KR101411940B1 - 수중 스테이션 및 수중 운동체 운용 방법 - Google Patents

수중 스테이션 및 수중 운동체 운용 방법 Download PDF

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이재용
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삼성중공업 주식회사
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/001—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C1/00—Dry-docking of vessels or flying-boats
    • B63C1/12—Docks adapted for special vessels, e.g. submarines

Abstract

본 발명은 수중 스테이션에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 수중 스테이션은 중앙에 홀이 형성되고, 플레이트 형상의 상부 프레임; 상부 프레임의 상면에서 위쪽으로 연장되되, 서로 상이한 지점에서 연장되어 상기 상부 프레임의 중심부 위쪽에서 서로 만나는 복수의 연결 바; 상기 복수의 연결 바가 서로 만나는 부위에 설치되는 주 결속 부재; 및 상기 상부 프레임의 하면에 설치되고, 수중 운동체가 수용되는 공간을 제공하는 복수의 수용 부재를 포함한다.

Description

수중 스테이션 및 수중 운동체 운용 방법{UNDERWATER STATION AND UNDERWATER VEHICLE UNDERWATER VEHICLE MANAGEMENT METHOD}
본 발명은 수중 스테이션 및 수중 운동체 운용 방법에 관한 것이다.
최근 해저 자원의 개발을 비롯하여 해양 산업이 활발히 이루어지면서, 사람이 직접 접근하기 힘든 수중 환경에서 수중 작업을 수행하는 수중 운동체(underwater vehicle)에 대한 수요가 급격히 증가하고 있다. 이러한 수중 운동체의 대표적인 예로는 원격 작업 로봇(ROV: Remotely Oprerated Vehicle)이나 자율 무인 잠수정(AUV: Autonomous Unmmanded Vehicle)이 있다.
이러한 수중 운동체를 이용해 수중 작업을 할 때에는 여러 기의 수중 운동체를 동시에 운용하는 경우가 빈번하다. 예를 들어, 해저 지형 탐사 시 여러 기의 수중 운동체가 각 지역을 분담하여 탐색하거나 해저 시설물(subsea equipment)를 설치, 유지/보수 및 조작할 때 하나의 수중 운동체는 해저 시설물을 직접 다루고, 다른 수중 운동체는 그 후방에서 작업 영상을 촬영할 수 있다.
수중 운동체와 모선 사이에는 이들을 이어주는 별도의 구조물이 제공된다. 일 예로 대한민국 공개특허공보 10-2009-0074547호는 복합형 심해무인잠수정 시스템을 개시하고 있다.
위 공보에 개시된 복합형 심해무인잠수정 시스템은 선상 제어 시스템에 연결된 하나의 수중 진수 장치에 하나의 원격제어무인잠수정이 연결된다. 따라서, 수중에서 여러 기의 원격제어무인잠수정이 작업을 하기 위해서는 여러 개의 수중 진수 장치가 필요하게 된다. 수중에 여려 개의 수중 진수 장치가 위치되는 경우, 모선과 수중 진수 장치 사이의 케이블 또는 수중 진수 장치와 원격제어무인잠수정 사이의 케이블이 복잡해 진다. 따라서, 여러 개의 원격제어무인잠수정이 작업 중 케이블이 엉켜 버리는 문제가 발생한다. 또한, 여러 개의 수중 진수 장치를 해저로 내려야 하므로 작업 시간 및 작업 비용이 증가된다.
특허문헌1: 대한민국 공개특허공보 10-2009-0074547호
본 발명은 복수의 수중 운동체를 동시에 운영할 수 있는 수중 스테이션 및 수중 운동체 운영 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 검사 대상물의 검사 시간이 단축되는 수중 스테이션 및 수중 운동체 운영 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 중앙에 홀이 형성되고, 플레이트 형상의 상부 프레임; 상부 프레임의 상면에서 위쪽으로 연장되되, 서로 상이한 지점에서 연장되어 상기 상부 프레임의 중심부 위쪽에서 서로 만나는 복수의 연결 바; 상기 복수의 연결 바가 서로 만나는 부위에 설치되는 주 결속 부재; 및 상기 상부 프레임의 하면에 설치되고, 수중 운동체가 수용되는 공간을 제공하는 복수의 수용 부재를 포함하는 수중 스테이션이 제공될 수 있다.
