KR20040041925A - 버켓이 구비된 다기능 해양폐기물 수거선 - Google Patents

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KR20040041925A
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Abstract

본 발명은 수심(Shallow Waters)이 낮은 천해역에서의 해양 폐기물 수거에 적합하도록 개선된 천해용 해양폐기물 수거선에 관한 것이다.
종래에는 연안 해저 정화를 목적으로 한 수거선의 경우 수거시스템이 일정하여 해저 폐기물의 유형(오니, 일반쓰레기 등)에 따라 적절하게 대처하기가 매우 어렵고 작업성도 현저하게 낮을 뿐만 아니라, 수심이 얕은 곳에서는 일반 수거선의 운항이 불가하여 전방위적이고 지속적인 수질보호라는 근본적인 취지에 부합하지 아니하였다.
본 발명에서는 해양에서 수거한 폐기물의 선내 적재공간과 수거장비 배치에 따른 넓은 갑판이 요구되는 선체와, 수거폐기물 적재시 선수미 트림을 방지하여 원활한 작업으로 안전성을 확보할 수 있는 수거선을 제공하며, 선수의 다관절크레인에 장착되는 수거장치에 의해 해저 및 부유폐기물 수거가 가능하게 하고, 로프형태의 폐기물에 의한 작업 방해시 이를 절단할 수 있는 별도의 절단기를 구비하여 해저 폐기물 수거 효율을 높일 수 있도록 한 것임.

Description

천해용 해양폐기물 수거선{Shallow Waters remove system}
본 발명은 해양폐기물 수거선에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주로 수심이 낮은 천해역(Shallow Waters)에서의 해저에 누적된 다양한 해양폐기물을 수거하기에 적합한 천해용 해양폐기물 수거선을 제공함에 있는 것이다.
최근 연안 환경은 공장 및 도시로부터 유입되는 각종 쓰레기로 인해 연안 해저는 크게 오염시킴은 물론 해양 생태계를 파괴하고 있다.
또한 연안 양식 어장이 증가하면서 그물, 각종 어구 등과 같은 많은 오물과 같은 퇴적물은 해양 오염을 가중시키는 주요인이 되므로 이들 오염원을 모두 제거할 필요성이 크게 대두 되었다.
그리하여 종래에는 연안 해저 정화를 목적으로 한 특허출원 제95-14516호 '해저 오물 수거선'은 선미 갑판상에 설치되는 붐과 와이어에 연결된 갈쿠리를 해저에 투입시켜 청소하도록 구성되고, 특허출원 제98-34114호 및 동 제99-15824호의 '바아지선의 갑판에 고정된 크레인 겸용 포오크레인'과 '바아지 선박의 갑판 중심에 고정된 크레인 겸용 포오크레인'은 양자 모두 항만 공사용으로써, 자항능력이 없는 바아지 선박의 갑판 중앙부에 포오크레인을 설치하여 상기 포오크레인에 부설되는 버켓을 이용하여 돌을 하역하고, 돌 승하강용 크레인이 필요한 경우에는 버켓과 버켓 작동실린더를 분리한 후 도르레와 후크를 조립하여 단순한 크레인으로 개조되어질 수 있게 하고 있다.
상기한 바와 같은 종래의 수거선은 해양폐기물 수거시스템이 붐과 와이어에 연결된 갈쿠리를 사용하기 때문에, 오니 등 진흙형태의 해저폐기물 이외의 갈쿠리에 걸리는 폐기물만 수거 대상이 될 뿐만 아니라, 붐과 와이어에 의한 수거 속도와 작업효과도 매우 낮다.
또한, 자항능력이 없는 바지선에 설치되는 포오크레인의 버켓을 이용하여 해저오물을 수거하더라도 항만 공사용으로 붐이 짧게 구성되어 있어 해저 폐기물의 수거 깊이가 짧고 수거 속도도 매우 더딜뿐만 아니라, 버켓과 버켓 작동실린더를 분리한 후 도르레와 후크를 조립하여 단순한 크레인으로 개조할 때, 갑판에 방치되는 버켓과 버켓 작동실린더는 파도등 선체요동에 의해 손실되거나 파손될 가능성이 높아 신속하고 지속적인 수질 보호라는 근본적인 취지에 부합하지 아니하는 문제점이 있었다.
그리고, 덤프차에 돌을 싣기 위해서는 버켓용 유압실린더를 분리한 후 도드레와 후크를 조립되어질 수 있도록 교환해야 하는 번거러움이 있었고, 작업 속도 및 작업 효율도 현저히 낮다는 단점이 있었다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로, 본 발명은 동해, 남해처럼 수심이 다소 깊은 곳에서도 자항 능력에 의해 운항하면서 서해의 1, 3종 어항 및 연안항, 연안 항로해역 등과 같은 천해역(shallow water)에서의 해저폐기물 수거에 적합한 천해용 해양폐기물 수거선을 제공하고자 하는데 그 목적이 있는 것이다.
