(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルにより吊り下げられる吸込装置と波動補償装置とを備えた吸込み浚渫船にして、前記波動補償装置はケーブル（１７）の長さを変化させるために用いられるもので、前記ケーブルは、吸込装置の使用時、船から吸込装置に向けて下向きに延び、この吸込装置は水底（１６）付近にあって上向きに延びる吸引配管を経て浚渫船に連結されており、前記吸込装置は、周囲に同心的にパイプスリーブ（３）を設けた吸引パイプ（１）を有し、操作時、前記パイプスリーブの下端（４）は吸引パイプ（１）の下端（１３）より下方に配置され、またパイプスリーブ（３）の下端（４）はプレート（５）を備えており、このプレートを介して吸込装置は所定の水底（１６）に宛てがっておくことができ、またパイプスリーブ（３）の前記プレート（５）より上方の部分には多孔部（６）が備えてあり、土砂／水の混合液はこれら多孔部（６）を通り吸引パイプ（１）に向けて流れることができ、吸引パイプ（１）とパイプスリーブ（３）との間には調節可能な補助パイプ（１０）が同心的に装着され、吸引パイプ（１）とパイプスリーブ（３）の下端（１３、４）の間に調節可能な距離を置いて、補助パイプ（１０）の下端（１４）が配置されるようにしてあり、吸引パイプ（１）と補助パイプ（１０）との間には隙間が設けられ、補助パイプ（１０）とパイプスリーブ（３）との間には隙間が設けられており、このパイプスリーブ（３）にはパイプスリーブ（３）の付近の土砂をほぐし懸濁状態にする水噴射装置（７、８）が設置されていることを特徴とする吸込み浚渫船。
【請求項２】
請求項１に記載された吸込み浚渫船において、パイプスリーブ（３）の長さは、このパイプスリーブの上端が、ほぼ常時、地面より上方にくるようにされていることを特徴とする吸込み浚渫船。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された吸込み浚渫船において、補助パイプ（１０）とパイプスリーブ（３）の間のほぼ環状の空間に、パイプスリーブ（３）を経て空間に至る懸濁液の流れを制御する手段（１５、１５ａ）が、装着されていることを特徴とする吸込み浚渫船。
【請求項４】
請求項３に記載された吸込み浚渫船において、吸引パイプ（１）の下端（１３）より下に幾分距離を置いた、パイプスリーブ（３）と補助パイプ（１０）の間の環状空間はパイプスリーブに連結された閉鎖手段（９）によりほぼ閉鎖され、またこれら閉鎖手段（９）と吸引パイプ（１）の下端（１３）との間で、パイプスリーブ（３）は、補助パイプ（１０）に連結された手段（１５ａ）により部分的または完全に閉鎖することのできる開口（１５）を備えていることを特徴とする吸込み浚渫船。
【請求項５】
請求項４に記載された吸込み浚渫船において、閉鎖手段は、一方の側が圧力水の供給用ダクトに連絡し、他方の側がパイプスリーブ（３）に設置した水噴射装置（７）に連結されているチャンバ（９）を有していることを特徴とする吸込み浚渫船。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか一項に記載された吸込み浚渫船において、パイプスリーブ（３）のプレート（５）の付近に配置された水噴射装置（８）はほぼ下向きにされ、またパイプスリーブ（３）の多孔部（６）より上方にある、水噴射装置（７）は、水平に対し０度からほぼ４５度までの角度で下向きであることを特徴とする吸込み浚渫船。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸込み浚渫船に係る。この浚渫船は、ケーブルにより吊り下げる波動補償装置（swell compensator）とケーブルにより吊り下げられる吸込装置とを備えている。波動補償装置はケーブルの長さを変化させるために用いられる。ケーブルは、装置の使用時、船から吸込装置まで下向きに延びており、この吸込装置は水底付近にあって上向きに延びる吸引配管を経て浚渫船に連結されている。
