(57)【要約】      （修正有）【課題】長期間、自律プロファイリングおよびモニタリングを行う可変浮力プロファイリングフロートを提供する。【解決手段】可変浮力プロファイリングフロート２が開示される。可変浮力プロファイリングフロートは、第１の半球体と第２の半球体とを含む球状ガラスハウジング４を含んでいてもよい。第１および第２の半球体は、球状ガラスハウジング内の部分真空によって、連結されていてもよい。浮力システムが、球状ガラスハウジング内に少なくとも部分的に配置されていてもよい。浮力システムは、可変浮力制御を可変浮力プロファイリングフロートに提供するように構成されていてもよい。センサ束が、球状ガラスハウジングに取り付けられ、少なくとも１つの環境パラメータを測定するように構成されていてもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変浮力プロファイリングフロートであって、
第１の半球体と第２の半球体とを含む球状ガラスハウジングであって、当該第１および第２の半球体が当該球状ガラスハウジング内の部分真空によって連結される、球状ガラスハウジングと、
前記球状ガラスハウジング内に少なくとも部分的に配置された浮力エンジンであって、可変浮力制御を前記可変浮力プロファイリングフロートに提供するように構成された浮力エンジンと、
少なくとも１つの環境パラメータを測定するように構成されたセンサ束と、
を含むことを特徴とする可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項２】
前記球状ガラスハウジングは、最大１０，０００ｐｓｉｇに耐えるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項３】
前記浮力エンジンは、油圧浮力システムを含むことを特徴とする、請求項１に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項４】
前記球状ガラスハウジングは、当該球状ガラスハウジングに形成されたフィードスルー接続部を含むことを特徴とする、請求項３に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項５】
可変浮力プロファイリングフロートであって、
球状ガラスハウジングであって、当該球状ガラスハウジング内の部分真空によって連結された第１の半球体および第２の半球体を含み、当該球状ガラスハウジングに形成されたフィードスルー接続部を含む、球状ガラスハウジングと、
油圧浮力システムと、
を含み、
前記油圧浮力システムは、
前記球状ガラスハウジング内に配置されたオイル容器と、
前記球状ガラスハウジングの外面に連結されたチューブを含む少なくとも１つのオイルブラダーと、
前記オイル容器から前記少なくとも１つのオイルブラダー内にオイルを送り込むように構成されたポンプと、
を含むことを特徴とする可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項６】
前記オイル容器と前記オイルブラダーとは、前記１つ以上のフィードスルー接続部を介して連結されていることを特徴とする、請求項５に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項７】
前記油圧浮力システムは、
前記オイル容器内に配置されたローリングダイヤフラムと、
前記ローリングダイヤフラムに連結されたバネと、
を含むことを特徴とする、請求項５に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項８】
前記ローリングダイヤフラムは、前記オイル容器内の前記オイルの体積の正確な測定を可能にするように構成されていることを特徴とする、請求項７に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項９】
前記バネは、前記ポンプの入口に対して正圧を維持するように構成されていることを特徴とする、請求項７に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１０】
前記油圧浮力システムは、突出防止機構を含むことを特徴とする、請求項７に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１１】
前記突出防止機構は、差圧が前記少なくとも１つのオイルブラダーと前記オイル容器との間に生じたときに、前記少なくとも１つのオイルブラダーが前記球状ガラスハウジング内に突き出ることを防止するように構成されたフラッパ弁を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１２】
前記油圧浮力システムは、
前記オイル容器と前記１つ以上のオイルブラダーとの間のオイル流量を制御するように構成された弁を含み、
前記弁は、
前記オイルブラダーから前記容器内にオイルが制限されずに流入可能となるように構成されている第１の位置であって、前記オイルの流れが、前記オイルブラダーに対して加えられた環境圧力によって生じる、第１の位置と、
前記オイルブラダーから前記容器内にオイルが制限されて流入可能となるように構成されている第２の位置と、
前記オイルブラダーへおよび前記オイルブラダーからオイルが流れることを防止するように構成された第３の位置とを含む
ことを特徴とする、請求項７に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１３】
前記油圧浮力システムは、前記弁と前記少なくとも１つのオイルブラダーとの間に連結された流量リストリクタ弁を含み、前記流量リストリクタ弁は、前記少なくとも１つのオイルブラダーから前記オイル容器内に戻される前記オイルの流量調節制御を提供するように構成されていることを特徴とする、請求項１２に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１４】
前記油圧浮力システムは、前記オイル容器と、前記ポンプと、前記１つ以上のフィードスルー接続部との間の油圧接続を維持しつつ、前記球状ガラスハウジングの前記第１および第２の半球体を分離できるように構成されたフレキシブル油圧ラインを含むことを特徴とする、請求項５に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１５】
前記球状ガラスハウジングの外周に連結された少なくとも１つの外部容器を含む空気浮力システム、
を含むことを特徴とする、請求項５に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１６】
前記球状ガラスハウジング内の前記部分真空は、前記空気浮力システムによって空気源として利用されることを特徴とする、請求項１５に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１７】
可変浮力プロファイリングフロートであって、
球状ガラスハウジングであって、当該球状ガラスハウジング内の部分真空によって連結された第１の半球体および第２の半球体を含み、当該球状ガラスハウジングに形成されたフィードスルー接続部を含み、１つ以上のアクセスポートを区画する、球状ガラスハウジングと、
前記球状ガラスハウジング内に少なくとも部分的に配置された浮力エンジンであって、可変浮力制御を前記可変浮力プロファイリングフロートに提供するように構成された浮力エンジンと、
を含むことを特徴とする可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１８】
前記フィードスルー接続部は、前記球状ガラスハウジングによって区画された前記１つ以上のアクセスポートを貫通していることを特徴とする、請求項１７に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１９】
前記１つ以上のアクセスポートは、前記球状ガラスハウジングの構造的完全性を維持し、かつ前記球状ガラスハウジングに対する負荷を分散させるように構成されたパターンを含むことを特徴とする、請求項１７に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項２０】
前記アクセスポートのうちの少なくとも２つが、前記球状ガラスハウジングの両側に配置されていることを特徴とする、請求項１９に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１３年１１月１３日に出願された、「ＶＡＲＩＡＢＬＥ  ＢＵＯＹＡＮＣＹ  ＰＲＯＦＩＬＩＮＧ  ＦＬＯＡＴ」と題された米国特許出願第１４／０７９，３５２号の継続出願であり、その全開示が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
深海モニタリングおよびプロファイリングが、海洋学および気候学の研究の重要な部分となっている。従来の自律プロファイリングシステムは、２，０００メートルの深度が構造的に限界である。２，０００メートルを超える深度の深海をモニタリングするためには、従来の自律システムでは不十分である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ケーブル接続式または船接続式のモニタリングシステムには、最大６，０００メートルまでの深度を測定できるものもある。しかし、これらのシステムは、配備中に、プロファイリング装置に対して、例えばケーブル等のリンクを維持するために、船または海上のプラットホームを必要とする。これらのシステムは、長期間、自律プロファイリングおよびモニタリングを行うには不十分である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
さまざまな実施形態では、可変浮力プロファイリングフロートが提供される。一実施形態では、当該可変浮力プロファイリングフロートは、第１の半球体と第２の半球体とを含む球状ガラスハウジングを含んでいてもよい。第１および第２の半球体は、球状ガラスハウジング内の部分真空によって連結されていてもよい。浮力システムが、球状ガラスハウジング内に少なくとも部分的に配置されていてもよい。浮力システムは、可変浮力制御を可変浮力プロファイリングフロートに提供するように構成されていてもよい。センサ束が、球状ガラスハウジングに取り付けられ、少なくとも１つの環境パラメータを測定するように構成されていてもよい。
【０００５】
さまざまな実施形態では、自律的深海プロファイリングの方法が開示される。一実施形態では、当該方法は、可変浮力フロートを配備することを含んでいてもよい。可変浮力フロートは、第１の半球体と第２の半球体とを含む球状ガラスハウジングであって、当該第１および第２の半球体が当該球状ガラスハウジング内の部分真空によって連結され、最大少なくとも１０，０００ｐｓｉｇの圧力に耐えるように構成された球状ガラスハウジングと、自律浮力制御を可変浮力フロートに提供するように構成された浮力システムと、少なくとも１つの環境パラメータを測定するように構成されたセンサと、を含んでいてもよい。自律的深海プロファイリングの方法は、浮力システムによって、可変浮力フロートの浮力を小さくして、可変浮力フロートを第１の深度に下降させることと、センサによって、第１の深度において少なくとも１つの環境パラメータを測定することと、をさらに含んでいてもよい。
【０００６】
