JPS5869942A - 浚渫船のドラグヘツド接地圧調整方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ト９ラグサクション浚渫船におけるト９ラグ
ヘッド接地圧の調整方法とその装置に関するものである
。

従来のドラグサクション浚渫船の概要を第１図に示して
おり、ドラグサクション浚渫船は自航しながら水底土砂
を浚渫するもので、船体内、ドラグヘツ白１）、ドラグ
アーム＋２１、）ラニオン１３）、泥倉（４）、等から
なっている。ドラグアーム＋１）には、第１図に示すよ
うに、中間ジヨイント（５）を配置するのが普通で、ま
たこの場合、中間ジヨイント吊索（６１，ｙラグヘッド
吊索（７）の２点でドラグヘット９（１）を吊るのが普
通である。　　　　　−ドラグヘッド吊索（７）の端部
は、第２図に示すよ・うにドラグヘッドウインチ（８）
に繋いであるが、他の端部はスェルコンインセータ（９
）を介して船体（Ａ）［ｉｌ定しである。このスェルコ
ンインセータ（９）は、船体の動揺および海底地形の凸
凹に適応してドラグヘッドＣ１１が海底と所定の圧力で
常に接触するよ５に＆けられている。スェルコンはンセ
−１＜９ｍ、圧縮空気式、油圧式のものが普通であり、
その構成は、第３図のとおり、蓄圧式の密閉タンクｔ１
・と往復動のシリンダ（１３よりなり、作動原理は、密
閉タンク帥内に油α邊が入っており、その油はシリンダ
ＯＪＫ通じている。密閉タンクＯＩ内の圧気室０υに圧
縮空気を適量送り込み、コツクロ［有］を閉じるとスェ
ルコンペンセータ（９）は作動状態になる。即ち、船体
（支）が動揺したり、水底が起伏して、ドラグアーム吊
索（７）の張力が減少する傾向になると、前記圧縮空気
が膨張して、油員がシリンダ（１３内に送り込まれ、シ
ープ（１４）が上昇し、該吊索（７）の張力が極端に減
少するのを防止する。また、逆に水底が急に深くなった
りしたときには該吊索（７）の張力が増大する傾向にな
るが、この張力は、シープＩ、油ａｚを介し最終的には
圧縮空気に伝わり、密閉タンクｔＩＱ内の圧縮空気がさ
らに圧縮されることにより、シーズａ４が下へ移動し、
咳吊索（７）の極端な張力増加を防止することができる
。

蓄圧式の密閉タンク（１（ｌ内の圧縮空気の初期設定圧
は、ドラグヘッドｉｌｌの接地圧が適切な値になるよう
に選定される。ドラグヘツ）’（１１の接地圧は、該圧
縮空気の圧力を変えることによって、調整することがで
きる。なお、ここでドラグヘッド接地圧と称しているも
のは、次のような定義によるものである。即ち、ドラグ
アーム１２）、ドラグヘット９（１）はかドラグアーム
に属するものの合計水中重量のうち、ドラダヘッドロ）
の位置における成分をＷＯとすると、船体囚の対水、対
地速度がゼロのとき、Ｗｏ＝Ｗａ＋ＷＢ　　　　　　　
　−−−−−ｉｌｌここで 対地速度：船体（８）と海底との相対速度対水速度：船
体体）と海水との相対速度Ｗ３；ドラグヘッド吊索（７
）が負担する荷ｌＷＢニドラグヘット１（１）接地部の
水底反力が成り立つ。前記の力のうち、Ｗｓにスェルコ
ンはンセータ（９）の圧縮空気の圧力によって決まる荷
重である。ＷＯを一定とするとＷｓを変えることによっ
てＷ８も変化する。このＷｓをドラグヘッド（１）の底
面積で除したものが接地圧と称しているものである。こ
の接地圧の大きさには適切な範囲があり、太き過ぎても
小さ過ぎても浚ま性能、即ち揚泥性能が低下する。そこ
で適切な接地圧にするためのＷｓを（１）式から求め、
スェルコンインセータ（９）の圧縮空気の圧力をセット
しているのである。なお、この圧力セット作業は、原理
的に百えばスェルコンペンセータ（９）内より空気や油
が洩れない限り１度行なうだけでよく、通常、始業時に
セットして、コックａシを閉じた後は書ｇ！Ｍすること
は殆んどない。

