KR20200086318A - 개선된 수중 수확 시스템 - Google Patents

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리차드 요한 토프텐
한스 크리스티안 모라나
롤프 코브벨트베트
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노르웨지안 이노베이션 테크놀로지 그룹 에이에스
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Abstract

본 발명은 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 수확하기 위한 수확 시스템 및 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 수확하는 방법에 관한 것이다.

Description

개선된 수중 수확 시스템
본 발명은 동물성 플랑크톤 또는 중심해(mesopelagic) 어류를 수확하기 위한 수확 시스템 및 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 수확하는 방법에 관한 것이다.
트롤링과 같은 전통적인 대량 어획은 수생 서식지와 생태계에 돌이킬 수 없는 손상을 초래했다.
작은 메쉬-크기 그물 기반 방법을 사용하여 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 잡는 것은 해양 생물에 심각한 결과를 초래하는 다른 여러 종의 부수어획(bycatch)의 단점을 보여주었다.
따라서, 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 포획하기 위한 개선된 수확 시스템이 이로울 것이고, 특히 부수어획을 감소시키는 보다 효율적이고 신뢰할 수 있는 수확 시스템이 이로울 것이다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 상기 단점 및 결점을 전체적으로 또는 부분적으로 극복하는 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 목적은 특정 해양 종들을 제어하고 선택적으로 어획하기 위한 수확 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
따라서, 상기 기술된 목적 및 여러가지 다른 목적들은 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 수확하기 위한 수확 시스템을 제공함으로써 본 발명의 제1 측면(aspect)에서 얻어지도록 의도된다.
상기 수확 시스템은 바다 속으로 내려지고 견인되는 수중 장치, 상기 수중 장치는 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 함유한 유체를 수용하도록 개작된 하나 이상의 유입구가 제공된 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 하나 이상의 매니폴드를 포함하고; 상기 수중 장치는 조명된 영역을 향해 동물성 플랑크톤의 스쿨링(schooling)을 용이하게 하는 하나 이상의 광원을 더 포함한다.
본 발명의 아이디어는 중수 트롤링(midwater trawling)의 필요 및 어망의 사용을 피할 수 있는 환경 친화적으로 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 수확하는 것을 제공하는 것이다.
하나 이상의 광원을 사용하여 관심 종들을 스쿨링하여, 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 원하는 영역, 예컨대 이들이 수확될 수 있는 영역 내에 집중시킴으로써, 본 발명은 이러한 결과를 달성한다.
따라서, 하나 이상의 광원을 사용하는 것은 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류가 조명에 의해 생성된 가상 그물로 스쿨링되고 집합되는 조명된 영역을 정의한다.
상기 수중 장치는, 견인될 때, 또한 수중 차량으로 지칭될 수 있다.
상기 수확 시스템은 상기 수중 장치를 수상 선박에 유동적으로(fluidically) 연결하는 유체 연결부를 추가로 포함한다.
동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 함유한 유체는 상기 수중 장치의 하우징으로 유입되어 유체 연결부를 통해 수면을 향하여 그리고 수면으로 이동된다.
상기 유체 연결부는 상기 수중 장치에 장착되고 하나 이상의 유입구와 유동적으로 연통하는(즉 유체는 연결부 등을 따라 이동될 수 있음) 가요성 호스일 수 있다. 상기 호스는 상기 수중 장치를 상기 수상 선박 또는 해안에 고정하고 유동적으로 연결하도록 구성될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 수확 시스템은 하나 이상의 유입구를 통해 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 함유하는 유체를 상기 수상 선박을 향해 그리고 상기 수상 선박으로 이동시키기 위한 펌핑 수단을 추가로 포함한다.
일부 추가 실시 예들에서, 상기 하나 이상의 광원은 하나 이상의 유입구 내에 위치된다.
상기 하나 이상의 유입구 내에, 따라서 내부에 위치된 상기 하나 이상의 광원을 갖는 큰 이점은 이러한 방식으로 하나 이상의 광원이 상기 펌핑 수단의 흡입력에 의해 발생된 유체 방향을 가로 지르는 조명 경로를 생성한다는 것이다. 따라서, 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류가 보다 효율적으로 수확될 수 있다.
동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류는 빛을 향하여 상기 하나 이상의 유입구로 들어가고 상기 펌핑 수단의 흡입으로 인해 상기 하나 이상의 유입구 밖으로 되돌아 갈 수 없다. 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류는 상기 하나 이상의 유입구 내에, 예를 들어 내부에 상기 하나 이상의 광원이 존재하기 때문에 보다 효율적으로 수확된다.
