(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海中の表面を洗浄するためのツールであって、
本体と、距離制御をするための手段と、を備え、
前記本体は、洗浄される表面に対して当てるための、かつ好ましくは、前記洗浄される表面に沿って移動もするための、クリーニングする面を有し、前記面は凸状のまたは前記洗浄される表面に対応する形状を有し、
前記距離制御をするための手段は、前記本体の前記クリーニングする面の距離制御をするための手段であり、前記ツールが動作中に前記面と前記洗浄される表面との間に間隙が提供される、および／または、周囲の水が前記クリーニングする面の中心に向かって流れ込むことができるように開口部またはチャネルが配置される、ようになっており、
前記クリーニングする面は、水、堆積物および汚染物のための吸引排水口を備え、動作中に前記排水口は、吸引装置に連結されて、水、堆積物および汚染物が、さらなる処理へと運ばれるための前記排水口へと引き込まれ、
前記面は、周辺部内に平面を備え、動作中に前記平面は、ベンチュリ効果に従って、前記表面に対して、低い圧力を提供し、かつ前記ツールの吸引効果を提供することを特徴とする、ツール。
【請求項２】
前記面は、周辺部内にあるが、しかし前記排水口の外側にある、平面であり、動作中に前記平面は、ベンチュリ効果に従って、前記表面に対して、低い圧力を提供し、かつ前記ツールの吸引効果を提供する、ことを特徴とする、請求項１に記載のツール。
【請求項３】
前記面は、中央チャンバを備え、洗浄液供給ラインは、前記チャンバおよび面の中央に配置され、スイベルを中心に回転可能であり、アームは、中央の回転可能な供給ラインから半径方向に延び、洗浄ノズルは、前記アーム上に配置され、前記チャンバ内において、前記洗浄される表面において、内側に傾けた角度に傾いた方向に向けられている、ことを特徴とする、請求項１に記載のツール。
【請求項４】
前記距離制御をするための手段は、前記ツールの周辺部内にある平らなリング形状の表面上に、ローラーボールを備える、ことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のツール。
【請求項５】
前記ツールは、前記面上に配置された、例えば、前記ツールの周辺部内にある平らなリング形状の回転可能な、または回転不可能な表面上に配置された洗浄ブラシを備え、前記ブラシは、距離制御をするためだけの手段として、あるいは、機械的または研磨の洗浄効果を提供することに加えて距離制御をするための追加手段として機能してよく、好ましくは高圧力ノズルもまた前記クリーニングする面上またはその中に配置される、ことを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のツール。
【請求項６】
前記クリーニングする面は、円盤形状の表面（ディスク）を備え、前記ディスクは、内側の端部において、高圧力の洗浄液供給に連結され、かつ、外側の端部において、前記洗浄される表面に向けられた高圧力ノズルとして形成されかつ向けられる、穴を含む、ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のツール。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のツールを用いて、海中の表面を洗浄するための方法であって、
洗浄される表面に対して、前記ツールのクリーニングする面を当てる工程、および、前記クリーニングする面内の吸引排水口を通して吸引の流れを起こす工程と、
任意の高圧力洗浄ノズルを通して高圧力洗浄液の任意の噴霧を稼動する工程と、
前記洗浄される表面をカバーするために前記ツールのクリーニングする面を移動させる工程と、を含むことを特徴とする、方法。
【請求項８】
例えば塗料の品質など、表面上の品質を検証するための方法であって、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のツールを稼動することによって、前記表面を洗浄する工程と、緩んだ物質を回収する工程と、塗料または腐食物質が相当な量にて含まれるかどうかを見出すために、前記物質を分析する工程と、好ましくは前記量を計る工程と、を含むことを特徴とする、方法。
【請求項９】
海中の表面を洗浄し、他方で、さらなる処理または分析のために、緩んだ堆積物および他の物質を回収するための、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のツールの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水面下の表面または水中の表面である海中の表面を洗浄することに関する。より詳細には、本発明は、周囲の水を汚染することなく海中の表面を洗浄するツールおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
