KR101564947B1 - 해양실험용 심해수조 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 해양실험용 심해수조가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해양실험용 심해수조는, 내부에 물이 수용되는 수조부와, 수조부의 바닥면 중 일부가 하부로 만입되어 형성된 피트부와, 피트부의 내측을 따라 이동하며 적어도 일부가 피트부 외부로 노출되도록 상승하는 가이드부와, 가이드부를 따라 이동하여 피트부의 하부와 수조부의 상부 사이를 이동하는 수심조절부재, 및 가이드부 및 수심조절부재 중 적어도 하나를 상하 방향으로 이동시키는 이동수단을 포함할 수 있다.

Description

해양실험용 심해수조{TEST BASIN}

본 발명은 해양실험용 심해수조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피트부의 수심을 조절하는 수심조절부재를 가이드하여 수면까지 올릴 수 있는 구조의 해양실험용 심해수조에 관한 것이다.

일반적으로, 해양 플랫폼(offshore platform)이 실제 해상에서 움직이는 운동 특성을 파악하고 이를 개선하기 위한 방법으로 모의실험을 수행한다. 즉, 해상상태를 재현할 수 있는 심해수조에 해양 플랫폼의 축소 모형을 띄운 후, 다양한 해상조건에서 모의실험을 수행하는 것이다. 특히, 심해에서 운용되는 텐션 레그 플랫폼(Tension Leg Platform; TLP)과 같은 해양 플랫폼의 운동 특성을 파악하기 위해서는 피트(pit)라고 하는 수심 30m 이상의 특수 수조가 필요하다. 이러한 피트는 심해수조의 일 측에 위치하며, 원형 또는 사각형 형상의 단면을 형성하며 심해수조의 하방으로 연장된다.

한편, 피트는 수심조절부재에 의해 수심이 조절된다. 즉, 피트 내부에 개재되는 수심조절부재에 인양장치를 연결한 후, 수심조절부재를 상하로 이동시킴으로써 피트의 수심을 조절하는 것이다. 그러나, 종래의 수심조절부재는 피트의 최상단까지만 올릴 수 있어 인양장치와 수심조절부재를 연결하기 위해서는 잠수부가 심해수조 내부로 직접 투입되어야 하는 단점이 있다. 또한, 해저면에 고정 설치되는 해양 플랫폼을 재현하기 위해서도 잠수부가 투입되어야 한다.

대한민국 등록특허 제10-1347347호 2013. 12. 26

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 피트부의 수심을 조절하는 수심조절부재를 가이드하여 수면까지 올릴 수 있는 구조의 해양실험용 심해수조를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 해양실험용 심해수조는, 내부에 물이 수용되는 수조부와, 상기 수조부의 바닥면 중 일부가 하부로 만입되어 형성된 피트부와, 상기 피트부의 내측을 따라 이동하며 적어도 일부가 상기 피트부 외부로 노출되도록 상승하는 가이드부와, 상기 가이드부를 따라 이동하여 상기 피트부의 하부와 상기 수조부의 상부 사이를 이동하는 수심조절부재, 및 상기 가이드부 및 상기 수심조절부재 중 적어도 하나를 상하 방향으로 이동시키는 이동수단을 포함한다.

상기 이동수단은, 상기 피트부와 상기 가이드부 사이 또는 상기 가이드부와 상기 수심조절부재 사이에 위치하여 상기 가이드부 또는 상기 수심조절부재를 밀어서 올리는 리프트일 수 있다.

상기 이동수단은, 중앙의 교차점이 축으로 결합된 한 쌍의 로드로 이루어진 링크부가 직렬로 연결되어 상기 한 쌍의 로드가 서로 근접하거나 이격되며 상기 가이드부 또는 상기 수심조절부재를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.

상기 가이드부 및 상기 수심조절부재 중 적어도 하나는 양성부력을 갖고 있어 물에 뜰 수 있다.

상기 이동수단은, 상기 가이드부 및 상기 수심조절부재 중 양성부력을 갖는 어느 하나에 연결된 와이어와, 상기 와이어를 감거나 푸는 윈치부를 포함할 수 있다.

상기 가이드부는 하부에 상기 와이어의 이동방향을 전환하는 도르래부를 더 포함하며, 상기 수심조절부재는 양성부력을 갖되 상기 와이어의 일단부는 상기 수심조절부재에 연결되고 타단부는 상기 가이드부의 외측에 위치할 수 있다.

상기 와이어와 상기 윈치부는 서로 분리 가능하게 결합될 수 있다.

상기 수조부 내측에 위치하는 판 형상의 수심조절판을 더 포함하되, 상기 수심조절판과 상기 수심조절부재는 수면 상에 부유하여 동일 평면을 형성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 피트부 내부에 개재되는 수심조절부재를 수면까지 올릴 수 있다. 따라서, 해저면에 고정 설치되는 해양 플랫폼을 재현하는 경우, 잠수부를 투입하지 않더라도 해양 플랫폼의 축소 모형을 수심조절부재에 직접 고정시킬 수 있다. 또한, 인양부와 수심조절부재를 용이하게 연결할 수 있어 작업효율이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양실험용 심해수조의 모습을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 해양실험용 심해수조를 A-A선으로 절단한 단면도이다.
도 3은 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양실험용 심해수조의 동작을 도시한 작동도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양실험용 심해수조의 동작을 도시한 작동도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해양실험용 심해수조의 동작을 도시한 작동도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 해양실험용 심해수조에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양실험용 심해수조의 모습을 도시한 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 해양실험용 심해수조(1)는 피트부(20) 내 수심을 조절하는 수심조절부재(도 2의 40 참조)를 가이드하여 수면까지 올릴 수 있는 구조의 수조로, 다양한 해상상태를 재현할 수 있다. 해양실험용 심해수조(1)는 피트부(20) 내부에 개재되는 수심조절부재(40)를 수면까지 올릴 수 있다. 따라서, 해저면에 고정 설치되는 해양 플랫폼을 재현하는 경우, 잠수부를 투입하지 않더라도 해양 플랫폼의 축소 모형(도 4의 M 참조)을 수심조절부재(40)에 직접 고정시킬 수 있다.

