JPS6250790B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内破により流体の中で音響波を発生
させる装置に関する。本発明装置は、とくに水中
地震探鉱に使用される地震波を発生するのに好適
に使用されるものである。シリンダーと、水と恆
常的に接触する壁面を有するピストンとから成る
装置を用いて流体の中で内破により音響波を発生
させることはすでに公知のことである。ピストン
は、シリンダー内部を液体の媒体から遮断した状
態でシリンダーの中に最大限はいり込んだ位置
（ひつこんだ位置）からシリンダーから外に向か
つて最大限張りだした位置（間隔をあけて離れた
位置）までシリンダーの中で摺動するようにされ
ている。ピストンはまた、ピストンと間欠的に接
触して、該ピストンを間隔をあけて離れた位置ま
で動かすようにされた可動部材を備えている。可
動部材の２つの背中あわせの壁面に等しくない圧
力を作用させるため圧力手段が使用されている。
さらに、間隔をあけて離れた位置でピストンをロ
ツクするため間欠的に作用するロツク装置が使用
されている。圧力手段は、高圧の油圧源と、低圧
の圧油容器と、可動部材の２つの側面の間に圧力
差を作つて、シリンダーの外側に向かつてピスト
ンを駆動するような方向にピストンを摺動させ、
しかるのちピストンが間隔をあけて離れた位置に
保持されると、ピストンをひつこませる反対の方
向にピストンを摺動させる圧油分配器とより成る
油圧システムを備えている。このような装置は、
米国特許3997022号明細書に記載されている。こ
の装置においては間隔をあけて離れた位置に向か
うピストンの移動に対抗する静水圧が作用する深
さが深くなければなるほど圧力が大きくなる加圧
流体を発生する強力な原動機手段を使用すること
が必要である。原動機手段は水面を走行する船に
設置されることが好ましい。とくに、船から比較
的離れたところに沈漬された状態で伝達装置が曳
航されるような場合、圧油を供給するパイプをで
きるだけ長くすることが必要となる。

しかして、本発明は、加圧流体を発生する原動
機手段を使用しないで済ませ得ることと非常に長
い供給パイプの必要を避けることを可能ならしめ
ようとするものである。

本発明は、可動部材の少なくともピストンから
遠い方の壁面の面積は周囲の流体に常時接触して
いるピストンの第１の端壁の面積よりも大きく、
圧力手段は異なつた圧力の少なくとも２つの圧力
源を有し、そのうちの第１の圧力源の圧力が周囲
の流体の圧力であることを特徴とするものであ
る。

間欠的なロツク手段は、ピストンと一体に作ら
れたバルブ手段に等しくない圧力を作用させる流
体制御システムより構成することができる。圧力
手段と流体制御システムは、周囲の流体または該
周囲の流体と圧力平衡状態にある補助流体または
前記両流体を組み合わせたものより成る第１の圧
力源と、周囲の流体または補助流体の圧力より低
い圧力がゆきわたつている貯蔵器により構成され
た第２の圧力源とより成るものである。

上述の配置構成によれば、装置を沈漬した深さ
あるいは曳航する船からの距離にかかわりなく本
装置の近傍に圧力手段を配置することができる。

本発明のその他の特長は、本発明の実施例を図
解した添付図面を参照して記述された以下の説明
より明らかである。

さて、第１図より第３図までを参照すれば、本
発明装置は、第１のチヤンバーまたはへこみ２を
備えた包囲体１より成る。開口４を備えたプレー
ト３が包囲体１の壁に固定されている。プレート
３は、包囲体の壁にねじ込まれていて、多かれ少
なかれ包囲体の中に押し込まれていることが好ま
しい。包囲体１の内部隔壁６の開口に接して案内
されているピストン５は、実質的に液密状態を維
持しながらプレート３の開口４を通つて摺動する
ようにされている。ピストン５は、外部媒体の圧
力をうける端壁７を備えている。該端壁７と背中
合わせの端壁８は少なくとも部分的に水が満たさ
れたへこみを備えている。

