KR101468702B1

KR101468702B1 - 해상 유출유 추적 부이

Info

Publication number: KR101468702B1
Application number: KR1020130050394A
Authority: KR
Inventors: 이문진; 오상우; 이승현; 김혜진
Original assignee: 한국해양과학기술원
Priority date: 2013-05-06
Filing date: 2013-05-06
Publication date: 2014-12-08
Also published as: WO2014181938A1; KR20140132783A

Abstract

해상 유출유 추적 부이에 관한 것으로,
중공상의 구체; 상기 구체의 외부 둘레에 마련되는 원형의 판체; 및 상기 판체의 외부 둘레에 마련되는 원통형의 날개체;를 포함하는 기술 구성에 의해
해상 유출유와 동일한 이동속도, 이동방향으로 이동되어 해상 유출유의 이동확산을 추적하고 분포 측정을 하기에 매우 적합하게 되는 것이다.

Description

해상 유출유 추적 부이 { TRACKING BUOY FOR SPILLED OIL ON THE SEA }

본 발명은 해상 유출유 추적 부이에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해상 유출유와 함께 이동하면서 유출유의 이동확산 및 분포량에 관련한 정보를 송신하는 것에 관한 것이다.

일반적으로 해양사고로 인한 유출유는 조류, 취송류, 해류 등의 해수 유동과 바람에 의해 이동 확산되고, 이동 확산 중 해양 환경에 많은 피해를 야기하고 해안에 부착되어 해안의 생태계를 폐사시킨다.

예를 들면, 우리나라에서는 2007년 태안에서 허베이 스피리트호 유류오염사고가 발생하여 서해안 전역의 해양 생태계를 황폐화하였다.

해양오염사고 발생시 유출유의 이동확산은 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 수치적으로 예측하고 있으나 해수유동 및 바람의 예측 오차로 인해 유출유의 이동경로 및 분포량을 정확하게 예측하는 것은 현실적으로 한계가 있다.

따라서 해양사고 발생시 유출유의 신속하고 효율적인 방제 및 회수를 도모하고자 한다면 유출유의 이동확산 및 분포량을 자동으로 측정하여 송신할 수 있는 현장 모니터링 부이 시스템이 필요하다.

상기 현장 모니터링 부이 시스템의 모니터링 정보는 방제 현장에서 유출유 방제 및 회수를 위한 전략 수립에 활용될 수 있고, 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 유출유 이동 확산 수치 예측 결과의 검증 및 오차 보정에 활용될 수 있다.

상기 현장 모니터링 부이 시스템은 해상에서 유출유와 유사하게 이동될 수 있는 추적 부이, 유출유 특성을 고려하여 보다 정확하게 해상 유출유의 분포 측정이 가능한 센서, 모니터링 정보의 안정적 송수신을 위한 무선통신 네트워크, 모니터링 부이 시스템의 운영을 위한 사용자 편의 운영 프로그램을 포함한다.

도 1은 해상 유출유 추적을 위한 현장 모니터링 부이 시스템의 개념도이다.

하기의 특허문헌 1에는 유출유 이동 확산을 추적하고 유출유 존재여부를 탐지할 수 있는 시스템 기술인 해상 부이를 이용한 유출유 탐지 장치 및 시스템이 개시되어 있다.

본 발명은 특히 상기 이동확산 추적과 분포 측정을 동시에 수행할 수 있는 현장 모니터링 부이 시스템에서 사용되는 해상 유출유 추적 부이에 관계한다.

종래에 있어서 해상 유출유 추적 부이는 튜브형, 원기둥형, 판형 등의 다양한 형태의 것이 제안되었다.

상기 종래의 해상 유출유 추적 부이 중에서 원기둥형은 장비의 탑재는 용이하지만 크고 무거워서 유출유를 잘 따라가지 못하게 되는 문제가 있었다.

그리고 튜브형과 판형은 유출유를 잘 따라가기는 하지만 GPS 및 무선통신장비를 탑재하기 어려운 문제가 있었다.

