KR101380912B1 - 연안해역 해류흐름 측정 부이장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 연안해역 해류흐름 측정 부이장치는 기밀이 유지되는 내부공간을 가지는 제1 부력체와, 상기 제1부력체의 내부공간에 설치되며 송수신유닛이 설치되는 내부기밀용기와, 상기 제1부력체의 외주면과 결합되어 상기 제 1부력체를 부상시키기 위한 제 2부력체와, 상기 제 1부력체의 하부에 형성된 연결되며 도래가 설치된 로프와, 상기 로프의 단부에 설치되는 수중유동체를 구비한다.

Description

연안해역 해류흐름 측정 부이장치{ocean current observing buoy apparatus}
본 발명은 해수흐름 측정 부이장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 기밀성을 향상시킬 수 있으며, 기류의 영향을 줄일 수 있는 연안해역 해류흐름 측정부이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 해류(海流)라 함은 일정한 방향으로 일정한 속도를 가지고 유동하는 바닷물의 흐름을 말하는 것으로, 해류의 흐름 파악은 태풍이나 쓰나미와 같은 기상이변 및 해양환경의 변화를 미리 예측하거나, 해류와 함께 이동하는 어군 등을 파악하여 어업의 기초자료로 활용되는 등 최근에 들어 그 이용가치가 점점 증대하고 있는 추세이다.
이러한 연안해역에서 해류를 측정하는 방법으로서 GPS가 장착된 부이장치를 이용하는 방법이 알려져 있다. GPS가 장착된 부이장치을 이용한 측정은 인근 해역으로 운반시킨 다음, 해당 수역에서 해류의 흐름에 편승되도록 부이장치를 띄움으로서, 일정 기간동안 부이장치가 해류를 따라 이동하는 경로를 추정하여 측정하는 것이다.
대한민국 특허등록 제 10-1109411호에는 전개판관식 측류부이가 게시되어 있다. 게시된 측류부이는 밀폐케이스의 내부에 배터리와 컨트롤러와 GPS발신기가 설치되어 해류를 따라 이동하면서 해류의 경로를 측정토록 한 것으로, 상기 밀폐케이스는 상부케이스와 하부케이스로 이루어져 수밀 가능하게 조립 설치되고, 상기 상부케이스는 투명케이스로 형성되며, 상기 밀폐케이스의 내부에 점멸등이 삽입 설치되고, 상기 GPS발신기는 휴대용 GPS에 사용되는 발신기가 설치된다. 그리고 상기 밀폐케이스의 하단에는 해수중으로 잠기는 전개판이 설치되고, 상기 전개판은 골조 형상의 전개판프레임을 기초로 하여 4장의 부유날개가 열십자 형태를 이루도록 설치된다.
이러한 측류부이는 밀폐케이스가 상하부케이스가 결합되어 이루어진 구성을 가지고 있으므로 해류의 흐름을 측정하는 기간이 길어짐에 따라 해수가 누설되는 문제점이 있다. 특히, 밀폐케이스가 원통형으로 형성되어 있으므로 해수면을 따라 흐르는 바람의 영향에 의해 해류의 흐름을 정확하게 측정할 수 없는 문제점이 있다. 그리고 상기 전개판이 사각 형상의 부유날개로 이루어져 있으므로 상대적으로 저항이 커 상승류의 영향을 크게 받게 되는 문제점이 있으며, 해표면의 해류와 중층의 해류흐름을 동기시키기 어렵다.
일본공개특허 제 205-328139호에는 해중탐사 부표 및 그 안테나 설치방법이 게시되어 있다. 게시된 수중탐사부표는 수중에서 부력을 부여하여 플로트에 일체적으로 장착되는 부상구를 구비하며, 외부와 무선통신하는 통신안테나가 폴로트에 설치된 구성을 가진다.
대한민국 공개특허 제 2012-0074732호에는 부력체이 설치되는 GPS, 자이로센서, 전원발생부를 가진 자기발전식 부표가 게시되어 있으며, 공개특허2002-0050863호에는 지피에스가 설치된 표층해류 측정장치가 게시되어 있다. 게시된 측정장치는 다수개의 제 2부이장치가 설치된 구성을 가지고 있으므로 해류의 중층 보다는 표면의 영향을 상대적으로 많이 받게 된다.
