CN104968563A - 可潜式清洁系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于在船只漂浮或作为海上设施时清洁船只的水下船体表面(3)的可潜式清洁系统(1)。该清洁系统(1)包括：壳体(2)，该壳体包括顶面(3)、具有边缘(5)的侧面(4)以及敞开的底面，边缘(5)和底面设置成与船体表面(3)相对，并且该壳体还包括：旋转圆盘(6)，该旋转圆盘具有围绕旋转圆盘的外周(30)设置的多个喷嘴(7)，喷嘴面向船体表面(3)；滚动间隔装置(8)，该滚动间隔装置用于提供旋转圆盘(6)与船体表面(3)之间的预定的第一间隙(9)；抽吸装置(10)，该抽吸装置与设置在壳体(2)中的出口(11)流体连接以用于提供壳体(2)内的负压；加压装置(12)，该加压装置与喷嘴(7)流体连接以用于向喷嘴(7)提供高压流体，由此喷嘴(7)适于相对船体表面(3)排出高压流体以用于清洁，其中壳体(2)还包括至少部分地设置在旋转圆盘(6)与壳体(2)之间的套罩(13)，由此在壳体(2)与套罩(13)之间设置一腔室(14)，该腔室(14)与抽吸装置(10)流体连通。本发明还涉及一种包括这种可潜式清洁系统的船只或作业船以及这种可潜式清洁系统的用途。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在船只漂浮或作为海上设施时清洁船只的水下船体表面的可潜式/潜水式清洁系统。本发明还涉及一种包括这种可潜式清洁系统的船只或作业船以及这种可潜式清洁系统的用途。
背景技术
光滑的水下船体表面对于确保船的最佳性能而言是必不可少的，并且甚至是快速生长的粘泥薄层也会形成附加摩擦。考虑到燃料的高成本和船的高利用率，即使是边缘的附加摩擦也对总的燃料成本具有明显的负面影响。
目前的防结垢油漆系统无法防止在通常的入坞间隔内形成粘泥和其它污垢；因而，存在对入坞之间的水下船体清洁的需求，以最大限度地减少水下船体上的粘泥、污垢和其它增进摩擦的物体的形成。
清洁水下船体在现有技术中是已知的。但是，对于这些已知技术，已发现若干缺点，即：
a)水下船体上的防结垢层(即油漆)可能偶发性地损坏，或甚至在一些情形中被完全除去，由此水下船体暴露于海洋环境，且因此存在水下船体上的粘泥的生长速度越来越快的巨大风险。当使用机械清洁——也就是采用刷子和类似装置——时通常就是这样。
b)水下船体的清洁通常由于防结垢层在粘泥中的残留物而污染环境。粘泥自身还会危害环境，因为它可能包含外来物种。
c)清洁操作是耗时的，并且在许多情形中可能超过船只在港口的通常留港时间，由于船主因而无法遵守时间表这一点，这对船主来说存在严重后果。
d)清洁操作通常由潜水员手动进行，并且水下环境提供了对潜水员不利的工作条件。由于潜水员的工作条件不利，所以潜水员通常急迫地想要快速完成清洁操作，这在一些情形中可能引起清洁质量不符合要求。
从WO 2012/074408 A2中得知一种可潜式清洁系统。
发明内容
本发明的一个目的是完全或部分地克服现有技术的以上劣势和缺点。更具体地，一个目的是提供一种系统的、环境友好的、快速的和有成本效益的可潜式清洁系统。
此外，本发明的一个目的是提供一种可潜式清洁系统，其中下沉力被最大限度地减小。
本发明的又一个目的是提供一种可潜式清洁系统，该可潜式清洁系统可以清洁水下船体并由此以柔和的方式除去粘泥和其它污垢，而基本上不会损坏船体上的防结垢油漆。
本发明的另一个目的是提供一种可潜式清洁系统，该可潜式清洁系统最大限度地减少了对环境的污染。
本发明的又一个目的是提供一种可潜式清洁系统，该可潜式清洁系统可相对于水下船体的表面被监视和控制。
另一个目的是提供一种能耗低且清洁效率高的可潜式清洁系统。
此外，一个目的是提供一种通过结合手动控制和自主操作模式而易于由最少的船员使用的可潜式清洁系统。
以上目的以及将从下文的描述变得显而易见的许多其它目的、优点和特征通过根据本发明的方案由一种用于在船只漂浮或作为海上设施时清洁船只的水下船体表面的可潜式清洁系统来实现，该清洁系统包括：
-壳体，该壳体包括顶面、具有边缘的侧面以及敞开的底面，边缘和底面设置成与船体表面相对，并且该壳体还包括：
-旋转圆盘，该旋转圆盘具有围绕旋转圆盘的外周设置的多个喷嘴，喷嘴面向船体表面，
-滚动间隔装置，该滚动间隔装置用于提供旋转圆盘与船体表面之间的预定的第一间隙，
-抽吸装置，该抽吸装置与设置在壳体中的出口流体连接以用于提供壳体内的负压，
