JP6464297B2 - 自律型海面観測プラットフォーム装置 - Google Patents

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Description

本発明は、海洋工学、海洋環境の探査技術分野に属し、自律型海面観測プラットフォーム装置に関する。
海面環境モニタリングは、海洋環境探査の重要な点であり、深海や遠洋海域環境モニタリングにとって特殊な浮上式プラットフォームが必要であり、該浮上式プラットフォーム上に光学測定機器が搭載され、海面の風、波、海流等の環境パラメータをモニタリングしている。動力位置保持方式により観測プラットフォームを構築する場合、このようなプラットフォーム構造は複雑で、体積も巨大で、建設費用も高く、エネルギー・動力の消費も大きく、維持保全コストも高くなり、如何にしてこれらの欠点を克服するかがこのような観測プラットフォームの革新の方向性と目標となる。よって、このような浮上式プラットフォームの研究開発目標は、長期的に某海域で作業でき、できる限り少ないエネルギー補給及び設備の維持保全、できる限り小さい装置の体積及無人操作と管理等の特徴を持つ以外に、浮上式プラットフォームが海上でも十分な安定性を持ち、最大限に風、波、海流作用によるプラットフォームの揺れ動きを減らし、外部干渉力によるプラットフォームの減揺機能を持たせることであり、このような自律型動揺抑制特性を有するプラットフォームは安定した光学測定機器の搭載及び作業ニーズを提供できる。
従来技術に存在している問題点を克服するため、本発明は、自律型海面観測プラットフォーム装置を提供するものであり、該観測プラットフォーム装置は構造が簡単で、使用にも便利で且つ自律化作業し、装置の安定性が高く、動揺抑制及び減揺の能力が強く、省エネ、維持保全作業量も少なく、光学測定機器を搭載する以外に、他のモニタリング、探査の機器・設備の搭載に用いられることができる。
本発明の解決策としては、作業台甲板と作業台甲板上に設けられる観測機構とを含む自律型海面観測プラットフォーム装置であって、自律型海面観測プラットフォーム装置は等級1減揺・転覆防止機構と、等級2減揺機構とを更に含み、前記等級1減揺・転覆防止機構が中空の上部支柱と、中実の下部支柱と、複数の水密隔壁で仕切られた浮力タンクと、複数の非水密隔壁で仕切られたバラストタンクとを含み、前記下部支柱の下端がバラストタンクに固結され、上端が浮力タンクに固結され、上部支柱の下端が浮力タンクのスリーブ内に挿入されると共にタイクリップで固定され;前記等級2減揺機構は、水盤と、複数の翼型支持具と互いに間隔をあける複数の扇形浮力タンクとを含み、翼型支持具の上端が作業台甲板の下平面上に固結され、下端が扇形浮力タンクの上平面上に固結され、前記上部支柱の上端が水盤の底平面中心と固結され、水盤内に水を入れると、前記扇形浮力タンクと翼型支持具と作業台甲板と観測機構の組立体が水盤の水中で浮上し;前記観測プラットフォーム装置の浮心位置が終始重心位置の上方にあり、海面が浮力タンクの上平面と水盤の底平面との間の真中上方寄り位置にあり、アンカーチェーンが浮力タンク上に固定される上部吊り手、バラストタンク上に固定される下部吊り手及び海底面に沈んでいるサクションアンカー上に連結される。
前記翼型支持具及び扇形浮力タンクの数量が各々5個で、均一に分布する5個の翼型支持具は、均一に分布する5個の扇形浮力タンクの等分線位置上に連結される。
前記水盤内の盤中水面が扇形浮力タンクを水没し、かつ盤中水面が翼型支持具の高さ範囲内にある。
前記水盤の底平面は、複数の支柱によって上部支柱上に固定される支持台と連結する。
前記下部支柱と浮力タンクとバラストタンクとの連結部には複数の肘板が設けられる。
上記技術的解決策を採用するに当たっての技術的思想:自律型海面観測プラットフォーム装置は、サクションアンカー及びアンカーチェーンを通じて、該観測プラットフォーム装置で海洋環境を観測する必要のある海域に固定させ;浮力タンク及びバラストタンクの垂直方向配置方式を通じて装置全体の浮心を重心の上にさせ、装置が転覆防止特性を持ち、観測プラットフォーム装置に十分な安定性及び破損後の浮力保障を持たせるよう確保し;支柱の長さ調整特性を通じて、観測プラットフォームが海面波浪パラメータの絶え間なく変化する実際の海況に十分適応させ;支柱及び翼型支持具構造の小水線面積特性を通じて、観測プラットフォームの減揺能力を高め;水盤内の水、扇形浮力タンク及び翼型支持具構造を通じて、観測プラットフォームの減揺、動揺抑制能力を更に高めさせる。観測プラットフォーム装置の海面下の機構と水盤中の機構は、等級2外部干渉減衰力を各々提供して該観測プラットフォーム装置に自律安定性及び穏やかな作業基礎の甲板面を持たせ、作業台甲板上に搭載された光学測定機器が正常で効果的に動作できる。
