KR101629407B1 - 개폐형 케이블 가이드를 구비한 해저 케이블 매설기 - Google Patents

개폐형 케이블 가이드를 구비한 해저 케이블 매설기 Download PDF

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신수철
박상진
한대현
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주식회사 해천
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
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    • H02G9/02—Installations of electric cables or lines in or on the ground or water laid directly in or on the ground, river-bed or sea-bottom; Coverings therefor, e.g. tile

Abstract

본 발명은 개폐형 케이블 가이드를 구비한 해저 케이블 매설기에 관한 것으로, 케이블을 안내하기 위하여 디깅프레임 일체형의 케이블 가이드홈을 구비하면서도 해저면을 굴착할 때 발생하는 토사가 케이블 가이드홈으로 유입하지 않도록 효과적으로 차단함으로써 케이블의 이동을 원활하게 하고 마찰접촉에 의한 손상을 방지할 수 있도록 한 것이다.
이러한 본 발명은, 본체프레임과; 상기 본체프레임의 좌편과 우편에 각각 설치되어 해저면을 따라 슬라이딩되는 한 쌍의 스키드와; 상기 본체프레임의 선단부에 설치되어 해저면을 터파기하는 쟁기와; 상기 본체프레임의 후단부에 설치되어 상기 쟁기에 의해 터파기된 해저면을 굴착하는 디깅프레임을 포함하며, 상기 디깅프레임은, 상기 디깅프레임의 길이방향을 따라 요입된 형태로 형성되어 해저면에 매설될 케이블을 안내하는 가이드홈을 구비하고, 상기 가이드홈을 개폐 가능하도록 설치되어 해저면의 굴착시 발생하는 토사의 유입을 차단할 수 있도록 한 개폐도어를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

개폐형 케이블 가이드를 구비한 해저 케이블 매설기{SUBMARINE CABLES BURING MACHINE WITH OPEN ADN CLOSED TYPE CABLE GUIDE}
본 발명은 해상에 위치한 포설선에 의해 견인되면서 해저 케이블을 매설하는 매설기에 관한 것으로, 특히 케이블을 안내하기 위하여 디깅프레임 일체형의 케이블 가이드홈을 구비하면서도 해저면을 굴착할 때 발생하는 토사가 케이블 가이드홈으로 유입하지 않도록 효과적으로 차단함으로써 케이블의 이동을 원활하게 하고 마찰접촉에 의한 손상을 방지할 수 있도록 한 개폐형 케이블 가이드를 구비한 해저 케이블 매설기에 관한 것이다.
일반적으로, 해저 케이블 매설기는 육지와 도서지방에 통신 또는 전력선로를 구축하거나 바다를 경유한 장거리 송유관, 상수도관을 해저면에 매설하기 위해 사용되는 장치를 일컫는다.
이같은 해저 케이블 매설기는 자가발전기 및 기타 제어장치를 구비하고, 또 공기 압축기, 케이블 드럼 등이 적재되는 수중펌프, 유압실린더 등이 구비된 잠수정과; 상기 잠수정의 수중펌프와 연결된 수압분사노즐을 구비하여 쟁기에 의해 터파된 해저면을 굴착하는 굴삭기로 크게 구성된다.
상기와 같이 구성된 종래의 해저 케이블 매설기는 잠수정에 구비된 쟁기로 1차 해저지반을 굴착하고, 수중펌프에 연결된 수압분사노즐을 통해 강한 분사력으로 굴착된 해저면을 터파하고, 그 자리에 해저 케이블을 매설하고 있다.
상기와 같은 구성의 해저 케이블 매설기는 주로 연질의 해저 지반에 적용가능하며, 연암이나 자갈 섞인 사질토, 경질 암반 등의 지반은 굴착이 불가능하여, 수중발파작업이나 잠수부를 이용하여 해저면을 굴착하고 있었다. 그러나, 상기와 같은 방법은 해저지반 굴착작업이 매우 번거롭고, 많은 위험성을 내포하고 있으며, 비용도 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 극복하고자 최근에는 도 1에 도시된 바와 같이, 포설선(100)을 통해 견인되어 해저면을 이동하면서 토양을 굴착하는 동시에 케이블을 매설할 수 있도록 한 해저 케이블 매설기가 제안된 바 있다. 이같은 해저 케이블 매설기(200)는 토양을 굴착하기 위한 쟁기(201)와 중량체(202)를 구비하는 한편, 전면부에 분사노즐이 구비된 수압관(205)을 구비하여 상기 쟁기(201)에 의해 굴착된 토양을 더 깊게 굴착하면서 후면부에는 케이블 가이드관(206)을 구비하여 케이블을 안내하면서 굴착된 토양에 매설하는 디깅프레임(206)을 구비하였다.
