JP3101430U - 浮魚礁等中層型海洋構造物のアンカー位置検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンカー着底位置を海面上から確実に把握することができ、しかもアンカー着底位置検知後は簡単、確実に回収して繰り返し使用が可能な中層型海洋構造物のアンカー位置検知装置を提供する。
【解決手段】礁体等の本体1を大水深の水面下中層に位置させるように係留する形式の海洋構造物に使用される設置位置検知手段であって、下記の構成を備えていることを特徴とする。１）アンカー3につながる係留索4の途中に取り付けるための短い枝用ロープ6と、２）下部に前記枝用ロープの自由端側に連結され超音波によるコマンドで作動する切離し部を有し上端に海上側と超音波信号を受送信する位置検知部を有する器体と、前記位置検知部と切離し部間の器体の周囲に配置された浮上用フロート8を備えた浮力付き位置検知切離し器。
【選択図】図２

Description

本考案は大水深で用いられる中層型海洋構造物のアンカー位置検知装置に関する。

近年、海面上に構造物が存在しない中層型浮魚礁や緊張係留型海洋観測系(以下、中層型海洋構造物と称す)を、沖合大水深域に設置する事例が増加している。前者は、沖を回遊通過するカツオ・マグロ・ブリ等の高級魚群を効果的に集魚、漁獲するため、たとえば１０００ｍを超える大水深に、一定規模の浮体（礁体と称する）を海面下２０ｍ〜３００ｍ程度の領域にロープとアンカーで１点係留するものである。

このような中層型海洋構造物においては、施工の確実性を検証し、また、その後の管理を円滑に行なうために、設置位置を把握しておくことが重要である。
しかし、設置工事は、水深の関係から、アンカーを作業船から海底まで吊り降ろす方式ではなく、図１のように、作業船Ｂより海面に近い方すなわち浮魚礁、観測機器Ｃ，浮体Ｃ’から繰り出し、係留系を全て海上に出してからコンクリート製や鋼製のアンカーＡを海面より自由落下させて設置するのが一般的である。

設置後海面に近い浮魚礁礁体や観測機器あるいはフロート類は、魚群探知器やソナーを使用して容易に検出可能であるが、水深１０００を超える海底に自由落下したアンカーの着底位置を海面から検出することは技術的に非常に難しい。
この対策としては、アンカーに使い捨てのトランスポンダー等を取り付け、海面からその位置を検出することが考えられる。しかし、大水深部に設置できる装置は大型でかつ高価であり、しかも、そのまま海底近傍に使い捨てることは環境上も望ましくないため、実用性に乏しく、したがって、従来では、海潮流の方向・速さ等を勘案してアンカー着底位置を推定するしかなかった。

本考案は前記のような問題点を解消するためになされたもので、その目的とするところは、アンカー着底位置を海面上から確実に把握することができ、しかもアンカー着底位置検知後は簡単、確実に回収して繰り返し使用が可能な中層型海洋構造物のアンカー位置検知装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、第１の考案は、礁体等の本体を大水深の水面下中層に位置させるように係留する形式の海洋構造物に使用される設置位置検知手段であって、下記の構成を備えている特徴としている。
１）アンカーにつながる係留索の途中に取り付けるための短い分岐用ロープと、
２）海上側と超音波信号を受送信する位置検知部と超音波によるコマンドで作動する切離し部を備え、前記分岐用ロープの自由端側に連結される位置検知切離し器と、
３）前記位置検知切離し器と直列に連結された浮上用フロート。

また、第２の考案は、下記の構成を備えていることを特徴としている。
１）アンカーにつながる係留索の途中に取り付けるための短い分岐用ロープと、
２）下部に前記分岐用ロープの自由端側に連結され超音波によるコマンドで作動する切離し部を有し上端に海上側と超音波信号を受送信する位置検知部を有する器体と、前記位置検知部と切離し部間の器体の周囲に配置された浮上用フロートを備えた浮力付き位置検知切離し器。

第１の考案によれば、短い枝用ロープの自由端側に海上側と超音波信号を受送信する位置検知部と超音波信号によるコマンドで作動する切離し部を備えた位置検知切離し器をつないでいるので、枝用ロープをアンカーから十分に離間した位置の係留索に取り付けることにより、アンカー着底時の衝撃力が位置検知切離し器に作用し難くくなり、装置内の電子機器、電子部品の損傷を防止できる。したがって、アンカーを自由落下させても、位置検知切離し器を正常な状態に保つことができ、海面上との超音波信号の授受でアンカー着底位置を確実に検出することができる。

