特開 2024-93259 浮体の漏れ検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024093259

(43)【公開日】2024-07-09

(54)【発明の名称】浮体の漏れ検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 3/20 20060101AFI20240702BHJP

【ＦＩ】

G01M3/20 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022209517

(22)【出願日】2022-12-27

(71)【出願人】

【識別番号】000116574

【氏名又は名称】愛三工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮部 善和

(72)【発明者】

【氏名】小野林 稔

(72)【発明者】

【氏名】堤 英紀

【テーマコード（参考）】

2G067

【Ｆターム（参考）】

2G067AA48

2G067BB11

2G067BB15

2G067BB22

2G067CC01

2G067CC11

2G067CC16

2G067DD10

2G067DD26

(57)【要約】

【課題】水域に浮上される浮体槽と、浮体槽内に収容された内容物と、を備える浮体における浮体槽からの内容物の漏れを検出する。
【解決手段】水上干潟１０は、海域３０に浮上される干潟槽１２と、干潟槽１２内に収容された湿泥１４と、を備える。漏れ検出装置４０は、湿泥１４に混合された磁性粉４２と、干潟槽１２の周辺の海域３０において磁性粉４２を検出可能なホールセンサ４４と、ホールセンサ４４による検出結果に基づいて磁性粉４２の漏れ判定を行う制御装置４６と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水域に浮上される浮体槽と、該浮体槽内に収容された内容物と、を備える浮体の漏れ検出装置であって、
前記内容物に混合されたトレーサ物質と、
前記浮体槽の周辺の水域において前記トレーサ物質を検出可能な検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて前記トレーサ物質の漏れ判定を行う制御装置と、
を備えた浮体の漏れ検出装置。

【請求項2】

請求項１に記載の浮体の漏れ検出装置であって、
前記内容物は湿泥であり、
前記トレーサ物質は磁性粉であり、
前記検出手段は、前記磁性粉を検出するホールセンサである、浮体の漏れ検出装置。

【請求項3】

請求項１に記載の浮体の漏れ検出装置であって、
前記内容物は湿泥であり、
前記トレーサ物質は蛍光剤であり、
前記検出手段は、紫外線を照射する紫外線照射装置と、前記紫外線を受けた前記蛍光剤から発光される蛍光を受光する受光装置と、
を備える、浮体の漏れ検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は浮体の漏れ検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、浮遊油検出装置を備えた船（浮体）が記載されている。この浮遊油検出装置は、船（浮体）に備えた水銀灯と、水銀灯から投射された紫外線により油から発光する蛍光の輝度を測定する輝度測定器と、を備える。夜間において、水銀灯から海面に紫外線を投射し、海面に浮遊する浮遊油から発光する蛍光の輝度を輝度測定器により測定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開昭５６－３０１９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の浮遊油検出装置は、海面の浮遊油を検出するものである。このため、船（浮体）の内容物が油の場合、油の漏れを検出することができる。しかし、油以外の内容物の場合、内容物の漏れを検出することができない。また、内容物にトレーサ物質として油を混合することも考えられるが、内容物の汚染、漏れた油による海域の汚染等が懸念されるため好ましくない。

【0005】

本明細書に開示の技術が解決しようとする課題は、水域に浮上される浮体槽と、浮体槽内に収容された内容物と、を備える浮体における浮体槽からの内容物の漏れを検出することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本明細書が開示する技術は次の手段をとる。

【0007】

第１の手段は、水域に浮上される浮体槽と、該浮体槽内に収容された内容物と、を備える浮体の漏れ検出装置であって、前記内容物に混合されたトレーサ物質と、前記浮体槽の周辺の水域において前記トレーサ物質を検出可能な検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて前記トレーサ物質の漏れ判定を行う制御装置と、を備えた浮体の漏れ検出装置である。

【0008】

第１の手段によると、水域に浮上される浮体槽内には、トレーサ物質が混合された内容物が収容される。制御装置は、浮体槽の周辺の水域において検出手段による検出結果に基づいて、制御装置がトレーサ物質の漏れの判定を行う。仮に、浮体槽から内容物が水域に漏れた場合、内容物に混合されたトレーサ物質が検出手段により検出される結果、制御装置が漏れ有りと判定する。これにより、浮体における浮体槽からの内容物の漏れを検出することができる。

