KR102524893B1 - Method using water jet for cutting pile that supports top side when dismantling offshore structures in underwater - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 워터젯을 이용한 수중 파일 절단 공법에 대한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 고정 프레임과 이동 프레임을 포함하되, 고정 프레임이 파일에 고정된 상태에서 이동 프레임이 고정 프레임을 따라 원주 방향으로 이동 가능하고 워터젯 유닛이 이동 프레임에 의해 지지된 상태에서 이동 프레임을 따라 원주 방향으로 이동 가능하므로 절단 계획 지점에서 파일을 둘러싸도록 설치하기에 용이한 파일 절단 공법에 대한 것이다.The present invention relates to an underwater pile cutting method using a water jet, and more specifically, includes a fixed frame and a movable frame, wherein the movable frame is movable in a circumferential direction along the fixed frame while the fixed frame is fixed to the pile, Since the water jet unit is supported by the movable frame and can move in the circumferential direction along the movable frame, the present invention relates to a pile cutting method that is easy to install to surround a pile at a cutting planning point.
본 발명은 수중에서 파일을 절단하는 것을 주목적으로 하지만 지상의 파일을 절단하는 데 이용될 수도 있다. Although the present invention is primarily aimed at cutting piles in water, it can also be used to cut piles on land.
해양 구조물을 지지하기 위한 구조의 예로는 석션 버켓 구조물, 모노 파일 구조물, 자켓 구조물 등이 있다. Examples of structures for supporting offshore structures include suction bucket structures, monopile structures, jacket structures, and the like.
석션 버켓 구조물은 자켓과 석션 버켓이 결합된 구조물로서 브레이스가 자켓 레그에 연결되어 하중을 분산하고 3개의 대구경 석션 기초에 의해 지지력이 확보되는 구조물이고, 모노 파일 구조물은 대구경의 단일 말뚝을 해저면에 항타 또는 굴착 후 그라우팅한 구조물이며, 자켓 구조물은 자켓과 파일이 결합된 구조물로서 브레이스가 자켓 레그에 연결되어 하중을 분산하고 3개 말뚝 기초에 의하여 지반 지지력이 확보되는 구조물이다. The suction bucket structure is a structure in which a jacket and a suction bucket are combined, and a brace is connected to the jacket leg to distribute the load, and the bearing capacity is secured by three large-diameter suction foundations. It is a structure that is grouted after driving or excavation, and the jacket structure is a structure in which a jacket and a pile are combined, and a brace is connected to the jacket leg to distribute the load, and the ground bearing capacity is secured by a three-pile foundation.
상기 구조물들은 상부의 탑 사이드(top side)를 지지하기 위한 파일이 사용되는 공통점을 갖고 있다.These structures have in common that piles are used to support the top side of the upper part.
한편, 해양 구조물은 그 경제적 내용 연수가 종료되거나 태풍, 화재 등과 같은 재해로 인해 더 이상 운용이 불가능해지면 적절하게 철거(removal)되거나 현장 처리(disposal)되어야 한다. 이와 관련하여 UN해양법협약(UNCLOS III) 1982, 국제해사기구(IMO)의 지침 및 가이드라인은 전 세계에서 가장 널리 사용되는 기준이다. IMO 지침은 대륙붕이나 EEZ에 있는 해양 시설 또는 구조물을 폐기해야 한다고 명시하고 있다. 이것은 해양 환경보존 및 안전 항해를 위한 요구사항으로서, IMO 지침에 따르면 설치 후 25년 이상된 해양 플랜트에 대해 해체를 권고하고 있고 수심 100m 이하에 설치된 모든 해상 구조물과 4,000톤 이하 하부 구조물은 완전해체대상으로 반드시 해체/철거해야 한다고 명시하고 있다. On the other hand, offshore structures must be appropriately removed or disposed of on-site when their economic useful life is over or when they are no longer operational due to disasters such as typhoons and fires. In this regard, the United Nations Convention on the Law of the Sea (UNCLOS III) 1982 and the guidelines and guidelines of the International Maritime Organization (IMO) are the most widely used standards around the world. IMO guidelines state that offshore installations or structures on the continental shelf or EEZ should be decommissioned. This is a requirement for marine environment preservation and safe navigation. According to IMO guidelines, dismantlement is recommended for offshore plants that are more than 25 years old after installation. It states that it must be dismantled/removed.
상기 해체/철거 작업을 위해서는 파일을 제거해야 하는데, 기존에는 잠수부가 해저에 투입되어 플라즈마 절단(커팅)을 하거나 와이어 쏘로 커팅(Diamond wire cutting)하였다.For the disassembly/removal work, it is necessary to remove the pile. In the past, divers were put on the seabed to perform plasma cutting (cutting) or cut with a wire saw (Diamond wire cutting).
그러나, 이러한 절단(커팅) 방법은 그 작업이 해저에서 이루어지므로 장비의 해저 투입, 설치 및 회수가 어렵고 복잡하다는 문제점이 있다. 그리고, 이 작업을 위해 잠수부가 해저에 투입되므로 인명 사고의 위험성이 크다. However, this cutting (cutting) method has a problem in that it is difficult and complicated to put, install, and retrieve equipment on the seabed because the operation is performed on the seabed. And, since divers are put on the seabed for this work, there is a high risk of human accidents.
아울러, 파일 주변에 장애물이 있는 경우에는 이 장애물을 먼저 제거한 후에 절단 작업이 이루어져야 하므로 시간과 비용이 증가하는 문제점이 있다. 나아가, 기존의 절단 방법은 절단 작업이 완료되었는지 여부를 확인하기 위해 잠수부가 다시 해저에 투입되어야 하는 문제점도 있다. In addition, when there is an obstacle around the pile, the cutting operation must be performed after the obstacle is first removed, which increases time and cost. Furthermore, the existing cutting method has a problem in that the diver must be put back into the seabed to check whether the cutting operation has been completed.
본 출원인은 상술한 문제점을 해결하기 위해, 워터젯을 분사하여 파일을 절단하는 장치를 개발하고 이를 대한민국 특허등록 제10-2388686호(발명의 명칭 : 워터젯을 이용한 비접촉식 파일 절단장치)로 등록받은 바 있다.In order to solve the above problems, the present applicant developed a device for cutting a file by spraying a water jet and registered it as Korean Patent Registration No. 10-2388686 (name of the invention: non-contact file cutting device using a water jet). .
상기 장치는 파일 내부에 투입되는 것으로서, 파일 내부에 투입된 후 원주 방향을 따라 회전하면서 워터젯을 분사하여 파일을 절단(커팅)한다. 그러나, 이 장치는 그리퍼(gripper)를 이용하여 파일 내부에 고정되므로, 직경 2m 미만의 파일에만 적용이 가능하다는 한계가 있다. 즉, 직경 2m 이상의 파일에는 이 장치를 사용하기 어렵다는 문제점이 있다. The device is put inside the pile, and after being put inside the pile, it rotates along the circumference and sprays a water jet to cut (cut) the pile. However, since this device is fixed inside the pile using a gripper, there is a limit in that it can be applied only to piles with a diameter of less than 2 m. That is, there is a problem in that it is difficult to use this device for a file having a diameter of 2 m or more.
본 출원인은 이 문제점을 해결하기 위해 파일 외부에서 워터젯을 분사하여 파일을 절단(커팅)하는 장치와 공법을 개발하고 이를 대한민국 특허출원 제10-2022-0139230호와 제10-2022-0139240호로 출원한 바 있다. 이 장치와 공법은 파일을 둘러싸도록 레일이 설치된 후 워터젯 분사부가 레일을 따라 이동하면서 파일을 절단한다. 이 장치와 공법은 절단할 수 있는 파일의 직경 제한이 없다.In order to solve this problem, the present applicant developed a device and method for cutting (cutting) a pile by spraying a water jet from the outside of the pile, and applied for it as Korean Patent Application Nos. 10-2022-0139230 and 10-2022-0139240 there is a bar This device and method cuts the pile as the water jet jet moves along the rail after the rail is installed to surround the pile. This device and method have no limit on the diameter of the file that can be cut.
