(57)【要約】  本発明は、掘削装置に関する。掘削装置は、浮動装置と、吸引管（４）とを備える。上記浮動装置は、操縦方向に進行可能であり、ドラッグヘッド（１）が取り付けられている。上記ドラッグヘッド（１）は、使用中、水底（５０）の上で引っ張られて、土砂をほぐす。上記吸引管（４）は、上記ドラッグヘッド（１）に接続され、ほぐされた上記土砂を除去する。上記掘削装置は、上記ドラッグヘッド（１）を上記操縦方向から外れた方向に移動させる舵取り装置（１０）を備える。また、本発明は、上記掘削装置を用いて水底（５０）を掘削する方法、および、当該方法を実行するためのコンピュータプログラムに関する。
2012514705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮動装置と、吸引管（４）とを備え、
上記浮動装置は、操縦方向に移動可能であり、ドラッグヘッド（１）が取り付けられており、
上記ドラッグヘッド（１）は、使用中、水底（５０）の上で引っ張られて、土砂をほぐし、
上記吸引管（４）は、上記ドラッグヘッド（１）に接続され、ほぐされた上記土砂を除去する掘削装置であって、
上記ドラッグヘッド（１）を上記操縦方向から外れた方向に移動させる舵取り装置（１０）を備えることを特徴とする掘削装置。
【請求項２】
上記浮動装置から上記舵取り装置（１０）を制御するための制御手段（３０）を備えることを特徴とする請求項１に記載の掘削装置。
【請求項３】
上記舵取り装置（１０）は、舵板を備え、
上記舵板は、実質的に垂直面に伸びており、使用中、当該舵板の側端部が上記水底に突き刺さることを特徴とする請求項１または２に記載の掘削装置。
【請求項４】
上記制御手段は、上記舵板に連結されている油圧シリンダを備えていることを特徴とする請求項３に記載の掘削装置。
【請求項５】
上記舵取り装置（１０）は、プロペラを備え、
当該プロペラの回転軸は、上記操縦方向を実質的に横切るように延びることを特徴とする請求項１または２に記載の掘削装置。
【請求項６】
上記舵取り装置（１０）は、上記ドラッグヘッドの上記水底における摩擦力を上記操縦方向に関して不均一に分散する手段を備えており、これにより、上記ドラッグヘッドは横方向への移動が可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の掘削装置。
【請求項７】
上記舵取り装置（１０）は、上記水底上の上記ドラッグヘッドの下方への圧力に起因する上記ドラッグヘッドの中央部への反力をシフトさせる手段を備えており、これにより、上記ドラッグヘッドは横方向への移動が可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の掘削装置。
【請求項８】
上記ドラッグヘッドが上記舵取り装置を備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の掘削装置。
【請求項９】
上記吸引管が上記舵取り装置を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の掘削装置。
【請求項１０】
上記ドラッグヘッド（１）を上記操縦方向から外れた方向に移動させるために、複数の舵取り装置を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の掘削装置。
【請求項１１】
水底（５０）を掘削する方法であって、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の掘削装置が設けられ、
上記ドラッグヘッド（１）が、上記吸引管（４）に接続された状態で、水底（５０）に接触するまで、上記浮動装置の後方のウインチによって、斜めの角度で水中に沈められ、
上記ドラッグヘッド（１）が、上記水底（５０）の上で実質的に引っ張られることにより、土砂がほぐされて上記吸引管（４）を通って除去され、
上記舵取り装置（１０）は、制御手段（３０）によって制御されることにより、上記ドラッグヘッド（１）は、上記操縦方向から外れた方向に移動する方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法をコンピュータに実行させるための命令を行うプログラムを含むコンピュータプログラム。
【請求項１３】
物理的な媒体に記録されることを特徴とする請求項１０に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１４】
少なくとも一部がコンピュータメモリに格納されることを特徴とする請求項１２に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のコンピュータプログラムを実行するように適合されたコンピュータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水底を掘削するための掘削装置であって、浮動装置と、吸引管とを備え、上記浮動装置は、操縦方向に移動可能であり、ドラッグヘッドが取り付けられており、上記ドラッグヘッドは、使用中、水底で引っ張られ、または、下方に吊るされ、土砂をほぐし、上記吸引管は、上記ドラッグヘッドに接続され、ほぐされた上記土砂を除去する掘削装置に関する。また、本発明は、この掘削装置を用いて水底を掘削する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
前文の掘削装置は、特許文献１に記載されている。特許文献１は、ドラッグサクション浚渫船型の掘削装置を開示している。この掘削装置は、ドラッグパイプによってドラッグヘッドが固定される容器を備えている。ドラッグヘッドは、吸引管に接続されており、浚渫する水底に向かって開放されたバイザを備えている。そのバイザ上では、一列の刃が、ドラッグヘッドの移動方向に対して垂直方向に延びる歯ビーム上に配置されている。掘削または浚渫の間、ドラッグパイプおよび吸引管を有するドラッグヘッドは、水底に接触するか、又は下向きに吊り下げられるまで、ドラッグサクション浚渫船の後方のウインチによって、斜めの角度で水中に沈められる。ドラッグサクション浚渫船が航行している間、ドラッグヘッドは、水底の上で操縦方向に引っ張られ、水底に突き刺さった歯によって、土砂がほぐされる。ほぐされた土砂は、吸引管を通って吸い上げられ、ドラッグサクション浚渫船の貯蔵スペース等に送られる。水面下に位置する部分が比較的大きな重量であることによって、および、吸引管による吸引力によって、浚渫の間、ドラッグヘッドは水底に圧力を及ぼす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許出願公報第０８９２１１６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の周知の掘削装置は、大面積の水底を短時間で掘削することができる。しかしながら、浚渫の精度は改善の余地がある。また、当業者に周知であるＤＰＤＴ（Dynamic Positioning/Dynamic Tracking）システムといった、高価で複雑なＧＰＳ制御システムを用いなければ、浚渫の精度は改善できない。