さまざまな実施形態では、可変浮力プロファイリングフロートを作成する方法が開示される。一実施形態では、当該方法は、第１の半球体と第２の半球体とを含む球状ガラスハウジングをテストすることを含んでいてもよい。第１および第２の半球体は、球状ガラスハウジング内の部分真空によって連結されていてもよい。球状ガラスハウジングは、少なくとも１０，０００ｐｓｉｇに耐えるように構成されていてもよい。テストは、動作可能な圧力条件下に球状ガラスハウジングを置くことを含む。方法は、１つ以上のアクセスポートを球状ガラスハウジング内に作成することであって、当該１つ以上のアクセスポートのパターンが球状ガラスハウジングの構造的完全性を維持するように構成されている、作成することと、１つ以上のフィードスルー接続部を１つ以上のアクセスポートを介して配置することと、１つ以上のフィードスルー接続部を含む球状ガラスハウジングを動作可能な圧力条件下でテストすることと、をさらに含んでいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
さまざまな実施形態の特徴が、特に添付の特許請求の範囲に明記される。しかし、さまざまな実施形態は、その利点と共に、構成および動作方法の両方に関して、以下の説明を添付の図面と併せて参照することによって最も良く理解され得る。
【０００８】
【図１】可変浮力プロファイリングフロートの一実施形態を示す。
【０００９】
【図２】図１の可変浮力プロファイリングフロートの断面図を示す。
【００１０】
【図３】図１の可変浮力プロファイリングフロートの浮力を制御するように構成された油圧システムの一実施形態を示す。
【００１１】
【図４】突出防止装置の一実施形態を示す。
【００１２】
【図５】図３の油圧システムの容器の一実施形態を示す。
【００１３】
【図６】図３の油圧システムの三方弁の一実施形態を示す。
【００１４】
【図７】油圧式浮力エンジンを含む可変浮力プロファイリングフロートの一実施形態を示す。
【００１５】
【図８】空気式浮力エンジンを含む可変浮力プロファイリングフロートの一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
可変浮力プロファイリングフロートの例示的な実施を示す実施形態を含むいくつかの実施形態について詳細に説明する。実際的な類似または同様の参照番号が、図に用いられる得る場合はいつでも、類似または同様の機能を示し得る。図は、図示の目的のためだけに、開示したシステムおよび／または使用方法の例示的な実施形態を示す。当業者であれば、以下の記載から、本明細書で示した構造および方法の代替的で例示的な実施形態が、本明細書に記載した原理から逸脱せずに採用されうることを、容易に認識するであろう。
【００１７】
図１は、可変浮力プロファイリングフロート２の一実施形態を示す。可変浮力プロファイリングフロート２は、最大６，０００メートルの深度の水域環境における環境パラメータのモニタリング、プロファイリングおよび／または測定を提供する。可変浮力プロファイリングフロート２は、球状ガラスハウジング４を含む。球状ガラスハウジング４は、高浮力で軽量なハウジングを提供する。球状ガラスハウジング４は、例えば、センサシステム、油圧システム、空気圧システム、制御システムおよび／または他の内部システム等の１つ以上のシステムのためのハウジングで構成される。球状ガラスハウジング４は、例えば、第１の半球体および第２の半球体等の１つ以上の部分を含む。いくつかの実施形態では、球状ガラスハウジング４の第１の半球体および第２の半球体は、球状ガラスハウジング４内に形成された部分真空によって、連結されていてもよい。球状ガラスハウジング４の大きさは、例えば、内部構成要素の大きさ、必要とされる最大配備深度および／または他の動作因子によって、決められる。一実施形態では、球状ガラスハウジング４は、例えば、１７インチの径、４２，２１３ｃｃの容量を有していてもよい。球体は相対的に高強度であるため、球状ガラスハウジング４は、自然浮揚性のハウジングおよび構造的に安定したハウジングを提供する。
【００１８】
いくつかの実施形態では、保護硬質帽６が、配備の前、配備中および配備後に環境障害から球状ガラスハウジング４を保護するために、球状ガラスハウジング４の上に配置される。例えば、保護硬質帽６は、保管、輸送および／または配備中の偶然の接触による球状ガラスハウジング４への損傷を防止し得る。つり上げベイル８が、可変浮力プロファイリングフロート２の配備および／または回収を容易に行うことができるように、保護硬質帽６に連結されていてもよい。保護硬質帽６は、１つ以上のリブ７を含む。１つ以上のリブ７は、例えば、オイルおよび／または空気等の流体を受け入れるように構成されたブラダーのための空間を提供してもよい。いくつかの実施形態では、可変浮力プロファイリングフロート２は、可変浮力プロファイリングフロート２を特定の向きに維持するように設計された重み付き部および／または延長部を含んでいてもよい。例えば、下延長部１０が、保護硬質帽６に連結されていてもよい。下延長部１０は、下延長部１０が可変浮力プロファイリングフロート２の最底部となる特定の向きに可変浮力プロファイリングフロート２を維持するように構成された重み付きケージおよび／または重み付き構成要素を含んでいてもよい。
【００１９】
図２は、図１の可変浮力プロファイリングフロート２の断面図を示す。可変浮力プロファイリングフロート２は、浮力エンジンを含む。浮力エンジンは、球状ガラスハウジング４の外面に連結された１つ以上のブラダー１６、１８を含む。１つ以上のブラダー１６、１８は、球状ガラスハウジング４に形成されたフィードスルー接続部を介して、浮力エンジンの１つ以上の内部構成要素に連結されている。浮力エンジンは、可変浮力プロファイリングフロート２の浮力を大きくおよび／または小さくするように構成された１つ以上のシステムを含んでいてもよい。浮力エンジンは、例えば、油圧システム２２および／または空気圧システムを含んでいてもよい。油圧システム２２および／または空気圧システムは、球状ガラスハウジング４内に配置されていてもよい。油圧システム２２は、１つ以上のオイルブラダー１６に連結されている。空気圧システムは、１つ以上のエアブラダー１８に連結されている。浮力エンジンは、可変浮力プロファイリングフロート２の浮力を変えるように動作可能である。浮力エンジンの浮力を変えることによって、可変浮力プロファイリングフロート２は、水域環境内を、上昇および／または下降し得る。例えば、可変浮力プロファイリングフロート２は、例えば海等の水域環境の表面上に配備されてもよい。浮力エンジンは、プロファイリングフロート２の浮力を小さくするように作動させられる。浮力を小さくすることによって、可変浮力プロファイリングフロート２が、水域環境内を下降する。
【００２０】
いくつかの実施形態では、浮力エンジンは、油圧システム２２（図３を参照）を含む。油圧システム２２は、１つ以上のオイルブラダー１６へおよび１つ以上のオイルブラダー１６からオイルを移送させることによって、可変浮力プロファイリングフロート２の浮力を変えるように構成されている。オイルブラダー１６は、球状ガラスハウジング４の外面上に配置されている。オイルブラダー１６は、保護硬質帽６の１つ以上のリブ７によって覆われていてもよい。オイル容器２４が、油圧システム２２用のオイルを貯蔵する。ポンプ２６が、オイルをオイル容器２４からオイルブラダー１６内に送り込むように構成されている。オイルが油圧システム２２によってオイルブラダー１６内に送り込まれると、可変浮力プロファイリングフロート２の浮力は大きくなる。オイルが、オイルブラダー１６から流れ出てオイル容器２４内に戻ることができると、可変浮力プロファイリングフロート２の浮力は小さくなる。
【００２１】
いくつかの実施形態では、浮力エンジンは、空気圧システム（図８を参照）を含む。空気圧システムは、１つ以上のエアブラダー１８からおよび１つ以上のエアブラダー１８へ空気を移送させることによって、可変浮力プロファイリングフロート２の浮力を大きくおよび／または小さくするように構成されている。エアブラダー１８は、球状ガラスハウジング４の外面上に配置されている。エアブラダー１８は、保護硬質帽６の１つ以上のリブ７によって覆われていてもよい。空気ポンプ５０が、空気を球状ガラスハウジング４内から１つ以上のエアブラダー１８内に送り込むように構成されている。いくつかの実施形態では、球状ガラスハウジング４内の部分真空は、球状ガラスハウジング４の第１の半球体および第２の半球体を密閉するのに十分な真空を維持しつつ、空気圧システム用の空気源を含む。いくつかの実施形態では、空気容器が、空気圧システムに空気を供給するために、球状ガラスハウジング４内に含まれていてもよい。空気圧システムは、無線システムの配備、回収および／または動作中に、可変浮力プロファイリングフロート２に対して、例えば、追加の浮力を提供するように構成されていてもよい。
【００２２】
油圧システム２２のオイルブラダー１６および／または空気圧システムのエアブラダー１８は、球状ガラスハウジング４に形成された１つ以上のアクセスポート１７を介して、可変浮力プロファイリングフロート２の内部構成要素に連結されている。アクセスポート１７は、可変浮力プロファイリングフロート２が圧力を受けている際に球状ガラスハウジング４の構造的完全性を維持するようなパターンで、配置されている。当業者であれば、アクセスポートの特定のパターンが、球状ガラスハウジング４に形成されたアクセスポート１７の数によって変わり得ることを認識するであろう。１つ以上のフィードスルー接続部が、球状ガラスハウジング４を密閉するため、アクセスポートにおける構造的完全性を提供するため、および内部構成要素および外部構成要素を連結可能とするために、アクセスポート１７に設置されていてもよい。
【００２３】
いくつかの実施形態では、制御装置２０が球状ガラスハウジング４内に配置されている。制御装置２０は、例えば、浮力エンジン（例えば、油圧システム２２および／または空気圧システム）、センサシステム、および／または無線システム等の、可変浮力プロファイリングフロート２の１つ以上のシステムを制御するように構成されている。制御装置２０は、処理ユニットと、指示を記憶するためのメモリユニットとを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、制御装置２０は、浮力エンジンを制御するように構成されている。制御装置２０は、例えば、ＣＴＤセンサ１４および／または高度計１５等の１つ以上のセンサに連結されていてもよい。制御装置２０は、１つ以上のセンサ１４、１５からの入力を用いて、可変浮力プロファイリングフロート２のシステムを制御してもよい。
【００２４】
いくつかの実施形態では、制御装置２０は、可変浮力プロファイリングフロート２の深度を自律的に制御するように構成されている。制御装置２０は、浮力エンジンを制御して、可変浮力プロファイリングフロート２の浮力を変える。例えば、浮力エンジンは、油圧システム２２および／または空気圧システムを含んでいてもよい。制御装置２０は、油圧システム２２および／または空気圧システムを制御する。制御装置２０は、容器２４と１つ以上のオイルブラダー１６との間のオイルの移送を制御するように構成されていてもよい。制御装置２０は、空気圧システムを制御して、空気容器と１つ以上のエアブラダー１８との間で空気を移送するようにさらに構成されていてもよい。オイルおよび／または空気の移送によって、可変浮力プロファイリングフロート２の浮力が変えられ、それによって、次いで水域環境内の可変浮力プロファイリングフロート２の深度が変えられる。
【００２５】
