KR101554872B1 - 부유식 방파제 - Google Patents

Abstract

부유식 방파제에 관한 것으로,
파랑의 압력을 감쇄하는 소파부재; 상기 소파부재의 하단에 설치되어 소파부재를 부유시키는 부유부재; 상기 소파부재의 상단에 설치되어 해수를 유도하는 유도부재; 상기 유도부재에 설치되어 전기에너지를 생산하는 발전기;를 포함하는 기술 구성을 통하여
보다 안정적으로 파랑의 압력 등을 저감할 수 있게 되고, 다양한 형태의 파랑에 능동적으로 대처할 수 있게 되는 것이다.

Description

부유식 방파제 { FLOATING BREAKWATER }

본 발명은 부유식 방파제에 관한 것으로, 더 자세하게는 금속판재의 소파부재를 통해 파랑의 압력을 저감할 수 있도록 하고, 소파과정에서 생산되는 전기를 이용하여 소파부재의 부유높이를 조절할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.

일반적으로 바다에는 많은 부유식 해상구조물이 설치된다.

상기 부유식 해상구조물은 예를 들면 부유식 발전소((BMPP; Barge Mounted Power Plant)와 같이 해상에 떠있는 상태로 위치 고정된 것을 말한다.

상기 부유식 발전소(BMPP)는 복합화력발전소를 바지선 위에 제작하는 신개념 플랜트이다.

상기 부유식 해상구조물은 중간 수심의 경우 재킷 또는 파일을 통한 고정식으로 설치되고, 낮은 수심의 경우 케이슨 형식을 도입한 착저식으로 설치되는 것이 보통이다.

한편, 부유식 해상구조물 주변의 해수면은 조수, 파도, 바람 등의 환경적 요인에 따라 주기적으로 상하운동을 하게 되며, 이러한 해수면의 상하운동에 따른 파랑 하중은 부유식 해상 구조물의 안정적인 운용 및 내구성에 좋지 않은 영향을 미치게 된다.

비록 부유식 해상구조물은 계류로프나 파일 등을 통해 위치 고정되지만 상기 계류로프나 파일은 부유식 해상 구조물의 위치를 유지시키는 역할을 담당할 뿐이고 파랑 하중을 저감하지는 못한다.

부유식 해상구조물에 대한 파랑 하중을 저감하기 위해서는 부유식 해상구조물의 먼바다 쪽에 방파제나 방파시설을 마련하는 것이 좋지만 방파제나 방파시설을 건설하는 데에는 막대한 비용이 들게 된다.

이에 적은 비용으로 부유식 해상구조물에 대한 파랑 하중을 감소시키는 기술이 요구되고 있는 실정이다.

하기의 특허문헌 1에는 부유식 방파제가 개시되어 있고, 특허문헌 2에는 쇄파능력이 향상된 부유식 방파제가 개시되어 있다.

특허문헌 2의 부유식 방파제는 미리 정해진 강도 이상의 에너지 레벨을 가진 해수가 밀려오는 경우 일부의 해수가 바이패스되도록 구성한 것이고, 특허문헌 3의 쇄파능력이 향상된 부유식 방파제는 부유체의 상부에 다수의 쇄파기둥과 구조물을 설치하여 쇄파 능력을 향상시킨 것이다.

한편, 특허문헌 3에는 입사되는 파도를 소멸시키는 소파판과 자체 유동에 의한 2차 파도 발생을 억제하는 수단들을 구비하는 부유체로서 해상에 띄워져 해저의 블록 앵커에 로프로 연결되어 고정되는 부유식 방파제가 개시되어 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0139965호(2011년 12월 30일 공개) 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0070631호(2010년 6월 28일 공개) 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0053669호 (2003년 07월 02일 공개)

상기 특허문헌 1 내지 특허문헌 3의 부유식 방파제는 해수면에 부유된 상태로 파랑의 압력을 저감하는 소파기능을 수행하는 것이기는 하지만 장방형의 구조를 가지기 때문에 소파효율이 좋지 못하게 되고, 내구성이 나쁘게 되는 문제가 있었다.