한편 하기의 특허문헌 2에는 해양 관측용 표류 부이가 개시되어 있다.

특허문헌 2의 해양 관측용 표류 부이는 바다의 해수 유동에 따라 표류하면서 실시간으로 위치정보 및 기타 해양관측정보를 전송하는 것으로, 그 기능 및 역할이 본 발명이 관계하는 해상 유출유 추적 부이와 유사하다.

1. 대한민국 등록특허공보 제10-0756926호(2007년 9월 7일 공고) 2. 대한민국 등록특허공보 제10-1025931호(2011년 3월 30일 공고)

그러나, 특허문헌 2의 해양 관측용 표류 부이는 기본적인 형태가 침수되는 상반구와 대기중에 노출되는 하반구가 결합된 구형이기 때문에 표류 과정에서 그 이동 방향이 매우 불안정하게 된다.

따라서 해상 유출유와 같은 경로로 이동하면서 해상 유출유의 이동확산을 추적하고 분포 측정을 하기에는 적합하지 않게 된다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 해상 유출유와 같은 경로로 이동할 수 있도록 하는 해상 유출유 추적 부이를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 장비의 탑재를 용이하게 할 수 있도록 하는 해상 유출유 추적 부이를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 해상 유출유 추적 부이는 중공상의 구체; 상기 구체의 외부 둘레에 마련되는 원형의 판체; 및 상기 판체의 외부 둘레에 마련되는 원통형의 날개체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 해상 유출유 추적 부이는 상기 구체가 반구형 침수부와 그 상부의 반구형 노출부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구체의 내부에 유출유 추적을 위한 자동식별장치(AIS; Automatic Identification System)가 탑재된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구체의 횡방향 직경보다 종방향 직경이 더 크게 설정된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구체의 높이가 침수부의 상단 직경 또는 노출부의 하단 직경의 100% ~ 150%의 범위에서 설정된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 해상 유출유 추적 부이는 상기 판체가 상기 구체를 침수부와 노출부로 나누는 경계인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 판체의 직경이 침수부의 상단 직경 또는 노출부의 하단 직경의 150% ~ 200%의 범위에서 설정된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 해상 유출유 추적 부이는 상기 날개체가 판체의 상부와 하부로 돌출되고, 상,하 돌출길이가 동일한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 날개체의 높이가 침수부의 상단 직경 또는 노출부의 하단 직경(D1)의 25% ~ 50%의 범위에서 설정된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 해상 유출유 추적 부이는 상기 구체, 판체, 날개체가 별도로 제작되어 체결수단이나 조립수단에 의해 조립될 수 있다.

또한, 상기 구체, 판체, 날개체 중의 일부가 일체로 성형될 수 있다.

본 발명에 따른 해상 유출유 추적 부이의 판체에는 다수의 부력조절구멍이 형성될 수 있다.

또한 상기 날개체의 상부와 하부가 각각 안쪽으로 경사지게 형성되거나 각각 바깥쪽으로 경사지게 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 해상 유출유 추적 부이는 해상 유출유의 이동속도 및 이동방향과 거의 동일한 이동속도 및 이동방향으로 이동된다.

따라서 해상 유출유의 이동확산을 추적하고 분포 측정을 하기에 매우 적합하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 해상 유출유 추적 부이는 내부 용적의 큰 구체를 포함하므로 위치식별장치 등의 장비 탑재가 용이하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 해상 유출유 추적 부이는 제작이 간편하고, 사용과정에서 파손될 우려가 적게 된다.

도 1은 해상 유출유 추적을 위한 현장 모니터링 부이 시스템의 개념도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해상 유출유 추적 부이의 사시도,
도 3은 동 실시 예에 따른 해상 유출유 추적 부이의 평면도,
도 4는 동 실시 예에 따른 해상 유출유 추적 부이의 일부 절제 정면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 해상 유출유 추적 부이의 평면도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 해상 유출유 추적 부이의 일부 절제 정면도,
도 7은 도 6의 요부 확대도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해상 유출유 추적 부이를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해상 유출유 추적 부이의 사시도이다.

