JP2012051555A - 海洋または潜水機械装置の回収用装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】潜水機械装置に接続されたケーブルを正しく展開させるための確実で簡単な回収用装置を提供する。
【解決手段】潜水機械装置80へ接続される第1端部21を有する柔軟な線状体20、柔軟な線状体20の第2端部22に接続されたボビン30、およびボビン30と組み合わせるのに適したバラスト負荷50を有し、柔軟な線状体は、ボビンに巻き付くのに適している。ボビン30とバラスト負荷50は、負荷と組み合わさったボビンは沈降し、負荷から解放されたボビンは浮上するように構成されており;かつ柔軟な線状体20とボビン30は、ボビン30に巻き付いた柔軟な線状体20が巻き出されることによって、負荷50からボビンが解放されるように協働する。前記の装置を備えた海洋または潜水機械装置。
【選択図】図8
【解決手段】潜水機械装置80へ接続される第1端部21を有する柔軟な線状体20、柔軟な線状体20の第2端部22に接続されたボビン30、およびボビン30と組み合わせるのに適したバラスト負荷50を有し、柔軟な線状体は、ボビンに巻き付くのに適している。ボビン30とバラスト負荷50は、負荷と組み合わさったボビンは沈降し、負荷から解放されたボビンは浮上するように構成されており;かつ柔軟な線状体20とボビン30は、ボビン30に巻き付いた柔軟な線状体20が巻き出されることによって、負荷50からボビンが解放されるように協働する。前記の装置を備えた海洋または潜水機械装置。
【選択図】図8
Description
本開示は、海洋または潜水機械装置の回収用装置に関し、また、当該装置を備えた海洋または潜水機械装置に関する。
特に、当該機械装置は、自律型潜水ビークルまたはAUV(自律型水中ビークル)であってよい。
船舶から水中にあるAUVを回収するための設備が既に知られている。当該設備は、通常、牽引システムとAUVとを接続するケーブルを介してAUVを引っ張る牽引システムを備える。
この種の設備の例が、PCT特許出願の公開公報WO2008/012472およびWO2008/012473に記載されている。
この種の設備においては、ケーブルは、最初はAUVに取り付けられている。AUV回収の第1工程は、ケーブルを放出させ、ケーブルが水中で展開するまで待つ。ケーブルが展開すると、船舶から、例えば、銛や引掛け鉤でケーブルを捕えることができ、ケーブルの自由端(すなわち、AUVに接続されていない方の端部)を船上に引き戻すことができる。こうして、ケーブルを牽引システムに取り付けることができる。
ここで、当該第1工程、特にケーブルが水中で展開することが問題となる。実際に、ケーブルが正しく展開しない、特に、AUVの近傍に留まることがある。この場合、AUVに船舶を近づけてケーブルを拾い上げる必要があり、船舶とAUVの衝突の危険性および衝突によるAUVの破損の危険性が増加する。また、ケーブルがAUVの部品(補助翼、スクリュープロペラ等)に巻き付くことも起こり得、AUVが損傷する可能性が増加する。
このため、AUVに接続されたケーブルを正しく展開させるための確実で簡単な解決手段が求められている。
本開示は、海洋または潜水機械装置の回収のための装置に関し、当該装置は、前記機械装置への接続が意図された第1端部を有する柔軟な線状体と;前記柔軟な線状体の第2端部に接続されたボビンと;ボビンと組み合わせるのに適したバラスト負荷を有し、前記柔軟な線状体は、ボビンに巻き付くのに適している。当該装置においては、ボビンとバラスト負荷は、当該負荷と組み合わさったボビンは沈降し、当該負荷から解放されたボビンは浮上するように構成されており、柔軟な線状体とボビンは、前記ボビンに巻き付いた柔軟な線状体が巻き出されることによって、負荷からボビンが解放されるように協働する。
当該装置の使用方法と利点は以下の通りである。
柔軟な線状体に包囲されバラスト負荷に荷重をかけられたボビンは、予め海洋または潜水機械装置に搭載されている。当該機械装置の種類に限定はなく、浮遊型機械装置であっても制御浸水型機械装置であってもよく、具体的には、AUV、魚雷、水面無人機、あるいはこれらに類似する構造体の他の機械装置であってよい。