従来のドラグサクション浚渫船による浚渫は前記のよう
に行なわれているが、次のような欠点がある。

即ち、船体囚の対水速度がゼロでない場合には、ト０ラ
グアーム（２）Ｋ水力（第４図のＦ）が作用し、これは
ドラグアーム（２）を上方に押し上げようとする作用を
行う。即ち、 Ｗｌ＝ＷＯ−Ｗｓ−Ｆ７３　　　　　−−−−−（２１
ここで Ｆ　ｑ　３　：水力による上向き力（ドラダヘッドの位
置における値） （２）式のような関係になり、（１１式で適切なＷｓに
なるようスェルコンインセータ（９）の密閉タンクαω
内の空気圧を調整してＷｓをセットしても、Ｆｖが作用
するためＷｓが減少し、適切なドラグヘッド（１１接地
圧よりも小さな接地圧となり、浚渫性能が低下する。船
体（３）の速度には、対地速度と対水速度とがあるが、
とのＦｖは対水速度に左右される。

従って、対地速度が一定でも、対水速度が異る場合、例
えば河口や潮流のある場所で往復浚渫を行なう場合など
は、真の接地圧が大きく変化している。以上からく来の
方法、即ち、ドラグアーム（１）に作用する流体力（水
力）を無視して接地圧を決める方法では、実際には接地
圧は期待する値より小さくなり浚渫性能が低下すること
が分る。また、仮に流体力を考慮したとして、も、流体
力は時々刻々変化する性質のものであるため、従来のス
ェルコンペンセータのように始業時に圧力をセット（固
定する方法で番ｔ、接地圧が常に変化し、浚渫性能に悪
影響を与えることになる− 本発明は、従来のドラダサクション浚渫船による浚渫に
おける前記したような欠点を解消するにあり、液体を媒
体とする圧縮気体の体積変化によって、ドラダアーム吊
索に加わる張力を制御し、ドラダヘッドの一接地圧を調
整する方法において、船体の対水速度によって前記圧縮
気体の圧力を制御し、対水速度に応じてｒラグヘッドの
接地圧を調整する浚渫船のドラグヘッド接地圧調整方法
、および、適量の液体を注入して上部な圧気室とした密
閉タンクとドラグアーム吊索な吊架した往復動シリンダ
との下部を連設して内部液体を流通せしめ、密閉タンク
の前記圧気室に圧力調整装置を設け、該圧力調整装置を
制御する対水速度検出用のセンサを船底あるいはｒラダ
アームに配設した浚渫船のドラグヘッド接地圧調整装置
に物像を有するものであって、その目的とする処は、浚
渫船の対水速度が変化しても、その変化に応じてドラグ
ヘッドの接地圧が常に適切に制御される浚渫船のト９ラ
グヘッド接地圧調整方法およびその装置を供する点にあ
る。

本発明は、前記した構成になっており、液体を媒体とす
る圧−給気体によって、ドラグアーム吊索に加わる張力
が制御され、ト１ラグヘッドの接地圧が自動調整される
とともに、さらに、船体の対水速度によって前記の圧縮
気体の圧力が制御きれ、対水速度に応じてドラグヘッド
の接地圧が一定に自動調整されるため、対水速度の変化
に伴なう即ちドラグヘット９側に加わる水圧の変化に伴
なうドラグヘッドの接地圧の変動が解消され、ドラグヘ
ットが常に最適な一定の接地圧にて作動し、常に最良な
浚渫機能を発揮して浚渫作業が著しく向上される。

さらに、本発明においては、対水速度検出用のセンサを
船底あるいはドラグアームに配設して、水中にて直接に
対水速度を検出するようにしているため、水中の没渫装
置即ちドラグアームの近辺にて対水速度を正確に検知で
き、かつ、その検知結果に基づき密閉タンクに設けた圧
力調整装置を制御するようにしているため、刻々変化す
る対水速度を正確に把握し、かつ圧縮気体の圧力が即応
した状態に制御され、ト９ラグヘツＹの接地圧が対水速
度の変化に応じた最適状態に調整される。