또한, 특허문헌 3의 부유식 방파제의 경우 경사형 소파부재를 구비하여 소파효율이 비교적 좋지만 구조가 복잡하여 제작이 번거롭게 되는 등의 문제가 있었다.

또한, 특허문헌 1 내지 특허문헌 3을 포함하는 종래의 부유식 방파제는 파랑의 크기와 형태에 따라 부유높이를 조절할 수 없게 되어 파랑에 효과적으로 대응할 수 없게 되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 부유식 해상구조물에 작용하는 파랑의 압력 등을 저감할 수 있도록 하는 부유식 방파제를 제공하는 데에 있는 것이다.

본 발명은 그 다른 목적이 파랑의 크기나 높이, 압력에 따라 부유높이를 조절할 수 있도록 하는 것에 파랑에 능동적으로 대처할 수 있도록 하고, 자체적으로 필요한 전기에너지를 생산하도록 함으로써 유지관리비용을 절감할 수 있도록 하는 부유식 방파제를 제공하는 데에 있는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 부유식 방파제는 파랑의 압력을 감쇄하는 소파부재; 상기 소파부재의 하단에 설치되어 소파부재를 부유시키는 부유부재; 상기 소파부재의 상단에 설치되어 해수를 유도하는 유도부재; 상기 유도부재에 설치되어 전기에너지를 생산하는 발전기;를 포함하는 부유식 방파제에 있어서, 상기 부유부재를 사방이 밀폐된 복수의 중공금속관으로 구성하고, 전방에서 후방으로 갈수록 직경 및 부피가 작게 구성하되, 상기 소파부재의 전방에 파랑의 압력을 감지하는 감지센서를 설치하고, 상기 부유부재의 상부에 부유부재의 내부에 충전되는 물의 양을 조절하는 밸러스트조절유니트를 설치하여 상기 소파부재에 작용하는 파랑의 압력이 작을 경우 복수의 부유부재(120)에 물을 충전하고, 상기 소파부재에 작용하는 파랑의 압력이 클 경우 복수의 부유부재(120)에 물을 배출시켜 상기 부유부재 및 소파부재의 부유높이를 조절함으로써 일정한 파력발전이 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 부유식 방파제는 상기 소파부재가 전방의 상향경사부와 후방의 하향경사부로 이루어지며, 소파부재의 양측단부에 상향절곡부가 마련된 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 따른 부유식 방파제는 상기 유도부재는 좌우방향으로 배열되는 복수의 반원 금속파이프로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 부유식 방파제는 상기 발전기가 유도부재의 내부에 설치되는 블레이드; 블레이드를 연결하는 회전접속축; 부유부재의 상단에 설치되고, 회전접속축의 회전력을 통해 전기를 생산하는 발전기 본체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 따른 부유식 방파제는 상기 유도부재의 상단 일측에 설치되어 상기 발전기 및 밸러스트조절유니트를 제어하는 제어유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 부유식 방파제는 상기 제어유니트의 상부에 설치되어 위치를 표시할 수 있도록 하는 위치표시등;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 부유식 방파제에 의하면, 상향경사부와 하향경사부를 가지는 판상의 소파부재를 통해 보다 안정적으로 파랑의 압력 등을 저감할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 부유식 방파제에 의하면, 파랑의 크기나 형태에 맞추어 소파부재의 부유높이를 조절하여 다양한 형태의 파랑에 능동적으로 대처할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 부유식 방파제에 의하면, 소파과정에서 발전기를 통해 위치표시나 밸러스트조절, 통신, 원격제어에 필요한 전기에너지를 자체 생산할 수 있게 되므로 유지관리를 용이하게 할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 방파제의 사시도,
도 2는 동 바람직한 실시 예에 따른 부유식 방파제의 사용상태의 종단면도,
도 3은 동 바람직한 실시 예에 따른 부유식 방파제의 사용상태의 사시도,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 부유식 방파제의 사시도.