【０００２】
【従来の技術】
このような船舶は NL-C-158873に記載されている。記載中の第１の船舶では、回転可能に支持された吸引配管が用いられている。この吸引配管の下端は、船舶の動きに伴い水底を移動するドラッグノズル（drag nozzle)に枢軸結合されている。ドラッグノズルを装備した吸引配管の端部はケーブルによって吊り下げられている。ケーブルの一方の端部が、吸引配管に連結されたブロックに固定されている。ブロックおよび船の各々に取付けられた多数のケーブルローラを経て、ケーブルはウインチドラムに至っている。
【０００３】
ケーブルの端部を、船舶に設置したケーブル長さ調節装置を通して案内するようにすれば、波動により船舶が上下動してもケーブルを緊張した状態に保つことができる。ドラッグノズルを装備した吸引配管の重量またはその重量の一部を利用してドラッグノズルを水底につけるようにしなければならない。
【０００４】
このような吸込装置は、船舶が繰り返し移動する必要があるため、ある時間の間一箇所で底から、特に砂等を吸い上げるのには適していない。
【０００５】
ＮＬ−Ｃ−１５８８７３に記載された第２の実例では、使用する吸引パイプの一部が水底内に入っている。従って、吸引パイプに隣接して配置したパイプより水底に水を噴射すれば、吸引パイプは水底に埋没することになる。吸引パイプは、可撓性の吸引配管を通じて船舶に連結されている。この例では、吸引配管を吊り下げた多数のケーブル要素はケーブル長さ調節装置を通して延びており、ケーブルは吸引パイプと共にケーブルローラを通して大きく移動しなくてもすむようにしてある。ケーブル長さ調節装置用の固定基準点を得るために、前述したようにしてパイプを水底に定置させなければならない。
【０００６】
この２番目に説明した装置は、ある時間の間一箇所で底から吸い上げるのに特に適してはいるが、パイプを底に固定するのが困難である。また、大きな横向きの力がパイプに加わる危険性もある。こうした状況は、特に、可撓性配管により吸引パイプを船舶に連結せず、大型船の場合のように固定パイプを用いると起こることがある。
【０００７】
さらに、吸込装置の能力を制御することが難しく、大量の土砂が突然に流入する等の理由により浚渫システムが簡単に詰まってしまう欠点がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、これらの課題を解決することにある。このため、本発明によれば、吸込装置は、周囲に同心的にパイプスリーブを設けた吸引パイプを有している。操作時、パイプスリーブの下端は吸引パイプの下端より下方に配置される。また、パイプスリーブの下端はプレートを備えている。吸込装置は、このプレートにより水底の特定箇所に宛てがっておくことができる。パイプスリーブには、プレートより上方の一部分に穴が開けてあり、土砂と水の混合物はこれら開口を通り吸引パイプに向けて流れ込むことができる。吸引パイプとパイプスリーブとの間には調節可能な補助パイプが同心的に装着され、吸引パイプとパイプスリーブの下端の間に調節可能な距離を置いて、補助パイプの下端が配置されるようにしてあり、吸引パイプおよび補助パイプと、パイプスリーブとの間に存在する隙間には、パイプスリーブが、このパイプスリーブの付近の土砂をほぐし懸濁状態にする水噴射装置が設置されている。
【０００９】
前述したように水噴射装置を備えた吸込装置に使用することにより、噴射装置の周囲および吸引パイプの下端付近に土砂と水の懸濁液を形成することができる。この懸濁液は吸引パイプを通じて簡単に排出でき、吸引パイプが閉塞することがない。補助パイプを設けてあるため、補助パイプの高さを調節することにより、懸濁液の吸引量とその組成を調節することができる。
