KR20140067556A - 해양 탐사선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해양 탐사선에 관한 것으로서, 트랙션 윈치; 상기 트랙션 윈치의 구동에 의해, 견인용 와이어가 감겨지고 풀어지는 메인 와이어 드럼; 상기 트랙션 윈치의 구동에 의해, SAS용 케이블이 감겨지고 풀어지는 SAS 케이블 드럼; 상기 견인용 와이어 및 SAS용 케이블 중에서 선택된 어느 하나를 트랙션 윈치로 안내하는 보상기; 및 상기 견인용 와이어와 SAS용 케이블을 각각 메인 와이어 드럼과 SAS 케이블 드럼에 균일하게 감겨지게 하는 스풀링 장치를 포함하는 해양 탐사선을 제공한다.　 본 발명에 따르면, 기존 탑재된 트랙션 윈치 시스템이 해양 탐사를 위한 SAS 운용의 용도로도 활용되어, SAS 운용을 위한 장비가 절감된다.　 이에 따라, 선미 갑판이 간소화되고 공간 활용도가 증가되며, 또한 SAS 운용에 따른 자재비를 절감할 수 있다.

Description

해양 탐사선 {VESSEL DESIGNED FOR DEEP SEA PROBES}

본 발명은 해양 탐사선에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 탑재된 트랙션 윈치 시스템의 활용도를 높여 다목적화함으로써, 합성 개구면 수중음파탐지기(SAS)용 독립 윈치 시스템의 소요를 절감하고, 선미 갑판의 공간 사용 및 자재비를 절감할 수 있는 해양 탐사선에 관한 것이다.

해양의 생물, 수질, 해저 지형, 깊이, 지질 상태 및 해양 기상 등을 관측하고 조사하는 데에는 특수선으로서 해양 탐사선(조사선)이 사용된다.　 이때, 대부분의 해양 탐사선에는 심해의 광물 등을 끌어올리기 위한 트랙션 윈치 시스템(traction winch system)이 탑재되어 있다.　

상기 트랙션 윈치 시스템은 일반적으로 와이어(또는 로프)를 끌어 올리거나 내려주는 트랙션 윈치(traction winch)와, 상기 트랙션 윈치의 구동에 의해 이동되는 와이어가 감겨지고 풀어지는 메인 와이어 드럼(main wire drum), 및 상기 트랙션 윈치에 의해 와이어의 이동을 보상하는 보상기(compensator)를 포함한다.　 이때, 보상기는 와이어를 한 방향으로 밀거나 그 미는 작용을 해제한다.　 이러한 트랙션 윈치 시스템은 일반적으로 약 30톤 이상의 견인 능력을 갖는다.　 예를 들어, 대한민국 실용신안등록 제20-0261802호, 대한민국 등록특허 제10-0444569호 및 대한민국 등록특허 제10-0641890호 등에는 위와 관련한 기술이 제시되어 있다.

이때, 심해 해양 탐사에는 합성 개구면 수중음파탐지기(SAS ; Synthetic Aperture Sonar, 이를 본 발명에서는 'SAS'로 약칭한다)가 주로 사용된다.　 통상, SAS는 견인 수중체의 중량 890kg, 견인 케이블의 길이 8,200m를 가지며, 수심 6,000m에서 운용된다.　 그리고 이러한 SAS 등의 탐사 장비를 운용하기 위해서는 약 10톤의 견인 하중을 갖는 독립 윈치 시스템이 필요하다.　

이에 따라, 해양 탐사선에는 심해 광물 등을 선내로 끌어올리기 위한 트랙션 윈치 시스템 이외에, 상기 SAS 등의 탐사 장비를 인양하기 위한 10톤 이상의 SAS용 독립 윈치 시스템이 탑재되고 있다.　 그리고 이러한 SAS용 독립 윈치 시스템은 트랙션 윈치 시스템과 함께 선미 갑판에 설치되고 있다.　 또한, 선미 갑판에는 트랙션 윈치 시스템 및 SAS용 독립 윈치 시스템 이외에 각종 과학장비가 탑재되고 있다.

그러나 종래 기술에 따른 해양 탐사선은, 위와 같이 기존 탑재된 트랙션 윈치 시스템은 물론, SAS용 독립 윈치 시스템과 각종 과학장비, 그리고 이들을 운용하기 위한 운용 장비 배치로 인하여 선미 갑판이 복잡한 문제점이 있다.　 또한, SAS용 독립 윈치 시스템의 추가를 위하여, 갑판 상에 20 피트(feet) 컨테이너 크기의 자유 공간(free space)이 필요하다.　 이에 따라, 종래 기술에 따른 해양 탐사선은 선미 갑판이 복잡하고 공간이 협소하며, 또한 SAS 운용을 위한 자재비 등이 많이 소요되는 문제점이 있다.　　　