상기 하나 이상의 유입구 내에 위치된 상기 하나 이상의 광원은 상기 하나 이상의 유입구의 개구로부터 미리 결정된 거리에서 상기 하나 이상의 유입구 내부에 위치될 수 있다.
상기 하나 이상의 유입구의 개구로부터 이러한 미리 결정된 거리는 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류에 대한 미복귀 지점을 넘어설 수 있다.
상기 미복귀 지점은 상기 펌핑 수단에 의해 정의된 지점으로, 상기 펌핑 수단의 흡입 작용으로 인해 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류가 상기 유입구 밖으로 되돌아 갈 수 없는 지점으로 정의된다.
상기 하나 이상의 유입구는 상기 하나 이상의 광원으로부터의 광 방출을 향상시키고/시키거나 최적화하도록 구성될 수 있다.
상기 하나 이상의 유입구는 광 방출을 최적화하고 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 함유하는 유체가 상기 수상 선박 또는 해안을 향한 최적의 흐름을 허용하는 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 하나 이상의 유입구는 상기 유입구의 최소 직경을 향한 흐름의 점진적인 증가를 제공하는 원추형(cone shaped) 유입구 깔때기로 특징지어질 수 있다.
원추형 유입구 깔때기를 사용함으로써, 상기 펌핑 수단의 흡입력은 상기 유입구 개구로부터 더 멀리에서 느껴질 수 있고 상기 깔때기의 목에서 최대 속도까지 부드럽게 증가할 수 있다.
상기 하나 이상의 유입구는 상기 깔때기의 넓은 개구 표면 또는 영역 내에 추가 측면 구멍을 갖는 원추형 유입구 깔때기로 특징지어질 수 있고, 상기 추가 측면 구멍은 상기 하나 이상의 광원을 수용하도록 구성된다. 사용시, 상기 하나 이상의 광원은 효율적인 수확을 위해 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류가 스쿨링되고 집합될 특정 수역을 향할 것이다.
이 구성에서, 상기 하나 이상의 광원은 상기 펌핑 수단의 흡입력에 의해 발생된 유체 방향을 가로 지르는 조명 경로를 생성하여, 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류가 보다 효율적으로 수확될 수 있다.
일부 다른 실시 예들에서, 상기 하나 이상의 유입구는 종형(bell shape) 유입구 깔때기로 특징지어질 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 하나 이상의 광원으로부터의 광 방출을 향상시키기 위해 상기 하나 이상의 유입구의 내부 표면은 예를 들어 코팅되거나 표면 처리된 것과 같이 처리된다.
일부 실시 예들에서, 상기 하나 이상의 광원은 발광 다이오드(LED)이다. 상기 LED는 하나 이상의 유입구에 고정, 예를 들어 접착될 수 있다. 상기 LED는 LED 하우징에 고정, 예를 들어 접착될 수 있다. 이어서, 상기 LED를 포함하는 상기 하우징은 상기 하나 이상의 입구에 고정, 예를 들어 접착될 수 있다. 상기 하우징은 상기 LED에 냉각을 제공할 수 있다.
상기 하나 이상의 광원은 예를 들어, 열 접착제(thermal glue)를 사용하여 그것의 하우징에 부착되고, 차례로 유입구 영역에서 빛을 방출하도록 상기 하나 이상의 유입구에 부착되는 발광 다이오드(LED)일 수 있다.
LED를 포함하는 상기 하우징은 방수 밀봉과 같이 밀봉될 수 있어서, 사용 중에 LED와 주변의 물 사이의 접촉을 피할 수 있다.
LED 하우징은 하나 이상의 LED를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상이한 및/또는 상보적인 미리 정의된 파장에서 방출하는 상이한 LED의 조합은 원하는 자외선(UV)/가시광(Vis)/ 근적외선(NIR) 범위 내에서, 즉 200 nm와 1100nm 사이에서 원하는 발광을 달성하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시 예들에서, LED 하우징은 방출 색 변화를 허용하는 하나 이상의 LED를 포함할 수 있다. 하나 이상의 LED 방출은 원하는 방출 파장 또는 원하는 방출 스펙트럼을 선택하도록 조정될 수 있다.
LED 및 그 하우징은 유지 보수를 위해, 또는 다른 특정 파장에 민감한 다른 종을 수확하기 위해 교체될 수 있다.
LED 방출은 해안 또는 수상 선박에 위치한 컨트롤러에 의해 조정될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 하나 이상의 광원은 상기 하나 이상의 유입구의 개구로부터 미리 결정된 거리 내에 있다.
