KR100947078B1

KR100947078B1 - 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치

Info

Publication number: KR100947078B1
Application number: KR1020090059265A
Authority: KR
Inventors: 김동희
Original assignee: 김동희
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2010-03-11

Abstract

본 발명은 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치에 관한것으로서, 더욱 상세하게는 바지선과, 상기 바지선에 연결되어 개펄을 준설하는 수중로봇을 포함하며, 상기 수중로봇은 내측에 개펄이나 패각등이 유입되는 흡입관과, 상기 흡입관에 연결되며 흡입된 개펄이나 패각등을 토출하는 토출관과, 상기 흡입관 및 토출관의 내측에 포함되며 개펄이나 패각등을 이동시키는 회전부를 포함함으로서, 상기 수중로봇의 이동방향에 따라 흡입된 개펄 또는 패각등이 상기 회전부의 회전방향에 따라 상기 바지선 상부까지 이동할 수 있도록 한 것으로, 이는 개펄이나 패각 등의 이동 시 흡입력이 약하거나 무게가 많이 나가는 것들은 어느 정도의 높이까지 수직상승하다가 중력에 의해 낙하되어 수중로봇 내에 잔재되는 문제점을 해결할 수 있으며, 상기 흡입관이 외측에는 추가로 포함되는 공기주입관 은 상기 흡입관의 내부에 압축공기를 분사함으로서 수중로봇의 외측과 내측에 발생하는 압력차에 의해 흡입관의 내측으로 개펄이나 패각등을 용이하게 유입시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치를 제공한다.

바지선, 수중로봇, 회전부, 공기주입관

Description

바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치{Silt Removal Apparatus by Using Barge and Underwater Robot}

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 원자력 또는 화력을 이용한 발전소(100) 등은 냉각에 필요한 경수(200)를 바다로부터 제공받기 위해 해안 부근에 위치하게 된다. 이때, 경수(200)로 이용되는 바닷물은 해안에 접하는 관로(300)를 따라 이동되고, 오픈챔버(400)를 거쳐 취수로(500)에 다다른 후 발전소(100)의 냉각장치(110)로 공급된다. 이때, 개펄(600)이 바닷물과 함께 유입되어 상기 관로(300)와 오픈챔버 (400)및 취수로(500)의 바닥에 쌓이게 되고, 바닥에 쌓인 개펄(600)이 부양하여 바닷물과 함께 발전소(100)의 냉각장치(110)로 흘러들어가 냉각장치(110)의 관을 폐쇄시킨다. 따라서, 취수로(500)의 입구에는 바스크린(510)이 설치되어 개펄(600)의 일부를 걸러주고, 바스크린(510) 안쪽에는 트레블링스크린(520)이 설치되어 바스크린(510)에서 걸러지지 않고 통과하여 바닥에 침전된 개펄(600)을 제거한다.

하지만, 바스크린(510)과 트레블링스크린(520)에 의한 개펄(600)의 제거에는 한계가 있고, 일정 시간이 지나면 취수로(500) 바닥에 개펄(600)이 쌓이게 되어 일정 기간마다 바스크린(510)의 바깥쪽에 설치된 차단문(530)을 내리고 발전소(100)의 가동을 중단시킨 뒤에 인력으로 취수로(500) 바닥의 개펄(600)을 제거하였다.

한편, 상기와 같이 취수로(500) 바닥의 개펄(600)을 제거함에도 불구하고 오픈챔버(400)와 관로(300)의 바닥에 쌓여있던 개펄(600)이 또다시 취수로(500)로 유입되어 취수로(500) 바닥에 쌓이게 되므로, 오픈챔버(400)와 관로(300)의 바닥에 쌓인 개펄(600)을 제거하기 위해 또다시 잠수부 등의 인력으로 오픈챔버(400)와 관 로(300)의 바닥에 쌓인 개펄(600)을 제거하여야 했고, 이 경우에도 취수로(500)의 차단문(530)을 내리고 발전소(100)의 가동을 중단시켜야 하는 문제점이 있었다. 또한, 개펄 제거 작업이 인력에 의존하기 때문에 인명사고가 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 수중로봇을 이용한 개펄제거장치는 흡입관을 이용해 관로 바닥의 개펄을 제거하는데 패각과 같이 다소 중량이 나가는 개체는 수중로봇내로 흡입되지 않고 중력에 의해 낙하하게 되므로 패각등에 대한 준설작업이 효과적으로 제거되지 않는 문제점을 야기시켜 왔다.