대한민국 실용신안등록 제20-0261802호 대한민국 등록특허 제10-0444569호 대한민국 등록특허 제10-0641890호

이에, 본 발명은 기존 탑재된 트랙션 윈치 시스템의 활용도를 높여 SAS 운용의 용도로 다목적화함으로써, SAS용 독립 윈치 시스템의 소요를 절감하고, 선미 갑판의 공간 사용 및 자재비를 절감할 수 있는 해양 탐사선을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

트랙션 윈치;

상기 트랙션 윈치의 구동에 의해, 견인용 와이어가 감겨지고 풀어지는 메인 와이어 드럼;

상기 트랙션 윈치의 구동에 의해, SAS용 케이블이 감겨지고 풀어지는 SAS 케이블 드럼;

상기 견인용 와이어 및 SAS용 케이블 중에서 선택된 어느 하나를 트랙션 윈치로 안내하는 보상기; 및

상기 견인용 와이어와 SAS용 케이블을 각각 메인 와이어 드럼과 SAS 케이블 드럼에 균일하게 감겨지게 하는 스풀링 장치를 포함하는 해양 탐사선을 제공한다.

이때, 상기 스풀링 장치는 메인 와이어 드럼과 SAS 케이블 드럼의 사이에 설치된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 해양 탐사선은 상기 트랙션 윈치의 구동에 의해, 견인용 와이어가 감겨지고 풀어지는 스페어 와이어 드럼을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 기존 탑재된 트랙션 윈치 시스템이 해양 탐사를 위한 SAS 운용의 용도로도 활용되어, SAS 운용을 위한 장비가 절감된다.　 이에 따라, 선미 갑판이 간소화되고 공간 활용도가 증가되며, 또한 SAS 운용에 따른 자재비를 절감할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 예시적인 형태에 따른 해양 탐사선의 측면 요부 구성도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 형태에 따른 해양 탐사선의 평면 요부 구성도로서, 선미 제2갑판의 평면 구성도이다. (SAS 운용 시)
도 3은 본 발명의 예시적인 형태에 따른 해양 탐사선의 평면 요부 구성도로서, 선미 제2갑판의 평면 구성도이다. (견인 운용 시)
도 4는 본 발명의 예시적인 형태에 따른 해양 탐사선의 평면 요부 구성도로서, 선미 제1갑판의 평면 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.　 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 실시 형예를 도시한 것으로, 이는 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.　

본 발명은 기존 탑재된 트랙션 윈치 시스템(traction winch system)을 해양 탐사를 위한 SAS(합성 개구면 수중음파탐지기) 운용의 용도로도 활용한다.　 즉, 본 발명은 SAS용 독립 윈치 시스템을 설치하지 않고, 이미 설치되어 있는 트랙션 윈치 시스템의 활용도를 높여 SAS 탐사를 병행할 수 있도록 구성된다.　 도 1은 본 발명의 예시적인 형태에 따른 해양 탐사선의 측면 요부 단면 구성도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 예시적인 형태에 따른 해양 탐사선의 평면 요부 단면 구성도이다.

본 발명에 따른 해양 탐사선은 기존과 같이 해저의 어떠한 중량물, 예를 들어 심해의 광물 등의 중량물을 선내로 끌어올리기 위한 트랙션 윈치 시스템을 갖는다.　 그리고 상기 트랙션 윈치 시스템은 통상과 같은 구조를 가질 수 있으며, 이는 해저의 중량물을 끌어올릴 수 있는 능력을 가지면 것이면 좋다.　 상기 트랙션 윈치 시스템은 예를 들어 30톤 이상의 견인 능력을 가지면 좋다.　 첨부된 도면에는 상기 트랙션 윈치 시스템의 예시적인 일례가 도시되어 있다.　

도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 트랙션 윈치 시스템은 통상과 같이 선미에 설치되며, 이는 해저의 중량물과 연결된 견인용 와이어(W)를 끌어 올리거나 내려주는 트랙션 윈치(10, traction winch)와, 상기 트랙션 윈치(10)의 구동에 의해 이동되는 견인용 와이어(W)가 감겨지고 풀어지는 메인 와이어 드럼(20, main wire drum)을 갖는다.　 상기 트랙션 윈치(10)는 통상과 같이 모터 등에 의해 구동되는 회전 구동부와, 와이어(W)를 가이드하는 다수의 가이드롤러를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 트랙션 윈치 시스템은 통상과 같이 선미 갑판 상에 설치된 지지대(14)와, 상기 지지대(14) 상에 설치되어 와이어(W)를 가이드(guide)하는 회전 도르래(12)를 포함할 수 있다.　 아울러, 트랙션 윈치 시스템은 와이어(W)의 반복적인 사용으로 텐션(tension)이 떨어졌을 때, 와이어(W)의 텐션(tension)을 유지 보강하기 위한 텐션 유지 유닛(70)을 더 포함할 수 있다.　

