KR101952245B1 - 부유식 수상 구조물 - Google Patents

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KR101952245B1
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Abstract

부유식 수상 구조물이 개시된다. 본 발명에 따른 부유식 수상 구조물은, 수면에 부유하면서 구조물을 지지하는 부유체; 부유체의 형상과 대응되게 마련되며, 부유체의 하부와 연결되어 부유체를 지지하는 지지부: 지지부를 고정시키는 다수 개의 고정부; 및 지지부의 하부에 배치되며, 고정부와 와이어를 통해 연결되어 부유체의 흔들림을 제어하는 부력 조절부;를 포함한다.

Description

부유식 수상 구조물{FLOATING TYPE STRUCTURE}
본 발명은 부유식 수상 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부유식 수상 구조물의 흔들림을 안정적으로 제어할 수 있는, 부유식 수상 구조물에 관한 발명이다.
하천, 호수, 바다와 같은 수면 위에는 인공식물섬, 태양광 발전(해양 태양광), 가두리 양식장 등을 위한 시설물이 대규모로 설치된다.
예를 들어, 태양광 발전은 에너지 밀도가 낮아 넓은 설치면적을 필요로 하고, 설치면적을 확보하는 방안으로 일조량이 풍부하고 개방된 넓은 면적을 쉽게 확보할 수 있는 바다, 하천, 호수, 저수지, 댐 등의 수면에 설치하는 것을 고려할 수 있다.
이와 같이 수면에 설치되는 태양광 발전장치는 대부분 태양전지판이 달린 구조물이 부력체에 의해 수면 위에 부상하도록 하나, 상기 부력체가 바람이나 파도에 의해 출렁거리는 수면에서 흔들리고, 수위의 높낮이에 의한 변화에 따라 흔들리게 된다. 이에 따라 태양전지판도 많이 흔들려 원활한 태양광 발전을 방해하는 문제점이 있다.
이에 따라 바람이나 파도, 수위의 변화에 의해서도 물 위에 떠 있는 부력체를 안정적으로 유지할 수 있는 구조물의 개발이 필요한 실정이다.
대한민국등록특허 제10-0975212호(2010.08.10. 공고)
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점 및 요구사항을 해결하기 위해 안출된 것으로, 수면의 높낮이 변화, 파동 등에 따른 부유식 수상 구조물의 흔들림을 부력 조절부를 이용하여 안정적으로 제어할 수 있는, 부유식 수상 구조물를 제공하기 위한 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 부유식 수상 구조물은, 수면에 부유하면서 구조물을 지지하는 부유체; 상기 부유체의 형상과 대응되게 마련되며, 상기 부유체의 하부와 연결되어 상기 부유체를 지지하는 지지부: 상기 지지부를 고정시키는 다수 개의 고정부; 및 상기 지지부의 하부에 배치되며, 상기 고정부와 와이어를 통해 연결되어 상기 부유체의 흔들림을 제어하는 부력 조절부;를 포함한다.
상기 지지부는 다각형 또는 원형으로 마련되며, 상기 부력 조절부는 상기 지지부의 중심 하부에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 지지부가 다각형의 형상으로 마련될 경우, 상기 고정부는 상기 지지부의 꼭지점 수 이상으로 형성되며 상기 부력 조절부는 다수 개의 고정부와 연결되어 평형을 유지하는 것을 특징으로 한다.
상기 지지부가 원형으로 마련될 경우, 상기 지지부의 중심을 기준으로 180도 위상을 갖는 적어도 한 쌍의 고정부를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 지지부의 하부에는 다수 개의 고리부가 마련되어 상기 고정부와 상기 부력 조절부를 연결하는 와이어를 관통지지하는 것을 특징으로 한다.
상기 지지부와 상기 부력 조절부 중 적어도 하나는 망태 구조에 충전재가 채워진 돌망태인 것을 특징으로 한다.
상기 지지부와 상기 부력 조절부 중 적어도 하나는 직육면체의 블럭으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 부력 조절부는, 구형으로 마련되는 본체부; 상기 본체부의 양끝에 마련된 축에 삽입되는 다수 개의 가이드부; 및 상기 가이드부를 따라 이동가능하게 마련되며 상기 와이어에 연결되는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
각 고정부는 무게가 동일하며, 상기 고정부와 상기 부력 조절부는 무게가 상이한 것을 특징으로 한다.
상기 고정부와 상기 부력 조절부의 무게를 조절하는 무게 조절체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 무게 조절체는 상기 고정부와 상기 부력 조절부의 무게 보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기 무게 조절체는 상기 와이어를 통해 이동가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 부력 조절부를 구비함으로써 수위의 변화, 유수의 이동, 파도 등에 의한 부유체의 흔들림 및 이동을 방지하고 부유체를 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 무게 조절체에 의해 부유체가 수면에 보다 안정적으로 위치할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 수상 구조물을 나타내는 개략 사시도,
