WO2008072367A1 - 液体中に在る物体表面に密着し移動可能な装置 - Google Patents

液体中に在る物体表面に密着し移動可能な装置 Download PDF

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WO2008072367A1
WO2008072367A1 PCT/JP2007/001364 JP2007001364W WO2008072367A1 WO 2008072367 A1 WO2008072367 A1 WO 2008072367A1 JP 2007001364 W JP2007001364 W JP 2007001364W WO 2008072367 A1 WO2008072367 A1 WO 2008072367A1
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region
pressure
gas
valve
liquid
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PCT/JP2007/001364
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English (en)
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Inventor
Fukashi Urakami
Original Assignee
Uragami Fukashi
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Publication date
Application filed by Uragami Fukashi filed Critical Uragami Fukashi
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/024—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members specially adapted for moving on inclined or vertical surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • B08B3/024—Cleaning by means of spray elements moving over the surface to be cleaned

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus capable of moving in close contact with an object surface, which is in close contact with the object surface in a liquid and can move along the object surface.
  • the present invention further includes a gas region that brings the object surface into contact with only the gas in the above-described device, and a device that acts on the object surface in the gas region, and is in close contact with the object surface in the liquid
  • the present invention relates to a movable device.
  • the present invention further relates to an apparatus capable of moving in close contact with the surface of an object in a liquid, wherein the gas area of the apparatus is a gas area filled with an inert gas.
  • an arc spraying apparatus can be considered as an apparatus that acts on the object surface provided in the apparatus of the present invention. However, it is not limited to arc spraying equipment.
  • the arc spray device is one of various thermal spray devices.
  • a thermal spray device is a method of melting a wire or particle as a molten material such as metal, finely pulverizing it, and spraying it on the surface of an object.
  • a device that forms a ting In a thermal spray device, one or two wires or powders can be used for the feed material and the heating is by an arc or combustion flame.
  • the device that acts on the object surface mounted on the device of the present invention is a device that adheres a molten material, such as a welding device, a plastic sheet affixing device, a paint, Various apparatuses such as an adhesive spraying apparatus or an apparatus that heat-treats the object surface can be applied.
  • the surface of the object to be acted on is in contact with the gas, so that it exhibits superior effects compared to the case of contact with the liquid.
  • the surface of the object to be acted on is in contact with a gas composed of an inert gas, so that further excellent effects are exhibited.
  • Such a device includes a main casing, a wheel as a moving means attached to the main casing, a seal member connected to the main casing and having a free end thereof brought into contact with an object surface, and the main casing. And a negative pressure generating means for discharging the fluid inside the negative pressure region defined by the seal and the object surface to the outside.
  • the negative pressure generating means when the negative pressure generating means is energized, the fluid inside the negative pressure region is discharged to the outside, and the fluid pressure acting on the main casing due to the fluid pressure difference inside and outside the negative pressure region is Is transmitted to the surface of the object, and the fluid pressure causes the device to be adsorbed on the surface of the object.
  • Such an apparatus comprises two gas regions that bring the object surface into contact with the gas only.
  • a main casing having at least an outer casing and an inner casing; an opening of the outer casing
  • An outer seal member that is attached to the surface of the object and is in contact with the object surface
  • an inner seal member that is attached to the opening of the inner casing and is in contact with the object surface
  • a device capable of moving along an object surface while maintaining close contact with the object surface in a liquid comprising means for maintaining a distance from the surface at an arbitrary distance and moving along the object surface; At least the outer casing, the outer seal member, and the inner seal member cooperate with the physical surface to define the first region, and at least the inner casing and the inner seal member are It has a second area defined in cooperation with the object surface.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication No. 6 0-2 6 7 5 2
  • Patent Document 2 Patent Publication 2 0 0 3-2 8 5 7 8 2
  • the first problem is that the surface of the object under the surface of the liquid is sprayed with, for example, compressed air using compressed air to form a rough surface.
  • suction collection using an air flow to the collection container installed in the area it is forbidden for liquid to enter the spraying area of the abrasive.
  • a device such as a thermal spray device, a device that adheres molten material such as a welding device, a plastic sheet application device, a paint or adhesive spray device, or a device that heat-treats the object surface was used.
  • Work dislikes the penetration of liquid into areas that act on the surface of the object.
  • the surface of the object to be acted on is in contact with the gas, so that it exhibits superior effects compared to the case of being in contact with the liquid.
  • the liquid does not enter and is filled with gas. It is necessary to provide a designated area.
  • a device for performing blast cleaning on the object surface in the second area such as an apparatus disclosed in Japanese Patent Publication No. 2 0 3 0-2 8 5 7 8 2, and an object in the first area
  • the blast cleaning processing speed and The spraying processing speed must be the same.
  • the blast cleaning processing speed is about one-fifth of the thermal spraying processing speed, so it is impossible to make the blast cleaning processing speed and the thermal spraying processing speed the same.
  • the device that performs blast cleaning and the device that performs thermal spraying are separate devices. It is possible to provide an apparatus with improved practicality due to the improvement of the actuality. If the device for performing blast cleaning and the device for performing thermal spraying are separate, the surface of the object to be subjected to thermal spraying is completely removed immediately before the construction. Need to be cleaned.
  • the device that performs blast cleaning and the device that performs thermal spraying are separate devices, for example, the surface of an object under the sea surface comes into contact with seawater after being cleaned by the device.
  • the object surface that has been subjected to the blast cleaning is subjected to thermal spraying by another apparatus, the object surface is salted, for example, by spraying fresh water immediately before the application. It needs to be removed and dried.
  • a device for removing the salt on the surface of the object by spraying fresh water and drying it in the second region of the device is provided.
  • a device for applying thermal spraying to the first region the relative positional relationship between the device for removing and drying the salt and the device for applying thermal spraying is determined. Because it is necessary to devise, restrictions on the design of the equipment are large. Specifically, the design constraints are described as follows: The device for removing the salt on the surface of the blast-cleaned object and drying the device passes through the device for thermal spraying after the device passes. It is necessary to design, and as disclosed in Japanese Patent Publication No. 2 0 0 3-2 8 5 7 8 2, the moving mechanism of the device for performing the thermal spraying becomes complicated.
  • the technical solutions of the present invention are as follows. First, regarding the first problem related to the device disclosed in Japanese Patent Publication No. 60_26752, the technical solution is to move in close contact with the object surface below the liquid surface, which has an area filled with gas. Is to provide a simple device.
  • a third region is disposed outside the first region of the device, the gas pressure in the third region is made higher than the pressure of the liquid surrounding the device, and the gas pressure in the first region is surrounded by the device.
  • the pressure of the gas in the first region is made lower than the pressure of the gas in the second region, and the pressure of the gas in the second region is made lower than the pressure of the liquid surrounding the device. Therefore, a part of the gas in the first region and the second region is configured not to flow out of the apparatus through the gap between the outermost seal member and the object surface.
  • An object is to provide a device that can move in close contact with the surface of an object in a liquid.
  • the surface A is a boundary surface between the object surface and the first region
  • the surface B is the object surface and the first surface
  • the surface C is a boundary surface between the object surface and the third region
  • an outer seal member is provided in a portion defining the boundary line outside the surface A.
  • An inner seal member is provided at a portion defining the inner boundary line of the first surface
  • an outermost seal member is provided at a portion defining the outer boundary line of the surface C.
  • the first region is the first region.
  • Means for sucking gas from the region the second region is connected to means for supplying gas to the second region
  • the third region is means for supplying gas to the third region; Are connected,
  • the pressure in the first region is lower than the pressure in the second region, that is, the first region is located downstream of the second region, and the pressure in the first region is higher than the pressure in the third region.
  • Low i.e. the first region is located downstream of the third region, and the pressure in the third region is higher than the pressure of the liquid surrounding the device of the invention, i.e. the third region is in accordance with the invention.
  • the gas supplied to the second region reaches the first region, and the gas supplied to the third region reaches the region of the liquid surrounding the first region and the device of the present invention, and the second region.
  • a gas that flows into the first region from the third region is sucked and transferred to the suction means, and a device capable of moving in close contact with an object surface in a liquid is provided.
  • the outer seal member has a pressure difference between the gas pressure in the third region and the gas pressure in the first region.
  • the inner seal member is pressed against the object surface by the differential pressure between the gas pressure in the second region and the gas pressure in the first region.
  • the outermost seal member has a shape that is pressed against the object surface by the pressure difference between the pressure of the liquid surrounding the device and the pressure of the gas in the third region.
  • the second region includes a means for injecting a cleaning material such as water for cleaning the object surface in the third region.
  • a cleaning material such as water for cleaning the object surface in the third region.
  • the pressure of the gas in the third region is maintained at a pressure higher than the pressure of the liquid surrounding the device, and the pressure of the gas in the first region is maintained at a pressure lower than the pressure of the liquid surrounding the device.
  • the gas pressure in the first region is maintained at a lower pressure than the gas pressure in the second region, and the gas pressure in the second region is maintained at a pressure lower than the pressure of the liquid surrounding the device.
  • Gas is sent from the outside of the device to the third region via the gas pressure control mechanism and the flexible hose, and from the outside of the device to the second region, the gas pressure control mechanism and Gas is sent through the flexible hose, and negative pressure generating means such as a roots vacuum pump is connected to the first region through the flexible hose.
  • fresh water for washing salt on the surface of the object is pumped from the outside of the device to the third region via a flexible hose.
  • Part of the gas and fresh water that flowed into the third region flows out of the device through the gap between the outermost seal member and the object surface, so that the liquid outside the device flows into the third region at this time.
  • the remaining amount of the gas and fresh water that flowed into the third area is blocked and flows into the first area through the gap between the outer seal member and the object surface, and into the second area.
  • the gas that has flowed into the first region through the gap between the inner seal member and the object surface at a high speed causes the liquid adhering to the object surface to dry by the action of this high-speed gas, and the gas that has flowed into the first region And fresh water ride on the gas flow through the flexible hose to the negative pressure generating means, and then sucked and transferred to the negative pressure generating means.
  • the device moves along the object surface while keeping close contact with the object surface in the liquid by means of maintaining the distance between the device and the object surface at an arbitrary distance and moving along the object surface.
  • the pressure of the liquid surrounding the device increases as the depth increases, the pressure of the liquid is filled with the gas so that the differential pressure between the pressure of the liquid and the pressure of the region filled with the gas becomes constant.
  • the area pressure is controlled.
  • the pressure of the compressed gas is controlled so that the differential pressure between the pressure of the region filled with the gas and the pressure of the compressed gas becomes constant. Is done.
  • the present invention provides the following effects.
  • abrasive material is sprayed onto the object surface under the liquid level using compressed air, a rough surface is formed on the object surface, and then the used abrasive is installed on land.
  • suction recovery using an air flow liquid intrusion into the abrasive spray area is prohibited.
  • use equipment such as a thermal spraying device, a device that attaches molten material such as a welding device, a plastic sheet application device, a paint or adhesive spraying device, or a device that heat-treats the surface of an object. The work that is done is reluctant to intrude into the area that acts on the surface of the object.
  • the apparatus includes a mechanism for preventing liquid from entering the region where the action is applied to the object surface.
  • the surface of the object to be acted on is in contact with the gas, so that it exhibits superior operational effects compared to the case of contact with the liquid.
  • a gas composed of an inert gas having a low oxygen concentration a further excellent effect is exhibited.
  • melting work is carried out in a gas consisting of an inert gas, so that oxidation of the molten material is suppressed, so there is an advantage in improving quality. .
  • the fluid pressure increases as the depth increases, so even if the fluid pressure increases, the region filled with the gas It is necessary to control the pressure in the region filled with the gas so that the differential pressure between the pressure and the fluid pressure is constant. If the fluid pressure is much greater than the pressure in the region filled with the gas, the device will move along the object surface because the fluid pressure will press the region filled with gas very strongly against the object surface. It requires a great deal of power to do.
  • the pressure in the region filled with the gas is such that the pressure difference between the region filled with the gas and the fluid pressure is constant. The pressure was controlled.
  • the differential pressure between the pressure of the region filled with the gas and the pressure of the compressed gas should be constant. It is necessary to control the pressure of the compressed gas. If the pressure difference between the pressure in the region filled with the gas and the pressure of the compressed gas decreases, the flow rate of the compressed gas decreases. Therefore, when the compressed gas is used to act on the object surface, becomes incomplete.
  • the pressure of the compressed gas is controlled so that the differential pressure between the pressure in the region filled with gas and the pressure of the compressed gas becomes constant.
  • the object surface to be subjected to the single spraying needs to be thoroughly cleaned immediately before the application.
  • the object surface under the sea surface comes into contact with seawater after being subjected to blast cleaning by an apparatus, but the object surface subjected to blast cleaning is subjected to thermal spraying by another apparatus.
  • the surface of the object needs to be dehydrated and dried, for example, by spraying clean water immediately before the construction.
  • an apparatus for removing the salt from the surface of the object by spraying a cleaning material and drying it is provided. Since it has a simple configuration of the apparatus, it is possible to provide a more practical apparatus.
  • part of the dust generated during thermal spraying does not leak outside the apparatus, contributing to environmental conservation.
  • FIGS. 1 and 2 the apparatus shown in FIGS. 1 and 2 is in close contact with the surface 1 of the object in the shallow water. Move left or right in the figure.
  • the apparatus shown in the figure has a main casing.
  • the main casing is made of a rigid material, and includes a cylindrical partition 21 on the outer peripheral side, a cylindrical partition 22 on the inner peripheral side, and a rear partition side.
  • a traveling frame 4 made of a pair of rigid materials provided with the wheels 41 is fixed.
  • An outermost seal member 33 made of a relatively flexible material such as polyurethane rubber or plastic is attached to the outer peripheral edge of the annular disc portion 2 1 2 by a port or nut.
  • the outermost seal member 33 has a generally annular shape as a whole, and has a free end extending along the object surface 1 to the inside of the apparatus. With this shape, the outermost seal member 33 is pressed against the object surface 1 by the pressure of the fluid inside the seal member. That is, the outermost seal member
  • 3 The shape of 3 is a so-called self-sealing shape.
  • An outer seal member 31 made of a relatively flexible material such as polyurethane rubber or plastic is attached to the inner peripheral edge of the annular disk portion 2 12 by a port or nut.
  • the outer seal member 31 has a generally annular shape as a whole, and has a free end extending along the object surface 1 to the outside of the apparatus. With this shape, the outer seal member 31 is pressed against the object surface 1 by the pressure of the fluid existing outside the outer seal member 31. That is, the outer seal member 3
  • the shape of 1 is a so-called self-sealing shape.
  • An inner sealing member 3 2 made of a comparatively flexible material such as polyurethane rubber or plastic is attached to the annular disc portion 2 2 2 at a port or nut.
  • the inner seal member 32 has a generally annular shape as a whole, and its free end extends along the object surface 1 to the inside of the device. With this shape, the inner seal member 3 2 is pressed against the object surface 1 by the pressure of the fluid inside the inner seal member 3 2. That is, the shape of the inner seal member 32 is a so-called self-seal shape.
  • the disc portion 2 1 2, the outermost seal member 3 3, and the outer seal member 3 1 cooperate with the object surface 1 to define an annular third region 13.
  • the cylindrical partition 2 1, the cylindrical partition 2 2, the outer seal member 3 1, the inner seal member 3 2, and the disk-shaped partition 2 3 on the back side cooperate with the object surface 1 to form an annular shape.
  • the first area 1 1 is defined.
