WO2020105105A1 - ドラフトメーター及び船舶 - Google Patents

ドラフトメーター及び船舶

Info

Publication number
WO2020105105A1
WO2020105105A1 PCT/JP2018/042772 JP2018042772W WO2020105105A1 WO 2020105105 A1 WO2020105105 A1 WO 2020105105A1 JP 2018042772 W JP2018042772 W JP 2018042772W WO 2020105105 A1 WO2020105105 A1 WO 2020105105A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
draft
data
pressure
air
air chamber
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/042772
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
充央 岡本
Original Assignee
バルチラジャパン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by バルチラジャパン株式会社 filed Critical バルチラジャパン株式会社
Priority to PCT/JP2018/042772 priority Critical patent/WO2020105105A1/ja
Priority to EP18941091.3A priority patent/EP3854674B1/en
Priority to CN201880098889.8A priority patent/CN112888627B/zh
Priority to JP2018561281A priority patent/JP6483938B1/ja
Priority to KR1020217008764A priority patent/KR102321817B1/ko
Publication of WO2020105105A1 publication Critical patent/WO2020105105A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B79/00Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation
    • B63B79/10Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation using sensors, e.g. pressure sensors, strain gauges or accelerometers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B17/00Vessels parts, details, or accessories, not otherwise provided for
    • B63B17/0027Tanks for fuel or the like ; Accessories therefor, e.g. tank filler caps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B39/00Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
    • B63B39/12Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude for indicating draught or load
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B49/00Arrangements of nautical instruments or navigational aids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/002Sealings comprising at least two sealings in succession
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3296Arrangements for monitoring the condition or operation of elastic sealings; Arrangements for control of elastic sealings, e.g. of their geometry or stiffness
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/38Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
    • G06F7/48Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
    • G06F7/544Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices for evaluating functions by calculation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/32Other parts
    • B63H23/321Bearings or seals specially adapted for propeller shafts
    • B63H2023/327Sealings specially adapted for propeller shafts or stern tubes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10Measures concerning design or construction of watercraft hulls

