KR102113945B1 - 복원력을 이용한 계류장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복원력을 이용한 계류장치에 관한 것으로, 상기 계류장치는 수중에 형성된 무게추(31), 상기 무게추 상부에 고정되는 강선수직부(22), 상기 강선수직부(22) 상부에 설치되는 균형추(30), 상기 균형추(30) 양쪽 방향으로 설치되는 강선측면부(21), 상기 강선측면부(21)를 잡아주는 수평브라켓(12)으로 이루어져 각 강선부의 슬라이딩되며 계류하는 복원력과 상기 균형추가 구조물 상하강에 따른 승강으로 무게중심을 가져 위치고정역할을 하는 복원력을 통하여 수상구조물 하부에 위치하여 복원력을 이용한 계류를 하는 효과가 있다.

Description

복원력을 이용한 계류장치 및 그 제조방법 {Mooring device having restoring force and manufacturing method}

본 발명은 복원력을 이용한 계류장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 수위, 바람, 파도 등의 외력으로부터 부력체의 전복 또는 이탈을 방지하고, 상기계류장치 강선들의 복원력을 통해 수상구조물과 부력체의 균형을 유지시키는 복원력을 이용한 계류장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 경제발전과 국민의 생활수준 향상에 따라 전력수요가 급격히 증가하고 있으며 지구환경 문제와 유가에 대한 불안심리가 가중되면서 신재생 에너지의 중요성이 날로 부각되고 있다.

또한 화석연료를 사용하지 않아 이산화탄소와 같은 온실가스 배출이 없는 청정에너지원으로서 신재생에너지원은 녹색성장의 원동력으로서 환경문제와 전력량 증가에 큰 효과가 기대되어 미래에너지원으로 촉망되고 있다.

신재생에너지 의무할당제도(RPS: Renewable Portfolio Standard)를 도입하여 일정규모 이상의 발전설비를 보유한 발전사업자에게 총 발전량의 일정량 이상을 신재생에너지로 생산한 전력으로 공급하도록 의무화 하도록 하였다.

신재생에너지 발전량 의무 공급비율은 총발전량 대비 2012년 2%로 시작하여 2022년 10%로 지정하였으며, 태양광에 대해서는 2016까지 1,200MW의 별도 의무공급량을 지정할 정도로 태양광발전을 정부에서 정책적으로 육성하고 있다.

하지만 수상에서의 발전시설을 구축하기 위해서는 조류, 파도, 수위변화, 바람 등의 수상의 외력으로부터 계류장치가 표류하지 않고 일정한 위치에서 발전량을 끌어오는 것이 중요한데 이를 기술적으로 활용하기에는 비용 면과 기술면에서는 아직 부족한 부분들이 초래되고 있다.

종래기술로는 특허문헌1에 기술된 바로, 거치된 로프들을 통하여 부유를 지지하고, 수 저면에 고정된 앵커에서의 수직방향 분력을 상쇄시켜 수평방향의 분력을 부유체들의 구성으로 견디게 되었다고 명시되어 있는데, 계류시스템의 경우 수평방향의 분력의 적절한 분배가 이뤄지지 않고 일측에 힘이 집중된다면 부유물의 파절이 발생되어 제 역할을 담당하지 못한다는 한계가 있다.

또 다른 종래기술로는 특허문헌 2에 기술된 바로, 표류 되지 않고 일정범위 안에서 발전을 할 수 있도록 지상과 부유식 장치들을 수저면에서 고정해두는 형식으로 제작되어 있는데 수 저면에 고정되어 부유체 일측에 조류, 풍랑, 수위변화가 한 번에 발생하였을 때, 수상환경 속에서 일측면에만 외력이 작용하는 경우 부력체의 이탈로 인한 부력체의 탈락과 같은 한계점들이 존재한다.