이때, 본 발명에 따른 해양 탐사선은 상기 트랙션 윈치 시스템과 연계 설치된 것으로서, SAS 케이블 드럼(30, SAS cable drum), 보상기(40, compensator), 및 스풀링 장치(50, spooling device)를 포함한다.

상기 SAS 케이블 드럼(30)은 트랙션 윈치(10)의 구동에 의해 SAS용 케이블(C)이 감겨지고 풀어진다.　 즉, 본 발명에 따른 해양 탐사선은 하나의 트랙션 윈치(10)를 통해 해저 중량물의 견인 조작과 SAS의 인양 조작이 병행된다.　 구체적으로, 상기 트랙션 윈치(10)는 해저 중량물의 견인 시(견인 운용 시)에는 견인용 와이어(W)를 끌어 올리거나 내리며, SAS의 운용 시에는 SAS용 케이블(C)을 끌어 올리거나 내리며, 또한 해저의 탐사 시 SAS용 케이블(C)에 연결된 심해 해저의 SAS를 인양한다.

상기 보상기(40)는 견인용 와이어(W) 및 SAS용 케이블(C) 중에서 선택된 어느 하나를 트랙션 윈치(10)로 안내한다.　 즉, 보상기(40)는 트랙션 윈치(10)에 의한 와이어(W) 및 케이블(C) 중 어느 하나의 이동을 보상한다.　 구체적으로, 보상기(40)는 견인 운용과 SAS 운용에 따라 트랙션 윈치(10)의 사용을 변경한다.　

보다 구체적으로, 상기 보상기(40)는 해저 중량물의 견인 시(견인 운용 시)에는 견인용 와이어(W)를 메인 와이어 드럼(20)으로부터 트랙션 윈치(10)로 안내한다.　 그리고 SAS의 운용 시에는 SAS용 케이블(C)을 SAS 케이블 드럼(30)으로부터 트랙션 윈치(10)로 안내한다.　 이러한 보상기(40)는 통상과 같이 다수의 롤러나 도르래 등을 포함하여 구성될 수 있으며, 이는 또한 와이어(W)나 케이블(C)을 한 방향으로 밀거나 그 미는 작용을 해제하도록 구성될 수 있다.

상기 스풀링 장치(50)는 견인용 와이어(W) 및 SAS용 케이블(C)을 각각의 드럼(20)(30)에 균일하게 감겨지게 하는 것으로, 이는 통상과 같이 다수의 롤러와 왕복 수단 등을 포함하여 구성될 수 있다.　 스풀링 장치(50)는 와이어(W) 및 케이블(C)을 각각의 드럼(20)(30)으로 안내하되, 드럼(20)(30)의 둘레 한쪽에 편심되지 않고 골고루 균일하게 감겨지게 하는 것이면 좋다.　

상기 스풀링 장치(50)는 구체적으로 해저 중량물의 견인 시(견인 운용 시)에는 견인용 와이어(W)를 보상기(40)로부터 전달받아 메인 와이어 드럼(20)에 균일하게 감겨지도록 안내하며, SAS의 운용 시에는 SAS용 케이블(C)을 보상기(40)로부터 전달받아 SAS 케이블 드럼(30)에 균일하게 감겨지도록 안내한다.　

이때, 스풀링 장치(50)는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 메인 와이어 드럼(20)과 SAS 케이블 드럼(30)의 사이에 설치된 것이 바람직하다.　 이 경우, 견인 운용과 SAS 운용의 병행 조작 면에서 유리하며, 이와 함께 공간 활용도 면에서도 바람직하다.　

따라서, 본 발명에 따르면, 기존 탑재된 트랙션 윈치 시스템을 통해 견인 운용과 SAS 운용이 병행된다.　 첨부된 도 2는 SAS 운용 시의 모습을 예시한 것이며, 도 3은 견인 운용 시의 모습을 예시한 것이다.　 즉, 별도로 SAS용 독립 윈치 시스템을 설치하지 않고, SAS 케이블 드럼(30)만을 추가하여, 기존 탑재된 트랙션 윈치(10)를 통해 견인 운용과 SAS 운용이 병행된다.　

