(57)【要約】      （修正有）【課題】水陸両用油圧ショベルの防水型エンジンケースに接続されるシュノーケルは、動力源であるディーゼルエンジンの運転時の吸排気と熱交換器に必要な空気を循環させるために必要である。そのシュノーケルに要求される形状、配置、構造、その付加動力源の４項を解決するシュノーケルを装備した水陸両用油圧ショベルを提供する。【解決手段】水中にあるエンジンケースに接続して水面上の気中から空気を取り込むシュノーケルを用いて、水の抵抗を軽減するために、（イ）シュノーケル１の断面形状は、船舶の舳先形状のように動きに対しＶ字型とする。（ロ）シュノーケル１の配置は機械構造上、可能な限り旋回中心側に配置する。（ハ）シュノーケル１内部にブロワーを設け、風量を確保することにより断面を細くする。（ニ）ブロワーは油圧駆動、自動制御の構成として、機械操縦者の操作を必要としない機構とする。【選択図】図１
2012233387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水陸両用油圧ショベルが水中で旋回作業を行う際、シュノーケル側面の面積分となる側圧が水の抵抗となり機械の転倒をひきおこす１つの要因となる。その側圧を分散する解決策として、シュノーケルの断面形状を船舶の舳先形状とした。舳先形状とは旋回円の半径と直行する線を中心線としてＶ字の断面形状であり、造波抵抗を軽減する役目をもった断面であるシュノーケルの形状のことを言う。
【請求項２】
上記同様、機械旋回時の造波抵抗を軽減する解決策として、従来はエンジンを防水する耐圧ケースに接続されるシュノーケルの配置は、空気経路を短くするために真上に接続されていた。それを機械構造上、可能な限り旋回する機械の中心線に寄せる配置とした。シュノーケルを機械の旋回中心線に寄せることによって角運動量の半径が短くなり、水の抵抗が減少されたシュノーケルとなる。
【請求項３】
さらに上記同様、軽減する解決策として、シュノーケルの断面形状を細くすることが解決策の１つの要因となる。シュノーケルの断面積は、ディーゼルエンジンの運転に必要とされる空気の吸気、排気道の２道を合わせた分が断面積となる。その空気量は排気量×エンジン回転数分の空気量と、運転時に発生する熱量を冷却する熱交換器に必要な空気量の和と、さらにシュノーケル配管の管路圧損分を加味しなければならない。この総空気量が確保できる断面積がシュノーケルに要求される。
シュノーケルは陸上機械には必要がなく、機械を水中環境に適応させるために必要となったものである。その概略構造は、動力源となるディーゼルエンジンを耐圧構造のケースで囲い、そのケース中の空気を水面まで行き来させるのがシュノーケルの役目である。
管路圧損とは、シュノーケルと接続されたエンジンケースの一体を通過する際の摩擦抵抗であり、その抵抗を軽減あるいは、抵抗に勝る空気圧力を送ることができれば問題が解決できる。本請求は、その空気抵抗に勝る静圧を確保し、シュノーケルを細くすることできる構造のことである。
静圧を確保するためには、エンジンケース、シュノーケル一体の風洞の内部に充分な静圧が確保できる油圧駆動式の空気ブロワーを装備することにより解決する。
【請求項４】
前項に記載する充分な静圧を確保できる空気ブロワーの動力源は、水陸両用油圧ショベルの一部の油圧を分岐させ、それを動力源として空気ブロワーを運転させる。
静圧が確保できる油圧駆動式空気ブロワーの運転は、機械の操縦者（潜水士）の操作を必要とせずに、自動制御された油圧回路となるようにして提供する。
