KR102535731B1 - 수중구조물용 와이어쏘 절단장치 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수중구조물용 와이어쏘 절단장치 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 본 발명의 수중구조물용 와이어쏘 절단장치는 절단와이어와, 구동유닛과, 이동체로 구성되는 수중구조물용 와이어쏘 절단장치에 있어서, 수평방향전환지그부와, 수직방향전환지그부와, 밀폐커버부와, 수거부와, 제어부를 포함하여 이루어진다. 한편, 본 발명의 수중구조물용 와이어쏘 절단장치를 이용한 시공방법은, a) 수중구조물이 위치하는 방향으로 수평방향전환지그부 및 수직방향전환지그부의 위치를 변경하는 단계; b) 수중구조물의 절단 대상 부위에 일정 크기의 구멍을 천공하는 단계; c) 상기 b)단계에서 천공된 구멍으로 절단와이어의 일단을 삽입하여 상기 수중구조물의 외측면을 감싸도록 연결하는 단계; d) 단면상 하방이 개방된 '∏' 형태로 이루어진 밀폐커버부를 절단와이어가 감긴 수중구조물의 표면을 따라 절단 대상 부위의 전체 영역을 덮은 상태에서 하측 단부를 수중 바닥에 밀착 고정하는 단계; e) 구동유닛의 구동력으로 절단와이어를 고속 회전시킴과 동시에 에어분사유닛을 통해 고압의 공기를 분사시키면서 수중구조물의 절단 대상 부위를 절단하는 단계; 및 f) 상기 e)단계에서 절단된 수중구조물의 절단물을 지상으로 인양하는 단계;로 이루어진다.
Description
본 발명은 수중구조물용 와이어쏘 절단장치 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수중구조물의 절단 작업을 시행함에 있어 작업 중 발생되는 콘크리트 슬러지 및 분진을 완벽히 수거하고, 특히 수중 작업에서 발생되는 슬러지를 효율적으로 제어하여 환경오염을 방지하도록 하는 수중구조물용 와이어쏘 절단장치 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
근래 들어, 콘크리트 구조물의 해체공법으로 다이아몬드 와이어쏘 공법을 이용하는 것이 크게 주목받고 있다.
다이아몬드 와이어쏘 공법은 절단 대상 구조물에 다이아몬드 와이어쏘를 걸어 연결한 후 구동도르래를 고속으로 회전시키면서 유압실린더에 의해 구동도르래를 이송시켜 와이어에 장력을 주어 구조물을 절단하는 공법이다.
위와 같은 종래의 다이아몬드 와이어쏘 공법은 구조물의 절단 깊이나 절단 각도에 제한이 없으며, 기존 구조물에 손상을 주지 않을 뿐만 아니라 정밀진단이 가능하고, 또 구조물의 크기에 관계없이 절단할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 위에서 기술한 종래의 다이아몬드 와이어쏘 절단공법에서는 절단 시 절단부위의 마찰에 의해 발생되는 열을 냉각시키기 위해 일반적으로 물을 주입하여 절단하는 방법이 사용되고 있다.
그러나, 이른바 불리우는 습식 절단의 경우, 절단 능률은 좋으나 시간당 약 600ℓ 이상 사용되는 물과 콘크리트, 그리고 절단자재의 가루가 섞여 만들어지는 슬러지를 효과적으로 제어하지 못하여 공기 중으로 비산되거나 현장에 버려지는 경우가 다반사였으며, 특히나 수중 절단의 경우에는 바다나 강, 하천으로 슬러지가 버려져 환경오염 문제가 심각하게 대두되어 왔다.
따라서, 이 같은 문제점을 개선하기 위하여 최근에는 육상 작업시 물을 주입하지 않고도 절단할 수 있는 이른바 건식 와이어쏘 절단방법이 개발되어 기대를 받고 있으나, 낮은 냉각성능으로 인해 전반적인 작업능률 저하를 불러와 실효성 있는 공법으로는 아직 검증받고 있지 못하는 상황이다.
