KR101474381B1 - 부유식 수상구조물 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강이나 호수, 바다와 같은 물 위에 부유식으로 설치하는 부유식 수상구조물 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물 위에 부유식으로 설치하게 되는 수상구조물의 사방에 윈치를 설치하고, 그 윈치에 감겨져 있는 계류줄의 외측 단부를 수상구조물 하방의 물속바닥면에 고정 설치하며, 수상구조물의 두 곳과 육상의 한 곳에 GPS수신기를 설치하고, 각각의 계류줄은 계류줄장력센서에 의해 장력이 센싱되게 함으로써, 수상구조물이 바람과 물살, 그리고 수위에 의해 위치가 이동하게 되면, GPS신호와 장력센서의 신호에 의해 수상구조물의 수평이동과 상하이동에 대응되게 해당 윈치를 동작시켜서 항상 수상구조물이 정위치를 유지할 수 있도록 하기 위한 것이다.
본 발명은 부력을 지닌 수상부유체(12)의 상부에 건축물(13)이 건조되어 물 위에 뜨는 수상구조물(11)과; 수상구조물(11)의 상측 소정위치에 간격을 두고 설치되는 2개의 수상GPS수신기(19)와; 수상구조물(11)과 근접한 육상기준국(2)에 설치되는 육상GPS수신기(3)와; 수상부유체(12)의 사방에 각각 설치되며 병렬로 연결되는 유압모터(14a)에 의해 정역방향으로 구동하는 윈치(14)와; 각각의 윈치(14)에 대응되는 물속바닥면(20)의 사방에 고정 설치되는 계류줄고정체(17)와; 각각의 윈치(14)에 감겨지면서 안내롤러(15)에 안내되어 외부로 인출되며 말단부가 각각의 계류줄고정체(17)에 개별적으로 연결되는 각각의 계류줄(16)과; 각각의 계류줄(16)과 근접한 수상부유체(12)의 소정위치에 설치되어 계류줄(16)의 장력을 감지하는 계류줄장력센서(16a)와; 육상의 육상GPS수신기(3)와 수상구조물(11)에 설치된 2개의 수상GPS수신기(19)에서 수신하는 GPS위성(4)의 송신 신호정보와, 각각의 계류줄장력센서(16a)에 감지된 신호를 연산하여 각각의 윈치(14)에 개별적으로 설치되는 유압모터(14a)를 개별적으로 제어하는 제어반(18)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

부유식 수상구조물 시스템{Floating system of a structure on the water}

본 발명은 강이나 호수, 바다와 같은 물 위에 부유식으로 설치하는 부유식 수상구조물 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물 위에 부유식으로 설치하게 되는 수상구조물의 사방에 윈치를 설치하고, 그 윈치에 감겨져 있는 계류줄의 외측 단부를 수상구조물 하방의 물속바닥면에 고정 설치하며, 수상구조물의 두 곳과 육상의 한 곳에 GPS수신기를 설치하고, 각각의 계류줄은 계류줄장력센서에 의해 장력이 센싱되게 함으로써, 수상구조물이 바람과 물살, 그리고 수위에 의해 위치가 이동하게 되면, GPS신호와 장력센서의 신호에 의해 수상구조물의 수평이동과 상하이동에 대응되게 해당 윈치를 동작시켜서 항상 수상구조물이 정위치를 유지할 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명과 대비할 수 있는 종래발명은 대한민국 특허등록 제10-1194783호(발명의 명칭 : 수상 구조물)의 발명이 존재하고 있으며, 이 종래발명은 강이나 호수의 물의 흐름 및 파도에 의해서도 그 위치를 유지할 수 있는 수상 구조물에 관한 것이다.

상기 종래발명은 부력을 갖는 재료로 제조되며, 소정 위치에 관통 개구가 형성되어 있는 플로팅 플레이트와; 플로팅 플레이트에 형성된 관통 개구를 통과하며, 한 종단은 강이나 호수 바닥에 대응하며, 또 다른 종단은 플로팅 플레이트의 상부로 돌출된 포스트부재와; 포스트의 상단부에 연결되어 외력에 의한 플로팅 플레이트의 수면 상에서의 이동을 억제하는 제 1 지지수단과; 포스트의 하단부에 연결되어 외력에 의한 플로팅 플레이트의 수면 상에서의 이동을 억제하는 제 2 지지수단을 포함한다.

상기 제 1 지지수단은 제 1 및 제 2 케이블로 이루어질 수 있고, 여기서, 제 1 케이블은 제 1 종단이 포스트부재의 상단부에 고정되며, 제 2 종단은 강의 양안 중 한 강변에 고정된다.

