(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１９６０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【発明の効果】
【０００８】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】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。
【図２】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３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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８】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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
［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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
【数１】
0006483938.tif 000002
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
【数２】
0006483938.tif 000003
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／ｃｍ３で特定することができる。
【００４７】
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。
【００４８】
【数３】
0006483938.tif 000004
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。
【００４９】
［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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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／ｃｍ２＝０．０９８ＭＰａの関係と、海水密度１．０２５×１０−３ｋｇ／ｃｍ３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。
【００６３】
［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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【符号の説明】
【００７０】
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
【要約】
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。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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