回収基地(例えば、船舶、埠頭、離岸したプラットホーム等)から機械装置を回収する場合、まず、ボビンが機械装置から放出されるまたは脱離する。続いて、ボビンは、バラスト負荷によって沈降する。ボビンが沈降する際には、ボビンが水底に向かって沈降するにつれて巻き出される柔軟な線状体を、ボビンが連行していく。続いて、柔軟な線状体が巻き出されることにより、負荷の放出が引き起こされ、これによりボビンがバラストから解放される。有利には、負荷の放出が、柔軟な線状体の巻き出された端部において起こる。すなわち、この放出が、柔軟な線状体の最後のターンが巻き出されることによって起こる。
バラスト負荷から解放されると、ボビンは、もはや沈降しなくなり、代わりに水面に向かって浮上するように、浮上を始める(すなわち、その密度が水の密度よりも小さくなる)。ボビンが上昇する際には、機械装置とボビンは、風や水流を同じ条件では受けないので、同じようにして漂流することはない。その結果、ボビンが上昇するときに、水平方向においては機械装置から離れて移動し、ボビンは、機械装置からかなりの距離離れて浮上する。
ボビンの降下と機械装置から離れる相対運動によって、柔軟な線状体は正確に展開されて機械装置から離れて位置し、その後の回収を容易にする。また、柔軟な線状体が機械装置に巻き付くリスクも抑制される。最後に、先行技術に比べ、線状体の回収とこれによる機械装置の回収が容易であり、機械装置が損傷する危険性が低い。
柔軟な線状体とは、ボビンに巻き付くことが可能なだけの十分な柔軟性を有するあらゆる種類の線状体を指す。この柔軟な線状体はまた、かけられた牽引力を支えるだけの十分な耐性を有するものでなければならない。柔軟な線状体は、例えば、ケーブルまたは紐である。有利には、柔軟な線状体は、水に浮かばないが、水中での柔軟な線状体の挙動がボビンと後述の任意の第1バラストエレメントの運動によって主に制御されるのに十分な軽さを有する。
ある実施態様においては、柔軟な線状体は、第1端部と第2端部との間に第1止め具を有し、当該装置はまた、第1端部と第1止め具との間で柔軟な線状体に沿ってスライドするよう構成された少なくとも1つの第1バラストエレメントを備える。
ボビンが柔軟な線状体を連行して沈降する際、第1バラストエレメントは、第1止め具に対するアバットメントに到達するまで線状体に沿ってスライドする。このようにして、第1バラストエレメントは、第1端部と第1止め具の間に位置する線状体の第1部分において、下方に向かう牽引力を及ぼし、当該牽引力は、線状体の当該第1部分を実質的に垂直に保とうとする。第1バラストエレメントと止め具はまた、第1止め具と線状体の第2端部との間に位置する、線状体の第2部分が、ボビンが水面に向かって上昇するときに回転する関節領域を形成する。この関節領域が存在し、かつ機械装置の下にある程度離れて位置するという事実により機械装置に線状体が巻き付くリスクをさらに抑制できる。特に、線状体を展開後に機械装置が航行していても、このリスクは抑制される。
ある実施態様では、ボビンは、柔軟な線状体を巻き付けることが可能な巻付け表面を有し、当該ボビンは、バラスト負荷を収容するための収容部を有し、当該収容部は、バラスト負荷が通過できる第1開口部を有し、当該第1放出開口部は巻付け表面に位置している。
ある実施態様では、第1開口部は、第1カバーによって閉鎖または封鎖されており、第1カバーは、巻付け表面の一部を定める外部面を有する。
ある実施態様では、柔軟な線状体の第2端部が、前記収容部の内部に位置する接続点に接続されており、柔軟な線状体は、第1カバーを貫通し、柔軟な線状体は、第2端部と当該カバーとの間に第2止め具を有する。当該第2止め具は、柔軟な線状体の巻出しの際に第1開口部の封鎖を解くように前記カバーを引く。こうして第1開口部の封鎖が解かれることにより、バラスト負荷が前記収容部の外部に出て、ボビンがバラストから解放され、ボビンが水面に向かって上昇するようになる。
ある実施態様では、前記収容部は、バラスト負荷が通過可能な第2開口部を有し、当該第2開口部は、巻付け表面外に位置しており、第2カバーによって閉鎖または封鎖されている。バラスト負荷は、当該第2開口部を通して前記収容部内部に装填できる。当該カバーは、巻付け表面外に位置しているため、当該カバーの設置および取り外しは、ボビン周囲への柔軟な線状体の巻付けとは独立して行うことができる。例えば、これにより、柔軟な線状体がボビンに既に巻き付いた状態で、バラスト負荷をボビン内部に装填することができる。