그리고 일본 공개 특허 제 2006-284434호에는 유속관측 시스템 및 표류부표가 게시되어 있다. 게시된 시스템은 유동에 따라 표류하는 표류부표와 관측장비를 구비하고, 상기 표류부표는 GPS정보를 수진하는 GPS 수신부와, 상기 GPS 수신부가 수신한 상기 GPS 정보에 근거하여 표류부표의 위치를 송신하는 송신부를 구비하고, 있다. 이러한 관측장비는 표류부표가 해류의 이동과 편승하여 이동할 수 있는 수단을 가지고 있지 않다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 송수신 장비가 설치되는 공간의 기밀성을 확보 할 수 있으며, 해류의 표층과 중층의 유속차이에 의한 영향을 최소화시켜 해류에 편승에 따른 유동오차를 최소화시킬 수 있는 연안해역 해류흐름 측정 부이장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 표류시간이 길어짐에 따라 부력의 변화를 최소화할 수 있으며, 해류표면의 기류에 의한 영향을 줄일 수 있는 연안해역 해류흐름 측정 부이장치를 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 연안해역 해류흐름 측정 부이장치는 기밀이 유지되는 내부공간을 가지는 제1 부력체와, 상기 제1부력체의 내부공간에 설치되며 송수신유닛이 설치되는 내부기밀용기와, 상기 제1부력체의 외주면과 결합되어 상기 제 1부력체를 부상시키며 표면축수중에 위치되는 제 2부력체와, 상기 제 1부력체의 하부에 연결되며 도래가 설치된 로프와, 상기 로프의 단부에 설치되는 수중유동체를 구비한 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 제 1부력체는 가장자리에 1플랜지부가 형성된 상부케이스와 가장자리에 제 2플랜지부가 형성된 하부케이스와, 상기 제 1,2플랜지부의 사이에 설치되는 패킹과, 상기 제 1,2플랜지부를 결합하는 체결부재를 구비하며, 상기 상부케이스는 해수면측으로부터 상부측으로 갈수록 기류의 영향을 줄이기 위한 유선형부를 구비한다.
그리고 내부기밀용기는 상기 송수신유닛이 설치되는 기밀공간을 가지는 본체부와, 상기 본체부와 결합부제에 의해 결합되어 기밀공간을 밀폐하는 커버부재를 구비하며, 상기 기밀공간의 내부에는 흡습제가 설치되고, 본체부의 적어도 일측에는 송수신의 활성화를 위한 안테나가 설치된다.
상기 제 2부력체의 하면에는 표층해류와의 편승력을 높이기 위한 편승블레이드가 더 구비되며, 상기 수중유동체는 로프의 단부에 설치되는 고리부와 상기 고리부로부터 수직하방으로 연장되는 지주와, 상기 지주로부터 방사상으로 설치되는 삼각형상의 블레이드를 구비하며, 상기 지주의 하단부측에는 웨이트부재가 고정되는 고정부를 더 구비한다.
본 발명의 연안해역 해류흐름 측정 부이장치는 GPS발신기를 포함하는 송수신 유닛이 내부기밀용기에 의해 밀폐된 상태로 제 1부력체의 밀폐공간에 설치되어 있으므로 해류를 측정하기 위한 표류기간동안 누설된 해수에 의해 잠기는 것을 근본적으로 방지할 수 있으며, 특히 제 1부력체가 제 2부력체에 의해 부상된 상태를 유지할 수 있으므로 제 1부력체 내부로의 해수유입을 방지할 수 있다.
그리고 상기 제 2부력체의 하부측에는 해표면의 기류영향에 의해 이동을 줄이기 위한 편승블레이드가 설치되어 있으므로 기류에 의해 해류의 흐름에 대해 제 1부유체가 왜곡되게 흐르는 것을 방지할 수 있으며, 로프의 단부에 설치되는 수중부유체가 삼각형상의 블레이드로 이루어져 있으므로 수중의 해류와 표층해류의 편차를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 연안해역 해류흐름 측정 부이장치의 사용상태를 개략적으로 나타내 보인 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 연안해역 해류흐름 측정 부이장치의 분리 사시도,
도 3은 제 1부력체와, 제 2부력체 및 내부기밀용기의 단면도,
도 4는 제 1,2부력체의 다른 실시예를 나타내 보인 측면도,
도 5는 제 2부력체의 단면도.