그러나, 이와 같이 포설선에 의해 견인되면서 이동하도록 굴착 및 매설하도록 구성된 해저 케이블 매설기는 해저 토양을 굴착하는 과정에서 발생된 토사가 주변으로 날리면서 케이블 가이드관(206)으로 침입하여 누적되어 케이블의 이동을 방해하는 것은 물론 상기 케이블의 표면을 손상시키는 문제점이 있었다.
또한, 종래기술에 의한 해저 케이블 매설기는 자체적으로 구동수단이 없는 관계로 케이블의 매설 도중 쟁기나 스키드 등 일부가 해저면에 박히거나 암반 등에 걸리게 되면 더 이상 작업진행이 어려워지는 문제가 발생하였다.
한국공개특허공보 제2004-0067493호(2004.07.30)
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 케이블을 안내하기 위하여 디깅프레임 일체형의 케이블 가이드홈을 구비하면서도 해저면을 굴착할 때 발생하는 토사가 케이블 가이드홈으로 유입하지 않도록 효과적으로 차단함으로써 케이블의 이동을 원활하게 하고 마찰접촉에 의한 손상을 방지할 수 있도록 한 개폐형 케이블 가이드를 구비한 해저 케이블 매설기를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 해저 케이블 매설기는, 해상에 위치한 포설선의 로프에 연결되어 견인되면서 해저면을 굴착하여 케이블을 매설할 수 있도록 한 해저 케이블 매설기에 있어서, 본체프레임과; 상기 본체프레임의 좌편과 우편에 각각 설치되어 해저면을 따라 슬라이딩되는 한 쌍의 스키드와; 상기 본체프레임의 선단부에 설치되어 해저면을 터파기하는 쟁기와; 상기 본체프레임의 후단부에 설치되어 상기 쟁기에 의해 터파기된 해저면을 굴착하는 디깅프레임을 포함하며, 상기 디깅프레임은, 상기 디깅프레임의 길이방향을 따라 요입된 형태로 형성되어 해저면에 매설될 케이블을 안내하는 가이드홈을 구비하고, 상기 가이드홈을 개폐 가능하도록 설치되어 해저면의 굴착시 발생하는 토사의 유입을 차단할 수 있도록 한 개폐도어를 더 구비하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 가이드홈은 상기 디깅프레임의 후면부를 따라 요입된 형태로 형성되고, 상기 개폐도어는 상기 디깅프레임의 후면부에 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 개폐도어는 다수개로 분할되어 상기 디깅프레임의 후면부를 따라 일렬로 배치되며, 여닫이 개폐되도록 상기 디깅프레임에 힌지결합된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 가이드홈은 상기 디깅프레임의 측면부를 따라 요입된 형태로 형성되고, 상기 개폐도어는 상기 디깅프레임의 측면부에 설치되어 상기 케이블을 측방에서 장착 및 분리시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 개폐도어는 다수개로 분할되어 상기 디깅프레임의 측면부를 따라 일렬로 배치되며, 여닫이 개폐되도록 상기 디깅프레임에 힌지결합된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 가이드홈의 내측면과 상기 개폐도어의 내측면에는 케이블을 사방에서 감싸는 형태로 4개가 한 조를 이루는 원통형 롤러가 설치되며, 상기 원통형 롤러는 상기 디깅프레임의 길이방향을 따라 다수의 조를 이루면서 배치된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 가이드홈의 내측면과 상기 개폐도어의 내측면에는 케이블을 사방에서 감싸는 형태로 복수가 한 조를 이루는 구형의 볼 롤러가 설치되며, 상기 구형의 볼 롤러는 상기 디깅프레임의 길이방향을 따라 다수의 조를 이루면서 배치된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 디깅프레임의 상단부에는 상기 가이드홈으로 케이블을 초기 인입시키기 위한 벨마우스가 일체형으로 설치되며, 상기 벨마우스는 상기 가이드홈으로부터 멀어질수록 점진적으로 직경이 늘어나는 복수의 링이 이격 배치되고, 이격 배치된 상기 복수의 링을 지지하는 곡선 형태의 연결바로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 디깅프레임의 전면부에는 해저면을 향해 고압수를 분사하는 다수의 워터젯이 설치되고, 상기 디깅프레임의 전면부에 착탈 가능하게 구비되어 부착시 이물질의 침투로부터 상기 워터젯을 보호할 수 있도록 한 ㄷ자 단면의 워터젯용 보호커버를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 스키드 중 좌편 스키드 하면의 선단부 및 후단부와, 우편 스키드 하면의 선단부 및 후단부에는 각각 군집을 이루면서 해저면을 향해 고압수를 분사할 수 있는 다수의 분사노즐이 설치되되, 이들 각 군집의 분사노즐은 다른 군집의 분사노즐과 독립적으로 고압수를 분사할 수 있도록 하여, 상기 해저 케이블 매설기를 순간 변위시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 스키드 중 좌편 스키드에 설치된 분사노즐은 좌측으로 하향 경사진 방향으로 고압수를 분사하고, 우편 스키드에 설치된 분사노즐은 우측으로 하향 경사진 방향으로 고압수를 분사하도록 설치되어 상기 해저 케이블 매설기를 상승 변위 및 