(57)【要約】      （修正有）【課題】建造時に船体を保持する枕木と水流発生装置との干渉を考慮する必要がない気泡排除装置及び船舶の建造方法を提供する。【解決手段】気泡排除装置２０は、音響計測装置１４が設けられた船体１０に装備される。気泡排除装置２０は、船体１０の船側１２に設けられ、船側１２の表面から水を吹き出す水流発生装置２１を具備する。水流発生装置２１は音響計測装置１４より船体１０の前方側に位置し、前記船体１０により発生する船首波に空気が巻き込まれて生成して前記音響計測装置１４の近傍に到達しようとする気泡を前記音響計測装置１４の近傍に到達する前に吹き飛ばす。【選択図】図２
2011116220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響計測装置が設けられた船体に装備される気泡排除装置であって、
前記船体の船側に設けられ、前記船側の表面から水を吹き出す１又は複数の水流発生装置を具備し、
前記１又は複数の水流発生装置は前記音響計測装置より前記船体の前方側に位置する
気泡排除装置。
【請求項２】
前記１又は複数の水流発生装置は、前記船体により発生する船首波に空気が巻き込まれて生成して前記音響計測装置の近傍に到達しようとする気泡を前記音響計測装置の近傍に到達する前に吹き飛ばす
請求項１の気泡排除装置。
【請求項３】
制御装置を更に具備し、
前記１又は複数の水流発生装置は、複数の水流発生装置であり、
前記複数の水流発生装置は、互いに異なる位置に配置され、
前記制御装置は、船員の操作に基づいて、前記複数の水流発生装置の中で動作させる水流発生装置を切り替える
請求項１又は２の気泡排除装置。
【請求項４】
制御装置と、
前記船体の船体加速度を検出して船体加速度情報を出力する加速度センサと
を更に具備し、
前記１又は複数の水流発生装置は、複数の水流発生装置であり、
前記複数の水流発生装置は、互いに異なる位置に配置され、
前記制御装置は、
制御部と、
記憶部と
を備え、
前記記憶部は、
前記船体により発生する船首波に空気が巻き込まれて生成して前記音響計測装置の近傍に到達する気泡の流線を示す気泡流線情報と前記流線が得られるときの前記船体の運行状態とを対応付ける気泡流線データベースと、
前記第１水流発生装置及び前記第２水流発生装置のそれぞれの位置を示す水流発生装置位置情報と
を格納し、
前記船体の前記運行状態を定義するパラメータは、前記船体の船体加速度に関するパラメータと、前記船体内の積貨状態に関するパラメータとを含み、
前記制御部は、
前記気泡流線データベースを参照して、前記船体内の積貨状態を示す積貨状態情報及び前記船体加速度情報に対応する前記気泡流線情報としての第１気泡流線情報を取得し、
前記水流発生装置位置情報と前記第１気泡流線情報とに基づいて、前記複数の水流発生装置の中から動作させる水流発生装置を選択する
請求項１又は２の気泡排除装置。
【請求項５】
前記制御装置は、船員の操作に基づいて前記積貨状態情報を生成する入力部を備える
請求項４の気泡排除装置。
【請求項６】
前記複数の水流発生装置は、前記船体の縦方向に沿って配列された
請求項３乃至５のいずれかに記載の気泡排除装置。
【請求項７】
前記複数の水流発生装置は、前下がりになるように前記船体の縦方向に対して斜めに配列された
請求項３乃至５のいずれかに記載の気泡排除装置。
【請求項８】
音響計測装置及び水を吹き出す水流発生装置が設けられた船体を具備する船舶の建造方法であって、
前記船体により発生する船首波に空気が巻き込まれて生成して前記音響計測装置の近傍に到達する気泡の流線を求めるステップと、
前記船体の船側上の位置であって、且つ、前記流線を前記音響計測装置の近傍から上流側に遡った位置を選択するステップと、
前記位置に前記水流発生装置を設けるステップと
を具備する