또한, 위에서 기술한 건식 와이어쏘 공법 역시 수중 공사에는 전혀 적용할 수 없는 한계점을 가지고 있어서 바다나 강, 하천이 많은 국내 실정에서는 콘크리트 구조물의 수중 절단에 사용이 가능하며 육상에서처럼 작업능률도 저하되지 않는 친환경 절단장치에 대한 개발 필요성이 절실히 요구된다.
본 발명은 상기 배경기술에서 기술한 바와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 일 목적은 수중구조물의 절단 대상면과 절단와이어를 동시에 감싸는 밀폐커버를 구비하여 절단와이어로 수중구조물을 절단 시 발생되는 분진 및 슬러지의 수중 노출을 원천적으로 차단할 수 있는 수중구조물용 와이어쏘 절단장치 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 밀폐커버를 구성하는 2개의 섬유시트(부직포) 사이에 흡착제를 개재하고, 이 흡착제와 서로 접하는 섬유시트의 면에는 요철 구조의 엠보를 형성함으로써 수분과의 접촉에 따른 인장력을 강화함은 물론 담지 기능을 향상시킬 수 있는 수중구조물용 와이어쏘 절단장치 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 딥러닝 기반의 학습 데이터를 토대로 절단와이어의 회전속도를 수중구조물의 경도, 물성과 같은 물리적 특성에 따라 자동 제어할 수 있는 수중구조물용 와이어쏘 절단장치 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적들로 반드시 제한되는 것은 아니며 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시형태는, 수중구조물(UW)의 절단 대상 부위를 감은 상태에서 고속회전하며 절단하는 고경도의 절단와이어(102)와, 상기 절단와이어(102)를 구동시키는 구동유닛(104)과, 상기 구동유닛(104)으로부터 구동력을 제공받아 궤도나 바퀴에 의해 이동하는 이동체(106)로 구성되는 수중구조물용 와이어쏘 절단장치(100)에 있어서, 절단 대상이 되는 수중구조물(UW)의 일측부에 위치하되 상기 구동유닛(104)에 연동되는 상기 절단와이어(102)의 진행방향을 가이드하는 다수개의 풀리(112)가 연계되도록 구비되는 수평방향전환지그부(110);와, 상기 수평방향전환지그부(110)와 일직선상에 위치하되 상기 구동유닛(104)에 연동되는 절단와이어(102)의 진행방향을 수직 하측으로 전환되도록 구비되는 수직방향전환지그부(120);와, 측부 양단이 상기 와이어쏘 절단장치(100)의 내부 공간에 연결되고 단면상 하방이 개방된 '∏' 형태로 상기 절단와이어(102)가 감긴 수중구조물(UW)의 표면을 따라 절단 대상 부위의 전체 영역을 덮도록 하측 양단이 수중 바닥에 밀착 고정되는 밀폐커버부(130);와, 상기 밀폐커버부(130)의 하단에 일단부가 연결되어 상기 수중구조물(UW)이 절단되면서 생성되는 슬러지를 펌프(152a)의 작동으로 이송시키는 슬러지이송배관(152)과, 상기 슬러지이송배관(152)의 타단부에 연결되어 상기 슬러지이송배관(152)을 통해 이송되는 슬러지를 수거하는 침전조(154)로 구성되는 수거부(150);와, 상기 구동유닛(104)의 내부 공간 일측에 구비되고 상기 절단와이어(102)의 길이방향을 따라 일정간격마다 설치되어진 다수의 로드셀(192)이 측정한 가압력에 대한 측정 값을 평균하여 상기 절단와이어(102)의 회전속도를 제어하도록 구동신호를 생성하는 제어부(190);를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 제2실시형태에 의하면, 상기 수거부(150)는 수중구조물(UW) 절단 시 생성되는 슬러지의 함수율을 낮춰 정화시키는 필터프레스 방식의 슬러지정화장치를 더 포함할 수 있고, 상기 슬러지정화장치는 침전조(154)에 축적된 슬러지를 펌프와 유기적으로 연결된 필터프레스로 압출시켜 슬러지는 고형화시키고 상기 슬러지에서 배출된 여액은 폐수처리조로 유출시킬 수 있다.
