KR102012110B1

KR102012110B1 - 잠수정, 해저로부터 적재물을 픽업하기 위한 방법 및 해저에 적재물을 내려놓기 위한 방법

Info

Publication number: KR102012110B1
Application number: KR1020177003992A
Authority: KR
Inventors: 헨드릭 브란트; 악셀 파노히
Original assignee: 티쎈크로프 마리네 지스템스 게엠베하; 티센크룹 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2014-08-14
Filing date: 2015-07-03
Publication date: 2019-08-19
Also published as: WO2016023676A1; DE102014111649A1; KR20170037986A; EP3180240B8; US20170240257A1; ES2757625T3; EP3180240B1; EP3180240A1

Abstract

본 발명은 잠수정 (1) 에 관한 것으로, 잠수정 (1) 은 적재물 (56) 을 저장하기 위한 저장 구역 (3) 을 갖고, 잠수정 (1) 은 압력 선체 (2) 를 포함하며, 잠수정 (1) 은 해저로부터 적재물 (56) 을 픽업하고 그리고/또는 해저에 적재물 (56) 을 내려놓도록 구성되고, 저장 구역 (3) 은 압력 선체 (2) 의 외측에 배열된다.

Description

잠수정, 해저로부터 적재물을 픽업하기 위한 방법 및 해저에 적재물을 내려놓기 위한 방법{SUBMARINE VEHICLE, METHOD FOR PICKING UP A LOAD FROM THE SEABED AND A METHOD FOR SETTING DOWN A LOAD ON THE SEABED}

본 발명은 잠수정, 바람직하게는 무인 잠수정, 해저로부터 적재물을 픽업하기 위한 방법, 및 해저에 적재물을 내려놓기 위한 방법에 관한 것이다.

바람직하게는 감시 목적으로 사용되는 자율적으로 운용되는 잠수정은 종래 기술로부터 공지되어 있다. 일반적으로, 이러한 자율적으로 운용되는 잠수정은 잠수 중에 잠수 시간 및 주변환경과 상호작용할 수 있는 능력과 관련하여 매우 제한적이다.

이러한 제한의 결과로서, 이러한 종래의 잠수정은 상이한 목표 위치들로의 이동 및 각각의 경우에 그곳에서의 적재물의 교환에 적합하지 않다. 원칙적으로 잠수정에 대해서는 수많은 잠재적인 응용이 존재한다. 예를 들어, 지진 측정의 경우에는, 해저의 상이한 목표 위치들에 센서들 (예를 들어, 지진 노드) 을 최대한 넓게 분포시키는 것이 필요하다. 잠수정에 대한 추가 응용은 탄화수소를 추출하기 위한 시설에서 연료와 용기를 정기적으로 교환하는 것이다. 개개의 컨테이너를 교환하거나 소규모 컨테이너 그룹을 교환하기 위해, 종래 기술은 예를 들어 US 2009/0114140 A1 에서 공지된 바와 같이 원격 제어 잠수정을 개시하고 있다. 이의 범위는 매우 제한되어 있다. 또한, 효과적인 활용은 잠수정을 원격 제어하는 파일럿의 반응 시간 및 잠수정과 파일럿간의 소통에 의존하는데, 소통은 일반적으로 잠수중에 도달한 잠수 깊이에 의해 방해받는다. 결과적으로, 원격 제어를 통해서는 효과적이고 복잡하지 않은 적재물 교환을 실현할 수 없다. 대안적으로, 종래 기술은 연료가 호스 라인 또는 엄빌리컬즈 (umbilicals) 를 통해 추출 및 생산 현장까지 먼 거리로 이송되는 방법을 개시하고 있다. 이 경우, 소량의 연료만이 필요할 때에 설치 비용이 특히 높다. 요약하면, 종래 기술로부터 공지된 방법은 특히 원격 제어 잠수정의 경우에 비용이 많이 들고 또한 시간 소모적이다.

본 발명의 목적은 해저상의 상이한 목표 위치들에 있는 복수의 적재물들을 가능한한 경제적으로 교환할 수 있는 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 적재물을 저장하기 위한 저장 구역을 갖는 잠수정에 의해 달성되는데, 상기 잠수정은 압력 선체를 포함하며, 상기 잠수정은 해저로부터 적재물을 픽업하고 그리고/또는 해저에 적재물을 내려놓도록 구성되고, 저장 구역은 압력 선체의 외측에 배열된다.

종래 기술과는 대조적으로, 잠수정은 압력 선체의 외측에 저장 구역을 포함하며, 그 결과 저장 구역은 상응하게 큰 방식으로 설계될 수 있고 다수의 적재물들이 함께 저장될 수 있다. 따라서, 압력 선체 또는 부동체 (floating body) 자체는 더 작은 방식으로 구성될 수 있다. 압력 선체의 외측에 배열된 저장 구역에 의해 달성될 수 있는 증가된 용량, 즉 종래 기술과 비교하여 증가된 유지 체적의 결과로서, 1 회의 잠수로 픽업 또는 교환될 수 있는 적재물의 수가 증가될 수 있다. 유리하게는, 반복되고 따라서 시간 소모적이고 비용이 많이 드는 부상 (surfacing) 이 결과적으로 회피될 수 있다. 이러한 방식으로, 넓은 지역에서 적재물을 교환하는 효과적인 잠수가 수행될 수 있다.