본 발명은 이 장치와 공법을 더욱 발전시킨 것으로서, 해양 구조물 해체 작업시, 수중의 절단 계획 위치에서 파일을 둘러싸도록 설치하기에 용이한 파일 절단 공법을 제공하는 것에 그 목적이 있다. 구체적으로, 수면 위에서부터 절단 장치가 파일을 둘러싼 상태로 수중에 투입되면, 이웃하는 파일을 서로 연결하도록 설치된 브레이스가 걸리거나 파일에 부착된 해초류 또는 조개류에 걸리기 때문에 원하는 위치에 절단 장치를 설치할 수 없는 문제가 생기게 되는데, 본 발명은 이러한 문제를 해결할 수 있다.The present invention is a further development of this device and method, and an object of the present invention is to provide a pile cutting method that is easy to install so as to surround the pile at an underwater cutting plan position when dismantling an offshore structure. Specifically, when the cutting device is put into the water while surrounding the pile from the surface of the water, the brace installed to connect neighboring piles is caught or caught in seaweed or shellfish attached to the pile, so the cutting device cannot be installed at the desired location. A problem arises, and the present invention can solve this problem.
본 발명의 또 다른 목적은 절단할 수 있는 파일의 직경 제한이 없고, 수중 절단작업을 자동화할 수 있으므로 인력 투입에 따른 사고 위험성을 줄일 수 있으며, 그 설치와 회수가 편리하고 신속하고, 파일 관통 여부와 파일 절단 완료 여부를 원격으로 알 수 있는 절단 공법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to reduce the risk of accidents due to manpower input because there is no limit on the diameter of the pile that can be cut, and the underwater cutting operation can be automated, and the installation and recovery are convenient and quick, and whether the pile penetrates It is to provide a cutting method that can remotely know whether or not the file has been cut.
상기 과제를 이루기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일 절단 공법은 해양 구조물 또는 지상 구조물을 지지하는 파일(1)의 외부에서 워터젯을 분사하여 파일(1)을 절단하는 공법이다. In order to achieve the above object, the pile cutting method according to a preferred embodiment of the present invention is a method of cutting the
구체적으로, 상기 파일 절단 공법은, (a) 파일 절단장치(100)를 절단 계획 지점에 위치시키는 단계; (b) 절단 계획 지점에서 고정 프레임(10)을 파일(1)에 고정하는 단계; (c) 이동 프레임(50)을 고정 프레임(10)에 고정한 상태에서 워터젯 유닛(70)을 이동 프레임(50)을 따라 이동시키면서 워터젯을 분사하여 파일(1)을 절단하는 단계; 및, (d) 이동 프레임(50)을 고정 프레임(10)을 따라 이동시키는 단계; (e) 상기 (d) 단계의 이후에, 이동 프레임(50)을 고정 프레임(10)에 고정한 상태에서 이동 프레임(10)을 따라 워터젯 유닛(70)을 이동시키면서 워터젯을 분사하여 파일(1)을 절단하는 단계;를 포함할 수 있다. Specifically, the file cutting method includes: (a) positioning the
상기 구조물이 해양 구조물인 경우, 상기 파일 절단 공법은 (a) 단계의 이전에 해양 구조물의 상부 구조물을 제거할 수 있다. 그리고, 상기 (a) 단계는 크레인을 이용하여 파일 절단장치(100)를 절단 계획 지점에 위치시킬 수 있다. When the structure is an offshore structure, the pile cutting method may remove the upper structure of the offshore structure before step (a). In the step (a), the
상기 (b) 단계는, (b1) 원호부(11)를 이동시켜서 파일(1)이 원호부(11)에 삽입되도록 하는 단계; 및, (b2) 간격조절부(40)를 이용하여 원호부(11)를 파일(1)에 고정하고 파일(1)의 외부면과 원호부(11) 사이의 거리가 일정하게 되도록 하는 단계;를 포함할 수 있다. The step (b) includes: (b1) moving the
상기 (b1) 단계와 (b2) 단계의 사이 또는 (b2) 단계의 이후에, 연결부재(21)를 이용하여 원호부(11)의 양쪽 끝단을 연결하여 파일(1)의 외부면을 둘러쌀 수 있다.Between the steps (b1) and (b2) or after the step (b2), the connecting
연결부재(21)의 한쪽 끝단은 제1 고정부(23)에 의해 원호부(11)의 한쪽 끝단에 연결될 수 있고, 연결부재(21)의 반대쪽 끝단은 제2 고정부(24)에 의해 원호부(11)의 반대쪽 끝단에 연결될 수 있다. One end of the connecting
제2 고정부(24)는 실린더(25)를 포함하고, 연결부재(21)가 제2 고정부(24)에 고정(체결)된 후 실린더(25)가 후진하는 것에 의해서 연결부재(21)에 텐션이 생기며, 이에 따라 연결부재(21)가 파일(1)의 외부면에 밀착될 수 있고 원호부(11)가 파일(1)에 견고하게 고정될 수 있다. The
이동 프레임(50)은, 원주방향을 따라 길게 연장되도록 설치된 내,외측 레일(51)(52); 및, 내측 레일(51)의 내부쪽 측면 및 외측 레일(52)의 바깥쪽 측면에 원주 방향을 따라 길게 연장되도록 설치된 랙기어 또는 스트립;을 포함할 수 있다. The
내측 레일(51)의 랙기어 또는 스트립은 구동모터(33)의 피니언 기어 또는 스프라켓(34)과 맞물리도록 설치되고 구동모터(33)의 회전에 의해 이동 프레임(50)이 원주 방향으로 이동될 수 있다. The rack gear or strip of the
그리고, 외측 레일(52)의 랙기어 또는 스트립은 워터젯 유닛(70)의 피니언 기어(75) 또는 스프라켓과 맞물리도록 설치되고, 피니언 기어(75) 또는 스프라켓의 회전에 의해 워터젯 유닛(70)이 원주 방향으로 이동될 수 있다. And, the rack gear or strip of the
상기 (c) 단계는 이동 프레임(50)이 고정 프레임(10)에 고정된 상태에서 워터젯 유닛(70)이 이동 프레임(50)을 따라 이동되면서 파일(1)의 일부를 절단하고, 상기 (e) 단계는 (d) 단계의 이후에 파일(1)의 나머지 일부를 절단한다. In the step (c), while the
그리고, 원호부(11)의 중심각(θ1)과 이동 프레임(50)의 중심각(θ2)을 더하면 360°를 초과하는 것이 바람직하다. Further, the sum of the central angle θ1 of the
상기 워터젯 유닛(70)은, 워터젯을 분사하는 분사부(76); 및, 파일이나 주변을 촬영하여 그 영상신호를 전송하는 카메라 또는 초음파 스캐닝 소나;를 포함할 수 있다. The
워터젯 유닛(70)의 작동에 장애가 되는 장애물이 카메라 또는 초음파 스캐닝 소나에 의해 발견되면 분사부(76)가 워터젯을 분사하여 장애물을 제거할 수 있다. When an obstacle obstructing the operation of the
본 발명에 따른 파일 절단 공법은 다음과 같은 효과를 갖는다.The file cutting method according to the present invention has the following effects.
첫째, 해양 구조물 해체 작업시, 절단 계획 위치에서 파일을 둘러싸도록 설치하기에 용이하다. First, it is easy to install to surround the pile at the cutting plan position during the dismantling of the offshore structure.
둘째, 해양 구조물의 탑 사이드(top side)를 지지하는 파일의 외부에서 워터젯을 분사하여 파일을 절단할 수 있다. 이에 따라, 2m 이상의 외경(직경)을 갖는 파일에도 적용될 수 있다.Second, the pile can be cut by spraying a water jet from the outside of the pile supporting the top side of the offshore structure. Accordingly, it can also be applied to a pile having an outer diameter (diameter) of 2 m or more.
