(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する液体を貯蔵して海洋構造物に固定された一対の液体槽と、該各液体槽の底部同士を連通し且つ二組の対向面から成る矩形管として形成された連通管と、該連通管の流路方向に対し略直角となる向きに磁力線を形成し得るよう前記連通管の一方の対向面の外側に夫々配置された一対の永久磁石と、前記連通管の流路方向に対し略直角で且つ前記永久磁石による磁力線の向きに対しても略直角となる向きに直流電流を流し得るよう前記連通管の他方の対向面の内側に夫々配置された一対の電極と、前記海洋構造物の揺動を検出する揺動検出手段と、前記連通管を流通する液体の流量を計測する流量計と、前記電極に対し電源から給電される直流電流の極性反転及び電流値の増減を行うインバータと、前記揺動検出手段からの揺動信号及び前記流量計からの流量信号に基づいて前記各液体槽間の液体の揺動が海洋構造物の揺動の周期と対応し且つ約９０゜の位相遅れとなるよう前記インバータを制御して前記液体に適宜なローレンツ力を作用せしめる制御装置とを備えたことを特徴とする海洋構造物の減揺装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶やバージ、その他の浮体等といった海洋構造物の揺動を抑制する為に用いる海洋構造物の減揺装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
船舶における従来の減揺装置としては、図４に示す如く、船舶ａの適宜位置に固定された円弧状のガイドｂに沿って可動マスｃが往復運動するようにしたものが知られており、想定される船舶ａの揺動と同じ周期で位相が約９０゜遅れをもつような設計とし、船舶ａの揺動に伴って可動マスｃを受動的に共振させるパッシブ方式としたり、或いは、可動マスｃに図示しないモータを設置して能動的な制御をかけながら往復運動させるハイブリッド方式として前記船舶ａの揺動を抑制するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、可動マスｃを受動的に共振させるようにしたパッシブ方式の場合には、一度設計してしまうと固有周期が決まってしまう為、船舶ａの揺動の周期が積荷の積載状態や海洋の波高等により変化してしまうと、減揺効果が低減してしまうという不具合があった。
【０００４】
一方、可動マスｃに能動的な制御をかけて往復運動させるようにしたハイブリッド方式の場合には、船舶ａの揺動周期の変化に対応させることが可能であるものの、モータに対する突入電流が大きい為に電力消費量が増大するという不具合があった。
【０００５】
また、図中二点鎖線で示す如く、電力供給を行う為に電力ケーブルｄを可動マスｃに引き込む必要があるが、一般的に、この種の電力ケーブルｄは、カーブを描いて可動マスｃに引き込まれるよう外皮により抱持され、前記可動マスｃの移動に対し撓み位置を変化させながら追従するようになっていた為、前記電力ケーブルｄの劣化の進行が早く寿命が短いという不具合もあった。
【０００６】
更に、可動マスｃをモータにより機械的に往復運動させることは構造の複雑化を招き、これにより故障が発生し易くなってメンテナンス作業の負担が増大するという不具合もあった。
【０００７】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、船舶等の海洋構造物の揺動周期の変化に対応させることが可能である上に、電力消費量も少なくてすみ、メンテナンス作業の負担が少ない海洋構造物の減揺装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、導電性を有する液体を貯蔵して海洋構造物に固定された一対の液体槽と、該各液体槽の底部同士を連通し且つ二組の対向面から成る矩形管として形成された連通管と、該連通管の流路方向に対し略直角となる向きに磁力線を形成し得るよう前記連通管の一方の対向面の外側に夫々配置された一対の永久磁石と、前記連通管の流路方向に対し略直角で且つ前記永久磁石による磁力線の向きに対しても略直角となる向きに直流電流を流し得るよう前記連通管の他方の対向面の内側に夫々配置された一対の電極と、前記海洋構造物の揺動を検出する揺動検出手段と、前記連通管を流通する液体の流量を計測する流量計と、前記電極に対し電源から給電される直流電流の極性反転及び電流値の増減を行うインバータと、前記揺動検出手段からの揺動信号及び前記流量計からの流量信号に基づいて前記各液体槽間の液体の揺動が海洋構造物の揺動の周期と対応し且つ約９０゜の位相遅れとなるよう前記インバータを制御して前記液体に適宜なローレンツ力を作用せしめる制御装置とを備えたことを特徴とする海洋構造物の減揺装置、に係るものである。