또한, 제 2 케이블은 제 1 종단이 포스트부재의 상단부에 고정되며, 제 2 종단은 강의 양안 중 다른 강변에 고정된다.

그리고, 제 2 지지수단은 다수의 케이블을 포함하되, 각 케이블의 제 1 종단이 포스트부재의 하단부에 고정되며, 제 2 종단은 강이나 호수의 바닥에 고정된다.

이와 같은 종래발명은 물속의 깊이나 낮으면서 강폭이 좁은 경우에만 적용이 가능하지만, 예를 들어 플로팅 플레이트가 축구경기장만큼 넓이를 가지면서 10층만큼의 높이를 가지는 건축물이 설치되는 대형의 구조물인 경우라면 현실적으로 실현이 불가능한 것이다.

그 이유는 예를 들어 건축물 10층높이만큼의 길이를 가지는 포스트부재를 강이나 호수의 바닥에 수직 설치한다고 할 때, 설치작업의 어려움은 차치하더라고 지지력의 문제가 있을 것이다.

또한, 강의 폭방향으로 케이블을 상하로 각각 횡단 설치하게 되는 경우에는 그 강을 작은 선박이나 사람이 통행할 수 없게 되는 문제가 있고, 강물을 따라 흘러내려가는 물체가 걸리게 되는 문제가 있다.

뿐만 아니라, 강폭이 수 킬로미터(km)만큼 넓을 경우에 수 킬로미터만큼 길이가 긴 케이블을 강의 상하부에 횡단 설치해야 하므로, 설치상의 어려움은 물론이고, 설치비용이 과다하게 소요되게 되는 문제가 발생하게 되는 것이다.

특허등록 제10-1194783호(발명의 명칭 : 수상 구조물)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수상구조물의 사방에 윈치를 설치하고, 그 윈치에 감겨져 있는 계류줄의 외측 단부를 수상구조물 하방의 물속바닥면에 고정 설치하며, 수상구조물의 두 곳과 육상의 한 곳에 GPS수신기를 설치하고, 각각의 계류줄은 계류줄장력센서에 의해 장력이 센싱되게 함으로써, 수상구조물이 바람과 물살, 그리고 수위에 의해 위치가 이동하게 되면, GPS신호와 장력센서의 신호에 의해 수상구조물의 수평이동과 상하이동에 대응되게 해당 윈치를 동작시켜서 항상 수상구조물이 정위치를 유지할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 부력을 지닌 수상부유체의 상부에 건축물이 건조되어 물 위에 뜨는 수상구조물과; 수상구조물의 상측 소정위치에 간격을 두고 설치되는 2개의 수상GPS수신기와; 수상구조물과 근접한 육상기준국에 설치되는 육상GPS수신기와; 수상부유체의 사방에 각각 설치되며 병렬로 연결되는 유압모터에 의해 정역방향으로 구동하는 윈치와; 각각의 윈치에 대응되는 물속바닥면의 사방에 고정 설치되는 계류줄고정체와; 각각의 윈치에 감겨지면서 안내롤러에 안내되어 외부로 인출되며 말단부가 각각의 계류줄고정체에 개별적으로 연결되는 각각의 계류줄과; 각각의 계류줄과 근접한 수상부유체의 소정위치에 설치되어 계류줄의 장력을 감지하는 계류줄장력센서와; 육상의 육상GPS수신기와 수상구조물에 설치된 2개의 수상GPS수신기에서 수신하는 GPS위성의 송신 신호정보와, 각각의 계류줄장력센서에 감지된 신호를 연산하여 각각의 윈치에 개별적으로 설치되는 유압모터를 개별적으로 제어하는 제어반을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 부유식 수상구조물 시스템은, 수상구조물의 사방에 윈치를 설치하고, 그 윈치에 감겨져 있는 계류줄의 외측 단부를 수상구조물 하방의 물속바닥면에 고정 설치하며, 수상구조물의 두 곳과 육상의 한 곳에 GPS수신기를 설치하고, 각각의 계류줄은 계류줄장력센서에 의해 장력이 센싱되게 함으로써, 수상구조물이 바람과 물살, 그리고 수위에 의해 위치가 이동하게 되면, GPS신호와 장력센서의 신호에 의해 수상구조물의 수평이동과 상하이동에 대응되게 해당 윈치를 동작시켜서 항상 수상구조물이 정위치를 유지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 부유식 수상구조물 시스템을 나타내는 설명도.
도 2는 본 발명에 따른 부유식 수상구조물 시스템을 나타내는 평면도.
도 3은 본 발명에 포함되는 윈치의 설치상태를 나타내는 단면도.
도 4는 도 2의 "A"부를 확대 도시한 측면구조도.