船舶の建造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響計測装置を備える船舶に関し、特に、音響計測装置から出力された音波又は音響計測装置が受ける音波と干渉する気泡を排除する気泡排除装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、音響機器が船底に設けられた海洋調査船を開示している。海洋調査船は、航走しながら音響機器により海底地形の測量等を行う際、船首波に空気が巻き込まれて気泡が形成され、気泡が船側に沿って船底まで流れ込む場合がある。この時、気泡が音響機器の周りを流れると、音響機器の計測精度が低下する。そのため、航行しながらの測量等の作業が困難となり、船速を低下させる等による作業効率の低下を招く。
【０００３】
図１は、特許文献２に記載の船舶を示している。船舶は、船体１０１と、ドップラーソナー又は音響測程機１１１と、船体１０１の船底に設けられたスリットノズル１０５とを備える。ドップラーソナー又は音響測程機１１１は、船体１０１の船底に設けられた送受信器１０７を備える。スリットノズル１０５は、送受信器１０７の前方近接位置に設けられ、矢印１０６で示されるように水をカーテン状に吹き出す。カーテン状に吹き出された水によって音響測程機１１１の計測を邪魔する気泡１０２が排除される。
【０００４】
船底位置では静水圧が高いため、気泡を排除するために水を吹き出す水流発生装置を船底に配置すると水を吹き出すための動力（水圧）が大きくなる。さらに、水流発生装置を船底に配置する場合、建造時に船体を保持する枕木と水流発生装置との干渉を考慮する必要があるため、建造が難しくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−５８５７９号公報
【特許文献２】特開平４−２０４２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、建造時に船体を保持する枕木と水流発生装置との干渉を考慮する必要がない気泡排除装置及び船舶の建造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００８】
本発明の第１の観点による気泡排除装置（２０、４０、６０）は、音響計測装置（１４）が設けられた船体（１０）に装備される。上記気泡排除装置は、前記船体の船側（１２）に設けられ、前記船側の表面から水を吹き出す１又は複数の水流発生装置（２１、４１〜４５）を具備する。前記１又は複数の水流発生装置は前記音響計測装置より前記船体の前方側に位置する。
【０００９】
前記１又は複数の水流発生装置は、前記船体により発生する船首波に空気が巻き込まれて生成して前記音響計測装置の近傍に到達しようとする気泡を前記音響計測装置の近傍に到達する前に吹き飛ばす。
【００１０】
上記気泡排除装置は、制御装置（５０）を更に具備する。前記１又は複数の水流発生装置は、複数の水流発生装置（４１〜４５）である。前記複数の水流発生装置は、互いに異なる位置に配置される。前記制御装置は、船員の操作に基づいて、前記複数の水流発生装置の中で動作させる水流発生装置を切り替える。
【００１１】
上記気泡排除装置は、制御装置（７０）と、前記船体の船体加速度を検出して船体加速度情報（９１）を出力する加速度センサ（８０）とを更に具備する。前記１又は複数の水流発生装置は、複数の水流発生装置（４１〜４５）である。前記複数の水流発生装置は、互いに異なる位置に配置される。前記制御装置は、制御部（７２）と、記憶部（７３）とを備える。前記記憶部は、前記船体により発生する船首波に空気が巻き込まれて生成して前記音響計測装置の近傍に到達する気泡の流線を示す気泡流線情報と前記流線が得られるときの前記船体の運行状態とを対応付ける気泡流線データベース（７５）と、前記第１水流発生装置及び前記第２水流発生装置のそれぞれの位置を示す水流発生装置位置情報（７６）とを格納する。前記船体の前記運行状態を定義するパラメータは、前記船体の船体加速度に関するパラメータと、前記船体内の積貨状態に関するパラメータとを含む。前記制御部は、前記気泡流線データベースを参照して、前記船体内の積貨状態を示す積貨状態情報（９２）及び前記船体加速度情報に対応する前記気泡流線情報としての第１気泡流線情報を取得し、前記水流発生装置位置情報と前記第１気泡流線情報とに基づいて、前記複数の水流発生装置の中から動作させる水流発生装置を選択する。
【００１２】
前記制御装置は、船員の操作に基づいて前記積貨状態情報を生成する入力部（７１）を備える。
【００１３】
