JPH0144638B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、潜水体昇降装置における吊索の張
力制御装置に関する。

従来技術 海底基地に人を運搬する潜水体（サービスカプ
セル）を海中に下したり海中から引上げたりする
ために使用される潜水体昇降装置として、自動定
トルク運転が可能なバツクホールウインチと、こ
のウインチから繰出されて先端に潜水体が吊下げ
られる吊索と、吊索の中間部が掛けられるラム式
テンシヨナと、潜水体に設けられたダウンホール
ウインチと、このウインチから繰り出されて海底
基地に接続されたダウンホールケーブルとを備え
たものが知られており、海中において潜水体を沈
降させたり浮上させたりするときには、ダウンホ
ールケーブルの巻込み、繰出しによる潜水体の沈
降、浮上に追従して、吊索の張力が一定になるよ
うにバツクホールウインチの定トルク運転が行な
われる。ところが、潜水体の沈降および浮上のい
ずれの場合も、バツクホールウインチの静トルク
の動トルクの差によりラム式テンシヨナが大きな
ストロークで伸縮を繰返すとともにウインチが起
動と停止を繰返すいわゆるハンチングが生じる。
このため、ラム式テンシヨナのストロークを長く
したり復元能力を大きくしたりする必要が生じる
が、いずれの場合もラム式テンシヨナおよび関連
設備に大容量のものが必要になり、コストが大幅
に増大する。

発明の目的 この発明の目的は、とくに大容量のラム式テン
シヨナを使用しなくてもハンチングのない安定し
た運転ができる潜水体昇降装置における吊索の張
力制御装置を提供することにある。

発明の構成 この発明による吊索の張力制御装置は、自動定
トルク運転が可能なバツクホールウインチと、こ
のウインチから繰出されて先端に潜水体が吊下げ
られる吊索と、吊索の中間部が掛けられるラム式
テンシヨナと、潜水体に設けられたダウンホール
ウインチと、このウインチから繰出されて海底基
地に接続されたダウンホールケーブルとを備えた
潜水体昇降装置において、ラム式テンシヨナにそ
の伸縮を検知するリミツトスイツチが設けられ、
ラム式テンシヨナが所定位置まで伸びたときには
バツクホールウインチのトルク設定値を上げ、ラ
ム式テンシヨナが所定位置まで縮んだときにはバ
ツクホールウインチのトルク設定値を下げるよう
になされているものである。

実施例と作用 第１図は、海底基地１に人を運搬する潜水体
（サービスカプセル）２を海中に吊下げている支
援船３の前部を示している。

支援船３の前端部、左右両側の甲板４上に略Ａ
形の潜水体吊下げ用フレーム５の左右１対の脚の
下端部が前後回動可能に取付けられており、フレ
ーム５の上部、左右中央にプーリ６が取付けられ
ている。船３の後寄り、左右中央の甲板４上に自
動定トルク運転が可能なバツクホールウインチ７
が設置され、このウインチ７とフレーム５の間の
甲板４上にラム式可変容量テンシヨナ８が設置さ
れている。また、このテンシヨナ８の前後の甲板
４上にはプーリ９，１０が配置されている。そし
て、ウインチ７から繰出された吊索（バツクホー
ルケーブル）１１が後側のプーリ１０、テンシヨ
ナ８および前側のプーリ９を通してフレーム５の
プーリ６に掛通され、その先端に吊り金具１２を
介して潜水体２が吊下げられている。潜水体２の
内部にはダウンホールウインチ１３が設けられ、
これから繰出されたダウンホールケーブル１４の
先端が海底基地１に接続されている。