【００１０】
而して、海洋構造物が揺動している際には、各液体槽の液体が連通管を流通しながら所定の周期（設計時に設定された周期）で受動的に往復揺動するが、このとき、揺動検出手段からの揺動信号及び流量計からの流量信号に基づいて制御装置によりインバータが制御され、前記各液体槽間の液体の揺動が海洋構造物の揺動の周期と対応し且つ約９０゜の位相遅れとなるように、前記電極に対し電源から給電される直流電流の極性反転及び電流値の増減が行われる。
【００１１】
即ち、永久磁石により連通管内に磁場が形成されている状態で、前記連通管内を流通する液体を介して各電極間に直流電流を流すと、フレミングの左手の法則に従って、磁力線の向きに直角で且つ直流電流の流れ方向にも直角となる連通管の流路方向に向けローレンツ力が発生するので、このとき、電極に対し電源から給電される直流電流の極性反転を行えば、該直流電流の流れ方向を変えてローレンツ力の作用方向を反転することが可能となり、その電流値の増減を行えば、ローレンツ力の大きさを適宜調整することが可能となるのであり、前記連通管内を流通する液体に対し適宜な方向及び大きさでローレンツ力を作用させることによって、前記液体の揺動を促進又は抑制して海洋構造物の揺動周期の変化に対応させることが可能となるのである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１〜図３は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１に示す如く、海水等の導電性を有する液体１を貯蔵した一対の液体槽２，２が、海洋構造物である船舶３の両弦に夫々固定されており、前記各液体槽２，２の底部同士が、水平方向に延びる連通管４により連通され、前記各液体槽２，２の上端には、液体１上側の空気を自由に出入りさせる為の開口部５が設けられている。
【００１４】
図２に示す如く、前記連通管４は二組の対向面から成る矩形管として形成され、前記連通管４の上下方向に対峙している一方の対向面の外側には、互いに反対の磁極を向けた一対の永久磁石６，６が前記連通管４を挟んで対向配置されており、図２中に矢印Ｘで示すように、連通管４内に下方向きに磁力線が形成されるようにしてある。
【００１５】
また、前記連通管４の流路方向（図１及び図２における左右方向）に対し直角な水平方向に対峙している他方の対向面の内側には、一対の電極９，９が対向配置されており、前記連通管４の流路方向に対し直角な水平方向に向け液体１を通電媒体として直流電流を流し得るようにしてある。
【００１６】
図３に示す如く、前記電極９，９には、直流電源７がインバータ８を介して接続されており、該インバータ８は、前記電極９，９に対し電源７から給電される直流電流の極性反転及び電流値の増減を行い得るようにしてあり、その操作は制御装置１０からの制御信号１１により制御されるようになっている。
【００１７】
前記制御装置１０には、角速度計１２（揺動検出手段）からの角速度信号１３（揺動信号）と、前記連通管４を流通する液体１の流量を計測する流量計１４からの流量信号１５とが夫々入力されるようになっており、前記角速度信号１３と流量信号１５とに基づいて前記各液体槽２，２間の液体１の揺動が船舶３の揺動の周期と対応し且つ約９０゜の位相遅れとなるよう前記インバータ８を制御して前記液体１に適宜なローレンツ力を作用せしめるようになっている。
【００１８】
尚、本形態例においては、減揺対象である海洋構造物を船舶３とした場合を例示しているので、船舶３に備えられている既存の角速度計１２を揺動検出手段として利用しているが、揺動検出手段を別途設けるようにしても良いことは勿論である。
【００１９】
而して、船舶３が揺動している際には、各液体槽２，２の液体１が連通管４を流通しながら所定の周期（設計時に設定された周期）で受動的に往復揺動するが、このとき、角速度計１２からの角速度信号１３及び流量計１４からの流量信号１５に基づいて制御装置１０によりインバータ８が制御され、前記各液体槽２，２間の液体１の揺動が船舶３の揺動の周期と対応し且つ約９０゜の位相遅れとなるように、前記電極９，９に対し電源７から給電される直流電流の極性反転及び電流値の増減が行われる。
【００２０】