이하 본 발명에 따른 부유식 방파제를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

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

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 방파제의 사시도이고, 도 2는 동 바람직한 실시 예에 따른 부유식 방파제의 사용상태의 종단면도이고, 도 3은 동 바람직한 실시 예에 따른 부유식 방파제의 사용상태의 사시도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 방파제(100)는 소파부재(110), 부유부재(120), 유도부재(130), 발전기(140), 밸러스트조절유니트(150), 제어유니트(160), 위치표시등(170)를 포함한다.

소파부재(110)는 파랑을 감쇄하는 역할을 하는 것으로, 금속판상으로 제작된다.

상기 소파부재(110)는 전방의 상향경사부(111)와 후방의 하향경사부(112)로 이루어지며, 양측단부에 상향절곡부(113)가 마련된다.

부유부재(120)는 소파부재(110)을 해수면에 부유시킬 수 있도록 하는 것으로, 사방이 밀폐된 복수의 중공금속관으로 구성된다.

상기 부유부재(120)는 소파부재(110)의 하향경사부(112)의 하단에 고정 설치되며, 전방에서 후방으로 갈수록 직경 및 부피가 작게 구성된다.

유도부재(130)는 소파부재(110)의 상향경사부(111)를 통과하여 하향경사부(112)의 선단부로 진입한 해수를 하향경사부(112) 후방 쪽으로 유도하는 것으로, 좌우방향으로 배열되는 복수의 반원 금속파이프로 구성된다.

상기 유도부재(130)는 소파부재(110)의 하향경사부(112)의 상부면에 고정 설치된다.

발전기(140)는 상기 유도부재(130)를 통과하는 해수를 이용하여 전기에너지를 생산하기 위한 것이다.

상기 발전기(140)는 각 유도부재(130)의 내부에 설치되는 블레이드(141); 각 블레이드(141)를 연결하는 회전접속축(142); 부유부재(120)의 상단에 설치되고, 회전접속축(132)의 회전력을 통해 전기를 생산하는 발전기 본체(143);를 포함한다.

본 발명에 따른 부유식 방파제(100)에 있어서 상기 발전기(140)는 도 1 내지 도 3의 바람직한 실시 예와 같이 유도부재(120)에 전후방향으로 배열되는 복수의 회전접속축(142)을 구비할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 부유식 방파제(100)에 있어서 상기 발전기(140)는 도 4의 다른 실시 예와 같이 하나의 회전접속축(142)을 구비할 수 있다.

밸러스트조절유니트(150)는 부유부재(120)에 충전되는 물의 양을 조절하여 부유부재(120) 및 소파부재(110)의 부유높이를 조절하기 위한 것이다.

상기 밸러스트조절유니트(150)는 급배수펌프(미도시)가 내장되는 본체(151); 부유부재(120)에 접속되는 급배수관(152);을 포함한다.

제어유니트(160)는 상기 발전기(140) 및 밸러스트조절유니트(150)의 급배수밸브 등을 제어하기 위한 것으로, 상기 유도부재(130)의 상단 일측에 설치된다.

상기 제어유니트(160)의 내부에는 원격제어를 위한 통신부품 및 제어부품이 설치된다.

위치표시등(170)은 위치를 표시할 수 있도록 하는 것으로, 상기 제어유니트(160)의 상부에 설치된다.

계류와이어(180)는 부유위치를 고정할 수 있도록 하는 것으로, 부유부재(120)의 하단에 설치된다.

본 발명의 부유식 방파제(100)는 중공상의 부유부재(120)를 통해 해수면에 부유된 상태로 연안 쪽으로 작용하는 파랑의 압력을 감소시키게 된다.

즉, 본 발명의 부유식 방파제(100)는 계류와이어(180)를 통해 부유식 해상구조물 전방의 해수면에 고정 설치되며, 복수개가 좌우방향 및 전후방향으로 배열 설치된다.

상기의 설치상태에서 먼바다 쪽에서 연안쪽으로 발생하는 파랑은 소파부재(110)의 상향경사부(111)에 최초로 작용하게 되며, 상향경사부(111)에 비스듬하게 부딪히는 과정에서 압력과 크기가 현저하게 저감된다.