【0009】

第２の手段は、第１の手段の浮体の漏れ検出装置であって、前記内容物は湿泥であり、前記トレーサ物質は磁性粉であり、前記検出手段は、前記磁性粉を検出するホールセンサである、浮体の漏れ検出装置である。

【0010】

第２の手段によると、浮体槽内には、磁性粉が混合された湿泥が収容される。仮に、浮体槽から湿泥が水域に漏れた場合、湿泥に混合された磁性粉がホールセンサにより検出される結果、制御装置が漏れ有りと判定する。

【0011】

第３の手段は、第１の手段の浮体の漏れ検出装置であって、前記内容物は湿泥であり、前記トレーサ物質は蛍光剤であり、前記検出手段は、紫外線を照射する紫外線照射装置と、前記紫外線を受けた前記蛍光剤から発光される蛍光を受光する受光装置と、を備える、浮体の漏れ検出装置である。

【0012】

第３の手段によると、浮体槽内には、蛍光剤が混合された湿泥が収容される。仮に、浮体槽から湿泥が水域に漏れた場合、湿泥に混合された蛍光剤が、紫外線照射装置から照射された紫外線を受けて蛍光を発光し、その蛍光が受光装置により受光される結果、制御装置が蛍光剤の漏れの判定を行う。

【発明の効果】

【0013】

本明細書に開示の技術によると、水域に浮上される浮体槽と、浮体槽内に収容された内容物と、を備える浮体における浮体槽からの内容物の漏れを検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態１にかかる水上干潟を模式的に示す断面図である。

【図2】漏れ検出装置を模式的に示す斜視図である。

【図3】実施形態２にかかる漏れ検出装置を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本明細書に開示の技術を実施するための実施形態について図面を用いて説明する。

【0016】

（実施形態１）
本実施形態では、浮体として水上干潟を例示し、その水上干潟の漏れ検出装置について説明する。

【0017】

（水上干潟）
図１は水上干潟を模式的に示す断面図である。図１において、右方が護岸方向、左方が沖方向に相当する。図１に示すように、水上干潟１０は、護岸２０に隣接する海域３０に浮上されている。水上干潟１０は、護岸２０、海底等に対して、水平方向及び鉛直方向の移動を所定範囲内に拘束するチェーン、アンカー等の係留装置により係留されている。水上干潟１０は、水棲生物を飼育するための干潟を再現する設備である。海域３０は本明細書でいう「水域」に相当する。

【0018】

水上干潟１０は、干潟槽１２と湿泥１４とを備えている。干潟槽１２は、上面を開口する四角形箱状に形成されている。湿泥１４は干潟槽１２内に層状に堆積されている。湿泥１４は水を含む泥である。湿泥１４の表面（上面）は、干潟槽１２の波浪を受ける沖側（図１において左側）から護岸側（同、右側）に向けて徐々に高くなるスロープ状に形成されている。湿泥１４の一部は、海水からなる槽内水１５で覆われている。槽内水１５の水量が給排水装置によって増減されることにより、潮の干満が人工的に形成される。干潟槽１２は本明細書でいう「浮体槽」に相当する。湿泥１４は本明細書でいう「内容物」に相当する。

【0019】

（水上干潟１０の背景）
近年、減少してきた干潟の環境の重要性が見直され、本来の干潟環境を取り戻したい実情がある。そこで、海域の護岸付近に泥を埋め立てることで人工干潟を形成することが考えられる。しかし、海域の護岸付近には泥が堆積しにくく、また、埋め立てた泥が波、風雨等により海域に持ち去られやすいため、人工干潟の環境を長期に亘って維持することが困難である。このため、海域の護岸付近に、水上式の人工干潟いわゆる水上干潟を設置することが得策と考えられる。

【0020】

水上干潟１０を実現するには、湿泥１４を保持する干潟槽１２が必要であるが、干潟槽１２に穴やひび割れ等の破損が発生すると、その破損個所から湿泥１４が海域３０に漏れることにより海域３０の汚染を招くことになる。また、水上干潟１０の干潟環境を長期に亘って維持することができない。そこで、水上干潟１０からの湿泥１４の漏れを検出する漏れ検出装置が必要となる。漏れ検出装置により湿泥１４の漏れが検出された際には、干潟槽１２の破損個所を修理することによって、湿泥１４による海域３０の汚染を抑制すると共に、水上干潟１０の干潟環境を長期に亘って維持することが可能となる。