회전 변위시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 스키드 중 좌편 스키드의 선단부나 후단부에는 제1GPS 수신기가 설치되고, 그 대각방향에 위치한 우편 스키드의 후단부나 선단부에는 제1GPS 수신기가 설치되어 각자의 위치정보를 수신함으로써 변위각 및 이동거리를 산출할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 스키드 하면에는 상기 해저면에 대한 상기 스키드의 직접적인 마찰접촉으로 인한 손상을 방지하는 다수의 교환식 금속편이 부착된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의한 해저 케이블 매설기는, 디깅프레임 일체형의 케이블 가이드홈을 구비하면서도 해저면을 굴착할 때 발생하는 토사가 케이블 가이드홈으로 유입하지 않도록 효과적으로 차단함으로써 케이블의 이동을 원활하게 하고 마찰접촉에 의한 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 스키드 하면에서 고압수의 분사가 독립적으로 이루어지는 복수의 군으로 이루어진 분사노즐에 의해 케이블의 매설 도중 쟁기나 스키드 등 일부가 해저면에 박히거나 암반 등에 걸리면서 진행이 어려운 경우 순간적으로 해저 케이블 매설기의 방향을 전환하거나 들어 올려 직면한 문제를 간단히 해결할 수 있다.
또한, 본 발명은 이격을 두고 설치된 한 쌍의 GPS에 의해 변위각 및 이동거리를 용이하게 산출할 수 있다.
또한, 본 발명은 스키드 하면에 구비된 다수의 교환식 금속편에 의해 해저면에 대한 스키드의 마찰접촉 및 그로 인한 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 종래기술에 의한 해저 케이블 매설기를 설명하기 위한 참조도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 해저 케이블 매설기의 구성을 설명하기 위한 후면사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 해저 케이블 매설기의 구성을 설명하기 위한 정면사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 해저 케이블 매설기의 구성을 설명하기 위한 평면도
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 해저 케이블 매설기의 구성을 설명하기 위한 저면사시도
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 해저 케이블 매설기의 구성을 설명하기 위한 측면도
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 해저 케이블 매설기에서 디깅프레임의 구성을 설명하기 위한 디깅프레임의 사시도
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 해저 케이블 매설기에서 디깅프레임의 구성을 설명하기 위한 디깅프레임의 측면도
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 해저 케이블 매설기에서 디깅프레임의 구성을 설명하기 위한 디깅프레임의 배면도
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 해저 케이블 매설기에서 디깅프레임에 설치된 워터젯 및 커버를 설명하기 위한 부분사시도
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 해저 케이블 매설기에서 디깅프레임에 설치된 개폐도어를 설명하기 위한 부분사시도
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 의한 해저 케이블 매설기에서 분사노즐에 의한 회전변위를 설명하기 위한 일련의 참조도이다.
도 14는 본 발명의 제1변형실시예에 의한 해저 케이블 매설기의 사시도
도 15는 본 발명의 제1변형실시예에 의한 해저 케이블 매설기의 평면도
도 16은 본 발명의 제2변형실시예에 의한 해저 케이블 매설기에서 디깅프레임의 변형된 구성을 설명하기 위한 디깅프레임의 사시도
도 17 및 도 18은 본 발명의 제2변형실시예에 의한 해저 케이블 매설기에서 디깅프레임의 단면도
도 19는 본 발명의 제3변형실시예에 의한 해저 케이블 매설기에서 디깅프레임의 변형된 구성을 설명하기 위한 디깅프레임의 단면도
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 해저 케이블 매설기에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 해저 케이블 매설기의 구성을 설명하기 위한 후면사시도, 정면사시도, 평면도, 저면사시도 및 측면도이고, 도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 의한 해저 케이블 매설기에서 디깅프레임의 구성을 설명하기 위한 디깅프레임의 사시도, 측면도 및 배면도이며, 도 10은 본 발명의 실시예에 의한 해저 케이블 매설기에서 디깅프레임에 설치된 워터젯 및 커버를 설명하기 위한 부분사시도이며, 도 11은 본 발명의 실시예에 의한 해저 케이블 매설기에서 디깅프레임에 설치된 개폐도어를 설명하기 위한 부분사시도이다.