即ち、永久磁石６，６により連通管４内に磁場が形成されている状態で、前記連通管４内を流通する液体１を介して各電極９，９間に直流電流を流すと、フレミングの左手の法則に従って、磁力線の向きに直角で且つ直流電流の流れ方向にも直角となる連通管４の流路方向に向けローレンツ力が発生するので、このとき、電極９，９に対し電源７から給電される直流電流の極性反転を行えば、該直流電流の流れ方向を変えてローレンツ力の作用方向を反転することが可能となり、その電流値の増減を行えば、ローレンツ力の大きさを適宜調整することが可能となるのであり、前記連通管４内を流通する液体１に対し適宜な方向及び大きさでローレンツ力を作用させることによって、前記液体１の揺動を促進又は抑制して船舶３の揺動周期の変化に対応させることが可能となるのである。
【００２１】
例えば、図２に示す如く、永久磁石６，６による磁力線の向きが矢印Ｘで示すように下方向きであった場合、矢印Ｙで示すように奥側の電極９から手前側の電極９に向け直流電流を流すと、矢印Ｚで示すように右側へ向かうローレンツ力が発生し、直流電流を矢印Ｙの反対方向に向けて流せば、矢印Ｚの反対方向となる左側へ向かうローレンツ力が発生する。
【００２２】
従って上記形態例によれば、船舶３の揺動の周期が積荷の積載状態や海洋の波高等により変化しても、各液体槽２，２間の液体１の揺動が船舶３の揺動の周期と対応し且つ約９０゜の位相遅れとなるよう制御することができるので、常に最大の減揺効果を得ることができる。
【００２３】
また、各液体槽２，２間の液体１の揺動は、基本的に船舶３が揺動することにより受動的に行われ、これをローレンツ力により促進又は抑制して船舶３の揺動周期の変化に対応させるようにしているにすぎないので、前記ローレンツ力を発生させるのに必要な電力は軽微であり、しかも、モータ等を使用した場合の如き大きな突入電流も要しないので、電力消費量を大幅に低減することができる。
【００２４】
また、機械的な可動部分を必要とせず、極めてシンプルな構造とすることができるので、長期間にわたり連続して使用することができ、メンテナンス作業の負担を著しく軽減することができる。
【００２５】
尚、本発明の海洋構造物の減揺装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、永久磁石と電極との配置関係は図示例の逆の配置としても良く、また、連通管は必ずしも矩形管とする必要がないこと、液体は海水に限定されないこと、海洋構造物は船舶以外のものでも良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】
上記した本発明の海洋構造物の減揺装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００２７】
（Ｉ）海洋構造物の揺動の周期が変化しても、各液体槽間の液体の揺動が海洋構造物の揺動の周期と対応し且つ約９０゜の位相遅れとなるよう制御することができるので、常に最大の減揺効果を得ることができる。
【００２８】
（ＩＩ）各液体槽間の液体の揺動は、基本的に海洋構造物が揺動することにより受動的に行われ、これをローレンツ力により促進又は抑制して海洋構造物の揺動周期の変化に対応させるようにしているにすぎないので、前記ローレンツ力を発生させるのに必要な電力は軽微であり、しかも、モータ等を使用した場合の如き大きな突入電流も要しないので、電力消費量を大幅に低減することができる。
【００２９】
（ＩＩＩ）機械的な可動部分を必要とせず、極めてシンプルな構造とすることができるので、長期間にわたり連続して使用することができ、メンテナンス作業の負担を著しく軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１の連通管の詳細を示す斜視図である。
【図３】本発明を実施する形態の一例における制御系を示す概念図である。
【図４】従来例を示す概略図である。
【符号の説明】
１          液体
２          液体槽
３          船舶（海洋構造物）
４          連通管
６          永久磁石
７          電源
８          インバータ
９          電極
１０          制御装置
１２          角速度計（揺動検出手段）
１３          角速度信号（揺動信号）
１４          流量計
１５          流量信号
【図１】
0003743054.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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