본 발명에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 제3실시형태에 의하면, 상기 제어부(190)는 로드셀(192)로부터 수신한 가압력에 대한 측정 값이 기준력에 대한 입력 값보다 클 때 구동유닛(104)을 작동시키는 유압모터의 설정 RPM을 더 빠르게 제어할 수 있고, 상기 로드셀(192)로부터 수신한 가압력에 대한 측정 값이 기준력에 대한 입력 값보다 작을 때 구동유닛(104)을 작동시키는 유압모터의 설정 RPM을 더 느리게 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 제4실시형태에 의하면, 상기 밀폐커버부(130)는 제1섬유시트(131)와 제2섬유시트(132)가 합지되어 이루어지되, 상기 제1섬유시트(131) 및 제2섬유시트(132)는 합지된 부분으로 흡착제(133)가 개재됨과 동시에 흡착제(133)와 서로 접하는 면에 요철 구조의 엠보(131a,132a)가 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 제5실시형태에 의하면, 상기 밀폐커버부(130)와 침전조(154)를 연결하는 슬러지이송배관(152)의 일측 중간 부분에는 밀폐커버부(130)로부터 이송되는 슬러지의 양을 조절하는 체크밸브가 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 제6실시형태에 의하면, 상기 수평방향전환지그부(110)의 풀리(112)는 내측에 감기는 절단와이어(102)의 탈선 방지를 위해 상기 풀리(112)의 둘레방향을 따라 적어도 한 쌍 이상의 가이드부재(114)가 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 제7실시형태에 의하면, 상기 와이어쏘 절단장치(100)는 수중구조물(UW)의 절단면에 잔존하는 분진을 제거하기 위해 상기 절단면을 향하여 고압의 공기를 분사하는 에어분사유닛(108)을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 제8실시형태에 의하면, 상기 제어부(190)는 상기 로드셀(192)이 측정한 가압력을 토대로 임의의 수중구조물에 대한 절단 예측 모델을 생성하는 AI 추출엔진모듈과, 상기 AI추출엔진모듈에서 생성된 예측 모델을 바탕으로 상기 수중구조물을 절단하기 위한 절단와이어(102)의 회전수를 결정하는 절단와이어 제어모듈을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제8실시형태의 맥락에서, 상기 AI 추출엔진모듈은 CNN(CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK) 딥러닝 알고리즘에 의해 학습모델을 구축하는 AI 학습엔진모듈과 연계될 수 있다.
한편, 본 발명의 수중구조물용 와이어쏘 절단장치를 이용한 시공방법의 제1실시형태는, a) 수중구조물(UW)이 위치하는 방향으로 수평방향전환지그부(110) 및 수직방향전환지그부(120)의 위치를 변경하는 단계; b) 수중구조물(UW)의 절단 대상 부위에 일정 크기의 구멍을 천공하는 단계; c) 상기 b)단계에서 천공된 구멍으로 절단와이어(102)의 일단을 삽입하여 상기 수중구조물(UW)의 외측면을 감싸도록 연결하는 단계; d) 단면상 하방이 개방된 '∏' 형태로 이루어진 밀폐커버부(130)를 절단와이어(102)가 감긴 수중구조물(UW)의 표면을 따라 절단 대상 부위의 전체 영역을 덮은 상태에서 하측 단부를 수중 바닥에 밀착 고정하는 단계; e) 구동유닛(104)의 구동력으로 절단와이어(102)를 고속 회전시킴과 동시에 에어분사유닛(108)을 통해 고압의 공기를 분사시키면서 수중구조물(UW)의 절단 대상 부위를 절단하는 단계; 및 f) 상기 e)단계에서 절단된 수중구조물(UW)의 절단물을 지상으로 인양하는 단계;로 이루어진다.
본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치 및 이를 이용한 시공방법에 의하면, 절단와이어로 수중구조물 절단 시 발생되는 분진 및 슬러지의 수중 노출을 원천적으로 차단함으로써 해양 생태계의 오염을 방지할 수 있다.
또한, 밀폐커버를 구성하는 2개의 섬유시트(부직포) 사이에 흡착제를 개재하고, 이 흡착제와 서로 접하는 섬유시트의 면에는 요철 구조의 엠보를 형성함으로써 수분과의 접촉에 따른 인장력을 강화함은 물론 담지 기능을 향상시킬 수 있다.
