KR102106376B1 - 해수전지용 해양생물 부착 방지장치 - Google Patents

해수전지용 해양생물 부착 방지장치 Download PDF

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Abstract

해수전지용 해양생물 부착 방지장치가 개시된다. 본 발명에 따른 해수전지용 해양생물 부착 방지장치는, 하우징의 내부에, 고정 프레임에 의해 간격을 유지하여 배열되는 각 해수전지들 사이에 왕복 이동이 가능하게 위치하는 각각의 간섭단들과, 상기 간섭단들의 각 일단과 연결되어 상기 간섭단들과 일체화되고 유체의 저항을 받도록 유체 저항면을 구비한 연결부로 이루어진 왕복이동부재; 및 상기 하우징 또는 상기 고정 프레임에 설치되고, 상기 왕복이동부재의 왕복 이동을 안내하도록 상기 왕복이동부재와 결합되는 안내부재를 포함하고, 유체의 흐름에 따른 압력이 상기 유체 저항면에 작용함에 따라 상기 왕복이동부재가 상기 안내부재에 의해 안내되어 이동하면서 상기 간섭단들이 상기 해수전지의 표면에 부착된 해양 부착생물을 물리적으로 제거하도록 된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 서로 간격을 유지하여 배열된 각 해수전지들 사이에 긴 막대 형상의 간섭단들이 배치된 상태에서 연결부가 유체의 흐름(바닷물의 흐름이나 파도 등)에 따른 압력을 받게 되므로 간섭단들이 각 해수전지들 사이를 왕복 이동하면서 해수전지의 표면에 부착된 해양 부착생물을 긁어 이탈시킬 수 있다.

Description

해수전지용 해양생물 부착 방지장치{MARINE ORGANISM ANTIFOULING DEVICE FOR SEAWATER BATTERY}
본 발명은 해수전지용 해양생물 부착 방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 해수전지에 접촉된 상태 또는 근접한 상태로 이동하면서 해양생물을 물리적으로 이탈시켜 해양생물이 해수전지에 부착되지 않도록 할 수 있는 해수전지용 해양생물 부착 방지장치에 관한 것이다.
해수전지는, 화학 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 화학전지에 속하는 것으로, 바닷물 속의 나트륨이온을 이용해서 충전과 방전이 가능하도록 한 것이다.
해수전지는 음극과 전해질, 분리막, 집전체 등으로 이루어져 소정의 두께를 갖는 판 형태로 형성된다.
이와 같은 해수전지는 바닷물의 나트륨 이온을 원료로 하기 때문에 원료 양의 한계가 없고, 무료로 사용할 수 있는 점, 리튬 이온 전지보다 좀 더 저렴한 가격으로 전지(배터리)를 만들 수 있는 점, 저렴한 가격 때문에 대량화가 더 쉽게 가능하게 되는 점, 침수에도 전기를 공급할 수 있는 점, 충전 과정시 바닷물 속의 나트륨 이온이 전지 안으로 이동하게 되면서 바닷물이 담수화가 되므로 이를 이용하여 음용수, 생활용수, 공업용수 등을 얻을 수 있는 점 등 많은 장점이 제공될 수 있다.
그러나 해수전지는, 바닷물에 침수되어 바닷물과 직접 접촉된 상태를 유지하게 되므로 바닷물에 떠다니는 해양 부착생물 유생, 즉 홍합, 따개비, 바닷말 등의 유생(또는 포자)이 해수전지의 표면에 부착되어 바닷물의 이동을 방해하거나 물리적으로 손상시키는 문제점이 있다.
특히, 해수전지의 표면에 해양 부착생물이 부착되는 경우에 전기 에너지의 저장 및 생산 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
이와 같이 바닷물에 접촉되는 물체에 해양 부착생물이 부착하지 않도록 하기 위한 다양한 종래기술이 제시되었다. 즉, 방오도료를 물체에 도포하거나, 물체의 표면에 전기충격을 주기적으로 인가하여 해양 부착생물의 부착을 방지하도록 된 것이다.
해양 부착 생물의 부착을 방지하기 위한 한 예로서, 대한민국 등록특허 10-0551871호(공고일 : 2006.02.14)에는 해양생물 부착 방지장치가 개시되어 있다. 이러한 해양생물 부착 방지장치는, 한 쌍의 방오용 전극에 직류전원을 공급하는 정전류 자동 정류기가 구비된 것으로, 해양 부착생물에 전기적 충격을 주어 부착을 방지하도록 된 것이다.