アンテナ１２が、球状ガラスハウジング４の外に配置され、球状ガラスハウジング４内に形成されたフィードスルー接続部を介して無線システムに連結されている。アンテナ１２は、送信機および／または受信機に連結されていてもよい。アンテナ１２は、最大１０，０００ｐｓｉｇの圧力に耐えるように構成されている。アンテナ１２は、地球上のソースおよび／または地球外のソースからの信号を送信および／または受信する。いくつかの実施形態では、制御装置２０は、無線システムに連結され、無線システムは、アンテナ１２に連結されている。制御装置２０は、１つ以上のセンサによって取得された１つ以上の測定値をアンテナ１２を介して遠隔地へ送信するように構成されていてもよい。
【００２６】
１つ以上のセンサが、周囲の水域環境に関する情報を収集するように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、伝導度（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）／温度（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）／深度（Ｄｅｐｔｈ）（ＣＴＤ）センサ１４が、球状ガラスハウジング４の外に配置されている。ＣＴＤセンサ１４は、周辺環境の電気伝導度から、塩類の測定値を、ＣＴＤセンサ１４に加えられた静水圧から深度の測定値を、得て、かつ周辺環境の温度を直接測定するように構成されている。
【００２７】
いくつかの実施形態では、高度計１５が、可変浮力プロファイリングフロート２に連結されている。高度計１５は、保護硬質帽６の下延長部１０に連結されていてもよい。高度計１５は、制御装置２０に深度および／または高度の測定値を提供する。いくつかの実施形態では、高度計１５の重さによって、高度計１５が可変浮力プロファイリングフロート２の最底部となる向きに可変浮力プロファイリングフロート２が維持される。追加のおよび／または異なるセンサが、球状ガラスハウジング４の外部と内部の両方に組み込まれていてもよい。例えば、追加のセンサは、音響センサ、光センサ、放射線センサおよび／または他の好適なセンサタイプを含んでもよい。
【００２８】
いくつかの実施形態では、制御装置２０は、例えば、ＣＴＤセンサ１４および／または高度計１５等の１つ以上のセンサからの入力を利用して、自律的に可変浮力プロファイリングフロート２を制御する。制御装置２０は、浮力エンジンを制御して、可変浮力プロファイリングフロート２の浮力を変えて、可変浮力プロファイリングフロート２を水域環境内の特定の深度へ上昇および／または下降させ、かつ上昇および／または下降速度を調整してもよい。制御装置２０は、ＣＴＤセンサ１４および／または高度計１５の読み取り値を利用して、可変浮力プロファイリングフロート２が特定の深度に達した時を決定してもよい。例えば、一実施形態では、制御装置２０は、第１の深度に可変浮力プロファイリングフロート２を下降させて、例えばＣＴＤセンサ１４等の１つ以上のセンサを用いて測定を行い、第２の深度に下降させて、ＣＴＤセンサ１４を用いて追加の測定を行い、そして表面に上昇させて、測定値を遠隔地に送信するように構成されていてもよい。制御装置２０は、浮力エンジンを動作させることによって、可変浮力プロファイリングフロート２の浮力を変えてもよい。制御装置２０は、例えば高度計１５等の１つ以上のセンサをモニターして、可変浮力プロファイリングフロート２が特定の高度に達した時を決定してもよい。いくつかの実施形態では、制御装置２０は、可変浮力プロファイリングフロート２を特定の深度に下降させ、１つ以上のセンサ１４、１５を用いて測定を行う間は、例えば深度または時間に基づいた間隔といった特定のおよび／またはランダムな間隔で、当該特定の深度を維持するように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、制御装置２０は、可変浮力プロファイリングフロート２の上昇および／または下降中に、連続測定を行うように構成されている。制御装置２０は、浮力エンジンを動作させて、例えば、浮力を大きくして可変浮力プロファイリングフロート２を上昇させる、または、浮力を小さくして可変浮力プロファイリングフロート２を下降させることによって、可変浮力プロファイリングフロート２の深度を変えてもよい。
【００２９】
一実施形態では、バッテリが、球状ガラスハウジング４内に取り付けられている。バッテリは、制御装置２０、１つ以上の送信機および／もしくは受信機、浮力エンジン（油圧システム２２および／または空気圧システム等）ならびに／または他のシステムもしくは構成要素にエネルギを提供するように構成されていてもよい。バッテリは、例えば、リチウム一次電池、アルカリ電池および／または他の好適なバッテリタイプを含んでもよい。いくつかの実施形態では、複数のバッテリが、球状ガラスハウジング４内に含まれていてもよい。バッテリは、使い捨ておよび／または充電式バッテリを含んでもよい。いくつかの実施形態では、バッテリは、繰り返し深く潜水するために、油圧システム２２および／または空気圧システムに十分な電流を提供するような大きさに作られていてもよい。バッテリは、可変浮力プロファイリングフロート２の改修中に取り外されるおよび／または取り替えられるように構成されていてもよい。
【００３０】
図３は、油圧システム２２を含む浮力エンジンの一実施形態を示す。油圧システム２２は、可変浮力プロファイリングフロート２の浮力を変えて、可変浮力プロファイリングフロート２を水域環境内においてさまざまな深度に下降および／または上昇させるように構成されていてもよい。油圧システム２２は、１つ以上のオイルブラダー１６を含んでいてもよい。オイルブラダー１６は、球状ガラスハウジング４の外面に連結されていてもよい。１つ以上のオイルブラダー１６は、球状ガラスハウジング４内に配置された容器２４、ポンプ２６および弁２８に流体的に連結されていてもよい。オイルブラダー１６は、球状ガラスハウジング４に形成されたフィードスルー接続部を介して、油圧システム２２の１つ以上の内部構成要素に連結されていてもよい。フレキシブル油圧ライン３２が、オイル容器２４および／またはポンプ２６をフィードスルー接続部に流体的に連結していてもよい。容器２４は、ポンプ２６によって１つ以上のオイルブラダー１６に送り込まれ得るオイルを貯蔵するように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、突出防止装置３０が、フィードスルー接続部に配置されていてもよい。
【００３１】
動作中、ポンプ２６は、オイルを容器２４からオイルブラダー１６内に送り込んで、可変浮力プロファイリングフロート２の浮力を大きくしてもよい。ポンプ２６は、例えば、容器２４からオイルブラダー１６へオイルを送り込む直流（ＤＣ）モータ駆動ポンプで構成されていてもよい。容器２４は、オイルブラダー１６を一杯に満たすのに十分な量のオイルを少なくとも保持するように構成されていてもよい。オイルブラダー１６の大きさは、可変浮力プロファイリングフロート２の所望の浮力特性および大きさに基づいて変えられてもよい。弁２８が、オイルがオイルブラダー１６から容器２４内に流入できるように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、弁２８は、三方弁で構成されていてもよい。弁２８は、例えば、周囲環境によって１つ以上のオイルブラダー１６に加えられた外圧によって、オイルがオイルブラダー１６から容器２４内に流入できるように構成されていてもよい。ポンプ２６および／または弁２８は、制御装置２０によって制御されてもよい。動作中、システム内のオイルの一部が、オイルブラダー１６内に保持されて、オイルブラダー１６と油圧システム２２内のオイルとの差圧を防ぐ。
【００３２】
図４は、突出防止装置３０の一実施形態を示す。突出防止装置３０は、球状ガラスハウジング４内のフィードスルー接続部においてオイルブラダー１６とフレキシブル油圧ライン３２との間に連結されていてもよい。突出防止装置３０は、球状ガラスハウジング４内の圧力損失の際に、オイルブラダー１６が球状ガラスハウジング４内に突き出ることを防止するように構成されたバックアップシステムを含む。一実施形態では、突出防止装置３０は、ダックビル弁３４を含んでいてもよい。ダックビル弁３４は、通常動作中に、オイルがオイルブラダー１６と容器２４との間を流れることができるように構成されていてもよい。ダックビル弁３４は、圧力損失または全オイルが容器２４内に戻る際に、オイルブラダー１６が球状ガラスハウジング４内に突き出ることを防止し得る。
【００３３】
図５は、オイル容器２４の一実施形態を示す。オイル容器２４は、油圧システム２２用のオイルを貯蔵するように構成されていてもよい。オイル容器２４は、例えば、１つ以上のフレキシブル油圧ライン３２によって、ポンプ２６に連結されていてもよい。オイル容器２４は、可変浮力プロファイリングフロート２が少なくとも６，０００メートルの深度にあるときに、オイルブラダー１６を完全に膨張させるのに十分なオイル容量を有していてもよい。ポンプ２６は、ポンプ動作中に例えば最大１０，０００ｐｓｉｇの圧力を提供するように構成された低変位高圧ポンプで構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、オイルの体積は、例えば圧力および温度に基づく圧縮性を含む、システムの容積圧縮性に基づく。オイル容器２４は、球状ガラスハウジング４内に配置された１つ以上の追加の内部構成要素のための取付プラットホームを提供するように構成されていてもよい。
【００３４】
いくつかの実施形態では、ローリングダイヤフラム３８が、オイル容器２４内に配置されていてもよい。ローリングダイヤフラム３８は、オイル容器２４内のオイルの体積の正確な測定を可能にするように構成されていてもよい。ローリングダイヤフラム３８は、バネ４０に連結されていてもよい。バネ４０は、ローリングダイヤフラム３８に対して力を維持するように構成されていてもよい。ローリングダイヤフラム３８は、バネ４０によって加えられた力によって、容器２４からポンプ２６への入口に対して正圧を維持してもよい。ポンプ２６に提供された正圧は、ポンプ２６を作動させてオイルをオイルブラダー１６内に送り込むとき、容器２４からポンプ２６への流体流動を確保するのに十分であってもよい。バネ４０によって加えられた力は、球状ガラスハウジング４の外側の環境の周囲圧力によって加えられる力より小さく、それによって、オイルがオイル容器２４内に逆流して、可変浮力プロファイリングフロート２の浮力を小さくしてもよい。例えば、一実施形態では、大気圧が、バネ４０によってローリングダイヤフラム３８に加えられた力に打ち勝つのに十分であってもよい。弁２８が、オイル容器２４とオイルブラダー１６との間に連結されて、オイルブラダー１６へのおよびオイルブラダー１６からの流量制御を提供してもよい。電位差計３６が、ローリングダイヤフラム３８に連結されて、容器２４内のオイルの体積を示す信号を提供する。
【００３５】
