KR101156755B1

KR101156755B1 - 수중설비 고정 장치

Info

Publication number: KR101156755B1
Application number: KR1020110084984A
Authority: KR
Inventors: 박종원
Original assignee: 정맥산업개발(주)
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2012-06-15

Abstract

본 발명의 수중설비 고정 장치는 유수의 수평압력을 하향압력으로 전환시키는 경사각을 갖는 바디; 및 상기 바디 하단에 설비되어 유수의 압력으로 수중 설치 구조물에 발생하는 전도(顚倒)되거나 밀려나는 힘을 억제시키어 지면에 고정하는 베이스 플레이트;를 구비한다.
본 발명은 하천, 강이나, 바다에 설치되는 수중설비를 별도의 파일공사 등으로 고정하지 않고서도 유수(流水)의 압력을 이용하여 하천, 강이나, 바다의 지면(地面)에 견고하게 고정할 수 있기 때문에 고정 작업이 매우 쉽고 고정 작업에 드는 비용을 절감할 수 있다.

Description

수중설비 고정 장치{UNDERWATER EQUIPMENT FIXING APPARATUS}

본 발명은 유수가 쎈 지역의 수중에 설치되는 설비의 고정 장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 하천, 강이나, 바다에 설치되는 수중설비를 별도의 기초공사를 하지 않고도 견고하게 고정할 수 있는 수중설비 고정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 수류 발전설비와 같은 설비들은 유수가 쎈 지역의 수중에 설치되고 있다. 이러한 수중설비들은 대부분 유수(流水)의 압력에 의하여 전도(顚倒)되거나 밀려나는 힘을 받게 되므로, 수중설비들이 안정하게 고정되도록 여러 개의 고정 파일을 시추하여 지면에 고정하는 기초공사를 하여야 한다.

그러므로 종래 수중설비의 기초공사에서는 작업이 매우 위험하고 어려울 뿐만 아니라 많은 비용이 드는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하천, 강이나, 바다에 설치되는 수중설비의 고정을 별도의 고정 파일 등으로 고정하지 않고 유수(流水)의 수평압력을 수직 하향 압력으로 전환되게 하는 구조물을 이용하여 하천, 강이나, 바다의 지면(地面)에 견고하게 고정함으로써 수중설비의 고정 작업이 매우 쉽고 고정 작업에 드는 비용을 대폭 절감할 수 있는 수중설비 고정 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 수중설비 고정 장치는 유수의 수평압력을 하향압력으로 전환시키는 경사각을 갖는 바디; 및 상기 바디 하단에 설비되어 유수의 압력으로 수중 설치 구조물에 발생하는 전도(顚倒)력과 밀려나는 힘을 억제시켜 지면에 고정하는 베이스 플레이트;를 구비한다.

상기 바디의 경사 각도는 유수와 접촉하여 유수의 수평압력을 하향 압으로 전환시킬 수 있는 각도로 구성된다; 바람직하게는 유수와의 수평접촉 예각이 경사면에 대해 35도 이내로 설정하는 것이 바람직하다.

상기 바디는 곡면, 사면, 다면각의 구조체중 어느 하나일 수 있다.

상기 베이스 플레이트는 상기 바디보다 평면적이 상대적으로 넓은 것이 바람직하다.

상기 베이스 플레이트의 평활도는 유체와 접촉되는 전단부가 중심부 보다 상대적으로 낮게 설정되는 것을 바람직하다.

상기 바디와 상기 베이스 플레이트는 복수개로 설치될 수 있다.

상기 바디와 상기 베이스 플레이트의 한 곳에는 유수의 수평압력을 하향압력으로 전환시키는 기능의 판(BOARD)형 또는 하이드로 포일(HYDRO FOIL)형 날개가 부가로 설치될 수 있다.

상기 하이드로 포일은 전방 또는 후방에서 접촉되는 유수의 유향에 따라 가변적으로 작동되는 가변형 하이드로 포일로 구성할 수 있다.

상기 바디는 후 방향의 유수를 맞이할 때, 경사면(경사부)이 베이스 플레이트와 힌지 결합되고, 상기 경사부는 탄성부재에 의해 서로 탄력적으로 연결되는 구조로 하여 유향(流向)에 따라 가변되어 유수의 수평압력을 하향압력으로 전환하는 가변형 바디구조로 구성될 수 있다.

