KR101451179B1 - Floating Type Breakwater, Floating Type Breakwater Structure and Control Method - Google Patents
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Abstract
Description
부유식 방파제, 부유식 방파제 구조물, 및 부유식 방파제의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수중공사의 필요없이 부유식 방파제를 설정된 위치의 해상에 계류시키며 안정적으로 파랑에너지를 감소시킬 수 있는 부유식 방파제, 부유식 방파제 구조물, 및 부유식 방파제의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a floating breakwater, a floating breakwater structure, and a control method of the floating breakwater. More particularly, the present invention relates to a float breakwater capable of stably floating the floating breakwater at a predetermined position, A breakwater type breakwater structure, and a control method of a floating breakwater.
일반적으로 방파제는 항만시설이나 선박을 외해의 파랑으로부터 보호하기 위한 외곽시설로서 대부분 해저에 고정되는 중력식 구조물이 주로 시설되고 있다.Generally, breakwaters are outer facilities for protecting harbor facilities and ships from the waves of outer sea, and gravity type structures mostly fixed to the seabed are mainly installed.
중력식 방파제는 해저면에 견고하게 지지되어 해수에 잠겨져서 해저수의 흐름을 차단하는 하부 구조물인 사석 마운드와, 사석 마운드의 상부면에 지지되며 그 상부 일부가 해수 표면위로 돌출되어 해수면을 따라 전달되어 오는 파랑에너지를 흡수하여 주는 상부 구조물인 케이슨으로 되어 있다.The gravity type breakwater is supported on the upper surface of the rocky mound, which is a substructure that is firmly supported on the sea floor and is submerged in seawater and blocks the flow of seawater, and its upper part is projected over the sea surface It is made of caisson which is an upper structure to absorb the coming wave energy.
이러한 중력식 방파제는 해저면에서 해수표면 위까지 일체로 구축되는 구조물이기 때문에 그 구조물이 안정적이라는 장점을 제공하나, 해수의 과도한 차단으로 인해 항내의 해수 순환이 원활하게 이루어지지 않아 항내 수질이 오염되는 문제점이 있다. This type of gravity type breakwater provides the advantage that the structure is stable because it is a structure that is constructed integrally from the sea floor to the surface of sea water. However, due to excessive blocking of seawater, seawater circulation in port is not smooth, .
또한, 중력식 방파제는 조석간만의 차가 큰 지역의 경우에 만조위시를 기준으로 하여 상부 구조물을 설치하여야 하기 때문에 간조위시에는 상부 구조물의 높이가 필요 이상으로 높아지는 문제점이 있다.In addition, since the gravity type breakwater has to be installed on the basis of high tide in the case of a region having a large difference in the tidal range, the height of the upper structure is increased more than necessary at low tide.
또한, 중력식 방파제는 하부 구조물을 해저면에 견고하게 지지하기 위하여 과도한 양의 준설 및 시설재료의 증가를 초래할 뿐만 아니라 수중공사로 인해 공사의 난이도가 매우 높은 단점이 있다.In addition, the gravity type breakwater not only causes an excessive amount of dredging and an increase in materials for supporting the lower structure to be firmly supported on the sea floor, but also has a disadvantage that the construction is very difficult due to underwater construction.
한편, 이러한 중력식 방파제의 문제점을 해결하기 위하여 해수면에 부유본체를 띄우고 이를 체인이나 케이블을 매개로 해저면에 고정함으로써 외해로부터 내해측으로 밀려오는 파랑을 반사시키거나 소멸시키는 부유식 방파제가 개발되었다.In order to solve the problem of gravity type breakwaters, a float type breakwater has been developed which reflects or extinguishes the wave coming from the outer sea to the inner sea side by floating the floating body on the sea surface and fixing it on the sea floor via a chain or a cable.
이러한 부유식 방파제는 수심이 깊고, 조석간만의 차가 심하며, 지반이 연약하여 방파제 설치가 난해한 곳에 저렴한 비용으로 단기간에 설치할 수 있으며, 항내의 수질오염을 방지할 수 있다는 장점이 있다.Such float breakwater has a deep water depth, a large difference in tidal range, a weak ground, and can be installed at a low cost in a short period of time where the installation of breakwaters is difficult, and the water pollution of the port can be prevented.
그런데 부유식 방파제는 중력식 방파제와 달리 해수면에 부유상태로 떠있기 때문에 파랑에 의한 관성의 영향을 많이 받으며 그로 인해 해상 위의 일정한 위치에 계류하기 어렵다는 문제점이 있다.However, floating breakwaters are floating due to sea surface, unlike gravity type breakwaters. Therefore, they are affected by inertia due to wave, which makes it difficult to moor at a certain position on the sea.
