KR102455925B1

KR102455925B1 - 유동정체를 발생시키는 오일펜스

Info

Publication number: KR102455925B1
Application number: KR1020200137489A
Authority: KR
Inventors: 김성진; 문명운; 권오창; 이용준; 김대경
Original assignee: 한국과학기술연구원; 이용준
Priority date: 2020-10-22
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2022-10-18
Also published as: KR20220053256A

Abstract

본 발명은, 부력을 구비하면서, 소정의 길이를 갖도록 형성하는 부유체; 부유체의 길이 방향을 따라 상기 부유체의 하부에 결합하여, 유실된 부유물의 확산을 차단하는 스커트; 및 스커트에 결합하고, 단면이 일부가 개방되도록 형성되어, 상기 스커트의 전방에 유동정체를 발생시키는 스커트지지프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유동정체를 발생시키는 오일펜스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 오일펜스의 스커트에 단면의 일부가 개방된 스커트지지프레임을 결합시켜, 와류의 제어에 의해 스커트 전방에 유동정체구간을 발생시킴으로써, 강조류 환경에서 스커트가 기울어져도 해상에 부유하는 오일 또는 HNS 등이 유동정체구간에 포집되게 하여, 오일 또는 HNS 등이 스커트의 하부로 유실되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

유동정체를 발생시키는 오일펜스{OIL FENCE FOR GENERATING FLOW STAGNATION}

본 발명은 해양의 방제작업 시 수중에 설치되는 오일펜스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스커트에 와류를 제어할 수 있는 원호형 또는 다각형 지지프레임을 결합하여, 강조류에서 스커트가 기울어진 상황에서도 스커트 전방에 유동정체를 발생시킴으로, 스커트 하부로의 오일 또는 위험유해물의 유실을 최소화할 수 있는 오일펜스에 관한 것이다.

해양이나 하천에서 선박 사고나 부주의 등에 의해 석유 기반의 오일 또는 위험유해물(HNS, Hazardous & Noxious Substance)의 유출 사고가 꾸준히 발생하고 있다.

이러한 석유 기반 오일 또는 HNS은 주변 환경에 심각한 오염을 초래하며, 이에 의해 오염된 표면은 재생 또는 세척이 용이하지 않기에, 유출 사고가 발생하였을 때 신속하게 대응하여 이의 확산을 저지하는 것이 무엇보다 중요하다.

통상적으로 해양 또는 하천에 오일이 유출되었을 때, 오일 붐이나 오일 포집 네트, 오일펜스 등을 설치하여 1차 유출 방지막을 설치한 후 이에 의해 모여 있는 오일에 유화제를 살포하여 해저에 침전시키거나, 오일스키머, 흡착포 등과 같은 오일 회수 장비를 이용하여 오일을 회수하는 방법으로 대응한다.

그런나 오일이 유출되는 사고가 발생하게 되는 통상적인 상황은 유속이 빠른 강조류의 환경이고, 기존의 오일 포집 네트나 오일펜스는 이러한 강조류 환경에서 하중에 의해 스커트가 기울게 되면 스커트 하부로 오일이 쉽게 유실되기 때문에 그 효과가 급격히 감소하고, 이의 활용이 극히 제한된다는 기술적 문제점을 가지고 있다.

이러한 문제점을 완화하기 위해 그 동안 유수분리특성을 가진 메쉬를 스커트에 활용하는 등 개선 기술들이 개발되어 왔지만, 유속이 높아질수록 이러한 기술들도 그 개선 효과가 상당히 떨어지게 되므로, 강조류 환경에서도 오일의 유실을 본질적으로 최소화할 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다.

한국등록특허 제10-1896614호 (20.09.03 등록)

본 발명은 전술한 배경에서 제기된 문제를 해결하기 위한 것으로, 이 문제점의 원인을 유체역학적으로 분석한 결과 하중에 의해 오일펜스가 기울게 될 때 스커트 밑으로 돌아나가는 유실 유동이 급격히 발달한다는 점에 그 원인이 있다.