  • the cylindrical partition 2 2, the inner seal member 3 2, and the disk-shaped partition 2 3 on the back side define the second region 1 2 in cooperation with the object surface 1. That is, the third region of the three-dimensional shape includes a surface C that is a boundary surface between the object surface 1 and the third region 13, and the first region of the three-dimensional shape includes the object surface 1, the first region 1 1, and
  • the second region of the three-dimensional shape includes a surface B that is a boundary surface between the object surface 1 and the second region 12.
  • an arc spray gun 8 2 for spraying the object surface 1 inside the second region 1 2 is attached to the disk-like partition 2 3 on the back side. ing.
  • wires 8 2 1 Two thermal spray wires 8 2 1 (hereinafter referred to as wires 8 2 1) made of a metal such as zinc or aluminum are formed by a flexible feeder using a wire feeding device (not shown) equipped with a wire reel. It is fed to the arc spray gun 8 2 through it 8 2 8 (flexible conduit), and inside the arc spray gun 8 2, the wire 8 2 1 is fed to the wire nozzle 8 2 2 .
  • An energization terminal for energizing alternating current or direct current is provided in a part of the wire nozzle 8 2 2 (not shown), and each wire 8 2 1 is energized via the wire nozzle 8 2 2.
  • the wire 8 2 1 crosses the place where it exits the wire nozzle 8 2 2 and generates an arc. At this time, the wire 8 2 1 is instantaneously heated and melted by the arc heat to become fine particles, and due to the action of a compressed gas such as compressed air ejected from the gas nozzle 8 2 3 between the two wire nozzles 8 2 2. It atomizes (sprays) and scatters while cooling and collides with the object surface 1 to form a metal spray coating.
  • a compressed gas such as compressed air ejected from the gas nozzle 8 2 3 between the two wire nozzles 8 2 2. It atomizes (sprays) and scatters while cooling and collides with the object surface 1 to form a metal spray coating.
  • the compressed air inlets 8 2 9 provided at the respective upstream ends of the two flexible conduits 8 2 8 connected to the arc spray gun 8 2 are provided inside the flexible conduit 8 2 8 and the flexible conduit 8 2 8.
  • a flow rate adjusting valve (not shown) and an air compressor (not shown).
  • the internal pressure of the arc spray gun 8 2 is the same as the pressure in the first region 1 1 or A relief valve (not shown) is provided so that the pressure inside the first spray gun 8 2 is maintained higher than the pressure in the first region 11.
  • the arc current is generally several hundred amperes.
  • the members such as the gun casing 8 2 6 which comes into contact with the wire 8 2 1 and the wire nozzle 8 2 2 are formed of an electrically insulating material such as hard plastic.
  • the type of wire feeding mechanism (not shown) or the arrangement of the wire feeding device (not shown) is not critical to the present invention, and other suitable normal or other desired mechanisms may be used . Further, the wire feeding mechanism can also be disposed inside the arc spray gun 82 as is well known.
  • the apparatus that acts on the object surface 1 mounted on the apparatus of the present invention is not limited to the arc spraying apparatus.
  • the arc spraying device is one of various thermal spray devices.
  • a thermal spray apparatus is an apparatus that forms a coating on the surface of an object by melting and atomizing a wire or particle as a molten material such as metal and spraying it.
  • a thermal spray device one or two wires or powders can be used for the feed material, and heating is by arc or combustion flame.
  • a device for adhering molten material such as a welding device, a plastic sheet pasting device, a paint
  • a spraying device for adhesives such as a welding device, a plastic sheet pasting device, a paint
  • a spraying device for abrasives such as a spraying device for abrasives
  • a device for heat-treating an object surface can be applied.
  • the surface of the object to be acted on is in contact with the gas, so that it exhibits superior effects compared to the case of being in contact with the liquid.
  • the surface of the object to be acted on is in contact with a gas composed of an inert gas having a low oxygen concentration, thereby further improving the effect. Demonstrate the fruit.
  • melting work is carried out in a gas consisting of an inert gas, so that oxidation of the molten material is suppressed, so there is an advantage in improving quality. .
  • connection joint 2 1 1 that is welded to the disk-like partition 2 3 on the back side and communicates with the first region 1 1 is the inlet of the cyclone 9 6 3 that is on the downstream side via the hose 9 6 1
  • the outlet of the cyclone 9 6 3 is connected to the upstream valve chamber 9 3 1 of the pressure regulating valve 9 2 b and the connecting joint 9 2 2 of the pressure regulating valve 9 2 b, and the downstream valve chamber 9 3 2 of the pressure regulating valve 9 2 b
  • the connection joint 9 2 3 is connected to the inlet of the vacuum pump 9 6 located further downstream via a hose 9 6 2.
  • the Roots type vacuum pump 96 has a sufficient suction air volume and sufficient suction pressure, and an excessive vacuum was generated so that the roots type vacuum pump 96 could not be burned out due to the generation of an excessive vacuum.
  • a vacuum breaker 8 63 having a function of automatically sucking outside air and lowering the degree of vacuum is provided at the inlet of the roots type vacuum pump 9 6.
  • the maximum suction pressure of the vacuum pump 96 used is assumed to be about 0.35 kgf / cm @ 2 in absolute pressure.
  • the pressure value is about 0.6 2 because pressure loss occurs when the gas is sucked and transferred through the hose 9 61.
  • a rotary feeder 9 6 4 for discharging the material collected inside the cyclone 9 6 3 to the outside is attached to the lower part of the cyclone 9 6 3.
  • connection joint 2 2 1 that is welded to the disk-like partition 2 3 on the back side and communicates with the second region 1 2 is downstream of the pressure regulating valve 9 2 that is on the upstream side via the hose 9 5 2 Connected to the connecting joint 9 2 3 of the side valve chamber 9 3 2 and connected to the upstream valve chamber 9 3 of the pressure regulating valve 9 2 9 2 2 is variable further upstream via the hose 9 5 1 Connected to the outlet of the displacement gas supply pump 95.
  • the inlet of the gas supply pump 95 is either open to the atmosphere to take in the atmosphere, or oxygen concentration such as exhaust gas exhausted from the diesel engine. It is connected to a device 97 that generates an inert gas of low degree.
  • the maximum discharge pressure of the gas supply pump 95 used is about 12 kgf / cm 2 in absolute pressure.
  • P c kgf / cm2 the absolute pressure in the upstream valve chamber 9 3 1: P c kgf / cm2
  • the value of P c is generated because a considerable pressure loss occurs when the gas is transferred through the hose 9 5 1 with a small diameter. Is assumed to be about 4.
  • connection joint 2 1 3 that is welded to the disc portion 2 1 2 and communicates with the third region 1 3 is located downstream of the pressure regulating valve 9 2 c that is located upstream via the hose 9 5 2 Valve chamber 9 3 2 connection Joint 9 2 3 connected to the upstream side of the pressure regulating valve 9 2 c 9 3 1 connection joint 9 2 2 is variable further upstream via the hose 9 5 1 It is connected to the outlet of the capacity type gas supply pump 95 c.
  • the inlet of the gas supply pump 95 c is opened to the atmosphere via an air filter to take in the atmosphere.
  • the maximum discharge pressure of the gas supply pump 95 c used is about 12 kgf / cm 2 in absolute pressure.
  • P cc kgf / cm2 the absolute pressure of the upstream valve chamber 9 3 1
  • the value of P cc is due to the considerable pressure loss that occurs when the gas is transferred through the hose 9 5 1 with a small diameter. Assume about 4.
  • the cleaning nozzle 9 9 that sprays cleaning water such as fresh water toward the object surface 1 for the purpose of cleaning the salt adhering to the object surface 1 is fixed to the disk part 2 1 2 in the third region 1 3
  • the cleaning nozzle 99 is connected to a cleaning water pump (not shown) via a hose (not shown).
  • valve plate storage chamber a valve plate storage chamber and a valve plate drive chamber.
  • the disc-shaped valve plate 9 2 7 is lowered by the drive rod 9 2 6 to close the valve hole 9 3 1 having a diameter of D a cm, and is raised to the valve hole 9 3 Open 1.
  • the valve plate 9 2 7 closes the valve hole 9 3 1
  • the valve plate storage chamber is divided into two chambers, an upstream valve chamber 9 3 1 and a downstream valve chamber 9 3 2.
  • the upstream valve chamber 9 3 1 and the valve hole 9 3 1 are the same part.
  • a circular membrane diaphragm 9 2 9 divides the valve plate drive chamber into two chambers, a pie-mouth pressure chamber 9 3 3 and an upstream pressure chamber 9 3 4.
  • the valve plate 9 2 7 closes the valve hole 9 3 1, the diaphragm 9 2 9 pushes down the disc-shaped biston 9 2 8 having a diameter D b cm.
  • a drive rod 9 2 6 is fixed to the disc-shaped biston 9 2 8.
  • Upstream valve chamber 9 3 1 and upstream pressure chamber 9 3 4 and upstream pressure chamber 9 3 4 connection joint 9 2 5 are connected by a hose, so upstream valve chamber 9 3 1 and upstream pressure chamber 9 The pressure in 3 4 is the same.
  • the diameter D a cm of the valve hole 9 3 1 and the diameter D b cm of the biston 9 2 8 have the same dimensions, the force to push the valve plate 9 2 7 upward to open the valve hole 9 3 1 F The force F d that pushes c and biston 9 2 8 downward to close valve hole 9 3 1 is balanced.
  • the joint 9 2 4 of the pilot pressure chamber 9 3 3 is connected via a hose 9 4 2 to a pressure reducing valve 9 4 3 with a relief upstream thereof and an air conditioner press 9 4 further upstream thereof. ing.
  • the absolute pressure of the pilot pressure chamber 9 3 3 P x kgf / cm2 is set by the pressure reducing valve 9 4 3, but the value of P X can be any positive value of 0 or more. However, if you want the absolute pressure in the pilot pressure chamber 9 3 3 to be lower than the atmospheric pressure (absolute pressure: 1.0 3 3 2 kgf / cm2), the value of P x is from 1.0 3 3 2 Must also be small.
  • Absolute pressure in the pie-mouth pressure chamber 9 3 3 P X kgf / cm2 generates a force F x that pushes the piston 9 2 8 upward to open the valve hole 9 3 1.
  • the absolute pressure in the downstream valve chamber 9 3 2, that is, the second region 1 2: P b kgf / cm2 generates a force F b that pushes the valve plate 9 2 7 downward to close the valve hole 9 3 1
  • the diameter D a cm of the valve hole 9 31 and the diameter D b cm of the piston 9 28 are the same dimension. Therefore, the valve plate 9 2 7 is opened when P b ⁇ P X, and the valve plate 9 2 7 is closed when P b> P X.
  • the absolute pressure in the second region 12 is: P b kgf / cm 2 Assuming that the standard value of P b is about 0.65, the absolute pressure in the pie-mouth pressure chamber 9 3 3 is used to maintain the absolute pressure in the second region 12 at 0.65 kgf / cm2. : P ⁇ kgf / cm2
  • valve plate 9 2 7 is opened when P b ⁇ 0.65, and the valve plate 9 2 7 is closed when P b> 0.65.
  • the pressure regulating valve 9 2 c has the same structure as the pressure regulating valve 92, and will be described with reference to FIG.
  • the casing 9 2 1 of the pressure regulating valve 9 2 c is roughly divided into two chambers, a valve plate storage chamber and a valve plate drive chamber. Inside the valve plate storage chamber, the disc-shaped valve plate 9 2 7 is lowered by the drive rod 9 2 6 to close the valve hole 9 3 1 having a diameter of D a cm, and is raised to the valve hole 9 3 Open 1. When the valve plate 9 2 7 closes the valve hole 9 3 1, the valve plate storage chamber is divided into two chambers, an upstream valve chamber 9 3 1 and a downstream valve chamber 9 3 2. In the drawing of this embodiment, the upstream valve chamber 9 3 1 and the valve hole 9 3 1 are the same part.
  • a circular membrane diaphragm 9 2 9 divides the valve plate drive chamber into two chambers, a pie-mouth pressure chamber 9 3 3 and an upstream pressure chamber 9 3 4.
  • the valve plate 9 2 7 closes the valve hole 9 3 1, the diaphragm 9 2 9 pushes down the disc-shaped biston 9 2 8 having a diameter D b cm.
  • a drive rod 9 2 6 is fixed to the disc-shaped biston 9 2 8.
  • Upstream valve chamber 9 3 1 and upstream pressure chamber 9 3 4 and upstream pressure chamber 9 3 4 connection joint 9 2 5 are connected by a hose, so upstream valve chamber 9 3 1 and upstream pressure chamber 9 The pressure in 3 4 is the same.
  • the diameter D a cm of the valve hole 9 3 1 and the diameter D b cm of the biston 9 2 8 have the same dimensions, the force to push the valve plate 9 2 7 upward to open the valve hole 9 3 1 F The force F d that pushes c and biston 9 2 8 downward to close valve hole 9 3 1 is balanced.
  • the connecting joint 9 2 4 of the pilot pressure chamber 9 3 3 is connected to the pressure reducing valve 9 4 3 c with relief on the upstream side via the hose 9 4 2 and the air conditioner on the further upstream side. Linked to Lessa 94.
  • the absolute pressure of the pilot pressure chamber 9 3 3 PX c kgf / cm2 is set by the pressure reducing valve 9 4 3 c, but the value of P xc should be any positive value greater than 0 be able to. However, if you want the absolute pressure in the pilot pressure chamber 9 3 3 to be lower than the atmospheric pressure (absolute pressure: 1.0 3 3 2 kgf / cm2), the value of P xc is 1.0 3 3 2 Must be less than
  • Absolute pressure in pie-mouth pressure chamber 9 3 3 P X c kgf / cm2 generates force F x that pushes piston 9 2 8 upward to open valve hole 9 3 1.
  • the absolute pressure in the downstream valve chamber 9 3 2, that is, the third region 1 3: P bc kgf / cm2 generates a force F b that pushes the valve plate 9 2 7 downward to close the valve hole 9 3 1 .
  • the diameter D a cm of the valve hole 9 31 and the diameter D b cm of the piston 9 28 are the same dimension. Therefore, the valve plate 9 2 7 is opened when P b c ⁇ P X c, and the valve plate 9 2 7 is closed when P b c> P X c.
  • the absolute pressure in the third region 13 is In order to maintain 1.06 kgf / cm2, the absolute pressure in the pie-mouth pressure chamber 9 3 3: PX c kgf / cm2 is set to 1.06 kgf / cm2. That is, the valve plate 9 2 7 is opened when P b c ⁇ 1.06, and the valve plate 9 2 7 is closed when P b c> 1.06.
  • the pressure adjustment valve 9 2 b has the same structure as the pressure adjustment valve 9 2 and will be described with reference to Fig. 4.However, the names of each part of the pressure adjustment valve 9 2 b and the connection of each connecting joint The tip is slightly different from the pressure regulating valve 92.
  • the casing 9 2 1 of the pressure regulating valve 9 2 b is roughly divided into two chambers: a valve plate storage chamber and a valve plate drive chamber. Inside the valve plate storage chamber, the disc-shaped valve plate 9 2 7 is lowered by the drive rod 9 2 6 to close the valve hole 9 3 1 having a diameter of D a cm, and is raised to the valve hole 9 3 Open 1. When the valve plate 9 2 7 closes the valve hole 9 3 1, the valve plate storage chamber is the upstream valve chamber 9 3 1 and the downstream valve chamber 9 3 2 Divided into rooms. In the drawing of this embodiment, the upstream valve chamber 9 3 1 and the valve hole 9 3 1 are the same part.