図６は、三方弁１２８の一実施形態を示す。三方弁１２８は、オイル容器２４と、オイルブラダー１６と、ポンプ２６との間に連結されていてもよい。三方弁１２８は、オイルブラダー１６から容器２４へのオイル流量を制御するように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、三方弁１２８は、１つの入口と２つの入口を含んでいてもよい。入口が、オイルブラダー１６に連結されていてもよい。１つ以上の出口１４４、１４５が、リストリクタ１４２および／またはストレートスルー接続部を介して、容器２４に連結されていてもよい。第１の位置において、三方弁１２８は、オイルブラダー１６から容器２４にオイルが流れるのを防止する。第２の位置において、三方弁１２８は、容器２４へのストレートスルー接続部を含む出口１４５を介して、オイルブラダー１６から容器２４内にオイルが流入できるようにする。第３の位置において、オイルは、リストリクタ１４２を含む出口１４４を介して容器２４内に流入する。一実施形態では、周囲環境によってオイルブラダー１６に加えられた圧力は、三方弁１２８が第２の位置にあるときにオイルをオイルブラダー１６から容器２４内に流入させるのに十分であってもよい。エンコーダ１４６が、三方弁１２８の位置を示す信号を制御装置２０に提供してもよい。
【００３６】
いくつかの実施形態では、流量リストリクタ１４２が、三方弁１２８に連結されていてもよい。流量リストリクタ１４２が、例えば、オイルブラダー１６とオイル容器２４との間に連結されていてもよい。流量リストリクタ１４２は、周囲圧力による、オイルブラダー１６からオイル容器２４へのオイル流量を制御するように構成されていてもよい。流量リストリクタ１４２は、制御装置２０が、特定の深度への可変浮力プロファイリングフロート２の下降速度を正確に制御できるようにしてもよい。いくつかの実施形態では、三方弁１２８は、オイルがオイルブラダー１６から容器２４に制限されずに流れ得る第１の位置を含んでいてもよい。第２の位置では、流量リストリクタ１４２が、オイルブラダー１６から容器２４へのオイルの流量を制限して、制御装置２０が可変浮力プロファイリングフロート２の下降を正確に制御できるようにしてもよい。三方弁１２８は、三方弁１２８の位置を変えるように構成されたギアボックス１７０およびＤＣモータ１７２を含む。エンコーダ１４６は、三方弁１２８の現在位置を示す信号を提供する。
【００３７】
図７は、可変浮力プロファイリングフロート２０２の一実施形態を示す。可変浮力プロファイリングフロート２０２は、浮力エンジンを含んでいてもよい。浮力エンジンは、油圧システム２２２を含んでいてもよい。油圧システム２２２は、球状ガラスハウジング２０４内に配置されていてもよい。油圧システム２２２は、可変浮力プロファイリングフロート２０２の浮力を制御するように構成されていてもよい。油圧システム２２２は、例えばオイル等の流体を収容する容器２２４を含んでいてもよい。容器２２４は、ローリングダイヤフラム２３８を含んでいてもよい。ローリングダイヤフラム２３８は、バネ２４０に連結されていてもよい。バネ２４０は、ローリングダイヤフラム２３８に対して力を加えてもよい。ローリングダイヤフラム２３８は、バネ２４０によって加えられた力によって、ポンプ２２６の入口に正圧を維持してもよい。入口における正圧によって、ポンプ２２６の適切なポンプ動作が得られる。バネ２４０は、ポンプ２２６に流体を入れて動作の準備をさせるのに十分であるが大気圧より小さい圧力を加えてもよい。
【００３８】
ポンプ２２６は、容器２２４と１つ以上のオイルブラダー２１６に連結されていてもよい。ポンプ２２６は、制御装置によって作動させられて、オイルをオイル容器２２４から１つ以上のオイルブラダー２１６に送り込んでもよい。ポンプ２２６は、例えば、ＤＣモータ駆動ポンプで構成されていてもよい。ポンプ２２６は、水域環境の周囲圧力に打ち勝つのに十分なオイル流れ圧力を提供するように構成されていてもよい。例えば、ポンプ２２６は、最大６，０００メートルの深度で動作するように構成された可変浮力プロファイリングフロート２０２に、少なくとも１０，０００ｐｓｉｇの圧力を提供するように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、フィルタ２４８が、オイル容器２２４とポンプ２２６との間に配置されていてもよい。逆止弁２７４がポンプ２２６の出口に連結されていてもよい。
【００３９】
オイル容器２２４は、オイルブラダー２１６に三方弁２２８等の弁を介して連結されていてもよい。三方弁２２８は、オイルブラダー２１６からオイル容器２２４内に逆流するオイルの流量を制御するように構成されていてもよい。流量リストリクタ２４２が、三方弁２２８に連結されていてもよい。流量リストリクタ２４２は、オイルブラダー２１６からオイル容器２２４内に流れるオイルの正確な流量制御を提供するように構成されていてもよい。流量リストリクタ２４２は、例えば、ニードル弁を含んでいてもよい。三方弁２２８は、エンコーダ２４６を含んでいてもよい。エンコーダ２４６は、三方弁２２８の現在配置を特定するために、制御装置に信号を提供するように構成されていてもよい。三方弁２２８は、球状ガラスハウジング２０４の外面上に配置された１つ以上のオイルブラダー２１６に連結されていてもよい。突出防止装置２３０が、球状ガラスハウジング２０４に形成されたフィードスルー接続部に配置されていてもよい。突出防止装置２３０は、球状ガラスハウジング２０４内の圧力損失の際にオイルブラダー２１６が球状ガラスハウジング２０４内に突き出ることを防止するように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、突出防止装置２３０は、ダックビル弁を含んでいてもよい。
【００４０】
動作中、容器２２４は、外部のオイルブラダー２１６にオイルを供給および外部のオイルブラダー２１６からオイルを受け入れて、可変浮力プロファイリングフロート２０２の浮力を変えるように構成されていてもよい。ポンプ２２６は、容器２２４からオイルを送り出すように構成されていてもよい。外部のブラダー２１６の浮力は、オイルがブラダー２１６内に送り込まれるにつれ、大きくなってもよい。三方弁２２８は、オイルブラダー２１６からオイル容器２２４内にオイルが逆流できるように構成できるようになっていてもよい。三方弁２２８は、オイルがオイルブラダー２１６からオイル容器２２４内に流入して、可変浮力プロファイリングフロート２０２の浮力を小さくできてもよい。三方弁２２８は、オイルが自由にオイルブラダー２１６からオイル容器２２４内に逆流できる第１の位置を含んでいてもよい。三方弁２２８は、オイルがオイルブラダー２１６からオイル容器内に流入するのを防ぐ第２の位置を含んでいてもよい。三方弁２２８は、オイルブラダー２１６からオイル容器２２４へのオイル流量が絞り弁２４２によって制御される第３の位置を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、油圧システム２２２は、オイルブラダー２１６への周囲圧力を利用して、オイルを容器２２４内に強制的に戻してもよい。例えば、一実施形態では、大気圧が、ローリングダイヤフラム２３８に対してバネ２４０によって加えられた力に打ち勝って、オイルをオイルブラダー２１６からオイル容器２２４内に流入させるのに十分であってもよい。吸い戻しの後、オイルブラダー２１６の両端の差圧をなくすために、一部のオイルがオイルブラダー２１６内に残ってもよい。いくつかの実施形態では、ポンプ２２６は、オイルをオイルブラダー２１６から容器２２４内に送り込むように構成されていてもよい。
【００４１】
図８は、可変浮力プロファイリングフロート３０２の一実施形態を示す。可変浮力プロファイリングフロート３０２は、球状ガラスハウジング３０４を含む。１つ以上のエアブラダー３１８が、球状ガラスハウジング３０４の外面に連結されている。１つ以上のエアブラダー３１８は、球状ガラスハウジング内に配置された空気圧システム３５０に連結されている。空気圧システム３５０は、空気ポンプ３５２を含んでいてもよい。空気ポンプ３５２は、空気を１つ以上のエアブラダー３１８内に送り込むように構成されていてもよい。一実施形態では、空気ポンプ３５２は、空気源として、球状ガラスハウジング３０４内の内部空気３５４を利用してもよい。部分真空が、球状ガラスハウジング３０４内に維持されていてもよい。部分真空は、１つ以上のエアブラダー３１８を膨らませるのに十分な空気を依然として提供しつつ、球状ガラスハウジング３０４の第１の半球体と第２の半球体との間の密閉を維持するのに十分であってもよい。逆止弁３５６が、空気ポンプ３５２とエアブラダー３１８との間に連結されていてもよい。例えばラッチング電磁弁３６２等の逃がし弁３５８が、エアブラダー３１８に流体的に連結されていてもよい。逃がし弁３５８は、空気が球状ガラスハウジング３０４の内部空気３５４に戻ることができるように構成されていてもよい。球状ガラスハウジング４内に維持された部分真空によって、戻し弁３５８が開けられたとき、空気をエアブラダー３１８から球状ガラスハウジング４内に流入させてもよい。突出防止装置３６０が、球状ガラスハウジング３０４内のフィードスルー接続部に配置されていてもよい。突出防止装置３６０は、外圧によって、１つ以上のエアブラダー３１８が球状ガラスハウジング３０４内に突き出ることを防止するように構成されていてもよい。エアフィルタ３６４が、空気ポンプ３５２の吸気口に配置され、空気のフィルタリングを提供してもよい。
【００４２】
動作中、可変浮力プロファイリングフロート２は、１つ以上の環境パラメータを自律的にモニターするように配備されてもよい。可変浮力プロファイリングフロート２は、例えば、特定の深度を維持し、周囲の水域環境の１つ以上の環境パラメータをモニターするように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、可変浮力プロファイリングフロート２の制御装置２０は、２つ以上の深度において環境測定値を得るために、所定期間にわたって可変浮力プロファイリングフロートの深度を上げるおよび／または下げるように構成されたモニタリングアルゴリズムを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、制御装置は、例えば海底からの高さ等の１つ以上の環境条件に応じて可変浮力プロファイリングフロート２の深度を変えるように構成されていてもよい。
【００４３】
ここで図１〜８を参照して、可変浮力プロファイリングフロート２を運転する方法の一実施形態を開示する。したがって、一実施形態では、可変浮力プロファイリングフロート２が、例えば海等の水域環境に配備されてもよい。可変浮力プロファイリングフロート２は、球状ガラスハウジング４を含んでいてもよい。球状ガラスハウジングは、第１の半球体と第２の半球体とを含んでいてもよい。第１および第２の半球体は、球状ガラスハウジング４内に作り出された部分真空によって連結されていてもよい。球状ガラスハウジング４は、最大６，０００メートルの深度での配備用に構成されていてもよい。球状ガラスハウジング４は、少なくとも１０，０００ｐｓｉｇの圧力に耐えるように構成されていてもよい。可変浮力プロファイリングフロート２は、可変浮力を提供する浮力エンジンをさらに含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、浮力エンジンは、油圧システムを含んでいてもよい。可変浮力プロファイリングフロート２は、少なくとも１つの環境パラメータを測定するように構成された１つ以上のセンサを含んでいてもよい。
【００４４】
可変浮力プロファイリングフロート２は、例えば海等の水域環境に配備されてもよい。制御装置２０が、可変浮力プロファイリングフロート２の動作を制御するように構成されていてもよい。制御装置２０は、浮力エンジンを動作させて、可変浮力プロファイリングフロート２の浮力を小さくして、可変浮力プロファイリングフロート２を第１の深度に下降させてもよい。制御装置２０は、１つ以上のセンサを動作させて、第１の深度における環境パラメータを収集してもよい。いくつかの実施形態では、上昇および／または下降中に、連続的に測定値が取得される。制御装置２０は、後に回収および／または送信するために、例えば、メモリモジュールに、収集した環境パラメータを記憶してもよい。
