JPS5847532B2 - ミゾホリキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水底にパイプライン、ケーブル若しくはこれ
らと同等のものを埋設するためのみそを掘削するみぞ掘
機に関するものである。

この種のタイプのみぞ掘機は多数知られている。

しかし、最近は深いみそを掘削するために水面上の曳船
を用いて牽引する必要が々〈、それ自身推進装置をもつ
みぞ掘機が考慮されるようになった。

この場合、動力供給は電線を通して水底のみぞ掘機に行
なわなければならず、そこで電力は電動モータによって
機械的エネルギーに変換され、この電動モータの運動は
液圧ボンプ及び液圧モータによって推進みぞ掘装置に伝
達される。

各種のポンプ並びにモータを装備するため、みぞ掘機は
かなりの重量になる。

１た、大深度用みぞ掘機には、掘削されるべき塊を機械
的に粉砕するユニットを採用する必要がある。

何故なら、そうし々いと非常に大きな動力が必要となる
からである。

機械的粉砕手段により粉砕され水と混合した土塊は吸引
によって除去することができる。

ほぐされた土塊の吸引除去を行うこのようなみぞ掘ユニ
ットは、例えばオランダ特許出願第６７０１６６５号及
び第６８１６３２５号、米国特許第３７３２７００号、
３４２９１３２号及び３７１７００３号明細書に示され
ており、最初に述べたオランダ特許出願及び最後に述べ
た２つの米国特許明細書にかいては機械枠はパイプライ
ン寸たはケーブル上を案内されてかり、且つこれらに係
合した状態でパイプラインなどに沿って駆動され、前記
機械枠はパイプラインの表面に係合するための従動案内
ローラを有していることが開示されている。

本発明は、車輪やベルト等を有しパイプラインの１わり
に揺動し且つ前記車輪などを介してパイプラインに係合
し、パイプラインに沿って自走する台車と、みぞ掘ユニ
ットと、該ユニットの駆動装置と、水面から機械へ電流
を供給するケーブルと、機械重量の大部分を支持する浮
力タンクとを備えたみぞ掘機を対象とするものである。

本発明の目的は、水底で非常に少ないスペースしか必要
としない上記タイプのみぞ掘機の操縦性を向上し、みぞ
掘ユニットのカツタヘッドがパイプライン等に対して多
くの異なった位置をもつように調整できる機械を提供す
ることにあり、この目的は、埋設すべきパイプラインを
四方から挾持する車輪およびベルト等を介して前記パイ
プラインのまわシに揺動可能に且つパイプラインに沿っ
て自走可能に構成した台車と、みぞ掘ユニットと該みぞ
掘ユニットを駆動する装置と、水面から電力を供給する
ケーブルと、前記台車上方の両測部に配置され機械重量
の大部分を支持し、さらに注排水可能に構成した複数の
浮力タンクとを備え、前記みぞ掘ユニットが前記浮力タ
ンクを含み台車を除く非自走部分に固定され、該非自走
部分が前記台車を垂直運動させるように支持したみぞ掘
機によって達成される。

かくして、水底に支持されることなく、みぞ掘作業中に
機械の受ける路がパイプラインなどに伝達される機械が
得られる。

この機械はパイプラインに非常に緊密に追従するが、し
かしながらパイプラインに対し必要な運動の自由度を有
しているため、所望のみぞ掘軌道を得ることができる。

例えば、みぞ掘作業中に予期しない障害物に遭遇した場
合には、機械をパイプラインに沿ってある距離逆方向に
駆動し、続いて前進させると共に、徐徐に機械をｆｌｉ
ＨＡさせていくぶん迂回した軌道を掘削し難所を通過す
ることができる。

機械の傾きは浮力タンクによって調節され、機械の大き
な慣性質量は傾動時の反力を吸収し、パイプラインの１
わりの回動動作に制約を受けることなく、むしろ安定し
た傾動位置を維持することができる。

浮力タンクは、機械のほぼ全重量をその浮力によって支
持し、台車を介してパイプラインに作用する力が小さく
なるように構成されている。

機械的な装置はすべて機械上に取付けられてち・り、そ
のため機械はかなりの重量をもつにもかかわらずパイプ
ラインにこの重量を負荷させぬようになっている。

これによりパイプラインの強度は、カッタヘッドからの
力及びみぞ掘作業中に機械の受ける他の力を吸収するた
めに使われることになる。

同時に、この機械はパイプラインに沿って、筐た自由な
スパンでうなって延びているパイプラインの長さ方向に
自走することができる。

機械をパイプラインのみそで支持し水底で支持しないこ
とは、機械がパイプライン測面の水底に非常に狭い空間
しか要求しないこと、すなわちパイプラインの飼面にご
く限られた自由空間しか利用できない不均一な水底で使
用することができることを意味する。