도 3은 동 실시 예에 따른 해상 유출유 추적 부이의 평면도이고, 도 4는 동 실시 예에 따른 해상 유출유 추적 부이의 일부 절제 정면도이다.

도 2 내지 및 도 4와 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해상 유출유 추적 부이(100)는 중공상의 구체(110), 판체(120), 날개체(130)를 포함한다.

중공상의 구체(110)는 반구형 침수부(111)와 그 상부의 반구형 노출부(112)로 이루어진다.

우리나라의 해상에서 해수 표면은 바람속도의 3%의 속도를 이동하고, 또한 편서풍의 영향을 받아 18° 오른쪽 편향으로 이동한다.

해수 표면의 유출유는 바람속도의 3% ~ 6%의 속도를 이동하고, 또한 편서풍의 영향을 받아 18° 오른쪽 편향으로 이동한다.

구체(110)의 반구형 침수부(111)는 해수의 영향을 받게 되고, 구체의 반구형 노출부(112)는 바람의 영향을 받게 된다.

구체(110)의 내부에는 유출유 추적을 위한 자동식별장치(200, AIS; Automatic Identification System)가 탑재된다.

구체(110)는 횡방향 직경보다 종방향 직경이 더 크게 설정하는 것이 바람직하다.

즉, 구체(110)의 상하 높이(H1×2)는 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 100% ~ 150%의 범위에서 설정하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)을 200mm로 설정한 경우 침수부(111)와 노출부(112)의 높이(H1)를 각각 150mm로 하여 구체(100)의 상하 높이를 300mm로 설정할 수 있다.

구체(110)의 침수부(111)와 노출부(112)의 높이(H1)를 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 150% 초과로 설정하면 침수부(111)와 노출부(112)가 해수의 영향과 바람의 영향을 너무 많이 받게 된다.

또한, 구체(110)의 침수부(111)와 노출부(112)의 높이(H1)를 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 100% 미만으로 설정하면 침수부(111)와 노출부(112)가 해수의 영향과 바람의 영향을 너무 적게 받게 된다.

침수부(111)와 노출부(112)가 해수의 영향과 바람의 영향을 너무 많이 받게 되거나 너무 적게 받게 되면 해상 유출유의 이동속도보다 구체(110)의 이동속도가 빨라지게 되거나 늦어지게 된다.

구체(110)의 종방향 직경을 횡방향 직경보다 더 크게 설정하면 구체(10)의 내부 용량 및 장비 탑재 공간이 확대되며, 이때 구체(110)는 공형의 완전 구체가 아닌 계란형의 유사 구체가 된다.

판체(120)는 원형으로, 구체(110)의 외부 둘레에 마련된다.

상기 판체(120)는 구체(110)를 침수부(111)와 노출부(112)로 나누는 경계의 역할을 한다.

또한, 구체(110)의 침수부(111)가 물속에 잘 가라앉도록 하는 동시에 구체(110)의 노출부(112)가 수면 위로 잘 뜨게 하는 역할을 한다.

또한 해류 또는 바람에 의한 구체(110)의 흔들림을 안정적으로 잡아주는 역할을 한다.

상기 판체(120)의 직경(D2)은 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 150% ~ 200%의 범위에서 설정하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)을 200mm로 설정한 경우 판체(120)의 직경(D2)을 400mm로 설정할 수 있다.

상기 판체(120)의 직경이 클수록 구체(110)의 흔들림을 저감할 수 있게 되지만 판체(120)의 직경(D2)을 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 200% 초과로 설정하게 되면 부력이 너무 커지게 되어 구체(110)가 유출유의 이동속도보다 빨리 이동하게 된다.

상기 판체(120)의 직경(D2)을 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 150% 미만으로 설정하게 되면 구체(110)의 흔들림을 안정적으로 잡아줄 수 없게 되고, 또한, 부력이 너무 작아지게 되어 구체(110)가 유출유의 이동속도보다 천천히 이동하게 된다.