본 발명의 실시예에 의한 해저 케이블 매설기는 해상에 위치한 포설선의 로프에 연결되어 견인되면서 해저면을 굴착함과 동시에 케이블(C)을 매설할 수 있도록 한 것으로, 도시된 바와 같이 포설선의 로프에 의해 견인되는 본체프레임(110)을 중심으로 상기 본체프레임(110)의 좌편과 우편에 각각 설치되어 해저면을 따라 슬라이딩되는 한 쌍의 스키드(120)와, 상기 본체프레임(110)의 후단부에 설치되어 상기 쟁기(140)에 의해 터파기된 해저면을 굴착하기 위해 고압수를 분사하는 워터젯(132)이 다단 설치된 디깅프레임(130)과, 상기 본체프레임(110)의 선단부에 설치되어 해저면을 터파기하는 쟁기(140)를 포함하여 이루어진다.
이 중 상기 디깅프레임(130)은 그 길이방향을 따라 일체형의 가이드홈(135)을 구비하여 케이블을 안내할 수 있도록 하면서 상기 가이드홈(135)을 개폐 가능하도록 설치된 개폐도어(136)를 함께 구비하여 해저면의 굴착시 발생하는 토사가 상기 가이드홈(135)에 유입되는 것을 차단할 수 있도록 구성된다. 이로써, 상기 가이드홈(135)에 유입되는 다량의 토사로 인해 케이블의 이동이 방해받지 않도록 하면서 유입된 토사에 대해서는 용이하게 제거할 수 있는 장점을 갖게 된다.
이하, 상기 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 해저 케이블 매설기에 대해 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 상기 디깅프레임(130)은 앞서 설명된 것처럼 상기 본체프레임(110)의 후단부에 설치되어 상기 쟁기(140)에 의해 터파기된 해저면을 굴착하는 역할에 더해 해저면에 매설되는 케이블을 안내하는 역할도 한다. 이를 위해 상기 디깅프레임(130)의 후면부를 따라 요입된 형태로 형성되어 해저면에 매설될 케이블을 안내하는 가이드홈(135)을 구비하고, 이에 더해 상기 가이드홈(135)을 개폐 가능하도록 설치되어 해저면의 굴착시 발생하는 토사의 유입을 차단할 수 있도록 한 개폐도어(136)를 구비한다. 여기서 상기 개폐도어(136)는 다수개로 분할되어 상기 디깅프레임(130)의 후면부를 따라 일렬로 배치되며, 여닫이 개폐되도록 상기 디깅프레임(130)에 힌지(136a)결합된다. 이처럼 가이드홈(135)을 개폐할 수 있는 개폐도어(136)가 설치되면 케이블을 상기 디깅프레임(130)의 가이드홈(135)의 상측에 나란하게 위치시킨 상태에서 장착하고 분리할 수 있다는 장점이 있으며, 해저면을 굴착할 때에는 개폐도어(136)를 이용하여 가이드홈(135)을 덮을 수 있기 때문에 굴착시 발생하는 토사가 비산하면서 상기 가이드홈(135)에 유입되지 않도록 효과적으로 차단할 수 있게 되어 토사의 유입으로 인해 케이블의 이동이 방해받지 않게 된다. 그리고 장시간 작업시에는 토사의 일부가 상기 가이드홈(135)에 유입되어 누적되는 것이 불가피한데, 이 경우에 상기 개폐도어(136)를 열어 가이드홈(135)을 개방한 후 누적된 토사를 용이하게 제거할 수 있다.
한편, 상기 개폐도어(136)가 분할된 형태로 다수 구비된 구성에 따르면 상기 디깅프레임(130)의 후면부의 곡면 형태에 맞게 밀착된 형태로 설치하는 것이 용이해지며, 상기 개폐도어(136)의 여닫이에 따른 회전반경이 작아진다는 장점이 있다. 또한 케이블을 상기 가이드홈(135)으로부터 일시에 꺼내지 않고 단계적으로 일부만 꺼내는 운용도 가능하다는 장점도 있다.
또한, 상기 디깅프레임(130)의 본체 상단부에는 케이블을 상기 가이드홈(135)으로 안내하는 벨마우스(138)가 일체형으로 결합된다. 도 7에 도시된 것처럼 상기 벨마우스(138)는 상기 가이드홈(135)으로부터 멀어질수록 점진적으로 직경이 늘어나는 복수의 링(138a)이 이격 배치되고, 이격 배치된 복수의 링(138a)을 지지하는 곡선 형태의 연결바(138b)로 이루어진다. 이같은 벨마우스(138)는 골격구조를 갖는 바스켓의 형태를 하고 있기 때문에 경량이면서도 케이블의 하중을 견딜 수 있는 내구성을 갖는다. 상기 벨마우스(138)는 제1실린더(151)에 의한 상기 디깅프레임(130)의 회전동작과 상기 가이드홈(135)에 대한 케이블의 유입 각도의 변화를 고려하여 이들 변화들을 수용할 수 있을 정도로 입구가 넓게 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 디깅프레임(130)의 전면부에는 해저면을 향해 고압수를 분사하는 다수의 워터젯(132)이 설치된다. 상기 워터젯(132)은 본체프레임(110)에 설치된 가압펌프(161)에 의해 고압수를 공급받아 분사하게 된다. 이로써, 쟁기(140)에 의해 터파기된 해저면을 향해 고압수를 분사하면서 디깅프레임(130)에 의한 직접적인 굴착과 병행하여 고압수에 의한 굴착이 효과적으로 이루어질 수 있다. 여기서 주목할 점은 상기 워터젯(132)을 보호하기 위한 보호커버(133)가 더 설치된다는 점이다. 상기 보호커버(133)는 상기 디깅프레임(130)의 본체 전면부에 착탈 가능하도록 ㄷ자 단면으로 이루어진다. 이처럼 상기 보호커버(133)가 구비되면 워터젯(132)에 의한 굴착이 불필요한 상황에서 간단히 보호커버(133)를 부착함으로써 이물질의 침투로부터 상기 워터젯(132)을 보호할 수 있는 것이다.
