(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロートや観測センサが繋がれた係留索の下端がアンカーに固定された海中観測係留系において、
内部に係留索との切り離しを行う上部／下部切り離し機構、電子制御部、及び状態監視センサが組み込まれ、外形が回転楕円体形状または球形状で縦方向に半割り２分割可能で送信アンテナを兼ねる円形バンドで締められるとともに、周囲に切り離し用の音響信号に応答する上部／下部切り離し送受話器が取付けられたフロートを形成する係留状況監視装置を備え、
前記電子制御部は、状態監視センサからの測定データと、内蔵の計時手段からの計時データとを取り込み、取り込んだデータに基づいて前記上部／下部切り離し機構を作動させるとともに、送信アンテナの電源をＯＮにすることを特徴とする海中観測係留系の係留状況監視装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、前記状態監視センサは水圧計であり、前記電子制御部は、設定された期間を経過したとき、下部切り離し機構を作動させ、所定時間内に水圧計が海面水圧になったことを条件に前記送信アンテナの電源をＯＮにして信号を発信させることを特徴とする海中観測係留系の係留状況監視装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、前記状態監視センサは水圧計であり、前記電子制御部は、設定された期間を経過したとき、下部切り離し機構を作動させ、所定時間内に水圧計が海面水圧にならないことを条件に、さらに上部切り離し機構を作動させた後、水圧計が海面水圧になったことを条件に前記送信アンテナの電源をＯＮにして信号を発信させることを特徴とする海中観測係留系の係留状況監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は海洋観測ブイに係り、特に実海域で運用している際の状態監視を行うことができ、かつトラブル発生時に救難対処することを可能にする機能を有する海中観測係留系の係留状況監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海中環境を観測する係留系は、例えば、図７に示すように、ビーコン・フラッシャ１、トップフロート２、観測センサ３、４、中間フロート５、６、水中切り離し装置７、下部切り離し装置８、アンカー９から構成されトップフロートは、例えば海面から１００〜２００ｍの深さに浮かせている。一般的に海中に設置された係留系は、観測期間を過ぎると、水中切り離し装置７の下部切り離し装置８を作動させ、船舶によって回収される。そのため、従来の水中切り離し装置の機能は、船上からの音響信号に反応して、水中における自分の存在を知らせるための音響応答信号を発信する機能と、数種類の音響信号を識別し、切り離し信号のみに反応して、アンカーを切り離す器具を作動させる機能を有しているのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
海中環境を観測する係留系は、一般的に数日〜数カ月の単位で、ある海域に設置されて観測を行う。この観測期間中に、様々な障害が発生する可能性を秘めており、この障害により係留系が回収できない場合が起こり得る。このような例について図８〜図１０により説明する。なお、図８〜図１０ではビーコン・フラッシャの図示は省略している。
【０００４】
図８は底引網などにより係留系が切断された場合の説明図である。
底引網などにより係留系の切り離し装置７とアンカー９との間で切断されたとすると（切断箇所Ｐ）、係留系はどこかへ漂流して行方知れずとなり、回収のために船１０から切り離し装置を作動させるための音響信号を送っても何の応答もなく、係留系は回収不能となる。
【０００５】
図９は急流などにより係留系が移動した場合の説明図である。
急流などにより係留系全体が移動して行方知れずになると、回収のために船上から切り離し装置を作動させるための音響信号を送っても何の応答もなく、同様に回収不能となる。
【０００６】
図１０はトップフロートが切断された場合の説明図である。
延縄漁などによりトップフロートが切断されたり（切断箇所Ｑ）、設計ミスやフロートの破損などにより浮力が不足した場合、係留系は移動することはないが垂れ下がり、回収のために切り離し装置７を作動させても、浮力不足のためセンサや切り離し装置は浮上できず、回収できない。
【０００７】
このように、設置した係留系が何も回収できない場合、どんな障害がいつ発生したのかを推定することができない。そのため、今後の係留系の回収率を上げるために、何らかの対策を講じる手掛かりを得ることもできない。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためのもので、万一トラブルが発生しても事故原因を推定できるデータの収集が可能な海中観測係留系の係留状況監視装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フロートや観測センサが繋がれた係留索の下端がアンカーに固定された海中観測係留系において、
内部に係留索との切り離しを行う上部／下部切り離し機構、電子制御部、及び状態監視センサが組み込まれ、外形が回転楕円体形状または球形状で縦方向に半割り２分割可能で送信アンテナを兼ねる円形バンドで締められるとともに、周囲に切り離し用の音響信号に応答する上部／下部切り離し送受話器が取付けられたフロートを形成する係留状況監視装置を備え、