前記複数の水流発生装置は、前記船体の縦方向に沿って配列される。
【００１４】
前記複数の水流発生装置は、前下がりになるように前記船体の縦方向に対して斜めに配列される。
【００１５】
本発明の第２の観点による船舶の建造方法は、音響計測装置（１４）及び水を吹き出す水流発生装置（２１、４３）が設けられた船体（１０）を具備する船舶の建造方法である。上記船舶の建造方法は、前記船体により発生する船首波に空気が巻き込まれて生成して前記音響計測装置の近傍に到達する気泡の流線（１６）を求めるステップと、前記船体の船側（１２）上の位置であって、且つ、前記流線を前記音響計測装置の近傍から上流側に遡った位置を選択するステップと、前記位置に前記水流発生装置を設けるステップとを具備する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、建造時に船体を保持する枕木と水流発生装置との干渉を考慮する必要がない気泡排除装置及び船舶の建造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、従来の気泡排除装置を備えた船体の側面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係る気泡排除装置を備えた船体の側面図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係る気泡排除装置のブロック図である。
【図４】図４は、第２の実施形態に係る気泡排除装置を備えた船体の側面図である。
【図５】図５は、第２の実施形態の変形例に係る気泡排除装置を備えた船体の側面図である。
【図６】図６は、本発明の第３の実施形態に係る気泡排除装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
添付図面を参照して、本発明による気泡排除装置及び船舶の建造方法を実施するための形態を以下に説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図２を参照して、本発明の第１の実施形態に係る船舶は、船体１０と、音響計測装置１４と、気泡排除装置２０を備える。第１の実施形態に係る船舶は、例えば、海洋調査船や練習船である。音響計測装置１４は、船体１０の水中部分表面近傍に設けられる。以下、音響計測装置１４が船体１０の船底１３に設けられる場合を説明するが、音響計測装置１４は船底１３以外の船体１０の水中部分に設けられてもよい。気泡排除装置２０は、水流発生装置２１を備える。水流発生装置２１は、船体１０の船側１２の水中部分（水面１５より下の部分）に設けられ、音響計測装置１４より船体１０の前方側（船体１０の船首１１側）に位置する。水流発生装置２１は、船側１２の表面から船体１０の外に向かって水を吹き出す。
【００２０】
第１の実施形態に係る船舶は、音響計測のための所定の一定速度で航走する。音響計測装置１４は、航走中に音響計測を行う。気泡流線１６は、音響計測のための所定の一定速度で航走する船体１０により発生する船首波に空気が巻き込まれて生成し、船側１２に沿って移動して、音響計測装置１４の近傍に到達する気泡の移動軌跡を示す。水流発生装置２１は、気泡流線１６に向かって水を吹き出し、音響計測装置１４に到達する前に気泡流線１６から気泡を吹き飛ばす。これにより、音響計測装置１４が出力する又は受ける音波と気泡とが干渉して音響計測に支障が生じることが防止される。
【００２１】
本実施形態に係る船舶の建造方法は、上述の船舶を建造する建造方法である。本実施形態に係る船舶の建造方法は、模型試験、数値シミュレーション又は実船観察によって気泡流線１６を予め求めるステップと、船側１２上の位置であって、且つ、気泡流線１６を音響計測装置１４の近傍から上流側に遡った位置を選択するステップと、その位置に水流発生装置２１を設けるステップとを具備する。
【００２２】
本実施形態によれば、水流発生装置２１が船底１３に設けられていないため、建造時に船体１０を保持する枕木と水流発生装置２１との干渉を考慮する必要がない。また、水流発生装置２１が船底１３より水深の浅い船側１２に設けられるため、水流発生装置２１を船底１３に設けた場合に比べて水を吹き出すための動力（水圧）が小さくて済む。