대한민국 등록특허 제10-1421889(2014. 07. 15.) 대한민국 등록특허 제10-1636543(2016. 06. 29.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 부력체 하부에서 부력에 대응하는 무게추;와 상기 무게추 상부에 거치되는 강선수직부로 구성하고, 상기 강선수직부를 내부로 통과시키며 외부에 균형추를 설치하는 균형추삽입관을 형성하고, 상기 균형추삽입관에 통과된 강선을 양측에 설치된 수평브라켓의 내부롤러에 안착하여 상기 수평브라켓 일측에서 매듭형으로 고정되어 강선부의 슬라이딩으로 계류하는 복원력을 이용한 계류장치를 제공함에 있다.

다른 목적은 부력체 하부에 형성되어 상기 수평브라켓에 걸려있는 각강선부가 각각 롤러에 거치되어 각 강선부의 슬라이딩으로 수상구조물이 수면에서 흔들림의 최소화를 끌어내는 계류장치를 제공함에 있다.

또 다른 목적은 수저면에 다수개의 앵커로 고정하는 것이 아닌 수상구조물, 부력체의 하부에 설치되는 계류장치로 친환경적 계류장치를 제공함에 있다.

또 다른 목적은 양식장, 태양광패널, 낚시시설, 데크로드 등과 같은 다양한 수상구조물의 하부에 설치하여 복원력을 특징으로 하는 계류장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 복원력을 이용한 계류장치 및 그 제조방법은 수상구조물 하부에 설치되는 계류장치에 있어서, 부력에 대응하는 무게추, 상기 무게추 상부에 연결되는 강선수직부, 상기 강선수직부 내부를 통과시키며 외부에 균형추를 설치하는 균형추삽입관, 상기 균형추삽입관에 토출된 강선측면부를 브라켓롤러에 걸리게하는 수평브라켓, 양측의 상기 수평브라켓 사이에서 매듭을 가지는 강선수평부로 이루어진 것을 특징으로 하고 있다.

또, 상기 무게추는 다수개로 구성하며, 부재탈락을 방지하기 위한 무게추삽입관을 형성하고 상기 무게추삽입관 외측에 상기 무게추를 설치하고 하부로는 상기 무게추를 지지할 수 있는 무게추받침대를 형성하는 것이 바람직하다.

또, 상기 균형추는 수위변화대응과 위치고정의 역할을 담당하므로 이중추 혹은 다수개의 추를 설치하여 부력체 혹은 수상구조물의 승강에 따라 상하로 움직이며 무게중심을 통한 복원력을 형성하는 것이 바람직하다.

또, 상기 중심브라켓과 상기 수평브라켓에 형성되는 각 롤러들은 슬라이딩되는 각 강선부를 걸리게 하여 꼬임 및 마모를 방지하여 각 강선부들의 슬라이딩을 통한 복원력을 형성하는 것이 바람직하다.

또, 양측으로 설치된 상기 강선측면부는 수상구조물의 크기에 따라, 내각을 30°∼90°로 바꾸어가며 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 복원력을 이용한 계류장치 및 그 제조방법에 의하면, 부력에 대응하는 무게추, 상기 무게추의 상부에 고정되는 강선수직부, 상기 강선수직부 상부에 설치되는 균형추, 상기 균형추 양쪽 방향으로 설치되는 강선측면부, 상기 강선측면부를 잡아주는 수평브라켓으로 구성되어 각 강선부의 슬라이딩을 통하여 상기 무게추의 승강을 주고 양쪽방향으로 설치되는 상기 강선측면부는 내각을 30°∼90°를 갖는 강선측면부를 브라켓롤러에 걸려 슬라이딩되도록 형성하여 수위, 바람, 파도 등의 외력으로부터 계류시 앵커로 수저면에 설치하지 않아도 되는 친환경적 효과가 있다.

또, 상기 균형추는 일측에 형성된 중심브라켓에 고정되고 타측으로는 상기 강선 수직부와 상기 무게추를 회동하므로 상기 균형추는 이중추 혹은 다수개로 구성하여 구조물의 승강시 무게중심을 갖고 위치고정역할을 하는 복원력 효과가 있다.

