(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中で作業する作業機の圧縮空気の供給を要する部分に、周囲の水中圧力と同等、または少し高い圧力の圧縮空気を水面上から作業機に至る間を１本のアンビリカルケーブルにより供給する水中作業機への圧縮空気供給方法。
【請求項２】
水中で作業する作業機を操作する潜水士へのエアータンクからの空気供給ラインに、接続器を介して請求項１で供給された周囲の水中圧力と同等、または少し高い圧力の圧縮空気を供給する水中作業機への圧縮空気供給方法。
【請求項３】
作業機の浮力調整部材または水中浮力体に、請求項１で供給された周囲の水中圧力と同等、または少し高い圧力の圧縮空気を供給する水中作業機への圧縮空気供給方法。
【請求項４】
内部に設けた空間内に、周囲の水中圧力と圧縮空気の供給を要する部分との圧力差により移動する弁体が設けられ、かつその弁体の位置により圧縮空気を要する部分への圧縮空気の供給及びその部分からの圧縮空気の排気が適宜行なわれる圧力調整器を介設した圧縮空気供給ラインからなる水中作業機への圧縮空気供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、陸上で使用されている油圧ショベルなどの作業機に、水中での作業が可能なように圧縮空気を供給する水中作業機への圧縮空気供給方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、陸上の作業機として使用されている油圧ショベル等はそのブーム及びアームの内部が空洞になっており、本来水中での作業は考えられていないため、水中で使用した場合、その外部の水中圧力により空洞部分が変形するという問題がある。
【０００３】
また、このような水中作業機を操作する潜水士への空気の供給は、上記のごとき水中で作業する作業機の圧縮空気を要する部分への空気の供給とは別ラインで行なわれている。
潜水士への空気供給方式としては、従来スクーバ方式とフーカ方式の２通りがあり、スクーバ方式の場合、潜水士が潜行して水中で作業を行い、再び海面へ浮上するまでの空気の供給は、潜水士自身が背負ったエアタンクにより行なわれ、水中作業機に搭乗して作業を行う間は、水中作業機に設置されたエアータンクにより行われている。また、フーカ方式の場合、水上の潜水士船よりエアーコンプレッサによりホースを介して行なわれる。
【０００４】
しかしながら、上記従来の空気のスクーバ方式による供給の場合、エアータンクには一定量の空気しか封入できないため、潜水時間、すなわち水中での作業時間が制約されることになり、またフーカ方式の場合、潜水士への空気の供給と、水中作業機への動力などの供給を別々のエアーホースにより行われており、作業機の動きによってはこれらのエアーホースが絡まってしまったり、あるいは作業時にエアーホースが邪魔になるという問題があり、また危険を伴なうことになる。
【０００５】
さらに、上記のごとき油圧ショベルなどの水中作業機は、水中では陸上の場合に比べて機体のバランスが取りにくく、転倒しやすく安全性に問題があった。
また、水中で作業する作業機においては、各種の電気部品があるため、これらを納めた電気系制御ボックスが必要となり、この電気系制御ボックス内は当然浸水があってはならず、圧縮空気の供給によって内部への浸水を防止する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記従来の問題点を解決するためになされたものであり、水中で作業する作業機が水中においても陸上の作業と同様に作業ができ、しかもその作業機を水中で操作する潜水士の安全をはかりうる水中作業機への圧縮空気供給方法及び装置を提供することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の水中作業機への圧縮空気供給方法は、水中で作業する作業機の圧縮空気の供給を要する部分に、外部の水中圧力と同等、または少し高い圧力の圧縮空気を水面上から作業機に至る間を１本のアンビリカルケーブルにより供給することを特徴としており、また水中で作業する作業機を操作する潜水士へのエアータンクからの空気供給ラインに、接続器を介して上記のごとく供給された周囲の水中圧力と同等、または少し高い圧力の圧縮空気を供給することは、潜水士の作業機操作時にエアーホースが絡まる心配がなく、安全性または作業性の面で好ましい。
【０００８】
また、作業機の浮力調整部材または水中浮力体に上記と同様に、周囲の水中圧力と同等、または少し高い圧力の圧縮空気を供給することも作業機の水中での転倒を防止したり、水深に応じて浮力の調整を行なう上で望ましい。
さらに、上記水中作業機への圧縮空気供給装置は、内部に設けた空間内に、周囲の水中圧力と圧縮空気の供給を要する部分との圧力差により移動する弁体が設けられ、かつその弁体の位置により圧縮空気を要する部分への圧縮空気の供給及びその部分からの圧縮空気の排気が適宜行なわれる圧力調整器を介設した圧縮空気供給ラインにより構成される。
【０００９】
【実施例】