【００１０】
懸濁液の排出に伴い、パイプスリーブの位置にはクレータが形成される。このため、クレータの底に向けて突然に土砂が滑り落ちることがある。その結果、吸込装置には大きな荷重が加わることになる。吸引パイプより大きな直径のパイプスリーブが設けてあるため、吸引パイプに過度な力の加わることがない。また、懸濁液となる前の土砂が突然に流入して吸引パイプを塞いでしまうことがない。
【００１１】
こうした効果は補助パイプを設けたことによる。土砂の流入により補助パイプの下端が塞がれても、パイプスリーブを通じ吸引パイプの下端に向けて水は移動することができる。パイプスリーブの長さは、パイプスリーブの上端が、ほぼ常時、土砂より上方にあるように設定されている。このパイプスリーブの丈は、吸込装置によりできたクレータに多量の土砂が突然流入した場合でも、それよりも上方にくるようにされている。
【００１２】
懸濁液の吸込みを更に制御するために、パイプスリーブからほぼ環状の空間内に流入する懸濁液の流れを制御する手段をこの空間内に設けることができる。
【００１３】
このため、本発明によれば、吸引パイプの下端の下方にある距離を置いて、パイプスリーブと補助パイプの間の前記環状空間はパイプスリーブに連結した閉鎖手段により実質的に閉じるようにされる。また、パイプスリーブは、これら閉鎖手段と吸引パイプの下端との間に開口を備えており、これらの開口は、補助パイプに連結した手段により完全にまた部分的に閉じられる。
【００１４】
閉鎖手段は、一方の側が加圧水の供給用ダクトに連通し、他方の側がパイプスリーブに設置した水噴射装置に連結されているチャンバを備えている。
【００１５】
パイプスリーブと補助パイプの間の環状空間を通る流れは、連係するパイプに装着され互いに相対した円錐状の部品を用いても制御することができる。これらの部品を互いにスライドさせれば、両者間の隙間は減少する。こうした構造は、空間の自由断面積が局部的に減少し、流れが乱されるため容易ではない。
【００１６】
考慮すべきは、吸込みによりできたクレータに土砂が突然に流入することがあるため、吸引パイプに向けて押し寄せる土砂に対し、吸引パイプの吸引作用を制御するのが好ましいということである。すなわち、土砂に負圧が加わると固まった土の塊ができ、この塊からパイプスリーブを抜くことができなくなる。補助パイプを上向きに動かせば、補助パイプにより閉じられていたパイプスリーブの高い位置の開口が開放される。これにより、吸引パイプの下端とこれら開口との間が連絡され、パイプスリーブ下部の土砂に加わっていた吸引作用を除くことができる。
【００１７】
さらに、吸引過程の初期にパイプスリーブを急激に下げて土砂を排出し、状態のよい土懸濁液を得ることが重要である。こうしたことを行うために、パイプスリーブの底プレート付近に配置した水噴射装置はほぼ下向きにセットされ、またパイプスリーブの多孔部の上方に設けた水噴射装置は水平に対し０度からほぼ４５度の角度の範囲で下向きにされている。
【００１８】
底プレート付近に配置した水噴射装置は、土中に吸引装置を貫入するのに役立つ。水噴射装置は、通常、高圧水を用いて操作される。
【００１９】
多孔部の上方に装着した水噴射装置は、例えば３０度の角度の範囲で斜め下向きにセットされ、浚渫作業中に土砂を懸濁液にする働きをしている。これら水噴射装置は、概して、底プレート付近に装着した水噴射装置よりも低い水圧で操作される。
【００２０】
これらの用途に使用される水噴射装置は何れも同時に、また個別に操作することができることは明らかであろう。
【００２１】
高圧の水と低圧の水を得るために、例えば、直列または並列に連結可能な２つの水ポンプを使用することができる。
【００２２】