-加压装置，该加压装置与喷嘴流体连接以用于向喷嘴提供高压流体，由此喷嘴适合于相对船体表面排出高压流体以用于清洁，
其中，壳体还包括至少部分地设置在旋转圆盘与壳体之间的套罩(覆盖罩，护罩，shroud)，由此在壳体与套罩之间设置一腔室，该腔室与抽吸装置流体连通。
在一个实施例中，套罩可包括套罩顶面、具有套罩边缘的套罩侧面以及敞开的套罩底面，套罩边缘和套罩底面设置成与船体表面相对。
此外，该套罩可设置在壳体内，其中在套罩侧面与壳体的侧面之间具有预定的第二间隙。
所述预定的第二间隙可小于0.03m，优选小于0.025m，更优选小于0.015m。
壳体的侧面的边缘可设置在离船体表面第一距离处。
此外，该第一距离可以小于套罩边缘与船体表面之间的第二距离。
另外，通过调节壳体的边缘和船体表面之间的第一距离，可以在操作期间控制壳体中的负压。
而且，该负压可以沿壳体的边缘在壳体内形成抽吸作用。
壳体内的抽吸作用可以沿壳体的边缘提供。
而且，壳体内的抽吸作用可分布在较大面积上。
此外，壳体的边缘可以包括裙部，该裙部由柔性材料制成，以便壳体可以在(单)曲度和/或双曲度的船体表面上移动。
所述裙部可以是透水的。
在一个实施例中，可在壳体内设置多个旋转圆盘。
此外，套罩可设置在多个圆盘与壳体之间。
另外，可在每个旋转圆盘周围设置套罩。
此外，两个相邻的旋转圆盘可具有相反的旋转方向以减少它们之间的摩擦。
而且，套罩可设置在多个圆盘与壳体之间。
此外，可在每个旋转圆盘周围设置套罩，并且可在套罩周围设置有一腔室，该腔室与抽吸装置流体连通。
旋转圆盘可以由一个或多个马达驱动。
而且，每个旋转圆盘可包括旋转轴线，并且喷嘴可经与该旋转轴线同心地设置的中空主轴被供给高压流体。
此外，抽吸装置可以是泵。
此外，加压装置可以是泵。
在一个实施例中，离开喷嘴的流体的压力可以在30巴到150巴之间，优选50巴到125巴之间。
此外，滚动间隔装置可以是可调节的，用以调节旋转圆盘与船体表面之间的第一间隙。
通过借助于压力控制器来调节滚动间隔装置，可以在清洁期间自动调节第一间隙的大小。
所述滚动间隔装置可以是滚轮。
另外，旋转圆盘的旋转可以是可调节的。
在一个实施例中，旋转圆盘的旋转可以在250rpm到550rpm的范围内，优选在350rpm到450rpm的范围内。
此外，提供给喷嘴的压力可以关于旋转圆盘的转速被调节成使得，当圆盘的转速降低时，提供给喷嘴的压力相应降低，且反之亦然。
而且，喷嘴可以是适于在喷嘴前方诱发空化效应(cavitation)以由于空泡溃灭而在船体表面上提供较高的且局部化的应力的空化型喷嘴。由此获得用于清洁船体表面的增强的侵蚀动力，并且同时降低了泵吸功率要求。
此外，旋转圆盘可以包括设置成与船体表面相对的圆盘表面，喷嘴设置在该圆盘表面以下。
喷嘴可以设置成与圆盘表面齐平。
喷嘴可以适合被调节成使得可以考虑旋转圆盘的旋转方向来改变高压流体的冲击角。
另外，喷嘴可以与壳体中的压力开关互锁，以使得仅在壳体具有负压时提供清洁。
在一个实施例中，可以关于壳体中的出口设置有残留物和碎屑物回收装置以用于收集由船体表面的清洁所产生的废水。
所述回收装置可以包括适合从废水中过滤残留物和/或碎屑物的过滤单元。
该过滤单元可完全潜入水中，以使得抽吸泵不必将废水提升到海平面以上。
经过滤的废水可在过滤后被排入海水中。
此外，过滤单元可以包括长滤袋(filter sock)。
如上所述的可潜式清洁系统还可以包括远程操作潜水器(ROV)。
此外，该ROV可以包括推进装置。
另外，旋转圆盘的转速可关于ROV的速度被调节成使得，当ROV的速度升高时，圆盘的转速将相应升高，且反之亦然。
在一个实施例中，控制单元可设置成用于在ROV潜入水中时控制ROV的4维至6维移动。
可以结合ROV设置推进器、摄像头、声纳装置、罗盘和/或灯光装置。
此类推进器可以是电力驱动的。
此外，ROV可配备有导航和定向装置，所述导航和定向装置与控制单元连接。
此外，可以从外部源或从船只提供对清洁系统的电力供给。
本发明还涉及一种包括如上所述的可潜式清洁系统的船只或作业船。
在一个实施例中，该船只或作业船可包括设置成将ROV升起到船只的甲板上和将ROV从船只降入到水中的升降装置(hoisting means)。
此外，控制单元可以设置在船只上，从而使操作人员能够控制可潜式清洁系统和ROV。
此外，在船只上可以设置有存储单元以用于存储与水下船体表面的清洁有关的数据。