따라서, 본 발명은 개펄은 물론 패각과 같은 다소 중량을 가진 개체까지 효과적으로 준설할 수 있도록 하는 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명의 목적은 흡입관 및 토출관의 내측에 회전부를 포함하며, 상기 흡입관을 통해 유입된 자갈이나 패각 등을 상기 회전부의 회전을 이용하여 토출관을 따라 바지선의 상부로 끌어올릴 수 있도록 함으로서 흡입력으로만 바지선 상부까지 이동할 수 없는 패각이나 자갈 등의 개체도 효과적으로 준설할 수 있도록 하는 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 회전부는 상기 흡입관의 형상에 따라 서로 대향되게 형성된 제1흡입회전부 및 제2흡입회전부와, 상기 제1흡입회전부와 상기 제2흡입회전부의 사이에 형성되며 상기 토출관의 내측에 형성되는 토출회전부를 포함함으로서, 상기 제1흡입회전부와 상기 제2흡입회전부의 회전방향을 달리 형성함으로서 상기 제1흡입회전부를 통해 이동하는 개펄이나 패각이 제2흡입회전부로 유입되지 않도록 하는 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 토출회전부를 감싸고 있는 토출관은 상기 토출회전부에 의해 상승하는 개펄이나 패각 등이 물속에서 유동되는 것을 방지하기 위해 수중에 잠기는 부분은 딱딱한 재질을 이용하고, 수중밖으로는 플랙시블한 소재를 이용하는 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 바지선으로부터 연결된 공기주입관은 수중로봇의 전후방향으로 돌출된 흡입관의 외주면에 형성되며, 상기 공기주입관의 단부를 상기 흡입관의 내측을 향하도록 형성함으로서 상기 공기주입관에서 배출하는 압축공기로 인해 개펄이나 패각등이 상기 흡입관의 내측에 용이하게 흡입될 수 있도록 하는 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 흡입관은 일측에 계폐밸브를 포함하여 흡입관의 입구를 선택적으로 개폐할 수 있도록 하는데, 수중 로봇의 준설 작업 시 상기 수중로봇이 진행하는 방향의 반대에 위치한 계폐밸브는 잠금상태로 형성되어 잠긴 계폐밸브를 통해 유입된 개펄이나 패각 등이 흘러나가지 않도록 하는 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 바지선내에 포함된 유압장치는 바지선에 연결된 수중로봇의 동력 및 회전부 등의 구성요소들이 구동할 수 있도록 하여 상기 바지선과 수중로봇이 함께 움직일 수 있도록 하는 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 바지선과 수중로봇을 이용하여 원하는 위치에 용이하게 접근하여 오픈챔버와 관로 바닥의 개펄 및 패각 등을 효과적으로 제거함으로써, 오픈챔버와 관로 바닥의 개펄 제거시 발전소의 가등을 중단시키지 않을 수 있으며, 취수로에 유입되는 개펄 및 패각 등의 양을 최소화 시킴으로서 취수로 바닥의 개펄 제거 주기를 늘려 취수로 바닥의 개펄 제거시 발전소의 가동을 중단시키는 횟수를 줄일 수 있으며, 인명사고를 발생시키지 않는 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 바지선과, 상기 바지선의 일측에 연결되며 바닥의 개펄을 준설하는 수중로봇을 포함하며,

상기 수중로봇은 2개의 관이 상호 대향되도록 형성한 흡입관과, 대향되는 방향에서 형성되는 두개의 흡입관의 사이에 위치하여 상호 연결될 수 있도록 형성된 토출관과, 상기 흡입관 및 토출관의 내측에 포함하는 회전부를 포함함으로써,

상기 회전부는 회전을 이용하여 상기 수중로봇의 내측으로 유입된 개펄이나 패각이 중력에 의해 낙하되지 않고 상기 바지선 상부까지 이동할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 회전부는 상호 대칭되도록 형성된 흡입관의 내측에 형성된 제1흡입회전부 및 제2흡입회전부와, 상기 토출관이 내측에 형성되며 상기 제1흡입회전부 및 제2흡입회전부에 연동되어 회전하는 토출회전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 회전부의 제1흡입회전부 내지 토출회전부는 각각 회전축과, 회전날개와, 동력전달부를 포함하며,

상기 토출회전부의동력전달부는 상기 제1회전부의 동력전달부 및 제2회전부의 동력전달부와 연동되어 회전함으로서, 상기 토출회전부의 동력을 제1 내지 도2 흡입회전부로 전달하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1흡입회전부 내지 토출회전부의 동력전달부는 베벨기어로 형성되며, 상기 제1흡입회전부 내지 토출회전부의 회전날 개는 모두 동일 방향의 나사곡선으로 형성됨으로서 흡입관으로 유입되는 개펄이나 패각 등이 대향하는 흡입관으로 유출되지 않고 토출관을 통해 외부로 배출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 흡입관은 외측에 공기주입관을 더 포함하며, 상기 공기주입관은 단부가 상기 흡입관의 내측방향을 향하여 형성됨으로서 흡입관 내부와 외부사이에 공기를 불어넣어 압력차이를 발생시킴으로서 상기 흡입관의 내측에 유입된 개펄이나 패각등이 용이하게 유입되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 흡입관의 끝단부에는 개폐밸브를 더 포함하며,

