KR101502386B1 - 무인화 저비용 고속도의 방향성 준설장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무인화 저비용 고속도의 방향성 준설장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 파이프 구동부가 단위 파이프를 연결시켜 파이프 길이를 연장하고, 전체 파이프의 전진과 후진, 회전에 의해 파이프를 슬러지 내로 투입하며, 파이프 전단에 방향조절부를 구비하여 슬러지 내에서 상하좌우 방향으로 파이프의 진행방향을 조절하며, 최전방의 파이프에 스크류 펌프를 구비하여 파이프 내부로 슬러지를 흡입하여 준설 및 원유찌꺼기 제거작업을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 지중 하수관, 파이프의 슬러지나 원유저장탱크의 하부에 누적된 찌꺼기 내로 인력이 투입되지 않아 안전사고를 방지하고, 준설작업의 비용은 줄이면서도 작업속도를 향상시킬 수 있는 무인화 저비용 고속도의 방향성 준설장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 로딩할 단위 파이프를 적재하는 파이프 적재부; 로딩되어 고정된 제1 단위 파이프에 대하여 제2 단위 파이프를 회전시켜 제1 단위 파이프에 결합함으로써 전체 파이프 길이를 연장하거나, 일측 단부의 특정 단위 파이프를 회전시켜 전체 파이프를 회전시키거나, 일측 단부의 특정 단위 파이프를 전진 또는 후진시켜 전체 파이프를 전진 또는 후진시키는 파이프 구동부; 및 타측 단부의 특정 단위 파이프에 구비되며, 단위 파이프의 중심축에 대하여 비스듬한 경사평면이 구비되어 전체 파이프의 전진시 진행방향을 조절하는 방향조절부를 포함하는, 무인화 저비용 고속도의 방향성 준설장치를 제공한다.

Description

무인화 저비용 고속도의 방향성 준설장치{omitted}
본 발명은 무인화 저비용 고속도의 방향성 준설장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 파이프 구동부가 단위 파이프를 연결시켜 파이프 길이를 연장하고, 전체 파이프의 전진과 후진, 회전에 의해 파이프를 슬러지 내로 투입하며, 파이프 전단에 방향조절부를 구비하여 슬러지 내에서 상하좌우 방향으로 파이프의 진행방향을 조절하며, 최전방의 파이프에 스크류 펌프를 구비하여 파이프 내부로 슬러지를 흡입하여 준설 및 원유찌꺼기 제거작업을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 지중 하수관, 파이프의 슬러지나 원유저장탱크의 하부에 누적된 찌꺼기 내로 인력이 투입되지 않아 안전사고를 방지하고, 준설작업의 비용은 줄이면서도 작업속도를 향상시킬 수 있는 무인화 저비용 고속도의 방향성 준설장치에 관한 것이다.
일반적으로 연근해, 하천, 연못 등의 바닥에는 퇴적물이 쌓이게 된다. 이러한 퇴적물은 하천 상류와 하류 또는 지상에서 흘러 내려와 퇴적된 모래 및 자갈 등의 골재와, 수질을 오염시키는 퇴적 슬러지가 혼합된 후 퇴적되어 형성되거나, 오랜 기간 퇴적물과 오염물질들이 축적되어 형성된다.
이러한 퇴적물 중 퇴적 슬러지는 원수 내의 용존산소를 소모시키는 유기물로서, 부영양화를 일으키는 질소와 인 등의 각종 유해물질과 중금속 등을 함유하고 있다. 따라서, 퇴적 슬러지는 수질을 악화시키고, 부영양화로 조류 등이 이상 번식되도록 하여 생물에 유해한 가스를 발생시킬 뿐만 아니라, 해양의 자정능력을 상실시켜 오염을 가속화시킨다. 또한, 퇴적 슬러지는 골재와 함께 바닥에 퇴적되어 수심을 낮춤으로써 저수용량을 점차 감소시키고, 연근해에서 항만으로 사용되는 만의 바닥높이를 증가시키는 문제점이 있다.