상기 하나 이상의 광원은 상기 하나 이상의 유입구의 개구로부터 미리 결정된 거리 내에, 예를 들어 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류에 대한 미복귀 지점을 넘어서 위치될 수 있다.
상기 미복귀 지점은 상기 펌핑 수단에 의해 정의된 지점으로, 상기 펌핑 수단의 흡입으로 인해 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류가 유입구 밖으로 되돌아 갈 수 없는 지점으로 정의된다.
일부 추가의 실시 예들에서, 상기 하나 이상의 유입구는 상기 하나 이상의 유입구로 들어가는 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류의 크기를 선택하기 위한 여과 수단을 포함한다. 여과 수단은 상기 수중 장치의 하우징으로 들어가는 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류의 크기를 결정하는 일정한 간격을 갖는 그리드, 메쉬, 그물 또는 직조 와이어일 수 있다.
원추형 유입구 깔때기와 같이, 유입구의 더 큰 단부에는 그리드와 같은 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류의 크기를 선택하기 위한 여과 수단이 추가될 수 있다. 이는 최대 흡입력으로부터 떨어진 곳에 여과 수단을 가져서, 더 큰 물체가 상기 유입구 및 상기 유체 연결부를 막기 어렵게 만드는 장점을 가진다. 원추형 유입구 깔때기의 최소 직경으로부터 가장자리까지의 이 거리는 20 내지 60 mmm, 예를 들어 40mm일 수 있다. 이 거리는 상기 유입구 앞에 찌꺼기가 쌓이지 않도록 조정될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 하나 이상의 광원은 200 내지 1100 nm 사이, 예를 들어 400 내지 800 nm 사이, 예컨대 470 내지 490 nm사이와 같은 미리 정의된 파장으로 방출한다.
다른 종을 선택적으로 다루기 위해 다른 미리 정의된 파장이 사용될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 가시광 영역에서, 즉 400 내지 800 nm의 방출 스펙트럼을 갖는 백색광이 광원으로서 사용될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 수중 장치는 상기 수중 장치로부터 떨어진 곳에 정의되고 조명된 수역(water area) 상으로 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 스쿨링하기 위해 상기 수중 장치의 외부 표면에 위치된 하나 이상의 광원을 더 포함한다.
일부 실시 예들에서, 상기 수확 시스템은 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류의 음향 식별을 위한 수단을 추가로 포함한다.
예를 들어, 상기 수확 시스템은 관심 종을 더 잘 식별하기 위해 하나 이상의 소나(sonar)를 포함할 수 있다.
일부 추가 실시 예들에서, 상기 수확 시스템은 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류의 시각적 식별을 위한 수단을 추가로 포함한다.
예를 들어, 상기 수확 시스템은 관심 종을 더 잘 식별하기 위해 하나 이상의 카메라를 포함할 수 있다.
상기 하나 이상의 카메라는 상기 수중 장치의 전방 또는 하부에 위치한 팬 및 틸트 카메라 또는 광각 카메라일 수 있다.
동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류의 음향 및 시각적 식별을 위한 수단들은 상기 수중 장치 상에 또는 상기 유체 연결부를 따라 위치될 수 있다.
상기 수중 장치의 하우징은 하나 이상의 매니폴드를 포함하고, 상기 하나 이상의 유입구는 상기 하나 이상의 매니폴드에 대한 유입구이고 상기 하나 이상의 매니폴드는 상기 유체 연결부로 수렴한다.
상기 수중 장치의 핵심은 분기 매니폴드이다.
예를 들어, 상기 하우징은 캠록(camlock) 연결부를 통해 서로 커플링되는 3개의 매니폴드들을 포할할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 하나 이상의 매니폴드는 삼지창 형상, 즉 3개의 포크 또는 삼지창 형상으로 함께 연결된 3개의 평행 매니폴드들을 갖는다.
상기 하나 이상의 유입구는 상기 하나 이상의 매니폴드 상에 위치된다. 예를 들어, 삼지창 형상 매니폴드에서, 총 7개의 유입구에 대해, 중앙 파이프는 3개의 유입구를 포함할 수 있고, 2개의 측면 파이프는 각각 2개의 유입구를 포함할 수 있다.
상기 삼지창 형상 매니폴드는 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 함유한 유체의 효율적인 흡입을 위한 최적의 모양인 것으로 나타났다.
