KR102582971B1 - 머드 펌프 장치, 이를 포함하는 준설용 굴삭기 및 정밀 준설 장비 시스템, 및 이를 이용한 정밀 준설 방법 - Google Patents

Abstract

머드 펌프 장치, 머드 펌프 장치를 포함하는 준설용 굴삭기 및 정밀 준설 장비 시스템, 그리고 정밀 준설 장비 시스템을 이용한 정밀 준설 방법에 관한 것으로서, 본원의 일 실시예에 따른 머드 펌프 장치는, 하단에 형성된 흡입구를 통해 흡입된 준설 대상을 배출하는 배출라인을 포함하는 머드 펌프; 준설 대상의 상기 흡입구로의 흡입이 가이드되도록 상기 흡입구와 연결되어 통하는 흡입 경로를 형성하는 외측 둘레 부재를 포함하는 석션 가이드; 상기 굴삭기와의 조립을 위해 상기 머드 펌프의 상측에 구비되는 브라켓; 및 상기 머드 펌프와 상기 브라켓을 연결하는 연결 프레임을 포함할 수 있다.

Description

머드 펌프 장치, 이를 포함하는 준설용 굴삭기 및 정밀 준설 장비 시스템, 및 이를 이용한 정밀 준설 방법{MUD PUMP DEVICE, EXCAVATOR FOR DREDGING AND PRECISION DREDGING EQUIPMENT SYSTEM INCLUDING THE SAME, AND PRECISION DREDGING METHOD USING THE SYSTEM}

본원은 머드 펌프 장치, 머드 펌프 장치를 포함하는 준설용 굴삭기 및 정밀 준설 장비 시스템, 그리고 정밀 준설 장비 시스템을 이용한 정밀 준설 방법에 관한 것이다.

일반적으로 바다 또는 내수면 등의 수면 아래쪽의 바닥면에 존재하는 퇴적물을 흡입하여 수심을 깊게 하기 위하여 준설 작업을 시행하게 된다. 이러한 준설 작업을 위해서는 준설할 수역의 깊이와 바닥의 토질의 종류, 준설된 물질의 운반거리 등에 따라 각각 적당한 설비와 장비를 탑재하여, 강, 운하, 항만, 항로의 깊이를 깊게 하기 위한 준설 작업을 시행한다.

종래의 준설 작업을 위한 준설 장비인 준설선은 준설 수심이 얕은 현장(예를 들어, 5m내외로 이루어진 현장)에는 투입이 불가하며, 준설 수심이 얕은 현장에서 Grab 굴착시 후속공정에 의한 작업 대기 시간이 장시간 발생하게 되어 투입비가 증가하는 원인이 되었다. 또한, 준설 현장의 일일 굴착량이 적은 현장(예를 들어, 최적 일일 굴착량이 1000~1500m³인 현장)에서는 소형 장비의 투입이 필요로 되었다.

또한, 기상여건이 좋지 않아 잦은 피항이 예상되는 준설 작업 현장에서는 설치와 이동이 수월한 준설 장비의 도입이 필요로 되는 곤란함이 있었다.

본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-0650111호에 개시되어 있다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 준설선의 투입이 불가능한 수심이 얕은 준설 작업 현장에 투입되어 준설 작업 가능하도록 굴삭기에 적용되는 머드 펌프 장치, 이를 포함하는 준설용 굴삭기 및 정밀 준설 장비 시스템, 및 이를 이용한 정밀 준설 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 머드 펌프 장치는, 하단에 형성된 흡입구를 통해 흡입된 준설 대상을 배출하는 배출라인을 포함하는 머드 펌프; 준설 대상의 상기 흡입구로의 흡입이 가이드되도록 상기 흡입구와 연결되어 통하는 흡입 경로를 형성하는 외측 둘레 부재를 포함하는 석션 가이드; 상기 굴삭기와의 조립을 위해 상기 머드 펌프의 상측에 구비되는 브라켓; 및 상기 머드 펌프와 상기 브라켓을 연결하는 연결 프레임을 포함할 수 있다.

또한, 상기 석션 가이드는, 상기 흡입 경로 하측의 준설면의 교란을 유도하도록 상기 흡입 경로의 하단으로부터 하향 돌출되는 하단부 돌출부재를 포함하고, 상기 돌출부재는, 준설 대상의 진입이 가능하게 상기 흡입 경로 하단이 개구되도록 상기 흡입 경로 하측을 가로지르고 하측으로 갈수록 너비가 좁아지는 복수의 하단부 쐐기형 부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 석션 가이드는 상하 방향을 회전축으로 하는 회전이 가능하게 제공되고, 상기 석션 가이드의 회전에 의해, 상기 복수의 쐐기형 부재가 연동하여 회전되면서, 상기 흡입 경로 하측의 준설면이 상기 석션 가이드의 미회전시 대비 더 교란 진행될 수 있다.

또한, 상기 석션 가이드는, 상기 외측 둘레 부재로부터 하향 돌출되되, 상기 외측 둘레 부재의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 배치되는 복수의 둘레 쐐기형 부재를 포함하고, 상기 복수의 둘레 쐐기형 부재는 상기 외측 둘레 부재로부터 외측 반경 방향으로 비스듬하게 하향 돌출되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 외측 둘레 부재의 하단에는 상향 함몰된 복수의 외측 유입 홈이 둘레 방향을 따라 간격을 두고 형성되고, 상기 복수의 외측 유입 홈을 통해, 상기 복수의 둘레 쐐기형 부재가 준설면에 안착되거나 삽입되면서 교란된 준설토가 준설 대상으로서 상기 흡입 경로 하측으로 진입될 수 있다.

또한, 상기 외측 둘레 부재에는, 외측에 부유하는 준설토의 유입이 유도되도록 둘레에 내외측을 통하게 하는 메쉬부가 적어도 하나 구비될 수 있다.

또한, 상기 머드 펌프 장치는, 상기 배출라인의 배출 역 방향으로 에어를 공급하여 상기 흡입 경로 하측의 준설면으로 에어를 분출하도록 상기 배출라인과 연결되는 에어라인을 더 포함하고, 상기 에어라인을 통한 에어 배출은, 상기 머드 펌프에 의한 준설 대상의 흡입과 중첩 수행되지 않도록, 상기 머드 펌프의 미작동시에 상기 에어라인을 통한 에어 분출의 필요성을 고려하여 진행되도록 제어될 수 있다.

또한, 상기 석션 가이드는, 상기 흡입 경로가 적어도 일부 나선형 경로를 형성하도록 구비되고, 상기 나선형 경로에 의해, 상기 에어라인으로부터 상기 배출라인을 거쳐 상기 흡입 경로를 통과하는 에어에 나선형 흐름이 유도될 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 준설용 굴삭기는, 본원의 일 실시예에 따른 머드 펌프 장치; 상기 브라켓이 장착되는 암부; 및 상기 암부에 구동력을 제공하는 암 구동부를 포함할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 굴삭기를 이용한 정밀 준설 장비 시스템은, 수상에 부유하도록 배치되는 부유 구조체; 상기 부유 구조체 상에 배치되는 본원의 일 실시예에 따른 준설용 굴삭기; 및 상기 준설용 굴삭기에 장착된 머드 펌프 장치의 배출라인과 연결되어 상기 배출라인을 통해 배출되는 준설 대상을 이송하도록 구비되는 이송관을 포함할 수 있다.