【００２３】
更に、水流発生装置２１の設置位置は、船側１２上の位置であって、且つ、気泡流線１６を音響計測装置１４の近傍から上流側に遡った位置であればよく、音響計測装置１４の近傍位置に限定されない。したがって、本実施形態に係る船舶は、船体区画や艤装品の配置に自由度があり、設計が容易である。
【００２４】
なお、図２には船体１０の右舷に設けられた水流発生装置２１が示されているが、船体１０の左舷にも別の水流発生装置２１が設けられる。右舷の水流発生装置２１と左舷の水流発生装置２１とは、同時に水を吹き出すことが可能である。
【００２５】
（第２の実施形態）
図３を参照して、本発明の第２の実施形態に係る船舶は、第１の実施形態に係る船舶の気泡排除装置２０が気泡排除装置４０で置き換えられたものである。気泡排除装置４０は、水流発生装置４１〜４５と、制御装置５０とを備える。制御装置５０は、入力部５１と、制御部５２とを備える。入力部５１は、船員によって操作される。制御部５２は、船員の水流発生装置４１〜４５について個別に水の吹き出しの有無を制御する。
【００２６】
図４を参照して、水流発生装置４１〜４５は、船側１２の水中部分に設けられ、音響計測装置１４より船体１０の前方側に位置する。水流発生装置４１〜４５は、船側１２の表面から船体１０の外に向かって水を吹き出す。
【００２７】
水流発生装置４１〜４５は、互いに異なる位置に配置される。水流発生装置４１〜４５は、船体１０の縦方向（水深方向）に沿って配列されている。例えば、水流発生装置４３は、気泡流線１６を音響計測装置１４の近傍から上流側に遡った位置に配置される。水流発生装置４１、４２は、水流発生装置４３の上側（水流発生装置４３よりも水深が浅い位置）に配置される。水流発生装置４４、４５は、水流発生装置４３の下側（水流発生装置４３よりも水深が深い位置）に配置される。
【００２８】
船員は、入力部５１を操作して、水流発生装置４１〜４５から一又は複数の水流発生装置を指定する。例えば、船員は、音響計測装置１４による音響計測の状況を見ながら、音響計測が気泡によって邪魔されないように、水を吹き出すべき水流発生装置を選択して指定する。入力部５１は、船員の操作に基づいて、指定された水流発生装置を示す水流発生装置指定情報９０を出力する。制御部５２は、水流発生装置指定情報９０に基づいて、指定された水流発生装置から水を吹き出させ、残りの水流発生装置から水を吹き出させない。例えば、音響計測中の実際の気泡流線が水流発生装置４３上を通る場合、船員は水流発生装置４３だけ（又は水流発生装置４２〜４４だけ）が水を吹き出すように入力部５１を操作する。音響計測中の実際の気泡流線の位置が変化して水流発生装置４４上を通るようになると、船員は水流発生装置４４だけ（又は水流発生装置４３〜４５だけ）が水を吹き出すように入力部５１を操作する。このように、制御部５２は、船員の操作に基づいて、水流発生装置４１〜４５の中で動作させる（水を吹き出させる）水流発生装置を切り替える。
【００２９】
本実施形態によれば、船舶の運行状態（例えば船体１０内の積貨状態）や海象により音響計測中の実際の気泡流線の位置が変化しても、船員の判断と操作により、音響計測装置１４の近傍に気泡が到達することを確実に防止することができる。
【００３０】
また、水流発生装置４１〜４５は、船体１０の縦方向に沿って配列されているため、船体１０の骨格構造に沿って配置される。したがって、本実施形態に係る船舶の建造は容易である。
【００３１】
なお、図４には船体１０の右舷に設けられた水流発生装置４１〜４５が示されているが、船体１０の左舷にも別の水流発生装置４１〜４５が設けられる。右舷の水流発生装置４１〜４５の少なくとも一つと左舷の水流発生装置４１〜４５の少なくとも一つとは、同時に水を吹き出すことが可能である。
【００３２】
（第２の実施形態の変形例）
図５を参照して、第２の実施形態の変形例に係る水流発生装置４１〜４５は、前下がりになるように船体１０の縦方向に対して斜めに配列されている。本変形例においては、水流発生装置４１〜４５が気泡流線１６に対して垂直に配列されるため、船舶の運行状態や海象に応じた気泡流線の位置の変化に比較的少数の水流発生装置で対処することが可能である。
