WO2012148118A2 - 해저 케이블 포설장치 - Google Patents

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WO2012148118A2
WO2012148118A2 PCT/KR2012/002940 KR2012002940W WO2012148118A2 WO 2012148118 A2 WO2012148118 A2 WO 2012148118A2 KR 2012002940 W KR2012002940 W KR 2012002940W WO 2012148118 A2 WO2012148118 A2 WO 2012148118A2
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정경원
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Jeong Gyeongwon
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    • H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
    • H02G1/06—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for laying cables, e.g. laying apparatus on vehicle
    • H02G1/10—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for laying cables, e.g. laying apparatus on vehicle in or under water

Definitions

  • the present invention relates to a subsea cable installation apparatus, and more particularly, to a submarine cable installation apparatus for installing a submarine cable including a communication cable, a power line, and the like on the bottom of the sea floor.
  • a submarine cable buried device is a device used to establish communication or power lines on land and islands, or to bury long-distance oil pipelines and water pipes through the sea, including self-generators and other control devices.
  • a submersible having an underwater compressor, hydraulic cylinder, etc., on which an air compressor, a cable drum, etc. are loaded; It is largely composed of an excavator that excavates the bottom surface with a hydraulic spray nozzle connected to the submersible pump of the submersible.
  • Submarine cable embedding machine of the above-mentioned structure is mainly applicable to soft seabed ground, and ground such as soft rock, gravel mixed sand, hard rock, etc. cannot be excavated, and the sea bottom was excavated using underwater blasting work or diver. .
  • the above method is very troublesome to undersea ground excavation work, contains a lot of risks, there is a problem that excessive cost.
  • the method of digging the bottom surface by using a water jet apparatus for water spraying at a high pressure provided by the laying vessel has a disadvantage that the excavation is difficult in the case of the rock layer.
  • the present invention is installed on the bottom of the water excavator to receive the hydraulic and high-pressure air from the barge floating on the water, coupled to the end of the arm of the underwater excavator is equipped with a carbide tip on the bit coupler
  • At least one circular drilling bit is installed so that it can be rotated by a hydraulic motor, and a hydraulic hammer is installed on the upper portion of the drilling bit to press the hydraulic excavator arm, impact the hydraulic hammer, and rotate the drilling bit. It is characterized in that the rock of the face is easily excavated.
  • the present invention is characterized in that it is coupled to one side of the bit coupler by the connection rod is installed in the rear of the excavation bit is provided with an excavation discharge container for discharging the excavations generated by the excavation bit to another place.
  • the present invention is characterized in that the roller is formed on the upper portion of the bit coupler, the roller is movable along the rail, but the rail is formed on the arm of the underwater excavator.
  • the present invention can form a cable installation groove of a certain width by the width of the excavation bit regardless of the quality of the rock bottom of the seabed, and also the effect of excavation can be adjusted by adjusting the depth by the position sensor installed on one side of the bit coupler Has
  • the present invention has the effect that the rock of the sea bottom is easily excavated by the pressure of the underwater excavator arm, the impact of the hydraulic hammer and the rotation of the drilling bit.
  • the present invention forms a rail on the arm of the underwater excavator that can adjust the horizontal, height and inclination, and the bit coupler is set along the rail once the height and direction of the arm by moving the bit coupler is movable along the rail. It is a very useful invention that can keep the diver safe from danger by excavating the cable laying groove while moving.
  • FIG. 1 a perspective view of a conventional high frequency induction heating apparatus.
  • bit coupler 120 hydraulic motor
  • the present invention is installed on the bottom surface of the underwater excavator 200 receives the hydraulic and high-pressure air from the barge (A) floating on the water, and the bit coupler (the end of the arm 210 of the underwater excavator 200) Combining 110, but at least one or more circular drilling bit 130 having a cemented carbide tip 131 is installed in the bit coupler 110 to be rotatable by the hydraulic motor 120
  • the upper portion of the drilling bit 130, the hydraulic hammer 140 is installed by the pressure of the underwater excavator 200, the arm 210 and the impact of the hydraulic hammer 140 and the rotation of the drilling bit 130 of the bottom surface
  • the rock is configured to be easily excavated.
  • the bit coupler 110 serves to support the rotation of the excavation bit 130, and the hydraulic hammer 140 is installed on the top.