상기 매니폴드의 상이한 섹션들의 크기 사이의 비율은 상기 수중 장치의 상이한 섹션을 통한 유체의 최적 속도를 달성하도록 최적화될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 하나 이상의 유입구는 10 내지 100 mm, 예컨대 25 내지 85 mm, 예를 들어 28 또는 46 mm의 직경을 가질 수 있다. 상기 펌핑 수단 용량 및 상기 하나 이상의 유입구의 개수에 따라, 상기 유입구 직경은 언급된 범위를 벗어날 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 수확 시스템은 하나 이상의 부력 조절 요소를 추가로 포함한다.
상기 수중 장치는 바람직한 수평 위치에서 작동한다. 상기 하나 이상의 부력 조절 요소는 상기 수중 장치를 중성 부력으로 만드는 데 사용될 수 있다.
일부 다른 실시 예들에서, 상기 수중 장치는 상기 수중 장치의 부력을 제어하기 위한 상기 하나 이상의 부력 조절 요소를 포함한다.
상기 하나 이상의 부력 조절 요소는 상기 수중 장치의 외부 표면 상에 위치될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 하나 이상의 부력 조절 요소는 상기 수중 장치의 내부 표면에 위치되고 고정될 수 있다.
상기 하나 이상의 부력 조절 요소는 탈착 가능한(removable) 요소일 수 있다.
상기 하나 이상의 부력 조절 요소는 상호 교환 가능하여 상기 수중 장치로부터 분리될 수 있다.
상기 하나 이상의 부력 조절 요소는 플로트(float)일 수 있다.
부력 조절 요소의 예는 높은 부력을 갖는 에틸렌 비닐 아세테이트 또는 에틸렌 비닐 아세테이트계 물질을 포함할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 하나 이상의 부력 조절 요소는 상기 수중 장치에 연결되고, 예를 들어 기계적으로 연결되고 상기 수중 장치로부터 미리 정의된 거리에 위치된다.
상기 수중 장치와 상기 하나 이상의 부력 요소 사이의 기계적 연결은 상기 유체 연결부를 통해 달성될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 부력 조정 요소는 상기 수중 장치의 표면에 위치할 수 있으며 또한 상기 수중 장치로부터 미리 정의된 거리에 위치할 수 있다.
상기 미리 정의된 거리는 사용 중에 상기 수중 장치를 미리 결정된 수평 위치로 유지하기 위해 상기 수중 장치 및 상기 유체 연결부가 부력을 유지하도록 할 필요성에 의해 결정된 거리이다.
따라서, 상기 유체 연결부에 플로트(float)의 존재는 상기 유체 연결부 자체의 음성 부력을 보상한다. 상기 유체 연결부에 플로트가 없으면 상기 수중 장치의 수평적 수확 위치의 균형이 깨질 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 펌핑 수단은 상기 수중 장치 상에 위치된다. 예를 들어, 상기 펌핑 수단은 상기 수중 장치를 둘러싸는 보호 프레임 상에 위치될 수 있다.
일부 다른 실시 예들에서, 상기 펌핑 수단은 상기 수중 장치로부터 미리 결정된 거리에 위치된다.
예를 들어, 상기 펌핑 수단은 기계적 작용에 의해 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 함유하는 유체를 이동시키는 하나 이상의 펌프일 수 있다.
상기 하나 이상의 펌프는 원심 펌프일 수 있다.
상기 하나 이상의 펌프는 해저 펌프일 수 있으며, 이에 의해 해면 아래에서 작동한다.
일부 다른 실시 예들에서, 상기 펌핑 수단은 상기 수상 선박 상에 위치된다.
일부 실시 예들에서, 상기 펌핑 수단은 해저 펌프, 및 수상 선박 상에 또는 해안에 위치한 추가 펌프를 포함한다.
예를 들어, 상기 펌핑 수단은 해안에 위치할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 펌핑 수단은 상기 유체 연결부에 고정된다.
일부 추가 실시 예들에서, 상기 펌핑 수단은 소음 감쇠 요소를 포함함으로써, 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 분산시킬 수 있는 펌핑 공정에 의해 생성된 소음을 감쇠시킨다.
일부 실시 예들에서, 상기 수확 시스템은 전력 및 광섬유를 상기 수중 장치에 공급하기 위한 제대 케이블(umbilical cable) 또는 제대(umbilical)를 더 포함한다.
일부 실시 예들에서, 상기 펌핑 수단은 상기 제대 케이블에 고정된다.
제대 케이블과 유체 연결부는 단일 구성으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 제대 케이블은 상기 유체 연결부에 포함될 수 있다.