  • a circular membrane diaphragm 9 2 9 divides the valve plate drive chamber into two chambers, a pie-mouth pressure chamber 9 3 4 and a downstream pressure chamber 9 3 3.
  • the valve plate 9 2 7 closes the valve hole 9 3 1, the diaphragm 9 2 9 pushes down the disc-shaped biston 9 2 8 having a diameter D b cm.
  • a drive rod 9 2 6 is fixed to the disc-shaped biston 9 2 8.
  • Downstream valve chamber 9 3 2 connection joint 9 2 3 and downstream pressure chamber 9 3 3 connection joint 9 2 4 are connected by a hose, so downstream valve chamber 9 3 2 and downstream pressure chamber 9 The pressure in 3 3 is the same.
  • the absolute pressure of the pilot pressure chamber 9 3 4 PX kgf / cm2 is set by the pressure reducing valve 9 4 3 b, but the value of PX should be any positive value greater than or equal to 0 Can do. However, if you want the absolute pressure in the pilot pressure chamber 9 3 3 to be lower than atmospheric pressure (absolute pressure: 1.0 3 3 2 kgf / cm2), the value of ⁇ ⁇ is 1.0 3 3 2 Must be less than
  • Absolute pressure in pie-mouth pressure chamber 9 3 4 ⁇ X kgf / cm2 generates a force F d that pushes piston 9 2 8 downward to close valve hole 9 3 1.
  • the absolute pressure in the downstream valve chamber 9 3 2 that is, the first region 1 1: P a kgf / cm2 generates a force F b that pushes the valve plate 9 2 7 downward to close the valve hole 9 3 1
  • the diameter D a cm of the valve hole 9 31 and the diameter D b cm of the piston 9 28 are the same dimension. Therefore, when P a ⁇ PX, the valve plate 9 2 7 is closed. , Valve plate 927 is opened when Pa> P x.
  • the absolute pressure of the first region 11 is assumed to be about 0.62 Pa: Pa kgf / cm 2 Then, to maintain the absolute pressure in the first region 1 1 at 0.62 kgf / cm2, the absolute pressure in the pilot pressure chamber 934: P x kgf / cm2
  • valve plate 927 is closed when Pa ⁇ 0.62, and the valve plate 927 is opened when Pa> 0.62.
  • the apparatus is attracted to the object surface 1 and the apparatus moves along the object surface 1 when the wheel 41 is rotated by a driving means such as a geared motor (not shown).
  • the gas inside the third region 13 is sealed due to the pressure difference between the inside and outside of the third region 13.
  • the free end of the member 33 is pressed in the direction of the object surface 1 to prevent the liquid surrounding the device from flowing into the third region 13.
  • the gas inside the third region 13 is outside due to the pressure difference between the third region and the first region.
  • the free end of the seal member 3 1 is pressed in the direction of the object surface 1 to prevent the gas in the third region 1 3 from flowing into the first region 1 1 as much as possible.
  • the gas in the second region 1 2 is inward due to the pressure difference between the second region and the first region. Press the free end of the seal member 32 in the direction of the object surface 1, and inside the second area 1 2 Is prevented as much as possible from flowing into the first region 1 1.
  • the first region passes through a slight gap between the free end of the outer seal member 3 1 and the object surface 1 or a slight gap between the free end of the inner seal member 3 2 and the object surface 1. 1 It is not necessary to block all the gas flowing into 1. Rather, the force that allows a certain amount of inflowing gas increases the function of suction cleaning or drying the surface of the object.
  • valve plate 9 2 7 of the pressure regulating valve 9 2 is opened when the absolute pressure in the second region 12: P b kgf / cm 2 is P b ⁇ 0.65. Therefore, when the gas supply pump 95 is activated, the supplied gas flows into the second region 12 through the opened valve plate 9 27, and the absolute pressure in the second region 12 is 0. 6 Ascending to 5 kgf / cm2, valve plate 9 2 7 is closed. Next, after a while, the gas in the second region 1 2 flows into the first region 1 1 through a slight gap between the free end of the inner seal member 3 2 and the object surface 1. Therefore, the absolute pressure in the second region 12 decreases to less than 0.65 k gf / cm2, and the valve plate 9 2 7 is opened again. Thereafter, the valve plate 9 2 7 is repeatedly opened and closed as described above to maintain the absolute pressure in the second region 12 at a constant value.
  • the gas flowing from the second region 1 2 into the first region 1 1 passes through the slight gap between the free end of the outer seal member 3 1 and the object surface 1 and flows into the first region 1 1. Together with the body and washing water, it is sucked and transferred to cyclone 96 3, the washing water is separated by cyclone 96 3, and then discharged to the outside by rotary feeder 9 64, and the washing water is taken by cyclone 96 3 The gas which has been removed is discharged into the atmosphere via a vacuum pump 96.
  • the total force to push the valve plate 92 7 upward is F t 2 kgf.
  • the conditions for opening the valve plate 92 7 are:
  • the absolute pressure of the pie-mouth pressure chamber 933 the value of ⁇ ⁇ of PX kgf / cm2 and the absolute pressure that is the target pressure setting value of the second region 12: Pb of Pbkgf / cm2 It can be seen that if the values are the same, the pressure in the second region 12 can be easily adjusted to the target pressure regardless of the pressure in the upstream valve chamber 93 1.
  • the pressure adjustment valve 92 in Fig. 6 differs from the pressure adjustment valve 92 in Fig. 4 in that the connection joint 924 of the pi-mouth pressure chamber 933 is open to the atmosphere and the upstream pressure There are only two points: the force chamber 934 is provided with a coil spring 935 that pushes the piston 928 downward.
  • Absolute pressure of downstream valve chamber 932 is P b kgf / cm2
  • Absolute pressure of upstream valve chamber 9 31 and upstream pressure chamber 934 is P ckgf / cm2
  • Pi-mouth pressure chamber 9 33 Absolute pressure (atmospheric pressure) of 1.
  • F t 1 F b + Fd + F s
  • the total force to push the valve plate 92 7 upward is F t 2 kgf.
  • the conditions for opening the valve plate 92 7 are:
  • F s kgf is the absolute pressure: P b kgf / cm2 that is the pressure setting target value of the second region 1 2 and the valve plate 9
  • P b kgf / cm2 that is the pressure setting target value of the second region 1 2 and the valve plate 9
  • the pressure regulating valve 9 2 in FIG. 6 has an advantage that the pressure setting of the pilot pressure chamber 9 3 3 is not required compared to the pressure regulating valve 9 2 in FIG. In the apparatus according to the embodiment of the present invention, either pressure regulating valve may be used.
  • the second region 12 is more likely to be maintained at a lower pressure. This is advantageous because the amount of gas flowing out of the region 1 2 to the first region 1 1 is smaller, and if the pressure in the second region 1 2 is lower than the pressure of the liquid surrounding the device, the second region 1 2 is the object. Adsorption to the surface 1 is also possible.
  • the pressure of the gas supply pump 9 5 varies depending on the length of the hose 9 51, and the pressure loss of the hose 9 51 is a large value, so the gas supply pump 9 5 discharges with a margin. It is necessary to select a pump with high pressure. Further, when the discharge pressure of the gas supply pump 95 is large, the diameter of the hose 951 can be further reduced. Therefore, a pressure regulating valve having a pressure reducing function is inevitably required on the downstream side of the gas supply pump 95.
  • the pressure regulating valve 92 of the apparatus allows the gas supplied from the gas supply pump 95 to have a pressure lower than the pressure of the liquid surrounding the apparatus regardless of the discharge pressure of the pump. It has excellent characteristics such as being able to decompress.
  • valve plate 9 2 7 of the pressure regulating valve 9 2 c opens the valve plate 9 2 7 when the absolute pressure in the third region 13 is P bc kgf / cm2 and P bc ⁇ 1.0 6 Therefore, when the gas supply pump 9 5 c is activated, the supplied gas flows into the third region 1 3 through the open valve plate 9 2 7, and the absolute pressure in the third region 13 is Ascending to 1.0 6 kgf / cm2, valve plate 9 2 7 is closed. Then, after a while, the third area 1 3 A part of the gas in the outermost sealing member 3 3 and the object surface
  • the absolute pressure in the third region 13 decreases to less than 1.0 6 kgf / cm2, so that the valve plate 9 27 is opened again. Thereafter, the valve plate 9 27 is repeatedly opened and closed as described above to maintain the absolute pressure in the third region 13 at a constant value.
  • the pressure regulating valve 92, the pressure regulating valve 9 2c, and the pressure regulating valve 9 2b of the apparatus according to the embodiment of the present invention are in close contact with the object surface where the apparatus of the present invention is below the liquid level.
  • the pressure difference between the pressure of the region filled with the gas and the pressure of the liquid becomes constant.
  • the pressure in the region filled with the gas is controlled.
  • the pilot pressure is reduced pressure relief valve 9 4 3, relief pressure reducing valve 9 4 3 c and Output from relief valve 9 4 3 b with relief.
  • Relief pressure reducing valve 9 4 3, Relief pressure reducing valve 9 4 3 c and Relief pressure reducing valve 9 4 3 b Use an electromagnetic proportional control type pressure reducing valve and output current or voltage proportional to depth If the pressure sensor is provided in the device of the present invention, the pressure reducing valve can output a pilot pressure proportional to the depth.
  • the hydraulic pressure is much higher than the pressure in the region filled with the gas, Since the fluid pressure presses the gas-filled area very strongly against the object surface, the device requires a very large force to move along the object surface.
  • a differential pressure regulating valve 8 2 0 is installed between the connecting joint 2 2 1 and the connecting joint 2 1 1.
  • the differential pressure regulating valve 8 20 is a well-known valve that is generally well known.
  • the casing 821 of the differential pressure regulating valve 820 is roughly divided into two chambers: a valve plate storage chamber (both 831 and 832 regions) and a valve plate drive chamber 834.
  • the valve plate storage chamber and the valve plate drive chamber are in the same region with the same pressure because they communicate with each other through holes.
  • the disk-shaped valve plate 827 is lowered by the action of the compression coil spring 835 and the drive rod 826 to block the valve hole 831.
  • the valve plate storage chamber is divided into two chambers, an upstream valve chamber 831 and a downstream valve chamber 832.
  • the upstream valve chamber 831 and the valve hole 831 are the same part.
  • the total force that pushes the valve plate 827 upward is F t 2 kgf.
  • the conditions for opening the valve plate 827 are:
  • F s kgf is the absolute pressure: P a kgf / cm2 that is the pressure setting target value of the first area 1 1 and the absolute pressure: P b kgf / cm2 that is the pressure setting target value of the second area 1 2
  • P a kgf / cm2 that is the pressure setting target value of the first area 1 1
  • P b kgf / cm2 that is the pressure setting target value of the second area 1 2
  • the pressure in the second region 12 is set to an arbitrary pressure, the pressure in the first region 11 can be easily adjusted to the target pressure.
  • the value of Pa in the first region 1 1: Pa kgf / cm2 is about 0.6 2
  • the absolute pressure in the second region 1 2 P b
  • the valve plate 8 2 7 is open when P a ⁇ 0.62 and the valve plate 8 2 7 when P a> 0.65. It is easy to preset the differential pressure adjustment valve 8 2 0 so that is closed. That is, for example, the absolute pressure in the first region 11 is not more than 0.6 2 kgf / cm2 because the pressure loss increases as the gap between the outer seal member 3 1 and the object surface 1 decreases. As the valve plate 8 2 7 opens and gas moves from the second region 1 2 to the first region 1 1, the absolute pressure in the first region 1 1 is 0.6 2 kgf / maintained at cm2.
  • the technical solution of the present invention is to dispose the third region outside the first region of the device, and to make the gas pressure in the third region higher than the pressure of the liquid surrounding the device.
  • the pressure of the gas in the first region is made lower than the pressure of the liquid surrounding the device
  • the pressure of the gas in the first region is made lower than the pressure of the gas in the second region
  • the gas in the second region Therefore, a part of the gas in the first region and the second region may cause a gap between the outermost seal member and the object surface. It was to provide a device that was configured to prevent the fluid from passing out of the device through the apparatus and to be in close contact with the surface of the object in the liquid.
  • abrasive material is sprayed onto the object surface under the liquid level using compressed air, a rough surface is formed on the object surface, and then the used abrasive is installed on land.
  • suction recovery using an air flow liquid intrusion into the abrasive spray area is prohibited.
  • use equipment such as a thermal spraying device, a device that attaches molten material such as a welding device, a plastic sheet application device, a paint or adhesive spraying device, or a device that heat-treats the surface of an object. The work that is done is reluctant to intrude into the area that acts on the surface of the object.
  • the apparatus includes a mechanism for preventing liquid from entering the region where the action is applied to the object surface.
  • the surface of the object to be acted on is in contact with the gas, so that it exhibits superior operational effects compared to the case of contact with the liquid. Also, in some of these devices, Furthermore, when the surface of the object to be acted is in contact with a gas composed of an inert gas having a low oxygen concentration, a further excellent effect is exhibited.
  • melting work is carried out in a gas consisting of an inert gas, so that oxidation of the molten material is suppressed, so there is an advantage in improving quality. .
  • the fluid pressure increases as the depth increases, so even if the fluid pressure increases, the region filled with the gas It is necessary to control the pressure in the region filled with the gas so that the differential pressure between the pressure and the fluid pressure is constant. If the fluid pressure is much larger than the pressure in the region filled with the gas, the fluid pressure is not transferred to the object surface. Because it always presses strongly, the device requires a very large force to move along the object surface.
  • the pressure in the region filled with the gas is such that the pressure difference between the region filled with the gas and the fluid pressure is constant. The pressure was controlled.
  • the differential pressure between the pressure of the region filled with the gas and the pressure of the compressed gas should be constant. It is necessary to control the pressure of the compressed gas. If the pressure difference between the pressure in the region filled with the gas and the pressure of the compressed gas decreases, the flow rate of the compressed gas decreases. Therefore, when the compressed gas is used to act on the object surface, becomes incomplete.
  • the pressure of the compressed gas is controlled so that the differential pressure between the pressure in the region filled with gas and the pressure of the compressed gas becomes constant.
  • a device that performs blast cleaning and a device that performs thermal spraying use separate devices because the adjustment of the device is simple and the reproducibility improves.
  • the surface of the object to be subjected to the thermal spraying needs to be completely cleaned immediately before the construction.
  • an object surface under the sea surface comes into contact with seawater after being blast-cleaned by a device, but the surface of the blast-cleaned object is subjected to thermal spraying by another device.
  • the object surface needs to be de-salted and dried, for example by spraying fresh water, just before the construction.
  • a device for removing salt from an object surface by spraying a cleaning material and drying it is provided, and the configuration of the device is simple, so that a more practical device can be provided.
  • a part of the dust generated during thermal spraying is used. Will not leak to the outside of the device, contributing to environmental conservation.
  • the apparatus that can move in close contact with the object surface under the liquid level as described above is equipped with various apparatuses that perform various operations on the object surface under the liquid level, and is arranged along the object surface. It can be conveniently used as a device for moving the object. For example, it can be advantageously used as an apparatus for performing a spraying operation or a spraying operation of an abrasive material on the surface of an object under the sea surface of an offshore structure.