  • one side of the bit coupling port 110 is formed with an excavation discharge container 170 coupled by the connecting rod 160, the excavation discharge container 170 is an air supply pipe connected to the barge (A) As the air supplied from 190 flows into the lower portion, the excavates generated by the excavation of the excavation bit 130 due to the rise of the bubbles are transferred to another place through the excavation discharge pipe 180.
  • the drilling bit 130 has a structure in which a protrusion is formed on the outer side of the disc, and the cemented carbide tip 131 is attached to the protrusion.
  • the excavation bit 130 is rotated by the hydraulic motor 120 installed in the bit coupling port 110, the excavation bit 130 can be more easily excavated by the impact of the hydraulic hammer 140 Let's do it.
  • Hydraulic pressure supplied to the hydraulic motor 120 and the hydraulic hammer 140 is also supplied from the barge (A).
  • the bit coupler 110 is coupled to the arm 210 of the underwater excavator 200.
  • the underwater excavator 200 may have a known excavator structure such as a fork crane, and FIG. 5. It may also have a structure as shown.
  • the arm 210 may also use the articulated arm used in the fork-lane, in consideration of the specificity of the underwater operation may have the form of a horizontal arm 210a as shown in FIG.
  • the horizontal arm (210a) is installed on the top of the underwater excavator 200 is coupled so that the rail 240 can be raised and lowered by the hinge 220 and the hydraulic cylinder 230, the front and rear or both sides of the underwater excavator (200) Height adjusting device 250 may be installed in the room.
  • the upper portion of the bit coupler 110 is coupled to the rail 240 so as to be movable.
  • the bit coupler 110 is provided with a driving means 141a, and at the same time, a driving roller is driven by the driving means 141a. 141b moves on the rail 240.
  • the bit coupler 110 is positioned on one side of the rail 240 in a state in which the inclination and the height of the rail 240 are adjusted, and then the driving means 141a drives the bit coupling by the driving roller 141b.
  • the sphere 110 is to excavate the sea floor while moving the rail 240.
  • the excavation is possible in view of the inclination of the sea bottom, and the worker (dive) does not have to work directly, thereby enabling safety work.

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Abstract

본 발명은 물 위에 떠있는 바지선(A)으로 부터 유압과 고압공기를 공급받는 수중굴착기(200)를 해저 면에 설치하고, 상기 수중굴착기(200)의 아암(210)의 끝단에 비트결합구(110)를 결합하되 상기 비트결합구(110)에는 초경팁(131)을 구비하는 원형의 굴착비트(130)가 적어도 1개 이상 설치되어 유압모터(120)에 의해 회전가능토록 하고, 상기 굴착비트(130)의 상부에는 유압햄머(140)가 설치되어 수중굴착기(200) 아암(210)의 가압과 유압햄머(140)의 충격 및 굴착비트(130)의 회전에 의해 해저 면의 암반이 쉽게 굴착되도록 구성되어짐을 특징으로 하는 해저 케이블 포설장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 해저면의 암반을 질에 상관없이 굴착비트의 폭에 의해 일정한 너비의 케이블 포설 홈을 형성할 수 있으며, 또한 비트결합구의 일측에 설치된 위치감지센서에 의해 깊이도 조절하여 굴착이 가능한 효과를 갖는다. 또한 본 발명은 수중굴착기 아암의 가압과 유압햄머의 충격 및 굴착비트의 회전에 의해 해저면의 암반이 쉽게 굴착되는 효과를 갖는다. 또 본 발명은 수평과 높낮이, 경사를 조절할 수 있는 수중굴착기의 아암에 레일을 형성하고 상기 레일을 따라 비트결합구가 이동가능토록 함으로써 아암의 높이와 방향을 한번 셋팅하면 레일을 따라 비트결합구가 이동하면서 케이블 포설 홈을 굴착할 수 있어 잠수부를 위험으로 부터 안전하게 지킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

해저 케이블 포설장치
본 발명은 해저 케이블 포설장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 통신용 케이블, 전력선 등을 포함하는 해저 케이블을 해저바닥에 포설하기 위한 해저 케이블 포설장치에 관한 것이다.