周知の波動補償装置と同様に、吸込装置を吊り下げたケーブルはケーブルローラを横切って巻上げウインチまで延びている。補償シリンダから突き出て、シリンダ内を移動可能なピストンの一方の側に連結されたロッドにケーブルローラは装着されている。ピストンの反対側には液圧媒体がある。
【００２３】
本発明によれば、液圧媒体の入った補償シリンダ内の空間は、自由に移動できすピストンまたは膜体の設置された第２のシリンダ内の空間に連通している。ピストンの反対側にある空間は、圧縮ガスの存在する空間と連通し、また補償シリンダと第２のシリンダの間の連絡配管には逆止弁が配置されている。逆止弁は、補償装置シリンダから第２のシリンダに圧力媒体が流れるのを阻止する。この逆止弁を跨がってバイパスが設置されている。第１のバイパスは操作可能な止め弁を備え、また第２のバイパスは所定の高圧にセットされた安全弁を備えている。
【００２４】
第３のバイパスは前記２つのバイパスを跨がって設置され、吸引配管の操作可能な流入弁と排出配管の逆止弁とを有する係合可能なポンプを備えている。高められた圧力下で補償シリンダに液圧媒体を供給する一方で、第１のバイパスの操作可能な止め弁により、ポンプが連結された状態の時に、ポンプによって供給された液圧媒体の第２のシリンダへの流れを防ぐようにしてある。
【００２５】
通常の運転状態、すなわち、うねりが通常であり、しかも吸込装置を固い水底上にフリーの状態で立設した場合、波動に伴って船が上方運動すると昇降ケーブルにはある程度の荷重が加わるようになる。補償シリンダのピストンは押し下げられ、ピストン下方の圧力は上昇する。こうした場合、ケーブルには大きな力が加わるため、必要に応じ、巻上げウインチを作動させ、ピストンがシリンダ内の最下位置にこないように操作することができる。例えば、巻上げウインチがケーブルを開放する一方で、ブレーキ手段がケーブルに作用するようにし、ケーブルを所定の引張り状態に保つことができる。波動による船の下降運動時にも、装置は同じように作用することが明らかである。
【００２６】
吸込装置を移動させたい場合、巻上げウインチにより吸込装置を引き上げる。次いで、第１のバイパスの止め弁を操作し、この止め弁を通して補償装置シリンダから第２のシリンダに媒体が流れることがないようにする。その結果、補償シリンダのピストンはほぼ中間位置で停止する。しかしながら、ピストンに加わる荷重があまりにも大きいと、第２のバイパスの安全弁が開き、ケーブルに超過荷重が加わるのを防ぐようにしている。
【００２７】
既に説明したように、吸込装置により形成されたクレータの底に多量の土砂が流れ込む好ましくない現象により、吸込装置が埋まってしまうことがある。波動に伴って船が上昇運動をすると、前述したように吸込装置が緩く引っ張られる。安全弁を設置しているため、ケーブルに超過荷重が加わるのを防ぐことができる。
【００２８】
こうした動作は段階的に行われる。例えば、吸込装置を１ｍだけ引き上げると、第１のバイパスの弁は再び開放され、補償装置シリンダのピストンも中間位置まで再び移動するようになる。
【００２９】
僅かな波しかないか、また殆ど波のない状態では、吸込装置を緩く引っ張ることが難しくなる。このため、前述した第３のバイパスにポンプが設けられている。このポンプを用い、補償装置シリンダに高圧を発生させるようにすることができる。この状態で、第１のバイパスの止め弁が再び閉鎖されると、発生した圧力は第２のバイパスの安全弁により制限される。
以下、添付図面に沿って本発明の実施例につき説明する。
【００３０】
【実施例】
図１に示す吸込装置は、船まで延びる吸引配管に連結した吸引パイプ１を備えている。構造については簡略に示した。
【００３１】
サポート２を用いて、吸引パイプ１をパイプスリーブ３に連結している。パイプスリーブ３はプレート５を設けた下端４を備えており、完全に閉ぐ必要はない。