또한, 딥러닝 기반의 학습 데이터를 토대로 절단와이어의 회전속도를 수중구조물의 경도, 물성과 같은 물리적 특성에 따라 자동 제어할 수 있어 장치의 운용편리성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 개략적인 구조를 나타내는 도면,
도 2는 도 1의 절단 대상 구조물의 형태와 그에 적용되는 본 발명에 의한 수중구조물용 와이어쏘의 절단 방향을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 구성 중, 밀폐커버부의 형상을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치에 적용된 에어분사유닛의 작동 예시를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 구성 중, 가이드부재의 형상을 확대하여 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 구성 중, 구동유닛 및 이동체를 포함하여 이루어진 와이어쏘 절단장치를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 구성 중, 밀폐커버부의 단면을 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치를 이용한 시공방법에 대한 순서를 나타내는 블록도.
도 2는 도 1의 절단 대상 구조물의 형태와 그에 적용되는 본 발명에 의한 수중구조물용 와이어쏘의 절단 방향을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 구성 중, 밀폐커버부의 형상을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치에 적용된 에어분사유닛의 작동 예시를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 구성 중, 가이드부재의 형상을 확대하여 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 구성 중, 구동유닛 및 이동체를 포함하여 이루어진 와이어쏘 절단장치를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 구성 중, 밀폐커버부의 단면을 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치를 이용한 시공방법에 대한 순서를 나타내는 블록도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 본 명세서에 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 설명되는 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 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 결코 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 개략적인 구조를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 구성 중, 구동유닛 및 이동체를 포함하여 이루어진 와이어쏘 절단장치를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 와이어쏘 절단장치(100)는 기본적으로 절단와이어(102), 구동유닛(104) 및 이동체(106)로 구성된다.
상기 절단와이어(102)는 구동유닛(104)에 의해 연동되도록 일측부가 연결되고, 타측부가 절단 대상이 되는 수중구조물(UW)의 절단 부분을 감싸도록 소위 밴드 형태를 이룬다.
또한, 상기 절단와이어(102)는 예컨대 고경도를 갖는 다이아몬드 소재 혹은 다이아몬드에 준하는 경도를 가진 소재로 형성할 수 있으며, 도 2에 나타낸 바와 같이, 수중구조물(UW)의 절단 대상 부위를 감은 상태에서 고속회전하며 절단 작업을 수행한다.
상기 구동유닛(104)은 상기 절단와이어(102)를 회전시키기 위한 동력 에너지를 제공하는 수단으로서, 도면에는 도시되지 않았지만 유압모터, 유압실린더 등을 포함할 수 있다.
상기 이동체(106)는 구동유닛(104)으로부터 구동력을 제공받아 도 6에 나타낸 바와 같이, 궤도 또는 바퀴에 의해 지상에서 이동할 수 있게 형성된다.
한편, 본 발명에 따른 와이어쏘 절단장치(100)는 전술한 바와 같은 구성요소 외에도 수평방향전환지그부(110), 수직방향전환지그부(120), 밀폐커버부(130), 수거부(150) 및 제어부(190)를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 수평방향전환지그부(110)는 절단 대상이 되는 수중구조물(UW)의 일측부에 위치하되 도 2와 같이, 상기 구동유닛(104)에 연동되는 상기 절단와이어(102)의 진행방향을 가이드하는 다수개의 풀리(112)가 연계되도록 구비된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 구성 중, 가이드부재의 형상을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 상기 수평방향전환지그부(110)의 풀리(112)는 내측에 감기는 절단와이어(102)의 탈선 방지를 위해 상기 풀리(112)의 둘레방향을 따라 가이드부재(114)가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 수직방향전환지그부(120)는 수중에 잠긴 구조물의 방향(수직 방향)으로 절단와이어(102)를 전환시키기 위한 구성으로, 상기 수직방향전환지그부(120)는 수평방향전환지그부(110)와 일직선상에 위치하되 상기 구동유닛(104)에 연동되는 절단와이어(102)의 진행방향을 수직 하측으로 전환되도록 구비된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 구성 중, 밀폐커버부의 형상을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 밀폐커버부(130)는 고경도의 절단와이어(102)가 수중구조물(UW)의 절단 대상 부위를 감은 상태에서 고속회전하며 절단 시 발생하는 분진이나 슬러지가 수중으로 퍼져나가 인근 해양생태계가 오염되는 현상을 방지하기 위한 수단으로, 구체적으로는 측부 양단이 상기 와이어쏘 절단장치(100)의 내부 공간에 연결되고 단면상 하방이 개방된 '∏' 형태로 상기 절단와이어(102)가 감긴 수중구조물(UW)의 표면을 따라 절단 대상 부위의 전체 영역을 덮도록 하측 양단이 수중 바닥에 밀착 고정된다.
