JPS594588B2 - 浮力附与装置及び方法 - Google Patents

浮力附与装置及び方法

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JPS594588B2
JPS594588B2 JP52049462A JP4946277A JPS594588B2 JP S594588 B2 JPS594588 B2 JP S594588B2 JP 52049462 A JP52049462 A JP 52049462A JP 4946277 A JP4946277 A JP 4946277A JP S594588 B2 JPS594588 B2 JP S594588B2
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L1/00—Laying or reclaiming pipes; Repairing or joining pipes on or under water
    • F16L1/12—Laying or reclaiming pipes on or under water
    • F16L1/16—Laying or reclaiming pipes on or under water on the bottom
    • F16L1/165—Laying or reclaiming pipes on or under water on the bottom by towing the pipe on or near the bottom
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L1/00—Laying or reclaiming pipes; Repairing or joining pipes on or under water
    • F16L1/12—Laying or reclaiming pipes on or under water
    • F16L1/16—Laying or reclaiming pipes on or under water on the bottom
    • F16L1/163—Laying or reclaiming pipes on or under water on the bottom by varying the apparent weight of the pipe during the laying operation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10T137/00—Fluid handling
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    • Y10T137/2559—Self-controlled branched flow systems
    • Y10T137/2574—Bypass or relief controlled by main line fluid condition
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、海底、湖底、海底などに、ガス、水、石油
等の輸送や交通などの用途に供するパイプラインを敷設
する場合を始めとし、各種の水中物体に浮力を附与して
その水中重量を減じたり浮揚させたりする装置及び方法
に関する。
パイプラインを敷設する一方法に、敷設線上にある陸上
に作業基地を設け、ここで遂次管を継ぎながら水底を滑
らせて対岸まで曳き出す方法がある。
このようにして敷設したパイプラインの稼働時の水中見
掛重量が軽いと、波浪や水流によって移動するおそれが
あるので、適宜外面にコンクリート巻きを施こして重量
の調節を行う。
また、管端を閉塞して内部に空気を充たしても、なおか
つ水中見掛重量が太きいときは、水底との摩擦が著るし
く太き（なって、上述の水底を滑らせて曳き出す作業に
支障を来たすので、パイプラインの各所に浮子を取付け
て水中見掛重量の低減を計る。
浮子は、敷設を終った時点で潜水夫が取外す。
上述の敷設方法における最大の難点は、浮子の性質と取
扱いにある。
即わちパイプラインを曳き出して行（と、水底の深度変
化に伴って水圧が変化するが、この水圧変化に拘わらず
浮力を一定に維持するには、浮子の容積を不変に保１こ
なげればならない。
そのために鋼管製の浮子を用いることがあるが、高価で
、輸送費が嵩み、保管に広い場所を要し、重いためにパ
イプラインへの取付作業が面倒で、敷設を終って浮子を
取外す際に浮力が太きいために高速で浮上して危険であ
る等の問題があった。
また、合成繊維布を基材として丈夫に作られ１こ気密袋
に、高い圧力で空気を充填して使用することもあるが、
やはり高価になることに加え、袋の強度の面から水深２
０メ一トル程度までにしか使用できない制約があった。
