JPH07509419A - 海底から物体を引き揚げる方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 海底から物体を引き揚げる方法 序説 沈没した船のような、大きな物体を海底から引き上げるのに、一般的に２つの方 法が使用されている。第１には、物体は、適切な船に装着されたケーブル及びク レーンで直接に引き上げられ得る。これには多くの不満が未解決である。非常に 重い物体に対しては、大型の非常にコストのかかる引き上げ用の船を採用しなけ ればならない。重量を支持するのに１本以上のケーブルが必要とされるならば、 ケーブルは縛れ得る。非常に深い所では、鋼鉄のケーブルの重量は全荷重のかな りの部分となる。鋼鉄のケーブルは、殆どコンプライアンスを有さず、そのため に負荷に直接に波動を伝達し、ピーク応力をかなり上昇させるであろう。これら の最後の２つの問題は、水とほぼ同じ密度を有する合成繊維から作られたケーブ ルをを使用することによって克服され得る。しかし、これらはコストがかかり、 またそれらが切れたならば、大量の蓄積エネルギーによって重大な事故が引き起 こされ得る。

第２の持ち上げ方法はエア・バッグである。バルーンが負荷に取り付けられて、 空気がその中に注入されて、排除される水に相当する揚力が発生される。この変 形例としては、難破船の全ての穴を閉鎖して、それを空気で満たすものであり； それで難破船それ自身がそれ自身のバルーンとして働く。それは単純で比較的に 値段が安いが、この方法は殆ど制御不能であるという欠点を持つ。通常、水中の 重量よりも大きい余分な揚力が、海底から目的物を引離すのに必要とされる。負 荷が上方へ移動し始めると、バルーン内の空気が膨張し、揚力を更に高める。従 って負荷が殆ど完全に水面で跳ね出るまで、上昇速度は増加する。エア・バッグ は普通、底部が開いているので、しばしば空気が水面で抜けて、負荷が海底に再 び降下する。

非常に深い所では別の問題がある。空気は海底の圧力に少なくとも等しい圧力で 水面からポンプで押し下げられなければならない；従って強力なポンプと超高圧 用ホースが使用されなければならない。更に、ガスの溶解度はその局部圧力に比 例する（ヘンリーの法則）ので、実際に供給される空気のかなりの割合が海水に 溶解することによって失われれるであろう。

目的のシステムは、エア・バッグ・システムの単純さ及び安さと、直接持ち上げ 方法の非常に優れた制御力とを合せ持つものを追及する。

提案の技術 基本的な考え 提案の技術はエア・バック方法と同じであるが、空気が淡水に置き替えられると いう重要な違いを有する。塩度によって、海水は淡水よりも約２％密度が高く； 従って１ｃｕ、ｍの淡水を含むバッグは約２０ｋｇの揚力を受けるであろう。

２種類の流体の圧縮率は同じなので、この揚力は深さとは無関係であり、負荷が 上昇しても増加はしないであろう。この原理は、僅かに異なる形で、即ち大量の オイルによって与えられる浮力を持つ、“バチスカーフ″に応用されてきた。し かし、公害と経済性の両方の立場から、漏出の危険性を必然的に伴う点で海中に 大量のオイルをポンプで押し出すことは、明白に実行不能である。他方で、淡水 の漏出は恐らく何等の重大な結果ももたらさないであろう。

水を″バルーン”ヘポンプで押し込むのに必要とされる水面での圧力は、バルー ンの圧力の２％であろう。例えば、海水で２０００ｍの深さの所の圧力は、約２ ００バール、即ち３０００ｐ　ｓ　ｉであるが、淡水をポンプで押し込むのに必 要とされる静圧は、たった４バール、即ち６０ｐｓｉである。

この低圧力は、普通の消火ホースのような、幅広で薄い壁のホースが使用され得 るようにするであろう。応力が比較的に低いので、様々な種類の材料がこれらの ホースを作るのに使用されることができ；淡水で満たされたホースの正味比重は ほぼ均一であるので、ホースは水によって支持され、従って引っ張り応力を受け ないように設計することは明らかに有用であろう。