본 발명에 따른 연안해역 해류흐름 측정 부이장치는 연안을 흐르는 해류에 편승시켜 해류의 흐름을 측정하고, 해류의 흐름지도를 작성 할 수 있는 것으로, 일 실시예를 도 1 내지 도 5에 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 연안해역 해류흐름 측정 부이장치(10)는 기밀이 유지되는 내부공간(20a)을 가지는 제1 부력체(20)와, 상기 제1부력체(20)의 내부공간(20a)에 설치되며 송수신유닛(100)이 설치되는 내부기밀용기(40)를 구비한다. 그리고 상기 제1부력체(20)의 하부측의 외주면과 결합되어 상기 제 1부력체(20)를 부상시키기 위한 제 2부력체(30)가 설치되고, 상기 제 1부력체(20)의 하부에는 로프(50)와 연결된 수중유동체(60)가 설치된다.
삭제
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 연안해역 해류흐름 측정 부이장치(10)를 구성요소별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 연안해역 해류흐름 측정 부이장치(10)의 제 1부력체(20)는 송수신유닛(100)이 설치되는 내부기밀용기(40)를 부상시키기 위한 부력의 일부를 제공하기 위한 것으로, 상하부케이스(21)(25)가 상호 결합되어 구형을 이룸으로써 내부공간(20a)를 형성하게 되는데, 상기 상부케이스(31)와 하부케이스(25)의 대응되는 가장자리에는 제 1플랜지부(22)와 제 2플랜지부(26)가 각각 형성된다. 그리고 상기 상부케이스(21)의 제 1플랜지부(22)와 하부케이스(25)의 제 2플랜지부(26)의 사이에는 패킹부재(27)가 설치된다.(도 3참조) 그리고 상기 제 1,2플랜지부(22)(26)는 체결부재(28)인 볼트와 너트에 의해 결합되어 내부공간을 밀폐하게 된다. 그리고 상부케이스(21)의 상부측에는 후술하는 제2부력체(30)와 결합을 위한 로프를 걸기 위한 고리(21b)들이 형성되어 있으며, 송수신을 위한 안테나가 설치되는 안테나 설치부(29)가 구비된다.
상기 제 1부력체(20)를 구성하는 상부케이스(21)는 도 4에 도시된 바와 같이 해수면과 인접되는 가장자리로부터 중앙부측으로 형성되어 해표면을 흐르는 기류의 영향을 최소화 할 수 있도록 유선형부(21a)가 형성될 수 있다. 상기 유선형부(21a)는 해류의 흐름에 최대한 간섭을 받지 않도록 복합된 곡율반경을 가지고 있다. 즉, 해수면과 인접된 측에는 내측으로 만곡된 만곡부(21b)를 가지고 상부측으로 갈수로 외측으로 돌축된 곡면부(21c)를 갖도록 형성된다. 그리고 상부측에는 평활한 평활면을 더 구비할 수 있다. 상기 유선형부에는 표면을 따라 돌출된 기류가이드(21d)가 더 구비될 수 있으며, 표면을 시인성을 향상시키기 위한 형광 또는 발광도료가 코팅될 수 있다.
상기 제 1부력체(20)의 내부에 설치되는 내부기밀용기(40)는 상기 송수신유닛(100)이 설치되는 기밀공간(41)을 가지는 본체부(42)와, 상기 본체부(42)와 결합부제인 볼트 및 너트에 의해 결합되어 기밀공간(41)을 밀폐하는 커버부재(43)를 구비한다. 상기 커버부재(43)와 본체부(42)의 결합부위에는 별도의 패킹유닛이 더 구비될 수 있다. 상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 내부기밀용기와 제 1부력체는 상술한 실시예에 의하 한정되지 않고, 상기 제 1부력체(20)의 내부공간에 이와 일체로 상기 기밀공간을 형성하기 위한 내부기밀용기가 일체로 형성될 수 있다. 그리고 상기 기밀공간에는 해수의 침투시 이를 흡수하기 위한 흡습제가 더 구비될 수 있는 이 흡습제는 고흡수성 고분자수지(SAP; super absorbent polymer)로 이루어질 수 있는데, 해수 등을 자기기 중량의 100 내지 수천 배 흡수하고, 팽윤하여 하이드로 겔을 형성하고 일단 흡수한 수성물질을 다시 방출하지 않는 특성을 가진 기능성 고분자를 사용함이 바람직하다.