한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치의 구성 중, 밀폐커버부의 단면을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명에서는 상기 밀폐커버부(130)가 제1섬유시트(131)와 제2섬유시트(132)가 합지되어 이루어지고, 상기 제1섬유시트(131) 및 제2섬유시트(132)는 합지된 부분으로 흡착제(133)가 개재되는 구성을 특징으로 한다.
특히, 상기 제1섬유시트(131) 및 제2섬유시트(132)는 흡착제(133)의 일측면과 타측면이 서로 접하는 면에 요철 구조의 엠보(131a,132a)가 형성될 수 있는데, 상기 엠보(131a,132a)에 의하면, 담지 기능을 극대화시켜 분진이나 슬러지의 흡착을 더욱 효율적으로 유도할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 수거부(150)는 상기 밀폐커버부(130)의 하단에 일단부가 연결되어 상기 수중구조물(UW)이 절단되면서 생성되는 슬러지를 펌프(152a)의 작동으로 이송시키는 슬러지이송배관(152)과, 상기 슬러지이송배관(152)의 타단부에 연결되어 상기 슬러지이송배관(152)을 통해 이송되는 슬러지를 수거하는 침전조(154)로 구성된다.
본 발명의 추가 실시예에 따르면, 상기 수거부(150)는 수중구조물 절단시 생성되는 슬러지의 함수율을 낮춰 정화시키는 필터프레스 방식의 슬러지정화장치를 더 포함할 수 있다.
상기 슬러지정화장치에 의하면, 침전조(154)에 축적된 슬러지를 펌프와 유기적으로 연결된 필터프레스로 압출시켜 슬러지는 고형화시키고 상기 슬러지에서 배출된 여액은 폐수처리조로 유출시킨다.
여기서, 상기한 바와 같이 고형화된 슬러지는 펠릿 형태로 성형하여 화력발전소 등에서 연료로써 재활용할 수 있게 된다. 또한, 상기 슬러지에서 배출된 여액은 폐수처리조로 유출시키는 것이 바람직하나, 상기 여액을 정수처리하여 산업용수 등으로도 활용할 수 있다.
본 발명의 다른 추가 실시예에 따르면, 상기 밀폐커버부(130)와 침전조(154)를 연결하는 슬러지이송배관(152)의 일측 중간 부분에는 밀폐커버부(130)로부터 이송되는 슬러지의 양을 조절하는 체크밸브(도면 미도시)가 구비될 수 있다. 일 예로, 상기 체크밸브의 개폐 정도에 따라 슬러지의 양이 가감되어 배관을 통해 이송될 수 있다.
본 발명의 또 다른 추가 실시예에 따르면, 상기 수거부(150)의 후단에는 상기 수거부(150) 내에서 침전된 슬러지를 제외한 나머지 상층수인 물을 여과시킨 후 배관을 통해 이송시키는 정수조(160)가 구비될 수도 있다.
상기와 같이 정수조(160)가 구비될 경우, 정수조(160)에서 정수된 상층수는 배관을 통해 다시 밀폐커버부(130) 등에 급수되어 재사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 제어부(190)는 상기 구동유닛(104)의 내부 공간 일측에 구비되고 상기 절단와이어(102)의 길이방향을 따라 일정간격마다 설치되어진 다수의 로드셀(192)이 측정한 가압력에 대한 측정 값을 평균하여 상기 절단와이어(102)의 회전속도를 제어하도록 구동신호를 생성한다.
