WO2017199669A1 - 水中移動ビークル - Google Patents

Abstract

ビークルの運動性能を向上させ、かつビークルの位置を安定的に保つことができる水中移動ビークルを提供する。 【解決手段】水中移動ビークルは、重量が水中で生じる浮力よりも大きくなるように予め設定されたビークル本体（１）と、スクリュープロペラ（２１）を駆動させることで上向きの推力を発生させる推力部（３２）と、スクリュープロペラ（２１）の駆動を調節し、重量と浮力の差分相当の上向きの推力を発生させることでビークル本体（１）の水深を所定の位置に制御する駆動調節部（５０）と、スクリュープロペラ（２１）により生じる下向きの水流を偏向させることでビークル本体（１）を水平方向に移動させる水流偏向部（３４）とを備える。

Description

水中移動ビークル

　本発明の実施形態は、水中を水平方向に移動可能な水中移動ビークルに関する。

　従来、原子炉圧力容器の内部などの狭い空間の調査に小型の水中用ビークルが用いられる。このようなビークルは、前後移動用の２個のスクリュープロペラを有するとともに、昇降用の２個のスクリュープロペラを有している。そして、これらスクリュープロペラを駆動させることで、ビークルが前後移動や昇降や旋回を行うようにしている。

特開２００８－２６１８０７号公報 特開平７－６９２８４号公報

　前述の技術にあっては、小さな筐体の限られた寸法内に４個のスクリュープロペラを配置するため、小型のスクリュープロペラを用いなければならない。これらスクリュープロペラは、小型であるために推力が弱く、運動性能が低下してしまう。さらに、スクリュープロペラの推力が弱くても推進できるように、ビークルが水中で浮遊状態（中性浮力）になるように重量が調節される。そのため、ビークルがケーブルや周囲の水流の影響を受け易く、スクリュープロペラを停止させた状態では、ビークルの位置を安定的に保つことができないという課題がある。

　本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、ビークルの運動性能を向上させ、かつビークルの位置を安定的に保つことができる水中移動ビークルを提供することを目的とする。

　本発明の実施形態に係る水中移動ビークルは、重量が水中で生じる浮力よりも大きくなるように予め設定されたビークル本体と、スクリュープロペラを駆動させることで上向きの推力を発生させる推力部と、前記スクリュープロペラの駆動を調節し、前記重量と前記浮力の差分相当の前記上向きの推力を発生させることで前記ビークル本体の水深を所定の位置に制御する駆動調節部と、前記スクリュープロペラにより生じる下向きの水流を偏向させることで前記ビークル本体を水平方向に移動させる水流偏向部と、を備えることを特徴とする。

　本発明の実施形態に係る水中移動ビークルは、重量が水中で生じる浮力よりも小さくなるように予め設定されたビークル本体と、スクリュープロペラを駆動させることで下向きの推力を発生させる推力部と、前記スクリュープロペラの駆動を調節し、前記重量と前記浮力の差分相当の前記下向きの推力を発生させることで前記ビークル本体の水深を所定の位置に制御する駆動調節部と、前記スクリュープロペラにより生じる上向きの水流を偏向させることで前記ビークル本体を水平方向に移動させる水流偏向部と、を備えることを特徴とする。

　本発明の実施形態により、ビークルの運動性能を向上させ、かつビークルの位置を安定的に保つことができる水中移動ビークルが提供される。

水中移動ビークルを用いて点検中の原子炉圧力容器を示す図。 第１実施形態の水中移動ビークルを斜め上方から見た状態を示す図。 前進中の水中移動ビークルを斜め上方から見た状態を示す図。 水中移動ビークルの内部構造を示す側面図。 ２重反転プロペラを示す斜視図。 ガイドベーン駆動部とガイドベーンとを示す断面図。 水中移動ビークルが停止中のガイドベーンを示す平面図。 水中移動ビークルが前進中のガイドベーンを示す平面図。 水中移動ビークルが旋回中のガイドベーンを示す平面図。 水中移動ビークルなどを示すブロック図。 水中移動方法を示すフローチャート。 第２実施形態の水中移動ビークルを斜め下方から見た状態を示す図。 前進中の水中移動ビークルを斜め下方から見た状態を示す図。 水中移動ビークルの内部構造を示す側面図。 水中移動方法を示すフローチャート。 第３実施形態の水中移動ビークルの内部構造を示す側面図。 前進中の水中移動ビークルを示す側面図。 水中移動ビークルなどを示すブロック図。 水中移動方法を示すフローチャート。

　（第１実施形態）
　以下、本実施形態を添付図面に基づいて説明する。まず、第１実施形態の水中移動ビークルについて図１から図１１を用いて説明する。なお、図２および図３の紙面右方側を水中移動ビークル１の前方側（正面側）として以下に説明する。

　図１の符号１は、第１実施形態の水中移動ビークルである。この水中移動ビークル１は、原子炉圧力容器２の点検や調査などを行う。本実施形態では、原子力発電プラントの一例である沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の原子炉圧力容器２の点検に水中移動ビークル１を用いているが、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）や、その他のタイプの原子炉の点検に水中移動ビークル１を用いても良い。

　図１に示すように、原子炉圧力容器２の内部には、炉心を構成する燃料集合体（図示略）を囲む炉心シュラウド３や、燃料集合体を支持する炉心支持部４や、原子炉圧力容器２の内部で水流を発生させるためのジェットポンプ５などが収容されている。なお、燃料集合体は、原子炉圧力容器２の点検などを行う前に、原子炉圧力容器２の内部から取り出される。また、原子炉圧力容器２の下部には、核燃料の連鎖反応を制御する制御棒（図示略）を案内する制御棒案内管６や、制御棒を駆動する制御棒駆動機構７などが収容されている。

　原子炉圧力容器２の点検などを行う際には、原子炉圧力容器２の上部の蓋（図示略）が取り外され、燃料集合体などを核燃料プールに移動させる。そして、原子炉圧力容器２の内部が水で満された状態で、水中移動ビークル１を潜水させる。なお、水中移動ビークル１は、制御棒駆動機構７のハウジングの溶接部などの原子炉圧力容器２の炉底部の構造物（目的物）の撮影（目視検査）を行うことができる。

　本実施形態では、原子炉圧力容器２の上方位置に、ガントリークレーンなどで構成される地上支持装置８（図１０参照）が設けられる。この地上支持装置８が、水中移動ビークル１を支持する水中支持装置９をケーブル１０で吊り下げる。そして、地上支持装置８は、ケーブル１０を送り出して水中支持装置９を水中に降下させた後、この水中支持装置９から水中移動ビークル１を発進させる。

　また、水中支持装置９は、縦長の円筒形状を成す装置であり、その内部に水中移動ビークル１を収容することができる。また、水中支持装置９の底面には、開口部が設けられている。水中支持装置９を水中に沈めた後に、その底面の開口から水中移動ビークル１を送り出す。なお、水中支持装置９と水中移動ビークル１は、ケーブル１１により接続されている。さらに、点検の終了後には、水中支持装置９がケーブル１１を巻き取って水中移動ビークル１を収容する。そして、水中移動ビークル１は、水中支持装置９に収容された状態で、地上支持装置８により引き上げられる。

　本実施形態の水中移動ビークル１は、遠隔操作が可能な装置である。この水中移動ビークル１を操作する操作者は、地上に設けられた遠隔操作用ＰＣ１２（図１０参照）を用いて操作を行う。なお、遠隔操作用ＰＣ１２から送信される操作信号は、ケーブル１０，１１を介して水中移動ビークル１に伝達される。また、水中移動ビークル１を用いて取得した画像信号などは、ケーブル１０，１１を介して遠隔操作用ＰＣ１２に伝達される。また、水中移動ビークル１は、遠隔操作用ＰＣ１２から送信される操作信号や、各種センサの検出信号に基づいて、水中移動ビークル１を制御する制御部１３（図１０参照）を備える。

