KR200487527Y1 - 로어링 장치 - Google Patents

Abstract

심해에 장비를 안전하게 설치하기 위한 로어링 장치가 제공된다. 상기 로어링 장치는 와이어와 연결된 로어링 대상물; 상기 와이어와 연결되고, 수중의 타겟 위치에 상기 로어링 대상물을 위치시키기 위한 어댑티브 중성 부력체; 및 상기 와이어와 연결되고, 수중에서, 상기 어댑티브 중성 부력체에 기체를 공급하기 위한 기체공급용기를 포함하여, 상기 어댑티브 중성 부력체는, 수중에서, 상기 기체공급용기로부터 공급되는 기체의 양에 따라서 중성부력의 정도가 조정된다.

Description

로어링 장치{Lowering apparatus}

본 고안은 로어링 장치에 관한 것이다.

로어링(lowering) 작업은 해저에 장비를 설치하기 위해, 와이어를 이용하여 장비를 해저로 내리는 작업을 의미한다. 장비는 얕은 곳은 100m에서 깊은 곳은 3,000m에 설치될 수 있다. 그런데, 조류와 해류로 인해서, 설치 대상물의 상하 위치를 유지하기 어렵다. 특히, 특정 주파수에서 공진이 발생하게 되면, 와이어가 장비의 무게를 못 이겨 끊어지는 사고가 발생할 수 있다. 따라서, 심해에 장비를 안전하게 설치하기 위한 새로운 방법이 필요하다.

대한민국 실용신안공개공보 제 20-2016-0001264호

본 고안이 해결하고자 하는 과제는, 심해에 장비를 안전하게 설치하기 위한 로어링 장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 고안의 로어링 장치의 일 면(aspect)은, 와이어와 연결된 로어링 대상물; 상기 와이어와 연결되고, 수중의 타겟 위치에 상기 로어링 대상물을 위치시키기 위한 어댑티브 중성 부력체; 및 상기 와이어와 연결되고, 수중에서, 상기 어댑티브 중성 부력체에 기체를 공급하기 위한 기체공급용기를 포함하여, 상기 어댑티브 중성 부력체는, 수중에서, 상기 기체공급용기로부터 공급되는 기체의 양에 따라서 중성부력의 정도가 조정된다.

수중에서 상기 기체공급용기의 밸브를 조절하여, 상기 기체공급용기로부터 공급되는 기체의 양을 조절하는 수중로봇을 더 포함한다.

상기 로어링 대상물이 제1 속도로, 수심에서부터 수중의 제1 위치까지 내려오고, 상기 로어링 대상물이 제1 위치까지 내려왔을 때, 상기 수중로봇은 상기 기체공급용기의 밸브를 턴온하여 상기 어댑티브 중성 부력체에 가스를 공급하고, 상기 로어링 대상물이 상기 제1 속도보다 느린 제2 속도로, 상기 제1 위치에서부터 제2 위치까지 내려오도록 한다.

상기 기체공급용기는 액체질소를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 고안의 몇몇 실시예에 따른 로어링 장치는, 심해에 장비를 안전하게 설치할 수 있다.

도 1은 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 로어링 장치를 나타낸 개념도이다.
도 2 내지 도 4는 도 1의 로어링 장치가 로어링 대상물을 심해에 설치하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 고안의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 고안은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 고안의 게시가 완전하도록 하고, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 고안은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 고안의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 고안을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 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 용어를 포함)는 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 고안의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 로어링 장치를 나타낸 개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 로어링 장치(1)는 전용 설치선(90)에 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

로어링 장치(1)는 로어링 대상물(10), 어댑티브(adaptive) 중성 부력체(20), 기체공급용기(30), 와이어(40)를 포함할 수 있다. 로어링 장치(1)는 추가적으로 수중로봇(50)을 포함할 수 있다. 로어링 대상물(10), 어댑티브 중성 부력체(20), 기체공급용기(30) 등은 와이어(40)에 연결되어, 전용 설치선(90)으로부터 수중으로 내려질 수 있다.

로어링 대상물(10)은 심해에 설치될 각종 장비일 수 있고, 특정한 장비에 한정되지 않는다.

어댑티브 중성 부력체(20)는 수중의 타겟 위치(target position) 에 로어링 대상물(10)을 위치시키기 위한 것이다. 여기서, 타겟 위치는 로어링 대상물(10)이 설치되어야 하는 위치를 의미한다 예를 들어, 수중의 바닥면에 설치될 수도 있고, 수중의 바닥면에서 기설정된 거리만큼 떨어진 위치일 수도 있다. 조류/해류로 인해서 전용 설치선(90)의 모션으로 인해서, 로어링 대상물의 타겟 위치를 유지하는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 본원 고안의 몇몇 실시예에서는 어댑티브 중성 부력체(20)를 이용한다. 또한, 중성 부력(neutral buoyancy)은 부력과 중력의 힘이 동일한 상태이다. 중성부력을 유지하면 수중에서 뜨지도 가라앉지도 않게 된다. 즉, 부력체의 평균밀도(비중)와 주위 해수의 평균밀도가 균형을 이루게 되는 것을 말한다. 특히, 본원 고안의 어댑티브 중성 부력체(20)는 수중에서 기체를 공급받아, 공급되는 기체의 양에 따라서, 중성부력의 정도를 조정할 수 있다.