이하, 도 2를 참조하여 해양실험용 심해수조(1)에 관하여 구체적으로 설명한다. 도 2는 도 1의 해양실험용 심해수조를 A-A선으로 절단한 단면도이다.

본 발명에 따른 해양실험용 심해수조(1)는 수조부(10)와, 피트부(20)와, 피트부(20)의 내측에 개재되는 가이드부(30)와, 가이드부(30)의 내측에 개재되는 수심조절부재(40), 및 가이드부(30)와 수심조절부재(40)를 이동시키는 이동수단(50)을 포함한다.

수조부(10)는 통 형상의 부재로, 내부에 물이 수용된다. 도면 상에 도시되진 않았지만, 수조부(10)의 일 측에는 파도를 생성하는 조파장치가 설치되고 타 측에는 파도를 소멸하는 소파장치가 설치되어 해상상태를 재현할 수 있다. 수조부(10)의 저면에는 피트부(20)가 형성된다.

피트부(20)는 수조부(10)의 바닥면 중 일부가 하부로 만입되어 형성된 부분으로, 통상 40m 이상의 수심을 이루어 수조부(10)의 최대 수심을 형성한다. 도면 상에는 피트부(20)의 단면이 원형으로 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 피트부(20)의 단면은 사각형, 다각형 등으로 다양하게 변형될 수 있다. 피트부(20)의 내측에는 가이드부(30)가 개재된다.

가이드부(30)는 상단부가 개방되어 외부와 연통되는 통 형상의 부재로, 피트부(20)의 내부에 수용된다. 즉, 가이드부(30)는 횡단면 형상이 피트부(20)의 단면 형상에 대응되며, 피트부(20) 내부에 수직 방향으로 배치되어 상측이 수조부(10)와 연통된다. 가이드부(30)는 피트부(20)의 내측을 따라 이동하며 적어도 일부가 피트부(20) 외부, 즉, 수조부(10)로 노출되도록 상승할 수 있다. 가이드부(30)는 피트부(20)의 내측면으로부터 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정될 것은 아니며, 가이드부(30)는 피트부(20)의 내측면에 밀착되게 배치될 수도 있다. 이러한 가이드부(30)는 내부에 수심조절부재(40)가 개재된다.

수심조절부재(40)는 피트부(20)의 수심을 조절하는 판 형상의 부재로, 단면 형상이 가이드부(30)의 횡단면 형상에 대응된다. 수심조절부재(40)는 가이드부(30) 내부에 수용되어 가이드부(30) 내측면을 따라 상하 방향으로 이동하며 피트부(20)의 수심을 조절한다. 그러나, 수심조절부재(40)가 판 형상의 부재로 형성되는 것으로 한정될 것은 아니며, 수심조절부재(40)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 수심조절부재(40)는 가이드부(30)가 이동하여 피트부(20)의 외부로 노출된 경우, 가이드부(30)를 따라 이동하여 피트부(20)의 하부와 수조부(10)의 상부 사이를 이동할 수 있다.

한편, 가이드부(30)와 수심조절부재(40)는 이동수단(50)에 의해 이동할 수 있다. 이동수단(50)은 가이드부(30) 및 수심조절부재(40) 중 적어도 하나를 상하 방향으로 이동시키는 장치로, 제1 이동수단(51)과 제2 이동수단(52)을 포함한다.

제1 이동수단(51)은 가이드부(30)를 상하 방향으로 이동시키는 장치로, 피트부(20)와 가이드부(30) 사이에 위치하여 가이드부(30)를 밀어서 올리는 리프트(lift)로 형성된다. 제1 이동수단(51)은 제1 지지판(513)과, 제1 링크부(511) 및 제1 구동판(514)을 포함한다.

제1 지지판(513)은 일정한 두께를 갖는 판 형상의 부재로, 가이드부(30)의 외측 하부에 고정 결합된다. 즉, 제1 지지판(513)은 가이드부(30)에 결합되어 가이드부(30)를 지지하되, 가이드부(30)와 후술할 제1 링크부(511)를 서로 연결하는 역할을 한다. 제1 지지판(513)의 하측에는 적어도 한 쌍의 제1 장공(513a)이 형성된다. 한 쌍의 제1 장공(513a)은 동일 선상에 배치되며, 제1 링크부(511)는 한 쌍의 제1 장공(513a)의 내측에 각각 요철 결합되어 제1 장공(513a) 내부에서 슬라이딩 이동할 수 있다.

제1 링크부(511)는 제1 지지판(513)의 하측에 배치되며, 상하 방향으로 신축하며 가이드부(30)를 이동시킬 수 있다. 이 때, 제1 링크부(511)는 쌍을 이루며, 한 쌍의 제1 링크부(511)는 서로 평행하게 배치되어 제1 지지판(513)과 가이드부(30)를 좀 더 안정적으로 지지할 수 있다. 제1 링크부(511)는 중앙의 교차점이 축으로 결합된 한 쌍의 제1 로드(512)로 이루어진다. 제1 로드(512)는 일정한 길이를 갖는 막대 형상의 부재로, 전체 길이가 피트부(20)의 직경보다 짧게 형성될 수 있다. 이 때, 제1 로드(512)의 교차점은 힌지(hinge) 결합될 수 있다. 이러한 제1 링크부(511)가 직렬로 연결되어 한 쌍의 제1 로드(512)가 서로 근접하거나 이격되면, 가이드부(30)는 상하 방향으로 이동하게 된다. 최외곽에 배치되는 제1 링크부(511)의 양단은 각각 전술한 제1 지지판(513)과 제1 구동판(514)에 결합된다.