또한, 상기 정밀 준설 장치 시스템은, 상기 준설용 굴삭기에 장착된 머드 펌프 장치에 상기 준설용 굴삭기의 자체 구동을 위한 전력과 구분되는 별도 전력을 공급하도록 상기 부유 구조체 상에 배치되는 머드 펌프 전용 파워팩을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 정밀 준설 장비 시스템은, 상기 이송관 중 수중 구간에 대응하는 수중 이송관이 수면으로부터 미리 설정된 심도 범위의 위치에 유지되도록 상기 수중 이송관과 연결되고, 상기 수중 이송관의 관 연장 방향을 따라 간격을 두고 배치되는 복수의 부이를 포함하고, 상기 복수의 부이는, 상기 수중 이송관이 상기 미리 설정된 수심 범위에 유지되도록 상기 수중 이송관 및 상기 수중 이송관의 내부를 통과하는 준설 대상의 자중을 고려한 부력을 제공하도록 구비되고, 상기 미리 설정된 수심 범위는, 수면으로부터 소정의 수심 이내에서 발생되는 파도에 의한 영향이 수면 대비 상대적으로 저감되는 수심 범위로 설정될 수 있다.

또한, 상기 수중 이송관은 수상 또는 수중의 파도에 의한 유동에 의한 파손이 방지 또는 저감되도록 플렉서블한 재질을 포함하도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 정밀 준설 장비 시스템은, 상기 이송관 내부에 준설 대상의 이송 방향에 대응하는 방향으로 에어를 분출시키도록 제공되는 이송관용 에어라인을 포함하고, 상기 이송관용 에어라인은 준설 대상이 최종 이송되는 목표 구역과 상기 부유 구조체 사이의 수상 영역에 부유하는 중간 부유 구조체 상에 배치되어, 상기 이송관에 발생되는 막힘 현상 또는 퇴적 현상을 고려하여 구동될 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 정밀 준설 장비 시스템을 이용한 정밀 준설 방법은, (a) 상기 부유 구조체 상에 상기 준설용 굴삭기를 준비하되 준설 대상 영역에 대응하는 위치에 배치하고, 상기 암 구동부를 구동하여 상기 암부에 장착된 상기 머드 펌프 장치를 수중의 준설 대상 영역에 대응하여 위치시키는 단계; 및 (b) 상기 머드 펌프를 구동하여 상기 석션 가이드를 통해 준설 대상의 흡입을 진행하고, 흡입된 준설 대상을 상기 이송관을 통해 목표 구역 측으로 이송하는 단계를 포함하되, 상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계는 1회 이상 반복 수행 가능할 수 있다.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 머드 펌프 장치가 흡입구를 통해 흡입된 준설 대상을 배출하는 배출라인을 포함하는 머드 펌프를 포함함으로써, 준설 작업 현장의 준설 대상을 흡입하여 준설 작업 현장의 준설 작업이 가능하도록 할 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 머드 펌프 장치가 머드 펌프의 상측에 브라켓이 구비됨으로써, 굴삭기와의 조립이 가능하여 기존 준설선의 투입이 불가능한 수심이 얕은 준설 작업 현장에 머드 펌프 장치가 조립된 굴삭기의 투입이 가능하여 수심이 얕은 준설 작업 현장의 준설 작업이 가능하도록 할 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 석션 가이드는 흡입 경로의 하단으로부터 하향 돌출되는 하단부 돌출부재를 포함함으로써, 흡입 경로 하측의 준설면의 교란을 유도할 수 있어 교란된 준설 대상의 흡입이 더 용이하도록 유도할 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 석션 가이드는 상하 방향을 회전축으로 하는 회전이 가능하게 제공됨으로써, 석션 가이드의 회전에 의해 복수의 하단부 쐐기형 부재가 연동하여 회전되면서, 흡입 경로 하측의 준설면이 석션 가이드의 미회전시 대비 더 교란 진행되어 교란된 준설 대상의 흡입이 더 용이하도록 유도할 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 석션 가이드가 외측 둘레 부재로부터 하향 돌출되되, 외측 둘레 부재의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 배치되는 복수의 둘레 쐐기형 부재를 포함함으로써, 석선 가이드의 회전에 의해 복수의 둘레 쐐기형 부재가 연동되어 회전되면서, 흡입 경로 하측의 준설면 및 그 주변의 준설 대상이 교란 진행되어 교란된 준설 대상의 흡입이 더 용이해질 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 석션 가이드는 외측 둘레 부재의 하단에 둘레 방향을 따라 상향 함몰된 복수의 외측 유입 홈이 형성됨으로써, 복수의 둘레 쐐기형 부재가 준설면에 안착되거나 그에 삽입되면서 교란된 준설토가 준설 대상으로서 흡입 경로 하측으로 진입이 가능하여 준설 대상이 흡입될 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 외측 둘레 부재에는 둘레에 내외측을 통하게 하는 메쉬부가 적어도 하나 구비됨으로써, 교란된 준설토가 외측에 부유할 때 준설토의 유입이 유도되어 외측에 부유하는 준설토가 흡입될 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 머드 펌프 장치는 배출라인과 연결되는 에어라인을 포함함으로써, 배출라인의 배출 역 방향으로 에어를 공급하여 흡입 경로 하측의 준설면으로 에어를 분출하여 준설 대상을 교란시켜 교란된 준설 대상의 흡입이 용이하도록 할 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 에어라인을 통한 에어 배출은 머드 펌프에 의한 준설 대상의 흡입과 중첩 수행되지 않도록, 머드 펌프의 미작동시에 에어라인을 통한 에어 분출의 필요성을 고려하여 진행되도록 제어됨으로써, 준설 대상의 흡입 효율 감소시에 주변 지반 교란을 위하여 에어 분출이 가능하도록 제어할 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 석션 가이드는 흡입 경로가 적어도 일부 나선형 경로를 형성하도록 구비되고, 나선형 경로에 의해, 에어라인으로부터 배출라인을 거쳐 흡입 경로를 통과하는 에어에 나선형 흐름이 유도됨으로써, 준설면 대상으로 에어 분출할 시 에어 배출의 흐름이 나선형 흐름으로 유도되지 않은 에어라인에 비해 흡입 효율이 더 교란 진행되어 교란된 준설 대상의 흡입이 더 용이하도록 유도할 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 준설용 굴삭기는 머드 펌프 장치의 상측에 구비된 브라켓이 장착되는 암부 및 암부에 구동력을 제공하는 암 구동부를 포함함으로써, 암부 및 암 구동부가 머드 펌프 장치를 이동시킬 수 있어 준설용 굴삭기의 이동 없이 준설 작업 영역을 더 넓힐 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 정밀 준설 장비 시스템은 준설용 굴삭기에 장착된 머드 펌프 장치의 배출라인과 연결된 이송관을 포함함으로써, 배출라인을 통해 배출되는 준설 대상을 이송시키며, 최종 이송되는 목표 구역에 준설 대상이 도달하도록 할 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 정밀 준설 장비 시스템은 준설용 굴삭기에 장착된 머드 펌프 장치에 준설용 굴삭기의 구동을 위한 전력과 구분되는 별도 전력을 공급하도록 부유 구조체 상에 배치되는 머드 펌프 전용 파워팩을 포함함으로써, 준설용 굴삭기의 구동과 관계없이 머드 펌프 장치의 흡입 효율이 유지될 수 있어 준설용 굴삭기의 구동시 동력 공급의 저하로 인한 머드 펌프의 흡입 효율 저하를 방지할 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 정밀 준설 장비 시스템은 이송관 중 수중 구간에 대응하는 수중 이송관이 수면으로부터 미리 설정된 심도 범위의 위치에 유지되도록 함으로써, 수면으로부터 소정의 수심 이내에서 발생되는 파도에 의한 영향이 수면 대비 상대적을 저감되어 안전성을 향상시킬 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 수중 이송관은 플렉서블한 재질을 포함함으로써, 수상 또는 수중의 파도에 의한 유동에 의한 파손이 방지 또는 저감되도록 할 수 있어 안전성을 향상시킬 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 정밀 준설 장비 시스템이 이송관 내부에 준설 대상의 이송 방향에 대응하는 방향으로 에어를 분출시키도록 제공되는 이송관용 에어라인들 포함함으로써, 이송관에 발생되는 막힘 현상 또는 퇴적 현상을 고려하여 에어를 분출하도록 구동되어 이송관에 발생 가능한 준설 대상에 의한 이송관 막힘 현상 또는 퇴적 현상을 방지 또는 저감되도록 할 수 있다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 머드 펌프 장치의 전체적인 형상을 보여주는 도면이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 머드 펌프 장치의 석션 가이드를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 본원의 일 실시예에 따른 머드 펌프 장치의 에어라인을 설명하기 위한 도면이다.
도 3b는 본원의 일 실시예에 따른 머드 펌프 장치의 에어라인의 에어의 나선형 흐름을 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 준설용 굴삭기의 개략적인 개념도이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 정밀 준설 장비 시스템의 개략적인 개념도이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 정밀 준설 장비 시스템이 적용되는 구현예를 평면영역 상에서 예시적으로 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.
도 7은 본원의 실 실시예에 따른 정밀 준설 장비 시스템의 복수의 부이 및 수중 이송관을 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 정밀 준설 장비 시스템의 이송관용 에어라인을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 정밀 준설 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는 본원의 일 실시예에 따른 머드 펌프 장치(이하 '본 장치'라 함)에 대해 설명한다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 머드 펌프 장치의 전체적인 형상을 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 장치(100)는 머드 펌프(110) 및 석션 가이드(120)를 포함한다. 본 장치(100)는 준설을 위해 굴삭기에 적용될 수 있다. 여기서, 준설 대상은 준설토일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 준설 대상은 준설토라는 명칭으로 사전적으로 정의되는 개념뿐만 아니라, 준설을 위해 제거되어야 할 다양한 대상들을 커버하는 넓은 개념으로 이해함이 바람직하다.