상기 개폐밸브는 수중로봇이 이동하는 방향에 형성된 흡입관은 열림상태로 형성하고, 대향되는 흡입관은 닫힘상태로 형성하여 개폐밸브가 열린 흡입관을 통해 유입된 개펄이나 패각 등이 흘러나가지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 흡입관과 토출관 사이에 형성되는 결합지점에는 일정 공간을 더 포함하며, 상기 일정공간에 모인 개펄이나 패각 등이 토출관의 회전날개에 따라 상측으로 이송될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 구성에 의해 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치에 있어서 흡입관 및 토출관의 내측에 회전부를 포함하며, 상기 흡입관을 통해 유입된 자갈이나 패각 등을 상기 회전부의 회전을 이용하여 토출관을 따라 바지선의 상부로 끌어올릴 수 있도록 함으로서 흡입력으로만 바지선 상부까지 이동할 수 없는 패각이나 자갈 등의 개체도 효과적으로 준설할 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치에 있어서 상기 회전부는 상기 흡입관의 형상에 따라 서로 대향되게 형성된 제1흡입회전부 및 제2흡입회전부와, 상기 제1흡입회전부와 상기 제2흡입회전부의 사이에 형성되며 상기 토출관의 내측에 형성되는 토출회전부를 포함함으로서, 상기 제1흡입회전부와 상기 제2흡입회전부의 회전방향을 달리 형성함으로서 상기 제1흡입회전부를 통해 이동하는 개펄이나 패각이 제2흡입회전부로 유입되지 않도록 하는 효과를 도모할 수 있다.

본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치에 있어서 상기 토출회전부를 감싸고 있는 토출관은 수중에 잠기는 부분은 딱딱한 재질을 이용하고, 수면밖으로는 플랙시블한 소재를 이용하여 상기 토출회전부에 의해 상승하는 개펄이나 패각이 물속에서 유동되는 것을 방지하는 효과를 지닌다.

본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치에 있어서 상기 하지선으로부터 연결된 공기주입관은 수중로봇의 전후방향 으로 돌출된 흡입관의 외한면에 형성되며, 상기 공기주입관의 단부를 상기 흡입관의 내측을 향하도록 형성함하로서 상기 공기주입관에서 배출하는 공기압으로 인해 개펄이나 패각등이 상기 는입관의 내측에 용이하게 흡입될 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치에 있어서 상기 흡입관은 일측에 계폐밸브를 포함하여 흡입관의 입구를 선택적으로 개폐할 수 있도록 하는데, 수중 로봇의 준설 작업 시 상기 수중로봇이 진행하는 방향의 반대에 위치한 계폐밸브는 잠금상태로 형성되어 잠긴 계폐밸브를 통해 유입된 개펄이나 패각 등이 흘러나가지 않도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치에 있어서 상기 바지선내에 포함된 유압장치는 바지선에 연결된 수중로봇의 동력 및 회전부 등의 구성요소들이 구동할 수 있도록 하여 상기 바지선과 수중로봇이 함께 움직일 수 있도록 하는 효과를 지닌다.

본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치에 있어서 바지선과 수중로봇을 이용하여 원하는 위치에 용이하게 접근하여 오픈챔버와 관로 바닥의 개펄 및 패각 등을 효과적으로 제거함으로써, 오픈챔버와 관로 바닥의 개펄 제거시 발전소의 가등을 중단시키지 않을 수 있으며, 취수로에 유입되는 개펄 및 패각 등의 양을 최소화 시킴으로서 취수로 바닥의 개펄 제거 주기를 늘려 취수로 바닥의 개펄 제거시 발전소의 가동을 중단시키는 횟수를 줄일 수 있으며, 인명사고를 발생시키지 않는 효과를 얻을 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치가 오픈챔버내에 위치한 상태를 나타낸 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치를 개략적으로 나타낸 도면, 도 4는 본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치를 구성하는 수중 로봇의 내외부를 개략적으로 나타낸 평면도, 도 5 내지 도6은 본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치를 구성하는 수중 로봇의 내외부를 개략적으로 나타낸 측면도이다.

참고로, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 핵심을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.

도 2 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 바지선과 수중 로봇을 이용한 개펄 제거 장치(1)는 오픈챔버(400)에 위치하여 관로(300)와 오픈챔버(400) 바닥에 쌓인 개펄(600)을 효과적으로 제거한다.

