TWI824429B

TWI824429B - 鉛錘分離裝置

Info

Publication number: TWI824429B
Application number: TW111108080A
Authority: TW
Inventors: 三輪哲也; 池田和正; 窪田孝弘; 新井敦
Original assignee: 國立研究開發法人海洋研究開發機構; 日商岡本硝子股份有限公司
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2022-03-04
Publication date: 2023-12-01
Also published as: JP2022158072A; US20240101235A1; EP4286265A1; WO2022209560A1; CN116783114A; TW202239665A; JP7323815B2; EP4286265A4

Abstract

本發明提供一種鉛錘分離裝置，包含固定於水中觀測機體的殼體、熱塑性樹脂線、電熱部、鉛錘側平板、繫留構件及鉛錘用吊環，其中熱塑性樹脂線自殼體內的起點固定端部通過第一個電熱部，繫留於設置在鉛錘側平板上表面的繫留構件，接著通過殼體內的第二個電熱部而回到殼體內的終點固定端部，鉛錘用吊環固定於該鉛錘側平板下表面而將該鉛錘吊起，透過於電熱部通電而將熱塑性樹脂線熔斷而分離鉛錘，以使該水中觀測機體浮起，藉由不含機械性的運作以迴避習知的鉛錘分離裝置中機械性運作上的故障，且實現於與習知鉛錘分離裝置同等的深海運作。

Description

鉛錘分離裝置

本發明係關於一種用以自位於水中或水底的浮體分離鉛錘而使浮體浮至水上的鉛錘分離裝置。作為浮體，包含組裝有繫留線的各式水中觀測機、觀察機器及浮標等。

發明人至今開發過收納相機、攝影機、地震儀及科學分析器等觀察機器、計測機器，且能夠用於深海、海底、地底或南極大陸等厚冰之中等的勘探探索的耐壓玻璃球(專利文獻1)，或使用該耐壓玻璃球的海中海底勘探機(非專利文獻1)。進一步，發明人亦開發了適合藉由相片等的長期監視攝影的生態影響調查等的水中勘探機以作為水中或海的的環境影響評估工具。具體而言，亦開發有以將透明耐壓中空玻璃球於縱向串連二至三個的自由落下型深海勘探攝影系統(一般所知所謂的「江戶子1號」)為基礎，能夠對應為了得以長期攝影的電池壽命的延長，進一步亦能夠對應360度全方位攝影或各種計測的連結水中勘探機(專利文獻2及專利文獻3)。

此些水中觀測機，由於本身具有對應容積的浮力，無法藉由自身重量沉降，而是附加具有指定重量的鉛錘以浮於指定的深度，或是在緩慢沉降的同時持續觀測，應需求而著地至海底(水底)，以進行海底的觀測。

結束於海底(水底)或海中(水中)的指定觀測之後，使此些水中觀測器浮起至海上(水上)，回收至母船。此處為了使包含水中觀測機的繫留線以自身所具有的浮力浮起，有必要將鉛錘分離。

以圖1及圖2說明用於上述所謂的「江戶子1號」或連結水中勘探機的鉛錘分離裝置。圖1中的101為連結水中勘探機本體，102為被鋼線垂吊的鉛錘，連結水中勘探機本體與鉛錘之間設置有鉛錘分離裝置103。鉛錘分離裝置中，於螺接於連結水中勘探機本體的殼體以熱塑性樹脂線106固定有懸臂105，在分離鉛錘時，當指令鉛錘分離的訊號自連結水中勘探機本體的指令傳達球(應答球)通過水中纜線傳達至電熱部104，則於電熱部內部的電熱線圈通電，以藉此產生的熱切斷熱塑性樹脂線。構成為熱塑性樹脂線106被切斷，垂吊有鉛錘102的懸臂105開啟，垂吊鉛錘的鋼線的環自懸臂分離，而釋放鉛錘的架構。

但是，上述習知的鉛錘分離裝置中，有即使實際上發送鉛錘分離訊號而水中觀測機仍不浮起至海面的故障發生。由於不浮起而無法回收水中觀測機本體，因此無法明確分辨故障的原因，但除了電力系統的故障以外，可設想是鉛錘分離裝置中的機械運作上的故障。更具體而言，可設想到即使熱塑性樹脂線被電力切斷，懸臂亦不開啟的故障。