또한, 본 발명의 복원력을 이용한 계류장치는 양식장, 태양광패널, 낚시시설, 데크로드 등과 같은 다양한 수상구조물의 하부에 설치하여 복원력을 특징으로 하여 계류하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 복원력을 이용한 계류장치 및 그제조방법의 사시도 이다.
도 2는 브라켓을 형성하여 완성한 본 발명의 복원력을 이용한 계류장치의 사시도이다.
도 3은 삽입관의 형상을 도시한 본 발명의 복원력을 이용한 계류장치의 사시도이다.
도 4는 수평브라켓의 개수를 변형시킨 본 발명의 복원력을 이용한 계류장치의 실시예이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명하기로 한다.

본 발명을 상세하게 설명함에 앞서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 복원력을 이용한 계류장치 및 그제조방법의 사시도 이다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 복원력을 이용한 계류장치는 무게추(31), 균형추(30), 수평브라켓(12)을 기본 구조로 하여 이루어진다.

상기 무게추(31)는 수중에 위치하여 부력에 대응하도록 다수개로 형성하고 상부에 고정되는 강선수직부(22)와 일체 거동을 형성하여 수위의 승강에 대응할 수 있도록 구성한다. 구체적으로 보면 다음과 같다.

즉, 수중에 위치하여 부력을 받을 때 상기 무게추는 강도가 우수한 철, 강판 등의 금속재를 사용하거나 콘크리트 등을 용접하여 다수개의 형태로 구성하거나 하나의 큰 무게추 형태로 구성하지만, 다수개를 용접을 통한 구성이 바람직하다.

상기 무게추(31) 및 강선수직부(22)의 일측에는 균형추삽입관(40)이 형성되어 내측으로는 상기 강선수직부(22)를 통과시키고 외측에는 균형추(30)를 이중추 또는 다수개를 일체형으로 용접을 통해 설치하여 준다.

상기 무게추(31)의 구성은 0.5t ∼ 20t의 무게를 가질 수 있도록 제작하고, 0.5t의 무게를 가질 때는 소규모 구조체 하부에서 계류를 담당할 때이며, 20t의 무게를 가질 때는 양식장, 태양광 패널, 데크로드 등과 같은 규모의구조체를 계류할 때를 기준으로 하여 무게를 구성한 것이므로 구조물의 크기에 따라 무게를 달리 하는 것이 바람직하다.

상기 균형추삽입관(40) 일측에 형성된 토출부를 통하여 토출된 상기 강선수직부(22)가 양쪽 방향으로 설치되어 상기 강선측면부(21)로 구성되고, 상기 강선측면부(21)는 수평브라켓(12)에 형성된 브라켓롤러(18)에 거치되고 양측에 위치한 상기 수평브라켓(12)의 일측에서 매듭으로 연결된 강선수평부(20)로 구성되어진다.

따라서, 수상구조물 하부에 구성된 상기 수평브라켓(12)은 구조물 하부에 탈착되도록 형성되고 상기 강선수평부(20)와 상기 강선측면부(21)의 슬라이딩과 상기 강선수직부(22)의 슬라이딩을 통한 복원력을 효과로 한다.

도 2는 브라켓을 형성하여 완성한 본 발명의 복원력을 이용한 계류장치의 사시도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 균형추삽입관(40) 일측에 형성된 고리와 결합된 중심브라켓(13)과 상기 수평브라켓(12) 내부에 형성된 롤러를 증가 시킨 구조로 이루어진다.

상기 중심브라켓(13)의 내부는 상기 강선수직부(22)를 슬라이딩 할 수 있도록 한 개 이상의 롤러로 구성하고, 상기 강선수직부(22)가 슬라이딩 될 시 마모와 꼬임의 방지 역할을 할 수 있도록 내측롤러에 걸리게 형성하고 상기 강선수직부(22)의 가닥을 분할하여 다수개의 롤러에 각각 걸어준다.

상기 내측롤러(14)에 걸린 상기 강선수직부(22)는 양쪽방향으로 설치된 상기 수평브라켓(12)의 제1롤러(16)에 걸려 슬라이딩되도록 형성해 상기 강선측면부(21)를 이루고 상기 중심브라켓(13) 외측에 위치한 외측롤러(15)에 걸려 슬라이딩된다.