最后，本发明涉及如上所述的可潜式清洁系统用于在船只漂浮或作为海上设施时清洁船只的水下船体表面的用途，其中所述海上设施例如为海上装置、钻油平台或海上风力发电机。
附图说明
下文将参考所附示意图更详细地描述本发明及其诸多优点，附图出于说明的目的而示出了一些非限制性的实施例，并且其中
图1在示意性的侧视图中示出了可潜式清洁系统，
图2在局部侧视图中示出了可潜式清洁系统的另一个实施例，
图3在底视图中示出了图2的清洁系统，
图4在端视图中示出了图2的清洁系统，
图5在顶视图中示出了带罩盖的清洁系统的ROV，
图6在底视图中示出了图5的ROV，
图7示出了取下罩盖的图5的ROV，
图8在底视图中示出了取下罩盖的图5的ROV，
图9示出了作业船，以及
图10示出了设置在作业船的甲板上的设备。
所有附图均为高度示意性的且不一定按比例绘制，并且它们仅示出阐明本发明所需的那些部分，其它部分被省略或仅被提及。
具体实施方式
在图1中，示出了用于在船只漂浮时清洁船只的水下船体表面3的可潜式清洁系统1。清洁系统1包括壳体2，该壳体2包括顶面3、具有边缘5的侧面4以及敞开的底面，边缘和底面设置成与处于清洁位置的船体表面3相对。壳体2还包括旋转圆盘6，该旋转圆盘具有围绕旋转圆盘6的外周设置的多个喷嘴7，喷嘴7面向船体表面3。壳体2还包括用于提供旋转圆盘6与船体表面3之间的预定的第一间隙9的滚动间隔装置8。抽吸装置10——例如泵——与设置在壳体2中的出口11流体连接以用于提供壳体2内的负压P。
此外，清洁系统1包括与喷嘴7流体连接以用于向喷嘴7提供高压流体的加压装置12，由此喷嘴7适合于相对船体表面3排出高压流体以用于清洁。
壳体2还包括至少部分地设置在旋转圆盘6与壳体2之间的套罩13。套罩13设置在离壳体的一定距离处，以便在套罩13与壳体之间设置腔室14，该腔室14与抽吸装置10流体连通。由此实现仅在腔室14中施加抽吸作用，从而使系统上的下沉力明显减小。此外，通过在腔室中提供负压，确保了水从壳体外侧的恒定流入防止了任何物体从清洁系统逸出而污染环境。此外，由于根据本发明的清洁系统1具有设置在壳体内部的套罩13，所以降低了必要的进水速率。又一个优点在于腔室14提供了可供抽吸装置抽吸因清洁操作带来的碎屑物的通路。
旋转圆盘6包括喷嘴7。喷嘴7适合使高压水射流经敞开面撞击在船体表面3上并由此从船体表面3清洁和/或除去粘泥、污垢和/或藻类。
旋转圆盘6包括旋转轴线70，并且喷嘴7经与该旋转轴线70同心地设置的中空主轴71被供给高压流体。
此外，喷嘴7可与压力开关15互锁，以使得除非壳体2具有负压P，否则船体表面的清洁不会发生。
可以通过调节壳体2与船体表面3之间的间隙的大小来控制壳体2中的负压P和因而进水流F的速率。在一个实施例中，可通过借助于压力控制器16调节滚轮8来在清洁期间自动调节该间隙的大小。
此外，壳体2可设置有由柔性材料制成的裙部或幕帘部(未示出)，其允许清洁系统1在船体表面3的(单)曲度表面和双曲度表面上操作而不危及碎屑物的回收。此外，裙部可以是透水的。
此外，套罩13可以包括套罩顶面17、具有套罩边缘19的套罩侧面18以及敞开的套罩底面，套罩边缘19和套罩底面设置成与船体表面3相对。如上所述，套罩13设置在壳体2内，其中在套罩侧面18与壳体2的侧面4之间具有预定的第二间隙20。预定的第二间隙20可小于0.03m，优选小于0.025m，且更优选小于0.015m。
此外，壳体2的侧面4的边缘5设置在离船体表面3的第一距离21处。第一距离21小于套罩边缘18与船体表面3之间的第二距离22。
图2示出了清洁系统1的另一实施例。在此实施例中，清洁系统1包括在套罩13内彼此相继设置的四个旋转圆盘6。因此，清洁系统1可清洁船体表面的更大的面积。其它(未示出的)实施例可以包括不同数量的旋转圆盘。此外，此实施例中的圆盘被示出为设置成一排。在其它(未示出的)实施例中，旋转圆盘可设置成两排或更多排，每排具有多个旋转圆盘。
套罩13设置在旋转圆盘6与壳体2之间。旋转圆盘6优选由一个马达驱动，或在此实施例中由多个马达25驱动，其中每个旋转圆盘6由一个马达驱动。此外，一传动单元26可与每个旋转圆盘6一同设置。
在一个实施例中，两个相邻的旋转圆盘6具有相反的旋转方向以减少它们之间的摩擦，以便可以降低清洁系统1的能耗。
旋转圆盘6包括旋转轴线(未示出)，并且喷嘴经与该旋转轴线同心地设置的中空主轴(未示出)被供给高压流体。离开喷嘴的流体的压力在30巴到150巴之间，优选50巴到125巴之间。