作為使水中觀測機浮起的裝置，依據例如日本特許第6253026號或第5800296號，揭示有將設置於球體的水中觀測機的底部的錨(鉛錘)予以分離的裝置，當以交流電溶斷封閉迴圈構件，則球面上的轉動臂的限制被解除，藉由該轉動臂以錨連接構件的張力朝向遠離水中觀測機本體的方向轉動，而錨繫留環自轉動臂脫落，以使水中觀測機體浮起的裝置。但是，此些裝置使用將安裝於球形的水中觀測機的箱型錨(鉛錘)予以分離的構造，難以運用於將小型且袖珍的水中觀測機分離的目的。

另外，用於上述水中觀測機的鉛錘分離裝置中，作為將線熔斷的構造，能夠使用日本特許第5812486號所揭示的熔斷裝置。

作為其他的分離裝置，揭示有連結水中觀測機與水中固定具的固定繫留構件及纜線，在以對密閉室噴射氣體的壓力驅動活塞而解除固定繫留構件的繫留的同時藉由切刀切斷纜線的方式(專利文獻7)，或使連結球形的浮體與鉛錘的金屬板或金屬線強制地電解腐蝕以切斷的電解腐蝕方式(專利文獻8)。此些皆具有重量增加所致的大型化或難以預測切斷時間等動作性的問題，因此亦難以運用於將小型且袖珍的水中觀測機分離的目的。

進一步，作為其他的分離裝置，有如專利文件9中所記載之物。此分離裝置的細節雖不明，但構成為當自母船上發出訊號則分離裝置運作，分離鉤件開啟，而安裝於鉛錘的鎖鍊脫落的架構。能夠設想到此分離裝置中，亦會有由於機械故障而分離鉤件不運作而無法回收水中計測裝置的故障。

另外，開閉鉤件的形式的分離裝置，為作為水中音響分離裝置而商品化(非專利文獻2)。依據資料，其最大垂吊負重(=最大分離負重)重達2000kg或4540kg，裝置亦變得大型且重型化。雖有略為小型之物，但其最大垂吊負重亦有455kg(最大分離負重為180kg)，最大的缺點為運用到沿岸的最大深度僅到500m。〔先前技術文獻〕〔專利文獻〕

〔專利文獻1〕WO/2017/191693 〔專利文獻2〕日本特開2019-111941號公報〔專利文獻3〕WO/2019/131076 〔專利文獻4〕日本特許第6253026號公報〔專利文獻5〕日本特許第5800296號公報〔專利文獻6〕日本特許第5812486號公報〔專利文獻7〕日本特開平8-271291號公報〔專利文獻8〕日本特開2006-30124號公報〔專利文獻9〕日本特開2004-359081號公報〔非專利文獻〕

〔非專利文獻1〕http://edokko1.jp/product 〔非專利文獻2〕https://www.hydro-sys.com/detail.php?pid=64

〔發明所欲解決之問題〕如先前技術中所述，一般的水中鉛錘分離裝置為大型，能夠承受數噸的力且能夠分離。此些在軍事上可用於機雷的設置，在水產利用上可用於魚籠的設置，在科學上可用於水中觀測裝置或浮標的設置等，在軍事、科學領域、海洋土木工程，具有多樣的用途。但是至今，自沿岸至深海，仍不存在有將約100kg以下的小型觀測機器以鉛錘固定，進行指定的觀測觀測之後，分離此鉛錘，而使觀測機器浮起以回收的鉛錘分離裝置。

專利文獻2及專利文獻3所揭示者，雖為以電熱器軟化熱塑性樹脂線而熔斷的方式，但線的垂吊強度較弱的點上令人不安。於此，使用槓桿原理，取出自懸臂至熱塑性樹脂線的距離而減少施加於線的負荷。但是為了利用槓桿原理，變得需要懸臂構件，而機械性運作變成必要。

