JPH0623171Y2 - 水中機器の均圧装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ．産業上の利用分野 本考案は水中で使用される機器（例えば水中電動機）の
耐水圧能力を高める均圧装置に関する。

Ｂ．考案の概要 本考案は、水中機器の内部に封入した非圧縮性流体と該
機器外の水圧との差圧をある一定値に保持して耐水圧能
力を高めると共に、該水中機器に非圧縮性流体の洩れが
生じた場合もピンチタンクから非圧縮性流体を補給して
耐水圧能力を維持する均圧装置である。

Ｃ．従来の技術 近年、有力な鉱物資源として水深５０００メートル前後
の深海底にあるマンガン団塊が注目されている。このマ
ンガン団塊を採取するには、海底においてマンガン団塊
を採掘する装置から海面上の採取船までパイプによりマ
ンガン団塊を吸い上げており、このような採取を行うに
際して水中電動機等の水中機器が用いられている。

大きな水圧が加わる深海において使われる水中機器は、
その内部（機器内）に非圧縮性流体が封入されると共
に、この流体の圧力（内部圧力）と機器外の水圧（外部
圧力）との差圧をある一定値にするための均圧装置が装
備されている。

第２図には均圧装置を備えた水中電動機の代表的なもの
を示す。電動機自体の構造はほぼ一般の電動機と同じで
あり、１は当該電動機のフレーム、２はフレーム１に軸
受３を介して支持された軸、４は軸２と一体のロータ、
５はフレーム１側に設けられたステータコア、６はステ
ータコイル、７は一端がステータコイル６に接続されて
いるケーブルである。フレーム１の一端面にベローズ均
圧装置としてベローズ８がケース１１内に収めて設けら
れている。ベローズ８の一端はケース１１に設けた孔１
５を通して電動機外と通じ、他端側はフレーム１に設け
た孔１６を通して非圧縮性流体が封入されている電動機
内に通じている。すなわち、電動機１０の内部圧力と外
部圧力とに差圧を生ずると、その差圧をある一定値にす
るようベローズ８が伸縮する。

Ｄ．考案が解決しようとする問題点 上述のように耐水圧能力は電動機内の流体圧をベローズ
で機外の水圧に応じて変化させることにより達成されて
いるが、何らかの原因により非圧縮性流体の機外への洩
れが生じてしまうと、内部圧力を上昇させることができ
なくなって、内部圧力と外部圧力との差圧の増大によっ
て遂には水中電動機の破壊に至ってしまう。このため、
水中電動機の信頼性を確保する上で、機内流体の漏洩防
止が唯一の手段であった。

しかしながら、水中電動機は深海に設置されて用いられ
るため、機内流体の洩れに対して適切な対策がなく問題
になっていた。

Ｅ．問題点を解決するための手段 本考案は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもの
で、機内流体の漏洩に対して流体を補給することができ
る均圧装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するための本考案に係る水中機器の均圧
装置は、内部に非圧縮性流体を封入した水中機器に該機
器内の流体圧と該機器外の水圧との差圧をある一定値に
するベローズを設けると共に内部に非圧縮性流体を収容
したピンチタンクにタンク内の流体圧と外部の水圧との
差圧を一定値にするベローズを設けて前記水中機器の内
部圧力よりも前記ピンチタンクの内部圧力を高く設定す
る一方、前記水中機器に設定される内部圧力と前記ピン
チタンクに設定される内部圧力の差圧よりも大きく、且
つ、前記水中機器における水圧と内部圧力との差圧より
も大きな設定圧を設定したチェック弁を介して前記ピン
チタンクと前記水中機器とを接続し、前記水中機器から
非圧縮性流体が洩れて前記水中機器の内部圧力と前記ピ
ンチタンクの内部圧力の差圧が前記チェック弁の設定圧
を越えて増大した時のみ、前記チェック弁を通じて前記
ピンチタンクから前記水中機器内へ非圧縮流体を補給す
ることを特徴とする。

Ｆ．作用 水中機器は、その内部の流体圧がベローズにより機器外
の水圧によりも高くなるように変化するので、水中機器
の耐水圧能力が高められる。同様に、ピンチタンクも、
タンク内部の流体圧がベローズによりタンク外の水圧に
よりも高くなるように変化するので、ピンチタンクの耐
水圧能力が高められる。

ここで、水中機器とピンチタンクとの間に接続されるチ
ェック弁の設定圧は、前記水中機器に設定される内部圧
力と前記ピンチタンクに設定される内部圧力の差圧より
も大きいので、その内部圧力の関係が変化しないかぎ
り、チェック弁は閉じた状態を維持する。

しかし、何らかの原因により、水中機器から非圧出性流
体が洩れて水中機器内の内部圧力が低下し、ピンチタン
クの内部圧力との差圧が、チェック弁の設定圧を越えた
時にはチェック弁が開き、チェック弁を通じて非圧縮性
流体がピンチタンクから水中機器内へ補給されることに
なる。この時、ピンチタンクの内部圧力は、水中機器の
内部圧力よりも高いので、速やかに補給が行われること
になる。

一方、何らかの事故等により、ピンチタンクから非圧縮
性流体が洩れて、その内部圧力が低下して水圧と等しく
なった時であっても、水中機器からピンチタンクへ海水
が流れることはない。チェック弁の設定圧は、水中機器
における内部圧力と水圧の差圧よりも大きいため、チェ
ック弁が開かないからである。