Definitions

  • the present disclosure relates to a draft meter and a ship equipped with the draft meter.
  • IoT Internet of Things
  • the draft of a ship since the draft constantly changes during loading and unloading of cargo when the ship is stopped or during navigation, it is a main factor that makes realization of IoT difficult because it is difficult to identify the draft in real time.
  • a conventional method for identifying the draft of a ship is, for example, providing a mark on the outer plate on the port side of the ship so that the measurer is close to the ship moored on a small boat and the distance between the mark and the water surface. Is performed by a measuring person using a draft measuring device (for example, refer to Patent Document 1).
  • the present disclosure aims to provide a draft meter and a ship that can specify a draft that can fluctuate at any time.
  • One aspect of the draft meter according to the present disclosure is A plurality of seal rings are arranged around the propeller shaft at intervals in the axial direction of the propeller shaft, and an air chamber and an oil chamber are provided in order from the stern side by the plurality of seal rings, and the air control unit uses an air A draft meter used for a ship having a pressure gauge for measuring the pressure of the air chamber, which is in communication with the air chamber via a supply path,
  • the draft meter has a data storage unit and a calculation unit, In the data storage unit, predetermined correction data and seawater density data are stored and pressure data measured by the pressure gauge is input. A difference value between the pressure data and the correction data is calculated by the calculation unit, and the difference value is divided by the seawater density data to specify the draft of the ship.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the system configuration of the ship according to the embodiment
  • FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the seal ring and the tightening force and flow path resistance.
  • a ship 200 has a stern tube sealing device 10 around a propeller shaft 3, and as an inboard device, an air control unit 30, an oil tank unit 60, an oil pump unit 70, and a drain. It mainly has a recovery unit 80 and a draft meter 100.
  • a bearing 2 is provided inside the stern tube 1, the propeller shaft 3 is rotatably supported via the bearing 2, and the propeller 5 is fixed at the stern end of the propeller shaft 3.
  • a liner 4 is fitted around the propeller shaft 3, and a cylindrical housing 7 that concentrically surrounds the liner 4 is arranged on the outer peripheral side of the liner 4.
  • the housing 7 is fixed to the stern tube 1 with bolts. ing.
  • the stern tube seal device 10 includes a housing 7, a packing ring 8, and four seal rings 9 (first seal ring 9A, second seal ring 9B, third seal ring 9C, and fourth seal ring in order from the stern side). 9D).
  • the housing 7 is formed of six divided housings 6, and each of the divided housings 6 is a cylindrical member and is fixed to the stern tube 1 in a state of being fitted to each other and stacked in the axial direction of the propeller shaft 3. It Further, each of the split housings 6 forms an annular groove 6a as shown in FIG. 2 when fitted to an adjacent split housing 6, and the seal ring 9 is held in the annular groove 6a.
  • the packing ring 8 is formed of an annular elastic member and is fitted on the liner 4. The packing ring 8 rotates together with the liner 4 and comes into sliding contact with the housing 7, and prevents foreign matter such as a fishing net from entering the stern tube sealing device 10 and the stern tube 1.
  • the seal ring 9 has a key portion 9a, an arm portion 9b, and a lip portion 9c.
  • the key portion 9a is formed on the outer peripheral side end portion of the seal ring 9, and is fitted and retained in the annular groove 6a.
  • the arm portion 9b is formed so as to extend from the key portion 9a toward the liner 4 side and further bend to extend toward the stern side. Since the second seal ring 9B is shown in FIG. 2, the key portion 9a is bent and extends toward the stern side, but the key portions 9a of the third seal ring 9C and the fourth seal ring 9D are reversed. Bend to the bow side.
  • the lip portion 9c is formed on the inner peripheral side end portion of the arm portion 9b, and the first side surface 9c1 thereof faces the liner 4.
  • the second side surface 9c2 opposite to the liner 4 has a spring groove 9c3, and the second seal ring 9B is tightened to the liner 4 side by the annular spring 9d fitted in the spring groove 9c3.
  • a rubber material or a resin material other than rubber can be mentioned.
  • the rubber material include nitrile rubber (NBR), fluororubber (FR), natural rubber (NR) and isobrene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR) and the like.
  • resin materials other than rubber include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyether ether ketone (PEEK), fluororesins, and polyamide (PA).
  • the first seal ring 9A and the second seal ring 9B are arranged with their lips facing toward the stern side, and the third seal ring 9C and the fourth seal ring 9D are arranged with their lips facing toward the bow side.
  • An annular chamber is formed between the adjacent seal rings 9, 9, and the first air chamber 20A, the second air chamber 20B (both are examples of air chambers), and the first oil are sequentially arranged from the stern side.
  • a chamber 20C (an example of an oil chamber) is formed.
  • a stern tube sealing device having three seal rings 9 may be used.
  • the first seal ring from the stern side is arranged with its lip portion facing the stern side.
  • the second and third seal rings are arranged with their lips facing the bow side.
  • An air supply passage 51 extending from the air control unit 30 communicates with the second air chamber 20B, and the air provided from the air source 38 passes through the air control unit 30 and the second air supply passage 51 through the air supply passage 51. It is supplied to the air chamber 20B. Then, the supplied air sequentially pushes up the lip portions of the second seal ring 9B and the first seal ring 9A to discharge the air into the seawater.
  • the oil supply path 56 communicates with the first oil chamber 20C, and the lubricating oil supplied from the oil tank unit 60 is supplied to the oil pump unit 70 via the oil supply path 55, and the oil pump unit 70 Lubricating oil is supplied to the first oil chamber 20C via the oil supply passage 56.
  • the oil supply path 56 is branched on the secondary side of the oil pump unit 70, the lubricating oil is supplied to the first oil chamber 20C through one oil supply path 56, and the other through the other oil supply path 56.
  • Lubricating oil is supplied to the third oil chamber 20E.
  • the lubricating oil improves the sliding of the bearing 2.
  • the lubricating oil provided to the third oil chamber 20E is supplied to the second oil chamber 20D which is an annular chamber formed between the fourth seal ring 9D and the bearing 2 on the stern side of the bearing 2.
  • An oil return path 54 communicates with the third oil chamber 20E, and the lubricating oil is collected in the oil tank unit 60 via the oil return path 54.
  • the air control unit 30 includes a filter 31, a regulator 32, a flow meter 33, a flow controller 34, a check valve 35, and a valve 36 that is normally open in order from the air source 38 toward the second air chamber 20B. And have. Then, the regulator 32 executes pressure control to the extent that the air pressure of the air (compressed air) supplied to the second air chamber 20B does not become too high.
  • the flow controller 34 adjusts the flow rate of the air so that the second air chamber 20B can maintain a constant differential pressure with respect to the constantly changing seawater pressure with respect to the seawater pressure fluctuation. Is supplied.
  • the air chamber pressures of the first air chamber 20A and the second air chamber 20B are always kept higher than the seawater pressure by a constant pressure, and finally air is discharged to the stern side to prevent the intrusion of seawater. It is supposed to do.
  • the air control unit 30 is connected to the oil tank 61 constituting the oil tank unit 60 from the secondary side of the regulator 32 via the pressurizing path 52.
  • an air relay (pressure adjusting valve) 37 is provided in the middle of the pressurizing passage 52, and the pressure input signal passage 53 is drawn out from the secondary side of the pressurizing passage connecting portion in the air supply passage 51. It is connected to the air relay 37.
  • the air relay 37 controls the chamber pressure of the oil tank 61 to be slightly higher than that of the air supply passage 51 (in other words, the oil chamber pressure of the first oil chamber 20C is higher than that of the second air chamber 20B). Control so that the height is slightly higher), and foreign matter is prevented from entering the first oil chamber 20C.
  • the oil tank unit 60 has an oil tank 61 and a valve 62 that is open in a normal state and is interposed in the oil return path 54.
  • the pressure is controlled to be always higher than the seawater pressure and the air chamber pressures of the first air chamber 20A and the second air chamber 20B.
  • the oil chamber pressure of the first oil chamber 20C is controlled to be always higher than the air chamber pressure of the second air chamber 20B by a constant pressure, and the lip portion of the third seal ring 9C faces the bow side.
  • the lubricating oil in the first oil chamber 20C can constantly press the lip portion of the third seal ring 9C against the liner 4.
  • the lip portion of the third seal ring 9C is always in sliding contact with the liner 4, and the leakage of lubricating oil from the first oil chamber 20C to the second air chamber 20B is prevented.
  • the oil pump unit 70 includes, in order from the oil tank 61 side, a filter 71, a circulation pump 72, a cooler 73, and a valve 74 that is normally open at a position where an oil supply path 56 extending from the cooler 73 branches. ..
  • the oil pump unit 70 supplies the lubricating oil supplied from the oil tank unit 60 to the first oil chamber 20C and the third oil chamber 20E, and slides between the liner 4 and the third seal ring 9C and the fourth seal ring 9D. Lubricating oil is supplied to the second oil chamber 20D through the moving surface. Then, by returning the lubricating oil from the third oil chamber 20E to the oil tank unit 60 via the oil return passage 54, the lubricating oil is constantly circulated.
  • the drain recovery unit 80 opens in the middle of the drain passage 57 and the drain passage 57 communicating with the second air chamber 20B so as to discharge these fluids when seawater or lubricating oil enters the second air chamber 20B. And a valve 83 that opens.
  • the drain collection unit 80 further has a drain discharger 81 (auto drain) and a needle valve 82, so that the drain discharger 81 collects seawater, lubricating oil, etc., and automatically discharges when a fixed amount is accumulated. It has become.
  • the drain recovery unit 80 discharges only air from the second air chamber 20B in normal times. However, if seawater or lubricating oil leaks into the second air chamber 20B, the pressurized air is slightly discharged via the needle valve 82 that is always open, and the leaked seawater or lubricating oil is drained. Collected by the unit 80.