또한, 유속이 빨라질수록 유실 유동의 범위가 넓어질 뿐 아니라 오일이나 부유 HNS의 부유력을 이길 정도로 유실 유동이 강해지는 것으로 확인되었다.

따라서, 강조류의 상황에서는 이러한 유실 유동의 발생이 불가피하기에, 오일이나 부유 HNS가 이 유동에 휩쓸리지 않도록 방지해주는 기술의 개발이 필요하다.

이를 구체적으로 달성하기 위한 본 발명에서는 스커트지지프레임을 스커트 후면에 설치하여 와류(vortex flow)를 제어함으로써, 스커트 전방에 강제로 유동정체구간을 형성시켜, 스커트 하부로 돌아나가는 유동에 의해 오일이나 부유 HNS가 스커트 하부로 유실되는 것을 방지할 수 있는 기능을 갖춘 오일펜스를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예는 부력을 구비하면서, 소정의 길이를 갖도록 형성하는 부유체; 부유체의 길이 방향을 따라 상기 부유체의 하부에 결합하여, 유실된 부유물의 확산을 차단하는 스커트; 및 스커트에 결합하고, 단면이 일부가 개방되도록 형성되어, 상기 스커트의 전방에 유동정체를 발생시키는 스커트지지프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유동정체를 발생시키는 오일펜스를 제공한다.

또한, 상기 스커트지지프레임은 한 쌍의 본체프레임; 및 상기 한 쌍의 본체프레임 사이를 연결하는 연결프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유동정체를 발생시키는 오일펜스를 제공한다.

또한, 상기 스커트지지프레임은 상기 단면이 호형, 타원형 및 다각형 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 유동정체를 발생시키는 오일펜스를 제공한다.

또한, 상기 스커트지지프레임은 상부 및 하부 사이에 접철부를 각각 형성하고, 상기 상부 및 하부는 상기 접철부에 의해 상기 단면의 개방된 부분이 작아지도록 접혀지는 것을 특징으로 하는 유동정체를 발생시키는 오일펜스를 제공한다.

또한, 하단부가 상기 스커트지지프레의 상단부에 결합하여 상기 부유체를 지지하는 부유체지지프레임;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동정체를 발생시키는 오일펜스를 제공한다.