【００３２】
パイプスリーブ３は、プレート５の上方に、点線で示す多孔部６を備えている。パイプスリーブ３のこの部分６の貫通孔は、例えば、互いに高さ位置を変えたり、あるいは任意の配置関係に配列した、多数のスロット穴の形態をしたものにできる。
【００３３】
パイプスリーブ３は多孔部６の上方に低圧の水噴射装置７を備え、またプレート５の付近若しくはプレート５に設置した高圧の水噴射装置８を備えている。水噴射装置７は、水平に対し３０度の角度で下向きに配置されている。水噴射装置７には、図示しない配管を通して水を供給することができる。この配管は、パイプスリーブ３の壁に固定的に連結した環状チャンバ９に連絡している。
【００３４】
チャンバ９は、吸引パイプ１とパイプスリーブ３との間に位置する補助パイプ１０を取り囲んでいる。この補助パイプ１０は、１つまたはそれ以上の加圧媒体シリンダ１１を介してサポート２または吸引パイプ１に連結されており、よってこの補助パイプ１０は縦方向に調節することができる。状況によっては、それぞれのパイプの間にガイドを設けることもできる。
【００３５】
補助パイプ１０の上端１２は吸引パイプ１の下端１３より上方に位置する。また下端１４はプレート５より上方に配置され、通常の操作時には、パイプスリーブ３に連結されたチャンバ９より下に位置している。
【００３６】
チャンバ９より上方のパイプスリーブ３には複数の開口１５が形成されている。これら開口１５は、通常の操作時、閉鎖プレート１５ａによりほぼ閉鎖されている。閉鎖プレートは簡略に示したが、補助パイプ１０に連結されている。補助パイプ１０を上向きに動かせば、開口１５は徐々に開かれていく。吸引パイプ１に生じた負圧により、開放された開口１５を通じて、水または水中にて砂等の土懸濁液をパイプスリーブ３内に吸引することができる。こうした機能は、前述したように、地面にできたクレータの底に向けて土が突然に崩れ、パイプスリーブの周りが土で完全に埋まってしまった時に効果を発揮する。吸引パイプの吸引作用がこの崩れた土に作用すると、土は強く圧密された固まりに圧縮され、吸込装置を引き上げることができなくなる恐れがある。
【００３７】
点線１６は、吸込装置の操作中における地盤面を表わしている。この地盤面は土の固い部分をさし、点線上方の水中には土粒子の懸濁液が存在している。懸濁液は吸引パイプ１を通じ吸引除去される。
【００３８】
状況に応じ、吸引配管を通じて、図２に示されるケーブル１７によりパイプスリーブ３を吊り下げることができる。吸引パイプ１は、例えば、ベローズを介して吸引配管に連結することができる。
【００３９】
ケーブル１７は、幾つかのケーブルローラ１８を通って巻上げウインチ１９まで延びている。１つのケーブルローラ１８は、液圧補償装置シリンダまたはジャッキ２２のピストン２０から突き出たピストンロッド２１に装着されている。シリンダ２２の空間２３は、配管２４を経て内部に自由可動ピストンまたは膜体２７を持つ第２のシリンダ２６の空間２５に連結されている。シリンダ２６の空間２８は１つまたはそれ以上の加圧ガスリザーバ２９に連結されている。このリザーバのガスとしては窒素が最も汎用されている。
【００４０】
配管２４には逆止弁３０が設けてあり、この逆止弁３０を跨がる第１のバイパス３１には操作可能な止め弁３２が装着されている。逆止弁３０を跨がる第２のバイパス３３には安全弁３４が装着されている。
【００４１】
第３のバイパス３５には、バイパス３１、３３を跨がってポンプ３６、逆止弁３７、３８が配置されている。逆止弁３７を跨いで弁３９を設けることができる。この弁はポンプ３６の使用に際して開放される。このため、リザーバ２９からの加圧ガスによって生じたものよりも高い圧力の液圧媒体を空間２３に供給することができる。配管２４中に設けられ弁３２により迂回可能な逆止弁３０は、通常の操作時には開放されている。この逆止弁３０は、圧力媒体が空間２５に逆流するのを防ぐ働きをする。