또한, 지중에 매설된 하수관이나 원유저장탱크에도 이러한 퇴적물이 쌓이면서 기능을 저하시키는 요인으로 작용하고 있다.
특히, 원유저장탱크의 하부에 쌓인 찌꺼기들은 배출이 어려운 관계로 탱크 내에 잔존하여 원유의 저장량을 계속 감소시키게 되고 원유를 오염시키게 된다.
로봇을 사용하여 이러한 퇴적 슬러리나 원유 찌꺼기 등을 제거하려는 시도가 있으나, 원하는 작업속도가 나오지 않는 문제점이 있다.
스키드 로더(skid steer loader)를 이용하는 방법도 있으나, 인력이 투입되는 관계로 안전사고의 위험이 상존하며 장기간 작업시 인체에 악영향을 미치는 문제점이 있다.
한편, 원유저장탱크의 하부에 퇴적된 찌꺼기를 경유로 희석시킨 후 배출시키는 방법이 있으나, 고비용에 오랜 작업시간이 소요되는 단점이 있다.
선행기술문헌 : KR공개특허공보 제2001-0111856호(2001.12.20.공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 준설 및 찌꺼기 제거작업에 있어 무인화를 통해 안전사고를 예방하고, 작업에 소요되는 비용은 절감하면서도 작업속도를 향상시킬 수 있는 준설장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 무인화 저비용 고속도의 방향성 준설장치는 로딩할 단위 파이프를 적재하는 파이프 적재부; 로딩되어 고정된 제1 단위 파이프에 대하여 제2 단위 파이프를 회전시켜 제1 단위 파이프에 결합함으로써 전체 파이프 길이를 연장하거나, 일측 단부의 특정 단위 파이프를 회전시켜 전체 파이프를 회전시키거나, 일측 단부의 특정 단위 파이프를 전진 또는 후진시켜 전체 파이프를 전진 또는 후진시키는 파이프 구동부; 및 타측 단부의 특정 단위 파이프에 구비되며, 단위 파이프의 중심축에 대하여 비스듬한 경사평면이 구비되어 전체 파이프의 전진시 진행방향을 조절하는 방향조절부를 포함한다.
또한, 본 발명은 타측 단부의 특정 단위 파이프와 방향조절부 사이에 구비되어 슬러지를 단위 파이프 내부로 흡입하는 스크류 펌프를 더 포함하며, 방향조절부의 경사평면 단부가 전진 방향의 상부를 향한 상태로 방향조절부가 직진하면 방향조절부가 상승하고, 방향조절부의 경사평면 단부가 전진 방향의 하부를 향한 상태로 방향조절부가 직진하면 방향조절부가 하강하며, 방향조절부의 경사평면 단부가 회전하면서 직진하면 방향조절부가 기 진행방향과 동일한 방향으로 전진할 수 있다.
또한, 스크류 펌프는 방향조절부 측에 결합되어 슬러지를 흡입하는 입구 플랜지, 단위 파이프 측에 결합되어 입구 플랜지를 통해 흡입된 슬러지를 단위 파이프 방향으로 전달하는 배출부, 입구 플랜지와 배출부 사이에 구비되며 입구 플랜지에서 배출부 방향으로 갈수록 내경이 커지는 흡입 스풀(Suction Spool), 흡입 스풀 내부에 구비되어 회전함으로써 흡입력을 제공하는 원심 스크류 임펠러, 및 원심 스크류 임펠러에 회전동력을 제공하는 유압 모터를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 파이프 구동부가 단위 파이프를 연결시켜 파이프 길이를 연장하고, 전체 파이프의 전진과 후진, 회전에 의해 파이프를 슬러지 내로 투입하며, 파이프 전단에 방향조절부를 구비하여 슬러지 내에서 상하좌우 방향으로 파이프의 진행방향을 조절하며, 최전방의 파이프에 스크류 펌프를 구비하여 파이프 내부로 슬러지를 흡입하여 준설 및 원유찌꺼기 제거작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 지중 하수관, 파이프의 슬러지나 원유저장탱크의 하부에 누적된 찌꺼기 내로 인력이 투입되지 않아 안전사고를 방지하고, 준설작업의 비용은 줄이면서도 작업속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인화 저비용 고속도의 방향성 준설장치의 사시도,
도 7은 방향조절부를 설명하기 위한 개념도,
도 8은 스크류 펌프의 정면도,
도 9은 스크류 펌프의 부분절개 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인화 저비용 고속도의 방향성 준설장치의 사시도이고, 도 7은 방향조절부를 설명하기 위한 개념도이며, 도 8은 스크류 펌프의 정면도이고, 도 9은 스크류 펌프의 부분절개 단면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인화 저비용 고속도의 방향성 준설장치는, 도 1 내지 도 9를 참조하면, 파이프 적재부(50)와 파이프 구동부(100)와 방향조절부(200) 및 스크류 펌프(300)를 포함하여 이루어진다.