본 발명의 제1 및 다른 측면들(aspects) 및 실시 예들은 각각 다른 측면들 및 실시 예들 중 임의의 것과 조합될 수 있다. 본 발명의 이들 및 다른 측면들 및 실시 예들은 이하에 기술되는 실시 예들을 참조하여 명백해지고 설명될 것이다.
본 발명에 따른 수확 시스템 및 수확 방법은 이제 첨부된 도면과 관련하여 보다 상세하게 설명될 것이다. 도면들은 본 발명을 구현하는 하나의 방법을 도시하며, 첨부된 청구 범위의 범위 내에 있는 다른 가능한 실시 예들로 제한되는 것으로 해석되지 않아야 한다.
도 1a, 1b, 1c, 1d 및 1e는 본 발명의 일부 실시 예들에 따른 수확 시스템의 개략도들이다.
도 2a, 2b는 본 발명의 일부 실시 예들에 따른 수중 장치의 측면도 및 정면도이다.
도 2c는 본 발명의 일부 실시 예들에 따른 수중 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시 예들에 따른 수중 장치의 분해도이다.
도 4, 5a 및 5b는 본 발명의 일부 실시 예들에 따른 수중 장치의 매니폴드를 도시한다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 일부 실시 예들에 따른 수중 장치의 유입구들을 도시한다.
도 7, 8a 및 8b는 본 발명의 일부 실시 예들에 따른 수중 장치의 광원을 포함하는 유입구들을 도시한다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 일부 실시 예들에 따른 해저 펌프의 개략적인 측면도 및 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시 예들에 따른 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 펌핑하기 위한 펌핑 수단을 도시한다.
도 11a는 펌핑 수단이 수중 장치를 보호하고 둘러싸는 구조물 상에 위치된 수확 시스템의 개략도를 도시한다.
도 11b는 수확 시스템 위에 위치한 관점으로부터 펌핑 수단이 수중 장치를 보호하고 둘러싸는 구조물 상에 위치된 수확 시스템의 개략도를 도시한다.
도 11c는 수확 시스템 아래에 위치한 관점으로부터 펌핑 수단이 수중 장치를 보호하고 둘러싸는 구조물 상에 위치된 수확 시스템의 개략도를 도시한다.
도 12A는 본 발명의 일부 실시 예들에 따른 수중 장치의 단면도이다.
도 12B는 본 발명의 일부 실시 예들에 따른 수중 장치의 저면도이다.
도 13은 본 발명의 일부 측면들(aspects)에 따른 방법의 흐름도이다.
도 1a는 수중 장치(1)가 해저 펌프(2), 그리고 수중 장치 및 해저 펌프를 전개하기(deploy) 위한 수단(3)에 연결된 수확 시스템(11)을 도시한다.
도 1b는 수확 시스템(12)이 수중 장치(4)가 수중 장치를 전개하기 위해 수단(5)에 연결되고 펌핑 수단(6)이 해안 또는 수상 선박에 위치되는 대안적인 구성을 도시한다.
도 1c에 도시된 바와 같이, 수확 시스템(13)은 또한 수중 장치(7)가 해저 펌프(8) 및 수중 장치 및 해저 펌프를 전개하기 위한 수단(9)에 연결되는 구성을 가질 수 있으며, 이는 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류의 수확 절차를 최적화하기 위해 해안 또는 수상 선박에 위치한 펌핑 수단(10)에 추가로 연결된다.
도 1d는 펌핑 수단, 즉 해저 펌프(15)가 수중 장치(16) 상에 위치하는 수확 시스템(14)을 도시한다. 상기 수중 장치를 전개하기 위한 수단(17)은 수중 장치(16)에 연결된 것으로 도시되어 있다. 예를 들어, 상기 펌핑 수단은 상기 수중 장치를 둘러싸는 보호 프레임 상에 위치될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 수중 장치를 배치하기 위한 수단(17)은 해저 펌프(15)를 통해 상기 수중 장치에 연결될 수도 있다. 도 1e는 수상 선박에 가요성 호스로 연결된 상기 수중 장치를 포함하는 수확 시스템의 개략적인 표현을 도시한다. 상기 가요성 호스는 상기 수상 선박에 있는 윈치(winch)를 사용하여 전개된다. 플로트(float)가 상기 호스에 연결되어 사용 중에 상기 수중 장치의 올바른 위치를 보장한다.