此外，旋转圆盘的转速可以是可调节的。旋转圆盘的转速可以在250rpm到550rpm的范围内，优选在350rpm到400rpm的范围内。
此外，可关于旋转圆盘6的转速来调节提供给喷嘴的压力，以便当圆盘6的转速降低时，提供给喷嘴的压力相应降低，且反之亦然。由此实现可对要清洁的表面更平稳地进行清洁，因为考虑了旋转圆盘的转速来调节喷嘴的功率。
此外，关于壳体2中的出口(未示出)设置有残留物和碎屑物回收装置28以用于收集由船体表面的清洁所产生的废水。该回收装置28包括适合从废水中过滤残留物和/或碎屑物的过滤单元29。经过滤的废水可在过滤时被排入海水中。此外，泵10适合提供壳体2内部的抽吸作用。
在图3中，在底视图中示出了图2的清洁系统1。示出了在套罩13内的四个旋转圆盘6。在此实施例中，每个圆盘6都具有沿外周30设置的三个喷嘴7。有利地，喷嘴7是适合在喷嘴前方诱发空化效应以由于空泡溃灭而在船体表面上提供较高的且局部化的应力的空化型喷嘴。由此获得用于清洁船体表面的增强的侵蚀/冲蚀动力，并且同时降低了泵吸功率要求。因而，通过使用空化型喷嘴7，可以在比现有技术低的流体压力下实现有效清洁。而且，旋转圆盘可以包括设置成与船体表面相对的圆盘表面，喷嘴设置在该圆盘表面以下。此外，喷嘴可以适合被调节成使得可以考虑旋转圆盘的旋转方向来改变高压流体的冲击角(攻角，冲角，angle of attack)。
在图4中，在端视图中示出了图2的清洁系统1。清洁系统1具有设置在壳体2的顶部上的两个过滤单元29。
在水面上，可使用作业船或船只(在下文中将进一步描述)来控制如下各项：通至ROV的引导线(guide wire)、供电给ROV的电源、用于系绳和废料软管的绞盘、下潜和回收ROV和外部过滤器的升降能力。此外，在清洁操作期间可以使用小型RIB船进行支援。
清洁系统1还包括如图5所示的远程操作潜水器(ROV)35。ROV 35被示出为具有罩盖36。一般而言，ROV可配备为工作级ROV，但在推进器定向、物理设计、有效载荷和传感器方面完全适于清洁船体，以使得ROV可适于在潜入水中时进行4维至6维移动，优选6维移动。ROV可经也包括用于通信的光遥测装置的中性浮力(neutrally-buoyant)系绳而从水面供电。
在图6中，在揭示了旋转圆盘6的底视图中示出了ROV 35。在下文中将进一步描述ROV的不同元件。
在图7和8中，ROV 35被示出不带罩盖并且包括由焊接的不锈钢型材构造的框架37。框架37将用作用于所有重型设备如泵、马达和推进器38的基座。该框架37还与吊点连接，从而在下潜和回收操作期间安全操作。
在此实施例中，ROV 35由各为4.5kW的六个推进器38推进。三个推进器会将ROV和因而清洁系统1压靠在目标船体表面上，而其它三个推进器将控制ROV的向前/向后和向侧面的移动，并控制ROV的航向。视推进器的相对位置而定，推进器和可浮材料构型以及ROV控制系统使得可以在全部六个自由度(即6维移动)——即向前/向后、向侧面、上/下、偏航/航向、俯仰和侧倾——上控制ROV。使用六个相同的且相当强劲的马达的原因是为了获得可以在湍急的强劲水流中保持就位并遵循其轨道的稳定的ROV。ROV也将在体积和重量方面较大，从而需要强劲的推进器来获得具有良好响应的潜水器。从备件的角度看，仅具有一种类型的马达也是有利的。
推进器优选是电力驱动的，以获得精确和无振动的操作。
高压泵12可以包括用于流向高压泵的进水的自清洁过滤器。自清洁机构由马达驱动，该马达通过水压力而被驱动。
通过由3000V/60Hz双轴式电机驱动的两个固定排量轴向活塞泵单元12来提供高压力。这些泵12一同提供340l/min的固定流量。来自这些泵的20l/min将用于自清洁，而1l/min用于过滤器的水力发动机驱动。每个泵单元与两个旋转圆盘6连接。这意味着可以根据需要仅运行两个旋转圆盘。
为了能在必要时减小通向喷嘴的流量，可以在两个高压泵之后设置比例控制阀39。这些阀39还用来连同下文描述的减压阀一起打开和切断通向喷嘴的流。
减压阀可以设置在其它两个泵之后以便能打开和切断通向喷嘴的流。为了降低泵起动时的背压(泵/马达负荷)，所述流也将被切断(减压阀向周围海域排放)。
抽吸泵10设置于ROV上，因为泵必须接近(抽吸)源。该泵是环境友好的颗粒离心泵，其在额定压降下容量为约620L/min。已通过考虑废料软管的直径和长度加上其它因素如不同接合部和外部过滤器来计算该压降。操作该抽吸泵所需的功率在10kW的范围内。
