KR101472828B1 - 해저계측장비용 플로팅모듈 및 플로팅장치 - Google Patents

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구정본
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(주)지오시스템리서치
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Abstract

이 발명은 해저계측장비용 플로팅모듈 및 플로팅장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해저면에 계류시켜 다양한 관측데이터를 수집하는 해저계측장비를 운반, 설치(해저면계류) 및 회수함에 있어, 선박에 선적하여 이동하지 않고 해저계측장비 자체의 부력으로 이동시킬 수 있도록 함으로써, 소형의 예인선만으로도 해저계측장비의 운송, 설치 및 회수가 가능하도록 한 것이다.
특히, 이 발명은 부력을 이용하여 해저계측장비를 이동시킴은 물론, 해저계측장비의 하강 및 상승이 가능하도록 하고, 수중에서의 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching)은 물론 하강속도 및 상승속도를 제어함으로써, 해저계측장비의 안정적인 설치 및 회수가 가능하다.
또한, 이 발명은 다양한 크기 및 형태의 해저계측장비들에 용이하게 적용하여, 운용 및 회수할 수 있어, 범용적으로 사용이 가능하다.
따라서, 해양과학 분야, 특히 해저면에 계류되는 계측장치의 운용 및 회수와 관련된 분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Description

해저계측장비용 플로팅모듈 및 플로팅장치{Floating module and device for TRBM}
이 발명은 해저계측장비용 플로팅모듈 및 플로팅장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해저면에 계류시켜 다양한 관측데이터를 수집하는 해저계측장비를 운반, 설치(해저면계류) 및 회수함에 있어, 선박에 선적하여 이동하지 않고 해저계측장비 자체의 부력으로 이동시킬 수 있도록 한 것이다.
특히, 이 발명은 부력을 이용하여 해저계측장비를 이동시킴은 물론, 해저계측장비의 하강 및 상승이 가능하도록 함으로써, 해저계측장비의 설치 및 회수가 매우 용이하도록 한 해저계측장비용 플로팅모듈 및 플로팅장치에 관한 것이다.
해양에서 일어나는 여러 가지 현상을 과학적으로 연구하기 위하여 다양한 계측장비를 이용하게 되며, 대부분의 계측장비들은 해저면에 설치 및 계류되어 데이터를 수집하게 된다.
이러한 해저계측장비들은 대부분 중량체로서, 선박(관측선)에 선적되어 계류정점까지 이동된 후, 해저면으로 내렸다가 관측이 종료되면 회수하게 된다.
그러나, 중량체의 해저계측장비를 계류정점까지 운송하고, 설치(계류) 및 회수하기 위해서는, 큰 용량을 갖는 크레인이 탑재된 대형선박을 이용해야 하지만, 이러한 대형선박의 운용에는 시간 및 비용적으로 상당한 제약이 발생할 수밖에 없었다.
한편, 해당 분야에서 현재까지 알려진 대부분의 기술들은, 해저계측장비의 운송, 설치 및 회수의 과정 중, 하기의 선생기술문헌과 같이 주로 설치된 해저계측장비의 회수 방법에 대한 기술들이 연구되어 왔다.
하기의 선행기술문헌인 대한민국 등록특허공보 제10-0447469호 '음향식 회수장비 시스템의 투하중량체'(이하, '선행기술'이라 함)는, 투하중량체가 설치된 본체를 해상에서 투하하여 해저면에 계류시키고, 회수시 본체가 투하중량체로부터 분리되어 수면으로 상승할 수 있도록 한 것이다.
선행기술은 본체의 회수가 용이하다는 장점은 있으나, 투하중량체가 결합된 본체를 대형선박에 선적하여 계류정점까지 이동한다는 점에서는 상기한 종래의 문제점을 그대로 가지고 있으며, 특히 본체가 회수된 후 투하중량체가 해저면에 그대로 남아 있기 때문에, 수중생태계의 이상을 초래할 수 있으며, 저인망어선 등의 어업활동에도 지장을 주게 되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서는, 해저면에 설치된 장비 전체를 회수해야 하지만, 이를 위해서는 상기에도 설명한 바와 같이, 큰 용량을 갖는 크레인이 탑재된 대형선박을 이용해야 한다는 제약이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0447469호 '음향식 회수장비 시스템의 투하중량체'
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 이 발명은 대형선박을 이용하지 않고, 자유로운 운용이 가능한 소형의 예인선을 이용하여 해저계측장비를 계류정점까지 운송할 수 있는 해저계측장비용 플로팅모듈 및 플로팅장치를 제공하는데 목적이 있다.