이러한 문제를 해결하기 위하여 부유식 방파제를 계류선을 이용하여 해저면에 고정시키는 방법이 이용되기도 하지만, 이와 같은 부유식 방파제는 계류선을 해저면에 고정하기 위한 별도의 수중공사가 필요하게 되는 문제점이 있다.In order to solve such a problem, a floating breakwater is fixed on the sea floor using a mooring line. However, such a floating breakwater has a problem that separate underwater construction is required to fix the mooring line to the sea floor .
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 수중공사의 필요없이 부유식 방파제를 설정된 위치의 해상에 계류시키며 안정적으로 파랑에너지를 감소시킬 수 있는 부유식 방파제, 부유식 방파제 구조물, 및 부유식 방파제의 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a floating breakwater, a floating breakwater structure, and a floating structure capable of stably floating the floating breakwater at a predetermined position, And to provide a control method of the breakwater.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 방파제는, 해상에 부유하며 파랑에너지를 상쇄하는 부유식 방파제에 있어서, 내부에 부유공간이 형성되어 부력을 유지하는 부력유지부; 부력유지부의 하단에 설치되며, 무게중심을 설정된 방향으로 유지하는 무게중심유지부; 부력유지부의 상단에 설치되며 진입되는 파도의 에너지를 감소시키는 적어도 하나의 소파블록; 소파블록의 현재위치를 측정하는 위치측정부; 무게중심유지부를 설정된 방향으로 추진하는 추진부; 및 소파블록에 대한 기준위치를 저장하며, 저장된 기준위치와 위치측정부에 의해 측정되는 현재위치의 차이에 기초하여 추진부의 추진력을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a floating breakwater floating on the sea and canceling wave energy, the floating breakwater comprising: a buoyancy maintaining unit for holding a buoyancy by forming a floating space therein; A center-of-gravity holding part installed at a lower end of the buoyancy holding part and holding the center of gravity in a predetermined direction; At least one sofa block installed at the top of the buoyancy holding portion and reducing the energy of the incoming wave; A position measuring unit for measuring a current position of the sofa block; A pushing portion for pushing the center of gravity holding portion in a predetermined direction; And a control unit for storing the reference position for the sofa block and controlling the thrust of the propulsion unit based on the difference between the stored reference position and the current position measured by the position measuring unit.
여기서, 무게중심유지부는, 수직선에 대한 기울어진 각도 및 각속도를 검출하는 기울기검출부; 축을 중심으로 회전력을 발생시키는 회전력발생부; 및 회전력발생부에 의해 발생되는 회전력에 의해 축을 중심으로 회전하는 회전원판;을 포함할 수 있다. 이 경우, 제어부는 기울기검출부에 의해 검출되는 각도 및 각속도에 기초하여 회전력발생부의 회전력 및 회전방향을 제어한다.Here, the center-of-gravity holding unit may include: a tilt detecting unit that detects a tilted angle and an angular velocity with respect to a vertical line; A rotational force generating unit for generating a rotational force about an axis; And a rotating disk rotating about an axis by a rotational force generated by the rotational force generating unit. In this case, the control unit controls the rotational force and the rotational direction of the rotational force generating unit based on the angle and the angular velocity detected by the tilt detecting unit.
또한, 무게중심유지부는 복수로 나란하게 설치되며, 제어부는 각각의 회전력발생부의 회전력 및 회전방향을 독립적으로 제어할 수 있다.In addition, a plurality of center-of-gravity holding portions are provided in parallel, and the control portion can independently control the rotational force and the rotational direction of each rotational force generating portion.
또한, 추진부는 복수로 나란하게 설치되며, 제어부는 각각의 추진부의 추진력을 독립적으로 제어할 수도 있다.In addition, a plurality of the propulsion units may be arranged side by side, and the control unit may independently control the propulsion of each propulsion unit.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 방파제는, 해상에 부유하며 파랑에너지를 상쇄하는 부유식 방파제에 있어서, 무게중심을 설정된 방향으로 유지하는 무게중심유지부; 무게중심유지부의 상단에 적층되며, 내부의 밀폐된 공간에 공기를 포함하고, 진입되는 파도의 에너지를 감소시키는 적어도 하나의 소파블록; 소파블록의 현재위치를 측정하는 위치측정부; 무게중심유지부를 설정된 방향으로 추진하는 추진부; 및 소파블록에 대한 기준위치를 저장하며, 저장된 기준위치와 위치측정부에 의해 측정되는 현재위치의 차이에 기초하여 추진부의 추진력을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a floating breakwater floating on the sea and canceling wave energy, the floating breakwater comprising: a center-of-gravity holding unit for holding a center of gravity in a predetermined direction; At least one sofa block stacked on top of the center-of-gravity holding portion and containing air in the enclosed space therein and reducing the energy of the incoming waves; A position measuring unit for measuring a current position of the sofa block; A pushing portion for pushing the center of gravity holding portion in a predetermined direction; And a control unit for storing the reference position for the sofa block and controlling the thrust of the propulsion unit based on the difference between the stored reference position and the current position measured by the position measuring unit.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 부유식 방파제 구조물은 전술한 부유식 방파제를 복수로 측면을 연결하여 형성된다.In order to accomplish the above object, a floating breakwater structure according to an embodiment of the present invention is formed by connecting a plurality of the floating breakwaters described above to the side surfaces.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 부유식 방파제의 제어방법은, 부력유지부의 상단에 설치된 소파블록의 기준위치를 저장하는 단계; 소파블록의 현재위치를 측정하는 단계; 및 기준위치 저장단계에 의해 저장된 기준위치와 현재위치 측정단계에 의해 측정되는 현재위치의 차이에 기초하여 소파블록을 추진하여 이동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a floating breakwater, including: storing a reference position of a sofa block installed at an upper end of a buoyancy holding unit; Measuring a current position of the sofa block; And moving the sofa block based on the difference between the reference position stored by the reference position storing step and the current position measured by the current position measuring step.
