説明は省略する。
即ち、ケーシング４３内には電気絶縁油４８Ａが充填さ
れており、海面採光部１で光発電された電流は、蓄電器
１２（図５Ｂ、参照）、電力ケーブル５Ａ、第１のジョ
イント４０Ｂ、電力ケーブル５Ｂに流入する。そして、
この電力ケーブル５Ｂの端面近傍の絶縁材を除去して露
出された円周面に取り付けた断面半円形状のリング状導
体５３を経由し、さらに、この導体５３に相対回転可能
に接触する円筒状の導電性ブラシ５４に流れ、次いで、
ブラシ５４の基端部を立設した有底円筒状の導電性保持
部材４５を経由し、さらに、保持部材４５の中心部に設
けられ、その絶縁部分を剥離し、その露出部に接続され
た導電性ケーブル５Ｃに流入するよう構成されている。

【００３５】また、円筒状導電性ブラシ５４を内包する
ように円筒形状に形成された金属性仕切り壁５５の上端
部を、ケーシング４３Ａの上端面の内側面に固着する。
そして、仕切り壁５５の下端には、ボールベアリング保
持部材４５の底部上面に固着したリング形状を有すると
ともに、電気的絶縁性を有するパッキング部材５７を介
在させ、これに摺接しながら相対回転を可能にするよう
構成することで、導電性ブラシ５４をボールベアリング
側から空間的に隔絶する。さらに、リング形状を有する
金属性仕切り壁５６の外周面を、円筒状永久磁石５２の
内周面に固着し、仕切り壁５６の内周面を、ボールベア
リング保持部材４５の外周面に固着したリング形状を有
する、電気的絶縁性のパッキング部材５８を介在させ、
これに摺接しながら相対回転を可能にすることで、導電
ブラシ５４をボールベアリング側から空間的に二重に隔
絶し、これにより、仕切り壁５５、５６の、ボールベア
リング等の回転機構部からの金属屑等に対する仕切り作
用により、ブラシ５４付近の電気的絶縁性を保持させ
る。

【００３６】電力供給システムの全体構成を示す図６
（Ｂ）において、海面採光部１から第１のジョイント４
０Ｂ、電力ケーブル５Ｂ、これらのケーブル５Ｂをまと
めて収納した上部多芯電力線ケーブル集合体５Ｃ、上記
第２のジョイント４０ＢＢ、下部多芯電力線ケーブル５
Ｄよりなる片側電力線を介して、電源部８に流入する。
そして、電源部８のシーアース６０Ｂを介して点線で示
す海中路を経由し、さらに、シーアース６０Ａを経てケ
ーシング２Ａ内の蓄電器１２に還流するよう構成されて
いる。

【００３７】上記した第２のジョイント４０ＢＢの構成
を第１のジョイント４０Ｂの内部構成に適用すること
で、図１で説明したように、間隔保持体９をケーシング
２Ａ同士の間に設けない場合に、ケーシング２Ａに対し
てケーブル５Ｂが回転したり、ケーブル５Ｂに対してケ
ーシング２Ａが回転しても、相互に独立して相対回転で
きるため、ケーブル５Ｂによじれを与えることがない。

【００３８】上述したように、観測装置として、地震観
測装置を例に挙げたが、地磁気や重力等地球物理学、測
地学のみならず、海底で観測するためのケーブル式観測
システムなら、本発明はどのシステムにも適用可能であ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、太陽光を採光する採光手段と、採光手段から採
光した太陽光を集光する集光手段を海面上に浮遊するよ
うに保持する浮き具の多数と、集光手段から太陽光発電
手段まで太陽光を導く光ケーブル及び太陽光発電手段の
発電出力を蓄電する蓄電手段とを備え、太陽光発電手
段、及び蓄電手段により海底に設置する観測装置の電源
部を構成するものにおいて、集光手段と、集光手段から
の光ケーブルとのそれぞれの接続部に第１のジョイント
をそれぞれ設けてあるため、浮き具同士の衝突により採
光部等に損傷があっても、新品や、修理のために簡単に
交換することが可能となる。そして、上記した光ケーブ
ルは多芯光ケーブルであり、その海面側先端に集光手段
を配設するとともに、集光手段からの多芯光ファイバー
をまとめて形成した１本の光ケーブルを太陽光発電手段
に対設してあるため、多数の浮き具でそれぞれ集光した
太陽光を各多芯光ケーブルを経由し、さらに、多芯光ケ
ーブルをまとめた１本の光ケーブルを介して海底の電源
装置の太陽光発電手段まで導光することが可能となる。

【００４０】また、上記した１本の光ケーブルに、集光
手段側の光ケーブルのよじれに起因する回転と、太陽光
発電手段側の光ケーブルのよじれに起因する回転とを相
互に独立して可能にする第２のジョイントを介挿してあ
るため、この光ケーブルの集光手段側及び太陽光発電手
段側の光ケーブルのよじれの発生を防止することが出来
る。また、浮き具同士を間隙を介在させて保持する間隔
保持部材を備えているため、浮き具同士の衝突を未然に
防止することができる。

【００４１】さらに、本発明は、海面採光部にて光電変
換した電力を電力ケーブルを介して海底の観測センサ・
ユニットに給電するよう構成してあるため、陸地から直
接給電する場合に比し、電力ケーブルの重量を大幅に軽
減することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る海底観測システム用電源装置の
実施の形態例を示す図である。