이를 위하여, 이 발명은 해저계측장비를 운반, 설치 및 회수함에 있어, 선박에 선적하여 이동하지 않고 해저계측장비 자체의 부력으로 이동시킬 수 있도록 한 해저계측장비용 플로팅모듈 및 플로팅장치를 제공하는데 목적이 있다.
특히, 이 발명은 부력을 이용하여 해저계측장비를 이동시킴은 물론, 해저계측장비의 하강 및 상승이 가능하도록 함으로써, 해저계측장비의 해저면계류 및 회수가 매우 용이하도록 한 해저계측장비용 플로팅모듈 및 플로팅장치를 제공하는데 목적이 있다
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 이 발명에 따른 해저계측장비용 플로팅모듈은, 중공의 하우징; 상기 하우징의 일측에 구성되어 상기 하우징의 내부와 공간적으로 연결되도록 내부에 공기저장공간이 형성된 벌룬(Balloon); 상기 벌룬 및 하우징 내부 간의 공간적 연결을 개폐하는 밸브; 상기 벌룬의 내부에 저장된 공기를 상기 하우징 내부로 회수하는 압축펌프; 및 하강시 상기 밸브 및 압축펌프의 동작을 제어하여, 상기 벌룬 내부에 저장된 공기를 압축하여 상기 하우징의 내부로 회수하고, 상승시 상기 밸브의 동작을 제어하여, 상기 하우징의 내부에 저장된 압축공기를 상기 벌룬으로 공급하도록 제어하는 유동제어부;를 포함한다.
또한, 상기 하우징의 내부에는, 상기 벌룬과 공간적으로 연결된 공기탱크;가 더 구성될 수 있다.
또한, 상기 하우징의 내부에는, 상기 벌룬과 공간적으로 연결된 적어도 일부의 공간을 구획하는 밀폐격벽이 형성될 수 있다.
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또한, 외부로부터 상승신호 또는 하강신호를 음파신호로 수신하는 음파통신부;를 더 포함하고, 상기 유동제어부는, 상기 음파통신부로 수신된 음파신호에 대응하여 상기 밸브 및 압축펌프의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 하강속도 또는 상승속도를 감지하는 자이로스코프센서;를 더 포함하고, 상기 유동제어부는, 상기 자이로스코프센서를 통해 감지되는 하강 또는 상승 속도가, 설정된 하강속도허용범위 또는 상승속도허용범위 내에서 유지되도록, 상기 벌룬과 하우징 간의 공기이동을 제어할 수 있다.
또한, 이 발명에 따른 해저계측장비용 플로팅장치는, 중공의 하우징; 상기 하우징의 일측에 구성되어 상기 하우징의 내부와 공간적으로 연결되도록 내부에 공기저장공간이 형성된 벌룬(Balloon); 상기 벌룬 및 하우징 내부 간의 공간적 연결을 개폐하는 밸브; 상기 벌룬의 내부에 저장된 공기를 상기 하우징 내부로 회수하는 압축펌프; 하강시 상기 밸브 및 압축펌프의 동작을 제어하여, 상기 벌룬 내부에 저장된 공기를 압축하여 상기 하우징의 내부로 회수하고, 상승시 상기 밸브의 동작을 제어하여, 상기 하우징의 내부에 저장된 압축공기를 상기 벌룬으로 공급하도록 제어하는 유동제어부; 외부와 음파신호로 데이터통신을 수행하는 음파통신부;를 포함하는 적어도 두 개의 플로팅모듈; 및 상기 적어도 두 개의 플로팅모듈과 음파통신을 수행하며, 상기 적어도 두 개의 플로팅모듈의 동작을 제어하여 해저계류장비를 하강 또는 상승시키는 제어모듈;을 포함한다.
또한, 상기 제어모듈은, 상승, 하강, 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching)을 감지하는 자이로스코프센서; 및 상기 자이로스코프센서에 의해 감지된 감지데이터를 분석하여, 상기 적어도 두 개의 플로팅모듈 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 모듈제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어모듈은, 상기 적어도 두 개의 플로팅모듈 중 어느 하나의 플로팅모듈 및 상기 해저계측장비 중 어느 하나에 구성될 수 있다.