전술한 방파제의 제어방법은, 수직선에 대해 부유식 방파제의 기울어진 각도 및 각속도를 검출하는 단계; 검출단계에 의해 검출되는 각도 및 각속도에 기초하여 자이로시스템의 회전력 및 회전방향을 제어하는 단계; 및 제어단계에 의해 제어되는 회전력 및 회전방향에 따라 회전원판을 회전시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.The above-described method of controlling a breakwater includes the steps of: detecting a tilt angle and an angular velocity of a floating breakwater with respect to a vertical line; Controlling a rotational force and a rotational direction of the gyro system based on an angle and an angular velocity detected by the detecting step; And rotating the rotating disk according to a rotating force and a rotating direction controlled by the controlling step.
여기서, 제어단계는 나란하게 설치된 복수의 자이로시스템에 대하여 각각을 독립적으로 제어할 수 있다.Here, the control step can independently control each of the plurality of gyro systems installed in parallel.
또한, 소파블록을 이동시키는 단계는, 소파블록의 하단에 나란하게 설치된 복수의 추진체에 대하여 각각의 추진력을 독립적으로 제어할 수 있다.In addition, the step of moving the sofa block may independently control the respective thrust for a plurality of propellants provided in parallel to the lower end of the sofa block.
본 발명에 따르면, 계류선을 해저면에 고정하기 위한 수중공사를 할 필요가 없으며, 부유식 방파제를 설정된 위치의 해상에 계류시키며 안정적으로 파랑에너지를 감소시킬 수 있게 된다.According to the present invention, it is not necessary to underwater work for fixing the mooring line to the sea floor, and the floating breakwater can be moored at the predetermined position and the wave energy can be stably reduced.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 방파제를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 무게중심유지부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 파랑에너지에 대한 무게중심유지부의 복원력을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 복수의 무게중심유지부에 의한 부유식 방파제의 복원을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5는 복수의 추진부에 의한 부유식 방파제의 추진을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 방파제를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유식 방파제를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 부유식 방파제 구조물을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 부유식 방파제의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a schematic view of a floating breakwater according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a view schematically showing the configuration of the center-of-gravity holding portion shown in Fig.
3 is a view for explaining the restoring force of the center-of-gravity holding part with respect to the wave energy.
4 is a view for explaining restoration of floating breakwaters by a plurality of center-of-gravity holding portions.
5 is a view for explaining the propulsion of floating breakwaters by a plurality of pushing parts.
6 is a schematic view of a floating breakwater according to another embodiment of the present invention.
7 is a schematic view of a floating breakwater according to another embodiment of the present invention.