テンシヨナ８は、第２図に詳細に示すように、
垂直に配置されたラムシリンダ１５、油とガス
（たとえば窒素ガス）が密封された３個のアキユ
ムレータ１６，１７，１８、ラムシリンダ１５の
油室１９と第１のアキユムレータ１６の油側とを
結ぶ油連通管２０、３個のアキユムレータ１６，
１７，１８のガス側同志を結ぶガス連通管２１，
２２、第２と第３のアキユムレータ１７，１８を
結ぶガス連通管２２に設けられた弁２３、３個の
アキユムレータ１６，１７，１８にそれぞれ設け
られた油面計２４，２５，２６、ならびに第２お
よび第３のアキユムレータ１７，１８に対する油
給排装置２７を備えている。油給排装置２７は、
油タンク２８、油タンク２８と第２のアキユムレ
ータ１７とを結ぶ油供給管２９、油タンク２８と
第３のアキユムレータ１８とを結ぶ油供給管３
０、油供給管２９，３０の油タンク２８側に設け
られた油圧ポンプ３１、油供給管２９，３０のア
キユムレータ１７，１８側に設けられた弁３２，
３３、アキユムレータ１７，１８への油供給管２
９，３０と油タンク２８とを結ぶ油排出管３４、
および油排出管３４に設けられた弁３５より構成
されている。また、ポンプ３１と第１のアキユム
レータ１６との間には、弁３６を備えた油供給管
３７が設けられている。そして、ラムシリンダ１
５のラム３８の上端に取付けられたプーリ３９に
吊索１１が掛けられている。なお、ポンプ３１は
定容量形のものが望ましく、かつ圧力変動に十分
耐えうるだけの馬力が必要である。

テンシヨナ８は主として船３の動揺による衝撃
を吸収するものであり、通常の使用時には、弁２
３，３３，３５，３６が閉じており、弁３２は開
いている。そして、吊索１１の張力すなわちラム
３８に作用する荷重が急激に変化したときには、
第１および第２のアキユムレータ１６，１７なら
びにガス連通管２１内に密封されたガスの圧縮性
によつて衝撃が吸収される。この場合、第１およ
び第２のアキユムレータ１６，１７のガス圧を調
節することにより、荷重の変化に対応してテンシ
ヨナ８の作動範囲が変えられ、ガス圧の調節は油
給排装置２７で第２のアキユムレータ１７内の油
量を調節することにより行なわれる。以上の外に
第３のアキユムレータ１８は吊索１１の初期張力
の変化に対応するために第２のアキユムレータ１
７に油を給排せずに第１および第２のアキユムレ
ータ１６，１７のガス圧を調節するものであり、
油給排装置２７の弁３２を閉じ、弁２３，３３を
開いて第３のアキユムレータ１８に油を供給する
ことにより第１および第２のアキユムレータ１
６，１７の圧力を上げ、または弁２３，３３，３
５を開いて第３のアキユムレータ１８の油を油タ
ンク２８に戻すことにより第１および第２のアキ
ユムレータ１６，１７の圧力を下げる機能を有す
る。

テンシヨナ８には、その伸縮すなわちラム３８
の上下動を検知する４個のリミツトスイツチ、す
なわち、許容範囲上限リミツトスイツチ（第１の
LS）４０、中立範囲上限リミツトスイツチ（第
２のLS）４１、中立範囲下限リミツトスイツチ
（第３のLS）４２および許容範囲下限リミツトス
イツチ（第４のLS）４３が上から順に設けられ
ている。

バツクホールウインチ７の油圧制御回路の一部
が第３図に示されており、このウインチ７のドラ
ム４４はクラツチ４５などを介して比較的小容量
の油圧モータ４６に連結されている。この油圧モ
ータ４６の高圧側油路４７には、油タンク４８側
から順に、油圧ポンプ４９、チエツク弁５０およ
び２個の止め弁５１，５２が設けられ、同低圧側
油路５３には、油圧モータ４６側から順に、止め
弁５４、リリーフ弁５５（たとえばクラツキング
圧力７Kg）、リターンフイルタ５６、オイルクー
ラ５７およびチエツク弁５８（たとえばクラツキ
ング圧力3.5Kg）が設けられている。低圧側油路
５３のフイルタ５６とオイルクーラ５７の中間部
分がチエツク弁５９を介して油タンク４８に接続
されている。高圧側油路４７のチエツク弁５０よ
り油圧モータ４６側の部分と低圧側油路５３のフ
イルタ５６より油圧モータ４６側の部分との間
に、リリーフ弁６０（たとえばクラツキング圧力
210Kg）が設けられている。高圧側油路４７の止
め弁５１より油圧モータ４６側の部分と低圧側油
路５３のリリーフ弁５５より油タンク４８側の部
分との間に、絞り弁６１およびトルク設定用電磁
比例リリーフ弁６２が設けられており、このリリ
ーフ弁６２のクラツキング圧力は遠隔操作により
たとえば５〜210Kgの間の任意の値に設定できる。
高圧側油路４７の止め弁５２より油タンク４８側
の部分と低圧側油路５３の止め弁５４より油タン
ク４８側の部分との間に向きの異なる２個のチエ
ツク弁６３，６４が直列に設けられており、低圧
側油路５３のオイルクーラ５７より油タンク４８
側の部分とこれらのチエツク弁６３，６４の中間
部分とが補給用油路６５により連通している。補
給用油路６５はチエツク弁６６を介して油タンク
４８に接続されている。また、高圧側油路４７お
よび低圧側油路５３の適当箇所に、圧力計６７が
設けられている。