前記自律型海面観測プラットフォーム装置は、作業台甲板と、観測機構と、等級1減揺・転覆防止機構と、等級2減揺機構とを更に含み、下部支柱がバラストタンク及び浮力タンクに固結され、上部支柱が浮力タンクのスリーブ内に挿入されると共にタイクリップで固定される。翼型支持具の上端は、作業台甲板の下平面上に固結され、下端が扇形浮力タンクの上平面上に固結され、上部支柱が水盤の底平面中心と固結され、水盤内に水を入れると、扇形浮力タンクと翼型支持具と作業台甲板と観測機構の組立体が水盤の水中で浮上する。観測プラットフォーム装置の浮心位置が終始重心位置の上方にあり、海面が浮力タンクの上平面と水盤の底平面との間の真中上方寄り位置にある。該観測プラットフォーム装置は構造が簡単で、使用にも便利で且つ自律化作業し、装置の安定性が高く、動揺抑制及び減揺の能力が強く、省エネ、維持保全作業量も少なく、光学測定機器を搭載する以外に、他のモニタリング、探査の機器・設備の搭載に用いられることができる。
自律型海面観測プラットフォーム装置の上面立体図 自律型海面観測プラットフォーム装置の下面立体図 自律型海面観測プラットフォーム装置の側面図 図3のA−A線断面図 図3のB−B線断面図 図3のC−C線断面図 図3のD−D線断面図 図3のE−E線断面図 図3のF−F線断面図
以下に、添付図面を参照にしながら本発明の構造に対し更な説明を行う。
図1、図2は、各々自律型海面観測プラットフォーム装置の全体的な構造形式を示す立体図であり、図3が側面図であり、図4、図5、図6、図7、図8、図9が各々A−A線、B−B線、C−C線、D−D線、E−E線、F−F線の断面図である。前記海面観測プラットフォーム装置は、等級2減揺と転覆防止機構とから成る自律型プラットフォーム装置である。等級1減揺・転覆防止機構は、上部支柱7及び下部支柱14を通じて水盤3、浮力タンク10及びバラストタンク16等を垂直方向に配置して連結(図1)し、浮心位置18が終始重心位置19の上方(図3)にあって形成する転覆防止機構である。浮力タンク10及びバラストタンク16は、円柱形で且つ水密で、上部支柱7及び下部支柱14も円柱形構造であり、上部支柱7が中空の円柱構造で、下部支柱14が中実の円柱構造で、波浪と海流の装置に対する揺れ動く力を減らし、減揺作用を有して装置の安定性を高める。等級2減揺機構は、扇形浮力タンク5と翼型支持具4と作業台甲板2と下から上に構成され;扇形浮力タンク5は、浮力を提供すると同時に、円形水盤3内の盤中水面6下の水が扇形浮力タンク5の間の隙間に流動でき、水平方向減揺の役割を果たし;翼型支持具4は、小水線面積特性を持ち、垂直方向減揺の役割を果たし;扇形浮力タンク5及び翼型支持具4の組合せによる共同作用下で、作業台甲板2の自律運動減衰作業面を提供し、観測機構1の安定な測定作業を保障する。
図1、図4、図5、図6、図7に示すように、観測機構1は円形作業台甲板2の上に設けられ、作業台甲板2の下表面が翼型支持具4に連結され、翼型支持具4の下端が扇形浮力タンク5に連結され、上記構成要素で連結される機構が水盤3内の水中で浮上し、盤中水面6が扇形浮力タンク5を水没させ、翼型支持具4を垂直方向範囲内に喫水にさせる。
図2、図4、図8、図9に示すように、水を載置した水盤3は、中空の円柱形上部支柱7と連結され、更に中空の円柱形傾斜支柱9により水盤3底部と上部支柱7上の円形支持台8を連結し、水盤3の連結を強化する。海面25は、上部支柱7の垂直方向範囲内にある。
