JPH0966888A

JPH0966888A - 水中移動装置

Info

Publication number: JPH0966888A
Application number: JP7223463A
Authority: JP
Inventors: Koji Kobayashi; 弘二小林; Aya Matsuyama; 亜弥松山; Toshihiko Sasahara; 利彦笹原; Yuichi Miura; 雄一三浦; Katsumi Kai; 勝己甲斐
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 1997-03-11

Abstract

(57)【要約】【課題】垂直な壁面を走行するのに好適であり、且つ
小型化軽量化を図った水中移動装置を提供する。【解決手段】水中ポンプ１０ａ，１０ｂを駆動させる
ことにより、装置本体５が腹側４へ移動するよう構成さ
れている。そして、腹側４の開口の周囲に設けられたシ
ールスカート２６が水中の壁面２５に当接されることに
より、装置本体５内部が負圧となって、水中移動装置が
壁面２５に吸着されるよう構成されている。この状態
で、移動機構１１を駆動すれば、装置本体５が壁面２５
上を走行するよう構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火力発電所の取水
や排水のための水路の清掃や、船舶のスクリューの清掃
や、原子炉の圧力容器の内面検査や、その他の海洋構造
物に対する各種水中作業に用いるための水中移動装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、火力発電所等においては、冷却
用海水を取水したり排水したりするために海と発電プラ
ントとの間に比較的長い水路が設けられているが、この
水路の路面には、種々の貝藻類が付着する。そこで、こ
れら海洋付着生物を除去すべく、水路の路面に沿って自
在に走行する水中移動装置が必要となる。

【０００３】この種の水中移動装置としては、図４
（ａ）（ｂ）に示すようなものが知られている（詳しく
は、実開平３−７９３２３号公報を参照のこと）。この
水中移動装置ａは、図示するように、装置本体に備えら
れたスラストファンｂを回転させて噴流を発生させるこ
とにより装置本体を水路の水平な路面ｄへ押し付けさ
せ、この状態で駆動輪ｃを用いて水平な路面ｄ上を走行
させるようにしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようにス
ラストファンｂの噴流によって装置本体を水路の路面ｄ
へ押し付けさせるタイプの水中移動装置ａにあっては、
図示するように水平な路面ｄではなく垂直な壁面に沿っ
て走行させようとすると、水中移動装置ａを壁面に押し
付けて駆動輪ｃに適正な接触圧を与えるために、スラス
トファンｂの推力を著しく増大させなければならない。
即ち、垂直な壁面に沿って水中移動装置ａを走行させる
ためには、スラストファンｂのモータを大型化するか、
その設置個数を増やすかしなければならなくなるため、
台車全体が大型化、大重量化してしまう。

【０００５】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、垂直な壁面を走行するのに好適であり、且つ小
型化、軽量化を図り得るようにした水中移動装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、腹側が開口さ
れた装置本体と、該装置本体の背側に噴流を吐出可能に
設けられた水中ポンプと、上記装置本体の腹側の開口の
周囲に設けられ壁面吸着時に装置本体内部を負圧に保つ
べく壁面と接するシールスカートと、装置本体を壁面に
沿って移動させる移動機構とを備えたことを特徴とする
水中移動装置にかかるものである。

【０００７】この場合において、移動機構として駆動輪
を用いても良い。

【０００８】又、移動機構として、吐出口を下方へ向け
て装置本体の下部に取付けられた水中ポンプを用いても
良い。

【０００９】そして、移動機構を構成する水中ポンプ
を、吐出口の向きを変更可能に取付けるようにしても良
い。

【００１０】上記構成によれば、水中ポンプから噴流を
吐出させると、装置本体は腹側へ移動する。

【００１１】そして、腹側の開口の周囲に設けられたシ
ールスカートが水中の壁面に接すると、そのシールスカ
ートによって装置本体内部が負圧となり、水中移動装置
が壁面に吸着される。

