JP6345798B2 - 海上構造物の表面欠陥識別装置 - Google Patents

Description

本発明は海上構造物の表面欠陥識別装置に関するもので、さらに詳しくは海上構造物に発生する表面欠陥を識別できる海上構造物の表面欠陥識別装置に関するものである。

最近船舶や海上プラン卜などの海上構造物の転覆や切断事故の事例を検討すれば、構造物のクラック（ｃｒａｃｋ）などの欠陥発生を事前に認知することができず、それに対する対応が遅くなったことに起因する場合が大半を占めると把握される。

通常、定期的な非破壊検査や構造物の安全点検、事前設計基準の設けなどを通して事故を未然に防止したりもするが、常時検査が不可能で、構造物の全区域にかけて長時間検査を進めるには制約が多いのが実情である。

韓国公開特許公報１０−２０１１−００３７４３５号にも船舶の損傷を評価して統制するシステムおよびその動作方法が開示されているが、ここで船舶の損傷を感知センサーを利用して感知するように、応力などをモニタリングするセンシング装備を付着して事前認知をしたりもする。しかし、この場合は費用はもちろん、データの収集および分析のような作業に時間が多く要され、迅速な対応が不可能であるという問題点がある。

特に水に浸っている部分は海上構造物が流体から持続的に疲労荷重を受ける部分で、この部分に対するモニタリング作業はさらに難しいとの問題点がある。

前述した背景技術は発明者が本発明を導き出すために保有していたが、本発明を導き出す過程で習得した技術情報であって、必ずしも本発明の出願前に一般公衆に公開された公知技術ではない。

韓国公開特許公報１０−２０１１−００３７４３５号

本発明の実施例は、海上構造物において、水を含む流体の中に浸るなどの場合によって作業者の視野範囲からはずれた構造体の一部分からクラックなどを含む欠陥が発生する場合、作業者が欠陥が発生したとの信号を視野範囲で容易に識別することができるようにする海上構造物の表面欠陥識別装置を提供するためのものである。

本発明の他の目的は下記の説明を通じて容易に理解できるはずである。

本発明の一側面によれば、海上構造物の構造体表面に設置される親水塗料層、および前記親水塗料層が積層された前記構造体表面に積層される防水コート層を含み、前記防水コート層は前記構造体表面の欠陥によりクラックが発生して前記親水塗料層を外部に露出させる海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

前記親水塗料層は、親水性塗料を含む格子チャネル（ｇｒｉｄ ｃｈａｎｎｅｌ）形態で積層される海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

前記親水塗料層は、親水性塗料を含み、第１方向チャネルと前記第１方向チャネルとずれるように配置されて前記第１方向チャネルと交差する第２方向チャネルを含む海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

前記親水塗料層は、乾燥状態で積層され、以後前記構造体表面に発生する欠陥によって損傷する前記防水コート層のクラックを通じて流入する水分によって変更される海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

前記親水塗料層は、前記防水コート層のクラック部位を通じて流入する水分によって色相が発現されるか色相が変化する海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

前記親水塗料層は、乾燥状態で積層され、以後前記構造体表面の一側に発生する欠陥によって損傷する前記防水コート層のクラックを通じて流入する水分を吸収して前記構造体表面の他側に伝達する海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

前記親水塗料層は、親水性塗料を含むチャネルを含み、前記チャネルは毛細管チャネルで形成されて前記防水コート層のクラックを通じて流入する水分を吸収して毛細管現象を利用して前記構造体表面に沿って前記水分を移動させる海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

前記チャネルは、前記構造体表面の下部では間隙が狭く、前記構造体表面の上部では間隙が広くなるツリー構造の形状を具備する海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

前記親水塗料層と前記防水コート層は、前記海上構造物のハル表面に積層され、前記親水塗料層の端部は前記海上構造物の喫水上部まで延長される海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

前記親水塗料層は、乾燥状態で積層され、以後前記構造体表面に発生する欠陥によって損傷する前記防水コート層のクラックを通じて流入する水分によって前記海上構造物のハル表面色相の補色に該当する色で発現されるか変化される海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

前記親水塗料層に連結されて前記構造体表面の欠陥に関する信号を伝達する識別ユニットをさらに含み、前記識別ユニットは、電源を供給する電源部と、前記電源が供給されると指定された通知動作を遂行する通知部と、前記親水塗料層に連結されて前記電源部と前記通知部の電気的連結の可否を決定するスイッチング部を含む海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

前記スイッチング部は、固定ピンを中心として第１支持体と第２支持体が交差結合される鋏構造のスイッチング構造体；前記第１支持体の一端と前記第２支持体の一端の間に介在される電導体；および前記第１支持体の他端と前記第２支持体の他端の間に介在され、乾燥状態に比べて水分を吸収した状態で体積が膨張する膨張体を含むものの、前記膨張体は前記親水塗料層に連結されている海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

前記第１支持体の一端と前記第２支持体の一端は、前記膨張体の膨張によって前記電源部と前記通知部によって構成される回路の両終端と接触して前記電導体を通じて電気的連結を樹立する海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

前記電源部は、直列連結される第１電池と第２電池を含むものの、前記スイッチング部は前記第１電池と前記第２電池の間に介在される海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

前記通知部は、光を発散する電灯器具、サウンドを出力するスピーカー、指定された端末に指定された信号を伝送する無線通信機のうち、少なくとも一つである海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

本発明の他の側面によれば、海上構造物の構造体表面に設置されて流体が収容されるチャネル；および前記チャネルに連結されて前記構造体表面の欠陥により変化する流体の体積を表示する識別ユニット；を含む海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

前記チャネルは、前記構造体表面に欠陥が発生する場合、破損するように設けられて内部に収容される流体の体積が変化する海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