しかも、枝用ロープの長さを短くすることで自由落下中における位置検知切離し器の係留索への絡みつきを防止できるので、位置検出作業後に切離し部を作動したときに、位置検知切離し器を枝用ロープから円滑に切離しできるとともに、浮上用フロートの浮力で容易かつ確実に回収することができ、したがって繰り返し使用でき、経済的であるというすぐれた効果が得られる。

第２の考案によれば、位置検知部と切離し部を上下に分離し、位置検知部と切離し部間の筒状器体を心棒として周囲にフロートを取付けてユニット化し、自力浮上性を持つ位置検知切離し器としているので、第１の考案の効果に加え、コンパクトな形態となり、設置時や切離し時に係留索に干渉する可能性を低減できる。
しかも、位置検知部がフロートよりも上位にあるので、海面側からの位置検出用信号の受送信と切離しコマンドの受信と作動を確実に行えるというすぐれた効果が得られる。

好適には、分岐用ロープは、金属リングを備えた繊維製のエンドレスロープからなっており、係留索と交差した状態で数回巻かれた後一方のエンドを潜らすことで枝を構成するようになっている。
これによれば、構造が簡単、安価であり、特別な金具類を用さずにかつ係留索を傷つけずに取り付けることができ、また、長さを最小限まで短くすることができる。

また、本考案は、浮力付き位置検知切離し器のフロートが保護体により覆われている場合を含んでいる。
これによれば、設置時に係留索との干渉を少なくすることができるとともに、係留索に損傷を与えることが防止される。

以下、添付図面を参照して本考案の実施例を説明する。
図２は本考案の第１実施例を中層型浮魚礁に適用した実施例を示しており、１は中層型海洋構造物本体としての礁体であり、漁網、ロープ、ＦＲＰ、プラスチック、鋼材，アルミなどの各種素材を適宜組み合わせて一定規模に構成されている。たとえば、集合フロート部１ａと長円筒状の立体網１ｂなどからなる構造は、好適なものといえる。
２は前記礁体１に連結されこれに浮力を与えるための浮力体であり、礁体１がそれ自体十分な浮力を有している場合には、省略することも可能である。

３は設置水深Ｌ（たとえば１０００〜５０００ｍ）に応じた重量と所望の構造を有するアンカーである。
４は前記アンカー３に下端が連結され、上端が前記浮力体２(これが省略された場合は礁体１)に連結された係留索である。アンカー３の着床により、礁体１は海面から比較的浅い深さＬ１たとえば２０〜３０ｍの位置に保持される。

係留索４は通常複数本が接続されるもので、テトロン、ポリエステルなどの汎用繊維、アラミド、超高分子量ポリエチレン、ポリアリレートなどの高強度低伸度繊維が選択的に使用される。
繊維ロープの場合、キンクが起こらない編組構造としたり、劣化と付着生物の付きにくい合成樹脂被覆付きにすることが好適である。

５は本考案によるアンカー位置検知装置であり、アンカー係留点から十分に距離Ｌ２を置いた位置、たとえば１０ｍ以上離れた位置の係留索部位から分岐状に装備されている。
前記アンカー位置検知装置５は、短い枝用ロープ６と、位置検知切離し器７と、該位置検知切離し器７と直列に連結された浮上用フロート８を備えており、位置検知切離し器７は、海上側と超音波信号を受送信する位置検知部９を有し、下部には、前記枝用ロープ６の自由端側を把持し、超音波信号によるコマンドで作動して枝用ロープ６を切り離すメカニカルな切離し部１０を備えている。

１１は作業船であり、これには位置検知切離し器７に対して呼出し、距離測定及び切離しのための超音波信号送受信を行なうトランスデューサ１２を含む制御器１３が配されている。

前記枝用ロープ６は、テトロン、ポリエステルなどの汎用繊維、アラミド、超高分子量ポリエチレン、ポリアリレートなどの高強度低伸度繊維を素材とし、かかる繊維のストランドを撚合しあるいは編組してなり、図４のように、両端をスプライスすることにより短い長さＬ３（たとえばが５００ｍｍ程度）のエンドレスロープとして構成されており、これに鋼、ステンレス、チタンなどの金属からなるリング１４を交差して取り付けている。

前記枝用ロープ６は、図４(ａ)のように両端のエンド６ａ、６ｂが外方に位置するように係留索４と交差され、この状態で一方のエンド６ａを係留索４に少なくとも１回巻き、同図(ｂ)のように反対側にある他方のＵ状エンド６ｂを潜らして引張り出すことにより、図３のようにエンド６ａが３０〜６０ｍｍ程度、係留索４から突出するように取付けられる。なお、リング１４は枝用ロープ６のエンドレス化の前に取付けてもよいし、エンドレス化した後に取付けてもよい。