특히, 잠수정은 무인형이고, 해저로부터 적재물을 픽업하고 그리고/또는 해저에 적재물을 내려놓기 위해 구비된 자유롭게 침수되는 저장 구역 또는 습식 저장 공간을 포함한다. 또한, 중요한 시스템들이 압력 선체에 의해 주변 물로부터 보호되도록하는 것이 바람직하다. 더욱이, 잠수정이 또한 여러 개의 압력 선체들을 포함할 수 있음은 당업자에게 명백하다. 바람직하게는, 잠수정에는 잠수가 시작될 때에 이미 많은 수의 적재물들이 구비되어 있다. 결과적으로, 해저에 배치된 많은 수의 적재물들이 교환될 수 있다. 이 경우, 각각 상이한 목표 위치들에서 적재물을 자율적으로 픽업하거나 교환하도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 적재물들은 예를 들어 지진 측정용 설비, 예를 들어 지진 센서, 또는 탄화수소 추출을 위한 연료용 용기일 수 있다. 따라서, 해저에 있는 지진 노드 또는 추출 및/또는 생산 현장, 특히 수중 생산 현장은 각 경우에 그곳에서 하나의 적재물을 픽업하고 바람직하게는 새것으로 교환하기 위해 잠수 중에 접근하는 목표 위치의 예이다. 특히, 압력 선체는 부동체로서 구성된다.