海中の表面、例えば船体の沈水性パーツの洗浄は少しずつ注目を集めだしている。理由の１つは、航海中の摩擦を低減することに起因して燃費を改善するために船の船体を洗浄する利点である。他の理由は、投棄された軟らかいまたは硬い海中または水中の成長物だけでなく、投棄または剥がれた反付着性の化学物質、塗料、そして他の毒性かつ有害な物質によって生じる汚染である。以前、投棄された物質は、洗浄場所において、水中に残されたままだったのであり、その結果として汚染され、大きな船によって周囲が容易に渦巻かれて堆積された。特許文献１は、海中の表面を洗浄するのに有用なツールの記載および図を含むが、このツールの稼動は深刻な汚染という結果になる。
【０００３】
しかし特許文献２において、噴霧ノズルと中央吸引排水口とを有するカップ形状の回転ツールの２つの実施形態が記載され、かつ洗浄のための関連方法が記載されている。一実施形態において、一体化されたノズルを有するカップは回転し、その回転は、洗浄液がノズルから噴霧されることからの推進力に起因する。他の実施形態において、ノズルを有する回転アームがカップ内を回転し、その回転は中央排水口周囲であり、その排水口周囲において、水性の洗浄液供給の配管が構成されている。このツールは、非常に良く作動することが証明されているが、非常に複雑でありそれゆえ効果であり故障になりやすい。さらに、回転する部分が大きく、回転のためのエネルギーは洗浄液の流れエネルギーからとられ、その結果、洗浄のためのエネルギーが少なくなる。そして、稼働中のツールの吸引効果は良いけれども、その稼動を容易にし、ツールがより容易に洗浄される表面を進むように改善された吸引効果が所望され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，９２６，７７５号
【特許文献２】国際公開第ＷＯ２００９／１４２５０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、よりシンプルで、安価で、より確実で、改善された洗浄効果および吸引効果を有するツールに対する需要が存在する。本発明の課題は、上述の需要に対して有益であるツールおよび方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は本発明を用いて達成される。
【０００７】
本発明は、海中の表面を洗浄するためのツールであって、
洗浄される表面に対して当てて、かつ好ましくは、洗浄される表面に沿って移動するクリーニング面を有する本体と、
ツールが動作中に、および／または、開口部またはチャネルが、周囲の水がクリーニング面の中心に向かって流れ込むことができるように構成されている場合、面と洗浄される表面との間に間隙が提供されるように、本体のクリーニング面の距離制御をするための手段とを備える。さらに、クリーニング面は、水、堆積物、汚染物のための吸引排水口を備え、動作中、排水口は吸引装置に連結されて、水、堆積物、および汚染物が、さらなる処理へと運ばれるための排水口へと引き込まれる。より詳細には、周囲の水は、クリーニング面の下で、吸引排水口に吸引された緩んだ物質と一緒に、引き込まれる。
【０００８】
ツールは、上述の既存のツールよりもはるかに簡素な構成であり、最も簡素な実施形態は、高圧力洗浄液の噴霧のためのノズルがなく、または、例えばブラシなどの洗浄のための他の特定の手段がなく、これらの実施形態は、特に、柔らかい海洋成長物（ｓｏｆｔ  ｍａｒｉｎｅ  ｇｒｏｗｔｈ）の除去に有利であり、費用が最小限に留められる必要がある場合に有利である。他の実施形態は、上述のパラメータのより多くについて、または全てに有利である。
【０００９】
用語、クリーニング面とは、洗浄される表面に対して当てられる、ツールの表面または側面を意味する。この面は、しっかりと当てられるために、または、その表面からの間隙の距離が制御されているように、洗浄される表面が凹形状であるのとは異なり、平らまたはより凸形状である。開口部またはチャネルによって、洗浄される表面上にしっかりと配置できるが、多くの実施形態については、例えば、適合された堅さを有するローラー、ホイール、ボール、またはブラシなどの距離手段によって間隙が提供され、この堅さは、クリーニング面に向かって段階的または漸次的に増加することが好ましい。吸引排水口は、クリーニング面内またはその上において、同軸または中央にあることが好ましいが、必ずしもそうである必要はない。高圧力の洗浄液、好ましくは水の供給ラインは、回転する洗浄ノズルを有するツールに対して同軸および中央に配置され、回転のための高圧力スイベルが含まれていることが好ましい。クリーニング面の外周の内側において、ノズルを傾かせて、または斜めにして向け、かつ、供給パイプに傾けた角度にて、またはそれに回転可能に連結されたアームに傾けた角度に向けることにより、注入ノズルからの推進力または流れのエネルギーによってノズル、ディスク、およびブラシの回転が達成されることが好ましい。回転のための代替手段は、例えば、吸引の流れの中にある可能なタービン、回転可能なパーツまたはモータを水圧でまたは機械的に駆動するタービンに基づく。ノズルは回転可能なディスク上で回転するように配置構成可能である。クリーニング面は、周辺内部にある平らな表面を備えることが好ましく、平らなリング形状などの円形の対称形状が好ましい。動作中、平らな表面は、流れにおける低摩擦圧力に起因したベンチュリ効果に従って、表面に対して、低い圧力（ｕｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ）を提供し、かつツールの吸引効果を提供する。動作中、ツールの吸引効果を維持するために、吸引の流れは、可能な高圧力注入ジェット流よりも大きくなければならない。好ましくは、吸引の流れはジェット流レートよりも１．５倍かそれ以上である。平らな表面、改善された吸引効果に起因して、吸引の流れレート／ジェット流レートの比は、関連の従来技術のツールについてよりも低くすることができる。