도 2a는 본 발명에 따른 부력 조절부의 제1 실시예를 나타내는 개략 사시도,
도 2b는 본 발명에 따른 부력 조절부의 제2 실시예를 나타내는 개략 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 부유식 수상 구조물에서 무게 조절체를 투하하는 것을 나타내는 개략 사시도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 수상 구조물에서 무게 조절체를 투하하는 것을 나타내는 개략 사시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 수상 구조물을 나타내는 개략 사시도이며, 도 2a는 본 발명에 따른 부력 조절부의 제1 실시예를 나타내는 개략 사시도이며, 도 2b는 본 발명에 따른 부력 조절부의 제2 실시예를 나타내는 개략 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 부유식 수상 구조물에서 무게 조절체를 투하하는 것을 나타내는 개략 사시도이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 수상 구조물에서 무게 조절체를 투하하는 것을 나타내는 개략 사시도이다.
도 1 내지 도 2b를 참조할 때, 본 발명에 따른 부유식 수상 구조물은, 부유체(110), 지지부(120), 고정부(130), 부력 조절부(140), 무게 조절체(150)를 포함한다.
부유체(110)는 하천, 호수, 바닷가와 같은 곳의 수면에 부유하면서 인공식물섬, 태양광 발전(해양 태양광), 가두리 양식장 등과 같은 구조물 지지하기 위한 것이다.
본 실시예에서 부유체(110)는 구조물을 지지하기 위한 것으로 예시하였으나, 부유체(110)가 인공식물섬, 태양광 발전(해양 태양광), 가두리 양식장 등과 같은 구조물로 형성될 수 있다.
부유체(110)는 수면에 부유하기 위한 부유물질(미도시)을 하부에 구비하며, 부유물질은 스티로폼이나 그와 같은 기능을 갖는 소재의 것이면 바람직하다.
부유체(110)는 단면이 다각형, 원형,타원형으로 형성될 수 있으며, 지지부(120)는 부유체(110)의 형상에 대응하도록 마련될 수 있다. 그러나, 부유체(110)가 다각형으로 마련되는 경우에도 지지부(120)는 원형으로 마련될 수 있으며, 부유체(110)와 지지부(120)의 형상은 반드시 동일할 필요는 없다.
본 실시예에서는 부유체(110)와 지지부(120)를 별개의 부재로 예시하였으나, 지지부(120)가 부유체(110)의 일부 구성으로 마련되는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 부유체(110)와 지지부(120)가 사각형의 형상으로 마련되는 것으로 예시하였다.
지지부(120)가 사각형의 형상으로 마련될 경우, 부력 조절부(140)는 각 꼭지점을 연결하는 대각선이 만나는 사각형의 중심 하부에 위치한다.
또한, 지지부(120)가 원형으로 마련될 경우, 부력 조절부(140)는 원의 중심 하부에 위치한다.
지지부(120)는 부유체(110)의 형상과 대응되게 마련되며, 부유체(110)의 하부와 연결되어 부유체(110)를 지지하는 것으로, 지지부(120)를 통해 각 고정부(130)와 부력 조절부(140)를 연결하는 와이어가 관통지지된다.
지지부(120)는 부유체(110)를 직접 지지하는 프레임부(121), 프레임부(121)의 각 코너나 미리 설정된 위치에서 프레임부(121)로부터 돌출되되 단부에 와이어가 관통하는 고리부(125)가 마련된 돌출부(123)를 포함한다.
본 실시예에서는 고리부(125)가 돌출부(123)를 통해 프레임부(121)에 연결되는 것으로 예시하였으나, 돌출부(123) 없이 고리부(125)가 직접 프레임부(121)의 미리 설정된 위치에 마련될 수 있다.
지지부(120)에 마련된 고리부(125)를 통해 와이어들이 관통한다. 본 실시예에서 l1, l2, l3, l4는 고정부(130)와 고리부(125) 사이에 위치하는 와이어를 의미하고, l1', l2', l3', l4'는 일단부가 각각 l1, l2, l3, l4에 연결되되 타단부가 모두 부력 조절부(140)에 연결되는 와이어를 의미한다.
고정부(130)는 지지부(120)를 고정시키는 것이다.
고정부(130)는 수중에 위치하여 지지부(120) 및 지지부(120)에 연결된 부유체(110)를 수면의 특정 위치에 고정시킨다.
고정부(130)는 바람직하게는 수중의 바닥면에 고정되어 지지부(120) 및 지지부(120)에 연결된 부유체(110)가 유수나 파도에 의해 이동하지 않도록 한다.
고정부(130)는 예를 들어 망태 구조에 충전재가 채워진 돌망태로 마련될 수 있다. 부력 조절부(140) 역시 돌망태로 마련될 수 있다.
와이어(l1, l2, l3, l4)는 고정부(130)의 매듭 부분에 연결될 수 있다.
고정부(130)는 돌망태의 외부에 형성된 갈고리(미도시)에 의해 돌망태가 얽혀 복합체 구조를 가질 수 있다. 복합체 구조를 갖는 돌망태는 각각 개별적으로 흩어놓은 돌망태와 비교하여 하천 등의 유속에 따른 영향을 적게 받는다. 돌망태를 구성하는 돌과 망태는 필요에 따라 적절한 소재 및 형태로 선택될 수 있다 다만, 갈고리에 의해 복합체를 형성할 때, 망태가 찢어지지 않도록 망태는 일정 수준 이상의 내구성을 갖는 소재로 제조되어야 한다.