한편, 상기 제 1부력체(20)의 하부측과 결합되어 제 1부력체(20)에 부상력을 제공하는 제 2부유체(30)는 도넛형상으로 형성되어 제 1부력체(20)가 안착되는 안착부(31)가 형성된 제 2부력본체(32)를 구비한다. 상기 제 2부력본체(32)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 해수의 표면에 잠기면서 제 1부력체(20)를 부상시킬 수 있는 부력을 갖도록 하여 해표면을 따라 흐르는 바람의 영향을 최소화 하는 것이 바람직하다.
상기 제 2부력체(30)의 외주면에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 해류의 흐름에 따른 저항을 크게하여 해수의 흐름에 편승할 수 있도록 하면과 외주면에 편승블레이드(33)가 형성된다. 그리고 상기 하부케이스(25)의 하면에는 상기 편승블레이드(33)들의 사이에 위치되는 보조편승블레이드(34)가 설치된다. 상기 제 2부력체(30)는 상술한 실시예에 의의해 한정되지 않고, 해수의 표면에 잠긴상태 즉, 상기 제 1부력체를 지지한 상태에서 제로부력을 갖도록 함이 바람직하다. 이를 위해 웨이트부재의 웨이트를 조정할 수 있다.
상기 제 1부력체의 하면에 고정되어 수중유동체(60)를 연결하는 로프(50)에는 도래(51)가 형성되어 상기 제 1부력체(20)과 수중유동체(60)의 상대 회전에 의해 로프가 꼬이는 것이 방지된다.
상기 제 1부력체(20)와 로프(50)에 의해 연결된 수중유동체(60)는 로프(50)의 고리부(61)를 가지는 지주(62)를 구비하고, 상기 지주(62)의 외주면으로부터 방사상으로 설치되는 복수개의 삼각형상의 브레이드(63)가 설치된다. 이 삼각형상의 블레이드(63) 3개 또는 4개가 방상으로 배열될 수 있는데, 대응되는 블레이드와 같이 마름모꼴을 형성할 수 있도록 함이 바람직하다. 상기 브레이드(63)는 지주(62)의 외주면에 설치되는 삼각형상의 지지바(64)가 설치되고, 이 지지바(64)에 가장자리가 지지되는 합성수지 천 또는 판으로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 지주(62)의 하면에는 웨이트부재(70)를 고정하기 위한 하부고리(71)가 설치될 수 있다. 상기 블레이드(63)는 해수보다 무거운 비중을 가지는 재질을 사용함이 바람직하다. 상기 해수보다 비중인 낮은 재질을 사용하는 경우 웨이트부재(70)를 이용하여 제 1,2부력체의 잠김력을 조정할 수 있다.
상기 송수신유닛(100)은 GPS발신기와 수신기 및 위치정보를 수신하기 위한 수신기 및 배터리로 이루어질 수 있다. 송수신유닛(100)은 GPS발신기로부터 제공된 신호를 수신하는 수신용 단말기를 구비할 수 있는데, 수신용 단말기는 통상 데스크탑이나 노트북과 같은 컴퓨터 장치와 연결하여 사용함으로써 제공된 신호를 각종 프로그램에 의하여 구체적인데이터로 구현시키는 것이 가능하게 된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 따른 연안해역 해류흐름 측정 부이장치(10)는 송수신유닛(100)이 설치되는 내부기밀용기(40)와 부력을 재공하며 내부기밀용기(40)가 장착되는 제 1부력체(20)를 구비하고 있으므로 해류의 흐름을 측정하기 위해 표류하는 동안 해수에 의해 송수신유닛(100)이 잠기거나 오염되는 것을 방지할 수 있다. 특히 내부에는 흡습제인 고분자수지가 설치되어 있으므로 해수가 유입된다하여도 해수의 유동이 방지되어 송수인유닛(100)이 오염되는 것을 근본적으로 방지할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 제 1부력체(20)는 상면에 만곡부(21b)와 곡면부(21c)로 이루어진 유선형부(21a)가 형성되어 있으므로 해표면을 따라 흐르는 기류 즉 바람에 의해 해류의 흐름과 다른 방향 또는 속도록 흐르는 방지할 수 있다. 특히 상기 제 2부력체(40)는 수면에 잠긴 제로부력을 가지고 있으며, 이의 하면에는 편승블레이드(43)가 형성되고, 하부케이스(25)의 하면에는 보조편승블레이드(44)가 형성되어 있으므로 해류의 유동에 편승하여 부이장치를 이송시킬 수 있다.