【図２】電源装置の回路構成例を示す図である。

【図３】金属ケーシング２Ａと多芯光ケーブル４Ｂと
を接続する第１のジョイントの一部を破断して示す断面
図である。

【図４】光ケーブル４Ｃ、４Ｄの回転ねじれを防止す
る第２のジョイント４０Ａを示すもので、（Ａ）はこの
ジョイント４０Ａのケーシングの一部を破断して示す斜
め外観図、（Ｂ）はそのジョイント４０Ａのケーシング
を切断して内部を示す断面図である。

【図５】光発電を海面にて行う場合の採光部１と第１
のジョイント４０Ｂとの接続関係、及びその採光部内に
設けた電源装置を示すもので、（Ａ）は着脱可能に接続
されたジョイント４０Ｂと金属性ケーシング２Ａとの状
態を一部破断して示す断面図、（Ｂ）は蓄電器１２から
送出した電流を導体５Ａから送出し、シーアース６０Ａ
から還流させる電源回路図を示す。

【図６】第２のジョイント４０ＢＢの内部断面と、そ
の送電システムの全体を示すもので、（Ａ）はジョイン
ト４０ＢＢのケーシングを切断し、その内部を示す断面
図、（Ｂ）は海面採光部１で光電変換された電力を片側
電力線を介して電源部８に送電するシステムの全体構成
図である。

【図７】従来のケーブル式海底地震観測システム例の
概要を説明するための図である。

【図８】従来の海底地震観測装置の構成例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１…採光部、２…集光部、３…浮き具、４Ａ…集光部２
に集光した光を送光する光ケーブル、４Ｂ…多芯光ケー
ブル、８…電源部、１０…光電変換部、１１…充電回
路、１２…蓄電器、１３…負荷回路、７…アンカー、９
…間隔保持部材、４０…金属性ケーシング２Ａと光ケー
ブル４Ｂとを接続する第１のジョイント、４０Ａ…上部
多芯光ケーブル集合体４Ｃと下部多芯光ケーブル４Ｄと
を接続する第２のジョイント、４０Ｂ…海面採光部１で
光発電した電力を海底の観測装置に送電する場合に、ケ
ーシング２と電力ケーブル５Ｂとを着脱自在に接続する
第１のジョイント、４０ＢＢ…上部多芯電力線ケーブル
集合体５Ｃと下部多芯電力線ケーブル５Ｄとを接続する
第２のジョイント。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０２Ｊ 7/35 Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｑ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01V 1/16 B63C 11/34 B63C 11/48 G01W 1/08 H01L 31/04 H02J 7/35

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】海底に設置する各種の観測装置に用いる
海底観測システム用電源装置であって、太陽光を採光する採光手段、及び前記採光手段から採光
した太陽光を集光する集光手段を海面上に浮遊するよう
に保持する浮き具の多数と、前記集光手段から太陽光を電気に変換する太陽光発電手
段まで太陽光を導く光ケーブル、及び前記太陽光発電手
段の発電出力を蓄電する蓄電手段とを備え、前記太陽光発電手段、及び前記蓄電手段により海底に設
置する観測装置の電源部を構成するとともに、前記集光
手段と該集光手段からの前記光ケーブルとのそれぞれの
接続部に、前記集光手段を取り外し交換可能とする第１
のジョイントをそれぞれ設けてなる海底観測システム用
電源装置において、前記光ケーブルは多芯光ケーブルであり、海面側先端の
それぞれに前記集光手段を配設するとともに、前記集光
手段からのそれぞれの多芯光ファイバーをまとめて形成
してなる１本の光ケーブルを前記太陽光発電手段に対設
することを特徴とする海底観測システム用電源装置。
【請求項２】前記１本の光ケーブルに、前記集光手段
側の光ケーブルのよじれに起因する回転と、前記太陽光
発電手段側の光ケーブルのよじれに起因する回転とを相
互に独立して可能にする第２のジョイントを介挿するこ
とを特徴とする請求項１記載の海底観測システム用電源
装置。
【請求項３】前記浮き具のそれぞれを、該浮き具同士
に間隙を保持させて離隔する間隔保持部材に固定接続
し、前記浮き具同士の接触を防止することを特徴とする
請求項１記載の海底観測システム用電源装置。
【請求項４】海底に設置する各種の観測装置に用いる
海底観測システム用電源装置であって、太陽光を採光する採光手段、及び前記採光手段から採光
した太陽光を集光する集光手段と、前記集光手段から太陽光を電気に変換する太陽光発電手
段まで太陽光を導く光ケーブルと、前記太陽光発電手段の発電出力を蓄電する蓄電手段と、前記採光手段、集光手段、太陽光発電手段、光ケーブ
ル、及び蓄電手段とを海面上に浮遊するように保持する
浮き具とを備え、前記蓄電手段から、電力ケーブルを介して海底に設置す
る観測装置に電力供給するとともに、前記集光手段と該集光手段からの電力ケーブルとのそれ
ぞれの接続部に、前記集光手段を取り外し交換可能とす
る第１のジョイントをそれぞれ設けてなる海底観測シス
テム用電源装置において、前記集光手段からのそれぞれの電力ケーブルをまとめて
形成してなる１本の電力ケーブルを前記海底に設置した
観測装置に接続するとともに、前記１本の電力ケーブル
に、前記集光手段側の電力ケーブルのよじれに起因する
回転と、前記観測装置側の電力ケーブルのよじれに起因
する回転とを相互に独立して可能にする第２のジョイン
トを介挿することを特徴とする海底観測システム用電源
装置。