前記係留索４は、枝用ロープ６を取り付ける所要の範囲にわたって保護用の養生部１５を設けることが好ましい。
この養生部１５は任意であるが、たとえば使用済みの網を帯状に裁断し、それを各ターンごとにラップするように係留索４の外周にらせん状に巻きつけることで得ることができる。
このような養生部１５を設けた場合には、枝用ロープ６が直接係留索４に触れないため、繊維に傷がついたりせず、また摩擦により枝用ロープ６の位置ずれを防止できる。

前記位置検知切離し器７は、チタンやステンレスなどの耐食金属で密閉されて全体として筒型をなしており、切離し部１０は、開閉自在なフック１８と駆動機構を備えている。図５はその例を示しており、筒状器体１９と水密に組付け一体化される下部器体１９’に剛結したアーム２０にフック１８の一端がピンによって傾転可能に枢支されている。前記リング１４は前記フック１８に引っ掛けられ、フック１８が閉じられることで把持される。

駆動機構を説明すると、下部器体１９’に固定ピン２１が摺動可能に配されており、常態において固定ピン２１の先端部が前記フック１８の上端部に設けたロック用穴１８０に係合することにより、フック１８は下部器体１９’と連結されるようになっている。
前記下部容器１９’には前記固定ピン２１と平行にプランジャ２２が摺動可能に配され、常態において弾性部材２３によって上方に付勢されている。
そして、プランジャ２２と固定ピン２１の各摺動穴の中間を連通する横穴には、常態において一端がプランジャ２２のランド部に当接し、他端部が固定ピン２１のスプール部に当接するストッパ２４が配されている。

前記プランジャ２２の上位には、駆動要素としてのガス発生器２５が取付けられている。このガス発生器２５は、先端が前記プランジャ２２の上端受圧面に対峙する中空ボルト２６に格納されたガス発生剤２７と、これにコードでつながる通電回路からなり、通電回路は図示しない電池に接続されている。

位置検知部９は器体１９の上部に内蔵され、図７のように位置検出と切離しの超音波信号の受信と発信を行なうトランスデューサ２８を有し、図２のように作業船側の制御器１３と超音波系で連絡している。
制御器１３は、図６のように、コンピュータと、呼び出し、位置検出及び切離しの指令を入力するための指令回路と、この指令信号を受けてデータを変調信号に変換する変調器と、変調信号を電力増幅してトランスデューサ１２に送る送信回路と、位置検知切離し器７からの応答超音波信号をトランスデューサ１２で受けたときに該超音波信号を電気信号に変換し、指令回路に距離情報として伝えるための復調器を備えており、こうした信号とＧＰＳ情報とをコンピュータで演算処理し、それを作業船を３箇所移動してそれぞれ行なうことで位置検知切離し器７の海底での位置すなわちアンカー着底位置を自動的に検出できるようになっている。

位置検知切離し器７の位置検知部９は、図７のように、前記トランスデューサ１２からの超音波信号を受信して電気信号に変換するトランスデューサ２８及び受信回路と、復調器と、受信した信号が切り離し用か位置検出用かを判別し、前者である場合にのみ前記通電回路に駆動信号を出して切り離し用の電力を与える制御回路とを備えている。
また、受信した信号が位置検出用である場合に、指令データを変調信号に変換する変調器とこれからの信号を増幅してトランスデューサ２８に送る超音波送信回路を備えている。

浮上用フロート８は、鋼管やステンレス管などからなる心棒２９と、複数個の耐圧フロート本体３０からなり、心棒２９とフロート本体３０はそれぞれに設けたブラケットを合わせ、ボルト連結するなどしてユニットとされる。
前記浮上用フロート８は前記位置検知切離し器７と対峙して配され、下端部がたとえば２つのシャックルなどからなる連結具３１によって位置検知切離し器７の上端部と連結される。

図８と図９は本考案のアンカー位置検知装置の別実施例を示している。
この実施例のアンカー位置検知装置５’も、アンカー３から十分に離間した位置の係留索４に分岐状に取付けられることは第１実施例と同じであるが、位置検知切離し器と浮上用フロートとが複合してひとつのユニットとなっている点が異なっている。