날개체(130)는 원통형으로, 판체(120)의 외부 둘레에 마련된다.

상기 날개체(130)는 판체(120)의 상부와 하부로 돌출되고, 돌출길이는 동일하다.

상기 날개체(130)는 판체(120)와 함께 구체(110)의 흔들림을 안정화시키는 역할을 한다.

상기 날개체(130)의 침수되는 부위는 구체(110)의 침수부(111)와 마찬가지로 해수의 영향을 받게 되고, 상기 날개체(130)의 수면 위로 노출되는 부위는 구체(110)의 노출부(112)와 마찬가지로 바람의 영향을 받게 된다.

따라서 상기 날개체(130)의 높이(H2)를 적절하게 설정하는 것도 매우 중요하다.

상기 날개체(130)의 높이(H2)는 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 25% ~ 50%의 범위에서 설정하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)을 200mm로 설정한 경우 날개체(130)의 높이(H2)를 100mm로 설정할 수 있다.

상기 날개체(130)의 높이(H2)를 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 25% ~ 50%의 범위에서 설정하는 이유는 구체(110)의 침수부(111)와 노출부(112)의 높이(H1)를 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 100% ~ 150%의 범위에서 설정하는 이유와 같다.

본 발명에 따른 해상 유출유 추적 부이(100)에 있어서 구체(110), 판체(120), 날개체(130)의 재질은 특별히 한정되지 않는다.

즉, 성형이 용이하고 값이 싼 합성수지를 사용하여 제작할 수도 있으며, 내구성 및 내식성이 좋은 금속을 사용하여 제작할 수도 있다.

또한, 구체(110), 판체(120), 날개체(130)는 별도로 제작되어 체결수단이나 조립수단에 의해 조립될 수도 있고, 일체로 성형될 수도 있다.

각 부품을 일체로 성형하는 경우 구체(110)의 노출부(112) 만은 별도로 성형하고 침수부(111)에 분리 가능하게 조립하도록 하는 것이 바람직하다.

그 이유는 구체(110)의 내부에 자동식별장치(200, AIS)를 비롯한 장비를 용이하게 탑재할 수 있도록 하기 위함이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 해상 유출유 추적 부이의 평면도이다.

도 5의 다른 실시 예에 따른 해상 유출유 추적 부이(100a)는 판체(120)에 다수의 부력조절구멍(121)이 형성된 것이다.

이 다른 실시 예에 따른 해상 유출유 추적 부이(100a)는 판체(120)에 형성되는 부력조절구멍(121)의 개수, 크기, 위치에 따라 일정 범위 내에서 부력을 조절할 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 해상 유출유 추적 부이의 일부 절제 정면도이고, 도 7은 도 6의 요부 확대도이다.

도 6 및 도 7의 또 다른 실시 예에 따른 해상 유출유 추적 부이(100b)는 날개체(130)의 상부와 하부가 각각 안쪽으로 경사지도록 한 것이다.

즉, 날개체(130)의 상단 직경과 하단 직경을 중앙 직경보다 작게 설정한 것이다.

도 6 및 도 7의 또 다른 실시 예에 따른 해상 유출유 추적부이(100b)와 같이 날개체(130)의 상부와 하부를 안쪽으로 경사지게 하거나 도시하지는 않았지만 그 반대로 날개체(130)의 상부와 하부를 바깥쪽으로 경사지게 변형하면 날개체(130)에 작용하는 해류 및 바람의 영향을 좀더 작게 받도록 하거나 좀더 많이 받도록 조절할 수 있다.

한편 본 발명에 따른 해상 유출유 추적부이(100,100a,100b)는 해상의 유출유 지역에 투척된다.

해상의 유출유 지역에 투척된 해상 유출유 추적부이(100,100a,100b)는 구체(110)의 침수부(111)와 날개체(130)의 일부가 해수면 아래로 침수된다.