前記チャネルが積層された前記構造体表面に積層され、前記構造体表面の欠陥によりクラックが発生する塗料層をさらに含み、前記チャネルは前記構造体表面に欠陥が発生する場合、前記塗料層のクラックを通じて外部に露出されて流体の体積が変化する海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

本発明のさらに他の側面によれば、海上構造物の構造体表面に設置されて電流が流れるチャネル；および前記チャネルに連結されて前記構造体表面の欠陥により変化する電流、電圧、抵抗、または電力量の大きさを表示する識別ユニット；を含む海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

前記チャネルは、前記構造体表面に欠陥が発生する場合、破損するように設けられて前記チャネルに流れる電流の大きさが変化する海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

前記チャネルが積層された前記構造体表面に積層され、前記構造体表面の欠陥によりクラックが発生する塗料層をさらに含み、前記チャネルは前記構造体表面に欠陥が発生する場合、前記塗料層のクラックを通じて外部に露出されて前記チャネルに流れる電流の大きさが変化する海上構造物の表面欠陥識別装置を提供することができる。

本発明の実施例によれば、作業者の視野範囲からはずれた構造体の一部分でクラックなどを含む欠陥が発生する場合、作業者が欠陥の発生により現れる信号を視野範囲で容易に識別することができるようにして海上構造物の表面欠陥に対して迅速で効率的に対応することができる。

また、海上構造物の構造体の一表面にクラックが発生して親水性塗料を含むチャネルに流体が流入すれば、毛細管現象によって流体がチャネルの上部終端に伝達されて電気的連結を樹立することによって、容易に流体外で表面欠陥の有無を観察することができる。

他の側面では、海上構造物の構造体の一表面にクラックが発生して流体を収容する微細管チャネルが破損すると、微細管チャネルの破損部位を通じて流体が損失されて流体の体積が次第に減ることを確認することによって、容易に流体外で表面欠陥の有無を観察することができる。

さらに他の側面では、海上構造物の構造体の一表面にクラックが発生して電流が流れる抵抗チャネルが破損すると、全体抵抗チャネルの抵抗値が次第に減ることを確認することによって、容易に流体外で表面欠陥の有無を観察することができる。

本発明の第１実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別装置の原理を説明するための図面である。 本発明の第１実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別装置の原理を説明するための図面である。 内部コート層が付加された海上構造物の表面欠陥識別装置を示す図面である。 本発明の第１実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別のためのチャネルコート方法を示すフローチャートである。 本発明の第１実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別のためのチャネルコート方法を説明するための図面である。 本発明の第１実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別のためのチャネルコート方法を説明するための図面である。 本発明の第１実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別のためのチャネルコート方法を説明するための図面である。 本発明の第１実施例に係る表面欠陥識別装置が設置された海上構造物を示す図面である。 本発明の一実施例に係る表面欠陥識別装置が複数設置された海上構造物を示す図面である。 本発明の第１実施例に係る識別ユニットを示す図面である。 スイッチング部の動作を示す図面である。 スイッチング部の動作を示す図面である。 本発明の第２実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別装置を示す図面である。 本発明の第２実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別装置の識別ユニットの動作を示す図面である。 本発明の第２実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別装置の識別ユニットの動作を示す図面である。 本発明の第３実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別装置を示す図面である。 本発明の第３実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別装置の識別ユニットの動作を示す図面である。 本発明の第３実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別装置の識別ユニットの動作を示す図面である。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。以下の実施例は本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に本発明の思想を十分に伝達するために提示するものである。本発明はここで提示した実施例だけに限定されず、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変形実施例を含むか均等物ないし代替物を含む他の形態で具体化され得る。図面は、本発明を明確にするために、説明と関係のない部分の図示は省略し、理解を助けるために構成要素の大きさを多少誇張して表現し得る。

さらに、ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」あるまたは「接続されて」あると言及された時には、その他の構成要素に直接的に連結されているかまたは接続されていることもあるが、中間に他の構成要素が存在することもあると理解されるべきである。反面、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」あるまたは「直接接続されて」あると言及された時には、中間に他の構成要素が存在しないと理解されるべきである。

本明細書で用いた用語は単に特定の実施例を説明するために用いられたもので、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明白に異なることを意味しない限り、複数の表現を含む。本明細書で、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものとして理解されるべきである。

第１、第２などの用語は、多様な構成要素の説明に用いられ得るが、前記構成要素は前記用語によって限定されるものてはない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ用いられる。

また、明細書に記載された「…部」、「…モジュール」などの用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、これはハードウェアやソフトウェアまたはハードウェアおよびソフトウェアの結合で具現され得る。

また、各図面を参照して説明する実施例の構成要素は該当実施例にのみ制限的に適用されるものではなく、本発明の技術的思想が維持される範囲内で他の実施例に含まれるように具現され得、また、別途説明がなくても複数の実施例が統合された一つの実施例で再び具現され得ることはいうまでもない。

また、添付図面を参照して説明するにおいて、図面符号にかかわらず、同じ構成要素は同一であるか関連した参照符号を付与し、重複する説明は省略する。本発明を説明するにおいて、関連した公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にする恐れがあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。

図１と図２は本発明の第１実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別装置の原理を説明するための図面である。

本発明の第１実施例では、船舶や海上プラン卜などを含む海上構造物の構造体に塗料を塗布する過程を変形して、クラック（ｃｒａｃｋ）などにより構造体表面に発生した欠陥のような表面欠陥を容易に識別可能にしようとする。一例として、海上構造物のうち水の中に浸っている構造体の部分で異常が発生する場合、異常が発生したという事実を作業者が水の外部でも容易に識別することができるようにしようとする。