그러나 이러한 구조의 해양생물 부착 방지장치는, 해양 부착생물에 전기 충격을 가하기 위하여 전기 에너지를 사용해야 하는 문제점과, 전기 충격기를 제어하기 위한 제어수단이 필요하게 되는 문제점이 있었다.
즉, 해수전지에 해양 부착생물이 부착되지 않도록 하기 위해서 전기 충격장치를 사용할 경우에 전기 에너지를 사용해야 함으로써 지속적으로 전기 에너지가 낭비되는 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 제어수단과 같은 구성요소가 부가됨으로써 구성이 복잡해지고 제조 단가가 상승하는 문제점이 있었던 것이다.
한편, 대한민국등록특허 제10-1732728호(공고일 : 2017.05.04)에는 수중 음향 센서 및 염분 센서의 부착생물 제거 장치가 개시되어 있다. 이러한 부착생물 제거장치는, 센서의 센싱면에 엑츄에이터에 의해 작동하는 브러쉬를 설치하여 센싱면을 브러싱 하도록 구성된 것이다.
그러나 이러한 구조의 부착생물 제거장치도 부착생물을 물리적으로 제거하기 위하여 엑츄에이터를 작동시켜야 함으로써 전기 에너지를 사용해야 하고, 엑츄에이터를 제어하기 위한 제어수단이 필요하게 되는 문제점이 있었던 것이다.
. 대한민국 등록특허 10-0551871호(공고일 : 2006.02.14) . 대한민국등록특허 제10-1732728호(공고일 : 2017.05.04)
본 발명의 목적은, 해양생물과 물리적으로 접촉되어 해수전지의 표면에 해양생물이 부착되지 않도록 할 수 있는 수단을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 하우징의 내부에, 고정 프레임에 의해 간격을 유지하여 배열되는 각 해수전지들 사이에 왕복 이동이 가능하게 위치하는 각각의 간섭단들과, 상기 간섭단들의 각 일단과 연결되는 연결부로 이루어진 왕복이동부재; 및 상기 하우징 또는 상기 고정 프레임에 설치되고, 상기 왕복이동부재의 왕복 이동을 안내하도록 상기 왕복이동부재와 결합되는 안내부재를 포함하고, 유체의 흐름에 따른 압력이 상기 연결부에 작용함에 따라 상기 왕복이동부재가 상기 안내부재에 의해 안내되어 이동하면서 상기 간섭단들이 상기 해수전지의 표면에 부착된 해양 부착생물을 물리적으로 제거하도록 된 것을 특징으로 하는 해수전지용 해양생물 부착 방지장치에 의해 달성된다.
상기 간섭단들에는, 연질재로 이루어지고 상기 해수전지의 표면에 접촉되면서 해양 부착생물을 이탈시키기 위한 다수의 돌기들을 구비한 접촉부재가 분리 가능하게 결합될 수 있다.
상기 연결부의 양쪽 끝단에는, 상기 간섭단들과 평행하도록 연장단들이 각각 연장 형성되고, 각각의 상기 안내부재가 상기 연장단들의 단부 영역과 상기 연결부의 양쪽 끝단 영역을 각각 관통하여 상기 왕복이동부재의 왕복 이동을 안내하도록 구성될 수 있다.
상기 연장단들에는, 상기 연장단들로부터 상기 고정 프레임을 향해 연장되어 유체의 흐름에 따른 압력이 작용하도록 보조 유체 저항부가 각각 형성될 수 있다.
상기 연결부 또는 상기 연장단들에는, 유체의 흐름에 따른 압력이 작용하기 위한 유체 저항판이 탈부착 가능하게 구비될 수 있다.
상기 해수전지들로 이루어진 각각의 모듈들이 일렬로 배열된 경우에, 상기 왕복이동부재는 상기 모듈들에 각각 구비되고, 각각의 상기 왕복이동부재는, 상기 안내부재와 결합되어 상기 모듈들이 허용하는 왕복 이동거리 내에서 안내될 수 있다.
상기 하우징 또는 고정 프레임에는, 엑츄에이터를 구비하여 상기 왕복이동부재를 강제로 왕복 이동시키기 위한 왕복 작동수단이 구비될 수 있다.