본 발명에 따른 바지선과 수중 로봇을 이용한 개펄 제거 장치(1)는 바지선(11)과, 슬러리 펌프(12)와, 흡입용호스(13)와, 유압구동장치(14)와, 수중 로봇(15)을 포함하여 구성된다.

상기 바지선(11)은 오픈챔버(400)에서 운항되도록 세로 6m, 가로 3m정도의 소형으로 제작되고, 바닥이 평평한 구조로 형성되며, 목제 또는 강제로 구성된다. 또한 상기 바지선(11)은 추진기가 장착되어 운항되거나 소형 예인선에 의해 끌리며 운항된다.

상기 슬러리 펌프(12)는 상기 바지선(11)의 내부에 설치되며 각종 고농도 슬러지 또는 슬러리를 이송할 수 있는 펌프로서 흡수구(121)와 토출구(122)를 포함하여 구성된다.

상기 흡입용 호스(13)는 유연하게 움직일 수 있는 재질로 형성되어 일단은 상기 슬러리 펌프(12)의 흡수구(121)에 연장되게 설치되고, 상기 바지선(11)의 외부로 돌출되며, 타단은 후술할 수중 로봇(15)에 설치된 토출관(153)에 연결되어 설치된다. 이때, 상기 흡입용 호스(13)에는 부표(131)가 설치되어 상기 흡입용 호스(13)의 일부가 수면에 부양함으로써 상기 흡입용 호스(13)가 꼬이는 것을 방지하여 개펄 흡수 능력을 향상시킨다.

상기 유압구동장치(14)는 상기 바지선(11)의 일측에 형성되며 후술되는 수중로봇(15)에 연결됨으로서, 상기 수중로봇(15)에 동력을 제공하여 구동시킴과 더불어 흡입관(152) 및 토출관(153)의 내측에 삽입된 회전부(154)가 회전하도록 하여 흡입된 개펄이나 패각의 이동이 용이할 수 있도록 한다.

상기 수중 로봇(15)은 상기 흡입용 호스(13)의 단부에 설치되어 상기 오픈챔버(400) 및 관로(300)의 바닥에서 개펄(600)을 흡수하며, 그 무게는 대략 300kg정도로 오픈챔버(400) 및 관로(300)의 바닥에서 움직이기에 적합하다.

상기 수중 로봇(15)은 도4 내지 도5에 도시된 바와 같이 상기 수중로봇의 이동방향에 따라 2개의 관이 상호 대향되도록 형성한 흡입관(152)과, 대향되는 방향에서 형성되는 두개의 흡입관의 사이에 위치하여 상호 연결될 수 있도록 형성된 토출관(153)과, 상기 흡입관(152) 및 토출관(153)의 내측에 포함하는 회전부(154)와, 상기 흡수관(152), 토출관(153) 및 회전부(154)가 장착되는 프레임(151)을 포함하며, 상기 상기 프레임(151)의 외측에는 상기 수중로봇(15)을 구동시키는 바퀴(155)를 포함하고, 상기 수중로봇(15)은 상기 바지선(11)에 포함되어 있는 유압구동장치(14)에 연결되어 조작 및 구동된다. 이때, 상기 프레임(151)의 내부 천정에는 수직 유압실린더(156)가 설치되어 상기 흡입관(152)과 연결됨으로써, 상기 흡입관(152)과 토출관(153)이 서로 결합된 상태에서 수직으로 승하강하게 된다. 또한,상기 회전부(154)는 상기 흡입관(152)의 내측으로 유입된 개펄이나 패각을 회전하는 회전날개를 이용해 상기 토출관(153)을 따라 수직상승하던 개펄이나 패각 등이 중력에 의해 낙하되지 않고 상기 바지선(11) 상부까지 이동할 수 있도록 한다.

상기 흡입관(152)은 도5에 도시된 바와 같이 한쌍의 관이 서로 대향되는 방향으로 위치하며 일단은 상기 토출관(153)에 연결되고 타단은 상기 수중로봇의 외측으로 돌출되도록 형성하되, 상기 흡입관(153)의 타단 일측에는 개폐밸브(1521)를 더 포함한다. 상기 흡입관(152)은 한쌍의 원통형상으로 형성되며 개펄이나 패각등의 준설작업이 효율적으로 이루어질 수 있도록 충분한 크기를 가지며 타단이 상기 수중로봇(15)의 외측으로 돌출된 것으로 후술되는 로터리(158)에 의해 교반된 바닥의 개펄이나 패각등이 유입될 수 있도록 한다.