このような識別を可能にする原理は図１と図２に図示されたようである。

一方、本発明の第１実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別装置が設置される海上構造物の構造体は、海上構造物の船体またはハル（ｈｕｌｌ）と海上構造物内部に設置されるタンク（ｔａｎｋ）などの構造物を含む。ただし、図面には一例として船舶のハルに設置される表面欠陥識別装置を図示した。

本発明の第１実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別装置は、海上構造物の構造体表面１０に積層される親水塗料層２２と、親水塗料層２２が積層された構造体表面１０に積層される防水コート層２３を含む。

親水塗料層２２は水によく溶解する親水成分の塗料を含むチャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）４０を含むことができる。そして親水塗料層２２は船体で防水成分のコート材が塗布された防水コート層２３と構造体表面１０の間に設置され得る。したがって、親水塗料層２２は防水コート層２３により密封され得る。

図１は、正常状態で親水塗料層２２が防水コート層２３によりコーティングされて水と接触が遮断される状態を図示する。したがって、親水塗料層２２は経時変化が発生しない。

しかし、図２に図示されたように、構造体表面１０に損傷またはクラックが発生する場合、防水コート層２３にも構造体表面１０の損傷に対応する位置にクラックが発生することになる。したがって、防水コート層２３のクラックを通じて親水塗料層２２が露出され、親水塗料層２２が防水コート層２３のクラックを通じて流入する水を吸収することになる。

一方、親水塗料層２２と防水コート層２３は構造体表面１０に密着するように積層され得る。したがって、構造体表面１０に損傷が発生する場合、損傷によって発生する応力が損失されずに防水コート層２３に伝達されて防水コート層２３のクラックを誘導し得る。

また、親水塗料層２２と防水コート層２３を積層する過程で、ポリマーコート（ｐｏｌｙｍｅｒ ｃｏａｔｉｎｇ）または表面処理などの技術を用いて防水コート層２３と構造体表面１０の間の伸張率を一致させるか類似にすることができる。したがって、構造体表面１０に損傷が発生したにもかかわらず防水コート層２３にクラックが発生しないか、構造体表面１０に損傷が発生しなかったにもかかわらず防水コート層２３にクラックが発生する場合などのエラー状況を除去することができる。

親水塗料層２２のチャネル４０は多様な形態で設置され得る。一例として、チャネル４０は第１方向に配置される第１チャネルと第１方向とずれている方向である第２方向に配置される第２チャネルを含むことができる。また、第１チャネルと第２チャネルは互いに交差するように設けられ得る。

またはチャネル４０は格子チャネル（ｇｒｉｄ ｃｈａｎｎｅｌ）形態で設置され得る。格子チャネルは互いに垂直となるように配置される複数のチャネルを含むことができ、一例として連続する正方形に配置され得る。

一方、親水塗料層２２に吸収された水は、毛細管現象（ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ）によりチャネル４０に沿って移動して親水塗料層２２の上部終端まで移動することができる。このために、親水塗料層２２のチャネル４０を構成する材料の親水性を強くする必要がある。一例として、チャネル４０にマイクロ単位レベル以下の気孔（ｐｏｒｅ）を無数に形成することができる。

そして、チャネル４０の上部終端には湿潤（ｗｅｔ）状態で膨張する部材によって電気的連結が樹立されて船員あるいは管理者である使用者ないし作業者が視聴覚で確認可能にする識別装置が連結されている。識別装置については関連図面を参照して詳細に後述する。

ここで、親水塗料層２２は水を吸収する場合、本来の色相が発現されて、クラック発生位置を肉眼で識別可能にすることもできる。この場合、親水塗料は任意の色を有したコロイド粒子で作られた薄いフィルム（例えば、澱粉テープなど）あるいは糸の形態で作られ得る。また、親水塗料が水に接触した場合に発現される色は肉眼識別が容易な蛍光色あるいは構造体表面１０の地色と比べて明確に識別することができる色（例えば、黒色ｖｓ黄色のような補色系列）であり得る。

図３は内部コート層２１が付加された海上構造物の表面欠陥識別装置を示す図面である。

図１と図２では構造体表面１０に親水塗料層２２および防水コート層２３が塗布された場合を説明したが、実施例にしたがって親水塗料層２２と構造体表面１０の間に防水塗料からなる内部コート層２１がさらに塗布され得る。すなわち、構造体表面１０が二重防水となるようにすることもできる。

以下では海上構造物の表面欠陥識別のためのチャネルコート方法に関して関連図面を参照して説明する。

図４は、本発明の第１実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別のためのチャネルコート方法を示すフローチャートで、図５〜図７は本発明の第１実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別のためのチャネルコート方法を説明するための図面である。

以下では海上構造物が船舶で、構造体が船体である場合を例に挙げて説明し、船体表面に内部コート層２１、親水塗料層２２、外部コート層の順に三重コートがなされる場合を仮定して説明する。

まず、船体を防水塗料で１次コートし（段階Ｓ１１０）、ハル（ｈｕｌｌ）表面１０上に内部コート層２１を積層する（図５参照）。必要に応じて船体を防水塗料で１次コートする本過程は省略することもできる。

次いで、チャネル４０形態で親水塗料をテーピング（ｔａｐｉｎｇ）して（段階Ｓ１２０）親水塗料層２２を積層する（図６参照）。ここで、親水塗料は水に接すると溶解する材質であり得る。平常時には乾燥状態のテープ形態を有することができ、これによってチャネル４０形態でテーピングが可能となる。