  • a thermal spray apparatus As an apparatus that acts on the surface of an object mounted on the apparatus of the present invention, a thermal spray apparatus, an apparatus for adhering a molten material such as a welding apparatus, a plastic sheet affixing apparatus, a paint or an adhesive spraying
  • Various devices such as a device, a polishing material injection device, or a device that heat-treats the object surface can be applied.
  • the surface of the object to be acted on is in contact with a gas, so that it exhibits superior effects compared to the case of contact with a liquid.
  • FIG. 1 is a plan view of a preferred embodiment of an apparatus constructed according to the present invention as viewed from the direction of an object surface.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of A_A in the apparatus shown in FIG.
  • the cleaning nozzle 99 is a cross-sectional view of B_B in the apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view showing a preferred embodiment of an arc spray gun provided in an apparatus constructed according to the present invention.
  • FIG. 4 is a sectional view showing a first example of a preferred embodiment of a pressure regulating valve provided in an apparatus constructed according to the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing the overall system of a preferred embodiment of an apparatus constructed according to the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a second example of a preferred embodiment of a pressure regulating valve provided in an apparatus constructed according to the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a preferred embodiment of a differential pressure regulating valve that connects the first region 11 and the second region 12 with which the apparatus constructed according to the present invention shown in FIG. 5 is provided.

Landscapes

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Abstract

環状の面Ａを備える第１領域（１１）と、面Ａの内側に在る面Ｂを備える第２領域（１２）と、面Ａの外側に在る面Ｃを備える第３領域（１３）とを具備する、液体中に在る物体表面に密着し移動可能な装置において、面Ａの外側の境界線を規定する部分には外側シール部材が具備されており、面Ａの内側の境界線を規定する部分には内側シール部材が具備されており、面Ｃの外側の境界線を規定する部分には最外側シール部材が具備されており、第１領域（１１）は気体を吸引する手段と連結されており、第２領域（１２）は気体を供給する手段と連結されており、第３領域（１３）は気体を供給する手段と連結されており、第１領域（１１）の圧力は第２領域（１２）の圧力よりも低く、第１領域（１１）の圧力は第３領域（１３）の圧力よりも低く、第３領域（１３）の圧力は本発明の装置を包囲する液体の圧力よりも高い。 

Description

明 細 書
液体中に在る物体表面に密着し移動可能な装置
技術分野
本発明は、 液体中に在る物体表面に密着しかつ物体表面に沿って移動するこ とのできる、 物体表面に密着し移動可能な装置に関する。
本発明は、 さらに上記の装置において、 物体表面を気体のみに接触せしめる 気体領域を具備し、 該気体領域において物体表面に対して作用を施す装置を 具備する、 液体中に在る物体表面に密着し移動可能な装置に関する。
本発明は、 さらに上記の装置の気体領域が不活性ガスで満たした気体領域で ある、 液体中に在る物体表面に密着し移動可能な装置に関する。
本発明の装置に具備される物体表面に対して作用を施す装置として、 先ずァ 一ク溶射装置を考えることができる。 ただし、 アーク溶射装置に限定される ことはない。 アーク溶射装置は、 種々あるサ一マルスプレー装置の中のひと つの装置である。 一般に、 サ一マルスプレー装置とは、 金属のごとき溶融材 料としてのワイヤまたは粒子を溶融して微細化しかつ噴霧して物体表面にコ
—ティングを形成する装置である。 サ一マルスプレー装置においては、 1ま たは 2本のワイヤまたは粉末が送給材料に使用されることができ、 そして加 熱はアークまたは燃焼炎によっている。
本発明の装置に搭載される物体表面に作用を施す装置としては、 サ一マルス プレー装置の他にも、 溶接装置のように溶融した材料を付着させる装置、 プ ラスチックシートの貼付け装置、 塗料や接着剤の吹付け装置、 あるいは物体 表面に熱処理を施す装置など種々の装置を適用することができる。 これらの 装置においては、 作用を施す対象の物体表面が気体と接することにより、 液 体と接する場合と比較して、 優れた作用効果を発揮する。
また、 これらの装置においては、 作用を施す対象の物体表面が不活性ガスか ら成る気体と接することにより、 さらに優れた作用効果を発揮する。
背景技術 内部に負圧が生成されることによって物体表面に吸着し且つ物体表面に沿つ て移動する装置としては、 以下に記載の装置を一例として挙げることができ る。
船舶、 ビルディング等の傾斜した又は実質上垂直な種々の物体表面に吸着し て移動することができる装置として、 例えば特公昭 6 0— 2 6 7 5 2号公報 (米国特許第 4 , 0 9 5 , 3 7 8号明細書及び図面） に開示された装置を挙 げることができる。
かかる装置は、 メインケ一シングと、 該メインケ一シングに装着された移動 手段としての車輪と、 該メインケ一シングに連結されその自由端部が物体表 面に接触せしめられるシール部材と、 該メインケ一シング、 物体表面及び該 シール部材によって規定された負圧領域の内部の流体を外部に排出するため の負圧生成手段とを具備している。 かかる装置においては、 負圧生成手段が 付勢されると負圧領域の内部の流体が外部に排出され、 負圧領域内外の流体 圧力差に起因してメインケ一シングに作用する流体圧力は車輪を介して物体 表面に伝達され、 かかる流体圧力によって装置が物体表面に吸着される。 ま た、 かかる吸着状態において電動モータの如き駆動手段によって車輪を回転 駆動せしめると、 上記車輪の作用によって装置は物体表面に沿って移動する 。 また、 かかる装置には、 負圧領域の内部の物体表面に向け研掃材を噴射す る研掃材噴射手段の如き作業装置が装着されており、 物体表面上における種 々の作業をリモートコントロールにて安全にかつ効率的に行うことができる 次に、 液体中に在る物体表面に密着しかつ物体表面に沿って移動しながら該 物体表面に作用を施す装置としては、 本発明者が、 特許公開 2 0 0 3— 2 8
5 7 8 2号公報にて提案した下記の装置を挙げることができる。
かかる装置は、 物体表面を気体のみに接触せしめる二つの気体領域を具備し
、 かつ該気体領域に物体表面に作用を施す装置を具備している。
かかる装置の構成について述べると、 外側のケ一シングと内側のケ一シング とを少なくとも具備したメインケ一シングと ；該外側のケ一シングの開口部 に装着されその一部分が物体表面に接触せしめられる外側シール部材と ；該 内側のケ一シングの開口部に装着されその一部分が物体表面に接触せしめら れる内側シール部材と ；該メインケ一シングと物体表面との距離を任意の距 離に維持しかつ物体表面に沿って移動可能な手段； とを具備する、 液体中に 在る物体表面に密着しながら物体表面に沿って移動可能な装置において、 少 なくとも該外側のケーシングと該外側シール部材と該内側シール部材とが物 体表面と協働して第 1領域を規定し、 また、 少なくとも該内側のケ一シング と該内側シール部材とが物体表面と協働して規定した第 2領域を具備してい る。
特許文献 1 ：特公昭 6 0— 2 6 7 5 2号公報
特許文献 2：特許公開 2 0 0 3 - 2 8 5 7 8 2号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
而して、 特公昭 6 0— 2 6 7 5 2号公報に開示された装置を液面下で使用す る場合には次の通りの解決すべき問題が存在する。
第 1の問題として、 液面下に在る物体表面に対し、 例えば圧縮空気を利用し て研掃材を噴射し、 よって物体表面に粗面を形成したのち、 使用済みの研掃 材を陸上に設置された回収容器まで空気流を利用して吸引回収する場合にお いては、 研掃材の噴射領域に液体の侵入は禁物である。 また、 研掃材の噴射 作業と同じく、 物体表面に作用を施す領域への液体の侵入を嫌う種々の作業 がある。 例えば、 サ一マルスプレー装置、 溶接装置のように溶融した材料を 付着させる装置、 プラスチックシートの貼付け装置、 塗料や接着剤の吹付け 装置、 あるいは物体表面に熱処理を施す装置などの装置を使用した作業は、 物体表面に作用を施す領域への液体の侵入を嫌う。 これらの装置においては 、 作用を施す対象の物体表面が気体と接することにより、 液体と接する場合 と比較して、 優れた作用効果を発揮するものである。
以上のような、 物体表面に作用を施す領域への液体の侵入を嫌う作業を液面 下で実施する装置においては、 液体が侵入することが無く且つ気体で満たさ れた領域を具備する必要がある。
第 2の問題として、 以上のように、 液面下に在る装置が気体で満たされた領 域を具備する場合、 深度が深くなるにつれ液圧が増大するので、 該液圧が増 大しても該気体で満たされた領域の圧力と該液圧との差圧が一定になるよう に該気体で満たされた領域の圧力を制御する必要がある。 仮に、 該液圧が該 気体で満たされた領域の圧力より非常に大きいと、 該気体で満たされた領域 を該液圧が物体表面へ非常に強く押し付けるので、 装置が物体表面に沿って 移動するために非常に大きな力を必要とする。
第 3の問題として、 研掃材の噴射など該気体で満たされた領域へ圧縮気体を 噴出する場合においては、 該気体で満たされた領域の圧力と圧縮気体の圧力 との差圧が一定になるように圧縮気体の圧力を制御する必要がある。 仮に、 該気体で満たされた領域の圧力と圧縮気体の圧力との差圧が小さくなると圧 縮気体の流量が減少するので、 該圧縮気体を利用して物体表面に作用を施す 場合においては該作用が不完全となる。
次に、 特許公開 2 0 0 3 - 2 8 5 7 8 2号公報に開示された装置を液面下で 使用する場合には次の通りの解決すべき問題が存在する。
例えば、 特許公開 2 0 0 3— 2 8 5 7 8 2号公報に開示された装置のように 、 第 2領域に物体表面に対してブラストクリーニングを施す装置を具備し、 かつ第 1領域に物体表面に対してサ一マルスプレーイングを施す装置を具備 したことにより、 ブラストクリ一ニングを実施したあと直ちにサ一マルスプ レ一イングを実施する装置においては、 ブラストクリ一ニングの処理速度と サ一マルスプレーイングの処理速度を同一にする必要がある。 一般に、 ブラ ストクリーニングの処理速度はサーマルスプレーイングの処理速度の約 5分 の 1であるので、 ブラストクリ一ニングの処理速度とサ一マルスプレーイン グの処理速度を同一にするのは不可能ではないが装置の調整が非常に困難で める。
よって、 ブラストクリ一ニングを実施する装置とサ一マルスプレーイングを 実施する装置は別々の装置にしたほうが装置の調整が簡単であり、 よって再 現性の向上に起因して実用性が向上した装置を提供することが出来る。 なお、 ブラストクリ一ニングを実施する装置とサ一マルスプレーイングを実 施する装置を別々の装置にした場合においては、 サ一マルスプレーィングを 施される物体表面は該施工の直前に完全に清浄化される必要がある。 ブラス トクリーニングを実施する装置とサ一マルスプレーイングを実施する装置を 別々の装置にした場合においては、 例えば海面下に在る物体表面は装置によ りブラストクリーニングを施された後に海水と接することになるが、 該ブラ ストクリーニングを施された物体表面が別の装置によりサ一マルスプレーィ ングを施される場合においては、 該物体表面は該施工の直前に例えば清水の 噴射により塩分を除去されかつ乾燥される必要がある。
特許公開 2 0 0 3 - 2 8 5 7 8 2号公報に開示された装置においては、 かか る装置の第 2領域に清水の噴射により物体表面の塩分を除去しかつ乾燥させ る装置を具備し、 かつ第 1領域にサ一マルスプレーイングを施す装置を具備 することが可能であるが、 該塩分を除去しかつ乾燥させる装置と該サーマル スプレーイングを施す装置との相対的な位置関係を工夫する必要があるため に装置の設計上の制約が大きい。 該設計上の制約を具体的に述べると、 ブラ ストクリーニングを施された物体表面において塩分を除去しかつ乾燥させる 装置が通過した後にサ一マルスプレーイングを施す装置が通過するように装 置を設計する必要があり、 特許公開 2 0 0 3 - 2 8 5 7 8 2号公報に開示さ れているように、 サ一マルスプレーイングを施す装置の移動機構が複雑とな る。
また、 特許公開 2 0 0 3 - 2 8 5 7 8 2号公報に開示された装置においては 、 かかる装置の第 1領域においてサ一マルスプレーイングが実施されるため に、 サ一マルスプレーイングの際に発生する粉塵の一部が装置の外部に漏洩 し、 装置を包囲する液体を粉塵汚染する。 例えば、 原子力施設における核燃 料貯蔵プールの水面下の壁面に対してサ一マルスプレーイングを施す場合に おいては、 該粉塵が純水中に漏洩するので好ましくない。