【００１２】この状態で、移動機構を駆動することによ
り、水中移動装置は壁面上を走行することができる。

【００１３】ここで、シールスカートの内外間に適度な
漏れ水流が生じることにより、水中ポンプに過負荷が掛
ることが防止される。

【００１４】又、シールリング部と壁面との間の摩擦力
が小さくなるため、適度なシール性を確保しつつ移動機
構によって容易に移動することが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
１〜図３を参照しつつ説明する。

【００１６】この場合において、図１は本実施の形態に
係る水中移動装置の部分破断平面図、図２は壁面に吸着
した水中移動装置の側断面図、図３は図２の部分拡大図
である。

【００１７】図示するように、この水中移動装置１は、
直径に比べて高さ（全高Ｈ）の低い円筒体６の一端面を
円板７で閉止して成る、腹側４が開口した装置本体５を
備えている。

【００１８】そして、円板７の内側の面にはケーシング
８が水密に取り付けられており、ケーシング８の上部が
浮体部２となり、又、下部が錘体部３となるよう構成さ
れている。

【００１９】前記浮体部２は、空気又は発泡スチロール
等が充填された密閉タンク９から成っており、錘体部３
は、後述する水中ポンプ１０ａ，１０ｂ，１２や、移動
機構としての駆動輪１１を駆動するモータ１６，１７か
らなっている。そして、これら密閉タンク９及びモータ
１６，１７などによって、装置本体５が水中にて垂直に
立った状態で浮遊するように浮力調節されている。より
詳しくは、装置本体５が僅かに沈降するように浮力調節
されている。

【００２０】前記水中ポンプ１０ａ，１０ｂは、円板７
の左右両側に形成された開口部１３にその吐出口１４を
取付けて配置されている。即ち、各水中ポンプ１０ａ，
１０ｂは、装置本体５内部の水を吸入して背側１９から
外部へ向けて噴流を発生するよう設けられている。この
構成によれば、水中ポンプ１０ａ，１０ｂを同時に駆動
させることにより、装置本体５を水中にて垂直に浮遊し
た状態で腹側４へ移動させることができる。

【００２１】又、左側の水中ポンプ１０ａと、右側の水
中ポンプ１０ｂとは、それぞれ独立して回転速度を制御
できるようになっており、左右の水中ポンプ１０ａ，１
０ｂの回転速度を制御することにより、水中で垂直に浮
遊している状態で装置本体５を方向転回させることがで
きる。更に、各水中ポンプ１０ａ，１０ｂは、電流値が
一定になるように制御されており、従って、負荷が大き
くなると回転速度が遅くなり、負荷が小さくなると回転
速度が速くなるようになっている。

【００２２】又、移動機構として使用される前記水中ポ
ンプ１２は、取付ブラケット１５及びピン１８を介して
装置本体５の下部に回動自在に支持されている。即ち、
水中ポンプ１２は、円筒体６の下部に形成された開口部
２０と装置本体５の腹側４にその吐出口２１が向くよう
取付けられている。そして、水中ポンプ１２と円板７と
の間にはシリンダなどの吐出方向変更装置２２が介装さ
れている。この構成によれば、吐出口２１を下向きにし
て水中ポンプ１２を駆動させることにより、装置本体５
を水中にて垂直に浮遊した状態で上昇させることができ
る。又、吐出口２１を腹側４へ向けることにより垂直な
壁面２５に吸着した状態の装置本体５を壁面２５から離
させることができる。

【００２３】上記円筒体６の開口の周囲即ち装置本体５
の腹側４の開口の周囲には、装置本体５が垂直に立った
まま移動してその腹側４が水中の壁面２５に突き当った
とき、その壁面２５と接して装置本体５内部を負圧に保
たせるためのシールスカート２６が設けられている。