親水塗料のテーピングが完了すると、船体を防水塗料で再コートして（段階Ｓ１３０）親水塗料層２２上に防水塗料からなる外部コート層２３を積層する（図７参照）。これを通じて船舶が損傷していない場合には外部コート層２３の防水塗料によって水分の浸透が抑制されて親水塗料が乾燥状態を維持することができる。

ここで、チャネル４０は内部コート層２１と防水コート層２３の間で親水塗料からなる毛細管チャネルであって、下部でクラックと同じ表面欠陥が発生して水分（例えば、海水）の侵入がある場合、上部（例えば、甲板）にまで毛細管現象により水分が浸透することができるようにする。

チャネル４０は船舶の表面全体にかけて横縦を一定間隔で直角となるようにした格子模様を有することができる。

またはチャネル４０は下部ではその間隙が狭く、上部に行くほどその間隙が広くなるツリー構造と類似の変形格子模様を有することもできる。チャネル４０が変形格子模様を有する場合、表面欠陥発生が疑われる地点に対して親水塗料テーピングを集中させ、その他の地点では親水塗料テーピングを緩和させることによって親水塗料の量を減らして費用削減を可能とする。

図８は本発明の第１実施例に係る表面欠陥識別装置が設置された海上構造物を示す図面である。

チャネル４０は甲板に設置された手すり３０（ｒａｉｌｉｎｇ）にまで延長構成され、その終端が手すり３０内に設置された識別ユニット５０と連結されるようにする。

この場合、チャネル４０が船舶の喫水上部にも形成されるため、船舶が水に浸っている状態でも肉眼でチャネル４０の上部側の確認が可能であり、毛細管現象により水分が浸透してチャネル４０の色相が発現されるか変化が発生した場合、水の外部でも肉眼で船舶下部に表面欠陥が発生したことを識別することができる。

また、チャネル４０の色相が発現あるいは変化した経路、すなわち水が浸透した経路を逆追跡すると表面欠陥が発生した地点を捜し出すことができるため、迅速な対応が可能な長所もある。

図９は本発明の一実施例に係る表面欠陥識別装置が複数設置された海上構造物を示す図面である。

表面欠陥識別装置は船体の表面に沿って複数設置され得る。すなわち、船体の表面に区域を分けて区域別に互いに異なる表面欠陥識別装置を設置することができる。図面には船体の長さ方向に３区域に分けて３個の表面欠陥識別装置を設置したものを図示したが、表面欠陥識別装置の設置位置と個数は必要に応じて異なり得る。

表面欠陥識別装置を複数設置する場合、チャネル４０に水が浸透した経路を逆追跡して表面欠陥が発生した地点を捜し出す時間を短縮させることができる。一例として、船首の部分の船体表面に欠陥が発生した場合、船首の部分に設置される表面欠陥識別装置の親水塗料層２２に水分が流入してチャネル４０に沿って毛細管現象によって移動してチャネル４０の上部にまで到達する。このとき、船首の部分に設置される表面欠陥識別装置と分離されて設置される船体の中間または船尾部分に設置される表面欠陥識別装置の親水塗料層２２には水分が流入しないため、これらのチャネル４０上部では水分が観察されない。

言い換えれば、船首に位置する表面欠陥識別装置のチャネル４０で水が浸透した痕跡を発見したとすれば、作業者は船首に設置された表面欠陥識別装置のチャネル４０を追跡して表面欠陥が発生した地点を捜し出すことができる。

正常状態の場合は通知部はいずれの動作を遂行しない。また、一般的な船舶と同様に外観にはまったく表示にないこともあり得る。

しかし、水に浸っている船舶の表面でクラックのような欠陥が発生した場合、裂かれた表面およびコート膜の間に水が流入し、流入した水によって溶解が可能な親水成分塗料からなるチャネル４０で構成された親水塗料層２２に沿って毛細管現象によって水分が移動して識別ユニット５０を作動させて通知部が通知動作を遂行させる。

また、チャネル４０のチャネル色相を変化させて船体外でも表面欠陥を容易に識別するようにすることもできる。ここで、チャネルコートがなされた船舶でチャネル４０の終端は水に浸っていない部分、すなわち船舶の喫水上部に位置するようにして水の外部でも肉眼で区別が容易にすることができる。

あるいは、チャネル４０に沿って上がってきた水分によって色相が変化された親水塗料を容易に確認できるビューポイント（ｖｉｅｗ ｐｏｉｎｔ）を外部（例えば、船舶の甲板など）に設置することもできる。

本発明の第１実施例に係るチャネルコートされた海上構造物では、構造体の塗装に欠陥が生じた場合にも事前認知が可能となり、腐食などの予防措置を事前に取ることができ、これによって塗装状態の健全性の把握が容易となる長所もある。

また、チャネルコートされた海上構造物で親水塗料からなるチャネル４０の形態、大きさ、位置などの設計は、親水塗料の特性、毛細管現象がよく発現できるように水に浸る時間、水に浸る位置、応力の集中度あるいは疲労の頻度などのような様々な事項を考慮してなすことができる。例えば、チャネル４０の位置は、通常構造体が最も脆弱な溶接部などを主な位置として選定することができる。

以下では手すり３０に設置された識別ユニット５０に関して図面を参照して詳細に説明する。

図１０は本発明の第１実施例に係る識別ユニット５０を示す図面である。

識別ユニット５０は、チャネル４０の上部終端に連結され、チャネル４０に沿って流入する水分によって変形ないし変更されて使用者ないし作業者に構造体表面１０に欠陥が発生したことを積極的に表示することができる。

図１０には識別ユニット５０、手すり３０、チャネル４０、第１電池５１ａ、第２電池５１ｂ、通知部５２、スイッチング部５３、電導体６２、膨張体６１、スイッチング構造体６０、第１支持体６０ａ、および第２支持体６０ｂが図示されている。