일반적으로, 해저 케이블 매설기는 육지와 도서지방에 통신 또는 전력선로를 구축하거나 바다를 경유한 장거리 송유관, 상수도관을 해저면에 매설하기 위해 사용되는 장치로서, 그 구성으로는 자가발전기 및 기타 제어장치를 구비하고, 또 공기 압축기, 케이블 드럼 등이 적재되는 수중펌프, 유압실린더 등이 구비된 잠수정과; 상기 잠수정의 수중펌프와 연결된 수압분사노즐을 구비하여 해저면을 굴착하는 굴삭기로 크게 구성된다.
상기와 같이 구성된 종래의 해저 케이블 매설기는 잠수정에 구비된 쟁기로 1차 해저지반을 굴착하고, 수중펌프에 연결된 수압분사노즐을 통해 강한 분사력으로 굴착된 해저면을 터파하고, 그 자리에 해저 케이블을 매설하고 있다.
상기와 같은 구성의 해저 케이블 매설기는 주로 연질의 해저 지반에 적용가능하며, 연암이나 자갈섞인 사질토, 경질 암반 등의 지반은 굴착이 불가능하여, 수중발파작업이나 잠수부를 이용하여 해저면을 굴착하고 있었다. 그러나, 상기와 같은 방법은 해저지반 굴착작업이 매우 번거롭고, 많은 위험성을 내포하고 있으며, 비용도 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 극복하고자 국내 특허등록 제10-570161호에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 해상의 포설선에서 인출되어 분기된 견인 로우프(2)에 연결되며 해저로 잠수되는 2개의 밸라스트(Ballast)(1)와; 상기 2개의 밸라스트(2) 사이 중간부에 설치되며, 해저 케이블을 수용하여 인출하기 위한 내부공간부(3a)를 가지되, 일측면 즉 포설선이 진행하는 방향측의 내측면에 다수의 토출구(3b)가 형성되어 굴착된 암반 부스러기나 사질토를 걷어내는 스크랩퍼(Scraper)(3)와; 상기 스크랩퍼(3)의 선회각도를 가변시키기 위해 그에 축으로 힌지결합되는 유압실린더(4)와; 상기 스크랩퍼(3)의 내부공간부(3a) 타측면에 구비되며, 조류의 영향에 의한 해저 케이블(21)의 꼬임이나 유동없이 상기 스크랩퍼(3)를 통해 굴착된 해저면으로 인출되도록 안내하는 가이드 지지부재(5)와; 상기 스크랩퍼(3)의 토출구(3a)에 각각 연결되어 고압으로 물을 분사하는 워터젯 고압노즐 펌프(6)와; 상기 밸라스트(1)의 상면 일측에 장착되되, 상기 워터젯 고압노즐 펌프(6)의 석션부(Suction portion)와 연결되어 그에 소정의 분사압력을 제공하는 가압펌프(7)와; 상기 다수의 워터젯 고압노즐 펌프(6)에 각각 연결되며 그들이 작동하지 않을 때 이를 감지하여 워터젯 고압노즐 펌프(6)가 자동으로 가압되도록 가압펌프(7)에 구동신호를 제공하는 노즐센서(8)와; 상기 밸라스트(1)의 저면에 구비되어, 그의 밸런스를 조정하기 위한 부력탱크(9)와; 상기 밸라스트(1)의 후미에 각각 구비되어, 해저면의 굴곡 상태를 감지하는 레벨감지센서(10)와; 상기 밸라스트(1)의 상면 타측에 장착되어 부력탱크(9)에 에어를 주입하기 위한 공기펌프(11)로 구성된 해저선을 해저면 굴착과 동시에 연속적으로 매설하는 해저선 매설기가 안출된 바 있다.
그런데 상기한 포설선에서 제공되는 고압으로 물분사하는 워터젯 장치를 이용하여 해저면을 굴착하는 방법은 암반층의 경우 굴착이 곤란한 단점을 갖는다.
또한 일정한 너비와 깊이를 형성하기 곤란하여 해저케이블의 매설 품질이 떨어지는 단점을 갖는다.