또한, 이 발명에 따른 해저계측장비용 플로팅장치는, 해저계류장비가 고정설치되는 베이스프레임; 상기 베이스프레임의 가장자리 중 적어도 일부에 구성되는 벌룬(Balloon); 상기 베이스프레임의 내부에 구성되어 상기 벌룬과 공간적으로 연결되는 공기탱크; 상기 벌룬과 공기탱크 사이에 구성되는 밸브 및 압축펌프; 외부로부터 상승신호 또는 하강신호를 음파신호로 수신하는 음파통신부; 및 상기 음파통신부로 수신된 음파신호에 따라 상기 밸브 및 압축펌프의 동작을 제어하여, 하강시 상기 밸브 및 압축펌프의 동작을 제어하여, 상기 벌룬 내부에 저장된 공기를 압축하여 상기 공기탱크의 내부로 회수하고, 상승시 상기 밸브의 동작을 제어하여, 상기 공기탱크의 내부에 저장된 압축공기를 상기 벌룬으로 공급하도록 제어하는 유동제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 벌룬은, 상기 벌룬 내부의 공간을 복수개의 공간으로 구획하는 적어도 하나의 차단막이 형성되고, 상기 밸브는, 상기 공기탱크와 상기 복수개의 공간 사이에 각각 구성되며, 상기 유동제어부는, 상기 복수개의 공간 중 적어도 하나에 대하여, 공기를 공급하거나 회수하도록 제어할 수 있다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 이 발명은 대형선박을 이용하지 않고, 자유로운 운용이 가능한 소형의 예인선을 이용하여 해저계측장비를 계류정점까지 운송할 수 있다는 장점이 있다.
따라서, 선박운용에 대한 시간 및 비용적인 자유도를 크게 향상시킴으로써, 해저계측장비를 이용하여 보다 자유롭고 효율적인 데이터 수집 및 운용이 가능해지는 효과가 있다.
구체적으로, 이 발명은 해저계측장비를 운반, 설치 및 회수함에 있어, 선박에 선적하여 이동하지 않고 해저계측장비 자체의 부력으로 이동시킬 수 있도록 함으로써, 소형의 예인선만으로도 해저계측장비의 운송, 설치 및 회수가 가능해지는 장점이 있다.
특히, 이 발명은 부력을 이용하여 해저계측장비를 이동시킴은 물론, 해저계측장비의 하강 및 상승이 가능하도록 함으로써, 해저계측장비의 해저면계류 및 회수가 매우 용이하도록 하는 장점이 있다.
또한, 이 발명은 소형화되어 개별운용이 가능한 플로팅모듈을 이용하여, 다양한 크기 및 형태의 해저계측장비들에 범용적으로 사용이 가능하며, 용이하게 운용 및 회수할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 이 발명은 복수개의 플로팅모듈을 그룹화하여, 하나의 플로팅장치로 운용할 수 있으며, 수중에서 해저계측장비를 하강 및 상승시킴에 있어, 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching)은 물론 하강속도 및 상승속도를 제어함으로써, 해저계측장비의 안정적인 설치 및 회수가 가능해지는 장점이 있다.
따라서, 해양과학 분야, 특히 해저면에 계류되는 계측장치의 운용 및 회수와 관련된 분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 이 발명에 따른 해저계측장비용 플로팅모듈의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 나타난 플로팅모듈의 구체적인 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타난 플로팅모듈의 동작을 설명하는 사시도이다.
도 4는 도 1에 나타난 플로팅모듈의 구체적인 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 1에 나타난 플로팅모듈의 사용상태도이다.
도 6은 이 발명에 따른 해저계측장비용 플로팅모듈의 다른 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 6에 나타난 플로팅모듈을 이용한 해저계측장비용 플로팅장치의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 8은 도 7에 나타난 플로팅장치의 구체적인 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 9는 이 발명에 따른 해저계측장비용 플로팅장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9의 평면상태 구성도이다.
도 11은 도 9에 나타난 플로팅장치의 사용상태도이다.
이 발명에 따른 해저계측장비용 플로팅모듈 및 플로팅장치에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
이하에서, 해저계측장비는 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler : 음향 도플러 유속계), OBS(Ocean Bottom Seismometer : 해저지진계) 등의 다양한 계측장치가 탑재된 TRBM(Trawl-Resistant Bottom Mount : 저인망 저항형 해저 계류장치) 등을 포함할 수 있다.
도 1은 이 발명에 따른 해저계측장비용 플로팅모듈의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 플로팅모듈(100)은 해저계측장비의 일측에 결합되도록 구성되어, 해저계측장비를 운송, 설치(계류) 및 회수하기 위한 것으로, 벌룬(Balloon, 110) 및 유동제어부(130)를 포함한다.