또한, 상기 스커트지지프레임(300)은 강도(elastic modulus)가 1GPa 이상인 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유동정체를 발생시키는 오일펜스를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 오일펜스의 스커트에 단면의 일부가 개방된 스커트지지프레임을 결합시켜, 와류의 제어에 의해 스커트 전방에 유동정체구간을 발생시킴으로써, 강조류 환경에서 스커트가 기울어져도 해상에 부유하는 오일 또는 HNS 등이 유동정체구간에 포집되게 하여, 오일 또는 HNS 등이 스커트의 하부로 유실되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 오일펜스의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스커트지지프레임의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스커트지지프레임의 측면을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스커트지지프레임이 접철부에 의해 접혀지는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 오일펜스 측면을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스커트지지프레임 및 부유체지지프레임이 스커트 및 부유체에 결합하여 설치된 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 오일펜스가 수중에 설치되었을 때, 오일펜스가 기울어지더라도 오일펜스 전방에 생성된 유동정체에 의해 스커트 하부로 오일이 유실되지 않는 모습을 나타내는 도면이다.
도 8은 종래 오일펜스가 수중에 설치되었을 때, 강조류에 의해 오일펜스가 기울어지면서 오일이 스커트 하부로 유실되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 오일펜스 및 종래 오일펜스에 대한 오일 유동의 해석결과를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 오일펜스 및 종래 오일펜스의 스커트 하부로 유실되는 오일을 시간에 따라 정량화한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 오일펜스 및 종래 오일펜스에 가해지는 하중을 시간에 따라 정량화한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 오일펜스의 스커트지지프레임의 단면이 호형으로 형성된 경우, 호의 중심각에 따른 오일 저지 양상에 대한 해석결과를 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스커트지지프레임의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스커트지지프레임의 측면을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스커트지지프레임이 접철부에 의해 접혀지는 모습을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오일펜스 측면을 나타내는 단면도이다.
도 17은 본 발명의 스커트지지프레임의 단면이 타원형으로 형성된 경우의 오일 저지 양상에 대한 유동해석결과를 나타내는 그래프이다.
도 18은 본 발명의 스커트지지프레임의 단면이 다각형으로 형성된 경우의 오일 저지 양상에 대한 유동해석결과를 나타내는 그래프이다.
도 19는 단면이 호형인 스커트지지프레임 및 부유체지지프레임을 각각 스커트 및 부유체에 설치한 모습을 나타내는 사진이다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 오일펜스를 통해 해상에 떠있는 부유물을 강조류 환경에서 포집하는 모습을 나타내는 사진이다.
도 21은 종래 오일펜스를 통해 해상에 떠있는 부유물을 강조류 환경에서 포집할 때, 스커트 하부로 부유물이 유실되는 모습을 선상과 수중에서 촬영한 모습을 나타내는 사진이다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 오일펜스를 측면 가이드 네트로 활용하여, 해상에 떠있는 부유물을 강조류 환경에서 이송하는 모습을 나타내는 사진이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 유동정체를 발생시키는 오일펜스는, 부력을 구비하면서, 소정의 길이를 갖도록 형성하는 부유체(100); 부유체(100)의 길이 방향을 따라 부유체(100)의 하부에 결합하여, 유실된 부유물의 확산을 차단하는 스커트(200); 및 스커트(200)에 결합하고, 단면이 일부가 개방되도록 형성되어, 스커트(200)의 전방에 유동정체를 발생시키는 스커트지지프레임(300);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 도 1 내지 도 22를 참조하여, 본 발명의 각 구성에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 부유체(100)는 부력을 구비하면서, 소정의 길이를 갖도록 형성된다.

부유체(100)는 일예로 원기둥, 다각기둥의 형상으로 형성될 수 있으며, 소정의 길이를 갖되 방제작업 환경에 따라 길이가 가변되도록 형성될 수 있다.

또한, 오일펜스에 제공하는 부력을 증가시킬 수 있도록, 부유체(100)의 내부 또는 외부에는 고무 또는 비닐 소재로 이루어진 에어포켓 등이 구비될 수 있다.

부유체(100)는 오일펜스가 수면에 뜨도록 부력을 제공함과 동시에, 수면에 부유하는 오일(Oil) 또는 위험유해물(Hazardous&Noxious Substance, 이하 HNS) 등이 유실되지 않도록 하는 역할을 수행한다.

이어서, 스커트(200)는 부유체(100)의 길이 방향을 따라 부유체(100)의 하부에 결합하여, 유실된 부유물(오일 또는 HNS 등)의 확산을 차단한다.

스커트(200)는 부유체(100) 하부의 길이 방향을 따라 결합하여, 오일펜스가 수중에 설치되었을 때 오일 또는 HNS 등이 수면 아래에서 유실되는 것을 막아주며, 이때 스커트(200)는 기공이 형성되지 않은 소재로 이루어질 수 있고, 또한 친수성 유체가 선택적으로 투과되는 친수성 메쉬 소재로 이루어질 수도 있다.

이어서, 스커트지지프레임(300)은 스커트(200)에 결합하고, 단면이 일부가 개방되도록 형성되어, 스커트(200)의 전방에 유동정체를 발생시킨다.

스커트지지프레임(300)은 클립, 단추 또는 카라비너(carabiner) 등의 결합수단을 통하여 스커트(200)의 전면 또는 후면에 결합할 수 있다.