　図２に示すように、水中移動ビークル１は、縦長の円筒形状を成す筐体２０を有する。また、筐体２０は、合成樹脂などの材質で形成され、その内部に各種機器を収容する密閉空間を有する。なお、筐体２０は、金属などの材質で形成されても良いし、一部分を金属材質とし、他の部分を合成樹脂で形成しても良い。

　さらに、筐体２０の上部には、スクリュープロペラ２１が配置される。第１実施形態では、スクリュープロペラ２１を駆動させることで、下向きの水流Ｆが生じ、水中移動ビークル１に対して上向きの推力、つまり水中移動ビークル１を上昇させる推力を発生させる。

　第１実施形態の水中移動ビークル１（ビークル本体）は、その重量が水中で生じる浮力よりも大きくなるように予め設定されている。そして、スクリュープロペラ２１の駆動を調節し、重量と浮力の差分相当の上向きの推力を発生させることで水中移動ビークル１の水深を一定に保つことができる。すなわち、水中移動ビークル１は、水中でホバリングを行うことができる。また、スクリュープロペラ２１の回転数を増大させると、水中移動ビークル１が上昇される。一方、スクリュープロペラ２１の回転数を低減させると、水中移動ビークル１が降下される。

　なお、第１実施形態の水中移動ビークル１は、上向きの推力、つまり１方向にのみ推力を発生させるスクリュープロペラ２１（メインスラスタ）が設けられ、それ以外の方向、例えば、前後方向や左右方向に推力を発生させるためのスクリュープロペラ（サブスラスタ）を有していない。第１実施形態の水中移動ビークル１において、前後方向や左右方向に推力を発生させるときには、ガイドベーン２２を可動させる。

　第１実施形態では、４枚のガイドベーン２２がスクリュープロペラ２１の直下に設けられる。これらのガイドベーン２２の向きを変えることで、スクリュープロペラ２１により生じる下向きの水流Ｆを偏向させる。例えば、スクリュープロペラ２１により生じる下向きの水流Ｆを、前後左右のいずれかの方向に偏向させると、この偏向された方向と逆方向Ａに、水中移動ビークル１を移動させることができる（図３参照）。

　また、筐体２０の上部には、スクリュープロペラ２１の周囲を囲むコルトノズル２３が設けられる。なお、コルトノズル２３は、筐体２０の上部に固定された円筒形状を成す装置である。このコルトノズル２３は、スクリュープロペラ２１の回転によって生じる水流Ｆによって揚力を生じさせる。この揚力を得ることで、スクリュープロペラ２１で発生させる推力を増大させることができる。また、コルトノズル２３は、スクリュープロペラ２１が障害物と接触されることを防いで、スクリュープロペラ２１を保護することができる。

　図５は、スクリュープロペラ２１の斜視図である。なお、図５では、理解を助けるためにコルトノズル２３などの構成を省略して図示している。この図５に示すように、スクリュープロペラ２１は、筐体２０の上端部に設けられる。さらに、スクリュープロペラ２１は、その回転軸２４が垂直方向を向いている。この回転軸２４を中心に３枚のブレード２５が設けられて、１組のスクリュープロペラ２１が構成される。

　本実施形態のスクリュープロペラ２１は、２組のスクリュープロペラ２１が同軸に配置され、互いに逆方向に回転させる２重反転プロペラ２６となっている。例えば、上方のスクリュープロペラ２１は、平面視で時計回りに回転し、下方のスクリュープロペラ２１は、平面視で反時計回りに回転する。この２重反転プロペラ２６とすることで、各スクリュープロペラ２１が水から受ける反力（トルク）を打ち消すことができるとともに、回転エネルギを回収し、推進器効率を向上させることができる。さらに、各組のスクリュープロペラ２１が発生させる水流Ｆが渦状に広がることを抑制し、直進性を有する水流Ｆを発生させることができる。

　本実施形態では、大きな回転直径を有するスクリュープロペラ２１を用いることができる。そのため、大きな推力を発生させることができる。なお、コルトノズル２３の直径は、筐体２０の直径とほぼ同一寸法となっている。よって、スクリュープロペラの配置の制約がある原子炉圧力容器２の幅の狭い内部環境においてもスクリュープロペラを水中移動ビークルの上下方向に配置することによって水平方向において水中移動ビークルを小型化することができる。

　なお、本実施形態では、スクリュープロペラ２１の直径を筐体２０の直径とほぼ同等にすることで、狭い場所であっても水中移動ビークル１を進行できるようにしている。また、進行対象となる空間が充分広い場合には、スクリュープロペラ２１の直径を筐体２０の直径よりも大きくしても良い。

　本実施形態では、水中移動ビークル１を小型にしても、大型のスクリュープロペラ２１を搭載できるので、大きな推力を生み出すことができる。また、水中移動ビークル１の周囲で生じている水の流れに対して相対的に大きな推力を得ることができ、水中移動ビークル１の位置を安定的に保つことができる。

　図２に示すように、筐体２０の外周面において、水中移動ビークル１の後面側には、ケーブル１１が接続されるケーブル接続部２７が設けられている。また、筐体２０の下部には、半球形状を成す窓部２８が設けられる。この窓部２８は、アクリル樹脂またはガラスなどの透明な材質で形成され、かつ所定の水圧に耐えられるように形成される。なお、水中移動ビークル１の内部は、窓部２８および筐体２０によって密閉された空間となっている。この水中移動ビークル１が水中に潜り込むと、水中移動ビークルが水を押しのけることで浮力が発生する。

　図４に示すように、筐体２０の内部の下方側には、スクリュープロペラ２１を回転駆動させるプロペラ駆動部３０が収容される。また、プロペラ駆動部３０の動力をスクリュープロペラ２１に伝達するための駆動シャフト３１が設けられる。なお、詳細な図示を省略するが、プロペラ駆動部３０は、２組のスクリュープロペラ２１をそれぞれ駆動させるために２個の駆動モータを有している。また、駆動シャフト３１は、内部に空洞を有する中空軸と、この中空軸の空洞に配置される中実軸とを有する。そして、中空軸および中実軸によって、各スクリュープロペラ２１に各駆動モータの動力を伝達するようにしている。なお、２重反転プロペラ２６とプロペラ駆動部３０とで推力部３２が構成される（図１０参照）。

　また、筐体２０の内部の上部側には、４枚のガイドベーン２２を駆動するために、４個のガイドベーン駆動部３３が収容される。なお、４枚のガイドベーン２２と４個のガイドベーン駆動部３３とで第１実施形態の水流偏向部３４が構成される（図１０参照）。

　さらに、筐体２０の内部の下方側には、水中の目的物に対して照明光Ｌを照射する照明装置３５と、この目的物を撮影する撮影装置３６とが設けられる。なお、撮影装置３６は、窓部２８を通して水中の目的物の撮影を行い、目的物の点検や調査を行うことができる。また、照明装置３５は、撮影装置３６に対して固定されている。さらに、撮影装置３６は、上下左右に首振り動作が可能となっており、その撮影方向Ｓを所定の範囲で変更することができる。なお、撮影装置３６などの各種装置を制御する制御部１３は、筐体２０の内部に収容される。

　さらに、筐体２０の内部の下部側には、水中移動ビークル１の重量を調節するための調節用ウエイト３７が設けられている。この調節用ウエイト３７は、着脱可能になっている。そして、数種類の重量の調節用ウエイト３７が準備されており、水中移動ビークル１を使用する前に、調節用ウエイト３７によって水中移動ビークル１の重量を調節することができる。

　水中移動ビークル１の重量を調節方法の一例を説明する。例えば、所定の調節用ウエイト３７を取り付けた状態の水中移動ビークル１を試験用のプールに投入する。ここで、水中移動ビークル１が沈んだ場合は、重量の軽い調節用ウエイト３７に取り換える。一方、水中移動ビークル１が浮かんだ場合は、重量の重い調節用ウエイト３７に取り換える。これを繰り返して、水中移動ビークル１が水中で浮遊状態（中性浮力）になるように、調節用ウエイト３７で調節する。