해저 펌프는 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 수상 선박으로 펌핑하는 데 사용된다. 상기 해저 펌프는 케이블 그립(cablegrip)으로 상기 호스에 고정된다. 제대 윈치(umbilical winch)를 통해 전개되는 제대(umbilical)를 통해 전력이 수중 장치에 제공된다. 상기 해저 펌프는 상기 수중 장치에서 나온 케이블을 통해 제대에 의해 구동된다. 일부 다른 실시 예들에서, 상기 해저 펌프는 제대 케이블(umbilical cable)을 통해 직접 전력을 공급받을 수 있다.
도 2a, 2b 및 2c는 수중 장치의 외부 표면에 위치한 부력 요소들 및 상기 호스로의 배출구를 보여주는 수중 장치를 도시한다.
도 3은 매니폴드(2), LED가있는 매니폴드, 플로트(27), 정션 박스(28), 외부 카메라(25), 외부 스쿨링 LED(26), 후방 날개(15) 및 상기 수중 장치의 외부 표면을 구성하는 몇몇 플레이트를 나타내는 수중 장치의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시 예들에 따른 수중 장치의 삼지창 형상 매니폴드를 도시한다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 일부 실시 예들에 따른 수중 장치의 삼지창 형상 매니폴드에 대한 유입구들의 위치를 도시한다.
도 6a 및 6b는 각각 원추형 유입구 깔때기 및 종형 유입구 깔때기를 도시한다.
도 7, 8a 및 8b는 수중 장치의 광원을 포함하는 유입구를 도시하며, 여기서 광원은 유입구 깔때기의 넓은 개구 표면 또는 영역 내의 측면 구멍에 위치된다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 일부 실시 예들에 따른 해저 펌프의 개략적인 측면도 및 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시 예들에 따라 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 펌핑하기 위한 펌핑 수단으로서 사용될 수 있는 수상 펌프를 도시한다.
도 11a, 11b 및 11c는 펌핑 수단이 수중 장치를 보호하고 둘러싸는 구조물 상에 위치된 수확 시스템의 개략도를 도시한다.
도 11a, 11b 및 11c는 펌핑 수단, 즉 해저 펌프(19)가 수중 장치(23)를 보호하고 둘러싸는 구조물(18) 상에 위치된 수확 시스템(24)의 개략도를 도시한다.
일부 실시 예들에서, 구조물(18)은 수중 장치(23)의 보다 우수한 부력 및 보호를 가능하게 하는 기능적 특징을 갖는 케이지형 프레임 또는 케이지 구조물이다. 예를 들어, 수확 시스템(24)은 수중 장치(23), 케이지(18) 및 펌핑 수단(19)을 중성 부력으로 만들기 위해 케이지 구조물(18) 또는 수중 수확 시스템(24)에 부착된 여분의 부력 조절 요소를 가질 수 있다.
일반적으로, 상기 펌핑 수단이 위치된 케이지 구조물(18)의 존재는 수확 시스템(24)의 더 나은 보호 및 취급을 가능하게 하고, 수중 장치(23)를 바람직한 수평 위치에서 작동 시키는데 필요한 부력 조정을 제공하는 이점이 있다. 수중 장치(23)의 위치를 모니터링하기 위해 위치 센서들이 케이지 구조물(18) 상에 위치될 수 있다.
수확 시스템(24)은 도 11a, 11b 및 11c에 도시된 바와 같이, 충격 흡수기, 범퍼 또는 쿠션(22)과 같은 경미한 충돌에서 충격을 흡수하는 요소를 포함할 수 있다.
충격 흡수기(22)는 수중 장치(23)를 둘러싸는 케이지 구조물(18)의 일부인 원형 구조물 상에 위치될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 충격 흡수기(22)는 플로트와 같은 부력 조절 요소일 수 있다.
일부 실시 예들에서, 고무 요소와 같은 소음 및 진동 감쇠 요소가 펌핑 수단(19) 주위에 위치될 수 있으며, 이에 따라 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 분산하게 할 수 있는 펌핑 공정에 의해 생성된 소음 및 진동이 감쇠된다.
도 11a, 11b 및 11c의 케이지 구조(18)를 포함하는 수확 시스템(24)은 또한 상기 수중 장치에 전력 및 광섬유를 공급하기 위한 제대 케이블 또는 제대(20)의 존재를 보여준다. 상기 제대는 케이스(18)의 원형 구조물 주위에 편리하게 감겨질 수 있다.
도 11a, 11b 및 11c에서, 유체 연결부 또는 가요성 호스(21)의 존재가 도시되어 있다.