本發明的目的為提供一種實現以下特徵的鉛錘分離裝置：(1)為了減輕迴避習知的鉛錘分離職裝置中機械性運作上的故障或風險，不伴隨任何機械性運作，僅藉由熔斷熱塑性樹脂線而運作；(2)較習知的鉛錘分離裝置為小型而袖珍；(3)於與習知的鉛錘裝置同等的深海運作。〔解決問題之技術手段〕

為了解決上述課題，本發明提供一種鉛錘分離裝置，係用以將安裝於具有浮力的水中觀測機體的鉛錘予以分離，該鉛錘分離裝置包含：一殼體，固定於該水中觀測機體；一熱塑性樹脂線，以該殼體內作為起點固定端部及終點固定端部；複數個電熱部；一鉛錘側平板；一繫留構件，用以固定該熱塑性樹脂線；以及一鉛錘用吊環，其中，該熱塑性樹脂線自該殼體內的起點固定端部通過第一個該電熱部，固定於設置在該鉛錘側平板的上表面的該繫留構件，接著通過該殼體內的第二個該電熱部而回到該殼體內的終點固定端部，該鉛錘用吊環固定於該鉛錘側平板的下表面而將該鉛錘吊起，透過於該電熱部通電而將該熱塑性樹脂線熔斷而將吊掛有該鉛錘的鉛錘側平板予以分離，以使該水中觀測機體浮起。

使用圖3以說明，以三個螺絲固定於水中觀測機體的兩側的殼體內，熱塑性樹脂線6設置為：自殼體內的起點固定端部經過電熱部4通過設置於殼體下部的孔而被繫留於固定在鉛錘側平板8的上表面的鉛錘側的繫留部11，進一步通過設置於殼體下部的孔而回到殼體內部，經過第二個電熱部4而至殼體內的終點固定端部。鉛錘側平板8的下表面設置有鉛錘用吊環12，懸吊有該鉛錘。

此處，成對的電熱部4的構造如圖8所示。亦即，熱塑性樹脂線6，通過收納管19中，於收納管的中央部，設置有捲曲電熱線17的電熱線圈20所形成的圓筒狀絕緣體18。為透過電熱器用連接器(連接器)16於電熱線流通電力則電熱線圈發熱，於該位置熱塑性樹脂線被熔斷(專利文獻6)的架構。線被熔斷則自鉛錘側平板的繫留構件11脫落，與鉛錘側平板的連接解除而變為不受限制，水中觀測機體1以自身的浮力浮起至水面而被回收。另外，圖3的構造中，線的繫留構件僅於鉛錘側平板的上表面設置有一個，自側面看來線的形狀為V字形。為V字形時，作用於線的張力等同為鉛錘的重量M的1/2。

進一步本發明為一種鉛錘分離裝置，係用以將安裝於具有浮力的水中觀測機體的鉛錘予以分離，該鉛錘分離裝置包含：一殼體，固定於該水中觀測機體；一熱塑性樹脂線，以該殼體內作為起點固定端部及終點固定端部；複數個電熱部；一鉛錘側平板；一繫留構件，於該殼體的下表面設置有n-1個，於該鉛錘側平板的上表面設置有n個，用以固定該熱塑性樹脂線， n≧2；以及一鉛錘用吊環，其中，該熱塑性樹脂線自該殼體內的起點固定端部通過第一個該電熱部，交互通過設置於該鉛錘側平板的上表面的該繫留構件及設置於該殼體的下表面的該繫留構件，接著通過該殼體內的第二個該電熱部而回到該殼體內的終點固定端部，該鉛錘用吊環固定於該鉛錘側平板的下表面而將該鉛錘吊起，透過於該電熱部通電而將該熱塑性樹脂線熔斷而將吊掛有該鉛錘的鉛錘側平板予以分離，以使該水中觀測機體浮起。