その自動制御とは、油圧ショベルの運転には、ディーゼルエンジンの回転数を作業状況に応じ、約１，０００回転から３，０００回転まで変動させて運転するため、要求される空気量も変化するとともに、空気ブロワーの空気供給量の追従させることが要求され、それを制御する油圧式のフローコントロールバルブを油圧回路内に組み込むことによって、油圧駆動式の空気ブロワーが提供できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】この発明は、水陸両用油圧ショベルの動力源となるディーゼルエンジンを水中で動かすたために必要となるシュノーケルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】一般に、潮の干満が大きい浅海域、河川、ダムなどの比較的水深の浅い水域での土木工事には従来からある汎用性の高い陸上用の油圧ショベルが水中に浸かることができないため、防水加工がほどこされた電気駆動の水中油圧ショベルが用いられてきた。水中油圧ショベルは、陸上から給電されるアンビリカルケーブルの長さが１５０ｍ程度しかなく、行動範囲に制約がつき機動性に問題が生じる。そのために川幅の広い河川など施工できない水域もあった。【０００３】また、船舶に陸上の油圧ショベルを搭載して作業を行う形態もあるが、機械が水面に浮かび、機械の反力が取れないため構造物の破砕等重作業に適応できないのも併せ、水中油圧ショベルが要求されているのが現状である。【０００４】そこで、行動範囲の制約を無くすためにディーゼルエンジン搭載の水陸両用油圧ショベルが水中環境に対し実用的な機械であれば、建設機械による機械化施工が不可能であった水域も適応できることになり、浅海域や河川の災害復旧、維持浚渫、構造物撤去など新たな施工方法が提供できる。【０００５】しかし、水陸両用油圧ショベルが実用化に向けての問題点の一つとして、水中にある耐圧ケースに囲われた殻体中にあるディーゼルエンジンには、内燃機関の運転に必要な吸排気と熱交換用の空気を水中から水面上の気中までシュノーケルを用いて効率よく安全に取り入れる方法が確立されていなかったため、汎用性の機械として普及には至らなかった。
【先行技術文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭４７−０７１４７０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】これは次のような問題点があった。【０００８】（イ）現存するディーゼルエンジン駆動式の水中ブルドーザーと水中油圧ショベルの作業上の相違点は、ブルドーザーが前後進の動きに対してショベルは下部走行体と上部旋回体に分かれているため、上部旋回体の任意の旋回位置に対して機械の重心位置が変動し、併せて水の抵抗も加算されるので、陸上と比較して極めて水中環境では機械の転倒する可能性が高い。【０００９】（ロ）また、動力源となるディーゼルエンジンは旋回する上部旋回体に搭載されており、機械の旋回作業時はシュノーケルに大きな水の抵抗を受ける。シュノーケルは長く、面積が大きいほど抵抗が増加して（イ）と同様、機械の転倒する可能性が高くなり、安全な機械を提供できない。【００１０】本発明は、以上の課題を無くすためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】上記課題を解決するため、水中にあるエンジンケースに接続して水面上の気中から空気を取り込むシュノーケルを用いて、水の抵抗を軽減するために
（イ）形状を、円筒形や四角形状ではなく、船舶に用いられる舳先の水切り形状のようにして造波抵抗を軽減する。
（ロ）配置を機械の構造上可能な限り機械中心に寄せることにより角運動量を小さくする。
（ハ）空気確保のためブロワーをシュノーケル内部に設けることによって、細くすることが可能となり、大きさによる水の抵抗を小さくする。
本発明は、この３項目を具備した水陸両用油圧ショベルのシュノーケルである。
【発明の効果】
【００１２】水陸両用油圧ショベルの転倒の危険性を軽減したことにより、現実的使用に適応する構造の機械へと進歩することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のシュノーケルが取付された水陸両用油圧ショベル全体の鳥瞰図である。
【図２】水陸両用油圧ショベルの水中作業時における全体側面図である。
【図３】水陸両用油圧ショベルに取付されたシュノーケルの、旋回中心線との位置関係を表した断面図である。