包囲体１は、第１の隔壁６よりもプレート３か
ら離れたところに第２の隔壁９を有し、開口１０
を備えており、可動部材またプツシユ部材１２の
突出要素１１が実質的に液密状態を維持しながら
摺動するようにされている。前記可動部材１２
は、突出要素１１の直径より大きい直径と、外部
媒体と接触するピストンの壁面７より大きい断面
積を有するヘツド１３を備えている。プツシユ部
材のヘツド１３は、包囲体１の外壁と内側隔壁９
により限定された第２の円筒状チヤンバーの中で
実質的に液密状態を維持しながら摺動するように
されている。プツシユ部材は、内側の空所１４を
備えている。プツシユ部材１２の壁を貫通して流
路１５が設けられており、これによりヘツド１３
と隔壁９との間に形成されたチヤンバー部分１９
と空所１４との間に連絡が形成されている。プツ
シユ部材のヘツド１３を貫通した開口１６が設け
られている。包囲体１の端壁４５と一体に取り付
けられたチユーブ１７は、穴１６の中で液密状態
を維持しながら摺動し、突出要素１１の空所１４
の中に開口している。

チヤンバー１９の外壁４５を通つて開口が設け
られている。

第１のチヤンバーまたは空所２の内側に配設さ
れたピストン部分５は、その外周部にバルブ２０
を備えており、しかして、該バルブ２０は、プレ
ート３に面した第１の接触面２１と該第１の接触
面２１と背中あわせの第２の壁面４６より成り、
第２の壁面４６の表面は外部媒体と常時接触して
いるピストン５の壁７の表面よりも大きい。プレ
ート３は、バルブの外側エツジの直径より小さ
く、内側の空所２３を限定している環状の弁座２
２を備えている。プレート３を通る穴２４が設け
られていて、内側の空所に開口している。さら
に、バルブの壁４６に面した空所の外壁に穴２５
が配設されている。加えて、包囲体１の壁を通つ
て流路２６が設けられていて、隔壁６，９とプツ
シユ部材の突出要素１１とピストン５の端壁８と
により限定された第３のチヤンバーまたは空所３
１の内側に開口している。本装置のいろいろな部
分の寸法は、第１のチヤンバー２の壁に関するプ
レート３の選定された位置にかかわりなくプツシ
ユ部材１２の移動量が少なくともピストンの最大
ストロークに等しくなるよう設定されている。一
方、プツシユ部材のストロークの少なくとも一部
分でプツシユ部材がピストンの壁面８に当接し、
間隔をあけて離れたピストン位置へピストンを並
進運動で押し動かすようプツシユ部材が配設され
ている。

第１のチヤンバー２の横壁は、プレート３に面
した端の方に向かつて狭い部分４７を備えてお
り、この部分４７で圧力降下が生じるとともに流
体の層流が形成される。したがつて、ひつこんだ
ピストン位置の近傍ではピストンは徐々に制動さ
れることになる。

プツシユ部材を作動させるために使用される圧
力手段は、一端がそれぞれ分配器Ｄ１の出口に接
続されていて、他端がそれぞれチユーブ１７の入
口と穴１８に接続された２つの管路２７，２８を
備えている。分配器Ｄ１の入口は、外部媒体に開
かれている。分配器Ｄ１の他方の入口は、外部媒
体の圧力より低い圧力がゆきわたつている外部媒
体から隔離された密閉貯蔵器３０へ管路２９をへ
て接続されている。空所３１は、パイプ４４より
成る排流システムをへて貯蔵器３０と連通してい
る。しかして、前記パイプ４４は、一方の側が流
路２６に接続されているとともに、他方の側が逆
止弁３２をへて管路２９に接続されている。した
がつて、包囲体の近傍の空所から流れこんで空所
３１に溜まつた過剰の液を低圧貯蔵器３０に向か
つて排流させることができる。

分配器Ｄ１は、たとえば、２方向スライド式分
配器である。位置では、分配器Ｄ１により管路
２７が外部流体と連絡されるとともに管路２８が
貯蔵器３０と連絡される。逆に、位置では、分
配器Ｄ１により管路２７は貯蔵器３０と連絡され
るとともに、管路２８は外部媒体と連絡される。