この発明は、水深の変化による水圧変動に拘らず一定の
浮力を維持することができ、深い深度にまで使用でき、
安価で、輸送や保管が容易で、軽量なためパイプライン
等の物体に対する着脱が容易で、敷設終了後の水中での
取外しも安全に行うことができる浮力附与装置及び方法
を実現することを目的とし、パイプラインの敷設作業の
他、各種の物体の水中作業や海上輸送や浮上作業にも応
用できるものである。
この発明の浮力附与装置は、軟質気密材料をもって袋状
に形成された浮子と、該浮子に近接して配置された差圧
弁と、圧力空気の供給源と、その圧力空気を上記差圧弁
を介して上記浮子内へ供給する管路とを有し、これらは
、この発明の浮力附与方法において使用される。
上記差圧弁は、両面に加わる圧力の差によって移動する
圧力比較部材を内部に有し、その第１の面に上記浮子の
内圧が加わり、その第２の面には外界の水圧と発条によ
る設定圧との和が加わっている。
そして、第２の面に加わる圧力の方が大きい場合には、
第１の弁体が開弁じて上記管路から圧力空気を浮子内へ
導入し、逆に第１の面に加わる圧力の方が大きい場合に
は、第２の弁体が開弁して上記浮子内の空気を外界へ放
出するよう構成され、上記発条の設定圧は上記浮子の耐
圧を越えない値に選ばれている。
その結果浮子が次第に沈降して圧力比較部材の第２の面
に加わる圧力が増大すると、第１の弁体が開弁して浮子
内に圧力空気が導入されることにより浮子の内圧が高め
られ、逆に、浮子が次第に浮上して圧力比較部材の第２
の面に加わる圧力が低下すると、第２の弁体が開弁して
浮子内の空気を放出することにより浮子の内圧を引下げ
、かくて、浮子は常に外界水圧より発条の設定圧だけ高
い圧力で膨張状態に維持される。
従って、浮子は水深に関係なく一定した浮力を発揮する
。
以下、この発明を図示の実施例によって説明する。
第１図において、１は敷設しつつあるパイプラインで、
図における左岸で長尺に継合わされ、右岸へ向けて水底
２上を滑らせながら曳船３によって曳き出される。
４，４・・・はパイプライン１の各所に取付けられ１こ
浮子である。
浮子４，４・・・は、ゴム或いは合成樹脂引きの強靭な
合成繊維布により円筒形に気密に作られ、第２図及び第
３図に示すように所要個所に補強バンド５が巻回され、
補強バンド５の両側から取付バンド６が伸延し、取付バ
ンド６は先端に三角環７を有している。
′パイプライン１には、それに対応する位置に鋼製バン
ド８が巻回され、両側に鉤９が溶接されている。
各三角環７を６鉤９に掛け、浮子４内部に空気を圧入し
てこれを膨張させると、取付バンド６は緊張して、三角
環７は鉤９から容易に外れない状態になる。
浮子４，４・・・は、第４図に示すように一端に接続栓
１０を有し、各々の接続栓１０を介して適数（図示の場
合は３個）づづ枝管路１１に接続される。
各枝管路１１は、パイプラインに沿って陸上から伸延す
る幹管路１２に後述の差圧弁１３を介して接続され、か
つ末端に開閉弁１４を有している。
これらの管路１１，１２はゴムホースまたは鋼管で構成
され、鋼管の場合は第３図に示すように鋼製バンド８に
溶接され、ゴムホースの場合は適当な保持構造によって
同様な位置に取外し可能に保持される。
第５図は差圧弁１３の詳細を示す。
枝管路１１に接続される流入口１５は、弁体１６を有す
る弁室１７と弁座室１８とを順に経て、浮子４に接続さ
れる流出口１９に至っている。
弁体１６からは弁棒２０が伸延し、弁座室１８の壁を貫
通してダイヤフラム室２１内に至っている。
２２はダイヤフラムで、その１側にはダイヤフラム室２
１が、他側には窓２３によって外界に開放され１こ発条
室２４が設けられている。
ダイヤフラム２２は中心に両室２Ｌ２４を連通させる小
孔２５を有し、発条室２４内に設けた発条２６は小孔２
５が弁棒２０によって閉塞されるようにダイヤフラム２
２を室２１の方向へ押圧している。
２７は弁座室１８とダイヤフラム室２１とを連通させる
小孔、２８は弁体１６を弁座に緩く押付ける発条である
。
なお、発条２６の強さは、ダイヤフラム室２１の圧力が
発条室２４の圧力を若干（例えば０．５ｋｇ／ｃｉＬ）
上廻つ１こときに、ダイヤフラム２２が平衡するように
設定されている。
先づ、パイプライン１の成る部分が、そこに取付けた浮
子４と共に陸上にあり、管路１２には十分高い圧力空気
が供給されているとする。
当初は、浮子４内は大気圧にあり、従ってダイヤフラム
２２の両側の室２１，２４内は何れも大気圧にあるから
、発条２６の押圧力により弁体１６は開弁して、管路１
２内の圧力空気は浮子４内へ流入してこれを膨張させる
。
そして浮子４内が０．５に％ｉの圧力に達し１ことき、
ダイヤフラム２２は平衡し、弁体１６は閉弁して浮子４
内へ圧力空気が流入するのを停止させる。
次に、パイプライン１が曳き出されるのに伴って浮子４
が水没するようになると、発条室２４内へは水圧が加わ
るので、ダイヤフラム２２の平衡は再び破れて弁体１６
は開弁し、浮子４内に更に圧力空気を流入させ、その空
気圧が水圧ヲ０．５ｋｇ／ｃｎｔだげ上廻るとダイヤフ