또한, 상기 상부 프레임의 상면에 설치되는 보조 결속 부재를 더 포함하고, 상기 보조 결속 부재는 상기 상부 프레임의 중심부를 기준으로 서로 대칭되도록 복수로 제공될 수 있다.
또한, 상기 보조 결속 부재는 상기 수용 부재와 동일한 수로 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 모선에 연결되는 수중 스테이션을 이용하여 수중 운동체를 운용하는 방법에 있어서, 상기 수중 스테이션은 견인 케이블로 모선에 연결되는 상부 프레임과, 상기 상부 프레임에 연결되는 복수의 수용 부재를 포함하고, 상기 수용 부재 각각에 상기 수중 운동체를 위치시킨 상태로 상기 수중 스테이션을 해수면에 대해 승강시켜, 복수의 수중 운동체들을 동시에 해저에 진수하거나 해저에서 회수하는 수중 운동체 운용 방법이 제공될 수 있다.
또한, 검사 대상물을 복수의 구역들로 구획하고, 상기 수중 운동체들은 각각 상기 구역들 중 하나에 대해 동시에 검사를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 복수의 수중 운동체를 동시에 진수 또는 회수할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 검사 대상물의 검사 시간이 단축된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수중 운동체 운용 시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1의 수중 스테이션의 사시도이다.
도 3은 도 2의 수중 스테이션의 상면도이다.
도 4는 도 2의 수중 스테이션의 하면도이다.
도 5는 도 2의 수용 부재의 사시도이다.
도 6은 다른 실시 예에 따른 수중 스테이션의 사시도이다.
도 7은 도 1의 수중 운동체의 사시도이다.
도 8은 수중 운동체의 운용 방법을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수중 운동체 운용 시스템의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 수중 운동체 운용 시스템(100)은 수중 스테이션(120, underwater station) 및 수중 운동체(140)를 포함한다.
수중 운동체 운용 시스템(100)은 수중 운동체(140)를 이용하여 수중 작업을 수행한다. 수중 스테이션(120)은 모선(10)으로부터 수중으로 진수될 수 있다. 모선(10)은 크레인(crane) 등을 이용하여 수중 스테이션(120)을 승강시킬 수 있다. 이에 따라 수중 스테이션(120)이 모선(10)으로부터 수중에 진수되거나 또는 수중으로부터 모선(10)으로 회수될 수 있다. 수중 스테이션(120)에는 수중 운동체(140)가 수용될 수 있다. 수중 스테이션(120)에 수용된 수중 운동체(140)는 수중 스테이션(120)이 진수된 후, 수중 스테이션(120)에서 발진하여 수중 작업을 수행할 수 있다. 또 수중 작업을 종료한 수중 운동체(140)는 수중 스테이션(120)으로 복귀 할 수 있다.
수중 운동체(140)가 모선(10)으로부터 바로 해수면에 진수되는 경우 조류의 영향을 받는다. 일반적으로 해수면에는 바람의 영향이 직접 작용하기 때문에 조류가 강하다. 따라서, 수중 운동체(140)는 조류에 의한 외란이 작용하여 수중 운동체(140)의 이동이 방해 받거나 수중 운동체(140)의 자세 제어가 불안정해 질 수 있다. 반면, 수중 스테이션(120)이 일정한 깊이까지 진수된 뒤, 수중 운동체(140)가 수중 스테이션(120)으로 발진하게 되면, 수중 스테이션(120)이 그 자중에 따른 앵커(anchor) 역할을 수행한다. 따라서, 수중 운동체(140)의 진수 또는 운용에 조류가 미치는 영향이 감소되어, 수중 운동체(140)의 운용이 용이해질 수 있다.