편리하게, 가요성 호스(21) 및 제대(20)는 잠재적 엉킴을 피하고 결국 중성 부력을 달성하는 데 기여하기 위해 케이지 구조물(18)의 대향 측면에 위치될 수 있다.
수중 장치(23)를 포함하는 케이지 구조(18)는 별도의 윈치에 의해 작동되는 추가 연결부 또는 로프의 사용을 통해 전개될 수 있다.
그 점에서, 케이지 구조물(18)은 전개를 위해 추가 연결부 또는 로프를 고정하기 위한 적절한 체결 수단을 가질 수 있다.
도 11c에 도시된 바와 같이, 수중 장치(23)는 수중 장치(23) 아래의 영역을 조명하는 광원(27)과 같은 유입구 개구들 아래에 위치된 추가의 광원들을 더 구비할 수 있다.
카메라들(25, 26)는 또한 수중 장치(23) 아래 영역에 위치하여 수확 과정을 검사할 수 있다.
도 11c에 도시된 바와 같이, 개구 유입구는 여과 수단을 갖지 않을 수 있는데, 즉 유입구에서의 잠재적 막힘을 피하기 위한 그리드가 없을 수 있다.
도 12a 및 12b는 본 발명의 일부 다른 실시 예들에 따른 수중 장치의 단면도 및 저면도이다.
도 12a 및 12b는 수중 장치(29)가 수중 장치(29)의 바닥면의 넓은 영역을 덮는 단일의 넓은 개구 유입구(30)의 존재를 특징으로 하는 수확 시스템(28)을 도시한다.
개구 유입구(30)는 원추형 형상을 가질 수 있어서, 상기 매니 폴드를 향해 개구 크기를 감소시킨다. 개구(30)는 개구 주위 및/또는 개구 내에 위치된 단일 또는 일련의 광원을 포함할 수 있다. 원추형 형상을 갖는 개구 유입구(30)는 상응하는 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 유인하기 위해 가시 범위 또는 관심 파장 범위 내에서 높은 광반사성 재료를 사용하여 코팅되거나 제조될 수 있다.
그 점에서, 개구 유입구(30)는 청색광과 같은 원형 광원과 같은 하나 이상의 광원을 포함할 수 있고, 유입구를 둘러싸는 영역 및/또는 유입구 내의 영역을 조명함으로써 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 매니 폴드를 향하는 유입구 내로 유도한다.
도 13은 본 발명의 일부 측면(aspect)에 따른 방법의 흐름도이다.
동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 수확하는 방법은 다음 단계들로 구성된다.
-(S1) 수중 장치를 바다 속으로 내리는 단계;
-(S2) 조명된 영역을 향해 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 스쿨링하는 단계;
-(S3) 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 함유하는 유체를 수상 선박 또는 해안으로 펌핑하는 단계.
일단 내려지면, 상기 수중 장치는 식별된 관심 영역을 향해 그리고 식별된 관심 영역으로 이동할 수 있다. 상기 수중 장치는 상기 장치를 더 깊은 관심 수확 영역으로 더 내리거나 다른 관심 영역에서 상기 장치를 견인함으로써 이동될 수 있다.
스쿨링에 사용되는 특정 발광은 다른 종을 스쿨링하거나 스쿨링을 향상시키기 위해 조정될 수 있다.
수확될 종의 식별은 상기 수중 장치를 둘러싼 영역의 음향 또는 육안 검사에 의해 발생할 수 있다.
음향 검사는 소나 또는 음향 측심기(echo sounder)를 통해 이루어질 수 있다.
작은 샘플을 수상 선박 또는 해안으로 펌핑하여 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류의 식별 및 검사를 수행할 수도 있다.
육안 검사, 작은 샘플을 펌핑하는 것 또는 규칙적인 간격을 갖는 메쉬, 그물 또는 직조 와이어 같은, 하나 이상의 유입구로 들어가는 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류의 크기를 선택하기 위한 여과 수단을 사용함으로써, 부수어획의 잠재적 제어를 달성할 수 있다.
수상 선박 또는 해안에서 일단 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 함유하는 유체가 처리된다.
본 발명은 특정 실시 예들과 관련하여 설명되었지만, 제시된 예들에 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위에 의해 규정된다. 청구항들의 맥락에서, "포함하는" 또는 "포함한다"라는 용어는 다른 가능한 요소들 또는 단계들을 배제하지 않는다. 또한, "a" 또는 "an" 등과 같은 언급은 복수를 배제하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 도면에 표시된 요소들에 대한 청구항들에서의 참조 부호의 사용은 또한 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 또한, 상이한 청구항들에서 언급된 개별적인 특징은 가능하게 결합될 수 있으며, 상이한 청구항들에서 이 특징들의 언급이 특징들의 조합이 가능하지 않고 유리하지 않다는 것을 배제하지는 않는다.