셋째, 수중 절단작업을 자동화할 수 있으므로 인력 투입에 따른 사고 위험성을 줄일 수 있고, 그 설치와 회수가 편리하고 신속하게 이루어질 수 있다.Third, since the underwater cutting operation can be automated, the risk of accidents due to the input of manpower can be reduced, and the installation and recovery can be performed conveniently and quickly.
넷째, 파일 관통 여부와 파일 절단 완료 여부를 원격으로 알 수 있으므로, 이를 확인하기 위해 잠수부가 해저에 투입될 필요가 없다. Fourth, since it is possible to know remotely whether the pile has been penetrated and whether the pile has been cut, a diver does not need to be put on the seabed to check it.
다섯째, 해양 구조물의 파일 뿐만 아니라, 지상 구조물의 파일도 절단할 수 있다. Fifth, not only piles of offshore structures, but also piles of ground structures can be cut.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일 절단 장치를 보여주는 사시도.
도 2는 파일 절단 장치가 파일에 설치된 것을 보여주는 사시도.
도 3은 도 2의 평면도.
도 4는 파일 절단 장치가 파일에 설치된 것을 보여주는 평면도로서, 이동 프레임이 고정 프레임의 개방부에 위치되도록 이동된 것을 보여주는 도면.
도 5는 이동 프레임을 원주 방향으로 이동시키는 구동부와, 파일의 외부면과 고정 프레임 사이의 간격을 조절하는 간격조절부를 확대하여 보여주는 도면.
도 6은 워터젯 유닛을 확대하여 보여주는 도면.
도 7은 연결부재를 보여주는 사시도.
도 8은 파일 절단 장치를 이용한 절단 공법을 보여주는 플로우 차트.1 is a perspective view showing a file cutting device according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing that the pile cutting device is installed in the pile.
Figure 3 is a plan view of Figure 2;
Figure 4 is a plan view showing that the pile cutting device is installed in the pile, and the moving frame is moved to be positioned at the opening of the fixed frame.
Figure 5 is an enlarged view showing a driving unit for moving the moving frame in the circumferential direction, and a gap control unit for adjusting the gap between the outer surface of the pile and the fixed frame.
6 is an enlarged view of a water jet unit;
7 is a perspective view showing a connecting member;
8 is a flow chart showing a cutting method using a file cutting device.
이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to the usual or dictionary meaning, and the inventor appropriately uses the concept of the term in order to explain his/her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, since the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely embodiments of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, various equivalents that can replace them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and examples.
본 발명에 따른 파일 절단 공법은 주로 해상 구조물을 지지하는 파일을 절단(커팅)하기 위한 것이지만 반드시 이에 한정되어 사용되는 것은 아니다. 예를 들어, 파일 절단 공법은 지상 구조물의 파일을 절단하기 위해서도 사용될 수 있는데, 이 점은 본 명세서를 참조한 이 기술분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 다만, 아래에서는 설명의 편의를 위해, 이 절단 공법이 해상 구조물 지지 파일의 절단에 사용되는 경우를 예로 들어서 설명하기로 한다. The pile cutting method according to the present invention is mainly for cutting (cutting) piles supporting offshore structures, but is not necessarily limited to this. For example, the pile cutting method can also be used to cut piles of ground structures, which will be apparent to those skilled in the art after reading this specification. However, below, for convenience of description, the case where this cutting method is used for cutting offshore structure support piles will be described as an example.
그리고, [발명의 설명]과 [청구범위]에서, '파일'은 상부의 하중을 지지하기 위한 것으로서 강관이나 강관의 내부에 콘크리트가 채워진 복합관 등을 의미하지만 반드시 이에 한정되지 아니하고 하중을 지지하기 위한 다양한 파일을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. And, in the [Description of the Invention] and [Claims], 'pile' means a steel pipe or a composite pipe filled with concrete inside the steel pipe as for supporting the upper load, but is not necessarily limited thereto, and is intended to support the load. It should be interpreted to mean various files.
아울러, 워터젯은 연마재가 포함된 것과 포함되지 않은 것을 모두 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 나아가, '수평'은 수학적인 의미에서의 수평 뿐만 아니라 수평과 근접하게 경사진 것도 포함하고, '수직'은 수학적인 의미에서의 수직 뿐만 아니라 수직과 근접하게 경사진 것도 포함하는 의미로 사용된다. In addition, water jet should be construed as meaning both with and without an abrasive. Further, 'horizontal' includes not only horizontal in a mathematical sense but also inclines close to the horizontal, and 'vertical' includes not only vertical in a mathematical sense but also inclines close to the vertical.
또한, 본 명세서에서 구동모터(33)(74), 실린더(25) 및, 분사부(76)의 실린더 등은 전용 제어 시스템의 유압 펌프와 제어 밸브 등에 의해 제어 및 작동될 수 있다. 상기 전용 제어 시스템은 유압의 공급과 제어 신호를 통하여 상기 구성요소를 제어할 수 있다. In addition, in the present specification, the driving
그리고, 아래 도면에서 동일한 도면 참조부호는 동일한 구성을 나타낸다. And, in the drawings below, the same reference numerals denote the same configuration.
[파일 절단 장치][Pile Cutting Device]
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일 절단 장치를 보여주는 사시도이고, 도 2는 파일 절단 장치가 파일에 설치된 것을 보여주는 사시도이며, 도 3은 도 2의 평면도이다. 1 is a perspective view showing a file cutting device according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing that the file cutting device is installed in a pile, and FIG. 3 is a plan view of FIG. 2 .