　そして、水中移動ビークル１が中性浮力になった状態で、この水中移動ビークル１を水中から引き上げて重量を測定する。この測定値が水中移動ビークル１に生じる浮力となる。そして、この測定値に重量を加算するために、特定の重量の調節用ウエイト３７を水中移動ビークル１に追加して取り付ける。

　仮に、水中移動ビークル１に生じる浮力が１０ｋｇである場合に、水中移動ビークル１の重量が１０．５ｋｇになるように調節用ウエイト３７を追加する。つまり、水中移動ビークル１の重量が、浮力よりも５％大きくなるように調節用ウエイト３７を追加する。例えば、スクリュープロペラ２１（２重反転プロペラ２６）を駆動することで生じる上向きの推力が、最大で１ｋｇであるとする。この場合に、スクリュープロペラ２１の推力を５０％に低減したときに生じる推力が、約半分の０．５ｋｇであるとすると、この０．５ｋｇに相当する重量の調節用ウエイト３７を追加する。

　すなわち、第１実施形態の水中移動ビークル１では、スクリュープロペラ２１（２重反転プロペラ２６）の推力を５０％にしたときに、重量と浮力の差分相当の上向きの推力を発生させることできる。この状態では、水中移動ビークル１が浮きもせず沈みもしないで、その水深を一定に保つことができる。また、スクリュープロペラ２１の推力を５０％よりも大きくすると、重量と浮力の差分を超える上向きの推力を発生させることできる。そのため、水中移動ビークル１を上昇させることができる。さらに、スクリュープロペラ２１の推力を５０％よりも小さくすると、重量と浮力の差分未満の上向きの推力を発生させることできる。そのため、水中移動ビークル１を降下させることができる。このように、スクリュープロペラ２１の駆動を調節することで、水中移動ビークル１の昇降の制御ができる。

　なお、第１実施形態において、スクリュープロペラ２１（２重反転プロペラ２６）の推力を５０％よりも小さくすること、つまり、重量と浮力の差分未満の上向きの推力を発生させることには、スクリュープロペラ２１の駆動（回転）を停止して、推力を０％にすること（推力を発生させないこと）が含まれる。

　なお、第１実施形態では、水中移動ビークル１の重量を浮力よりも大きくしているので、水中移動ビークル１が故障して、スクリュープロペラ２１の駆動が停止した場合に、水中移動ビークル１が沈降する。特に、原子炉圧力容器２の炉底部の点検中に、水中移動ビークル１が故障した場合に、不用意に浮かび上がってしまうと、原子炉圧力容器２の他の構造物の隙間に入り込んでしまうおそれがある。本実施形態では、水中移動ビークル１が故障した場合に沈むようになっているので、水中移動ビークル１の回収を容易に行うことができる。

　なお、第１実施形態では、水中移動ビークル１の重量が浮力よりも５％大きくなるようにしているが、水中移動ビークル１の重量は、浮力よりも少なくとも３％大きければ良い。このようにすれば、水中移動ビークル１の水深を一定に保った状態でも、重量と浮力の差分相当の大きさのスクリュープロペラ２１（２重反転プロペラ２６）の推力が、水中移動ビークル１に継続的に加わるので、水中移動ビークル１の位置を安定的に保つことができる。すなわち、水中移動ビークル１には、重量と浮力の差分相当の大きさの重力で下方に引かれるとともに、同じ大きさの上向きの推力により押し上げられる。このように力が継続的に水中移動ビークル１に加わるので、その位置を安定的に保つことができる。

　なお、水中移動ビークル１の重量と浮力の差分は、スクリュープロペラ２１の推力に応じて適宜変更しても良い。例えば、水中移動ビークル１の重量は、浮力よりも１０％大きくても良いし、２０％大きくても良いし、３０％大きくても良い。また、水中移動ビークル１の重量と浮力の差分は、スクリュープロペラ２１の推力の５０％に相当する値でなくても良い。例えば、水中移動ビークル１の重量と浮力の差分は、スクリュープロペラ２１の推力の３０％に相当する値でも良いし、４０％に相当する値でも良いし、６０％に相当する値でも良いし、７０％に相当する値でも良いし、８０％に相当する値でも良い。

　図４に示すように、調節用ウエイト３７およびプロペラ駆動部３０の重量により、水中移動ビークル１の重心Ｇが筐体２０の下方側に配置される。なお、重心Ｇと浮心Ｂは、所定距離Ｄ１離間して配置されている。本実施形態の水中移動ビークル１は、重心Ｇを浮心Ｂよりも下方に配置することでスクリュープロペラ２１の回転軸２４を垂直に維持する。このようにすれば、スクリュープロペラ２１により生じる水流Ｆが偏向されても、スクリュープロペラ２１の回転軸２４が垂直になるように、水中移動ビークル１の姿勢を保つ復元力が働くようになるので、水中移動ビークル１を安定的に水平方向に移動させることができる。

　なお、本実施例では、水中移動ビークル１の浮力を基準として、調節用ウエイト３７により追加する重量を調節しているが、水中移動ビークル１の重量を基準として、調節用ウエイト３７により浮力を調節しても良い。さらに、水中移動ビークル１の浮力は、その重量よりも少なくとも３％小さくしたものであっても良い。

　なお、本実施形態では、水中移動ビークル１の重量と浮力の調節のために調節用ウエイト３７を用いているが、その他の方法で水中移動ビークル１の重量と浮力の調節を行っても良い。例えば、着脱可能な調節用フロートを用いて水中移動ビークル１の浮力の増減を調節するようにしても良い。

　図５および図７に示すように、筐体２０の上部は、角錐形状（四角錐形状）に形成される。本実施形態では、右前、左前、右後、左後の四面のそれぞれに、１枚ずつガイドベーン２２が配置される。これら四面がガイドベーン２２の配置面４０となっている。なお、配置面４０は、４５°の傾斜を有する平坦な面となっている。さらに、配置面４０は、ガイドベーン２２の揺動範囲に対応して扇型に広がった面となっている。また、垂直に延びる支持棒４１が各配置面４０に設けられる。そして、これらの支持棒４１にガイドベーン２２が揺動自在に支持される。

　図６に示すように、ガイドベーン２２は、側面視で三角形状を成す板部材である。また、ガイドベーン２２は、コルトノズル２３と配置面４０との間に設けられる。なお、スクリュープロペラ２１が発生させた水流Ｆは、ガイドベーン２２と配置面４０とに案内され、筐体２０の外周面に沿って下方に流れる（図４参照）。

　また、筐体２０の外部のガイドベーン２２と、筐体２０の内部のガイドベーン駆動部３３とは、配置面４０を形成する壁部４２を介して隔てられている。なお、壁部４２を構成する材質は、合成樹脂などの磁力を透過する材質で構成される。また、磁力を透過する材質であれば、アルミニウムなどの金属材質で壁部４２を構成しても良い。

　さらに、ガイドベーン２２の近傍には、第１磁石４３を有する第１磁力連係部４４が設けられる。また、ガイドベーン駆動部３３には、壁部４２を介して第１磁力連係部４４に対応する位置に、第２磁石４５を有する第２磁力連係部４６が設けられる。なお、第２磁力連係部４６は、揺動可能に設けられた揺動棒４７に接続されている。この揺動棒４７は、ソレノイド部４８に接続されている。そして、ソレノイド部４８の駆動力により揺動棒４７の揺動動作が制御される。これら第２磁力連係部４６と揺動棒４７とソレノイド部４８とでガイドベーン駆動部３３が構成される。

　なお、第１磁力連係部４４と第２磁力連係部４６とは、磁力によって連係されており、第２磁力連係部４６が揺動移動することによって、第１磁力連係部４４が配置面４０に沿ってスライド移動する。そして、第１磁力連係部４４の移動によって、ガイドベーン２２が支持棒４１を軸として揺動される。