고정부(130)와 부력 조절부(140)는 직육면체 형상의 블럭으로 형성될 수 있다. 블럭은 콘크리트나 철근 콘크리트 등의 재료로 제조될 수 있다.
부력 조절부(140)는 지지부(120)의 하부에 배치되며, 고정부(130)와 와이어를 통해 연결되어 부유체(110)의 이동 및 흔들림을 제어하는 것이다.
예를 들어, 유수의 흐름에 의해 부유체(110)가 l3의 와이어가 형성된 방향으로 이동하려 할 경우, 부력 조절부(140) 자체의 무게와 l1 및 12 와이어에 작용하는 장력에 의해 l3'에는 부유체(110)가 이동하지 않는 정적 힘의평형 상태일 때보다 더 큰 장력이 걸리고 이 장력에 의해 부유체(110)는 다시 원위치로 복귀하게 된다.
또한, 높은 파도의 작용에 의해 부유체(110)가 위아래로 이동하여 흔들릴 경우, 부력 조절부(140)가 없다면 부유체(110)는 파도의 진폭대로 움직일 것이다. 그러나, 본 실시예와 같이 부력 조절부(140)가 마련된다면 와이어의 장력에 의한 힘의 평형에 의해 부유체(110)의 위아래로의 흔들림은 현저하게 감소하게 된다.
또한, 수위의 변동이 있더라도, 본 실시예와 같이 부력 조절부(140)가 마련된다면 와이어의 장력에 의한 힘의 평형에 의해 부유체(110)는 수위의 높이에 따라 안정적으로 수면에 고정될 수 있다.
지지부(120)가 다각형의 형상으로 마련될 경우, 고정부(130)는 지지부(120)의 꼭지점 수 이상으로 형성되며, 부력 조절부(140)는 다수 개의 고정부(130)와 연결되어 힘의 평형을 유지한다.
지지부(120)가 원형으로 마련될 경우, 지지부(120)의 중심을 기준으로 180도 위상을 갖는 적어도 한 쌍의 고정부(130)를 가질 수 있으며, 이때 부력 조절부(140)는 지지부(120)의 중심 하부에 배치된다.
도 2a를 참조할 때, 부력 조절부(140a)는 망태 구조에 충전재가 채워진 돌망태(141a)로 마련된다. 돌망태(141a)의 미리 설정된 위치에 와이어를 연결할 수 있는 와이어 연결부(143a)가 마련된다.
와이어에 극한 힘이 작용할 경우, 와이어는 와이어 연결부(143a)로부터 분리될 수 있고, 돌망태(141a)도 파손될 수 있다. 또한 와이어 연결부(143a)가 특정위치에서만 고정되어 있어 부력 조절부(140a)의 상,하 또는 좌,우 이동에 의한 회전 시 와이어 연결부(143a)는 쉽게 와이어와 분리될 수 있다.
이를 방지하기 위해 부력 조절부(140b)는 도 2b와 같이 마련될 수 있다.
도 2b를 참조할 때, 부력 조절부(140b)는, 구형으로 마련되는 본체부(141b), 본체부(141b)의 양끝에 마련된 축에 삽입되는 다수 개의 가이드부(143b) 및 가이드부(143b)를 따라 이동가능하게 마련되며 와이어에 연결되는 와이어 연결부(145b)를 포함한다.
도 2b에 따른 부력 조절부(140b)는 연결부(145b)가 가이드부(143b)를 따라 이동가능하게 형성되고 가이드부(143b)가 축을 중심으로 회전할 수 있어, 부력 조절부(140b)의 상,하 또는 좌,우 이동에 의한 회전 시 와이어 연결부(145b)는 쉽게 와이어와 분리되지 않는다. 또한, 가이드부(143b)의 강성에 의해 부력 조절부(140b)가 파손되지 않는다.
각 고정부(130)는 무게가 동일하며, 고정부(130)와 부력 조절부(140)는 무게가 상이하다. 예를 들어, 도 3과 같이 고정부(130)의 무게는 부력 조절부(140)의 무게 보다 3~4배 정도 클 수 있다. 또한, 도 4를 참조하면, 부력 조절부(140)의 무게는 각 고정부(130)의 무게보다 더 클 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 고정부(130)와 부력 조절부(140)의 무게를 세밀하게 조절하기 위한 무게 조절체(150)를 더 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 무게 조절체(150)는 고정부(130)로 이동하여 고정부(130)에 연결된 와이어의 장력을 조절하고, 무게 조절체(150)는 부력 조절부(140)로 이동하여 부력 조절부(140)의 무게를 조절한다.
무게 조절체(150)는 고정부(130)와 부력 조절부(140)의 무게 보다 작다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 무게 조절체(150)는 와이어를 통해 고정부(130)와 부력 조절부(140)로 이동한다.
무게 조절체(150)는 고리(151), 고리(151)의 상단을 연결하는 연결핀(153), 고리(151)와 무게 조절 몸체(157)을 연결하는 연결핀(155)을 포함한다.
예를 들어, 수위가 낮아 부유체(110)의 높이가 상대적으로 높은 경우, 부력 조절부(140)에 무게 조절체(150)를 투하하여 부유체(110)의 높이를 낮추어 부유체(110)가 보다 안정적으로 수면에 부유할 수 있도록 한다.
본 발명에 따르면, 부력 조절부를 구비함으로써 수위의 변화, 유수의 이동, 파도 등에 의한 부유체의 흔들림 및 이동을 방지하고 부유체를 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 무게 조절체에 의해 부유체가 수면에 보다 안정적으로 위치할 수 있도록 한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 부유체
120 지지부
130 고정부
140 부력 조절부
150 무게 조절체