상기 왕복 작동수단은, 상기 왕복이동부재를 관통하여 상기 하우징 또는 고정 프레임에 설치되고, 상기 엑츄에이터에 의해 정회전 또는 역회전 작동되는 나사봉으로 이루어질 수 있다.
상기 왕복 작동수단은, 상기 하우징 또는 고정 프레임에 설치되는 상기 엑츄에이터에 의해 전진 및 후진 작동하도록 상기 왕복이동부재에 단부가 고정되는 실린더 로드로 이루어질 수 있다.
상기 연결부에는, 상기 연결부로부터 상기 간섭단의 반대 방향으로 연장되어 유체의 흐름에 따른 압력이 작용하도록 유체 저항부가 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 서로 간격을 유지하여 배열된 각 해수전지들 사이에 긴 막대 형상의 간섭단들이 배치된 상태에서 연결부가 유체의 흐름(바닷물의 흐름이나 파도 등)에 따른 압력을 받게 됨으로써 간섭단들이 각 해수전지들 사이를 왕복 이동하면서 해수전지의 표면에 부착된 해양 부착생물을 긁어 이탈시키게 된다. 따라서 부착된 해양생물을 무동력으로 제거하여 해양생물의 부착을 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다. 즉, 빗살 구조를 갖는 간섭단들이 바닷물의 흐름에 의해 임의로 왕복 이동을 하게 됨으로써 해수전지의 표면에 부착된 해양생물의 제거 작용이 무동력으로 이루어질 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.
또한, 필요시 간섭단들을 구비한 왕복이동부재를 엑츄에이터로 강제 왕복 이동시킴으로써 해수전지의 표면에 부착된 해양생물의 제거 효율이 향상될 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.
또한, 연결부에 유체 저항판을 선택적으로 부착할 수 있음으로써 유체의 작은 흐름에도 왕복이동부재의 왕복 이동이 원활하게 이루어질 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 해수전지용 해양생물 부착 방지장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 해수전지용 해양생물 부착 방지장치의 결합상태 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B선 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 해수전지용 해양생물 부착 방지장치의 작동과정을 설명하기 위한 개략적 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 간섭단의 다른 실시예를 도시한 일부확대 단면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 연장단의 다른 실시예를 도시한 일부확대 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 해수전지용 해양생물 부착 방지장치를 도시한 정단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 해수전지용 해양생물 부착 방지장치를 도시한 정단면도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 해수전지용 해양생물 부착 방지장치를 도시한 사시도이다.
도 11은 도 1에 도시된 왕복이동부재의 다른 실시예를 도시한 일부확대 단면도이다.
도 12는 도 1에 도시된 연장부에 유체 저항부와 확장 유체 저항부가 연장 형성되어 유체 저항면이 확장된 상태를 표현한 개략적 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 해수전지용 해양생물 부착 방지장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 해수전지용 해양생물 부착 방지장치의 결합상태 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이고도 4는 도 2의 B-B선 단면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 해수전지용 해양생물 부착 방지장치(40)는, 하우징(10)의 내부에, 고정 프레임(20)에 의해 간격을 유지하여 배열되는 각 해수전지(30)들 사이에 배치되는 각각의 간섭단(42A)들이 유체(바닷물)의 흐름에 따른 압력에 의해 임으로 왕복 이동하여 해수전지(30)의 표면에 부착된 해양생물을 긁거나 접촉하면서 해양생물을 이탈시키도록 된 것이다. 즉, 유체의 흐름에 따른 압력으로 각 해수전지(30)이 사이에 위치하는 간섭단(42A)이 왕복 이동하면서 해수전지(30)의 표면에 부착된 해양생물을 이탈시키도록 된 것으로, 동력을 사용하지 않고 해양생물을 이탈시켜 해양생물의 부착을 방지할 수 있는 것이다.
이를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
하우징(10)은, 다수개의 해수전지(30)들이 간격을 유지하여 배열된 하나의 해수전지 모듈(M) 또는 다수개의 모듈(M)들이 수용되기 위한 것이다. 하우징(10)은 외부로부터 이물질의 유입은 차단하고 유체(바닷물)의 유입은 허용하기 위한 유입공(12)이 형성된 구조를 갖는다.
고정 프레임(20)은, 각각의 해수전지(30)들의 양쪽 단부를 고정하여 하나의 모듈(M)을 이루기 위한 것이다. 고정 프레임(20)에 의해 각 해수전지(30)들이 등간격을 유지하여 배열됨으로써 각 해수전지(30)들 사이에 왕복이동부재(42)의 간섭단(42A)이 왕복 이동할 수 있는 유동공간(S)이 형성된다. 이 유동공간(S)은 유체(바닷물)가 원활하게 유동하기 위한 공간이기도 하다.