벌룬(110)은 중공의 하우징(도 1에서는 도시하지 않음) 일측에 구성되어, 하우징의 내부와 공간적으로 연결되도록 내부에 공기저장공간이 형성된다.
유동제어부(130)는 하우징의 내부에 구성되며, 하우징의 내부에서 벌룬으로 공기를 공급하거나, 벌룬 내부의 공기를 하우징으로 회수하도록 제어할 수 있다.
결과적으로, 벌룬(110) 및 하우징은 서로 공간적으로 연결되어 외부와 밀폐되도록 구성되며, 유동제어부(130)는 벌룬(110)에 공기를 공급하거나 회수함으로써, 부력을 조절할 수 있다. 한편, 벌룬(110)에 대한 공기의 공급 및 회수에 따라, 하우징 내부의 공기밀도가 달라지기는 하나, 이는 부력조절과는 무관한 정도의 변화이다.
한편, 하우징 내부의 공기를 벌룬(110)으로 공급하고, 벌룬(110) 내부의 공기를 하우징으로 회수하는 구성이나 방법은 다양하게 적용될 수 있으나, 이 발명의 기술분야, 적용대상, 목적 및 효과를 고려하여, 가장 바람직한 실시예에 대하여 하기에서 살펴보기로 한다.
이 발명에 따른 플로팅모듈(100)의 벌룬(110)은, 하우징의 내부에 구성된 공기탱크(120)와 연결관(150)에 의해 공간적으로 연결될 수 있다.
그리고, 연결관(150)에는 유동제어부(130)에 의해 제어되는 밸브(131) 및 압축펌프(312)를 구성할 수 있다.
밸브(131)는 벌룬(110) 및 하우징의 내부 간의 공간적 연결을 개폐하는 것으로, 해저계측장비를 하강 또는 상승시키기 위하여, 벌룬(110)과 하우징 간의 공기이동이 발생하면 개방되도록 동작될 수 있고, 해저계측장비를 운송하거나 해저면에 계류시키는 경우에는 닫히도록 동작될 수 있다.
압축펌프(312)는 벌룬(110) 내부의 공기를 상대적으로 고압의 상태인 공기탱크(120)로 회수하기 위한 것으로, 해저계측장비를 하강시키는 경우에 동작될 수 있다.
다시 말해, 유동제어부(130)는 해저계측장비의 하강시, 밸브(131) 및 압축펌프(132)의 동작을 제어하여, 벌룬(110) 내부에 저장된 공기를 압축하여 하우징의 내부(예를 들어, 하우징 내부에 구성된 공기탱크)로 회수할 수 있고, 해저계측장비의 상승시, 밸브(131)의 동작을 제어하여, 하우징의 내부에 저장된 압축공기를 벌룬(110)으로 공급하도록 제어할 수 있다.
따라서, 이 발명은 플로팅모듈(100)에 의해 조절될 수 있는 부력을 이용하여 해저계측장비를 이동시킴은 물론, 해저계측장비의 하강 및 상승이 가능하도록 함으로써, 해저계측장비의 해저면계류 및 회수가 매우 용이하도록 할 수 있다.
도 2는 도 1에 나타난 플로팅모듈의 구체적인 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2에 나타난 플로팅모듈의 동작을 설명하는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 도 1에 나타난 공기탱크(120), 유동제어부(130), 밸브(131) 및 압축펌프(132)는, 브래킷(Bracket, 181)에 의해 해저계측장치에 결합되는 하우징(180)의 내부에 구성될 수 있다.
한편, 도 1에 나타난 바와 같이, 하나의 연결관(150)에 밸브(131)와 압축펌프(132)를 구성하여 공기의 이동을 제어하는 경우, 공기의 흐름이 원활하지 않을 수 있다. 예를 들어, 하기에 설명될 해저계측장비의 하강속도 또는 상승속도의 제어시, 일정 범위 내에서 공기의 공급 및 회수를 반복하여 제어해야 하지만, 서로 반대방향으로 이동하는 공기의 흐름에 의해 연결관(150) 내부에서 와류 등이 발생하여 공기의 이동을 방해할 수 있으며, 이에 원활한 제어가 이루어지지 않을 수 있다.
따라서, 도 2에 나타난 바와 같이, 공기탱크(120)의 압축공기를 벌룬(110)으로 공급하는 연결관(150)과, 벌룬(110)의 공기를 압축하여 공기탱크(120)로 회수하는 연결관(150)을 각각 구성함이 바람직하다.