이하, 본 발명에 따른 부유식 수상구조물 시스템에 대하여 첨부된 도면 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 강이나 호수, 바다의 물 위에 수상구조물(11)이 떠 있게 되고, 그렇게 물 위에 떠 있는 수상구조물(11)의 사방이 물속바닥면(20)과 연결 고정되는 계류줄(16)에 의해 연결 되어 있으며, 수상구조물(11)의 상부에 2개의 수상GPS수신기(19)가 간격을 두고 설치되고, 수상구조물(11)과 근접한 육상(1)에 육상GPS수신기(3)가 고정식으로 설치되어 있다.

그리고, 각각의 계류줄(16)과 근접한 수상부유체(12)의 소정위치에는 계류줄(16)의 장력을 감지하는 계류줄장력센서(16a)가 설치된다.

상기 육상(1)의 육상기준국(2)에 설치된 육상GPS수신기(3)와 수상구조물(11)에 설치되어 있는 2개의 수상GPS수신기(19)에서 GPS위성(4)의 신호를 수신하여 얻어지는 신호와, 각각의 계류줄장력센서(16a)에 감지된 신호를 제어반(18)에 설치된 제어부에서 연산하여 수상구조물(11)이 바람이나 파도, 수심에 의해 수평방향과 상하방향으로 위치가 이동되는 경우에 각각의 윈치(14)가 계류줄(16)을 풀거나 감아서 수상구조물(11)가 물 위에서 항상 정위치를 유지할 수 있게 하는 것이다.

도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이 상기 수상구조물(11)은 부력을 지녀서 물 위에 뜨게 되는 수상부유체(12)의 상부에 건축물(13)이 건조되어 있고, 이 수상구조물(11)의 건축물(13) 상부 2개소에 수상GPS수신기(19)가 간격을 두고 각각 설치되어 있다.

그리고, 상기 수상부유체(12)의 사방에는 계류줄(16)를 풀어주거나 감는 윈치(14)가 각각 설치되고, 이 각각의 윈치(14)에는 윈치(14)를 정방향이나 역방향으로 회전시키는 유압모터(14a)가 병렬로 연결 설치되어 있다.

또한, 상기 윈치(14)로부터 풀려 나오는 계류줄(16)은 윈치(14)와 근접한 위치에 설치되는 안내롤러(15)에 의해 안내되며, 그렇게 안내되는 계류줄(16)의 말단부는 물속바닥면(20)에 고정 설치되어 있는 계류줄고정체(17)에 연결 설치된다.

이때, 상기 계류줄고정체(17)는 각각의 윈치(14)와 대응되는 사방에 각각 설치되는 것이며, 도 2에서 보는 바와 같이 윈치(14)의 숫자와 동일한 숫자로 설치되게 된다.

상기 수상구조물(11)의 소정위치에는 육상(1)의 육상기준국(2)에 설치되는 1개의 육상GPS수신기(3)와, 수상구조물(11)에 설치된 2개의 수상GPS수신기(19)에서 수신하는 GPS위성(4)의 송신 신호정보와, 계류줄(16)과 근접한 수상부유체(12)의 소정위치에 설치되어 계류줄(16)의 장력을 감지하는 계류줄장력센서(16a)에 감지된 신호를 복합적으로 연산하는 제어반(18)이 설치되게 되며, 이 제어반(18)에서 연산한 제어신호에 의해 각각의 윈치(14)에 개별적으로 설치되는 유압모터(14a)를 개별적으로 제어하게 되는 것이다.

이때, 상기 육상GPS수신기(3)은 수상구조물(11)과 근접한 위치에 육상기준국(2)을 건조한 뒤에 그 육상기준국(2)의 소정위치에 육상GPS수신기(3)를 고정식으로 설치하게 되는 것이며, 도 2에서 보는 바와 같이 육상(1)과 수상(10)에 떠 있는 수상구조물(11)의 사이에는 수상구조물(11)로 사람들이 걸어서 출입할 수 있게 하는 부교(5)가 설치된다.

도 2 및 도 4에서 보는 바와 같이 부교(5)의 단부와 수상부유체(12)의 사이 상부에는 수상부유체(12)와 부교(5) 사이의 간격으로 사람이 빠지지 않게 하는 발판(6)이 설치된다.