【００１０】
好ましくは、周辺の内側にある平らなリング形状の表面は、特許文献２に係るカップのエッジよりも大きく、２ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、または５０ｍｍよりも広い。このリング形状の表面は、好ましくは、任意の憂慮されるジェット流／クリーニングノズルがなく、その結果、このリング形状の表面の接触効果（ｈｏｌｄｉｎｇ  ｅｆｆｅｃｔ）が妨害されず、最大のクリーニング効果および移動の容易さが維持される。洗浄ノズルは好ましくは、この平らなリング形状の表面の接触効果を妨害しないように、この平らなリング形状の表面内部にのみ配置構成され、好ましくは、ノズルは、この平らな表面の下において、層流を実質的に妨害しないように向けられる。これらの特徴は、各々１つだけで、より好ましくは組み合わせて、首尾良い洗浄能力およびツール操作の容易さといった驚くべき効果を提供する。
【００１１】
本発明のツールは、任意の稼動する組み合わせにおいて、本明細書または他で記載または図示される任意の特徴を含んでよく、そうした組み合わせは本発明の全ての実施形態である。
【００１２】
本発明はまた、本発明に係るツールを用いて、海中の表面を洗浄するための方法を提供し、それは、以下の工程によって特徴付けられる。
洗浄される表面に対して、ツールのクリーニング面を当てる工程、および、クリーニング面内の吸引排水口を介して吸引の流れを起こす工程。
任意の高圧力洗浄ノズルを介して高圧力洗浄液の任意の噴霧を稼動する工程。
洗浄される表面をカバーするためにツールのクリーニング面を移動させる工程。
【００１３】
ダイバー、ＲＯＶ（遠隔作業機）、またはＲＯＴ（遠隔作業ツール）のいずれかが、取替えまたは洗浄される表面に沿って移動させることによって、ツールを維持および操作する。この目的のために、ツールは、便利なハンドルまたは締結具を備える。
【００１４】
本発明はまた、海中の表面を洗浄し、他方で、さらなる処理または分析のために、緩んだ堆積物および他の物質を回収するための、本発明にかかるツールの使用を提供する。
【００１５】
本発明のさらなる実施形態は、例えば塗料の品質など、その品質を検証するための方法であって、本発明のツールを稼動することによって、表面を洗浄する工程と、緩んだ物質を回収する工程と、塗料または腐食物質が相当な量にて含まれるかどうかを見出すために、物質を分析する工程と、によって特徴付けられる。例えば、塗料が緩んで、それにより、回収された物質に含まれた場合、その塗料の質は不十分である。塗料の質、回収された物質内の塗料の量に応じて測定可能である。ツールと稼動条件は、好ましくは標準化されるが、特定的に、特定の表面に適合可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明は、図と共に例示される。
【図１】図１は、図１は、本発明によるツールを使用する方法を例示する。
【図２】図２は、本発明によるツールの実施形態を例示する。
【図３】図３は、本発明によるツールの実施形態を例示する。
【図４】図４は、本発明によるツールの実施形態を例示する。
【図５】図５は、本発明によるツールの実施形態を例示する。
【図６】図６は、本発明によるツールの実施形態を例示する。
【図７】図７は、本発明によるツールの実施形態を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１を参照すると、本発明の洗浄作業の実施形態を例示する。港での貨物船１が、貨物船１の海中にある表面３の洗浄に取り組むサービス船２と共に示される。洗浄ツール４は、サービス船２から操作される遠隔作業機（ＲＯＶ）によって保持されるかまたはそれと共に組み立てられる。前記表面が清掃される間、洗浄ツールは、ツールの清掃面で前記表面を覆うように操作される。すべての緩んだ堆積物および他の物質は、濾過されて、それがサービス船２上に到来するときに硬い廃棄物は集められる。任意の毒性物質の濾過、紫外線放射と分離および収集のいくつかは、サービス船２上で起こることができる。図面に情報の負担をかけすぎないために、ＲＯＶおよびそれへの接続は、例示されない。図面中の上方の水平線は、海面を示す。
【００１８】