이에, 공급용 연결관(150)에는 밸브(131)를 구성할 수 있고, 회수용 연결관(150)에는 압축펌프(132)를 구성할 수 있다.
따라서, 도 3에 나타난 바와 같이, 공기의 공급 및 회수를 제어하여 벌룬(110)의 부력을 조절함으로써, 하우징(180)이 결합된 해저계측장비(TRBM)를 하강 및 상승시킬 수 있다.
한편, 플로팅모듈(100)이 결합될 해저계측장비의 크기 등에 의해, 하우징(180)의 크기를 보다 소형화해야 할 경우, 도 1 및 도 2에 나타난 공기탱크(120)를 구성하지 못할 수도 있다.
이하에서는, 공기탱크(120)가 구성될 수 없는 경우, 벌룬(110)으로 공기를 공급하고 회수하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.
도 4는 도 1에 나타난 플로팅모듈의 구체적인 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 하우징(180)의 내부에는, 벌룬(110)과 공간적으로 연결된 적어도 일부의 공간을 구획하는 밀폐격벽(182)이 형성될 수 있다.
다시 말해, 밀폐격벽(182)에 의해 구획된 적어도 일부의 공간(도 4에서 좌측하부 영역)이 도 1 및 도 2의 공기탱크(120)를 대신함으로써, 벌룬(110)에 대한 공기의 공급 및 회수를 수행할 수 있다. 또한, 밀폐격벽(182)을 구성하지 않고, 하우징(180) 자체를 공기탱크(120)로 대신할 수 있음은 물론이다.
도 5는 도 1에 나타난 플로팅모듈의 사용상태도이다.
도 5를 참조하면, 이 발명의 플로팅모듈(100)은 하우징(180)의 상면(도 5에서 상부) 및 배면(도 5에서 우측)에 구성된 브래킷(181)에 의해 해저계측장비(TRBM)의 하부 모서리 부분에 결합될 수 있다.
이와 같이, 플로팅모듈(100)을 해저계측장비(TRBM)의 하부 모서리 부분에 결합하게 되면, 해저계측장비(TRBM)의 운송시 해저계측장비(TRBM)가 수면으로부터 일정높이로 이격되도록 하여 해수면과의 마찰을 최소화할 수 있으며, 적은 힘으로도 해저계측장비(TRBM)를 계류정점이나 육상까지 운송할 수 있으므로, 해저계측장비(TRBM)를 예인하는 예인선을 보다 더 소형선으로 대치할 수 있다.
일반적으로, 선박은 소형선일수록 운용시간이 자유롭고 비용을 절감할 수 있음을 감안하면, 도 5와 같은 결합관계는 이 발명의 플로팅모듈에 대한 경쟁력을 보다 향상시킬 수 있다.
여기서, 도 5와 같이 해저계측장비(TRBM)의 하부 모서리 부분에 플로팅모듈(100)을 결합할 경우, 하나의 플로팅모듈(100) 만으로는 해저계측장비(TRBM)의 안정성을 보장하기에 어려움이 발생할 수 있다.
이에, 도 8에 나타난 바와 같이, 복수개의 플로팅모듈(100)을 해저계측장비(TRBM)에 결합하여 사용할 수 있다.
도 6은 이 발명에 따른 해저계측장비용 플로팅모듈의 다른 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 플로팅모듈(100)은 외부로부터 상승신호 또는 하강신호를 음파신호로 수신하는 음파통신부(160)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 음파통신부(160)는 해저면에 계류중인 해저계측장비(TRBM)를 회수함에 있어, 다이버가 해저계측장비(TRBM)가 계류하고 있는 해저면까지 진입하지 않고, 예인선의 선원에 의해 원격제어로 해저계측장비(TRBM)를 회수하기 위하여 이용될 수 있다.
이에, 유동제어부(130)는 음파통신부(160)로 수신된 음파신호에 대응하여, 해저계측장비(TRBM)가 상승되도록 벌룬(110)에 공기를 공급하기 위한 밸브(131) 및 압축펌프(132)의 동작을 제어할 수 있다. 물론, 동일 내지 유사한 방법으로 계류정점까지 운송된 해저계측장비(TRBM)를 해저면으로 하강시킬 수 있음은 당연하다.