상기 외측롤러(15)에 걸린 상기 강선측면부(21)는 상기 수평브라켓(12)의 상기 제2롤러(17)에 걸려 슬라이딩되도록 형성하고, 양쪽에 위치한 상기 수평브라켓(12)의 일측에서 매듭을 갖는다.

이때, 상기 중심브라켓(13)의 상기 외측롤러(15)의 개수를 양측으로 하여 다수개의 개수 구성하고, 상기 수평브라켓(12)의 롤러의 개수를 상기 외측롤러(15)의 증가와 대등하게 구성하여 강선부를 거치하는 방법도 있다.

이와 같이 상기 중심브라켓(13)과 상기 수평브라켓(12) 내부의 롤러 개수를 증가시키는 방법은 다양한 수상외력의 상황에 맞춰 힘의 변화를 가질 것 같지만 강선 내구력의 제한으로 인한 마찰로 각 강선부의 파단이 발생될 수 있다.

따라서, 상기 중심브라켓(13) 양쪽에 형성된 상기 외측롤러(15)의 개수는 1개 내지는 2개로 구성하여, 상기 강선측면부(21)를 정면에서 바라보았을 때, 도 3에서 보이듯, 상기 중심브라켓(13)과 상기 수평브라켓(12) 사이를 지그재그 형태로 구성하여 꼬임을 방지하는 것이 바람직하다.

상기 강선수평부(20)와 상기 강선측면부(21)는 상기 브라켓롤러(18)에 걸려 슬라이딩을 통한 복원력을 갖게 하여 만수위 일 때, 상기 강선수직부(22)의 길이가 늘어나 상대적으로 상기 강선수평부(20)와 상기 강선측면부(21)의 길이가 줄어들며 강선 측면부(21)의 내각을 30°로 가질 수 있다.

또는, 저수위 일경우에 상기 강선수직부(22)의 길이가 줄어들어 상대적으로 상기 강선수평부(20)와 상기 강선측면부(21)의 길이가 줄어들며 강선 측면부(21)의 양측면 사이의 내각을 30°∼ 90°로 가질 수 있다.

따라서, 상기 내각의 범위를 30°∼ 90°를 가질 때 상기 강선 수직부(22)의 길이는 만수위 시는 길어지며, 저수위 시는 짧아지도록 형성되어 계류할 수 있도록 한다.

또는, 수상구조물의 크기에 따라 미리 내각을 벌려놓은 상태에서 강선부의 이동만으로 10°∼ 15°의 상기 강선측면부(21) 양측의 내각을 변형하며 계류를 유지할 수 도 있다.

이는, 상기 강선수평부(20)와 상기 강선수직부(22), 상기 강선 강선측면부(21)의 길이를 여유있게 함으로 내각의 범주를 통한 복원력을 특징으로 하여 형성되는 것이다.

이때, 상기 수평브라켓(12)은 수상구조물의 크기에 따라 부력체 하부에 고정할 때 양쪽 혹은 다방면으로 설치 시 서로 이격된 정도를 조정하여 탈착되도록 형성한다.

상기 균형추(30)는 상기 중심브라켓(13)의 하부에 고정되어 상기 계류장치(100)가 바람, 수위, 파도 등의 외력으로 승강할 때 같이 상 하강 하며 무게중심을 통해 위치를 고정하여 구조물의 복원력을 형성하는 역할을 한다.

도 3은 삽입관의 형상을 도시한 본 발명의 복원력을 이용한 계류장치의 사시도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 수중에서 부력을 받는 무게추받침대(43), 균형추받침대(41)의 형성을 통해 수중에서 부력에 대응하는 구조로 이루어진다.

상기 무게추받침대(43) 일측의 형상은 얇은 원판 형으로 구성하는데, 이는 부력이 작용되어 질 때, 단면적에 따라 부력의 크기가 달라지므로 상기 무게추받침대(43)를 측면에서 바라보았을 때, 높이가 작고 가로의 길이가 무게추의 일정부분 지지할 수 있는 크기의 원판으로 제작하는 것이 부력 및 상기 무게추(31)를 용접할시 부재의 이탈을 방지해주는 역할을 한다.