또 테더 케이블(11b)이 앵커 역할을 하는 수중 스테이션(120)을 통해 수중 운동체(140)로 연결되고 수중 운동체(140)의 동선이 짧아진 만큼 테더 케이블(11b)의 가용 범위도 감소하고, 테더 케이블(11b)이 꼬이는 현상이 방지되어 테더 케이블(11b)의 관리가 용이해질 수 있다.
여기서, 수중 운동체(140)는 수중에서 이동하거나 소정의 수중 작업을 수행하는 장치이다. 수중 운동체(140)는 모선(10)으로부터 원격 조종을 받거나 정해진 프로그램에 의해 작업을 수행하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 수중 운동체(140)는 원격 작업 로봇(ROV: Remotely Operated Vehicle)이나 자율 무인 잠수정(AUV: Autonomous Unmmanded Vehicle)일 수 있다. 수중 운동체(140)는 해저 시설물의 설치, 유지/보수 및 해저 시설물의 조작에 이용될 수 있다.
해저 시설물은 해저면에 설치되는 시설물을 포괄적으로 의미한다. 해저 시설물은 해저로부터 원유나 천연 가스와 같은 해저 자원(seabed resource)의 채취에 이용될 수 있다. 예를 들어 해저 시설물은 해저 원유 채취에 이용되는 웰 헤드 트리(13) 또는 매니폴드(14)일 수 있다. 또한, 해저 시설물은 해저 지형의 탐사 시설이나 해저 발전 시설일 수 있다.
웰 헤드 트리(13)는 해저 유정의 정두(wellhead)에 설치된다. 웰 헤드 트리(13)는 해저 유정으로부터 원유를 추출할 수 있다. 또 웰 헤드 트리(13)는 해저 유정으로부터 분출되는 원유의 압력을 제어하고, 원유가 해양으로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 유정의 정두가 복수인 경우에는 웰 헤드 트리(13)는 각 정두마다 설치될 수 있다.
매니폴드(14)는 웰 헤드 트리(13)의 주변의 해저면에 설치된다. 매니폴드(14)는 플로우 라인(15, flowline)이나 점퍼(16, jumper)를 통해 웰 헤드 트리(13)와 연결된다. 매니폴드(14)는 플로우 라인(15)을 통해 웰 헤드 트리(13)에서 추출된 원유를 수집하여 이를 임시로 저장한다. 매니폴드(14)는 파이프 라인(17, pipeline)이나 라이져(18, riser)를 통해 정제 시설(19)과 연결된다. 정제 시설(19)은 해상의 구조물이나 해상의 선박 등에 위치할 수 있다. 정제 시설(19)은 매니폴드(14)에서 유입된 원유를 일차적으로 정제한다. 일차적으로 정제된 원유는 송유관을 통해 육지로 송출되거나 선박을 통해 육지로 운송된 후 추가적으로 정제 될 수 있다.
상술한 해저 시설물은 수심 수백에서 수천에 이르는 심해의 해저면에 설치되므로 인간이 직접 이를 조작하는 것이 불가능하다. 따라서, 수중 운동체(140)는 인간을 대신하여 해저 시설물을 조작한다.
그리고, 수중 운동체(140)는 해저 자원이나 해저 지형 등을 탐사할 수도 있다. 이러한 수중 작업에는 주로 자율 무인 잠수정이 이용될 수 있다.
도 2는 도 1의 수중 스테이션의 사시도이고, 도 3은 도 2의 수중 스테이션의 상면도이고, 도 4는 도 2의 수중 스테이션의 하면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 수중 스테이션(120)은 상부 프레임(121), 결속 부재(122) 및 수용 부재(123)를 포함한다.
상부 프레임(121)은 모선(10)에 연결되어 수용 부재(123)를 지탱한다. 상부 프레임(121)은 앵커 역할을 하기에 충분한 자중을 가지도록 제공될 수 있다. 상부 프레임(121)이 너무 가벼우면, 조류 등의 외란을 받아 그 자세가 불안정해진다. 따라서, 상부 프레임(121)이 앵커 역할을 수행하기 힘들다. 반대로 상부 프레임(121)이 너무 무거운 경우에는 이를 승강시키는 모선(10)의 크레인에 불필요한 부하가 걸릴 수 있다. 상부 프레임(121)은 일정 두께를 갖는 플레이트로 제공될 수 있다. 상부 프레임(121)은 중앙에 홀이 형성될 수 있다. 따라서, 상부 프레임(121)은 환형의 링 형상 또는 다각형 형상을 가질 수 있다. 중앙에 형성된 홀은 외란에 의해 상부 프레임(121)에 작용하는 힘을 감소 시킨다.