【００３３】
（第３の実施形態）
図６を参照して、本発明の第３の実施形態に係る気泡排除装置６０は、制御装置５０が制御装置７０で置き換えられている点、及び、加速度センサ８０が追加されている点を除いて第２の実施形態に係る気泡排除装置４０又は第２の実施形態の変形例に係る気泡補遺所装置４０と同様である。
【００３４】
制御装置７０は、入力部７１と、制御部７２と、記憶部７３とを備える情報処理装置である。記憶部７３は、気泡流線データベース７５と、水流発生装置位置情報７６とを格納する。気泡流線データベース７５は、音響計測のための所定の一定速度で航走する船体１０により発生する船首波に空気が巻き込まれて生成して音響計測装置１４の近傍に到達する気泡の流線を示す気泡流線情報と流線が得られるときの船体１０の運行状態とを対応付けている。気泡流線データベース７５は、例えば、波浪中模型試験や数値シミュレーションを様々な運行状態について実行して作成される。ここで、船体１０の運行状態を定義するパラメータは、船体１０の船体加速度に関するパラメータと、船体１０内の積貨状態に関するパラメータとを含む。水流発生装置位置情報７６は、水流発生装置４１〜４５のそれぞれの位置を示す。
【００３５】
音響計測中の気泡排除装置６０の動作を説明する。加速度センサ８０は、船体１０の船体加速度を検出して船体加速度情報９１を出力する。入力部７１は、船員の操作に基づいて船体１０内の積貨状態を示す積貨状態情報９２を生成する。船体加速度情報９１は、船体１０の揺れや姿勢に関連する。積貨状態情報９２は、船体１０の喫水線位置に関連する。制御部７２は、気泡流線データベース７５を参照して、船体加速度情報９１及び積貨状態情報９２に対応する気泡流線情報としての気泡流線情報９４を取得する。制御部７２は、水流発生装置位置情報７６と気泡流線情報９４とに基づいて、水流発生装置４１〜４５から一又は複数の水流発生装置を選択する。制御部７２は、選択された水流発生装置に水を吹き出させ、残りの水流発生装置から水を吹き出させない。例えば、気泡流線情報９４が示す気泡流線が水流発生装置４３上を通る場合に水流発生装置４３だけ（又は水流発生装置４２〜４４だけ）から水を吹き出させ、気泡流線情報９４が示す気泡流線が水流発生装置４４上を通る場合に水流発生装置４４だけ（又は水流発生装置４３〜４５だけ）から水を吹き出させる。
【００３６】
本実施形態によれば、船舶の運航状態に応じて、水流発生装置４１〜４５の中から動作させる（水を吹き出させる）水流発生装置が自動的に選択される。したがって、船舶の運行状態により音響計測中の実際の気泡流線の位置が変化しても、音響計測装置１４の近傍に気泡が到達することを確実に防止することができる。
【００３７】
本実施形態において、船体１０内の積貨状態を検出して積貨状態情報９２を生成する積貨状態センサを入力部７１のかわりに設けてもよい。
【００３８】
データベースの誤差や想定外の運用時に、気泡の影響で音響計測に不具合が生じる場合に備え、制御装置７０に加え、制御装置５０を併設し、本実施形態と第２の実施形態を切り替えられるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０…船体
１１…船首
１２…船側
１３…船底
１４…音響計測装置
１５…水面
１６…気泡流線
２０、４０、６０…気泡排除装置
２１、４１〜４５…水流発生装置
５０、７０…制御装置
５１、７１…入力部
５２、７２…制御部
７３…記憶部
７５…気泡流線データベース
７６…水流発生装置位置情報
８０…加速度センサ
９０…水流発生装置指定情報
９１…船体加速度情報
９２…積貨状態情報
９４…気泡流線情報
１０１…船体
１０２…気泡
１０５…スリットノズル
１０６…矢印
１０７…送受信器
１１１…ドップラーソナー又は音響測程機
【図１】
2011116220.tif 000003
【図２】
2011116220.tif 000004
【図３】
2011116220.tif 000005
【図４】
2011116220.tif 000006
【図５】
2011116220.tif 000007
【図６】
2011116220.tif 000008