前記電子制御部は、状態監視センサからの測定データと、内蔵の計時手段からの計時データとを取り込み、取り込んだデータに基づいて前記上部／下部切り離し機構を作動させるとともに、送信アンテナの電源をＯＮにすることを特徴とする。
また、本発明は、前記状態監視センサが水圧計であり、前記電子制御部は、設定された期間を経過したとき、下部切り離し機構を作動させ、所定時間内に水圧計が海面水圧になったことを条件に前記送信アンテナの電源をＯＮにして信号を発信させることを特徴とする。
また、本発明は、前記状態監視センサが水圧計であり、前記電子制御部は、設定された期間を経過したとき、下部切り離し機構を作動させ、所定時間内に水圧計が海面水圧にならないことを条件に、さらに上部切り離し機構を作動させた後、水圧計が海面水圧になったことを条件に前記送信アンテナの電源をＯＮにして信号を発信させることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の海中観測係留系を示す図、図２は本発明の係留状況監視装置を説明する図である。
図１に示す係留系は、図７に示す従来の係留系に比して、水中切り離し装置７の代わりに、係留状況監視装置２０を用いた点が異なっており、その他の構成は同じである。係留状況監視装置２０は、上部と下部の双方向に切り離しが可能になっており、後述するように係留系自体の状況を監視してトラブルが発生してもその回収が可能なような機能を有している。
【００１１】
図２は係留状況監視装置を説明する図で、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）、図２（ｃ）は側面図である。
事故が発生した係留系は、ロープがもつれ合っているか、あるいは重量のある装置が海底に落下して、フロートがロープを持ち上げたアーチ状になっている可能性がある。このような状況下からでも浮上して脱出できるように、係留状況監視装置２０は、引っ掛かる部分のないような外形のフロートを形成していることが望ましい。そこで、例えば、図示するようなラグビーボール状の回転楕円体とし、楕円体の外郭は、シンタクチック・フォーム・フロートを成形したものが考えられ、その中心部分は円筒状にくり抜かれ、上部には上部切り離し機構２１が、下部には下部切り離し機構２２が、中心部には電子制御部２３が組み込まれている。電子制御部２３はパーソナルコンピュータのようなデータ処理機能を有し、内部に組み込まれている水圧計、索張力計等の状態監視センサの測定データを取込み、条件に応じて切り離し機構等を制御する。
【００１２】
また、この回転楕円体のフロートは、縦方向に半割り２分割できるようになっており、中心部へ電子制御部を納め易くし、半割り２分割フロートは、救難信号を人工衛星に送信するアンテナの役目も有している円形バンド（拘束バンド兼衛星送信アンテナ）２６で締められている。なお、係留状況監視装置２０は回転楕円体形状に限らず他の形状、例えば球状体であってもよい。
【００１３】
また、回転楕円体のフロートの左右には、上部切り離し送受話器２４、下部切り離し送受話器２５が設けられ、船上からの音響信号に反応して位置を示す応答信号を発信し、また、上部切り離し機構２１、下部切り離し機構２２を作動させるようになっている。
【００１４】
次に、図３により係留状況監視装置２０の機能について説明する。
前述したように、係留状況監視装置２０内には状態監視センサとして索張力計３０、水圧計３１が組み込まれていて、測定結果が電子制御部２３に取り込まれ、記憶装置３３に格納されるようになっている。
索張力計３０は、係留索が受けている索張力を連続的に監視するためのものである。索張力は、換言すれば浮力であり、このデータから、何らかの不具合によって生じる張力変化を捉えることができ、何時どのような力が作用したかを推測することが可能である。例えば、急に張力が低下したり、増加した場合には何らかの異常事態が生じたと推測される。
【００１５】
水圧計３１は、水圧によって係留状況監視装置２０が係留系の中で垂下された位置を連続的に監視するもので、アンカーが海底に固定されているとして、水圧の変化から係留系の傾きを計算することも可能である。また、水圧データを手掛かりに、係留系がどのような状態に置かれているかを把握できる。
【００１６】
電子制御部２３は、索張力計３０、水圧計３１からのデータ、内蔵のタイマー３２からの計時データを取込み、所定の条件を満たしたときに上部切り離し機構２１、下部切り離し機構２２を作動させて係留系から離れて単独になることができ、自身がフロートとしての機能を有しているため、自力で浮上してアンテナ２６の電源をＯＮにして救難信号を発信させるようになっている。浮上した係留状況監視装置２０は、発見されるまで漂流することになるが、電子制御部２３は、水圧計３１で検知した水圧によって係留状況監視装置２０が海面に浮上したと判断したとき、アンテナ２６の電源をＯＮさせ、発信電波は人工衛星によって捉えられるので、これにより係留状況監視装置２０の漂流位置を知ることができ、回収することが可能となる。
【００１７】
また、電子制御部２３はタイマーを内蔵しており、使用者が設定した係留系のスケジュールと比較し、係留系自身が現在どのような状況下に置かれているかを判断して切り離し機構を作動させる。
【００１８】
例えば、使用者が設定した係留期間を１年間としたとき、設置されてから１３ケ月を経過していたら、異常な事態が発生していると判断し、下部切り離し機構２２を作動させて浮上を図るようにする。
このとき、上部切り離し機構２１については、水圧計のデータを勘案して動作させる。すなわち、