파이프 적재부(50)는 파이프 구동부(100)에 로딩할 단위 파이프(P)를 적재한다. 파이프 적재부(50)에 적재된 단위 파이프(50)는 자동 또는 수동으로 제2 홀더(108) 상에 로딩(loading)된다.
파이프 구동부(100)는 지중 하수관, 파이프의 슬러지나 원유저장탱크의 하부에 누적된 찌꺼기 등에 파이프를 침투시키기 위해 단위 파이프와 단위 파이프를 연결하거나, 연결된 전체 파이프를 회전시키거나, 전체 파이프를 전진 또는 후진시키는 역할을 수행한다.
파이프 구동부(100)는 제1 홀더(102), 회전부(104), 이송 가이드(106), 제2 홀더(108), 및 제3 홀더(110)를 포함한다.
제1 홀더(102)는 일측 단부(도 1과 도 3 기준으로 좌측 단부)의 특정 단위 파이프(P2)를 파지한다.
회전부(104)는 제1 홀더(102)에 회전동력을 제공하며, 일례로 체인 방식이 적용될 수 있다. 여기서, 회전부의 회전방식을 한정하는 것은 아니다.
이송 가이드(106)는 이송부(미도시)가 제1 홀더(102)를 수평 방향으로 이동시켜 전진 또는 후진을 수행할 때 이송경로 역할을 수행한다. 이송부는 유압실린더 방식이 적용될 수 있으며, 여기서 이송부의 이송방식을 한정하는 것은 아니다. 이송 가이드(106)는 체인 방식이 적용될 수 있다.
제2 홀더(108)는 제1 홀더(102)의 우측(도 3 기준)에서 단위 파이프(P2, 이하 '제2 단위 파이프')를 고정시킨다. 회전부(104)에 의해 제1 홀더(102)가 회전하고자 할 때 제2 홀더(108)가 개방(open, 홀더와 파이프가 이격)되면 제2 단위 파이프(P2)가 회전하고, 제2 홀더(108)가 폐쇄(closed, 홀더와 파이프가 밀착)되면 제2 단위 파이프(P2)가 회전하지 않게 된다. 또한, 이송부에 의해 제1 홀더(102)가 수평 방향으로 이동하고자 할 때 제2 홀더(108)가 개방되면 제2 단위 파이프(P2)가 전진 또는 후진하고, 제2 홀더(108)가 폐쇄되면 제2 단위 파이프(P2)는 이동하지 않는다.
제3 홀더(110)는 제1 단위 파이프(P1)를 고정시킨다. 제1 단위 파이프(P1)에 제2 단위 파이프(P2)를 연결하고자 할 경우, 제3 홀더(110)를 폐쇄시켜 제1 단위 파이프(P1)가 움직이지 않도록 한 상태에서 제2 홀더(108)를 개방시키고 제1 홀더(102)를 회전시키면 제2 단위 파이프(P2)가 회전하면서 제1 단위 파이프(P1)와 제2 단위 파이프(P2)가 연결되어 연결부(J)를 형성하게 된다. 전체 파이프를 전진 또는 후진시키거나 회전시키고자 할 경우에도 제2 홀더(108)와 제3 홀더(110)는 개방 상태가 된다.