従って、 本発明の技術的解決課題は次のとうりである。 先ず、 特公昭 60_ 26752号公報に開示された装置に関わる上述の第 1 の問題について、 その技術的解決課題は、 気体で満たされた領域を具備する 液面下の物体表面に密着し移動可能な装置を提供することである。
次に、 特公昭 60— 26752号公報に開示された装置に関わる上述の第 2 乃び第 3の問題について、 その技術的解決課題と該課題を解決するための手 段については特許公開 2003-285782号公報に開示されているので 説明を省略する。
次に、 特許公開 2003-285782号公報に開示された装置に関わる問 題について、 その技術的解決課題は、
かかる装置の第 1領域の外側に第 3領域を配置し、 該第 3領域の気体の圧力 を装置を包囲する液体の圧力よりも高圧にせしめ、 該第 1領域の気体の圧力 を装置を包囲する液体の圧力よりも低圧にせしめ、 該第 1領域の気体の圧力 を該第 2領域の気体の圧力よりも低圧にせしめ、 該第 2領域の気体の圧力を 装置を包囲する液体の圧力よりも低圧にせしめ、 而して、 該第 1領域と該第 2領域の気体の一部が、 最外側シール部材と物体表面との間の隙間を通つて 装置の外部へ流出しないように構成した、 液体中に在る物体表面に密着し移 動可能な装置を提供することである。
以上に、 物体表面に密着し移動可能な装置において、 従来技術の問題点を指 摘し、 本発明が解決しょうとする課題を述べた。
課題を解決するための手段
先ず、 特公昭 60 -26752号公報に開示された装置に関わる上記の技術 的解決課題と、 特許公開 2003-285782号公報に開示された装置に 関わる上記の技術的解決課題を達成するために、 本発明によれば、 特許請求 の範囲の請求項 1に記載されているように、
環状の面 Aを備える立体形状の第 1領域と、 面 Aの内側に在る面 Bを備える 立体形状の第 2領域と、 面 Aの外側に在る面 Cを備える立体形状の第 3領域 とを具備する、 液体中に在る物体表面に密着し移動可能な装置において、 面 Aは該物体表面と該第 1領域との境界面であり、 面 Bは該物体表面と該第 2領域との境界面であり、 面 Cは該物体表面と該第 3領域との境界面であり 面 Aの外側の境界線を規定する部分には外側シール部材が具備されており、 面 Aの内側の境界線を規定する部分には内側シール部材が具備されており、 面 Cの外側の境界線を規定する部分には最外側シール部材が具備されており 該第 1領域は該第 1領域より気体を吸引する手段と連結されており、 該第 2 領域は該第 2領域へ気体を供給する手段と連結されており、 該第 3領域は該 第 3領域へ気体を供給する手段と連結されており、
該第 1領域の圧力は該第 2領域の圧力よりも低くすなわち該第 1領域は該第 2領域の下流側に位置しており、 該第 1領域の圧力は該第 3領域の圧力より も低くすなわち該第 1領域は該第 3領域の下流側に位置しており、 該第 3領 域の圧力は本発明の装置を包囲する液体の圧力よりも高くすなわち該第 3領 域は本発明の装置を包囲する液体の上流側に位置しており、
該第 2領域へ供給された気体は該第 1領域に至り、 該第 3領域へ供給された 気体は該第 1領域及び本発明の装置を包囲する液体の領域に至り、 該第 2領 域及び該第 3領域より該第 1領域へ流入した気体は該吸引手段まで吸引移送 される、 ことを特徴とする、 液体中に在る物体表面に密着し移動可能な装置 が提供される。
また、 特許請求の範囲の請求項 2に記載されているように、 該外側シール部 材は、 該第 3領域に在る気体の圧力と該第 1領域に在る気体の圧力との差圧 により物体表面に押し付けられる形状を具備しており、 また、 該内側シール 部材は、 該第 2領域に在る気体の圧力と該第 1領域に在る気体の圧力との差 圧により物体表面に押し付けられる形状を具備しており、 該最外側シール部 材は、 装置を包囲する液体の圧力と該第 3領域に在る気体の圧力との差圧に より物体表面に押し付けられる形状を具備している、 ことを特徴とする、 請 求項 1に記載の、 液体中に在る物体表面に密着し移動可能な装置が提供され る。 また、 特許請求の範囲の請求項 3に記載されているように、 該第 2領域へ不 活性ガスを流入せしめる手段を備えた、 ことを特徴とする、 請求項 1乃至請 求項 2に記載の、 液体中に在る物体表面に密着し移動可能な装置が提供され る。
また、 特許請求の範囲の請求項 4に記載されているように、 該第 2領域もし <は該第 3領域において、 物体表面を洗浄するための水などの洗浄材料を噴 射する手段を備えた、 ことを特徴とする、 請求項 1乃至請求項 3に記載の、 液体中に在る物体表面に密着し移動可能な装置が提供される。
本発明において、 第 3領域の気体の圧力は装置を包囲する液体の圧力よりも 高い圧力に維持されており、 第 1領域の気体の圧力は装置を包囲する液体の 圧力よりも低い圧力に維持されており、 第 1領域の気体の圧力は第 2領域の 気体の圧力よりも低い圧力に維持されており、 第 2領域の気体の圧力は装置 を包囲する液体の圧力よりも低い圧力に維持されているので、 負圧の作用に より装置は物体表面へ密着し、 しかも、 装置の外部の液体が第 1領域、 第 2 領域及び第 3領域へ侵入するのが阻止されるとともに、 第 1領域と第 2領域 の気体の一部が、 最外側シール部材と物体表面との間の隙間を通って装置の 外部へ流出することも阻止される。
なお、 装置の外部より第 3領域へ、 気体の圧力制御機構とフレキシブルホー スを介して、 気体が送気されており、 また、 装置の外部より第 2領域へ、 気 体の圧力制御機構とフレキシブルホースを介して、 気体が送気されており、 —方、 第 1領域には、 フレキシブルホースを介してルーツ式真空ポンプなど の負圧生成手段が連結されている。
また、 例えば、 装置の外部より第 3領域へ、 フレキシブルホースを介して、 物体表面の塩分を洗浄するための清水が圧送されている。
第 3領域へ流入した気体と清水の一部は最外側シール部材と物体表面との間 の隙間より装置の外部へ流出するのでこの際に装置の外部の液体が第 3領域 へ流入するのを阻止し、 第 3領域へ流入した気体と清水の残りの全量は外側 シール部材と物体表面との間の隙間より第 1領域へ流入し、 第 2領域へ流入 した気体は内側シール部材と物体表面との間の隙間より第 1領域へ高速にて 流入するのでこの高速気体の作用により物体表面に付着した液体を乾燥せし め、 第 1領域へ流入した気体と清水は、 フレキシブルホースを通って負圧生 成手段へ至る気体の流れに乗り、 続いて負圧生成手段まで吸引移送される。 また、 装置と物体表面との距離を任意の距離に維持しかつ物体表面に沿って 移動する手段により、 装置は液体中に在る物体表面に密着しながら物体表面 に沿って移動する。
また、 深度が深くなるにつれ装置を包囲する液体の圧力が増大しても、 該液 体の圧力と気体で満たされた領域の圧力との差圧が一定になるように該気体 で満たされた領域の圧力が制御される。
また、 気体で満たされた領域へ圧縮気体を噴出する場合においては、 該気体 で満たされた領域の圧力と該圧縮気体の圧力との差圧が一定になるように該 圧縮気体の圧力が制御される。
発明の効果
本発明は下記の効果をもたらすものである。
液面下に在る物体表面に対し、 例えば圧縮空気を利用して研掃材を噴射し、 よって物体表面に粗面を形成したのち、 使用済みの研掃材を陸上に設置され た回収容器まで空気流を利用して吸引回収する場合においては、 研掃材の噴 射領域に液体の侵入は禁物である。 また、 研掃材の噴射作業と同じく、 物体 表面に作用を施す領域への液体の侵入を嫌う種々の作業がある。 例えば、 サ 一マルスプレー装置、 溶接装置のように溶融した材料を付着させる装置、 プ ラスチックシートの貼付け装置、 塗料や接着剤の吹付け装置、 あるいは物体 表面に熱処理を施す装置などの装置を使用した作業は、 物体表面に作用を施 す領域への液体の侵入を嫌う。
以上のような、 物体表面に作用を施す領域への液体の侵入を嫌う作業を液面 下で実施する装置においては、 液体が侵入することが無く且つ気体で満たさ れた領域を具備する必要があるが、 本発明の装置においては、 物体表面に作 用を施す領域への液体の侵入を阻止する機構を具備した。 これらの装置においては、 作用を施す対象の物体表面が気体と接することに より、 液体と接する場合と比較して、 優れた作用効果を発揮するものである また、 これらの装置の一部においては、 作用を施す対象の物体表面が酸素濃 度の低い不活性ガスから成る気体と接することにより、 さらに優れた作用効 果を発揮する。
例えば、 サ一マルスプレー装置や溶接装置においては、 不活性ガスから成る 気体の中で溶融作業が実施されることにより溶融物質の酸化が抑制されるの で、 品質が向上するといつた利点がある。
また、 液面下に在る装置本体が気体で満たされた領域を具備する場合、 深度 が深くなるにつれ液圧が増大するので、 該液圧が増大しても該気体で満たさ れた領域の圧力と該液圧との差圧が一定になるように該気体で満たされた領 域の圧力を制御する必要がある。 仮に、 該液圧が該気体で満たされた領域の 圧力より非常に大きいと、 該気体で満たされた領域を該液圧が物体表面へ非 常に強く押し付けるので、 装置が物体表面に沿って移動するために非常に大 きな力を必要とする。
本発明の装置においては、 深度が深くなるにつれ液圧が増大しても該気体で 満たされた領域の圧力と該液圧との差圧が一定になるように該気体で満たさ れた領域の圧力を制御した。
また、 研掃材の噴射など該気体で満たされた領域へ圧縮気体を噴出する場合 においては、 該気体で満たされた領域の圧力と圧縮気体の圧力との差圧が一 定になるように圧縮気体の圧力を制御する必要がある。 仮に、 該気体で満た された領域の圧力と圧縮気体の圧力との差圧が小さくなると圧縮気体の流量 が減少するので、 該圧縮気体を利用して物体表面に作用を施す場合において は該作用が不完全となる。
本発明の装置においては、 気体で満たされた領域の圧力と圧縮気体の圧力と の差圧が一定になるように圧縮気体の圧力を制御した。
本発明のさらなる効果について述べると、 ブラストクリーニングを実施する 装置とサ一マルスプレーイングを実施する装置は別々の装置にしたほうが装 置の調整が簡単でありよって再現性の向上に起因して実用性が向上するが、 ブラストクリーニングを実施する装置とサ一マルスプレーイングを実施する 装置を別々の装置にした場合においては、 サ一マルスプレーィングを施され る物体表面は該施工の直前に完全に清浄化される必要がある。 例えば海面下 に在る物体表面は装置によりブラストクリーニングを施された後に海水と接 することになるが、 該ブラストクリーニングを施された物体表面が別の装置 によりサ一マルスプレーイングを施される場合においては、 該物体表面は該 施工の直前に例えば清水の噴射により塩分を除去されかつ乾燥される必要が 本発明においては、 洗浄材料の噴射により物体表面の塩分を除去しかつ乾燥 させる装置を具備しており、 その装置の構成も簡単であるので、 より実用性 の高い装置を提供することができる。
また本発明においては、 サ一マルスプレーイングの際に発生する粉塵の一部 が装置の外部に漏洩することが無いので環境保全にも寄与する。
実施例
以下、 本発明に従って構成された装置の好適実施例について、 添付図を参照 して更に詳細に説明する。
図 1、 図 2、 図 4および図 5を参照して説明すると、 図 1 と図 2に図示の装 置は、 水深がごく浅い水中に在る物体表面 1に密着しており、 図 1において 図の左方向もしくは右方向に移動する。
図示の装置はメィンケ一シングを具備しており、 該メィンケ一シングは剛性 材料を素材とし、 外周側の円筒状パーティション 2 1 と、 内周側の円筒状パ —テイシヨン 2 2と、 背面側の円板状パーティション 2 3と、 円筒状パ一テ イシヨン 2 1の開口部の外周縁部に溶着された環状の円板部 2 1 2と、 円筒 状パーティション 2 2の開口部の外周縁部に溶着された環状の円板部 2 2 2 、 により構成されている。
外周側の筒状パーティション 2 1の対向する両側面には、 それぞれ 2個の車 輪 4 1を備えた一対の剛性材料を素材とする走行フレーム 4が固定されてい る。
環状の円板部 2 1 2の外周縁部には、 例えばポリウレタンゴム、 プラスチッ ク等の比較的柔軟な材料を素材とする最外側シール部材 3 3がポルト、 ナツ トにて装着されている。 最外側シール部材 3 3は、 全体の形状が略円環状を 成し、 その自由端部が物体表面 1に沿って装置の内側へ延びた形状をしてい る。 この形状により、 最外側シール部材 3 3は該シール部材の内側に在る流 体の圧力により物体表面 1に押し付けられる。 すなわち、 最外側シール部材
3 3の形状はいわゆるセルフシールの形状を成している。
環状の円板部 2 1 2の内周縁部には、 例えばポリウレタンゴム、 プラスチッ ク等の比較的柔軟な材料を素材とする外側シール部材 3 1がポルト、 ナツト にて装着されている。 外側シール部材 3 1は、 全体の形状が略円環状を成し 、 その自由端部が物体表面 1に沿って装置の外側へ延びた形状をしている。 この形状により、 外側シール部材 3 1は外側シール部材 3 1の外側に在る流 体の圧力により物体表面 1に押し付けられる。 すなわち、 外側シール部材 3
1の形状はいわゆるセルフシールの形状を成している。
環状の円板部 2 2 2には、 例えばポリウレタンゴム、 プラスチック等の比較 的柔軟な材料を素材とする内側シール部材 3 2がポルト、 ナツトにて装着さ れている。 内側シール部材 3 2は、 全体の形状が略円環状を成し、 その自由 端部が物体表面 1に沿って装置の内側へ延びた形状をしている。 この形状に より、 内側シール部材 3 2は内側シール部材 3 2の内側に在る流体の圧力に より物体表面 1に押し付けられる。 すなわち、 内側シール部材 3 2の形状は いわゆるセルフシールの形状を成している。
円板部 2 1 2、 最外側シール部材 3 3、 外側シール部材 3 1は物体表面 1 と 協働して環状の第 3領域 1 3を規定している。
円筒状パ一テイシヨン 2 1、 円筒状パ一テイシヨン 2 2、 外側シール部材 3 1、 内側シール部材 3 2、 背面側の円板状パ一テイシヨン 2 3は物体表面 1 と協働して環状の第 1領域 1 1を規定している。 また、 円筒状パーティション 2 2、 内側シール部材 3 2、 背面側の円板状パ —テイシヨン 2 3は物体表面 1 と協働して第 2領域 1 2を規定している。 すなわち、 立体形状の第 3領域は、 物体表面 1 と第 3領域 1 3との境界面で ある面 Cを備えており、 立体形状の第 1領域は、 物体表面 1 と第 1領域 1 1 との境界面である面 Aを備えており、 立体形状の第 2領域は、 物体表面 1 と 第 2領域 1 2との境界面である面 Bを備えている。
背面側の円板状パーティション 2 3には、 物体表面 1に作用を施す装置の一 例として、 第 2領域 1 2の内部の物体表面 1に溶射を施すためのアーク溶射 ガン 8 2が装着されている。