스커트지지프레임(300)은 스커트(200)에 결합되어, 유체의 유동 또는 오일펜스의 이동에 따라 스커트(200)의 전면에 작용하는 수압에 대항하여 스커트(200)를 지지하게 된다.

이때, 본 발명의 일실시예에 따른 스커트지지프레임(300)은 단면이 일부가 개방되도록 형성되어, 스커트의 전방에 유동정체를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

종래의 오일펜스의 경우에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 강조류가 발생하는 경우 수압에 의해 스커트가 쉽게 기울어지고, 이렇게 기울어진 스커트의 표면을 따라 흐르는 유동에 의해, 스커트 하부로의 오일 또는 HNS 등의 유실이 크게 발생하는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위해 본 발명의 일실시예에서는, 단면의 일부가 개방되도록 형성된 스커트지지프레임(300)을 스커트(200)의 후면에 결합시킴으로써, 도 7(a)에 도시된 바와 같이 와류를 제어하여 스커트(200)의 전방에 유동정체가 발생하도록 하였다.

단면의 일부가 개방된 스커트지지프레임(300)을 스커트(200)의 후면에 결합시켜 스커트(200)의 전방에 유동정체를 발생시키면, 스커트(200)가 기울어지더라도 도 7(b)에 도시된 바와 같이 스커트 전방에 발생한 유동정체 구간에 오일 또는 HNS 등이 포집되면서 전술한 문제점을 해결할 수 있게 된다.

이와 같이 스커트(200)가 기울어지는 상황은 강조류 환경에서 더 잘 발생하기에, 본 발명의 실시예에 따른 효과는 강조류 환경에서 더욱 뚜렷하게 나타나 종래 오일펜스의 문제점을 해결할 수 있게 된다.

도 9(a)는 본 발명에 따른 오일펜스가 강조류에 의해 기울어진 상황에서 오일의 유동해석결과를 나타내며, 유동해석결과에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 오일펜스는 강조류에 의해 기울어진 상황에서도, 오일펜스 전방에 발생한 유동정체에 의해 오일이 스커트(200)의 하부로 유실되지 않는 것을 알 수 있다.

도 9(b)는 종래 오일펜스가 강조류에 의해 기울어진 상황에서 오일의 유동해석결과를 나타내며, 유동해석결과에 나타난 바와 같이 종래 오일펜스는 강조류에 의해 오일펜스가 기울어짐에 따라 오일이 스커트 하부로 유실되는 것을 알 수 있다.

한편, 도 10에는 본 발명에 따른 오일펜스 및 종래 오일펜스의 스커트 하부로 유실되는 오일을 시간에 따라 정량화한 그래프가 나타나 있으며, 그래프에 나타나 있듯이, 종래의 오일펜스의 경우 시간의 흐름에 따라 스커트 하부로 유실되는 오일의 양이 크게 증가하는 반면(실선 그래프), 본 발명의 오일펜스의 경우 시간이 흘러도 스커트 하부로 유실되는 오일이 거의 없는 것(점선 그래프)을 알 수 있다.

이어서, 본 발명의 일실시예에 따른 스커트지지프레임(300)은 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b); 및 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b) 사이를 연결하는 연결프레임(330);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

먼저, 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)은 일예로 소정의 강도를 구비하는 스틸 소재로 형성될 수 있으며, 특히 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)은 단면의 일부가 개방되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 따른 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)은 각 실시예에 따라 단면이 호형, 타원형 및 다각형 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하며, 도 2에는 단면이 호형으로 형성된 본 발명의 일실시예에 따른 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)이 도시되어 있다.

여기서, 단면이 호형으로 형성된 본 발명의 일실시예에 따른 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)은 호의 중심각(a)을 120° 내지 240°로 형성하는 것을 특징으로 한다.

도 12에는 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)의 단면이 호형으로 형성된 경우, 호의 중심각(a)에 따른 오일펜스의 오일 또는 HNS 등의 저지 양상에 대한 유동 해석 결과가 나타나 있다.