ピストン５のロツク手段は、流体制御システム
より構成されている。該流体制御システムは、２
つの管路３３，３４より成り、該管路３３，３４
は、一方の端部をへてそれぞれバルブ２０の両側
に設けられた穴２４，２５と接続されているとと
もに、他方の端部をへてそれぞれ第２の２方向分
配器Ｄ２の２つの出口に接続されている。分配器
Ｄ２の第１の入口は、外部媒体に開路している。
第２の入口は、管路３５をへて低圧貯蔵器３０と
連絡している。分配器Ｄ２は、たとえば、分配器
Ｄ１と同じものである。第１の位置では、分配
器Ｄ２をへて管路３３は貯蔵器３０と連絡され、
一方、管路３４は外部媒体と連絡されている。第
２の位置では、分配器Ｄ２の連絡方向が反転
し、管路３３は外部媒体と連絡され、管路３４は
低圧貯蔵器３０と連絡される。

管路２９と３５は、低圧貯蔵器３０に開路して
いて、分配器Ｄ１とＤ２をへて移送された外部媒
体を容器３６に排出する。ポンプ３７は、容器３
６内に貯留された低圧の液体を吸いこんでこの液
体を外部媒体に供給する。

壁面８の中に弾性材料から作られたクツシヨン
を設け、該クツシヨンの減衰効果が壁面８に貯留
された水の層の減衰効果に加えられるようにして
もよい。

本発明装置の作動要領を示せば次の通りであ
る。

ピストン５とプツシユ部材の両方がひつこんだ
位置にあるとき（第３図参照）、分配器Ｄ１が位
置へ操作される。これにより、プツシユ部材１
２の突出要素１１がピストン５に当接し、そして
バルブ２０の面２１が弁座２２に当接し、ピスト
ン５が間隔をあけて離れた位置（第１図参照）を
占めるところまでピストン５を押し動かすような
方向にプツシユ部材の２つの背中あわせの面の間
に差圧が生じる。しかるのち、分配器Ｄ２が位置
へ操作される。

再び分配器Ｄ１が操作されて位置に切り換え
られる。この結果、プツシユ部材の背中合わせの
面の間に差圧が生じ、この差圧によりプツシユ部
材はひつこんだ位置（第２図参照）に向かつてピ
ストン５より離れ勝手にプツシユ部材が押し動か
されることとなる。かくて、本装置は、起動する
用意ができあがつたのである。分配器Ｄ２の方向
を反転すると（位置）、外側の媒体の圧力とチ
ヤンバー３１内にゆきわたつている低圧力との間
の差圧によりピストンが解放される（第３図参
照）。この行程が終るころ、ピストン５は、壁面
８のへこみに貯留された水の層によりかつ／ある
いはこのへこみの中に取り付けられた弾性材料の
層により制動される。

第４図の実施例においては、高圧流体源は周囲
の媒体を直接利用するものではなく、周囲の媒体
の圧力を受ける、たとえば、油のごとき補助流体
を包有した変形可能な貯蔵器３８より成るもので
ある。この高圧の流体源は、管路３９と４０をへ
て分配器Ｄ１とＤ２に接続されている。

貯蔵器３０の中に配設されたポンプ３７は、管
路４１をへて容器３６より変形可能な貯蔵器３８
へ低圧力で流体を排出する。

第５図の実施例においては、圧力手段と圧力制
御システムが混ざりあつている。分配器Ｄ１の入
口はそれぞれ管路２９をへて貯蔵器３０と連通し
ているとともに、外部媒体と連通している。一
方、分配器Ｄ２の入口はそれぞれ、外部媒体と圧
力平衡な状態で流体を包有した変更可能な貯蔵器
３８と連通しているとともに、低圧貯蔵器４２と
連通している。該低圧貯蔵器４２は、分配器Ｄ２
から到来した低圧補助流体を高圧の変形可能な貯
蔵器３８に向かつて排出するポンプ４３を備えて
いる。