▲１▼下部切り離し機構２２を作動させた後、水圧を検知して、所定時間内に水圧が海面を示すゼロにならない場合には上部切り離し機構２１を動作させて単独浮上を図る。
▲２▼下部切り離し機構２２を作動させた後、水圧を検知して、所定時間内に水圧が海面を示すゼロになった場合には上部切り離し機構２１を動作させない。
【００１９】
なお、上記において、船上からの音響信号に上部切り離し送受話器２４、下部切り離し送受話器２５が反応した場合には、この信号により上部切り離し機構２１、下部切り離し機構２２が作動することになる。
【００２０】
また、索張力計や水圧計による測定データは、約１〜２年間のデータを取得することになるが、これを１秒単位で取得すると、膨大なデータ量となり、記憶装置や電池に制限があるため不可能である。そこで、使用者が設定する時間毎にデータを監視し、異常を示す所定レベルを越える値のみ、使用者が設定する期間、データ取得するように構成することが望ましい。
【００２１】
次に、図４〜図６により、トラブル発生時における係留系の回収について説明する。
図４は本発明の係留系において、急流などにより係留状況監視装置２０とアンカー９との間で係留索が切断された（切断箇所Ｐ）場合である。
アンカーから切り離された係留系は浮上して漂流するが、係留状況監視装置２０の水圧計３１により検知した水圧が海面を示すゼロになると、電子制御部２３によりアンテナ２６の電源がＯＮとなり、その発信電波を受信することにより、漂流位置を知ることができ、回収される。
【００２２】
図５は本発明の係留系において、急流などにより係留系が移動し、船上からの音響信号に応答しない場合である。
電子制御部に内蔵しているタイマーにより、あらかじめ設定された期間を過ぎた場合には、異常事態が発生したと判断し、下部切り離し機構を作動させて係留系の浮上を図る。アンカーから切り離された係留系は浮上して漂流するが、係留状況監視装置２０の水圧計３１により検知した水圧が海面を示すゼロになると、電子制御部２３によりアンテナ２６の電源がＯＮとなり、その発信電波を受信することにより、漂流位置を知ることができ、回収される。この場合、所定時間内に水圧がゼロを示さない場合には、上部切り離し機構を作動させて係留状況監視装置２０単独での浮上を図り、係留状況監視装置２０の水圧計３１により検知した水圧が海面を示すゼロになると、電子制御部２３によりアンテナ２６の電源をＯＮにする。
【００２３】
図６はフロートによる浮力不足の場合である。
例えば、トップフロートが切断された場合、或いは設計ミスやフロートの破損により浮力が不足した場合、係留系が垂れ下がってしまう。このような状況は索張力計で検出される張力データにより判断することができ、或いは一設定期間たって船上より下部切り離し機構を作動させても浮力不足のために浮上して来ない。この場合には、上部切り離し機構２１を作動させ、係留状況監視装置２０を単独で浮上させる。海面に浮上したことが水圧計で検知されると、電子制御部２３によりアンテナ２６の電源をＯＮにし、その発信電波を受信することにより、漂流位置を知ることができ、回収される。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、海洋観測係留系の事故発生の際にも、係留状況監視装置を回収することができるので、取得したデータをもとに、原因究明を行うことができ、より確実な事故原因を知ることが可能となる。
また、確実な事故原因を知ることは、係留系の不具合点を改良することにより、事故の発生率を低減化することができる。
また、係留系が無事に回収されても、垂下されていたセンサーに何らかの異常値が含まれていた場合には、係留状況監視装置により取得されたデータが、その異常値の根拠を知る手掛かりとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の係留系を説明する図である。
【図２】  係留状況監視装置の構成を説明する図である。
【図３】  係留状況監視装置の機能を説明するブロック図である。
【図４】  本発明の係留系において、急流などにより係留状況監視装置とアンカーとの間で係留索が切断された場合の説明図である。
【図５】  本発明の係留系において、急流などにより係留系が移動した場合の説明図である。
【図６】  本発明の係留系において、フロートによる浮力不足の場合の説明図である。
【図７】  従来の海中環境を観測する係留系を説明する図である。
【図８】  底引網などにより係留系が切断された場合の説明図である。
【図９】  急流などにより係留系が移動した場合の説明図である。
【図１０】  トップフロートが切断された場合の説明図である。
【符号の説明】
２…トップフロート、３，４…観測センサ、５，６…中間フロート、９…アンカー、２０…係留状況監視装置、２１…上部切り離し機構、２２…下部切り離し機構、２３…電子制御部、２４…上部切り離し送受話器、２５…下部切り離し送受話器、２６…拘束バンド兼衛星送信アンテナ、３０…索張力計、３１…水圧計、３２…タイマー。
【図１】
0003995170.tif 000002
【図２】
0003995170.tif 000003
【図３】
0003995170.tif 000004
【図４】
0003995170.tif 000005
【図５】
0003995170.tif 000006
【図６】
0003995170.tif 000007
【図７】
0003995170.tif 000008
【図８】
0003995170.tif 000009
【図９】
0003995170.tif 000010
【図１０】
0003995170.tif 000011