유동 해석 결과에 따르면 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)의 호의 중심각을 120° 내지 240°로 형성하였을 때, 스커트(200) 하부로의 오일 유실 비율이 가장 적은 것으로 나타났으며, 호의 중심각을 120° 미만으로 형성하거나, 240°를 초과하여 형성하는 경우, 스커트(200) 하부로의 오일 유실 비율이 증가하는 것으로 나타났다.

이는 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)의 호의 중심각을 120° 내지 240°로 형성하여야 호의 형상을 따라 유동에 회전이 일이나 와류가 발생하고, 오일펜스로 유입되는 유동과 발생한 와류가 중첩되어 유동정체 구간이 형성될 수 있기 때문이다.

한편, 단면이 타원형으로 형성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 한 쌍의 본체프레임도 도 17에 도시된 바와 같이, 스커트의 전방에 유동정체를 발생시켜 오일을 유동정체구간에 포집함으로써 오일이 스커트의 하부로 유실되지 않는 것을 확인할 수 있다.

또한, 단면이 다각형으로 형성된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 한 쌍의 본체프레임도 도 18에 도시된 바와 같이, 스커트의 전방에 유동정체를 발생시켜 오일을 유동정체구간에 포집함으로써 오일이 스커트의 하부로 유실되지 않는 것을 확인할 수 있다.

여기서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 한 쌍의 본체프레임은 단면이 삼각형 이상의 다각형으로 형성되는 것을 특징으로 하며, 도 18에는 한 쌍의 본체프레임은 단면이 각각 삼각형 및 사각형으로 형성된 것에 따른 오일펜스의 오일 또는 HNS 등의 저지 양상에 대한 유동해석결과가 나타나 있다.

이 결과는 각수가 적인 삼각형 형상의 한 쌍의 본체프레임도 호형에서와 같이 와류에 의한 유동정체구간이 형성될 수 있는 것을 나타내며, 또한 이 와류는 각수가 늘어남에 따라 더욱 뚜렷하게 발생하므로, 다각형의 각수가 늘어나 호형에 가까워짐에 따라 유동정체구간이 더욱 안정화되는 것을 알 수 있다.

이어서, 연결프레임(330)은 양단이 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)에 각각 결합하여, 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)을 연결한다.

연결프레임(330)은 일예로 소정의 길이를 가진 원형 단면의 스틸 부재로 형성될 수 있으며, 연결프레임(330)은 복수개가 소정의 간격만큼 이격되어 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)에 결합할 수 있다.

이때, 실시예에 따라 연결프레임(330)을 제1연결프레임 및 제2연결프레임으로 구성하고, 제2연결프레임 내부에 길이 방향을 따라 삽입홈을 형성하여 제1연결프레임을 삽입시켜, 제1연결프레임이 삽입홈을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 구비하여, 연결프레임(330)의 길이를 조절할 수 있도록 구비시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 스커트지지프레임(300)은 연결프레임(330) 사이에 위치하고, 양단이 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)에 각각 결합하여 스커트(200)를 지지하는 스커트지지판(350)을 더 포함할 수 있다.

소정의 지지면적을 갖는 스커트지지판(350)을 구비함에 따라, 스커트지지프레임(300)이 스커트(200)를 더욱 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 오일펜스는 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)이 상부 및 하부 사이에 접철부(311a, 311b)를 각각 형성하고, 상부 및 하부는 접철부(310a, 310b)에 의해 단면의 개방된 부분이 작아지도록 접혀지는 것을 특징으로 한다.

스커트지지프레임(300)은 전술한 바와 같이 스커트(200)에 결합 또는 분리되도록 형성될 수 있고, 스커트지지프레임(300)이 스커트(200)에서 분리되었을 때 스커트지지프레임(300)의 운반 또는 보관이 용이하도록, 스커트지지프레임(300) 상에 스커트지지프레임(300)의 상부 및 하부가 상호 접혀지도록 하는 접철부(311a, 311b)를 형성할 수 있다.