ある実施態様では、ボビンは少なくとも1つの第2バラストエレメントを有し、当該第2バランスエレメントは、ボビンが水中にある際には第1開口部が下方を向くようにボビンに配置されている。これにより、収容部からバラスト負荷を排出して空にすることがより容易にかつ完全になる。
本開示の別の目的は、前述したような装置を備えた海洋または潜水機械装置であり、前記柔軟な線状体の第1端部が、当該機械装置に接続されている。
ある実施態様では、前記機械装置は、柔軟な線状体により包囲されたボビンを搭載するように構成され、前記機械装置は、当該ボビンを放出するための放出システムを備える。
ある実施態様では、前記放出システムが、遠隔操作される。当該放出システムは、機械装置の回収基地から遠隔操作でき、当該回収基地は、船舶、埠頭、離岸したプラットホーム等であってよい。
本開示においていくつかの実施態様について説明する。しかしながら、特に断りのない限り、ある実施態様に関して記載された特徴は、別の実施態様にも適用可能であることをここに明示する。
添付の図面は概略図であり、必ずしもこのスケールでなくてよい。当該図面の主目的は、本発明の原理を説明することにある。
これらの図面において、それぞれの図面で、類似のエレメント(またはエレメントの部品)については、同じ参照符号で特定してある。また、異なる実施態様にあるが、同様の機能を有するエレメント(またはエレメントの部品)は、100、200等の離れた参照番号によって特定している。
装置案の実施態様を、添付図面を参照しながら以下に詳細に説明する。これらの実施態様は、本発明の特徴と利点を説明するものである。しかしながら、本発明は、これらの特定の実施態様に限られないことが想起される。
図1は、海洋または潜水機械装置80の回収用装置10の一例を図示している。当該機械装置80は、図7〜10に示されている。
装置10は、柔軟な線状体20およびボビン30を備える。柔軟な線状体20は、2つの端部21、22を有する。第1端部21は、機械装置80に接続され、第2端部22は、ボビン30に接続されている。当該例では、柔軟な線状体20は紐である。
ボビン30は、線状体20の巻付け表面33を定める中央コア31を有する。当該巻付け表面33は、2つのフランジ34、35により拡張されており、当該フランジは、線状体20が当該フランジ間にあるように保つ。この例では、中央コア31および一方のフランジ34は、一体鋳造のアセンブリを形成している。他方のフランジ35は、例えば、ネジ留め(ネジ36)により中央コアに固定されている。なお、このような構造は、ボビンの浮揚性を調整するために選ばれたものであり、浮揚性のある材料でできたフランジ35は、例えば、アルキメデス推力を変えるべく寸法可変に機械加工される。
中央コア31は、軸Aを有する中空シリンダー形であってその軸の両端に2つの開口部を有する全体形状を有し、当該2つの開口部はそれぞれ、2つのカバー37、38により封鎖されている。カバー37は、例えばネジ留めによってフランジ34に取り付けられており、取り外せないようになっている。フランジ35の側部に位置するカバー38は、開口部42を封鎖し、取り外し可能である。中央コア31および、カバー37、38は共に収容部40を定める。
当該収容部40は、バラスト負荷50を収容する。当該バラスト負荷50は、例えば、金属の球状体、砂粒等の、有限寸法の一次負荷の集合物より形成される。これら一次負荷の寸法は、具体的には、収容部40の開口部41、42の寸法よりも明瞭に小さいものである。
バラスト負荷50は、図3の矢印F1によって示されるように、開口部42、ここでは「入口開口部」と呼ぶ、を通して収容部40の内部に装填される。カバー38が取り外し可能であるため、このようなことが可能である。また、入口開口部42とそのカバー38が、線状体20の巻付け表面33外に位置しているため、ケーブル20がボビン30に巻き付いている場合であってもカバー38を設置/取り外しすることが可能である。こうしてバラスト負荷50を、ケーブル20の巻き付け後に入口開口部42を通して収容部40に装填することが可能である。