以下、本発明の方法および装置の実施例を図示を参照し
て説明する。

本発明の一実施例を第５図に示しており、この実施例は
、従来装置において、船底に対水速度検出用のセンサｔ
ｉ稀を設けて対水速度を検出し、その信号を演算器ｌへ
送るようＫなっており、一方、スェルコンインセータ（
９）の方には、蓄圧式の密閉タンクａ・へ圧縮空気を送
る配管ａηに、密閉タンクＱｌの上部に形成された圧気
室ａυ内の圧縮空気の圧力を調整する圧力調整装置即ち
レギユレーターを増設している。このレギュレータａｅ
ハ、対水速度検出用のセンサ０飄演算器翰から送られる
電気信号翰によって圧嶽室αυ内の空気圧を制御するこ
とができる構造のものである。

なお、Ｉ示はしていないが、スェルコンベンセータ圧力
調ＩＩＫ必要な空気量が膨大となってレギュレータ（ｌ
１９が大きくなり過ぎる場合は、レギュレータとボリュ
ームブースターを組み合わせたものを、レギュレータＯ
ｅの位置に配置しても良（、圧縮空気配管０ηは船体の
圧縮空気源に連結されており、浚渫作業中は、コックａ
９を開いておくようになっている。

よって、この装置は、適量の液体Ｑｌを注入して上部を
圧気室０υとした密閉タンク（ＩＩとト９ラグアーム吊
索（７）をシープ０４）にて吊架した往復動シリンダＱ
３との下部を連設して内部液体ｆｉｚを流通せしめ、密
閉タンク（１ＣＩの圧気室０１）に圧力調整装置即ちレ
ギュレータＯｅを併設し、該レギュレータ（ｌ［９を、
船底に配設した対水速度検出用のセンサα８（ドラグア
ーム２に配設することもできる）と、演算器０とｋより
信号（イ）にて制御する構造になっており、また、液体
α２を媒体とする圧気室θυ内の圧縮気体の体積変化に
よって、ドラグアーム吊索（７）に加わる張力を制御し
、ドラグヘッド（１）の接地圧を調整するとともに、船
体（８）の対水速度によって前記圧縮一体の圧力をし一
ユレータａのにより制御し、対水速度に応じてドラグヘ
ッド（ＩＩの接地圧を調整することができる。

本発明の方法および装置の実施例は、前記したようにな
っており、次にその作用、効果について説明する。

いま使用するドラグヘツｖ（１）に適切な接地圧をｐｔ
７−　とし、ドラグヘッドの底面積をＡＤｍｔとすると
、必要な接地荷ＸＷｓは １ｉｓ＝ｐ−ムｐ（ｔｏｎ） と定めることができる。従って、スェルコンインセータ
（９）の圧力Ｗ３が。

Ｗ３＝Ｗ＠−Ｗｌ−Ｆｖ＄　　　　　　−−−−−１３
１ここで、Ｆｖ３　　はドラグヘッドの位置における流
体による上向き力となるように設定すれば良い。

このうち、Ｎｏは一定で、Ｗｓを適切な荷重に固定する
と、Ｆｖ３　　が変化するときはＷｓも変化させる必要
があり、Ｆｖ、　　は、ドラダアーム（２）に作用する
流体力（第４図のＦ）から計算することができるので、
流体疏水力）Ｆが判ればＦｖ３　も計算することができ
る。Ｆは対水速度とドラダアームの投影面積が判ってお
れば計算することがｔきる。従って、対水速度検出用の
センサ員で検出された信号は、演算器ａ９へ行き、対水
速度が求められる。対水速度が求まると、この演算器α
優において、（流体加水力）Ｆを計算し、次にその揚力
成分Ｆｙｓ　　を計算する。Ｆｖ３　　が判明したら次
に（３）式よりＷｓを求める。蝦後にＷｓにするために
必要ナスエルコンベンセータ（９）の気圧を演算し、そ
の圧力調整を達成するための信号をレギュレーｐａｅへ
送る。レギュレータａＱは制御信号−が演算器Ｑｌから
伝達されると、蓄圧式の密閉タンクｔＩＩ内の気圧を演
算器りに調整し、ドラグアーム吊索（７）が負担する荷
重Ｗ３を（３１式で求めた値にする。従って、終局接地
圧が常に適切に保たれることＫなり、最良の接地圧で最
良の浚渫性能を保ちながら浚渫作業を遂行できることに
なる。