해수전지(30)들로 이루어진 하나의 모듈(M)은 단독으로 하우징(10) 내부에 수용될 수 있다. 그러나 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 다수개의 모듈(M)이 일렬로 배열되어 하우징(10)의 내부에 고정된 상태로 수용되는 것을 기준으로 설명한다.
이와 같이 해수전지(30)들로 이루어진 각각의 모듈(M)들이 일렬로 배열된 경우에, 전술한 왕복이동부재(42)는 모듈(M)들에 각각 구비되고, 각각의 왕복이동부재(42)는, 도 4에 도시된 바와 같이 안내부재(44)와 결합되어 모듈(M)들이 허용하는 왕복 이동거리(L) 내에서 안내된다. 여기서 왕복 이동거리(L)는 왕복이동부재(42)의 간섭단(42A)가 유동공간(S)에서 이동이 허용되는 거리를 의미한다. 왕복 이동거리(L)는 해수전지(30)의 폭 또는 길이 및 해수전지(30)를 고정하는 양쪽 고정 프레임(20) 사이의 거리에 의해 결정된다.
각 해수전지(30)는 외형상 소정의 두께와 폭 및 길이를 갖는 얇은 판재 형상을 갖는 것으로, 각 단자는 수밀된 상태로 제어부와 전기적으로 연결된다.
해수전지용 해양생물 부착 방지장치(40)를 이루는 왕복이동부재(42)는, 유체의 흐름에 따른 압력이 작용할 때 안내부재(44)에 안내되어 직선 왕복 이동을 하면서 간섭단(42A)으로 해수전지(30)의 표면에 부착된 해양생물을 이탈시키기 위한 것이다.
실시예에서, 왕복이동부재(42)는, 전체적으로 빗살모양을 갖는 것으로, 고정 프레임(20)에 의해 간격을 유지하여 배열되는 각 해수전지(30)들 사이에 왕복 이동이 가능하게 위치하는 각각의 간섭단(42A)들과, 간섭단(42A)들의 각 일단과 연결되어 간섭단(42A)들과 일체화된 연결부(42C)와, 간섭단(42A)들과 평행하도록 연결부(42C)의 양쪽 끝단에서 각각 연장 형성되는 연장단(42D)들로 이루어진다. 연결부(42C)는 유체의 저항을 받도록 유체 저항면(42B)를 구비할 수 있다. 이와 달리, 다른 실시 예에서, 간섭단(42A)의 일단은 연결부(42C)와 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 간섭단(42A)이 연결부(42C)와 착탈 가능하게 결합되는 경우에, 도 11에 도시된 바와 같이, 간섭단(42A)이 연결부(42C)에 끼워진 후 볼트(42H) 등에 의해 체결되어 착탈 가능하게 결합될 수 있으나, 이러한 착탈구조에 국한되지 않는다. 이와 같이 간섭단(42A)이 착탈 가능하게 구비됨으로써 낱개의 간섭단(42A)을 교체할 수 있어서 정비의 효율성이 향상될 수 있다.
왕복이동부재(42)를 보다 구체적으로 설명하면, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 각 유동공간(S)에 위치하기 위한 각각의 간섭단(42A)과, 각 간섭단(42A)의 일단들과 연결되어 각 간섭단(42A)들을 서로 일체화시키는 연결부(42C)와, 유체의 흐름에 따른 저항을 받도록 연결부(42C)에 형성되는 유체 저항면(42B)과, 연결부(42C)의 양쪽 끝단에서 간섭단(42A)들과 평행하도록 각각 연장 형성되는 연장단(42D)들로 이루어진다. 이때, 연장단(42D)들에는 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 안내부재(44)가 관통하여 결합된다. 즉, 각각의 안내부재(44)가 연장단(42D)들의 단부 영역과 연결부(42C)의 양쪽 끝단 영역을 각각 관통하여 결합되는 것이다. 따라서 왕복이동부재(42)는 각각의 안내부재(44)에 의해 각 해수전지(30)와 평행한 상태로 왕복 이동(직선방향으로 전진과 후진)을 할 수 있게 된다.