본 발명의 유리한 구성 및 발전은 종속 청구항 및 도면을 참조한 설명으로부터 얻을 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 의하면, 잠수정은 자율적으로 그리고/또는 원격 제어에 의해 작동될 수 있다. 특히, 적재물은 특히 원격 제어에 의해서가 아니라 독립적으로 잠수정에 의해 픽업되며, 그 결과, 유리하게는 잠수정의 원격 제어 및 그의 공지된 단점을 제거하는 것이 가능하다. 그러나, 적어도 부분적으로는 원격 제어를 통해 잠수정을 제어하는 것이 또한 유리할 수도 있다. 예를 들면, 코스 수정을 원격 제어를 통해 행하는 것을 고려해 볼 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 의하면, 잠수정은 해저로부터 적재물을 픽업하고 해저에 적재물을 내려놓고 그리고/또는 저장 구역내에서 적재물을 운송하기 위한 적재물 수송 시스템을 포함한다. 결과적으로, 해저 상에 배치된 적재물의 교환이 유리하게는 복잡하지 않은 방식으로 수행될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 의하면, 잠수정은 잠수정에 에너지를 공급하기 위한 연료 셀 시스템을 포함한다. 연료 셀 시스템에 의해, 유리하게는 긴 잠수 시간을 실현시킬 수 있는 에너지 공급이 이용될 수 있다. 바람직하게는, 예를 들어 산소 및 수소와 같은, 연료 셀을 작동시키는데 필요한 개별 추진제들 (출발 물질들) 은 각각의 경우에 탱크들에 서로 개별적으로 저장된다. 잠수정이 여러 개의 압력 선체들을 포함하는 경우, 연료 셀 시스템을 작동시키는데 필요한 추진제들 (출발 물질들) 이 상이한 압력 선체들에서 운반되도록 하는 것을 부가적으로 생각해 볼 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 의하면, 큰 잠수 깊이의 경우, 압력 선체는 섬유 보강 플라스틱 (예를 들어, 탄소 섬유 보강 플라스틱), 티타늄 및/또는 이들 재료의 복합물로부터 제조된다. 특히, 압력 선체용으로 티타늄 단부 플레이트가 제공될 수 있다. 압력 선체용의 재료로서 섬유 보강 플라스틱 및/또는 티타늄을 사용한 결과, 잠수정은 수천 미터의 잠수를 할 수 있는 높은 압력을 받을 수 있다. 결과적으로, 유리하게는 이 잠수정에 의해 깊은 해저에 또한 도달할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 의하면, 저장 구역은 잠수정의 하측에 배열된 하부 해치 및/또는 잠수정의 상측에 배열된 상부 해치를 포함한다. 특히, 하부 해치는 해저 상에 배치된 적재물을 수용하고 그리고/또는 이를 새로운 적재물을 위해 교환하기 위해 제공된다. 바람직하게는 상부 해치는 잠수정이 수면에, 선박에 그리고/또는 플랫폼에 위치될 때에 저장 구역으로부터의 인출 또는 저장 구역의 충전을 위해 제공된다. 바람직하게는, 상부 해치는 하부 해치보다 더 큰 치수를 갖는다. 특히, 상부 해치는 여러 개의 적재물을 동시에 인출하고 그리고/또는 동시에 충전하도록 제공되는 한편, 적재물은 각 경우에 하부 해치를 통해 개별적으로 수용가능하거나 교환가능하다. 또한, 상부 해치 및/또는 하부 해치가 폐쇄가능하고, 따라서 적재물의 수용 및/또는 방출을 위해 개방되고, 예를 들어 2 개의 목표 위치 사이에서의 잠수 시간동안 폐쇄되도록 하는 것을 생각할 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 적재물 수송 시스템은 적재물을 실질적으로 수평 방향으로 수송하기 위한 리프팅 디바이스, 바람직하게는 크레인을 포함하고, 적재물 수송 시스템은 픽업 디바이스, 바람직하게는 흡입 벨 또는 파지기를 포함한다. 결과적으로, 적재물은 유리하게는 예를 들어 해저로부터 직접 들어올려질 수 있고, 하부 해치를 통해 저장 구역 안으로 운송되거나 또는 개방된 하부 해치를 통해 저장 구역 밖으로 그리고 잠수정 밖으로 운송되고, 해저에 내려놓아질 수 있다. 픽업 디바이스를 갖는 리프팅 디바이스는 유리하게는 저장 구역 내에서 적재물을 수송하는데 사용될 수 있다. 결과적으로, 유리하게는 예를 들어 2 개의 목표 위치 사이에서의 잠수 동안에 저장 구역 내의 적재물을 분류하고, 새롭게 생성된 오더의 결과로서 목표 위치에서의 적재물의 교환을 더 용이하게 그리고/또는 더 신속하게 행하는 것이 가능하다. 또한, 목표 위치에 따라, 적재물 수송 시스템이 저장 구역에 저장된 다수의 적재물 중에서 각각의 목표 위치를 위한 적재물을 선택하도록 적재물 수송 시스템을 구성하는 것을 생각할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 의하면, 적재물 수송 시스템은 적재물을 저장 구역 내에서 수송하기 위한 레일 시스템을 포함한다. 레일 시스템의 결과로서, 픽업된 적재물은 유리하게는 저장 구역 내에서 바람직하게는 잠수정의 길이방향 축선에 대해 평행한 방향으로 수송될 수 있다. 특히, 저장 구역에 비해 상대적으로 작은 치수의 하부 해치가 있는 경우에도, 레일 시스템의 사용을 통해 저장 구역의 전체의 이용가능한 보유 체적이 사용될 수 있다. 이 경우, 바람직하게는 리프팅 디바이스는 레일 시스템을 따라 이동할 수 있는 트롤리를 통해 레일 시스템에 연결된다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 의하면, 잠수정은 파지 디바이스를 포함하고, 파지 디바이스는 적재물에 고정된 케이블을 잡기 위한 캐칭 아암, 바람직하게는 복수의 캐칭 아암들을 포함하고, 잠수정은 적재물을 들어올리기 위한 윈치를 포함하고, 잠수정은 들어올려진 적재물을 아래에 배치하기 위한 픽업 캐리지를 포함하고, 잠수정은 케이블을 절단하기 위한 절단 디바이스를 포함한다. 이 경우, 특히 케이블이 픽업할 적재물에 고정될 수 있으며, 케이블은 그 부력으로 인해 또는 부력 요소 또는 부력체에 의한 방식으로 수면 방향으로 해저에 배치된 적재물로부터 연장된다. 잠수정의 가이드는 수면까지 부유하는 케이블을 파지 디바이스의 윈치상의 캐칭 아암에 안내하며, 바람직하게는 가이드는 잠수정이 이동 방향으로 움직일 때에 적어도 부분적으로 케이블을 안내한다. 바람직하게는, 잠수정은 포획 중에 움직이며, 케이블은 윈치의 캐칭 아암에 의해 픽업된다. 윈치가 작동하게 되면, 윈치가 케이블을 감아서 적재물은 해저로부터 들어올려질 수 있다. 특히, 바람직하게는 잠수정의 길이방향 축선에 대해 실질적으로 평행하게 연장되는 방향으로 변위될 수 있는 픽업 캐리지가 들어올려진 적재물 아래에 위치할 수 있을 때까지, 적재물은 윈치에 의해 들어올려진다. 또한, 픽업 캐리지는, 픽업 캐리지가 적어도 부분적으로 파지 디바이스 아래에 배치되는 제 1 작동 위치와 픽업 캐리지가 적어도 부분적으로 하부 해치 아래에 배치되는 제 2 작동 위치 사이에서, 가역적으로 변위될 수 있다. 특히, 제 1 작동 위치는 윈치에 의해 적재물이 들어올려지자마자 취해진다. 그 후, 적재물이 제 1 작동 위치에서 픽업 캐리지 상에 위치될 때까지 윈치는 연속 작동으로 케이블을 다시 푼다. 이어서, 픽업 캐리지는 제 2 작동 위치로 이송된다. 따라서, 유리하게는 적재물은 제 2 작동 위치에서 리프팅 디바이스에 의해 픽업 캐리지로부터 저장 구역에 수용될 수 있다. 특히, 파지 디바이스에 의해, 잠수 중에, 즉 잠수정이 이동하면서 적재물이 픽업될 수 있다. 그 결과, 유리하게는, 하부 해치가 해저 상에 배치된 적재물 위에 배치될 때까지 잠수정이 배향되어야 하는 시간 소모적인 조작을 없애는 것이 가능하다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 의하면, 잠수정은 복수의 압력 선체를 갖고, 저장 구역은 압력 선체와 추가의 압력 선체 사이에 배치된다. 바람직하게는, 저장 구역은, 저장 구역이 우현 및/또는 포트 측에서 적어도 부분적으로 압력 선체에 의해 환경적 영향으로부터 보호되도록, 압력 선체와 추가의 압력 선체 사이에 배치된다. 특히, 압력 선체들의 높이는 잠수정의 높이를 실질적으로 규정하고, 압력 선체들 각각은 적어도 하나의 연결 요소를 통해 저장 구역에 견고하게 연결된다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 의하면, 잠수정은 추진 및 조종 디바이스들을 포함한다. 추진 및 조종 디바이스들에 의해, 잠수정은 2 개의 목표 위치 사이를 이동할 수 있을 뿐만 아니라, 잠수정의 안정된 배향이 달성될 수 있고, 이로써 적재물이 저장 구역에 신뢰성있게 수용될 수 있다. 예를 들어, 잠수정은 바람직하게는 추진 및 조종 디바이스들로서, 복수의 피벗가능한 스러스터들, 밸러스트 탱크들 및 트림 탱크들 및/또는 보상 탱크들을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 의하면, 잠수정은 밸러스트 탱크, 트림 탱크 및/또는 보상 탱크를 비우거나 쏟아내고, 충전하거나 충만하게 하기 위한 고압 펌프를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 의하면, 잠수정은 잠수중에 잠수정을 자율 작동시키기 위한 제어 유닛을 포함하고, 그리고/또는 잠수정은 주변을 모니터링하기 위한 이미지 획득 유닛을 포함한다. 이미지 획득 유닛, 예를 들어 카메라 또는 이미징 센서 시스템의 도움으로, 잠수정은 해저에 배치된 도구 또는 기구를 모니터링하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 탄화수소 운반을 위해 제공되는 파이프 라인이 관찰되거나 점검될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 의하면, 잠수정의 길이방향에서, 저장 구역의 길이는 압력 선체의 길이에 실질적으로 대응한다. 결과적으로, 저장 구역은 압력 선체에 의해 전체적으로 둘러싸이지 않고서도 우현 측 및/또는 포트 측에서 압력 선체들에 의해 광범위하게 보호된다. 또한, 추진 및 조종 디바이스들은 바람직하게는 압력 선체에 배치될 수 있다. 저장 구역의 길이방향 축선을 따라 추진 및 조종 디바이스들이 규칙적으로 분포된 결과, 저장 구역에서의 불규칙한 적재물 분포가 유리하게 보상될 수 있다. 그렇지 않으면, 특정 상황에서, 추진 및 조종 디바이스들이 비교적 작은 오직 하나의 구역에 제한되는 경우에는 불규칙한 적재물 분포로 인해 잠수정이 기울어질 수 있다. 특히, 추진 및/또는 조종 디바이스가 규칙적으로 분포되는 결과로서, 예를 들어 저장 구역에 저장된 많은 수의 적재물로 이루어지는 가능한한 큰 전체 적재물이 운반될 수 있다. 또한, 잠수정은 규칙적인 분포의 결과로서 가능한한 유연하고 복잡하지 않은 방식으로 이동할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 의하면, 잠수정은 해양 플랫폼 또는 선박으로부터의 사용을 위해 구성된다. 바람직하게는, 선박 및/또는 해양 플랫폼은 또한 잠수정을 수용하도록 설계된다. 바람직하게는 연료 셀 추진제 (출발 물질) 가 잠수정의 대응 연료 셀 탱크에 충전될 수 있게 하는 포트가 제공된다. 바람직하게는, 잠수정은 선박 또는 해양 플랫폼의 문 풀 (moon pool), 선박 또는 해양 플랫폼의 갑판 또는 선박 또는 해양 플랫폼의 내부 플로팅 도크 (floating dock) 또는 요갑판 (well deck) 에서 충전되고 그리고/또는 재급유된다. 바람직하게는, 충전 또는 재급유는 잔잔한 바다에서 일어난다. 추가의 유지보수 작업, 예를 들어 이미지 획득 유닛들의 청소를 위해, 잠수부들이 이용되거나 잠수정이 강력한 리프팅 디바이스에 의해 선박 또는 해양 플랫폼의 갑판에 올려진다.