みぞ掘ユニットは、スラツジ吸入導管を設けたカツタヘ
ッドと、カッタヘッド用液圧モータと、吸入管及び出口
管を設けたスラツジポンプと、スラツシホンフ駆動用電
動モータとを備えている。

さらに、液圧モータ駆動用電動モータとを有し、要すれ
ば水底のパイプライン上に位置させる際機械の姿勢を調
整する装置を取り付けてもよい。

本発明のその他の特長ふ・よび目的は、本発明の実施例
を図示する図面を参照した以下の説明から明らかになる
のであろう。

図示のみぞ掘機は、同心状にスラツジ吸入導管２を設け
たカツタヘッド１と、吸入管４及び出口管５を設けたス
ラツジポンプ３と、スラッジポンプ３駆動用電動モータ
６と、カツタヘッド１駆動用ギヤ機構８を含む液圧モー
タ７と、液圧モータ７に水力的な圧力流体を供給するた
めの液圧ポンプ９と、ポンプ９を１駆動するための電動
モータ１０とを備えている。

これらすべての構成要素は相互に結合されて堅固な結合
構造体を形成し、この構造体は、さらにカッタヘッド１
の測万に配置した２つの垂直案内シリンダ１１と、カツ
ダヘッド１及び２つの案内シリンダ１１の夫々の劇方に
対をなして配置した４つの浮力兼バラストタンク１２と
を備えている。

そして垂直案内シリンダ１１は、垂直案内シリンダ１１
の各々にはめ込み式に挿入した２つの直立柱１４を有す
る台車１３と上述の構成要素間の相対垂直運動を可能に
する。

直立柱１４と垂直案内シリンダ１１はポンプ９からの圧
力流体によって機械の残余部分に対して台車１３を相対
的に運動させる複動液圧シリンダとして設計してもよい
。

台車１３は、垂直回転軸を有する一対の車輪１６．１７
を両端に担持する細長いビーム１５で構成される。

車輪１６．１７はＶ型断面を有し、各対の車輪は埋設さ
れるべき、且つそれに沿ってみぞ掘機を移動させるべき
パイプライン１８の１わりに相互に向き合って押圧され
ている。

カッタヘッド１に隣接するパイプライン１８の片測の車
輪１６は台車１３に固定され、一万、車輪１７は液圧シ
リンダ１９によって調節が可能である。

このシリンダ１９は車輪１７をパイプライン１８に対し
て一定の力で押圧する。

この力はいくぶん不均一であってもよい。

さらに、シリンダ１９は台車１３がパイプライン１８上
に着座できるように各対の車輪毎に相互の間隔を拡げる
ことを可能にしている。

各車輪は■型断面を有し、若しくはむしろ夫々が切頭円
錐の形をした２つの部分から成っているので、各車輪は
パイプラインに２点で接触する。

各車輪にはパイプラインとの係合をよくするためにゴム
１たはプラスチック製の被覆が設けられている。

さらに、各車輪には各自固有の液圧モータ２０が設けら
れてあ・り、この液圧モータ２０の当該車輪に同心軸的
に連結され、ポンプ９からの圧力流体によって駆動され
る。

各対の車輪は車輪の下端にパイプライン１８に向って延
びる幅狭な長孔を設けたすき型シールド２１によって包
囲されている。

加圧水をこのシールド２１内に供給して長孔から外側方
向に噴出して水流を形成し車輪とパイプラインの接触面
を清浄に保つようにすることができる。

シールド２１のすき型形状によ９台車１３は半ば埋設さ
れたパイプライン１８に沿ってほぐされた土塊を容易に
突き破ることができる。

シリンダ１９Ｋ．よって与えられる車輪１６，１７あ・
よびパイプライン１８間の締着力は機械をパイプライン
１８上に保持し、機械に働く力をすべてパイプライン１
８に伝達する一方、同時に台車１３に従ってみぞ掘機を
パイプラインに沿って駆動するのに必要な牽引力を得る
ように車輪あ・よびパイプライン間に摩擦を生じる。