상기 무게추삽입관(41)의 타측에 형성된 고리형태를 한 개가 아닌 다수개의 고리를 구성하여 상기 강선수직부(22)를 거치할 수도 있다.

예컨대, 무게추삽입관(41)의 일측에 형성된 얇은 원판을 타측에도 형성하여 용접 가공해 일체형으로 구성하고 상부에 고리를 다수개 형성하여 상기 강선수직부(22)를 고정한다.

상기 무게추삽입관(41)의 고리를 다수개로 할 때는, 꼬임을 방지하기 위하여 다수개의 강선을 회동시킬 수 있도록 가닥을 구분하여 다수개의 롤러에 거치 하여야 하므로 이때 수평브라켓(12)과 중심브라켓(13)의 롤러의 개수가 증가한다.

이때, 상기 내측롤러(14)에 거치 할 때에는 가닥끼리 고정할 수 있는 혹은 강선의 용접 등을 통하여 제작하는 방법으로 하여 슬라이딩 시 꼬임을 방지 할 수 있어야한다.

하지만, 다수개의 고리를 형성할 시에는 부력을 받는 면적이 상승하므로 부력에 따른 부재의 승강이 증가 될 수 있다.

따라서, 상기 무게추삽입관(41)의 일측에 형성된 고리형태는 한 개로 구성하여 자재의 면적을 축소시키는 것이 가장 이상적이다.

도 4는 수평브라켓의 개수를 변형시킨 본 발명의 복원력을 이용한 계류장치의 실시예이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 구조물 하부에 탈착되는 수평브라켓(12)의 개수의 변화에 따른 구성이다.

상기 수평브라켓(12)의 개수를 좌우측에 형성하여 2개로 만드는 것은 도 1 내지 도 2의 설명에서 상기 한 부분과 같고 상기 수평브라켓(12)의 개수를 하나 더 만들어 평면도로 바라보았을 때 삼각형 형태를 나타내고 일측에서 매듭형태를 가지는 부분 또한 계류 시 복원력을 증진시킬 수가 있다.

이때, 삼각형형태로 구성할 시에는 도1에서 보이듯, 상기 중심브라켓(13)을 생략하여 설계하여 다수개의 상기 강선수직부(22)를 각 위치에 형성된 수평브라켓(12)에 분할하여 걸리게 하고 걸린 각 강선부를 통한 계류가 복원력을 유지하는데 조금 더 바람직 할 수 있다.

또는 상기 중심브라켓(13)을 설치하여 삼각 형태로 구성할 때는, 상기 내측롤러(14)에 거치되는 상기 강선수직부(22)의 가닥을 3가닥으로 분할하여 양쪽의 내측롤러에 각각 거치되도록 하고, 이를 삼면에 위치한 각 수평브라켓(12)에 거치되도록 하는 방법도 있지만, 꼬임이 발생될 확률이 높으므로 앞서 설명한 방법인 양측면에 형성된 수평부라켓(12)에 거치하여 계류하는 것이 바람직 할 것이다.

또는, 상기 수평브라켓(12)의 개수를 4개로 구상하여 평면도로 바라봤을 때 사각형, 직사각형, 마름모 형태로 구성하여 계류하는 방향으로 설계할 수 있다.

이때, 상기 수평브라켓(12)의 배치는 일정간격 이격된 형태로 배치하여 강선부의 길이 변화 시 맞물림으로 인한 꼬임을 방지해 준다.

상기 수평브라켓(12)의 개수를 여러개로 구성하여 슬라이딩 될 수 있도록 부력체의 하부에 구성하고, 각 강선부를 슬라이딩을 통한 복원력을 가질 수 있도록 할 수 있지만 바람직하게는 도 2와 같이 2개의 상기 수평브라켓(12)으로 구성한 계류가 강선의 꼬임을 방지하는 측면에서 효과적이다.