8 is a schematic view of a floating breakwater structure according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a method of controlling a floating breakwater according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 부유식 방파제, 부유식 방파제 구조물, 및 부유식 방파제의 제어방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of controlling a floating breakwater, a floating breakwater structure, and a floating breakwater according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부유식 방파제를 개략적으로 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 부유식 방파제(100)는 해상에 부유하며 파랑에너지를 상쇄시켜 내해 측으로 전달되는 파랑에너지를 최소화한다.1 is a schematic view of a floating breakwater according to an embodiment of the present invention. The
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 부유식 방파제(100)는 부력유지부(110), 무게중심유지부(120), 소파블록(130), 위치측정부(140), 추진부(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다.1, a floating
부력유지부(110)는 내부에 부유공간이 형성되어 부유식 방파제(100)의 부력을 유지한다. 이때, 부력유지부(110)는 철, 콘크리트 등의 재질로 이루어질 수 있으며, 내부에 공기가 포함되도록 단부를 막아 부유식 방파제가 해상에 뜰 수 있도록 한다. 부력유지부(110)의 형상은 도시된 형태에 한정되지 않으며, 다양한 형태로 이루어질 수 있다.The
무게중심유지부(120)는 부력유지부(110)의 하단에 설치되며, 부유식 방파제(100)의 무게중심을 수직 하방으로 유지시킨다. 이때, 무게중심유지부(120)는 파랑에너지에 의해 부유식 방파제(100)가 기울어지더라도 오똑이와 같이 부유식 방파제(100)를 똑바로 세우는 역할을 한다.The center of
도 2는 도 1에 나타낸 무게중심유지부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 무게중심유지부(120)는 기울기검출부(122), 회전력발생부(124) 및 회전원판(126)을 포함할 수 있다.Fig. 2 is a view schematically showing the configuration of the center-of-gravity holding portion shown in Fig. 2, the center-of-
기울기검출부(122)는 중력방향에 대해 부유식 방파제(100)가 기울어진 각도 및 각속도를 검출한다. 이때, 기울기검출부(122)는 자이로스코프 센서, 지자기 센서 등으로 이루어질 수 있다. The
회전력발생부(124)는 축을 중심으로 회전력을 발생시킨다. 이때, 회전력발생부(124)는 발생되는 회전력을 다양한 세기로 조절할 수 있도록 구현되는 것이 바람직하다. 여기서, 축은 무게중심유지부(120)의 내부에 부유식 방파제(100)의 수직방향으로 설치된다.The rotational
회전원판(126)는 원판으로 이루어지며, 회전력발생부(124)의 회전축에 그 중심이 고정된다. 이를 통해, 회전원판(126)은 회전력발생부(124)에 의해 발생되는 회전력을 전달받아 회전축을 중심으로 회전할 수 있다.The rotating
회전력발생부(124) 및 회전원판(126)으로 이루어진 구성을 '자이로시스템'이라고 한다.The configuration including the rotational
소파블록(130)은 부력유지부(110)의 상단에 적어도 하나가 설치되며, 진입되는 파도의 에너지를 감소시킨다. 이때, 소파블록(130)은 도 1에 도시한 바와 같이, 상판, 하판 및 기둥의 단위블록의 형태로 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 그 외의 공개된 다양한 형태의 소파블록으로 이루어질 수도 있다.At least one of the
위치측정부(140)는 소파블록(130)의 현재위치를 측정한다. 이때, 위치측정부(140)는 위성으로부터 GPS(Global Positioning System) 신호를 수신하는 GPS수신기로 이루어질 수 있다.The
추진부(150)는 무게중심유지부(120)를 설정된 방향으로 추진하여 이동시킨다. 이때, 추진부(150)는 도 1에 도시한 바와 같이 스크루(screw)의 형태로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 무게중심유지부(120)를 설정된 방향으로 추진할 수 있는 것이면 어떠한 형태라도 무방하다.The pushing
제어부(160)는 소파블록(130)에 대한 기준위치를 저장하며, 저장된 기준위치와 위치측정부(140)에 의해 측정되는 현재위치의 차이에 기초하여 추진부(150)의 추진력을 제어한다. 즉, 제어부(160)는 위치측정부(140)에 의해 측정되는 현재위치가 기준위치와 다르면, 위치측정부(140)에 의해 측정되는 현재위치가 기준위치와 동일하게 되는 방향으로 추진부(150)의 추진력을 발생시켜 부유식 방파제(100)를 이동시킨다.The
또한, 제어부(160)는 기울기검출부(122)에 의해 검출되는 부유식 방파제(100)의 기울어진 각도 및 각속도에 기초하여 회전력발생부(124)의 회전력 및 회전방향을 제어한다.The
도 3은 파랑에너지에 대한 무게중심유지부의 복원력을 설명하기 위해 도시한 도면이다.3 is a view for explaining the restoring force of the center-of-gravity holding part with respect to the wave energy.
도 3에 도시한 바와 같이 파랑에너지가 부딪혀 부유식 방파제(100)가 기울어진 경우, 제어부(160)는 기울기검출부(122)에 의해 검출되는 기울어진 각도 및 각속도에 기초하여 그에 따라 회전력발생부(124)의 회전력 및 회전방향을 제어하여 회전원판(126)을 회전시킨다. 이때, 회전원판(126)은 중력방향에 대하여 기울어진 축을 중심으로 회전하고 있기 때문에, 부유식 방파제(100)는 중력방향의 축을 중심으로 세차운동을 하게 된다. 여기서 세차운동이란, 팽이의 회전축이 연직축 둘레를 회전하는 것과 같이, 자전운동을 하고 있는 물체의 회전축이 기울어지면 어떤 부동축의 둘레를 회전하게 되는 현상을 말한다. 지구의 경우, 지구는 공전 궤도에 대해 23.5도 기울어진 자전축을 중심으로 자전을 하고 있기 때문에 자전에 의하여 지구의 자전축은 반시계방향으로 황극축을 따라 세차운동을 하게 되며, 그 세차운동의 회전주기는 약 25,800년이다. 따라서 북극의 위치는 바뀌게 되며 약 12,900년이 지나면 북극의 위치는 대략 직녀성 근처가 될 것이다.