　このように、ガイドベーン駆動部３３が筐体２０の内部に配置され、筐体２０の壁部４２を透過する磁力によってガイドベーン駆動部３３とガイドベーン２２とが連係されるので、筐体２０により水の浸入を防止しつつ、ガイドベーン２２を駆動することができる。

　なお、本実施形態では、第１磁力連係部４４および第２磁力連係部４６が、第１磁石４３および第２磁石４５を有する構成となっているが、少なくとも一方が着磁可能な金属（磁性体）であれば良い。また、電磁石（ソレノイドコイルなどを含む）を用いて、第１磁力連係部４４と第２磁力連係部４６とを連係させても良い。

　図２および図７に示すように、水中移動ビークル１を水平方向に移動させず、その場に停止させる場合には、平面視で、４枚のガイドベーン２２が放射状に延びる向きとなる。この場合に、スクリュープロペラ２１が発生させた水流Ｆは、平面視で放射状に流れるので、水中移動ビークル１が前後左右のいずれの方向にも移動せず、その場に留まることができる。

　図３および図８に示すように、水中移動ビークル１を前進させる場合には、平面視で、左側２枚のガイドベーン２２を反時計回りに揺動させるとともに、右側２枚のガイドベーン２２を時計回りに揺動させる。この場合に、スクリュープロペラ２１が発生させた水流Ｆは、後方側に多量に流れるので、水中移動ビークル１が逆方向Ａ（前方向）に移動される。なお、一部の水流Ｆは、前方側にも流れるので、水中移動ビークル１の垂直軸を傾けずに前進させることができる。

　なお、水中移動ビークル１を後退させる場合には、平面視で、左側２枚のガイドベーン２２を時計回りに揺動させるとともに、右側２枚のガイドベーン２２を反時計回りに揺動させる。また、水中移動ビークル１を左方に横移動させる場合には、平面視で、前側２枚のガイドベーン２２を時計回りに揺動させるとともに、後側２枚のガイドベーン２２を反時計回りに揺動させる。さらに、水中移動ビークル１を右方に横移動させる場合には、平面視で、前側２枚のガイドベーン２２を反時計回りに揺動させるとともに、後側２枚のガイドベーン２２を時計回りに揺動させる。

　図９に示すように、水中移動ビークル１を平面視で時計回りに旋回（方向転換）させる場合には、４枚のガイドベーン２２を反時計回りに揺動させる。この場合に、スクリュープロペラ２１が発生させた水流Ｆは、反時計回りに流れるので、水中移動ビークル１が平面視で時計回りに旋回される。

　なお、水中移動ビークル１を平面視で反時計回りに旋回させる場合には、４枚のガイドベーン２２を時計回りに揺動させる。この場合に、スクリュープロペラ２１が発生させた水流Ｆは、時計回りに流れるので、水中移動ビークル１が平面視で反時計回りに旋回される。

　このように、スクリュープロペラ２１により生じる水流Ｆをガイドベーン２２により偏向させることで、水中移動ビークル１の水平方向の移動や旋回を制御できる。また、１方向（上向き）にのみ推力を発生させるスクリュープロペラ２１を設けることで、水中移動ビークル１が前後左右のいずれの方向にも移動することができる。なお、ガイドベーン２２の制御は、遠隔操作用ＰＣ１２から送信される操作信号に基づいて、制御部１３が有する駆動調節部５０が実行する（図１０参照）。

　なお、本実施形態では、４枚のガイドベーン２２を用いて水中移動ビークル１の水平方向の移動や旋回を制御しているが、少なくとも２枚のガイドベーン２２があれば良い。例えば、平面視で筐体２０の中心を挟んで対向配置された２枚のガイドベーン２２を、それぞれ駆動することで、水中移動ビークル１の水平方向の移動（前後移動）や旋回を制御することができる。また、平面視で筐体２０の中心から放射状に配置された３枚のガイドベーン２２を用いて、水中移動ビークル１の水平方向の移動や旋回を制御しても良い。

　なお、本実施形態では、水中移動ビークル１を旋回させる場合にガイドベーン２２を用いているが、その他の方法で水中移動ビークル１を旋回させても良い。例えば、図５に示す２重反転プロペラ２６において、上下のスクリュープロペラ２１の回転数を互いに異ならせることで、スクリュープロペラ２１の軸周りに水中移動ビークル１を旋回させることができる。

　まず、上方のスクリュープロペラ２１が平面視で時計回りに回転し、下方のスクリュープロペラ２１が平面視で反時計回りに回転とする。ここで、水中移動ビークル１を平面視で時計回りに旋回させる場合には、上方のスクリュープロペラ２１の回転数を低減させ、下方のスクリュープロペラ２１の回転数を増大させる。すると、下方のスクリュープロペラ２１の反力により、水中移動ビークル１を平面視で時計回りに旋回させることができる。

　また、水中移動ビークル１を平面視で反時計回りに旋回させる場合には、上方のスクリュープロペラ２１の回転数を増大させ、下方のスクリュープロペラ２１の回転数を低減させる。すると、下方のスクリュープロペラ２１の反力により、水中移動ビークル１を平面視で反時計回りに旋回させることができる。このように、スクリュープロペラ２１の回転数の制御により水中移動ビークル１の旋回を行うことができる。

　図１０は、本実施形態のシステム構成を示すブロック図である。本実施形態の原子炉調査装置は、地上支持装置８と水中支持装置９と水中移動ビークル１とを備える。さらに、操作者が水中移動ビークル１などを遠隔操作するための遠隔操作用ＰＣ１２が設けられている。この遠隔操作用ＰＣ１２は、地上支持装置８に通信線５１を介して接続される。

　また、地上支持装置８は、水中支持装置９に接続されたケーブル１０の送り出し量（または巻き取り量）を制御するための支持装置用ケーブル送出制御部５２と、ケーブル１０を送り出す（または巻き取る）支持装置用ケーブル送出装置５３と、遠隔操作用ＰＣ１２と通信を行うための通信部５４と、を備える。なお、地上支持装置８には、各種装置類に電力を供給するための電源５５が接続されている。この電源５５は、屋外に設けられた発電機などにより構成され、電力供給線５６を介して地上支持装置８に接続される。なお、地上支持装置８と水中支持装置９とを繋ぐケーブル１０は、水中支持装置９に対して電力を供給するための電力供給線５７と、操作信号などを転送するための通信線５８と、を備える。

　また、水中支持装置９は、水中移動ビークル１に接続されたケーブル１１の送り出し量（または巻き取り量）を制御するためのビークル用ケーブル送出制御部５９と、ケーブル１１を送り出す（または巻き取る）ビークル用ケーブル送出装置６０と、遠隔操作用ＰＣ１２と通信を行うための通信部６１と、を備える。なお、水中支持装置９と水中移動ビークル１とを繋ぐケーブル１１は、水中移動ビークル１に対して電力を供給するための電力供給線６２と、操作信号などを転送するための通信線６３と、を備える。

　また、水中移動ビークル１は、前述した制御部１３と推力部３２と水流偏向部３４と照明装置３５と撮影装置３６とを備える。さらに、水中移動ビークル１は、水中移動ビークル１の水深を検知する水深センサ６４と、水中移動ビークル１の移動方向と移動速度を検知する加速度センサ６５と、水中移動ビークル１の向きを検知するジャイロスコープ６６と、遠隔操作用ＰＣ１２と通信を行うための通信部６７と、を備える。これらの装置は、制御部１３に接続されて制御される。なお、制御部１３は、水深センサ６４と加速度センサ６５とジャイロスコープ６６とにより、水中移動ビークル１の現在位置を特定することができる。

　なお、制御部１３は、ガイドベーン２２を制御する駆動調節部５０を備える。また、推力部３２は、２重反転プロペラ２６とプロペラ駆動部３０とを備える。さらに、水流偏向部３４は、ガイドベーン２２とガイドベーン駆動部３３とを備える。

　なお、制御部１３は、プロセッサやメモリなどのハードウエア資源を有し、ＣＰＵが各種プログラムを実行することで、ソフトウエアによる情報処理がハードウエア資源を用いて実現されるコンピュータで構成される。