참고로, 상기 디깅프레임(130) 본체(131)에는 본체프레임(110)에 회전 가능하게 지지되는 지지구(131a)와, 상기 제1실린더(151) 아암과의 연결을 위한 결합구(131b)와, 고압수를 공급하는 가압펌프(161)와 워터젯(132) 간을 연결하기 위해 호스(162)가 연결되는 호스 연결관(131c)이 구비된다.
상기 스키드(120)는 상기 본체프레임(110)의 좌편과 우편에 각각 설치되어 해저면을 따라 슬라이딩되면서 매설기 전체가 수월하게 전진할 수 있도록 해주는 역할을 한다. 이를 위해 상기 스키드(120)는 도면에서 볼 수 있는 것처럼 전후방향으로 긴 판재형의 부재로 구비되며 선단부와 후단부 끝단은 걸림방지를 위해 상방으로 경사지게 꺾인 형상으로 이루어진다.
한편 도 5에 도시된 것처럼 상기 스키드(120)의 하면에는 그 선단부와 후단부 영역에 각각 군집을 이루면서 해저면을 향해 고압수를 분사할 수 있는 다수의 분사노즐(125)이 설치된다. 이들 각 군집에 속한 분사노즐(125)은 다른 군집의 분사노즐(125)과 독립적으로 고압수를 분사할 수 있도록 구성된다. 예컨대, 도면에는 편의상 가압펌프(161)가 하나면 구비된 것으로 도시되었으나 좌편 스키드(120) 하면의 선단부 및 후단부 영역, 우편 스키드(120) 하면의 선단부 및 후단부 영역에 각각 고압수를 공급하기 위한 4개의 가압펌프(161)가 추가적으로 설치될 수 있다. 혹은 복수의 가압펌프(161)가 구비되지 않더라도 각 영역으로 향하는 호스(163,164)를 선택적으로 개폐하는 밸브가 추가적으로 설치될 수 있다. 첨부된 도면은 후자의 방법을 감안하여 도시되었다. 여기서, 상기 한 쌍의 스키드(120) 중 좌편 스키드(120)에 설치된 분사노즐(125)은 좌측으로 하향 경사진 방향으로 설치되고, 우편 스키드(120)에 설치된 분사노즐(125)은 우측으로 하향 경사진 방향으로 설치되는 것이 바람직하다.
이같이 좌편 스키드(120) 하면의 선단부 및 후단부와, 우편 스키드(120) 하면의 선단부 및 후단부에 각각 다수의 분사노즐(125)들이 독립된 형태로 군집을 이루면서 해저면을 향해 경사진 방향으로 고압수를 분사할 수 있도록 구성되면, 디깅프레임(130)이나 쟁기(140), 스키드(120) 등이 예기치 않게 해저면에 박히거나 암반 등에 걸리면서 더 이상의 작업 진행이 어려운 상황에서 고압수를 분사하는 방법으로 해저 케이블 매설기를 순간적으로 변위시킴으로써 미세하게 방향을 변환하거나 들어 올려 문제를 해결하는 것이 가능해진다. 예컨대, 도 12와 같이 좌편 스키드(120) 선단부 영역(NA)과 우편 스키드(120) 후단부 영역(NB)에 설치된 분사노즐(125)들을 통해 고압수를 분사하였을 경우 해저 케이블 매설기가 우편으로 회전 변위되며, 도 13과 같이 우편 스키드(120) 선단부 영역(NC)과 좌편 스키드(120) 후단부 영역(ND)에 설치된 분사노즐(125)들을 통해 고압수를 분사하였을 경우 해저 케이블 매설기가 좌편으로 회전 변위된다. 또한, 좌편 스키드(120) 선단부 영역(NA)과 후단부 영역(ND) 중 적어도 어느 한 영역의 분사노즐(125)들을 통해 고압수를 분사하거나, 우편 스키드(120) 선단부 영역(NC)과 후단부 영역(NB) 중 적어도 어느 한 영역의 분사노즐(125)들을 통해 고압수를 분사하는 경우에는 해저 케이블 매설기가 회전하지 않고 한쪽으로 들리면서 직선 변위된다. 따라서 다양한 형태의 변위 중 상황에 맞는 것을 선택하여 이용할 수 있는 것이다.