머드 펌프(110)는 하단에 형성된 흡입구(111)를 통해 흡입된 준설 대상을 배출하는 배출라인을 포함할 수 있다. 도 1을 참조하면, 하단은 6시 방향일 수 있다. 다만, 하단의 위치 설정은 이에만 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 본 장치(100)의 이용 상황에 따라 경사지게 머드 펌프(110)가 사용될 수 있으며 이에 따른 상하 방향이 대각선으로 지칭될 수도 있을 것이다. 즉, 상하 방향은 반드시 공간적인 상향 및 하향을 정확하게 특정하는 것이 아니며, 다소 기울어진 상향 및 하향을 지칭할 수도 있다.

예를 들어, 머드 펌프(110)는 엔진이나 유압모터, 전기모터 등과 같은 구동수단에 의해 구동되고, 내부에 진공을 발생시키는 진공펌프를 포함할 수 있다. 이러한 머드 펌프(110)는 당 분야의 통상의 기술자들에게 자명한 다양한 기술로 구비될 수 있으므로 보다 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본원의 일 실시예에 따른 머드 펌프 장치의 석션 가이드를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 석션 가이드(120)는 준설 대상의 흡입구(111)로의 흡입이 가이드되도록 흡입구(111)와 연결되어 통하는 흡입 경로(126)를 형성하는 외측 둘레 부재(121)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 외측 둘레 부재(121)는 하측으로 갈수록 너비가 넓어지는 형상으로 구비될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 외측 둘레 부재(121)는 상측과 하측의 너비가 동일하도록 원통형의 형상으로 구비될 수 있다. 또한, 예를 들어, 석션 가이드(120)는 준설 대상 흡입 시, 과도한 크기의 자갈 등이 내부로 유입되어 흡입 경로(126)를 막는 현상을 방지하기 위하여 하측 흡입구(111) 또는 흡입 경로(126)에 대하여 필터 구조(111a)를 형성하도록 구비될 수 있다. 예시적으로 도 2의 (b)를 참조하면, 필터 구조(111a)는 방사형 메쉬 구조일 수 있고, 방사형 메쉬 구조는 방사상으로 연장되고 상호 둘레 방향을 따라 간격을 두고 구비되는 복수의 제1 부재 및 둘레 방향으로 연장되되 방사 방향으로 단격을 두고 구비되는 복수의 제2 부재를 포함할 수 있다. 이러한 제1 부재 및 제2 부재 사이의 간격 부분의 크기 설정에 따라 유입을 방지하는 필터링이 필요한 크기가 설정될 수 있다.

또한, 흡입 경로(126)는 흡입되는 방향으로 갈수록 폭(단면적)이 좁아지는 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니며, 다른 예로, 흡입 경로(126)는 단면적이 원형인 원통형으로 형성될 수 있다.

또한, 도 2의 (a) 및 도 2의 (c)를 참조하면, 석션 가이드(120)는 흡입 경로(126) 하측의 준설면의 교란을 유도하도록 흡입 경로(126)의 하단으로부터 하향 돌출되는 하단부 돌출 부재(122)를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, 하단부 돌출 부재(122)는 석션 가이드(120)이 준설면에 대해 안착되거나 위치되었을 때 석션 가이드(120)가 준설면으로부터 이동되거나 설치 자세 등이 변화하는 것을 방지할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

도 2의 (b)를 참조하면, 하단부 돌출 부재(122)는 준설 대상의 진입이 가능하게 흡입 경로(126) 하단이 개구되도록 흡입 경로(126) 하측을 가로지르고 하측으로 갈수록 너비가 좁아지는 복수의 하단부 쐐기형 부재(122a)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 하단부 쐐기형 부재(122a)는 흡입 경로(126) 하단의 중심으로부터 외측 반경으로 뻗어나가는 십자형으로 배치될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 복수의 하단부 쐐기형 부재(122a)는 흡입 경로(126) 하단의 중심으로부터 외측 반경으로 뻗어나가는 방사형으로 배치될 수 있다. 이처럼 하단부 쐐기형 부재(122a)가 구비됨으로써, 석션 가이드(120)의 준설면 접지 단면적이 보다 증가될 수 있고, 준설대상 지반이 이에 의해 보다 교란될 수 있어, 준설 효율이 상승될 수 있다.