  • the ship 200 has a pressure gauge 40 in the air supply path 51.
  • the pressure gauge 40 is provided in the air supply path 51 in the air control unit 30, but the pressure gauge 40 is provided near the entrance of the second air chamber 20B of the air supply path 51.
  • the pressure gauge 40 may be installed inside the second air chamber 20B or inside the first air chamber 20A.
  • the pressure gauge 40 constantly measures the pressure in the air chambers such as the second air chamber 20B and the first air chamber 20A.
  • the ship 200 has a draft meter 100.
  • pressure data in the air chamber that is constantly measured is transmitted to the draft meter 100, and the draft meter 100 specifies the draft based on the pressure data.
  • FIG. 3 is an explanatory view for explaining the pressure following operation by the flow controller that constitutes the air control unit.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the control mechanism of the air chamber pressure by the flow controller when the draft becomes deep and when the draft becomes shallow.
  • the flow controller 34 has a needle valve 34a and a diaphragm 34b, and the gap C between the diaphragms 34b can be increased in the Y1 direction or decreased in the Y2 direction by operating pressure.
  • the flow controller 34 has a function of maintaining the same air flow rate Q even when the air pressure P2 on the inlet side provided from the air source 38 is constant and the air pressure P2 on the outlet side changes.
  • the gap h is almost the same as long as the air flow rate Q passing through the gap h between the lip portion 9c and the liner 4 does not change, and is the same as the air pressure P3 of the rear side first air chamber 20A.
  • the pressure difference (P3-Pw) of the seawater pressure Pw on the front side is kept almost constant.
  • the flow controller 34 immediately widens the gap C between the diaphragms 34b in order to maintain a constant flow rate, so the outlet pressure P2 and the air flow rate Q return to their original values.
  • the pressure difference (P3 ⁇ Pw) on the front and back sides of the seal ring 9A also returns to the initial value again, and the air chamber pressure P3 follows the increase in the seawater pressure Pw. ..
  • the pressure following operation by the air control unit 30 when the draft becomes deep can be performed without a time delay.
  • the pressure follow-up operation by the air control unit 30 is similarly performed even when the draft becomes shallow and the seawater pressure Pw becomes low. In this case as well, the pressure follow-up operation by the air control unit 30 is executed without a time delay. To be done.
  • the flow controller 34 controls the air flow rate Q provided to the air chamber to be constant in order to respond to the fluctuation of the draft, regardless of the fluctuation of the draft (fluctuation of seawater pressure), A stable flow path is secured between the seal ring 9 and the liner 4. Therefore, the flow path resistance F shown in FIG. 2 can be substantially constant.
  • the tension T is constantly acting on the seal ring 9.
  • the tension T can be variously changed depending on the form of the seal ring, as described in detail below.
  • the cross-sectional shape of the seal ring, the material, the form of the annular spring, the seal ring diameter, etc. are factors that determine the form of the seal ring, and there is a tightening force T corresponding to the form of the seal ring.
  • the flow path resistance may change due to a change in the cross-sectional shape of the seal ring, for example.
  • the correction value ⁇ is the sum of the straining force T depending on the form of the seal ring used and the flow path resistance F that can be a substantially constant value as described above, and therefore the form of the seal ring
  • is the sum of the straining force T depending on the form of the seal ring used and the flow path resistance F that can be a substantially constant value as described above, and therefore the form of the seal ring
  • the inventors of the present invention have so far conducted a laboratory experiment by applying a plurality of seal rings, and have specified that the range of ⁇ is in the range of 0.01 MPa to 0.03 MPa. Therefore, depending on the seal ring used, it is possible to apply ⁇ within the above numerical range, for example 0.015 MPa.
  • the air chamber pressure (P3) is constantly measured by the pressure gauge 40, the air chamber pressure (P3) is calculated by the following equation (2) obtained by modifying the above equation (1). ) Can be used to specify seawater pressure (Pw).
  • the seawater density can be specified as, for example, 1.025 ⁇ 10 ⁇ 3 kg / cm 3 , although it slightly varies depending on the seawater temperature and the like.
  • the draft can be specified using the air chamber pressure (P3) by the following expression (3) using the seawater pressure (Pw) specified by the above expression (2) and the above seawater density.
  • the draft meter 100 can specify the draft based on the pressure data regarding the air chamber pressure by the pressure gauge 40. Therefore, it is possible to specify the draft that can constantly fluctuate at any time, and it is possible to accumulate time-series data regarding the draft that is used for the IoT of the ship.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the draft meter according to the embodiment
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the functional configuration of the draft meter according to the embodiment
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the correction data stored in the data storage unit of the draft meter.
  • the draft meter 100 includes a CPU (Central Processing Unit) 102, a ROM (Read Only Memory) 104, a RAM (Random Access Memory) 106, an auxiliary storage unit 108, a display unit 110, and a communication unit 112. Have.
  • the respective units of the draft meter 100 are connected to each other via a bus 114.
  • the CPU 102 executes various programs installed in the auxiliary storage unit 108.
  • the ROM 104 is a non-volatile memory, and functions as a main storage unit that stores various programs and data necessary for the CPU 102 to execute the various programs stored in the auxiliary storage unit 108.
  • the RAM 106 is a volatile memory and functions as a main storage unit. The RAM 106 functions as a work area when the CPU 102 executes various programs stored in the auxiliary storage unit 108.
  • the auxiliary storage unit 108 stores various programs installed in the draft meter 100, data used when executing various programs, and the like.
  • the display unit 110 displays a draft that can fluctuate at any time, and displays a time-series change graph of the draft as necessary.
  • the air chamber pressure, ⁇ value, seawater density, etc. that are the basis for this are displayed.
  • the communication unit 112 transmits the specified draft data to the server device or the like via the network, as described in detail below.
  • the data collection unit 120 receives pressure data regarding the air chamber pressure measured by the pressure gauge 40.
  • the received pressure data is temporarily stored in the data storage unit 140 from the data collection unit 120.
  • the data storage unit 140 stores predetermined correction data and seawater density data.
  • the correction data will be described with reference to FIG. 7.
  • the correction data ⁇ is set by the addition value of the straining force value and the flow path resistance value determined by the form of the applied seal ring.
  • the correction data ⁇ corresponding to the seal ring is specified.
  • seal ring form No. 2 ..., Seal ring form No.
  • N the respective elements that they have become the elements that determine the correction data ⁇ 2, ..., ⁇ N.
  • the correction data ⁇ 1, ⁇ 2, ..., ⁇ N are specified by performing an indoor experiment using each type of seal ring.
  • seawater was simulated on one side of the seal ring, an air chamber was installed on the other side of the seal ring, and air was provided by the flow controller so that the air flow rate was constant, and a stable flow path was secured.
  • the correction data ⁇ can be specified by measuring the seawater pressure Pw and the air chamber pressure P3 at that time.
  • the inventors of the present invention have so far conducted a laboratory experiment by applying a plurality of types of seal rings, and have specified that the range of ⁇ is in the range of 0.01 MPa to 0.03 MPa.
  • the specified correction data ⁇ is stored in the data storage unit 140.
  • the above-described 0.01 MPa to 0.03 MPa may be stored in the data storage unit 140 as the range of the correction data ⁇ , and the suitable correction data ⁇ may be selected within this range.
  • 0.015 MPa between 0.01 MPa and 0.03 MPa may be set as the correction data ⁇ and stored in the data storage unit 140.
  • the calculation unit 130 calculates the difference value between the pressure data P3 read from the data storage unit 140 and the correction data ⁇ based on the above formula (3), and divides the difference value by the seawater density data to determine the draft of the ship 200. Identify.
  • the identified draft data is stored in the data storage unit 140.
  • the draft meter 100 Since the draft constantly changes during loading and unloading of cargo when the ship 200 is stopped or during navigation, the draft meter 100 specifies the draft at any time, and the specified draft data is stored in the data storage unit 140 each time. ..
  • the draft meter 100 it is possible to easily identify the draft that can be constantly changed without any trouble, and further, it is possible to accumulate time-series data regarding the draft used for the IoT of the ship 200. become.
  • Pw can be in the range of 0.03 MPa to 0.15 MPa.
  • P3- ⁇ for example, ⁇ is 0.015 MPa
  • Pw is approximately specified within the range of about 0.03 MPa to 0.15 MPa.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the overall configuration of the draft data collection system together with an example of the functional configuration of the server device. Although illustration of the hardware configuration of the server device is omitted, in principle, the same configuration as the hardware configuration of the draft meter 100 shown in FIG. 5 can be applied.
  • the draft data collection system 500 collects draft data specified by a plurality of ships 200 via the network 300 and analyzes the data in the server device 400 (so-called cloud sensing). System).
  • Each ship 200 (the draft meter 100 of the ship) and the server device 400 are connected to each other via a network 300 typified by the Internet or a LAN (Local Area Network).
  • a network 300 typified by the Internet or a LAN (Local Area Network).
  • the server device 400 has a data collection unit 402, and the draft data transmitted via the communication unit 112 (see FIG. 5) of the draft meter 100 of each ship 200 is collected by the data collection unit 402, and the data storage unit 406. Stored in.
  • the data analysis unit 404 performs various analyzes using the draft data of various ships 200 stored in the data storage unit 406.
  • the data analysis unit 404 makes it possible to specify the relationship between draft and fuel consumption.
  • the fuel consumption data of the ship is also transmitted to the server device 400, and the data analysis unit 404 can identify the correlation between the draft and the fuel efficiency and determine the draft with excellent fuel efficiency.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