【００４５】
第１の深度において環境パラメータを収集後、制御装置２０は、浮力エンジンを作動させて、可変浮力プロファイリングフロート２の浮力を変えてもよい。制御装置２０は、浮力を大きくして上昇させるおよび／または浮力を小さくして下降させてもよい。制御装置２０は、可変浮力プロファイリングフロート２の浮力を変えて、可変浮力プロファイリングフロート２を第２の深度に到達させてもよい。制御装置２０は、第２の深度において１つ以上の環境パラメータを収集して、収集したデータを記憶してもよい。制御装置２０は、特定の深度に下降および／または上昇させ、かつ１つ以上の環境パラメータを測定するように前もってプログラムされたルーチンに従ってもよい。
【００４６】
制御装置２０は、可変浮力プロファイリングフロート２を制御して任意の数の深度に上昇および／または下降させ、各深度において１つ以上の環境パラメータを収集するように構成されていてもよい。可変浮力プロファイリングフロート２は、各深度で同じ環境パラメータを収集してもよく、または異なる深度で異なる環境パラメータを収集してもよい。各深度においてデータを収集後、制御装置２０は、浮力エンジンを用いて可変浮力プロファイリングフロート２の浮力を大きくして、可変浮力プロファイリングフロート２を水域環境の表面に上昇させてもよい。その表面にて、制御装置２０は、各深度における環境パラメータを含む収集データを、アンテナ１２を用いて人工衛星に送信してもよい。いくつかの実施形態では、収集データを送信後、制御装置２０は、浮力エンジンを作動させて、可変浮力プロファイリングフロート２を、例えば、各元の深度等の１つ以上の深度に下降させて、各深度において環境データを収集してもよい。いくつかの実施形態では、可変浮力プロファイリングフロート２は、特定の深度への下降、環境データの収集、表面への上昇およびデータの送信のサイクルを、所定の条件が満たされるまで、繰り返してもよい。例えば、可変浮力プロファイリングフロート２は、バッテリが所定の放電レベルに達するまで、または特定の期間が経過するまで、データ収集を行ってもよい。いくつかの実施形態では、可変浮力プロファイリングフロート２は、表面上にある間、例えばミッションの更新等の通信を受信する。可変浮力プロファイリングフロートは、所定の条件が満たされると、回収されてもよい。
【００４７】
一実施形態では、浮力エンジンは、例えば空気圧システム等の補助的な浮力システムを含んでいてもよい。空気圧システムは、例えば、水域環境の表面にある可変浮力プロファイリングフロート２に追加の浮力を提供するように構成されていてもよい。空気圧システムは、球状ガラスハウジング４の外面に連結された１つ以上のエアブラダー１８を備えていてもよい。エアポンプが、球状ガラスハウジング内に配置され、１つ以上のフィードスルー接続部を介してエアブラダー１８に連結されていてもよい。エアポンプは、空気を球状ガラスハウジング４内からエアブラダー内に送り込んで、可変浮力プロファイリングフロート２の浮力を大きくするように構成されていてもよい。エアポンプは、空気圧システムの空気源として、球状ガラスハウジング４内の部分真空を利用してもよい。動作中、補助的な空気圧システムは、例えば、可変浮力プロファイリングフロート２が、水域環境の表面またはその近くにあるときに、可変浮力プロファイリングフロート２に追加の浮力を提供するように構成されていてもよい。追加の浮力は、可変浮力フロート２を水面からより高く上昇させることによって、通信を向上させる。
【００４８】
ここで図１〜８を参照して、可変浮力プロファイリングフロート２を組立およびテストする方法の一実施形態を開示する。したがって、一実施形態では、第１の半球体と第２の半球体とを備える球状ガラスハウジング４の構造強度がテストされる。第１および第２の半球体は、球状ガラスハウジング４内に作り出された部分真空によって連結されていてもよい。球状ガラスハウジング４は、テストチャンバに入れられてもよい。少なくとも１０，０００ｐｓｉｇの圧力が、球状ガラスハウジング４に加えられてもよい。球状ガラスハウジング４が、割れや亀裂を起こさずにテスト圧に耐える場合、球状ガラスハウジング４は、更なる生産のために、保持されてもよい。
【００４９】
球状ガラスハウジング４は、圧力テストの後に、球状ガラスハウジング４にあけられた１つ以上のアクセスポートを有してもよい。１つ以上のアクセスポートは、球状ガラスハウジングの構造的完全性を維持し、かつ球状ガラスハウジング４に対する負荷を分散させるように構成されたパターンを含んでいてもよい。例えば、２つのアクセスポートが球状ガラスハウジング４に作成される場合、当該アクセスポートは、球状ガラスハウジング４の両側に配列されていてもよい。他のパターンおよび／または配列が、十分な構造特性を提供してもよい。１つ以上のフィードスルー接続部が、アクセスポートに設置されていてもよい。フィードスルー接続部は、例えば１つ以上のオイルブラダー１６またはエアブラダー１８等の外部構成要素が、球状ガラスハウジング内のシステムおよび構成要素に連結できるように構成されていてもよい。フィードスルー接続部を有する球状ガラスハウジング４は、テストチャンバに入れられ、少なくとも１０，０００ｐｓｉｇの圧力が加えられてもよい。球状ガラスハウジング４が合格した場合、球状ガラスハウジング４は、更なる生産のために、保持されてもよい。
【００５０】
複数のシステムが、球状ガラスハウジング４内に取り付けられていてもよい。複数のシステムは、例えば、浮力エンジン、制御装置、センサシステムおよび／または無線システムを含んでもよい。浮力エンジンは、油圧システム２２および／または空気圧システムを含んでいてもよい。複数のシステムは、球状ガラスハウジング４内のプレートに取り付けられていてもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の構成要素が、球状ガラスハウジング４に直接取り付けられていてもよい。例えば、油圧システム２２のオイル容器が、球状ガラスハウジング４に取り付けられていてもよい。追加の構成要素が、球状ガラスハウジング４に直接取り付けられたオイル容器および／または他の構成要素に取り付けられてもよい。複数のシステムを取り付けた後、球状ガラスハウジング４は、圧力テストチャンバに入れられてもよい。少なくとも１０，０００ｐｓｉｇの圧力が球状ガラスハウジング４に加えられてもよい。圧力がかけられている間、球状ガラスハウジング４内の複数のシステムは、テストされてもよい。例えば、浮力エンジンは、球状ガラスハウジング４に圧力がかけられている間、油圧システム２２および／または空気圧システムを動作させることによって、テストされてもよい。制御装置２０は、１つ以上のテストアルゴリズムを動作させることによって、テストされてもよい。いくつかの実施形態では、複数のシステムが、テスト前に、外部電源に連結される。システムは、バッテリの設置前に、テストされてもよい。外部電源を利用することによって、内部バッテリは、テスト中に、当該バッテリを消耗させることなく、可変浮力プロファイリングフロート２の配備および使用のために温存され得る。球状ガラスハウジング４のテストが完了した後、保護硬質帽が球状ガラスハウジング４および１つ以上のブラダー１６、１８の上に連結されてもよい。いくつかの実施形態では、出荷前に、漏れをテストするために、例えば、ヘリウムおよび／または他のガスを用いて、シールテストが行われる。
【００５１】
「一局面」、「局面」、「一実施形態」または「実施形態」への言及は、その局面に関して記載された特定の特徴、構造または特性が少なくとも一局面に含まれることを意味することに留意されたい。よって、明細書のさまざまな箇所における「一局面では」、「局面では」、「一実施形態では」または「実施形態では」の句の出現は、必ずしも全てが同じ局面について言及しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造または特性が、１つ以上の局面で任意の好適な方法で組み合わされてもよい。
【００５２】
いくつかの局面が、「連結され」および「接続され」という表現をこれらの派生語とともに用いて、記載されてもよい。これらの用語は、互いに同義語として意図されていないことが理解されるべきである。例えば、いくつかの局面が、２つ以上の要素が互いに直接物理的または電気的に接触していることを示すために用語「接続され」を用いて、記載されてもよい。別の例では、いくつかの局面が、２つ以上の要素が直接物理的または電気的に接触していることを示すために用語「連結され」を用いて、記載されてもよい。しかし、用語「連結され」は、２つ以上の要素が互いに直接接触していないが、依然として互いに協働または影響を及ぼし合うことを意味してもよい。
【００５３】
さまざまな実施形態を本明細書中において説明してきたが、これらの実施形態に対する多くの改変、変形、置換、変更および同等物が、行われ得て、これらは、当業者が思いつくであろう。また、材料が、特定の構成要素について開示される場合、他の材料が用いられてもよい。したがって、上述の説明および添付の特許請求の範囲は、開示した実施形態の範囲内に含まれるものとして、そのような改変および変形の全てをカバーすることが意図されていることが理解される。添付の特許請求の範囲は、そのような改変および変形の全てをカバーすることが意図されている。
【００５４】
本明細書中で参照されおよび／または出願データシートに掲載された全ての上述の米国特許、米国特許出願公報、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、非特許刊行物、または他の開示物は、これらに矛盾しない程度で、参照により本明細書に組み込まれる。よって、必要な程度、本明細書中に明示的に記載された開示は、参照により本明細書に組み込まれる矛盾する資料に取って代わる。参照により本明細書に組み込まれるとされるが本明細書中に記載された存在する定義、記述または開示物と矛盾する資料またはその一部は、組み込まれた資料と存在する開示物との間で矛盾が生じない程度で、単に組み込まれるであろう。
【００５５】
当業者であれば、本明細書中に記載された構成要素（例えば、動作）、装置、目的およびそれらに伴う説明は、概念の明確さのために例として用いられ、さまざまな構成の改変が考えられることを認識するであろう。したがって、本明細書で使用される場合、記載された特定の例および付随する説明は、それらのより一般的な階層を代表するものとして意図される。一般に、ある特定の例の使用は、その階層を代表するものとして意図され、特定の構成要素（例えば、動作）、装置および目的を含まないと限定するべきではない。
【００５６】
実質的に本明細書中の複数形のおよび／または単数形の用語の使用に関して、当業者であれば、文脈および／または適用に適切となるように、複数形から単数形におよび／または単数形から複数形に変換することができる。さまざまな単数形／複数形の変換は、明確化の目的のために本明細書中に明示的には記載されていない。
【００５７】