　また、水深センサ６４は、水面から水中移動ビークル１の位置までの距離を検知するとともに、水圧を検知することもできる。なお、水中移動ビークル１に生じる浮力は、水圧により変化する。本実施形態の駆動調節部５０は、スクリュープロペラ２１の回転数を水深センサ６４で検出した水深に対応する回転数に制御することで水中移動ビークル１の水深を一定に保つか、または、予め定められた所定の位置に移動することができる。

　本実施形態の駆動調節部５０は、スクリュープロペラ２１の回転数と水深（水圧）とを対応付けた回転数テーブルをメモリに記憶している。例えば、水中移動ビークル１の水深を一定に保つ場合において、駆動調節部５０は、回転数テーブルを参照し、水深センサ６４で検知した水深に対応する回転数でスクリュープロペラ２１を駆動させる。また、水中移動ビークル１が上昇や降下を行って水深が変化した場合において、駆動調節部５０は、回転数テーブルに基づいてスクリュープロペラ２１の回転数を変更する。このように、水深によって水中移動ビークル１に生じる浮力が変わっても、スクリュープロペラ２１の回転数を適切に制御できるので、いずれの水深でも水中移動ビークル１の位置を安定的に保つことができる。

　次に、第１実施形態の水中移動ビークル１の制御部１３（駆動調節部５０）が実行する水中移動処理について図１１を用いて説明する。なお、フローチャートの各ステップの説明にて、例えば「ステップＳ１１」と記載する箇所を「Ｓ１１」と略記する。

　第１実施形態では、前述したように、水中移動ビークル１の重量が水中で生じる浮力よりも大きくなるように予め設定する（設定ステップ）。そして、水中移動ビークル１が水中に投入されると、制御部１３は、スクリュープロペラ２１を駆動させることで、水中移動ビークル１の重量と浮力の差分相当の上向きの推力を発生させる（推力ステップ）。

　図１１に示すように、まず、制御部１３は、遠隔操作用ＰＣから操作を受け付けたか否か、つまり、操作信号を受信したか否かを判定する（Ｓ１１）。ここで、遠隔操作用ＰＣから操作を受け付けていない場合は、スクリュープロペラ２１の回転数を一定に保つことによって、水中移動ビークル１の重量と浮力の差分相当の上向きの推力を維持し、水中移動ビークル１の水深を一定に保つ制御を行う（Ｓ１６：駆動調節ステップ）。そして、水中移動処理を終了する。一方、遠隔操作用ＰＣから操作を受け付けた場合は、Ｓ１２に進む。

　Ｓ１２にて制御部１３は、受け付けた操作が上昇操作であるか否かを判定する。ここで、受け付けた操作が上昇操作である場合は、スクリュープロペラ２１の回転数を増大させることによって、水中移動ビークル１の重量と浮力の差分を超える上向きの推力を発生させ、水中移動ビークル１を上昇させる制御を行う（Ｓ１７）。そして、水中移動処理を終了する。一方、受け付けた操作が上昇操作でない場合は、Ｓ１３に進む。

　Ｓ１３にて制御部１３は、受け付けた操作が降下操作であるか否かを判定する。ここで、受け付けた操作が降下操作である場合は、スクリュープロペラ２１の回転数を低減させることによって、水中移動ビークル１の重量と浮力の差分未満の上向きの推力を発生させ、水中移動ビークル１を降下させる制御を行う（Ｓ１８）。そして、水中移動処理を終了する。一方、受け付けた操作が降下操作でない場合は、Ｓ１４に進む。

　Ｓ１４にて制御部１３は、受け付けた操作が水平移動操作か否か、つまり、水中移動ビークル１を前後左右のいずれかの方向に移動させる操作であるか否かを判定する。ここで、受け付けた操作が水平移動操作である場合は、対応するガイドベーン２２を動作させる（Ｓ１９：水流偏向ステップ）。例えば、水中移動ビークル１を前進させる場合には、平面視で、左側２枚のガイドベーン２２を反時計回りに揺動させるとともに、右側２枚のガイドベーン２２を時計回りに揺動させる（図８参照）。そして、水中移動処理を終了する。なお、水平移動操作の操作信号の受信が継続している場合には、ガイドベーン２２の動作が継続される。一方、受け付けた操作が水平移動操作でない場合は、Ｓ１５に進む。

　Ｓ１５にて制御部１３は、受け付けた操作が方向転換操作か否か、つまり、水中移動ビークル１を旋回させる操作であるか否かを判定する。ここで、受け付けた操作が方向転換操作である場合は、各ガイドベーン２２を動作させる（Ｓ２０）。例えば、水中移動ビークル１を平面視で時計回りに旋回（方向転換）させる場合には、４枚のガイドベーン２２を反時計回りに揺動させる（図９参照）。そして、水中移動処理を終了する。なお、方向転換操作の操作信号の受信が継続している場合には、ガイドベーン２２の動作が継続される。一方、受け付けた操作が方向転換操作でない場合は、水中移動処理を終了する。

　（第２実施形態）
　次に、第２実施形態の水中移動ビークル１Ａについて図１２から図１５を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、図１２および図１３の紙面右方側を水中移動ビークル１Ａの前方側（正面側）として以下に説明する。

　図１２に示すように、第２実施形態の水中移動ビークル１Ａは、前述の第１実施形態の水中移動ビークル１の上下を反転させた構成となっている。すなわち、スクリュープロペラ２１が筐体２０の下部に配置され、窓部２８が筐体２０の上部に配置される。この第２実施形態の水中移動ビークル１Ａ（ビークル本体）は、その重量が水中で生じる浮力よりも小さくなるように予め設定されている。そして、スクリュープロペラ２１の駆動を調節し、重量と浮力の差分相当の下向きの推力を発生させることで水中移動ビークル１Ａの水深を一定に保つことができる。また、スクリュープロペラ２１の回転数を低減させると、水中移動ビークル１が上昇される。一方、スクリュープロペラ２１の回転数を増大させると、水中移動ビークル１が降下される。

　第２実施形態では、４枚のガイドベーン２２がスクリュープロペラ２１の直上に設けられる。これらのガイドベーン２２の向きを変えることで、スクリュープロペラ２１により生じる上向きの水流Ｆを偏向させる。例えば、スクリュープロペラ２１により生じる上向きの水流Ｆを、前後左右のいずれかの方向に偏向させると、この偏向された方向と逆方向Ａに、水中移動ビークル１Ａを移動させることができる（図１３参照）。

　図１４に示すように、第２実施形態では、プロペラ駆動部３０や調節用ウエイト３７がスクリュープロペラ２１に近接した位置、つまり筐体２０の下方側に設けられている。そして、調節用ウエイト３７およびプロペラ駆動部３０の重量により、水中移動ビークル１Ａの重心Ｇが筐体２０の下方側に配置される。なお、重心Ｇと浮心Ｂは、所定距離Ｄ１離間して配置されている。

　第２実施形態では、水中移動ビークル１Ａに生じる浮力が１０ｋｇである場合に、水中移動ビークル１Ａの重量が９．５ｋｇになるように調節用ウエイト３７を削減する。つまり、水中移動ビークル１の重量が、浮力よりも５％小さくなるように調節用ウエイト３７を削減する。例えば、スクリュープロペラ２１（２重反転プロペラ２６）を駆動することで生じる下向きの推力が、最大で１ｋｇであるとする。この場合に、スクリュープロペラ２１の推力を５０％に低減したときに生じる推力が、約半分の０．５ｋｇであるとすると、この０．５ｋｇに相当する重量の調節用ウエイト３７を削減する。