상기 소파부재(110)에 의해 파랑의 압력과 크기가 저감되는 소파과정에서 상향경사부(111)를 지나 하향경사부(112) 상부의 유도부재(130)로 유도되는 해수는 유도부재(130)를 지나는 동안 발전기(140)의 블레이드(141)에 작용하게 되어 블레이드(141) 및 회전접속축(142)을 회전시키게 되고, 그에 따라 발전기 본체(143)의 내부에서 전기에너지가 생산된다.

상기 소파과정에서 발전기(140)에 의해 생산된 전기에너지는 밸러스트조절유니트(150), 제어유니트(160), 위치표시등(170) 등의 전원으로 사용된다.

이처럼 본 발명의 부유식 방파제(100)에서는 소파과정에서 발전기(140)를 통해 필요한 전기에너지를 자체 생산하기 때문에 많은 유지관리비용이 들지 않게 된다.

한편, 본 발명의 부유식 방파제(100)에 있어서 밸러스트조절장치(150)를 통해 부유부재(120)의 내부에 충전되는 물의 양의 증감하게 되면 부유부재(120) 및 소파부재(110) 등의 부유높이를 조절할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 부유식 방파제(100)에 있어서 소파부재(110)의 전방에 파랑의 압력을 감지하는 감지센서를 설치하고, 이를 제어유니트(160)에 접속하게 되면 제어유니트(160)에서 밸러스트조절유니트(150)를 제어하여 파랑의 크기나 높이에 따라 부유높이를 자동조절할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서 본 발명에 게시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 부유식 방파제
110 : 소파부재
120 : 부유부재
130 : 유도부재
140 : 발전기
150 : 밸러스트조절유니트
160 : 제어유니트
170 : 위치표시등

Claims (8)

1. 파랑의 압력을 감쇄하는 소파부재(110);
   상기 소파부재(110)의 하단에 설치되어 소파부재(110)를 부유시키는 부유부재(120);
   상기 소파부재(110)의 상단에 설치되어 해수를 유도하는 유도부재(130);
   상기 유도부재(130)에 설치되어 전기에너지를 생산하는 발전기(140);를 포함하는 부유식 방파제에 있어서,
   상기 부유부재(120)는 사방이 밀폐된 복수의 중공금속관으로 구성하고, 전방에서 후방으로 갈수록 직경 및 부피가 작게 구성하되,
   상기 소파부재(110)의 전방에 파랑의 압력을 감지하는 감지센서를 설치하고,
   상기 부유부재(120)의 상부에 부유부재(120)의 내부에 충전되는 물의 양을 조절하는 밸러스트조절유니트(150)를 설치하여
   상기 소파부재(110)에 작용하는 파랑의 압력이 작을 경우 복수의 부유부재(120)에 물을 충전하고, 상기 소파부재(110)에 작용하는 파랑의 압력이 클 경우 복수의 부유부재(120)에 물을 배출시켜 상기 부유부재(120) 및 소파부재(110)의 부유높이를 조절함으로써 일정한 파력발전이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 부유식 방파제.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 소파부재(110)는 전방의 상향경사부(111)와 후방의 하향경사부(112)로 이루어지며, 양측단부에 상향절곡부(113)가 마련된 것을 특징으로 하는 부유식 방파제.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 유도부재(130)는 좌우방향으로 배열되는 복수의 반원 금속파이프로 구성된 것을 특징으로 하는 부유식 방파제.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 발전기(140)는
   유도부재(130)의 내부에 설치되는 블레이드(141);
   블레이드(141)를 연결하는 회전접속축(142);
   부유부재(120)의 상단에 설치되고, 회전접속축(132)의 회전력을 통해 전기를 생산하는 발전기 본체(143);를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 방파제.
   
6. 삭제
7. 제1항에 있어서
   상기 유도부재(130)의 상단 일측에 설치되어 상기 발전기(140) 및 밸러스트조절유니트(150)를 제어하는 제어유니트(160);를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 방파제.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제어유니트(160)의 상부에 설치되어 위치를 표시할 수 있도록 하는 위치표시등(170);을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 방파제.
   

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