따라서 본 발명은 물 위에 떠있는 바지선으로 부터 유압과 고압공기를 공급받는 수중굴착기를 해저면에 설치하고, 상기 수중굴착기의 아암의 끝단에 비트결합구를 결합하되 상기 비트결합구에는 초경팁을 구비하는 원형의 굴착비트가 적어도 1개이상 설치되어 유압모터에 의해 회전가능토록 하고, 상기 굴착비트의 상부에는 유압햄머가 설치되어 수중굴착기 아암의 가압과 유압햄머의 충격 및 굴착비트의 회전에 의해 해저면의 암반이 쉽게 굴착되도록 함을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 비트결합구의 일측에 연결대에 의해 결합되고 굴착비트의 후방에 설치되어 굴착비트이 굴착에 의해 발생하는 굴착물들을 다른 곳으로 배출시키기 위한 굴착물배출통을 구비함을 특징으로 한다.
또 본 발명은 비트결합구의 상부에 레일을 따라 이동가능한 로울러를 형성하되 수중굴착기의 아암에는 레일을 형성하되 상기 레일은 힌지부에 의해 각도조절이 가능하도록 함을 특징으로 한다.
본 발명은 해저면의 암반을 질에 상관없이 굴착비트의 폭에 의해 일정한 너비의 케이블 포설 홈을 형성할 수 있으며, 또한 비트결합구의 일측에 설치된 위치감지센서에 의해 깊이도 조절하여 굴착이 가능한 효과를 갖는다.
또한 본 발명은 수중굴착기 아암의 가압과 유압햄머의 충격 및 굴착비트의 회전에 의해 해저면의 암반이 쉽게 굴착되는 효과를 갖는다.
또 본 발명은 수평과 높낮이, 경사를 조절할 수 있는 수중굴착기의 아암에 레일을 형성하고 상기 레일을 따라 비트결합구가 이동가능토록 함으로써 아암의 높이와 방향을 한번 셋팅하면 레일을 따라 비트결합구가 이동하면서 케이블 포설 홈을 굴착할 수 있어 잠수부를 위험으로 부터 안전하게 지킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1 - [0014] 종래 고주파 유도가열장치의 사시도.
도 2 - 본 발명의 분리사시도.
도 3 - 본 발명의 결합된 상태의 사시도.
도 4 - 도 3의 결합된 상태의 단면도.
도 5 - 본 발명의 사용상태 참고도.
도 6 - 본 발명의 또 다른 실시예의 참고도.
* 부호의 설명 *
110: 비트결합구 120: 유압모터
130: 굴착비트 131: 초경 팁
140: 유압햄머 141: 아암 연결대
150: 유압호스 160: 연결대
170: 굴착물 배출통 180: 굴착물 배출관
190: 에어공급관 200: 수중굴착기
210: 아암 220: 힌지
230: 유압실린더 240: 레일
250: 높낮이 조절장치 A: 바지선
이하 첨부된 도면에 의해 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 물 위에 떠있는 바지선(A)으로 부터 유압과 고압공기를 공급받는 수중굴착기(200)를 해저 면에 설치하고, 상기 수중굴착기(200)의 아암(210)의 끝단에 비트결합구(110)를 결합하되 상기 비트결합구(110)에는 초경팁(131)을 구비하는 원형(圓形)의 굴착비트(130)가 적어도 1개 이상 설치되어 유압모터(120)에 의해 회전가능토록 하고, 상기 굴착비트(130)의 상부에는 유압햄머(140)가 설치되어 수중굴착기(200) 아암(210)의 가압과 유압햄머(140)의 충격 및 굴착비트(130)의 회전에 의해 해저 면의 암반이 쉽게 굴착되도록 구성된다.
상기 비트결합구(110)는 굴착비트(130)의 회전이 가능하게 지지하는 기능을 하며, 또한 상부에 유압햄머(140)가 설치되어진다. 또한 상기 비트결합구(110)의 일측 후방에는 연결대(160)에 의해 결합되는 굴착물배출통(170)이 형성되어지는데, 상기 굴착물배출통(170)은 바지선(A)과 연결된 에어공급관(190)으로 부터 공급되는 에어가 하부에 유입되면서 기포의 상승에 의해 굴착비트(130)의 굴착에 의해 발생하는 굴착물 들을 굴착물 배출관(180)을 통해 다른 곳으로 이송하도록 한다.
상기 굴착비트(130)는 원판의 외측에 돌출부를 형성하되, 상기 돌출부에 평판(平板)상의 초경팁(131)이 부착된 구조를 갖는다.