상기 베이스 플레이트 하부 면에 핀 파일(PIN PILE)이 설치될 수 있다.

상기 베이스 플레이트 하단부는 상기 지면과 마찰력이 높은 구조가 될 수 있다.

상기 수중설비 고정 장치는 하천, 강이나 바다의 유수(流水)에 의하여 동력을 발생하는 동력 발생장치일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 하천, 강이나, 바다에 설치되는 수중 설비 고정 장치는 별도의 고정 파일 등으로 공사를 하지 않고서도 유수(流水)의 수평압력을 수직 하향 압력으로 전환 하여 수중설비를 견고하게 고정할 수 있기 때문에 큰 비용을 들이지 않고도 수중 설치 구조물을 안정적이고 견고하게 고정할 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수중설비 고정 장치를 보인 사시도
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수중설비 고정 장치에 있어서 바디와 베이스 플레이트의 복수 구조를 보인 도면
도 5 (a)(b)는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수중설비 고정 장치에 있어서, 날개 및 가변형 날개의 결합구조를 보인 도면
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수중설비 고정 장치에 있어서, 응용된 가변형 날개 구조체의 결합구조를 보인 도면
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수중설비 고정 장치가 유수의 수평압력을 하향압력으로 전환되는 원리를 설명하는 도면
도 8의 (a)(b)는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수중설비 고정장치의 가변형 바디를 보인 사시도
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 수중설비 고정 장치의 변형된 바디구조를 보인 사시도
도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 수중설비 고정 장치를 다 수개로 구성된 사시도
도 11은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 수중 설치 구조물의 고정 장치를 다 수개로 구성된 측면도

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수중설비 고정 장치를 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수중설비 고정 장치를 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수중설비 고정 장치에 있어서 바디와 베이스 플레이트의 복수 구조를 보인 도면이며, 도 5(a)(b)는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수중설비 고정 장치에 있어서, 날개 및 가변형 날개의 결합구조를 보인 도면, 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수중설비 고정 장치에 있어서, 응용된 가변형 날개 구조체의 결합구조를 보인 도면이다.

우선, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수중설비 고정 장치(100)는 유수의 수평압력을 하향압력으로 전환시키도록 유수의 흐름방향을 따라 전면부에 경사면(121)이 형성된 바디(120) 및 상기 바디(120) 하단에 설비되어 유수의 압력으로 수중설비(1)에 발생하는 전도(顚倒)력과 밀려나는 힘을 억제시키어 지면에 고정하는 베이스 플레이트(110)를 구비한다.

상기 바디(120)의 경사 각도는 유수와 접촉하여 유수의 수평압력을 하향압력으로 전환시킬 수 있는 각도로 구성되고, 바람직하게는 유수와의 수평접촉 예각이 경사면에 대해 35도 이내로 설정하는 것이 바람직하다.

상기 바디(120)는 도 1에 도시된 바와 같이 측면에서 보았을 때 단면이 곡면을 이루도록 형성되거나, 도 2에 도시된 바와 같이 단면이 사다리꼴 형상으로 형성되거나, 또는 도 3에 도시된 바와 같이 전면부에 중앙 상방을 향해 경사진 한 쌍의 경사면이 형성되는 형상으로 형성되어, 경사면이 유수와 접촉하여 유수의 수평압력을 하향압력으로 전환시킬 수 있는 구조로 형성된다.

상기 베이스 플레이트(110)는 상기 바디(120) 평면적 보다 상대적으로 넓게 형성되는 것이 고정력을 높일 수 있다.

상기 베이스 플레이트(110) 하부 면에 핀 파일(PIN PILE)(113:도 1 참조)이 설치될 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 바디(120)와 상기 베이스 플레이트(110)는 수중설비 형상과 설치지역 유향에 따라 복수개로 설치될 수 있다.

도 4 및 도 5의 (a)를 참조하면, 상기 바디(120)와 상기 베이스 플레이트(110)의 적어도 어느 한 곳, 예를 들어 바디(120)의 양 측면에 유향에 따라 가변되어 유수의 수평압력을 하향압력으로 전환시키는 기능의 판(BOARD)형 또는 하이드로 포일(HYDRO FOIL)형 날개(130)가 부가로 설치될 수 있다.