すなわち、この実施例のアンカー位置検知装置５’は、アンカーから伸びる係留索４に取り付ける短い分岐用ロープ６と、浮力付き位置検知切離し器とからなっている。
浮力付き位置検知切離し器は、天部に海上側と超音波信号を受送信する位置検知部９を、下部に超音波信号によるコマンドで作動する切離し部１０を有する位置検知切離し器７を有しているが、位置検知切離し器７の外殻としての器体１９を心棒として利用し、周囲に複数個の耐圧フロート本体３０を配置連結して浮上用フロート８’としている。

枝用ロープ６の構成、位置検知切離し器７の位置検知部９、切離し部１０の構成は、第１実施例と同様であり、位置検知切離し器７の切離し部１０を構成するフック１８に枝用ロープ６の自由端側が連結される。
連結方法は第１実施例と同じように枝用ロープ６に取付けたリング１４をフック１８に直接掛けてもよいが、図９(ｂ)のように、連結具として自在継手（スイベル）３２を介在させることが推奨される。
すなわち、枝用ロープ６のリング１４にシャックル３３を介して自在継手の片側部材３２ａを連結し、自在継手の他側１４’を切離し部１０のフック１８に掛け止めするのである。図９（ｂ）の連結具構成は、第１実施例にも適用されることは言うまでもない。
このようにすれば、設置途中に浮力付き位置検知切離し器が回転しても、枝用ロープ６の口元の自在継手３２でより戻されるので、正常な状態に保持することができる。

なお、第２実施例では、浮上用フロート８の周りを、剛性のあるプラスチック製の網やシートなどからなる保護体３５で覆っている。このようにすれば、設置時や切離し時に係留索４と接触しても、係留索４を損傷したり、耐圧フロート本体３０，３０間のギャップに係留索４を交合してひっかったりするトラブルの発生を防止できる。

図示するものはあくまでも本考案の数例であり、切離し部１０のフック１８の作動源はガスに限らず、メカニカルな力であってもよい。

本考案の作用を説明すると、陸上あるいは作業船上でアンカー３と浮力体２、礁体１をそれぞれ連結具と係留索４で一連につないで中層浮魚礁システムを構成するが、その際に、アンカー３の係留点から１０ｍ以上離間した位置の係留索部位に本考案装置５を取付ける。
第１実施例では、予め位置検知切離し器７と浮上用フロート８を連結具３１にて直列に連結してユニットにしておけばよく、係留索部位に養生部１５を施し、その養生部１５に枝用ロープ６を図４の手法で取り付け、位置検知切離し器７におけるフック１８を開き、枝用ロープ６に連結されているリング１４を引っ掛けてフックを閉じればよい。したがって、作業は容易である。

こうして沖合いの設置予定海域において、礁体１、浮力体２を順次海面上に繰り出し、最後にアンカー３を投入して海底まで自由落下させる。本考案装置５は係留索４から枝分かれした状態で沈降してゆき、図２のように、礁体１が海面下２０〜３００ｍの範囲に保持される。
位置検知切離し器と浮上用フロートを直列にしたユニットを単純に、アンカーに直接取り付け、自由落下で着底させた場合には、アンカーの着底時の衝撃が位置検知切離し器に同時に作用するので、内部の電子機器等に損傷を与え、正常に作動されなくなる恐れがある。

その対策としては、アンカーに係留索と別系統の専用係留索を平行に設け、これに位置検知切離し器と浮上用フロートを直列にしたユニットを係留することが考えられるが、自由落下中に専用係留索と位置検知切離し器と浮上用フロートがアンカー係留系に絡みつき、位置検知切離し器を作動させても、分離浮上できず、回収不能となる可能性が高い。

これに対して、本考案では分岐方式としており、枝用ロープ６の取り付け位置をアンカー３の重さ等に応じて自由に決められるので、常にアンカー３より十分に離間した係留索位置に位置検知切離し器７を装備させることができる。このため、アンカーの着底時に位置検知切離し器７に衝撃力が作用することを避けることができ、かつ、枝用ロープ６の長さが短いので、位置検知切離し器７や浮上用フロート８が係留索４に絡みつくことを防止できる。したがって、図２のような適切な設置状態を実現できる。

こうして、設置が行なわれたときに、作業船の制御器１３のトランスデューサ１２から超音波信号を発射する。この超音波信号は海中を伝播し、位置検出切離し器７の位置検知部９を構成しているトランスデューサ２８で受信され、受信回路で電気信号に変換されて制御回路に送られる。
ここで信号の種別が判定され、切離し指令信号でないと判断されると、送信回路とトランスデューサ２８を介して測定のための超音波信号が発射される。