液圧モータ２０は可逆であるので、機械はパイプライン
上を前後方向に走行することができる。

浮力兼ハラストタンク１２はいくらかのバラスト水を収
容しているが、残余の気相部分の容積はパイプライン１
８に機械の重量を負荷しないように必要な浮力を発生す
る。

バラスト水の量、すなわち浮力は周囲の水をタンク内に
注排水することによって調節される。

なあ・、この注排水を容易にし且つタンクの構造を簡略
化するため、機械の使用深度圧力にほほ相当する内圧を
タンクに加え、タンク相互間で注排水すると好都合であ
る。

気体体積の浮心は機械及びバラスト水の重心より上方に
あるので、水中での機械の姿勢は安定している。

台車１３がパイプライン１８の１わりに回転できること
は既に述べたとあ・りであるが、車輪１６，１７はパイ
プライン１８上に安全に締着されていなければならない
ので、台車１３がパイプライン１８の１わりに回転する
ときは、各車輪１６．１７がパイプライン１８の外周を
ころがらなければならない。

これは台車１３が同時にパイプライン１８Ｋ沿って移動
すると、車輪１６．１７はパイプライン１８上を螺旋状
に移動することを意味する。

パイプライン１８の１わりに機械を回転させるので必要
なモーメントはバラストタンク間でバラスト水を注排水
することによって行われる。

この操作中バラストの量は一定の１″！！であり、バラ
ストタンクの圧力変化による変形が全浮力にいくぶん影
響するかも知れないが、その変化は取るに足らない。

注排水されたバラストの量は別として得られたモーメン
トはタンク間距離に依存し、機械の揺動は機械の重心よ
り上方にあるタンク高さに依存する。

図面に示してないが機械内でバラストを横に移動させる
と垂直線に対して両測に約３０°機械を傾動させること
ができる。

台車がパイプライン上に締着されているとき機械はパイ
プライン軸線を通る垂直面内で傾動することができない
。

しかし、バラストを前万１たは後方に移動することによ
り図示の機械の台車はパイプラインを含む垂直面内に約
８００００Ｎｍ（ニュートンメーク）のモーメントを発
生する。

機械がパイプラインに締着されていないとき、台車は台
車の縦軸に垂直な平面内の両方向に最大２０°調節する
ことができる。

従って機械をパイプラインに載置する前に台車をパイプ
ラインに平行に調整することができる。

機械を横方向に頌動させるとパイプライン１８に対して
種々の位置でみそを掘削できる。

カツタヘッド１はパイプライン１８の横に位置している
ので、機械を勝手反対に取り付けることによりパイプラ
イン１８の反対飼にもみぞを掘ることができる。

選定されたみその軌道で障害物に遭遇した場合は、機械
をパイプラインに沿って一定距離後退させ、その後機械
を再び前進させる一万、同時にみぞ掘ユニットをパイプ
ラインの１わりに揺動させ、カツタヘッドがいくぶん迂
回した軌道ＩＣ沿って移動するようにすることができる
。

図示の実施例はもちろん種々の変更を加えることができ
る。

例えば、台車１３は４つより多い車輪をもつこともでき
るし、或いはベルトを設けることもできる。

さらに、台車１３と機械の残余部分との間の相対垂直運
動を行わせるため、機械に対する相対的な台車１３のね
じれを同時に阻止する他の案内移動機構を設けてもよく
、一例として２つの垂直案内シリンダ１１の代りに案内
溝を有する単一の柱を使用してもよい。

さらに、・駆動機構、例えば２つのトグルジョイントを
パイプライン、軸線を通る垂直平面に配置した装置を用
いて台車１３を垂直運動させることもできる。

カツタヘッド１を垂直方向に移動させる理由は、第一に
カツタヘッド１が不適当に下方に突出せず、そのため台
車１３がパイプライン１８上に着座する際邪魔にならぬ
ようにするためであり、第二に台車１３をパイプライン
１８に締着した状態でみそを掘削するためカツタ１を下
方に突出させるためである。