海中にある潜水体２には常にその重量を上回る
浮力が作用するようになされており、潜水体２内
の乗員がダウンホールウインチ１３を操作してダ
ウンホールケーブル１４を繰出すことにより潜水
体２は浮上し、ダウンホールケーブル１４を巻込
むことにより潜水体２は沈降する。このとき、第
３図の油圧制御回路および第４図の電気制御回路
により、潜水体２の浮上、沈降に追従して、バツ
クホールウインチ７の自動定トルク運転が行なわ
れる。すなわち、潜水体２浮上時には、吊索１１
の張力を一定に保ちながらこれを巻上げる自動定
トルク巻上げが行なわれ、潜水体２沈降時には、
吊索１１の張力を一定に保ちながらこれを繰出す
定トルク制動繰出しが行なわれる。

第４図において、船３の監視室に設置された遠
隔操作盤に張力設定用ポテンシヨメータ６８が設
けられており、これによつて定トルク巻上げ時お
よび制動繰出し時の目標となる吊索１１の張力の
基準値すなわちバツクホールウインチ７の油圧モ
ータ４６のトルクの基準値が設定される。また、
バツクホールウインチ７の制御盤６９にはモード
選択回路７０が設けられており、定トルク巻上げ
時と制動繰出し時とで電磁比例リリーフ弁６２の
クラツキング圧力の基準設定値が切換えられる。
これは、巻上げ時と繰出し時とで吊索１１の張力
とリリーフ弁６２のクラツキング圧力との間の関
係が異なるからであり、たとえば制動繰出し時の
モード選択回路７０の出力信号V₂は定トルク巻
上げ時の出力信号V₁の約50％である。そして、
定トルク巻上げと制動繰出しのいずれの場合も、
テンシヨナ８のラム３８が第２と第３のLS４１，
４２の間の中立範囲にあつてこれらのLS４１，
４２がいずれも非作動状態であるときには、モー
ド選択回路７０のいずれかの出力信号V₁，V₂が
これらのLS４１，４２のｂ接点４１ｂ，４２ｂ
を通つて駆動回路７１にそのまま送られ、リリー
フ弁６２のクラツキング圧力が張力の基準設定値
に対応する基準値に設定されている。そして、ラ
ム３８が中立範囲の上限まで伸びて第２のLS４
１が作動したときには、このLS４１のｂ接点４
１ｂが開いてａ接点４１ａが閉じるため、モード
選択回路７０のいずれかの出力信号V₁，V₂がプ
ラス補正回路７２，７３によりたとえば1.3倍さ
れて駆動回路７１に送られ、リリーフ弁６２のク
ラツキング圧力が基準設定値よりたとえば30％大
きい値に設定される。これとは逆に、ラム３８が
中立範囲の下限まで縮んで第３のLS４２が作動
したときには、このLSのｂ接点４２ｂが開いて
ａ接点４２ａが閉じるため、モード選択回路７０
のいずれかの出力信号V₁，V₂がマイナス補正回
路７４，７５によりたとえば0.7倍されて駆動回
路７１に送られ、リリーフ弁６２のクラツキング
圧力が基準設定値よりたとえば30％小さい値に設
定される。なお、テンシヨナ８の中立範囲は、た
とえば、中立位置を中心にしてその上下にそれぞ
れ100mmとなつている。