　すなわち、第２実施形態の水中移動ビークル１Ａでは、スクリュープロペラ２１（２重反転プロペラ２６）の推力を５０％にしたときに、重量と浮力の差分相当の下向きの推力を発生させることできる。この状態では、水中移動ビークル１Ａが浮きもせず沈みもしないで、その水深を一定に保つことができる。また、スクリュープロペラ２１の推力を５０％よりも大きくすると、重量と浮力の差分を超える下向きの推力を発生させることできる。そのため、水中移動ビークル１Ａを降下させることができる。さらに、スクリュープロペラ２１の推力を５０％よりも小さくすると、重量と浮力の差分未満の下向きの推力を発生させることできる。そのため、水中移動ビークル１Ａを上昇させることができる。このように、スクリュープロペラ２１の駆動を調節することで、水中移動ビークル１Ａの昇降の制御ができる。

　なお、第２実施形態において、スクリュープロペラ２１（２重反転プロペラ２６）の推力を５０％よりも小さくすること、つまり、重量と浮力の差分未満の下向きの推力を発生させることには、スクリュープロペラ２１の駆動（回転）を停止して、推力を０％にすること（推力を発生させないこと）が含まれる。

　なお、第２実施形態では、水中移動ビークル１の重量を浮力よりも小さくしているので、水中移動ビークル１Ａが故障して、スクリュープロペラ２１の駆動が停止した場合に、水中移動ビークル１Ａが上昇される。そのため、水中移動ビークル１Ａが故障した場合に、浮かび上がってきた水中移動ビークル１Ａを容易に回収することができる。

　なお、第２実施形態では、水中移動ビークル１Ａの重量が浮力よりも５％小さくなるようにしているが、水中移動ビークル１Ａの重量は、浮力よりも少なくとも３％小さければ良い。このようにすれば、水中移動ビークル１Ａの水深を一定に保った状態でも、重量と浮力の差分相当の大きさのスクリュープロペラ２１（２重反転プロペラ２６）の推力が、水中移動ビークル１Ａに継続的に加わるので、水中移動ビークル１Ａの位置を安定的に保つことができる。すなわち、水中移動ビークル１Ａには、重量と浮力の差分相当の大きさの浮力で上方に引かれるとともに、同じ大きさの下向きの推力により押し下げられる。このように力が継続的に水中移動ビークル１Ａに加わるので、その位置を安定的に保つことができる。

　なお、水中移動ビークル１Ａの重量と浮力の差分は、スクリュープロペラ２１の推力に応じて適宜変更しても良い。例えば、水中移動ビークル１Ａの重量は、浮力よりも１０％小さくても良いし、２０％小さくても良いし、３０％小さくても良い。また、水中移動ビークル１Ａの重量と浮力の差分は、スクリュープロペラ２１の推力の５０％に相当する値でなくても良い。例えば、水中移動ビークル１の重量と浮力の差分は、スクリュープロペラ２１の推力の３０％に相当する値でも良いし、４０％に相当する値でも良いし、６０％に相当する値でも良いし、７０％に相当する値でも良いし、８０％に相当する値でも良い。

　次に、第２実施形態の水中移動ビークル１Ａの制御部１３（駆動調節部５０）が実行する水中移動処理について図１５を用いて説明する。なお、第２実施形態の水中移動処理は、Ｓ１６Ａ、Ｓ１７Ａ、Ｓ１８Ａのステップのみが、前述した第１実施形態の水中移動処理（図１１参照）と異なり、その他のステップは、前述した第１実施形態の水中移動処理と同様のステップである。

　第２実施形態では、前述したように、水中移動ビークル１Ａの重量が水中で生じる浮力よりも小さくなるように予め設定する（設定ステップ）。そして、水中移動ビークル１Ａが水中に投入されると、制御部１３は、スクリュープロペラ２１を駆動させることで、水中移動ビークル１Ａの重量と浮力の差分相当の下向きの推力を発生させる（推力ステップ）。

　図１５に示すように、まず、制御部１３は、遠隔操作用ＰＣから操作を受け付けたか否か、つまり、操作信号を受信したか否かを判定する（Ｓ１１）。ここで、遠隔操作用ＰＣから操作を受け付けていない場合は、スクリュープロペラ２１の回転数を一定に保つことによって、水中移動ビークル１Ａの重量と浮力の差分相当の下向きの推力を維持し、水中移動ビークル１Ａの水深を一定に保つ制御を行う（Ｓ１６Ａ：駆動調節ステップ）。そして、水中移動処理を終了する。一方、遠隔操作用ＰＣから操作を受け付けた場合は、Ｓ１２に進む。

　Ｓ１２にて制御部１３は、受け付けた操作が上昇操作であるか否かを判定する。ここで、受け付けた操作が上昇操作である場合は、スクリュープロペラ２１の回転数を低減させることによって、水中移動ビークル１Ａの重量と浮力の差分未満の下向きの推力を発生させ、水中移動ビークル１Ａを上昇させる制御を行う（Ｓ１７Ａ）。そして、水中移動処理を終了する。一方、受け付けた操作が上昇操作でない場合は、Ｓ１３に進む。

　Ｓ１３にて制御部１３は、受け付けた操作が降下操作であるか否かを判定する。ここで、受け付けた操作が降下操作である場合は、スクリュープロペラ２１の回転数を増大させることによって、水中移動ビークル１Ａの重量と浮力の差分を超える下向きの推力を発生させ、水中移動ビークル１Ａを降下させる制御を行う（Ｓ１８Ａ）。そして、水中移動処理を終了する。一方、受け付けた操作が降下操作でない場合は、Ｓ１４に進む。以降のステップは、前述した第１実施形態の水中移動処理と同様のステップである。

　（第３実施形態）
　次に、第３実施形態の水中移動ビークル１Ｂについて図１６から図１９を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、図１６および図１７の紙面右方側を水中移動ビークル１Ｂの前方側（正面側）として以下に説明する。

　図１６に示すように、第３実施形態の水中移動ビークル１Ｂの筐体２０Ｂは、第１実施形態の筐体２０よりも上下方向に短くなっている。なお、水中移動ビークル１Ｂの重心Ｇと浮心Ｂとの間の距離Ｄ２は、第１実施形態の重心Ｇと浮心Ｂとの間の距離Ｄ１よりも短くなっている。そのため、第３実施形態の水中移動ビークル１Ｂの筐体２０Ｂは、第１実施形態の水中移動ビークル１の筐体２０と比較して傾き易くなっている。

　また、筐体２０Ｂの上部には、コルトノズル２３（スクリュープロペラ２１）が配置される。第３実施形態では、スクリュープロペラ２１を駆動させることで、下向きの水流Ｆが生じ、水中移動ビークル１Ｂに対して上向きの推力、つまり水中移動ビークル１Ｂを上昇させる推力を発生させる。

　第３実施形態の水中移動ビークル１Ｂ（ビークル本体）は、その重量が水中で生じる浮力よりも大きくなるように予め設定されている。そして、スクリュープロペラ２１の駆動を調節し、重量と浮力の差分相当の上向きの推力を発生させることで水中移動ビークル１Ｂの水深を一定に保つことができる。また、スクリュープロペラ２１の回転数を増大させると、水中移動ビークル１Ｂが上昇される。一方、スクリュープロペラ２１の回転数を低減させると、水中移動ビークル１Ｂが降下される。

　また、第３実施形態の水中移動ビークル１Ｂでは、第１実施形態のガイドベーン２２が設けられていない。この第３実施形態の筐体２０Ｂの上部は、円錐形状に形成された円錐部７０となっている。この円錐部７０は、コルトノズル２３（スクリュープロペラ２１）の直下に設けられ、スクリュープロペラ２１が発生させた下向きの水流Ｆを下方に案内する。

　なお、第３実施形態では、２重反転プロペラ２６（図５参照）の上下のスクリュープロペラ２１の回転数を互いに異ならせることで、スクリュープロペラ２１の軸周りに水中移動ビークル１Ｂを旋回させるようにしている。

　例えば、前述の図５に示すように、上方のスクリュープロペラ２１が平面視で時計回りに回転し、下方のスクリュープロペラ２１が平面視で反時計回りに回転とする。ここで、水中移動ビークル１を平面視で時計回りに旋回させる場合には、上方のスクリュープロペラ２１の回転数を低減させ、下方のスクリュープロペラ２１の回転数を増大させる。すると、下方のスクリュープロペラ２１の反力により、水中移動ビークル１Ｂを平面視で時計回りに旋回させることができる。