図２は、洗浄面１１、スペーサ枠１２、バキュームホース１３、吸込みノズル１４、高圧ホース１５、高圧入口１６、高圧小径回り継ぎ手１７、回転可能な高圧管１８および高圧ノズル２１を備える洗浄ツールを例示する。図は、汚れが吸込室１４内に吸込まれてそこからバキュームホース１３を通り抜けてさらなる処理のためのサービス船２に運ばれる間、回転する流体アーム１８が表面３をクリーニングしている状態で、クリーニングツールがどのように作動するかについて、矢印によって説明する。ツールの外側から、水１９は、吸込室内に、そしてさらにバキュームホースの全体にわたって吸引される。高圧洗浄液（すなわち水）は、サービス船上の高圧ポンプから、高圧ホース１５を通ってさらに取水口１６内へ、そして出口端部２１にスプレーノズルを有する高圧アーム１８内へ流れ込む前に高圧小径回り継ぎ手１７を通って来る。ジェットノズル２１の内向きのかつ傾斜した方向は、ジェット流からの力のせいで、高圧管１８の回転を生じさせる。好ましくは、距離調節のための手段は、例として図示するように別々のスペーサ枠１２ではなく、ホイールまたはローラーボールまたは同様のものとして清掃面上に統合される。
【００１９】
図３は、吸込みホース１３の下方リムに取り付けられる回転ディスク３１を備える清掃面を有するツールを例示する。すべての放出された堆積物は、ディスク３４の中心に向かう角度で高圧ノズル２１から勢いよく流れる。ここで、それはさらなる処理のための支援船２へとバキュームホース１３を通って吸引される。ジェットノズル２１の角度は、ディスク３１に水中の表面３を掃除することに加えて回転させる。ジェット洗浄液のための高圧ラインは、中心回り継ぎ手と共に吸入ラインに配置されることが好ましい。回転可能なディスクは、清掃面上にブラシ（好ましくは交換可能なブラシ）を含んでよい。その結果、より堅いブラシがスケールまたは他の硬い物質を除去するために用いられることができる。
【００２０】
図４は、それがホイール４１および吸込みホース１３を有するスペーサ枠１２だけを含むにままで、本発明のツールの基本的な実施形態を例示する。ツールは、汚れた表面全体を通じて操作されて、そして堆積物は、吸い上げられて、支援船のさらなる処理のための吸込みホースを通って運ばれる。この実施形態は、船体、コンクリート構造物および他の水中の表面から柔らかい海洋生長物の除去のために、十分に効果的である。
【００２１】
図５は、高圧ホース１５からディスク５１に取り付けられるノズル２１への均一な水移動を可能にするドリル孔を含むディスク５１を有するツールを例示する。ノズルが可能な範囲は、表面３の均一なクリーニングを提供する。放出された堆積物およびその他の物質６は、吸込みホース１３を通って、さらなる処理のためのサービス船３に運ばれる。
【００２２】
図６は、その下側（清掃面）にブラシ６２を有する回転ディスク６１を備えたツールを例示する。ブラシを有する回転ディスクは、表面からすべての不要な物質６を除去するために表面３全体を移動する。そしてその物質は、次いで、ディスク３４の中央開口部内に、さらに吸込みホース１３を通って吸引される。ツールの妨害を回避するために、例示されるように、例えば、適合される剛性およびローラーホイールまたはローラーボールによってブラシに統合される距離調節のための手段は、含まれることが好ましい。ディスクが回転して、そしてベンチュリ効果による吸入効果が驚くほど良好である間、摩擦が驚くほど低いままで、表面に沿ったツールの滑りは、驚くほど容易である。クリーニングもまた、驚くほど良好である。好ましくは、回転は、ディスクに有効に接続している吸入管のタービンによって成し遂げられる。好ましくは、本発明のツールの吸入ラインの入口は、例えば、回転するディスクおよび／またはノズルに接続された軸上のタービンのためのシートを含む。
【００２３】
図７は、タービン／モータ７０によって駆動される回転ディスク７１を有するツールを例示する。そのクリーニング・ジェットが回転のための手段でないから、これは、ディスク／プレートがいずれの方向においても回転することを可能にする。ディスクの下側で多くのノズル２１が集積されて、ノズルは高圧水によって表面３を勢いよく洗い流す。他の図と同様に、すべての緩んだファウリング／物質６は、高圧水ジェットによって水中の表面から除去されて、ディスク７１の中央部３４の吸入部に吸い込まれる。それからあと、ファウリングは、支援船２の船上でのさらなる処理のための吸込みホース１３を通って吸引される。この解決法の大きな利点は、すべてのノズルのエネルギーがクリーニングのために使われるよりはむしろ、ジェットがディスクを回転させることにエネルギーを解き放つのではないから、クリーニングがより効率的であるということである。その後、より少ないクリーニング圧力および流れが必要である。そして、ディスクをドリフトさせるモータ／タービンを制御することによってディスクの回転を制御することは、可能である。タービンおよび回転ディスクは、共通の中央軸配置されることが好ましい。
【００２４】
本発明のツール、方法および使用は、本文書において記載されまたは例示される特徴の任意のる有効な組み合わせを含んでよく、そしてその組み合わせは、本発明の実施形態である。
【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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