본 발명의 또 다른 주제는 본 발명에 따른 잠수정을 이용하여 해저로부터 적재물을 픽업하는 방법이며, 여기서 적재물은 적재물 수송 시스템에 의해 픽업된다.

종래 기술과 대조적으로, 이 방법은 적절하게 선택된 저장 구역 때문에 잠수 중에 상이한 목표 위치들에서 반복될 수 있다. 그 결과, 이 방법은 해저에서 광범위하게 적재물을 교환하는데 유리하게 사용될 수 있다.

또 다른 실시형태에 의하면, 픽업 작동 이전에, 즉 일시적으로 해저 상에 배치된 적재물이 픽업되기 전에, 하부 해치가 적재물 위로 향할때 까지 잠수정이 조작된다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 의하면, 픽업 작동 이전에, 적재물에 고정된 케이블이 잠수정의 파지 디바이스에 의해 파지되고, 적재물은 케이블을 통해 윈치에 의해 들어올려지고, 들어올려진 적재물 아래에 픽업 캐리지가 배치되고, 적재물은 윈치에 의해 픽업 캐리지 상에 내려놓아지고, 내려놓아진 적재물을 갖는 픽업 캐리지는 적재물이 하부 해치 아래에 배열되도록 이동된다. 특히, 잠수 중에, 즉 잠수정이 움직이는 상태에서 적재물이 해저로부터 픽업될 수 있다. 결과적으로, 유리하게는 적재물이 픽업되는 동안 시간을 절약할 수 있다.

본 발명의 또 다른 주제는 본 발명에 따른 잠수정을 이용하여 해저에 적재물을 내려놓기 위한 방법이며, 여기서 적재물은 적재물 수송 시스템에 의해 해저에 내려놓아진다. 적절하게 선택된 저장 구역의 결과로서, 잠수 중에 복잡하지 않은 방식으로 해저에 많은 수의 적재물을 내려놓을 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 의하면, 픽업 디바이스에 고정된 적재물은 하부 해치를 통해 운송되어 해저에 내려놓아진다.