상기 제어부(190)에 대한 일 구현예로서, 상기 제어부(190)는 로드셀(192)로부터 수신한 가압력에 대한 측정 값이 기준력에 대한 입력 값보다 클 때 구동유닛(104)을 작동시키는 유압모터의 설정 RPM을 더 빠르게 제어하고, 로드셀(192)로부터 수신한 가압력에 대한 측정 값이 기준력에 대한 입력 값보다 작을 때 구동유닛(104)을 작동시키는 유압모터의 설정 RPM을 더 느리게 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 추가 실시예에 따르면, 상기 제어부(190)는 상기 로드셀(192)이 측정한 가압력을 토대로 임의의 수중구조물에 대한 절단 예측 모델을 생성하는 AI 추출엔진모듈과, 상기 AI 추출엔진모듈에서 생성된 예측 모델을 바탕으로 상기 수중구조물(UW)을 절단하기 위한 절단와이어(102)의 회전수를 결정하는 절단와이어 제어모듈을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 AI 추출엔진모듈은 CNN(CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK) 딥러닝 알고리즘에 의해 학습모델을 구축하는 AI 학습엔진모듈과 연계될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치에 적용된 에어분사유닛의 작동 예시를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치(100)는 수중구조물(UW)의 절단면에 잔존하는 분진을 제거하기 위해 상기 절단면을 향하여 고압의 공기를 분사하는 에어분사유닛(108)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치를 이용한 시공방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치를 이용한 시공방법에 대한 순서를 나타내는 블록도이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 우선 a)단계에서는 수중구조물(UW)이 위치하는 방향으로 수평방향전환지그부(110) 및 수직방향전환지그부(120)의 위치를 적절히 변경한다.
그 다음, b)단계에서는 수중구조물(UW)의 절단 대상 부위에 일정 크기의 구멍을 천공한다.
상기한 바와 같이, 절단 대상 부위에 구멍이 천공되면 그 천공된 구멍으로 절단와이어(102)의 일단을 삽입하여 상기 수중구조물(UW)의 외측면을 감싸도록 연결한다. (c 단계)
d)단계에서는 단면상 하방이 개방된 '∏' 형태로 이루어진 밀폐커버부(130)를 절단와이어(102)가 감긴 수중구조물(UW)의 표면을 따라 절단 대상 부위의 전체 영역을 덮은 상태에서 하측 단부를 수중 바닥에 밀착 고정한다.
그리고, e)단계에서는 도 2에 나타낸 바와 같이, 구동유닛(104)의 구동력으로 절단와이어(102)를 고속 회전시킴과 동시에 에어분사유닛(108)을 통해 고압의 공기를 분사시키면서 수중구조물(UW)의 절단 대상 부위를 절단한다.
마지막 단계인 f)단계에서는 e)단계에서 절단된 수중구조물(UW)의 절단물을 지상으로 인양한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수중구조물용 와이어쏘 절단장치 및 이를 이용한 시공방법은, 절단와이어로 수중구조물 절단 시 발생되는 분진 및 슬러지의 수중 노출을 원천적으로 차단함으로써 해양 생태계의 오염을 방지할 수 있으며, 밀폐커버를 구성하는 2개의 섬유시트(부직포) 사이에 흡착제를 개재하고, 이 흡착제와 서로 접하는 섬유시트의 면에는 요철 구조의 엠보를 형성함으로써 수분과의 접촉에 따른 인장력을 강화함은 물론 담지 기능을 향상시킬 수 있다. 또한, 딥러닝 기반의 학습 데이터를 토대로 절단와이어의 회전속도를 수중구조물의 경도, 물성과 같은 물리적 특성에 따라 자동 제어할 수 있어 장치의 운용편리성을 향상시킬 수 있는 산업적으로 매우 유용한 가치를 지닌 발명이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 이해되어서는 안 될 것이다.