이때, 상기 발판(6)의 양단부에는 외측 단부가 하향 경사지는 경사커버대(7)가 각각 설치되어 경사커버대(7)의 단부가 발판(6)과 수상부유체(12)의 상면에 접촉하게 되고, 부교(5) 측의 발판(6) 하부가 부교(5)와 힌지부(8)에 의해 힌지식으로 설치되며, 수상부유체(12)의 상면과 대응되는 발판(6)의 하부에는 롤러(9)가 수상부유체(12)의 상면과 구름 접촉하게 설치되어 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명의 작용관계를 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이 수상구조물(11)이 물 위에 떠 있는 상태에서 수상구조물(11)의 사방이 계류줄(16)에 의해 묶여 있으나, 바람과 물살, 그리고 수위에 의해 수상구조물(11)은 조금씩 움직이면서 수상구조물(11)의 위치가 조금씩 이동하고 있게 된다.

이때, 수상구조물(11)의 사방을 잡고 있는 계류줄(16)은 계류줄(16)과 근접한 위치에 설치된 계류줄장력센서(16a)에 의해 어느 쪽은 느슨해지고 또 다른 어느 쪽은 팽팽한 상태가 되는 것이 감지되게 된다.

이와 같이 수상구조물(11)이 물 위에서 움직이는 상황이 GPS위성(4)과 각각의 GPS수신기(3,19)의 상호 송수신호에 의해 수상구조물(11)이 움직이는 신호가 포착되게 된다.

이와 같이 감지되는 GPS신호와 장력센서의 신호는 수상구조물(11)의 내부에 설치되어 있는 제어반(18)에서 그들의 신호를 통합적으로 연산 제어하여 느슨해진 계류줄(16)은 감고, 팽팽해지는 계류줄(16)는 풀어줘서 수상구조물(11)가 항상 수상구조물(11)이 정위치를 유지할 수 있게 한다.

상기와 같이 수상구조물(11)이 움직이는 것을 감지하고 제어하는 GPS신호는 상공에 떠 있는 GPS위성(4)과 육상 및 수상에 설치된 GPS수신기(3,19)와의 상호 송수신에 의해 움직임이 감지되기 때문에, GPS신호에 의한 감지는 수상구조물(11)이 수평방향으로 움직이는 것을 감지하게 된다.

그리고, 계류줄장력센서(16a)에 의한 수상구조물(11)의 움직임을 감지하는 것은 도 1에서 보는 바와 같이 물 위에 떠있는 수상구조물(11)과 물속바닥면(20)에 고정 설치된 계류줄고정체(17) 사이에 상하방향으로 연결되는 계류줄(16)이 이완과 긴장을 하기 때문에, 장력센서에 의한 감지는 수상구조물(11)이 상하로 움직이는 것, 보다 정확하게는 계류줄(16)가 상하로 출렁이면서 수상구조물(11)이 상하로 움직이는 것을 감지하게 되는 것이다.

이와 같이 GPS신호는 수상구조물(11)이 수평방향으로 움직이는 것을 감지하고, 장력센서의 신호는 수상구조물(11)이 상하로 움직이는 것을 감지하면서 그렇게 입력된 정보신호가 제어반(18)에서 통합적으로 연산되어 느슨해진 계류줄(16)은 감고, 팽팽하지는 계류줄(16)은 풀어주도록 윈치(14)에 설치되어 있는 유압모터(14a)를 제어하게 되는 것이다.

위와 같이 제어반(18)로부터 유압모터(14a)에 신호가 전달되게 되면, 그렇게 전달되는 신호에 따라 유압모터(14a)가 구동하게 되게 되고, 전달받은 신호에 따라 정방향이나 역방향으로 회전하는 유압모터(14a)의 구동력에 의해 윈치(14)가 회전하게 된다.

이렇게 윈치(14)가 회전하는 것에 의해 계류줄(16)가 감기거나 풀릴 때, 그 계류줄(16)의 하단부는 물속에 고정 설치된 계류줄고정체(17)에 고정되어 있기 때문에 계류줄(16)이 감기거나 풀리는 방향에 따라 정위치를 벗어나던 수상구조물(11)이 정위치도 오게 되는 것이다.

수상구조물(11)이 정위치에 있어야 하는 것은 도 2 및 도 4에서 보는 바와 같이 육상(1)과 물 위에 떠 있는 수상구조물(11)의 사이에는 사람들이 수상구조물(11)로 출입하는데 도움이 되는 부교(5)가 설치되어 있는데, 수상구조물(11)이 정위치를 벗어나게 되면 사람들이 수상구조물(11)로의 출입이 불가능해질 뿐만 아니라, 부교(5)의 단부와 수상부유체(12)의 외측 단부가 충돌하면서 안전사고를 발생시킬 수 있기 때문이다.