【0021】

（水上干潟１０の漏れ検出装置）
図２は漏れ検出装置を模式的に示す斜視図である。図２に示すように、漏れ検出装置４０は、磁性粉４２、ホールセンサ４４及び制御装置４６等を備えている。図２において、制御装置４６と電気機器及び電子機器等との電気的な接続は省略されている。

【0022】

磁性粉４２は、水上干潟１０の湿泥１４に混合されている。磁性粉４２は、例えばフェライト系磁性粉である。磁性粉４２は本明細書でいう「トレーサ物質」に相当する。

【0023】

ホールセンサ４４は、スクリュ等を備える水中ドローン５０に備えられている。ホールセンサ４４は防水ケース等に収容されている。ホールセンサ４４は、ホール効果を利用して磁性粉４２の磁場により発生する電圧値の変動を検出する。ホールセンサ４４の検出信号は、無線通信システムあるいは有線通信システムを介して制御装置４６に入力される。ホールセンサ４４の電源は、水中ドローン５０の電源を用いてもよいし、センサ用の電源を用いてもよい。ホールセンサ４４は本明細書でいう「検出手段」に相当する。

【0024】

水中ドローン５０が備える複数の電動モータ、各種センサ等は、無線通信システムあるいは有線通信システムを介して制御装置４６と連係されている。制御装置４６は、水上干潟１０の近くの海域３０に浮上する浮上構造体５４に設けられている。制御装置４６による遠隔操作により、水中ドローン５０が干潟槽１２の周辺（詳しくは、干潟槽１２の周囲及び下方）の海域３０の水中を自由自在に移動可能である。

【0025】

浮上構造体５４には、制御装置４６の他、巻取装置５６及び発電装置５８等が設けられている。巻取装置５６は、ワイヤ、チェーン等の索条５７を電動モータを介して巻き取り及び巻き戻し可能に構成されている。索条５７の先端部は水中ドローン５０と接続されている。索条５７の長さは、制御装置４６による巻取装置５６の駆動制御により、水中ドローン５０の移動量に応じて増減される。

【0026】

発電装置５８は、巻取装置５６及び制御装置４６の電源である。発電装置５８は、例えば、太陽光パネル、風力、波力等による発電設備からなる。また、発電装置５８により発電した電力を電池に蓄えておき、その電池から電力を各装置に供給してもよい。なお、制御装置４６、巻取装置５６及び発電装置５８等は陸上に配置してもよい。

【0027】

制御装置４６は、プロセッサ、メモリ、入出力インターフェース、およびこれらを接続するバス等を備えたマイクロコンピュータを含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit）からなる。制御装置４６は、ホールセンサ４４による検出信号いわゆる検出結果に基づいて、水上干潟１０から湿泥１４が海域３０に漏れているか否かの漏れ判定を行う。

【0028】

制御装置４６は、ホールセンサ４４の検出信号（電圧値）を常時あるいは規定時間毎にモニターする。干潟槽１２内の湿泥１４に含まれる磁性粉４２は、干潟槽１２により海域３０と絶縁されている。このため、通常時は、ホールセンサ４４が磁性粉４２の磁場を検出することはない。

【0029】

なお、水中ドローン５０は複数台用いてもよい。また、水中ドローン５０は船や潜水艇に代えてもよい。また、ホールセンサ４４には３Ｄ（３軸）型のホールセンサを用いるとよい。また、ホールセンサ４４は、人が手に持って水中を移動させてもよい。また、磁性粉４２を検出可能であればホールセンサ４４以外の磁気センサを用いてもよい。

【0030】

（漏れ検出方法）
次に、漏れ検出装置４０による漏れ検出方法を説明する。なお、特段の記載が無い場合、制御装置４６が各制御を行っているものとする。

【0031】

水上干潟１０の周囲及び下方の水中に水中ドローン５０を自由自在に移動させつつ、制御装置４６がホールセンサ４４による検出結果に基づいて、干潟槽１２の穴あき、ひび割れ等の破損による湿泥１４の漏れ判定を行う。

【0032】

仮に、干潟槽１２から湿泥１４が海域３０に漏れた場合、湿泥１４と共に漏れた磁性粉４２がホールセンサ４４により検出される。この場合、制御装置４６は、ホールセンサ４４により検出された電圧値が規定範囲内を外れる結果、湿泥１４の漏れ有り、すなわち干潟槽１２の穴あき、ひび割れ等の破損有りの判定を行う。この場合、制御装置４６は、ユーザーへアラートを発する。ユーザーは、アラートの発生を踏まえ、干潟槽１２の修理を実施する。また、ホールセンサ４４により最も高い起電力を発生する箇所に対応する干潟槽１２の部位を破損箇所として特定することができる。