제1 구동판(514)은 일정한 두께를 갖는 판 형상의 부재로, 피트부(20)의 내측 하부에 고정 결합된다. 제1 구동판(514)의 상측에는 적어도 한 쌍의 제1 장공(514a)이 형성된다. 한 쌍의 제1 장공(514a)은 동일 선상에 배치되며, 제1 링크부(511)는 한 쌍의 제1 장공(514a) 내측에 각각 요철 결합되어 제1 장공(514a) 내부에서 슬라이딩 이동할 수 있다. 즉, 제1 지지판(513)의 제1 장공(513a)와 제1 구동판(514)의 제1 장공(514a)은 이격되어 서로 마주보며 배치된다.

제1 구동판(514)은 내측에 구동모터(도시되지 않음)을 구비하며, 구동모터는 일 측이 제1 장공(514a)를 관통하여 제1 링크부(511)와 연결될 수 있다. 따라서, 구동모터가 제1 링크부(511)에 구동력을 제공하면, 제1 로드(512)의 일단부는 제1 장공(514a) 내부에서 슬라이딩 이동하게 되고, 타단부는 제1 장공(513a) 내부에서 슬라이딩 이동하여 한 쌍의 제1 로드(512)는 축을 중심으로 회동하게 된다. 한 쌍의 제1 로드(512)가 회동하여 서로 근접하거나 이격됨에 따라 제1 링크부(511)는 상하 방향으로 신축하게 된다. 상하 방향으로 신축하는 제1 링크부(511)에 의해 가이드부(30)는 피트부(20)의 내측을 따라 상하 방향으로 이동하여 피트부(20)의 외부로 노출되거나 내부에 수용될 수 있다. 전술한 대로, 가이드부(30)는 피트부(20)의 내측면으로부터 소정 간격 이격되어 배치되므로, 간섭없이 원활하게 이동할 수 있다.

제2 이동수단(52)은 수심조절부재(40)를 상하 방향으로 이동시키는 장치로, 가이드부(30)와 수심조절부재(40) 사이에 위치하여 수심조절부재(40)를 밀어서 올리는 리프트(lift)로 형성된다. 제2 이동수단(52)은 제2 지지판(523)과, 제2 링크부(521) 및 제2 구동판(524)을 포함한다.

제2 지지판(523)은 일정한 두께를 갖는 판 형상의 부재로, 수심조절부재(40)의 하측에 고정 결합된다. 즉, 제2 지지판(523)은 수심조절부재(40)에 결합되어 수심조절부재(40)를 지지하되, 수심조절부재(40)와 후술할 제2 링크부(521)를 서로 연결하는 역할을 한다. 제2 지지판(523)의 하측에는 적어도 한 쌍의 제2 장공(523a)이 형성된다. 한 쌍의 제2 장공(523a)은 동일 선상에 배치되며, 제2 링크부(521)는 한 쌍의 제2 장공(523a)의 내측에 각각 요철 결합되어 제2 장공(523a) 내부에서 슬라이딩 이동할 수 있다.

제2 링크부(521)는 제2 지지판(523)의 하측에 배치되며, 상하 ?향으로 신축하며 수심조절부재(40)를 이동시킬 수 있다. 이 때, 제2 링크부(521)는 쌍을 이루며, 한 쌍의 제2 링크부(521)는 서로 평행하게 배치되어 제2 지지판(523)과 수심조절부재(40)를 좀 더 안정적으로 지지할 수 있다. 제2 링크부(521)는 중앙의 교차점이 축으로 결합된 한 쌍의 제2 로드(522)로 이루어진다. 제2 로드(522)는 일정한 길이를 갖는 막대 형상의 부재로, 전체 길이가 가이드부(30)의 직경보다 짧게 형성될 수 있다. 이 때, 제2 로드(522)의 교차점은 힌지 결합될 수 있다. 이러한 제2 링크부(521)가 직렬로 연결되어 한 쌍의 제2 로드(522)가 서로 근접하거나 이격되면, 수심조절부재(40)는 상하 방향으로 이동하게 된다. 최외곽에 배치되는 제2 링크부(521)의 양단은 각각 전술한 제2 지지판(523)과 제2 구동판(524)에 결합된다.

제2 구동판(524)은 일정한 두께를 갖는 판 형상의 부재로, 가이드부(30)의 내측 하부에 고정 결합된다. 제2 구동판(524)의 상측에는 적어도 한 쌍의 제2 장공(524a)이 형성된다. 한 쌍의 제2 장공(524a)은 동일 선상에 배치되며, 제2 링크부(521)는 한 쌍의 제2 장공(524a) 내측에 각각 요철 결합되어 제2 장공(524a) 내부에서 슬라이딩 이동할 수 있다. 즉, 제2 지지판(523)의 제2 장공(523a)과 제2 구동판(524)의 제2 장공(524a)은 이격되어 서로 마주보며 배치된다.