또한, 본 발명은 각종 해양폐기물의 유형에 따라 적절하게 대처할 수 있는 수거시스템에 의해 해저는 물론 해상의 부유폐기물도 신속하게 처리할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 하고 있는 것이다.
또한, 본 발명은 흘수를 적게함과 동시에 해양에서 수거한 폐기물의 선내 적재공간 확보와 수거장비 배치에 따른 넓은 갑판과 수거폐기물 적재시 원활한 작업과 안전성을 확보할 수 있는 천해용 해양폐기물 수거선을 제공하는데 있다.
이를 위해서 본 발명에서는 선교루를 선체 중앙에 두어 선박의 운항 및 작업시 통제, 조종이 용이하게 하고, 롱붐이 구비한 다목적 해상용 크레인 시스템을 이용하여 해저폐기물을 갑판 위로 퍼올려 수거폐기물을 선교루 전방의 수거공간으로 원활하게 이동시킬 수 있도록 하고 있다.
또한, 본 발명에서는 선수에 로프 형태의 폐기물에 의한 작업 방해시 이를 절단할 수 있는 별도의 절단기를 구비하여 해저 폐기물 수거작업이 보다 효율적으로 이루어질 수 있게 하였다.
상기 수거선은 자항 능력을 구비하여 천해역(shallow water) 작업선형 선체구조에 의해 항해시 충분한 복원성, 내파성, 적절한 트림을 유지하고 원활한 작업성 및 조종성을 제공함에 그 특징이 있는 것이다.
이하, 본 발명에 따른 천해용 해양폐기물 수거선을 첨부된 예시 도면을 참고하여 그 구성 및 작용 효과 등을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명이 적용된 천해용 해양폐기물 수거선의 일 측면도,
도2는 본 발명의 천해용 해양폐기물 수거선에 장착된 다관절 크레인의 작업도,
도3은 본 발명의 다관절 크레인 선단에 설치된 연결장치의 예시도,
도4a, 4b는 본 발명에 따른 연결장치에 버켓이 탈/부착되는 것을 나타낸 예시도,
도5a, 5b는 본 발명이 적용된 버켓과 베드의 구성을 나타낸 예시도,
도6은 본 발명이 적용된 절단기의 구성을 나타낸 예시도,
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 수거선20 : 다관절크레인
22 : 롱붐23 : 암
24 : 핀축25,26: 축핀
30 : 연결장치32,34: 고정부
36 : 제1조립부38 : 제2조립부
40 : 버켓42 : 베드
44 : 버켓조립장치46 : 지지돌기
80 : 절단기421: 바닥판
424: 쐐기홈425: 고정브라켓
427: 덧판441: 브라켓
442,443: 고정간
도 1은 본 발명이 적용된 천해용 해양폐기물 수거선의 측면도이고, 도 2는 작동관계를 나타낸 참고도이다.
이에 도시된 바와 같이 본 발명은 자항능력을 갖고 천해역 작업에 적합한 선형 구조를 갖는 수거선(10), 상기 수거선(10)의 선수에 텔레스코프 형태의 로봇팔 구성을 갖는 다관절크레인(20)이 장착부(21)에 장착되고, 상기 다관절크레인(20)의 선단에 부설되어 다양한 수거장치를 탈/부착시키도록 된 연결장치(30), 상기 연결장치에서 분리된 수거장치를 갑판위에 안정되게 보관하는 베드(42) 및 절단기를 포함하는 구성으로 이루어지고 있는 것이다.
다관절크레인(20)은 일정한 깊이(수거깊이 15m)내의 해저폐기물을 갑판으로 끌어 올리도록 실린더(221,231)가 구비되는 롱붐(22)과 암(23)이 핀축(24)으로 조립되어 상기 실린더(221)에 의해 핀축(24)를 기점으로 롱붐(22)과 암(23)이 접혔다 펼쳐지는 관절 운동할 수 있도록 되어 있다.
도 3에서와 같이 다관절 크레인(20)의 선단에는 연결장치(30)가 부설되어 다양한 종류의 수거장치는 상기 연결장치(30)에 의해 자동으로 탈,부착되어질 수 있도록 하였다.
연결장치(30)는 다관절크레인(20)의 실린더(231)와 암(23)이 고정되어질 수 있도록 축핀(25,26)이 결합되는 한 쌍의 고정부(32,34)와 수거장치가 탈/부착되는 한 쌍의 제1, 2조립부(36,38)로 구성되고 있다.
제1, 2조립부(36,38)는 핀구멍의 중앙부가 커팅된 개구부를 통해 수거장치의버켓(40)이 조립부(36,38) 내측으로 끼워지며 결합될 수 있게 하였다.