또한, 도 5의 (b)를 참조하면, 상기 날개(130)는 전방 또는 후방에서 접촉되는 유수의 유향에 대응하여 보조날개(140)가 일정각도로 회동 가능하도록 날개 힌지부(141)가 형성될 수 있다.

도 6을 참조하면, 2개의 보조 날개(140)가 힌지(141) 결합할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수중 설치 구조물의 고정 장치의 작동 원리를 설명하는 도면이다.

도 7을 참조하면, 이와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수중설비 고정 장치(100)에 있어서는, 유수에 의하여 바디(120)가 하향으로 가압(加壓)되어 베이스 플레이트(110)가 지면에 밀착 고정되는 것이다. 여기서, 유수의 벡터(V0)는 제1 벡터(V1)와 제2 벡터(V2)로 양분되고, 경사면(121)의 경사각을 수평바닥 기준 예각 30도로 설정할 때, 사인 알파(α)의 값(30도)이 1/2(V2/V0) 이므로, 유수의 벡터(V0)를 10으로 가정할 경우 V2는 5로 산출된다. 이와 같은 원리로 별도의 고정 파일을 사용하지 않아도 수중 설치 구조물(1)을 지면에 견고하게 고정하게 되는 것이다.

한편, 도 8의 (a)(b)는 본 발명의 바디의 변형 예를 보인 사시도이다.

도 8의 (a)를 참조하면, 유수방향이 A방향인 경우에, 바디(220)의 외면에 유수의 압력을 받지만, 도 8의 (b)를 참조하면, 유수방향이 B방향인 경우, 상기 바디(220)는 전면부에 중앙 상방을 향해 경사지게 설치된 한 쌍의 경사면(221)이 양쪽으로 전개되어 경사면(221)의 내면에 각각 유수의 수평압력을 하향압력으로 전환하도록 구성된다.

상기 경사면(221)은 회동 가능하게 상기 바디(220)는 베이스 플레이트(210)에 힌지(220a) 결합되고, 상기 경사부(221)는 탄성부재(223)에 의해 서로 탄력적으로 연결되는 구조이다.

한편, 도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 수중설비 고정 장치의 변형된 경사면 하이드로포일 바디를 보인 사시도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 수중설비 고정 장치(300)는 하이드로 포일형 바디(320)가 양측에 바디의 회동제어 스토퍼를 갖는 스포트(321)에 의해 지지되고 하이드로 포일형 바디(320)는 유향에 대응하여 반원 회동운동을 하며 위치에 따라 각각 유수의 수평압력을 하향압력으로 전환시키어 유수의 압력으로 수중설비(1)에 발생하는 전도(顚倒)되거나 밀려나는 힘을 억제시킨다.

상기 베이스 플레이트(310)의 평활도는 유체와 접촉되는 전단부(311)가 중앙부보다 상대적으로 낮게 설정되는 바람직하다.

한편, 도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 수중설비 고정 장치를 보인 사시도이고, 도 11은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 수중 설치 구조물의 고정 장치를 보인 측면도이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 수중설비 고정장치는 하천, 강 또는 바다의 지면에 설치되며, 수중설비(1)를 상기 지면에 고정하기 위한 장치로서, 유수의 수평압력을 하향압력으로 전환하도록 유수의 흐름 방향을 따라 전면부에 중앙 상방을 향해 한 쌍의 경사면(221)이 형성된 바디(450) 및 상기 바디(450)의 하단에 설비되어 유수의 압력으로 수중설비(1)에 발생하는 전도(顚倒)되거나 밀려나는 힘을 억제시켜 수중설비를 지면에 고정하는 베이스 플레이트(420)를 구비한다.

상기 베이스 플레이트(420)에는 횡 방향으로 지지 프레임(410)이 설치되고, 상기 수중설비(1)는 지지프레임(410) 상에 설치되며, 상기 베이스 플레이트(420)의 하면에는 다수의 핀 파일(421)이 형성된다.