変動し得る喫水を随時特定することができるドラフトメーター及び船舶を提供する。 プロペラ軸の軸方向に間隔を置いて複数のシールリングがプロペラ軸の周囲に配設され、複数のシールリングによって船尾側から順に空気室と油室とが設けられ、空気制御ユニットが空気供給路を介して空気室に連通しており、空気室の圧力を計測する圧力計を有している船舶に用いられるドラフトメーターであって、ドラフトメーターは、データ格納部と演算部とを有し、データ格納部には、所定の補正データと海水密度データが格納されるとともに圧力計により計測された圧力データが入力されるようになっており、演算部により、圧力データと補正データの差分値が演算され、差分値を海水密度データで除して船舶の喫水を特定する。

Description

ドラフトメーター及び船舶
 本開示は、ドラフトメーターと、ドラフトメーターを備えた船舶に関する。
 近年、船舶のIoT化(Internet of Things)が進んでおり、船舶の搭載する各種センサ等により得られたビックデータは、船舶を構成する各種機器の改良や運航効率の向上に役立っている。しかしながら、IoT化が難しい項目もあり、その一つが船舶の喫水である。例えば、船舶停止時における積荷の上げ下ろし時や航行時において、喫水は常時変動することから、喫水のリアルタイムな特定が困難であることがIoT化を困難にしている主たる要因である。
 従来の船舶の喫水の特定方法は、例えば、船舶の舷側の外板にマークを設けておき、計測員が小型船に乗って停泊している船舶に近接し、マークと水面との間の距離を計測員が喫水計測装置を用いて計測することにより行われている(例えば、特許文献1参照)。
特開2014-196067号公報
 しかしながら、特許文献1に記載の喫水の特定方法では、停泊している船舶に対して計測員が小型船に乗って近接し、喫水計測装置を用いて計測することを要することから、喫水の特定に手間がかかる。さらに、常時変動し得る喫水を随時特定することが難しく、船舶のIoT化に供する喫水に関する時系列的なデータを蓄積することはできない。
 そこで、本開示は、変動し得る喫水を随時特定することができるドラフトメーター及び船舶を提供することを目的とする。
 本開示によるドラフトメーターの一態様は、
 プロペラ軸の軸方向に間隔を置いて複数のシールリングが該プロペラ軸の周囲に配設され、複数の該シールリングによって船尾側から順に空気室と油室とが設けられ、空気制御ユニットが空気供給路を介して前記空気室に連通しており、該空気室の圧力を計測する圧力計を有している船舶に用いられるドラフトメーターであって、
 前記ドラフトメーターは、データ格納部と演算部とを有し、
 前記データ格納部には、所定の補正データと海水密度データが格納されるとともに前記圧力計により計測された圧力データが入力されるようになっており、
 前記演算部により、前記圧力データと前記補正データの差分値が演算され、該差分値を前記海水密度データで除して前記船舶の喫水を特定することを特徴とする。
 本開示の一態様によれば、変動し得る喫水を随時特定することができる。
実施形態に係る船舶のシステム構成の一例を示す図である。 シールリングの構成と、緊迫力及び流路抵抗を説明する説明図である。 空気制御ユニットを構成するフローコントローラによる圧力追従動作を説明する説明図である。 喫水が深くなった場合と浅くなった場合において、フローコントローラによる空気室圧力の制御メカニズムを説明する説明図である。 実施形態に係るドラフトメーターのハードウェア構成の一例を示す図である。 実施形態に係るドラフトメーターの機能構成の一例を示す図である。 ドラフトメーターのデータ格納部に格納される補正データの一例を示す図である。 喫水データ収集システムの全体構成の一例を、サーバ装置の機能構成の一例とともに示す図である。
 以下、図面を参照して、本開示の実施形態に係るドラフトメーターと船舶、さらに、ドラフトメーターから送信される喫水データを蓄積するサーバ装置を有する喫水データ収集システムについて、添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。
 [実施形態に係る船舶]
 はじめに、図1乃至図4を参照して、実施形態に係る船舶について説明する。ここで、図1は、実施形態に係る船舶のシステム構成の一例を示す図であり、図2は、シールリングの構成と、緊迫力及び流路抵抗を説明する説明図である。
 図1に示すように、船舶200は、プロペラ軸3の周囲に船尾管シール装置10を有し、船内の機器として、空気制御ユニット30と、油タンクユニット60と、油ポンプユニット70と、ドレン回収ユニット80と、ドラフトメーター100を主として有する。
 船尾管1の内側には軸受2が備えてあり、軸受2を介してプロペラ軸3が回転可能に支持されており、プロペラ軸3の船尾側の先端においてプロペラ5が固定されている。
 プロペラ軸3の周囲にはライナー4が嵌め込まれており、ライナー4の外周側において、ライナー4を同心円状に囲む筒状のハウジング7が配設され、ハウジング7は船尾管1にボルトにより固定されている。船尾管シール装置10は、ハウジング7と、パッキンリング8と、4つのシールリング9(船尾側から順に、第1シールリング9A、第2シールリング9B、第3シールリング9C、及び第4シールリング9D)を有する。
 ハウジング7は、6つの分割ハウジング6により形成され、各分割ハウジング6はいずれも円筒状の部材であり、互いに嵌合してプロペラ軸3の軸方向に積層された状態で船尾管1に固定される。また、各分割ハウジング6は、それぞれ隣接する分割ハウジング6と嵌合した際に、図2に示すように環状溝6aを形成し、シールリング9が環状溝6aに保持される。尚、パッキンリング8は円環状の弾性部材から形成され、ライナー4に外嵌している。パッキンリング8は、ライナー4とともに回転してハウジング7に摺接し、漁網等の異物が船尾管シール装置10及び船尾管1に侵入するのを防止する。
 図2に示すように、シールリング9は、キー部9aと、アーム部9bと、リップ部9cとを有する。キー部9aは、シールリング9の外周側端部に形成され、環状溝6aに嵌合して保持される。アーム部9bは、キー部9aからライナー4側に向かって延出し、さらに屈曲して船尾側に延出するように形成されている。尚、図2には第2シールリング9Bを示していることからキー部9aは船尾側に屈曲して延出するが、第3シールリング9Cと第4シールリング9Dの有するキー部9aは逆に船首側に屈曲する。リップ部9cは、アーム部9bの内周側端部に形成され、その第1側面9c1はライナー4に対向する。一方、リップ部9cにおいてライナー4と反対側の第2側面9c2にはスプリング溝9c3を有し、スプリング溝9c3に嵌められている環状スプリング9dにより第2シールリング9Bはライナー4側に締め付けられている。
 このように、環状のシールリング9による締付け力と、環状スプリング9dによる締付け力により、シールリング9にはライナー4側に向かう径方向の緊迫力Tが作用する。
 一方、以下で詳説するが、リップ部9cの第1側面9c1とライナー4の間の僅かな隙間Gを一定流量Qの空気が船尾側に流れる際に、この空気には船首側に流路抵抗Fが作用する。
 弾性部材であるシールリング9の成形材料として、ゴム材料や、ゴム以外の樹脂材料を挙げることができる。ゴム材料としては、ニトリルゴム(NBR)、フッ素ゴム(FR)、天然ゴム(NR)やイソブレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)等が挙げられる。一方、ゴム以外の樹脂材料としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)やポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、フッ素樹脂、ポリアミド(PA)などが挙げられる。
 第1シールリング9Aと第2シールリング9Bはリップ部を船尾側に向けて配設され、第3シールリング9Cと第4シールリング9Dはリップ部を船首側に向けて配設されている。そして、隣り合うシールリング9,9の間には環状室がそれぞれ形成されており、船尾側から順に、第1空気室20A,第2空気室20B(いずれも空気室の一例)、第1油室20C(油室の一例)が形成されている。尚、図示例の他にも、3つのシールリング9を有する船尾管シール装置であってもよく、この形態では、船尾側から1番目のシールリングはリップ部を船尾側に向けて配設され、2番目と3番目のシールリングはリップ部を船首側に向けて配設される。
 第2空気室20Bには、空気制御ユニット30から延設する空気供給路51が通じており、空気源38から提供される空気が空気制御ユニット30を介し、空気供給路51を介して第2空気室20Bに供給される。そして、この供給された空気により、第2シールリング9Bと第1シールリング9Aのリップ部が順次押し上げられ、海水中に空気を排出するようになっている。
 一方、第1油室20Cには、油供給路56が通じており、油タンクユニット60から供給される潤滑油が油供給路55を介して油ポンプユニット70に供給され、油ポンプユニット70から油供給路56を介して潤滑油が第1油室20Cに供給される。