　また、水中移動ビークル１Ｂを平面視で反時計回りに旋回させる場合には、上方のスクリュープロペラ２１の回転数を増大させ、下方のスクリュープロペラ２１の回転数を低減させる。すると、下方のスクリュープロペラ２１の反力により、水中移動ビークル１Ｂを平面視で反時計回りに旋回させることができる。このように、スクリュープロペラ２１の回転数の制御により水中移動ビークル１Ｂの旋回を行うことができる。

　図１７に示すように、第３実施形態の水中移動ビークル１Ｂにおいて、前後方向に推力を発生させるときには、水中移動ビークル１Ｂの中心軸Ｃを傾ける。この水中移動ビークル１Ｂの筐体２０Ｂの内部には、水中移動ビークル１Ｂの重心Ｇの位置を変化させるためのバランスウエイト７１が設けられている。また、このバランスウエイト７１を駆動させるバランスウエイト駆動部７２が設けられている。なお、バランスウエイト７１とバランスウエイト駆動部７２とで第３実施形態の水流偏向部３４Ｂが構成される（図１８参照）。

　また、バランスウエイト７１は、側面視で半円形状を成す部材であり、揺動軸７３を中心として前後方向に揺動可能となっている。なお、水中移動ビークル１Ｂを前進させる場合には、バランスウエイト７１を駆動して前方に揺動させると、水中移動ビークル１Ｂの重心Ｇの位置が中心軸Ｃよりも前方に移動する。このようにすると、水中移動ビークル１Ｂの中心軸Ｃが前方に傾斜される。つまり、スクリュープロペラ２１が前方側に向くように傾けられる。この場合に、スクリュープロペラ２１が発生させた水流Ｆは、後方側に多量に流れるので、水中移動ビークル１Ｂが逆方向Ａ（前方向）に移動される。なお、一部の水流Ｆは、前方側にも流れるので、水中移動ビークル１Ｂがバランスを崩してしまうことがない。

　また、水中移動ビークル１Ｂを後退させる場合には、バランスウエイト７１を駆動して後方に揺動させると、水中移動ビークル１Ｂの重心Ｇの位置が中心軸Ｃよりも後方に移動する。このようにすると、水中移動ビークル１Ｂの中心軸Ｃが後方に傾斜される。つまり、スクリュープロペラ２１が後方側に向くように傾けられる。この場合に、スクリュープロペラ２１が発生させた水流Ｆは、前方側に多量に流れるので、水中移動ビークル１Ｂが逆方向（後方向）に移動される。なお、一部の水流Ｆは、後方側にも流れるので、水中移動ビークル１Ｂがバランスを崩してしまうことがない。

　このように、第３実施形態では、水流偏向部３４Ｂが、水中移動ビークル１Ｂの姿勢を保つバランスウエイト７１と、バランスウエイト７１を動かすことで水中移動ビークル１Ｂの姿勢を傾けて水流Ｆを偏向させるバランスウエイト駆動部７２と、を備えることで、スクリュープロペラ２１により生じる水流Ｆを水中移動ビークル１Ｂの姿勢を傾けることにより偏向させることができる。また、ガイドベーンのように、外部に露出する動作部が減るため、破損リスクを低減させることができる。

　また、第３実施形態では、前後方向（１軸方向）に揺動可能されるバランスウエイト７１のみが設けられているので、水中移動ビークル１Ｂの前進と後退が可能であるが、左方向および右方向の横移動ができないようになっている。なお、水中移動ビークル１Ｂを用いて左方向または右方向に移動したい場合には、移動したい方向に水中移動ビークル１Ｂを旋回させて、その後に前進する。

　次に、第３実施形態の水中移動ビークル１Ｂの制御部１３（駆動調節部５０）が実行する水中移動処理について図１８を用いて説明する。なお、第３実施形態の水中移動処理は、Ｓ１４Ｂ、Ｓ１９Ｂ、Ｓ２０Ｂのステップのみが、前述した第１実施形態の水中移動処理（図１１参照）と異なり、その他のステップは、前述した第１実施形態の水中移動処理と同様のステップである。

　図１８に示すように、Ｓ１４Ｂにて制御部１３は、受け付けた操作が前後移動操作か否か、つまり、水中移動ビークル１Ｂを前後のいずれかの方向に移動させる操作であるか否かを判定する。ここで、受け付けた操作が前後移動操作である場合は、バランスウエイト７１を前方または後方に揺動させる（Ｓ１９Ｂ：水流偏向ステップ）。例えば、水中移動ビークル１Ｂを前進させる場合には、バランスウエイト７１を前方側に揺動させて、水中移動ビークル１Ｂをスクリュープロペラ２１が前方側に向くように傾ける（図１７参照）。そして、水中移動処理を終了する。なお、前後移動操作の操作信号の受信が継続している場合には、バランスウエイト７１が揺動された状態が継続される。一方、受け付けた操作が前後移動操作でない場合は、Ｓ１５に進む。

　Ｓ１５にて制御部１３は、受け付けた操作が方向転換操作か否か、つまり、水中移動ビークル１Ｂを旋回させる操作であるか否かを判定する。ここで、受け付けた操作が方向転換操作である場合は、２重反転プロペラ２６（図５参照）の上下のスクリュープロペラ２１の回転数を互いに異ならせることで、スクリュープロペラ２１の軸周りに水中移動ビークル１Ｂを旋回させる（Ｓ２０Ｂ）。そして、水中移動処理を終了する。なお、方向転換操作の操作信号の受信が継続している場合には、スクリュープロペラ２１の回転数を互いに異ならせた状態が継続される。一方、受け付けた操作が方向転換操作でない場合は、水中移動処理を終了する。

　なお、第３実施形態では、前後方向（１軸方向）に揺動可能とされるバランスウエイト７１のみが設けられているが、前後方向に揺動可能とされるバランスウエイト７１の他に、左右方向に揺動可能とされるバランスウエイト７１を設けるようにしても良い。つまり、揺動方向が互いに直交する２つのバランスウエイト７１を設けるようにしても良い。このように、２軸方向に揺動可能なバランスウエイト７１を備えることで、水中移動ビークル１Ｂの前進と後退、さらに左方向と右方向の４方向の水平移動が可能になる。

　本実施形態に係る水中移動ビークルを第１実施形態から第３実施形態に基づいて説明したが、いずれか１の実施形態において適用された構成を他の実施形態に適用しても良いし、各実施形態において適用された構成を組み合わせても良い。

　例えば、第３実施形態の水中移動ビークル１Ｂ（ビークル本体）を、第２実施形態の水中移動ビークル１Ａのように上下を反転させた構成とし、その重量が水中で生じる浮力よりも小さくなるように予め設定しても良い。そして、スクリュープロペラ２１の駆動を調節し、重量と浮力の差分相当の下向きの推力を発生させることで水中移動ビークル１Ｂの水深を一定に保つようにしても良い。さらに、前後方向に推力を発生させるときには、水中移動ビークル１Ｂの中心軸Ｃを傾けるようにしても良い。

　なお、本実施形態では、原子炉圧力容器２の内部の調査のために、水中移動ビークル１を用いているが、その他の構造物の内部の調査に水中移動ビークル１を用いても良い。例えば、水道管の内部や貯水タンクなどの閉じられた構造物の内部空間の調査に水中移動ビークル１を用いても良い。また、人工構造物以外の調査に水中移動ビークル１を用いても良い。例えば、河川や池や湖や海洋の調査に水中移動ビークル１を用いても良い。さらに、本実施形態では、水中移動ビークル１にケーブル１１が接続され、このケーブル１１を用いて有線で操作しているが、水中移動ビークル１にケーブル１１を接続せずに、無線を用いて操作しても良い。さらに、水中移動ビークル１が自律的に遊泳するものであっても良い。また、水中移動ビークル１は、操作者が搭乗して操作する潜水船であっても良い。

