(57)【要約】      （修正有）【課題】水上から遠隔操縦で水面下の船底を清掃する機能を、水中電動モーターを使用せずに実現する船底掃除機を提供する。【解決手段】水上のポンプから延びる吸水ホース２と排水管に繋いだ送水ホース７を、船底掃除機のヘッド部に繋ぎ、吸水の陰圧でヘッド部を船底に吸着させ、バネで船底に押し付けた回転ブラシ５の駆動用水流タービン４を吸水流で回転させる。ヘッド部を三つの走行輪８で支え、送水ホースからの水流で走行輪の駆動用タービンを回して走行輪を駆動する。さらに各走行輪の車軸を操向ギアに内接させ、この操向ギアを、ヘッド部開口面の外縁を成す中空のリング９に内蔵するリングギアと遊星ギア形に噛み合わせ、可撓性のロッドで回転するステアリングギアでリングギアを回転させて走行輪を操向する。水上から水中カメラで監視しつつ、ロッド端末の操向ハンドルと送水ホースの流量調整弁の移動速度調整ハンドルで、ヘッド部を遠隔操縦する。【選択図】図１
2016145018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水上に設置したポンプの吸水口から延びる吸水ホースの先に、先端が円形に広がった漏斗状の吸水口を取り付け、この中に吸水流で回転するタービンで直接または減速ギアを介して駆動する回転ブラシを設け、ブラシの毛を当該吸水口の開口面から露出させ、さらに回転軸に内蔵する押し出しバネで回転ブラシを清拭面に押し付けることにより、漏斗状の吸水口が船底に吸い付いたまま回転ブラシで船底を清拭する。さらに漏斗状の吸水口の縁を三等分する位置に、水流で回転するタービンで直接、または減速ギアを介して駆動する走行輪を内蔵する三基の走行輪ユニットを、正三角形配置に設ける。また、ポンプからの排水の一部または全量を、吸水ホースと束ねて並走させた送水ホースで漏斗状の吸水口側に送り、当該吸水口近くで送水ホースを三つに分岐させ、それぞれを三基の走行輪ユニットに繋ぎ、ポンプからの排水流で三つの走行輪を駆動し、且つポンプ側の流量調整弁により駆動速度を調節する。さらに、漏斗状の吸水口の縁を円環状のパイプ構造にしてリングギアを内蔵させ、このリングギアと噛み合う遊星ギアを介して、三つの走行輪ユニットの走行輪の車軸またはステアリングコラムを回転させることで、三つの走行輪が常に同一方向に同期操向して駆動するようにする。さらに、可撓性のロッドか、多数の短いロッドを自在継手で繋いで全体として長い可撓性のロッドとしたものを鞘管に通し、これを並走する吸送水ホースにさらに束ねて併走させ、ポンプ側の一端にハンドルを設けてロッドを回転させる操作部とし、他端を走行輪ユニットの一つのステアリングコラムに繋げるか、またはリングギアに噛み合うステアリングギアの回転軸に繋ぎ、これによって船底に吸い付いた漏斗状の吸水口を、自転させることなく３６０度全方向に移動させる。また、これら吸水ホース・送水ホース・ロッドの鞘管を束ねた集合体の吸水口近くに、防水ライトと防水ビデオカメラを設置し、ロッドの操作部の側にモニターを設置して、水上から目視で操縦できるようにする。以上のように構成された船底掃除機。
【請求項２】
請求項１の回転ブラシから清拭面に気泡を噴射する、請求項１の船底掃除機。
【請求項３】
請求項１の回転ブラシの清拭面に超音波を照射する、請求項１及び請求項２の船底掃除機。
【請求項４】
請求項１の回転ブラシの清拭面に電流を流す、請求項１及び請求項２及び請求項３の船底掃除機。
【請求項５】
請求項１のポンプによって吸水した水をフィルターによって濾過してから排水する、請求項１及び請求項２及び請求項３及び請求項４の船底掃除機。
【請求項６】
請求項１の送水ホースに、船底の清拭面から吸水した水を再送せず、水道水、清水タンク等別個の水源の水を走行輪駆動用として送水ホースに圧注する、請求項１及び請求項２及び請求項３及び請求項４及び請求項５の船底掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、船底に付着繁茂する藻類等の清掃を、船を陸揚げすることなく水上から遠隔操作で行うことができる船底掃除機であり、掃除機の船底への吸着とブラッシング及び移動を、電動モーターを水中で使用せずに、水上に置くポンプのみで駆動するものである。
【背景技術】
【０００２】  漁船のように稼働率の高い船舶であっても、船底には常に藻類の胞子が付着して成長し、水の抵抗を増して燃費を悪化させるものであり、定期的に船底を清掃する必要がある。このために漁船等中小型の船舶は定期的に陸揚げして高圧洗浄を行い、大型船舶では停泊中に潜水士が水中作業によって船底の清掃作業を行っている。これらは何れも手間と経費が掛かる作業であり、作業合理化のため船底清掃ロボットの開発も行われているが、海水中で稼働するロボットは開発コスト製造コストともに高価なものとなり、保守点検等の負担も大きいため、大型船舶に於いて潜水士を代替するには効果的な方法であるが、中小型の漁船等に於いてはより簡便で安価な手段が求められる。