JP2005059663A

JP2005059663A - 水中遊泳装置

Info

Publication number: JP2005059663A
Application number: JP2003290082A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Ito; 智之伊藤; Mitsuaki Shimamura; 光明島村; Motohiko Kimura; 元比古木村; Yasuhiro Yuguchi; 康弘湯口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2023-08-08
Also published as: JP4253230B2

Abstract

【課題】斜め方向への円滑な移動を可能とし、しかも小型化が可能な水中遊泳装置を提供する。
【解決手段】第１の方向に平行な水流を発生させることによって第１の方向の推力を発生させる第１および第２の推進器１２、１４と、第１の方向とは異なる第２の方向に平行な水流を発生させることによって第２の方向の推力を発生させる第３および第４の推進器３０とを有して、水中を遊泳する水中遊泳装置である。第１および第２の推進器それぞれに、当該推進器によって発生する水流を第１および第２の方向とは異なる方向に向けるための水流ガイド１６、１８が取り付けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば原子力発電所の点検などに使用される水中遊泳装置に関する。

例えば原子力施設で人が直接入ることができない水中部の点検のために、水中遊泳装置が開発されている（例えば特許文献１参照）。
従来の水中遊泳装置では、複数の推進器を制御することにより、前後移動、上下の潜行・浮上および左右横方向スライド移動などが可能である。
特開平７−６９２８４号公報

従来の水中遊泳装置では、斜め方向への移動が必ずしも円滑でなかった。また、狭い空間を遊泳できるために水中遊泳装置を小さくするという点で改良の余地があった。
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、円滑な斜め方向への移動を可能とし、しかも小型化が可能な水中遊泳装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的に沿うものであって、請求項１に記載の発明は、第１の方向に平行な水流を発生させることによって第１の方向の推力を発生させる第１および第２の推進器と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に平行な水流を発生させることによって第２の方向の推力を発生させる第３および第４の推進器とを有して、水中を遊泳する水中遊泳装置において、前記第１および第２の推進器それぞれに、当該推進器によって発生する水流を前記第１および第２の方向とは異なる方向に向けるための水流ガイドが取り付けられていること、を特徴とする。

本発明の水中遊泳装置によれば、斜め方向への円滑な移動が可能となり、しかも小型化が可能である。

初めに本発明に係る水中遊泳装置の第１の実施の形態を図１および図２を参照して説明する。図１（ａ）で矢印９０の方向が水中遊泳装置の前方であり、図１（ｂ）は前方から水中遊泳装置を見た図である。ただし、水中遊泳装置は前進できるだけでなく、前後、上下や斜め左右などの方向にも移動することができる。

図１の水中遊泳装置で、短い円柱状の本体１０はその軸が水平横（左右）方向になる。本体１０の上面には上下方向の水流を生成す右側上下（垂直）推進器１２と左側上下推進器１４が左右対称に並んで上向きに配置されている。右側上下推進器１２と左側上下推進器１４は、それぞれのプロペラの回転速度を、正逆回転を含めて制御でき、上向きの水流または下向きの水流を生成できる。

右側上下推進器１２と左側上下推進器１４のそれぞれに、右側水流ガイド１６、左側水流ガイド１８が取り付けられている。この実施の形態では、右側水流ガイド１６は右上から左下に向かって傾斜した偏向板を有し、右側上下推進器１２によって生成された下向きの流れを左下向きの流れ２０に変え、また逆に、右側上下推進器１２によって生成された上向きの流れを右上向きの流れ２２に変えることができる。

左側水流ガイド１８は右側水流ガイド１６と対称に配置され、その偏向板の傾斜も対称である。すなわち、左側水流ガイド１８は左上から右下に向かって傾斜した偏向板を有し、左側上下推進器１４によって生成された下向きの流れを右下向きの流れ２４に変え、また逆に、左側上下推進器１４によって生成された上向きの流れを左上向きの流れ２６に変えることができる。
すなわち、右側水流ガイド１６および左側水流ガイド１８は、右側上下推進器１２および左側上下推進器１４による下向きの水流を内側に導き、上向きの水流を外側に導く。

本体１０の後方にはさらに二つの前後推進器３０が左右方向に並んで対称に後向きに取り付けられている。ただし、図１（ａ）では、二つの前後推進器３０のうちの左側のものだけが見えている。二つの前後推進器３０は、それぞれについて、個別にその水流の速度および向きを制御可能である。

このように構成された本実施の形態において、水流ガイド１６、１８は上下推進器１２、１４のプロペラにより発生した水流が外側に拡散しないように作用する。また上下推進器１２、１４により発生した垂直上下方向の推力を斜め方向に変換するよう作用する。

本実施の形態によれば、水流ガイド１６、１８により垂直上下方向の推力を横方向に作用させることが可能となるため、上下推進器１２、１４を傾けて水中遊泳装置本体１０に取り付けなくても、水中遊泳装置の横方向へのスライド移動が可能となる。また上下推進器を傾けて配置する必要がないため、上下推進器を斜めに取り付けることにより、横スライド移動と上下移動を同時に実現する構成と比較して、横幅を狭く（小さく）構成することが可能となり小型化が達成される。

またこのように構成した水流ガイド１６、１８で発生した水流による推力は、水中遊泳装置の重心近くに力を作用させることもできるため、上下推進器１２、１４により発生させた横移動推力は装置の姿勢を乱す力が少なく安定して横スライド移動が可能となる。

また、ここに示した実施の形態では、水流ガイド１６、１８の偏向板が上下方向に対して４５度の角度に設定されている。これは、上下方向と左右方向に発生する分力の最大値を等しくするという点で好ましい。しかしながら水流ガイドの偏向板はこの角度に設定されていなくてもよく、例えば上下方向に対して６０度以内の傾きであればよい。

ここに示した実施の形態では前後推進器３０には水流ガイドを取り付けていないが、上下推進器１２、１４に取り付けた水流ガイド１６、１８と同様の水流ガイドを前後推進器３０に取り付けることも可能である。さらに、他の変形例として、水流ガイドの向きや推進器の駆動力を可変として、水流の向きや分力を任意に制御することによって水中遊泳装置の進む方向を制御することも可能である。

図２は、本発明に係る水中遊泳装置の第１の実施の形態の水流ガイド１６、１８の分解・組立方法を示す。すなわち、図２に示すように、右側水流ガイド１６は前後方向に１６ａと１６ｂに２分割され、同様に、左側水流ガイド１８は前後方向に１８ａと１８ｂに２分割される。分割面は、上下推進器１２、１４の回転軸に対して平行であるのが好ましい。このような構成であると、水流ガイド１６、１８を取り付けたり取り外したりすることが容易となる。
その他、水流ガイド１６、１８をそれぞれ一体的に製造して、上下推進器１２、１４または本体１０に対して溶接や接着などの方法により固定してもよい。

次に、本発明に係る水中遊泳装置の第２の実施の形態を図３を参照して説明する。ここで、第１の実施の形態と共通の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
この実施の形態では、上下推進器１２、１４に取り付けた水流ガイド３２、３４の方向が第１の実施の形態と逆になっている。すなわちこの実施の形態では、右側上下推進器１２と左側上下推進器１４のそれぞれに、右側水流ガイド３６、左側水流ガイド３８が取り付けられている。右側水流ガイド３６は左上から右下に向かって傾斜した偏向板を有しているので、右側上下推進器１２によって生成された下向きの流れを右下向きの流れ４０に変え、また逆に、右側上下推進器１２によって生成された上向きの流れを左上向きの流れ４２に変えることができる。

左側水流ガイド３８は右側水流ガイド３６と対称に配置され、その偏向板の傾斜も対称である。すなわち、左側水流ガイド３８は右上から左下に向かって傾斜した偏向板を有しているので、左側上下推進器１４によって生成された下向きの流れを左下向きの流れに変え、また逆に、左側上下推進器１４によって生成された上向きの流れを右上向きの流れ４６に変えることができる。
すなわち、右側水流ガイド３６および左側水流ガイド３８は、右側上下推進器１２および左側上下推進器１４による下向きの水流を外側に導き、上向きの水流を内側に導く。

このように構成された本実施の形態において、水流ガイド３６、３８は上下推進器１２、１４のプロペラにより発生した水流が外側に拡散しないように作用する。また上下推進器１２、１４により発生した垂直上下方向の推力を斜め方向に変換するよう作用する。

本実施の形態によれば、水流ガイド３６、３８により垂直上下方向の推力を横方向に作用させることが可能となるため、上下推進器１２、１４を傾けて水中遊泳装置本体１０に取り付ける必要がなく、水中遊泳装置の横方向へのスライド移動が可能となる。また上下推進器を傾けて配置する必要がないため、上下推進器を斜めに取り付けることにより横スライド移動と上下移動を同時に実現する構成と比較して、横幅を狭く（小さく）構成することが可能となる。

またこのように構成した水流ガイド３６、３８で発生した水流による推力は、水中遊泳装置の重心近くに力を作用させることもできるため、上下推進器１２、１４により発生させた横移動推力は装置の姿勢を乱す力が少なく安定して横スライド移動が可能となる。
またこの時の水流は、装置本体の側面を流れるため、装置本体が水の流れを阻害せず効率よく推力を発生させることが可能となる。

本実施の形態ではまた、右側上下推進器１２と左側上下推進器１４とを交互に間欠回転させるような制御を行うことにより、流れ４０、４２と流れ４４、４６とが干渉することを容易に防止できる。

本発明に係る水中遊泳装置の第１の実施の形態を示す図であって、（ａ）は前方斜め左上方から見た斜視図、（ｂ）は正面図。図１の水中遊泳装置の水流ガイドを展開して示す前方斜め左上方から見た斜視図。本発明に係る水中遊泳装置の第２の実施の形態を示す図であって、（ａ）は前方斜め左上方から見た斜視図、（ｂ）は正面図。

符号の説明

１０…本体、１２…右側上下推進器（第１の推進器）、１４…左側上下推進器（第２の推進器）、１６…右側水流ガイド、１８…左側水流ガイド、３０…前後推進器（第３、第４の推進器）、３６…右側水流ガイド、３８…左側水流ガイド。

Claims

第１の方向に平行な水流を発生させることによって第１の方向の推力を発生させる第１および第２の推進器と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に平行な水流を発生させることによって第２の方向の推力を発生させる第３および第４の推進器とを有して、水中を遊泳する水中遊泳装置において、
前記第１および第２の推進器それぞれに、当該推進器によって発生する水流を前記第１および第２の方向とは異なる方向に向けるための水流ガイドが取り付けられていること、
を特徴とする水中遊泳装置。
請求項１に記載の水中遊泳装置において、前記第１の推進器および第２の推進器に取り付けられた水流ガイドが、当該推進器によって発生する水流を互いに異なる方向に向けるように構成されていること、を特徴とする水中遊泳装置。
請求項１に記載の水中遊泳装置において、前記第１の方向が鉛直方向から６０度以内の方向であって、前記第１および第２の推進器が左右対称に配置されていること、を特徴とする水中遊泳装置。
請求項１に記載の水中遊泳装置において、前記第１の方向がほぼ垂直方向であって、前記第１および第２の推進器は左右ほぼ対称の位置に配置され、前記水流ガイドにより、前記第１および第２の推進器による水流がそれぞれ上下方向および横方向の流れ成分を持ち、前記第１および第２の推進器による水流の横方向の流れ成分が互いに反対向きとなるように変えられるように構成されていること、を特徴とする水中遊泳装置。
請求項４に記載の水中遊泳装置において、前記水流ガイドにより、前記第１よび第２の推進器による水流が、上方外側から下方内側もしくはその逆の向きに流れるように構成されていること、を特徴とする水中遊泳装置。
請求項４に記載の水中遊泳装置において、前記水流ガイドにより、前記第１よび第２の推進器による水流が、上方内側から下方外側もしくはその逆の向きに流れるように構成されていること、を特徴とする水中遊泳装置。
請求項１に記載の水中遊泳装置において、前記第１および第２の推進器はそれぞれの回転軸回りに回転するプロペラを有し、前記水流ガイドは、前記回転軸に対して平行な面で分割が可能であること、を特徴とする水中遊泳装置。