本発明の第１実施例に係る識別ユニット５０は、チャネル４０の上部終端に連結され、一例として、海上構造物の甲板の周囲に具備された手すり３０内に設置され得る。

識別ユニット５０は、チャネル４０に沿って上がってきた水（水分）により開放回路（ｏｐｅｎ ｃｉｒｃｕｉｔ）が閉鎖回路（ｃｌｏｓｅ ｃｉｒｃｕｉｔ）となり、電灯ターンオン、スピーカー出力、無線信号伝送などのような通知方式を通じて船員あるいは管理者である使用者ないし作業者に表面欠陥が発生したことを通知することができる。

識別ユニット５０は電源部、通知部５２、スイッチング部５３を含む。

電源部と通知部５２はスイッチング部５３のスイッチング動作によって電気的連結樹立が決定される回路で具現され得る。したがって、電源部と通知部５２は基本的に開放回路である状態からスイッチング部５３が電気的連結を樹立すると閉鎖回路となって回路全体的に電気が流れることになり、通知部５２が指定された動作を遂行することができる。

電源部は第１電池５１ａおよび第２電池５１ｂを含むことができる。第１電池５１ａおよび第２電池５１ｂは手すり３０内に挿入可能な電気エネルギー発生装置であって、例えば乾電池などが利用され得る。

スイッチング部５３は第１電池５１ａと第２電池５１ｂの間に介在され、第１電池５１ａと第２電池５１ｂの間の電気的連結樹立の可否を決定する。

スイッチング部５３はチャネル４０の上部と連結され、チャネル４０を通じて毛細管現象により上がってきた水分によってスイッチング動作を遂行して電気的連結が樹立されるようにする。

通知部５２は第１電池５１ａと第２電池５１ｂに直列連結されており、電気的連結が樹立される場合、所定の信号を外部に出力する。

例えば、通知部５２は白熱灯、ＬＥＤなどのような電灯器具であるので光を発散したり、スピーカーであるので所定のサウンドを出力したり、無線通信機であるのであらかじめ指定された作業者が所持した端末に指定された信号を伝送することができる。

作業者は光、音あるいは端末出力信号などを通して海上構造物の表面欠陥の可否を識別することができ、必要な措置を取ることができる。

ここで、スイッチング部５３は鋏構造のスイッチング構造体６０と電導体６２、膨張体６１を含む。

スイッチング構造体６０は固定ピン６３を中心として交差する２個の支持体６０ａ、６０ｂを含み、第１支持体６０ａと第２支持体６０ｂの一端には電導体６２が介在され、他端には膨張体６１が介在されている。

膨張体６１はチャネル４０の終端と連結されており、乾燥状態に比べて水分を吸収した湿潤状態で体積が膨張する材質から構成され得る。例えば、膨張体６１はシリカゲルなどの材質で構成され得る。

第１電池５１ａには第１支持体６０ａの一端が近接し、第２電池５１ｂには第２支持体６０ｂの一端が近接して配置される。

次いで、図面を参照してスイッチング部５３のスイッチング動作を説明する。

図１１と図１２はスイッチング部の動作を示す図面である。

まず、第１支持体６０ａの他端と第２支持体６０ｂの他端の間に介在された膨張体６１は乾燥状態では体積が小さいため、第１支持体６０ａの一端と第２支持体６０ｂの一端がそれぞれ第１電池５１ａおよび第２電池５１ｂに接触しない状態となる（図１１参照）。図面を参照すれば、電導体６２の終端と第１電池５１ａの間はｄだけ離隔されており、電気的連結が樹立されていない状態である。

クラックのような表面欠陥によりチャネル４０に沿って水分が伝達された場合、膨張体６１はこれを吸収して膨張され、第１支持体６０ａおよび第２支持体６０ｂが固定ピン６３を中心に広がって第１支持体６０ａの一端と第２支持体６０ｂの一端がそれぞれ電源部と通知部５２により構成される回路の両終端である第１電池５１ａおよび第２電池５１ｂに接触する（図１２参照）。第１支持体６０ａの一端と第２支持体６０ｂの一端の間には電導体６２が介在されており、電導体６２の両終端がそれぞれ第１電池５１ａおよび第２電池５１ｂと接触されて、第１電池５１ａと第２電池５１ｂの間に電気的連結が樹立される。

ここで、電導体６２は第１電池５１ａと第２電池５１ｂの間の間隙以上の長さを有しており、円滑な電気的連結樹立をなすことができる。

また、膨張体６１は水分を吸収した場合、膨張した状態で固形化されて電気的連結樹立が一定時間以上持続するようにすることができる。

以上では電源部が２個の電池で構成された場合を仮定して説明したが、これは第１実施例に過ぎず、場合によっては、１個の電池にのみ構成されることもあることは当然である。１個の電池からなる場合、スイッチング部は電池および通知部で構成された開放回路を閉鎖回路でスイッチング可能にする連結関係を有すれば充分である。

図１３は本発明の第２実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別装置を示す図面である。

本発明の第２実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別装置は流体を収容するチューブ形状からなるチャネル４１を含むことができる。一例として、チャネル４１は微細管で提供され得る。また、チャネル４１に収容される流体は水に溶解する気体と溶解しない気体を含み、疏水性流体と親水性流体を含む。

チャネル４１は多様な形態で設置され得る。一例として、チャネル４１は第１方向に配置される第１チャネルと第１方向とずれている方向である第２方向に配置される第２チャネルを含むことができる。また、第１チャネルと第２チャネルは互いに交差するように設けられ得る。