또한, 도 2의 (b)를 참조하면, 석션 가이드(120)는 외측 둘레 부재(121)로부터 하향 돌출되되, 외측 둘레 부재(121)의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 배치되는 복수의 둘레 쐐기형 부재(123)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 둘레 쐐기형 부재(123)는 외측 둘레 부재(121)에 대하여 흡입 경로(126) 하단의 중심으로부터 외측 반경으로 뻗어나가는 방사 형태로 배치될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니며, 다른 예로, 복수의 둘레 쐐기형 부재(123)는 외측 둘레 부재(121)에 대하여 흡입 경로(126) 하단의 중심으로부터 외측 반경으로 뻗어나가는 나선형으로 배치될 수 있다. 또한, 복수의 둘레 쐐기형 부재(123)는 외측 둘레 부재(121)로부터 외측 반경 방향으로 비스듬하게 하향 돌출되게 배치될 수 있다.

또한 도 2를 참조하면, 둘레 쐐기형 부재(123)는 외측 둘레 부재(121)가 둘레 쐐기형 부재(123)에 의해 보강될 수 있도록, 외측 둘레 부재(121)의 하단으로부터 하향 돌출되는 것이 아니라, 외측 둘레 부재(121)의 외측 둘레면으로부터 하향 돌출되는 형태로 구비될 수 있다. 이러한 둘레 쐐기형 부재(123)의 적용 없이 외측 둘레 부재(121)만이 구비되는 경우, 쐐기 미구비에 의한 준설 효율 저하뿐만 아니라, 준설 중 장비 이동시 외부 충격 등으로 인한 파손 우려가 다소 존재할 수 있기에, 둘레 쐐기형 부재(123)를 외측 둘레 부재(121)의 외면으로부터 돌출되게 구비함으로써, 외측 둘레 부재(121)를 보강하였다.

석션 가이드(120)는 상하 방향을 회전축으로 하는 회전이 가능하게 제공될 수 있다. 예를 들어, 석션 가이드(120)는 머드 펌프(110) 대비 상대적으로 회전될 수 있게 석션 가이드를 회전 구동시키는 회전 유닛이 구비될 수 있다. 예를 들어, 회전 유닛은 머드 펌프(110)와 석션 가이드(120) 사이에 구비될 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니며, 다른 예로, 석션 가이드(120)와 머드 펌프(110) 모두를 회전시키도록 머드 펌프(110)의 상측에 회전 유닛이 구비될 수 있으며, 굴삭기의 암에 회전 유닛을 부가하여 본 장치(100) 전체를 회전시킬 수도 있다. 또한, 이러한 회전 유닛은, 당 기계장비 분야의 통상의 기술자에게 자명하거나 향후 개발될 다양한 회전 구동을 위한 유닛, 장치, 장비들이 적용될 수 있음은 물론이다.

석션 가이드(120)의 회전에 의해, 복수의 하단부 쐐기형 부재(122a)가 연동하여 회전되면서, 흡입 경로(126) 하측의 준설면이 석션 가이드(120)의 미회전시 대비 더 교란 진행될 수 있다. 예를 들어, 석션 가이드(120)이 회전에 의하여 복수의 하단부 쐐기형 부재(122a)이 회전되면서, 흡입 경로(126) 하측의 준설면이 교란되어 준설 대상이 수중으로 부유하게 되면서 준설 효율이 증가될 수 있다. 또한, 석션 가이드(120)의 회전에 의해, 복수의 둘레 쐐기형 부재(123)가 연동하여 회전되면서, 흡입 경로(126) 하측의 준설면 및 그 주변의 준설 대상이 교란 진행되어 준설 대상이 수중으로 부유하게 되면서 준설 효율이 더욱 증가될 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니다.

또한, 도 2의 (a)를 참조하면, 외측 둘레 부재(121)의 하단에는 상향 함몰된 복수의 외측 유입 홈(124)이 둘레 방향을 따라 간격을 두고 형성될 수 있다. 예를 들어, 외측 유입 홈(124)은 복수의 둘레 쐐기형 부재(123) 사이에 형성될 수 있으며, 또한, 하단부 쐐기형 부재(122a) 사이에 형성될 수 있다. 복수의 둘레 쐐기형 부재(123)가 준설면에 안착되거나 삽입되면서 교란된 준설토가 복수의 외측 유입 홈(124)을 통해, 준설 대상으로서 흡입 경로(126) 하측으로 진입될 수 있다.

또한, 도2의 (a) 및 도 2의 (c)를 참조하면, 외측 둘레 부재(121)에는, 외측에 부유하는 준설토의 유입이 유도되도록 둘레에 내외측을 통하게 하는 메쉬부(125)가 적어도 하나 구비될 수 있다. 다시 말해, 외측 둘레 부재(121)의 외측부는 일부 오픈될 수 있다. 예를 들어, 외측에 부유하는 준설토는 복수의 둘레 쐐기형 부재(123)가 준설면에 안착되거나 삽입되면서 교란된 준설토일 수 있다. 또한, 다른 예로, 외측에 부유하는 준설토는 회전 유닛에 의해 회전되는 석션 가이드로 인해 복수의 하단부 쐐기형 부재(122) 및 복수의 둘레 쐐기형 부재(123)가 연동하여 회전되면서 교란된 준설토일 수 있다. 또한, 이러한 메쉬부(125)는 복수의 둘레 쐐기형 부재(123) 사이에 형성될 수 있으며, 예를 들어, 형성된 복수의 둘레 쐐기형 부재(123) 사이 모두에 대하여 구비될 수 있으며, 다른 예로, 형성된 복수의 둘레 쐐기형 부재(123) 사이에 대하여 미리 설정된 간격을 두고 구비될 수 있다. 또한, 메쉬부(125)는 흡입 경로(126) 또는 배출라인의 막힘 또는 변형을 유발할 수 있는 과도한 크기의 입자(알갱이) 유입이 방지되도록 적정한 크기의 메쉬 형태로 설정됨이 바람직하다.

도 3a는 본원의 일 실시예에 따른 머드 펌프 장치의 에어라인을 설명하기 위한 도면이며, 도 3b는 본원의 일 실시예에 따른 머드 펌프 장치의 에어라인의 에어의 나선형 흐름을 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.

