KR20120006755A - 해저굴삭기 - Google Patents

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KR20120006755A
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Abstract

본 발명은 해저굴삭기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해저의 오염물질 또는 채광물 등을 흡입하여 이동시키는 해저굴삭기에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 해저굴삭기는 해저에서 이동 가능한 본체와, 상기 본체로부터 연장되며 단부의 위치를 조정할 수 있도록 형성된 붐대와, 상기 붐대에 설치되어 채집대상물을 흡입하는 흡입관과, 상기 흡입관을 통해 해저의 채집 대상물을 흡입하는 흡입력을 제공하는 흡입기와, 상기 붐대의 단부에 설치되어 채집대상물의 흡입이 용이하도록 채집대상물을 바닥으로부터 소정 높이 상방으로 부유시키는 부유수단과, 상기 본체와 흡입기 및 상기 부유수단에 동력을 제공하는 동력공급부를 구비한다.
본 발명에 따른 해저굴삭기는 되는 오염물 또는 채집대상물이 해저의 바닥면으로부터 용이하게 흡입관으로 흡수됨으로써 작업효율이 높아지는 이점이 있다.

Description

해저굴삭기 {Submarine excavator}
본 발명은 해저굴삭기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해저의 오염물질 또는 채광물 등을 흡입하여 이동시키는 해저굴삭기에 관한 것이다.
해저의 굴삭작업은 지질공학적 시료 채취 및 실험, 해저 이산화탄소 탐사, 지질 위험성 확인, 해양 오염물의 제거 및 특수한 과학연구를 포함하는 많은 목적을 위해 광범위하게 실시된다.
이러한 목적을 위해 해저에서 굴삭 또는 채광, 흡입 작업을 수행하는 다양한 종류의 굴삭기, 청소기 또는 채광기가 개시되어 있다.
일례로 한국 특허 출원번호 제10-1983-0001409호에는 해저채광기가 개시되어 있으며, 한국 특허 출원번호 제10-2000-0002660호에는 해저청소기가 개시되어 있다.
이러한 종래의 채광기 또는 청소기는 해저에서 바닥에 가라앉아 있는 오염물질이나 채광대상 물질을 효과적으로 이동시키는데 어려움이 있었다.
즉, 상기 공개된 종래의 청소기는 해저의 오염물질을 수중으로 흩어뿌리는 정도로 오염물질을 분산시키는 역할에 초점이 맞춰져 있으며, 바닥에 고착화된 오염물질의 경우에는 이를 제거하는 것이 쉽지 않은 문제점이 있었다.
아울러 종래의 채광기의 경우 채집 대상 물체를 수면 위의 선상으로 이동시킬 필요가 있는데, 채집대상물체를 빨아들이는 흡입력이 매우 크지 않으면 바닥에 가라앉아있는 상태의 채집 대상물질을 흡입관에서 용이하게 흡입하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 해저 바닥에 가라앉아 있는 오염물질 또는 채집물을 효과적으로 제거 또는 운반할 수 있는 해저굴삭기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 해저굴삭기는 해저에서 이동 가능한 본체와, 상기 본체로부터 연장되며 단부의 위치를 조정할 수 있도록 형성된 붐대와, 상기 붐대에 설치되어 채집대상물을 흡입하는 흡입관과, 상기 흡입관을 통해 해저의 채집 대상물을 흡입하는 흡입력을 제공하는 흡입기와, 상기 붐대의 단부에 설치되어 채집대상물의 흡입이 용이하도록 채집대상물을 바닥으로부터 소정 높이 상방으로 부유시키는 부유수단과, 상기 본체와 흡입기 및 상기 부유수단에 동력을 제공하는 동력공급부를 구비한다.
상기 부유수단은 상기 붐대의 단부에 회전 가능하게 설치되는 회전체와, 상기 회전체를 회전시키는 유압모터와, 상기 회전체의 회전시 바닥면에 접촉하여 채집대상물을 부유시키도록 상기 회전체로부터 돌출된 복수개의 부유돌기들을 구비하며, 상기 동력공급부는 선박에 설치된 유압공급기와, 상기 유압공급기로부터 공급되는 유압을 상기 본체와 흡입기 및 부유수단으로 전달하는 유압라인을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 해저굴삭기는 되는 오염물 또는 채집대상물이 해저의 바닥면으로부터 용이하게 흡입관으로 흡수됨으로써 작업효율이 높아지는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 해저굴삭기의 사용상태를 사용상태도,
도 2는 해저굴삭기의 부유수단 및 흡입관을 도시한 부분발췌 사시도,
도 3은 흡입된 채집대상물을 수중에서 분사하도록 형성된 해저굴삭기의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 해저굴삭기를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3에는 본 발명에 따른 해저굴삭기(100)의 일 실시예가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 해저굴삭기(100)는 수중에서 오염물 또는 채집대상물을 굴삭 및 운반하는 것으로, 수면에는 채집물을 운반하는 운반선(10)과, 유압공급기(160)가 장착된 유압공급선(20)이 떠 있으며, 해저굴삭기(100)는 유압공급기(160)로부터 유압라인(161)에 의해 전달되는 동력을 공급받고, 채집물을 운반선(10)으로 이송시킨다.
본 실시예에서는 운반선(10)과 유압공급선(20)이 별도로 마련되어 있으나, 하나의 배에 운반을 위한 저장공간과 유압공급기(160)가 모두 마련될 수도 있다.
해저굴삭기(100)는 수중에서 구동하는 것으로, 본체(110)와, 본체(110)에 설치되는 붐대(120)와, 붐대(120)에 설치되는 흡입관(130), 흡입기(140), 바닥에 퇴적된 채집대상물을 부유시키는 부유수단(150) 및 상술한 유압공급기(160)로 이루어진 동력공급부를 포함한다.
본체(110)는 무한궤도 차량으로써 해저 바닥에서 이동이 가능하도록 무한궤도의 이동레일(111) 마련되어 있으며, 본체(110)에는 다수의 카메라(112)와 조명램프(113)가 설치되어 있다.