이때, 접철부(311a, 311b)는 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)이 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)의 개방된 부분이 작아지게 접혀지도록 형성하고, 그 반대방향으로는 접혀지지 않도록 형성할 수 있다.

만일 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)이 접철부(311a, 311b)에 의해 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)의 개방된 부분이 커지도록 접혀지면, 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)을 스커트(200)의 후면에 결합하였을 때, 스커트(200)의 전방에 유동정체가 발생하지 않을 수도 있기 때문이다.

이어서, 본 발명의 일실시예에 따른 오일펜스는 하단부가 스커트지지프레임(300)의 상단부에 결합하여 부유체(100)를 지지하는 부유체지지프레임(400);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

좀 더 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이 부유체지지프레임(400)은 한 쌍의 수직프레임(410a, 410b)과, 한 쌍의 수직프레임(410a, 410b) 사이를 연결하는 복수개의 수평프레임(430) 및 수평프레임(430) 사이에 위치하고, 양단이 한 쌍의 수직프레임(410a, 410b)에 각각 결합하는 부유체지지판(450)을 포함할 수 있다.

한 쌍의 수직프레임(410a, 410b)은 일예로 소정의 강도를 구비하는 일자형의 스틸 소재로 형성될 수 있다.

수평프레임(430)은 양단이 한 쌍의 수직프레임(410a, 410b)에 각각 결합하여, 한 쌍의 수직프레임(410a, 410b)을 연결한다.

수평프레임(430)은 일예로 소정의 길이를 가진 원형 단면의 스틸 부재로 형성될 수 있으며, 수평프레임(430)은 복수개가 소정의 간격만큼 이격되어 한 쌍의 수직프레임(410a, 410b)에 결합할 수 있다.

이때, 실시예에 따라 수평프레임(430)을 제1수평프레임 및 제2수평프레임으로 구성하고, 제2수평프레임 내부에 길이 방향을 따라 삽입홈을 형성하여 제1수평프레임을 삽입시켜, 제1수평프레임이 삽입홈을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 구비하여, 수평프레임(430)의 길이를 조절할 수 있도록 구비시킬 수 있다.

한편, 부유체지지판(450)은 수평프레임(430) 사이에 위치하고, 양단이 한 쌍의 수직프레임(410a, 410b)에 각각 결합하며, 소정의 지지면적을 갖는 부유체지지판(450)을 구비함에 따라, 부유체지지프레임(400)이 부유체(100)를 더욱 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

한편, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 부유체지지프레임(400)의 하단부와 스커트지지프레임(300)의 상단부는 힌지결합(H)하여 접철 가능하게 구비될 수 있다.

좀 더 구체적으로 한 쌍의 본체프레임(310a, 310b)의 상단부와 한 쌍의 수직프레임(410a, 410b)의 하단부는 상호 힌지결합(H)하여 접철 가능하게 구비될 수 있으며, 이에 따라 스커트지지프레임(300) 및 부유체지지프레임(400)을 각각 스커트(200) 및 부유체(400)에서 분리하였을 때, 스커트지지프레임(300) 및 부유체지지프레임(400)의 운반 또는 보관이 용이해진다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 스커트지지프레임(300)은 강도(elastic modulus)가 1GPa 이상인 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 오일펜스는 오일 또는 HNS 등의 방제작업 시 강조류의 환경 하에 설치될 수 있으며, 이때, 강조류 환경에서도 스커트(200)의 전방에 발생된 유동정체구간을 유지시키기 위해서는, 스커트(200)의 후면에 결합되는 스커트지지프레임(300)이 강조류 환경에서도 형상 변형이 일어나지 않을 수 있는 강도를 가져야 한다.