한편, 도 3a를 참조하면, 본 장치(100)는, 배출라인의 배출 역 방향으로 에어를 공급하여 흡입 경로(126) 하측의 준설면으로 에어를 분출하도록 배출라인과 연결되는 에어라인을 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어라인은 에어를 소정의 고압으로 공급하는 다양한 에어공급장치(에어 펌프)와 연결될 수 있다. 또한, 예를 들어, 에어라인은 본 장치(100)의 주변 공기를 흡입하여 흡입 경로(126) 하측의 준설면으로 소정의 고압으로 공급되는 에어를 분출할 수 있다. 도면에는 구체적으로 도시 되지 않았으나, 상기 에어라인은 배출라인의 중간에서 분기되는 라인의 형태로 구비될 수 있다. 예시적으로 배출라인과 에어라인이 분기되는 분기부에는 해당 에어라인의 선택적 개폐를 위한 밸브와 같은 차단유닛이 구비될 수 있다. 일례로, 머드 펌프 작동시에는 에어라인으로 통하는 영역은 차단유닛에 의해 폐쇄될 수 있다. 반대로, 머드 펌프 작동이 중지되고 에어라인을 통해 에어 분출이 진행되는 경우에는 에어라인으로 통하는 영역은 개방될 수 있다. 이때, 차단유닛은 에어라인쪽과 배출라인쪽 중 어느 한쪽만이 흡입구(111)와 통하도록 선택적 차단을 수행하도록 구비될 수 있다.

머드 펌프(110)는 준설토와 같은 준설 대상을 석션하기 위한 펌프로서, 주변의 준설 토사를 교란하여 흡입구 주변의 토사부유량이 보다 증가될 수 있다면 준설 효과가 보다 높아질 수 있다. 이러한 준설 효과 증대를 위해, 주변 지반 교란을 위한 에어라인이 구비될 수 있다. 예시적으로, 에어라인은 고압 에어라인일 수 있다. 또한, 예시적으로, 에어라인은 준설 효율이 감소되는 것으로 판단될 때 작동될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

에어라인을 통한 에어 분출은, 머드 펌프(110)에 의한 준설 대상의 흡입과 중첩 수행되지 않도록, 머드 펌프(110)의 미작동시에 에어라인을 통한 에어 분출의 필요성을 고려하여 진행되도록 제어될 수 있다. 여기서, 머드 펌프(110)의 미작동시는, 예를 들어, 머드 펌프(110)의 작동 전일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 머드 펌프(110)의 미작동시는, 머드 펌프(110)의 준설 대상의 흡입률 감소시 준설면 교란을 위하여 머드 펌프(110)의 작동을 정지시킬 수 있다. 이때, 에어라인을 작동시켜 준설면에 대해 에어를 분출하여 준설 대상을 교란시킨 후, 머드 펌프(110)를 재작동시켜 석션 가이드(120) 주변에 부유하는 준설 대상을 흡입할 수 있다.

본 장치(100)는 에어라인 및 머드 펌프(110)의 작동을 제어하기 위하여 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는 본 장치(100)가 장착되는 굴삭기에 구비될 수 있으며, 제어부는 당 분야의 통상의 기술자들에게 자명한 다양한 형태로 구현될 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니다.

또한, 도 3b를 참조하면, 석션 가이드(120)는, 흡입 경로(126)가 적어도 일부 나선형 경로를 형성하도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 나선형 경로는 배출라인과 흡입 경로(126)가 연결되는 부분이 나선형으로 형성될 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다. 이러한 나선형 경로에 의해, 에어라인으로부터 배출라인을 거쳐 흡입 경로(126)를 통과하는 에어에 나선형 흐름이 유도될 수 있다. 나선형 흐름으로 분출되는 에어로 인하여, 준설면 상에 준설 대상이 직선형 흐름으로 분출되는 에어보다 부유하는 준설 대상량이 증가하도록 유도되어 준설 효율이 증가할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 장치(100)는 브라켓(130) 및 연결 프레임(140)을 포함한다.

브라켓(130)은 굴삭기(200)와의 조립을 위해 머드 펌프(110)의 상측에 구비될 수 있다. 다만, 여기서 굴삭기(200)는 준설선과 같은 부유체 자체에 일체적으로 구비된 암 유닛과 같은 굴삭 장치까지 포괄하는 넓은 개념으로 이해될 수 있다.

또한, 연결 프레임(140)은 머드 펌프(110)와 브라켓(130)을 연결할 수 있다. 예를 들어, 연결 프레임(140)은 브라켓(130)의 하측과 머드 펌프(110)의 배출라인의 상측에 연결될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

한편, 본원은 본원의 일 실시예에 따른 본 장치(100), 암부(210) 및 암 구동부를 포함하는 준설용 굴삭기(이하 '본 굴삭기'라 함)를 제공할 수 있다.

도 4는 본원의 일 실시예에 따른 준설용 굴삭기의 개략적인 개념도이다.

도 4를 참조하면, 암부(210)는 본 장치(100)의 브라켓(130)이 장착될 수 있다. 또한, 암 구동부는 암부(210)에 구동력을 제공할 수 있다. 암부(210)는 당 분야의 통상의 기술자에게 자명하거나 향후 개발될 다양한 암 구성에 의해 구현될 수 있다. 예시적으로, 암부(210)는 다축 링크 부재의 조합을 포함하도록 제공될 수 있다.

또한, 암부(210)는 상하 방향을 회전축으로 하는 회전 구동이 가능하도록 조합되어 제공될 수 있으며, 좌우 방향을 회전축으로 하는 회전 구동이 가능하도록 조합될 수 있음은 물론이다. 이때, 암 구동부는 암부(210)의 이러한 링크 구동, 회전 구동 등이 이루어지도록 하는 구동력을 제공하도록 모터 등과 같은 구동력 제공 유닛에 의해 구현될 수 있다. 이러한 암부(210) 및 암 구동부를 본 굴삭기(200)가 포함함으로써, 준설 작업 영역을 향한 위치 이동 및 설치 작업 시, 본 굴삭기(200)의 이동 없이 준설 작업 영역에 대응하는 위치로 이동이 가능할 수 있다.

또한, 본원은 굴삭기를 이용한 정밀 준설 장비 시스템(이하 '본 시스템'이라 함)을 제공할 수 있다.

도 5는 본원의 일 실시예에 따른 정밀 준설 장비 시스템의 개략적인 개념도이며, 도 6은 본원의 일 실시예에 따른 정밀 준설 장비 시스템이 적용되는 구현예를 평면영역 상에서 예시적으로 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.

도 5를 참조하면, 본 시스템(1000)은 부유 구조체(300), 본 굴삭기(200) 및 이송관(400)을 포함한다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 부유 구조체(300)는 수상에 부유하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 부유 구조체(300)는 수상 작업선일 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 여기서 수상은 하상(강물 위), 해상(바다 위) 등을 넓게 포괄하는 개념일 수 있다. 부유 구조체(300) 상에는 본 굴삭기(200)가 배치될 수 있다.