【００４２】
例えば、吸込装置を移動させる際、すなわち、最初に引上げ動作を行わなければならない状況下では、貫入吸込装置の場合、巻上げウインチ１９により補償装置シリンダ２２が過度の最下位置に引き下げられるのを防ぐ必要がある。こうした操作は、巻上げウインチに対しブレーキを解除する以前に、弁３２を閉じることにより逆止弁３０を係合することで行われる。
【００４３】
このようにして、船の上昇運動時には、補償装置シリンダ２２の空間２３内の圧力は、安全弁３４にセットした最大値まで増加することになる。これにより、吸込装置は常時加わっている力よりも大きくしかも制御された力により引き上げられる。
【００４４】
吸込装置が土中に入り込んでいない場合、またはすぐに引き抜ける場合、補償装置シリンダ２２の空間２３内および配管２４内の圧力は通常の値まで低下し、または低い状態に保たれる。例えば、３つの波の周期にセットしたタイムリレー(time relay)からコマンドが発せられると弁３２は開き、同時に巻上げウインチ１９は解除される。巻上げウインチ１９は引上げ動作を行い、シリンダ２２のピストンロッド２１は完全に押し下げられているため、オーバーロードになる危険性なく、吸込装置は上向きに移動することができる。
【００４５】
しかしながら、吸込装置が貫入したままだと、シリンダの空間２３内および配管２４内の圧力は船が上向きに動くたびに増加するので、タイムリレーは弁３２を開放せず巻上げウインチ１９についても解除することがない。こうした操作を行えば設備の破損の危険性がなくなる。必要な操作は、船が上昇運動するたびに、制御された引張力を加えて装置を緩やかに引っ張るようにすることである。これに伴って生じたエネルギーは、液圧媒体を冷却することにより除かれる。
【００４６】
船が下向きに運動すると、リザーバ２９内および空間２８、２５内の圧力により、液圧媒体は逆止弁３０を通じて補償装置シリンダ２２に押し戻される。
【００４７】
海が穏やかで船が動揺しない時、または僅かにしか動揺しない状況では、ポンプ３６により加わる補助力により吸込装置も緩く引っ張るようにされる。このポンプ３６は、必要とするバルブを閉じた後、オイルをシリンダ２５からシリンダ２２に高圧で押し出すが、巻上げウインチ１９はブレーキがかかったままである。
【００４８】
また、注目すべき点として、吸込装置を使用せず、少なくともその一部を船上に上げておく必要のある場合、周知の方法により、吸込装置を水平の姿勢にしておけるようにケーブルは吸込装置に連結される。このケーブルについても、適当な手段により緊張した状態にしておく必要がある。
【００４９】
図面に示し、これまで説明してきた具体例は本発明に係る装置の単なる実施例にしか過ぎない。本発明の概念から逸脱することなく如何様にも変更できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る吸込装置の概略縦断面図。
【図２】本発明に使用する波動補償装置の説明図。
【符号の説明】
１  吸引パイプ
２  サポート
３  パイプスリーブ
５  プレート
６  多孔部
７  低圧の水噴射装置
８  高圧の水噴射装置
９  チャンバ
１０  補助パイプ
１１  加圧媒体シリンダ
１５  開口
１７  ケーブル
１８  ケーブルローラ
２２  シリンダ
２４  連絡配管
２６  第２のシリンダ
２９  リザーバ
３０  逆止弁
３１  第１のバイパス
３２  止め弁
３３  第２のバイパス
３４  安全弁
３５  第３のバイパス
３６  ポンプ
３７  逆止弁
３８  逆止弁
３９  流入弁
【図１】
0003913283.tif 000002
【図２】
0003913283.tif 000003