결속 부재(122)는 상부 프레임(121)의 상면에 연결되도록 제공될 수 있다. 결속 부재(122)는 견인 케이블(11a)로 모선에 연결된다. 예를 들어, 견인 케이블(11a)의 일단은 모선(10)에 제공되는 크레인에 연결되고, 견인 케이블(11a)의 타단은 해저에서 결속 부재(122)에 연결될 수 있다. 크레인은 견인 수중 스테이션(120)의 무게를 지탱하고, 수중 스테이션(120)을 승강시킬 수 있다. 견인 케이블(11a)은 수중 스테이션(120)의 자중을 버틸 수 있도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 견인 케이블(11a)은 체인(chain)이나 철제 와이어 등일 수 있다.
결속 부재(122)에는 견인 케이블(11a)이 결속될 수 있다. 견인 케이블(11a)이 결속 부재(122)에 결속됨에 따라 견인 케이블(11a)이 수중 스테이션(120)의 자중을 지탱할 수 있다. 또 견인 케이블(11a)의 반대측은 모선(10)의 크레인에 연결되며, 이에 따라 크레인이 견인 케이블(11a)은 감거나 풀러 수중 스테이션(120)을 승강시킬 수 있다. 또 테더 케이블(11b)은 결속 부재(122)를 통해 수용 부재(123)에 수납되는 수중 스테이션(120)으로 연결될 수 있다.
결속 부재(122)는 하나 또는 복수일 수 있다. 복수의 결속 부재(122) 각각에는 복수의 케이블(11)이 연결될 수 있는데, 이에 따라 수중 스테이션(120)의 자중이 분산되어 케이블(11)에 걸리는 장력이 작아질 수 있다.
또 복수의 결속 부재(122)는 상부 프레임(121)에 대칭을 이루도록 배치될 수 있다. 이에 따라 수중 스테이션(120)의 하중이 균일하게 분산되므로 수중 스테이션(120)이 보다 안정적인 자세를 유지하기 용이해질 수 있다. 예를 들어, 환형의 링 형상의 상부 프레임(121)에 네 개의 결속 부재(122)가 서로 직각을 이루도록 배치될 수 있다.
수중 운동체(140)와 모선(10)은 테더 케이블(11b)로 연결될 수 있다. 테더 케이블(11b)은 모선(10)으로부터 수중 운동체(140)에 전원을 공급하거나 모선(10)과 수중 운동체(140) 간의 통신 통로 기능을 수행할 수 있다. 모선(10)에서 연장된 테더 케이블(11b)은 결속 부재(122)를 지난 후 수중 운동체(140)에 연결된다. 테더 케이블(11b)은 결속 부재(122)에서 위치가 한번 고정된다. 따라서, 테더 케이블(11b)이 조류 등 외란에 의해 움직이는 범위가 감소되고, 테더 케이블(11b)끼리 엉키는 것이 방지될 수 있다. 또한, 테더 케이블(11b)은 생략될 수 있다. 이때, 수중 운동체(140)는 내부 동력으로 운동한다. 그리고, 무선으로 모선(10)과 통신할 수 있다.
도 5는 도 2의 수용 부재의 사시도이다.