以下図面を参照して本発明の実施例を説明するが、まず、図１は本発明の圧縮空気供給方法を適用している水中作業機の一実施例を示す概略側面図であり、この作業機１の本体への圧縮空気の供給は、この作業機１の動力源である電気、通信及び電気制御信号などのラインと、圧縮空気の供給ラインとを一纏めにしたアンビリカルケーブル１１によって行われる。
【００１０】
このアンビリカルケーブル１１は一旦分配機１２に接続され、分配機１２から水中で作業する作業機１の圧縮空気の供給、ならびに電気、通信及び電気制御の信号を要する各部分に配管や配線によりそれぞれ接続される。
そこで本発明では、上記圧縮空気の供給を要する部分に圧縮空気を供給する際に、その周囲の水中圧力と同等、または少し高い圧力で上記アンビリカルケーブル１１で水面上のコンプレッサーから送られた圧縮空気を供給することを特徴としており、これにより陸上で通常用いられている作業機１を水中で満足に使用できるようにしている。
【００１１】
そこで、図１に示す作業機１は陸上で従来用いられているアーム１４及びブーム１５内が空洞であり、これらの内部に圧力調整器１３を介して周囲の水中圧力と同等、または少し高い圧力で圧縮空気を供給することにより外圧と内圧との調整をその水深に応じて行うことができる。
次に、前記アンビリカルケーブル１１及び各配管で作業機１の圧縮空気の供給を要する部分に圧縮空気を供給する装置としては、上記アンビリカルケーブル１１や各配管からなる空気供給ライン３に圧力調整器１３を介設したものであり、この圧力調整器１３の原理を図２、図３及び図４で示している。
【００１２】
すなわち、この圧力調整器１３の内部には空間が設けられていおり、周囲の水中圧力と、例えば図１のアーム１４及びブーム１５の内部の内圧と圧力差により移動する弁体１３１が設けられており、この弁体１３１で周囲の水中圧力がかかる部屋Ｗと、圧縮空気のかかる部屋Ａとに分けられている。
そこで、図２は周囲の水中圧力のかかる部屋Ｗと、圧縮空気の供給を要するアーム１４及びブーム１５の内部と連通する圧縮空気の部屋Ａと各内圧がバランスした状態であり、アーム１４及びブーム１５と圧縮空気供給ラインとの圧縮空気の供給口１３２並びにアーム１４及びブーム１５からの圧縮空気の排気口１３３が共に塞がれた状態となっている。
【００１３】
なお、周囲の水中圧力とアーム１４及びブーム１５の内部空気圧力とのバランスは、圧力差調整器１３４に附属したばねに抗して圧力調整つまみ１３５を調整することにより適宜設定することができ、これによりアーム１４など圧縮空気の供給を要する部分に、周囲の水中圧力と同等、または少し高い圧力で圧縮空気を供給することができる。
【００１４】
すなわち、図２はアーム１４などの内部空気圧力Ｐ１  と周囲の水中圧力Ｐ０  とがバランスしている状態で、上記圧力差調整器１３４における調整値をαとすれば、Ｐ１  ＝Ｐ０  ＋αで示すことができる。
次に、図３はアーム１４などの内部空気圧力Ｐ１  が周囲の水中圧力Ｐ０  に比べて小さい場合を示しており、周囲の海水が部屋Ｗに侵入してくるため、弁体１３１が部屋Ａ側に押され、圧縮空気の供給口１３２の穴が導通するため、アーム１４やブーム１５内に圧縮空気が供給される。この状態はアーム１４やブーム１５内の圧力が設定値より低い場合であり、Ｐ１  ＜Ｐ０  ＋αで示すことができる。
【００１５】
さらに、図４はアーム１５などの内部空気圧力Ｐ１  が周囲の水中圧力Ｐ０  に比べて大きい場合を示し、この場合、部屋Ａ側の圧が強いため、弁体１３１は部屋Ｗ側に押され、圧縮空気の排気口１３３の穴が導通するため過剰な圧力分の圧縮空気が外部に排気される。この状態はアーム１４やブーム１５内の圧力が設定値より高い場合であり、Ｐ１  ＞Ｐ０  ＋αで示すことができる。
【００１６】
以上のごとく、アーム１４やブーム１５の空洞内部に圧縮空気を適切な圧力で充填することで、周囲の水中圧力の外圧によってこれらが変形することを防止すると共に、これにより浮力が得られるため重量物の運搬や、掘削の場合の引上げ方向の力にプラスすることができる。
次に、水中で作業する作業機１を、水中で操作する潜水士２の水面上と作業機１との間の潜行及び浮上は前記のスクーバ方式で行うことになり、この場合、図５に示すレギュレータ２３を介してエアータンク２１からの空気を空気供給ライン３経由オクトパス２４から空気の供給を受けることになる。一方、作業機１を水中で操作する間は、作業機１の本体にアンビリカルケーブル１１で供給される圧縮空気を利用して呼吸を行う、いわばフーカ方式によるものとする。
【００１７】
したがって、潜水士には、スクーバ方式による空気供給ライン３の途中に図６及び図７に原理を説明する接続器２２を介して前記のごとく周囲の水中圧力と同等、または少し高い圧力の圧縮空気を供給する。
なお、この接続器２２は、作業性の悪いスーツを着た潜水士２が作業機１からのびたエアーホースなどの空気供給ライン３に簡単に取り付けできるように、体の前方に取り付けるようにするとよい。
【００１８】