한편, 해저계측장비(TRBM)가 과도하게 빠른 속도로 하강하거나 상승하는 경우, 해저면에 충돌하거나 수면위로 튀어오르면서, 해저계측장비(TRBM) 자체에 손상이 발생하거나 수면에 정박중인 예인선과 충돌하는 경우가 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위하여, 이 발명은 도 6에 나타난 바와 같이, 플로팅모듈(100)은 하강속도 또는 상승속도(구체적으로는, 해저계측장비의 하강 및 상승 속도)를 감지하는 자이로스코프센서(170)를 더 포함할 수 있다.
이에, 유동제어부(130)는 자이로스코프센서(170)를 통해 감지되는 하강 또는 상승 속도가, 설정된 하강속도허용범위 또는 상승속도허용범위 내에서 유지되도록, 벌룬(110)과 하우징(구체적으로는, 하우징 내부에 구성된 공기탱크 또는 하우징 내부의 밀폐공간) 간의 공기이동을 제어할 수 있다. 여기서, 하강속도허용범위 또는 상승속도허용범위는 설치될 해저계측장비(TRBM)의 하중 및 해저계측장비(TRBM)가 설치될 해역의 환경 등을 고려하여, 당업자에 의해 다양하게 설정될 수 있음은 물론이다.
한편, 도 8에 나타난 바와 같이 해저계측장비(TRBM)에 복수개의 플로팅모듈(100)이 구성된 경우, 각각의 플로팅모듈(100)이 독립적으로 동작되면, 해저계측장비(TRBM)의 하강 또는 상승시 해저계측장비(TRBM)에 롤링(Rolling)이나 피칭(Pitching)이 발생하여 해저계측장비(TRBM)에 과도한 흔들림이 발생하거나, 심한경우 해저계측장비(TRBM)가 뒤집어지는 경우가 발생할 수 있다.
이에, 해저계측장비(TRBM)에 구성된 복수개의 플로팅모듈(100)을 연동하여 해저계측장비(TRBM)의 승하강시 안정성을 확보하는 방법이 필요할 수 있다.
도 7은 도 6에 나타난 플로팅모듈을 이용한 해저계측장비용 플로팅장치의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 복수개의 플로팅모듈(100)을 포함하는 해저계측장비용 플로팅장치는, 복수개(적어도 두 개)의 플로팅모듈(100)에 구성된 각각의 음파통신부(160)와 음파통신을 수행하며, 해당 플로팅모듈(100)의 동작을 제어하여 해저계류장비(TRBM)를 하강 또는 상승시키는 제어모듈(200)을 포함한다.
여기서, 제어모듈(200)은 복수개의 플로팅모듈(100) 중 어느 하나의 플로팅모듈(100)에 구성되거나, 해저계측장비(TRBM)의 내부에 구성될 수 있다.
도 7에서, 제어모듈(200)은 자이로스코프센서(210), 모듈제어부(220) 및 음파통신부(230)를 포함할 수 있다.
자이로스코프센서(210)는 해저계측장비(TRBM)의 상승, 하강, 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching)을 감지하기 위한 것으로, 도 7에 나타난 바와 같이 제어모듈(200)에 자이로스코프센서(210)가 구성된 경우, 도 6에 나타난 플로팅모듈(100)의 자이로스코프센서(170)는 제외할 수 있다.
모듈제어부(220)는 자이로스코프센서(210)에 의해 감지된 감지데이터를 분석하여, 해저계측장비(TRBM)에 결합된 복수개의 플로팅모듈(100) 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 것으로, 음파통신부(230)를 통해 플로팅모듈(100)의 유동제어부(130)와 데이터통신을 수행할 수 있다.
상기한 실시예들을 다시 살펴보면, 수심이 낮은 지역에 설치되는 해저계측장비(TRBM)의 경우, 각 플로팅모듈(100)을 독립적으로 동작시키더라도 해저계측장비(TRBM)가 안정적으로 해저면에 설치 및 계류될 수 있다.
만약, 수심이 깊은 지역에 설치되는 해저계측장비(TRBM)의 경우, 도 7 및 8에 나타난 바와 같이, 해저계측장비(TRBM)에 결합된 복수개의 플로팅모듈(100)을 연동하여 제어함으로써, 해저계측장비(TRBM)의 안정성을 보장할 수 있다.
따라서, 이 발명은 소형화되어 개별운용이 가능한 플로팅모듈(100)을 이용하여, 다양한 크기 및 형태의 해저계측장비들에 범용적으로 사용이 가능할 수 있으며, 용이하게 운용 및 회수할 수 있다.