전술한 유체 저항면(42B)은 연결부(42C)의 크기에 따라 그 면적이 달라질 수 있다. 즉, 간섭단(42A)과 접한 영역으로부터 간섭단(42A)의 반대 방향으로 연장되어 유체의 흐름에 따른 압력이 작용하도록 유체 저항부(42F)가 형성된다. 이 유체 저항부(42F)의 크기에 따라 유체 저항면(42B)의 면적이 감소되거나 증가될 수 있는 것이다. 유체 저항부(42F)의 크기를 달리함으로써 유체의 흐름에 따라 작용하는 압력의 크기를 다르게 할 수 있고, 이를 이용하여 왕복이동부재(42)의 이동 속도를 제어(선택)하거나, 유체가 유체 저항면(42B)에 작용할 때 발생되는 와류를 제어(발생유무)할 수 있다.
여기서, 유체 저항부(42F)는 연결부(42C)의 일부가 연장되어 연결부(42C)와 일체로 형성되므로 유체 저항부(42F) 자체가 연결부(42C)의 역할을 할 수 있다. 그리고, 본 실시예에서는 각 간섭단(42A)와 근접한 영역을 연결부(42C)로 하고, 나머지 영역을 유체 저항부(42F)로 한다.
한편, 도 12에 도시된 바와 같이, 유체의 흐름에 따른 압력이 연결부(42C)에 더 크게 작용하도록, 연결부(42C)에는 연결부(42C)로부터 간섭단(42A)의 반대 방향으로 추가로 연장되는 확장 유체 저항부(42G)가 형성될 수 있다. 즉, 연결부(42A)에서 확장 형성된 유체 저항부(42F)로부터 간섭단(42A)의 반대 방향으로 더 연장되어 유체 저항부(42F)와 연결된 확장 유체 저항부(42G)가 형성된 것이다. 이와 같이 확장 유체 저항부(42G)가 형성됨으로써 유체 저항면(42B)의 면적이 더 커질 수 있다. 이와 같이, 연결부(42C)로부터 연장되어 확장되는 유체 저항부(42F) 및 확장 유체 저항부(42G)의 크기(면적)에 따라 유체 저항면(42B)의 크기가 커질 수 있는 것이다.
전술한 간섭단(42A)들은, 그 단면이 원형으로 이루어질 수도 있고, 다각형으로 이루어질 수도 있다. 본 실시예에서는 원형 단면으로 이루어질 것을 기준으로 설명한다.
그리고, 각 간섭단(42A)들에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 접촉부재(50)가 구비될 수 있다. 접촉부재(50)는 연질재로 이루어지고 해수전지(30)의 표면에 접촉되면서 해양 부착생물을 이탈시키기 위한 다수의 돌기(52)들을 구비하여 형성된다. 각각의 돌기(52)들은 방사형으로 돌출 형성된다. 이러한 접촉부재(50)는 중공형으로 형성되어 간섭단(42A)에 끼움 결합될 수 있다. 접촉부재(50)를 간섭단(42A)에 끼움 결합할 수 있음으로써 돌기(52)들의 손상시에 접촉부재(50)를 교체할 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 양쪽의 연장단(42D)들에는, 유체 저항부(42F)와 더불어 유체의 흐름에 따른 압력이 작용하도록 하기 위한 보조 유체 저항부(42E)가 각각 확장(또는 연장)되어 형성될 수 있다. 보조 유체 저항부(42E)는 연장단(42D)들로부터 고정 프레임(20)을 향해 연장 형성될 수 있다. 이에 따라, 유체의 흐름에 따른 압력이 작용하는 면적이 증가될 수 있다. 이와 같이 각 연장단(42D)에 소정의 면적을 갖는 보조 유체 저항부(42E)가 형성됨으로써, 유체의 흐름에 따라 왕복이동부재(42)의 왕복 이동이 보다 원활하게 이루어질 수 있다.
전술한 왕복이동부재(42)는 금속재, 고무재, 합성수지재 또는 유리재 등으로 이루어질 수 있는 것으로, 어느 한 재질에 한정되지 않고, 바닷물에 대한 내구성이 우수한 재질 또는 그러한 재질들의 조합으로 이루어지는 것이 바람직하다.
해수전지용 해양생물 부착 방지장치(40)에서 왕복이동부재(42)를 안내하도록 된 안내부재(44)는, 하우징(10) 또는 고정 프레임(20)에 설치되고, 상기 왕복이동부재(42)가 양쪽이 편차없이 원활하게 전진 또는 후진(왕복 이동) 작동을 하도록 왕복 이동을 지지하여 안내하는 기능을 수행한다.