도면에 나타난 바와 같이, 상기 파일 절단 장치(100)는 고정 프레임(10)과, 고정 프레임(10)을 따라 이동 가능하도록 고정 프레임(10)에 설치된 이동 프레임(50), 및 이동 프레임(50)을 따라 이동 가능하도록 설치되고 워터젯을 파일(1)에 분사하는 워터젯 유닛(70)을 포함할 수 있다. As shown in the drawing, the
고정 프레임(10)은 파일(1)을 둘러싸도록 설치된다. 바람직하게, 고정 프레임(10)은 파일(1)의 횡단면과 형합하는 형상을 갖되, 파일(1)의 외부면으로부터 일정한 간격을 갖고, 파일(1)의 둘레 중 일부를 둘러싼다. 예를 들어, 파일(1)의 횡단면이 원형인 경우에는 고정 프레임(10)은 파일(1)과 동심원인 원호이되 파일(1) 보다 약간 큰 직경을 갖는다. The fixed
바람직하게, 고정 프레임(10)은 원호부(11)와 개방부(12)를 포함할 수 있다. 원호부(11)는 원주 방향으로 길게 연장 형성되고 이동 프레임(50)을 지지한다. 그리고, 개방부(12)는 원호부(11)가 연장되지 않은 부분으로서 파일(1)이 원호부(11)에 삽입되는 입구가 된다. 예를 들어, 파일(1)의 횡단면이 원형인 경우, 원호부(11)와 개방부(12)가 함께 원형을 이루므로, 이동 프레임(50)이 개방부(12)와 대응되도록 위치하면 원호부(11)와 이동 프레임(50)이 협력하여 파일(1)을 완전히 둘러싸게 된다. Preferably, the fixing
원호부(11)의 중심각(θ1)과 이동 프레임(50)의 중심각(θ2)이 180° 이상일 경우, 원호부(11)의 양쪽 끝단 사이의 거리 및 이동 프레임(50)의 양쪽 끝단 사이의 거리는 파일(1)의 직경 보다 긴 것이 바람직한데, 이것은 이동 프레임(50)이 원호부(11)와 대응되도록 위치될 경우(이동 프레임이 원호부와 같은 방향에 있을 경우)에 파일(1)이 원호부(11)에 삽입되도록 하기 위함이다. 참고로, 중심각(θ1)은 원호부(11)의 동심원의 중심과 원호부(11)의 양쪽 끝단이 이루는 각도를 의미하고, 중심각(θ2)은 이동 프레임(50)의 동심원의 중심과 이동 프레임(50)의 양쪽 끝단이 이루는 각도를 의미한다. 도 3에는 중심각(θ1)과 중심각(θ2)이 동일한 것으로 나타나 있지만 중심각(θ1)과 중심각(θ2)은 서로 다를 수 있다. When the central angle θ1 of the
그리고, 원호부(11)의 중심각(θ1)과 이동 프레임(50)의 중심각(θ2)을 합하면 360°를 초과하고, 개방부(12)를 통해 파일(1)이 원호부(11)에 삽입될 수 있는 것이 바람직하다. 만약, 중심각(θ1)과 중심각(θ2)을 합하여 360° 이하가 되면 이동 프레임(50)이 개방부(12)에 위치되더라도 원호부(11)와 이동 프레임(50)이 함께 완전한 원형을 이룰 수 없고 이에 따라 커팅이 이루어질 수 없는 부분이 생기게 된다는 문제점이 있다. In addition, the sum of the central angle θ1 of the
더욱 바람직하게, 원호부(11)의 중심각(θ1)은 180° 이상이되 개방부(12)를 통해 파일(1)이 삽입될 수 있는 것이 바람직하다. 원호부(11)의 중심각(θ1)이 180° 미만이 되면, 도 2~3에 나타난 바와 같이 연결부재(21)를 인출하여 고정 프레임(10)의 양쪽 끝단을 연결하기 전까지는 고정 프레임(10)을 파일(1)에 견고하게 고정하기가 어렵다는 문제점과, 연결부재(21)의 양쪽 단부와 이동 프레임(50)의 양쪽 단부가 원호부(11)의 바깥으로 연장되어 돌출될 수 있으므로 이동시 외부 물체와의 충돌 등으로 장치가 손상될 수 있다는 문제점 등이 있다. More preferably, the central angle (θ1) of the circular arc portion (11) is 180 ° or more, and it is preferable that the file (1) can be inserted through the opening portion (12). When the central angle (θ1) of the
원호부(11)는 후술한 이동 프레임(50)과, 이동 프레임(50)에 설치된 스트립(53) 및 랙기어(54)와 동일한 곡률을 갖고 동일한 중심을 갖는다. The
고정 프레임(10)에는 레일 지지부와 구동부 및 간격조절부(40)가 설치될 수 있다. A rail support unit, a driving unit, and a
레일 지지부는 고정 프레임(10)의 원주 방향을 따라 복수 개가 설치될 수 있다. 도 5에 나타난 바와 같이, 레일 지지부는 고정 프레임(10)에 설치된 브라켓(30)과, 브라켓(30)의 상,하부에 각각 회전 가능하도록 설치된 롤러(31)(32)를 포함할 수 있다. 참고로, 도 5에서 점선으로 나타낸 하늘색 선은 고정 프레임(10)과 간격조절부(40)를 나타낸 것으로서 내,외측 레일(51)(52)과 스트립(53) 및 관통공(53a)과의 구분을 위한 것이다. A plurality of rail supports may be installed along the circumferential direction of the fixing
롤러(31)는 내측 레일(51)의 상부 레일을 원주 방향으로 이동 가능하도록 지지하고, 롤러(32)는 내측 레일(51)의 하부 레일을 원주방향으로 이동 가능하도록 지지한다. 롤러(31)(32)의 외주면에는 오목한 홈이 형성되므로, 원형 단면을 갖는 상,하부 레일의 단면과 형합하여 상,하부 레일을 이동 가능하게 지지하고 이탈을 방지할 수 있다. The
구동부는 이동 프레임(50)을 원주 방향으로 이동시킨다. 구동부는 원호부(11)를 따라 일정 각도 간격으로 복수 개가 설치될 수도 있지만 구동부 사이의 중심각이 이동 프레임(50)의 중심각(θ2) 보다 작게 되도록 설치되기만 하면 이동 프레임(50)의 이동에는 지장을 주지 않는다. 도면에는 4개의 구동부가 원호부(11)에 설치되되 원호부(11)의 양쪽 단부에만 설치되고 구동부 사이의 중심각이 이동 프레임(50)의 중심각(θ2) 보다 작은 것을 보여준다. The driving unit moves the moving
구동부는 구동모터(33)와, 구동모터(33)에 의해 회전되는 스프라켓(34)을 포함할 수 있다. 구동모터(33)는 외부(지상)로부터 공급된 유압이나 전원, 내장 배터리 등에 의해 작동될 수 있다. 스프라켓(34)은 스트립(53)의 관통공(53a)에 맞물리고, 이에 따라 스프라켓(34)이 회전되면 이동 프레임(50)이 원주방향으로 이동된다. 참고로, 스트립(53)은 이동 프레임(50)의 내측면 즉, 내측 레일(51)의 안쪽면에 원주 방향을 따라 길게 연장되도록 설치된다. 그리고, 스트립(53)에는 일정 간격으로 관통공(53a)이 형성된다.The driving unit may include a driving
한편, 스프라켓(34)을 대신하여 피니언 기어(도면에 미도시)가 설치되고 스트립(53)을 대신하여 랙기어(도면에 미도시. 피니언 기어와 맞물림)가 설치될 수도 있는데, 이 점은 본 명세서를 참조한 당업자가 쉽게 그 구성을 알 수 있을 것이다. On the other hand, a pinion gear (not shown in the drawing) may be installed instead of the
파일 절단장치(100)는 원호부(11)에 대한 이동 프레임(50)의 이동을 정지시키기 위한 센서를 가질 수 있다. 구체적으로, 원호부(11)의 양쪽 단부에 센서가 설치되고 이 센서가 이동 프레임(50)의 양쪽 끝단을 감지하여 구동모터(33)의 작동을 정지시키는 것에 의해 이동 프레임(50)의 이동을 정지시킬 수 있다. 이 센서의 일 예는 리미트 스위치이고 이동 프레임(50)의 양쪽 끝단에는 리미트 스위치를 작동시키는 돌출부일 수 있다. The
간격조절부(40)는 원호부(11)에 설치되고, 파일(1)의 외부면과 원호부(11) 사이의 간격을 조절한다. 간격조절부(40)는 원호부(11)의 원주 방향을 따라 소정 간격으로 복수 개가 설치될 수 있다. The
간격 조절부(40)에 의해, 파일(1)의 외부면과 원호부(11) 사이의 간격(파일의 외부면과 이동 프레임 사이의 간격)이 일정한 것이 바람직한데, 이것은 워터젯 분사시 파일(1)과의 거리가 일정하지 못하면 절단 성능에 지장을 주기 때문이다. By the
간격조절부(40)는 지지대(41)와, 지지대(41)의 상,하부를 각각 관통하여 설치된 장봉(43)과, 지지대(41)의 양측에서 장봉(43)에 나사 결합된 너트(42)를 포함할 수 있다. 장봉(43)의 외부면에는 나사산이 형성되고, 이 나사산은 너트(42)와 나사 결합된다. 따라서, 지지대(41)의 양측에 나사 결합된 너트(42)를 풀고 장봉(43)의 돌출 길이를 조절한 후 너트(42)를 다시 조이면 장봉(43)이 파일(1)을 접촉 지지할 수 있다. The
한편, 도 2 ~ 4 및 도 7에 나타난 바와 같이, 파일 절단장치(100)는 연결부재(21)를 구비할 수 있다. 원호부(11)가 관일 경우에 연결부재(21)는 관(원호부)의 내부에 삽입되어 설치될 수 있다. 이 경우, 연결부재(21)는 관(원호부)과 동일한 곡률을 가지는 것이 바람직하다. On the other hand, as shown in Figures 2 to 4 and 7, the