그리고, 도 2에서 보는 바와 같이 수상구조물(11)의 상부에 간격을 두고 설치되는 2개의 수상GPS수신기(19)와, 육상(1)의 육상기준국(2)에 고정식으로 설치되는 육상GPS수신기(3)가 삼각형태로 배치되어 있는 것은, 수상구조물(11)가 회전하지 않고 제자리를 유지할 수 있게 하기 위한 것이다.

이와 같이 본 발명에 의한 부유식 수상구조물 시스템을 가동시키면서 기간이 경과하여 각각의 윈치(14)를 구동시키는 유압모터(14a)에 고장이 발생하게 되며, 상기 유압모터(14a)가 윈치(14)에 병열로 연결되어서 어느 하나의 유압모터(14a)가 고장 나더라도 또 다른 유압모터(14a)가 동작하여 본 발명에 의한 부유식 수상구조물 시스템은 항상 정상적으로 동작되어 항상 정위치를 유지할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 도 2 및 도 4에서 보는 바와 같이 부교(5)와 수상구조물(11)의 수상부유체(12)는 소정의 간격을 두고 있으며, 그 사이의 상측에 발판(6)이 설치되어서 사람들이 부교(5)와 발판(6)을 이용하여 수상구조물(11)로 출입을 할 수 있게 된다.

그런데, 부교(5)와 수상구조물(11)은 물 위에 떠 있는 상태이기 때문에 물살과 바람, 수위에 따라 부교(5)와 수상구조물(11)이 흔들리면서 수상구조물(11)의 수상부유체(12)와 부교(5) 사이의 간격과 높이가 반복적으로 신축되게 된다.

이때, 발판(6)의 양단부에 경사커버대(7)가 힌지식으로 하향 설치되고, 부교(5)의 발판(6)이 힌지부(8)에 힌지 설치되어서 부교(5)와 수상부유체(12)의 높이가 변하는 경우에도 발판(6)이 힌지부(8)에 의해 힌지 작용하면서 경사커버대(7)의 양측 하단부는 항상 부교(5)와 수상부유체(12)의 상면에 얹혀있게 된다.

또한, 부교(5)와 수상부유체(12)간의 간격이 신축되는 경우에는 발판(6)의 하측에 설치된 롤러(9)가 수상부유체(12)의 상면에 구름 접촉하게 설치되어서 발판(6)의 길이범위 내에서 부교(5)와 수상부유체(12) 사이의 간격을 안정되게 덮고 있게 되는 것이다.

1 : 육상 2 : 육상기준국 3 : 육상GPS수신기
4 : GPS위성 5 : 부교 6 : 발판
7 : 경사커버대 8 : 힌지부 9 : 롤러
10 : 수상 11 : 수상구조물 12 : 수상부유체
13 : 건축물 14 : 윈치 14a : 유압모터
15 : 안내롤러 16 : 계류줄 16a : 계류줄장력센서
17 : 계류줄고정체 18 : 제어반 19 : 수상GPS수신기
20 : 물속바닥면

Claims (2)

1. 부력을 지닌 수상부유체의 상부에 건축물이 건조되어 물 위에 뜨는 수상구조물과;
   수상구조물의 상측 소정위치에 간격을 두고 설치되는 2개의 수상GPS수신기와;
   수상구조물과 근접한 육상의 육상기준국에 설치되는 육상GPS수신기와;
   수상부유체의 사방에 각각 설치되며 병렬로 연결되는 유압모터에 의해 정역방향으로 구동하는 윈치와;
   각각의 윈치에 대응되는 물속바닥면의 사방에 고정 설치되는 계류줄고정체와;
   각각의 윈치에 감겨지면서 안내롤러에 안내되어 외부로 인출되며 말단부가 각각의 계류줄고정체에 개별적으로 연결되는 각각의 계류줄과;
   각각의 계류줄과 근접한 수상부유체의 소정위치에 설치되어 계류줄의 장력을 감지하는 계류줄장력센서와;
   육상의 육상GPS수신기와 수상구조물에 설치된 2개의 수상GPS수신기에서 수신하는 GPS위성의 송신 신호정보와, 각각의 계류줄장력센서에 감지된 신호를 연산하여 각각의 윈치에 개별적으로 설치되는 유압모터를 개별적으로 제어하는 제어반을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 수상구조물 시스템.
2. 삭제

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