이와 같이 파이프 구동부(100)는 로딩되어 고정된 제1 단위 파이프(P1)에 대하여 제2 단위 파이프(P2)를 회전시켜 제1 단위 파이프(P1)에 결합함으로써 전체 파이프 길이를 연장한다.
또한, 파이프 구동부(100)는 일측 단부의 특정 단위 파이프(일례로, 제2 단위 파이프(P2))를 회전시켜 전체 파이프를 회전시키거나, 일측 단부의 특정 단위 파이프(일례로, 제2 단위 파이프(P2))를 전진 또는 후진시켜 전체 파이프를 전진 또는 후진시킨다. 이를 통해 파이프 구동부(100)는 준설하고자 하는 슬러지나 제거하고자 하는 원유찌꺼기 내부로 방향조절부(200)와 스크류 펌프(300)를 침투시킨다.
파이프 가이드(112)는 파이프 구동부(100)가 구동하여 파이프의 전진과 후진 및 회전시 파이프가 위치를 이탈하지 않도록 가이드한다.
방향조절부(200)는 타측 단부의 특정 단위 파이프(일례로, 제1 단위 파이프(P1))에 구비된다. 방향조절부(200)는 전체 파이프의 진행방향에서 선두에 위치하여 슬러지나 원유찌꺼기 속에 침투하며, 전체 파이프의 진행방향을 조절한다.
방향조절부(200)는 경사평면(210)을 구비한다.
경사평면(210)은 타측 단부(도 1과 도 3 기준으로 우측 단부)의 특정 단위 파이프(P1) 단부에 결합되며, 단위 파이프(P1)의 중심축에 대하여 비스듬하게 구비되어 전체 파이프의 전진시 진행방향을 조절한다.
도 7(a)와 같이 방향조절부(200)의 경사평면(210) 단부(212)가 전진 방향의 상부를 향한 상태로 방향조절부(200)가 직진하면 방향조절부(200)가 지표면(또는 바닥면, 수평면)에 대하여 상승하게 된다.
도 7(b)와 같이 방향조절부(200)의 경사평면(210) 단부(212)가 전진 방향의 하부를 향한 상태로 방향 조절부(200)가 직진하면 방향조절부(200)가 지표면(또는 바닥면, 수평면)에 대하여 하강하게 된다.
도시되지 않았으나, 방향조절부(200)의 경사평면(210) 단부(212)가 전진 방향의 우측을 향한 상태로 방향조절부(200)가 직진하면 방향조절부(200)가 우측으로 휘어지고, 전진 방향의 좌측을 향한 상태로 방향조절부(200)가 직진하면 방향조절부(200)가 좌측으로 휘어지게 된다.
반면, 방향조절부(200)의 경사평면(210) 단부(212)가 회전하면서 직진하면 방향조절부(200)가 기 진행방향과 동일한 방향으로 전진하게 된다.
이와 같이 방향조절부(200)의 경사평면(210) 단부(212)의 위치를 조절하여 전진방향을 조절할 수 있다.
스크류 펌프(300)는 타측 단부의 특정 단위 파이프(P1)와 방향조절부(200) 사이에 구비되어 슬러지(또는 원유찌꺼기)를 단위 파이프 내부로 흡입한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 스크류 펌프(300)는 입구 플랜지(302), 배출부(304), 흡입 스풀(Suction Spool)(306), 원심 스크류 임펠러(308), 유압 모터(310), 및 연결 보호부(312)를 포함한다.
입구 플랜지(302)는 방향조절부(200) 측에 결합되어 슬러지를 흡입한다.
배출부(304)는 단위 파이프 측에 결합되어 입구 플랜지(302)를 통해 흡입된 슬러지를 단위 파이프 방향으로 전달한다.