本明細書中に記載された主題は、さまざまな他の構成要素に含まれる、または、接続されているさまざまな構成要素を示す場合がある。そのような記載のアーキテクチャは、単に例示的なものであり、実際同じ機能を達成する多くの他のアーキテクチャが実施されてもよいことが理解されるべきである。概念的には、同じ機能を達成する構成要素の任意の配置は、所望の機能が達成されるように効果的に「関連している」。よって、特定の機能を達成するように組み合わされた任意の２つの構成要素は、アーキテクチャまたは中間の構成要素に関係なく、所望の機能が達成されるように、互いに「関連している」と見なされ得る。同様に、そのように関連している任意の２つの構成要素が、所望の機能を達成するために、互いに「動作可能に接続される」または「動作可能に連結される」ものとしても見られ得て、そして、そのように関連可能な任意の２つの構成要素が、所望の機能を達成するために、互いに「動作可能に連結可能な」ものとしても見られ得る。動作可能に連結可能の具体例は、物理的に結合可能なおよび／もしくは物理的に相互作用する構成要素、ならびに／または無線で相互作用可能なおよび／もしくは無線で相互作用する構成要素、ならびに／または論理的に相互作用するおよび／もしくは論理的に相互作用可能な構成要素を含むが、これらには限定されない。
【００５８】
いくつかの例において、１つ以上の構成要素が、「ように構成された」、「ように構成可能である」、「ように動作可能である／動作する」、「適応されている／適応可能である」、「することができる」、「適合可能である／適合されている」として本明細書中に記載されている。当業者であれば、文脈上他に要求されない限りにおいて、「ように構成された」が一般的に、活性状態の構成要素および／または不活性状態の構成要素および／または待機状態の構成要素を含むことを認識するであろう。
【００５９】
本明細書中に記載されている本主題の特定の局面を示し説明してきたが、本明細書中の教示に基づいて、変更および改変が本明細書中に記載の主題およびそのより広い局面から逸脱せずに行われ得て、したがって、添付の特許請求の範囲が、それらの範囲に、そのような変更および改変の全てを、本明細書中に記載の主題の真の精神および範囲内にあるとして、包含することが、当業者には明らかである。一般的に、本明細書中に使用されている用語および特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本文）において使用されている用語は、一般的に「オープンな」用語（例えば、「含んでいる」という用語は、「含んでいるが・・・に限定されない」と解釈され、「有している」という用語は、「少なくとも有している」と解釈され、「含む」という用語は、「含むが・・・に限定されない」などと解釈されるべきである。）として意図されていることが、当業者に理解されるであろう。導入された請求項の記述の具体的な個数が意図されている場合、このような意図が請求項中で明示的に記載され、このような記述が無い場合には、このような意図は存在しないことが、当業者にさらに理解されるであろう。例えば、理解の一助として、下記の添付の特許請求の範囲において、請求項の記述を導入するために、「少なくとも１つの」および「１つ以上の」といった導入句が使用されてもよい。しかし、このような句を使用した場合、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」による請求項の記述の導入が、このような導入された請求項の記述を含む任意の特定の請求項を、該記述を１つしか含まない請求項に限定していることを暗示すると、たとえ同一請求項中に「１つ以上の」または「少なくとも１つの」という導入句と、例えば「ａ」または「ａｎ」等の不定冠詞とが含まれていても、解釈するべきものではない（例えば、「ａ」および／または「ａｎ」は、通常、「少なくとも１つの」または「１つ以上の」を意味すると解釈すべきである）。同じことが、請求項の記述を導入するために使用された定冠詞の使用についても当てはまる。
【００６０】
さらに、たとえ導入された請求項の記述の具体的な個数が明示的に記載されていたとしても、当業者であれば、このような記述は、通常、少なくとも記載された個数を意味していると解釈されるべきであることが理解するであろう（例えば、他の修飾語を使わずに単に「２つの記述」と記載されている場合、通常、少なくとも２つの記述または２つ以上の記述を意味する）。さらに、「Ａ、Ｂ、Ｃ等のうちの少なくとも１つ」に類似の形式が使用されている場合、一般に、このような文構造は、当業者がその形式を理解するであろう意味が意図されている（例えば、「Ａ、ＢおよびＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」には、Ａだけを有するシステム、Ｂだけを有するシステム、Ｃだけを有するシステム、ＡおよびＢをともに有するシステム、ＡおよびＣをともに有するシステム、ＢおよびＣをともに有するシステム、ならびに／またはＡ、ＢおよびＣをともに有するシステム等が含まれるが、これらに限定されない）。「Ａ、ＢまたはＣ等のうちの少なくとも１つ」に類似の形式が使用されている場合、一般に、このような文構造は、当業者がその形式を理解するであろう意味が意図されている（例えば、「Ａ、ＢまたはＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」には、Ａだけを有するシステム、Ｂだけを有するシステム、Ｃだけを有するシステム、ＡおよびＢをともに有するシステム、ＡおよびＣをともに有するシステム、ＢおよびＣをともに有するシステム、ならびに／またはＡ、ＢおよびＣをともに有するシステム等が含まれるが、これらに限定されない）。さらに、通常、２つ以上の代替用語を提示する選言的な単語および／または句は、それが明細書中、請求項中、または図面中のいずれであっても、文脈上他を意味しない限りにおいて、これらの用語のうちの１つを含んでいる可能性、これらの用語のうちの一方を含んでいる可能性、またはこれらの用語の両方を含んでいる可能性を意図しているものと理解されるべきことを、当業者であれば理解するであろう。例えば、「ＡまたはＢ」という句は、通常、「Ａ」または「Ｂ」である可能性あるいは「ＡおよびＢ」である可能性を含むと理解されるであろう。
【００６１】
添付の特許請求の範囲に関して、当業者であれば、特許請求の範囲に記載の動作は、一般に任意の順序で行われてもよいことを理解するであろう。また、さまざまな動作フローが、ある順序（複数可）で提示されているが、さまざまな動作が、例示されたもの以外の順序で行われてもよい、または同時に行われてもよいことが理解されるべきである。このような別の順序の例には、文脈上他を意味しない限りにおいて、並行、交互的、割り込み、順序付け、増分、準備、補充、同時、逆、または他の異なる順序が含まれてもよい。さらに、「に反応して」、「に関連して」または他の過去時制の形容詞のような用語は、文脈上他を意味しない限りにおいて、一般的にそのような変形を除外することが意図されていない。
【００６２】
さまざまな実施形態を本明細書中において説明してきたが、これらの実施形態に対する多くの改変、変形、置換、変更および同等物が、行われ得て、これらは、当業者が思いつくであろう。また、材料が、特定の構成要素について開示される場合、他の材料が用いられてもよい。したがって、上述の説明および添付の特許請求の範囲は、開示した実施形態の範囲内に含まれるものとして、そのような改変および変形の全てをカバーすることが意図されていることが理解される。以下の請求項は、そのような改変および変形の全てをカバーすることが意図されている。
【００６３】
要約すれば、本明細書中に記載された概念を利用した結果得られる非常に多くの利点を説明してきた。１つ以上の実施形態の上述の説明は、例示および説明する目的で提示されている。それは、網羅的であるまたは開示された厳密な形態に限定することを意図していない。改変または変形が、上述の教示を考慮して、可能である。１つ以上の実施形態は、原理および実際の適用を示して、それによって当業者がさまざまな実施形態を利用できるようにするために、考えられる特定の用途に適するようなさまざまな改変とともに、選択され記載された。本明細書とともに提出された特許請求の範囲が全体の範囲を定義することが意図される。
【００６４】
本明細書中に記載された主題のさまざまな局面を、以下の番号付けされた項に提示する。
【００６５】
項１．可変浮力プロファイリングフロートであって、第１の半球体と第２の半球体とを含む球状ガラスハウジングであって、当該第１および第２の半球体が当該球状ガラスハウジング内の部分真空によって連結される、球状ガラスハウジングと、前記球状ガラスハウジング内に少なくとも部分的に配置された浮力エンジンであって、可変浮力制御を前記可変浮力プロファイリングフロートに提供するように構成された浮力エンジンと、少なくとも１つの環境パラメータを測定するように構成されたセンサ束と、を含むことを特徴とする可変浮力プロファイリングフロート。
【００６６】
項２．前記球状ガラスハウジングは、最大１０，０００ｐｓｉｇに耐えるように構成されていることを特徴とする、項１に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００６７】
項３．前記浮力エンジンは、油圧浮力システムを含むことを特徴とする、項１に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００６８】
項４．前記油圧浮力システムは、前記球状ガラスハウジング内に配置されたオイル容器と、少なくとも１つのオイルブラダーであって、前記球状ガラスハウジングの外面に連結されたチューブを含み、前記オイル容器と当該オイルブラダーが１つ以上のフィードスルー接続部を介して連結され、当該フィードスルー接続部は前記球状ガラスハウジングによって区画された１つ以上のアクセスポートを貫通する、少なくとも１つのオイルブラダーと、前記オイル容器から前記少なくとも１つのオイルブラダー内にオイルを送り込むように構成されたポンプと、を含むことを特徴とする項３に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００６９】
項５．前記１つ以上のアクセスポートは、前記球状ガラスハウジング内の応力集中を最小にするように配置されていることを特徴とする、項４に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００７０】
項６．前記油圧浮力システムは、前記オイル容器内に配置されたローリングダイヤフラムであって、前記オイル容器内の前記オイルの体積の正確な測定を可能にするように構成されたローリングダイヤフラムと、前記ローリングダイヤフラムに連結されたバネであって、前記ポンプの入口に対して正圧を維持するように構成されたバネと、を含むことを特徴とする、項４に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００７１】
項７．前記油圧浮力システムは、差圧が前記少なくとも１つのオイルブラダーと前記オイル容器との間に生じた場合に、前記少なくとも１つのオイルブラダーが前記球状ガラスハウジング内に突き出ることを防止するように構成されたフラッパ弁を含む突出防止機構を含むことを特徴とする、項６に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００７２】
項８．前記油圧浮力システムは、前記オイル容器と前記１つ以上のオイルブラダーとの間のオイル流量を制御するように構成された弁を含み、前記弁は、前記オイルブラダーから前記容器内にオイルが制限されずに流入可能となるように構成されている第１の位置であって、前記オイルの流れが、前記オイルブラダーに対して加えられた環境圧力によって生じる、第１の位置と、前記オイルブラダーへおよび前記オイルブラダーからオイルが流れることを防止するように構成された第２の位置とを含むことを特徴とする、項６に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００７３】