外部过滤器的概念为刚好浮在水面之下的大“滤袋”。过滤器与位于水面的浮筒连接，以使得能看到它所处的位置并使它可更容易地收回。在过滤器的底部设置有配重以将它保持在适当位置。碎屑物入口也设置在滤袋的底部部分。在清洁操作期间，外部过滤器位于目标船的旁边。过滤器在ROV沿目标船移动时跟随ROV，因为碎屑物软管具有固定长度并与袋和ROV两者连接。如果有必要的话，可以使用支承绳来调节过滤器的位置，所述支承绳可以附接在目标船的旁边并被从平台/清洁支援船只控制。还使用小型RIB船来监视过滤器的位置和状态。
当使用起重机将滤袋从水中吊起时，残留水将排出，而仅留下碎屑物。基本概念是使用一次性过滤器。
来自作业船50的系绳40内部由适合于3000V交流电、500V直流电的电缆组成，并且可选地它们将被接合在位于ROV端部上的油浸式接线盒中。第一部分为两根不同电缆中的通向泵的3000V交流电，第二部分为通向ROV主压力壳体的500V直流电。第三部分为通向ROV主压力壳体的光纤。为了从ROV移除系绳40，需要断开适合于3000V交流电、500V直流电的连接器、以及光纤。连接到ROV的系绳入口的位置位于与软管连接部41和引导线42相同的一侧。
当更换滤袋时，需要易于从RIB船52操作与外部过滤器连接的废料软管41。
引导线42在与废料软管和系绳相同的一侧附接在ROV上。该想法在于使其容易地从RIB船52处接近/获得，从而能在清洁靠近船推进器的部件时断开连接。
ROV可以配备有两个声纳43。一个仿形声纳可用来监视环境、离海底和码头等的距离。另一个声纳可以是用来避免障碍物等的前视高分辨率声纳。
初步试验表明，可以检测目标船体上的经清洁的表面和未经清洁的表面之间的边界，以使得声纳可以辅助导航控制。
可在两个摇摄和倾斜单元44中的每一个上安装有灯和摄像头。这些单元44的角向观察范围将受到周围的ROV构件以及用于灯和摄像头的电缆的限制。摇摄和倾斜单元44将定位以实现在所有方向上的最大视角，这对于结合来自障碍物避开声纳的数据识别障碍物而言特别有用。
摇摄和倾斜单元44的角位置是可编程的：可以限定多个设定点并通过按压按钮来恢复/重置事先编程的摄像头观测航向。此特征可以用于在操作期间快速重新配置ROV，例如以确保摄像头指向ROV的行进方向。
在ROV上可以安装有六个彩色摄像头45。它们中的两个可经由摇摄和倾斜单元移动，四个设置在固定位置。摄像头45既用作观测摄像头，又用作导航摄像头。
具有减小离船体表面的第一距离的柔软的裙部或幕帘部的壳体2与抽吸泵的流相结合将在清洁期间防止任何碎屑物漏出。
可以独立于流向旋转圆盘的水流来控制旋转圆盘6的转速。需要根据ROV的前进速度来改变该转速。参考点为0.5m/s的前进速度下的400rpm。控制系统将提供用以确保在ROV减慢的情况下旋转圆盘成比例减慢的功能。
用于旋转圆盘的马达25可以是三相三角形连接的400V交流电机，每个电机的最大功率为1.5kW。电机将经单独的电机驱动器由500V直流主电源供电。
用于清洁系统1的主水面平台是如图9所示的船只或作业船50，其在操作期间停泊在码头并处于目标船的前方或后方。用于碎屑物的滤袋将跟随目标船旁边的ROV。还需要小型RIB船52来辅助操作滤袋并且可以用于其它支援事项。
ROV控制传感器包括深度传感器、陀螺仪、加速度计和多普勒计程仪(DVL)(可选)。它们用来在所有自由度上控制ROV。
其它传感器如来自引导线绞盘的固定长度数据、滚轮数据、DVL(可选)将连同ROV控制传感器一起使用以确定ROV的位置。将在作业船上安装精准型GPS，以在中止任务的情况下回到起始点并能重新就位并稍后继续该任务。
典型的清洁方案是ROV以1.6m的步幅向前行进，从而形成可从航向看到的正交轨迹。该轨迹由引导线长度决定。ROV控制系统将始终利用两个水平推进器来伸长引导线。它还命令三个竖向推进器来将潜水器推靠在船体上。如果ROV离船体太远以致于影响清洁效果，则滚轮和DVL(可选)将在MMI上指示并给出警告。
可以根据驱动器的转速引入若干帮助功能，并通过船只的转向系统来调节水压。可以根据ROV的前进速度例如自动改变水压和转速。
所有轨迹——包括来自ROV的传感器数据，比如航向、俯仰、侧倾、深度、线长、滚轮数据和DVL(可选)——被用来判断船体是否已被完全清洁并在操作期间实时呈现给领航员。
所有位置数据和摄像机图像都被记录并且在操作之后可以在软件中在回放HMI上看到。该回放功能也可以安装在标准计算机上。这种记录的数据存储在单独的硬盘驱动器中以用于质量控制。