収容部40はまた、バラスト負荷50が通って収容部40の外部へ出ていくもう一つの開口部41、ここでは「排出開口部」と呼ぶ、を有する。当該排出開口部41(図4参照)は、巻付け表面33に位置しており、この例では、別のカバー39によって、閉鎖または封鎖されており、当該カバーの外部面39Aは、巻付け表面33の一部を定めている。
柔軟な線状体20およびボビン30は、ボビン30に巻き付いた柔軟な線状体20の巻出しによってボビン30が負荷50から解放されるように協働する。より具体的には、この例では、線状体20の巻出しによって、カバー39が外れ、これにより排出開口部41の封鎖が解かれる。
より詳しくは、線状体20の第2端部は、収容部40の内部に位置する接続点44に接続されている。また、柔軟な線状体20は、カバー39を貫通しており、第2端部22とカバー39との間に止め具45を有する。止め具45は、例えば、線状体20を結んで得られるノードである。当該端部22と止め具45との間の線状体20の長さは、閉じた位置にあるカバー39と接続点44との間の距離よりも大きい。こうして、線状体20の最後のターンが巻き出されると、線状体20が引き伸ばされて、第2止め具45がカバー39を引き上げ、排出開口部41の封鎖が解かれる。こうしてバラスト負荷50は、図4の矢印F2に示されるように、開口部41を通って外部に出ることができる。
バラスト負荷50は、重力により開口部41を通って収容部40の外部に出るため、この開口部41は、できるだけ下方を向いていることが好ましい。このためには、単独でまたは複数組み合わせて使用可能ないくつかの方策が考えられる。一つの方策は、極度に伸長した(例えば、180°超)楕円形状に排出開口部41を作製する。別の方策は、排出開口部42とは半径方向に逆の位置に線状体20の接続点44を配置するのではなく、代わりに、排出開口部41の近傍に、特に排出開口部41のA軸の同じ側に接続点44を配置する。別の方策は、ボビン30に、1以上のバラストエレメント51を備え付け、ボビンが水中にある際に開口部41が下方を向くように、バラストエレメント51をボビン30に配置する。図1〜4の例においては、ピンの形態の5つのバラストエレメント51が、ボビン30のフランジ34に、排出開口部41の軸Aの同じ側に固定されている。
装置110の別の例を図5および6に示す。装置10と同様に、装置110は、柔軟な線状体120とボビン130を有する。柔軟な線状体120は、2つの端部を有する。第1端部は、潜水または海洋機械装置に接続されており、第2端部122は、接続点144の高さでボビン130に接続されている。
ボビン130は、線状体120の巻付け表面133を定める中央コアを有する。この巻付け表面133は、2つのフランジ134、135により拡張されており、当該フランジは、線状体120が当該フランジ間にあるように保つ。この例では、中央コア131および2つのフランジ134、135は、一体鋳造のアセンブリを形成している。
この例では、中央コア131は、中空ではないが、特に浮揚性の理由から、中空であってもよい。
ボビン130は、バラスト負荷150を収容するための収容部140を有する。当該バラスト負荷150は、例えば金属棒などの単一ピースである。
収容部140は、巻付け表面133に形成された溝形状を有し、この例では、ボビンの軸と平行に配向している。
バラスト負荷150は、溝の上部開口部141を通して収容部140に装填される。「上部開口部」は、溝の底部に面して位置する開口部である。当該上部開口部141は、巻付け表面133に位置している。バラスト負荷150は、線状体120をボビン130に巻き付ける前に、収容部140に装填される。
柔軟な線状体120とボビン130は、線状体120の巻出しによってボビン130が負荷150から解放されるように協働する。より具体的には、この例では、バラスト負荷150を収容部140に保持するのは線状体120のターンであり、その結果、最後のターンが巻き出されることにより、バラスト負荷150が解放されて図6の矢印F3に示すように、収容部140から滑り出ることができる。