第４図と第５図の実施例に係る装置の動作は、
上述の実施例の場合と同じである。相違している
ことは、可動流動かつ／あるいはバルブをロツク
するために使用される補助流体の性質だけであ
る。

本装置は、単独で使用してもよくあるいは他の
同じ装置と組み合わせて使用してもよい。たとえ
ば、本装置を担持した手段を水上を走行する船か
ら曳航するようにしてもよい。場合により、貯蔵
器３０，３８，４２は装置担持手段の中に組み込
まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、流体として外部媒体を使用すること
により作動する本発明装置の第１の実施態様を図
解した概念的な断面図であつて、ピストンは、可
動部材により間隔をあけて離れた位置に押し動か
されている。第２図は、ピストンが間隔をあけて
離れた位置にあるが、ひつこんだ上部位置に可動
部材が戻された状態にある本発明装置の第１の実
施例の断面図。第３図は、ピストンが解除され
て、再びひつこんだ位置を占めている本発明装置
の第１の実施例の断面図。第４図は、圧力平衡状
態にある補助流体を使用した場合における圧力手
段と油圧システムの構成を示す管路図。第５図
は、外部流体と、該外部流体と圧力平衡の状態に
ある補助流体を組み合わせて使用した場合におけ
る圧力手段と油圧システムの構成を示す管路図。 １……包囲体、２……第１のチヤンバー、３…
…プレート、４……開口、５……ピストン、６…
…内側隔壁、７，８……端壁、９……第２の隔
壁、１０……開口、１１……突出要素、１２……
可動部材、１３……ヘツド、１４……内側の空
所、１５……流路、１６，１８……穴、１７……
チユーブ、１９……チヤンバー部分、２０……バ
ルブ、２１……接触面、２２……環状の弁座、２
３……内側の空所、２４，２５……穴、２６……
流路、２７，２８，２９……管路、３０……密閉
貯蔵器、３１……第３のチヤンバー、３２……逆
止弁、３３，３４，３５……管路、３６……容
器、３７……ポンプ、３８……貯蔵器、４１……
管路、４２……低圧貯蔵器、４３……ポンプ、４
４……パイプ、４５……外壁、４６……壁、４７
……狭い部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内破により流体の中で音響波を発生する装置
   であつて、第１のチヤンバー及び第２のチヤンバ
   ーを備えた包囲体と、周囲の流体と常時接触して
   いる第１の端壁を有し、前記包囲体内にひつこん
   だ位置と外側に向かつて最大限張りだした間隔を
   あけて離れた位置との間で前記包囲体の第１のチ
   ヤンバーの中で摺動するようにされたピストンと
   を有し、該ピストンは周囲の流体から前記包囲体
   の内側を常時隔離しており、また、前記ピストン
   に間欠的に接触して該ピストンを前記間隔をあけ
   て離れた位置へ駆動するようにされた移動可能な
   可動部材と、該可動部材の２つの背中合わせの壁
   上に等しくない圧力を適用させる圧力手段と、前
   記間隔をあけて離れた位置へ前記ピストンを維持
   するための間欠的に解放可能なロツク手段とを備
   えた前記装置において、前記可動部材の少なくと
   も前記ピストンから遠い方の壁面の面積は周囲の
   流体に常時接触している前記ピストンの第１の端
   壁の面積よりも大きく、前記圧力手段は異なつた
   圧力の少なくとも２つの圧力源を有し、そのうち
   の第１の圧力源の圧力が周囲の流体の圧力である
   ことを特徴とする装置。 ２ 間欠的に解放可能な前記ロツク手段が前記ピ
   ストンと一体をなしていて該ピストンの第１の端
   壁から離れた第１の壁を有するバルブに等しくな
   い圧力を適用する流体制御システムを有し、前記
   バルブの第１の壁の面積が前記ピストンの第１の
   端壁の面積よりも大きい特許請求の範囲第１項記
   載の装置。 ３ 前記圧力手段と前記流体制御システムとは、