이러한 안내부재(44)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 왕복이동부재(42)의 각 코너영역(연결부의 양쪽영역 및 각 연장단의 끝단영역)를 관통하여 설치되는 4개의 다각형 막대 구조를 갖으며, 각각의 양단은 고정 프레임(20) 또는 하우징(10)에 고정된다. 각각의 안내부재(44)가 왕복이동부재(42)의 각 코너 영역을 관통하여 왕복이동부재(42)를 지지하게 되므로, 한쪽에만 유체 저항면(42B)이 형성된 왕복이동부재(42)가 유체의 흐름에 의해 이동하더라도 도 3을 기준으로 좌우 양쪽이 기울어지거나 비틀어지지 않고 이동할 수 있다. 그리고 각 연장단(42D)에 보조 유체 저항부(42E)가 각각 형성된 경우에도 왕복이동부재(42)는 각각의 안내부재(44)에 안내 지지되므로 안정적인 왕복 이동을 할 수 있다.
그리고, 안내부재(44)는 바닷물에 노출되므로 그 표면에 해양생물이 일시적으로 부착될 수도 있으나, 해수의 흐름에 따라 왕복이동부재(42)가 왕복 이동하면서 해양생물을 이탈시키게 되므로 해양생물의 부착이 방지될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 따른 해수전지용 해양생물 부착 방지장치(40)가 무동력으로 해수전지(30)의 표면에 부착된 해양생물을 제거하는 과정을 설명한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 왕복이동부재(42)가 각 모듈(M)의 각 해수전지(30)들 사이에 설치된 상태에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 유체(바닷물)의 흐름, 즉 썰물이나 밀물, 파도, 해류, 조류 등에 의한 흐름 또는 인위적인 유체의 흐름(일점쇄선 화살표 또는 실선 화살표)이 발생하게 되면, 유체는 유체 저항면(42B)에 작용하게 된다. 따라서 왕복이동부재(42)는 유체의 흐름 방향으로 이동하게 된다. 이러한 작용은 각각의 모듈(M)에 구비된 각 왕복이동부재(42)에서 동일하게 일어날 수 있다.
이와 같이 왕복이동부재(42)가 유체의 흐름에 따라 이동할 때 각각의 안내부재(44)가 왕복이동부재(42)를 안내하므로 왕복이동부재(42)는 왕복 이동거리(L) 내에서 안정적으로 이동하게 된다. 이러한 작용은 유체의 흐름이 발생할 때마다 임의적으로 이루어지며, 그 이동 방향(전진 또는 후진)은 유체의 흐름 방향에 따라 결정된다.
전술한 바와 같이 왕복이동부재(42)가 유체에 의해 이동할 때 각 간섭단(42A)들은 유동공간(S)에서 해수전지(30)의 표면에 접촉되거나 표면에 부착되어 돌출된 해양생물에 간섭되므로, 해수전지(30)의 표면에 부착된 해양생물들은 떼어져 이탈된다. 즉, 왕복이동부재(42)가 유체에 의해 불규칙적으로 이동함에 따라 각각의 간섭단(42A)이 해양생물들과 긁어 내므로 해수전지(30)의 표면에 부착된 해양생물들은 이탈될 수 있는 것이다.
이와 같이 유체의 흐름에 의해서만 왕복이동부재(42)가 왕복 이동하면서 각 간섭단(42A)들이 해수전지(30)의 표면에 부착된 해양생물들을 떼어 이탈시킴으로써 왕복이동부재(42)를 왕복 이동시키기 위한 별도의 동력(전기 에너지) 및 그로 인한 별도의 구성요소가 불필요하게 된다.
즉, 해수전지용 해양생물 부착 방지장치(40)는 왕복이동부재(42)가 무동력으로 왕복 이동하면서 해양생물과 간섭되므로 해양생물이 해수전지(30)의 표면에 부착되는 것을 방지할 수 있게 된다.
첨부된 도면 중에서, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 해수전지용 해양생물 부착 방지장치를 도시한 정단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 해수전지용 해양생물 부착 방지장치(40)는, 하우징(10) 또는 고정 프레임(20)에, 전기모터나 유압 모터 등으로 이루어진 엑츄에이터(62)를 구비하여 왕복이동부재(42)를 강제로 왕복 이동시키기 위한 왕복 작동수단(60)이 구비되는 것을 제외하고는 전술한 실시예와 같다.