또한, 본 시스템(1000)은 머드 펌프(110)가 장착된 굴삭기가 배치된 부유 구조체(300)를 이용하기 때문에, 기존 준설선의 투입이 불가능한 얕은 수심의 준설 작업 현장에 대한 높은 적용성을 가질 수 있다. 예시적으로, 본 시스템(1000)은 준설 수심 5m내외의 사질토 지반으로서, 기존 전용 준설선의 투입이 불가한 영역에 대하여도 적용 가능하다. 또한, 본 시스템(1000)은 현장 기상여건상 잦은 피항이 예상되어 설치와 이동이 수월한 준설 장비의 도입이 필요한 준설 작업 현장에 대하여서도 높은 적용성을 가질 수 있다.

또한, 도 5를 참조하면, 본 시스템(1000)은 본 굴삭기(200)에 장착된 본 장치(100)에 본 굴삭기(200)의 자체 구동을 위한 전력과 구분되는 별도 전력을 공급하도록 부유 구조체(300) 상에 배치되는 머드 펌프 전용 파워팩을 포함할 수 있다.

머드 펌프를 본 굴삭기(200)의 구동을 위한 동력 공급 장치와 연결하여 동력 공급을 받는 경우, 본 굴삭기(200) 구동시 동력 공급의 저하로 펌프의 준설 효율이 저하될 가능성을 고려하여, 본원은 머드 펌프의 동력 공급방식을 변경하여 머드 펌프 전용 파워팩을 제작하여 굴삭기 구동에 대한 동력 공급과 구분되는 동력 공급이 머드 펌프에 대하여 이루어지도록 함으로써, 펌프의 석션 효율이 유지되도록 할 수 있다.

본 시스템(1000)의 이송관(400)은 본 굴삭기(200)에 장착된 본 장치(100)의 배출라인(112)과 연결될 수 있다. 또한, 도 5를 참조하면, 이송관(400)은 배출라인(112)을 통해 배출되는 준설 대상을 이송하도록 구비될 수 있다. 준설 대상은 주로 준설토일 수 있으며, 이에 따라 이송관(400)은 배사관일 수 있다. 이송관(400)은 준설 대상을 최종 이송되는 목표 구역에 도달하도록 구비된 것일 수 있다.

도 7은 본원의 실 실시예에 따른 정밀 준설 장비 시스템의 복수의 부이 및 수중 이송관을 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.

도 7을 참조하면, 본 시스템(1000)은 복수의 부이(600)를 포함할 수 있다. 복수의 부이(600)는 이송관(400) 중 수중 구간에 대응하는 수중 이송관(400)이 수면으로부터 미리 설정된 심도 범위의 위치에 유지되도록 수중 이송관(400)과 연결(예를 들면 와이어, 로프 등과 같은 연결 부재)되고, 수중 이송관(400)의 관 연장 방향을 따라 간격을 두고 배치될 수 있다. 미리 설정된 수심 범위는, 수면으로부터 소정의 수심 이내에서 발생되는 파도에 의한 영향이 수면 대비 상대적으로 저감되는 수심 범위로 설정될 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 수심 범위는 수심 1~2m 일 수 있으며, 부이 하부에 1~2m 범위 내로 연결되어 고정될 수 있다. 수중 이송관(400)은 미리 설정된 심도 범위의 위치에 유지되어 파도에 의한 영향이 수면 대비 상대적으로 저감되어 수중 이송관(400)의 파손이 방지 또는 저감될 수 있으며, 이에 따라 수중 이송관(400)의 안전성을 향상시킬 수 있다.

복수의 부이(600)는 수중 이송관(400)이 미리 설정된 수심 범위에 유지되도록 수중 이송관(400) 및 수중 이송관이 내부를 통과하는 준설 대상의 자중을 고려한 부력을 제공하도록 구비될 수 있다. 부이는 이 같은 부력을 제공할 수 있는 기알려진 다양한 타입의 부이 또는 향후 개발될 부이일 수 있다. 다만, 본원에 적용되는 부이의 경우, 전술한 바와 같이 수중 이송관(400) 및 수중 이송관이 내부를 통과하는 준설 대상의 자중까지 작용된 상태에서 수중 이송관(400)이 수상으로 노출되거나 너무 깊게 가라앉지 않고 상기 미리 설정된 수심 범위에 유지되도록 하는 부력이 제공되도록 구비됨이 바람직하다.

수중 이송관(400)은 수상 또는 수중의 파도에 의한 유동에 의한 파손이 방지 또는 저감되도록 플렉서블한 재질을 포함하도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 수중 이송관(400)은 고무를 포함하는 재질로 구비될 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다.

또한, 수중 이송관(400)은 플렉서블한 재질을 포함하도록 구비되어, 수상 또는 수중의 파도에 의한 유동에 따라 수중 이송관(400)이 플렉서블하게 함께 유동되면서 파손이 방지 또는 저감될 수 있다.

또한, 예를 들어, 도 6을 참조하면, 부유 구조체가 배치된 위치에 대응하는 준설 현장에서 준설된 준설 대상과 목표 구역(예를 들면 양빈장)까지의 이격 거리는 수백미터 또는 최대 1000 m 이상일 수 있다. 이러한 장거리에 대한 준설 대상(준설토)의 이송에 있어서, 기존과 같이 해상의 고정 배사관(수중 이송관)을 스틸관으로 활용하는 경우 파동에 의한 부이의 유동으로 스틸관이 파손되는 곤란성이 존재하였다. 이에 본원은 해상의 고정 배사관, 즉 수중 이송관에 대하여 스틸관 대신 고무관과 같은 플렉서블한 재질의 관을 적용함으로써, 파도에 의한 유동시의 파손 가능성을 제거 또는 크게 저감하였다. 나아가, 본원은 이러한 고무관과 같은 플렉서블한 재질의 관이 파도에 의한 영향권을 벗어나 배치될 수 있도록 미리 설정된 수심 범위(예를 들면 수심 1 m 내지 2 m 범위)에 배치되도록 함으로써, 안전성(안정성)을 보다 향상시켰다. 이에 따라, 본원에 의하면 기존 스틸관 적용시와 대비하여 보다 장거리의 준설토 이송이 안정적으로 가능해질 수 있다.

도 8은 본원의 일 실시예에 따른 정밀 준설 장비 시스템의 이송관용 에어라인을 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.

도 8을 참조하면, 본 시스템(1000)은 이송관용 에어라인(500)을 포함할 수 있다. 이송관용 에어라인(500)은 이송관(400) 내부에 준설 대상의 이송 방향에 대응하는 방향으로 에어를 분출시키도록 제공되는 것일 수 있다. 여기서, 준설 대상의 이송 방향은 본 장치(100)에서부터 준설 대상이 최종 이송되는 목표 구역으로의 방향임이 바람직하다. 예를 들어, 도 8을 참조하면, 준설 대상의 이송 방향은 9시 방향에서 3시 방향으로 향하는 방향일 수 있다.