구체적으로, 견인 운용 시에는 트랙션 윈치(10), 메인 와이어 드럼(20), 보상기(40) 및 스풀링 장치(50)를 통해 운용되며, SAS의 운용 시에는 상기 보상기(40)를 통해 메인 와이어 드럼(20) 대신에 SAS 케이블 드럼(30)이 변경 사용되어 운용된다.　 기존에 탑재되고 있는 트랙션 윈치(10)는 견인 능력 30톤 이상의 장비로서, 이는 SAS 최대 운용 용량 10톤을 충분히 충족한다.　

또한, 본 발명에 따른 해양 탐사선은 스페어 와이어 드럼(60, spare wire drum)을 더 포함할 수 있다.　 상기 스페어 와이어 드럼(60)은 견인용 와이어(W)가 감겨지고 풀어지는 것으로서, 이 또한 상기 트랙션 윈치(10)의 구동에 의해 견인용 와이어(W)가 감겨지고 풀어진다.　 상기 스페어 와이어 드럼(60)에 감겨진 와이어(W)는 여분으로서, 이는 메인 와이어 드럼(20)에 감겨진 와이어(W)가 손실되거나 이상이 있을 경우에 사용될 수 있다.　　

아울러, 본 발명에 따른 해양 탐사선은 견인 운용 시, 견인용 와이어(W)의 사용을 메인 와이어 드럼(20)에서 스페어 와이어 드럼(60)으로 보상(변경)하기 위한 제2 보상기(62)를 더 포함할 수 있다.　 이와 함께, 상기 스페어 와이어 드럼(60)에 인접하여 설치된 것으로서, 견인용 와이어(W)가 스페어 와이어 드럼(60)에 균일하게 감겨지게 하는 제2 스풀링 장치(64)를 더 포함할 수 있다.

한편, 위와 같은 각 구성요소들은 선미 갑판에 설치되며, 각 구성요소에 따라 적절히 배치될 수 있다.　 본 발명에 따른 해양 탐사선은, 예를 들어 적어도 2층 이상으로서, 2개의 갑판(Deck)을 포함할 수 있다.　 이때, 상기 트랙션 윈치(10)와 스페어 와이어 드럼(60) 등은 제1갑판(상층)에 설치될 수 있으며, 상기 메인 와이어 드럼(20), SAS 케이블 드럼(30), 보상기(40) 및 스풀링 장치(50)는 제2갑판(하층)에 설치될 수 있다.　 그리고 견인용 와이어(W)와 SAS용 케이블(C)은 제1갑판(상층)에 설치된 트랙션 윈치(10)로부터 안내 롤러(R)를 따라 제2갑판(하층)에 설치된 보상기(40)로 가이드될 수 있다.　

이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 기존 탑재된 트랙션 윈치 시스템이 해양 탐사를 위한 SAS 운용의 용도로도 활용되어, SAS 운용에 따른 설비가 절감된다.　

구체적으로, 본 발명에 따르면, SAS용 독립 윈치 시스템은 물론 SAS 운용에 따른 추가적인 선내 지원 설비, 예를 들어 유압 파워 팩 및 배관 등의 설비가 절감된다.　 아울러, 유압 파워 팩의 절감으로 인해 선내 전력량 및 발열량 등이 감소되며, 이와 함께 SAS 운용 비용이 절감된다.　

또한, 선미 갑판이 간소화되고 공간 활용도가 증가된다. 구체적으로, 선미 갑판의 배치가 최적화되어 활용도가 높으며, 최신 해양 탐사선의 건조 경향인 클린 갑판(Clean Deck)이 실현된다.　

10 : 트랙션 윈치
12 : 도르래
14 : 지지대
20 : 메인 와이어 드럼
30 : SAS 케이블 드럼
40 : 보상기
50 : 스풀링 장치
60 : 스페어 와이어 드럼
62 : 제2 보상기
64 : 제2 스풀링 장치
70 : 텐션 유지 유닛

Claims (3)

1. 트랙션 윈치;
   상기 트랙션 윈치의 구동에 의해, 견인용 와이어가 감겨지고 풀어지는 메인 와이어 드럼;
   상기 트랙션 윈치의 구동에 의해, SAS용 케이블이 감겨지고 풀어지는 SAS 케이블 드럼;
   상기 견인용 와이어 및 SAS용 케이블 중에서 선택된 어느 하나를 트랙션 윈치로 안내하는 보상기; 및
   상기 견인용 와이어와 SAS용 케이블을 각각 메인 와이어 드럼과 SAS 케이블 드럼에 균일하게 감겨지게 하는 스풀링 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 탐사선.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 스풀링 장치는 메인 와이어 드럼과 SAS 케이블 드럼의 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 해양 탐사선.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 해양 탐사선은 트랙션 윈치의 구동에 의해, 견인용 와이어가 감겨지고 풀어지는 스페어 와이어 드럼을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 탐사선.

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