これをトランスディューサ１２で受信して往復伝搬時間を求めることで距離を測定することができ、作業船が３箇所移動してそれぞれ計測し、制御器１３のコンピュータとＧＰＳ情報から位置を演算することでアンカー３が無事に着底されたかどうかを自動的に確認することができる。

このように位置が検知され後には、制御器１３から位置検出切離し器７に切離し用に選定された周波数で超音波信号を発射する。この超音波信号は電気信号に変換されて制御回路に送られ、ここで信号の種別が判定され切離し信号であることが確認されると、制御回路から駆動信号が出されて電源（電池）から切離し部１０に電力が供給される。

この例ではガス発生剤２７に通電されることにより反応が起こって窒素などのガスがプランジャ２２に向けて発射され、プランジャ２２が押し下げられる。これでストッパ２４がプランジャの小径部に臨むためフリーとなり、ガスがストッパの隙間を通って固定ピン２１の頭部に作用するため固定ピン２１が押し上げられ、先端がフック基端部のロック用穴１８０から抜ける。

これでフック１８のロックが解除され、フック１８が傾転することにより、枝用ロープ６のリング１４がフック１８からはずれる。これにより、位置検出切離し器７が浮上用フロート８の浮力で海面上に浮上するので、容易に回収することができ、回収された位置検出切離し器７は検査、調整を行って再度使用できるので、経済的である。

第２実施例においては、位置検出切離し器７の直上に浮上用フロートがなく、位置検出切離し器７の位置検知部９特にトランスディューサ２８が最上位に露出し、さえぎる物がない。このため位置検出用の超音波の受送信及び切離しコマンドの受信を確実に行うことができる。また、位置検知切離し器７と浮上用フロート８’がコンパクトな単一のユニットになっているので、係留索４との干渉や絡み付きが起こらなくなる。

本考案は大深度の中層型浮魚礁や海洋観測装置のための位置検出手段として効果的である。

浮魚礁等中層型海洋構造物の設置方法を示す説明図である。 本考案による浮魚礁等中層型海洋構造物のアンカー位置検知装置を使用状態で示す全体図である。 本考案装置の第１実施例を示す側面図である。 （ａ）は分岐用ロープの平面図、（ｂ）は係留索への取付け方を示す説明図である。 本考案装置の切り離し部の構造を示す断面図である。である。 作業船側の制御器の系統図である。 本考案装置の系統図である。 本考案装置の第２実施例を使用状態で示す説明図である。 (ａ)は第２実施例の側面図、（ｂ）は好適な連結具を示す側面図である。

符号の説明

１ 中層型構造物本体
３ アンカー
４ 係留系
５、５’ 位置検出切離し器
６ 枝用ロープ
８ 浮上用フロート
９ 位置検知部
１０ 切離し部
１４ リング
１８ フック
３５ 保護体

Claims (4)

1. 礁体等の本体を大水深の水面下中層に位置させるように係留する形式の海洋構造物に使用される設置位置検知手段であって、下記の構成を備えている特徴とする浮魚礁等中層型海洋構造物のアンカー位置検知装置。
   １）アンカーにつながる係留索の途中に取り付けるための短い枝用ロープと、
   ２）海上側と超音波信号を受送信する位置検知部と超音波によるコマンドで作動する切離し部を備え、前記枝用ロープの自由端側に連結される位置検知切離し器と、
   ３）前記位置検知切離し器と直列に連結された浮上用フロート。
2. 礁体等の本体を大水深の水面下中層に位置させるように係留する形式の海洋構造物に使用される設置位置検知手段であって、下記の構成を備えていることを特徴とする浮魚礁等中層型海洋構造物のアンカー位置検知装置。
   １）アンカーにつながる係留索の途中に取り付けるための短い枝用ロープと、
   ２）下部に前記枝用ロープの自由端側に連結され超音波によるコマンドで作動する切離し部を有し上端に海上側と超音波信号を受送信する位置検知部を有する器体と、前記位置検知部と切離し部間の器体の周囲に配置された浮上用フロートを備えた浮力付き位置検知切離し器。
3. 枝ロープが金属リングを備えた繊維製のエンドレス部材からなり、係留索と交差した状態で数回巻かれた後一方のエンドを潜らすことで枝を構成するようになっている請求項１または２に記載の浮魚礁等中層型海洋構造物のアンカー位置検知装置。
4. 浮力付き位置検知切離し器の浮上用フロートが保護体により覆われている請求項２に記載の浮魚礁等中層型海洋構造物のアンカー位置検知装置。

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