すなわち、そうしたロボットと同様に水上からの遠隔操作によって船底を這い回り、隈無くブラッシングできる機能を持ちながら、防水と絶縁にコストと保守点検の手間が掛かる電動水中モーター等電気設備に頼らない装置が理想的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  船舶が停泊中に、陸揚げせず潜水作業もすることなく船底の清掃を行うためには、前述したように、回転ブラシ等を船底に押しつけ、或いは船底に吸着させ、これを水上からの遠隔操作によって船底を隈無く這い回らせる必要があり、また船底の状態や作業部位を視覚的に確認するためのモニターが必要である。これらの機能の内、モニター機能を担う水中ビデオカメラや水中照明は既存品で良いが、ブラシの回転、機器全体の船底への押しつけ乃至吸着と移動方法の実現を、船底清掃ロボットに於いては複数の電動モーターによって行っている。本発明に於いては、構造の簡素化と低コスト化及び作業者の感電のリスクを低減するために、モニター機能以外の基本機能すなわち回転ブラシの駆動、機器の船底への吸着及び移動を、水上に置いたポンプの吸水圧及び排水圧のみで駆動するようにした。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  水上に置いたポンプ１の吸水口から延びる吸水ホース２の先端に、開口面が円形を成す漏斗状の吸水口３を取り付け、その先端部に軸受け２３を持ち、さらに吸水流で回転する水流タービン４で直接または減速ギアを介して回転するブラシ回転軸２１の先に、漏斗状の吸水口３の開口面から毛の部分が露出するように回転ブラシ５を取り付け、さらにブラシ回転軸２１に内蔵するブラシ押し出しバネ２２で、回転ブラシ５を清拭面に押し付けることにより、漏斗状の吸水口３が陰圧で船底に吸い付き、且つ吸水流で回転する回転ブラシ５を船底の清拭面に押し付けることができる。【０００５】  漏斗状の吸水口３の円形の開口部の外周を三等分する位置に、水流で回転するタービンで直接、または減速ギアを介して駆動し、車軸２０またはステアリングコラムで操向ギア１５に内接する走行輪８を持つ三つの走行輪ユニット６を、正三角形配置に設置する。【０００６】  ポンプ１からの排水の一部または全量を、吸水ホース２と束ねて併走させた送水ホース７で漏斗状の吸水口３側に送り、当該吸水口近くで三つに分岐させてそれぞれを三つの走行輪ユニット６に繋ぎ、ポンプ１からの排水流で走行輪８を駆動するタービンを回転させることにより、漏斗状の吸水口３を船底に吸い付かせたまま自走させることができる。【０００７】  ポンプ１の配水管３１と送水ホース７の間に流量調整弁２６を設置し、そのハンドルを漏斗状の吸水口３の移動速度調整ハンドル２７とする。【０００８】  さらに漏斗状の吸水口３の円形の開口部の縁を円環状のパイプ構造として、この中空のリング９の中にリングギア１０を内蔵させ、走行輪８を囲む操向ギア１５をリングギア１０に噛み合わせてその遊星ギア系とする。【０００９】  可撓性のロッドか、多数の短いロッド１１を自在継手１２で繋いで全体として長いロッドとしたものを鞘管１３の中に通し、これを併走する吸水ホース２と送水ホース７と共に束ね、ポンプ１側の末端にロッドを回転させる操向ハンドル１４を設け、漏斗状の吸水口３側の末端を走行輪ユニット６の一つのステアリングコラムに繋げるか、またはリングギア１０と噛み合ったステアリングギア１９の回転軸に繋ぎ、リングギアによって三つの操向ギアを同期回転させ、これによって、船底に吸い付いて回転ブラシ掛けをしている漏斗状の吸水口３を、自転させることなく全方向に操縦する。【００１０】  また、これら吸水ホース２・送水ホース７・鞘管１３を束ねた集合体の、漏斗状の吸水口３近くに防水ライト１６と防水ビデオカメラ１７を設置し、ポンプ１側にモニター１８を設置して、水上からモニター画面で船底の様子を確認しつつ、操向ハンドル１４と移動速度調整ハンドル２７で漏斗状の吸水口３を遠隔操作して、船底清掃を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】  本発明は、船舶の水面下にある船底に回転ブラシを押し当て、水上でモニター画面を見ながら遠隔操作でこれを船底の上下左右自在に移動させる自走式の船底掃除機であり、ブラシの回転、回転ブラシと走行輪ユニットから成る船底掃除機ヘッド部の船底への吸着、吸着しつつ上下左右に移動する機能、移動速度を変える機能を、水上に設置したポンプの吸排水の水流のみで行うことができる。【００１２】  本発明は、船舶の船底だけでなく、船舶のバラストタンクにバラスト水を満たしたままタンク内壁を清掃することにも使用できる。【００１３】  本発明は、水族館の大型水槽の展示窓の清掃にも使用できる。【００１４】  本発明と船底清掃ロボットとの違いは、船底清掃ロボットが複数の電動モーターで上記の機能を実現しているのに対し、本発明は同等の機能を水上に設置したポンプの吸排水の水流のみで実現していることであり、このため船底清掃ロボットと比べてメンテナンスの手間が少なく、作業員の感電のリスクがなく、価格的にもより安価に製造できる。【００１５】  請求項２においては、本発明中の回転ブラシから清拭面に気泡を噴射することにより、船底に付着した汚れや微生物が気泡に付着して剥離し、吸水流で流れるので、回転ブラシの清拭効果がより高まる。