 油ポンプユニット70の二次側において油供給路56は分岐しており、一方の油供給路56を介して第1油室20Cに潤滑油が供給され、他方の油供給路56を介して第3油室20Eに潤滑油が供給される。この潤滑油により、軸受2の滑りが良好になる。第3油室20Eに提供された潤滑油は、軸受2の船尾側において第4シールリング9Dと軸受2の間に形成されている環状室である第2油室20Dまで供給される。第3油室20Eには油戻り路54が通じており、油戻り路54を介して油タンクユニット60に潤滑油が回収される。
 空気制御ユニット30は、空気源38から第2空気室20Bに向かって順に、フィルター31と、レギュレータ32と、流量計33と、フローコントローラ34と、逆止弁35と、平時開いているバルブ36と、を有する。そして、レギュレータ32により、第2空気室20Bに供給する空気(圧縮空気)の空気圧が高くなり過ぎない程度に圧力制御が実行される。
 また、フローコントローラ34により、海水圧の変動に対して、第2空気室20Bが常に変動する海水圧との間で一定の差圧を保つことができるように流量が調整された一定量の空気が供給される。このような制御により、海水圧よりも第1空気室20A及び第2空気室20Bの空気室圧力を常に一定圧高く保持し、最終的には空気を船尾側に吐出して海水の浸入を防止するようになっている。
 また、空気制御ユニット30は、レギュレータ32よりも二次側から、加圧路52を介して油タンクユニット60を構成する油タンク61に接続されている。空気制御ユニット30において、加圧路52の途中にはエアリレー(圧力調整弁)37が設けられ、空気供給路51における加圧路接続箇所よりも二次側から圧入力信号路53が引き出され、エアリレー37に接続されている。エアリレー37により、空気供給路51よりも油タンク61の室圧が僅かに高くなるように制御され(言い換えると、第1油室20Cの油室圧力が第2空気室20Bの空気室圧力よりも僅かに高くなるように制御)、第1油室20Cへの異物の混入が防止される。
 油タンクユニット60は、油タンク61と、油戻り路54の途中に介在して平時開いているバルブ62とを有する。加圧路52を介して油タンク61に提供される空気の圧力を利用して油タンク61が加圧されることにより、第1油室20C乃至第3油室20Eにある潤滑油の油圧が、海水圧や第1空気室20A及び第2空気室20Bの空気室圧力よりも常に一定圧高くなるように制御されている。第1油室20Cの油室圧力が第2空気室20Bの空気室圧力よりも常に一定圧高くなるように制御されていること、及び、第3シールリング9Cのリップ部が船首側に向いていることにより、第1油室20Cの潤滑油は第3シールリング9Cのリップ部をライナー4に常時押し付けることができる。このことにより、第3シールリング9Cのリップ部はライナー4に常時摺接され、第1油室20Cから第2空気室20Bへの潤滑油の漏れが防止される。
 油ポンプユニット70は、油タンク61側から順に、フィルター71と、循環ポンプ72と、クーラー73と、クーラー73から延設する油供給路56が分岐した位置において平時開いているバルブ74とを有する。油ポンプユニット70は、油タンクユニット60から供給される潤滑油を第1油室20Cと第3油室20Eに供給し、ライナー4と第3シールリング9C及び第4シールリング9Dの間の摺動面を介して第2油室20Dにまで潤滑油を供給する。そして、第3油室20Eより油戻り路54を介して油タンクユニット60に潤滑油を戻すことにより、潤滑油を常時循環させるようになっている。
 ドレン回収ユニット80は、第2空気室20Bに海水や潤滑油が浸入した際に、これらの流体を排出するべく、第2空気室20Bに通じるドレン路57と、ドレン路57の途中において平時開いているバルブ83とを有する。ドレン回収ユニット80はさらに、ドレン排出機81(オートドレン)とニードル弁82とを有し、ドレン排出機81に海水や潤滑油等が回収され、一定量が溜まった段階で自動排出されるようになっている。
 ドレン回収ユニット80により、平時は、第2空気室20Bから空気のみが放出される。しかしながら、第2空気室20Bに海水や潤滑油が万一漏れてきた場合、常時開いているニードル弁82を介して加圧空気を僅かに排出するとともに、漏れてきた海水や潤滑油をドレン回収ユニット80にて回収する。
 また、図1に示すように、船舶200は、空気供給路51において圧力計40を有する。尚、図示例は、空気制御ユニット30内おいて空気供給路51に圧力計40が装備されている形態であるが、空気供給路51の第2空気室20Bの入り口近傍等に圧力計40が装備されてもよいし、第2空気室20Bの内部や第1空気室20Aの内部に圧力計40が装備されてもよい。
 船舶200では、圧力計40により、第2空気室20Bや第1空気室20Aといった空気室内の圧力が常時計測される。
 さらに、図1に示すように、船舶200は、ドラフトメーター100を有している。以下で詳説するが、常時計測される空気室内の圧力データがドラフトメーター100に送信され、この圧力データに基づいてドラフトメーター100にて喫水が特定されるようになっている。
 次に、図3及び図4を参照して、空気制御ユニットによる海水圧の変動に対する圧力追従動作について説明する。ここで、図3は、空気制御ユニットを構成するフローコントローラによる圧力追従動作を説明する説明図である。また、図4は、喫水が深くなった場合と浅くなった場合において、フローコントローラによる空気室圧力の制御メカニズムを説明する説明図である。
 フローコントローラ34は、ニードル弁34aとダイアフラム34bを有し、操作圧力により、ダイアフラム34bの隙間CをY1方向に大きくしたり、Y2方向に小さくすることができるようになっている。フローコントローラ34は、空気源38から提供される入り口側の空気圧P1を一定にすると、出口側の空気圧P2が変化しても同一の空気流量Qを維持しようとする機能を有している。
 一方、シールリング9Aにおいては、リップ部9cとライナー4の間の隙間hを通過する空気流量Qが変化しない限り、隙間hはほぼ同一であり、背面側の第1空気室20Aの空気圧P3と正面側の海水圧Pwの圧力差(P3-Pw)は殆ど一定のまま保たれている。
 ここで、図4に示すように、例えば喫水が深くなり、海水圧Pwが高くなった場合、まず最初にシールリング9Aに作用する荷重が増加し、ライナー4との間の隙間hが瞬間的に減少する。このため、空気流量Qが少なくなるので、空気室圧力P3及びフローコントローラ34の出口圧力P2が増加する。
 この時、フローコントローラ34は一定流量を維持するべく、ダイアフラム34bの隙間Cを即時に広げるので、出口圧力P2と空気流量Qは元の値に復帰する。空気流量Qが元に戻ることにより、シールリング9Aの正背面側の圧力差(P3-Pw)も再び初期の値に回復し、海水圧Pwの増加に空気室圧力P3が追従することになる。この喫水が深くなった際における空気制御ユニット30による圧力追従動作は、時間遅れなく行うことができる。
 このような空気制御ユニット30による圧力追従動作は、喫水が浅くなって海水圧Pwが低くなった場合においても同様に行われ、この場合も、空気制御ユニット30による圧力追従動作は時間遅れなく実行される。
 このように、喫水の変動に対応するべく、フローコントローラ34により空気室に提供される空気流量Qが一定となるように制御されることから、喫水の変動(海水圧の変動)によらず、シールリング9とライナー4との間に安定した流路が確保される。そのため、図2に示す流路抵抗Fはほぼ一定となり得る。
 一方、図2に示すように、シールリング9には緊迫力Tが常時作用している。緊迫力Tは、以下で詳説するように、シールリングの形態により種々変化し得る。例えば、シールリングの断面形状、材質、環状スプリングの形態、シールリング径などがシールリングの形態を決定する要素となり、シールリングの形態に応じた緊迫力Tが存在する。また、例えばシールリングの断面形状が変化することにより、流路抵抗も変化し得る。
 しかしながら、緊迫力Tと流路抵抗Fを分けてそれぞれを特定することは極めて難しい。そこで、実験室内において、使用するシールリングの形態を用いた船尾管シール装置を製作し、シールリングの一方側に海水を模擬し、シールリングの他方側に空気室を設け、フローコントローラにより空気流量が一定となるように空気を提供する。そして、安定した流路が確保された際の、海水圧Pwと空気室圧力P3を測定し、双方の間の関係式を求めることにより、以下の式(1)が導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 式(1)において、補正値αは、使用するシールリングの形態に依拠する緊迫力Tと、上記するようにほぼ一定値となり得る流路抵抗Fの合計値であることから、シールリングの形態を設定することによりαは一定値とすることができ、式(1)を導くことが可能になる。
 本発明者等はこれまで、複数の形態のシールリングを適用して室内実験を行い、αの範囲が0.01MPa乃至0.03MPaの範囲にあることを特定している。そこで、使用する形態のシールリングに応じて、上記数値範囲内にある、例えば0.015MPaをαに適用することが可能となる。
 既述するように、船舶200では、圧力計40により空気室圧力(P3)を常時計測していることから、上記式(1)を変形した以下の式(2)により、空気室圧力(P3)を用いて海水圧(Pw)を特定することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ところで、海水密度は、海水温度等により若干の変動はあるものの、例えば、1.025×10-3kg/cmで特定することができる。