作业船50可以具有起重机54以操作负载。
系绳40将处于正浮状态(positively buoyant)，并且如果需要的话可以附接有标示的浮筒以使得在水面可更容易看到它。系绳40将附接在外部的过滤器浮筒上并在张力释放后附接在向下连接至ROV的废料软管上。
为了能够操纵ROV，引导线附接在ROV上。该引导线可以是3mm型迪尼玛(Dyneema)线，其穿过系绳保护系统57(TPS)到达控制线长的一层绞盘。来自绞盘56的拉紧力是固定的并且是不可调节的，直至达到绞盘将开始送出线以避免线断裂的程度。绞盘上的传感器将测量引导线中的张力，以便能计算TPS配重的位置并维持用于ROV的轨道。
TPS 57的概念取决于用于设备的平台的外观。已有的TPS包括带绞盘的TPS和TPS下潜器(下水器，launcher)。
如图10所示的作业船50必须配备有起重机54，其具有用以处理所有待下潜和回收的部件如ROV 35和滤袋55的负载、提升高度和扩展能力。
船50需要在甲板51上具有用于系统绞盘、带框架的TPS、位于支架中的ROV 35的可用空间以及用于操作滤袋的空间。操作人员需要作业船50内部的可容易接近的区域，在该区域中以便运行该系统。
优选的选择是作业船具有悬停能力，以避免锚固或绑扎在码头或要清洁的船上。这也会最大限度地减少将不利地影响清洁效果的移动。
在正常条件下，船只的清洁可以包括以下步骤：
-如果环境需要的话，将用于滤袋的支承绳附接在目标船旁边。
-将ROV平台定位在目标船的前方。
-使ROV下水，降下TPS，送出引导线，送出系绳，并送出ROV废料软管。
-在80m之后，开始每隔20m将浮子附接在系绳上。
-使滤袋下水并且在必要时将它附接在支承绳上。将ROV废料软管附接到外部滤袋上并确保另一端牢固地附接在ROV上。
-定位ROV并开始清洁目标船。在必要时，调整滤袋的位置并送出系绳。
-当操作人员遇到沿预定清洁轨道的各种障碍物如舱底龙骨等时，ROV将需要在表面与舱底龙骨之间航行，直至这些障碍物不再妨碍沿预定的清洁轨道接近船体。然后从下一次可用的安全的船体着陆位置重新开始清洁。
-当清洁模式已完成时，使ROV航行至平台并且将系绳和潜水器回收到甲板上。当使平台位置从船的前方位置转移到后方时，也会需要回收。将滤袋收回到甲板上并贮藏，直至它在岸上被收回以进行预先安排的处理/破坏。
-移除目标船旁边的用于滤袋的支承绳。
在极限气候条件下的操作步骤与在正常条件下的相同，主要差别在于执行操作所需的时间。如果可视性受限制并且存在强劲的水流，则潜水器的速度将降低。在强风伴随着大浪的情况下，更难以定位平台、停泊平台和操作滤袋等，因此更加耗时。
通过使用根据本发明的清洁系统，实现了对水下船体的柔和清洁。同时，清洁过程由于残留物和碎屑物回收装置而非常环境友好，并且它基本上不会污染环境。此外，ROV和控制单元确保了可以根据水下船体的实际设计来计划清洁过程，并且在实际清洁过程中，可以监视水下船体，以便确保按预期清洁整个水下船体。
尽管上文已结合本发明的优选实施例描述了本发明，但对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在不偏离如通过附后权利要求限定的本发明的前提下可以设想若干改型。
Claims (43)
1.一种用于在船只漂浮或作为海上设施时清洁所述船只的水下船体表面(3)的可潜式清洁系统(1)，所述清洁系统(1)包括：
-壳体(2)，所述壳体包括顶面(3)、具有边缘(5)的侧面(4)以及敞开的底面，所述边缘(5)和底面设置成与所述船体表面(3)相对，并且所述壳体(2)还包括：
-旋转圆盘(6)，所述旋转圆盘具有围绕所述旋转圆盘的外周(30)设置的多个喷嘴(7)，所述喷嘴面向所述船体表面(3)，
-滚动间隔装置(8)，所述滚动间隔装置用于提供所述旋转圆盘(6)与所述船体表面(3)之间的预定的第一间隙(9)，
-抽吸装置(10)，所述抽吸装置与设置在所述壳体(2)中的出口(11)流体连接以用于提供所述壳体(2)内的负压，
-加压装置(12)，所述加压装置与所述喷嘴(7)流体连接以用于向所述喷嘴(7)提供高压流体，由此所述喷嘴(7)适合于相对所述船体表面(3)排出高压流体以用于清洁，
其中，所述壳体(2)还包括至少部分地设置在所述旋转圆盘(6)与所述壳体(2)之间的套罩(13)，由此在所述壳体(2)与所述套罩(13)之间设置腔室(14)，所述腔室(14)与所述抽吸装置(10)流体连通。