본 발명의 추가의 세부 사항, 특징 및 이점은 도면들, 및 도면들을 참조한 하기의 바람직한 실시형태의 설명으로부터 얻을 수 있다. 이 경우, 도면들은 본 발명의 개념을 제한하지 않는 본 발명의 단지 예시적인 실시형태를 도시한다.

도 1 은 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태의 잠수정을 잠수정의 길이방향 축선에 대해 수직하게 취한 단면도로 도시한 것이다.
도 2 는 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태의 잠수정을 잠수정의 길이방향 축선에 대해 평행하게 취한 개략 평면도로 도시한 것이다.
도 3 은 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태의 잠수정을 측면도 및 평면도로 도시한 것이다.
도 4 는 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따른 잠수정의 압력 선체를 도시한 것이다.

여러 도면들에서, 동일한 부품들은 항상 동일한 도면부호를 가지며, 따라서 원칙적으로 한 번만 명명되거나 언급된다.

도 1 은 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태의 잠수정 (1) 을 잠수정 (1) 의 길이방향 축선에 대해 수직하게 취한 단면도로 도시한 것이다. 이러한 잠수정 (1) 은 바람직하게는 적재물 (56) 을 픽업, 저장, 수송 및 배출하기 위한 것이며, 잠수정 (1) 은 적재물 (56) 을 픽업, 저장, 수송 및 배출한다. 특히, 잠수정 (1) 은 해저에 큰 깊이로 배치되거나 배치되도록 의도된 적재물 (56) 을 픽업하고 내려놓도록 설계된다. 이 경우, 잠수정 (1) 은, 여러 곳의 목표 위치들로 향하고, 그곳에서 적재물 (56) 을 픽업하고 그리고/또는 내려놓고, 바람직하게는 픽업된 적재물 (56) 을 저장 또는 정리하도록 설계된다. 적재물 (56) 을 저장하기 위해, 잠수정 (1) 은 픽업된 적재물 (56) 을 시워시 (seawash) 또는 충격으로부터 보호된 방식으로 안전하게 저장하고 수송할 수 있도록 바람직하게는 선별기, 예를 들어 선반 (25) 및 잠금 디바이스 (도시되지 않음) 를 포함하는 저장 구역 (3) 을 포함한다. 바람직하게는, 적재물 (56) 은 예를 들어 컨베이어 파이프 또는 지진 센서 내의 오일 흐름을 보장하기 위한 유체 및/또는 유압 유체와 같은, 예컨대 물 아래에서 탄화수소를 운송하기 위해 제공되는 연료이다. 이 경우, 잠수정 (1) 은 자율적으로 또는 원격 제어로 예를 들어 상이한 수중 생산 현장들 또는 지진 센서들용의 여러 디포지션 위치들과 같은 여러 목표 위치들로 이동할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 잠수정 (1) 은 수중 생산 현장들 중 하나에서 적재물 (56) 로서의 빈 컨테이너를 독립적으로 픽업하여 그것을 가득찬 컨테이너로 교환하도록 제공된다. 특히, 잠수정 (1) 은 다수의 적재물 (56) 을 저장하도록 의도된 저장 구역 (3) 을 포함하도록 제공된다. 이 경우, 바람직하게는, 저장 구역 (3) 은 습식 저장 공간으로서 구성되도록 제공된다; 즉 저장 구역 (3) 은 바람직하게는 영구적으로 해수로 잠긴다. 바람직하게는, 저장 구역 (3) 은 (잠수중에) 해저에 면하는 측에 하부 해치 (11) 를 포함하고 해수면에 면하는 측에 상부 해치 (12) 를 포함하며, 이를 통해 바람직하게는 적재물들 (56) 및/또는 도구들이 저장 구역 (3) 에 도입되거나 저장 구역 (3) 으로부터 제거될 수 있다. 적재물을 픽업하고 그리고/또는 내려놓기 위해, 리프팅 디바이스 (5), 바람직하게는 크레인이 제공되며, 리프팅 디바이스 (5) 는 적재물 (56) 을 픽업 디바이스 (6), 예를 들어 흡입 벨 또는 파지기에 의해 픽업하고, 이어서 적재물 (56) 을 저장 구역 (3) 안으로 운송하고 저장 구역 (3) 밖으로 운송하고 그리고/또는 저장 구역 (3) 내에서 운송한다. 더욱이, 바람직하게는, 예를 들어 잠수정 (1) 을 제어하는데 필요한 추가의 설비가 압력 선체 (2) 내에 배치되도록 제공된다. 특히, 압력 선체 (2) 는 저장 구역 (3) 으로부터 공간적으로 분리되어 있다. 환언하면, 저장 구역 (3) 은 압력 선체 (2) 외측에 배치된다. 도 1 에 도시된 제 1 실시형태에서, 저장 구역 (3) 은 2 개의 압력 선체들 (2) 사이에 배치되고, 압력 선체들 (2) 은 각각 저장 구역 (3) 에 견고하게, 특히 강성적으로 연결된다. 이 경우에, 저장 구역 (3) 의 높이는 압력 선체들 (2) 의 높이에 실질적으로 대응하고, 2 개의 압력 선체들 (2) 및 저장 구역 (3) 은 평면으로 배치된다. 이러한 배치의 결과로서, 저장 구역 (3) 은 적어도 우현 및 포트 측에서 압력 선체들 (2) 에 의해 둘러싸이고, 따라서 적어도 부분적으로 보호된다.