Claims (12)

  1. 수면에 부유하면서 구조물을 지지하는 부유체;
    상기 부유체의 형상과 대응되게 마련되며, 상기 부유체의 하부와 연결되어 상기 부유체를 지지하는 지지부;
    상기 지지부를 고정시키는 다수 개의 고정부;
    상기 지지부의 하부에 배치되며, 상기 고정부와 와이어를 통해 연결되어 상기 부유체의 흔들림을 제어하는 부력 조절부; 및
    상기 고정부와 상기 부력 조절부의 무게를 조절하는 무게 조절체;를 포함하고,
    상기 무게 조절체는 상기 와이어를 통해 이동 가능한 것인 부유식 수상 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 다각형 또는 원형으로 마련되며, 상기 부력 조절부는 상기 지지부의 중심 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 부유식 수상 구조물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지지부가 다각형의 형상으로 마련될 경우, 상기 고정부는 상기 지지부의 꼭지점 수 이상으로 형성되며 상기 부력 조절부는 다수 개의 고정부와 연결되어 평형을 유지하는 것을 특징으로 하는 부유식 수상 구조물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 지지부가 원형으로 마련될 경우, 상기 지지부의 중심을 기준으로 180도 위상을 갖는 적어도 한 쌍의 고정부를 갖는 것을 특징으로 하는 부유식 수상 구조물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지지부의 하부에는 다수 개의 고리부가 마련되어 상기 고정부와 상기 부력 조절부를 연결하는 와이어를 관통지지하는 것을 특징으로 하는 부유식 수상 구조물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 지지부와 상기 부력 조절부 중 적어도 하나는 망태 구조에 충전재가 채워진 돌망태인 것을 특징으로 하는 부유식 수상 구조물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지지부와 상기 부력 조절부 중 적어도 하나는 직육면체의 블럭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 수상 구조물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 부력 조절부는,
    구형으로 마련되는 본체부;
    상기 본체부의 양끝에 마련된 축에 삽입되는 다수 개의 가이드부; 및
    상기 가이드부를 따라 이동가능하게 마련되며 상기 와이어에 연결되는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 수상 구조물.
  9. 제1항에 있어서,
    각 고정부는 무게가 동일하며, 상기 고정부와 상기 부력 조절부는 무게가 상이한 것을 특징으로 하는 부유식 수상 구조물.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 무게 조절체는 상기 고정부와 상기 부력 조절부의 무게 보다 작은 것을 특징으로 하는 부유식 수상 구조물.
  12. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100975212B1 (ko) 2008-08-07 2010-08-10 주형중 부유식 태양전지판 설치용 구조물
KR101162473B1 (ko) * 2011-08-19 2012-07-03 한국수자원공사 가변형 지지로프가 구비된 수상 태양광 발전시스템
KR101251602B1 (ko) * 2011-10-17 2013-04-08 주식회사 삼양마린 돌망태를 이용한 오탁방지망 고정장치
KR101421889B1 (ko) * 2013-03-06 2014-07-23 주형중 부유식 태양광 발전 계류 시스템

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