図 3を参照して、 公知であるアーク溶射ガン 8 2の構成を以下に述べる。 亜鉛やアルミニウムなどの金属を素材とする 2本の溶射用線材 8 2 1 (以下 、 ワイヤ 8 2 1 と呼称する） は、 ワイヤリールを備えたワイヤ送給装置 （図 示せず） により、 フレキシブルコンデイット 8 2 8 (フレキシブル導管） の 中を通ってアーク溶射ガン 8 2へ送給され、 アーク溶射ガン 8 2の内部にお いては、 ワイヤ 8 2 1はワイヤノズル 8 2 2へ送給される。 ワイヤノズル 8 2 2の一部に交流または直流を通電する通電端子を設け （図示せず） 、 それ ぞれのワイヤ 8 2 1はワイヤノズル 8 2 2を介して通電される。 ワイヤ 8 2 1はワイヤノズル 8 2 2を出た所で交差接触してアークを発生させる。 この とき、 ワイヤ 8 2 1はアーク熱により瞬間的に加熱溶融して細粒となり、 二 つのワイヤノズル 8 2 2の中間にあるガスノズル 8 2 3から噴出する圧縮空 気などの圧縮気体の作用により微粒化し （霧状にされ） かつ冷却されながら 飛散して物体表面 1に衝突し、 金属溶射被膜を形成する。
アーク溶射ガン 8 2に連結された 2本のフレキシブルコンディット 8 2 8の 上流側のそれぞれの端部に具備された圧縮空気入口 8 2 9は、 フレキシブル コンディット 8 2 8の内部及びフレキシブルコンディット 8 2 8に連通され たアーク溶射ガン 8 2の内部を加圧するために、 下流側から順に、 流量調整 弁 （図示せず） 及びエアコンプレッサ （図示せず） に連結されている。 ァ一 ク溶射ガン 8 2の内部の圧力は、 第 1領域 1 1の圧力と同圧か、 もしくはァ 一ク溶射ガン 8 2の内部の圧力が第 1領域 1 1の圧力より高めに維持される ように、 リリーフ弁 （図示せず） が具備されている。
アーク電流は、 一般に、 数百アンペア程度である。 アーク溶射装置において 、 ワイヤ 8 2 1及びワイヤノズル 8 2 2と接触するガンケ一シング 8 2 6な どの部材は硬いプラスチックのごとき電気絶縁材料から形成される。 ワイヤ 送給機構 （図示せず） の方式またはワイヤ送給装置 （図示せず） の配置は本 発明には重要ではなく、 そして他の適切な通常のまたは他の所望の機構が使 用され得る。 また、 ワイヤ送給機構は公知のようにアーク溶射ガン 8 2の内 部に配置することもできる。
本発明のための、 アーク溶射装置の上述したような態様、 構造上の詳細は重 要でなくかつ本発明の実施例に限定される必要はない。 他の形状が使用され 得る。
なお、 本発明の装置に搭載される物体表面 1に作用を施す装置はアーク溶射 装置に限定されない。 アーク溶射装置は、 種々あるサ一マルスプレー装置 （ 溶射装置） の中のひとつの装置である。 一般に、 サ一マルスプレー装置とは 、 金属のごとき溶融材料としてのワイヤまたは粒子を溶融して微細化しかつ 噴霧して物体表面にコーティングを形成する装置である。 サ一マルスプレー 装置においては、 1本または 2本のワイヤまたは粉末が送給材料に使用され ることができ、 そして加熱はアークまたは燃焼炎によっている。
さらに、 本発明の装置に搭載されて物体表面に作用を施す装置としては、 サ 一マルスプレー装置の他にも、 溶接装置のように溶融した材料を付着させる 装置、 プラスチックシートの貼付け装置、 塗料や接着剤の吹付け装置、 研掃 材の噴射装置、 あるいは物体表面に熱処理を施す装置など種々の装置を適用 することができる。 これらの装置においては、 作用を施す対象の物体表面が 気体と接することにより、 液体と接する場合と比較して、 優れた作用効果を 発揮する。
また、 これらの装置の一部においては、 作用を施す対象の物体表面が酸素濃 度の低い不活性ガスから成る気体と接することにより、 さらに優れた作用効 果を発揮する。
例えば、 サ一マルスプレー装置や溶接装置においては、 不活性ガスから成る 気体の中で溶融作業が実施されることにより溶融物質の酸化が抑制されるの で、 品質が向上するといつた利点がある。
[0010] 背面側の円板状パーティション 2 3に溶着された、 第 1領域 1 1に連通する 接続継手 2 1 1はホース 9 6 1を介して下流側に在るサイクロン 9 6 3の入 口に連結され、 サイクロン 9 6 3の出口は圧力調整弁 9 2 bの上流側弁室 9 3 1の接続継手 9 2 2に連結され、 圧力調整弁 9 2 bの下流側弁室 9 3 2の 接続継手 9 2 3はホース 9 6 2を介してさらに下流側に在る真空ポンプ 9 6 の入口に連結されている。
ルーツ式真空ポンプ 9 6は十分な吸引風量且つ十分な吸引圧力を具備してお り、 また、 過大な真空の発生によりルーツ式真空ポンプ 9 6が焼き付かない ように、 過大な真空が発生した場合には自動的に外気を吸入して真空度を低 下させる機能を有するバキュームブレーカ 8 6 3がルーツ式真空ポンプ 9 6 の入口に具備されている。
本発明の実施例の装置においては、 使用される真空ポンプ 9 6の最大吸込み 圧力を絶対圧力にて約 0 . 3 5 kgf/cm2 と仮定する。 また、 第 1領域 1 1の 絶対圧力： P a kgf/cm2 については、 気体がホース 9 6 1を通って吸引移送 される際に圧力損失が発生するため P aの値は約 0 . 6 2と仮定する。
サイクロン 9 6 3の下部には、 サイクロン 9 6 3の内部にて捕集された物質 を外部へ排出するためのロータリフィーダ 9 6 4が装着されている。
[0011 ] 背面側の円板状パーティション 2 3に溶着された、 第 2領域 1 2に連通する 接続継手 2 2 1はホース 9 5 2を介して上流側に在る圧力調整弁 9 2の下流 側弁室 9 3 2の接続継手 9 2 3に連結され、 圧力調整弁 9 2の上流側弁室 9 3 1の接続継手 9 2 2はホース 9 5 1を介してさらに上流側に在る可変容量 形の気体供給ポンプ 9 5の出口に連結されている。
気体供給ポンプ 9 5の入口は、 大気を取り込むために大気中に開放されてい るか、 もしくは、 ディーゼルエンジンから排出される排気ガスなどの酸素濃 度の低い不活性の気体を発生させる装置 9 7に連結されている。 本発明の実施例の装置においては、 使用される気体供給ポンプ 9 5の最大吐 出し圧力を絶対圧力にて約 1 2 kgf/cm2 と仮定する。 また、 上流側弁室 9 3 1の絶対圧力： P c kgf/cm2 については、 気体が口径の小さいホース 9 5 1 を通って移送される際にかなりの圧力損失が発生するため P cの値は約 4と 仮定する。
[0012] 円板部 2 1 2に溶着された、 第 3領域 1 3に連通する接続継手 2 1 3はホー ス 9 5 2を介して上流側に在る圧力調整弁 9 2 cの下流側弁室 9 3 2の接続 継手 9 2 3に連結され、 圧力調整弁 9 2 cの上流側弁室 9 3 1の接続継手 9 2 2はホース 9 5 1を介してさらに上流側に在る可変容量形の気体供給ボン プ 9 5 cの出口に連結されている。
気体供給ポンプ 9 5 cの入口は、 大気を取り込むためにエアフィルタを介し て大気中に開放されている。
本発明の実施例の装置においては、 使用される気体供給ポンプ 9 5 cの最大 吐出し圧力を絶対圧力にて約 1 2 kgf/cm2 と仮定する。 また、 上流側弁室 9 3 1の絶対圧力： P c c kgf /cm2 については、 気体が口径の小さいホース 9 5 1を通って移送される際にかなりの圧力損失が発生するため P c cの値は 約 4と仮定する。
物体表面 1に付着する塩分を洗浄する目的のために物体表面 1に向けて清水 などの洗浄水を噴射する洗浄ノズル 9 9は、 第 3領域 1 3に在る円板部 2 1 2に固定されており、 洗浄ノズル 9 9はホース （図示せず） を介して洗浄水 ポンプ （図示せず） に連結されている。
[0013] 圧力調整弁 9 2の詳細について述べると、 圧力調整弁 9 2のケ一シング 9 2
1は、 大別すると、 弁板収納室と弁板駆動室の 2つの部屋に区分されている 。 該弁板収納室の内部においては、 円板状の弁板 9 2 7が駆動ロッド 9 2 6 により下降させられて直径 D a cm の弁穴 9 3 1を塞ぎ、 上昇させられて弁穴 9 3 1を開く。 弁板 9 2 7が弁穴 9 3 1を塞いでいる時、 該弁板収納室は上 流側弁室 9 3 1 と下流側弁室 9 3 2の 2室に区分される。 なお、 本実施例の 図面においては上流側弁室 9 3 1 と弁穴 9 3 1は同一の部分である。
該弁板駆動室の内部においては、 円形の膜状のダイヤフラム 9 2 9が該弁板 駆動室をパイ口ット圧力室 9 3 3と上流側圧力室 9 3 4の 2室に区分してい る。 弁板 9 2 7が弁穴 9 3 1を塞いでいる時、 ダイヤフラム 9 2 9は直径 D b cm の円板状のビストン 9 2 8を下方に押している。 円板状のビストン 9 2 8には駆動ロッド 9 2 6が固定されている。
上流側弁室 9 3 1の接続継手 9 2 2と上流側圧力室 9 3 4の接続継手 9 2 5 はホースにて連結されているので、 上流側弁室 9 3 1 と上流側圧力室 9 3 4 の圧力は同一である。 また、 弁穴 9 3 1の直径 D a cmとビストン 9 2 8の直 径 D b cm が同一寸法の時、 弁板 9 2 7を上方へ押して弁穴 9 3 1を開けよう とする力 F cとビストン 9 2 8を下方へ押して弁穴 9 3 1を塞ごうとする力 F dは釣り合つている。
パイロット圧力室 9 3 3の接続継手 9 2 4はホース 9 4 2を介してその上流 側に在るリリーフ付き減圧弁 9 4 3とさらにその上流側に在るエアコンプレ ッサ 9 4に連結されている。
パイロット圧力室 9 3 3の絶対圧力： P x kgf/cm2 は、 減圧弁 9 4 3により 設定されるものであるが、 P Xの値は 0以上の任意の正の値を選択すること ができる。 ただし、 パイロット圧力室 9 3 3の絶対圧力を大気圧 （絶対圧力 ： 1 . 0 3 3 2 kgf /cm2 ) よりも低い圧力にしたい場合には、 P xの値は 1 . 0 3 3 2よりも小さい値でなければならない。
パイ口ット圧力室 9 3 3の絶対圧力： P X kgf/cm2 はピストン 9 2 8を上方 へ押して弁穴 9 3 1を開けようとする力 F xを発生させる。 また、 下流側弁 室 9 3 2すなわち第 2領域 1 2の絶対圧力： P b kgf/cm2 は弁板 9 2 7を下 方へ押して弁穴 9 3 1を塞ごうとする力 F bを発生させる。 なお、 本発明の 実施例の装置においては、 弁穴 9 3 1の直径 D a cmとピストン 9 2 8の直径 D b cm は同一寸法である。 よって、 P b < P Xの時に弁板 9 2 7が開となり 、 P b > P Xの時に弁板 9 2 7が閉となる。
本発明の実施例の装置において、 第 2領域 1 2の絶対圧力： P b kgf/cm2 の P bの標準的な値を約 0 . 6 5と仮定すると、 第 2領域 1 2の絶対圧力を 0 . 6 5 kgf/cm2 に維持するためにパイ口ット圧力室 9 3 3の絶対圧力： P χ kgf/cm2
は 0 . 6 5 kgf/cm2 に設定される。 すなわち、 P b < 0 . 6 5の時に弁板 9 2 7が開となり、 P b > 0 . 6 5の時に弁板 9 2 7が閉となる。
圧力調整弁 9 2 cの詳細について述べる。
圧力調整弁 9 2 cは圧力調整弁 9 2と同一の構造を有しているので図 4を参 照して説明を行う。
圧力調整弁 9 2 cのケ一シング 9 2 1は、 大別すると、 弁板収納室と弁板駆 動室の 2つの部屋に区分されている。 該弁板収納室の内部においては、 円板 状の弁板 9 2 7が駆動ロッド 9 2 6により下降させられて直径 D a cm の弁穴 9 3 1を塞ぎ、 上昇させられて弁穴 9 3 1を開く。 弁板 9 2 7が弁穴 9 3 1 を塞いでいる時、 該弁板収納室は上流側弁室 9 3 1 と下流側弁室 9 3 2の 2 室に区分される。 なお、 本実施例の図面においては上流側弁室 9 3 1 と弁穴 9 3 1は同一の部分である。
該弁板駆動室の内部においては、 円形の膜状のダイヤフラム 9 2 9が該弁板 駆動室をパイ口ット圧力室 9 3 3と上流側圧力室 9 3 4の 2室に区分してい る。 弁板 9 2 7が弁穴 9 3 1を塞いでいる時、 ダイヤフラム 9 2 9は直径 D b cm の円板状のビストン 9 2 8を下方に押している。 円板状のビストン 9 2 8には駆動ロッド 9 2 6が固定されている。
上流側弁室 9 3 1の接続継手 9 2 2と上流側圧力室 9 3 4の接続継手 9 2 5 はホースにて連結されているので、 上流側弁室 9 3 1 と上流側圧力室 9 3 4 の圧力は同一である。 また、 弁穴 9 3 1の直径 D a cmとビストン 9 2 8の直 径 D b cm が同一寸法の時、 弁板 9 2 7を上方へ押して弁穴 9 3 1を開けよう とする力 F cとビストン 9 2 8を下方へ押して弁穴 9 3 1を塞ごうとする力 F dは釣り合つている。
パイロット圧力室 9 3 3の接続継手 9 2 4はホース 9 4 2を介してその上流 側に在るリリーフ付き減圧弁 9 4 3 cとさらにその上流側に在るエアコンプ レッサ 9 4に連結されている。
パイロット圧力室 9 3 3の絶対圧力： P X c kgf /cm2 は、 減圧弁 9 4 3 cに より設定されるものであるが、 P x cの値は 0以上の任意の正の値を選択す ることができる。 ただし、 パイロット圧力室 9 3 3の絶対圧力を大気圧 （絶 対圧力： 1 . 0 3 3 2 kgf/cm2 ) よりも低い圧力にしたい場合には、 P x c の値は 1 . 0 3 3 2よりも小さい値でなければならない。
パイ口ット圧力室 9 3 3の絶対圧力： P X c kgf /cm2 はピストン 9 2 8を上 方へ押して弁穴 9 3 1を開けようとする力 F xを発生させる。 また、 下流側 弁室 9 3 2すなわち第 3領域 1 3の絶対圧力： P b c kgf /cm2 は弁板 9 2 7 を下方へ押して弁穴 9 3 1を塞ごうとする力 F bを発生させる。 なお、 本発 明の実施例の装置においては、 弁穴 9 3 1の直径 D a cmとピストン 9 2 8の 直径 D b cm は同一寸法である。 よって、 P b c < P X cの時に弁板 9 2 7が 開となり、 P b c > P X cの時に弁板 9 2 7が閉となる。
本発明の実施例の装置において、 第 3領域 1 3の絶対圧力： P b c kgf /cm2 の P b cの標準的な値を約 1 . 0 6と仮定すると、 第 3領域 1 3の絶対圧力 を 1 . 0 6 kgf/cm2 に維持するためにパイ口ット圧力室 9 3 3の絶対圧力： P X c kgf /cm2 は 1 . 0 6 kgf/cm2 に設定される。 すなわち、 P b c < 1 . 0 6の時に弁板 9 2 7が開となり、 P b c > 1 . 0 6の時に弁板 9 2 7が閉 となる。
次に、 圧力調整弁 9 2 bの詳細について述べる。
圧力調整弁 9 2 bは圧力調整弁 9 2と同一の構造を有しているので図 4を参 照して説明を行うが、 圧力調整弁 9 2 bの各部の名称と各接続継手の接続先 は圧力調整弁 9 2とは多少異なっている。
圧力調整弁 9 2 bのケ一シング 9 2 1は、 大別すると、 弁板収納室と弁板駆 動室の 2つの部屋に区分されている。 該弁板収納室の内部においては、 円板 状の弁板 9 2 7が駆動ロッド 9 2 6により下降させられて直径 D a cm の弁穴 9 3 1を塞ぎ、 上昇させられて弁穴 9 3 1を開く。 弁板 9 2 7が弁穴 9 3 1 を塞いでいる時、 該弁板収納室は上流側弁室 9 3 1 と下流側弁室 9 3 2の 2 室に区分される。 なお、 本実施例の図面においては上流側弁室 9 3 1 と弁穴 9 3 1は同一の部分である。