精度が低いことが原因で、浚渫すべき領域の部分が掘削できない、あるいは正確に掘削できないおそれがあり、その場合、ドラッグサクション浚渫船は、航路を引き返さなければならない。これにより時間の浪費が発生するため、ドラッグサクション浚渫船の効率が低下する。本願明細書において、効率は、掘削された水底の単位時間あたりの量、および、掘削された水底の単位出力あたりの量を意味する。効率の低下は、ドラッグサクション浚渫船の操縦に非常に高度な技術を要することが原因で発生するが、操縦の正確さは、乗員の経験およびドラッグサクション浚渫船の実効出力に大きく依存する。操縦の間、ドラッグサクション浚渫船は、吸い上げられる土砂がないドラッグパイプを下方に吊るした状態で航行する。さもなければ、例えばドラッグヘッドによって形成された跡に起因する部分的な浅瀬を取り除く場合に、同様の問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記の欠点を解消することができ、特に、周知の掘削装置よりも効率よく掘削できる掘削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するため、本発明に係る掘削装置は、上記ドラッグヘッドを上記操縦方向から外れた方向に移動させる舵取り装置を備えることを特徴としている。本発明によれば、部分的に自立的なドラッグヘッドの舵取りを行う舵取り装置を設けることにより、水底上のドラッグヘッドを所望の領域に進行させることができ、高度な技術を用いて浮動装置（特にドラッグサクション浚渫船）を操縦する必要はない。これにより、浚渫のための所望の領域にさらに迅速に到達できるだけでなく、出力を大幅に低下させることができ、精度を向上させることができる。消費する燃料を大幅に減らし、必要な出力の低下により、ＣＯ２の排出量も大きく削減できるので、環境への負荷を軽減させることができる。
【０００７】
上記掘削装置は、上記目的のために、当該掘削装置を推進させることができる浮動装置を原則として備えてもよい。上記浮動装置は、例えば、補助的な容器を用いて前進する船舶、保持スペースを有する別の船舶に係留された船舶、ポンプ浚渫船、ドラッグサクション浚渫船、その他の適当な浮動装置である。上記浮動装置は、ドラッグサクション浚渫船であることが好ましい。
【０００８】
ドラッグサクション浚渫船に用いられるドラッグヘッドは、重量が２０トンより大きくてもよい。当該ドラッグヘッドを用いてより大きな圧力を水底面に加えることにより、吸引管の吸い上げ動作による吸引量をさらに多くすることができる。そのようなドラッグヘッドを移動させるためには、大出力が必要となると思われるかもしれないが、意外なことに、当該ドラッグヘッドを操縦方向から外れた方向に移動させるために必要な出力は、さほど大きくない。このため、舵取り手段が必要とする出力は、少なくとも浚渫する部分に通常供給される出力に関わる中程度の出力である。
【０００９】
必ずしも必要ではないが、本発明の好ましい形態では、掘削装置は、上記浮動装置から上記舵取り装置を制御するための制御手段を備える。このような遠隔制御により、掘削の精度をさらに向上させることができる。通常、浮動装置の乗員は、水底面、より具体的には、水底面の水面からの深さを表示する装置を、自分の位置する場所に備えている。この装置がリアルタイムで表示を行うことにより、乗員は、ドラッグヘッドの位置を認識することができる。変形例では、認識された水底面の深さに基づいて、ドラッグヘッドの位置を調整することができる。
【００１０】
本発明に係る舵取り装置は、多数の方法で具現化できる。本発明の第１の実施形態では、上記掘削装置は、牽引ケーブルを有する舵取り装置を備える。当該牽引ケーブルは、上記ドラッグヘッドの取り付け位置、または吸引管の下部を、上記浮動装置に設けられた支持フレームを介して、上記浮動装置に設けられたウインチまたは巻き上げ装置に接続している。上記ドラッグヘッドは、例えば、左舷の牽引ケーブルを締めることにより、左舷方向に引っ張られる。
【００１１】
本発明の第２の実施形態では、上記掘削装置は、キャタピラトラックのような回転体を有する舵取り装置を備えている。当該キャタピラトラックは、水底に接するドラッグヘッドの接触側に、上記引っ張り方向を実質的に横切るように延びている。上記ドラッグヘッドは、上記回転体を時計回りに回転させることにより、右に引っ張られ、上記回転体を反時計回りに回転させることにより、左に引っ張られる。
【００１２】
本発明の第３の実施形態では、上記掘削装置は、ジェットパイプを有する舵取り装置を備えている。当該ジェットパイプの軸の方向は、上記引っ張り方向を実質的に横切る方向である。左舷のジェットパイプのジェットノズルから高圧ジェットが放出されると、蒸気ドラッグヘッドは、右舷の方向に進む。逆もまた同様である。
【００１３】
本発明の第４の実施形態では、上記掘削装置は、プロペラを有する舵取り装置を備えている。当該プロペラの軸の方向は、上記引っ張り方向を実質的に横切る方向である。プロペラが回転すると、上記ドラッグヘッドは、プロペラの前方に進む。
【００１４】
本発明の第５の実施形態では、上記掘削装置は、水底における摩擦力に対応可能な舵取り装置を備えている。摩擦力は、摩擦面の幅に対して不均一に分散される。摩擦力が不均一に分散されることにより、航行する船の主な進行方向の軸上に存在しない力が発生する。当該力は、上記ドラッグヘッドを上記航行する船の主な進行方向とは異なる方向に動かす力の働きによって発生する。例えば、制御されながら水底に押し付けることができる、又は、水底から引き上げることができるホックを、上記ドラッグヘッドの両端に設けることにより、摩擦面上の摩擦力を不均一に分散させることができる。このホックを水底に押し付けると、水底の摩擦力は局所的に増加し、所望の反力を生じさせる。
【００１５】
本発明の第６の実施形態では、上記掘削装置は、水底上の上記ドラッグヘッドの下方への圧力に起因する上記ドラッグヘッドの中央部への反力をシフトさせる手段を有する舵取り装置を備えている。これにより、これにより、上記ドラッグヘッドは横方向への移動が可能となる。この下方への圧力は複合的な要因で発生する。主な要因は重力であるが、浚渫プロセスによって引き起こされるヘッド上の圧力低下も、その要因に含まれる。ドラッグヘッドへの力の中心（重力が要因の場合は重力の中心）を、上記ドラッグヘッドの軸上の中立点からシフトさせることにより、水底の反力の一部を横断方向に移動させることができる。これは、上記ドラッグヘッドの側部の力に相当すると考えられる。具体的には、適当な舵取り装置は、上記ドラッグヘッドを上記吸引管の軸に関して回転させる手段を備えている。これによって、水底の反力と水底の摩擦力との両方に対して影響を及ぼすことができる。この目的のために、上記吸引管は、上記ドラッグヘッドに接続された上記吸引管の一部を回転させる手段を備えることがさらに好ましい。当該手段は、例えば、吸引管の回転ジョイントであり、これは、吸引管の周知の部材である。適当な回転手段は、回転ジョイントに連結された油圧シリンダを備えている。上記吸引管の一部が回転することにより、上記ドラッグヘッドの水底への荷重の分散が変化する。これにより、重力が横方向の部材に加わる一方、さらに大きな摩擦が発生して、摩擦力により側面への動きが生じる。また、上記制御手段は、油圧シリンダであってもよいし、例えば吸引管に連結されて、その後方を上記浮動装置から押しのけることができる他の手段であってもよい。これにより、上記ドラッグヘッドは、上記操縦方向から外れた方向に移動することができる。そのような制御手段は、例えば、上記浮動装置の甲板の高さで、または、通常は上記吸引管の中心の下方に位置するカルダン式自在継手の下方で、上記吸引管に連結してもよい。
【００１６】
本発明の特に有利な第７の実施形態では、上記掘削装置は、舵板を有する舵取り装置を備えている。当該舵板は、実質的に垂直面に伸びており、使用中は、その側端が水底に接するか、または水中に位置する。舵板（望ましくは複数の舵板）は、ドラッグパイプおよび／またはドラッグヘッド（例えば、ドラッグヘッドのバイザまたはキャップ）に連結してもよい。舵板の位置の修正は、多くの場合、その位置における力の分散に依存する。舵板は、上記ドラッグヘッドのヒールプレートの前方に設けることが望ましく、これにより、引っ張っている間、舵板は、ヒールプレート（およびバイザ）の上流側で、水中に位置する、および／または、水底面に接する。上記浮動装置（具体的にはドラッグサクション浚渫船）が前方に移動すると、浚渫の間、舵板に反力が生じる。当該反力は、ウインチケーブルから舵板の位置によって決まる方向に吊るされているドラッグパイプを押し付ける。このようにして、上記ドラッグヘッドは、ドラッグサクション浚渫船に対して相対的に移動する。
【００１７】
使用中、舵板は、その側端が水底に接し、または、周囲の水流に反力を及ぼす。このため、上記舵板は、充分に低い位置に設けられることが望ましく、浚渫の間、上記舵板は、上記ドラッグヘッドおよび吸引管の重量によって水底に押し付けられる。使用中、舵板は水底を切り裂くが、その摩擦は、舵板を備えていないドラッグヘッドの場合に比べて、さほど大きくはないことが分かっている。上述のように、周囲の水流も、上記舵板に反力を及ぼすことができる。
【００１８】
舵板は、制御手段によって制御されることが望ましい。当該制御手段は、舵板に連結されたピストンまたは油圧シリンダを備えている。この実施形態では、その制御のために、油圧シリンダは、上記浮動装置（具体的にはドラッグサクション浚渫船）に電気的に（適宜ワイヤレスに）接続される。特に、油圧シリンダによって、ドラッグサクション浚渫船のブリッジから上記舵板を容易かつ確実に制御することができ、例えば、乗員は、ドラッグパイプの動きを監視することができる。ここでは、例えば、水底の位置を表示する制御スクリーンのような、通常の全ての補助手段が好適に利用できる。
【００１９】
本発明に係る舵板は、それに加わる力に耐えられる程度に丈夫であることが必要である。克服すべき力は、通常、水底上のドラッグヘッドによって及ぼされる力の規模に応じて決まる。典型的なドラッグサクション浚渫船では、少なくとも当該力がドラッグヘッドの位置に及ぼされた場合に、そのような力は、２０〜３０トン規模のオーダーである。直径が１５〜２０ｃｍの油圧シリンダーであれば、そのような力に耐えることができる。そのようなサイズのシリンダは、周知のドラッグヘッドのバイザの制御にも適用することができる。
【００２０】
上記舵板の寸法、特に、舵板の長さ、および舵板の水底に突き刺さる深さは、原則的に、水底からの抵抗力によって決まる。例えば、水底が砂である場合は、沈泥のような抵抗が少ない水底の場合よりも、移動するドラッグヘッドに大きな抵抗がかかるので、舵板は小さいことが望ましい。すなわち、砂状の水底は、泥状の水底よりも、舵板に大きな抵抗力を及ぼす。しかしながら、ドラッグヘッドにかかる摩擦力は、水底が泥状の場合よりも、水底が砂状の場合のほうが大きいので、言い換えると、より大きな舵板が望ましい。上記の２つの効果が多かれ少なかれ互いに打ち消し合うため、舵板の寸法は、水底が砂状であっても泥状であっても、ほぼ同じであってよい。このように、水底の状態が異なっていても、同一の舵板を使用することができるので、さらに有利である。
【００２１】
上記ドラッグヘッドは、原則的に、上述した方法によって、ドラッグサクション浚渫船から所望の距離だけ離れることができる。離間（すなわち逸脱）可能な最大の距離は、他にも要因はあるが、ドラッグパイプの吊下げワイヤの長さ、および、吊下げワイヤの水平面に対する角度によって決まる。特に吊下げワイヤの角度を測定できる手段を設けることが好ましい。これにより、ドラッグパイプがドラッグサクション浚渫船から遠く離れすぎたり、ドラッグサクション浚渫船から分離することを回避することができる。
【００２２】
上記ドラッグヘッドが移動する間、ドラッグヘッドは水底面との接触を維持することが望ましい。これは、ドラッグパイプの吊下げワイヤを長くすることによって実現することができ、これにより、この接触を維持することができる。ここでは、それ自体が周知の隆起を補正する装置を好適に適用することができる。そのような装置は、隆起における浚渫の間でも、ドラッグヘッドが水底面に等しい圧力を加え続けることを確実にする。このドラッグヘッドがドラッグサクション浚渫船の操縦方向から外れたときに、ドラッグヘッドが水底面に等しい圧力を確実に加え続けられるようにする場合にも、同様の装置を利用することができる。
【００２３】
さらに他の望ましい実施形態では、上記ドラッグヘッドが上記操縦方向から外れた方向に移動するために、上記掘削装置は、上述した舵取り装置を複数備えている。これは、ドラッグヘッドに舵板を設ける場合でも、吸引管にプロペラまたは牽引ケーブルを設ける場合でも実現可能である。同一種類の舵取り装置を、上記掘削装置に複数設けてもよい。舵取り手段を複数設けて組み合わせることにより、水底または水流によって１つの舵取り手段に及ぼされる反力を軽減できるという利点がある。
【００２４】
同様に、本発明は、舵取り装置を制御する装置に関する。当該装置は、中央のコンピュータを備え、当該コンピュータは、上記舵取り装置に直接またはデジタルネットワークを介して接続され、少なくともステップＡ）〜Ｄ）、すなわち、
Ａ）最適な基準をあらかじめ調整するステップ、
Ｂ）水底の現在の状態に関わる情報を集めるステップ、
Ｃ）少なくともその設定を含む上記舵取り装置の現在の状態に関わる情報を集めるステップ、
Ｄ）上記最適な基準を最小化する上記舵取り装置の制御を演算するステップ、
を有する方法を実行するように適合されている。
【００２５】
本発明によれば、この目的のために、上記コンピュータは、上記舵取り装置を設定するためのプログラム命令を含むコンピュータプログラムをロードする。そのような装置によって、最適な演算が可能となる。本発明に係る装置は、ＧＰＳシステム、ＤＴＭ又はＤＰＤＴシステム（これらに限定されない）といった機器から入力される入力信号の形態で、ネットワークを介して情報を集める。これらの信号は処理され、その後、上記装置は、舵取り装置を制御するために、ネットワークを介して舵取り装置に制御信号を送信する。あるいは、オペレータが舵取り装置を制御するためのデジタルスクリーンに、情報が表示される。コンピュータは、制御信号を演算する。制御信号は、最適な基準を最小化するドラッグヘッドのルート（「最適」ルート）を少なくとも含むことが望ましい。このように演算された制御信号は、コンピュータによって引き続き修正される。コンピュータは、当該機器による記録を変更するように機能する。本発明によれば、上記コンピュータの演算では、位置、処理レート、操縦速度およびドラッグサクション浚渫船の技術的な性能、その他の要素が考慮される。そして、例えば、バイザの位置、舵の位置、ドラッグヘッドの位置などを修正することにより、ドラッグサクション浚渫船が適切に制御される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係るドラッグヘッドは、比較的容易に実現可能であり、小領域を浚渫するために必要な操作時間を大幅に短縮することができる。さらに、浚渫の精度を大幅に向上させることができる。本発明の他の詳細な内容および利点は、本発明に係る掘削装置の以下の説明から明らかになるであろう。この説明は、単なる実施例であり、本発明を限定するものではない。参照符号は、添付の図面に関連付けられている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る掘削装置のドラッグヘッドが形成された部分を示す概略側面図である。
【図２】図１に示すドラッグヘッドを示す概略平面図である。
【図３】本発明に係る装置の形態を示す概略図である。
【図４】本発明に係るドラッグヘッドを備えるドラッグサクション浚渫船を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１に、本発明に係るドラッグヘッド１が示されている。ドラッグヘッド１は、浚渫のために水底５０上で引っ張られるバイザ２を備えている。吸引管４は、キャップ３を介してバイザ２に接続されている。ドラッグヘッド１は、ヒールプレート５を備えている。ヒールプレート５は、浚渫の間、水底５０上でドラッグヘッド１を支持する。バイザ２には、多数の歯が組み合わされた歯ビーム６（または他の掘削装置）が設けられている。歯ビームは、引っ張り方向４０と実質的に垂直に延びている。本発明によれば、ドラッグヘッド１は、舵板１０の形態で舵取り装置を備えている。図示された形態では、互いに異なる舵板１０が、実質的に垂直面に伸びる。通常、この面は、水底５０に垂直である。使用中は、舵板１０は、その下側端部１１が水底５０に接する。そして、ドラッグヘッドおよびドラッグパイプの重量によって、舵板１０の一部が水底５０に突き刺さる。この部分は、図１において斜線で示されている。
【００２９】
図２に示すように、舵板１０は、油圧シリンダ３０に連結されている。油圧シリンダ３０は、舵板１０の制御手段として機能する。図示のように、異なる油圧シリンダ３０が、ヒールプレート５に連結されるとともに、ピストン棒３１を介して舵板１０に連結されている。油圧シリンダ３０はさらに、ドラッグサクション浚渫船（図示せず）に電気的に接続されており、このドラッグサクション浚渫船から、適宜ワイヤレスで制御可能となっている。また、ドラッグパイプ４の動きを監視する乗員は、例えば、水底面のより小さな不均一を観察できる制御スクリーンなどの通常の補助手段を用いることにより、舵板１０を制御することができる。図示されているように、舵板１０が位置１０ａの場合、ドラッグヘッドは、周知のドラッグヘッドの場合と同様に、引っ張り方向４０に進む。舵板１０が位置１０ｂの場合、ドラッグヘッド１は、引っ張り方向からずれて進み、横向きの方向７０に引っ張られる。これにより、ドラッグヘッド１は、実質的にライン８０に沿った進路を進む。
【００３０】
図１に示すように、吸引管には、プロペラ６０の形態で第２の舵取り装置が設けられている。プロペラ６０は、舵板１０と同時に、ドラッグヘッドを適宜移動させることができる。これにより、特に堅い水底面であっても、操縦性を良好に保つことができる。
【００３１】
図３に、本発明に係る舵取り装置を制御するための装置の適切な形態が示されている。当該装置は、入力信号の形態で（デジタル）ネットワークを介して受信された情報に基づいて最適な演算を実行するコンピュータ（ＣＰＵ）を備えている。上記入力信号は、ネットワークに組み込まれた、ＧＰＳシステム、ＤＴＭ又はＤＰＤＴシステム（これらに限定されない）といった機器から入力される。入力信号には、操縦速度４２、ドラッグヘッドの位置４３および舵の現在位置４６が含まれるが、これらに限定されない。また、入力信号には、例えばドラッグサクション浚渫船の技術的な性能などの、他の関連した入力データ４４が補助的に含まれることもある。舵を新たな位置に切り換えるために、演算結果は、少なくとも制御信号４５として出力される。修正された信号４１をスクリーンまたはＤＰＤＴシステムに送信することにより、リフレッシュされたデータを適宜可視化することができる。
【００３２】
信号（１−６）が処理されると、舵取り装置を制御するために、上記装置は、デジタルネットワークを介して、制御信号５を舵取り装置に送信する。あるいは、オペレータが舵取り装置を制御するためのデジタルスクリーンに、情報４１が表示される。コンピュータは、制御信号４５を演算する。制御信号４５は、最適な基準を最小化するドラッグヘッドのルート（「最適」ルート）を少なくとも含むことが望ましい。このように演算された制御信号４５は、コンピュータによって引き続き修正される。コンピュータは、当該機器による記録を変更するように機能する。
【００３３】
図４に、水底（５０）を浚渫する方法が示されており、ドラッグサクション浚渫船（１００）の形態で、浮動装置が設けられている。ドラッグサクション浚渫船（１００）のドラッグヘッド（１）は、吸引管（４）を備えている。吸引管（４）は、ドラッグヘッド（１）が水底（５０）に接触するまで、ドラッグサクション浚渫船（１００）の後方のウインチによって、斜めの角度で水中に沈められる。ドラッグヘッドは、水底（５０）の上で引っ張られる。これにより、土砂がほぐされて、吸引管を通って除去される。本発明によれば、ドラッグヘッド（１）の舵取り手段（１０）は、ドラッグヘッド（１）が操縦方向（１１０）から外れた方向に移動してルート（１１５）を進むように、制御手段（３０）によって制御される。従来技術のドラッグヘッドは、ルート（１１６）しか進むことができない。ドラッグヘッド（１）が到達すべき（所望の）位置（１２０）は、図４における破線で示されている。ドラッグヘッド（１）の現在位置（１３０）は、実線で示されている。ドラッグサクション浚渫船（１００）のルート（１１０）を進む場合は、所望の位置（１２０）には到達できない。本実施形態の最大の特徴は、所望の位置に到達できることである。
【００３４】
本発明は、上述した望ましい実施形態に限定されず、添付の請求項の範囲内において、変更を加えてもよい。
【図１】
2012514705.tif 000003
【図２】
2012514705.tif 000004
【図３】
2012514705.tif 000005
【図４】
2012514705.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月10日(2010.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水底を掘削するための掘削装置であって、浮動装置と、吸引管とを備え、上記浮動装置は、操縦方向に移動可能であり、ドラッグヘッドが取り付けられており、上記ドラッグヘッドは、使用中、水底で引っ張られ、または、下方に吊るされ、土砂をほぐし、上記吸引管は、上記ドラッグヘッドに接続され、ほぐされた上記土砂を除去する掘削装置に関する。また、本発明は、この掘削装置を用いて水底を掘削する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
前文の掘削装置は、特許文献１に記載されている。特許文献１は、ドラッグサクション浚渫船型の掘削装置を開示している。この掘削装置は、ドラッグパイプによってドラッグヘッドが固定される容器を備えている。ドラッグヘッドは、吸引管に接続されており、浚渫する水底に向かって開放されたバイザを備えている。そのバイザ上では、一列の刃が、ドラッグヘッドの移動方向に対して垂直方向に延びる歯ビーム上に配置されている。掘削または浚渫の間、ドラッグパイプおよび吸引管を有するドラッグヘッドは、水底に接触するか、又は下向きに吊り下げられるまで、ドラッグサクション浚渫船の後方のウインチによって、斜めの角度で水中に沈められる。ドラッグサクション浚渫船が航行している間、ドラッグヘッドは、水底の上で操縦方向に引っ張られ、水底に突き刺さった歯によって、土砂がほぐされる。ほぐされた土砂は、吸引管を通って吸い上げられ、ドラッグサクション浚渫船の貯蔵スペース等に送られる。水面下に位置する部分が比較的大きな重量であることによって、および、吸引管による吸引力によって、浚渫の間、ドラッグヘッドは水底に圧力を及ぼす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許出願公報第０８９２１１６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の周知の掘削装置は、大面積の水底を短時間で掘削することができる。しかしながら、浚渫の精度は改善の余地がある。また、当業者に周知であるＤＰＤＴ（Dynamic Positioning/Dynamic Tracking）システムといった、高価で複雑なＧＰＳ制御システムを用いなければ、浚渫の精度は改善できない。精度が低いことが原因で、浚渫すべき領域の部分が掘削できない、あるいは正確に掘削できないおそれがあり、その場合、ドラッグサクション浚渫船は、航路を引き返さなければならない。これにより時間の浪費が発生するため、ドラッグサクション浚渫船の効率が低下する。本願明細書において、効率は、掘削された水底の単位時間あたりの量、および、掘削された水底の単位出力あたりの量を意味する。効率の低下は、ドラッグサクション浚渫船の操縦に非常に高度な技術を要することが原因で発生するが、操縦の正確さは、乗員の経験およびドラッグサクション浚渫船の実効出力に大きく依存する。操縦の間、ドラッグサクション浚渫船は、吸い上げられる土砂がないドラッグパイプを下方に吊るした状態で航行する。さもなければ、例えばドラッグヘッドによって形成された跡に起因する部分的な浅瀬を取り除く場合に、同様の問題が生じる。
【０００５】
米国特許第５６６４７３号明細書、米国特許出願公開第２００５／２６８４９９号明細書、特開昭５８−０００５３３号公報、米国特許第２１６０７６１号明細書および特開昭５９−０８０８３８号公報は全て、掃引型のカッターヘッド（カッターサクション浚渫船）を開示している。カッターサクション浚渫船は、使用中、水底に対して固定され、ドラッグヘッドが取り付けられる浮動装置を備え、ドラッグヘッドは、左舷から右舷および後方へ、掃引動作に応じて引っ張られる。そのような掃引型のドラッグヘッドは、浚渫方向に水底上を引っ張られ、当該浚渫方向は、操縦方向ではない。
【０００６】
米国特許第４２２７３２３号明細書は、掃引型の油圧浚渫船に用いられる吸引ヘッドを開示している。当該吸引ヘッドは、補助的な位置に保持することができる案内フラップを備えている。案内フラップ３１は、吸水力および吸引ヘッドの入口に入る材料を案内するようになっている（例えば要約参照）。案内フラップ３１は、水底には接触せず、それゆえ、ドラッグヘッドを操縦方向から外れるように能動的に移動させる舵取り装置としては機能しない。また、注意深く読むと、この文献は、掃引型の浚渫船に限定されると考えられる。我々は、コラム２の５０行からコラム３の１１行を参照した。
【０００７】
独国特許発明第６７４７９８号明細書は、ドラッグヘッドが取り付けられた浚渫船を開示している。当該ドラッグヘッドは、軸の回りを回転する多数のシャベルを備えている。上記浚渫船は、玉継手（‘Kugelgelenk’）によって互いに連結された２つの部分の吸引管をさらに備え、これにより、吸引管をさらに短く又は長くすることができる。上記玉継手は、横に自由に移動することができる。
【０００８】
本発明は、上記の欠点を解消することができ、特に、周知の掘削装置よりも効率よく掘削できる掘削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するため、本発明に係る掘削装置は、上記ドラッグヘッドを上記操縦方向から外れた方向に移動させる舵取り装置を備えることを特徴としている。本発明によれば、部分的に自立的なドラッグヘッドの舵取りを行う舵取り装置を設けることにより、水底上のドラッグヘッドを所望の領域に進行させることができ、高度な技術を用いて浮動装置（特にドラッグサクション浚渫船）を操縦する必要はない。これにより、浚渫のための所望の領域にさらに迅速に到達できるだけでなく、出力を大幅に低下させることができ、精度を向上させることができる。消費する燃料を大幅に減らし、必要な出力の低下により、ＣＯ２の排出量も大きく削減できるので、環境への負荷を軽減させることができる。
【００１０】
上記掘削装置は、上記目的のために、当該掘削装置を推進させることができる浮動装置を原則として備えてもよい。上記浮動装置は、例えば、補助的な容器を用いて前進する船舶、保持スペースを有する別の船舶に係留された船舶、ポンプ浚渫船、ドラッグサクション浚渫船、その他の適当な浮動装置である。上記浮動装置は、ドラッグサクション浚渫船であることが好ましい。
【００１１】
ドラッグサクション浚渫船に用いられるドラッグヘッドは、重量が２０トンより大きくてもよい。当該ドラッグヘッドを用いてより大きな圧力を水底面に加えることにより、吸引管の吸い上げ動作による吸引量をさらに多くすることができる。そのようなドラッグヘッドを移動させるためには、大出力が必要となると思われるかもしれないが、意外なことに、当該ドラッグヘッドを操縦方向から外れた方向に移動させるために必要な出力は、さほど大きくない。このため、舵取り手段が必要とする出力は、少なくとも浚渫する部分に通常供給される出力に関わる中程度の出力である。
【００１２】
必ずしも必要ではないが、本発明の好ましい形態では、掘削装置は、上記浮動装置から上記舵取り装置を制御するための制御手段を備える。このような遠隔制御により、掘削の精度をさらに向上させることができる。通常、浮動装置の乗員は、水底面、より具体的には、水底面の水面からの深さを表示する装置を、自分の位置する場所に備えている。この装置がリアルタイムで表示を行うことにより、乗員は、ドラッグヘッドの位置を認識することができる。変形例では、認識された水底面の深さに基づいて、ドラッグヘッドの位置を調整することができる。
【００１３】
本発明に係る舵取り装置は、多数の方法で具現化できる。本発明の第１の実施形態では、上記掘削装置は、牽引ケーブルを有する舵取り装置を備える。当該牽引ケーブルは、上記ドラッグヘッドの取り付け位置、または吸引管の下部を、上記浮動装置に設けられた支持フレームを介して、上記浮動装置に設けられたウインチまたは巻き上げ装置に接続している。上記ドラッグヘッドは、例えば、左舷の牽引ケーブルを締めることにより、左舷方向に引っ張られる。
【００１４】
本発明の第２の実施形態では、上記掘削装置は、キャタピラトラックのような回転体を有する舵取り装置を備えている。当該キャタピラトラックは、水底に接するドラッグヘッドの接触側に、上記引っ張り方向を実質的に横切るように延びている。上記ドラッグヘッドは、上記回転体を時計回りに回転させることにより、右に引っ張られ、上記回転体を反時計回りに回転させることにより、左に引っ張られる。
【００１５】
本発明の第３の実施形態では、上記掘削装置は、ジェットパイプを有する舵取り装置を備えている。当該ジェットパイプの軸の方向は、上記引っ張り方向を実質的に横切る方向である。左舷のジェットパイプのジェットノズルから高圧ジェットが放出されると、蒸気ドラッグヘッドは、右舷の方向に進む。逆もまた同様である。
【００１６】
本発明の第４の実施形態では、上記掘削装置は、プロペラを有する舵取り装置を備えている。当該プロペラの軸の方向は、上記引っ張り方向を実質的に横切る方向である。プロペラが回転すると、上記ドラッグヘッドは、プロペラの前方に進む。
【００１７】
本発明の第５の実施形態では、上記掘削装置は、水底における摩擦力に対応可能な舵取り装置を備えている。摩擦力は、摩擦面の幅に対して不均一に分散される。摩擦力が不均一に分散されることにより、航行する船の主な進行方向の軸上に存在しない力が発生する。当該力は、上記ドラッグヘッドを上記航行する船の主な進行方向とは異なる方向に動かす力の働きによって発生する。例えば、制御されながら水底に押し付けることができる、又は、水底から引き上げることができるホックを、上記ドラッグヘッドの両端に設けることにより、摩擦面上の摩擦力を不均一に分散させることができる。このホックを水底に押し付けると、水底の摩擦力は局所的に増加し、所望の反力を生じさせる。
【００１８】
本発明の第６の実施形態では、上記掘削装置は、水底上の上記ドラッグヘッドの下方への圧力に起因する上記ドラッグヘッドの中央部への反力をシフトさせる手段を有する舵取り装置を備えている。これにより、これにより、上記ドラッグヘッドは横方向への移動が可能となる。この下方への圧力は複合的な要因で発生する。主な要因は重力であるが、浚渫プロセスによって引き起こされるヘッド上の圧力低下も、その要因に含まれる。ドラッグヘッドへの力の中心（重力が要因の場合は重力の中心）を、上記ドラッグヘッドの軸上の中立点からシフトさせることにより、水底の反力の一部を横断方向に移動させることができる。これは、上記ドラッグヘッドの側部の力に相当すると考えられる。具体的には、適当な舵取り装置は、上記ドラッグヘッドを上記吸引管の軸に関して回転させる手段を備えている。これによって、水底の反力と水底の摩擦力との両方に対して影響を及ぼすことができる。この目的のために、上記吸引管は、上記ドラッグヘッドに接続された上記吸引管の一部を回転させる手段を備えることがさらに好ましい。当該手段は、例えば、吸引管の回転ジョイントであり、これは、吸引管の周知の部材である。適当な回転手段は、回転ジョイントに連結された油圧シリンダを備えている。上記吸引管の一部が回転することにより、上記ドラッグヘッドの水底への荷重の分散が変化する。これにより、重力が横方向の部材に加わる一方、さらに大きな摩擦が発生して、摩擦力により側面への動きが生じる。また、上記制御手段は、油圧シリンダであってもよいし、例えば吸引管に連結されて、その後方を上記浮動装置から押しのけることができる他の手段であってもよい。これにより、上記ドラッグヘッドは、上記操縦方向から外れた方向に移動することができる。そのような制御手段は、例えば、上記浮動装置の甲板の高さで、または、通常は上記吸引管の中心の下方に位置するカルダン式自在継手の下方で、上記吸引管に連結してもよい。
【００１９】
本発明の特に有利な第７の実施形態では、上記掘削装置は、舵板を有する舵取り装置を備えている。当該舵板は、実質的に垂直面に伸びており、使用中は、その側端が水底に接するか、または水中に位置する。舵板（望ましくは複数の舵板）は、ドラッグパイプおよび／またはドラッグヘッド（例えば、ドラッグヘッドのバイザまたはキャップ）に連結してもよい。舵板の位置の修正は、多くの場合、その位置における力の分散に依存する。舵板は、上記ドラッグヘッドのヒールプレートの前方に設けることが望ましく、これにより、引っ張っている間、舵板は、ヒールプレート（およびバイザ）の上流側で、水中に位置する、および／または、水底面に接する。上記浮動装置（具体的にはドラッグサクション浚渫船）が前方に移動すると、浚渫の間、舵板に反力が生じる。当該反力は、ウインチケーブルから舵板の位置によって決まる方向に吊るされているドラッグパイプを押し付ける。このようにして、上記ドラッグヘッドは、ドラッグサクション浚渫船に対して相対的に移動する。
【００２０】
使用中、舵板は、その側端が水底に接し、または、周囲の水流に反力を及ぼす。このため、上記舵板は、充分に低い位置に設けられることが望ましく、浚渫の間、上記舵板は、上記ドラッグヘッドおよび吸引管の重量によって水底に押し付けられる。使用中、舵板は水底を切り裂くが、その摩擦は、舵板を備えていないドラッグヘッドの場合に比べて、さほど大きくはないことが分かっている。上述のように、周囲の水流も、上記舵板に反力を及ぼすことができる。
【００２１】
舵板は、制御手段によって制御されることが望ましい。当該制御手段は、舵板に連結されたピストンまたは油圧シリンダを備えている。この実施形態では、その制御のために、油圧シリンダは、上記浮動装置（具体的にはドラッグサクション浚渫船）に電気的に（適宜ワイヤレスに）接続される。特に、油圧シリンダによって、ドラッグサクション浚渫船のブリッジから上記舵板を容易かつ確実に制御することができ、例えば、乗員は、ドラッグパイプの動きを監視することができる。ここでは、例えば、水底の位置を表示する制御スクリーンのような、通常の全ての補助手段が好適に利用できる。
【００２２】
本発明に係る舵板は、それに加わる力に耐えられる程度に丈夫であることが必要である。克服すべき力は、通常、水底上のドラッグヘッドによって及ぼされる力の規模に応じて決まる。典型的なドラッグサクション浚渫船では、少なくとも当該力がドラッグヘッドの位置に及ぼされた場合に、そのような力は、２０〜３０トン規模のオーダーである。直径が１５〜２０ｃｍの油圧シリンダーであれば、そのような力に耐えることができる。そのようなサイズのシリンダは、周知のドラッグヘッドのバイザの制御にも適用することができる。
【００２３】
上記舵板の寸法、特に、舵板の長さ、および舵板の水底に突き刺さる深さは、原則的に、水底からの抵抗力によって決まる。例えば、水底が砂である場合は、沈泥のような抵抗が少ない水底の場合よりも、移動するドラッグヘッドに大きな抵抗がかかるので、舵板は小さいことが望ましい。すなわち、砂状の水底は、泥状の水底よりも、舵板に大きな抵抗力を及ぼす。しかしながら、ドラッグヘッドにかかる摩擦力は、水底が泥状の場合よりも、水底が砂状の場合のほうが大きいので、言い換えると、より大きな舵板が望ましい。上記の２つの効果が多かれ少なかれ互いに打ち消し合うため、舵板の寸法は、水底が砂状であっても泥状であっても、ほぼ同じであってよい。このように、水底の状態が異なっていても、同一の舵板を使用することができるので、さらに有利である。
【００２４】
上記ドラッグヘッドは、原則的に、上述した方法によって、ドラッグサクション浚渫船から所望の距離だけ離れることができる。離間（すなわち逸脱）可能な最大の距離は、他にも要因はあるが、ドラッグパイプの吊下げワイヤの長さ、および、吊下げワイヤの水平面に対する角度によって決まる。特に吊下げワイヤの角度を測定できる手段を設けることが好ましい。これにより、ドラッグパイプがドラッグサクション浚渫船から遠く離れすぎたり、ドラッグサクション浚渫船から分離することを回避することができる。
【００２５】
上記ドラッグヘッドが移動する間、ドラッグヘッドは水底面との接触を維持することが望ましい。これは、ドラッグパイプの吊下げワイヤを長くすることによって実現することができ、これにより、この接触を維持することができる。ここでは、それ自体が周知の隆起を補正する装置を好適に適用することができる。そのような装置は、隆起における浚渫の間でも、ドラッグヘッドが水底面に等しい圧力を加え続けることを確実にする。このドラッグヘッドがドラッグサクション浚渫船の操縦方向から外れたときに、ドラッグヘッドが水底面に等しい圧力を確実に加え続けられるようにする場合にも、同様の装置を利用することができる。
【００２６】
さらに他の望ましい実施形態では、上記ドラッグヘッドが上記操縦方向から外れた方向に移動するために、上記掘削装置は、上述した舵取り装置を複数備えている。これは、ドラッグヘッドに舵板を設ける場合でも、吸引管にプロペラまたは牽引ケーブルを設ける場合でも実現可能である。同一種類の舵取り装置を、上記掘削装置に複数設けてもよい。舵取り手段を複数設けて組み合わせることにより、水底または水流によって１つの舵取り手段に及ぼされる反力を軽減できるという利点がある。
【００２７】
同様に、本発明は、舵取り装置を制御する装置に関する。当該装置は、中央のコンピュータを備え、当該コンピュータは、上記舵取り装置に直接またはデジタルネットワークを介して接続され、少なくともステップＡ）〜Ｄ）、すなわち、
Ａ）最適な基準をあらかじめ調整するステップ、
Ｂ）水底の現在の状態に関わる情報を集めるステップ、
Ｃ）少なくともその設定を含む上記舵取り装置の現在の状態に関わる情報を集めるステップ、
Ｄ）上記最適な基準を最小化する上記舵取り装置の制御を演算するステップ、
を有する方法を実行するように適合されている。
【００２８】
本発明によれば、この目的のために、上記コンピュータは、上記舵取り装置を設定するためのプログラム命令を含むコンピュータプログラムをロードする。そのような装置によって、最適な演算が可能となる。本発明に係る装置は、ＧＰＳシステム、ＤＴＭ又はＤＰＤＴシステム（これらに限定されない）といった機器から入力される入力信号の形態で、ネットワークを介して情報を集める。これらの信号は処理され、その後、上記装置は、舵取り装置を制御するために、ネットワークを介して舵取り装置に制御信号を送信する。あるいは、オペレータが舵取り装置を制御するためのデジタルスクリーンに、情報が表示される。コンピュータは、制御信号を演算する。制御信号は、最適な基準を最小化するドラッグヘッドのルート（「最適」ルート）を少なくとも含むことが望ましい。このように演算された制御信号は、コンピュータによって引き続き修正される。コンピュータは、当該機器による記録を変更するように機能する。本発明によれば、上記コンピュータの演算では、位置、処理レート、操縦速度およびドラッグサクション浚渫船の技術的な性能、その他の要素が考慮される。そして、例えば、バイザの位置、舵の位置、ドラッグヘッドの位置などを修正することにより、ドラッグサクション浚渫船が適切に制御される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るドラッグヘッドは、比較的容易に実現可能であり、小領域を浚渫するために必要な操作時間を大幅に短縮することができる。さらに、浚渫の精度を大幅に向上させることができる。本発明の他の詳細な内容および利点は、本発明に係る掘削装置の以下の説明から明らかになるであろう。この説明は、単なる実施例であり、本発明を限定するものではない。参照符号は、添付の図面に関連付けられている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る掘削装置のドラッグヘッドが形成された部分を示す概略側面図である。
【図２】図１に示すドラッグヘッドを示す概略平面図である。
【図３】本発明に係る装置の形態を示す概略図である。
【図４】本発明に係るドラッグヘッドを備えるドラッグサクション浚渫船を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１に、本発明に係るドラッグヘッド１が示されている。ドラッグヘッド１は、浚渫のために水底５０上で引っ張られるバイザ２を備えている。吸引管４は、キャップ３を介してバイザ２に接続されている。ドラッグヘッド１は、ヒールプレート５を備えている。ヒールプレート５は、浚渫の間、水底５０上でドラッグヘッド１を支持する。バイザ２には、多数の歯が組み合わされた歯ビーム６（または他の掘削装置）が設けられている。歯ビームは、引っ張り方向４０と実質的に垂直に延びている。本発明によれば、ドラッグヘッド１は、舵板１０の形態で舵取り装置を備えている。図示された形態では、互いに異なる舵板１０が、実質的に垂直面に伸びる。通常、この面は、水底５０に垂直である。使用中は、舵板１０は、その下側端部１１が水底５０に接する。そして、ドラッグヘッドおよびドラッグパイプの重量によって、舵板１０の一部が水底５０に突き刺さる。この部分は、図１において斜線で示されている。
【００３２】
図２に示すように、舵板１０は、油圧シリンダ３０に連結されている。油圧シリンダ３０は、舵板１０の制御手段として機能する。図示のように、異なる油圧シリンダ３０が、ヒールプレート５に連結されるとともに、ピストン棒３１を介して舵板１０に連結されている。油圧シリンダ３０はさらに、ドラッグサクション浚渫船（図示せず）に電気的に接続されており、このドラッグサクション浚渫船から、適宜ワイヤレスで制御可能となっている。また、ドラッグパイプ４の動きを監視する乗員は、例えば、水底面のより小さな不均一を観察できる制御スクリーンなどの通常の補助手段を用いることにより、舵板１０を制御することができる。図示されているように、舵板１０が位置１０ａの場合、ドラッグヘッドは、周知のドラッグヘッドの場合と同様に、引っ張り方向４０に進む。舵板１０が位置１０ｂの場合、ドラッグヘッド１は、引っ張り方向からずれて進み、横向きの方向７０に引っ張られる。これにより、ドラッグヘッド１は、実質的にライン８０に沿った進路を進む。
【００３３】
図１に示すように、吸引管には、プロペラ６０の形態で第２の舵取り装置が設けられている。プロペラ６０は、舵板１０と同時に、ドラッグヘッドを適宜移動させることができる。これにより、特に堅い水底面であっても、操縦性を良好に保つことができる。
【００３４】
図３に、本発明に係る舵取り装置を制御するための装置の適切な形態が示されている。当該装置は、入力信号の形態で（デジタル）ネットワークを介して受信された情報に基づいて最適な演算を実行するコンピュータ（ＣＰＵ）を備えている。上記入力信号は、ネットワークに組み込まれた、ＧＰＳシステム、ＤＴＭ又はＤＰＤＴシステム（これらに限定されない）といった機器から入力される。入力信号には、操縦速度４２、ドラッグヘッドの位置４３および舵の現在位置４６が含まれるが、これらに限定されない。また、入力信号には、例えばドラッグサクション浚渫船の技術的な性能などの、他の関連した入力データ４４が補助的に含まれることもある。舵を新たな位置に切り換えるために、演算結果は、少なくとも制御信号４５として出力される。修正された信号４１をスクリーンまたはＤＰＤＴシステムに送信することにより、リフレッシュされたデータを適宜可視化することができる。
【００３５】
信号（１−６）が処理されると、舵取り装置を制御するために、上記装置は、デジタルネットワークを介して、制御信号５を舵取り装置に送信する。あるいは、オペレータが舵取り装置を制御するためのデジタルスクリーンに、情報４１が表示される。コンピュータは、制御信号４５を演算する。制御信号４５は、最適な基準を最小化するドラッグヘッドのルート（「最適」ルート）を少なくとも含むことが望ましい。このように演算された制御信号４５は、コンピュータによって引き続き修正される。コンピュータは、当該機器による記録を変更するように機能する。
【００３６】
図４に、水底（５０）を浚渫する方法が示されており、ドラッグサクション浚渫船（１００）の形態で、浮動装置が設けられている。ドラッグサクション浚渫船（１００）のドラッグヘッド（１）は、吸引管（４）を備えている。吸引管（４）は、ドラッグヘッド（１）が水底（５０）に接触するまで、ドラッグサクション浚渫船（１００）の後方のウインチによって、斜めの角度で水中に沈められる。ドラッグヘッドは、水底（５０）の上で引っ張られる。これにより、土砂がほぐされて、吸引管を通って除去される。本発明によれば、ドラッグヘッド（１）の舵取り手段（１０）は、ドラッグヘッド（１）が操縦方向（１１０）から外れた方向に移動してルート（１１５）を進むように、制御手段（３０）によって制御される。従来技術のドラッグヘッドは、ルート（１１６）しか進むことができない。ドラッグヘッド（１）が到達すべき（所望の）位置（１２０）は、図４における破線で示されている。ドラッグヘッド（１）の現在位置（１３０）は、実線で示されている。ドラッグサクション浚渫船（１００）のルート（１１０）を進む場合は、所望の位置（１２０）には到達できない。本実施形態の最大の特徴は、所望の位置に到達できることである。
【００３７】
本発明は、上述した望ましい実施形態に限定されず、添付の請求項の範囲内において、変更を加えてもよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮動装置と、吸引管（４）とを備え、
上記浮動装置は、使用中、操縦方向に移動し、ドラッグヘッド（１）が取り付けられており、
上記ドラッグヘッド（１）は、使用中、水底（５０）の上で上記操縦方向に相当する浚渫方向に引っ張られて、土砂をほぐし、
上記吸引管（４）は、上記ドラッグヘッド（１）に接続され、ほぐされた上記土砂を除去する掘削装置であって、
上記ドラッグヘッド（１）を上記操縦方向から外れた方向に移動させる舵取り装置（１０）を備える掘削装置。
【請求項２】
上記浮動装置から上記舵取り装置（１０）を制御するための制御手段（３０）を備えることを特徴とする請求項１に記載の掘削装置。
【請求項３】
上記舵取り装置（１０）は、舵板を備え、
上記舵板は、実質的に垂直面に伸びており、使用中、当該舵板の側端部が上記水底に突き刺さることを特徴とする請求項１または２に記載の掘削装置。
【請求項４】
上記制御手段は、上記舵板に連結されている油圧シリンダを備えていることを特徴とする請求項３に記載の掘削装置。
【請求項５】
上記舵取り装置（１０）は、プロペラを備え、
当該プロペラの回転軸は、上記操縦方向を実質的に横切るように延びることを特徴とする請求項１または２に記載の掘削装置。
【請求項６】
上記舵取り装置（１０）は、上記操縦方向に関して相殺される上記水底の摩擦力を利用する手段を備えており、これにより、上記ドラッグヘッドは横方向へ移動することを特徴とする請求項１または２に記載の掘削装置。
【請求項７】
上記舵取り装置（１０）は、上記水底によって上記ドラッグヘッドに及ぼされる反力を上記ドラッグヘッドの中央部からシフトさせる手段を備えており、これにより、上記ドラッグヘッドは横方向へ移動することを特徴とする請求項１または２に記載の掘削装置。
【請求項８】
上記ドラッグヘッドが上記舵取り装置を備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の掘削装置。
【請求項９】
上記吸引管が上記舵取り装置を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の掘削装置。
【請求項１０】
上記ドラッグヘッド（１）を上記操縦方向から外れた方向に移動させるために、複数の舵取り装置を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の掘削装置。
【請求項１１】
水底（５０）を掘削する方法であって、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の掘削装置が設けられ、
上記ドラッグヘッド（１）が、上記吸引管（４）に接続された状態で、水底（５０）に接触するまで、上記浮動装置の後方のウインチによって、斜めの角度で水中に沈められ、
上記ドラッグヘッド（１）が、上記水底（５０）の上で上記操縦方向に相当する浚渫方向に実質的に引っ張られることにより、土砂がほぐされて上記吸引管（４）を通って除去され、
上記舵取り装置（１０）は、制御手段（３０）によって制御されることにより、上記ドラッグヘッド（１）は、上記操縦方向から外れた方向に移動する方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法をコンピュータに実行させるための命令を行うプログラムを含むコンピュータプログラム。
【請求項１３】
物理的な媒体に記録されることを特徴とする請求項１２に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１４】
少なくとも一部がコンピュータメモリに格納されることを特徴とする請求項１２に記載のコンピュータプログラム。
【国際調査報告】
2012514705.tif 000007
2012514705.tif 000008
2012514705.tif 000009