그리고 해상 유출유와 함께 이동하면서 구체(110)의 내부에 탑재된 자동식별장치(AIS) 등의 장비를 통해 유출유의 이동확산 추적과 분포 측정에 관련한 정보를 제어 선박이나 관제센터에 전송하게 된다.

상기 해상 유출유 추적부이(100,100a,100b)에 있어서 구체(110)의 침수부(111)와 날개체(130)의 하부는 해수에 영향을 받게 되고, 구체(110)의 노출부(112)와 날개체(130)의 상부는 바람의 영향을 받게 된다.

이는 해수면에 떠있는 해상 유출유의 하부가 해수의 영향을 받게 되고, 해상 유출유의 상부가 바람의 영향을 받게 되는 것과 같다.

따라서 해상 유출유 추적부이(100,100a,100b)는 해상 유출유와 거의 유사한 경로로 이동될 수 있게 된다.

해상 유출유 추적부이(100,100a,100b)에 있어서 판체(120)는 구체(110)가 강한 바람에도 전도되지 않고 안정적인 자세를 유지하도록 함으로써 해상 유출유 추적부이(100,100a,100b)가 유출유의 이동방향과 다른 방향으로 이동되는 것을 억제하게 된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

100, 100a, 100b : 해상 유출유 추적 부이
110 : 구체
111 : 침수부
112 : 노출부
120 : 판체
121 : 부력조절구멍
130 : 날개체

Claims

중공상의 구체(110);
상기 구체(110)의 외부 둘레에 마련되는 원형의 판체(120); 및
상기 판체(120)의 외부 둘레에 마련되는 원통형의 날개체(130);를 포함하며,
상기 날개체(130)는 판체(120)의 상부와 하부로 돌출되고, 상,하 돌출길이가 동일한 것을 특징으로 하는 해상 유출유 추적 부이.
제1항에 있어서,
상기 구체(110)는 반구형 침수부(111)와 그 상부의 반구형 노출부(112)로 이루어진 것을 특징으로 하는 해상 유출유 추적 부이.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 구체(110)의 내부에 유출유 추적을 위한 자동식별장치(200, AIS; Automatic Identification System)가 탑재된 것을 특징으로 하는 해상 유출유 추적 부이.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 구체(110)는 횡방향 직경보다 종방향 직경이 더 크게 설정된 것을 특징으로 하는 해상 유출유 추적 부이.
제4항에 있어서,
상기 구체(110)의 높이(H1×2)는 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 100% ~ 150%의 범위에서 설정된 것을 특징으로 하는 해상 유출유 추적 부이.
제2항에 있어서,
상기 판체(120)는 상기 구체(110)를 침수부(111)와 노출부(112)로 나누는 경계인 것을 특징으로 하는 해상 유출유 추적 부이.
제6항에 있어서,
상기 판체(120)의 직경(D2)은 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 150% ~ 200%의 범위에서 설정된 것을 특징으로 하는 해상 유출유 추적 부이.
삭제
제1항에 있어서,
상기 날개체(130)의 높이(H2)는 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 25% ~ 50%의 범위에서 설정된 것을 특징으로 하는 해상 유출유 추적 부이.
제1항에 있어서,
상기 구체(110), 판체(120), 날개체(130)는 별도로 제작되어 체결수단이나 조립수단에 의해 조립되는 것을 특징으로 하는 해상 유출유 추적 부이.
제1항에 있어서,
상기 구체(110), 판체(120), 날개체(130) 중의 일부가 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 해상 유출유 추적 부이.
제1항에 있어서,
상기 판체(120)에 다수의 부력조절구멍(121)이 형성된 것을 특징으로 하는 해상 유출유 추적 부이.
제1항에 있어서,
상기 날개체(130)의 상부와 하부가 각각 안쪽으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 해상 유출유 추적 부이.
제1항에 있어서,
상기 날개체(130)의 상부와 하부가 각각 바깥쪽으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 해상 유출유 추적 부이.