해저굴삭기(100)의 조종자는 유압공급선(20) 또는 운반선(10)의 선상에 마련된 조정간에서 이 카메라(112)를 통해 전송되는 영상을 보며 본체(110)를 이동시키거나 후술하는 붐대(120)와 흡입기(140), 부유수단(150) 등을 구동시킨다.
붐대(120)는 일반적으로 지상에서 사용되는 굴삭기 처럼 유압에 의해 조절되는 붐(121)과 핸들(122), 그리고 이 붐(121)과 핸들(122)을 밀거나 당기는 유압실린더(123)에 의해 단부의 위치를 조절할 수 있도록 된 것이다.
흡입관(130)과 흡입기(140)는 오염물 또는 채집대상물을 흡입하여 이송시키기 위한 것으로, 흡입관(130)은 일단이 붐대(120)의 단부에 고정되어 있고, 타단은 상기 운반선(10)으로 연장되어 있다. 따라서 흡입관(130)을 통해 오염물 또는 채집대상물이 운반선(10)으로 이동 및 수용된다.
도시되어 있는 것처럼 흡입관(130)은 처짐이 발생하지 않도록 일측에 부력부재(131)가 설치되어 상하방향으로 완만하게 연장되도록 되어 있다.
본 실시예의 해저굴삭기(100)는 흡입관(130)으로 흡입된 물질이 운반선(10)으로 이동하도록 흡입관(130)이 연장되어 있으나, 도 3에 도시되어 있는 것처럼 흡입관(130)의 단부가 본체(110)의 후방으로 연장되어 흡입된 오염물질이 흡입관(130)의 타단을 통해 수중에서 비산되거나 흩어지게 배출되도록 형성될 수도 있다. 이 경우 흡입관(130)의 타단에는 채집물의 확산 배출이 용이하도록 관경이 확장되도록 형성된 배출부(132)가 마련되어 있는 것이 바람직하다.
흡입기(140)는 본체(110)에 설치되며, 흡입관(130)에 흡입력을 제공하는 유압펌프로 형성되어 있다. 이 흡입기(140)는 상기 유압공급기(160)로부터 동력을 전달받아 작동하게 되며, 흡입기(140)의 구동에 의해 흡입관(130) 내부의 압력이 낮아지면서 흡입관(130)의 일측을 통해 해저 바닥면에 잔류하는 오염물질과 채집대상물을 흡입 및 운반한다.
부유수단(150)은 채집대상물을 바닥으로부터 상방으로 부유시켜 흡입관(130)으로 용이하게 흡입되도록 돕기 위한 것이다.
부유수단(150)은 붐대(120)에 설치되어 있는 유압모터(151)와, 유압모터(151)에 의해 회전하는 회전체(152)와, 회전체(152)에 설치되어 있는 다수의 부유돌기(153)들을 포함한다.
유압모터(151)의 붐대(120)에 설치되어 있으며, 상술한 유압공급기(160)로부터 동력을 전달받아 구동하게 된다. 유압모터(151)는 수중에서 사용할 수 있는 것이며, 일반적인 구조는 공지된 유압모터(151)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
회전체(152)는 유압모터(151)에 의해 회전력을 전달받을 수 있도록 붐대(120)의 단부에 회전 가능하게 결합되어 있다.
그리고 회전체(152)에는 다수의 부유돌기(153)들이 형성되어 있는데, 이 부유돌기(153)들은 회전체(152)의 가장자리로부터 외측방향으로 돌출되도록 형성되어 있다.
이렇게 부유돌기(153)들이 회전체(152)의 가장자리로부터 외측으로 돌출되게 형성되어 있기 때문에 유압모터(151)에 의해 회전체(152)가 회전하면 부유돌기(153)가 회전체(152)와 함께 회전하면서 해저의 바닥면에 적층된 오염물질 또는 채집대상물을 부유시키게 된다.
오염물질의 경우 바닥에 퇴적된 후 시간이 경과하면 바닥에 고착되어 흡입관(130)에서 흡입하더라도 고착된 오염물질이 흡입관(130)으로 흡입되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
또한 채집대상물을 채집하는 경우에도 채집대상물이 광물과 같은 중량물인 경우에 흡입기(140)의 흡입력 만으로는 바닥에 퇴적된 채집대상물을 흡입하는 것이 용이하지 않게 된다.
하지만 본 발명의 해저굴삭기(100)는 부유수단(150)이 마련되어 있기 때문에 오염물질 또는 채집대상물을 흡입관(130)으로 흡입하는 것이 용이하게 된다.
더욱 상세하게 이를 설명하면, 부유돌기(153)들은 회전체(152)로부터 회전체(152)의 외측으로 소정길이 돌출되도록 다수개가 설치되어 있으며, 특히 회전체(152)가 회전하는 방향으로 연장되게 형성되어 있다.
따라서 회전체(152)가 회전할 때, 부유돌기(153)의 단부가 바닥면을 긁어내면서 고착화된 오염물질을 파쇄하고 이를 상방으로 부유시키게 된다. 광물을 채집하는 경우라 하더라도 회전체(152)의 회전에 의해 부유돌기(153)가 채집대상물과 충돌하여 이를 상방으로 부유시키게 된다.
일단 수중에 부유된 채집대상물은 바닥에 가라앉아있을 때보다 수중에서 이동이 더욱 용이하기 때문에 상대적으로 적은 흡입력에 의해서도 흡입관(130)의 내부로 빨려들어갈 수 있으므로 흡입관(130)으로 이를 빨아들여 이동시키는 것이 더욱 용이하게 된다.
더욱이 상기 부유돌기(153)에 의해 오염물질 또는 채집대상물이 파쇄되면서 상방으로 부유되기 때문에 채집대상물의 직경이 작아짐으로써 흡입관(130)의 관로가 막히거나 파손될 위험을 최소화할 수 있게 된다.
회전체(152)는 도 2에 도시되어 있는 것처럼 채집대상물을 붐대(120)의 전방측으로 부유시킬 수 있도록 하기 위해 본체(110)를 기준으로 했을 때 역회전 방향으로 회전이 이루어진다.
따라서 부유돌기(153)에 의해 오염물질 또는 채집대상물을 붐대(120)의 전방으로 긁어올려지듯이 부유된다.
상기 부유돌기(153)는 채집대상물의 종류에 따라 다양한 형상 또는 재질로 형성될 수 있으며, 필요에 따라서는 본 실시예와는 달리 회전체(152)의 가장자리에 다수의 홈이 형성되어 채집대상물을 부유시키도록 할 수도 있다.
또한 본 실시예에서는 본체(110)와 흡입기(140) 및 부유수단(150)에 동력을 전달하는 동력공급부로써 유압공급기(160)가 적용되었으나, 이와는 달리 본체(110)에 별도의 배터리가 내장되어 이 배터리에서 공급되는 전원에 의해 붐대(120)와, 본체(110), 흡입기(140) 및 부유수단(150)이 구동력을 전달받도록 형성될 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100; 해저굴삭기
110; 본체
120; 붐대
130; 흡입관
140; 흡입기
150; 부유수단
160; 유압공급기