【0033】

また、干潟槽１２から湿泥１４が海域３０に漏れていない場合、磁性粉４２がホールセンサ４４により検出されない。この場合、制御装置４６は、ホールセンサ４４により検出された電圧値が規定範囲内に収まる結果、湿泥１４の漏れ無し、すなわち干潟槽１２の穴あき、ひび割れ等の破損無しの判定を行う。

【0034】

（実施形態１の作用・効果）
漏れ検出装置４０によると、仮に、干潟槽１２から湿泥１４が海域３０に漏れた場合、湿泥１４に混合された磁性粉４２がホールセンサ４４により検出される結果、制御装置４６が漏れ有りと判定する。これにより、水上干潟１０における干潟槽１２からの湿泥１４の漏れを検出することができる。このことは、湿泥１４による海域３０の汚染を抑制すると共に、水上干潟１０の干潟環境を長期に亘って維持することに有効である。

【0035】

［実施形態２］
実施形態２において、水上干潟１０については実施形態１と同一部位に同一符号を付して重複する説明を省略する。図３は漏れ検出装置を模式的に示す断面図である。実施形態２にかかる部位には１００番台の符号を付す。図３に示すように、漏れ検出装置１４０は、蛍光剤１４２、蛍光検出手段１４４及び制御装置１４６等を備えている。

【0036】

蛍光剤１４２は、水上干潟１０の湿泥１４に混合されている。蛍光剤１４２は、紫外線を受けて波長の長い可視光（水中でも鮮やかに光る蛍光Ｆ）を発光する。蛍光剤１４２は本明細書でいう「トレーサ物質」に相当する。

【0037】

蛍光検出手段１４４は、紫外線照射装置１５０とカメラ１５２とを備えている。蛍光検出手段１４４は本明細書でいう「検出手段」に相当する。

【0038】

紫外線照射装置１５０は紫外線ＵＶを照射するものである。紫外線照射装置１５０は、干潟槽１２に対して支持装置１５４を介して３６０°揺動可能に支持されている。支持装置１５４に内蔵された複数の電動モータの駆動制御により、紫外線照射装置１５０の照射方向が調整可能とされている。紫外線照射装置１５０及び支持装置１５４（詳しくは各電動モータ）は制御装置１４６と接続されている。

【0039】

紫外線照射装置１５０は、干潟槽１２に複数（本実施形態では２台）備えられている。一方の紫外線照射装置１５０は、干潟槽１２の沖側（図３において左側）の下端部に設置されている。他方の紫外線照射装置１５０は、干潟槽１２の護岸２０側（図３において右側）の側壁の上端部に設置されている。

【0040】

カメラ１５２は、水上干潟１０の周辺の水中を撮影するものである。カメラ１５２は、紫外線ＵＶを受けた蛍光剤１４２から発光される蛍光Ｆを撮影によって受光する。カメラ１５２が撮影（取得）した画像は、制御装置１４６へ電子信号として送られる。カメラ１５２は本明細書でいう「受光装置」に相当する。カメラ１５２が撮影した画像は本明細書でいう「受光結果」に相当する。

【0041】

カメラ１５２は、干潟槽１２に対して紫外線照射装置１５０の支持装置１５４と同様の支持装置１５６を介して３６０°揺動可能に支持されている。支持装置１５６に内蔵された複数の電動モータの駆動制御により、カメラ１５２の撮影方向が調整可能とされている。カメラ１５２及び支持装置１５６（詳しくは各電動モータ）は制御装置１４６と接続されている。

【0042】

カメラ１５２は、干潟槽１２に複数（本実施形態では２台）備えられている。一方のカメラ１５２は、干潟槽１２の沖側（図３において左側）の側壁の上端部に設置されている。他方のカメラ１５２は、干潟槽１２の護岸２０側（図３において右側）の下端部に設置されている。