연결부재(21)는 원호부(11)의 양쪽 끝단을 연결하도록 설치되는 부재로서, 원호부(11)가 파일(1)에 견고하게 고정되도록 한다. The connecting
연결부재(21)는 그 길이방향을 따라 길게 연장된 띠 형상의 부재로서, 이 길이방향을 따라 길게 연속적으로 연장된 장공(22)을 갖는다. 즉, 하나의 장공(22)이 연결부재(21)의 길이방향을 따라 길게 연속적으로 형성된다.The connecting
이에 대한 대안으로서, 연결부재(21)는 철제 와이어, 체인 등일 수도 있다. 철제 와이어, 체인 등은 제1,2 고정부(23)(24)를 연결하도록 설치된다. As an alternative to this, the connecting
그리고, 연결부재(21)의 한쪽 끝단은 제1 고정부(23)에 의해 원호부(11)의 한쪽 끝단에 설치(연결)되고 연결부재(21)의 다른쪽 끝단은 제2 고정부(24)에 의해 원호부(11)의 다른쪽 끝단에 설치(연결)될 수 있다. In addition, one end of the connecting
제1 고정부(23)는 장공(22)을 관통하도록 원호부(11)의 한쪽 끝단에 설치될 수 있다. 그리고, 제2 고정부(24)는 후크(26)를 포함할 수 있는데, 이 후크(26)가 장공(22)에 삽입 및 체결되는 것에 의해 연결부재(21)가 제2 고정부(24)에 연결될 수 있다. 바람직하게, 상기 후크(26)는 실린더(25)의 선단에 설치되어 실린더(25)의 신장과 수축에 따라 그 위치가 조절될 수 있다. 즉, 실린더(25)가 장공(22)을 향해 전진하여 후크(26)가 장공(22)에 체결(삽입)된 후, 연결부재(21)에 텐션을 인가하여 팽팽하게 되도록 하기 위해 실린더(25)가 후진하여 연결부재(21)에 텐션을 인가할 수 있다. 도 2와 도 4에는 연결부재(21)가 원호 형상을 갖고 파일(1)의 외부면과 소정 간격으로 이격된 것으로 도시되어 있으나, 실린더(25)에 의해 연결부재(21)에 텐션이 인가되면 연결부재(21)가 파일(1)의 외부면에 밀착될 수도 있고 이 밀착에 의해 고정 프레임(10)이 파일(1)에 견고하게 고정될 수 있다. The first fixing
한편, 연결부재(21)가 철제 와이어 또는 체인인 경우, 공지의 체결수단을 이용하여 철제 와이어 또는 체인을 후크(26)에 고정하거나 실린더(25)의 선단에 직접 체결할 수도 있다. On the other hand, when the connecting
이동 프레임(50)은 고정 프레임(10)을 따라 이동 가능하도록 고정 프레임(10)에 설치된다. 이동 프레임(50)은 내측 레일(51)과 외측 레일(52)을 포함할 수 있다. 내측 레일(51)과 외측 레일(52)은 원호부(11)와 동일한 곡률을 갖되 원호부(11)의 외측에 설치될 수 있다. 내,외측 레일(51)(52)은 각각 상,하부 레일을 포함할 수 있다. 이에 따라 이동 프레임(50)은 네 개의 레일을 포함할 수 있다. The moving
그리고, 내,외측 레일(51)(52)에는 소정 간격으로 지지판(55)이 반경 방향으로 설치되어 네 개의 내,외측 레일(51)(52)을 연결하고 지지한다.In addition,
상기 상,하부 레일은 원형 단면의 관이 원호를 이루도록 벤딩되어 만들어질 수 있다. 내측 레일(51)의 상,하부 레일은 롤러(31)(32)의 외부면과 형합하는 단면을 가질 수 있는데, 이 형합하는 구조로 인해, 이동 프레임(50)이 롤러(31)(32)에 의해 가이드(지지)되면서 원주 방향으로 이동될 때 이동 프레임(50)의 이탈이 방지된다. The upper and lower rails may be made by bending a tube having a circular cross section to form an arc. The upper and lower rails of the
외측 레일(52)은 워터젯 유닛(70)이 원주 방향으로 이동되도록 가이드하고 지지하며 이탈을 방지한다. 이를 위해, 외측 레일(52)의 상,하부 레일은 가이드 롤러(72)(73)의 외부면과 형합하는 단면을 가질 수 있다.The
내측 레일(51)의 내측면에는 상술한 스트립(53)이 원주 방향을 따라 길게 연장되도록 설치되고 외측 레일(52)의 외측면에는 랙기어(54)가 원주 방향을 따라 길게 연장되도록 설치될 수 있다. The above-described
한편, 도 3에는 이동 프레임(50)의 원호의 중심각(θ2)과 원호부(11)의 중심각(θ1)이 동일한 것으로 도시되어 있으나, 중심각(θ2)은 중심각(θ1) 보다 작거나 동일하거나 클 수 있는데, 중심각(θ2)이 중심각(θ1) 보다 큰 경우에는 이동 프레임(50)의 양쪽 끝단 사이의 거리가 파일(1)의 직경보다 커야 한다. Meanwhile, although the central angle θ2 of the circular arc of the moving
그리고, 상술한 바와 같이, 중심각(θ2)과 중심각(θ1)을 합하여 360°를 초과하는 것이 바람직하다. And, as described above, it is preferable that the sum of the central angle θ2 and the central angle θ1 exceed 360°.
이동 프레임(50)은 고정 프레임(10)에 대해 이동 가능한데, 이 이동은 상기 구동부에 의해 이루어질 수 있지만 이에 대한 대안으로서 수중 다이버에 의해 수작업으로 이루어질 수도 있다. The
워터젯 유닛(70)은 이동 프레임(50)에 이동 가능하게 설치되고, 워터젯을 파일(1)에 분사하여 파일(1)을 절단(커팅)한다. 도 1~2와 도 6에 나타난 바와 같이, 워터젯 유닛(70)은 브라켓(71)과, 브라켓(71)의 상,하부에 각각 설치된 상,하부 가이드 롤러(72)(73)와, 구동모터(74)와, 구동모터(74)에 의해 회전되는 피니언 기어(75)와, 외측 레일(52)의 바깥쪽 측면에 설치된 랙기어(54)와, 워터젯을 분사하는 분사부(76)를 포함할 수 있다. The
브라켓(71)은 외측 레일(52)의 바깥쪽 측면에 설치될 수 있다. 상부 가이드 롤러(72)는 외측 레일(52)의 상부 레일에 가이드되도록 설치되고 하부 가이드 롤러(73)는 외측 레일(52)의 하부 레일에 가이드되도록 설치된다. 상,하부 가이드 롤러(72)(73)의 외부면은 상,하부 레일의 단면과 형합하도록 오목하게 형성되므로, 워터젯 유닛(70)의 이탈이 방지되고 안정적인 이동이 가능하다.
구동모터(74)는 외부, 예를 들어 선박으로부터 공급된 유압이나 전원에 의해 작동되거나 내장 배터리에 의해 작동될 수 있다. 바람직하게, 구동모터(74)는 전용 제어 시스템(도면에 미도시)의 유압 펌프, 제어 밸브 등에 의해서 제어될 수 있다. 구동모터(74)의 회전력은 감속기에 의해서 R.P.M.이 조절된 후, 피니언 기어(75)로 전달될 수 있다. The driving
피니언 기어(75)는 랙기어(54)와 맞물리도록 설치된다. 따라서, 구동모터(74)로부터 전달된 회전력에 의해 피니언 기어(75)가 회전되면 워터젯 유닛(70)이 랙기어(54)를 따라 이동될 수 있다. The
한편, 피니언 기어(75)를 대신하여 스프라켓이 설치되고 랙기어(54)를 대신하여 관통공(53a)이 형성된 스트립(53)이 설치될 수도 있다. Meanwhile, a sprocket may be installed instead of the
분사부(76)는 외부, 예를 들어 해상의 선박에서 공급된 워터젯을 분사하여 파일(1)을 절단(커팅)한다. 워터젯은 단독으로 또는 연마재와 함께 공급될 수 있다. 분사부(76)는 워터젯 분사장치가 갖는 통상적인 구성을 가질 수 있다. 분사부(76)의 분사관은 파일(1)과의 거리에 따라 신장되거나 수축될 수 있는데, 이 신장과 수축은 공압 또는 유압 실린더 또는 모터에 의해 이루어질 수 있다. The
분사관의 선단에는 노즐이 설치된다. 바람직하게, 상기 노즐은 파일(1)의 외부면과 소정 거리 이격되고, 이 이격 거리를 조절 또는 제어하기 위한 센서(도면에 미도시)가 설치될 수 있는데, 이 센서는 파일(1)의 외부면과의 거리를 감지하여 그 신호를 제어부에 전달하며, 제어부는 이 신호에 대응하여 상기 실린더 또는 전기 모터를 작동시킨다. A nozzle is installed at the tip of the injection pipe. Preferably, the nozzle is spaced apart from the outer surface of the pile (1) by a predetermined distance, and a sensor (not shown in the drawing) may be installed to adjust or control this distance, which sensor is installed on the outside of the pile (1). The distance to the surface is sensed and the signal is transmitted to the control unit, and the control unit operates the cylinder or the electric motor in response to the signal.