상기 개폐밸브(1521)는 서로 대향 되게 한 쌍을 이루는 상기 흡입관(152)의 끝단부에 형성되며, 상기 수중로봇(15)이 이동하는 방향에 형성된 한쪽 흡입관(152)은 열림상태로 하여 개펄이나 패각이 상기 흡입관(152)의 내측으로 유입될 수 있도록 하고, 다른 쪽 흡입관(152)은 개폐밸브(1521)를 닫힘상태로 하여 개폐벨트(1521)가 열린 흡입관(152)을 통해 유입된 개펄이나 패각등이 흘러나가지 않도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에서는 상기 흡입관(152)의 외측에 공기주입관(159)를 추가로 포함하며, 상기 공기주입관(159)은 도8a 내지 도8b에 도시된 바와 같이 상기 흡입관(152)의 외부에 결합되며 단부가 상기 흡입관(152)의 내측방향을 향하도록 휘어져 형성됨으로서 압축된 공기가 상기 흡입관(152) 내측에 분사되도록 한다. 또한, 상기 공기주입관(159)은 상기 유압구동장치(14)에 의해 구동되도록 하며 상기 흡입관(152)의 내측으로 압축된 공기를 분사함으로서, 상기 수중로봇(15)의 외측과 상기 수중로봇(15)의 내측간에 압력차를 유발하여 로터리(158)에 의해 교반된 개펄이나 패각 등이 흡입관(152)의 내측으로 빨려들어갈 수 있도록 하고, 흡입된 개펄이나 패각 등은 후술되는 상기 회전부(154)에 의해 이동되어 상기 토출관(153)을 따라 상기 바지선(11)의 상부로 배출될 수 있도록 한다.

또한, 상기 한 쌍의 흡입관(152)에는 수평 유압실린더(157)가 각각 설치되고, 상기 수평 유압실린더(157)에는 로터리(158)가 설치되어 상기 로터리(158)가 수평으로 이동하며 내부의 교반날(1581)을 회전시켜 단단한 개펄(600)을 교반시킨다. 상기 로터리(158)는 큰 힘이 필요치 않으므로 상기 유압구동장치(14)에 의해 작동되는 것이 바람직하다.

상기 토출관(153)은 도 5 내지 6에 도시된 바와 같이 일단은 상기 한쌍의 흡입관(152)의 사이에 형성되어 있고 타단은 상기 흡입용호스(13)에 연결된 것으로, 상기 흡입관(152)으로부터 유입되어온 개펄이나 패각등이 상부로 이동하는 통로를 제공한다. 또한, 상기 토출관(153)은 대략 3~6m의 길이로 수면의 높이까지 형성되어 상기 토출관(153)이 해수로 인해 유동되는 것을 방지할 수 있도록 하여 이동되는 개펄이나 패각이 용이하게 토출될 수 있도록 한다.

상기 회전부(154)는 상호 대칭되도록 형성된 한쌍의 흡입관(152)의 내측에 포함되는 제1흡입회전부(1541) 및 제2흡입회전부(1542)와, 상기 토출관의 내측에 형성되며 상기 제1흡입회전부(1541) 및 제2흡입회전부(1542)에 직각을 이루고 있는 토출회전부(1543)를 포함한다.

상기 제1흡입회전부(1541)은 제1흡입회전축(15411), 제1흡입회전날개(15412)와, 제1동력전달부(15413)를 포함한다.

상기 제1흡입회전축(15411)은 상기 흡입관(152)의 중심선을 따라 위치되며 흡입관(152)의 길이에 대응되는 길이를 가지도록 형성된다.

상기 제1흡입회전날개(15412)는 상기 제1흡입회전축(15411)의 둘레를 따라 좌나사 곡선 또는 우나사 곡선으로 형성되어 날개가 회전함에 따라 흡입관(152)로 유입된 개펄이나 패각 등이 날개를 따라 이송되게 된다. 상기 제1흡입회전날개(15412)의 나사곡선은 후술하는 토출회전부(1543)로부터 동력을 전달받아 흡입관(152)으로 유입된 개펄이나 패각 등이 토출관(153)으로 이송될 수 있도록 하기 위해 제2흡입회전날개(15422)와 토출회전날개(15432)의 나사곡선과 연동되도록 형성되어야 한다. 예를 들면, 상기 토출회전날개(15432)가 우나사 곡선을 따른 다면, 제2흡입회전날개(15422)와 제1흡입회전날개(15412)는 우나사 곡선을 따르도록 형성되어야 한다.

상기 제1동력전달부(15413)는 상기 제1흡입회전축(15411)의 단부에 형성되어 후술하는 토출회전부로부터 동력을 전달받는 수단으로, 바람직하게는 토출회전부의 회전 동력 전달방향을 직각으로 변환시키는 베벨기어가 바람직하다. 물론, 그와 같은 기능을 수행하는 수단이라면 다른 동력전달수단이 사용될 수 있다.