作為n=2的狀況，將於水中觀測機體本體側的殼體的下表面設置有一個熱塑性樹脂線的繫留構件，於鉛錘側平板的上表面設置有二個熱塑性樹脂線的繫留構件的例子顯示於圖4。殼體被以三個螺絲固定於水中觀測機體1的兩側，殼體內部設置有熱塑性樹脂線的起點固定端部及終點固定端部。途中的路徑，於殼體內的起點側及終點側設置有電熱部4，於鉛錘側平板的上表面設置有二個繫留構件，於安裝於水中觀測機體的殼體的下表面設置有一個繫留構件。電熱部如前所述具有如圖8所示的構造，構成為藉由通電而熱塑性樹脂線被熔斷。鉛錘側平板8的下表面設置有用以垂吊鉛錘2的鉛錘用吊環12。

圖5為放大圖4中的鉛錘分離裝置3的圖。自起點固定端部伸出的熱塑性樹脂線通過第一個電熱部4，穿過殼體下部的孔繫於安裝在鉛錘側平板8的第一個繫留構件11而方向轉朝上，繫於設置在水中觀測機體本體的殼體的下表面的繫留構件10而再度轉向，接著繫於安裝在鉛錘側平板8的第二個繫留構件11而方向轉朝上，通過設置於殼體的下表面的孔而回到殼體內部，通過第二個電熱部4，到達終點固定端部。此狀況下，自側面看去熱塑性樹脂線的形狀為W字形(逆M字形)。並且，根據計算，得知當殼體側的繫留構件10的位置中該線相對於水平所成的角度θ(顯示於圖7中)約為42度±5度時，作用於線的張力為均勻而最少。令鉛錘的重量為M時，於大氣中作用於線的張力為M/4。亦即，當於殼體側設置一個，且於鉛錘側平板的上表面設置二個繫留構件，且以將其縫起的方式拉撐線(也就是線拉撐為W字形)，與於鉛錘側平板的上表面設置一個繫留構件的狀況(也就是V字形)相比，依據滑輪原理，能夠將作用於線的張力減少至1/2。此代表雖然當水中觀測機體的容積增加，浮力亦增加時，有加重鉛錘的必要，但將線拉撐為W字形的狀況下，能夠使作用於線6的張力減少，因此沒有必要加粗線6的直徑。另外，於圖5中，將藉由於電熱部4通電而熔斷熱塑性樹脂線6後的狀態顯示於圖6。在鉛錘2著地的狀況下，鉛錘側平板8及附屬的元件沉降至鉛錘側，水中觀測機體1、殼體及附屬元件朝上浮起。

同樣的，作為n=3的狀況，於圖9顯示使固定於水中觀測機體的殼體的下表面的繫留構件為二個，使鉛錘側平板的上表面的繫留構件為三個的狀況。此狀況下，自側面所見的熱塑性樹脂線的形狀為VVV字形。並且，根據計算，得知當殼體側的繫留構件的位置中該線相對於水平所成的角度θ約為49度±5度時，作用於線的張力為均勻而最少。根據滑輪原理，令鉛錘的重量為M時，於大氣中作用於線的張力為M/6。亦即，當於殼體側設置二個，且於鉛錘側平板的上表面設置三個繫留構件，且以將其縫起的方式拉撐線(也就是線拉撐為VVV字形)，與於鉛錘側平板的上表面設置一個繫留構件的狀況(也就是V字形)相比，能夠將作用於線的張力減少至1/3。

將以上的狀況一般化以表現，令鉛錘側平板的上表面的繫留構件的數量為n個，令固定於水中觀測機體的下表面的繫留構件的數量為(n-1)個的狀況下，n=1的狀況為圖3所示的構造，n=2的狀況為圖5所示的構造，n=3的狀況為圖9所示的構造。n=4的狀況下，當殼體側的繫留構件的位置中該線相對於水平所成的角度θ約為53度±5度時，作用於線的張力為均勻而最少。該張力為令鉛錘的重量為M時的M/8(=2n)。亦即，令設置於鉛錘側平板的繫留構件的數量為n時，藉由適當調整於殼體側的下表面的繫留構件的位置中該線相對於水平所成的角度，能夠使作用於線的張力降低至M/2n。殼體側的下表面的繫留構件的位置中該該線相對於水平所成的角度θ，將作用於線上的張力用向量表示，能夠決定為使其在鉛直方向及水平方向的任何位置上皆均勻地平衡。以前述的n表示，則殼體的下表面的繫留構件的位置中該線相對於水平所成的角度θ為sinθ=n/(n+1)。自實用性的觀點來看，可設想n的最大值為4。