 従って、上記式(2)で特定された海水圧(Pw)と上記海水密度を用いた以下の式(3)により、空気室圧力(P3)を用いて喫水を特定することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 以下で詳説するが、船舶200では、圧力計40による空気室圧力に関する圧力データに基づき、ドラフトメーター100により喫水を特定することができる。そのため、常時変動し得る喫水を随時特定することを可能とし、船舶のIoT化に供する喫水に関する時系列的なデータを蓄積することが可能になる。
 [実施形態に係るドラフトメーター]
 次に、図5乃至図7を参照して、実施形態に係るドラフトメーターについて説明する。ここで、図5は、実施形態に係るドラフトメーターのハードウェア構成の一例を示す図であり、図6は、実施形態に係るドラフトメーターの機能構成の一例を示す図である。また、図7は、ドラフトメーターのデータ格納部に格納される補正データの一例を示す図である。
 図5に示すように、ドラフトメーター100は、CPU(Central Processing Unit)102、ROM(Read Only Memory)104、RAM(Random Access Memory)106、補助記憶部108、表示部110、及び通信部112を有する。尚、ドラフトメーター100の各部は、バス114を介して相互に接続されている。
 CPU102は、補助記憶部108にインストールされた各種プログラムを実行する。ROM104は不揮発性メモリであり、補助記憶部108に格納された各種プログラムをCPU102が実行するために必要な各種プログラムやデータ等を格納する主記憶部として機能する。RAM106は揮発性メモリであり、主記憶部として機能する。RAM106は、補助記憶部108に格納された各種プログラムがCPU102に実行される際の作業領域として機能する。補助記憶部108は、ドラフトメーター100にインストールされた各種プログラムや、各種プログラムを実行する際に用いるデータ等を格納する。
 表示部110は、随時変動し得る喫水を都度表示し、必要に応じて、喫水の時系列的な変化グラフ等を表示する。また、その根拠となる空気室圧力、α値、海水密度等を表示する。
 通信部112は、以下で詳説するように、特定された喫水データをネットワークを介してサーバ装置等に送信する。
 図6に示すように、ドラフトメーター100は、圧力計40にて計測された空気室圧力に関する圧力データをデータ収集部120にて受信する。受信された圧力データは、データ収集部120からデータ格納部140に一時的に格納される。
 データ格納部140では、所定の補正データと海水密度データが格納されている。ここで、図7を参照して補正データについて説明する。補正データαは、既述するように、適用されるシールリングの形態により決定される緊迫力値と流路抵抗値の加算値により設定される。しかしながら、緊迫力値と流路抵抗値を分けてそれぞれを特定することは極めて難しいことから、実験室内において、使用するシールリングの形態を用いた船尾管シール装置を製作し、予め実験により使用するシールリングに応じた補正データαを特定しておく。
 例えば、図7に示すように、シールリング形態No.1は、シールリング形状がX1、環状スプリング形態がS1、シールリング径がφ1であり、シールリングの素材を含めたこれらの各要素が補正データα1を決定する要素となる。その他、シールリング形態No.2、・・・、シールリング形態No.Nも、それらの有する各要素が補正データα2、・・・、αNを決定する要素となる。
 これらの補正データα1、α2、・・・、αNは、それぞれの形態のシールリングを用いた室内実験を行うことにより特定される。室内実験では、シールリングの一方側に海水を模擬し、シールリングの他方側に空気室を設け、フローコントローラにより空気流量が一定となるように空気を提供し、安定した流路が確保された際の海水圧Pw及び空気室圧力P3を測定することにより、補正データαを特定することができる。本発明者等はこれまで、複数の形態のシールリングを適用して室内実験を行い、αの範囲が0.01MPa乃至0.03MPaの範囲にあることを特定している。
 特定された補正データαは、データ格納部140に格納される。例えば、補正データαの範囲として、上記する0.01MPa乃至0.03MPaがデータ格納部140に格納され、この範囲内で好適な補正データαを選定してもよい。また、0.01MPa乃至0.03MPaの間の例えば0.015MPaを補正データαとして設定し、データ格納部140に格納しておいてもよい。
 演算部130では、上記式(3)に基づき、データ格納部140から読み出した圧力データP3と補正データαの差分値が演算され、差分値を海水密度データで除すことにより船舶200の喫水を特定する。特定された喫水データは、データ格納部140に格納される。
 船舶200の停止時における積荷の上げ下ろし時や航行時において、喫水は常時変動することから、ドラフトメーター100により、喫水の特定を随時行い、都度、特定された喫水データをデータ格納部140に格納する。
 ドラフトメーター100によれば、手間をかけることなく、常時変動し得る喫水を随時特定することが容易となり、さらには、船舶200のIoT化に供する喫水に関する時系列的なデータを蓄積することが可能になる。
 例えば、喫水は、3m乃至15m程度の範囲となり得ることから、Pwは0.03MPa乃至0.15MPa程度となり得る。空気室圧力に関する計測値P3を用いてP3-α(例えばαが0.015MPa)を算定した結果として、0.03MPa乃至0.15MPa程度の範囲内でPwがおよそ特定される。そして、特定された海水圧Pw(MPa)と、1kg/cm=0.098MPaの関係と、海水密度1.025×10-3kg/cm等を用いることにより、空気室圧力に関する計測値P3に基づいて精度よく喫水を特定することができる。
 [喫水データ収集システムの一例]
 次に、図8を参照して、喫水データ収集システムの一例について説明する。ここで、図8は、喫水データ収集システムの全体構成の一例を、サーバ装置の機能構成の一例とともに示す図である。尚、サーバ装置のハードウェア構成の図示は省略するが、原則的には、図5に示すドラフトメーター100のハードウェア構成と同様の構成が適用できる。
 図8に示すように、喫水データ収集システム500は、複数の船舶200において特定された喫水データをネットワーク300を介して収集し、サーバ装置400にてデータ解析する測定データ収集システム(所謂、クラウドセンシングシステム)である。
 各船舶200(の有するドラフトメーター100)とサーバ装置400とは、それぞれ、インターネットやLAN(Local Area Network)等に代表されるネットワーク300を介して接続されている。
 サーバ装置400はデータ収集部402を有し、各船舶200のドラフトメーター100の通信部112(図5参照)を介して送信された喫水データがデータ収集部402にて収集され、データ格納部406に格納される。
 データ解析部404では、データ格納部406に格納されている様々な船舶200の喫水データを用いて、様々な解析が行われる。
 例えば、データ解析部404により、喫水と燃費の関係性を特定することが可能になる。この場合、船舶の消費燃料データもサーバ装置400に送信し、データ解析部404では、喫水と燃費の相関を特定し、燃費性に優れた喫水を割り出すことが可能になる。
 尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本開示はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
1           :船尾管
2           :軸受
3           :プロペラ軸
4           :ライナー
5           :プロペラ
6           :分割ハウジング
7           :ハウジング
8           :パッキンリング
9           :シールリング
10          :船尾管シール装置
20A         :第1空気室(空気室)
20B         :第2空気室(空気室)
20C         :第1油室(油室)
20D         :第2油室(油室)
20E         :第3油室(油室)
30          :空気制御ユニット
34          :フローコントローラ
40          :圧力計
51          :空気供給路
52          :加圧路
54          :油戻り路
55、56       :油供給路
57          :ドレン路
60          :油タンクユニット
61          :油タンク
70          :油ポンプユニット
80          :ドレン回収ユニット
100         :ドラフトメーター
120         :データ収集部
130         :演算部
140         :データ格納部
110         :表示部
112         :通信部
200         :船舶
300         :ネットワーク
400         :サーバ装置
500         :喫水データ収集システム