그리고 제1, 2조립부(36,38)에 형성되는 개구부는 각각 90°의 위상차를 이루도록 구성하여 연결장치(30)의 제1조립부(36)를 수거장치에 1차 결합시킨 후 연결장치(30)를 90°회전시키는 것에 의해 제2조립부(38)가 수거장치에 순차적으로 결합되어질 수 있도록 되어 있다.
본 발명의 연결장치(30)는 도 4(a)에 도시된 바와 같이 제1조립부(36)에 버켓(40)의 한쪽 고정간(442)를 결합한 후 제2조립부(38)에 또 다른 고정간(443)이 마저 조립될 수 있는 것으로, 다관절크레인(20)의 암실린더(231)를 작동하여 연결장치(30)를 소망하는 각도만큼(90°)회전시키면 도 4 (b)에 도시된 바와 같이 연결장치(30)는 제1조립부(36)를 기점으로 회전하면서 제2조립부(38)의 내측으로 버켓(40)의 고정간(443)이 자동적으로 록킹될 수 있는 것이다.
이때 조립부(36,38)에 형성되는 개구부의 방향은 각각 90°의 위상차를 가지므로 다관절크레인(20)의 연결장치(30)에 결합된 수거장치를 상부측으로 들어올리더라도 수거장치가 이탈됨이 없이 록킹상태를 유지할 수 있는 것이다.
한편, 연결장치(30)에 결합된 수거장치를 분리시키고자 하는 경우에는 상기의 역순으로 실시하면 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 수거장치는 연결장치(30)로부터 자동 분리되어질 수 있는 것이다.
상기한 연결장치(30)는 해양 폐기물의 형태에 따라 합리적인 기능을 발휘하도록 된 버켓(40) 뿐만 아니라 다양한 폐기물을 수거하도록 된 수거시스템을 하나의 연결장치(30)를 통해서 원 터치(One Touch)방식으로 신속하게 탈/부착 시키면서작업을 수행할 수 있는 것이다.
도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이 버켓(40)의 배면부에 다관절크레인(20)의 연결장치(30)와 결합되는 버켓조립장치(44)가 부설되고, 버켓(40)의 양쪽면 중앙부에는 길이가 짧은 지지돌기(46)를 돌출시켜 갑판에 설치된 베드(42)의 말 발굽형 안치 홈(424)에 상기 지지돌기(46)가 안치되도록 하여 베드(42)에 버켓(40)이 수용 보관되어질 수 있도록 한다.
버켓조립장치(44)는 버켓(40)의 일측 배면부에 고정되는 한 쌍의 브라켓(441)과 상기 브라켓(441) 사이에 연결장치(30)의 조립부(36,38)와 동일한 간격으로 배치되는 두개의 고정간(442,443)으로 구성되어 연결장치(30)의 조립부(36,38)에 상기 고정간(442,443)이 순차적으로 결합되어질 수 있도록 하였다.
그리고, 갑판의 상면에 안치되는 베드(42)는 바닥판(421)과 상기 바닥판(421)위에 버켓(40)이 수용될 수 있도록 직교되는 한 쌍의 지지대(423)가 입설되고, 상기 지지대(423)는 바닥판(421)에 용접되는 다수의 고정브라켓(425)으로 고정되고 있다.
상기 양쪽 지지대(423)는 버켓(40)의 폭(b)보다 약간 큰 폭(B)으로 형성하여 그 내측으로 버켓(40)이 수용되어질 수 있게 하고, 지지대(423)의 상면 중앙부에 말 발굽모양의 안치 홈(424)을 형성하여 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 버켓(40)은 그 양쪽면에 고정되는 지지돌기(46)가 상기 홈(424)에 안착된 상태로 고정될 수 있게하고, 상기 지지대(423) 사이에는 나무판재로 형성된 덧판(427)을 고정 설치하여 상기 덧판(427)이 버켓(40)의 하부측을 지지하게 하여 완충효과와 더불어 버켓(40)에 의해 베드(42)가 손상되는 것을 방지하도록 되어 있다.
수거선(10)의 선수 좌현 또는 우현에는 로프(R) 형태의 폐기물에 의한 작업 방해시 이를 절단시킬 수 있도록 된 절단기(80)가 설치되고 있다.
상기 절단기(80)는 로프 형태의 폐기물을 절단할 수 있도록 실린더(81)에 의해 연동하는 한쌍의 집게 모양의 커터(82), 상기 커터(82)가 장착되는 회전장착대(84), 상기 회전장착대(84)가 갑판상에 직교되게 결합하는 고정암(83), 상기 고정암(83)를 고정하는 지지대(85)로 구성되고 있다.