상기 제2흡입회전부(1542)는 제2흡입회전축(15421), 제2흡입회전날개(15422)와, 제2동력전달부(15423)를 포함한다. 이들 구성요소들은 앞서 본 제1흡입회전부(1541)와 동일한 구성 및 작용효과를 가지므로 추가적인 설명은 생략한다.

상기 토출회전부(1543)는 토출회전축(15431), 토출회전날개(15432), 토출동력전달부(15433)를 포함한다.

상기 토출회전축(15431)은 상기 토출관(153)의 중심을 따라 형성되며, 상기 유압구동장치(14)로부터 동력을 전달받아 회전한다.

상기 토출회전날개(15432)는 상기 토출회전축(15431)의 둘레를 따라 우나사 또는 좌나사 곡선에 의거하여 형성되며 상기 제1흡입회전부 또는 제2흡입회전부를 통해 유입된 패각 등은 나사운동을 통해 외부로 이동시키게 된다.

상기 토출동력전달부(15433)는 상기 토출회전축(15431)의 일단에 형성되며 상기 제1흡입동력전달부(15411) 및 제2흡입동력전달부(15412)와 연동되어 토출회전축의 동력을 제1흡입회전부와 제2흡입회전부에 전달하여 유입된 패각 등을 이송시킬 수 있도록 하며, 제1흡입회전부와 제2흡입회전부의 동력전달부와 마찬가지로 베벨기어가 적합하다. 또한, 상기 동력전달부들이 상호 결합된 지점은 흡입관과 토출관이 만나는 지점이고 그 지점과 각 회전축의 회전날개가 끝나는 지점 간에는 일정공간(s)이 형성되어 있어서 그 지점으로 모인 패각 등은 토출관의 회전날개를 따라 상측으로 이송되는데 아무런 장애가 없다. 따라서, 이들 토출동력전달부, 제1흡입동력전달부, 제2흡입동력전달부가 상호 연동되어 회전함으로서 흡입관을 통해 유입관 패각 등이 회전날개를 따라 낙하되지 않고 용이하게 이송될 수 있게 된다.

상기 수중 로봇(15)을 구동시키는 바퀴(155)는 철제로 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 본 발명에 따른 바지선과 수중 로봇을 이용한 개펄 제거 장치(1)는 크레인(16)과, 토출용 호스(17)와, 분리기(18)를 더 포함하여 구성된다.

상기 크레인(16)은 상기 바지선(11)의 선상에 설치되며, 상기 바지선(11)의 내부에 설치된 윈치(161)에 연결되어 구동된다. 이때, 상기 크레인(16)의 크레인 줄(152)은 상기 흡입용 호스(13)에 연결되어 상기 흡입용 호스(13)의 위치를 고정한다.

상기 토출용 호스(17)는 상기 슬러리 펌프(12)의 토출구(122)에 연장되게 설치되어 상기 바지선(11) 외부로 돌출되되, 상기 오픈챔버(400)의 외부에 다다르도록 그 길이가 연장된다.

상기 분리기(18)는 상기 오픈챔버(400)의 외부에서 상기 토출용 호스(17)의 단부에 설치되어 개펄(600)과 함께 흡수된 물을 분리한다.

도7은 본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치에서 회전부의 회전상태를 나타낸 단면도, 도8은 본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치에서 흡입관의 사용상태를 나타낸 단면도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 바지선과 수중 로봇을 이용한 개펄 제거 장치(1)의 작동에 대해 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 바지선과 수중 로봇을 이용한 개펄 제거 장치(1)의 구성요소인 상기 수중 로봇(15)은 상기 바지선(11) 또는 그 외의 장소에 위치하는 통제센터에서의 조작에 의해 오픈챔버(400) 또는 관로(300)의 바닥에서 전진하거나 후진하며 이동하고, 필요시에는 방향전환을 한다. 상기 수중 로봇(14)은 전진하면서 전진하는 방향에 설치된 흡입관(152)을 통해 바닥에 쌓 인 개펄(600)을 흡수한다. 이때, 도8a 내지 도8b에 도시된 바와 같이 상기 수중로봇(15)의 이동방향과 반대되는 곳에 위치한 흡입관(152)의 개폐밸브(1521)는 닫히게 되어 상기 전진하는 방향에 설치된 흡입관(152)으로만 개펄이나 패각 등이 흡수되며,

상기 흡입관(152)에 설치된 로터리(158)가 수평 유압실린더(157)에 의해 수평으로 이동하며 단단한 개펄을 교반시킴으로써, 상기 흡입관(152)을 통해 개펄(600)이 효과적으로 흡수되게 된다. 한편, 상기 수중 로봇(15)의 수직 유압실린더(156)의 작용으로 오픈챔버(400) 또는 관로(300)의 바닥에 쌓인 개펄(600)의 높이에 대응하여 상기 수중 로봇(14)에 설치된 흡입관(152)과, 토출관(153)이 서로 결합된 상태에서 수직으로 승하강함으로써, 다양한 높이로 쌓여 있는 개펄을 효과적으로 흡수하게 된다. 상기 수중 로봇(15)은 오픈챔버(400)의 바닥 뿐만아니라 관로(300) 바닥의 구석구석으로 이동할 수 있으므로 효과적으로 개펄(600)을 흡수할 수 있다.