此處，以自本發明的鉛錘分離裝置的殼體的下表面設置複數根導引支柱，於該鉛錘側平板的上表面設置座孔，使該導引支柱的前端嵌合於該座孔為佳。藉此，能夠抑制水中觀測機體本體或鉛錘的水平方向的搖動或扭轉所致的負荷施加於該熱塑性樹脂線。當分離鉛錘，熱塑性樹脂線被熔斷時，該導引支柱的前端自該鉛錘側平板的座孔毫無阻礙地朝向上方脫離，而水中觀測機體能夠浮起。

該導引支柱為於圖3至圖7及圖9中賦予符號7以表示之物，一般以設置4根為佳，但亦能於對角上為2根或3根。該鉛錘側平板的上表面的座孔為於圖7中賦予符號9以表示之物，導引支柱並非以螺紋固定，而是單純將導引支柱前端套入座孔中。

以上使用圖7(a)及圖7(b)再度整理，本發明的鉛錘分離裝置3，設置於水中觀測機體1與鉛錘2之間，以殼體與該水中觀測機體係連接，鉛錘係垂吊於鉛錘用吊環12。該殼體內部中，垂吊鉛錘2及鉛錘側平板8的熱塑性樹脂線6，自一側的起點固定端部15通過電熱部4而穿出至殼體的外側，繫於鉛錘側的繫留構件11而改變方向，接著繫於鉛錘側平板的第二個繫留構件11而改變方向，再次回到殼體內部，通過第二個電熱部4而被固定於終點固定端部15。另外，圖示殼體的下表面的繫留構件10的位置中，線6相對於水平所成的角度θ。回收水中觀測機體時，於電熱部4通電，藉由電熱線圈20的發熱，熱塑性樹脂線6被熔斷。線6被電熱部融斷則線6的張力消失，變得水中觀測機體及殼體與垂吊有鉛錘2的鉛錘側平板8分離，導引支柱7的前端亦不受阻礙地自該鉛錘側平板的座孔9朝向上方脫離，藉由水中觀測機體與殼體的浮力而浮起至水面。另一方面，鉛錘側平板8朝向鉛錘側(下方)沉降。

將電熱部成對設置於起點固定端部側及終點固定端部側的理由，是即使由於電子訊號的故障而線不被熔斷的事件發生，只要任一側的電熱器運作即能使線被熔斷，評估安全率的結果。即使電熱器不運作而線不被熔斷的事件為約1/10，二個電熱器皆不運作的事件便會降低至1/100。另外，指示分離鉛錘的訊號，係自裝備於勘探機本體的應答機器或計時器等，通過水中纜線傳達至電熱部4的電熱器用連接器(連接器)16。

被設置於殼體的下表面的繫留構件及被設置於鉛錘側平板的上表面的繫留構件，以全長度刻有螺紋的吊環螺栓為佳。吊環螺栓的有效長度(自平面起的長度)能夠以安裝於螺紋部的螺帽的位置以調整。藉由調整吊環螺栓的有效長度，能夠調整殼體側吊環螺栓的位置中該線相對於水平所成的角度。又導引支柱事先配置於鉛錘側平板的座孔的位置，之後，能夠藉由調整鉛錘側平板的吊環螺栓的位置以使其適當嵌合。〔發明的效果〕

依據本發明的鉛錘分離裝置，能夠僅以電熱器熔斷垂吊鉛錘的熱塑性樹脂線，不產生任何的機械性運作，直接將水中觀測機體與鉛錘分離，使水中觀測機體浮起至水面。又即使在水中觀測機大型化而鉛錘的重量增加的狀況下，亦沒有必要加粗線以增加強度，因此能夠確實熔斷線。