또한, 상기 복원력을 이용한 계류장치(100)는 양식장, 태양광패널, 낚시시설, 수상가옥, 데크로드 등과 같은 부유물의 하부에 거치되어 수위, 바람, 파도등과 같은 수상외력의 상황에서 복원력을 유지하여 계류할 수 있는 효과를 가지고 있다.

또한, 수 저면에 고정형태로 고정하는 것이 아닌 구조물의 하부에 부착되어 설계됨에 있어 친환경적 요소와 비용의 절감을 특징으로 갖고 있다.

또한, 상기 계류장치(100)는 수위, 바람, 파도 등의 수상외력에서 상기 균형추의 무게중심을 통한 복원력과 각기 강선부의 슬라이딩을 통한 복원력을 특징으로 하여 흔들림의 최소화를 통한 계류를 특징으로 한다.

100 : 계류장치
12 : 수평브라켓 13 : 중심브라켓
14 : 내측롤러 15 : 외측롤러
16 : 제1롤러 17 : 제2롤러
18 : 브라켓롤러 20 : 강선수평부
21 : 강선측면부 22 : 강선수직부
30 : 균형추 31 : 무게추
40 : 균형추삽입관 41 : 균형추받침대

Claims (5)

1. 복원력을 이용한 계류장치(100)에 있어서,
   상기 계류장치(100)는 부력에 대응하여 수중에 위치하는 무게추(31);
   상기 무게추(31)의 상부에 고정되는 강선수직부(22);
   상기 강선수직부(22)의 상부에 설치되는 균형추(30);
   상기 균형추(30)를 통과한 상기 강선수직부가 양쪽 방향으로 연결되는 강선측면부(21);
   상기 강선측면부(21)를 걸어주는 수평브라켓(12)으로 구성되어 복원력을 가지는 것을 특징으로 하는 복원력을 이용한 계류장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 강선측면부(21)는 상기 수평브라켓(12)에 설치된 브라켓롤러(18)에 걸려서 강선수평부(20)와 일체 연결되어 수상구조물이 움직일 때 상기 강선측면부(21)가 상기 브라켓롤러(18)에 슬라이딩 되는 것을 특징으로 하는 복원력을 이용한 계류장치.
   
3. 복원력을 이용한 계류장치에 있어서,
   상기 계류장치는 무게추(31) 하부에서 이탈을 방지해주는 무게추삽입관(42);
   고리를 갖는 상기 무게추삽입관(42)의 고리에 고정되는 강선수직부(22);
   상기 강선수직부(22)를 내부로 통과시키며 외부에 균형추(30)가 설치된 균형추삽입관(40), 상기 균형추삽입관(40)과 결합된 중심브라켓(13);
   상기 중심브라켓(13)을 통과한 상기 강선수직부(22)는 강선측면부(21)와 연결되고, 상기 강선측면부(21)는 강선수평부(20)와 연결하되, 상기 강선측면부(21)는 좌우측의 수평브라켓(12)에 형성된 제1롤러(16)에 각각 슬라이딩 가능하도록 거치되고,
   상기 제1롤러(16)에 슬라이딩 되도록 걸린 강선측면부(21)는 상기 중심브라켓(13)의 양쪽에 설치된 외측롤러(15)에 슬라이딩 되도록 연결되며,
   상기 외측롤러를 통과한 강선측면부는 수평브라켓(12)의 제2롤러(17)에 슬라이딩 되어 강선수평부(20)와 연결되는 것을 특징으로 하는 복원력을 이용한 계류장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 중심브라켓(13)과 상기 수평브라켓(12)에 각각 설치되는 롤러들은 각 강선이 슬라이딩될 때 꼬임 및 마찰을 방지하는 것을 특징으로 하는 복원력을 이용한 계류장치.
   
5. 제 3항에 있어서,
   상기 균형추(30)의 하부에 설치되는 균형추받침대(41)와 상기 무게추(31) 하부에 설치된 무게추받침대(43)는 각각 균형추(30)와 무게추(31)의 이탈을 방지하여 승하강 시 복원력을 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 복원력을 이용한 계류장치.

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