도 9는 이 발명에 따른 해저계측장비용 플로팅장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 10은 도 9의 평면상태 구성도이며, 도 11은 도 9에 나타난 플로팅장치의 사용상태도이다.
도 9를 참조하면 해저계측장비용 플로팅장치(100')는, 해저계류장비(TRBM)가 고정설치되는 베이스프레임(190) 및 베이스프레임(190)의 가장자리 중 적어도 일부에 구성되는 벌룬(110')을 포함할 수 있다.
그리고, 베이스프레임(190)은 도 9에 나타난 바와 같이 해저계류장비(TRBM)가 안착되는 안착부(191)와, 벌룬(110')과 베이스프레임(190) 간의 공기이동을 제어하는 구성들이 탑재되는 실장부(192)를 포함할 수 있다.
도 9 내지 도 11에서, 예인선에 의해 예인되는 해저계측장비용 플로팅장치(100')가 적은 힘으로도 안정적으로 이동될 수 있도록 하기 위하여, 베이스프레임(190) 및 벌룬(110')의 전체적인 형상을 보트와 유사한 형상으로 형성할 수 있으며, 안착부(191)를 사각형으로 형성하고, 실장부(192)를 안착부(191)의 선두부분에 형성할 수 있다.
예를 들어, 실장부(192)에는 도 6에 나타난, 공기탱크(120), 유동제어부(130), 밸브(131), 압축펌프(132), 음파통신부(160) 및 자이로스코프센서(170) 중 적어도 하나가 구성될 수 있다.
한편, 보트형상으로 형성된 벌룬(110')을 하나의 공간부를 형성하여, 공기탱크(120)로부터 공기를 공급하거나 회수하는 경우, 도 9에 나타난 바와 같이 평면상의 두 축(X, Y)에 대한 롤링이나 피칭이 발생할 수 있다.
이에, 이 발명은 도 10에 나타난 바와 같이, 벌룬(110')의 내부에 복수개의 차단막(111')을 구성하여, 벌룬(110')의 내부 공간을 복수개로 구획하고, 구획된 각 공간에 대하여 공기의 공급 및 회수를 개별적으로 제어함으로써, 해저계측장비용 플로팅장치(100')의 안정성을 확보할 수 있다.
이를 위하여, 도 10에 나타난 바와 같이, 공기탱크(120)와 구획된 벌룬(110') 내부의 각 공간들을 공간적으로 연결하는 연결관(미부호)마다 밸브(131)를 구성할 수 있다.
따라서, 유동제어부(130)는 복수 개의 밸브(131)를 개별적으로 제어하여, 벌룬(110') 내부의 공간들 중 적어도 하나에 대하여, 공기를 공급하거나 회수하도록 제어함으로써, 해저계측장비용 플로팅장치(100')의 롤링이나 피칭에 의한 유동을 보상하여 해저계측장비용 플로팅장치(100')가 안정적은 상태를 유지할 수 있도록 할 수 있다.
도 11에서, 미설명 부호 'W'는 해저계류장비(TRBM)를 계류정점까지 운송하기 위하여, 해저계류장비(TRBM)가 설치된 해저계측장비용 플로팅장치(100')와 예인선을 연결하는 와이어이다.
이상에서 이 발명에 의한 해저계측장비용 플로팅모듈 및 플로팅장치에 대하여 설명하였다. 이러한 이 발명의 기술적 구성은 이 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 이 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.
100 : 플로팅모듈
110 : 벌룬(Balloon) 111' : 차단막
120 : 공기탱크 130 : 유동제어부
131 : 밸브 132 : 압축펌프
160 : 음파통신부 170 : 자이로스코프센서
180 : 하우징 190 : 베이스프레임
200 : 제어모듈
210 : 자이로스코프센서 220 : 모듈제어부

Claims (11)

  1. 중공의 하우징;
    상기 하우징의 일측에 구성되어 상기 하우징의 내부와 공간적으로 연결되도록 내부에 공기저장공간이 형성된 벌룬(Balloon);
    상기 벌룬 및 하우징 내부 간의 공간적 연결을 개폐하는 밸브;
    상기 벌룬의 내부에 저장된 공기를 상기 하우징 내부로 회수하는 압축펌프; 및
    하강시 상기 밸브 및 압축펌프의 동작을 제어하여, 상기 벌룬 내부에 저장된 공기를 압축하여 상기 하우징의 내부로 회수하고, 상승시 상기 밸브의 동작을 제어하여, 상기 하우징의 내부에 저장된 압축공기를 상기 벌룬으로 공급하도록 제어하는 유동제어부;를 포함하는 해저계측장비용 플로팅모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에는,
    상기 벌룬과 공간적으로 연결된 공기탱크;가 더 구성된 것을 특징으로 하는 해저계측장비용 플로팅모듈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에는,
    상기 벌룬과 공간적으로 연결된 적어도 일부의 공간을 구획하는 밀폐격벽이 형성된 것을 특징으로 하는 해저계측장비용 플로팅모듈.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    외부로부터 상승신호 또는 하강신호를 음파신호로 수신하는 음파통신부;를 더 포함하고,
    상기 유동제어부는,
    상기 음파통신부로 수신된 음파신호에 대응하여 상기 밸브 및 압축펌프의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 해저계측장비용 플로팅모듈.