本發明的鉛錘分離裝置，與習知的鉛錘分離裝置或市售的音響水中分離裝置相比較為小型且袖珍。又與發明人過往使用的懸臂方式的鉛錘分離裝置相比亦為同等或更加袖珍。

進一步本發明的鉛錘分離裝置，之後如實施例所示，能夠與習知的懸臂方式(圖2)同樣能夠使用於4000m以上的深海。

作為能夠使用於本發明的水中觀測機體，並不限於被命名為「江戶子1號」的海中海底觀測機(非專利文獻1)或將「江戶子1號」複數連裝而能夠執行長期監視攝影的生態影響調查等的連結水中勘探機(專利文獻2及專利文獻3)等，只要是具有浮力的水中觀測機體，便能夠藉由將水中觀測機體固定於殼體以運用本發明的鉛錘分離裝置。進一步而言，並不限定於水中觀測機體或浮標(Float)，亦能夠利用於能夠作為各式的繫留系統的一部分的元件的回收。

鉛錘的重量必須相等或超過於水中觀測機體所具有的浮力。鉛錘的重量與水中觀測機體的浮力相等的狀況下，水中觀測機體能夠持續停留在水中，進行浮游狀態的觀察。鉛錘的重量較水中觀測機體的浮力為重的狀況下，水中觀測機體將會沉降，以自鉛錘的重量扣除水中觀測機體的浮力的負重落下。落下速度自設置時間的縮減來看，雖以自由落體速度為佳，但扣除水中觀測機體的浮力的負重過大則著地時施加於水中觀測機體的衝擊力亦大，而有內在機器損壞的可能性。因此一般鉛錘的重量為於浮力加算10kg至30kg的重量為適當，此狀況下，在水中以約1m/sec的速度沉降。另外，水中觀測機體觀察海底的狀況下，為了不被著地環境的潮流帶動，以加重鉛錘的重量，或是施加如同錨的構造為佳。

作為熱塑性樹脂線的材質，能夠使用聚乙烯製、尼龍製、碳氟化合物製、聚酯製或聚丙烯製等市售之物。個別的粗度有0.1至200號的多種，標準張力強度(耐負重性)亦為0.1kg至360kg，應材質及粗度而有多種選擇，因此能夠選擇適當之物以利用(一般而言以編號數x(3至4)x1磅(454g)為標準張力強度)。軟化溫度為120℃至180℃，藉由電熱部內部的電熱線圈的發熱而能夠簡單地熔斷。

鉛錘側平板的上表面的繫留構件的數量為n個，固定於水中觀測機體的殼體的下表面的繫留構件的數量為(n-1)個時，殼體的下表面的繫留構件的位置中該線相對於水平所成的角度θ滿足sinθ=n/(n+1)時作用於線的張力為均勻且最小，於大氣中的張力為令鉛錘的重量為M時為M/2n(此處n≧2)。因此，即使熱塑性樹脂線的材質、粗度相同，亦能夠藉由增加繫留構件的數量n，以增強實質的耐負重性。

此處，鉛錘側平板的上表面的繫留構件的數量n，sinθ、θ(°)及令鉛錘的重量為M時作用於線的張力整理於表1。自實用的觀點，可設想n的最大值為4。又表1的θ值為依據計算的理論值，實用上只要進入θ±5的範圍即可。另外，將殼體的下表面的繫留構件的位置中該線相對於水平所成的角度θ，例示於圖7b。

【表1】

鉛錘側平板的上表面的繫留構件的數量n(個)	1	2	3	4
線的形狀	V字形	W字形	VVV字形	VVVV字形
參考圖	圖3	圖5	圖9	未以圖顯示
sinθ	-	2/3	3/4	4/5
θ(°)	-	42	49	53
作用於線的張力	M/2	M/4	M/6	M/8