제2 구동판(524)은 내측에 구동모터(도시되지 않음)를 구비하며, 구동모터는 일 측이 제2 장공(524a)을 관통하여 제2 링크부(521)와 연결될 수 있다. 따라서, 구동모터가 제2 링크부(521)에 구동력을 제공하면, 제2 로드(522)의 일단부는 제2 장공(524a) 내부에서 슬라이딩 이동하게 되고, 타단부는 제2 장공(523a) 내부에서 슬라이딩 이동하여 한 쌍의 제2 로드(522)는 축을 중심으로 회동하게 된다. 한 쌍의 제2 로드(522)가 회동하여 서로 근접하거나 이격됨에 따라 제2 링크부(521)는 상하 방향으로 신축하게 된다. 상하 방향으로 신축하는 제2 링크부(521)에 의해 수심조절부재(40)는 가이드부(30)의 내측을 따라 상하 방향으로 이동하여 피트부(20)의 수심을 조절할 수 있다. 그러나, 제2 이동수단(52)이 리프트로 형성되어 수심조절부재(40)를 밀어 올리는 구조로 한정될 것은 아니며, 수심조절부재(40)를 승강시킬 수 있는 다양한 구조로 변형될 수 있다. 예를 들어, 제2 이동수단(52)은 수심조절부재(40)에 연결된 와이어를 감거나 풀어 수심조절부재(40)를 승강시킬 수도 있다.

수조부(10)는 내측에 수심조절판(60)이 위치한다. 수심조절판(60)은 판 형상의 부재로, 상하 방향으로 이동하며 수조부(10)의 전체 수심을 조절한다. 즉, 수심조절판(60)이 부유되는 위치를 조절함으로써 수조부(10) 전체의 수심을 조절하는 것이다. 수심조절판(60)은 부력체로 형성되어 항상 물 위에 떠오르려고 하는데, 일 측이 별도의 인양장치(61)와 연결되어 있어 부유되는 위치가 조절될 수 있다.

인양장치(61)는 수조부(10)의 외측에 설치되며, 윈치(winch) 또는 도르래 등으로 형성되어 로프를 감거나 풀며 수심조절판(60)의 위치를 조절할 수 있다. 예를 들어, 인양장치(61)가 로프를 최대한 감아 올리면, 수심조절판(60)은 수조부(10)의 저면에 배치되고, 로프를 최대한 풀어 내리면, 수심조절판(60)은 수면 상에 부유하게 된다.

제1 이동수단(51)은 가이드부(30)에 개재되는 수심조절부재(40)가 수조부(10)의 수면과 동일 선상에 배치될 때까지 가이드부(30)를 상승시킬 수 있다. 다시 말해, 제1 이동수단(51)은 가이드부(30)를 상승시켜 수심조절부재(40)가 수조부(10)의 수면과 동일 선상에 배치되도록 한다. 이 때, 인양장치(61)는 로프를 최대한 풀어 수심조절판(60)이 수면 상에 부유하도록 할 수 있다. 즉, 수심조절판(60)과 수심조절부재(40)는 수면 상에 부유하여 동일 평면을 형성할 수 있다. 수심조절판(60)과 수심조절부재(40)가 동일 평면을 형성하면, 작업자는 수심조절판(60)과 수심조절부재(40) 위를 지나다니며 작업할 수 있다. 특히, 수면 위에서 해양 플랫폼의 축소 모형(M)을 수심조절부재(40)에 고정시킬 수 있어 신속하고 안전하게 작업을 수행할 수 있다. 따라서, 작업효율이 향상될 수 있다.

수조부(10)의 상측에는 상부구조물(70)이 위치한다. 상부구조물(70)은 철골부재를 조립하여 만든 구조물로, 일 측이 수조부(10)의 상단에 형성된 이동레일(R)과 결합되어 이동레일(R)을 따라 수평 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있다. 상부구조물(70)의 일 측에는 인양부(71)가 설치된다.

인양부(71)는 상부구조물(70)에 설치되어 각종 구조물, 예를 들어, 해양 플랫폼의 축소 모형(M) 등을 승강시키는 것으로, 전기 모터로 구동하는 윈치나 도르래 등으로 형성될 수 있다. 인양부(71)는 인양로프(72)와 인양고리(73)를 포함하며, 모터의 구동에 따라 원통형의 드럼에 인양로프(72)를 감거나 풀 수 있다. 인양로프(72)는 각종 구조물의 하중을 견딜 수 있는 충분한 장력과 내구력을 갖도록 형성되며, 단부에 인양고리(73)가 결합된다. 따라서, 인양부(71)는 구조물과 용이하게 연결될 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 해양실험용 심해수조(1)의 동작과정에 관하여 좀 더 상세히 설명한다.

도 3은 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양실험용 심해수조의 동작을 도시한 작동도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 해양실험용 심해수조(1)는 피트부(20) 내부에 개재되는 수심조절부재(40)를 수면까지 올릴 수 있다. 따라서, 해저면에 고정 설치되는 해양 플랫폼을 재현하는 경우, 잠수부를 투입하지 않더라도 해양 플랫폼의 축소 모형(M)을 수심조절부재(40)에 직접 고정시킬 수 있어 신속하고 안전하게 작업을 수행할 수 있다.

먼저, 도 3을 참조하여 설명하면, 제1 이동수단(51)과 제2 이동수단(52)을 이용하여 가이드부(30)와 수심조절부재(40)를 각각 상방으로 이동시킨다.

제1 구동판(514)의 내측에 구비된 구동모터가 제1 링크부(511)에 구동력을 제공하면, 한 쌍의 제1 로드(512)의 일측 단부는 한 쌍의 제1 장공(514a) 내부에서 각각 슬라이딩 이동하여 서로 근접한 상태로 배치되고, 타측 단부는 한 쌍의 제1 장공(513a) 내부에서 각각 슬라이딩 이동하여 서로 근접한 상태로 배치된다. 제1 로드(512)의 양측 단부가 각각 한 쌍의 제1 장공(514a, 513a) 내부에 근접하게 배치됨으로써, 한 쌍의 제1 로드(512)는 서로 이격되어 연장되게 배치된다. 제1 링크부(511)가 연장됨에 따라 가이드부(30)는 피트부(20) 내측면을 따라 상방으로 이동하여 피트부(20)의 외부로 노출된다.