淡水で満たされたバルーンは、同じ揚力を与えるのに、エア・バッグの体積の約 ５０倍を必要とするであろう。かなり大量の水が必要とされる、例えば５０００ 　）ンの揚力を発生するのに、約２５００００　）ンの淡水が必要とされ、それ は直径７８ｍの球体に相当するが、実際には恐らく水は幾つかのより小さいバッ グに分配されるであろう。しかし、これはそれ程困難ではない。淡水は、値段が 安く、タンカ或いは“ドラコーン”の何れかで引き揚げ現場に運ばれ得る；実は 、多くの船は１日に数トンの淡水を蒸留して作るので、これは穏やかな引き揚げ のためには十分であろう。船の作る淡水を使用すると、実際に全ての作業は、ケ ーブルによる従来の引き揚げのために使用されるコストのかかる引き揚げパージ に対して、かなり小型の通常の船を使って行われ得る。従って、この技術はかな りの経済的な長所を有し得るであろう。

結論 水で満たされたバルーン内の応力は低いので、薄いプラス−チック・シートのよ うな、非常に軽量の材料が使用され得る。

実際のバルーンそれ自身は、熱バルーンに似ており、一般的な同じ方法によって 設計されるであろう。軽い負荷に対しては、織地それ自身が応力を支え得るが、 重い負荷に対しては、三角切れの間の縫い目を適切なロープ或いはテープで補強 するのが最良の方法であろう。熱バルーンでは公知のこの方法は、それが縫い目 間で膨れ出ることができるようにすることによって繊維の応力を最小にし得るー そのような構造に於ける局部的な応力は、湾曲部の局部的な半径に釣り合うとい うことが一般に認められる。負荷を繊維の気嚢に伝達する別の方法は、バルーン の上に被せる網を使用することである；しかじ、これは水中で纏れる危険性を増 し得る。供給ホースは、バルーンの上部に連結されるであろう；その底部は、熱 バルーンのように開放しているか、或いは閉鎖しているかであり得るが、過圧弁 は必要とされるであろう。

動特性及び制御 大きい体積のバルーンは重要な長所を持つ、即ちそれは非常に効果的なダンパと して働き、上昇を遅くするであろう。

淡水の質量も制御に役立つであろう。海底から目的物を引き離すのに必要とされ る、目的物の重量を越え、それ以上の“余分な”揚力は、しばしば相当なものと なり、それら自身殆ど質量を有さないエア・バック或いはケーブルに於ては、目 的物が一端引離されると、この余分な揚力は目的物を加速させるであろう。しか し、この提案される方法に於ては、余分な揚力は、目的物それ自身だけでなく、 淡水の質量も加速しなければならない。これらの２つの特徴は、目的物が一様に 上昇するのを確実にするであろう。

バルーン及びその負荷の一様で著しく減衰された移動は、気嚢に対する水のポン プによる引出し及び押込みをすることによって浮力制御に対する理想的な状態を 提供する。水を水面からポンプで押し込むのには殆ど問題がないが、同じ方法に よって水を取り出すのは必然的に遅くなるであろう。水を押し下げるのに必要と される静圧は低いが、例えば、２　ｋ　ｍのホースの抵抗力は相当なので、ホー スは実用可能な限り幅広であるべきである。このことは、管が幅の広い可撓性の 材料からできているならば問題はないが、そのような管は内側の圧力が外側の圧 力よりも完全に低くなると潰れるであろう、従って淡水を水面まで駆動するのに 役立つ圧力は、静水頭によるものだけであろう。この問題は幾つかの方法で克服 され得る。バッグ内の淡水は、第１のホースか第２のホースの何れかを通って水 面からポンプで押し下げられる海水によって希釈され、置き代えられ得る。淡水 は、水面から制御されるバルーンの上部で弁によって放出され得るニーバルーン の上部と底部との間の圧力差によって、それは押し出されるであろう。これらの 方法は淡水を無駄にする。このことは水面から制御されバルーンに取付けられる ポンプによって回避され、水を水面へ戻すのを助けるであろう。水面との間で水 をポンプで汲み入れたり汲み出したりすることによる制御方法の全ては比較的に 遅い。その理由はそれらはホース内の水の慣性によって制限されるであろうから である。細かい制御のためには、恐らくバイブの底部端部に遠隔操作の放出弁を 具備することが必要であろう、そうすれば流れは止められることができなくはな るが、それはバルーンから素早く出されることができる。これらの用心をした上 で、例えば水面での波動を回避するために、バルーン及びその負荷を必要であれ ば何等かの望ましい高さで“停止する（ｈｏｖｅｒ　）”ことができるようにな る。同じように、このバルーン・システムは、完璧な制御下で、目的物を下げた り上げたりすることができるであろう。水面からのケーブルを使った中間作業を なくすことは、ポンプ等を水面下のプラットホームに置くことをしばしば必要と するが：バルーン・システムは波動等から負荷を完全に隔離し、完璧な制御下で それを下げ得る。