【0043】

例えば、沖側（図３において左側）の紫外線照射装置１５０が紫外線ＵＶを護岸側（図３において右方）に照射する場合は、護岸側（図３において右側）のカメラ１５２が当該水中を撮影する。また、沖側の紫外線照射装置１５０が上方に向けられた状態（図３中、二点鎖線１５０参照）で紫外線ＵＶを照射する場合は、沖側（図３において左側）のカメラ１５２が当該水中を撮影する。また、護岸側（図３において右側）の紫外線照射装置１５０が紫外線ＵＶを下方に照射する場合は、護岸側のカメラ１５２が上方に向けられた状態（図３中、二点鎖線１５２参照）で当該水中を撮影する。

【0044】

制御装置１４６は、プロセッサ、メモリ、入出力インターフェース、およびこれらを接続するバス等を備えたマイクロコンピュータを含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit）からなる。制御装置１４６は干潟槽１２に設けられている。制御装置１４６は、カメラ１５２が撮影した画像を取得し、その画像から水上干潟１０から湿泥１４が海域３０に漏れているか否かの漏れ判定を行う。

【0045】

制御装置１４６及び電気機器等には、外部電源１５８から電力が供給される。外部電源１５８は、水上干潟１０、浮上体あるいは陸上等に配置されている。外部電源１５８は、例えば太陽光パネル、風力、波力等による発電装置である。また、発電装置により発電した電力を電池に蓄えておき、その電池を外部電源として電力を各装置に供給してもよい。

【0046】

（漏れ検出方法）
次に、漏れ検出装置１４０による漏れ検出方法を説明する。なお、特段の記載が無い場合、制御装置１４６が各制御を行っているものとする。

【0047】

両紫外線照射装置１５０は、予め設定の規定時間毎に照射方向を変更しつつ水上干潟１０の周辺の水中に向けて紫外線ＵＶを照射する。それに応じて、両カメラ１５２は、撮影方向を変更しつつ水上干潟１０の周辺の水中を撮影する。制御装置１４６は、カメラ１５２により撮影した画像に基づいて、干潟槽１２の穴あき、ひび割れ等の破損による湿泥１４の漏れ判定を行う。

【0048】

仮に、干潟槽１２から湿泥１４が海域３０に漏れた場合（図３中、二点鎖線１４参照）、湿泥１４と共に漏れた蛍光剤１４２から発光された蛍光Ｆ（図３中、二点鎖線Ｆ参照）がカメラ１５２により撮影される。したがって、制御装置１４６は、カメラ１５２により撮影された画像から蛍光Ｆが検出される結果、湿泥１４の漏れ有り、すなわち干潟槽１２の穴あき、ひび割れ等の破損有りの判定を行う。この場合、制御装置１４６は、ユーザーへアラートを発する。ユーザーは、アラートの発生を踏まえ、干潟槽１２の修理を実施する。また、最も多い蛍光Ｆを発生する箇所に対応する干潟槽１２の部位を破損箇所として特定することができる。

【0049】

また、干潟槽１２から湿泥１４が海域３０に漏れていない場合、カメラ１５２により蛍光Ｆが撮影されない。したがって、制御装置１４６は、カメラ１５２により撮影された画像から蛍光Ｆが検出されない結果、湿泥１４の漏れ無し、すなわち干潟槽１２の穴あき、ひび割れ等の破損無しの判定を行う。

【0050】

（実施形態２の作用・効果）
漏れ検出装置１４０によると、仮に、干潟槽１２から湿泥１４が海域３０に漏れた場合、湿泥１４に混合された蛍光剤１４２が、紫外線照射装置１５０から照射された紫外線ＵＶを受けて蛍光Ｆを発光し、その蛍光Ｆがカメラ１５２により撮影（受光）される結果、制御装置１４６が漏れ有りと判定する。これにより、水上干潟１０における干潟槽１２からの湿泥１４の漏れを検出することができる。このことは、湿泥１４による海域３０の汚染を抑制すると共に、水上干潟１０の干潟環境を長期に亘って維持することに有効である。

【0051】

［他の実施形態］
本明細書に開示の技術は、前記した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の形態で実施可能である。

【符号の説明】

【0052】

１０ 水上干潟（浮体）
１２ 干潟槽（浮体槽）
１４ 湿泥（内容物）
３０ 海域（水域）
４０ 漏れ検出装置
４２ 磁性粉（トレーサ物質）
４４ ホールセンサ（検出手段）
４６ 制御装置
１４０ 漏れ検出装置
１４２ 蛍光剤（トレーサ物質）
１４４ 蛍光検出手段（検出手段）
１４６ 制御装置
１５０ 紫外線照射装置
１５２ カメラ（受光装置）

【図1】

【図2】

【図3】