상기 센서로는 자력을 감지하는 전자석 센서가 사용될 수 있지만, 짧은 거리를 감지하는 통상의 센서가 사용될 수도 있다. 상기 전자석 센서는 파일(1)의 내부면과의 거리와 외부과의 거리를 각각 감지하여 그 신호를 제어부에 전달하고, 제어부는 이 신호에 대응하여 상기 실린더 또는 전기 모터를 작동시킨다. An electromagnet sensor for detecting magnetic force may be used as the sensor, but a conventional sensor for detecting a short distance may be used. The electromagnet sensor detects the distance from the inner surface of the
바람직하게, 분사부(76)는 상,하,좌,우로 회동할 수 있다. 분사부(76)는 파일(1)을 절단할 뿐만 아니라 작업시 방해되는 장애물, 예를 들어 이웃하는 파일을 서로 연결하도록 설치된 브레이스(도면에 미도시), 파일(1)의 외부면에 부착된 해초류 또는 조개류 등을 절단(또는 제거)할 수 있도록 상,하,좌,우로 회동될 수 있는 것이 바람직하다. 이 회동은 당업계에 공지된 구성에 의해 이루어질 수 있다. Preferably, the
한편, 파일 절단장치(100)는 카메라(도면에 미도시) 및/또는 초음파 스캐닝 소나(도면에 미도시)를 구비할 수도 있다. 선박에서 크레인을 이용하여 파일 절단장치(100)를 수중에 투입할 때, 선박에 있는 작업자는 카메라 및/또는 초음파 스캐닝 소나로부터 전달된 영상을 보면서 원격 작업을 할 수 있다. 카메라 또는 초음파 스캐닝 소나는 워터젯 유닛(70)과 고정 프레임(10) 및 이동 프레임(20) 중에서 적어도 어느 하나에 설치될 수 있다. 초음파 스캐닝 소나는 초음파를 발신 및 수신하여 주변 구조물이나 지형을 파악할 수 있도록 한다. 초음파 스캐닝 소나는 수중에서 시야 확보가 어려울 때 더욱 효과적이다.Meanwhile, the
워터젯 유닛(70)에 설치된 카메라 및/또는 초음파 스캐닝 소나는 파일(1)의 외부면을 촬영하거나 워터젯에 의한 파일(1) 커팅을 촬영하거나 파일(1) 주변의 장애물을 촬영하여 그 영상을 선박으로 전송할 수 있다. 이를 위해, 카메라와 초음파 스캐닝 소나는 상, 하, 좌, 우로 회전이 가능하도록 설치될 수 있다. The camera and/or ultrasonic scanning sonar installed in the
아울러, 파일 절단장치(100)는 진동 센서(도면에 미도시) 및/또는 음향 센서(도면에 미도시)를 더 포함할 수 있다. 진동 센서는 워터젯에 의한 파일 커팅 작업시 발생하는 진동을 측정하고 음향 센서는 워터젯에 의한 파일 커팅 작업시 발생하는 음향을 측정한다. 이 진동센서와 음향센서는 브라켓(71), 분사부(76) 및, 파일(1) 중 적어도 어느 한 곳에 설치될 수 있다. In addition, the
이 진동센서 및/또는 음향센서로부터 전달된 신호와 카메라 등에 의해 촬영된 절단 작업 영상을 이용하여 워터젯이 파일(1)을 관통했는지 여부와, 파일 절단 작업이 완료되었는지를 원격지(예를 들어 선박)에서 알 수 있다. Using the signal transmitted from the vibration sensor and/or the acoustic sensor and the cutting operation image captured by the camera, it is possible to determine whether the water jet has penetrated the
파일 절단장치(100)는 승하강 유닛(도면에 미도시)을 더 포함할 수도 있다. 승하강 유닛은 해상의 선박에 설치된다. 승하강 유닛은 크레인일 수 있다. 크레인은 고정 프레임(10)에 연결된 와이어와, 와이어를 풀거나 감는 권취기를 포함할 수 있다. The
해양 구조물 해체 작업시, 탑 사이드(상부 구조물)를 제거한 후 크레인에 파일 절단장치(100)를 매달아서 수중에 투입하고, 파일 절단 작업이 완료되면 크레인을 이용하여 인양할 수 있다. When disassembling an offshore structure, after removing the top side (upper structure), the
[파일 절단 공법][Pile cutting method]
그러면, 아래에서는 파일 절단 장치(100)를 이용한 파일 절단(커팅) 과정을 설명하기로 한다. 도 8은 상기 절단 과정을 순차적으로 보여준다.Then, below, a file cutting (cutting) process using the
먼저, 절단하고자 하는 파일(1)의 외경(직경)에 대응하여 간격조절부(40)를 조절한다. 이 작업은 선박이나 지상에서 이루어질 수 있다. 이 작업은 너트(42)를 풀어서 장봉(43)을 전,후진시킨 후 너트(42)를 다시 조여서 지지대(41)에 고정하는 것에 의해 이루어질 수 있다. 이어서, 선박에서 파일 절단장치(100)를 크레인(도면에 미도시)에 매달아서 수중에 투입한다(S10). 수중 투입시에는 도 1에 도시된 바와 같이 이동 프레임(50)이 원호부(11) 쪽에 위치된 것이 바람직하다.First, the
이어서, 파일 절단장치(100)가 절단 계획 위치에 도달하면 잠수부가 원호부(11)를 이동시켜 개방부(12)를 통해 파일(1)이 원호부(11)에 안착(삽입)되도록 한다. 그리고, 잠수부가 연결부재(21)를 원호부(11)의 한쪽 끝단으로부터 인출하여 반대쪽 끝단의 제2 고정부(24)에 연결하고, 이어서 실린더(25)를 후진시켜 연결부재(21)에 텐션이 생기도록 하여 원호부(11)가 파일(1)에 견고하게 고정되도록 한다(S20). 도 2 ~ 3은 이러한 고정 작업이 완료된 것을 보여준다. Subsequently, when the
다음으로, 워터젯 유닛(70)이 이동 프레임(50)을 따라 이동과 워터젯 분사를 교대로 반복하면서 파일(1)을 절단하거나 천천히 이동하면서 워터젯을 분사하여 파일(1)을 절단한다(S30). S30 단계에서 이동 프레임(50)은 고정 프레임(10)에 대해 고정된 상태를 유지한다. Next, the
이 절단 작업은 워터젯 유닛(70) 등에 설치된 카메라 및/또는 초음파 스캐닝 소나에 의해 촬영된 영상을 선박에 있는 작업자가 보면서 원격 제어할 수도 있다. 그리고, 워터젯이 파일(1)을 관통했는지 여부는 상기 촬영된 영상과, 진동센서 및/또는 음향센서로부터 전달된 신호를 선박에 있는 작업자가 분석하여 판단할 수 있다. 진동센서와 음향센서는 브라켓(71), 분사부(76) 및, 파일(1) 중 적어도 어느 한 곳에 설치될 수 있다. This cutting operation may be remotely controlled by a worker on the ship while viewing an image captured by a camera and/or an ultrasonic scanning sonar installed in the
한편, 워터젯 유닛(70)이 이동 프레임(5)을 따라 이동할 때에는 카메라 및/또는 초음파 스캐닝 소나에서 촬영된 영상을 참조하여 이동에 장애가 되는 장애물이 주변에 있는지 확인하고, 워터젯 유닛(70)의 작동과 이동에 지장을 줄 만한 장애물이 발견되면 분사부(76)를 장애물을 향하도록 회동시킨 후 워터젯을 분사하여 장애물을 제거 또는 절단할 수 있다. 상기 분사부(76)는 상, 하, 좌, 우로 회동 가능하므로 장애물과 근접한 위치에서 워터젯을 분사하여 장애물을 제거할 수 있다. 상기 장애물에는 이웃하는 파일(1)을 서로 연결하도록 설치된 브레이스(강 부재)와, 파일(1)의 외부면에 부착된 해초류, 조개류 등도 포함된다. On the other hand, when the
S30 단계를 완료한 후, 도 4에 나타난 바와 같이 이동 프레임(50)을 고정 프레임(10)을 따라 이동시켜 개방부(12)에 위치시키고, 이어서 이동 프레임(50)을 정지시킨 상태에서 워터젯 유닛(70)을 이동 프레임(50)을 따라 이동시키면서 파일(1)을 절단한다(S40). 이동 프레임(50)의 상기 이동에 의해서 이동 프레임(50)과 고정 프레임(10)은 파일(1)을 완전하게 둘러싸게 되므로 파일(1)을 완전히 절단할 수 있게 된다. After completing step S30, as shown in FIG. 4, the