도 2 는 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태의 잠수정 (1) 을 잠수정 (1) 의 길이방향 축선에 대해 평행하게 취한 개략 평면도로 도시한 것이다. 저장 구역 (3) 은 길이방향 축선에 대해 평행하게 연장되는 길이방향으로 잠수정 (1) 의 전체 길이의 절반 이상을 따라 연장하는 것을 볼 수 있다. 또한, 잠수정 (1) 은 추진 및 조종 디바이스들, 예를 들어 스러스터들 (8), 트림 탱크들 및/또는 보상 탱크들 (9) 및 밸러스트 탱크들 (13) 을 포함하며, 이로써 잠수정 (1) 은 잠수중에 배향 또는 이동, 즉 조종될 수 있다. 특히, 추진 및 조종 디바이스들, 예를 들어 스러스터들 (8) 은 도시된 단면 평면에 대해 평행하게 연장되는 원주 방향으로 잠수정 (1), 특히 그 외부 케이싱에 배열된다. 바람직하게는, 잠수정 (1) 이 잠수중에 가능한한 유연하게 조종될 수 있도록, 스러스터들 (8) 은 잠수정 (1) 의 외부 케이싱에 피벗가능하게 부착된다. 여러 목표 위치들을 주행하려고 하는 잠수를 수행하기 위해, 연료 셀 시스템을 이용하여 잠수정에 에너지를 공급하도록 할 수 있다. 바람직하게는, 연료 셀 시스템을 실현하기 위해 압력 선체들 (2) 에는 연료 탱크들 (15, 15') 이 통합된다. 특히, 압력 선체들 중의 하나의 압력 선체의 연료 탱크 (15) 에는 수소가 통합되고, 압력 선체들 중의 다른 압력 선체의 연료 탱크 (15') 에는 산소가 통합된다. 작동에 필요한 에너지를 발생시키기 위하여, 또한 압력 선체들 (2) 에는 반응수 탱크들 (16) 이 제공된다. 또한, 바람직하게는, 압력 선체들 (2) 은 추가의 장비, 예를 들어 제어기 (23), 유압 유닛 (34), 바람직하게는 여러 개의 고압 트림 및 빌지 펌프들 (35), 에너지 저장소 (19), 보상 탱크들 (9), 압력 어큐뮬레이터 (17) 또는 외부 공기와 독립적인 추진 시스템 (37) 을 포함한다. 또한, 잠수정 (1) 은 바람직하게는 여러 개의 고압 펌프들 (35) 을 포함하며, 이로써 트림 및 보상 탱크들 그리고 밸러스트 탱크들은 외부 압력에 대해서 비워지거나 플러딩된다. 개별 트림 및 보상 탱크들 (9) 그리고 밸러스트 탱크들 (13) 의 충전 레벨을 조절하기 위해, 밸러스트, 트림 및 보상 탱크들은 밸브들 (36) 을 통해 고압 펌프 (35) 에 연결된다. 밸러스트, 트림 및 보상 탱크들로부터의 물은 압력 라인 (33) 을 거쳐 외부 압력에 대하여 고압 펌프 (35) 를 통해 외부로 펌핑된다.

또한, 잠수정 (1) 은 적재물 (56) 을 픽업하기 위한 파지 디바이스를 포함한다. 특히, 파지 디바이스는 하나 이상의 캐칭 아암들 (57) 을 갖는 윈치 (41) 를 포함한다. 도 2 는 또한 가이드 (14) 를 도시한다. 가이드 (14) 는 배 중앙부 평면의 양측에서 두 개의 만곡된 돌출부에 의해 형성되는데, 그 이격 간격은 윈치 (41) 의 방향으로 감소한다. 가이드 (14) 의 테이퍼형 구성으로 인하여, 잠수정 (1) 은 목표 위치에서 하단부에 적재물 (56) 이 배치된 케이블 (53) 을 향할 수 있다. 특히, 가이드 (14) 는 케이블 (53) 을 위한 안내 시스템을 형성하며, 그 결과, 잠수정 (1) 의 전방 이동시에, 케이블 (53) 은 잠수정 (1) 의 윈치 (41) 의 방향으로 이송된다. 바람직하게는, 윈치 (41) 는 케이블 (53) 을 수용하고 따라서 그 동작에 의해 케이블 (53) 을 감아서 적재물 (56) 을 들어올리도록 의도된다. 특히, 잠수정 (1) 의 픽업 캐리지 (42) 가 적재물 (56) 아래에서 이송될 수 있을 때까지 윈치 (41) 가 적재물 (56) 을 들어올린다. 바람직하게는 잠수정 (1) 의 길이방향으로 이동할 수 있는 픽업 캐리지 (42) 는 들어올려진 적재물 (56) 아래에서 적어도 부분적으로 결합한다. 이어서, 적재물 (56) 은 윈치 (41) 에 의해, 특히 그 윈치 모터의 작동에 의해 픽업 캐리지 (42) 상에 내려놓아질 수 있다. 특히, 케이블 (53) 은 이어서 절단 디바이스 또는 커터 (44) 에 의해 절단되고, 이어서 픽업 캐리지 (42) 는 적재물 (56) 이 하부 해치 (11) 아래에 위치 될 때까지 변위된다. 적재물 (56) 은 리프팅 디바이스 (5) 에 의해 개방 하부 해치 (11) 를 통해 잠수정 (1) 의 저장 구역 (3) 에 수용될 수 있다. 특히, 하부 해치 (11) 의 영역은 파지 디바이스를 갖는 영역에 바로 인접해 있다. 이 경우에는, 하부 해치 (11) 가 개별 적재물을 수용하도록 치수화되고, 적재물 (56) 이 저장 구역 (3) 의 의도된 장소로 이동되는 것을 리프팅 디바이스 (5) 가 보장하도록 하는 것을 생각해 볼 수 있다. 또한, 픽업될 적재물 (56) 이 하부 해치 (11) 아래에 배치될 때까지 잠수정 (1) 이 조종됨으로써 잠수정 (1) 은 적재물 (56) 을 픽업한다. 따라서, 해저에 배치된 적재물 (56) 은 리프팅 디바이스 (5) 를 통해 바로 저장 구역 (3) 에 이송될 수 있다.