또한, 도 8을 참조하면, 이송관용 에어라인(500)은 이송관(400)의 둘레측(예를 들어, 상측)으로부터 분기되는 형태로 구비될 수 있다. 예를 들어, 이송관용 에어라인(500)은 이송관용 에어라인(500)으로부터 분출되는 에어가 이송 방향으로 추가적인 공기압을 작용할 수 있도록 비스듬한 각도로 분기되어 연장되게 이송관(400)에 연결될 수 있다.

도 5를 참조하면, 이송관용 에어라인(500)은 준설 대상이 최종 이송되는 목표 구역과 부유 구조체(300) 사이의 수상 영역에 부유하는 중간 부유 구조체(350) 상에 배치될 수 있다. 또한, 이송관용 에어라인(500)은 이송관(400)에 발생되는 막힘 현상 또는 퇴적 현상을 고려하여 구동될 수 있다. 예를 들어, 이송관용 에어라인(500)의 구동은 본 시스템(1000)에 이송관용 에어라인(500)의 구동 제어를 위한 이송관용 에어라인(500)의 제어부가 포함될 수 있으며, 이에 따라, 이송관용 에어라인(500)의 구동 제어가 이루어질 수 있다. 이때, 이송관용 에어라인(500)의 제어부는 본 굴삭기(200)에 구비되어 본 장치(100)의 제어부와 통합된 제어부로 구비될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 중간 부유 구조체(350)에 대하여 이송관용 에어라인(500)의 제어부가 따로 구비될 수 있다.

한편, 이하에서는 본원의 일 실시예에 따른 정밀 준설 장비 시스템을 이용한 정밀 준설 방법(이하 '본 방법'이라 함)에 대하여 설명한다. 다만, 본 방법은 전술한 본 장치(100), 본 굴삭기(200) 및 본 시스템(1000)과 동일하거나 상응하는 기술적 특징을 공유하는 것으로서, 본 장치(100), 본 굴삭기(200) 및 본 시스템(1000)의 구성과 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하며 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략하기로 한다.

도 9는 본원의 일 실시예에 따른 정밀 준설 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 9를 참조하면, 본 방법은 부유 구조체(300) 상에 본 굴삭기(200)를 준비하되 준설 대상 영역에 대응하는 위치에 배치하고, 암 구동부를 구동하여 암부(210)에 장착된 본 장치(100)를 수중의 준설 대상 영역에 대응하여 위치시키는 단계(S110 단계)를 포함할 수 있다. 이러한 S110 단계에서, 본 장치(100)는 암 구동부에 의해 구동되는 암부(210)에 장착되어, 자유로운 다관절 동작(다축 암 구동)을 통해 준설 작업 용이성이 확보될 수 있다. 또한, 본 장치(100)는 심해가 아닌, 수심이 얕은 현장(예를 들어, 해변 근처 등)에 대하여 높은 적용성이 확보될 수 있다.

또한, S110 단계에서, 본 장치(100)가 수중의 준설 대상 영역에 대응하여 위치될 때, 본 장치(100)가 흡입 경로(126)의 하단으로부터 하향 돌출되는 하단부 돌출 부재(122)를 포함함으로써, 본 장치(100)의 석션 가이드(120)가 준설면에 대하여 안착되거나 위치될 때 석션 가이드(120)가 준설면으로부터 이동되거나 설치 자세 등이 변화되는 것이 방지될 수 있다.

또한, 도 9를 참조하면, 본 방법은 머드 펌프(110)를 구동하여 석션 가이드(120)를 통해 준설 대상의 흡입을 진행하고, 흡입된 준설 대상을 이송관(400)을 통해 목표 구역 측으로 이송하는 단계(S120 단계)를 포함할 수 있다. 이때, 예를 들어, 목표 구역은 양빈 구역(양빈장)일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

S120 단계에서, 머드 펌프(110)를 구동하여 석션 가이드(120)를 통해 준설 대상의 흡입을 진행할 때, 머드 펌프(110) 구동시 준설 대상의 흡입률이 줄어들면, 석션 가이드(120)를 회전시켜 준설 대상을 교란시킬 수 있다. 또한, S120 단계에서, 흡입률 감소시, 작업자의 판단에 따라 머드 펌프(110)의 구동을 멈추고, 에어라인을 통해 에어를 분출하여 준설 대상을 교란시킬 수 있다. 이때, 교란된 준설 대상이 수중에 부유할 때, 본 장치(100)의 메쉬부(125) 및 외측 유입 홈(124)을 통해 석션 가이드(120) 주변에 부유하는 준설 대상을 흡입하여 본 장치(100)의 흡입률을 증가시킬 수 있다.

또한, S120 단계에서, 흡입된 준설 대상을 이송관(400)을 통해 목표 구역 측으로 이송할 때, 이송관(400)의 퇴적 현상 또는 막힘 현상을 고려하여, 이송관용 에어라인(500)을 구동시켜 이송관(400) 내부에 에어를 분출시켜 퇴적되거나 막힌 준설 대상이 목표 구역 측으로 재이송되도록 할 수 있다. 이때, 이송관용 에어라인(500)은 본 장치(100)의 에어라인과 별도로 구동될 수 있다.

본 방법은, S110 단계와 S120 단계가 1회 이상 반복 수행 가능할 수 있다. 예를 들어, 특정 준설 대상 영역의 준설 작업이 끝나면 본 장치(100) 또는 본 굴삭기(200)가 이동 배치되면서 S110 단계와 S120 단계가 반복 수행될 수 있다. 이때, 본 방법은, 본 굴삭기(200)를 이용함으로써, 부유 구조체(300) 상에서 자유롭게 이동 가능하며, 암부(210) 및 암 구동부를 통해 본 장치(100)를 이동시켜 준설 대상 영역을 변경할 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1000: 정밀 준설 장비 시스템
100: 머드 펌프 장치
110: 머드 펌프
111: 흡입구
111a: 필터 구조
112: 배출라인
120: 석션 가이드
121: 외측 둘레 부재
122: 하단부 돌출 부재
122a: 하단부 쐐기형 부재
123: 둘레 쐐기형 부재
124: 외측 유입 홈
125: 메쉬부
126: 흡입 경로
130: 브라켓
140: 연결 프레임
200: 준설용 굴삭기
210: 암부
300: 부유 구조체
350: 중간 부유 구조체
400: 이송관
500: 이송관용 에어라인
600: 부이
700: 머드 펌프 파워팩

Claims (15)