バラスト負荷150が、重力によって開口部141を通って収容部140の外部に出ていくため、当該開口部141は、できるだけ下方を向いていることが好ましい。このためには、単独でまたは複数組み合わせて使用可能ないくつかの方策が考えられる。一つの方策は、図6に示すように、線状体120の接続点144を開口部141とは半径方向に逆の位置に配置する。別の方策は、ボビン130に、1以上のバラストエレメントを備え付け、ボビンが水中にある際に開口部141が下方を向くように、バラストエレメントをボビン130に配置する。
図7〜10は、本開示の機械装置80の一例を示す。これらの図面は、当該機械装置80に取り付けた柔軟な線状体20の展開の連続した工程を示すものである。
この例においては、機械装置80は、自律型水中ビークルまたはAUVである。当該機械装置80は、図1〜4に示すタイプの装置10を備えている。言うまでもなく、他の種類の装置、特に図5および6の装置110を備えることも可能である。
機械装置80は、柔軟な線状体20によって包囲されたボビン30を搭載できるように構成されている。例えば、機械装置80は、前方部分、または「ノーズ」80Aに、ボビン30と、線状体20と、装置10の一部をまた構成するバラストエレメント70を収容するための収容部82を有する。線状体20の第1端部21は、収容部82の内部または近傍に位置する接続点において、機械装置80のノーズ80Aに接続されている。バラストエレメント70は、線状体20上をスライドするよう搭載されている。
機械装置80はまた、ボビン30を放出するための放出システムを有する。当該放出システムは、特にボビン30が機械装置80に最初に接続されている方法に応じ、また収容部82の形状に応じて、種々の構造や操作モードをとることができる。当該例では、収容部82は、スプリングやジャッキなどの突出し手段によって開くことが可能なトラップ85によって閉じられている(図11参照)。別の例では、放出システムは、作動時はボビン30を収容部内に封鎖し、非作動時はボビン30を放出する電磁石を備える。有利には、放出システムは、遠隔操作される。
目的を達成した際に、機械装置80は水面に戻り、停止する(すなわち推進手段が停止する)または、移動を続ける。AUVの回収は、まず、例えば船舶(図示せず)などの離れた場所から遠隔操作される放出システムを用いて、ボビン30を放出する。
ボビン30は、重力の作用により潜水し、図7の矢印F4に示すように線状体20は、機械装置80のノーズ80Aの下に位置する水柱において巻き出される。同時に、図8の矢印F5に示されるように、バラストエレメント70が、止め具71において停止するまで線状体20に沿ってスライドする。この止め具71は、線状体の第1端部21からかなり離れた位置にある。例えば、当該止め具は、線状体20を結んで得られるノードである。
ケーブル20の最後のターンが巻き出された後に、ボビン30のカバー39が開き、図8に示すようにバラスト負荷50が放出される。その後ボビン30が浮上するようになり、図9に示すように、線状体20を引き上げながら水面まで上昇する。水面では、ボビン30は、漂流するブイのように振る舞う。こうしてボビン30を捕らえて種々の方法で船上に引き上げることができる。
例えば、一方法では、船舶によりケーブルで牽引された浮揚性のある銛を用いる。同時に、機械装置80は、線状体20の軌道が前記ケーブルの軌道と交差するように移動する。交差後、ボビン30は、ケーブルと銛によって船上に引き上げられる。
別の方法では、機械装置80に船舶で接近し、機械装置80をアイドリングまたは停止させる。船舶が適切な距離にあるときに、船舶のブリッジから銛を発射してボビン30を捕える。
ボビンが放出された後の水中の、機械装置80、ボビン30、および線状体20により形成されるアセンブリの挙動に関して、なお、最初に、装置は、水柱内において機能する。次に、バラスト負荷50が投下されると、ボビンは水面に向かって上昇する。続いて、ボビン30は深海流の作用により漂流し、一方で機械装置80は風と海面流の作用により漂流する。その結果、ボビン30は、機械装置80からかなりの距離離れて水面に到達し、課題のゴールが達成される。