이때, 자전운동을 하고 있는 물체의 회전축이 중력방향에 대해 기울어지는 경우, 중력으로 인한 토크(torque)는 회전원판(126)의 상단 평면상에서 기울어진 쪽으로 넘어지게 작용한다. 이에 대하여 세차운동의 방향으로 회전하는 회전력은 물체의 회전축을 부동축의 방향으로 똑바로 세우려는 토크를 유발한다. 물체의 회전력을 세차운동의 방향으로 가속화시키면 물체의 회전축을 부동축의 방향으로 똑바로 세우려는 토크는 더욱 커지며, 유발되는 토크가 중력으로 인한 토크보다 커지는 순간부터 물체의 회전축은 부동축의 방향으로 똑바로 세워지게 된다. 이와 같은 원리는 팽이의 회전력이 떨어져 쓰러지려 할 때 팽이의 회전력을 세차운동의 방향으로 가속화시켜 팽이를 똑바로 세우는 원리와 같다.3, when the floating
At this time, when the rotational axis of the rotating body is inclined with respect to the gravity direction, the torque due to the gravity acts to fall on the inclined side on the upper plane of the rotating
한편, 부유식 방파제(100)는 도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 무게중심유지부(120)를 포함할 수 있다. 이때, 각각의 무게중심유지부(120)는 나란하게 설치되며, 제어부(160)는 각각의 무게중심유지부(120)에 대응하는 회전력발생부(124)의 회전방향 및 회전력을 독립적으로 제어하는 것이 바람직하다. Meanwhile, the floating
부유식 방파제(100)에 부딪히는 파랑에너지는 도 4에 도시한 바와 같이 좌측 및 우측의 각각의 세기가 다를 수 있으며 그에 따라 부유식 방파제(100)는 뒤틀린 상태로 기울어질 수 있다. 이 경우, 제어부(160)는 각각의 무게중심유지부(120)의 기울기검출부(122)에 의해 검출되는 기울어진 각도 및 각속도에 기초하여 회전력발생부(124)의 회전력 및 회전방향을 각각 제어함으로써 부유식 방파제(100)를 정상적으로 바로 세울 수 있게 된다.As shown in FIG. 4, the left and right intensities of the wave energy impinging on the floating
또한, 부유식 방파제(100)는 도 5에 도시한 바와 같이, 복수의 추진부(150)를 포함할 수 있다. 이때, 각각의 추진부(150)는 동일한 방향으로 나란하게 설치되며, 제어부(160)는 각각의 추진부(150)의 추진력을 독립적으로 제어하는 것이 바람직하다. Also, the floating
부유식 방파제(100)에 부딪히는 파랑에너지의 좌측 및 우측의 세기가 각각 다른 경우, 부유식 방파제(100)는 비스듬하게 회전하여 뒤쪽으로 밀릴 수 있다. 이 경우, 제어부(160)는 각각의 추진부(150)의 추진력을 다르게 제어하여 부유식 방파제(100)를 기준방향으로 똑바로 회전시키면서 기준위치로 이동시킬 수 있다.When the left and right intensities of the wave energy impinging on the floating
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 방파제를 개략적으로 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 부유식 방파제의 구조는 도 1에 나타낸 부유식 방파제의 구조와 동일하며, 따라서 동일한 참조번호를 부여하였다.6 is a schematic view of a floating breakwater according to another embodiment of the present invention. The structure of the floating breakwater according to the embodiment of the present invention is the same as the structure of the floating breakwater shown in FIG. 1, and therefore, the same reference numerals are given thereto.