도 3 은 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태의 잠수정 (1) 을 측면도 및 평면도로 도시한 것이다. 바람직하게는, 잠수정 (1) 은 저장 구역 (3) 에 레일 시스템 (51) 을 포함하며, 이 레일 시스템을 따라 리프팅 디바이스 (5) 가 이동가능하다. 특히, 레일 시스템 (51) 은 리프팅 디바이스 (5) 가 예를 들어 트롤리 (52)를 통해 잠수정 (1) 의 길이방향에 대해 실질적으로 평행하게 연장되는 방향으로 이동할 수 있도록 구성되거나 배향된다. 결과적으로, 잠수정 (1) 의 전방 부분에 수용된 적재물 (56) 은, 예를 들어 잠수정 (1) 의 후방 부분으로 운송되어 그곳에서 저장될 수 있다. 결과적으로, 유리하게는 하부 해치 (11) 의 설치 공간은 개별 적재물 (56) 의 수용에 제한될 수 있고, 동시에 저장 구역 (3) 의 전체 용량은 다수의 적재물 (56) 을 위해 완전히 사용될 수 있다. 작은 하부 해치에 의해, 저장 구역 (3) 은 적재물을 픽업하거나 내려놓는 동안에 외부 영향으로부터 추가로 쉽게 보호될 수 있다. 바람직하게는, 해저상의 적재물 (56) 이 하단부에 고정되어 있는 케이블 (53) 은 그 상단부가 부력체 (55) 에 연결된다. 이 부력체 (55) 는 케이블 (53) 이 가능한한 적은 이동으로 해저로부터 해수면쪽으로 연장하는 것을 보장한다. 바람직하게는, 케이블 (53) 은 구획 수단 (54) 을 더 포함하며, 구획 수단 (54) 아래의 영역은 파지 디바이스가 파지할 수 있는 케이블 (51) 의 영역을 규정한다. 또한, 구획 수단 (54) 이 잠수정을 배향시키는 역할을 하거나 잠수정 (1) 의 운항을 공동으로 제어하는 송신기를 포함하도록 하는 것을 생각할 수 있다. 또한, 잠수정 (1) 은 상부 해치 (12) 를 포함한다. 이 상부 해치 (12) 를 통해, 잠수정 (1) 이 수면에 있을 때에 적재물이 바람직하게는 저장 구역 (3) 밖으로 그리고 저장 구역 안으로 운반된다. 특히, 상부 해치 (12) 는 하부 해치 (11) 보다 더 크게 형성되고, 상부 해치 (12) 는 그 아래에 위치한 저장 구역 (3) 의 전체 범위를 따라 실질적으로 연장된다.

도 4 는 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따른 잠수정 (1) 의 압력 선체 (2) 를 도시한 것이다. 예를 들어, 이는 예시적인 제 1 실시형태의 잠수정 (1) 에 사용되는 압력 선체 (2) 이다. 이 경우, 압력 선체 (2) 는 탄소 섬유 보강 플라스틱 재료 및 티타늄을 나타내도록 만들어진다. 특히, 압력 선체 (2) 는 티타늄 단부 플레이트를 포함한다. 이러한 압력 선체 (2) 의 재료 및 성형의 특히 적합한 선택의 결과로서, 잠수정 (1) 은 잠수중에 해수면 아래 수천 미터까지 유리하게 사용될 수 있다.

1 잠수정
2 압력 선체
3 저장 구역
5 리프팅 디바이스
6 픽업 디바이스
8 스러스터
9 트림 및 보상 탱크
11 하부 해치
12 상부 해치
13 밸러스트 탱크
14 가이드
15, 15' 연료 탱크들
16 반응수 탱크
17 압력 어큐뮬레이터
19 에너지 저장소
23 제어기
25 선반
33 압력 라인
34 유압 유닛 HPU
35 고압 트림 및 빌지 펌프들
36 밸브
37 외기와 독립적인 추진 시스템
41 윈치
42 픽업 캐리지
44 절단 디바이스
51 레일 시스템
52 트롤리
53 케이블
54 구획 수단
55 부력체
56 적재물
57 캐칭 아암