ボビン30が水面まで上昇する際、非浮揚性の柔軟な線状体20は、通常、小さなチェーンの形状を採ろうとする。この小さなチェーンの曲線は、バラストエレメント70により変形される。当該バラストエレメントは、線状体の第1端部21と止め具71との間で延びる線状体20の第1部分20Aと、止め具71と第2端部22の間を延びる線状体の第2部分20Bとの間に屈曲点を作る。バラストエレメント70は、第1部分20Aをできるだけ垂直に配向させようとする。これにより、図10に示すように、特に機械装置80が移動しているときに、線状体の第1部分20Aが機械装置80のバルクの近くにおいて水面に浮上することが防止される。したがって、バラストエレメント70および止め具71が存在することによって、線状体20が、補助翼や機械装置のスクリュー80にからまるのを被るリスクが明らかに減少する。
Claims (10)
- 海洋または潜水機械装置の回収のための装置であって、
当該装置は、
−前記機械装置(80)へ接続される第1端部(21)を有する柔軟な線状体(20);
−前記柔軟な線状体(20)の第2端部(22)に接続されたボビン(30)、ここで前記柔軟な線状体は、前記ボビンに巻き付くのに適している;および
−前記ボビン(30)と組み合わせるのに適したバラスト負荷(50)
を有し、
前記ボビン(30)と前記バラスト負荷(50)は、前記負荷と組み合わさった前記ボビンは沈降し、前記負荷から解放された前記ボビンは浮上するように構成されており;かつ
前記柔軟な線状体(20)と前記ボビン(30)は、前記ボビン(30)に巻き付いた柔軟な線状体(20)が巻き出されることによって、前記負荷(50)から前記ボビンが解放されるように協働する装置。 - 前記柔軟な線状体(20)は、第1端部(21)と第2端部(22)との間に第1止め具(71)を有し、前記装置(10)はまた、第1端部(21)と第1止め具(71)との間で柔軟な線状体(20)に沿ってスライドするよう構成された少なくとも1つの第1バラストエレメント(70)を備える請求項1に記載の装置。
- 前記ボビン(30)は、前記柔軟な線状体(20)を巻き付けることが可能な巻付け表面(33)を有し、前記ボビン(30)は、前記バラスト負荷(50)を収容するための収容部(40)を有し、前記収容部は、前記バラスト負荷(50)が通過できる第1開口部(41)を有し、前記第1開口部(41)は巻付け表面(33)に位置している請求項1または2に記載の装置。
- 前記第1開口部(41)は、第1カバー(39)によって封鎖されており、前記第1カバー(39)は、巻付け表面(33)の一部を定める外部面(39A)を有する請求項3に記載の装置。
- 前記柔軟な線状体(20)の第2端部(22)が、前記収容部(40)の内部に位置する接続点(44)に接続されており、前記柔軟な線状体は、前記第1カバー(39)を貫通し、前記柔軟な線状体(20)は、前記第2端部(22)と前記カバー(39)との間に第2止め具(45)を有し、前記第2止め具(45)は、前記柔軟な線状体(20)の巻出しの際に第1開口部(41)の封鎖を解くように前記カバー(39)を引く請求項4に記載の装置。
- 前記収容部(40)は、前記バラスト負荷(50)が通過可能な第2開口部(42)を有し、前記第2開口部(42)は、巻付け表面(33)外に位置しており、第2カバー(38)によって封鎖されている請求項3〜5のいずれか1項に記載の装置。
- 前記ボビン(30)は少なくとも1つの第2バラストエレメント(51)を有し、前記バランスエレメント(51)は、前記ボビン(30)が水中にある際には前記第1開口部(41)が下方を向くようにボビンに配置されている請求項3〜6のいずれか1項に記載の装置。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の装置を備えた海洋または潜水機械装置であって、前記柔軟な線状体(20)の第1端部(21)が、前記機械装置(80)に接続されている海洋または潜水機械装置。
- 前記機械装置(80)は、前記柔軟な線状体(20)により包囲された前記ボビン(30)を搭載するように構成され、前記機械装置(80)は、前記ボビン(30)を放出するための放出システムを備える請求項8に記載の海洋または潜水機械装置。
- 前記放出システムが、遠隔操作される請求項9に記載の海洋または潜水機械装置。
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