또한, 제2 구동판(524)의 내측에 구비된 구동모터가 제2 링크부(521)에 구동력을 제공하면, 한 쌍의 제2 로드(522)의 일측 단부는 한 쌍의 제2 장공(524a) 내부에서 각각 슬라이딩 이동하여 서로 근접한 상태로 배치되고, 타측 단부는 한 쌍의 제2 장공(523a) 내부에서 각각 슬라이딩 이동하여 서로 근접한 상태로 배치된다. 제2 로드(522)의 양측 단부가 각각 한 쌍의 제2 장공(524a, 523a) 내부에 근접하게 배치됨으로써, 한 쌍의 제2 로드(522)는 서로 이격되어 연장되게 배치된다. 제2 링크부(521)가 연장됨에 따라 수심조절부재(40)는 상방으로 이동하여 가이드부(30) 상측에 배치된다.

이 때, 제1 이동수단(51)은 가이드부(30)의 상측에 배치된 수심조절부재(40)가 수조부(10)의 수면과 동일 선상에 배치될 때까지 가이드부(30)를 상승시킨다. 그러나, 제1 링크부(511)가 최대한 연장되더라도 가이드부(30)의 하단부는 피트부(20) 내측에 위치하여 가이드부(30)가 좌우로 흔들리는 것을 방지할 수 있다. 가이드부(30)의 상승 시, 인양장치(61)는 수심조절판(60)을 부상시켜 수심조절판(60)과 수심조절부재(40)가 수면 상에 부유하여 동일 평면을 형성하도록 할 수 있다.

이어서, 도 4를 참조하면, 수심조절부재(40)에 해양 플랫폼의 축소 모형(M)을 설치한다.

수심조절판(60)과 수심조절부재(40)가 수면 상에 부유하여 동일 평면을 형성하면, 작업자는 수심조절판(60)과 수심조절부재(40) 위를 지나다니며 작업할 수 있다. 따라서, 잠수부가 투입되지 않더라도 해양 플랫폼의 축소 모형(M)을 수심조절부재(40)에 직접 고정시킬 수 있다. 이 때, 인양부(71)는 해양 플랫폼의 축소 모형(M)을 인양하여 작업이 원활하게 진행되도록 할 수 있다. 제1 링크부(511)와 제2 링크부(521)는 각각 연장된 상태로 배치되어 가이드부(30)와 수심조절부재(40)를 안정적으로 지지한다.

이어서, 도 5를 참조하면, 제1 이동수단(51)과 제2 이동수단(52)을 이용하여 가이드부(30)와 수심조절부재(40)를 각각 하방으로 이동시킨다.

구동모터가 제1 링크부(511)에 구동력을 제공하면, 제1 로드(512)의 일측 단부는 한 쌍의 제1 장공(514a) 내부에서 각각 슬라이딩 이동하여 점차 이격되고, 타측 단부는 한 쌍의 제1 장공(513a) 내부에서 각각 슬라이딩 이동하여 점차 이격된다. 제1 로드(512)의 양측 단부가 각각 한 쌍의 제1 장공(514a, 513a) 내부에서 점차 이격됨에 따라 한 쌍의 제1 로드(512)는 점차 중첩되게 배치되고, 이로 인해, 가이드부(30)는 하방으로 이동하여 피트부(20) 내부로 수용된다. 이 때, 인양장치(61)는 수면 상에 부유하던 수심조절판(60)을 다시 침강시켜 수조부(10)의 저면에 배치되도록 한다.

또한, 구동모터가 제2 링크부(521)에 구동력을 제공하면, 제2 로드(522)의 일측 단부는 한 쌍의 제2 장공(524a) 내부에서 각각 슬라이딩 이동하여 점차 이격되고, 타측 단부는 한 쌍의 제2 장공(523a) 내부에서 각각 슬라이딩 이동하여 점차 이격된다. 제2 로드(522)의 양측 단부가 각각 한 쌍의 제2 장공(524a, 523a) 내부에서 점차 이격됨에 따라 한 쌍의 제2 로드(522)는 점차 중첩되게 배치되고, 이로 인해, 수심조절부재(40)는 하방으로 이동하여 피트부(20)의 수심을 조절할 수 있다. 이 때, 구현하고자 하는 수심이 낮을수록 제2 로드(522)를 중첩되게 배치하여 수심조절부재(40)를 더욱 하강시킬 수 있다.

수심조절부재(40)가 구현하고자 하는 수심에 위치하게 되면, 제2 이동수단(52)은 작동을 중단하며, 해양 플랫폼의 축소 모형(M)은 수면 상에 부유한 상태로 배치되어 모의실험을 수행할 수 있다.

이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양실험용 심해수조(1)에 관하여 상세히 설명한다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양실험용 심해수조의 동작을 도시한 작동도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 해양실험용 심해수조(1)는 제1 이동수단(51a)과 제2 이동수단(52a)이 와이어와 윈치로 구동되며, 가이드부(30) 및 수심조절부재(40) 중 적어도 하나가 양성부력을 갖고 있어 물에 뜬다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양실험용 심해수조(1)는 제1 이동수단(51a)과 제2 이동수단(52a)이 와이어와 윈치로 구동되며, 가이드부(30) 및 수심조절부재(40) 중 적어도 하나가 양성부력을 갖고 있어 물에 뜨는 것을 제외하면 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되, 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.