図4に示すように、上部支柱7が浮力タンク10中心スリーブ12内に摺動されるため、上部支柱7の水中における長さを調整することで、異なる海況環境パラメータの要求に適応できる。上部支柱7と浮力タンク10は、タイクリップ13を通じて緊結され;浮力タンク10内は水密隔壁11で複数の独立した水密浮力タンクを仕切り、装置全体の浮力を提供し、また破損後の浮力備蓄を有する。浮力タンク10底部は、下部支柱14を通じてバラストタンク16と連結され、浮力タンク10底部とバラストタンク16頂部にある下部支柱14の両端部に三角形肘板15が設けられて浮力タンク10とバラストタンク16と下部支柱14との連結強度を高める。バラストタンク16内は、非水密隔壁で複数のバラストタンクに仕切り、異なる媒体の固定積付プランの需要に適応する。
図1に示すように、浮力タンク10とバラストタンク16の舷側は各々上部吊り手20及び下部吊り手21に連結され、上部吊り手20及び下部吊り手21が各々アンカーチェーン22に連結され、アンカーチェーン22の他端が海底面24に固定されているサクションアンカー23に連結される。観測プラットフォーム装置は、アンカーの係留作用下で、確定した水域範囲内に浮上させて作業する。
1 観測機構
2 作業台甲板
3 水盤
4 翼型支持具
5 扇形浮力タンク
6 盤中水面
7 上部支柱
8 支持台
9 支柱
10 浮力タンク
11 水密隔壁
12 スリーブ
13 タイクリップ
14 下部支柱
15 肘板
16 バラストタンク
17 非水密隔壁
18 浮心位置
19 重心位置
20 上部吊り手
21 下部吊り手
22 アンカーチェーン
23 サクションアンカー
24 海底面
25 海面

Claims (5)

  1. 作業台甲板(2)と作業台甲板(2)上に設けられる観測機構(1)とを含む自律型海面観測プラットフォーム装置であって、自律型海面観測プラットフォーム装置は等級1減揺・転覆防止機構と、等級2減揺機構とを更に含み、前記等級1減揺・転覆防止機構が中空の上部支柱(7)と、中実の下部支柱(14)と、複数の水密隔壁(11)で仕切られた浮力タンク(10)と、複数の非水密隔壁(17)で仕切られたバラストタンク(16)とを含み、前記下部支柱(14)の下端が前記バラストタンク(16)に固結され、上端が前記浮力タンク(10)に固結され、前記上部支柱(7)の下端が前記浮力タンク(10)のスリーブ(12)内に挿入されると共にタイクリップ(13)で固定され;前記等級2減揺機構は、水盤(3)と、複数の翼型支持具(4)と互いに間隔をあける複数の扇形浮力タンク(5)とを含み、前記翼型支持具(4)の上端が前記作業台甲板(2)の下平面上に固結され、下端が前記扇形浮力タンク(5)の上平面上に固結され、前記上部支柱(7)の上端が前記水盤(3)の底平面中心と固結され、前記水盤(3)内に水を入れると、前記扇形浮力タンク(5)と前記翼型支持具(4)と前記作業台甲板(2)と前記観測機構(1)の組立体が前記水盤(3)の水中で浮上し;前記観測プラットフォーム装置の浮心位置(18)が終始重心位置(19)の上方にあり、海面(25)が前記浮力タンク(10)の上平面と前記水盤(3)の底平面との間の真中上方寄り位置にあり、アンカーチェーン(22)が前記浮力タンク(10)上に固定される上部吊り手(20)、前記バラストタンク(16)上に固定される下部吊り手(21)及び海底面(24)に沈んでいるサクションアンカー(23)上に連結される
    ことを特徴とする自律型海面観測プラットフォーム装置。
  2. 前記翼型支持具(4)及び前記扇形浮力タンク(5)の数量が各々5個で、均一に分布する5個の前記翼型支持具(4)は、均一に分布する5個の前記扇形浮力タンク(5)の等分線位置上に連結される
    請求項1に記載の自律型海面観測プラットフォーム装置。
  3. 前記水盤(3)内の盤中水面(6)が前記扇形浮力タンク(5)を水没し、かつ前記盤中水面(6)が前記翼型支持具(4)の高さ範囲内にある
    請求項1に記載の自律型海面観測プラットフォーム装置。
  4. 前記水盤(3)の底平面は、複数の支柱(9)によって前記上部支柱(7)上に固定される支持台(8)と連結する
    請求項1に記載の自律型海面観測プラットフォーム装置。
  5. 前記下部支柱(14)と前記浮力タンク(10)と前記バラストタンク(16)との連結部には、複数の肘板(15)が設けられる
    請求項1に記載の自律型海面観測プラットフォーム装置。
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