項９．前記油圧浮力システムは、前記弁と前記少なくとも１つのオイルブラダーとの間に連結された流量リストリクタ弁を含み、前記流量リストリクタ弁は、前記少なくとも１つのオイルブラダーから前記オイル容器内に戻される前記オイルの流量調節制御を提供するように構成されていることを特徴とする、項８に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００７４】
項１０．前記油圧浮力システムはフレキシブル油圧ラインを含み、前記フレキシブル油圧ラインは、前記オイル容器と、前記ポンプと、前記１つ以上のフィードスルー接続部との間の油圧接続を維持しつつ、前記球状ガラスハウジングの前記第１および第２の半球体を分離できるように構成されていることを特徴とする、項４に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００７５】
項１１．空気浮力システムであって、前記球状ガラスハウジングの外周に連結された少なくとも１つの外部容器を含み、前記球状ガラスハウジング内の前記部分真空を空気源として利用する、空気浮力システム
を含むことを特徴とする、項４に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００７６】
項１２．最大１０，０００ｐｓｉｇの圧力に耐えるように構成されたアンテナを含み、前記アンテナは、前記可変浮力プロファイリングフロートが水域環境の表面上にあるとき、１つ以上の人工衛星と通信するように構成されていることを特徴とする、項４に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００７７】
項１３．自律的深海プロファイリングの方法であって、第１の半球体と第２の半球体とを含む球状ガラスハウジングであって、当該第１および第２の半球体が当該球状ガラスハウジング内の部分真空によって連結され、最大少なくとも１０，０００ｐｓｉｇの圧力に耐えるように構成された球状ガラスハウジングと、自律浮力制御を前記可変浮力フロートに提供するように構成された浮力システムと、少なくとも１つの環境パラメータを測定するように構成されたセンサと、を含む可変浮力フロートを配備することと、前記浮力システムによって、前記可変浮力フロートの浮力を小さくして、前記可変浮力フロートを第１の深度に下降させることと、前記センサによって、前記第１の深度において前記少なくとも１つの環境パラメータを測定することとを含むことを特徴とする方法。
【００７８】
項１４．前記浮力システムによって、前記可変浮力フロートの浮力を変えて、前記可変浮力フロートを第２の深度に移動させることと、前記センサによって、前記第２の深度において前記少なくとも１つの環境パラメータを測定することと、を含むことを特徴とする、項１３に記載の自律的深海プロファイリングの方法。
【００７９】
項１５．前記浮力システムによって、３位置弁を開放して、オイルブラダーからオイル容器内にオイルが流入できるようにして、前記可変浮力フロートの浮力を変えることを含むことを特徴とする、項１３に記載の自律的深海プロファイリングの方法。
【００８０】
項１６．空気浮力システムによって、前記可変浮力フロートの浮力を大きくすることを含み、前記空気浮力システムは、前記球状ガラスハウジングの外周に連結された少なくとも１つの外部容器を含み、前記空気浮力システムは、前記球状ガラスハウジング内の前記部分真空を空気源として利用することを特徴とする、項１３に記載の自律的深海プロファイリングの方法。
【００８１】
項１７．アンテナによって、前記センサによって測定された前記少なくとも１つの環境パラメータを送信することを含むことを特徴とする、項１３に記載の自律的深海プロファイリングの方法。
【００８２】
項１８．可変浮力プロファイリングフロートを作成する方法であって、第１の半球体と第２の半球体とを含む球状ガラスハウジングであって、当該第１および第２の半球体は前記球状ガラスハウジング内の部分真空によって連結され、少なくとも１０，０００ｐｓｉｇに耐えるように構成された球状ガラスハウジングをテストすることであって、動作可能な圧力条件下に前記球状ガラスハウジングを置くことを含む、テストすることと、１つ以上のアクセスポートを球状ガラスハウジング内に作成することであって、当該１つ以上のアクセスポートのパターンが前記球状ガラスハウジングの構造的完全性を維持するように構成されている、作成することと、１つ以上のフィードスルー接続部を前記１つ以上のアクセスポートを介して配置することと、前記１つ以上のフィードスルー接続部を含む前記球状ガラスハウジングを動作可能な圧力条件下でテストすることと、とを含むことを特徴とする方法。
【００８３】
項１９．油圧浮力システムと、空気浮力システムと、センサと、送信システムとを含む複数の機能システムを前記球状ガラスハウジングに取り付けることと、動作可能な圧力条件下で前記可変浮力フロートの前記複数の機能システムをテストすることと、を含むことを特徴とする、項１８に記載の方法。
【００８４】
項２０．動作可能な圧力条件下で前記複数の機能システムをテストする前に、前記複数の機能システムを外部電源に連結させることを含むことを特徴とする、項１９に記載の方法。
【００８５】
項２１．可変浮力プロファイリングフロートであって、第１の半球体と第２の半球体とを含む球状ガラスハウジングであって、当該第１および第２の半球体が当該球状ガラスハウジング内の部分真空によって連結される、球状ガラスハウジングと、前記球状ガラスハウジング内に少なくとも部分的に配置された浮力エンジンであって、可変浮力制御を前記可変浮力プロファイリングフロートに提供するように構成された浮力エンジンと、少なくとも１つの環境パラメータを測定するように構成されたセンサ束と、を含むことを特徴とする可変浮力プロファイリングフロート。
【００８６】
項２２．前記球状ガラスハウジングは、最大１０，０００ｐｓｉｇに耐えるように構成されていることを特徴とする、項２１に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００８７】
項２３．前記浮力エンジンは、油圧浮力システムを含むことを特徴とする、項２１に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００８８】
項２４．前記球状ガラスハウジングは、当該球状ガラスハウジングに形成されたフィードスルー接続部を含むことを特徴とする、項２３に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００８９】
項２５．可変浮力プロファイリングフロートであって、球状ガラスハウジングであって、当該球状ガラスハウジング内の部分真空によって連結された第１の半球体および第２の半球体を含み、当該球状ガラスハウジングに形成されたフィードスルー接続部を含む、球状ガラスハウジングと、油圧浮力システムと、を含み、前記油圧浮力システムは、前記球状ガラスハウジング内に配置されたオイル容器と、前記球状ガラスハウジングの外面に連結されたチューブを含む少なくとも１つのオイルブラダーと、前記オイル容器から前記少なくとも１つのオイルブラダー内にオイルを送り込むように構成されたポンプと、を含むことを特徴とする可変浮力プロファイリングフロート。
【００９０】
項２６．前記オイル容器と前記オイルブラダーとは、前記１つ以上のフィードスルー接続部を介して連結されていることを特徴とする、項２５に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００９１】
項２７．前記油圧浮力システムは、前記オイル容器内に配置されたローリングダイヤフラムと、  前記ローリングダイヤフラムに連結されたバネと、
を含むことを特徴とする、項２５に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００９２】
項２８．前記ローリングダイヤフラムは、前記オイル容器内の前記オイルの体積の正確な測定を可能にするように構成されていることを特徴とする、項２７に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００９３】
項２９．前記バネは、前記ポンプの入口に対して正圧を維持するように構成されていることを特徴とする、項２７に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００９４】
項３０．前記油圧浮力システムは、突出防止機構を含むことを特徴とする、項２７に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００９５】
項３１．前記突出防止機構は、差圧が前記少なくとも１つのオイルブラダーと前記オイル容器との間に生じたときに、前記少なくとも１つのオイルブラダーが前記球状ガラスハウジング内に突き出ることを防止するように構成されたフラッパ弁を含むことを特徴とする、項１０に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００９６】
項３２．前記油圧浮力システムは、前記オイル容器と前記１つ以上のオイルブラダーとの間のオイル流量を制御するように構成された弁を含み、前記弁は、前記オイルブラダーから前記容器内にオイルが制限されずに流入可能となるように構成されている第１の位置であって、前記オイルの流れが、前記オイルブラダーに対して加えられた環境圧力によって生じる、第１の位置と、前記オイルブラダーから前記容器内にオイルが制限されて流入可能となるように構成されている第２の位置と、前記オイルブラダーへおよび前記オイルブラダーからオイルが流れることを防止するように構成された第３の位置とを含むことを特徴とする、項２７に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００９７】
項３３．前記油圧浮力システムは、前記弁と前記少なくとも１つのオイルブラダーとの間に連結された流量リストリクタ弁を含み、前記流量リストリクタ弁は、前記少なくとも１つのオイルブラダーから前記オイル容器内に戻される前記オイルの流量調節制御を提供するように構成されていることを特徴とする、項３２に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００９８】
項３４．前記油圧浮力システムは、前記オイル容器と、前記ポンプと、前記１つ以上のフィードスルー接続部との間の油圧接続を維持しつつ、前記球状ガラスハウジングの前記第１および第２の半球体を分離できるように構成されたフレキシブル油圧ラインを含むことを特徴とする、項２５に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【００９９】
項３５．前記球状ガラスハウジングの外周に連結された少なくとも１つの外部容器を含む空気浮力システムを含むことを特徴とする、項２５に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【０１００】
項３６．前記球状ガラスハウジング内の前記部分真空は、前記空気浮力システムによって空気源として利用されることを特徴とする、項３５に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【０１０１】