가이드부(30) 및 수심조절부재(40) 중 적어도 하나는 양성부력을 갖고 있어 물에 뜰 수 있다. 이하, 가이드부(30)가 음성부력을 갖고 수심조절부재(40)는 양성부력을 갖는 구조에 대해 보다 중점적으로 설명한다.

가이드부(30)는 음성부력을 갖도록 형성된다. 즉, 가이드부(30)는 독립적으로 가라 앉으려고 하는 성질을 갖고 있어 피트부(20) 내부에 수용된 상태로 배치될 수 있다. 이러한 가이드부(30)는 제1 이동수단(51a)에 의해 피트부(20) 내측을 따라 상하 방향으로 이동할 수 있다.

제1 이동수단(51a)은 제1 와이어(531)와 윈치부(54) 및 제1 도르래부(531a)를 포함한다.

제1 와이어(531)는 가이드부(30)에 연결되어 가이드부(30)를 상하 방향으로 이동시키는 것으로, 가이드부(30)의 하중을 충분히 견딜 수 있는 충분한 장력과 내구력을 갖도록 형성된다. 제1 와이어(531)는 윈치부(54)에 의해 감기거나 풀릴 수 있다. 윈치부(54)는 수조부(10)의 바닥부에 설치되며, 모터의 구동에 따라 원통형의 드럼에 제1 와이어(531)를 감거나 풀 수 있다. 따라서, 윈치부(54)가 제1 와이어(531)를 감아 올리면, 가이드부(30)는 피트부(20) 내측을 따라 상방으로 이동하게 된다. 이 때, 제1 이동수단(51a)은 가이드부(30)의 상측에 배치되는 수심조절부재(40)가 수조부(10)의 수면과 동일 선상에 배치될 때까지 가이드부(30)를 상승시킬 수 있다. 그러나, 제1 와이어(531)가 최대한 감아지더라도 가이드부(30)의 하단부는 피트부(20) 내측에 위치하여 가이드부(30)가 좌우로 흔들리는 것을 방지할 수 있다. 반대로, 제1 와이어(531)를 풀어 내리면, 가이드부(30)는 가라 앉으려는 성질에 의해 하방으로 하강하여 원래 위치로 복귀하게 된다.

이 때, 가이드부(30)는 하부에 제1 도르래부(531a)가 배치될 수 있다. 제1 도르래부(531a)는 제1 와이어(531)의 이동방향을 전환시키기 위한 것으로, 회전축이 고정된 고정 도르래 형상으로 형성될 수 있다. 제1 도르래부(531a)는 도 6에 도시된 바와 같이, 가이드부(30)의 외측 하부와 피트부(20)의 내측 상부에 각각 회전 가능하게 결합될 수 있다. 다시 말해, 제1 도르래부(531a)는 회전축이 피트부(20)의 내측 상부와 가이드부(30)의 외측 하부에 각각 고정되며, 회전축을 중심으로 회전하여 제1 와이어(531)의 이동방향을 전환시킨다. 이 때, 제1 도르래부(531a)는 가이드부(30)의 양측으로 복수 개가 배치되어 가이드부(30)를 좀 더 안정적으로 지지할 수 있다. 제1 와이어(531)는 가이드부(30)의 외측 하부에 결합되는 제1 도르래부(531a)와 피트부(20)의 내측 상부에 결합되는 제1 도르래부(531a)를 서로 연결하며, 윈치부(54)에 의해 감기거나 풀어져 가이드부(30)를 상하 방향으로 이동시킨다.

한편, 수심조절부재(40)는 양성부력을 갖도록 형성된다. 즉, 수심조절부재(40)는 독립적으로 떠오르려고 하는 성질을 갖고 있어 항상 가이드부(30)의 상측에 위치할 수 있다. 이 때, 가이드부(30)는 상단부가 단턱 구조로 형성되어 수심조절부재(40)가 가이드부(30)로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 수심조절부재(40)는 제2 이동수단(52a)에 의해 가이드부(30)를 따라 상하 방향으로 이동할 수 있다.

제2 이동수단(52a)는 제2 와이어(532)와 제2 도르래부(532a)를 포함한다.

제2 와이어(532)는 수심조절부재(40)에 연결되어 수심조절부재(40)를 상하 방향으로 이동시키는 것으로, 총 길이가 가이드부(30)의 높이에 두 배로 형성될 수 있다. 제2 와이어(532)는 일단부가 수심조절부재(40)에 연결되고 타단부는 가이드부(30)의 내측 하부에 고정 설치된 제2 도르래부(532a)를 통과하여 가이드부(30)의 외측 상부로 돌출된다. 따라서, 가이드부(30)의 외측 상부로 돌출된 제2 와이어(532)의 단부를 상방으로 당기거나 원래 위치로 놓으면, 수심조절부재(40)가 상하 방향으로 이동할 수 있다. 이 때, 제2 와이어(532)는 가이드부(30)의 상단부를 관통하여 외측으로 돌출되며, 단부에 고리부(533)가 결합되어 있어 가이드부(30)의 상단부로부터 이탈하지 않고 상부구조물(70)의 인양부(71)와 연결될 수 있다. 즉, 인양부(71)가 제2 와이어(532)를 당기거나 놓으면, 수심조절부재(40)는 가이드부(30) 내부에서 상하 방향으로 이동하게 된다. 그러나, 제2 와이어(532)의 단부가 인양부(71)와 연결되는 것으로 한정될 것은 아니며, 제2 와이어(532)는 별도의 제2 윈치부(도시되지 않음)와 서로 분리 가능하게 결합될 수도 있다.