UW : 수중구조물 100 : 와이어쏘 절단장치
102 : 절단와이어 104 : 구동유닛
106 : 이동체 108 : 에어분사유닛
110 : 수평방향전환지그부 112 : 풀리
114 : 가이드부재 120 : 수직방향전환지그부
130 : 밀폐커버부 131 : 제1섬유시트
132 : 제2섬유시트 131a,132a : 엠보
133 : 흡착제 150 : 수거부
152 : 슬러지이송배관 152a : 펌프
154 : 침전조 160 : 정수조
190 : 제어부 192 : 로드셀
102 : 절단와이어 104 : 구동유닛
106 : 이동체 108 : 에어분사유닛
110 : 수평방향전환지그부 112 : 풀리
114 : 가이드부재 120 : 수직방향전환지그부
130 : 밀폐커버부 131 : 제1섬유시트
132 : 제2섬유시트 131a,132a : 엠보
133 : 흡착제 150 : 수거부
152 : 슬러지이송배관 152a : 펌프
154 : 침전조 160 : 정수조
190 : 제어부 192 : 로드셀
Claims (10)
- 수중구조물(UW)의 절단 대상 부위를 감은 상태에서 고속회전하며 절단하는 고경도의 절단와이어(102)와, 상기 절단와이어(102)를 구동시키는 구동유닛(104)과, 상기 구동유닛(104)으로부터 구동력을 제공받아 궤도나 바퀴에 의해 이동하는 이동체(106)로 구성되는 수중구조물용 와이어쏘 절단장치(100)에 있어서,
절단 대상이 되는 수중구조물(UW)의 일측부에 위치하되 상기 구동유닛(104)에 연동되는 상기 절단와이어(102)의 진행방향을 가이드하는 다수개의 풀리(112)가 연계되도록 구비되는 수평방향전환지그부(110);와,
상기 수평방향전환지그부(110)와 일직선상에 위치하되 상기 구동유닛(104)에 연동되는 절단와이어(102)의 진행방향을 수직 하측으로 전환되도록 구비되는 수직방향전환지그부(120);와,
측부 양단이 상기 와이어쏘 절단장치(100)의 내부 공간에 연결되고 단면상 하방이 개방된 '∏' 형태로 상기 절단와이어(102)가 감긴 수중구조물(UW)의 표면을 따라 절단 대상 부위의 전체 영역을 덮도록 하측 양단이 수중 바닥에 밀착 고정되는 밀폐커버부(130);와,
상기 밀폐커버부(130)의 하단에 일단부가 연결되어 상기 수중구조물(UW)이 절단되면서 생성되는 슬러지를 펌프(152a)의 작동으로 이송시키는 슬러지이송배관(152)과, 상기 슬러지이송배관(152)의 타단부에 연결되어 상기 슬러지이송배관(152)을 통해 이송되는 슬러지를 수거하는 침전조(154)로 구성되는 수거부(150);와.
상기 구동유닛(104)의 내부 공간 일측에 구비되고 상기 절단와이어(102)의 길이방향을 따라 일정간격마다 설치되어진 다수의 로드셀(192)이 측정한 가압력에 대한 측정 값을 평균하여 상기 절단와이어(102)의 회전속도를 제어하도록 구동신호를 생성하는 제어부(190);를 포함하여 이루어지고,
상기 밀폐커버부(130)는 제1섬유시트(131)와 제2섬유시트(132)가 합지되어 이루어지되, 상기 제1섬유시트(131) 및 제2섬유시트(132)는 합지된 부분으로 흡착제(133)가 개재됨과 동시에 흡착제(133)와 서로 접하는 면에 요철 구조의 엠보(131a,132a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 수중구조물용 와이어쏘 절단장치. - 제1 항에 있어서,
상기 수거부(150)는 수중구조물(UW) 절단 시 생성되는 슬러지의 함수율을 낮춰 정화시키는 필터프레스 방식의 슬러지정화장치를 더 포함하고,
상기 슬러지정화장치는 침전조(154)에 축적된 슬러지를 펌프와 유기적으로 연결된 필터프레스로 압출시켜 슬러지는 고형화시키고 상기 슬러지에서 배출된 여액은 폐수처리조로 유출시키는 것을 특징으로 하는 수중구조물용 와이어쏘 절단장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제어부(190)는 로드셀(192)로부터 수신한 가압력에 대한 측정 값이 기준력에 대한 입력 값보다 클 때 구동유닛(104)을 작동시키는 유압모터의 설정 RPM을 더 빠르게 제어하고, 상기 로드셀(192)로부터 수신한 가압력에 대한 측정 값이 기준력에 대한 입력 값보다 작을 때 구동유닛(104)을 작동시키는 유압모터의 설정 RPM을 더 느리게 제어하는 것을 특징으로 하는 수중구조물용 와이어쏘 절단장치. - 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 밀폐커버부(130)와 침전조(154)를 연결하는 슬러지이송배관(152)의 일측 중간 부분에는 밀폐커버부(130)로부터 이송되는 슬러지의 양을 조절하는 체크밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 수중구조물용 와이어쏘 절단장치. - 제1 항에 있어서,