상기 수중 로봇(15)이 구석구석으로 이동함에 따라 상기 흡입용 호스(13)가 상기 바지선(11)의 밑부분으로 들어가 엉키거나 꼬여 상기 흡입용 호스(13) 내에서의 개펄의 흐름이 원할하지 못하여 개펄 흡수 능력이 저하될 수 있다. 이와 같은 현상을 방지하기 위하여 상기 흡입용 호스(13)의 일부에 부표(131)를 설치하여 상기 흡입용 호스(13)의 일부가 수면에 부양되도록 함으로써 상기 흡입용 호스(13)가 꼬이는 것을 방지하여 개펄 흡수 능력을 향상시킨다. 이 경우 상기 크레인(16)에 연결된 크레인 줄(162)은 상기 흡입용 호스(13)에 연결되어 상기 흡입용 호스(13) 의 위치를 고정한다.

상기 수중 로봇(15)의 흡입관(152)을 통해 흡수된 개펄 또는 패각(600)은 토출관(153)을 통과해 상기 토출관(153)에 연결된 흡입용 호스(13)를 통해 상기 바지선(11)의 내부에 설치된 슬러리 펌프(12)로 이동하고, 상기 슬러리 펌프(12)의 토출구(122)를 지나 상기 토출구(122)에 연결된 토출용 호스(17)를 통해 분리기(18)로 이송된다. 상기 분리기(18)는 개펄(600)과 함께 흡수된 물을 분리해 낸다. 이때, 다소 중량이 있는 패각이나 자갈등은 토출관(153)을 통해 수직이동시 중력에 의해 바지선(11)까지 이동되지 못하고 낙하되므로 패각이나 자갈등에 대해 효율적인 준설작업이 이루어지지 못하는 문제점을 해결하기 위해 상기 흡입관(152) 및 토출관(153)의 내측에 회전부(154)를 포함한다. 상기 회전부(154)은 다수개의 회전날개를 포함하는 회전축이 회전을 하면서 흡입관(152)의 내측으로 유입된 개펄이나 패각을 회전을 이용해 내측으로 유입할 수 있도록 하는데 수평이동하는 개펄이나 패각은 회전축의 끝단부에 포함된 동력전달부에 의해 수직상승할 수 있도록 한다.

또한, 상기 제1흡입회전부, 제2흡입회전부 및 토출회전부의 동력전달부는 베벨기어로 형성되고, 상기 제1흡입회전부, 제2흡입회전부 및 토출회전부의 회전날개는 모두 동일 방향의 나사곡선으로 형성되어 유입된 개펄이나 패각 등이 대향하는 흡입관으로 유출되지 않고 토출관을 통해 외부로 배출될 수 있도록 하는데, 본 발명의 실시예에서는 도 7에 도시된 바와 같이 토출회전날개가 우나사곡선으로 형성함으로서 연동되어 회전하는 제1흡입회전날개 및 제2흡입회전날개도 우나사 곡선을 따르도록 한다.

또한, 토출관(153)을 따라 수직이동하는 개펄이나 패각 등이 효율적으로 이동하기 위해 수면의 높이까지 단단한 재질을 사용하여 해수에 의해 유동되는 것을 방지할 수 있도록 하고, 상기 흡입관(152)의 외측에는 공기주입관(159)을 추가로 포함함하며, 상기 공기주입관(159)은 도8a 내지 도8b에 도시된 바와 같이 단부를 휘어 상기 흡입관(152) 내측 향할 수 있도록 하여 압축된 공기가 상기 흡입관(152) 내측에 직접적으로 분사할 수 있도록 하는데, 이는 압력차를 이용해 상기 수중로봇(15)의 외측의 개펄이나 패각이 상기 흡입관(152)의 내측으로 용이하게 유입될 수 있도록 하고, 유입된 개펄이나 패각 등은 상기 흡입관(152)의 입구에 잔재하지 않고 상기 흡입관(152)의 내측으로 이동할 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 본 발명은2전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형, 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1은 냉각에 필요한 경수를 얻기위해 해안 부근에 위치한 발전소와 주변 시설을 개량적으로 나타낸 도면