다만, 도 1에 나타낸 부유식 방파제(100)는 부력유지부(110)의 상단에 적층되는 소파블록(130)이 해수면의 위로 모두 노출되도록 구현되지만, 도 6에 나타낸 부유식 방파제는 소파블록 층들의 일부가 해수면의 아래로 잠기도록 구현된다. 이와 같은 형태는 부력유지부(110)에 의해 유지되는 부력을 조절함으로써 구현될 수 있다. 또한, 부유식 방파제(100)는 부력유지부(110)에 의해 유지되는 부력을 조절하는 부력조절부(도시하지 않음)를 구비하며, 부유식 방파제(100)가 설치되는 위치의 상황에 따라 부력유지부(110)의 부력을 조절하도록 구현될 수도 있다.The
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유식 방파제를 개략적으로 도시한 도면이다. 7 is a schematic view of a floating breakwater according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 부유식 방파제(200)는 무게중심유지부(220), 소파블록(230), 위치측정부(240), 추진부(250) 및 제어부(260)를 포함할 수 있다. 여기서, 무게중심유지부(220), 위치측정부(240), 추진부(250) 및 제어부(260)의 기능 및 구성은 도 1에 도시한 무게중심유지부(120), 위치측정부(140), 추진부(150) 및 제어부(160)의 기능 및 구성과 동일 또는 유사하므로, 그 상세한 설명을 생략한다.7, a floating
즉, 본 발명의 실시예에 따른 부유식 방파제(200)는 도 1에 나타낸 부유식 방파제(100)에 비하여 부력유지부(110)가 제거된다. 이 경우, 부유식 방파제(200)는 적어도 하나의 소파블록(230)을 내부가 비어 있는 밀폐된 공간을 구비한 형태로 구현하며, 그 재질은 철, 합섬, 콘크리트 등으로 이루어지고, 이와 같은 소파블록(230)을 무게중심유지부(120) 위에 복수로 적층함으로써 구현될 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 부유식 방파제(200)는 소파블록(230)의 부력에 의해 해상에 뜰 수 있다.That is, in the floating
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 부유식 방파제 구조물을 개략적으로 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 부유식 방파제 구조물은 전술한 부유식 방파제(100)의 측면을 연결하여 이루어질 수 있다. 이때, 부유식 방파제 구조물은 설치되는 위치의 환경에 따라 도 8에 도시한 바와 같이 곡면의 형태로 연결될 수도 있다. 도 8에는 도 1 또는 도 6에 나타낸 부유식 방파제(100)를 복수로 연결하는 것으로 연결하는 것으로 도시하였으나, 도 7에 나타낸 부유식 방파제(200)를 복수로 연결하거나 각각의 부유식 방파제(100 또는 200)를 서로 혼합하여 연결할 수 있음은 물론이다.8 is a schematic view of a floating breakwater structure according to an embodiment of the present invention. The floating breakwater structure according to the embodiment of the present invention may be constructed by connecting the side surfaces of the floating
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 부유식 방파제의 제어방법을 나타낸 흐름도이다. 본 발명의 실시예에 따른 부유식 방파제의 제어방법은 도 1 내지 도 8에 나타낸 부유식 방파제(100)에 의해 수행될 수 있다.9 is a flowchart illustrating a method of controlling a floating breakwater according to an embodiment of the present invention. The method of controlling the floating breakwaters according to the embodiment of the present invention can be performed by the floating
도 1 내지 도 9를 참조하면, 부유식 방파제(100)는 부력유지부(110)의 상단에 설치된 소파블록(130)의 기준위치를 저장한다(S110).1 to 9, the floating
또한, 부유식 방파제(100)는 부유식 방파제(100)의 수직선에 대해 기울어진 각도 및 각속도를 검출한다(S120).The floating
부유식 방파제(100)는 검출되는 각도 및 각속도에 기초하여 자이로시스템의 회전력 및 회전방향을 제어하며(S130), 회전원판(126)을 회전시켜 부유식 방파제(100)를 똑바로 세워진 상태로 유지한다(S140).The
한편, 부유식 방파제(100)는 설정된 주기로 소파블록(130)의 현재의 위치를 측정한다(S120). 이때, 부유식 방파제(100)는 소파블록(130)의 기준위치와 측정되는 현재의 위치를 비교하며, 비교되는 결과에 따라 기준위치의 방향으로 부유식 방파제(100)가 이동하도록 추진부(150)의 추진력을 제어한다(S160).Meanwhile, the floating
이를 통해, 파랑에너지에 의해 부유식 방파제(100)가 밀리더라도 부유식 방파제(100)는 설정된 기준위치의 방향으로 이동함으로써 안정적으로 파랑에너지를 상쇄시킬 수 있게 된다.Accordingly, even if the floating
100: 부유식 방파제 110: 부력유지부
120: 무게중심유지부 122: 기울기검출부
124: 회전력발생부 126: 회전원판
130: 소파블록 140: 위치측정부
150: 추진부 160: 제어부100: Floating breakwater 110: Buoyancy holding part
120: center of gravity holding section 122: tilt detection section
124: rotational force generating unit 126: rotating disk
130: sofa block 140: position measuring unit
150: Propelling unit 160: Control unit
Claims (10)
내부에 부유공간이 형성되어 부력을 유지하는 부력유지부;
상기 부력유지부의 하단에 설치되며, 무게중심을 설정된 방향으로 유지하는 무게중심유지부;
상기 부력유지부의 상단에 설치되며 진입되는 파도의 에너지를 감소시키는 적어도 하나의 소파블록;
상기 소파블록의 현재위치를 측정하는 위치측정부;
상기 무게중심유지부를 설정된 방향으로 추진하는 추진부; 및
상기 소파블록에 대한 기준위치를 저장하며, 저장된 기준위치와 상기 위치측정부에 의해 측정되는 현재위치의 차이에 기초하여 상기 추진부의 추진력을 제어하는 제어부;
를 포함하며,
상기 무게중심유지부는,
중력방향에 대한 상기 부유식 방파제의 기울어진 각도 및 각속도를 검출하는 기울기검출부;
내부에 상기 부유식 방파제의 수직방향으로 설치된 축에 회전력을 발생시키는 회전력발생부; 및
상기 회전력발생부에 의해 발생되는 회전력에 의해 상기 축을 중심으로 회전하는 회전원판;
을 포함하고,
상기 무게중심유지부는 복수로 나란하게 설치되며,
상기 제어부는 각각의 상기 무게중심유지부의 기울기검출부에 의해 측정되는 각도 및 각속도에 기초하여, 각각의 상기 무게중심유지부에 대응하는 회전력발생부의 회전력 및 회전방향을 독립적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 부유식 방파제.In float breakwaters floating in the ocean and offsetting the wave energy,
A buoyancy holding part formed inside the buoyant space to maintain buoyancy;