상기 수평방향전환지그부(110)의 풀리(112)는 내측에 감기는 절단와이어(102)의 탈선 방지를 위해 상기 풀리(112)의 둘레방향을 따라 가이드부재(114)가 형성되는 것을 특징으로 하는 수중구조물용 와이어쏘 절단장치. - 제1 항에 있어서,
상기 와이어쏘 절단장치(100)는 수중구조물(UW)의 절단면에 잔존하는 분진을 제거하기 위해 상기 절단면을 향하여 고압의 공기를 분사하는 에어분사유닛(108)을 더 포함하는 구성을 특징으로 하는 수중구조물용 와이어쏘 절단장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제어부(190)는 상기 로드셀(192)이 측정한 가압력을 토대로 임의의 수중구조물에 대한 절단 예측 모델을 생성하는 AI 추출엔진모듈과, 상기 AI 추출엔진모듈에서 생성된 예측 모델을 바탕으로 상기 수중구조물(UW)을 절단하기 위한 절단와이어(102)의 회전수를 결정하는 절단와이어 제어모듈을 더 포함하여 이루어진 구성을 특징으로 하는 수중구조물용 와이어쏘 절단장치. - 제8 항에 있어서,
상기 AI 추출엔진모듈은 CNN(CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK) 딥러닝 알고리즘에 의해 학습모델을 구축하는 AI 학습엔진모듈과 연계되는 것을 특징으로 하는 수중구조물용 와이어쏘 절단장치. - 청구항 1의 수중구조물용 와이어쏘 절단장치(100)를 이용한 시공방법에 있어서,
a) 수중구조물(UW)이 위치하는 방향으로 수평방향전환지그부(110) 및 수직방향전환지그부(120)의 위치를 변경하는 단계;
b) 수중구조물(UW)의 절단 대상 부위에 일정 크기의 구멍을 천공하는 단계;
c) 상기 b)단계에서 천공된 구멍으로 절단와이어(102)의 일단을 삽입하여 상기 수중구조물(UW)의 외측면을 감싸도록 연결하는 단계;
d) 단면상 하방이 개방된 '∏' 형태로 이루어진 밀폐커버부(130)를 절단와이어(102)가 감긴 수중구조물(UW)의 표면을 따라 절단 대상 부위의 전체 영역을 덮은 상태에서 하측 단부를 수중 바닥에 밀착 고정하는 단계;
e) 구동유닛(104)의 구동력으로 절단와이어(102)를 고속 회전시킴과 동시에 에어분사유닛(108)을 통해 고압의 공기를 분사시키면서 수중구조물(UW)의 절단 대상 부위를 절단하는 단계; 및
f) 상기 e)단계에서 절단된 수중구조물(UW)의 절단물을 지상으로 인양하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중구조물용 와이어쏘 절단장치를 이용한 시공방법.
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| KR1020230002048A KR102535731B1 (ko) | 2023-01-06 | 2023-01-06 | 수중구조물용 와이어쏘 절단장치 및 이를 이용한 시공방법 |
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| KR1020230002048A KR102535731B1 (ko) | 2023-01-06 | 2023-01-06 | 수중구조물용 와이어쏘 절단장치 및 이를 이용한 시공방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102599142B1 (ko) * | 2023-07-18 | 2023-11-07 | 인영건설 주식회사 | 와이어쏘우를 이용한 수중절단용 습건식 겸용 집진장치및 그 집진방법 |
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