【図４】シュノーケルの側面図に対し、エンジンケースとのオフセット、ブームとの位置関係を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】以下、本発明の水陸両用油圧ショベルに取付するシュノーケルについて図に示した実施形態について説明する。
【００１５】シュノーケル１は水陸両用油圧ショベル５が水中環境下でディーゼルエンジン４を用いて駆動するために、必要となる空気の吸排気を行う装備の１つである。
【００１６】シュノーケル１の取付位置は、水中にあるディーゼルエンジン４を防水するための殻体であるエンジンケース３で包み込み、そのエンジンケース３の上部にシュノーケル１の吸気口１ａと排気口１ｂの２口を中仕切りつきの１本となる構造をにして、水中から水面気中上に届く長さをもって配置される。
【００１７】そのシュノーケル１の形状は、筒状であり、水中で機械が動く際、筒の水に対する受圧面積が大きいと、水の抵抗により機械性能の低下、もしくは機械の転倒をひきおこす１つの要因となるため、充分配慮されたものでなければならない。
【００１８】シュノーケル１に対する配慮とは、水の抵抗を受けにくい形状、機械の配置で運動量を軽減する項目、細い断面積、の配慮のことを言う。
【００１９】実施される形態について、まずシュノーケル１の断面積を求める。断面積は、ディーゼルエンジン４に要求される空気量を求め、それに対しエンジンケース３、ディーゼルエンジン４、延長されるシュノーケル１を１つの風洞とみなした配管抵抗を加味して、機械に適応される空気ブロワー２を選定することにより求めることができる。
【００２０】空気ブロワー２は、要求される静圧を満たす性能を選定したのち、その空気ブロワー２用の動力源を確保しなければならないのと、ディーゼルエンジン４の回転数変化に追従させる装置を備えなければならない。先ず動力源は、油圧ショベルの一部の油圧を分岐させて運転を行い、次に分岐させた経路に回転数にあわせて追従させるフローコントロールバルブを油圧回路に組み込むことによって、油圧駆動式空気ブロワー２となる。
【００２１】断面積を求めると、次に図４に示すようにシュノーケル１が機械の旋回中心線に可能な限り近づける位置を決める。ここでは油圧ショベルの作業アタッチメントであるブーム８が旋回中心線より後方に俯仰しているため、その干渉しないクリアランスをみてダクトの位置をエンジンケース３の中心線から旋回中心線側にずらす。そうすることにより機械旋回作業時のシュノーケル３の振れ角が同じでも角運動量が小さくなり、断面積を小さくすることと同様の効果を得ることができる。
【００２２】シュノーケル３の配置位置が決まると、次に図３で示すように断面形状を求める。機械旋回中心線からシュノーケル３に向け円弧を描き、断面積から求めた接線を引き、接線から直交する線を求める。その直交する線から同角度約３０°づつ広げた線の形状をもって排気口１ｂと吸気口１ａの形状とし、その中心線に中仕切り板を設けて１つの筒状となるシュノーケル１となる。この形状であると機械が旋回する際に求めた角が船舶の舳先形状のように水をきるので、円筒状や四角状のシュノーケルよりも造波抵抗が小さいシュノーケル１となり、前述２項同様に水の抵抗を軽減したシュノーケルとなる。
【００２３】本発明は、以上のような形状、機構、構造、配置をしたシュノケールである。
このシュノーケル１を装備した水陸両用油圧ショベル５は、機械作業時において水中での転倒の危険性を軽減した機械である。
【符号の説明】
【００２４】１      シュノーケル
１ａ    シュノーケルの吸気口
１ｂ    シュノーケルの排気口
２      空気ブロワー
３      エンジン防水ケース
４      ディーゼルエンジン
５      水陸両用油圧ショベル
６      上部旋回体
７      下部走行体
８      ブーム
９      アーム
１０    バケット
【図１】
2012233387.tif 000003
【図２】
2012233387.tif 000004
【図３】
2012233387.tif 000005
【図４】
2012233387.tif 000006