【００１６】  請求項３においては、本発明中の回転ブラシの清拭面に超音波を照射することにより、清拭面に鹸化作用が生じて回転ブラシの清拭効果がより高まると共に、付着微生物に対して超音波による殺菌作用が得られる。【００１７】  請求項４においては、本発明中の回転ブラシの清拭面に電流を流すことにより、清拭面にイオン化による汚れの剥離効果、付着微生物に対する殺菌効果が得られる。【００１８】  請求項５においては、近年海洋生物が船舶の船底に付着したり、バラスト水に混入して遠隔地の港湾に運ばれて播種、繁殖することが問題となっていることに鑑み、本発明中の吸水ホースで吸引された水をそのまま排水せずに、フィルターで濾過してから排水するようにした。【００１９】  請求項６においては、本発明中の吸水ホースで吸引した水を、送水ホースを通し再度吸水口に放出できないとき、また吸入した水が砂等を含み、走行輪ユニットに送水できないとき等のために、送水ホースには吸水ホースと別系統の水源から給水するようにした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】  図１は、水中において船舶の船底に吸着して、回転ブラシ掛けをしながら船底を這い回る船底掃除機のヘッド部の斜視図である。図に示すように吸水ホースで吸水することにより、ヘッド部が船底に吸い付き、正三角形位置に配置された三つの車輪で船底に接触しており、三点支持のため移動に際して船底の曲面によく追従する。吸入される水はヘッド部の円形の開口面と車輪の隙間から流入し、流速が早まる吸水口直前でタービンを回して回転ブラシを駆動する。尚、回転ブラシは回転軸中のバネによって船底に押し付けられる。【００２１】  また、図１中の三つの車輪はそれぞれ走行輪ユニットに納まり、送水ホースからの送水の水流で回転するタービンで駆動される。走行輪ユニットの中で、車輪の車軸はフォークによってステアリングコラムに支えられつつ、図３に示すように、リング状の操向ギアの内側に取り付けられ、操向ギアの回転で車輪の向きを３６０度回転させることができる。一方ヘッド部の円形の開口部は円環状のパイプ構造を成してリングギアを内蔵し、このリングギアと三つの走行輪ユニット中の操向ギアが噛み合って遊星ギア系を成し、これにより三つの車輪が常に同一方向に同期操向する。【００２２】  さらに、多数の短いロッドを自在継手で繋いで鞘管に通し、全体として長い可撓性のロッドとしたものを、リングギアと噛み合うステアリングギアの回転軸に繋げ、ロッドの回転でリングギアを回し、三つの車輪の向きを同期操向させる。【００２３】  上記の船底掃除機のヘッド部から延びる吸水ホース・送水ホース・鞘管を束ねた集合体のヘッド部近くに防水ライトと防水ビデオカメラを取り付け、モニター画面で船底と船底掃除機のヘッド部分を監視しながら遠隔操作で船底清掃を行う。【００２４】  図２は、水上に置かれた本船底掃除機の水上部の模式図である。吸排水を行うポンプが置かれ、ここに吸水ホースが繋がる。ポンプの配水管には流量調整弁を介して送水ホースが繋がれ、流量調整弁による排水圧の変動を調整するための圧力弁がある。
さらに、ステアリングギアに繋がった可撓性のロッドの端末があって、ここに操向ハンドルを取り付ける。船底のヘッド部分周辺を監視する防水ビデオカメラのモニターも、これら流量調整弁、操向ハンドルの側に置かれ、モニター画面を見ながら、操向ハンドルでヘッド部の移動方向を、流量調整弁で移動速度を操作して遠隔操縦する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】  船底掃除機のヘッド部の斜視図である。
【図２】  船底掃除機の水上部の模式図である。
【図３】  船底掃除機のヘッド部の操向方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】  １    ポンプ
２    吸水ホース
３    漏斗状の吸水口
４    水流タービン
５    回転ブラシ
６    走行輪ユニット
７    送水ホース
８    走行輪
９    中空のリング
１０    リングギア
１１    短いロッド
１２    自在継手
１３    鞘管
１４    操向ハンドル
１５    操向ギア
１６    防水ライト
１７    防水ビデオカメラ
１８    モニター
１９    ステアリングギア
２０    車軸
２１    ブラシ回転軸
２２    ブラシ押し出しバネ
２３    軸受け
２４    圧力弁
２５    排水
２６    流量調整弁
２７    移動速度調整ハンドル
２８    吸水ホースの開口部
２９    ステアリングギアのカバー
３０    防水ビデオカメラのコード
３１    排水管
【図１】
2016145018.tif 000003
【図２】
2016145018.tif 000004
【図３】
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