도 5를 참조하면, 수용 부재(123)는 수중 운동체(140)가 수납되는 공간을 제공한다. 수용 부재(123)의 일측에는 수중 운동체(140)가 출입하는 개구(125)가 형성된다. 수용 부재(123) 및 개구(125)의 형상은 수중 운동체(140)의 외형에 대응하게 제공될 수 있다. 따라서, 수중 운동체(140)가 자율 무인 잠수정인 경우, 개구(125)는 원형으로 형성될 수 있다. 수용 부재(123)의 외면에는 연결로드(124)가 제공되어, 상부 프레임(121)에 연결된다. 또한, 연결로드(124)가 생략되어 수용 부재(123)의 외면이 직접 상부 프레임(121)에 연결될 수도 있다. 수중 운동체(140)는 수용 부재(123)에 수납된 상태에서 수중으로 발진하고, 작업 후 수용 부재(123)에 수납되어 수중 스테이션(120)으로 회수될 수 있다. 수용 부재(123)는 하나 또는 복수로 제공될 수 있다. 복수의 수용 부재(123)는 각각 하나의 수중 운동체(140)를 수납할 수 있다. 따라서, 하나의 수중 스테이션(120)으로 복수의 수중 운동체(140)를 운용할 수 있다. 복수의 수용 부재(123)는 상부 프레임(121)의 하부에 위치될 수 있다. 복수의 수용부재(123)는 상부 프레임(121)의 중심부를 기준으로 서로 대칭을 이루도록 배치될 수 있다. 복수의 수중 운동체(140)가 모선(10)과 테더 케이블(11b)로 연결될 수 있다. 이때 수중 운동체(140)를 수납하는 수용 부재(123)가 대칭을 이루도록 이격 되어 배치되면 테더 케이블(11b)이 꼬이는 것이 방지될 수 있다. 예를 들어, 환형의 링 형상의 상부 프레임(121)에 네 개의 결속 부재(122)가 서로 직각을 이루도록 배치될 수 있다.
한편, 수용 부재(123)와 결속 부재(122)는 대응되는 수로 제공될 수 있다. 테더 케이블(11b)들은 각각 어느 하나의 결속 부재(122)를 거쳐 수중 운동체(140)로 연결될 수 있다. 따라서, 복수의 테더 케이블(11b)이 각각 상이한 결속 부재(122)의 안내를 받아 수중 운동체(140)로 연결되므로 테더 케이블(11b)을 관리가 용이해 질 수 있다.
또 수용 부재(123)와 결속 부재(122)는 서로 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 즉, 상부 프레임(121)의 일 지점의 상면에는 결속 부재(122)가 설치되고, 그 아래쪽에 수용 부재(123)가 설치될 수 있다. 테더 케이블(11b)이 결속 부재(122)를 거쳐 바로 그 하방에 위치하는 수용 부재(123)에 수납된 수중 운동체(140)로 연결되므로, 복수의 테더 케이블(11b)들이 서로 꼬이는 것이 방지될 수 있다.
도 6은 다른 실시 예에 따른 수중 스테이션의 사시도이다.
도 6을 참조하면, 연결 바(134)는 상부 프레임(131)의 상면에서 위쪽으로 연장될 수 있다. 연결 바(134)는 상부 프레임(131)의 중심을 향하도록 경사지게 연장될 수 있다. 연결 바(134)는 복수일 수 있다. 복수의 연결 바(134)는 상부 프레임(131)의 서로 다른 지점으로부터 연장되어 상부 프레임(131)의 중심부 위쪽에서 서로 만날 수 있다. 이때 복수의 연결 바(134)는 서로 대칭을 이루도록 제공될 수 있다. 이에 따라 수중 스테이션(130)은 그 중심을 기준으로 좌우의 무게가 균형을 유지할 수 있다. 예를 들어, 상부 프레임(131)에는 네 개의 연결 바(134)가 상부 프레임(131)에서 서로 수직을 이루는 지점으로부터 연장될 수 있다.