또한, 상기 분사노즐(125) 외에도 상기 스키드(120)에는 로프를 연결할 수 있는 고리(122)가 구비되어 해상에서 로프를 이용하여 해저 케이블 매설기를 완전히 인양하거나 변위시키는 것이 가능하다.
또한, 상기 스키드(120)의 하면에는 도 5에 도시된 것처럼 해저면에 대한 스키드(120)의 직접적인 마찰접촉으로 인한 손상을 방지하는 다수의 교환식 금속편(121)이 부착된다. 여기서 상기 금속편(121)은 도시된 것처럼 원판형의 것으로 구비되거나 사각판형의 것으로 구비될 수도 있으며 그 외 다양한 형태의 것으로 구비될 수 있다. 이같이 금속편(121)이 스키드(120)에 부착되는 구성에 따르면 해저면의 마찰접촉으로 손상되거나 손실된 금속편(121)만을 주기적으로 교체하거나 보충하면 되기 때문에 스키드(120)의 사용수명을 연장할 수 있다.
또한, 상기 스키드(120)에는 서로 이격된 위치센서 한 쌍이 설치된다. 이같은 위치센서로는 수중에서도 신호를 받을 수 있는 GPS 수신기면 적당하다. 이같은 구성에 의해 상기 한 쌍의 GPS 수신기가 각자의 위치에서 위치정보를 수신함으로써 시간 경과에 따른 해저 케이블 매설기의 이동거리와 변위각을 쉽게 산출할 수 있으며, 이에 따라 해저 케이블 매설기에 대한 예정된 작업구간에서 얼마나 벗어났는지를 파악하여 다시 원래대로 복귀시키는 추가적인 조치를 취할 수 있도록 해준다. 이를 위해 좌편 스키드(120)의 선단부와 우편 스키드(120)의 후단부, 또는 좌편 스키드(120)의 후단부와 우편 스키드(120)의 선단부에 각각 제1GPS 수신기(180a)와 제2GPS 수신기(180b)가 설치되어 서로 대각방향으로 대칭을 이룰 수 있도록 구비된다. 여기서 상기 GPS 수신기(180a,180b)는 세 개 이상이 설치될 수도 있으나 해저 케이블 매설기의 이동거리 및 변위각을 산출하는데 두 지점의 위치정보만 알면 충분하기 때문에 설치비용 차원에서 두 개가 쌍을 이루는 것이 바람직하며, 한 개만 설치되는 경우에는 위치정보를 통해 변위거리는 산출할 수 있을지라도 정확한 변위각을 산출하는 것은 어려우므로 적어도 두 개의 GPS 수신기(180a,180b)가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 쟁기(140)는 상기 본체프레임(110)의 선단부에 설치되어 해저면에 대한 디깅프레임(130)의 본격적인 굴착에 앞서 해저면을 터파기하는 역할을 한다. 상기 쟁기(140)는 도 6에 도시된 것처럼 제2실린더(152)에 의해 디깅프레임(130)과 마찬가지로 상하방향 회전이 가능하다. 참고로 앞서 언급된 제1실린더(151) 및 제2실린더(152), 가압펌프(161) 등은 본체프레임(110)에 설치된 파워팩(170)을 통해 동작에 필요한 전기를 공급받는다.
계속해서 아래에서는 본 발명의 변형실시예에 의한 해저 케이블 매설기에 대해 설명하기로 한다.
도 14는 본 발명의 제1변형실시예에 의한 해저 케이블 매설기의 사시도이고, 도 15는 본 발명의 제1변형실시예에 의한 해저 케이블 매설기의 평면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 제1변형실시예에 의한 해저 케이블 매설기는 벨마우스(138)가 디깅프레임(130)으로부터 분리되어 본체프레임(110)의 선단부 상부에 설치되는 것을 특징으로 한다. 이처럼 벨마우스(138)가 디깅프레임(130)으로부터 분리되는 경우 상기 벨마우스(138)와 디깅프레임(130) 중간에 케이블을 지지하여 안내하기 위한 지지부재(139a,139b)가 구비된다. 이같이 변형된 구성에 의하면 변형 전과 비교하여 벨마우스(138)가 디깅프레임(130)을 따라 움직이지 않기 때문에 케이블의 초기 인입지점을 일정하게 유지할 수 있다는 장점이 있는 반면 구성이 다소 복잡해지는 단점이 있다.