Claims (30)

  1. 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 수확하기 위한 수확 시스템으로서,
    - 바다 속으로 내려지고 견인되는 수중 장치, 상기 수중 장치는 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 함유한 유체를 수용하도록 개작된 하나 이상의 유입구가 제공된 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 하나 이상의 매니폴드를 포함하고; 상기 수중 장치는 조명된 영역을 향해 동물성 플랑크톤의 스쿨링(schooling)을 용이하게 하는 하나 이상의 광원을 더 포함함;
    - 상기 수중 장치를 수상 선박에 유동적으로 연결하는 유체 연결부;를 포함하고,
    상기 하나 이상의 유입구는 상기 하나 이상의 매니폴드로의 유입구이고, 상기 하나 이상의 매니폴드는 상기 유체 연결부로 수렴하고,
    상기 하나 이상의 광원은 상기 하나 이상의 유입구 내에 위치하는 수확 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광원은 상기 하나 이상의 유입구 내부에 위치하는 수확 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광원은 LED이고, 상기 하나 이상의 광원은 상기 하나 이상의 유입구에 고정되는 수확 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광원은 상기 하나 이상의 유입구의 개구로부터 미리 결정된 거리 내에 있는 수확 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유입구는 상기 하나 이상의 유입구로 들어가는 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류의 크기를 선택하기 위한 여과 수단을 포함하는 수확 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광원은 미리 정의된 파장에서, 예컨대 400 내지 550nm 사이에서, 예컨대 470nm에서 방출하는 수확 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류의 음향 식별을 위한 수단을 추가로 포함하는 수확 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류의 시각적 식별을 위한 수단을 추가로 포함하는 수확 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유입구는 상기 하나 이상의 매니폴드로의 유입구이고, 상기 하나 이상의 매니폴드는 상기 유체 연결부로 수렴하는 수확 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 부력 조절 요소를 더 포함하는 수확 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수중 장치는 상기 수중 장치의 부력을 제어하기 위한 상기 하나 이상의 부력 조절 요소를 포함하는 수확 시스템.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 하나 이상의 부력 조절 요소는 탈착 가능한 요소인 수확 시스템.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부력 조절 요소는 플로트인 수확 시스템.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 부력 조절 요소는 상기 수중 장치의 외부 표면 상에 위치하는 수확 시스템.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 부력 조절 요소는 상기 수중 장치에 연결되고, 상기 수중 장치로부터 미리 정의된 거리에 위치하는 수확 시스템.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유입구를 통해 상기 수상 선박을 향해 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 함유하는 유체를 이동시키는 위한 펌핑 수단을 포함하는 수확 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 펌핑 수단은 상기 수중 장치 상에 위치되는 수확 시스템.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 펌핑 수단은 상기 수중 장치로부터 미리 결정된 거리에 위치하는 수확 시스템.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌핑 수단은 기계적 작용에 의해 동물성 플랑크톤 또는 중심해 어류를 함유하는 유체를 이동시키는 하나 이상의 펌프인 수확 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 하나 이상의 펌프는 해저 펌프인 수확 시스템.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 하나 이상의 펌프는 원심 펌프인 수확 시스템.
  22. 제16항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌핑 수단은 상기 수상 선박 상에 위치되는 수확 시스템.
  23. 제16항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌핑 수단은 해안에 위치되는 수확 시스템.
  24. 제16항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌핑 수단은 상기 유체 연결부에 고정되는 수확 시스템.
  25. 제16항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌핑 수단은 소음 감쇠 요소를 포함하는 수확 시스템.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    전력 및 광섬유를 상기 수중 장치에 공급하기 위한 제대 케이블(umbilical cable) 또는 제대(umbilical)를 더 포함하는 수확 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 펌핑 수단은 상기 제대 케이블에 고정되는 수확 시스템.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수중 장치를 둘러싸는 보호 프레임을 더 포함하는 수확 시스템.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 펌핑 수단은 상기 수중 장치를 둘러싸는 상기 보호 프레임 상에 위치되는 수확 시스템.
  30. 제4항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유입구의 상기 개구부 아래에 위치된 광원, 예를 들어, 작동 중에 상기 수중 장치 아래의 영역을 조명하는 광원을 더 포함하는 수확 시스템.
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