ケーブルを使用した普通の引き揚げとは異なり、提案の技術は負荷に対して正確 に配置される水面の船を必要としない。

このことは相当に有益である、なんとならば従来の引き揚げ船を正確にに適所に 保持することは、多数の錨か或いは衛星による精密なナビゲーション術の何れか を必要とするからである。事実、浮力の制御が必要とされないならば、負荷が引 き上げられ始めると、バルーンへの水の連結体が逆止弁を有することを条件とし て、引き揚げ船と負荷との間の全ての連結は断たれ得る。しかし、この緩い連結 はバルーンを海底の正確な点に位置させるのを困難にする。従って、降下中に適 切に制御されるＲＯＶ　（遠隔操作車両）で底部上の負荷の所まで（抵抗を減す ることが必要とされるならば適切なコンテナ内に詰め込まれ得る）空にされたバ ルーンを牽引することが必要とされるであろう。強い流れ中での作業のために、 バルーンは、従来の飛行船のように適度に流線型にされ、且つそれ自身の駆動モ ータを具備し得る。

水中の非常に深い所で、バルーンが上昇及び降下するのに要する時間は、特に多 くの小型の目的物が回収される時には、重大な欠点になり得る。この場合バルー ンは１つ以上のＲＯＶによって負荷される適切なキャリアに取付けられ得る。

最終の回収 従来のエア・バッグ・システムのように、この技術は回収される目的物を別の船 の甲板上に引き上げら得るようにしないで；クレーン、或いは類似の装置が必要 とされるであろう。

しかし、水面下に吊される目的物を、波の撹乱を回避し、水の浅い所か、或いは 海岸に設置された引上げ設備まで、牽引することが可能であろう。“浮筒（ｃｕ ｕｌ　）“或いは潜水可能なパージのような、別の最終の回収技術も使用され得 る。

負荷が水面にきた時に、淡水の幾分或いは全てを、負荷を水面へ向りて更にずっ と近くに引き上げるであろう圧縮空気に取って代えることもできるだろう。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成７年１月２３日１通

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．周囲の媒体よりもより低い塩度の水で満たされ得て、且つ従って浮揚性を持 ち、負荷の引き上げを可能にする、織地、プラスチック・シート、或いは類似の 材料の１つ以上の可撓性の気嚢を使用する水中の負荷を引き上げる方法。
2. ２．気嚢がロープ或いはテープで補強されて、負荷の重量を分散する、請求項１ 記載の方法。
3. ３．気嚢がそれらの上に広げられて、負荷を分布させる網を有する、請求項１記 載の方法。
4. ４．気嚢が底部で開放している、請求項１記載の方法。
5. ５．気嚢が弁を装備して、気嚢内の内側圧力を解放する、請求項１記載の方法。
6. ６．水が水面からホースを通って気嚢内へポンプで押し込まれる、請求項１記載 の方法。
7. ７．気嚢内の水が、その中にポンプで押し込まれる周囲の媒体によって置き替え られ得る、請求項１記載の方法。
8. ８．気嚢内の水が、遠隔操作の弁によって放出されて、浮力を制御することがで きる、請求項１記載の方法。
9. ９．気嚢が遠隔操作のポンプを具備して、水の追加或いは取り出しを助ける、請 求項１記載の方法。
10. １０．ホース連結体が逆止弁を具備する、請求項６記載の方法。
11. １１．気嚢が、遠隔操作の推進手段を具備する、請求項１記載の方法。
12. １２．気嚢が、コンテナそれ自身が他の手段によって負荷される適切な前記コン テナを引き上げるのに使用される、請求項１記載の方法。
13. １３．気嚢内の媒体が、負荷が水面に到達した時に、全部或いは部分的に空気に 置き替えられる、請求項１記載の方法。