제2 도르래부(532a)는 제1 도르래부(531a)와 같이 회전축이 고정된 고정 도르래 형상으로 형성되어 제2 와이어(532)의 이동방향을 전환시킬 뿐만 아니라 제2 와이어(532)에 가해지는 마찰을 최소화시킬 수 있다. 제2 도르래부(532a)는 도 6에 도시된 바와 같이, 회전축이 가이드부(30)의 내측 하부, 특히, 모서리 쪽에 고정되며, 회전축을 중심으로 회전하여 제2 와이어(532)의 이동방향을 전환시킨다. 그러나, 수심조절부재(40)가 제2 와이어(532)에 의해 이동하는 구조로 한정될 것은 아니며, 수심조절부재(40)를 승강시킬 수 있는 구조로 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 수심조절부재(40)는 전술한 제2 링크부(521)와 같이 상하 방향으로 신축하는 구동장치에 의해 이동할 수도 있다.

도 6을 참조하면, 가이드부(30)는 제1 이동수단(51a)에 의해 피트부(20) 내부에 수용되고, 수심조절부재(40)는 제2 이동수단(52a)에 의해 가이드부(30)의 상측에 배치된다. 즉, 윈치부(54)는 제1 와이어(531)를 풀어 내려 가이드부(30)를 피트부(20) 내부에 수용시킨다.

이어서, 도 7을 참조하면, 제1 이동수단(51a)을 이용하여 가이드부(30)를 상방으로 이동시킨다.

윈치부(54)가 제1 와이어(531)를 감아 올리면, 가이드부(30)는 피트부(20) 내측면을 따라 상방으로 이동하여 피트부(20) 외부로 노출된다. 이 때, 제1 이동수단(51a)는 가이드부(30)의 상측에 부유하는 수심조절부재(40)가 수조부(10)의 수면과 동일 선상에 배치될 때까지 가이드부(30)를 상승시킨다. 가이드부(30)의 상승 시, 인양장치(61)는 수심조절판(60)을 부상시켜 수심조절판(60)과 수심조절부재(40)가 수면 상에 부유하여 동일 평면을 형성하도록 한다.

수심조절판(60)과 수심조절부재(40)가 동일 평면을 형성하면, 작업자는 수심조절판(60)과 수심조절부재(40) 위를 지나다니며 작업할 수 있다. 따라서, 잠수부가 투입되지 않더라도 인양부(71)의 인양고리(73)와 제2 와이어(532)의 고리부(533)를 용이하게 연결할 수 있다. 도면 상에 도시되지는 않았지만, 인양부(71)와 수심조절판(60)을 연결하는 작업과, 수심조절판(60)에 축소 모형(M)을 설치하는 작업을 동시에 수행할 수도 있다.

이어서, 도 8을 참조하면, 제1 이동수단(51a)과 제2 이동수단(52a)을 이용하여 가이드부(30)와 수심조절부재(40)를 각각 하방으로 이동시킨다.

윈치부(54)는 제1 와이어(531)를 풀어 내려 가이드부(30)를 하방으로 이동시킨다. 제1 와이어(531)가 풀어짐에 따라 가이드부(30)는 하방으로 이동하여 피트부(20) 내부로 수용된다. 이 때, 인양장치(61)는 수면 상에 부유하던 수심조절판(60)을 다시 침강시켜 수조부(10)의 저면에 배치되도록 한다. 가이드부(30)가 하방으로 이동함으로써, 고리부(533)와 연결된 인양고리(73)도 하방으로 이동하게 되며, 인양로프(72)는 풀어 내려진다.

가이드부(30)가 피트부(20)의 내부에 완전히 수용되면, 인양부(71)는 풀어 내려진 인양로프(72)를 다시 감아 올린다. 인양로프(72)가 감아 올려짐에 따라 인양고리(73)와 고리부(533)가 상방으로 이동하게 되며, 제2 와이어(532)가 당겨지게 된다. 따라서, 가이드부(30)의 상측에 부유하는 수심조절부재(40)는 점차 하강하게 된다. 이 때, 구현하고자 하는 수심이 낮을수록 인양로프(72)를 많이 감아 올려 수심조절부재(40)를 더욱 하강시킬 수 있다.

수심조절부재(40)가 구현하고자 하는 수심에 위치하게 되면, 인양부(71)는 작동을 중단하여 수심조절부재(40)을 일정한 위치에 고정시킨다.

이하, 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해양실험용 심해수조(1)에 관하여 상세히 설명한다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해양실험용 심해수조의 동작을 도시한 작동도이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해양실험용 심해수조(1)는 제1 이동수단(51b)과 제2 이동수단(52b)이 와이어와 윈치로 구동되며, 가이드부(30)와 수심조절부재(40)가 모두 양성부력을 갖고 있어 물에 뜬다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해양실험용 심해수조(1)는 제1 이동수단(51b)과 제2 이동수단(52b)이 와이어와 윈치로 구동되며, 가이드부(30)와 수심조절부재(40)가 모두 양성부력을 갖고 있어 물에 뜨는 것을 제외하면 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되, 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.

가이드부(30)는 양성부력을 갖도록 형성된다. 즉, 가이드부(30)는 독립적으로 떠오르려고 하는 성질을 갖고 있어 피트부(20) 내부로부터 이탈하려는 상태로 배치될 수 있다. 이러한 가이드부(30)는 제1 이동수단(51b)에 의해 피트부(20) 내측을 따라 상하 방향으로 이동할 수 있다.

제1 이동수단(51b)은 제1 와이어(531)와 윈치부(54) 및 제1 도르래부(531a)를 포함한다.

제1 와이어(531)는 일단부가 가이드부(30)에 연결되고 타단부가 윈치부(54)에 연결되어 윈치부(54)에 의해 감기거나 풀릴 수 있다. 윈치부(54)는 수조부(10)의 바닥부에 설치되며, 모터의 구동에 따라 제1 와이어(531)를 감거나 풀 수 있다.