〔實施例1〕

(玻璃球浮標的分離的實施) 玻璃球浮標利用其浮力，主要使用於使小型的水中觀測機體等浮起的目的。作為一般用以達成此功用的構造，自上端依序連結玻璃球浮標、觀測機體、分離裝置及鉛錘。本實施例中省略觀測機體，於玻璃球浮標直接透過分離裝置垂吊下鉛錘的實施例，使用圖10說明於下。如同前述，結束觀測等時，為了回收資料等自觀測機體分離鉛錘的作業為必要。此處以鎖鏈連結三個13英吋的耐壓中空玻璃球，令其為玻璃球浮標201。13英吋的中空玻璃球於海中的浮力為每球約10kg，3球則具有30kg的浮力。省略觀測機體而直接垂吊下的鉛錘202的重量為40kg，鉛錘202與該玻璃球浮標201以分離裝置203如圖10所示地連結。分離裝置使用有15號(直徑0.64mm)的四股聚乙烯線。15號的四股聚乙烯線的標準張力強度(耐負重性)為80kg。以鉛錘202的重量40kg與玻璃球浮標201的浮力30kg，將會施加70kg的張力於四股聚乙烯線。因此，僅以一條四股聚乙烯線直接連接的狀況下，四股聚乙烯線的張力僅有10kg的餘裕，雖然是只要施加環境變化所致的追加負荷線即會容易切斷的狀態，但如圖10所示利用繫留構件將四股聚乙烯線結為W字形，將作用於線的張力減輕至1/4(約18kg)時則能夠穩定的繫留。將此以自由落體設置於水深330m的海底後，為了回收玻璃球浮標201，自船上的音響裝置發送分離訊號，則自內藏於中空玻璃球的應答器(圖中未顯示)通過水中纜線205於電熱部204通電，電熱部內部的電熱線圈發熱而四股聚乙烯線藉由熱被切斷。觀測船側的音響收訊裝置與玻璃球浮標側的音響收訊裝置23的距離，實際上在通電後約17秒，聚乙烯線被熔斷而鉛錘側平板及附屬元件落下至鉛錘202側，玻璃球浮標201在約5分鐘後浮起至海面，約5分鐘後回收玻璃球浮標。〔實施例2〕

(江戶子1號的分離的實施) 使用圖11於以下說明。水中觀測機體1為命名為「江戶子1號」的海中海底勘探機，主要為照明海底而進行海底攝影的裝置。水中觀測機體的目的為以延時攝影實施海中的攝影以進行魚類或甲殼類的攝影，捕捉海底環境的變化，以利環境評估的水中觀測機體。為由三個13英吋的耐壓中空玻璃球所構成，為由攝影球、照明球及應答球所構成(上部連接有內藏GPS等的通訊球)。水中觀測機體的浮力為約18kg。為了防止於海底著地時的旋轉，及測定聚集生物的長度，構成為著地時機械臂22接觸於海底面。分離裝置使用15號的四股聚乙烯線。15號的四股聚乙烯線的標準張力強度(耐負重性)為80kg。鉛錘2的重量為40kg，藉由浮力18kg的水中觀測機體1，將會施加合計58kg的張力於落下途中的分離裝置3的四股聚乙烯線。又水中觀測機體的空氣中重量為約80kg，有可能由於搬運中的接觸，對分離裝置3施加大量負荷。僅直接連接一條四股聚乙烯線的狀況下，雖然是只要施加環境變化所致的追加負荷線即會容易切斷的狀態，但如圖11所示利用繫留構件將線結繫為W字形，將作用於線的張力減輕至1/4(約15kg)時則能夠穩定的繫留。又以藉由W字形結繫所成的四股聚乙烯線的連結，由於能夠承受為標準張力強度(耐負重性)的四倍的約320kg的負荷，即使加上水中觀測機體的空氣中重量80kg也沒有線被切斷及分離裝置損壞的問題。水中觀測機體1，以自由落體設置於水深6000m的海底，實施了3小時的海底觀察。之後，為了回收，自船上的音響裝置發送分離訊號，自內藏於玻璃球的應答器通過水中纜線205於電熱部通電，電熱部內部的電熱線圈發熱而四股聚乙烯線藉由熱被切斷。觀測船側的音響收訊裝置與水中觀測機側的音響收訊裝置23的距離，實際上在通電後約17秒，聚乙烯線被熔斷而鉛錘側平板及附屬元件於鉛錘2側落下，水中觀測機體1在約2小時後浮起至海面，約20分鐘後回收水中觀測機體。