또한 제1부력체(20)과 로프에 의해 연결된 수중유동체(60)는 상기 지주(62)의 외주면에 삼각형상의 블레이드(63)가 설치되어 있으므로 해류의 표면층과 중층의 흐름을 동기시킬 수 있으며, 특히 과도한 저항에 의해 중층과 표층의 흐름편차를 최소화 할 수 있다. 그리고 브레이드(62)가 삼각형의 형상으로 이루어져 있으므로 각종 장애물에 걸리는 것을 최소화 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 연안해역 해류흐름 측정 부이장치는 송수신유닛의 기밀을 다단으로 하여 해수에 의해 송수신유닛이이 오염되거나 잠기는 것을 방지할 수 있으며, 부력을 다단으로 형성함하고, 제2부력체가 제로부력을 갖도록 함으로써 해류의 흐름에 따른 편승력을 향상시킬 수 있으며, 나아가서는 해류의 측정작업에 최적화 된 경제적이고 실용적인 제품을 제공할 수 있는 것이다.
본 발명에 따른 연안해역 해류흐름 측정 부이장치는 각종 해류의 측정 및 양식장의 위치, 설치된 그물의 위치추적, 항로의 표시위치 장치등 각종 해양시설물에 널리 적용 가능하다.

Claims (5)

  1. 기밀이 유지되는 내부공간(20a)을 가지는 제1 부력체(20)와, 상기 제1부력체(20)의 내부공간(20a)에 설치되며 송수신유닛(100)이 설치되는 내부기밀용기(40)와, 상기 제1부력체(20)의 외주면과 결합되어 상기 제 1부력체(20)를 부상시키기 위한 것으로 제1부력체(20)의 도넛형상으로 형성되어 제 1부력체가 안착되는 안착부가 형성된 제 2부력체(30)와, 상기 제 1부력체(20)의 하부에 연결되며 도래(51)가 설치된 로프(50)와, 상기 로프(50)의 단부에 설치되는 수중유동체(60)를 구비하며,
    상기 제 2부력체(30)의 하면에는 표층해류와의 편승력을 높이기 위한 편승블레이드(33)가 설치되고, 상기 제 1부력체(20)의 하부케이스(25)의 하면에 상기 편승블레이드들(33)의 사이에 위치되는 보조편승블레이드(34)가 설치된 것을 특징으로 하는 연안해역 해류흐름 측정 부이장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1부력체(20)는 가장자리에 1플랜지부(22)가 형성된 상부케이스(21)와 가장자리에 제 2플랜지부(26)가 형성된 하부케이스(25)와, 상기 제 1,2플랜지부(22)(26)의 사이에 설치되는 패킹(27)과, 상기 제 1,2플랜지부(22)(26)를 결합하는 체결부재(28)를 구비하며, 상기 상부케이스(21)는 해수면측으로부터 상부측으로 갈수록 기류의 영향을 줄이기 위한 유선형부를 구비한 것을 특징으로 하는 연안해역 해류흐름 측정 부이장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 내부기밀용기(40)는 상기 송수신유닛(100)이 설치되는 기밀공간(41)을 가지는 본체부(42)와, 상기 본체부(42)와 결합부제에 의해 결합되어 기밀공간을 밀폐하는 커버부재(43)를 구비하며, 상기 기밀공간(41)의 내부에는 흡습제가 설치된 것을 특징으로 하는 연안해역 해류흐름 측정 부이장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항 또는 제 4항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수중유동체(60)는 로프(50)의 단부에 설치되는 고리부(61)와 상기 고리부(61)로부터 수직하방으로 연장되는 지주(62)와, 상기 지주(62)로부터 방사상으로 설치되는 삼각형상의 블레이드(63)를 구비하며, 상기 지주(62)의 하단부측에는 웨이트부재(70)가 고정되는 하부고리(71)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 연안해역 해류흐름 측정 부이장치.




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