강조류의 수압에 의해 스커트(200)의 후면에 결합된 스커트지지프레임(300)의 형상이 변형되면, 스커트(200) 전면에 형성된 유동정체구간이 사라지게 되고, 종국적으로는 오일 또는 HNS 등이 스커트(200)의 하부로 유실되는 현상이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 스커트지지프레임(300)은 강도(elastic modulus)가 1GPa 이상인 재질로 형성하여, 오일펜스가 강조류 환경에 설치되어도, 강조류의 수압에 의해 형상이 변형되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 도 13 내지 도 16에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오일펜스(한 쌍의 본체프레임의 단면이 다각형으로 형성된 경우)가 도시되어 있으며, 한 쌍의 본체프레임(310a', 310b')의 단면이 다각형으로 형성된 것 외에, 각 구성의 구조 및 기능은 전술한 본 발명의 일실시예에 따른 오일펜스(한 쌍의 본체프레임의 단면이 호형으로 형성된 경우)와 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명의 실시예들에 따른 스커트지지프레임(300) 및 부유체지지프레임(400)은 부유체(100) 및 스커트(200)의 길이 방향을 따라 소정의 간격만큼 이격되어 복수개가 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 오일펜스는 해양에 유실된 오일 또는 HNS 등의 방제작업을 위하여 수 미터 혹은 수십 미터의 길이로 형성될 수 있고, 스커트(200)의 전방에 유동정체구간을 형성하기 위하여 스커트(200) 및 부유체(100)의 후면에는 길이 방향을 따라 복수개의 스커트지지프레임(300) 및 부유체지지프레임(400)이 소정 간격 이격되어 설치될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 오일펜스의 오일 또는 HNS 등의 저지 효과는 실제 해역에서 테스트 하였을 때 더욱 뚜렷하게 나타난다.

도 19은 본 발명의 일실시예에 따른 단면 형상이 호형인 스커트지지프레임을 실제 적용하여 제작한 오일펜스에 대한 사진들이다.

도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 스커트지지프레임이 결합된 오일펜스를 오일을 포집하는 용도로 활용한 실해역 테스트 결과를 나타내고, 실해역 테스트에서는 환경 오염을 방지하기 위해 오일이나 HNS 등 대신 친환경 부유물인 빨간색 물고기 떡밥을 사용하였다.

이 테스트 사진은 스커트지지프레임이 결합된 오일펜스를 2노트의 속도도 견인하였을 때 부유물이 오일펜스에 접근하다가 유동정체구간을 만나며 감속하고, 결국 오일펜스의 횡방향으로 퍼지며 유지되는 것을 보여준다.

이 결과는 도 21에 나타나 있는 스커트지지프레임을 구비하지 않는 통상의 스커트를 사용했을 때의 실험결과와 명백히 구분된다.

스커트지지프레임을 구비하지 않은 스커트를 사용했을 때는 2노트의 정면 유동에 대해 스커트의 하부로 쉽게 부유체가 유실되는 현상이 발생했으며, 이는 도 21에서 수중카메라에 의해 촬영된 바와 같이 확인할 수 있다.

도 22는 스커트지지프레임에 의해 발생한 유동정체현상을 오일을 가이드하기 위한 목적으로 활용하고자 테스트한 사진이며, 양 측면에 측면 가이드 네트를 설치함으로 부유물을 네트 사이 중간으로 유실 없이 가이드 하고자 하였다.

이 실험에서 부유물로는 오일이나 HNS 등 대신에 흰색 스티로폼을 사용하였고, 실험에서 사용된 유속은 2.5노트이다.

도 22에 나타난 바에 따르면, 유동계산에서 확인된 바와 같이 스커트 전방에 형성된 유동정체구간에 의해 두꺼운 물살이 생기고, 이로 인해 부유물이 스커트에 접근하기보다 스커트의 횡방향으로 이송되어 결국 가운데에 있는 유입구로 유실 없이 이송되는 것을 확인할 수 있다.