왕복 작동수단(60)은, 각 왕복이동부재(42)의 연장단(42D) 또는 연결부(42C)에서 연장된 각각의 결합단(42C-1)를 관통하여 하우징(10) 또는 고정 프레임(20)에 설치되고, 엑츄에이터(62)에 의해 정회전 또는 역회전 작동되는 나사봉(64)으로 이루어진다. 이때, 결합단(42C-1)에는 나사봉(64)와 체결되기 위한 암나사산이 형성됨은 물론이다.
이와 같이, 왕복 작동수단(60)의 나사봉(64)이 각각의 모듈(M)에 구비된 왕복이동부재(42)와 관통 결합됨으로써, 엑츄에이터(62)가 작동하게 되면, 나사봉(64)이 회전하면서 각 왕복이동부재(42)를 일방향으로 이동시키거나 반대방향으로 이동시키게 된다.
이러한 엑츄에이터(62)의 작동은 도시되지 않은 제어부에 의해 전원을 공급받아 제어되는 것이며, 유체흐름 감지센서로부터 유체의 흐름이 감지되지 않을 때, 또는 기 설정된 시간마다 자동으로 작동되도록 구성될 수 있다.
이와 같이 전술한 구조의 왕복 작동수단(60)으로 왕복이동부재(42)를 규칙적 또는 주기적으로 왕복 이동시킬 수 있으므로 해수전지(30)의 표면에 부착된 해양생물을 보다 효율적으로 제거할 수 있다. 즉, 왕복이동부재(42)의 작동을 선택할 수 있게 된다.
첨부된 도면 중에서, 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 해수전지용 해양생물 부착 방지장치를 도시한 정단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 해수전지용 해양생물 부착 방지장치(40)는, 왕복 작동수단(60)이, 하우징(10) 또는 고정 프레임(20)에 설치되는 공압이나 유압 실린더 구조의 엑츄에이터(62)에 의해 전진 및 후진 작동하는 실린더 로드(66)으로 이루어진 것을 제외하고는 전술한 제2 실시예와 같다. 실린더 로드(66)의 단부는 왕복이동부재(42)의 각 결합단(42C-1)에 고정된다. 이때, 각 결합단(42C-1)이 연결부재(65)에 의해 실린더 로드(66)와 결합될 수도 있다.
이러한 구조의 왕복 작동수단(60)에 왕복이동부재(42)를 규칙적 또는 주기적으로 왕복 이동시킬 수 있으므로 해수전지(30)의 표면에 부착된 해양생물을 보다 효율적으로 제거할 수 있다.
첨부된 도면 중에서, 도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 해수전지용 해양생물 부착 방지장치를 도시한 사시도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제4 실시예에 따른 해수전지용 해양생물 부착 방지장치(40)는, 왕복이동부재(42)의 연결부(42C) 또는 연장단(42D)에 유체의 흐름에 따른 압력이 작용하기 위한 유체 저항판(70)이 탈부착 가능하게 구비되는 것을 제외하고는 전술한 실시예와 같다. 이때, 유체 저항판(70)은 연결부(42C)와 연장단(42D)에도 구비될 수 있다. 본 실시예에서는 연결부(42C)에만 유체 저항판(70)이 구비되는 것을 기준으로 설명한다.
이와 같이, 연결부(42C)에 별도의 유체 저항면(42B)이 형성되지 않고, 별도로 제작된 유체 저항판(70)이 탈부착 가능하게 구비됨으로써, 유체의 흐름에 따른 압력을 받는 면적을 선택하여 해당 왕복이동부재(42)에 적용할 수 있다. 예를들면 압력을 크게 받아야 하는 경우에는 면적이 큰 유체 저항판(70)을 연결부(42C)에 결합하고, 압력을 작게 받아 하는 경우에는 면적이 작은 유체 저항판(70)을 연결부(42C)에 결합할 수 있는 것이다. 또한, 유체 저항판(70)의 면적의 크기뿐만 아니라, 그 형상도 하우징(10)의 구조에 따라 다양하게 변경하여 왕복이동부재(42)의 원활한 작동이 이루어지도록 할 수도 있다.