1、101:水中觀測機體 201:玻璃球浮標 2、102、202:鉛錘 3、103、203:鉛錘分離裝置 4、104、204:電熱部 105:懸臂 205:水中纜線 6、106:熱塑性樹脂線 7:導引支柱 8、208:鉛錘側平板 9:座孔 10、11:繫留構件 12:鉛錘用吊環 13:螺帽 14:吊環螺栓 15:固定端部 16:電熱器用連接器 17:電熱線 18:圓筒狀絕緣體 19:收納管 20:電熱線圈 22:機械臂 23:音響收訊裝置

圖1為習知技術的水中觀測機、鉛錘分離裝置及鉛錘的立體圖。圖2為習知技術的鉛錘分離裝置的放大立體圖。圖3為本發明的鉛錘分離裝置的第一種類(V形)的立體圖。圖4為本發明的鉛錘分離裝置的第二種類(W形)與鉛錘的立體圖。圖5為本發明的鉛錘分離裝置的第二種類(W形)的立體圖。圖6為本發明的鉛錘分離裝置的第二種類(W形)的熱塑性樹脂線被熔斷後的立體圖。圖7a為顯示本發明的鉛錘分離裝置的第二種類(W形)的分離鉛錘前的狀態的側視圖。圖7b為顯示本發明的鉛錘分離裝置的第二種類(W形)的分離鉛錘後的狀態的側視圖圖8為本發明的鉛錘分離裝置所使用的電熱部的側視圖。圖9為本發明的鉛錘分離裝置的第三種類(VVV形)的立體圖。圖10為顯示實施例1的構造的立體圖。圖11為顯示實施例2的構造的立體圖。

1:水中觀測機體

3:鉛錘分離裝置

4:電熱部

6:熱塑性樹脂線

7:導引支柱

8:鉛錘側平板

10、11:繫留構件

12:鉛錘用吊環

Claims

一種鉛錘分離裝置，係用以將安裝於具有浮力的水中觀測機體的鉛錘予以分離，該鉛錘分離裝置包含：一殼體，固定於該水中觀測機體；一熱塑性樹脂線，以該殼體內作為起點端部及終點端部；複數個電熱部；一鉛錘側平板；一繫留構件，用以固定該熱塑性樹脂線；以及一鉛錘用吊環，其中，該熱塑性樹脂線自該殼體內的起點端部通過第一個該電熱部，固定於設置在該鉛錘側平板的上表面的該繫留構件，接著通過該殼體內的第二個該電熱部而回到該殼體內的終點端部，該鉛錘用吊環固定於該鉛錘側平板的下表面而將該鉛錘吊起，透過於該電熱部通電而將該熱塑性樹脂線熔斷而將吊掛有該鉛錘的鉛錘側平板予以分離，以使該水中觀測機體浮起，自該殼體的下表面沿鉛直方向設置2至4條的導引支柱，該導引支柱的前端不被固定地嵌合於該鉛錘側平板的上表面的複數個座孔。
一種鉛錘分離裝置，係用以將安裝於具有浮力的水中觀測機體的鉛錘予以分離，該鉛錘分離裝置包含：一殼體，固定於該水中觀測機體；一熱塑性樹脂線，以該殼體內作為起點端部及終點端部；複數個電熱部；一鉛錘側平板；一繫留構件，於該殼體的下表面設置有n-1個，於該鉛錘側平板的上表面設置有n個，用以固定該熱塑性樹脂線，n≧2；以及一鉛錘用吊環，其中，該熱塑性樹脂線自該殼體內的起點端部通過第一個該電熱部，交互通過設置於該鉛錘側平板的上表面的該繫留構件及設置於該殼體的下表面的該繫留構件，接著通過該殼體內的第二個該電熱部而回到該殼體內的終點端部，該鉛錘用吊環固定於該鉛錘側平板的下表面而將該鉛錘吊起，透過於該電熱部通電而將該熱塑性樹脂線熔斷而將吊掛有該鉛錘的鉛錘側平板予以分離，以使該水中觀測機體浮起，設置於該殼體的下表面的該繫留構件的位置中，水平方向與該熱塑性樹脂線所構成的角度的範圍為滿足sinθ=n/(n+1)且θ±5度，此處n為設置於該鉛錘側平板的上表面的熱塑性樹脂線的繫留構件的數量，n≧2。