またはチャネル４１は格子チャネル（ｇｒｉｄ ｃｈａｎｎｅｌ）形態で設置され得る。格子チャネルは互いに垂直となるように配置される複数のチャネルを含むことができる。一例としてチャネル４１は連続する正方形で配置したり、または船舶の表面全体にかけて横縦を一定間隔で直角となるようにした格子模様を有することができる。

またはチャネル４１は下部ではその間隙が狭く、上部に行くほどその間隙が広くなるツリー構造と類似の変形格子模様を有することもできる。

チャネル４１は構造体表面１０の損傷またはクラックによって破損するように提供され得る。このためにチャネル４１は構造体表面１０に密着するように積層され得る。したがって、構造体表面１０に損傷が発生する場合、損傷によって発生する応力が損失されずにチャネル４１のクラックを誘導することができる。

一方、チャネル４１は構造体表面１０上に積層される塗料層内部に収容され得る。また、チャネル４１は塗料層の厚さより小さい直径を有する微細管で設けられ得る。

チャネル４１に収容される流体は正常状態でチャネル４１により密封されて水と接触が遮断される。したがって、チャネル４１に収容される流体は経時変化による体積変化が発生しない。

しかし、構造体表面１０に損傷またはクラックが発生する場合、チャネル４１の構造体表面１０の損傷に対応する位置にクラックが発生する。したがって、チャネル４１のクラックを通じて流体が水に露出される。

このとき、流体が親水性であるかそれとも疏水性であるかの可否、または流体の圧力が水の圧力より大きいかそれとも小さいかの可否などにより流体の体積が小さくなるか大きくなる。

一例として、流体が疏水性で、流体の圧力が水の圧力より大きい場合、流体が外部に漏洩して体積が小さくなる。反対に流体が親水性であり、流体の圧力が水の圧力より小さい場合、水がチャネル４１のクラックに沿って流入して流体の体積が大きくなる。

またはチャネル４１は流体を含むことができる多孔性物質などを含み、防水性物質で密封されるように設けられ得る。したがって、チャネル４１が含む流体は、外部と遮断されて一定の体積を維持することができる。一例として、チャネル４１は防水性物質で提供される塗料層と構造体表面１０の間に設置され、防水性塗料層によって密封され得る。

またはチャネル４１は構造体表面１０に積層される防水コート層と防水性物質で提供される塗料層間に設置され得る。

チャネル４１は正常状態で防水性塗料層によってコートされて水と接触が遮断される。したがって、チャネル４１が含む流体は経時変化による体積変化が発生しない。

しかし、構造体表面１０に損傷またはクラックが発生する場合、チャネル４１を密封していた塗料層の構造体表面１０の損傷に対応する位置にクラックが発生する。したがって、塗料層のクラックを通じてチャネル４１が水に露出される。

このとき、流体が親水性であるかそれとも疏水性であるかの可否、または流体の圧力が水の圧力より大きいかそれとも小さいかの可否などにより流体の体積が小さくなるか大きくなる。

一例として、流体が疏水性であり、流体の圧力が水の圧力より大きい場合、チャネル４１が含んでいた流体が外部に漏洩して体積が小さくなる。逆に、流体が親水性であり、流体の圧力が水の圧力より小さい場合、水がチャネル４１に吸収されて流体の大きさが大きくなる。

一方、塗料層は構造体表面１０に密着するように積層され得る。したがって、構造体表面１０に損傷が発生する場合、損傷によって発生する応力が損失されずに塗料層に伝達されてクラックを誘導することができる。

また、構造体表面１０に塗料層を積層する過程でポリマーコート（ｐｏｌｙｍｅｒ ｃｏａｔｉｎｇ）または表面処理などの技術を用いて塗料層と構造体表面１０の間の伸張率を一致させるか類似にすることができる。したがって、構造体表面１０に損傷が発生したにもかかわらず塗料層にクラックが発生しないか、構造体表面１０に損傷が発生しなかったにもかかわらず塗料層にクラックが発生する場合などのエラー状況を除去することができる。

チャネル４１が塗料層にカバーされて外部に露出されないようにすることによって、構造体表面１０が損傷していない場合にも外部の衝撃や腐食などによってチャネル４１が破損する場合を防止することができる。構造体表面１０の損傷の可否にかかわらずチャネル４１が破損する場合、作業者が構造体表面１０が損傷したと誤認する恐れがあるためである。

また、チャネル４１が塗料層にカバーされて外部に露出されない場合、海上構造物の美しい外観を維持することができる。

チャネル４１の上部には識別ユニット７０が連結され得る。一例として、チャネル４１は甲板に設置された手すり３０（ｒａｉｌｉｎｇ）にまで延長構成され、その終端が手すり３０内に設置された識別ユニット７０と連結させることができる。

識別ユニット７０はチャネル４１の上部終端に連結され、チャネル４１内部の流体の体積により変形ないし変更されて使用者ないし作業者に構造体表面１０に欠陥が発生したことを積極的に表示することができる。

次に図１４および図１５を参照して本発明の第２実施例に係る識別ユニット７０について説明する。

図１４と図１５は本発明の第２実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別装置の識別ユニット７０の動作を示す図面である。

識別ユニット７０は、チャネル４１の上部終端と連通するように設けられ、チャネル４１に収容される流体を収容できる収容空間を提供することができる。このとき、識別ユニット７０の幅または直径はチャネル４１の幅または直径より相対的に大きいように設けられ得る。

一方、識別ユニット７０はチャネル４１に収容される流体の体積に関する情報を提供する通知部７１を含むことができる。一例として、通知部７１は識別ユニット７０内に収容される流体の程度を表す目盛りとして提供され得る。