흡입 스풀(306)은 입구 플랜지(302)와 배출부(304) 사이에 구비되며 입구 플랜지(302)에서 배출부(304) 방향으로 갈수록 내경이 커진다.
원심 스크류 임펠러(308)는 흡입 스풀(306) 내부에 구비되어 회전함으로써 흡입력을 제공한다.
유압 모터(310)는 원심 스크류 임펠러(308)에 회전동력을 제공한다.
스크류 펌프(300)는 슬러지나 원유찌꺼기와 같은 고점도 액체를 펌핑하여 파이프 내부로 이송시킴으로써, 파이프가 통과하는 부분의 슬러지 등을 신속하게 제거한다.
이와 같이 함으로써 본 발명은 슬러지 준설, 원유찌꺼기 제거 등에 있어 무인화를 지향하면서도 준설비용을 낮추고 작업속도를 향상시킬 수 있도록 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 - 파이프 구동부 102 - 제1 홀더
104 - 회전부 106 - 이송 가이드
108 - 제2 홀더 110 - 제3 홀더
200 - 방향조절부 210 - 경사평면
300 - 스크류 펌프 302 - 입구 플랜지
304 - 배출부 306 - 흡입 스풀
308 - 원심 스크류 임펠러 310 - 유압 모터
312 - 연결 보호부

Claims (3)

  1. 로딩할 단위 파이프를 적재하는 파이프 적재부;
    로딩되어 고정된 제1 단위 파이프에 대하여 제2 단위 파이프를 회전시켜 제1 단위 파이프에 결합함으로써 전체 파이프 길이를 연장하거나, 일측 단부의 특정 단위 파이프를 회전시켜 전체 파이프를 회전시키거나, 일측 단부의 특정 단위 파이프를 전진 또는 후진시켜 전체 파이프를 전진 또는 후진시키는 파이프 구동부; 및
    타측 단부의 특정 단위 파이프에 구비되며, 단위 파이프의 중심축에 대하여 비스듬한 경사평면이 구비되어 전체 파이프의 전진시 진행방향을 조절하는 방향조절부
    를 포함하며,
    타측 단부의 특정 단위 파이프와 방향조절부 사이에 구비되어 슬러지를 단위 파이프 내부로 흡입하는 스크류 펌프
    를 더 포함하며,
    방향조절부의 경사평면 단부가 전진 방향의 상부를 향한 상태로 방향조절부가 직진하면 방향조절부가 상승하고, 방향조절부의 경사평면 단부가 전진 방향의 하부를 향한 상태로 방향조절부가 직진하면 방향조절부가 하강하며, 방향조절부의 경사평면 단부가 회전하면서 직진하면 방향조절부가 기 진행방향과 동일한 방향으로 전진하는, 무인화 저비용 고속도의 방향성 준설장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    스크류 펌프는 방향조절부 측에 결합되어 슬러지를 흡입하는 입구 플랜지, 단위 파이프 측에 결합되어 입구 플랜지를 통해 흡입된 슬러지를 단위 파이프 방향으로 전달하는 배출부, 입구 플랜지와 배출부 사이에 구비되며 입구 플랜지에서 배출부 방향으로 갈수록 내경이 커지는 흡입 스풀(Suction Spool), 흡입 스풀 내부에 구비되어 회전함으로써 흡입력을 제공하는 원심 스크류 임펠러, 및 원심 스크류 임펠러에 회전동력을 제공하는 유압 모터를 포함하는, 무인화 저비용 고속도의 방향성 준설장치.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH06167034A (ja) * 1992-11-30 1994-06-14 Komatsu Doretsuji Syst Kk 採砂管の姿勢表示装置
JPH07268899A (ja) * 1994-03-29 1995-10-17 Toyo Constr Co Ltd 浚渫方法および浚渫装置
KR200229367Y1 (ko) * 2000-12-30 2001-07-19 주식회사 금정개발 흡입식 준설장치
JP2004084412A (ja) * 2002-08-29 2004-03-18 Sugano Farm Mach Mfg Co Ltd 暗渠排水パイプ敷設作業機

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