Claims (9)

  1.  プロペラ軸の軸方向に間隔を置いて複数のシールリングが該プロペラ軸の周囲に配設され、複数の該シールリングによって船尾側から順に空気室と油室とが設けられ、空気制御ユニットが空気供給路を介して前記空気室に連通しており、該空気室の圧力を計測する圧力計を有している船舶に用いられるドラフトメーターであって、
     前記ドラフトメーターは、データ格納部と演算部とを有し、
     前記データ格納部には、所定の補正データと海水密度データが格納されるとともに前記圧力計により計測された圧力データが入力されるようになっており、
     前記演算部により、前記圧力データと前記補正データの差分値が演算され、該差分値を前記海水密度データで除して前記船舶の喫水を特定することを特徴とする、ドラフトメーター。
  2.  特定された前記喫水が前記データ格納部に対して喫水データとして随時蓄積されることを特徴とする、請求項1に記載のドラフトメーター。
  3.  前記補正データが、前記シールリングによる緊迫力値と、前記プロペラ軸と該シールリングの間の流路抵抗値の加算値であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のドラフトメーター。
  4.  前記ドラフトメーターは表示部をさらに有し、
     演算された前記船舶の前記喫水を前記表示部に表示することを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のドラフトメーター。
  5.  前記ドラフトメーターは通信部をさらに有し、
     前記データ格納部に格納されている前記喫水データが、前記通信部を介して該喫水データを収集するサーバ装置に送信されることを特徴とする、請求項2、請求項2に従属する請求項3又は4のいずれか一項に記載のドラフトメーター。
  6.  プロペラ軸の軸方向に間隔を置いて複数のシールリングが該プロペラ軸の周囲に配設され、複数の該シールリングによって船尾側から順に空気室と油室とが設けられ、
     空気制御ユニットが空気供給路を介して前記空気室に連通しており、該空気室の圧力を計測する圧力計を有している船舶において、
     前記船舶はドラフトメーターをさらに有し、
     前記ドラフトメーターはデータ格納部と演算部とを有し、
     前記データ格納部には、所定の補正データと海水密度データが格納されるとともに前記圧力計により計測された圧力データが入力されるようになっており、
     前記演算部により、前記圧力データと前記補正データの差分値が演算され、該差分値を前記海水密度データで除して前記船舶の喫水が演算されることを特徴とする、船舶。
  7.  特定された前記喫水が前記データ格納部に対して喫水データとして随時蓄積されることを特徴とする、請求項6に記載の船舶。
  8.  前記補正データが、前記シールリングによる緊迫力値と、前記プロペラ軸と該シールリングの間の流路抵抗値の加算値であることを特徴とする、請求項6又は7に記載の船舶。
  9.  前記船舶は、油タンクを有して前記油室に連通する油タンクユニットをさらに有しており、
     前記空気制御ユニットは、一定流量の圧縮空気を前記空気室に供給し、海水圧の変動に対して前記圧縮空気の流量を調整して前記空気室の圧力を制御するとともに、前記油タンクを加圧して前記空気室の圧力に対して一定差圧だけ前記油室の油圧を高く維持する制御を実行している、請求項6乃至8のいずれか一項に記載の船舶。
PCT/JP2018/042772 2018-11-20 2018-11-20 ドラフトメーター及び船舶 WO2020105105A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/042772 WO2020105105A1 (ja) 2018-11-20 2018-11-20 ドラフトメーター及び船舶
EP18941091.3A EP3854674B1 (en) 2018-11-20 2018-11-20 Draught meter and vessel
CN201880098889.8A CN112888627B (zh) 2018-11-20 2018-11-20 吃水测量仪和船舶
JP2018561281A JP6483938B1 (ja) 2018-11-20 2018-11-20 ドラフトメーター及び船舶
KR1020217008764A KR102321817B1 (ko) 2018-11-20 2018-11-20 드래프트 미터 및 선박