이때, 유체 저항판(70)는 끼움구조에 의해 연결부(42C)나 연장단(42D)에 결합될 수도 있고, 볼트 등에 의해 결합될 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 각 해수전지(30) 사이에 설치된 간섭단(42A)들이 유체의 흐름에 따라 왕복 이동거리(L) 내에서 왕복 이동하면서 해수전지(30)의 표면에 부착된 해양생물을 이탈시키게 되므로 무동력으로 해양생물을 제거할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10 : 하우징 20 : 고정 프레임
30 : 해수전지 40 : 해양생물 부착 방지장치
42 : 왕복이동부재 42A : 간섭단
42B : 유체 저항면 42C : 연결부
42C-1 : 결합단 42D : 연장단
42E : 보조 유체 저항부 42F : 유체 저항부
44 : 안내부재 50 : 접촉부재
52 : 돌기 60 : 왕복 작동수단
62 : 엑츄에이터 64 : 나사봉
66 : 실린더 로드 L : 왕복 이동거리
M : 모듈 S : 유동공간

Claims (10)

  1. 하우징의 내부에, 고정 프레임에 의해 간격을 유지하여 배열되는 각 해수전지들 사이에 왕복 이동이 가능하게 위치하는 각각의 간섭단들과, 상기 간섭단들의 각 일단과 연결되는 연결부로 이루어진 빗살모양의 왕복이동부재; 및
    상기 하우징 또는 상기 고정 프레임에 설치되고, 상기 왕복이동부재의 왕복 이동을 안내하도록 상기 왕복이동부재와 결합되는 안내부재를 포함하고,
    상기 해수전지들로 이루어진 각각의 모듈들이 일렬로 배열된 경우에, 상기 왕복이동부재는 상기 모듈들에 각각 구비되고, 각각의 상기 왕복이동부재는, 상기 안내부재와 결합되어 상기 모듈들이 허용하는 왕복 이동거리 내에서 안내되도록 구성되며,
    유체의 흐름에 따른 압력이 상기 연결부에 작용함에 따라 상기 왕복이동부재가 상기 안내부재에 의해 안내되어 이동하면서 상기 간섭단들이 상기 해수전지의 표면에 부착된 해양 부착생물을 물리적으로 제거하도록 된 것을 특징으로 하는,
    해수전지용 해양생물 부착 방지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 간섭단들에는,
    연질재로 이루어지고 상기 해수전지의 표면에 접촉되면서 해양 부착생물을 이탈시키기 위한 다수의 돌기들을 구비한 접촉부재가 분리 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는,
    해수전지용 해양생물 부착 방지장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결부의 양쪽 끝단에는, 상기 간섭단들과 평행하도록 연장단들이 각각 연장 형성되고, 각각의 상기 안내부재가 상기 연장단들의 단부 영역과 상기 연결부의 양쪽 끝단 영역을 각각 관통하여 상기 왕복이동부재의 왕복 이동을 안내하도록 된 것을 특징으로 하는,
    해수전지용 해양생물 부착 방지장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연장단들에는, 상기 연장단들로부터 상기 고정 프레임을 향해 연장되어 유체의 흐름에 따른 압력이 작용하도록 보조 유체 저항부가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는,
    해수전지용 해양생물 부착 방지장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 연결부 또는 상기 연장단들에는,
    유체의 흐름에 따른 압력이 작용하기 위한 유체 저항판이 탈부착 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는,
    해수전지용 해양생물 부착 방지장치.
  6. 삭제
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징 또는 고정 프레임에는,
    엑츄에이터를 구비하여 상기 왕복이동부재를 강제로 왕복 이동시키기 위한 왕복 작동수단이 구비되는 것을 특징으로 하는,
    해수전지용 해양생물 부착 방지장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 왕복 작동수단은,
    상기 왕복이동부재를 관통하여 상기 하우징 또는 고정 프레임에 설치되고, 상기 엑츄에이터에 의해 정회전 또는 역회전 작동되는 나사봉으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    해수전지용 해양생물 부착 방지장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 왕복 작동수단은,
    상기 하우징 또는 고정 프레임에 설치되는 상기 엑츄에이터에 의해 전진 및 후진 작동하도록 상기 왕복이동부재에 단부가 고정되는 실린더 로드로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    해수전지용 해양생물 부착 방지장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 연결부에는, 상기 연결부로부터 상기 간섭단의 반대 방향으로 연장되어 유체의 흐름에 따른 압력이 작용하도록 유체 저항부가 형성되는 것을 특징으로 하는,
    해수전지용 해양생물 부착 방지장치.







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