1. 준설을 위해 굴삭기에 적용되는 머드 펌프 장치로서,
   하단에 형성된 흡입구를 통해 흡입된 준설 대상을 배출하는 배출라인을 포함하는 머드 펌프;
   준설 대상의 상기 흡입구로의 흡입이 가이드되도록 상기 흡입구와 연결되어 통하는 흡입 경로를 형성하는 외측 둘레 부재를 포함하는 석션 가이드;
   상기 굴삭기와의 조립을 위해 상기 머드 펌프의 상측에 구비되는 브라켓; 및
   상기 머드 펌프와 상기 브라켓을 연결하는 연결 프레임을 포함하되,
   상기 석션 가이드는, 상기 흡입 경로 하측의 준설면의 교란을 유도하도록 상기 흡입 경로의 하단으로부터 하향 돌출되는 하단부 돌출 부재를 포함하고,
   상기 하단부 돌출 부재는, 하측으로 갈수록 너비가 좁아지는 복수의 하단부 쐐기형 부재를 포함하고,
   상기 복수의 하단부 쐐기형 부재는 상기 흡입 경로 하단이 상기 복수의 하단부 쐐기형 부재의 사이로 준설 대상의 진입이 가능하게 개구되도록 상기 흡입 경로 하측을 각각 가로지르게 구비되며,
   상기 석션 가이드는 상하 방향을 회전축으로 하는 회전이 가능하게 제공되고,
   상기 석션 가이드의 회전에 의해, 상기 복수의 하단부 쐐기형 부재가 연동하여 회전되면서, 상기 흡입 경로 하측의 준설면이 상기 석션 가이드의 미회전시 대비 더 교란 진행되고,
   상기 석션 가이드는, 상기 외측 둘레 부재의 외측 둘레면으로부터 하향 돌출되되, 상기 외측 둘레 부재의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 배치되는 복수의 둘레 쐐기형 부재를 포함하고,
   상기 복수의 둘레 쐐기형 부재는, 상기 외측 둘레 부재의 보강을 고려하여, 상기 외측 둘레 부재의 외측 둘레면에 대하여 흡입 경로 하단의 중심으로부터 외측 반경 방향으로 뻗어나가는 방사 형태로 배치되되, 상기 외측 둘레 부재의 하단보다 더 하향 돌출되게 배치되고,
   상기 외측 둘레 부재의 하단에는 상향 함몰된 복수의 외측 유입 홈이 둘레 방향을 따라 간격을 두고 복수의 둘레 쐐기형 부재 사이에 형성되고,
   상기 복수의 외측 유입 홈 사이의 상기 외측 둘레 부재의 하단의 간격 부분보다 상향 함몰된 상기 복수의 외측 유입 홈을 통해, 상기 복수의 둘레 쐐기형 부재가 준설면에 안착되거나 삽입되면서 교란된 준설토가 준설 대상으로서 상기 흡입 경로로 진입되는 것인, 머드 펌프 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 외측 둘레 부재에는, 외측에 부유하는 준설토의 유입이 유도되도록 둘레에 내외측을 통하게 하는 메쉬부가 적어도 하나 구비되는 것인, 머드 펌프 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 머드 펌프 장치는, 상기 배출라인의 배출 역 방향으로 에어를 공급하여 상기 흡입 경로 하측의 준설면으로 에어를 분출하도록 상기 배출라인과 연결되는 에어라인을 더 포함하고,
   상기 에어라인을 통한 에어 분출은, 상기 머드 펌프에 의한 준설 대상의 흡입과 중첩 수행되지 않도록, 상기 머드 펌프의 미작동시에 상기 에어라인을 통한 에어 분출의 필요성을 고려하여 진행되도록 제어되는 것인, 머드 펌프 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 석션 가이드는, 상기 흡입 경로가 적어도 일부 나선형 경로를 형성하도록 구비되고,
   상기 나선형 경로에 의해, 상기 에어라인으로부터 상기 배출라인을 거쳐 상기 흡입 경로를 통과하는 에어에 나선형 흐름이 유도되는 것인, 머드 펌프 장치.
9. 준설용 굴삭기로서,
   제1항에 따른 머드 펌프 장치;
   상기 브라켓이 장착되는 암부; 및
   상기 암부에 구동력을 제공하는 암 구동부를 포함하는 준설용 굴삭기.
10. 굴삭기를 이용한 정밀 준설 장비 시스템으로서,
    수상에 부유하도록 배치되는 부유 구조체;
    상기 부유 구조체 상에 배치되는 제9항에 따른 준설용 굴삭기; 및
    상기 준설용 굴삭기에 장착된 머드 펌프 장치의 배출라인과 연결되어 상기 배출라인을 통해 배출되는 준설 대상을 이송하도록 구비되는 이송관을 포함한 정밀 준설 장비 시스템.
11. 제10항에 있어서,
    상기 정밀 준설 장비 시스템은, 상기 준설용 굴삭기에 장착된 머드 펌프 장치에 상기 준설용 굴삭기의 자체 구동을 위한 전력과 구분되는 별도 전력을 공급하도록 상기 부유 구조체 상에 배치되는 머드 펌프 전용 파워팩을 더 포함하는 것인, 정밀 준설 장비 시스템.
12. 제10항에 있어서,
    상기 정밀 준설 장비 시스템은, 상기 이송관 중 수중 구간에 대응하는 수중 이송관이 수면으로부터 미리 설정된 심도 범위의 위치에 유지되도록 상기 수중 이송관과 연결되고, 상기 수중 이송관의 관 연장 방향을 따라 간격을 두고 배치되는 복수의 부이를 포함하고,
    상기 복수의 부이는, 상기 수중 이송관이 상기 미리 설정된 수심 범위에 유지되도록 상기 수중 이송관 및 상기 수중 이송관의 내부를 통과하는 준설 대상의 자중을 고려한 부력을 제공하도록 구비되고,
    상기 미리 설정된 수심 범위는, 수면으로부터 소정의 수심 이내에서 발생되는 파도에 의한 영향이 수면 대비 상대적으로 저감되는 수심 범위로 설정되는 것인, 정밀 준설 장비 시스템.
13. 제12항에 있어서,
    상기 수중 이송관은 수상 또는 수중의 파도에 의한 유동에 의한 파손이 방지 또는 저감되도록 플렉서블한 재질을 포함하도록 구비되는 것인, 정밀 준설 장비 시스템.
14. 제10항에 있어서,
    상기 정밀 준설 장비 시스템은,
    상기 이송관 내부에 준설 대상의 이송 방향에 대응하는 방향으로 에어를 분출시키도록 제공되는 이송관용 에어라인을 포함하고,
    상기 이송관용 에어라인은 준설 대상이 최종 이송되는 목표 구역과 상기 부유 구조체 사이의 수상 영역에 부유하는 중간 부유 구조체 상에 배치되어, 상기 이송관에 발생되는 막힘 현상 또는 퇴적 현상을 고려하여 구동되는 것인, 정밀 준설 장비 시스템.
15. 제10항에 따른 정밀 준설 장비 시스템을 이용한 정밀 준설 방법으로서,
    (a) 상기 부유 구조체 상에 상기 준설용 굴삭기를 준비하되 준설 대상 영역에 대응하는 위치에 배치하고, 상기 암 구동부를 구동하여 상기 암부에 장착된 상기 머드 펌프 장치를 수중의 준설 대상 영역에 대응하여 위치시키는 단계; 및
    (b) 상기 머드 펌프를 구동하여 상기 석션 가이드를 통해 준설 대상의 흡입을 진행하고, 흡입된 준설 대상을 상기 이송관을 통해 목표 구역 측으로 이송하는 단계를 포함하되,
    상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계는 1회 이상 반복 수행 가능한 것인, 정밀 준설 방법.

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