ここで、スクーバのエアータンク２１から供給する空気圧をＰ３  、作業機１本体側から供給される圧縮空気の空気圧をＰ４  とした接続器２２の原理について説明すると、接続器２２の内部には空気圧により作動する弁２２１を設け、この弁２２１はエアータンク２１から供給される空気圧Ｐ３  と、作業機１側から供給される空気圧Ｐ４  とで圧力の大きい方を潜水士２へ供給する構造にしている。
【００１９】
従って、潜水士２の潜行及び浮上時は作業機１側からの空気の供給がないため、Ｐ３  ＞Ｐ４  の関係がなり立ち、弁２２１は図６の位置になり、エアータンク２１から供給口２２２経由潜水士２に対し供給口２２４から空気が供給される。
一方、作業機１を水中で操作する時は、作業機１側から空気が供給されるが、この時作業機１側から供給される空気圧Ｐ４  を常にＰ３  ＜Ｐ４  の関係がなりたつように設定しておくことで、接続器２２の弁２２１は図７の位置になり、作業機１側から供給口２２３経由で供給口２２４から潜水士２へ空気が供給される。
【００２０】
さらに、図１の潜水士２の後方の頭上に示すのは、圧縮空気を利用したバランス調整部材１７であり、これは作業機１は水中で転倒しそうになった際、もしくは転倒した際に、前記のごとく水中圧力と同等、または少し高い圧力の圧縮空気をこのバランス調整部材１７に供給することで浮力を持たせて作業機１の姿勢を復元する役目をもたせるものである。
【００２１】
また、図８に示すのは作業機１のバケットに設けられた吊りピース４５に吊り具４４を介して取り付けた重量物搬送用の水中浮力体４であり、この水中浮力体４には前記と同様に水中圧力と同等、または少し高い圧力の圧縮空気を供給口４３から供給して浮力を持たせることができるが、さらに排気弁４１と空気調整弁４２をこの水中浮力体４に取り付けることにより、水深に応じてその浮力の調整を行うことができる。
【００２２】
さらに、水中で作業する図１の作業機１においては、各種の電気部品があるため、これらを納めた電気制御ボックス１６が必要であり、これらを収納した電気制御ボックス１６内には浸水は許されず、その内部に圧縮空気を供給する必要があり、本発明を有効に適用できる。
また、上記以外にも、陸上で用いられているエア削岩機などのアタッチメントもこの作業機１を水中で使用する際に適用可能であるが、これらのアタッチメントの圧縮空気の供給を要する部分に本発明を適用する場合における圧縮空気の供給も、図１の分配器１２から空気供給ライン３等を介して行なうことができる。
【００２３】
なお、１本のアンビリカルケーブル内に潜水士への圧縮空気供給ラインと作業機への圧縮空気供給ラインを別々に配置すれば、潜水士への空気の供給を、より安全に行なうことができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上に説明した本発明によれば、圧縮空気の供給を、作業機の圧縮空気の供給を要するアーム、ブーム等の空洞内部及び水中バランス調整部材及び水中浮力体、また電気系制御ボックスやその気密を要する部分、各種アタッチメントなどに適用でき、しかも周囲の水中圧力と同等、または少し高い圧力で圧縮空気を供給するので潜水して作業する作業機の安全性及び作業性を向上でき、かつ信頼性も向上する。
【００２５】
さらに、水中で作業機を操作する潜水士に対しても本発明による圧縮空気を供給することにより、水中作業時間の制約がなくなり、従来のフーカ方式と同様な作業効率が得られる。
また、その際水面上のコンプレッサーと水中の作業機とを結ぶラインは１本ですむため、エアーホースが絡まる心配がなく安全性が向上し、しかも従来のフーカ方式のようにエアーホースが作業の邪魔になることがなく、さらに、作業時にはスクーバのエアータンクは使用しないため、そのエアータンクに緊急時の予備タンクの役割をもたせることができ、安全性がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用している水中作業機の一実施例を示す概略側面図である。
【図２】図１の圧力調整器のアーム内部空気圧力と水中圧力とのバランス状態を示す要部側断面図である。
【図３】図２の状態からアーム内部空気圧力が水中圧力より小さくなった状態を示す圧力調整器の要部側断面図である。
【図４】図２の状態からアーム内部空気圧力が水中圧力より大きくなった状態を示す圧力調整器の要部側断面図である。
【図５】図１の潜水士の空気の供給装置の説明図である。
【図６】図５の接続器におけるエアータンク側から潜水士へ空気を供給する状態を示す要部側断面図である。
【図７】図５の接続器における作業機側から潜水士へ空気を供給する状態を示す要部側断面図である。
【図８】図１の作業機に重量物運搬用の水中バルーンを取付けた状態を示す要部側面図である。
【符号の説明】
１  作業機                          ２  潜水士
４  水中浮力体                    １３  圧力調整器
１７  バランス調整部材              ２２  接続器
１３１  弁体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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