도 2는 본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치가 오픈챔버내에 위치한 상태를 나타낸 사시도

도 3은 본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치를 개략적으로 나타낸 도면

도 4는 본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치를 구성하는 수중 로봇의 내외부를 개략적으로 나타낸 평면도

도 5 내지 도6은 본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치를 구성하는 수중 로봇의 내외부를 개략적으로 나타낸 측면도

도7은 본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치에서 회전부의 회전상태를 나타낸 단면도

도8a 내지 도8b는 본 발명에 따른 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치에서 흡입관의 사용상태를 나타낸 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 발전소 400 : 오픈챔버

300 : 관로 600 : 개펄

1 : 바지선과 수중 로봇을 이용한 개펄 제거 장치

11 : 바지선 12 : 슬러리 펌프

13 : 흡입용 호스 14 : 유압구동장치

15 : 수중 로봇 16 : 크레인

17 : 토출용 호스 18 : 분리기

151 : 프레임 152 : 흡입관

153 : 토출관 154 : 회전부

155 : 바퀴 156 : 수직 유압실린더

157 : 수평 유압실린더 158 : 로터리

159 : 공기주입관 161 : 윈치

162 : 크레인 줄 1521 : 개폐밸브

1541 : 제1흡입회전부 1542 : 제2흡입회전부

1543 : 토출회전부 1581 : 교반날

15411,15421 : 제1 및 제2흡입회전축 15421 : 토출회전축

15412,15422 : 제1 및 제2흡입회전날개 15422 : 토출회전날개

15413,15423,15433 : 제1,제2,제3 동력전달부

Claims

바지선과, 상기 바지선의 일측에 연결되며 바닥의 개펄을 준설하는 수중로봇을 포함하며,

상기 수중로봇은 상호 대향되도록 형성된 한 쌍의 흡입관과, 한 쌍의 흡입관의 사이에 위치하여 상호 연결될 수 있도록 형성된 토출관을 포함하며,

상기 한 쌍의 흡입관은 내부에 각각 설치된 제1흡입회전부 및 제2흡입회전부를 포함하며,

상기 토출관은 내부에 상기 제1흡입회전부 및 제2흡입회전부에 연동되어 회전하는 토출회전부를 포함하며,

상기 제1흡입회전부, 제2흡입회전부 및 토출회전부는 각각 회전축과, 회전날개와, 동력전달부를 포함하며,

상기 토출회전부의 동력전달부는 상기 제1흡입회전부의 동력전달부 및 제2흡입회전부의 동력전달부와 연동되어 회전함으로서 상기 토출회전부의 동력을 제1흡입회전부와 제2흡입회전부로 전달하여, 상기 제1흡입회전부 또는 제2흡입회전부의 회전날개 회전에 의해 상기 수중로봇의 내측으로 유입된 개펄이나 패각이 상기 토출회전부의 회전날개 회전에 의해 상측으로 이동하여 중력에 의해 낙하되지 않고 상기 바지선 상부까지 이동할 수 있도록 하며,

상기 한 쌍의 흡입관의 끝단부에는 각각 개폐밸브가 설치되어 수중로봇이 이동하는 방향에 형성된 흡입관은 열림상태로 형성하고, 대향되는 흡입관은 닫힘상태로 형성하여 열린 흡입관을 통해 유입된 개펄이나 패각 등이 대향되는 흡입관을 통해 흘러나가지 않고 토출관을 통해 외부로 배출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,

상기 제1흡입회전부, 제2흡입회전부 및 토출회전부의 동력전달부는 베벨기어로 형성되며, 상기 제1흡입회전부, 제2흡입회전부 및 토출회전부의 회전날개는 모두 동일 방향의 나사곡선으로 형성됨으로서 흡입관으로 유입되는 개펄이나 패각 등이 대향하는 흡입관으로 유출되지 않고 토출관을 통해 외부로 배출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치.
제1항에 있어서,

상기 흡입관은 외측에 공기주입관을 더 포함하며, 상기 공기주입관은 단부가 상기 흡입관의 내측방향을 향하여 형성됨으로서 흡입관 내부와 외부사이에 공기를 불어넣어 압력차이를 발생시킴으로서 상기 흡입관의 내측에 유입된 개펄이나 패각등이 용이하게 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 흡입관과 토출관 사이에 형성되는 결합지점에는 일정 공간(S)을 더 포함하며, 상기 일정공간(S)에 모인 개펄이나 패각 등이 토출관의 회전날개에 따라 상측으로 이송될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 바지선과 수중로봇을 이용하여 개펄과 패각 등을 제거하는 준설장치.