つまり、チェック弁は、ピンチタンクから水中機器への
非圧縮性流体への流れを許容するものの、その逆方向の
水中機器からピンチタンクへの流れを阻止することがで
きるのである。

Ｇ．実施例 本考案に係る水中機器の均圧装置を実施例に基づいて具
体的に説明する。

第１図は水中電動機に適用した本考案の一実施例に係る
均圧装置の部分断面正面図である。尚、従来と同一部分
には同一符号を付して重複する説明は省略する。

図示のように、水中電動機１０の近傍にはピンチタンク
２０が設けられており、このピンチタンク２０内には水
中電動機内に封入されている非圧縮性流体（例えば油）
と同じ非圧縮性流体が収容されている。ピンチタンク２
０にはベローズ２１がケース２２内に収めて設けられて
おり、このベローズ２１は水中電動機に設けられている
ベローズ８より高い設定圧となっている。そして、ベロ
ーズ２１の一端は孔２３を通してピンチタンク２０の外
部と通じ、ベローズ２１の他端は孔２４を通してピンチ
タンク２０内に通じている。

水中電動機１０の内部とピンチタンク２０の内部とは流
路管２５により接続されている。流路管２５には水中電
動機１０からピンチタンク２０への非圧縮性流体の流れ
を阻止するチェック弁２６が設けられており、このチェ
ック弁２６の設定圧はピンチタンクのベローズ２１より
大きくなっている。

上記構成において、ベローズ８、ベローズ２１、チェッ
ク弁２６の設定圧をそれぞれ0.2kg／cm²、1.0kg／cm²、
1.5kg／cm²とした場合の実施結果を＜表＞に示してあ
る。

＜表＞に示すように、水深が深くなって水圧が上昇する
に応じ、各ベローズ８，２１の作用により水中電動機１
０及びピンチタンク２０の内部圧力も上昇する。このた
め、水圧と水中電動機１０の内部圧力との差圧は常に一
定値（0.2kg／cm²）に保たれ、水中電動機１０に高い耐
水圧能力が付与されている。ここで、ピンチタンク２０
の内部圧力は水中電動機１０の内部圧力より少し高くな
るよう設定してこのピンチタンク２０の内部圧力と水圧
との差圧も常にある一定値（1.0kg／cm²）に保っている
が、チェック弁２６の設定圧がその差圧よりも大きいこ
とによりピンチタンク２０から水中電動機１０への非圧
縮性流体の流入は生じない。

一方、水中電動機１０に流体洩れが生じて内部圧力が低
下し、水中電動機１０の内部圧力とピンチタンク２０の
内部圧力との差圧がチェック弁２６の設定圧を超える
と、チェック弁２６が開いてピンチタンク２０から水中
電動機１０へ非圧縮性流体が流入し、水中電動機１０と
ピンチタンク２０との内部圧力差をチェック弁２６の設
定圧以下（1.5kg／cm²以下）に保つ。すなわち、水中電
動機１０の内部圧力と水圧との差圧も一定（0.5kg／c
m²）以下に保たれ、水中電動機１０の耐水圧能力を維持
する。

尚、ピンチタンク２０に破損が生じてこのピンチタンク
２０の内部圧力が水圧と等しくなってしまった場合にあ
っても、チェック弁２６の設定圧（1.5kg／cm²）は、水
中電動機１０の内部圧力と水圧との差圧（0.5kg／cm²）
よりも大きいため、チェック弁２６が開かず、水中電動
機１０に海水が侵入することはない。

上記実施例は水中電動機１０を例にとって説明したが、
本考案は他の水中機器にも適用することができる。ま
た、ベローズ８、ベローズ２１、チェック弁２６の設定
圧は使用条件等に応じて種々変更し得るものである。

Ｈ．考案の効果 本考案によれば、小型簡単且つ信頼性の高い構造にて水
中機器に非圧縮性流体を補給することができ、水中機器
の耐水圧信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る水中機器の均圧装置を
表す部分断面正面図、第２図は従来の均圧装置を表す部
分断面正面図である。 図面中、 ８はベローズ、 １０は水中電動機、 ２０はピンチタンク、 ２１はベローズ、 ２５は流路管、 ２６はチェック弁である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に非圧縮性流体を封入した水中機器に
   該機器内の流体圧と該機器外の水圧との差圧をある一定
   値にするベローズを設けると共に内部に非圧縮性流体を
   収容したピンチタンクにタンク内の流体圧と外部の水圧
   との差圧を一定値にするベローズを設けて前記水中機器
   の内部圧力よりも前記ピンチタンクの内部圧力を高く設
   定する一方、前記水中機器に設定される内部圧力と前記
   ピンチタンクに設定される内部圧力の差圧よりも大き
   く、且つ、前記水中機器における水圧と内部圧力との差
   圧よりも大きな設定圧を設定したチェック弁を介して前
   記ピンチタンクと前記水中機器とを接続し、前記水中機
   器から非圧縮性流体が洩れて前記水中機器の内部圧力と
   前記ピンチタンクの内部圧力の差圧が前記チェック弁の
   設定圧を越えて増大した時のみ、前記チェック弁を通じ
   て前記ピンチタンクから前記水中機器内へ非圧縮流体を
   補給することを特徴とする水中機器の均圧装置。