該弁板駆動室の内部においては、 円形の膜状のダイヤフラム 9 2 9が該弁板 駆動室をパイ口ット圧力室 9 3 4と下流側圧力室 9 3 3の 2室に区分してい る。 弁板 9 2 7が弁穴 9 3 1を塞いでいる時、 ダイヤフラム 9 2 9は直径 D b cm の円板状のビストン 9 2 8を下方に押している。 円板状のビストン 9 2 8には駆動ロッド 9 2 6が固定されている。
下流側弁室 9 3 2の接続継手 9 2 3と下流側圧力室 9 3 3の接続継手 9 2 4 はホースにて連結されているので、 下流側弁室 9 3 2と下流側圧力室 9 3 3 の圧力は同一である。
また、 弁穴 9 3 1の直径 D a cmとピストン 9 2 8の直径 D b cm が同一寸法の 時、 弁板 9 2 7を上方へ押して弁穴 9 3 1を開けようとする力 F cとビスト ン 9 2 8を下方へ押して弁穴 9 3 1を塞ごうとする力 F dは釣り合つている パイロット圧力室 9 3 4の接続継手 9 2 5はホース 9 4 2 bを介してその上 流側に在るリリーフ付き減圧弁 9 4 3 bとさらにその上流側に在るエアコン プレッサ 9 4に連結されている。
パイロット圧力室 9 3 4の絶対圧力： P X kgf/cm2 は、 減圧弁 9 4 3 bによ り設定されるものであるが、 P Xの値は 0以上の任意の正の値を選択するこ とができる。 ただし、 パイロット圧力室 9 3 3の絶対圧力を大気圧 （絶対圧 力： 1 . 0 3 3 2 kgf/cm2 ) よりも低い圧力にしたい場合には、 Ρ χの値は 1 . 0 3 3 2よりも小さい値でなければならない。
パイ口ット圧力室 9 3 4の絶対圧力： Ρ X kgf/cm2 はピストン 9 2 8を下方 へ押して弁穴 9 3 1を閉じようとする力 F dを発生させる。 また、 下流側弁 室 9 3 2すなわち第 1領域 1 1の絶対圧力： P a kgf/cm2 は弁板 9 2 7を下 方へ押して弁穴 9 3 1を塞ごうとする力 F bを発生させる。 なお、 本発明の 実施例の装置においては、 弁穴 9 3 1の直径 D a cmとピストン 9 2 8の直径 D b cm は同一寸法である。 よって、 P a < P Xの時に弁板 9 2 7が閉となり 、 Pa>P xの時に弁板 927が開となる。
本発明の実施例の装置において、 ホース 96 1の圧力損失を無視した場合に おいて、 第 1領域 1 1の絶対圧力： Pa kgf/cm2 の Paの標準的な値を約 0. 62と仮定すると、 第 1領域 1 1の絶対圧力を 0. 62 kgf/cm2 に維持する ためにパイロット圧力室 934の絶対圧力： P x kgf/cm2
は 0. 62 kgf/cm2 に設定される。 すなわち、 Pa<0. 62の時に弁板 9 27が閉となり、 Pa>0. 62の時に弁板 927が開となる。
次に、 上述した本発明の好適実施例の装置の作用効果について説明する。 真空ポンプ 96が作動すると、 第 1領域 1 1の内部の流体が下流側に吸引さ れ、 第 1領域 1 1が所要の通り減圧される （第 1領域 1 1の絶対圧力： P a = 0. 62 kgf /cm2 ) 。 かく第 1領域 1 1が減圧されると、 装置を包囲してい る水の圧力 （絶対圧力： P o = 1. 0332 kgf /cm2 ) が第 1領域 1 1の内 外の圧力差 （P o_P a = 0. 4 1 32 kgf /cm2 ) に起因して第 1領域 1 1 を物体表面 1の方向に押し付け、 該押し付け力は 4個の車輪 4 1を介して物 体表面 1に伝達され、 かくして装置は物体表面 1に吸着するとともに、 車輪 4 1をギヤードモータ （図示せず） などの駆動手段により回転駆動せしめる と装置は物体表面 1に沿って移動する。
なお、 第 3領域 1 3の内部の圧力が所望の圧力に維持されている時、 第 3領 域 1 3の内部の気体が第 3領域 1 3の内外の圧力差に起因して最外側シール 部材 33の自由端部を物体表面 1の方向に押し付け、 装置を包囲する液体が 第 3領域 1 3の内部に流入するのを阻止する。
また、 第 1領域 1 1の内部の圧力が所望の圧力に維持されている時、 第 3領 域 1 3の内部の気体が該第 3領域と該第 1領域の圧力差に起因して外側シ一 ル部材 3 1の自由端部を物体表面 1の方向に押し付け、 第 3領域 1 3の内部 の気体が第 1領域 1 1の内部に流入するのを極力阻止する。
また、 第 1領域 1 1の内部の圧力が所望の圧力に維持されている時、 第 2領 域 1 2の内部の気体が該第 2領域と該第 1領域の圧力差に起因して内側シ一 ル部材 32の自由端部を物体表面 1の方向に押し付け、 第 2領域 1 2の内部 の気体が第 1領域 1 1の内部に流入するのを極力阻止する。
しかしながら、 外側シール部材 3 1の自由端部と物体表面 1 との間の僅かな 隙間、 あるいは内側シール部材 3 2の自由端部と物体表面 1 との間の僅かな 隙間を通って第 1領域 1 1に流入する気体の全てを阻止しなくてもよい。 む しろ、 流入する気体をある程度許容したほう力 物体表面を吸引清掃あるい は乾燥させる機能が増大する。
[0017] 次に、 圧力調整弁 9 2の弁板 9 2 7は第 2領域 1 2の絶対圧力： P b kgf/cm2 が P b < 0 . 6 5の時に弁板 9 2 7が開となるように設定されてあるので、 気体供給ポンプ 9 5が作動すると供給された気体は開いた弁板 9 2 7より第 2領域 1 2へ流入し、 第 2領域 1 2の絶対圧力が 0 . 6 5 kgf/cm2 まで上昇 すると弁板 9 2 7が閉となる。 次に、 時間が少し経つと、 第 2領域 1 2に在 る気体は、 内側シール部材 3 2の自由端部と物体表面 1 との間の僅かな隙間 を通って第 1領域 1 1に流入するので、 第 2領域 1 2の絶対圧力は 0 . 6 5 k gf/cm2 未満まで減少し、 よつて再び弁板 9 2 7が開となる。 以下、 弁板 9 2 7は上記のように開、 閉を繰り返して第 2領域 1 2の絶対圧力を一定の値に 維持する。
第 2領域 1 2から第 1領域 1 1へ流入した気体は、 外側シール部材 3 1の自 由端部と物体表面 1 との間の僅かな隙間を通って第 1領域 1 1へ流入した気 体及び洗浄水と共にサイクロン 9 6 3まで吸引移送され、 該洗浄水はサイク ロン 9 6 3にて分離された後にロータリフィーダ 9 6 4により外部へ排出さ れ、 サイクロン 9 6 3にて該洗浄水を除去された気体は真空ポンプ 9 6を経 て大気中へ放出される。
[0018] 以下に、 圧力調整弁 9 2の動作の原理を図 4と数式を使って説明する。
第 2領域 1 2及び下流側弁室 9 3 2の絶対圧力を P b kgf /cm2、 上流側弁室 9 3 1及び上流側圧力室 9 3 4の絶対圧力を P c kgf/cm2、 パイ口ット圧力室 9 3 3の絶対圧力を P X kgf/cm2、 下流側弁室 9 3 2において弁板 9 2 7を下方 へ押す力を F b kgf、 上流側弁室 9 3 1において弁板 9 2 7を上方へ押す力を F c kgf、 上流側圧力室 9 3 4においてビストン 9 2 8を下方へ押す力を F d kgf、 パイロット圧力室 933においてビストン 928を上方へ押す力を F X kgf、 弁板 927の有効直径を D acm、 ピストン 928の有効直径を D b cm、
D a = D bとすれば、
弁板 92 7を下方へ塞ぐ方向に押す力の合計 F t 1 kgfは、
F b = P b * D a * D a * 3. 1 4/4
F d = P c * D b * D b * 3. 1 4/4
D a = D b
F t 1 = F b + F d
F t 1 = (P b + P c) * D a * D a * 3. 1 4/4
弁板 92 7を上方へ開く方向に押す力の合計 F t 2 kgfは、
F c = P c * D a * D a * 3. 1 4/4
F x = P x * D b * D b * 3. 1 4/4
D a = D b
F t 2 = F c + F x
F t 2 = (P c + P x) * D a * D a * 3. 1 4/4
弁板 92 7が開く時の条件は、
F t 1 < F t 2
(P b + P c ) * D a * D a * 3. 1 4/4 < (P c + P
* 3. 1 4/4
P b + P c < P c + P x
P b < P X
以上の式により、 パイ口ット圧力室 933の絶対圧力： P X kgf /cm2 の Ρ χ の値と、 第 2領域 1 2の圧力設定目標値である絶対圧力： P bkgf/cm2 の P bの値とを同一の値にすれば、 第 2領域 1 2の圧力を、 上流側弁室 93 1の圧力と無関係に、 目標の圧力に容易に調整できることがわかる。
以下に、 圧力調整弁 92の別の実施態様を図 6を使って説明する。
図 6の圧力調整弁 92が図 4の圧力調整弁 92と比べて異なる点は、 パイ口 ット圧力室 933の接続継手 924が大気に開放されている点と、 上流側圧 力室 934にピストン 928を下方へ押すコイルスプリング 935を備えて いる点の 2点のみである。
以下に、 図 6の圧力調整弁 92の動作の原理を数式を使って説明する。
第 2領域 1 2及び下流側弁室 932の絶対圧力を P b kgf /cm2、 上流側弁室 9 31及び上流側圧力室 934の絶対圧力を P ckgf/cm2、 パイ口ット圧力室 9 33の絶対圧力 （大気圧） を 1. 0332kgf/cm2、 下流側弁室 932におい て弁板 927を下方へ押す力を F bkgf、 上流側弁室 931において弁板 92 7を上方へ押す力を F ckgf、 上流側圧力室 934においてビストン 928を 下方へ押す力を F d kgf、 パイロット圧力室 933においてビストン 928を 上方へ押す力を F X kgf、 弁板 927の有効直径を D acm、 ピストン 928の 有効直径を D bcm、 D a = D b、 上流側圧力室 934においてコイルスプリ ング 93 5がピストン 928を下方へ押す力を F s kgfとすれば、
弁板 92 7を下方へ塞ぐ方向に押す力の合計 F t 1 kgfは、
F b = P b * D a * D a * 3. 1 4/4
F d = P c * D b * D b * 3. 1 4/4
D a = D b
F t 1 = F b+Fd+F s
F t 1 = (P b + P c) * D a * D a * 3. 1 4/4 + F s
弁板 92 7を上方へ開く方向に押す力の合計 F t 2 kgfは、
F c = P c * D a * D a * 3. 1 4/4
F x = 1 . 0332 * D b * D b * 3. 1 4/4
D a = D b
F t 2 = F c + F x
F t 2 = (P c + 1. 0332) * D a * D a * 3. 1 4/4
弁板 92 7が開く時の条件は、
F t 1 < F t 2
(P b + P c ) * D a * D a * 3. 1 4/4 + F s < (P c + 1
) * D a * D a * 3. 1 4/4 F s < ( 1 . 0 3 3 2 - P b ) * D a * D a * 3 . 1 4 / 4
以上の式により、 コイルスプリング 9 3 5がピストン 9 2 8を下方へ押す力 ： F s kgf は、 第 2領域 1 2の圧力設定目標値である絶対圧力： P b kgf/cm2 と弁板 9 2 7の有効直径： D a cm の関数として表現されることがわかる。 すなわち、 第 2領域 1 2の圧力を、 上流側弁室 9 3 1の圧力と無関係に、 目 標の圧力に容易に調整できることがわかる。
図 6の圧力調整弁 9 2は、 図 4の圧力調整弁 9 2と比べて、 パイロット圧力 室 9 3 3の圧力設定が要らない利点がある。 なお、 本発明の実施例の装置に おいては、 どちらの圧力調整弁を用いてもよい。
[0020] 第 2領域 1 2を圧力調整弁 9 2を用いて任意の圧力に調整することが重要で ある点について説明すると、 第 2領域 1 2の圧力はより低い圧力に維持した ほうが第 2領域 1 2より第 1領域 1 1へ流出する気体の量が少なくなるので 好都合であり、 また第 2領域 1 2の圧力が装置を包囲する液体の圧力より低 ければ第 2領域 1 2が物体表面 1へ吸着することも可能となる。 一方、 気体 供給ポンプ 9 5の圧力は、 ホース 9 5 1の長さによって圧力が変動し、 且つ ホース 9 5 1の圧力損失は大きい値であるので、 気体供給ポンプ 9 5は余裕 をもたせて吐出圧力の大きいポンプを選定する必要がある。 また、 気体供給 ポンプ 9 5の吐出圧力が大きいと、 ホース 9 5 1の口径をより小さくするこ ともできる。 よって、 気体供給ポンプ 9 5の下流側には、 必然的に減圧機能 を備えた圧力調整弁が必要となる。
本発明の実施例の装置の圧力調整弁 9 2は、 気体供給ポンプ 9 5から供給さ れた気体を、 該ポンプの吐出圧力に関係なく、 装置を包囲する液体の圧力よ り低い圧力にも減圧できる、 といった優れた特徴を有するものである。
[0021 ] 次に、 圧力調整弁 9 2 cの弁板 9 2 7は第 3領域 1 3の絶対圧力： P b c kgf/ cm2 が P b c < 1 . 0 6の時に弁板 9 2 7が開となるように設定されてある ので、 気体供給ポンプ 9 5 cが作動すると供給された気体は開いた弁板 9 2 7より第 3領域 1 3へ流入し、 第 3領域 1 3の絶対圧力が 1 . 0 6 kgf/cm2 まで上昇すると弁板 9 2 7が閉となる。 次に、 時間が少し経つと、 第 3領域 1 3に在る気体は、 その一部が最外側シール部材 3 3の自由端部と物体表面
1 との間の僅かな隙間を通って装置の外部へ流出し、 また一部は外側シール 部材 3 1の自由端部と物体表面 1 との間の僅かな隙間を通って第 1領域 1 1 に流入するので、 第 3領域 1 3の絶対圧力は 1 . 0 6 kgf/cm2 未満まで減少 し、 よって再び弁板 9 2 7が開となる。 以下、 弁板 9 2 7は上記のように開 、 閉を繰り返して第 3領域 1 3の絶対圧力を一定の値に維持する。
なお、 圧力調整弁 9 2 cの動作の原理は圧力調整弁 9 2の動作の原理と同一 であるので説明を省略する。
[0022] また、 本発明の実施例の装置の圧力調整弁 9 2、 圧力調整弁 9 2 cおよび圧 力調整弁 9 2 bは、 本発明の装置が液面下に在る物体表面に密着し且つ該表 面に沿って移動する場合において、 深度が深くなるにつれ液体の圧力が増大 しても、 該気体で満たされた領域の圧力と該液体の圧力との差圧が一定にな るように該気体で満たされた領域の圧力を制御するものである。
圧力調整弁 9 2、 圧力調整弁 9 2 cおよび圧力調整弁 9 2 bにおける各々の パイロット圧力の設定方法について、 該パイロット圧力はリリーフ付き減圧 弁 9 4 3、 リリーフ付き減圧弁 9 4 3 cおよびリリーフ付き減圧弁 9 4 3 b により出力される。
リリーフ付き減圧弁 9 4 3、 リリーフ付き減圧弁 9 4 3 cおよびリリーフ付 き減圧弁 9 4 3 bについて電磁比例制御方式の減圧弁を使用し、 且つ、 深度 に比例した電流もしくは電圧を出力する圧力センサーを本発明の装置に具備 すれば、 該減圧弁は深度に比例したパイロット圧力を出力することが出来る なお、 該液圧が該気体で満たされた領域の圧力より非常に大きいと、 該気体 で満たされた領域を該液圧が物体表面へ非常に強く押し付けるので、 装置が 物体表面に沿って移動するために非常に大きな力を必要とする。