【００２４】シールスカート２６は、図３に示すよう
に、円筒体６の開口の周囲に取り付けられた、ゴムなど
の自在に変形可能な膜状の樹脂材料からなるフレア部２
７と、フレア部２７の外縁に取り付けられた、ポリエス
テル樹脂などの部分的に変形可能な程度の柔軟性を有す
るドーナツリング状の樹脂材料からなるシールリング部
２８とで構成されている。

【００２５】フレア部２７は、装置本体５内が負圧にな
るとその吸引力により図３に二点鎖線で示すように内方
へ引っ張られ、壁面２５に接するように変形する。但
し、このときフレア部２７は、装置本体５の内外を完全
に液密にシールしてしまうようなことはなく、壁面２５
との間で装置本体５の外から内への水流を許容するよう
になっている。よって、装置本体５内が真空となって完
全に壁面２５に固定されてしまうようなことはない。

【００２６】又、シールリング部２８の外縁には、壁面
２５に付着した障害物２９（ゴミやボルトや溶接線や貝
類等）を乗り越えるための傾斜面３０が形成されてい
る。

【００２７】更に、上記ケーシング８の左右には、装置
本体５が壁面２５に吸着したときにその壁面２５に接す
る駆動輪１１が取付けられている。各駆動輪１１は、ケ
ーシング８内に収容された駆動輪用のモータ１６，１７
によって駆動される。各駆動輪用のモータ１６，１７
は、ケーシング８の下部に配置されている。各駆動輪用
のモータ１６，１７の回転軸には、ピニオン３１が取り
付けられている。これらピニオン３１は、各駆動輪１１
の駆動軸に取り付けられたピニオン３２と歯合されてい
る。

【００２８】そして、左右の駆動輪用のモータ１６，１
７は、それぞれ独立に回転速度を制御できるようになっ
ている。この構成によれば、装置本体５を壁面２５に吸
着させた後、左右の駆動輪用のモータ１６，１７の回転
速度を制御して左右の駆動輪１１を独立に駆動させるこ
とにより、壁面２５上を自在に直進又は旋回走行させる
ことができる。

【００２９】上記駆動輪１１は、垂直に立った装置本体
５の腹側４の下部寄りに設けられている。よって、駆動
輪１１の取付け位置は、垂直に立った装置本体５の重心
位置に近くなり、壁面２５に接したときのトラクション
（接触摩擦）が良好となる。その結果、駆動輪１１の空
回りを抑制することができる。又、上記ケーシング８の
上部には、ボールキャスタ（従動輪）３３が設けられて
いる。ボールキャスタ３３は、装置本体５の走行方向を
自在に変更させ得るようになっている。

【００３０】上記ケーシング８内の上部には、様々な基
板３４及び各水中ポンプ１０ａ，１０ｂ〜１７用の制御
装置３５が設けられている。又、ケーシング８の上部に
は、コネクタ３６が設けられている。コネクタ３６に
は、給電用及び制御信号用のケーブル３７（以下、動力
伝達用ケーブル３７という）が接続される。動力伝達用
ケーブル３７は、水中にて垂直に立った状態で浮遊する
装置本体５に対する上下方向の移動を操作する操作ケー
ブルの機能をも兼ねている。

【００３１】上記ケーシング８の左右には、壁面２５に
対する走行距離を検出するプラニメータ３８が設けられ
ている。プラニメータ３８は、装置本体５が壁面２５上
を走行するときに壁面２５に接して転動されるフリクシ
ョンローラ３９と、フリクションローラ３９の回転数を
カウントするロータリエンコーダ（図示せず）とを備え
ており、これらによって壁面２５上の走行距離を検出す
るものである。

【００３２】以上の構成からなる本発明の実施の形態の
作動について述べる。

【００３３】上記構成の水中移動装置１は、ケーシング
８内の上部に浮体部２としての密閉タンク９を有し、下
部に錘体部３としての水中ポンプ１０ａ，１０ｂなどを
有しているため、水中にて垂直に立った状態で浮遊す
る。よって、この状態で水中ポンプ１０ａ，１０ｂを駆
動させると、水中移動装置１は水中にて垂直に立った状
態で腹側４へ移動する。