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/042772 WO2020105105A1 (ja) 2018-11-20 2018-11-20 ドラフトメーター及び船舶

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020105105A1 true WO2020105105A1 (ja) 2020-05-28

Family

ID=65718349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/042772 WO2020105105A1 (ja) 2018-11-20 2018-11-20 ドラフトメーター及び船舶

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3854674B1 (ja)
JP (1) JP6483938B1 (ja)
KR (1) KR102321817B1 (ja)
CN (1) CN112888627B (ja)
WO (1) WO2020105105A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110077548B (zh) * 2019-06-04 2023-10-24 中国人民解放军海军大连舰艇学院 一种水下测量器及动态吃水测量仪

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4899167U (ja) * 1972-02-22 1973-11-22
JPS5679808U (ja) * 1979-11-22 1981-06-29
JPH0662267U (ja) * 1993-02-09 1994-09-02 仁吾 宮崎 船尾管シール装置の圧力調整法
KR20040101836A (ko) * 2003-05-27 2004-12-03 삼성중공업 주식회사 선박의 최적트림 제어방법
JP2014196067A (ja) 2013-03-29 2014-10-16 三井造船株式会社 船舶の載荷重量算出システム、及び船舶の載荷重量算出方法
JP2015514041A (ja) * 2012-04-17 2015-05-18 ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア 海洋船舶の推進シャフトをシールするための装置及びその作動を制御する方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2250668A1 (en) * 1973-11-08 1975-06-06 Cermat Installation for measuring a ship's draught - has water pressure transducers and a digital readout system
DE4434261B4 (de) * 1994-09-24 2004-07-08 B + V Industrietechnik Gmbh Anlage zur Anpassung an den wechselnden Tiefgang von Seeschiffen
DE4434247B4 (de) * 1994-09-24 2004-07-15 B + V Industrietechnik Gmbh Sicherheitsvorrichtung an Abdichtungsanordnungen für Propellerwellen von Schiffen
SE509843C2 (sv) * 1995-08-14 1999-03-15 Kockum Sonics Ab Anordning för mätning av ett fartygs djupgående
JP3155461B2 (ja) * 1996-04-09 2001-04-09 株式会社コベルコ・マリンエンジニアリング 船尾管シール装置の圧力調整法
CN202201149U (zh) * 2011-06-03 2012-04-25 上海上船利富船舶工具有限公司 便携式船舶吃水测量仪
WO2014155582A1 (ja) * 2013-03-27 2014-10-02 三菱重工業株式会社 船尾管シール装置
KR20160017690A (ko) * 2014-07-31 2016-02-17 현대중공업 주식회사 흘수 측정 장치
EP3015358B1 (en) * 2014-11-03 2019-01-02 ABB Oy Seal arrangement for a propeller shaft
WO2017122358A1 (ja) * 2016-01-15 2017-07-20 バルチラジャパン株式会社 船尾管シールシステム、船尾管シール装置、船舶、及び船尾管シール方法
CN105711768B (zh) * 2016-01-26 2018-08-17 武汉德尔达科技有限公司 一种船载式船舶吃水自动检测系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4899167U (ja) * 1972-02-22 1973-11-22
JPS5679808U (ja) * 1979-11-22 1981-06-29
JPH0662267U (ja) * 1993-02-09 1994-09-02 仁吾 宮崎 船尾管シール装置の圧力調整法
KR20040101836A (ko) * 2003-05-27 2004-12-03 삼성중공업 주식회사 선박의 최적트림 제어방법
JP2015514041A (ja) * 2012-04-17 2015-05-18 ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア 海洋船舶の推進シャフトをシールするための装置及びその作動を制御する方法
JP2014196067A (ja) 2013-03-29 2014-10-16 三井造船株式会社 船舶の載荷重量算出システム、及び船舶の載荷重量算出方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3854674A4

Also Published As

Publication number Publication date
KR102321817B1 (ko) 2021-11-03
KR20210040157A (ko) 2021-04-12
JPWO2020105105A1 (ja) 2021-02-15
EP3854674A4 (en) 2021-11-03
CN112888627B (zh) 2022-02-11
CN112888627A (zh) 2021-06-01
JP6483938B1 (ja) 2019-03-13
EP3854674A1 (en) 2021-07-28
EP3854674B1 (en) 2022-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4984811A (en) Pressure control system for stern tube seals
JP6105803B1 (ja) 船尾管シールシステム、船尾管シール装置、及び船舶
US4705065A (en) Safety relief system for control or vent valves
CA2129470A1 (en) Diagnostic system for control and shut-off valves
WO2020105105A1 (ja) ドラフトメーター及び船舶
US5636847A (en) Dual face seal clean barrier fluid and dynamic pressure control system
US20170211600A1 (en) System and method for heatlh monitoring of servo-hydraulic actuators
KR20030074125A (ko) 유량센서
NO971209L (no) Justerbar tetning for propelldrivaksel
JP4022438B2 (ja) 定流量弁及び定流量混合方法
KR20140142296A (ko) 선박의 프로펠러 샤프트를 밀봉하는 밀봉 장치 및 이 밀봉 장치의 작동을 제어하는 방법
CA2819800A1 (en) Seal arrangement for a propeller shaft and method for sealing a propeller shaft
US9080687B2 (en) Pressure and flow altitude compensated shutoff valve
JPH0210000B2 (ja)
US20140034133A1 (en) Dynamic seal wear mitigation system
CN107878716A (zh) 一种基于海水泵的浮力调节装置
RU2252445C2 (ru) Регулятор давления газа непрямого действия многофункциональный
JP2003127988A (ja) 水中構造体のシール装置
EP2990326B1 (en) System and method for indicating a pitch angle of a variable marine propeller
Galushko et al. Development of a test bench for testing the underwater robot control system with variable geometry of the body
JP3105373B2 (ja) 船尾管シール装置
JP6887584B1 (ja) 空気制御ユニット、船尾管シールシステム、及び船舶
JP2017124810A (ja) 船尾管シールシステム、船尾管シール装置、船舶、及び船尾管シール方法
US5331842A (en) Cyclical pressure testing apparatus
JPH0662267U (ja) 船尾管シール装置の圧力調整法

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018561281

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18941091

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20217008764

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018941091

Country of ref document: EP

Effective date: 20210420

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE