(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水面上に浮かぶ目印ブイと、目印ブイの下方位置又はその周辺の水底に位置し、使用の際に水面上からの操作によって水面上まで引き上げられる給排気バルブと、これに一端を接続された主ホースと、この他端に接続され、水面上に引き上げられた給排気バルブから主ホースを通じて行う空気の給排によって水底と水面との間で浮沈する主ユニットと、目印ブイと給排気バルブとを連結する手段とを有する浮沈式ユニットシステムにおいて、
水面上に浮かぶ目印ブイに一端側を連結した補助ホースと、
この他端に接続されかつ給排気バルブに固定連結され、補助ホースを通じて行う空気の給排によって水底と水面との間で浮沈する補助ユニットとを有し、
給排気バルブの前記引き上げを、空気を供給した補助ユニットに発生する浮力によって行うことを特徴とする浮沈式ユニットシステム。
【請求項２】
給排気バルブ、及び補助ホースの一端に、それぞれ、空気供給手段に接続するための接続手段と、主ユニット及び補助ユニット内に供給した空気の圧力を保持するための内圧保持手段と、前記ユニット内に供給した空気を排出するための空気排出手段とを設けた請求項１記載の浮沈式ユニットシステム。
【請求項３】
空気供給手段がコンプレッサーであり、接続手段がカプラであり、内圧保持手段及び空気排出手段が開閉バルブである請求項２記載の浮沈式ユニットシステム。
【請求項４】
補助ユニットはタンクである請求項１、２又は３記載の浮沈式ユニットシステム。
【請求項５】
タンクは、その上面には補助ホースを接続する接続部を有し、その下面には貫通孔を有する請求項４記載の浮沈式ユニットシステム。
【請求項６】
補助ユニットが袋体である請求項１、２又は３記載の浮沈式ユニットシステム。
【請求項７】
袋体は、補助ホースを接続する接続部と、水の浸入を防止しかつ所定内圧以下に内圧を保持する逆止弁とを有する請求項６記載の浮沈式ユニットシステム。
【請求項８】
連結手段がロープである請求項１〜７のいずれか１項記載の浮沈式ユニットシステム。
【請求項９】
連結手段が補助ホースである請求項１〜７のいずれか１項記載の浮沈式ユニットシステム。
【請求項１０】
連結手段がロープと補助ホースの双方である請求項１〜７のいずれか１項記載の浮沈式ユニットシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば海洋工事の際に使用する汚濁防止膜や、シーバースや油を扱う岸壁などで油の荷役時に使用するオイルフェンス等の形成を、予め水底に配置しておいた主ユニットを水底から水面上に浮上させることによって行う浮沈式ユニットシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる浮沈式ユニットシステム100 は、図４に示すように、水面上に浮かぶ目印ブイ101 と、目印ブイ101 の下方又はその周辺の水底102 に位置し、使用の際、即ち、汚濁防止膜やオイルフェンス等を形成する際に、水面103 上から、具体的には船104 の上からの操作によって水面103 上又はその近くまで引き上げられる給排気バルブ105 と、これに一端106a,107a を接続した主ホース106,107 と、これらの他端106b,107b に接続され、水面103 上に引き上げられた給排気バルブ105 から主ホース106,107 を通じて行う空気の給排によって水底102 と水面103 との間で浮沈する主ユニット108 と、目印ブイ101 と給排気バルブ105 を連結する手段109 とを有する構成が一般的である。
【０００３】
この構成を有する浮沈式ユニットシステム100 は、その給排気バルブ105 を水底102 から水面103 上に引き上げる場合、図5(a)に示すように、例えば船104 を水面103 上に浮かぶ目印ブイ101 付近まで移動させ、次いで、目印ブイ101 の下方に位置するロープなどの連結手段109 を、船104 の上から、船員の手で直接引き上げるか、又は船に装備されているウインチやキャプスタンを用いて引き上げることによって、ロープ109 の末端に連結された給排気バルブ105 を水底から水面103 上に引き上げる方法が一般的である。
【０００４】
そして、この引き上げた給排気バルブ105 は、その後、図5(b)に示すように、船に搭載したコンプレッサー110 に接続され、コンプレッサー110 から主ユニット108 に空気を送り込んで主ユニット108 を水面上に浮上させた後、給排気バルブ105 を閉め、コンプレッサーと切り離して主ユニット108 内の圧力と外圧とを一定に保持することによって主ユニット108 を水面上に維持することができ、これによって、汚濁防止膜やオイルフェンスを水面上に形成することができる。
【０００５】
また、汚濁防止膜やオイルフェンスが不要になった場合には、給排気バルブ105 を開いて主ユニット108 内の空気を外部に排出することによって、主ユニット108 を沈下させることができ、その後、給排気バルブ105 は閉じてから水中に投下・沈下させ、これによって、他の船舶の航行の妨げにならないようにすることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の浮沈式ユニットシステム100 には、以下に示す問題点を有する。
すなわち、その給排気バルブ105 は、水底、例えば海底での水圧、ハンドリング時の衝撃、及び海底での波による動揺などに対抗できるようにするため、ある程度の重量が必要であり、加えて、主ホースについても、使用しない場合には、海上の船舶の航行を妨げないように沈むような重量にすることが必要であり、その結果、給排気バルブ105 と主ホースの総重量は、通常数10kgf 〜100kgf程度となり、さらに、水深が深くなればさらに重くなることから、このような重量物を船上に引き上げるには、船にウインチやキャプスタンが装備されていればよいが、ほとんどの場合には船員が手作業で行わなければならず、これは非常に大変な作業であった。
【０００７】
加えて、給排気バルブ105 が水底にあるときに、工事の土砂等の流れこみによって給排気バルブ105 が埋もれてしまう場合もあり、この場合には、手作業で給排気バルブ105 を引き上げることは困難であり、ウインチやキャプスタンを装備する船や、クレーン船でなければ引き上げることができなかった。
【０００８】
また、台風接近時などのように海が荒れているような環境条件下で、汚濁防止膜やオイルフェンスを形成しなければならない場合には、安全上の問題から、給排気バルブ105 の引き上げを一刻も早く行う必要があるが、この引き上げを船員が手作業で行うことは生命の危険すら伴うおそれがあった。
【０００９】
この発明の目的は、給排気バルブを、水面上、特に船上に引き上げる作業を、船員が直接手作業で行うことなく、主ユニットを浮上させるために予め用意されているコンプレッサーを有効活用して、このコンプレッサーから、給排気バルブに固定連結した補助ユニットに空気を送り込んで補助ユニットに浮力を発生させることによって、比較的短時間でかつ簡単に行うことができる浮沈式ユニットシステムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、水面上に浮かぶ目印ブイと、目印ブイの下方位置又はその周辺の水底に位置し、使用の際に水面上からの操作によって水面上まで引き上げられる給排気バルブと、これに一端を接続された主ホースと、この他端に接続され、水面上に引き上げられた給排気バルブから主ホースを通じて行う空気の給排によって水底と水面との間で浮沈する主ユニットと、目印ブイと給排気バルブとを連結する手段とを有する浮沈式ユニットシステムにおいて、水面上に浮かぶ目印ブイに一端側を連結した補助ホースと、この他端に接続されかつ給排気バルブに固定連結され、補助ホースを通じて行う空気の給排によって水底と水面との間で浮沈する補助ユニットとを有し、給排気バルブの前記引き上げを、空気を供給した補助ユニットに発生する浮力によって行うことを特徴とする浮沈式ユニットシステムである。
【００１１】
また、給排気バルブ、及び補助ホースの一端に、それぞれ、空気供給手段に接続するための接続手段と、主ユニット及び補助ユニット内に供給した空気の圧力を保持するための内圧保持手段と、前記ユニット内に供給した空気を排出するための空気排出手段とを設けることが好ましく、具体的には、空気供給手段がコンプレッサーであり、接続手段がカプラであり、内圧保持手段及び空気排出手段が開閉バルブであることがより好ましい。
【００１２】
補助ユニットはタンク又は袋体であることが好ましく、タンクは、具体的には、その上面には補助ホースを接続する接続部を有し、その下面には貫通孔を有することがより好ましく、また、袋体は、補助ホースを接続する接続部と、水の浸入を防止しかつ所定内圧以下に内圧を保持する逆止弁とを有することがより好ましい。
連結手段は、ロープ若しくは補助ホース又はこれらの双方で構成することが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、この発明に従う浮沈式ユニットシステムを図面を参照しながら説明する。
図 1は、この発明の浮沈式ユニットシステムのうち、目印ブイから給排気バルブまでの主要部分と主ユニットの一部分とを拡大して示したものであり、他の部分についての図示は省略してある。
【００１４】
図 1に示す部分をもつ浮沈式ユニットシステム1 は、目印ブイ2 、給排気バルブ3 、主ホース4,5 、主ユニット6 、及び連結手段7 を有する。
【００１５】
目印ブイ2 は、予め水底8 に設置してある給排気バルブ3 の位置を水面9 の上、例えば船上から把握できるようにするため、給排気バルブ3 に対し連結手段7 を介して直接的又は間接的（図１）に連結され、給排気バルブ3 のほぼ上方位置の水面9 上に配置する。
【００１６】
これによって、例えば船が、給排気バルブ3 の設置位置から離れた水面上に位置していたとしても、船を目印ブイ2 に向かって航行させれば、自ずと船は給排気バルブ3 が設置された水底位置の上方の水面位置に達することになる。
尚、図 1では、給排気バルブ3 を、説明の便宜上、水底8 から引き上げている最中の状態で示してあるが、給排気バルブ3 は、オイルフェンス等の形成時以外は、水底8 に横たわっている。
目印ブイ2 は、硬質プラスチックあるいは軟質プラスチックで、中は空気 (中空) または発泡材が入っているような浮力体で構成することが好ましい。
【００１７】
給排気バルブ3 は、主ユニット6 内の空気の給排を制御する役割を有し、具体的には、コンプレッサー等の空気供給手段10( 図2(b),(c)) に接続するための接続手段と、主ユニット6 内に供給した空気の圧力を保持するための内圧保持手段と、主ユニット6 内に供給した空気を排出するための空気排出手段とを有することが好ましく、接続手段をカプラ11とし、内圧保持手段及び空気排出手段を開閉バルブ12とすることがより好ましい。
【００１８】
尚、給排気バルブ3 は、汚濁防止膜やオイルフェンス形成時に備えて予め水底8 に設置してあり、汚濁防止膜やオイルフェンスを形成する際に水面9 上まで引き上げられるが、この引き上げについては、この発明の主な特徴事項であるので後で詳細に説明する。
【００１９】
主ホース4,5 は、給排気バルブ3 と主ユニット6 とに接続され、主ユニット6 内への空気の給排の際の空気の流路となる。主ホース4,5 は、図 1では2 本としたが、その本数を必要に応じて増減することができる。
また、主ホース4,5 には、耐圧ホース（ゴム、補強繊維、補強ワイヤー）等を用いることが好ましい。尚、主ホース4,5 は、少なくとも水深よりも長いことが必要である。
【００２０】
主ユニット6 は、汚濁防止膜やオイルフェンスを構成するためのものであり、空気供給手段10から給排気バルブ3 及び主ホース4,5 を介して行う空気の給排によって水底8 と水面9 との間を浮沈することが可能な構成を有する。
【００２１】
連結手段7 は、目印ブイ2 と給排気バルブ3 とを連結するためのものであり、例えば、ワイヤーロープやポリエステルのような有機繊維のロープであることが好ましい。
【００２２】
そして、この発明の主な特徴は、主ユニット6 を浮上させるために不可欠なコンプレッサー等の空気供給手段10を有効に活用し、給排気バルブ3 を、人間の手作業によらず空気供給手段10の作動によって発生させた浮力を利用することによって比較的短時間にかつ簡単に水面上に引き上げることにある。
【００２３】
具体的には、水面9 上に浮かぶ目印ブイ2 に一端14a 側を連結した補助ホース14と、この他端14b に接続されかつ給排気バルブ3 に固定連結され、補助ホース14を通じて行う空気の給排によって水底8 と水面9 との間で浮沈する補助ユニット15とを有し、給排気バルブ3 の前記引き上げを、空気を供給した補助ユニット15に発生する浮力によって行うことをこの発明の必須の特定事項とする。
【００２４】
補助ホース14は、補助ユニット15から目印ブイ2 までの間を連結手段7 に沿わせて配設することが好ましい。
また、補助ホースは、連結手段7 として使用することも可能であり、この場合には、ロープ等の連結手段をあえて配設しなくてもよい。
【００２５】
補助ホース14の一端14a には、給排気バルブ3 と同様に、空気供給手段10に接続するための接続手段と、補助ユニット15内に供給した空気の圧力を保持するための内圧保持手段と、補助ユニット15内に供給した空気を排出するための空気排出手段とを有し、好ましくは、接続手段をカプラ16とし、内圧保持手段及び空気排出手段を開閉バルブ17とする。
【００２６】
図 1では、ロープ7 と補助ホース14とをそれぞれ別々の目印ブイ2 に連結した場合を示してあるが、ロープ7 と補助ホース14とを1 個の目印ブイに連結してもよく、特に限定はしない。
【００２７】
また、補助ホース14は、少なくとも水深よりも長いことが必要であり、加えて、主ホース4,5 とは異なり比較的重量が軽いもの、例えば空気圧送用１インチホースを用いることとし、これによって、空気供給手段10との連結の際にはこの補助ホースを簡単に引き上げることができる。
尚、補助ホース14は水面上またはその下方に位置するが、主ホースとは異なり、ブイのそばにありまたホース自体が細いため、水面上等に位置していても船の航行を妨げることはない。
【００２８】
補助ユニット15は、タンクか又は袋体であることが好ましく、前者の場合には、タンクの、上面15a には補助ホース14を接続する接続部19を有し、その下面15b には貫通孔20を設けることがより好ましい。後者の場合には、袋体に、補助ホースを接続する接続部19と、水の浸入を防止しかつ所定内圧以下に内圧を保持する逆止弁22とを設けることがより好ましい。
【００２９】
図 2は補助ユニット15がタンクの場合の一連の浮沈動作を説明するための図であり、説明の便宜上、浮沈式ユニットシステム1 のうちの補助ホース14と補助ユニット15のみを抜き出して示したものである。
【００３０】
まず、補助ユニット15がタンクの場合の一連の浮沈動作を説明すると、補助ユニット15が水底8 に設置した状態にある場合には、補助ホース14の端部に設けた開閉バルブ17は閉鎖位置にあり、補助ユニット15内にはその貫通孔20を通じて水が充填されている( 図2(a)) 。尚、補助ユニット15は浮沈時に上下反転が起こらないようにするため、タンクの下側を重くした構成にすることが好ましい。
【００３１】
次に、補助ユニット15を浮上させて、給排気バルブ3 を浮上させる場合には、水面9 上に浮かぶ目印ブイ2 位置にある補助ホース14の端部14a を船上に引き上げ、補助ホース14の端部14a に設けたカプラ16に、船に搭載したコンプレッサー10を接続し、補助ホース14の端部14a に設けた開閉バルブ17を開けた後、コンプレッサー10を作動させて空気21を補助ユニット15内に送り込み、補助ユニット15内に充填されていた水は、送り込んだ空気21の圧力によって貫通孔20から排出されて補助ユニット15内の水が徐々に空気21と置換される( 図 2(b))。
【００３２】
そして、補助ユニット15内における空気21の占める割合が大きくなるにつれて、補助ユニット15に浮力が発生するようになり、これに伴って補助ユニット15が水面に向かって浮上し始める。
【００３３】
このとき、補助ユニット15内に空気21が必要以上送り込まれる場合もあるが、その場合には補助ユニット15内の圧力が急激に増加して補助ユニット15が破壊することがないようにするため、送り込まれた空気21の余剰分の空気21a はタンク下部に設けた貫通孔20から抜けるように構成する( 図2(c)) 。またこの構成は、浮上時に水圧が下がり空気が膨張した場合にも貫通孔20から適当に空気が抜けることができるため、補助ユニット15の内圧は常に外圧とバランスをとることができ、これによって、補助ユニット15の耐圧強度を高く設定しなくても破壊等が生じにくくなり、これは材料コストの点で有利である。
【００３４】
さらに、補助ユニット15が水面9 上まで浮上した後は、図2(d)に示すように前記開閉バルブ17を閉めてから空気供給手段10を切り離すことにより、補助ユニット15を水面9 上に維持することができる。これによって、補助ユニット15に固定連結された給排気バルブ3 を、人間が手作業で行うことなく水面上まで簡単に引き上げることができる。そしてその後は、この給排気バルブ3 を船上に引き上げて空気供給手段10に接続し、主ユニット6 内への通常の給気作業を行うことによって、汚濁防止膜やオイルフェンスを形成することができる。
【００３５】
一方、汚濁防止膜やオイルフェンスが不要になった場合には、開閉バルブ12を開けて主ユニット6 を沈下させた後、開閉バルブ17を開けて補助ユニット15内の空気圧を低下させて補助ユニット15内に水を浸入させ( 図2(e)) 、これによって図2(f)に示すように補助ユニット15を沈下させることができる。
【００３６】
また、図 3は補助ユニット15が袋体の場合の一連の浮沈動作を説明するための図であり、説明の便宜上、浮沈式ユニットシステム1 のうちの補助ホース14と補助ユニット15等の要部のみを抜き出して示したものである。
【００３７】
図 3(a),(b) に示すように、補助ユニット15が袋体であっても上述したタンクの場合と基本的な浮沈動作は同じであるが、補助ユニット15が袋体の場合には、補助ユニット15内を出入りするのは空気のみであり水の出入りはできないように構成し、このため、補助ユニット15がタンクの場合に設けた貫通孔20の代わりに、補助ユニット15に内圧が所定圧力以上に達したときには外部に空気を排出するための逆止弁22を設ける。
尚、袋体は、ゴムや繊維などで形成することが好ましい。
【００３８】
そして、補助ユニット15は、その内部に空気を送り込むことにより膨張し、浮力を発生することによって給排気バルブ3 を浮上させることができ、反対に、その内部の空気を補助ホース14から排出してしぼませることによって給排気バルブ3 を沈下させることができる。
【００３９】
尚、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００４０】
【発明の効果】
この発明によれば、給排気バルブを、水底から水面上、例えば船上まで引き上げる作業を、浮力を利用することによって比較的短時間でかつ簡単に行うことができるため、人間が手作業で行う必要がなくなり、労働条件を大幅に改善することが可能になった。
【００４１】
また、給排気バルブの前記引き上げを、特に主ユニットを浮上させるために不可欠なコンプレッサー等の既存の空気供給手段を利用して行えばよいので、新たな装置等の設置は必要がない。
【００４２】
さらに、台風接近時などのように海が荒れているような環境条件下で、汚濁防止膜やオイルフェンスを形成しなければならない場合にも、給排気バルブの引き上げを機械的に迅速に行うことができるので、人間が手作業で行っていた従来システムの場合に問題とされた安全面についても大幅に改善された。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従う浮沈式ユニットシステムのうち、目印ブイから給排気バルブまでの主要部分と主ユニットの一部分とを拡大して示した図である。
【図２】補助ユニット15がタンクの場合の一連の浮沈動作を説明するための図である。
【図３】補助ユニット15が袋体の場合の一連の浮沈動作を説明するための図である。
【図４】従来の浮沈式ユニットシステムを示す図である。
【図５】  (a),(b) はともに従来の浮沈式ユニットシステムにおいて、給排気バルブを水底から水面上に引き上げる一連の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
1  浮沈式ユニットシステム
2  目印ブイ
3  給排気バルブ
4,5  主ホース
6  主ユニット
7  連結手段
8  水底
9  水面
10  空気供給手段
11  カプラ
12  開閉バルブ
14  補助ホース
15  補助ユニット
16  カプラ
17  開閉バルブ
19  接続部
20  貫通孔
21  空気
22  逆止弁
【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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