【００３４】そして、左右の水中ポンプ１０ａ，１０ｂ
の回転速度を変えることにより、水中移動装置１は垂直
に立った状態で水中を移動しつつ方向転回する。又、装
置本体５に接続された操作ケーブルを兼ねた動力伝達用
ケーブル３７を繰出し或いは巻戻しさせることにより、
水中移動装置１は垂直に立った状態で水中を上下方向へ
移動する。そして、シリンダなどの吐出方向変更装置２
２を収縮動して水中ポンプ１２の吐出口２１を下方へ向
けさせ、水中ポンプ１２を駆動することにより、水中移
動装置１は自力で上昇動する。尚、水中ポンプ１２を装
置本体５の上部に設けることにより、水中移動装置１を
自力で下降動させられるようにすることもできる。尚、
水中ポンプ１２を装置本体５の下部又は上部に２台ずつ
設け、左右で駆動力を変更させることにより、斜め上方
や斜め下方へ移動させるようにすることもできる。

【００３５】上記水中ポンプ１０ａ，１０ｂの操作によ
って水中移動装置１をその腹側４が水中の垂直な壁面２
５に対向した状態で壁面２５に近付け、図２に示すよう
に、水中移動装置１の腹側４の開口の周囲に設けられた
シールスカート２６を水中の壁面２５に当接させる。す
ると、当接されたシールスカート２６により水中移動装
置１の装置本体５内が閉空間となるので、水中ポンプ１
０ａ，１０ｂによる排水作用で装置本体５内が負圧にな
り、このとき発生する吸引力によりシールスカート２６
のフレア部２７が図３に示すように内方へ吸引されて変
形すると共に、装置本体５内部が負圧に保たれて水中移
動装置１が壁面２５に吸着される。

【００３６】ここで、上記シールスカート２６は、装置
本体５よりも広い面積を囲うようにしているため、単位
面積当りでは小さな負圧であっても、全体としては大き
な吸着力を得ることが可能となる。よって、水中ポンプ
１０ａ，１０ｂの出力を小さくでき、小型化を図ること
ができる。

【００３７】尚、吸引されて変形されたフレア部２７
は、壁面２５との間を完全に液密にシールしてしまうよ
うなものではなく、装置本体５の外から内へ流入される
漏れ水流程度の水流は通過させることが可能である。よ
って、水中ポンプ１０ａ，１０ｂは、この水流分の水量
及び負圧にするための水量を排出するように回転され
る。

【００３８】このようにして装置本体５が壁面２５に吸
着されると同時に、装置本体５の腹側４に設けられた駆
動輪１１が壁面２５に接触する。よって、この後はこの
駆動輪１１を回転させることにより、水中移動装置１は
壁面２５上を走行することができる。或いは、これに加
えて、水中ポンプ１２を駆動して下方へ噴流を発生させ
て駆動輪１１による走行を補助させるようにしても良
い。ここで、シールスカート２６によって装置本体５内
部を負圧に保たせるようにしているが、両者間の摩擦は
小さいので、上記駆動輪１１や水中ポンプ１２によって
容易に壁面２５上を走行させることができる。よって、
駆動輪用のモータ１６，１７や水中ポンプ１２を小型化
することができる。尚、駆動輪１１に代えて従動輪を取
付け、水中ポンプ１２のみにより壁面２５上を走行させ
るようにすることも可能である。

【００３９】駆動輪１１は、垂直に立った装置本体５の
腹側４の下部に設けられているため、取付け位置が重心
位置に近くなるので、壁面２５に接したときのトラクシ
ョン（駆動摩擦）が良好となる。よって、駆動輪１１の
空回りが抑制される。又、左右の駆動輪１１の回転速度
を変えることにより、水中移動装置１は壁面２５上を旋
回走行することができる。このとき、プラニメータ３８
によって壁面２５上の走行距離を検出することにより、
水中移動装置１の位置決め精度を向上させることができ
る。又、水中移動装置１の全高Ｈが低く抑えられている
ため、狭い隙間への侵入も容易にできる。