  6. 제 5항에 있어서,
    하강속도 또는 상승속도를 감지하는 자이로스코프센서;를 더 포함하고,
    상기 유동제어부는,
    상기 자이로스코프센서를 통해 감지되는 하강 또는 상승 속도가, 설정된 하강속도허용범위 또는 상승속도허용범위 내에서 유지되도록, 상기 벌룬과 하우징 간의 공기이동을 제어하는 것을 특징으로 하는 해저계측장비용 플로팅모듈.
  7. 중공의 하우징;
    상기 하우징의 일측에 구성되어 상기 하우징의 내부와 공간적으로 연결되도록 내부에 공기저장공간이 형성된 벌룬(Balloon); 상기 벌룬 및 하우징 내부 간의 공간적 연결을 개폐하는 밸브; 상기 벌룬의 내부에 저장된 공기를 상기 하우징 내부로 회수하는 압축펌프; 하강시 상기 밸브 및 압축펌프의 동작을 제어하여, 상기 벌룬 내부에 저장된 공기를 압축하여 상기 하우징의 내부로 회수하고, 상승시 상기 밸브의 동작을 제어하여, 상기 하우징의 내부에 저장된 압축공기를 상기 벌룬으로 공급하도록 제어하는 유동제어부; 및 외부와 음파신호로 데이터통신을 수행하는 음파통신부;를 포함하는 적어도 두 개의 플로팅모듈; 및
    상기 적어도 두 개의 플로팅모듈과 음파통신을 수행하며, 상기 적어도 두 개의 플로팅모듈의 동작을 제어하여 해저계류장비를 하강 또는 상승시키는 제어모듈;을 포함하는 해저계측장비용 플로팅장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상승, 하강, 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching)을 감지하는 자이로스코프센서; 및
    상기 자이로스코프센서에 의해 감지된 감지데이터를 분석하여, 상기 적어도 두 개의 플로팅모듈 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 모듈제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해저계측장비용 플로팅장치.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 적어도 두 개의 플로팅모듈 중 어느 하나의 플로팅모듈 및 상기 해저계측장비 중 어느 하나에 구성되는 것을 특징으로 하는 해저계측장비용 플로팅장치.
  10. 해저계류장비가 고정설치되는 베이스프레임;
    상기 베이스프레임의 가장자리 중 적어도 일부에 구성되는 벌룬(Balloon);
    상기 베이스프레임의 내부에 구성되어 상기 벌룬과 공간적으로 연결되는 공기탱크;
    상기 벌룬과 공기탱크 사이에 구성되는 밸브 및 압축펌프;
    외부로부터 상승신호 또는 하강신호를 음파신호로 수신하는 음파통신부; 및
    상기 음파통신부로 수신된 음파신호에 따라 상기 밸브 및 압축펌프의 동작을 제어하여, 하강시 상기 밸브 및 압축펌프의 동작을 제어하여, 상기 벌룬 내부에 저장된 공기를 압축하여 상기 공기탱크의 내부로 회수하고, 상승시 상기 밸브의 동작을 제어하여, 상기 공기탱크의 내부에 저장된 압축공기를 상기 벌룬으로 공급하도록 제어하는 유동제어부;를 포함하는 해저계측장비용 플로팅장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 벌룬은,
    상기 벌룬 내부의 공간을 복수개의 공간으로 구획하는 적어도 하나의 차단막이 형성되고,
    상기 밸브는,
    상기 공기탱크와 상기 복수개의 공간 사이에 각각 구성되며,
    상기 유동제어부는,
    상기 복수개의 공간 중 적어도 하나에 대하여, 공기를 공급하거나 회수하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 해저계측장비용 플로팅장치.
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