결속 부재(132)는 주 결속 부재(132a)와 보조 결속 부재(132b)를 포함할 수 있다. 주 결속 부재(132a)는 연결 바(134)가 서로 연결되는 부위에 형성된다. 주 결속 부재(132a)에는 견인 케이블(11a)이 결속되어 수중 스테이션(130)의 자중을 지탱한다. 보조 결속 부재(132b)는 수중 프레임의 상면에 설치될 수 있다. 보조 결속 부재(132b)는 수용 부재(133)의 수와 동일한 수로 제공될 수 있다. 보조 결속 부재(132b)는 상부 프레임(131)의 중심부를 기준으로 서로 대칭을 이루도록 위치될 수 있다. 보조 결속 부재(132b)는 수용 부재(133)가 설치된 위치와 대응되는 지점에 형성될 수 있다. 보조 결속 부재(132b)는 테더 케이블(11b)을 각각의 수용 부재(133)에 따른 수중 운동체(140)로 안내하는 역할을 한다. 테더 케이블(11b)은 주 케이블(11) 결속부재를 통해 각각 개별적으로 보조 결속 부재(132b)로 연결되고, 보조 결속 부재(132b)에서 다시 그에 대응되는 수용 부재(133)에 수납된 수중 운동체(140)로 연결된다. 보조 결속 부재(132b)는 주 결속 부재(132a)로부터 연장되는 테더 케이블(11b)을 분류하여 테더 케이블(11b)이 엉키는 것을 방지한다.
도 7은 도 1의 수중 운동체의 사시도이다.
도 7을 참조하면, 수중 운동체(140)는 바디(141), 추진기(142) 및 방향타(143)를 포함한다.
바디(141)는 수중 운동체(140)의 외형을 이룬다. 바디(141)는 유선형으로 제공될 수 있다. 따라서, 수중 운동체(140)가 해저를 운행하는데 발생하는 마찰이 최소화 될 수 있다. 보디 프레임(141)은 내압성(耐壓性)이 높은 재질로 제공된다. 이에 따라 심해의 고압 환경에서 수중 운동체(140)의 변형 및 파손이 방지될 수 있다. 바디(141)에는 동력원이 내장될 수 있다. 따라서, 수중 운동체(140)는 모선(10)과 테더 케이블(11b)로 연결되지 않은 상태로 이정 시간 동작할 수 있다. 바디(141)의 외면에는 안테나(144)가 제공될 수 있다. 수중 운동체(140)는 안테나(144)를 통해 모선(10)과 무선으로 데이터를 송수신 할 수 있다. 작업자는 모선(10)에서 무선으로 수중 운동체(140)의 조작을 위한 데이터를 송신할 수 있다. 또한, 수중 운동체(140)에서 수집된 데이터는 무선으로 모선(10)으로 송신될 수 있다. 또한, 수중 운동체(140)는 테더 케이블(11b)로 모선(10)에 연결될 수 있다. 따라서, 수중 운동체(140)는 동력원 및 테더 케이블(11b)로 공급되는 전력으로 동작할 수도 있다. 그리고, 수중 운동체(140)의 조작을 위한 데이터 또는 수중 운동체(140)에서 수집된 데이터는 테더 케이블(11b)로 송수신될 수 있다. 바디(141)의 외면에는 카메라(145)가 제공될 수 있다. 카메라(145)는 바디(141)의 전단 또는 바디(141)의 측면에 위치될 수 있다. 카메라(145)는 수중 운동체(140)가 해저를 이동하는 주변의 모습을 촬영할 수 있다. 예를 들어, 수중 운동체(140)는 카메라(145)를 이용해 해저 시설물의 외면을 촬영한 후 모선(10)으로 영상을 송신할 수 있다. 작업자는 송신된 영상을 이용해 해저 시설물에 결함이 발생되었는지를 판별할 수 있다. 또한, 수중 운동체(140)는 카메라(145)를 이용해 해저 지형의 영상을 촬영하여 모선(10)으로 송신할 수도 있다.