図１４に図示されたように、定常状態ではチャネル４１と連通する識別ユニット７０内に収容される流体の程度が正常目盛り範囲内にある。しかし、構造体表面１０の損傷によりチャネル４１が破損してチャネル４１に収容される流体の一部が外部に流れ出ると、識別ユニット７０に収容される流体の程度が低くなり、作業者は識別ユニット７０内に収容される流体の程度が正常目盛り範囲から外れたことを確認して構造体表面１０に損傷が発生したことを予測することができる。

また、識別ユニット７０が船舶の喫水上部に形成される場合、船舶が水に浸っている状態でも肉眼で識別ユニット７０内部に収容される流体の体積に変化が発生したことを確認して水の外部でも肉眼で船舶下部に表面欠陥が発生したことを識別することができる。

図１６は本発明の第３実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別装置を示す図面である。

本発明の第３実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別装置は電流が流れるように導電性物質を含む抵抗体からなるチャネル４２と、チャネル４２の両側で連結される電線８１に連結される電池８２と、電線８１に連結される通知部８３を含むことができる。

チャネル４２は電池８２と連結される回路で抵抗として機能することができる。すなわち、電池８２から流れる電流は電線８１とチャネル４２に沿って流れながら閉鎖回路を形成する。

通知部８３は電池８２の両側で電線８１から分岐されて並列連結される電圧計、電池８２と直列連結される電流計、または電池８２と並列または直列連結される電力量計を含むことができる。

チャネル４２は多様な形態で設置され得る。一例として、チャネル４２は第１方向に配置される第１チャネルと第１方向とずれている方向である第２方向に配置される第２チャネルを含むことができる。また、第１チャネルと第２チャネルは互いに交差するように設けられ得る。

またはチャネル４２は格子チャネル（ｇｒｉｄ ｃｈａｎｎｅｌ）形態で設置され得る。格子チャネルは互いに垂直となるように配置される複数のチャネルを含むことができる。一例としてチャネル４２は連続する正方形で配置するか、または船舶の表面全体にかけて横縦を一定間隔で直角となるようにした格子模様を有することができる。

またはチャネル４２は下部ではその間隙が狭く、上部に行くほどその間隙が広くなるツリー構造と類似の変形格子模様を有することもできる。

チャネル４２は非導電性物質で密封されるように設けられ得る。したがって、チャネル４２に沿って流れる電流は外部に漏洩しないため、一定の電流量を維持することができる。一例として、チャネル４２は非導電性物質で提供される塗料層と構造体表面１０の間に設置され、非導電性塗料層によって密封され得る。

一方、構造体表面１０が導電性物質で提供される場合、構造体表面１０は非導電性物質でコートされ得る。この場合、チャネル４２は非導電性物質で提供される塗料層と構造体表面１０に積層される非導電性コート間に設置され得る。

チャネル４２は正常状態で非導電性塗料層によってコートされて水と接触が遮断される。したがって、チャネル４２を流れる電流量は経時変化が発生しない。

しかし、構造体表面１０に損傷またはクラックが発生する場合、チャネル４２を密封していた塗料層の構造体表面１０の損傷に対応する位置にクラックが発生する。したがって、塗料層のクラックを通じてチャネル４２が水に露出され、チャネル４２を通じて流れる電流が水に漏電される。

一方、塗料層は構造体表面１０に密着するように積層され得る。したがって、構造体表面１０に損傷が発生する場合、損傷によって発生する応力が損失されずに塗料層に伝達されてクラックを誘導することができる。

また、構造体表面１０に塗料層を積層する過程でポリマーコート（ｐｏｌｙｍｅｒ ｃｏａｔｉｎｇ）または表面処理などの技術を用いて塗料層と構造体表面１０の間の伸張率を一致させるか類似にすることができる。したがって、構造体表面１０に損傷が発生したにもかかわらず塗料層にクラックが発生しないか、構造体表面１０に損傷が発生しなかったにもかかわらず塗料層にクラックが発生する場合などのエラー状況を除去することができる。

チャネル４２が塗料層にカバーされて外部に露出されないようにすることによって構造体表面１０が損傷していない場合にも外部の衝撃や腐食などによってチャネル４２が破損する場合を防止することができる。構造体表面１０の損傷の可否にかかわらずチャネル４２が破損する場合、作業者が構造体表面１０が損傷したと誤認する恐れがあるためである。

また、チャネル４２が塗料層にカバーされて外部に露出されない場合、海上構造物の美しい外観を維持することができる。

またはチャネル４２は構造体表面１０の損傷またはクラックによって破損するように提供され得る。このためにチャネル４２は構造体表面１０に密着するように設置され得る。したがって、構造体表面１０に損傷が発生する場合、損傷によって発生する応力が損失されずにチャネル４２の折損を誘導することができる。この場合、チャネル４２はせん断応力によって破損が容易な導電体で設けられ得る。

構造体表面１０に損傷が発生し、これと共にチャネル４２に折損が発生する場合、折損されたチャネル４２を通じて電流が流れないことによってチャネル４２が構成する抵抗体の全体抵抗が小さくなる。

チャネル４２の上部には識別ユニット８０が連結され得る。一例として、チャネル４２は甲板に設置された手すり３０（ｒａｉｌｉｎｇ）にまで延長構成され、その終端が手すり３０内に設置された識別ユニット８０と連結されるようにすることができる。

識別ユニット８０はチャネル４２の上部終端に連結され、チャネル４２内部の流体の体積により変形ないし変更されて使用者ないし作業者に構造体表面１０に欠陥が発生したことを積極的に表示することができる。