ラム２２が平衡し弁体１６は閉弁する。
このようにして、水深が深い個所へ移動するに伴い、浮
子４内へ圧力空気が導入されて、その空気圧を常に水圧
より０、５ ｋｇ／ｆｆｌだけ高い値に保つ。
パイプライン１が更に曳き出され、浮子４が水底の最深
部を通過して次第に浅い方へ向うと、ダイヤフラム２２
０両側の圧力差が設定値（０，５ｋｇ〆揃）を下廻るよ
うになる。
すると、ダイヤフラム２２は発条２６を圧縮する方向に
変歪し、小孔２５は弁棒２０から離れるために、室２１
と２４とは連通ずる。
従って浮子４内の圧力空気は、小孔２７と小孔２５と窓
２３とを通って水中へ放出され、そのために浮子４内の
圧力は水圧との差圧が設定値になるまで降下する。
このようにして、パイプライン１の敷設作業中の水深変
化に追従して、浮子４，４・・・内の圧力は常に水圧よ
り設定値（０，５ｋｙ／ｍ ）だげ高い圧力に調節され
、浮子は同じ体積を維持する。
パイプライン１を所定位置に敷設し終ると、潜水夫が開
閉弁１４を開いて浮子４，４・・・内の空気を水中へ放
出させ、接続栓１０，１０・・・を切離すと共に、各三
角環７を鉤９から外して、各浮子をパイプライン１から
解放して浮上させる。
なお、このとき陸上で管路１２の端末を大気に開放して
も、弁室１７と弁座室１８との圧力差によって弁体１６
は開弁し、各浮子４内の圧力空気は管路１２に通して放
出されるので、作業の都合に応じて浮子４，４・・・内
の空気の放出手段を選択することができる。
以上のように、この発明によるときは、パイプラインに
浮力を与えるための浮子として軟質の空気袋を用いてい
るにも拘らず、水深の変化に伴う内圧を自動的に調節し
てその浮力を一定に保つことができ、必要な場合には水
中で空気を抜いてその浮力を殆ど除くことができる。
従って、浮子自体は軽量で嵩張らないために、輸送並び
に保管に便利であると共に安価である。
また、深度が深い場所でも使用でき、かつ水中での着脱
作業を安全に行うことができる。
なお、上述の説明はパイプラインの敷設作業に関するも
のであるが、各種の水中物体の水中重量を軽減して水中
作業を容易にし、或いは水中物体を浮上させ、または物
体を水面に浮上させて曳航輸送するなど、多方面の用途
における浮力の附与に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明を実施しタハイプライン敷設作業の説
明図、第２図は同実施例における浮子の取付構造を示す
側面図、第３図は同構造の正面図、第４図は同実施例に
おける配管図、第５図は同実施例における差圧弁の断面
図である。 １・・・・・・パイプライン（浮力の被附与体）、３・
・・・・・曳船（圧力空気供給源）、４・・・・・・浮
子、１２・・・・・・管路、１３・・・・・・差圧弁、
１５・・・・・・流入口（管路側）、１６・・・・・・
第１の弁体、１９・・・・・・流出口（浮子側）、２０
・・・・・・弁棒（第２の弁体）、２１・・・・・・ダ
イヤフラム室（第１の面の側）、２２・・・・・・ダイ
ヤフラム（圧力比較部材）、２４・・・・・・発条室（
第２の面の側）、２６・・・・・・差圧設定用の発条。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 軟質気密材料をもって袋状に形成された浮子と、該
    浮子に近接して配置され１こ差圧弁と、上記浮子が使用
    される最大水深に対応する水圧よりも少くとも後述の設
    定圧だけ高い圧力空気の供給源と、上記差圧弁を介して
    上記浮子内へ上記供給源の圧力空気を送入する管路とよ
    りなり、上記差圧弁は、第１の面に上記浮子内の空気圧
    が与えられその反対側の第２の面に外界の水圧及び発条
    による設定圧が与えられる圧力比較部材と、該圧力比較
    部材が中立位置より第１の面の方向へ移動したときに上
    記管路を上記浮子に連通させる第１の弁体と、上記圧力
    比較部材が中立位量より第２の面の方向へ移動し１こと
    きに上記浮子を外界へ連通させる第２の弁体とを有し、
    上記発条の設定圧は上記浮子の耐圧を越えない圧力に対
    応する値に選ばれていることを特徴とする浮力附与装置
    。 ２ 浮力を附与しようとする物体に軟質気密材料をもっ
    て袋状に形成され１こ浮子を取付け、管路を経由して上
    記浮子内へ圧力空気を送入して上記物体に浮力を附与す
    る方法において、上記浮子と上記管路との間に、上記浮
    子内と外界との間の圧力差が上記浮子の耐圧を越えない
    値の設定圧より小さいときは上記管路から上記浮子内へ
    圧力空気を導入し、上記圧力差が上記設定圧より太きい
    ときは上記浮子内の空気を外界へ放出するよう構成しｙ
    ４圧弁ｙ上記浮子に接近して介在させたことを特徴とす
    る浮力附与方法。
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