Claims (3)

  1. 해저에서 이동 가능한 본체와;
    상기 본체로부터 연장되며 단부의 위치를 조정할 수 있도록 형성된 붐대와;
    상기 붐대에 설치되어 채집대상물을 흡입하는 흡입관과;
    상기 흡입관을 통해 해저의 채집 대상물을 흡입하는 흡입력을 제공하는 흡입기와;
    상기 붐대의 단부에 설치되어 채집대상물의 흡입이 용이하도록 채집대상물을 바닥으로부터 소정 높이 상방으로 부유시키는 부유수단과;
    상기 본체와 흡입기 및 상기 부유수단에 동력을 제공하는 동력공급부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 해저굴삭기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 부유수단은 상기 붐대의 단부에 회전 가능하게 설치되는 회전체와, 상기 회전체를 회전시키는 유압모터와, 상기 회전체의 회전시 바닥면에 접촉하여 채집대상물을 부유시키도록 상기 회전체로부터 돌출된 복수개의 부유돌기들을 구비하는 것을 특징으로 하는 해저굴삭기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 동력공급부는 선박에 설치된 유압공급기와, 상기 유압공급기로부터 공급되는 유압을 상기 본체와 흡입기 및 부유수단으로 전달하는 유압라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 해저굴삭기.
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