機械は母船から水面に下ろされる。

機械は一定の力を与えるウインチの装荷ワイヤで懸垂さ
れ水中に下降させられる。

この操作中電線ドラムを有する図示しないブイを、符号
３０で概念的に示され且つ機械の上端に設けたドッキン
グポートに取り付けても・ク（第１図）。

約５０ｍの深さに下降した後ドライブイを解放しこの深
さに留１らせてもよいが、機械を水底１でケーブルを巻
かずにさらに下降させてもよい。

下降操作中機械の姿勢は台車１３の各端に設けた一対の
スラスターによって調節することができる。

各対のスラスターは相互に９０°の角度を形成し且つ垂
直面に対し夫々が４５°の角度を形成するように取り付
けるのがよい。

機械が水底に近づいたとき、機械はパイプライン１８の
上方に位置してあ・り、台車１３は機械の残余部分に対
して相対的に低い位置にある。

車輪１７が車輪１６から引き離されパイプライン１８を
受け入れるために開放される。

台車１３が所要位置にくるとパイプライン１８に締着さ
れる。

こ＼でカツタヘッド１とスラッジポンプ３が始動し、台
車１３を機械内にひっこめると、カッタヘッド１が下方
に突出し、水底を掘削する。

台車推進装置がスタートしパイプライン１８の傍にみそ
が掘られる。

特にみその最初の部分を掘削する際、パイプラインの真
下をパイプラインがみその中に落下する１で掘り取るの
が有利である。

これは上述のように機械を横に傾動させることによって
達成される。

機械は母船の操縦台から制御される。

この位置カラカッタヘッドに作用する負荷、ポンプ及び
車輪機構が最適状態になるように監視される。

運転中機械には小さい正の浮力が与えられる。

スラッジポンプから吐出された土塊は機械の測方に１た
は後方にみそを埋めるために置いておかれる。

緊急の場合、蓄積した油圧を用いて車輪係合機構を解放
し、機械をパイプライン１８から離脱させるようにして
もよい。

油圧系統が故障した場合車輪の係合機構を解放するため
に簡単な手動調節ハンドルを設け、小型潜水艇からこの
ハンドルを操作するようにしてもよい。

機械を上昇する際はケーフルを巻き取り、ブイを機械に
ドックし、次いで母船にたぐり寄せる。

ケーブルブイは、電動モータに電流を供給する電線に適
度の緊張力を与え且つこれを案内する。

なア・、ケーブル３１の一部を第１図に示す。

しかし、このような形式のケーブルブイは不可欠のもの
ではなく、ケーブルドラムを母船に配置してもよい。

この場合、ケーブルは自由に母船から機械へ、あるいは
その中間位置に設けたケーブルブイすなわち通常の標流
ブイに懸荷してもよく、要するにケーブルが不適当な応
力を受けないようにケーブルの重量を支持する浮力要素
を設ければよい。

さらに、機械を水面に下ろしたのち、直ちに装荷ワイヤ
から過放するようにしてもよい。

というのは機械には標流するのに十分な浮力を与えるこ
とができるからである。

この場合、機械の上下動は浮力の調節、すなわち浮力兼
バラストタンク１２内のバラスト量の調節によって行う
ことができる。

上述のスラスターに加えて機械に車輪１６．１７を，駆
動するためのもつと小さい電動モータかよび位置決め監
視用の電子装置（いずれも図示せず）を設けることがで
きる。

１た、充分な圧油の供給を保証するためすべての液圧モ
ータ１たはシリンダに対し図示しない油圧蓄勢器を設け
てもよい。

本発明の実施態様を示せば次の通りである。

（１）浮力タンク相互間にバラストを注排水するための
ポンプを備えている特許請求の範囲に記載のみぞ掘機。

（２）台車が機械にはめ込み式に案内される２つの垂直
柱を備えている特許請求の範囲、又は前記第１項に記載
のみぞ掘機。

（３）みぞ掘ユニットはスラッジ吸入導管を設けたカツ
タヘッドと、カツタヘッド用液圧モータと、吸入管及び
出口管を設けたスラツジポンプと、スラツジポンプ１駆
動用電動モータとを備えている特許請求の範囲、前記第
１項、又は前記第２項に記載のみぞ掘機。

（４）機械が液圧ポンプを１駆動するための電動モータ
及び必要に応じ機械の姿勢を安定化し、調節するための
装置を備えている特許請求の範囲、前記第１項乃至第３
項の何れかに記載のみぞ掘機。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のみぞ掘機の一部断面測面図、第２図は
その平面図、第３図はその端而図である。 １・・・カツタヘッド、３・・・スラツジポンプ、６・
・・電動モータ、７・・・液圧モータ、９・・・液圧ポ
ンプ、１１・・・垂直案内シリンダ、１２・・・浮力兼
バラストタンク、１３・・・台車、１４・・・垂直柱、
１５・・・ビーム，１６．１７・・・車輪、１８・・・
パイプライン、１９・・・液圧シリンダ、２０・・・液
圧モータ、３１・・・ケーフル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 埋設すべきパイプラインを叫方から挾持する車輪か
   よびベルト等を介して前記パイプラインの１わりに揺動
   可能に且つパイプラインに沿って自走可能に構成した台
   車と、みぞ掘ユニットと、該みぞ掘ユニットを，駆動す
   る装置と、水面から電力を供給するケーブルと、前記台
   車上方の両叫部に配置され機械重量の大部分を支持し、
   さらに注排水可能に構成した複数の浮力タンクとを備え
   、前記みぞ掘ユニットが前記浮力タンクを含み台車を除
   く非自走部分に固定され、該非自走部分が前記台車を垂
   直運動させるように支持したことを特徴とするみぞ掘機
   。