파일 절단 작업이 완료되었는지 여부는 상기 카메라 및/또는 초음파 스캐닝 소나에 의해 촬영된 영상과 워터젯 유닛(70)의 이동 거리 등을 참조하여 해상의 작업자가 판단할 수 있고 워터젯 유닛(70)의 이동 거리는 구동모터(74)의 회전수 등을 카운팅하여 계산할 수 있다. Whether or not the file cutting operation is completed can be determined by a marine worker by referring to the image captured by the camera and/or the ultrasonic scanning sonar and the moving distance of the
한편, 상기 절단 작업이 완료되면, 잠수부가 연결부재(21)를 제2 고정부(24)로부터 분리하고 연결부재(21)를 원호부(11)에 삽입한 후, 원호부(11)를 파일(1)로부터 분리한다. 그리고, 절단된 파일(1)과 장치(100)를 크레인으로 인양한다(S50). On the other hand, when the cutting operation is completed, the diver separates the connecting
한편, 위에서는 파일 절단장치(100)를 이용하여 해상 구조물 파일을 절단하는 과정만을 설명하였으나, 파일 절단장치(100)를 이용하여 지상 구조물 파일을 절단하는 과정도 동일한 원리로 이루어질 수 있는데 이 점은 본 명세서를 참조한 당업자가 쉽게 알 수 있을 것이므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.On the other hand, in the above, only the process of cutting offshore structure piles using the
아울러, 도면에는 고정 프레임(10)이 내측에 설치되고 이동 프레임(50)이 바깥쪽에 설치된 것으로 도시되어 있으나, 이동 프레임(50)이 내측에 설치되고 고정 프레임(10)이 바깥쪽에 설치될 수도 있는데 이 구조는 본 명세서를 참조한 당업자가 쉽게 알 수 있을 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.In addition, although the drawing shows that the fixed
10 : 고정 프레임
11 : 원호부
12 : 개방부
21 : 연결부재
22 : 장공
23 : 제1 고정부
24 : 제2 고정부
25 : 실린더
26 : 후크
30 : 브라켓
31, 32 : 롤러
33 : 구동모터
34 : 스프라켓
40 : 간격조절부
41 : 지지대
42 : 너트
43 : 장봉
50 : 이동 프레임
51 : 내측 레일
52 : 외측 레일
53 : 스트립
53a : 관통공
54 : 랙기어
55 : 지지판
70 : 워터젯 유닛
71 : 브라켓
72 : 상부 가이드 롤러
73 : 하부 가이드 롤러
74 : 구동모터
75 : 피니언 기어
76 : 분사부
77 : 호스
100 : 파일 절단장치
θ1 : 원호부의 중심각
θ2 : 이동 프레임의 중심각10 : fixed frame
11: arc part
12: opening
21: connecting member
22 : long hole
23: first fixing part
24: second fixing part
25: Cylinder
26 : hook
30: bracket
31, 32: roller
33: driving motor
34 : sprocket
40: spacing control unit
41: support
42: nut
43: Jangbong
50: movement frame
51: inner rail
52: outer rail
53: strip
53a: through hole
54: rack gear
55: support plate
70: water jet unit
71: bracket
72: upper guide roller
73: lower guide roller
74: drive motor
75: pinion gear
76: injection part
77: hose
100: file cutting device
θ1: the central angle of the circular arc
θ2: Center angle of moving frame
Claims (8)
(a) 파일 절단장치(100)를 절단 계획 지점에 위치시키는 단계;
(b) 절단 계획 지점에서 고정 프레임(10)을 파일(1)에 고정하는 단계;
(c) 이동 프레임(50)을 따라 워터젯 유닛(70)을 이동시키면서 워터젯을 분사하여 파일(1)을 절단하는 단계; 및,
(d) 이동 프레임(50)을 고정 프레임(10)을 따라 이동시키는 단계;
(e) 상기 (d) 단계의 이후에, 이동 프레임(10)을 따라 워터젯 유닛(70)을 이동시키면서 워터젯을 분사하여 파일(1)을 절단하는 단계;를 포함하고,
고정 프레임(10)은,
원호 형상을 갖고, 이동 프레임(50)을 이동 가능하도록 지지하는 원호부(11); 및,
원호부(11)가 없는 부분으로서, 파일(1)이 원호부(11)에 삽입되는 입구가 되는 개방부(12);를 포함하고,
상기 (d) 단계에서, 이동 프레임(50)이 원호부(11)를 따라 원주 방향으로 이동하여 개방부(12)에 위치되면 이동 프레임(50)과 원호부(11)가 협력하여 파일(1)을 완전히 둘러싸는 것을 특징으로 하는, 워터젯을 이용한 파일 절단 공법.It is a method of cutting the pile (1) by spraying a water jet from the outside of the pile (1) supporting a structure on the sea or on the ground,
(a) positioning the file cutting device 100 at the cutting planned point;
(b) fixing the fixing frame 10 to the pile 1 at the cutting planned point;
(c) cutting the file 1 by spraying a water jet while moving the water jet unit 70 along the moving frame 50; and,
(d) moving the moving frame 50 along the fixed frame 10;
(e) after step (d), cutting the pile 1 by spraying a water jet while moving the water jet unit 70 along the moving frame 10;
The fixed frame 10,
An arc portion 11 having an arc shape and movably supporting the moving frame 50; and,
As a part without the arc portion 11, the file 1 is an opening portion 12 that is inserted into the arc portion 11; includes,
In step (d), when the movable frame 50 moves in the circumferential direction along the circular arc portion 11 and is positioned in the open portion 12, the movable frame 50 and the arc portion 11 cooperate to create a file 1 ), a file cutting method using a water jet, characterized in that completely surrounding.
상기 구조물은 해양에 설치된 구조물이고,
상기 (a) 단계의 이전에 해양 구조물의 상부 구조물을 제거하며,
상기 (a) 단계는 크레인을 이용하여 파일 절단장치(100)를 절단 계획 지점에 위치시키는 것을 특징으로 하는, 워터젯을 이용한 파일 절단 공법. According to claim 1,
The structure is a structure installed on the sea,
Remove the superstructure of the offshore structure before step (a),
The step (a) is a file cutting method using a water jet, characterized in that by using a crane to position the file cutting device 100 at the cutting planned point.