　なお、本実施形態では、水中移動ビークル１が原子炉圧力容器２の内部を撮影することで調査を行うようにしているが、その他の機能を水中移動ビークル１が有しても良い。例えば、水中移動ビークル１にロボットアームを搭載して構造物の採取などを行うようにしても良いし、水中移動ビークル１に吸水装置を搭載して原子炉圧力容器２の内部の水の採取を行うようにしても良い。

　なお、本実施形態では、２重反転プロペラ２６（２個のスクリュープロペラ２１）で構成される１個のメインスラスタが設けられているが、複数個のメインスラスタを設けるようにしても良い。例えば、小型の４個のメインスラスタを同じ向きに並べて、これらのメインスラスタを用いて、上向きの推力または下向きの推力を発生させても良い。

　なお、第１実施形態または第３実施形態では、スクリュープロペラ２１が上方から水を吸い込んで下向きの水流Ｆを発生させているが、筐体２０の側方から水を吸い込んで筐体２０の下方から下向きの水流Ｆを放出するようにしても良い。また、第２実施形態では、スクリュープロペラ２１が下方から水を吸い込んで上向きの水流Ｆを発生させているが、筐体２０の側方から水を吸い込んで筐体２０の上方から上向きの水流Ｆを放出するようにしても良い。また、スクリュープロペラ２１が筐体２０の外部に露呈している構成でなくても良く、筐体に設けられた吸込口から吸い込んだ水を、筐体内部のダクトを介してスクリュープロペラに導いて、筐体に設けられた排出口から水流を排出して推力を発生させる構成であっても良い。

　以上説明した実施形態によれば、スクリュープロペラ２１の駆動を調節し、水中移動ビークル１の重量と浮力の差分相当の鉛直方向（上向きまたは下向き）の推力を発生させることで水中移動ビークル１の水深を一定に保つか、または、予め定められた所定の位置に移動させる駆動調節部５０と、スクリュープロペラ２１により生じる鉛直方向（上向きまたは下向き）の水流Ｆを偏向させることで水中移動ビークル１を水平方向に移動させる水流偏向部３４を備えることにより、水中移動ビークル１の運動性能を向上させ、かつ水中移動ビークル１の位置を安定的に保つことができる。

　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１（１Ａ，１Ｂ）…水中移動ビークル、２…原子炉圧力容器、３…炉心シュラウド、４…炉心支持部、５…ジェットポンプ、６…制御棒案内管、７…制御棒駆動機構、８…地上支持装置、９…水中支持装置、１０…ケーブル、１１…ケーブル、１２…遠隔操作用ＰＣ、１３…制御部、２０（２０Ｂ）…筐体、２１…スクリュープロペラ、２２…ガイドベーン、２３…コルトノズル、２４…回転軸、２５…ブレード、２６…２重反転プロペラ、２７…ケーブル接続部、２８…窓部、３０…プロペラ駆動部、３１…駆動シャフト、３２…推力部、３３…ガイドベーン駆動部、３４（３４Ｂ）…水流偏向部、３５…照明装置、３６…撮影装置、３７…調節用ウエイト、４０…配置面、４１…支持棒、４２…壁部、４３…第１磁石、４４…第１磁力連係部、４５…第２磁石、４６…第２磁力連係部、４７…揺動棒、４８…ソレノイド部、５０…駆動調節部、５１…通信線、５２…支持装置用ケーブル送出制御部、５３…支持装置用ケーブル送出装置、５４…通信部、５５…電源、５６…電力供給線、５７…電力供給線、５８…通信線、５９…ビークル用ケーブル送出制御部、６０…ビークル用ケーブル送出装置、６１…通信部、６２…電力供給線、６３…通信線、６４…水深センサ、６５…加速度センサ、６６…ジャイロスコープ、６７…通信部、７０…円錐部、７１…バランスウエイト、７２…バランスウエイト駆動部、７３…揺動軸。

Claims (14)

1. 　重量が水中で生じる浮力よりも大きくなるように予め設定されたビークル本体と、
   　スクリュープロペラを駆動させることで上向きの推力を発生させる推力部と、
   　前記スクリュープロペラの駆動を調節し、前記重量と前記浮力の差分相当の前記上向きの推力を発生させることで前記ビークル本体の水深を所定の位置に制御する駆動調節部と、
   　前記スクリュープロペラにより生じる下向きの水流を偏向させることで前記ビークル本体を水平方向に移動させる水流偏向部と、
   　を備えることを特徴とする水中移動ビークル。
2. 　前記駆動調節部は、前記差分を超える前記上向きの推力を発生させることで前記ビークル本体を上昇させ、前記差分未満の前記上向きの推力を発生させることで前記ビークル本体を降下させる請求項１に記載の水中移動ビークル。
3. 　前記水流偏向部は、
   　前記水流を案内する少なくとも２枚のガイドベーンと、
   　前記ガイドベーンの向きを変えることで前記水流を偏向させるガイドベーン駆動部と、
   　を備える請求項１に記載の水中移動ビークル。
4. 　前記水流偏向部は、
   　前記ビークル本体の姿勢を保つバランスウエイトと、
   　前記バランスウエイトを動かすことで前記ビークル本体の姿勢を傾けて前記水流を偏向させるバランスウエイト駆動部と、
   　を備える請求項１に記載の水中移動ビークル。
5. 　２組の前記スクリュープロペラが同軸に配置され、互いに逆方向に回転させる２重反転プロペラを備える請求項１に記載の水中移動ビークル。
6. 　水深を検出する水深センサを備え、
   　前記駆動調節部は、前記スクリュープロペラの回転数を前記水深センサで検出した水深に対応する回転数に制御することで前記ビークル本体の水深を一定に保つ請求項１に記載の水中移動ビークル。
7. 　前記ビークル本体は、重心を浮心よりも下方に配置することで前記スクリュープロペラの回転軸を垂直に維持する請求項１に記載の水中移動ビークル。
8. 　重量が水中で生じる浮力よりも小さくなるように予め設定されたビークル本体と、
   　スクリュープロペラを駆動させることで下向きの推力を発生させる推力部と、
   　前記スクリュープロペラの駆動を調節し、前記重量と前記浮力の差分相当の前記下向きの推力を発生させることで前記ビークル本体の水深を所定の位置に制御する駆動調節部と、
   　前記スクリュープロペラにより生じる上向きの水流を偏向させることで前記ビークル本体を水平方向に移動させる水流偏向部と、
   　を備えることを特徴とする水中移動ビークル。
9. 　前記駆動調節部は、前記差分未満の前記下向きの推力を発生させることで前記ビークル本体を上昇させ、前記差分を超える前記下向きの推力を発生させることで前記ビークル本体を降下させる請求項８に記載の水中移動ビークル。
10. 　前記水流偏向部は、
    　前記水流を案内する少なくとも２枚のガイドベーンと、
    　前記ガイドベーンの向きを変えることで前記水流を偏向させるガイドベーン駆動部と、
    　を備える請求項８に記載の水中移動ビークル。
11. 　前記水流偏向部は、
    　前記ビークル本体の姿勢を保つバランスウエイトと、
    　前記バランスウエイトを動かすことで前記ビークル本体の姿勢を傾けて前記水流を偏向させるバランスウエイト駆動部と、
    　を備える請求項８に記載の水中移動ビークル。
12. 　２組の前記スクリュープロペラが同軸に配置され、互いに逆方向に回転させる２重反転プロペラを備える請求項８に記載の水中移動ビークル。
13. 　水深を検出する水深センサを備え、
    　前記駆動調節部は、前記スクリュープロペラの回転数を前記水深センサで検出した水深に対応する回転数に制御することで前記ビークル本体の水深を一定に保つ請求項８に記載の水中移動ビークル。
14. 　前記ビークル本体は、重心を浮心よりも下方に配置することで前記スクリュープロペラの回転軸を垂直に維持する請求項８に記載の水中移動ビークル。

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