以上は電気信号によりしンユレータＱ６）を作動させる
例であったが、本発明はこの例のみに限定塔れるもので
はなく、機械的にレギュレータＯｅを作動させることも
可能である。その１例を示すと、第６図のようになる。

第６図の実施例は、ロッド＠を出し入れすることＫよっ
て圧力を調整することのできるレギュレータαｅのロッ
ド＠の先端に受圧板ｃｌＤをとりつけ、その受圧ｓｅａ
がバネ（ハ）で支持されているものを船外にとりつけて
使用する例である。なお、この場合も、第５図の場合と
同様に、図示はしていないが、スェルコンインセータ（
９）の圧力調整に多量ノ圧縮空気を要し、レギュレータ
が大型となる場合ハ、レギュレータとボリュームブース
タとを組み合わせて、小型のレギュレータを使用するこ
とができる。

さて、バネ（ハ）に支持された受圧板ｃ！ｕｔｔａツド
（ハ）の先端につけたレギュレータａｅを船外に取着け
た場合、船体囚が水に対して進んでいるときには、受圧
板ｃｌＩ）に流体力が作用する。受圧板３１１はバネで
支持されているので、受圧板Ｃ！υに作用する流体力□
とバネ（ハ）のバネ常数とで定まる長さだけロッド■は
レギュレータαｅ内へ押し込まれ、密閉タンクｔ１・内
の圧縮空気の圧力を高くする。逆に船体因の対水速度が
小さくなるζ受圧板３１に作用する流体力が減少し、バ
ネ（ハ）によってロッド（２）がレギュレータ佃から引
き抜かれ、圧縮空気の圧力が低くなる。

このよ５１Ｃ，第６図の例では、船体囚の対水速度の大
小によって生じる流体力の大小で直接レギュレータａｓ
を駆ｍしスェルコンはンセータ（９）の圧力を調整し、
最終的に対水速度の如伺Ｋかかわらず、ドラグヘッド（
１）の接地圧を一定に保つことが可能であ′る。

なお、第６−のように受圧板３１１をバネのの□みで支
持したどきに１圧力変動が激しすぎる場合は、早７図の
ようにダンパー＠をノＺネと並列に配置しても良い。第
７−のようＫすると、バネ常数、ダンパーの係数を適切
に選ぶことによって、短周期の流体力変動を無視し、か
つ、ドラグヘッｒｍの接地圧、を一定に保つことができ
る。

以上本発明を実施例について説明したが、勿論本発明は
このような実施例にだけ局限されるものではな（、本発
明の精神を逸脱しない範囲内で穐々の設計の改変を施し
うるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のドラグサクション浚渫船の概要図、第２
図は１１１図のドラグヘツＰ吊索の配設図、第３図は第
２図のスェルコンインセータの概要−、第４図はドラダ
アームに作用する力の模式図、第５図は本発明の実施例
を示す概要図、第６図は本発明の他の実施例を示す機械
的制御機構図、第７図ｋｔ＠６図の変形例図である。 １ニドラダヘツド　２ニドラグアーム　７：ドラダヘツ
ド吊１１ｆ９ニスエルコンインセータ１０：密閉タンク
　１１：圧気室　１２：液体１３：往復動シリンダ　１
６：圧力調整装置（レギユレータ）　１８：対水速度検
出用のセンナ１９：演算器−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１）　　液体を媒体とする圧縮気体の体積変化によっ
   て、ドラグアーム吊索−加わる張力を制御し、ドラグヘ
   ッドの接地圧を調整する方法において、船体の対水速度
   によって前記圧縮気体の圧力を制御し、対水速度に応じ
   てドラグヘッドの接地圧を調１ｉすることに％黴を有す
   る浚渫船のドラグヘッド接地圧調整方法。 （２）適量の液体を注入して上部な圧気室とした密閉タ
   ンクとドラグアーム吊索な吊架した往復動シリンダとの
   下部を連設して内部液・体を流通せしめ、密閉タンクの
   前記圧気室に圧力調整装置を設け、賦圧力調整装置を制
   御する対水速度検出用のセンサを船底あるいはドラダア
   ームに配、般したことを特徴とする特許請求の範囲一１
   に記載の方法に使用する浚渫船のドラ！ヘッド接地圧調
   整装置。