2.根据权利要求1所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述套罩(13)包括套罩顶面(17)、具有套罩边缘(19)的套罩侧面(18)以及敞开的套罩底面，所述套罩边缘(19)和套罩底面设置成与所述船体表面(3)相对。
3.根据权利要求2所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述套罩设置在所述壳体内，并且在所述套罩侧面与所述壳体的侧面之间具有预定的第二间隙(20)。
4.根据权利要求3所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述预定的第二间隙(20)小于0.03m，优选小于0.025m，更优选小于0.015m。
5.根据前述权利要求中任一项所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述壳体的侧面的所述边缘设置在离所述船体表面第一距离处。
6.根据权利要求5所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述第一距离小于所述套罩边缘与所述船体表面之间的第二距离。
7.根据权利要求5或6所述的可潜式清洁系统(1)，其中，通过调节所述壳体的边缘与所述船体表面之间的所述第一距离来在操作期间控制所述壳体中的负压。
8.根据权利要求1所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述负压沿所述壳体的边缘在所述壳体内形成抽吸作用。
9.根据前述权利要求中任一项所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述壳体的边缘包括裙部，所述裙部由柔性材料制成。
10.根据前述权利要求中任一项所述的可潜式清洁系统(1)，其中，在所述壳体(2)内设置有多个旋转圆盘(7)。
11.根据权利要求10所述的可潜式清洁系统(1)，其中，两个相邻的旋转圆盘具有相反的旋转方向以减少它们之间的摩擦。
12.根据权利要求10或11所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述套罩设置在所述多个旋转圆盘与所述壳体之间。
13.根据权利要求10所述的可潜式清洁系统(1)，其中，在每个旋转圆盘周围设置有套罩，并且在所述套罩周围设置有腔室，该腔室与所述抽吸装置流体连通。
14.根据前述权利要求中任一项所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述旋转圆盘(6)由一个或多个马达(25)驱动。
15.根据前述权利要求中任一项所述的可潜式清洁系统(1)，其中，每个旋转圆盘包括旋转轴线，并且喷嘴经与所述旋转轴线同心地设置的中空主轴被供给高压流体。
16.根据权利要求15所述的可潜式清洁系统(1)，其中，离开所述喷嘴的流体的压力能在30巴到150巴之间，优选在50巴到125巴之间。
17.根据前述权利要求中任一项所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述滚动间隔装置是可调节的，以用于调节所述旋转圆盘与所述船体表面之间的第一间隙。
18.根据权利要求17所述的可潜式清洁系统(1)，其中，通过借助于压力控制器调节所述滚动间隔装置来在清洁期间自动调节所述第一间隙的大小。
19.根据前述权利要求中任一项所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述旋转圆盘(6)的旋转是可调节的。
20.根据权利要求19所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述旋转圆盘的旋转在250rpm到550rpm的范围内，优选在350rpm到450rpm的范围内。
21.根据权利要求19或20所述的可潜式清洁系统(1)，其中，提供给所述喷嘴的压力关于所述旋转圆盘的转速被调节成使得，当所述圆盘的转速降低时，提供给所述喷嘴的压力相应降低，且反之亦然。
22.根据前述权利要求中任一项所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述喷嘴(7)是适于在所述喷嘴(7)的前方诱发空化效应以由于空泡溃灭而在所述船体表面(3)上提供较高的且局部化的应力的空化型喷嘴。