도 16은 본 발명의 제2변형실시예에 의한 해저 케이블 매설기에서 디깅프레임의 변형된 구성을 설명하기 위한 디깅프레임의 사시도이고, 도 17 및 도 18은 본 발명의 제2변형실시예에 의한 해저 케이블 매설기에서 디깅프레임의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 제2변형실시예에 의한 해저 케이블 매설기의 경우 상기 가이드홈(135)은 상기 디깅프레임(130)의 측면부를 따라 요입된 형태로 형성되고, 상기 개폐도어(136)는 상기 디깅프레임(130)의 후면부가 아닌 측면부에 설치된 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 개폐도어(136)는 다수개로 분할되어 상기 디깅프레임(130)의 측면부를 따라 일렬로 배치되며, 여닫이 개폐되도록 상기 디깅프레임(130)에 힌지(136a)결합되었다는 점에서는 변형 전과 다르지 않다.
이처럼 가이드홈(135)과 개폐도어(136)가 디깅프레임(130)의 측면부에 구비되는 구성에 따르면 도 18에 도시된 것처럼 상기 디깅프레임(130)의 가이드홈(135)에 대하여 케이블을 측방에서 훨씬 수월하게 장착 및 분리시킬 수 있다는 장점이 있다. 특히 케이블을 분리하는 경우 케이블을 가이드홈(135) 상측으로 들어 올리지 않아도 되기 때문에 케이블 분리작업이 매우 용이해진다.
한편, 도 17에서 볼 수 있는 것처럼 상기 가이드홈(135)의 내측면과 상기 개폐도어(136)의 내측면에는 케이블을 사방에서 감싸는 형태로 4개가 한 조를 이루는 원통형 롤러(137)가 설치되며, 상기 원통형 롤러(137)는 상기 디깅프레임(130)의 길이방향을 따라 다수의 조를 이루면서 배치된다. 이처럼 사방에 원통형 롤러(137)가 설치되어 원활하게 동작하기 위해서는 해저면 굴착시 발생하는 토사가 가이드홈(135)에 다량 유입되지 않도록 차단하는 개폐도어(136)를 필요로 한다고 할 수 있으며 이같은 구성을 통해 케이블이 가이드홈(135) 내측벽에 마찰접촉되지 않도록 함으로써 해저 케이블 매설기의 이동에 부하가 걸리는 것을 완화시킬 수 있고 케이블 손상도 방지할 수 있게 된다.
도 19는 본 발명의 제3변형실시예에 의한 해저 케이블 매설기에서 디깅프레임의 변형된 구성을 설명하기 위한 디깅프레임의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 제3변형실시예는 전술된 제2변형실시예에서 원통형 롤러(137)를 대신하여 구형의 볼 롤러(139)가 설치되는 것을 특징으로 한다(원통형 롤러와 볼 롤러는 서로 대응하는 구성요소이므로 동일한 도면부호 139를 사용함).
이같이 볼 롤러(139)가 설치되는 구성에 의하면 상기 디깅프레임(130)의 가이드홈(135)에서 케이블의 이동방향인 전측과 후측으로만 회전하는 원통형 롤러(137)에 비해 볼 롤러(139)가 좌측과 우측을 포함하는 다방향으로 회전하는 것이 가능하기 때문에 측방에서 케이블을 장착 및 분리할 때도 볼 롤러(139)가 회전하여 디깅프레임(130)에 대한 케이블의 마찰 없이 쉽게 작업이 이루어진다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
110 : 본체프레임 120 : 스키드
121 : 금속편 125 : 분사노즐
130 : 디깅프레임 132 : 워터젯
133 : 보호커버 135 : 가이드홈
136 : 개폐도어 138 : 벨마우스
140 : 쟁기 180a, 180b : GPS 수신기

Claims (13)

  1. 해상에 위치한 포설선의 로프에 연결되어 견인되면서 해저면을 굴착하여 케이블을 매설할 수 있도록 한 해저 케이블 매설기에 있어서,
    본체프레임과;
    상기 본체프레임의 좌편과 우편에 각각 설치되어 해저면을 따라 슬라이딩되는 한 쌍의 스키드와;
    상기 본체프레임의 선단부에 설치되어 해저면을 터파기하는 쟁기와;
    상기 본체프레임의 후단부에 설치되어 상기 쟁기에 의해 터파기된 해저면을 굴착하는 디깅프레임을 포함하며,
    상기 디깅프레임은, 상기 디깅프레임의 길이방향을 따라 요입된 형태로 형성되어 해저면에 매설될 케이블을 안내하는 가이드홈을 구비하고, 상기 가이드홈을 개폐 가능하도록 설치되어 해저면의 굴착시 발생하는 토사의 유입을 차단할 수 있도록 한 개폐도어를 더 구비하며,
    상기 가이드홈은 상기 디깅프레임의 후면부를 따라 요입된 형태로 형성되고, 상기 개폐도어는 상기 디깅프레임의 후면부에 설치된 것을 특징으로 하는 해저 케이블 매설기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 개폐도어는 다수개로 분할되어 상기 디깅프레임의 후면부를 따라 일렬로 배치되며, 여닫이 개폐되도록 상기 디깅프레임에 힌지결합된 것을 특징으로 하는 해저 케이블 매설기.