이 때, 가이드부(30)는 하부에 제1 도르래부(531a)가 배치될 수 있다. 제1 도르래부(531a)는 제1 와이어(531)의 이동방향을 전환시키기 위한 것으로, 회전축이 고정된 고정 도르래 형상으로 형성될 수 있다. 제1 도르래부(531a)는 도 9에 도시된 바와 같이, 피트부(20)의 하부 중앙과, 하부 모서리 및 내측 상부에 각각 회전 가능하게 결합될 수 있다. 다시 말해, 제1 도르래부(531a)는 회전축이 피트부(20)의 하부 중앙과 하부 모서리, 및 내측 상부에 각각 고정되며, 회전축을 중심으로 회전하여 제1 와이어(531)의 이동방향을 전환시킨다. 제1 와이어(531)는 각각의 제1 도르래부(531a)를 서로 연결하며, 윈치부(54)에 의해 감기거나 풀어져 가이드부(30)를 상하 방향으로 이동시킨다.

도 9를 참조하면, 가이드부(30)는 제1 이동수단(51b)에 의해 피트부(20) 내부에 수용되고, 수심조절부재(40)는 제2 이동수단(52b)에 의해 가이드부(30)의 상측에 배치된다. 즉, 윈치부(54)는 제1 와이어(531)를 감아 올려 가이드부(30)를 피트부(20) 내부에 수용시킨다.

이어서, 도 10을 참조하면, 제1 이동수단(51b)을 이용하여 가이드부(30)를 상방으로 이동시킨다.

윈치부(54)가 제1 와이어(531)를 풀어 내리면, 떠오르려는 성질의 가이드부(30)는 피트부(20) 내측면을 따라 상방으로 이동하여 피트부(20) 외부로 노출된다. 이 때, 제1 이동수단(51b)은 가이드부(30)의 상측에 부유하는 수심조절부재(40)가 수조부(10)의 수면과 동일 선상에 배치될 때까지 가이드부(30)를 상승시킨다. 가이드부(30)의 상승 시, 인양장치(61)는 수심조절판(60)을 부상시켜 수심조절판(60)과 수심조절부재(40)가 수면 상에 부유하여 동일 평면을 형성하도록 한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 해양실험용 심해수조 10: 수조부
20: 피트부 30: 가이드부
40: 수심조절부재 50: 이동수단
51, 51a, 51b: 제1 이동수단 511: 제1 링크부
512: 제1 로드 513: 제1 지지판
514: 제1 구동판 513a, 514a: 제1 장공
52, 52a, 52b: 제2 이동수단 521: 제2 링크부
522: 제2 로드 523: 제2 지지판
524: 제2 구동판 523a, 524a: 제2 장공
531: 제1 와이어 531a: 제1 도르래부
532: 제2 와이어 532a: 제2 도르래부
533: 고리부 54: 윈치부
60: 수심조절판 61: 인양장치
70: 상부구조물 71: 인양부
72: 인양로프 73: 인양고리
M: 해양 플랫폼의 축소 모형 R: 이동레일

Claims (8)

1. 내부에 물이 수용되는 수조부;
   상기 수조부의 바닥면 중 일부가 하부로 만입되어 형성된 피트부;
   상기 피트부의 내측을 따라 이동하며 적어도 일부가 상기 피트부 외부로 노출되도록 상승하는 가이드부;
   상기 가이드부를 따라 이동하여 상기 피트부의 하부와 상기 수조부의 상부 사이를 이동하는 수심조절부재; 및
   상기 가이드부 및 상기 수심조절부재 중 적어도 하나를 상하 방향으로 이동시키는 이동수단을 포함하는 해양실험용 심해수조.
2. 제1 항에 있어서, 상기 이동수단은,
   상기 피트부와 상기 가이드부 사이 또는 상기 가이드부와 상기 수심조절부재 사이에 위치하여 상기 가이드부 또는 상기 수심조절부재를 밀어서 올리는 리프트인 해양실험용 심해수조.
3. 제2 항에 있어서, 상기 이동수단은,
   중앙의 교차점이 축으로 결합된 한 쌍의 로드로 이루어진 링크부가 직렬로 연결되어 상기 한 쌍의 로드가 서로 근접하거나 이격되며 상기 가이드부 또는 상기 수심조절부재를 상하 방향으로 이동시키는 해양실험용 심해수조.
4. 제1 항에 있어서, 상기 가이드부 및 상기 수심조절부재 중 적어도 하나는 양성부력을 갖고 있어 물에 뜨는 해양실험용 심해수조.
5. 제4 항에 있어서, 상기 이동수단은,
   상기 가이드부 및 상기 수심조절부재 중 양성부력을 갖는 어느 하나에 연결된 와이어와, 상기 와이어를 감거나 푸는 윈치부를 포함하는 해양실험용 심해수조.
6. 제5 항에 있어서, 상기 가이드부는 하부에 상기 와이어의 이동방향을 전환하는 도르래부를 더 포함하며, 상기 수심조절부재는 양성부력을 갖되 상기 와이어의 일단부는 상기 수심조절부재에 연결되고 타단부는 상기 가이드부의 외측에 위치하는 해양실험용 심해수조.
7. 제6 항에 있어서, 상기 와이어와 상기 윈치부는 서로 분리 가능하게 결합되는 해양실험용 심해수조.
8. 제1 항에 있어서, 상기 수조부 내측에 위치하는 판 형상의 수심조절판을 더 포함하되, 상기 수심조절판과 상기 수심조절부재는 수면 상에 부유하여 동일 평면을 형성하는 해양실험용 심해수조.

Images