또한 상기 절단기(80)의 커터(82)는 회전장착대(84)에 의해 전방향 회전 즉, 한 360°회전이 가능함은 물론 고정암(83)을 중심으로 120°회전이 가능하도록 구성되어 있다.
상기 절단기(80)는 배치 공간의 협소함을 고려하여 고정암(83) 방향의 회전은 내장되는 회전베어링(도시하지 않음)에 의해 자체적으로 회전 운동이 가능하도록 되고, 상기 절단장치(80)은 직경 2.5cm 스틸와이어까지 절단할 수 있게 하여 해저폐기물 수거가 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 하였다.
이와 같이 구성된 본 발명은 선수에 텔레스코프 형태의 로봇팔 구성을 갖는 다관절크레인(20)의 연결장치(30)에 다양한 기능을 발휘하는 수거장치를 결합하게 되면 다양한 해저 폐기물을 원할하게 수거할 수 있는 것이다.
또한 작업시 로프(R) 형태의 폐기물에 의한 작업 방해에는 이를 절단할 수 있는 별도의 절단기(80)도 마련되고 있어 폐기물 수거작업이 보다 신속하면서도 효율적으로 이루어질 수 있는 것이다.
본 발명의 다관절크레인(20)는 최대 15m의 깊이의 뻘, 토사 또는 묻힌 폐기물이나 바위 틈 사이의 잔여 폐기물을 긁어모아 해수 밖으로 집어 올리는 방법을 통해 수거가 가능하므로 어장 정화가 효과적으로 이루어 질 수 있고, 수면에 산재하는 해양 부유폐기물도 전량 수거할 수 있는 것이다.
이상에서와 같이 본 발명의 천해용 수거선의 해양폐기물 수거장치에 의하면, 자항 능력을 갖추어 수심이 그리 깊지 아니한 서해는 물론 다소 깊은(15m 정도) 동,남해 지역의 1, 3종 어항 및 연안항, 연안 항로해역 등과 같은 천해역을 운항하면서 해양폐기물 수거를 보다 신속 정확하게 수행할 수 있게하고, 작업 후에는 버켓을 안전하게 보관하여 버켓 및 선체가 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 수거선은 천해역 작업선형 선체구조에 의해 항해시 충분한 복원성, 내파성, 적절한 트림을 유지하고 원활한 작업성 및 조종성을 제공받을 수 있는 장점을 가지는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

  1. 천해역 작업 선형 구조를 갖는 수거선(10) 선수에 실린더(221,231)가 구비되는 롱붐(22)과 암(23)이 핀축(24)으로 조립되어 상기 실린더(221)에 의해 롱붐(22)과 암(23)이 관절 운동하는 다관절크레인(20)이 설치되어 상기 다관절크레인(20)의 연결장치(30)에 결합되는 수거장치를 이용하여 해양 폐기물을 수거하도록 구성된 것에 있어서,
    상기 수거선은 자항 능력을 가지며, 상기 수거장치는 버켓(40)으로 구성되고, 상기 버켓(40)에는 연결장치(30)가 결합되는 버켓조립장치(44)가 설치되고, 상기 버켓조립장치(44)는 상기 버켓(40)의 배면부에 고정되는 한 쌍의 브라켓(441)과 상기 브라켓(441) 사이에 연결장치(30)의 조립부(36,38)와 동일한 간격으로 고정되는 한 쌍의 고정간(442,443)으로 구성되어 연결장치(30)의 조립부(36,38)에 상기 고정간(442,443)이 순차적으로 결합되어질 수 있도록 되고, 버켓(40)의 외측 양쪽면 중앙부에는 베드(42)에 안치되는 지지돌기(46)가 형성됨을 특징으로 하는 천해용 해양폐기물 수거선.
  2. 제1항에 있어서, 수거선(10)의 선수 좌현 또는 우현에는 절단기(80)가 설치되고, 상기 절단기(80)는 실린더(81)에 의해 연동하는 집게 모양의 커터(82), 상기 커터(82)가 장착되는 회전장착대(84), 상기 회전장착대(84)가 결합되는 고정암(83), 상기 고정암(83)을 지지하는 지지대(85)로 되는 것을 특징으로 하는천해용 해양폐기물 수거선.
  3. 제1항에 있어서, 상기 베드(42)는 바닥판(421)과 상기 바닥판(421)위에 한쌍의 지지대(423)가 입설되고, 상기 지지대(423)는 바닥판(421)에 용접되는 다수의 고정브라켓(425)으로 지지 고정되며, 양쪽 지지대(423)는 버켓(40)의 폭(b)보다 약간 큰 폭(B)으로 형성하여 그 내측으로 버켓(40)이 수용되게 하고, 지지대(423)의 상면 중앙부에 버켓(40)의 지지돌기(46)가 끼워지는 홈(424)이 형성되는 것을 특징으로 하는 천해용 해양폐기물 수거선.
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