A center-of-gravity holding unit installed at a lower end of the buoyancy holding unit and holding the center of gravity in a predetermined direction;
At least one sofa block installed at an upper end of the buoyancy holding portion and reducing the energy of an incoming wave;
A position measuring unit for measuring a current position of the sofa block;
A propelling unit for propelling the center-of-gravity holding unit in a predetermined direction; And
A controller for storing a reference position for the sofa block and controlling the propulsion of the propulsion unit based on a difference between a stored reference position and a current position measured by the position measurement unit;
/ RTI >
The center-
A tilt detector for detecting tilted angles and angular velocities of the floating breakwaters with respect to gravity directions;
A rotating force generating unit generating a rotating force in a shaft installed in a vertical direction of the floating breakwater in the inside; And
A rotating disk rotating about the axis by a rotating force generated by the rotating force generating unit;
/ RTI >
Wherein the center-of-gravity holding portions are arranged in parallel,
Wherein the control unit independently controls the rotational force and the rotational direction of the rotational force generating unit corresponding to each of the center-of-gravity holding units based on an angle and an angular velocity measured by the tilt detecting unit of each of the center- Breakwater.
상기 추진부는 복수로 나란하게 설치되며, 상기 제어부는 각각의 상기 추진부의 추진력을 독립적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 부유식 방파제.The method according to claim 1,
Wherein the propulsion units are installed in parallel to each other, and the control unit independently controls the propulsive force of each of the propulsion units.
무게중심을 설정된 방향으로 유지하는 무게중심유지부;
상기 무게중심유지부의 상단에 적층되며, 내부의 밀폐된 공간에 공기를 포함하고, 진입되는 파도의 에너지를 감소시키는 적어도 하나의 소파블록;
상기 소파블록의 현재위치를 측정하는 위치측정부;
상기 무게중심유지부를 설정된 방향으로 추진하는 추진부; 및
상기 소파블록에 대한 기준위치를 저장하며, 저장된 기준위치와 상기 위치측정부에 의해 측정되는 현재위치의 차이에 기초하여 상기 추진부의 추진력을 제어하는 제어부;
를 포함하며,
상기 무게중심유지부는,
중력방향에 대한 상기 부유식 방파제의 기울어진 각도 및 각속도를 검출하는 기울기검출부;
내부에 상기 부유식 방파제의 수직방향으로 설치된 축에 회전력을 발생시키는 회전력발생부; 및
상기 회전력발생부에 의해 발생되는 회전력에 의해 상기 축을 중심으로 회전하는 회전원판;
을 포함하고,
상기 무게중심유지부는 복수로 나란하게 설치되며,
상기 제어부는 각각의 상기 무게중심유지부의 기울기검출부에 의해 측정되는 각도 및 각속도에 기초하여, 각각의 상기 무게중심유지부에 대응하는 회전력발생부의 회전력 및 회전방향을 독립적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 부유식 방파제.In float breakwaters floating in the ocean and offsetting the wave energy,
A center of gravity holding unit for holding the center of gravity in a predetermined direction;
At least one sofa block stacked on top of the center-of-gravity holding portion and containing air in an enclosed space therein to reduce the energy of an incoming wave;
A position measuring unit for measuring a current position of the sofa block;
A propelling unit for propelling the center-of-gravity holding unit in a predetermined direction; And
A controller for storing a reference position for the sofa block and controlling the propulsion of the propulsion unit based on a difference between a stored reference position and a current position measured by the position measurement unit;
/ RTI >
The center-
A tilt detector for detecting tilted angles and angular velocities of the floating breakwaters with respect to gravity directions;
A rotating force generating unit generating a rotating force in a shaft installed in a vertical direction of the floating breakwater in the inside; And
A rotating disk rotating about the axis by a rotating force generated by the rotating force generating unit;
/ RTI >
Wherein the center-of-gravity holding portions are arranged in parallel,
Wherein the control unit independently controls the rotational force and the rotational direction of the rotational force generating unit corresponding to each of the center-of-gravity holding units based on an angle and an angular velocity measured by the tilt detecting unit of each of the center- Breakwater.