定トルク巻上げの場合、潜水体２が停止してい
るときには、油圧モータ４６の高圧側油路４７の
圧力が電磁比例リリーフ弁６２のクラツキング圧
力に達すると、高圧側油路４７の油がこの弁６２
を通つて低圧側油路５３に逃げるため、バツクホ
ールウインチ７すなわち油圧モータ４６は停止
し、高圧側油路４７の圧力すなわち吊索１１の張
力は一定に保たれる。ダウンホールケーブル１４
が繰出されて潜水体２が浮上すると、吊索１１の
張力が減少し、この張力がある程度減少したとき
に、高圧側油路４７から供給される油によつて油
圧モータ４６が正転して吊索１１が巻上げられ
る。そして、リリーフ弁６２のクラツキング圧力
で決まる一定の張力を保ちながら、潜水体２の浮
上に追従して吊索１１が巻上げられる。なお、潜
水体２が浮上を開始するとき、静トルクと動トル
クの差により、吊索１１の張力が減少してもウイ
ンチ７はすぐに起動（正転）せず、吊索１１の張
力がウインチ７の起動トルクに対応する値に達す
るまでテンシヨナ８のラム３８が伸びる。ところ
が、ラム３８が中立範囲の上限に達して第２の
LS４１が作動すると、リリーフ弁６２のクラツ
キング圧力が基準設定値よりたとえば30％上げら
れるため、ウインチ７が起動して吊索１１が巻上
げられる。このため、吊索１１の張力が増加し、
ラム３８は中立位置付近に戻り、リリーフ弁６２
のクラツキング圧力は再び基準設定値になる。ま
た、潜水体２の浮上に追従して吊索１１を巻上げ
ているときに、たとえば波などによつて船３が下
降することなどにより吊索１１の張力が減少して
第２のLS４１が作動したような場合も、リリー
フ弁６２のクラツキング圧力が基準設定値よりた
とえば30％上り、吊索１１の張力が増加してラム
３８の中立位置復帰を早める。逆に、たとえば波
などによつて船３が上昇することなどにより吊索
１１の張力が増加して第３のLS４２が作動した
ような場合は、リリーフ弁６２のクラツキング圧
力が基準設定値よりたとえば30％下り、吊索１１
の張力が減少してラム３８の中立位置復帰を早め
る。このように、定トルク巻上げ中、ラム３８は
中立範囲内に保持され、従来のようにバツクホー
ルウインチ７の静トルクと動トルクの差または波
などによる船３の上下動などにより大きな伸縮を
繰返すことがない。

制動繰出しの場合、潜水体２が停止していると
きには、波などにより船３が上下動しても、上記
同様、バツクホールウインチ７の制動繰出しとテ
ンシヨナ８のラム３８の伸縮により、吊索１１の
張力は一定に保たれる。ダウンホールケーブル１
４が巻込まれて潜水体２が沈降すると、吊索１１
の張力が増加し、この張力がある程度増加したと
きに、高圧側油路４７の油がリリーフ弁６２を通
つて低圧側油路５３に逃げ、油圧モータ４６が逆
転して吊索１１が繰出される。そして、リリーフ
弁６２のクラツキング圧力で決まる一定の張力を
保ちながら、潜水体２の沈降に追従して吊索１１
が繰出される。なお、潜水体２が沈降を開始する
ときも、静トルクと動トルクの差により、吊索１
１の張力が増加してもウインチ７はすぐには起動
（逆転）せず、吊索１１の張力がウインチ７の起
動トルクに対応する値に達するまでテンシヨナ８
のラム３８が縮む。ところが、ラム３８が中立範
囲の下限に達して第３のLS４２が作動すると、
リリーフ弁６２のクラツキング圧力が基準設定値
よりたとえば30％下げられるため、ウインチ７が
起動して吊索１１が繰出される。このため、吊索
１１の張力が減少し、ラム３８は中立位置付近に
戻り、リリーフ弁６２のクラツキング圧力は再び
基準設定値に戻る。また、潜水体２の沈降に追従
して吊索１１を繰出しているときも、たとえば波
などによつて船３が上昇することなどにより吊索
１１の張力が増加して第３のLS４２が作動した
ような場合は、リリーフ弁６２のクラツキング圧
力が基準設定値よりたとえば30％下つて吊索１１
の張力が減少し、逆にたとえば波などによつて船
３が下降することなどにより吊索１１の張力が減
少して第２のLS４１が作動したような場合は、
リリーフ弁６２のラツキング圧力が基準設定値よ
りたとえば30％上つて吊索１１の張力が増加し、
いずれの場合も、ラム３８は中立範囲内に保持さ
れる。