項３７．可変浮力プロファイリングフロートであって、球状ガラスハウジングであって、当該球状ガラスハウジング内の部分真空によって連結された第１の半球体および第２の半球体を含み、当該球状ガラスハウジングに形成されたフィードスルー接続部を含み、１つ以上のアクセスポートを区画する、球状ガラスハウジングと、前記球状ガラスハウジング内に少なくとも部分的に配置された浮力エンジンであって、可変浮力制御を前記可変浮力プロファイリングフロートに提供するように構成された浮力エンジンと、を含むことを特徴とする可変浮力プロファイリングフロート。
【０１０２】
項３８．前記フィードスルー接続部は、前記球状ガラスハウジングによって区画された前記１つ以上のアクセスポートを貫通していることを特徴とする、項３７に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【０１０３】
項３９．前記１つ以上のアクセスポートは、前記球状ガラスハウジングの構造的完全性を維持し、かつ前記球状ガラスハウジングに対する負荷を分散させるように構成されたパターンを含むことを特徴とする、項３７に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【０１０４】
項４０．前記アクセスポートのうちの少なくとも２つが、前記球状ガラスハウジングの両側に配置されていることを特徴とする、項３９に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【図１】
2015096418.tif 000003
【図２】
2015096418.tif 000004
【図３】
2015096418.tif 000005
【図４】
2015096418.tif 000006
【図５】
2015096418.tif 000007
【図６】
2015096418.tif 000008
【図７】
2015096418.tif 000009
【図８】
2015096418.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月4日(2015.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変浮力プロファイリングフロートであって、
第１の半球体と第２の半球体とを含む球状ガラスハウジングであって、当該第１および第２の半球体が当該球状ガラスハウジング内の部分真空によって連結される、球状ガラスハウジングと、
前記球状ガラスハウジング内に少なくとも部分的に配置された浮力エンジンであって、可変浮力制御を前記可変浮力プロファイリングフロートに提供するように構成された浮力エンジンと、
少なくとも１つの環境パラメータを測定するように構成されたセンサ束と、
を含むことを特徴とする可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項２】
前記球状ガラスハウジングは、最大１０，０００ｐｓｉｇに耐えるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項３】
前記浮力エンジンは、油圧浮力システムを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項４】
前記球状ガラスハウジングは、当該球状ガラスハウジングに形成されたフィードスルー接続部を含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項５】
可変浮力プロファイリングフロートであって、
球状ガラスハウジングであって、当該球状ガラスハウジング内の部分真空によって連結された第１の半球体および第２の半球体を含み、当該球状ガラスハウジングに形成されたフィードスルー接続部を含む、球状ガラスハウジングと、
油圧浮力システムと、
を含み、
前記油圧浮力システムは、
前記球状ガラスハウジング内に配置されたオイル容器と、
前記球状ガラスハウジングの外面に連結されたチューブを含む少なくとも１つのオイルブラダーと、
前記オイル容器から前記少なくとも１つのオイルブラダー内にオイルを送り込むように構成されたポンプと、
を含むことを特徴とする可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項６】
前記オイル容器と前記オイルブラダーとは、前記１つ以上のフィードスルー接続部を介して連結されていることを特徴とする、請求項５に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項７】
前記油圧浮力システムは、
前記オイル容器内に配置されたローリングダイヤフラムと、
前記ローリングダイヤフラムに連結されたバネと、
を含むことを特徴とする、請求項５または６に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項８】
前記ローリングダイヤフラムは、前記オイル容器内の前記オイルの体積の正確な測定を可能にするように構成されていることを特徴とする、請求項７に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項９】
前記バネは、前記ポンプの入口に対して正圧を維持するように構成されていることを特徴とする、請求項７または８に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１０】
前記油圧浮力システムは、突出防止機構を含むことを特徴とする、請求項５から９のいずれか一項に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１１】
前記突出防止機構は、差圧が前記少なくとも１つのオイルブラダーと前記オイル容器との間に生じたときに、前記少なくとも１つのオイルブラダーが前記球状ガラスハウジング内に突き出ることを防止するように構成されたフラッパ弁を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１２】
前記油圧浮力システムは、
前記オイル容器と前記１つ以上のオイルブラダーとの間のオイル流量を制御するように構成された弁を含み、
前記弁は、
前記オイルブラダーから前記容器内にオイルが制限されずに流入可能となるように構成されている第１の位置であって、前記オイルの流れが、前記オイルブラダーに対して加えられた環境圧力によって生じる、第１の位置と、
前記オイルブラダーから前記容器内にオイルが制限されて流入可能となるように構成されている第２の位置と、
前記オイルブラダーへおよび前記オイルブラダーからオイルが流れることを防止するように構成された第３の位置とを含む
ことを特徴とする、請求項５から１１のいずれか一項に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１３】
前記油圧浮力システムは、前記弁と前記少なくとも１つのオイルブラダーとの間に連結された流量リストリクタ弁を含み、前記流量リストリクタ弁は、前記少なくとも１つのオイルブラダーから前記オイル容器内に戻される前記オイルの流量調節制御を提供するように構成されていることを特徴とする、請求項１２に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１４】
前記油圧浮力システムは、前記オイル容器と、前記ポンプと、前記１つ以上のフィードスルー接続部との間の油圧接続を維持しつつ、前記球状ガラスハウジングの前記第１および第２の半球体を分離できるように構成されたフレキシブル油圧ラインを含むことを特徴とする、請求項５から１３のいずれか一項に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１５】
前記球状ガラスハウジングの外周に連結された少なくとも１つの外部容器を含む空気浮力システム、
を含むことを特徴とする、請求項５から１４のいずれか一項に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１６】
前記球状ガラスハウジング内の前記部分真空は、前記空気浮力システムによって空気源として利用されることを特徴とする、請求項１５に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１７】
可変浮力プロファイリングフロートであって、
球状ガラスハウジングであって、当該球状ガラスハウジング内の部分真空によって連結された第１の半球体および第２の半球体を含み、当該球状ガラスハウジングに形成されたフィードスルー接続部を含み、１つ以上のアクセスポートを区画する、球状ガラスハウジングと、
前記球状ガラスハウジング内に少なくとも部分的に配置された浮力エンジンであって、可変浮力制御を前記可変浮力プロファイリングフロートに提供するように構成された浮力エンジンと、
を含むことを特徴とする可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１８】
前記フィードスルー接続部は、前記球状ガラスハウジングによって区画された前記１つ以上のアクセスポートを貫通していることを特徴とする、請求項１７に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項１９】
前記１つ以上のアクセスポートは、前記球状ガラスハウジングの構造的完全性を維持し、かつ前記球状ガラスハウジングに対する負荷を分散させるように構成されたパターンを含むことを特徴とする、請求項１７または１８に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【請求項２０】
前記アクセスポートのうちの少なくとも２つが、前記球状ガラスハウジングの両側に配置されていることを特徴とする、請求項１９に記載の可変浮力プロファイリングフロート。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図６は、三方弁１２８の一実施形態を示す。三方弁１２８は、オイル容器２４と、オイルブラダー１６と、ポンプ２６との間に連結されていてもよい。三方弁１２８は、オイルブラダー１６から容器２４へのオイル流量を制御するように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、三方弁１２８は、１つの入口と２つの出口を含んでいてもよい。入口が、オイルブラダー１６に連結されていてもよい。１つ以上の出口１４４、１４５が、リストリクタ１４２および／またはストレートスルー接続部を介して、容器２４に連結されていてもよい。第１の位置において、三方弁１２８は、オイルブラダー１６から容器２４にオイルが流れるのを防止する。第２の位置において、三方弁１２８は、容器２４へのストレートスルー接続部を含む出口１４５を介して、オイルブラダー１６から容器２４内にオイルが流入できるようにする。第３の位置において、オイルは、リストリクタ１４２を含む出口１４４を介して容器２４内に流入する。一実施形態では、周囲環境によってオイルブラダー１６に加えられた圧力は、三方弁１２８が第２の位置にあるときにオイルをオイルブラダー１６から容器２４内に流入させるのに十分であってもよい。エンコーダ１４６が、三方弁１２８の位置を示す信号を制御装置２０に提供してもよい。
【外国語明細書】
2015096418000001.pdf
2015096418000002.pdf
2015096418000003.pdf
2015096418000004.pdf