또한 상기 굴착비트(130)는 비트결합구(110)에 설치된 유압모터(120)에 의해 회전하게 되는데, 상기 굴착비트(130)의 상부에는 유압햄머(140)의 충격에 의해 보다 손쉬운 굴착을 가능하게 한다.
상기 유압모터(120)와 유압햄머(140)에 공급되는 유압은 역시 바지선(A)으로 부터 공급된다.
또한 본 발명에 있어 상기 비트결합구(110)는 수중굴착기(200)의 아암(210)에 결합되어지는데, 상기 수중굴착기(200)는 포크레인과 같은 공지의 굴착기 구조를 가지기도 하고, 도 5에 도시된 바와 같은 구조를 가지기도 한다.
이때 아암(210)은 역시 포크레인에 사용되는 굴절식 아암을 사용할 수도 있는데, 수중 작업의 특수성을 감안하여 도 5에 도시한 바와 같은 수평아암(210a)의 형태를 가질 수도 있다.
상기 수평아암(210a)은 수중굴착기(200)의 상부에 설치되되 힌지(220)와 유압실린더(230)에 의해 레일(240)이 승하강 가능토록 결합되며, 수중굴착기(200)의 전후방 또는 양측방에는 높낮이 조절장치(250)를 설치할 수도 있다.
상기 레일(240)에는 비트결합구(110)의 상부가 이동가능토록 결합 되는데, 이경우 상기 비트결합구(110)에는 구동수단(141a)가 설치되고, 동시에 상기 구동수단(141a)에 의해 구동로울러(141b)는 레일(240)을 타고 이동하게 된다.
이처럼 레일(240)의 경사도와 높낮이를 조절한 상태로 비트결합구(110)를 레일(240)의 일측에 위치시킨 다음, 구동수단(141a)을 구동시키게 되면 구동로울러(141b)에 의해 비트결합구(110)는 레일(240)을 이동하면서 해저면을 굴착을 하게 된다.
따라서 본 발명은 해저 면의 경사도 등을 감안하여 굴착이 가능하게 되고, 작업자(잠수부)가 직접 작업을 하지 않아도 되어 안전작업이 가능하게 된다.
이처럼 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

Claims (3)

  1. 물 위에 떠있는 바지선(A)으로 부터 유압과 고압공기를 공급받는 수중굴착기(200)를 해저 면에 설치하고, 상기 수중굴착기(200)의 아암(210)의 끝단에 비트결합구(110)를 결합하되 상기 비트결합구(110)에는 초경팁(131)을 구비하는 원형의 굴착비트(130)가 적어도 1개 이상 설치되어 유압모터(120)에 의해 회전가능토록 하고, 상기 굴착비트(130)의 상부에는 유압햄머(140)가 설치되어 수중굴착기(200) 아암(210)의 가압과 유압햄머(140)의 충격 및 굴착비트(130)의 회전에 의해 해저 면의 암반이 쉽게 굴착되도록 구성되어짐을 특징으로 하는 해저 케이블 포설장치
  2. 제 1항에 있어서 상기 비트결합구(110)의 일측 후방에는 연결대(160)에 의해 결합되는 굴착물배출통(170)이 형성되어지는데, 상기 굴착물배출통(170)은 바지선(A)과 연결된 에어공급관(190)으로 부터 공급되는 에어가 하부에 유입되면서 기포의 상승에 의해 굴착비트(130)의 굴착에 의해 발생하는 굴착물 들을 굴착물 배출관(180)을 통해 다른 곳으로 이송하도록 구성되어짐을 특징으로 하는 해저 케이블 포설장치
  3. 제 1항에 있어서 상기 수중굴착기(200)의 상부에는 수평아암(210a)을 설치하되, 상기 수평아암(210a)은 힌지(220)와 유압실린더(230)에 의해 레일(240)이 승하강 가능토록 하며, 상기 레일(240)에 결합되는 비트결합구의 상부에는 레일(240)을 타고 이동할 수 있는 구동로울러(141b)가 설치되고 상기 구동로울러(141b)를 구동할 수 있는 구동수단(141a)이 형성되도록 구성되어짐을 특징으로 하는 해저 케이블 포설장치
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