   各々周囲の流体で成る第１の圧力源を備えている
   特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４ 前記圧力手段と前記流体制御システムとは、
   各々容器の中に入れられた補助流体より成る第１
   の圧力源を備えており、前記補助流体は周囲の流
   体と圧力平衡の状態にある特許請求の範囲第２項
   記載の装置。 ５ 前記圧力手段は周囲の流体で成る第１の圧力
   源を備え、前記流体制御システムが周囲の流体と
   圧力平衡の状態にある補助流体を入れた容器を備
   えている特許請求の範囲第２項記載の装置。 ６ 前記圧力手段と前記流体制御システムとは、
   各々周囲の流体から隔離された貯蔵器を有する少
   なくとも１つの第２の圧力源を備え、前記貯蔵器
   内の圧力は周囲の流体の圧力よりも低い特許請求
   の範囲第３項から第５項までの１つに記載の装
   置。 ７ 前記可動部材は前記包囲体の第２のチヤンバ
   ー内で移動可能であり、前記ピストンと一体をな
   している前記バルブは前記包囲体の第１のチヤン
   バー内で移動されるようになつていて且つ前記ピ
   ストンが前記間隔をあけて離れた位置にある時に
   前記ピストンによつて横切られている前記包囲体
   の内側端壁上に配設された弁座に着座するように
   されている第２の壁を有し、前記圧力手段は前記
   可動部材の１側上における前記第２チヤンバーの
   第１の部分との間に交互に前記第１の圧力源と前
   記第２の圧力源とのうちの１方を連通させる第１
   の分配装置を備え、この第１の分配装置は前記可
   動部材の反対側上における前記第２チヤンバーの
   第２の部分との間に交互に前記第１の圧力源と前
   記第２の圧力源とのうちの他方を連通させるよう
   になつており、前記流体制御システムは前記バル
   ブの１側上における前記包囲体の第１のチヤンバ
   ーの第１の部分との間に交互に前記第１の圧力源
   と前記貯蔵器とのうちの１方を連通させる第２の
   分配装置を備え、この第２の分配装置は前記バル
   ブの反対側上における前記第１のチヤンバーの第
   ２の部分との間に交互に前記第１の圧力源と前記
   貯蔵器とのうちの他方を連通させるようになつて
   いる特許請求の範囲第６項記載の装置。 ８ 前記包囲体は前記第１及び第２のチヤンバー
   から実質的に隔離されていて且つ排出導管装置を
   介して前記第２の圧力源に連通している第３のチ
   ヤンバーを有し、前記可動部材は、周囲の流体に
   接触している前記第１の端壁の反対側の前記ピス
   トンの第２の端壁に対して間欠的に当接するよう
   にされた突出要素を有し、この突出要素の一部の
   壁と前記ピストンの第２の端壁とは常時前記第３
   のチヤンバー内にある特許請求の範囲第１項から
   第５項までの１つに記載の装置。 ９ 前記ピストンの第２の端壁は前記ピストンと
   前記可動部材との間の衝撃を減衰させるための変
   形可能な物質を保持するようにされたへこみを備
   えている特許請求の範囲第８項記載の装置。 １０ 前記包囲体は前記ピストンの間隔をあけて
   離れた位置とひつこんだ位置との間のピストン行
   程の長さを変えるための手段を有する特許請求の
   範囲第１項から第７項までの１つに記載の装置。 １１ 前記第１のチヤンバー内に入つている流体
   を層流化させることによつて前記間隔をあけて離
   れた位置から前記ひつこんだ位置へ向かう前記ピ
   ストンの運動を、前記ひつこんだ位置の近傍にお
   いて制動するようにした手段を備える特許請求の
   範囲第１項から第７項までの１つに記載の装置。 １２ 前記圧力手段と前記流体制御システムと
   は、各々周囲の流体又は容器の中に入れられた補
   助流体で成る第１の圧力源を有し、前記補助流体
   は周囲の流体と圧力平衡の状態にある特許請求の
   範囲第２項記載の装置。