23.根据前述权利要求中任一项所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述旋转圆盘包括设置成与所述船体表面相对的圆盘表面，所述喷嘴设置在所述圆盘表面以下。
24.根据权利要求23所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述喷嘴设置成与所述圆盘表面齐平。
25.根据前述权利要求中任一项所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述喷嘴能适于被调节成使得能考虑所述旋转圆盘的旋转方向来改变所述高压流体的冲击角。
26.根据前述权利要求中任一项所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述喷嘴与所述壳体中的压力开关互锁，以使得仅在所述壳体具有负压时提供清洁。
27.根据前述权利要求中任一项所述的可潜式清洁系统(1)，其中，关于所述壳体(2)中的所述出口(11)设置有残留物和碎屑物回收装置(28)以用于收集由所述船体表面(3)的清洁所产生的废水。
28.根据权利要求27所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述回收装置(28)包括适于从所述废水中过滤残留物和/或碎屑物的过滤单元(29)。
29.根据权利要求27所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述过滤单元(29)完全潜入水中，以使得抽吸泵(10)不必将所述废水提升到海平面以上。
30.根据权利要求29所述可潜式清洁系统(1)，其中，经过滤的废水在过滤后被排入海水中。
31.根据权利要求28所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述过滤单元包括长滤袋。
32.根据前述权利要求中任一项所述的可潜式清洁系统(1)，还包括远程操作潜水器(ROV)(35)。
33.根据权利要求32所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述ROV包括推进装置。
34.根据权利要求32或33所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述旋转圆盘的转速关于所述ROV的速度被调节成使得，当所述ROV的速度升高时，所述圆盘的转速相应升高，且反之亦然。
35.根据权利要求32-34中任一项所述的可潜式清洁系统(1)，其中，设置有用于在所述ROV(35)潜入水中时控制该ROV的4维至6维移动的控制单元。
36.根据权利要求32-35中任一项所述的可潜式清洁系统(1)，其中，结合所述ROV(35)设置有推进器(38)、摄像头(45)、声纳装置(43)、罗盘和/或灯光装置。
37.根据权利要求36所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述推进器是电力驱动的。
38.根据权利要求32-37中任一项所述的可潜式清洁系统(1)，其中，所述ROV(35)配备有导航和定向装置，所述导航和定向装置与所述控制单元连接。
39.一种船只或作业船(50)，其包括根据前述权利要求中任一项所述的可潜式清洁系统(1)。
40.根据权利要求39所述的船只或作业船(50)，其中，所述船只或作业船包括设置成将所述ROV升起到所述船只的甲板上和将所述ROV从所述船只降入到水中的升降装置。
41.根据权利要求39或40所述的船只或作业船(50)，其中，所述控制单元能设置在所述船只上，从而使操作人员能够控制所述可潜式清洁系统和所述ROV。
42.根据权利要求39-41中任一项所述的船只或作业船(50)，其中，在所述船只上设置有存储单元以用于存储与水下船体表面的清洁有关的数据。
43.一种根据权利要求1-38中任一项所述的可潜式清洁系统用于在船只漂浮或作为海上设施时清洁所述船只的水下船体表面(3)的用途，其中，所述海上设施例如为海上装置、钻油平台或海上风力发电机。
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