이렇게 스커트에서 어느 정도 거리를 두며 부유물이 가이드 되기 때문에 스커트 밑으로의 부유물의 유실이 원천적으로 차단되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 오일펜스의 스커트에 단면의 일부가 개방된 스커트지지프레임을 결합시켜, 와류의 제어에 의해 스커트 전방에 유동정체구간을 발생시킴으로써, 강조류 환경에서 스커트가 기울어져도 해상에 부유하는 오일 또는 HNS 등이 유동정체구간에 포집되게 하여, 오일 또는 HNS 등이 스커트의 하부로 유실되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 부유체
200 : 스커트
300 : 스커트지지프레임
400 : 부유체지지프레임

Claims

부력을 구비하면서, 소정의 길이를 갖도록 형성하는 부유체;
상기 부유체의 길이 방향을 따라 상기 부유체의 하부에 결합하여, 유실된 부유물의 확산을 차단하는 스커트; 및
한 쌍의 본체프레임과, 상기 한 쌍의 본체프레임 사이를 연결하는 연결프레임을 포함하면서, 상기 스커트에 결합하는 스커트지지프레임;을 포함하고,
상기 한 쌍의 본체프레임의 단면은,
일부가 개방되도록 형성되어, 상기 스커트의 전방에 유동정체를 발생시키도록 구비되고,
상기 스커트는,
상기 스커트지지프레임과 결합하는 부분이 상기 스커트지지프레임에 밀착되어 상기 스커트지지프레임의 형상에 대응하는 형상을 갖도록 구비되며,
상기 한 쌍의 본체프레임은,
일정한 강도를 갖는 재질로 이루어져 조류에 의해 형상이 변형되는 것이 방지되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 유동정체를 발생시키는 오일펜스.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 본체프레임은,
상기 단면이 호형, 타원형 및 다각형 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 유동정체를 발생시키는 오일펜스.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 본체프레임은,
상부 및 하부 사이에 접철부를 각각 형성하고, 상기 상부 및 하부는 상기 접철부에 의해 상기 단면의 개방된 부분이 작아지도록 접혀지는 것을 특징으로 하는 유동정체를 발생시키는 오일펜스.
부력을 구비하면서, 소정의 길이를 갖도록 형성하는 부유체;
상기 부유체의 길이 방향을 따라 상기 부유체의 하부에 결합하여, 유실된 부유물의 확산을 차단하는 스커트; 및
상기 스커트에 결합하고, 단면이 일부가 개방되도록 형성되어, 상기 스커트의 전방에 유동정체를 발생시키는 스커트지지프레임;을 포함하고,
상기 스커트는,
상기 스커트지지프레임과 결합하는 부분이 상기 스커트지지프레임에 밀착되어 상기 스커트지지프레임의 형상에 대응하는 형상을 갖도록 구비되며,
상기 스커트지지프레임은,
일정한 강도를 갖는 재질로 이루어져 조류에 의해 형상이 변형되는 것이 방지되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 유동정체를 발생시키는 오일펜스.
제4항에 있어서,
상기 스커트지지프레임은,
한 쌍의 본체프레임; 및
상기 한 쌍의 본체프레임 사이를 연결하는 연결프레임;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 유동정체를 발생시키는 오일펜스.
제4항에 있어서,
상기 스커트지지프레임은,
상기 단면이 호형, 타원형 및 다각형 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 유동정체를 발생시키는 오일펜스.
제4항에 있어서,
상기 스커트지지프레임은,
상부 및 하부 사이에 접철부를 각각 형성하고, 상기 상부 및 하부는 상기 접철부에 의해 상기 단면의 개방된 부분이 작아지도록 접혀지는 것을 특징으로 하는 유동정체를 발생시키는 오일펜스.
제4항에 있어서,
하단부가 상기 스커트지지프레임의 상단부에 결합하여 상기 부유체를 지지하는 부유체지지프레임;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동정체를 발생시키는 오일펜스.
제4항에 있어서,
상기 스커트지지프레임은,
강도(elastic modulus)가 1GPa 이상인 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유동정체를 발생시키는 오일펜스.