부력유지부의 상단에 설치된 소파블록의 기준위치를 저장하는 단계;
상기 부유식 방파제의 하단에 나란하게 설치된 복수의 무게중심유지부에 대응하여, 각각의 상기 무게중심유지부의 중력방향에 대한 기울어진 각도 및 각속도를 검출하는 단계;
상기 검출단계에 의해 검출되는 각도 및 각속도에 기초하여 각각의 무게중심유지부에 대응하는 회전력발생부의 회전력 및 회전방향을 독립적으로 제어하는 단계; 및
상기 제어단계에 의해 제어되는 상기 회전력발생부의 회전력 및 회전방향에 따라 그에 대응하는 축을 중심으로 회전하는 회전원판을 회전시키는 단계;
상기 소파블록의 현재위치를 측정하는 단계; 및
상기 기준위치 저장단계에 의해 저장된 기준위치와 상기 현재위치 측정단계에 의해 측정되는 현재위치의 차이에 기초하여 상기 소파블록을 추진하여 이동시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 방파제의 제어방법.A floating breakwater control method performed by the float breakwater of any one of claims 1, 4, and 5,
Storing a reference position of a sofa block installed at an upper end of the buoyancy holding portion;
Detecting a tilted angle and an angular velocity of each of the center-of-gravity holding portions with respect to a gravitational direction corresponding to a plurality of gravity center hold portions provided in parallel with a lower end of the floating breakwaters;
Independently controlling a rotational force and a rotational direction of a rotational force generating unit corresponding to each of the center-of-gravity holding units based on an angle and an angular velocity detected by the detecting step; And
Rotating a rotating disk rotating about an axis corresponding to a rotating force and a rotating direction of the rotating force generating unit controlled by the controlling step;
Measuring a current position of the sofa block; And
Moving the sofa block based on a difference between a reference position stored by the reference position storing step and a current position measured by the current position measuring step;
And a control device for controlling the floating breakwaters.
상기 소파블록을 이동시키는 단계는,
상기 소파블록의 하단에 나란하게 설치된 복수의 추진체에 대하여 각각의 추진력을 독립적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 부유식 방파제의 제어방법.
8. The method of claim 7,
The step of moving the sofa block comprises:
Wherein the driving force is independently controlled for a plurality of propellants arranged side by side on the lower end of the sofa block.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105040637A (en) * | 2015-04-01 | 2015-11-11 | 中交第二航务工程局有限公司 | Mounting method for flexible floating breakwater |
KR101717253B1 (en) * | 2016-10-11 | 2017-03-16 | 전병섭 | dome type artificial reef |
KR20170047892A (en) * | 2015-10-26 | 2017-05-08 | 김석문 | Floating Type Breakwater Capable of Up and Down Controlling and Control Method thereof |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08161058A (en) * | 1994-12-06 | 1996-06-21 | Toshiba Corp | Dumping device for building |
KR20110069408A (en) * | 2009-12-17 | 2011-06-23 | 삼성중공업 주식회사 | Floating type breakwater |
KR20110104670A (en) * | 2010-03-17 | 2011-09-23 | 한국과학기술원 | Apparatus and method of floating body stabilization and floating body stabilized by using thereof |
KR20120024251A (en) * | 2010-09-06 | 2012-03-14 | 대우조선해양 주식회사 | Position holding system and method for floating structure with gps database of sea |
-
2014
- 2014-02-21 KR KR1020140020001A patent/KR101451179B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08161058A (en) * | 1994-12-06 | 1996-06-21 | Toshiba Corp | Dumping device for building |
KR20110069408A (en) * | 2009-12-17 | 2011-06-23 | 삼성중공업 주식회사 | Floating type breakwater |
KR20110104670A (en) * | 2010-03-17 | 2011-09-23 | 한국과학기술원 | Apparatus and method of floating body stabilization and floating body stabilized by using thereof |
KR20120024251A (en) * | 2010-09-06 | 2012-03-14 | 대우조선해양 주식회사 | Position holding system and method for floating structure with gps database of sea |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105040637A (en) * | 2015-04-01 | 2015-11-11 | 中交第二航务工程局有限公司 | Mounting method for flexible floating breakwater |
KR20170047892A (en) * | 2015-10-26 | 2017-05-08 | 김석문 | Floating Type Breakwater Capable of Up and Down Controlling and Control Method thereof |
KR101974243B1 (en) * | 2015-10-26 | 2019-05-02 | 김석문 | Floating Type Breakwater Capable of Up and Down Controlling and Control Method thereof |
KR101717253B1 (en) * | 2016-10-11 | 2017-03-16 | 전병섭 | dome type artificial reef |
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