次いで、図１７および図１８を参照して本発明の第３実施例に係る識別ユニット８０について説明する。

図１７と図１８は本発明の第３実施例に係る海上構造物の表面欠陥識別装置の識別ユニット８０の動作を示す図面である。

識別ユニット８０はチャネル４２と連結される回路を含むことができる。一例として、識別ユニット８０を構成する回路はチャネル４２の両側で連結される電線８１と、電線８１と連結されてチャネル４２に電流を送ることができる電池８２と、電線８１と連結されて電線８１に流れる電流量、電圧、または電力量などを測定して表示できる通知部８３を含むことができる。

通知部８３は目盛り８３ａと目盛りの間で移動するように設けられる表示針８３ｂを含むことができる。このとき、目盛り８３ａが示す値は通知部８３が電流計の場合には電流の大きさを、通知部８３が電圧計の場合には電圧の大きさを、または通知部８３が電力量計である場合には電力量の大きさを表す。

図１７に図示されたように、定常状態ではチャネル４２を通じて流れる電流、電圧、または電力量などの表示の大きさが正常目盛り範囲内にある。しかし、構造体表面１０の損傷によりチャネル４２の抵抗値が変わることになり、作業者は通知部８３の表示が正常目盛り範囲から外れたことを確認して構造体表面１０に損傷が発生したことを予測することができる。

例えば、通知部８３が電流計である場合を仮定すれば次のとおりである。

最初に、チャネル４２が構造体表面１０の損傷によって水に露出されて漏電される場合、チャネル４２を通じて流れる電流が水に漏れて電流量が減少する。したがって、作業者は通知部８３が示す電流の大きさが正常範囲より小さくなる場合、構造体表面１０に損傷が発生したと判断することができる。

二番目に、チャネル４２が構造体表面１０の損傷によって折損する場合、電池８２の両端の電圧は一定であり、チャネル４２の抵抗値は小さくなるため、チャネル４２を通じて流れる電流量が増加する。したがって、作業者は通知部８３が示す電流の大きさが正常範囲より大きくなる場合、構造体表面１０に損傷が発生したと判断することができる。

一方、電池８２の電圧が変動する場合、通知部８３の表示が構造体表面１０が損傷していない場合にも正常範囲から外れる場合が発生する可能性がある。したがって、電池８２の電圧を一定にするために、予備電池を通じて電池８２を充電することができる。一例として、太陽光パネルなどを通して電池８２の電圧を常時一定に維持させることができる。

また、識別ユニット８０が船舶の喫水上部に形成される場合、船舶が水に浸っている状態でも肉眼で識別ユニット８０の通知部８３に変化が発生したことを確認して水の外部でも肉眼で船舶下部に表面欠陥が発生したことを識別することができる。

前記では本発明の実施例を参照して説明したが、該当技術分野で通常の知識を有した者であれば下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正および変更させ得ることが理解できるはずである。

本発明は添付された図面に図示された第１実施例を参照して説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野で通常の知識を有した者であればこれから多様な変形および均等な他の実施例が可能であることが理解できるはずである。したがって、本発明の真の範囲は添付された特許請求の範囲によってのみ定められるべきである。

１０ 構造体表面
２１ 内部コート層
２２ 親水塗料層
２３ 防水コート層
３０ 手すり
４０ チャネル
５０ 識別ユニット
５１ａ、１ｂ 電池
５２ 通知部
５３ スイッチング部
６０ スイッチング構造体
６０ａ 第１支持体
６０ｂ 第２支持体
６１ 膨張体
６２ 電導体
７０ 識別ユニット
７１ 通知部
８０ 識別ユニット
８１ 電線
８２ 電池
８３ 通知部

Claims (8)

1. 海上構造物の構造体表面に設置される親水塗料層、および
   前記親水塗料層が積層された前記構造体表面に積層される防水コート層を含み、
   前記防水コート層は前記構造体表面の欠陥によりクラックが発生して前記親水塗料層を外部に露出させ、
   前記親水塗料層は、親水性塗料を含む格子チャネルの形で積層され、
   前記親水性塗料は、親水性コロイド粒子を含む、海上構造物の表面欠陥識別装置。
2. 前記格子チャネルは、第１方向に配置される第１方向チャネルと、前記第１方向チャネルとずれる第２方向に配置されて前記第１方向チャネルと交差する第２方向チャネルを含む、請求項１に記載の海上構造物の表面欠陥識別装置。
3. 前記親水塗料層は、乾燥状態で積層され、前記構造体表面に発生する欠陥によって損傷する前記防水コート層のクラックを通じて流入する水分によって溶解する、請求項１又は２に記載の海上構造物の表面欠陥識別装置。
4. 前記親水塗料層は、前記防水コート層のクラック部位を通じて流入する水分によって色相が発現されるか色相が変化する、請求項３に記載の海上構造物の表面欠陥識別装置。
5. 前記格子チャネルは毛細管チャネルで形成され、前記毛細管チャネルは、前記防水コート層の前記クラックを通じて流入する水分を吸収して毛細管現象を利用して前記構造体表面に沿って前記水分を移動させる、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の海上構造物の表面欠陥識別装置。
6. 前記格子チャネルは、前記構造体表面の下部では間隙が狭く、前記構造体表面の上部では間隙が広くなるツリー構造の形状を具備する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の海上構造物の表面欠陥識別装置。
7. 前記親水塗料層と前記防水コート層は、前記海上構造物のハル表面に積層され、
   前記親水塗料層の端部は前記海上構造物の喫水上部まで延長される、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の海上構造物の表面欠陥識別装置。
8. 前記親水塗料層は、乾燥状態で積層され、前記構造体表面に発生する欠陥によって損傷する前記防水コート層の前記クラックを通じて流入する水分によって前記海上構造物のハル表面色相の補色に該当する色で発現されるか変化される、請求項７に記載の海上構造物の表面欠陥識別装置。
   

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