Claims

잠수정 (submarine vehicle: 1) 으로서,
상기 잠수정 (1) 은 적재물 (56) 을 저장하기 위한 저장 구역 (3) 을 갖고, 상기 잠수정 (1) 은 압력 선체 (pressure hull: 2) 를 포함하며, 상기 잠수정 (1) 은 해저로부터 상기 적재물 (56) 을 픽업하고 그리고/또는 해저에 상기 적재물 (56) 을 내려놓도록 구성되고,
상기 저장 구역 (3) 은 상기 압력 선체 (2) 의 외측에 배열되고,
상기 잠수정 (1) 은, 해저로부터 상기 적재물 (56) 을 픽업하고 해저에 상기 적재물 (56) 을 내려놓고 그리고/또는 상기 저장 구역 (3) 내에서 상기 적재물을 운송하기 위한 적재물 수송 시스템을 포함하고,
상기 잠수정 (1) 은 파지 디바이스를 포함하고, 상기 파지 디바이스는 상기 적재물에 고정된 케이블 (53) 을 잡기 위한 캐칭 아암 (14) 을 포함하고, 상기 잠수정 (1) 은 상기 적재물 (56) 을 들어올리기 위한 윈치 (41) 를 포함하고, 상기 잠수정은 들어올려진 적재물 (56) 을 아래에 배치하기 위한 픽업 캐리지 (42) 를 포함하고, 상기 잠수정 (1) 은 상기 케이블 (53) 을 절단하기 위한 절단 디바이스 (44) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 잠수정 (1).
제 1 항에 있어서,
상기 잠수정 (1) 은 자율적으로 그리고/또는 원격제어식으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 잠수정 (1).
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 잠수정 (1) 은 상기 잠수정 (1) 에 에너지를 공급하기 위한 연료 셀 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수정 (1).
제 1 항에 있어서,
상기 압력 선체 (2) 는 적어도 부분적으로 섬유 보강 플라스틱 및/또는 티타늄으로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 잠수정 (1).
제 1 항에 있어서,
상기 저장 구역 (3) 은 상기 잠수정 (1) 의 하측에 배열된 하부 해치 (11) 및/또는 상기 잠수정 (1) 의 상측에 배열된 상부 해치 (12) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수정 (1).
제 1 항에 있어서,
적재물 수송 시스템은 상기 적재물 (56) 을 수평 방향으로 수송하기 위한 리프팅 디바이스 (5) 를 포함하고,
상기 적재물 수송 시스템은 픽업 디바이스 (6) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수정 (1).
제 1 항에 있어서,
적재물 수송 시스템은 상기 적재물 (56) 을 상기 저장 구역 (3) 내에서 수송하기 위한 레일 시스템 (51) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수정 (1).
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 잠수정 (1) 은 복수의 압력 선체 (2) 를 갖고, 상기 저장 구역 (3) 은 상기 압력 선체 (2) 와 추가의 압력 선체 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 잠수정 (1).
제 1 항에 있어서,
상기 잠수정 (1) 은 구동 및 조종 디바이스들 (8, 9 및 13) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수정 (1).
제 1 항에 있어서,
상기 잠수정은 밸러스트 탱크 (13), 트림 탱크 및/또는 보상 탱크를 비우고 충전하기 위한 고압 펌프 (35) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수정 (1).
제 1 항에 있어서,
상기 잠수정 (1) 은 잠수중에 상기 잠수정 (1) 을 자율 작동시키기 위한 제어 유닛을 포함하고, 그리고/또는
상기 잠수정 (1) 은 주변을 모니터링하기 위한 이미지 획득 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수정 (1).
제 1 항에 있어서,
상기 잠수정 (1) 의 길이방향 축선을 따라, 상기 저장 구역 (3) 의 길이는 상기 압력 선체 (2) 의 길이에 대응하는 것을 특징으로 하는 잠수정 (1).
제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 8 항 및 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 잠수정 (1) 을 이용하여 해저로부터 적재물 (56) 을 픽업하기 위한 방법으로서,
상기 적재물 (56) 은 적재물 수송 시스템에 의해 픽업되는, 해저로부터 적재물 (56) 을 픽업하기 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
픽업 작동 이전에, 하부 해치 (11) 가 상기 적재물 (56) 위로 향할때 까지 상기 잠수정 (1) 이 조종되는 것을 특징으로 하는 해저로부터 적재물 (56) 을 픽업하기 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 적재물 (56) 에 고정된 케이블 (53) 이 상기 잠수정 (1) 의 파지 디바이스에 의해 파지되고, 상기 적재물 (56) 은 상기 케이블 (53) 을 통해 윈치 (41) 에 의해 들어올려지고, 들어올려진 적재물 (56) 아래에 픽업 캐리지 (42) 가 배치되고, 상기 적재물 (56) 은 상기 윈치 (41) 에 의해 상기 픽업 캐리지 (42) 상에 내려놓아지고, 내려놓아진 적재물 (56) 을 갖는 상기 픽업 캐리지 (42) 는 상기 적재물 (56) 이 하부 해치 (11) 아래에 배열되도록 이동되는 것을 특징으로 하는 해저로부터 적재물 (56) 을 픽업하기 위한 방법.
제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 8 항 및 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 잠수정 (1) 을 이용하여 해저에 적재물 (56) 을 내려놓기 위한 방법으로서,
상기 적재물 (56) 은 적재물 수송 시스템에 의해 해저에 내려놓아지는, 해저에 적재물 (56) 을 내려놓기 위한 방법.
제 18 항에 있어서,
픽업 디바이스 (6) 에 고정된 상기 적재물 (56) 은 하부 해치 (11) 를 통해 운송되어 해저에 내려놓아지는 것을 특징으로 하는 해저에 적재물 (56) 을 내려놓기 위한 방법.