기체공급용기(30)는 와이어(40)에 연결되고, 어댑티브 중성 부력체(20)에 기체를 공급하기 위한 장치이다. 기체공급용기(30)는 해저에 로어링 대상물(10), 어댑티브 중성 부력체(20)와 함께 들어가기 때문에, 부피와 무게를 최소화해야 한다. 따라서, 기체공급용기(30)는 액체질소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 액화된 기체이면, 어떤 것이든 사용가능하다. 특히, 본원 고안에서 기체공급용기(30)는 수중에서, 상기 공급하는 기체의 양을 조절하여 중성부력의 정도를 조정할 수 있다.

수중로봇(50)은 로어링 대상물(10)과 함께 내려가서, 로어링 동작을 모니터링한다. 또한, 수중로봇(50)은 기체공급용기(30)의 밸브를 턴온/턴오프하여, 기체의 공급 여부, 기체 공급량을 조절할 수 있다. 이러한 수중로봇(50)은 예를 들어, ROV(Remotely Operated Vehicle), AUV (Autonomous Underwater Vehicles), 인텔리전트로봇 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

또한, 도면에서는 설명의 편의상, 로어링 대상물(10) 상에 어댑티브 중성 부력체(20), 기체공급용기(30) 순서로 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 로어링 대상물(10)을 수중 위치를 제어할 수 있는 형태라면, 중성 부력체(20), 기체공급용기(30)의 상대적 위치, 설치방법 등은 변경될 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 로어링 동작을 설명한다. 도 2 내지 도 4는 도 1의 로어링 장치가 로어링 대상물을 심해에 설치하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

우선, 도 2를 참조하면, 로어링 대상물(10)은 제1 속도(V1)로, 수심에서부터 수중의 제1 위치(D1)까지 내려간다. 즉, 로어링 대상물(10), 어댑티브 중성 부력체(20a), 기체공급용기(30) 등은 와이어(40)에 연결되고, 전용 설치선(90)에서 해저로 어댑티브 중성 부력체(20a), 기체공급용기(30) 등을 내려 보낸다. 이 때, 어댑티브 중성 부력체(20a)에는 기체가 채워지지 않거나, 상당히 적게 채워져 있다.

도 3을 참조하면, 로어링 대상물(10)이 제1 위치(D1)까지 내려왔을 때, 수중로봇(50)은 기체공급용기(30)의 밸브를 턴온하여 중성 부력체(20)에 가스를 공급하기 시작한다.

도 4를 참조하면, 중성 부력체(20)에 가스가 채워져 있기 때문에, 로어링 대상물(10)은 제1 속도(V1)보다 느린 제2 속도(V2)로, 제1 위치(D1)에서부터 제2 위치(D2)까지 내려가게 된다. 중력과 부력이 균형을 이루는 지점까지 천천히 내려가게 된다.

정리하면, 처음에는 로어링 대상물(10)을 빠르게(즉, 제1 속도(V1)로) 타겟 위치의 근방까지 내려 보낸 후에, 중성 부력체(20)에 가스를 채워서 로어링 대상물(10)을 천천히(즉, 제2 속도(V2)로) 타겟 위치까지 내려가게 한다.

그 후, 로어링 대상물(10)이 타겟 위치에 도착하면, 수중로봇(50)은 기체공급용기(30)의 밸브를 턴오프하여, 기체공급용기(30)의 가스공급을 종료한다.

또는, 타겟 위치보다 로어링 대상물(10)을 위쪽으로 올려야 할 경우에는, 중성 부력체(20)에 가스를 더 많이 채워서 로어링 대상물(10)을 위쪽으로 올릴 수도 있다.

이와 같은 방식으로, 어댑티브 중성 부력체(20)의 중성 부력의 정도를 조절하게 되면, 로어링 대상물(10)의 위치를 세밀하게 조절할 수 있다. 또한, 로어링 대상물(10)을 해저로 내릴 때 발생할 수 있는 로어링 대상물(10)의 파손을 막을 수 있다. 로어링 대상물(10)이 심해 바닥이나 구조물과 부딪치는 것을 막을 수 있기 때문이다. 또한, 조류나 해류의 변화 때문에 와이어가 꼬이거나(끊어지거나) 로어링 대상물(10)이 예상 밖의 위치로 이동되는 것도 방지할 수 있다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 로어링 대상물
20: 어댑티브 중성 부력체
30: 기체공급용기
40: 와이어
90: 전용 설치선

Claims (4)

1. 와이어와 연결된 로어링 대상물;
   상기 와이어와 연결되고, 수중의 타겟 위치에 상기 로어링 대상물을 위치시키기 위한 어댑티브 중성 부력체; 및
   상기 와이어와 연결되고, 수중에서, 상기 어댑티브 중성 부력체에 기체를 공급하기 위한 기체공급용기를 포함하여,
   상기 기체공급용기는 상기 로어링 대상물 및 상기 어댑티브 중성 부력체와 함께 수중으로 내려지고,
   상기 어댑티브 중성 부력체는, 수중에서, 상기 기체공급용기로부터 공급되는 기체의 양에 따라서 중성부력의 정도가 조정되고,
   수중에서 상기 기체공급용기의 밸브를 조절하여, 상기 기체공급용기로부터 공급되는 기체의 양을 조절하는 수중로봇을 더 포함하는 로어링 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 로어링 대상물이 제1 속도로, 수심에서부터 수중의 제1 위치까지 내려오고,
   상기 로어링 대상물이 제1 위치까지 내려왔을 때, 상기 수중로봇은 상기 기체공급용기의 밸브를 턴온하여 상기 어댑티브 중성 부력체에 가스를 공급하고,
   상기 로어링 대상물이 상기 제1 속도보다 느린 제2 속도로, 상기 제1 위치에서부터 제2 위치까지 내려오도록 하는 로어링 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 기체공급용기는 액체질소를 포함하는 로어링 장치.

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