【００４０】図３に示すように壁面２５上に障害物２９
（ゴミやボルトや溶接線や貝類等）がある場合であって
も、水中移動装置１はシールスカート２６のシールリン
グ部２８の傾斜面３０によって容易に乗り越えることが
できる。このとき、柔軟性のあるシールリング部２８が
部分的に変形して多少装置本体５内外のシール性が悪化
するため外から内への吸込水流（以下漏れ水流という）
が増加するが、水中ポンプ１０ａ，１０ｂを電流値一定
に制御しているので、装置本体５内をほぼ一定の負圧に
保つことができる。即ち、電流値一定制御の場合、水中
ポンプ１０ａ，１０ｂは、漏れ水流が多くなれば負荷が
小さくなるため回転速度が速まり、漏れ水流が少なくな
れば負荷が大きくなるため回転速度が遅くなる。この結
果、装置本体５内をほぼ一定の負圧に保つことができる
のである。

【００４１】水中移動装置１による壁面２５の走行が終
了したら、水中ポンプ１０ａ，１０ｂを停止して、壁面
２５に対する吸着を解除させる。そして、必要な場合に
は、シリンダなどの吐出方向変更装置２２を伸長動させ
て、水中ポンプ１２の吐出口２１を装置本体５の腹側４
へ向け、水中ポンプ１２を駆動して噴流を腹側４へ向け
て発生させることにより、装置本体５を壁面２５から離
させる。その後、動力伝達用ケーブル３７を巻取ること
により、装置本体５を回収する。

【００４２】このように、水中ポンプ１２の吐出口２１
の向きを変更可能とすることにより、１台の水中ポンプ
１２で複数台分の機能を果させることができるようにな
る。尚、水中ポンプ１２は、装置本体５の上部にも設け
るようにしても良い。又、水中ポンプ１０ａ，１０ｂも
吐出口１４の向きを背側１９から腹側４へと変更させる
ようにしても良い。

【００４３】尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限
定されるものではなく、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。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる水中
移動装置によれば、垂直な壁面を走行可能な小型、軽量
の装置を提供することができるという優れた効果を奏し
得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す水中移動装置の部分
破断平面図である。

【図２】上記水中移動装置が壁面に吸着した状態を示す
側断面図である。

【図３】図２の部分拡大図である。

【図４】従来例を示す水中移動装置の説明図であり、
（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。

【符号の説明】

４腹側５装置本体１０ａ，１０ｂ水中ポンプ１１駆動輪（移動機構）１２水中ポンプ（移動機構）１９背側２１吐出口２５壁面２６シールスカート２８シールリング部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者笹原利彦神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地石川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリングセンター内 (72)発明者三浦雄一東京都江東区豊洲三丁目１番15号石川島播磨重工業株式会社東二テクニカルセンター内 (72)発明者甲斐勝己東京都江東区豊洲三丁目１番15号石川島播磨重工業株式会社東二テクニカルセンター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】腹側が開口された装置本体と、該装置本
体の背側に噴流を吐出可能に設けられた水中ポンプと、
上記装置本体の腹側の開口の周囲に設けられ壁面吸着時
に装置本体内部を負圧に保つべく壁面と接するシールス
カートと、装置本体を壁面に沿って移動させる移動機構
とを備えたことを特徴とする水中移動装置。
【請求項２】移動機構が駆動輪である請求項１記載の
水中移動装置。
【請求項３】移動機構が、吐出口を下方へ向けて装置
本体の下部に取付けられた水中ポンプである請求項１記
載の水中移動装置。
【請求項４】移動機構を構成する水中ポンプが、吐出
口の向きを変更可能に取付けられた請求項１記載の水中
移動装置。