[0023] 図 5に図示の装置には、 接続継手 2 2 1 と接続継手 2 1 1 との間に、 差圧調 整弁 8 2 0が設置されている。
差圧調整弁 8 2 0は一般的に良く知られる公知の弁であるが、 図 7を参照し て説明すると、 差圧調整弁 820のケ一シング 821は、 大別すると、 弁板 収納室 （ 831 と 832の両方の領域） と弁板駆動室 834の 2つの部屋に 区分されている。 ただし、 図 7においては、 該弁板収納室と該弁板駆動室と は穴により連通されているので同一の圧力を備えた同一の領域である。 該弁 板収納室の内部においては、 圧縮コイルバネ 835と駆動ロッド 826の作 用により、 円板状の弁板 827が下降させられて弁穴 831を塞いでいる。 弁板 827が弁穴 831を塞いでいる時、 該弁板収納室は上流側弁室 831 と下流側弁室 832の 2室に区分される。 なお、 本実施例の図面においては 上流側弁室 831 と弁穴 831は同一の部分である。
以下に、 図 7の差圧調整弁 820の動作の原理を数式を使って説明する。 第 1領域 1 1及び下流側弁室 832の絶対圧力を P a kgf /cm2、 上流側弁室 8 31の絶対圧力を P bkgf/cm2、 弁板 827の有効直径を D acm、 下流側弁室 832において弁板 827を下方へ押す力を F a kgf、 上流側弁室 831にお いて弁板 827を上方へ押す力を F bkgf、 コイルスプリング 835が弁板 8 27を下方へ押す力を F s kgfとすれば、
弁板 827を下方へ塞ぐ方向に押す力の合計 F t 1 kgfは、
F a = P a * D a * D a * 3. 1 4/4
F t 1 = F a + F s
F t 1 =P a * D a * D a * 3. 1 4/4 + F s
弁板 827を上方へ開く方向に押す力の合計 F t 2 kgfは、
F b = P b * D a * D a * 3. 1 4/4
F t 2 = F b
F t 2 = P b * D a * D a * 3. 1 4/4
弁板 827が開く時の条件は、
F t 1 < F t 2
P a * D a * D a * 3. 1 4 / 4 + F sく P b * D a * D a * 3. 1 4/4 F s < ( P b - P a ) * D a * D a * 3. 1 4/4
以上の式により、 コイルスプリング 835が弁板 827を下方へ押す力： F s kgf は、 第 1領域 1 1の圧力設定目標値である絶対圧力： P a kgf/cm2 と 第 2領域 1 2の圧力設定目標値である絶対圧力： P b kgf /cm2 と弁板 8 2 7 の有効直径： D a cm の関数として表現されることがわかる。
すなわち、 第 2領域 1 2の圧力を任意の圧力に設定すれば第 1領域 1 1の圧 力も目標の圧力に容易に調整できることがわかる。 例えば、 第 1領域 1 1の 絶対圧力： P a kgf/cm2 の P aの値を約 0 . 6 2と仮定し、 第 2領域 1 2の 絶対圧力： P b
kgf/cm2 の P bの値を約 0 . 6 5と仮定すると、 P a < 0 . 6 2の時に弁板 8 2 7が開となり、 P a > 0 . 6 5の時に弁板 8 2 7が閉となるように、 容 易に差圧調整弁 8 2 0をプリセットすることが出来る。 すなわち、 例えば、 外側シール部材 3 1 と物体表面 1 との間の隙間が小さくなつて圧力損失が増 大することに起因して第 1領域 1 1の絶対圧力が 0 . 6 2 kgf/cm2 以下に減 少しようとする時、 弁板 8 2 7が開となって第 2領域 1 2から第 1領域 1 1 へ気体が移動するので第 1領域 1 1の絶対圧力は 0 . 6 2 kgf /cm2 に維持さ れる。
以上に、 本発明の実施例の装置について説明したが、 本発明の実施例の装置 は該好適実例の他にも特許請求の範囲に従って種々の実施例を考えることが できる。
本発明の技術的解決課題は、 かかる装置の第 1領域の外側に第 3領域を配置 し、 該第 3領域の気体の圧力を装置を包囲する液体の圧力よりも高圧にせし め、 該第 1領域の気体の圧力を装置を包囲する液体の圧力よりも低圧にせし め、 該第 1領域の気体の圧力を該第 2領域の気体の圧力よりも低圧にせしめ 、 該第 2領域の気体の圧力を装置を包囲する液体の圧力よりも低圧にせしめ 、 而して、 該第 1領域と該第 2領域の気体の一部が、 最外側シール部材と物 体表面との間の隙間を通って装置の外部へ流出しないように構成した、 液体 中に在る物体表面に密着し移動可能な装置を提供することであった。
上記の本発明の技術的解決課題が達成されることにより生成される本発明の 効果について以下に述べる。 本発明の効果について以下に述べる。
液面下に在る物体表面に対し、 例えば圧縮空気を利用して研掃材を噴射し、 よって物体表面に粗面を形成したのち、 使用済みの研掃材を陸上に設置され た回収容器まで空気流を利用して吸引回収する場合においては、 研掃材の噴 射領域に液体の侵入は禁物である。 また、 研掃材の噴射作業と同じく、 物体 表面に作用を施す領域への液体の侵入を嫌う種々の作業がある。 例えば、 サ 一マルスプレー装置、 溶接装置のように溶融した材料を付着させる装置、 プ ラスチックシートの貼付け装置、 塗料や接着剤の吹付け装置、 あるいは物体 表面に熱処理を施す装置などの装置を使用した作業は、 物体表面に作用を施 す領域への液体の侵入を嫌う。
以上のような、 物体表面に作用を施す領域への液体の侵入を嫌う作業を液面 下で実施する装置においては、 液体が侵入することが無く且つ気体で満たさ れた領域を具備する必要があるが、 本発明の装置においては、 物体表面に作 用を施す領域への液体の侵入を阻止する機構を具備した。
これらの装置においては、 作用を施す対象の物体表面が気体と接することに より、 液体と接する場合と比較して、 優れた作用効果を発揮するものである また、 これらの装置の一部においては、 作用を施す対象の物体表面が酸素濃 度の低い不活性ガスから成る気体と接することにより、 さらに優れた作用効 果を発揮する。
例えば、 サ一マルスプレー装置や溶接装置においては、 不活性ガスから成る 気体の中で溶融作業が実施されることにより溶融物質の酸化が抑制されるの で、 品質が向上するといつた利点がある。
また、 液面下に在る装置本体が気体で満たされた領域を具備する場合、 深度 が深くなるにつれ液圧が増大するので、 該液圧が増大しても該気体で満たさ れた領域の圧力と該液圧との差圧が一定になるように該気体で満たされた領 域の圧力を制御する必要がある。 仮に、 該液圧が該気体で満たされた領域の 圧力より非常に大きいと、 該気体で満たされた領域を該液圧が物体表面へ非 常に強く押し付けるので、 装置が物体表面に沿って移動するために非常に大 きな力を必要とする。
本発明の装置においては、 深度が深くなるにつれ液圧が増大しても該気体で 満たされた領域の圧力と該液圧との差圧が一定になるように該気体で満たさ れた領域の圧力を制御した。
また、 研掃材の噴射など該気体で満たされた領域へ圧縮気体を噴出する場合 においては、 該気体で満たされた領域の圧力と圧縮気体の圧力との差圧が一 定になるように圧縮気体の圧力を制御する必要がある。 仮に、 該気体で満た された領域の圧力と圧縮気体の圧力との差圧が小さくなると圧縮気体の流量 が減少するので、 該圧縮気体を利用して物体表面に作用を施す場合において は該作用が不完全となる。
本発明の装置においては、 気体で満たされた領域の圧力と圧縮気体の圧力と の差圧が一定になるように圧縮気体の圧力を制御した。
本発明のさらなる効果について述べると、
ブラストクリーニングを実施する装置とサ一マルスプレーイングを実施する 装置は別々の装置にしたほうが装置の調整が簡単でありよつて再現性の向上 に起因して実用性が向上するが、 ブラストクリーニングを実施する装置とサ —マルスプレーイングを実施する装置を別々の装置にした場合においては、 サ一マルスプレーイングを施される物体表面は該施工の直前に完全に清浄化 される必要がある。 例えば海面下に在る物体表面は装置によりブラストクリ —ニングを施された後に海水と接することになるが、 該ブラストクリーニン グを施された物体表面が別の装置によりサ一マルスプレーイングを施される 場合においては、 該物体表面は該施工の直前に例えば清水の噴射により塩分 を除去されかつ乾燥される必要がある。
本発明においては、 洗浄材料の噴射により物体表面の塩分を除去しかつ乾燥 させる装置を具備しており、 その装置の構成も簡単であるので、 より実用性 の高い装置を提供することができる。
また本発明においては、 サ一マルスプレーイングの際に発生する粉塵の一部 が装置の外部に漏洩することが無いので環境保全にも寄与する。
産業上の利用可能性
[0027] かくの通りの液面下の物体表面に密着し移動可能な装置は、 液面下の物体表 面において様々な作業を行う様々な装置を搭載し、 且つ該装置を物体表面に 沿って移動せしめる装置として好都合に用いることができる。 例えば、 海洋 構造物の海面下にある物体表面に対し研掃材の噴射作業や溶射作業を実施す る装置として好都合に用いることができる。 本発明の装置に搭載される物体 表面に作用を施す装置としては、 サ一マルスプレー装置、 溶接装置のように 溶融した材料を付着させる装置、 プラスチックシートの貼付け装置、 塗料や 接着剤の吹付け装置、 研掃材の噴射装置、 あるいは物体表面に熱処理を施す 装置など様々な装置を適用することができる。 これらの装置においては、 作 用を施す対象の物体表面が気体と接することにより、 液体と接する場合と比 較して優れた作用効果を発揮するものである。 図面の簡単な説明
[0028] [図 1 ]本発明に従って構成された装置の好適実施例を物体表面の方向から見た 平面図。
[図 2]図 1に示す装置における A _ Aの断面図。 また洗浄ノズル 9 9は図 1に 示す装置における B _ Bの断面図。
[図 3]本発明に従って構成された装置が備えるアーク溶射ガンの好適実施例を 示す断面図。
[図 4]本発明に従って構成された装置が備える圧力調整弁の好適実施例の第 1 例を示す断面図。
[図 5]本発明に従って構成された装置の好適実施例の全体システムを示す図。
[図 6]本発明に従って構成された装置が備える圧力調整弁の好適実施例の第 2 例を示す断面図。
[図 7]図 5に示す本発明に従って構成された装置が備える、 第 1領域 1 1 と第 2領域 1 2とを接続する差圧調整弁の好適実施例を示す断面図。

Claims

請求の範囲
[1 ] 環状の面 Aを備える立体形状の第 1領域と、 面 Aの内側に在る面 Bを備える 立体形状の第 2領域と、 面 Aの外側に在る面 Cを備える立体形状の第 3領域 とを具備する、 液体中に在る物体表面に密着し移動可能な装置において、 面 Aは該物体表面と該第 1領域との境界面であり、 面 Bは該物体表面と該第 2領域との境界面であり、 面 Cは該物体表面と該第 3領域との境界面であり 面 Aの外側の境界線を規定する部分には外側シール部材が具備されており、 面 Aの内側の境界線を規定する部分には内側シール部材が具備されており、 面 Cの外側の境界線を規定する部分には最外側シール部材が具備されており 該第 1領域は該第 1領域より気体を吸引する手段と連結されており、 該第 2 領域は該第 2領域へ気体を供給する手段と連結されており、 該第 3領域は該 第 3領域へ気体を供給する手段と連結されており、
該第 1領域の圧力は該第 2領域の圧力よりも低くすなわち該第 1領域は該第 2領の下流側に位置しており、 該第 1領域の圧力は該第 3領域の圧力よりも 低くすなわち該第 1領域は該第 3領域の下流側に位置しており、 該第 3領域 の圧力は本発明の装置を包囲する液体の圧力よりも高くすなわち該第 3領域 は本発明の装置を包囲する液体の上流側に位置しており、
該第 2領域へ供給された気体は該第 1領域に至り、 該第 3領域へ供給された 気体は該第 1領域及び本発明の装置を包囲する液体の領域に至り、 該第 2領 域及び該第 3領域より該第 1領域へ流入した気体は該吸引手段まで吸引移送 される、 ことを特徴とする、 液体中に在る物体表面に密着し移動可能な装置
[2] 該外側シール部材は、 該第 3領域に在る気体の圧力と該第 1領域に在る気体 の圧力との差圧により物体表面に押し付けられる形状を具備しており、 また、 該内側シール部材は、 該第 2領域に在る気体の圧力と該第 1領域に在 る気体の圧力との差圧により物体表面に押し付けられる形状を具備しており 該最外側シール部材は、 装置を包囲する液体の圧力と該第 3領域に在る気体 の圧力との差圧により物体表面に押し付けられる形状を具備している、 こと を特徴とする、 請求項 1に記載の、 液体中に在る物体表面に密着し移動可能 な装置。
[3] 該第 2領域へ不活性ガスを流入せしめる手段を備えた、 ことを特徴とする、 請求項 1乃至請求項 2に記載の、 液体中に在る物体表面に密着し移動可能な 装置。
[4] 該第 2領域もしくは該第 3領域において、 物体表面を洗浄するための水など の洗浄材料を噴射する手段を備えた、 ことを特徴とする、 請求項 1乃至請求 項 3に記載の、 液体中に在る物体表面に密着し移動可能な装置。
[5] 該第 1領域の圧力を任意の圧力に調整する調圧手段において、 負圧生成手段 に連結された下流側弁室と、 該第 1領域に連結された上流側弁室と、 該下流 側弁室と該上流側弁室とを連通する弁穴と、 該弁穴を開閉する弁板と、 該弁 板を開閉駆動させるための弁駆動手段から構成された調圧手段において、 該 第 1領域の実際の圧力の値と圧力調整目標である該任意の圧力の値との間に 圧力差が発生することに起因して該弁板が開閉駆動されることにより該第 1 領域の圧力が該任意の圧力に調整されるように構成された調圧手段を備えて いる、 ことを特徴とする、 請求項 1乃至請求項 4に記載の、 液体中に在る物 体表面に密着し移動可能な装置。
[6] 該第 2領域の圧力を任意の圧力に調整する調圧手段において、 該第 2領域に 連結された下流側弁室と、 圧縮気体生成手段に連結された上流側弁室と、 該 下流側弁室と該上流側弁室とを連通する弁穴と、 該弁穴を開閉する弁板と、 該弁板を開閉駆動させるための弁駆動手段から構成された調圧手段において 、 該第 2領域の実際の圧力の値と圧力調整目標である該任意の圧力の値との 間に圧力差が発生することに起因して該弁板が開閉駆動されることにより該 第 2領域の圧力が該任意の圧力に調整されるように構成された調圧手段を備 えている、 ことを特徴とする、 請求項 1乃至請求項 5に記載の、 液体中に在 る物体表面に密着し移動可能な装置。
[7] 該第 3領域の圧力を任意の圧力に調整する調圧手段において、 該第 3領域に 連結された下流側弁室と、 圧縮気体生成手段に連結された上流側弁室と、 該 下流側弁室と該上流側弁室とを連通する弁穴と、 該弁穴を開閉する弁板と、 該弁板を開閉駆動させるための弁駆動手段から構成された調圧手段において 、 該第 3領域の実際の圧力の値と圧力調整目標である該任意の圧力の値との 間に圧力差が発生することに起因して該弁板が開閉駆動されることにより該 第 3領域の圧力が該任意の圧力に調整されるように構成された調圧手段を備 えている、 ことを特徴とする、 請求項 1乃至請求項 6に記載の、 液体中に在 る物体表面に密着し移動可能な装置。
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