  4. 해상에 위치한 포설선의 로프에 연결되어 견인되면서 해저면을 굴착하여 케이블을 매설할 수 있도록 한 해저 케이블 매설기에 있어서,
    본체프레임과;
    상기 본체프레임의 좌편과 우편에 각각 설치되어 해저면을 따라 슬라이딩되는 한 쌍의 스키드와;
    상기 본체프레임의 선단부에 설치되어 해저면을 터파기하는 쟁기와;
    상기 본체프레임의 후단부에 설치되어 상기 쟁기에 의해 터파기된 해저면을 굴착하는 디깅프레임을 포함하며,
    상기 디깅프레임은, 상기 디깅프레임의 길이방향을 따라 요입된 형태로 형성되어 해저면에 매설될 케이블을 안내하는 가이드홈을 구비하고, 상기 가이드홈을 개폐 가능하도록 설치되어 해저면의 굴착시 발생하는 토사의 유입을 차단할 수 있도록 한 개폐도어를 더 구비하며,
    상기 가이드홈은 상기 디깅프레임의 측면부를 따라 요입된 형태로 형성되고, 상기 개폐도어는 상기 디깅프레임의 측면부에 설치되어 상기 케이블을 측방에서 장착 및 분리시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 해저 케이블 매설기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 개폐도어는 다수개로 분할되어 상기 디깅프레임의 측면부를 따라 일렬로 배치되며, 여닫이 개폐되도록 상기 디깅프레임에 힌지결합된 것을 특징으로 하는 해저 케이블 매설기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가이드홈의 내측면과 상기 개폐도어의 내측면에는 케이블을 사방에서 감싸는 형태로 4개가 한 조를 이루는 원통형 롤러가 설치되며, 상기 원통형 롤러는 상기 디깅프레임의 길이방향을 따라 다수의 조를 이루면서 배치된 것을 특징으로 하는 해저 케이블 매설기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 가이드홈의 내측면과 상기 개폐도어의 내측면에는 케이블을 사방에서 감싸는 형태로 복수가 한 조를 이루는 구형의 볼 롤러가 설치되며, 상기 구형의 볼 롤러는 상기 디깅프레임의 길이방향을 따라 다수의 조를 이루면서 배치된 것을 특징으로 하는 해저 케이블 매설기.
  8. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 디깅프레임의 전면부에는 해저면을 향해 고압수를 분사하는 다수의 워터젯이 설치되고,
    상기 디깅프레임의 전면부에 착탈 가능하게 구비되어 부착시 이물질의 침투로부터 상기 워터젯을 보호할 수 있도록 한 ㄷ자 단면의 워터젯용 보호커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해저 케이블 매설기.
  9. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 디깅프레임의 상단부에는 상기 가이드홈으로 케이블을 초기 인입시키기 위한 벨마우스가 일체형으로 설치되며, 상기 벨마우스는 상기 가이드홈으로부터 멀어질수록 점진적으로 직경이 늘어나는 복수의 링이 이격 배치되고, 이격 배치된 상기 복수의 링을 지지하는 곡선 형태의 연결바로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해저 케이블 매설기.
  10. 제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 스키드 중 좌편 스키드 하면의 선단부 및 후단부와, 우편 스키드 하면의 선단부 및 후단부에는 각각 군집을 이루면서 해저면을 향해 고압수를 분사할 수 있는 다수의 분사노즐이 설치되되, 이들 각 군집의 분사노즐은 다른 군집의 분사노즐과 독립적으로 고압수를 분사할 수 있도록 하여, 상기 해저 케이블 매설기를 순간 변위시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 해저 케이블 매설기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 한 쌍의 스키드 중 좌편 스키드에 설치된 분사노즐은 좌측으로 하향 경사진 방향으로 고압수를 분사하고, 우편 스키드에 설치된 분사노즐은 우측으로 하향 경사진 방향으로 고압수를 분사하도록 설치되어 상기 해저 케이블 매설기를 상승 변위 및 회전 변위시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 해저 케이블 매설기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 한 쌍의 스키드 중 좌편 스키드의 선단부나 후단부에는 제1GPS 수신기가 설치되고, 그 대각방향에 위치한 우편 스키드의 후단부나 선단부에는 제1GPS 수신기가 설치되어 각자의 위치정보를 수신함으로써 변위각 및 이동거리를 산출할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 해저 케이블 매설기.
  13. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 스키드 하면에는 상기 해저면에 대한 상기 스키드의 직접적인 마찰접촉으로 인한 손상을 방지하는 다수의 교환식 금속편이 부착된 것을 특징으로 하는 해저 케이블 매설기.
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