상기 핀 파일(421)은 수중설비(1)가 후방으로 밀리지 않고, 수중설비(1)를 상기 지면에 고정하는 역할을 한다. 또한, 상기 핀 파일(421)은 상기 지면에 깊숙하게 박히는 구조, 예를 들어 쇄기 형상으로 형성되는 것도 가능하다.

상기 지지 프레임(410)의 하단부에는 수중설비(1)를 상기 지면에 고정하기 위하여 보조 바디(450')가 설치될 수도 있고, 하이드로 포일형 구조체(440)가 일정각도로 회동 가능하게 설치될 수도 있다.

삭제

이와 같이 본 발명의 권리는 상기 설명된 실시 예에 한정되지 않고, 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형을 할 수 있다는 것은 자명하다.

100: 수중설비
110: 베이스 플레이트
120: 바디
121: 경사면
130: 날개
140: 보조 날개
141: 날개 힌지

Claims

유수의 수평압력을 하향압력으로 전환하도록 유수의 흐름 방향에 따라 전면부에 경사면이 형성된 바디 및
상기 바디 하단에 설비되어 유수의 압력으로 수중 설치 구조물에 발생하는 전도되거나 밀려나는 힘을 억제시켜 수중설비를 지면에 고정하는 베이스 플레이트를 포함하는 것을 특징을 하는 수중설비 고정 장치.
제1항에 있어서,
상기 바디의 경사 각도는 유수의 수평접촉 면에 대해 35도 이내 인 것을 특징으로 하는 수중설비 고정 장치.
제1항에 있어서,
상기 바디는 측면에서 보았을 때 단면이 곡면을 이루도록 형성되거나, 단면이 사다리꼴 형상으로 형성되거나, 또는 전면부에 중앙 상방을 향해 경사진 한 쌍의 경사면이 형성되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수중설비 고정 장치.
제1항에 있어서,
상기 베이스 플레이트는 상기 바디보다 평면적이 상대적으로 넓은 것을 특징으로 하는 수중설비 고정 장치.
제4항에 있어서,
상기 베이스 플레이트의 평활도는 유체와 접촉되는 전단부가 중심부 보다 상대적으로 낮게 설정되는 것을 특징으로 하는 수중설비 고정 장치.
제1항에 있어서,
상기 바디와 상기 베이스 플레이트는 복수개로 설치되는 것을 특징으로 하는 수중설비 고정 장치.
제1항에 있어서,
상기 바디와 상기 베이스 플레이트의 적어도 어느 한 곳에는 유수의 수평압력을 하향압력으로 전환시키는 기능의 하이드로 포일(HYDRO FOIL)형 구조체가 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 수중설비 고정 장치.
제7항에 있어서,
상기 하이드로 포일은 전방 또는 후방에서 접촉되는 유수에 가변적으로 작동되는 하이드로 포일인 것을 특징으로 하는 수중설비 고정 장치.
제1항에 있어서,
상기 바디는 후 방향의 유수를 맞이할 때, 유수의 흐름 방향을 따라 전면부에 중앙 상방을 향해 형성된 한 쌍의 경사면이 양쪽으로 전개되어 유수의 수평압력을 하향압력으로 전환하는 구조인 것을 특징으로 하는 수중설비 고정 장치.
제9항에 있어서,
상기 한 쌍의 경사면은 하면을 중심으로 회동 가능하게 상기 바디에 힌지 결합되고, 탄성부재에 의해 서로 탄력적으로 연결되는 구조인 것을 특징으로 하는 수중설비 고정 장치.
제1항에 있어서,
상기 베이스 플레이트 하부 면에 핀 파일(PIN PILE)이 설치되는 것을 특징으로 하는 수중설비 고정 장치.
제11항에 있어서,
상기 베이스 플레이트에는 상부에 수중설비가 설치되는 지지프레임이 횡 방향으로 설치되고,
상기 지지 프레임의 하단부는 상기 지면에 박히는 구조인 것을 특징으로 하는 수중설비 고정 장치.
제1항에 있어서,
상기 수중 설비는 하천, 강이나 바다의 유수(流水)에 의하여 동력을 발생하는 동력 발생장치인 것을 특징으로 하는 수중설비 고정 장치.