추진기(142)는 바디(141)의 일면에 제공될 수 있다. 추진기(142)는 프로펠러로 제공될 수 있다. 추진기(142)는 수중 운동체(140)가 전방으로 이동하는 추진력을 제공한다. 예를 들어, 추진기(142)는 바디(141)의 후단에 위치될 수 있다. 또한, 추진기(142)는 바디(141)의 측면에 위치될 수 도 있다. 추진기(142)가 바디(141)의 측면에 위치되는 경우, 서로 대칭되게 복수로 제공될 수 있다. 수중 운동체(140)가 전방으로 이동할 때 측면에 위치된 추진기(142)는 함께 작동하여, 바디(141)를 기준으로 추진력이 대칭되게 발생할 수 있다. 수중 운동체(140)가 방향 전환을 할 때에는 측면에 위치된 추진기(142) 중 일부만 작동할 수 있다. 따라서, 수중 운동체(140)의 방향 전환 속도가 향상될 수 있다. 그리고, 추진기(142)는 바디(141)의 후단 및 바디(141)의 측면에 복수로 제공될 수 있다.
방향타(143)는 바디(141)의 측면에 제공된다. 방향타(143)는 바디(141)의 후단에 인접하게 위치될 수 있다. 방향타(143)는 바디(141) 주변을 흐르는 유체의 흐름을 변경하여, 수중 운동체(140)의 진행 방향을 조절할 수 있다.
한편, 수중 운동체(140)에는 제어기(미도시)가 더 제공될 수 있다. 제어기(미도시)는 수중 운동체(140)의 각 요소를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기(미도시)에는 수중 운동체(140)가 수행해야 할 소정의 루틴이 프로그램 되어 있고, 이에 따라 수중 운동체(140)의 구성요소를 제어하여 수중 작업을 수행하도록 할 수 있다. 예를 들어, 제어기(미도시)는 안테나(144)를 통하여 모선(10)과 통신할 수 있다. 제어기는 모선(10)의 조종 신호를 수신하여 이에 근거하여 수중 운동체(140)를 제어할 수 있다. 제어기(미도시)는 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다.
하드웨어적으로 제어기(미도시)는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors)등과 같은 전기적인 장치로 제공될 수 있다.
소프트웨어적으로 제어기(미도시)는 하나 이상의 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 코드(software code) 또는 소프트웨어 어플리케이션(software application)에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리에 저장되고, 제어기(미도시)의 하드웨어적인 구성에 의해 실행될 수 있다. 또 소프트웨어는 테더 케이블(11b)을 통해 모선(10)으로부터 송신되어 수중 운동체(140)의 제어기(미도시)의 하드웨어적 구성에 설치될 수 있다.
이상에서는 수중 운동체(140)가 자율 무인 잠수정인 경우를 설명하였다. 그러나, 수중 운동체(140)는 원격 작업 로봇일 수 있다.
도 8은 수중 운동체의 운용 방법을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 복수의 수중 운동체(140)는 서로 상이한 구역을 동시에 검사를 수행할 수 있다.
예를 들어, 복수의 수중 운동체(140)는 하나의 검사 대상물(20)을 동시에 검사할 수 있다. 검사 대상물(20)은 해저 시설물일 수 있다. 해저 시설물은 상술한, 웨헤드 트리(13), 매니폴드(14), 플로우 라인(15), 파이프 라인(17) 또는 라이져(18) 일 수 있다. 또한, 해저 시설물은 상술한 해저 지형의 탐사 시설, 해저 발전 시설 또는 해저 지형일수 있다. 검사 대상물(20)은 2개 이상의 영역으로 구획될 수 있다. 예를 들어, 검사 대상물(20)은 제 1 구역(20a) 및 제 2 구역(20b)으로 구획될 수 있다. 수중 운동체(140)는 수중 스테이션(120)을 이용해 복수가 함께 해저로 진수 된다. 복수의 수중 운동체(140)는 검사 대상물(20)의 상이한 구역을 각각 검사할 수 있다. 즉, 제 1 수중 운동체(140a) 및 제 2 수중 운동체(140b)는 각각 제 1 구역(20a) 및 제 2 구역(20b)에 인접한 상태로 이동하면서 검사 대상물(20)을 조사할 수 있다. 검사 대상물(20)이 플로우 라인(15), 파이프 라인(17) 또는 라이져(18)과 같이 선형으로 이루어 지는 경우, 제 1 구역(20a) 및 제 2 구역(20b)은 그 길이가 유사하게 구획될 수 있다. 또한, 검사 대상물(20)이 웰헤드 트리(13), 매니폴드(14), 해저 발전 시설 또는 해저 지형과 같이 평면사의 면적을 갖는 경우, 각 구역은 면적이 비슷하게 구획될 수 있다. 따라서, 제 1 수중 운동체(140a) 및 제 2 수중 운동체(140b)가 각 구역을 조사하는데 소요되는 시간이 동일할 수 있다. 수중 운동체(140)들은 수중 스테이션(120)으로 동시에 진수되어 검사를 수행한 후, 수중 스테이션(120)으로 회수될 수 있다. 플로우 라인(15), 파이프 라인(17) 또는 라이져(18)는 일단에서 타단까지의 길이가 수십 내지 수백 미터일 수 있다. 따라서, 하나의 수중 운동체(140)로 검사를 수행하는 경우 장시간이 소요된다. 본 발명에 따르면, 복수의 수중 운동체(140)가 검사 대상물(20)을 구획하여 조사를 수행 하므로, 검사 대상물(20)의 조사 시간이 단축된다.