상기 (b) 단계는,
(b1) 원호부(11)를 이동시켜서 파일(1)이 원호부(11)에 삽입되도록 하는 단계; 및,
(b2) 간격조절부(40)를 이용하여 원호부(11)를 파일(1)에 고정하고 파일(1)의 외부면과 원호부(11) 사이의 거리가 일정하게 되도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 워터젯을 이용한 파일 절단 공법. According to claim 1,
In step (b),
(b1) moving the arc portion 11 so that the file 1 is inserted into the arc portion 11; and,
(b2) fixing the arc portion 11 to the file 1 by using the spacing adjusting unit 40 and ensuring that the distance between the outer surface of the pile 1 and the arc portion 11 is constant; including Characterized in that, a file cutting method using a water jet.
상기 (b1) 단계와 (b2) 단계의 사이 또는 (b2) 단계의 이후에, 연결부재(21)를 이용하여 원호부(11)의 양쪽 끝단을 연결하여 파일(1)의 외부면을 둘러싸는 것을 특징으로 하는, 워터젯을 이용한 파일 절단 공법. According to claim 3,
Between the steps (b1) and (b2) or after the step (b2), the connecting member 21 is used to connect both ends of the arc portion 11 to surround the outer surface of the pile 1 Characterized in that, a file cutting method using a water jet.
연결부재(21)의 한쪽 끝단은 제1 고정부(23)에 의해 원호부(11)의 한쪽 끝단에 연결되고 연결부재(21)의 반대쪽 끝단은 제2 고정부(24)에 의해 원호부(11)의 반대쪽 끝단에 연결되며,
제2 고정부(24)는 실린더(25)를 포함하고, 연결부재(21)가 제2 고정부(24)에 고정된 후 실린더(25)가 후진하는 것에 의해서 연결부재(21)에 텐션이 생기는 것을 특징으로 하는, 워터젯을 이용한 파일 절단 공법. According to claim 4,
One end of the connecting member 21 is connected to one end of the circular arc part 11 by the first fixing part 23, and the opposite end of the connecting member 21 is connected to the arc part by the second fixing part 24 ( 11) is connected to the opposite end of
The second fixing part 24 includes a cylinder 25, and after the connecting member 21 is fixed to the second fixing part 24, tension is applied to the connecting member 21 by moving the cylinder 25 backward. A file cutting method using a water jet, characterized in that it occurs.
이동 프레임(50)은,
원주방향을 따라 길게 연장되도록 설치된 내,외측 레일(51)(52); 및,
내측 레일(51)의 내부쪽 측면 및 외측 레일(52)의 바깥쪽 측면에 원주 방향을 따라 길게 연장되도록 설치된 랙기어 또는 스트립;을 포함하고,
내측 레일(51)의 랙기어 또는 스트립은 구동모터(33)의 피니언 기어 또는 스프라켓(34)과 맞물리도록 설치되고 구동모터(33)의 회전에 의해 이동 프레임(50)이 원주 방향으로 이동되며,
외측 레일(52)의 랙기어 또는 스트립은 워터젯 유닛(70)의 피니언 기어(75) 또는 스프라켓과 맞물리도록 설치되고 피니언 기어(75) 또는 스프라켓의 회전에 의해 워터젯 유닛(70)이 원주 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는, 워터젯을 이용한 파일 절단 공법. According to claim 1,
The moving frame 50,
inner and outer rails 51 and 52 installed to extend along the circumferential direction; and,
A rack gear or strip installed to extend in the circumferential direction on the inner side of the inner rail 51 and the outer side of the outer rail 52,
The rack gear or strip of the inner rail 51 is installed to engage with the pinion gear or sprocket 34 of the driving motor 33, and the moving frame 50 is moved in the circumferential direction by the rotation of the driving motor 33,
The rack gear or strip of the outer rail 52 is installed to engage with the pinion gear 75 or sprocket of the water jet unit 70, and the water jet unit 70 moves in the circumferential direction by rotation of the pinion gear 75 or sprocket. Characterized in that, a file cutting method using a water jet.
상기 (c) 단계는 이동 프레임(50)이 고정 프레임(10)에 고정된 상태에서 워터젯 유닛(70)이 이동 프레임(50)을 따라 이동되면서 파일(1)의 일부를 절단하고,
상기 (e) 단계는 (d) 단계의 이후에 파일(1)의 나머지 일부를 절단하며,
원호부(11)의 중심각(θ1)과 이동 프레임(50)의 중심각(θ2)을 더하면 360°를 초과하는 것을 특징으로 하는, 워터젯을 이용한 파일 절단 공법. According to any one of claims 1 to 6,
In the step (c), while the moving frame 50 is fixed to the fixed frame 10, the water jet unit 70 moves along the moving frame 50 and cuts a part of the file 1,
Step (e) cuts the remaining part of the file (1) after step (d),
A file cutting method using a water jet, characterized in that the sum of the central angle (θ1) of the circular arc portion (11) and the central angle (θ2) of the moving frame (50) exceeds 360 °.
워터젯 유닛(70)은,
워터젯을 분사하는 분사부(76); 및,
파일이나 주변을 촬영하여 그 영상신호를 전송하는 카메라 또는 초음파 스캐닝 소나;를 포함하고,
워터젯 유닛(70)의 작동에 장애가 되는 장애물이 카메라 또는 초음파 스캐닝 소나에 의해 발견되면 분사부(76)가 워터젯을 분사하여 장애물을 제거하는 것을 특징으로 하는, 워터젯을 이용한 파일 절단 공법. According to claim 7,
The water jet unit 70,
a spraying unit 76 for spraying a water jet; and,
Including; a camera or ultrasonic scanning sonar for photographing a file or surroundings and transmitting the image signal;
When an obstacle obstructing the operation of the water jet unit 70 is found by a camera or ultrasonic scanning sonar, the spraying unit 76 sprays a water jet to remove the obstacle.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4007705A (en) * | 1974-12-20 | 1977-02-15 | Dnd Corporation | Apparatus for treating a cylindrical object |
US5136969A (en) * | 1991-01-25 | 1992-08-11 | Cups, Inc. | Modularized machine for reconditioning pipelines |
US20130214034A1 (en) * | 2007-04-25 | 2013-08-22 | Borealis Technology Oy | Method and apparatus for coating pipes |
US20150102132A1 (en) * | 2012-05-14 | 2015-04-16 | Sulzer Mixpac Ag | Spray mixer for mixing and spraying at least two flowable components |
US20190314846A1 (en) * | 2016-06-13 | 2019-10-17 | Shawcor Ltd. | Apparatus for coating pipes |
KR102388686B1 (en) * | 2021-11-24 | 2022-04-21 | 주식회사케이베츠 | Apparatus for cutting penetrated pile using waterjet |
-
2022
- 2022-12-26 KR KR1020220184060A patent/KR102524893B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4007705A (en) * | 1974-12-20 | 1977-02-15 | Dnd Corporation | Apparatus for treating a cylindrical object |
US5136969A (en) * | 1991-01-25 | 1992-08-11 | Cups, Inc. | Modularized machine for reconditioning pipelines |
US20130214034A1 (en) * | 2007-04-25 | 2013-08-22 | Borealis Technology Oy | Method and apparatus for coating pipes |
US20150102132A1 (en) * | 2012-05-14 | 2015-04-16 | Sulzer Mixpac Ag | Spray mixer for mixing and spraying at least two flowable components |
US20190314846A1 (en) * | 2016-06-13 | 2019-10-17 | Shawcor Ltd. | Apparatus for coating pipes |
KR102388686B1 (en) * | 2021-11-24 | 2022-04-21 | 주식회사케이베츠 | Apparatus for cutting penetrated pile using waterjet |
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