バツクホールウインチ７の自動定トルク運転中
に油圧モータ４６の高圧側油路４７または低圧側
油路５３の圧力が異常に低下したような場合、そ
の油路４７，５３に補給用油路６５からその油路
４７，５３側のチエツク弁６３，６４を通つて油
が補給される。また、何らかの原因でテンシヨナ
８のラム３８が中立範囲から外れて第１のLS４
０または第４のLS４３が作動したような場合は、
警報が発せられる。

図示は省略したが、バツクホールウインチ７の
ドラム４４には、小容量の油圧モータ４６と同じ
構造の比較的大容量の油圧モータがクラツチなど
を介して連結されており、潜水体２を船３上に格
納したり船３上から海中に入れたりする場合な
ど、潜水体２を空中において昇降させるときに
は、小容量の油圧モータ４６と大容量の油圧モー
タを同時に駆動する手動運転が行なわれる。そし
て、実際には、この手動運転のための油圧ポン
プ、手動運転と自動定トルク運転を切換えるため
の制御弁などが第３図の油圧制御回路に付加され
ている。

発明の効果 この発明の潜水体昇降装置における吊索の張力
制御装置によれば、自動定トルク運転が可能なバ
ツクホールウインチ７と、このウインチ７から繰
出されて先端に潜水体２が吊下げられる吊索１１
と、吊索１１の中間部が掛けられるラム式テンシ
ヨナ８と、潜水体２に設けられたダウンホールウ
インチ１３と、このウインチ１３から繰出されて
海底基地１に接続されたダウンホールケーブル１
４とを備えた潜水体昇降装置において、ラム式テ
ンシヨナ８にその伸縮を検知するリミツトスイツ
チ４１，４２が設けられ、ラム式テンシヨナ８が
所定位置まで伸びたときにはバツクホールウイン
チ７のトルク設定値を上げ、ラム式テンシヨナ８
が所定位置まで縮んだときにはバツクホールウイ
ンチ７のトルク設定値を下げるようになされてい
るので、上述のように、バツクホールウインチの
定トルク運転時のウインチおよびテンシヨナのハ
ンチングを防止でき、安定した運転が可能であ
る。したがつて、テンシヨナのストロークは船の
動揺を吸収しうる程度のものでよく、とくにテン
シヨナのストロークを長くしたり復元能力を大き
くしたりする必要がないため、経済的である。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示し、第１図は潜水
体（サービスカプセル）の支援船の前部側面図、
第２図はラム式テンシヨナの管系統図、第３図は
張力制御装置の油圧制御回路図、第４図は張力制
御装置の電気制御回路のブロツク図である。 １…海底基地、２…潜水体、７…バツクホール
ウインチ、８…ラム式テンシヨナ、１３…ダウン
ホールウインチ、１４…ダウンホールケーブル、
１１…吊索、４１，４２…リミツトスイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 自動定トルク運転が可能なバツクホールウイ
   ンチ７と、このウインチ７から繰出されて先端に
   潜水体２が吊下げられる吊索１１と、吊索１１の
   中間部が掛けられるラム式テンシヨナ８と、潜水
   体２に設けられたダウンホールウインチ１３と、
   このウインチ１３から繰出されて海底基地１に接
   続されたダウンホールケーブル１４とを備えた潜
   水体昇降装置において、ラム式テンシヨナ８にそ
   の伸縮を検知するリミツトスイツチ４１，４２が
   設けられ、ラム式テンシヨナ８が所定位置まで伸
   びたときにはバツクホールウインチ７のトルク設
   定値を上げ、ラム式テンシヨナ８が所定位置まで
   縮んだときにはバツクホールウインチ７のトルク
   設定値を下げるようになされている潜水体昇降装
   置における吊索の張力制御装置。