이상에서는 편의를 위해 검사 대상물(20)이 2개의 구역으로 구획된 후, 2 대의 수중 운동체(140)가 동시에 검사를 수행하는 경우를 설명하였다. 그러나, 검사 대상물(20)은 3개 이상의 구역으로 구획된 후, 각각의 구역을 수중 운동체(140)가 검사할 수 있다. 또한, 검사 대상물(20)은 수중 스테이션(120)으로 해저에 진수되는 수중 운동체(140)의 수와 동일한 수로 구획될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
120: 수중 스테이션 121: 상부 프레임
122: 결속 부재 123: 수용 부재
140: 수중 운동체 141: 바디

Claims (5)

  1. 중앙에 홀이 형성되고, 플레이트 형상의 상부 프레임;
    상기 상부 프레임의 상면에서 위쪽으로 연장되되, 서로 상이한 지점에서 연장되어 상기 상부 프레임의 중심부 위쪽에서 서로 만나는 복수의 연결 바들;
    상기 복수의 연결 바들이 서로 만나는 부위에 설치되되, 하중 지지를 위한 견인 케이블이 연결되고, 모선과 수중 운동체들 각각을 연결하는 테더 케이블들이 삽입된 후 상기 수중 운동체들 각각에 분배 되도록 하는 주 결속 부재; 및
    상기 상부 프레임의 하면에 설치되고, 상기 수중 운동체들 각각이 수용되는 공간을 제공하는 복수의 수용 부재들을 포함하는 수중 스테이션.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 프레임의 상면에 설치되는 보조 결속 부재를 더 포함하고,
    상기 보조 결속 부재는 상기 상부 프레임의 중심부를 기준으로 서로 대칭되도록 복수로 제공되는 수중 스테이션.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보조 결속 부재는 상기 수용 부재들과 동일한 수로 제공되는 수중 스테이션.
  4. 모선에 연결되는 수중 스테이션을 이용하여 수중 운동체들을 운용하는 방법에 있어서,
    상기 수중 스테이션은 상부 프레임과, 상기 상부 프레임에 연결되는 복수의 수용 부재부재들과, 상기 상부 프레임의 상면에서 연장되는 연결 바를 통해 상기 상부 프레임과 연결되되, 상기 수중 스테이션을 상기 모선에 연결하는 견인 케이블이 연결되는 주 결속 부재를 포함하고,
    상기 수용 부재들 각각에 상기 수중 운동체들을 위치시킨 상태로 상기 수중 스테이션을 해수면에 대해 승강시켜, 복수의 상기 수중 운동체들을 동시에 해저에 진수하거나 해저에서 회수하되, 상기 모선과 상기 수중 운동체들 각각을 연결하는 테더 케이블들이 상기 주 결속 부재를 통해 상기 수중 운동체들 각각에 연결되도록 하는 수중 운동체 운용 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    검사 대상물을 복수의 구역들로 구획하고, 상기 수중 운동체들은 각각 상기 구역들 중 하나에 대해 동시에 검사를 수행하는 수중 운동체 운용 방법.
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