KR102538691B1 - 자연 암반 복원 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석회, 잡해초, 따개비, 유ㅇ무절석회산호조류 등이 번무하는 갯 녹음 현상(즉, 백화현상)에 의해서 자연 암반에 덮어 있는 갯 녹음을 초음파를 활용해서 제거하여 자연 암반을 복원하도록 구현한 자연 암반 복원 장치에 관한 것으로, 수중에서도 견딜 수 있는 방수 재질로 형성되어, 내부 구성요소를 보호하기 위한 본체부; 본체부 내에 형성되어, 필요 전원을 공급하기 위한 전원제어부; 본체부 내에 형성되어, 전원제어부로부터 전원을 공급받아 기계적인 진동에 의한 초음파를 생성시켜 자연 암반에 덮어 있는 갯 녹음을 제거하기 위한 초음파발생부; 및 본체부의 전단에 방수 처리로 연결 형성되어, 자연 암반에 덮어 있는 갯 녹음을 닦도록 하기 위한 팁부를 포함한다.

Description

자연 암반 복원 장치{Apparatus for restoring rock}

본 발명의 기술 분야는 자연 암반 복원 장치에 관한 것으로, 특히 석회, 잡해초, 따개비, 유ㅇ무절석회산호조류 등이 번무하는 갯 녹음 현상(즉, 백화현상)에 의해서 자연 암반에 덮어 있는 갯 녹음을 초음파를 활용해서 제거하여 자연 암반을 복원하도록 구현한 자연 암반 복원 장치에 관한 것이다.

공해상의 해양 자원 개발과 선점을 위해서, 그리고 식량과 광물 등 공간 자원이 막대하게 부존된 자원의 보고인 바다를 인류 문명 발전을 지속시킬 수 있는 유일한 대안으로 인식하고 해양 경제 영역 확보를 위해서, 세계적으로 치열한 각축을 벌이고 있는 실정이다. 또한, 해양 환경 가치에 대한 인식이 확산되어 대양의 이용, 개발과 환경 보전의 조화를 추구하여 풍요롭고 건강한 바다를 후손에게 물려주어야 한다는 당위성이 부각되고 있는 가운데 국가에서도 수렵형 어업에서 농장형 어업으로의 개편을 통하여 바다의 자원화를 촉진하고 연안의 쾌적한 환경을 가꾸어 나가며 풍요로운 어촌 건설을 지향하고 있다.

이러한 해양 환경 조성 중 하나로는, 수산 자원 증식을 목적으로, 해양 생물의 산란 및 서식공간을 조성하고 치어의 은식처를 제공하는 인공어초 사업이 있다. 하지만 바다 속 환경은 환경오염, 수온 상승 등의 복합적인 요인으로 인하여 기존에 해조가 무성했던 연안 암반에 해조 군락이 쇠퇴하고 이용 가치가 없는 유ㅇ무절석회산호조류가 번무하는 갯 녹음 현상(즉, 백화현상)이 확산되어 이에 대한 대책이 시급한 실정이다. 이는 기존 인공어초 사업으로는 한계가 있어 해중림 복원의 중요성을 인식하고 해중림 조성 사업에 심혈을 기울이고 있는 실정이다.

이러한 해중림 조성 사업을 하고자 콘크리트 블록을 앙카로 사용하고 종사로프로 연결하는 등 해중림초에 관련된 여러 가지 기술들이 개발되고 있다. 그러나 모양이나 형태의 구조물이 여러 개 들어가서 시설되어 경제적인 비용도 많이 들뿐만 아니라, 작업 환경에도 많은 제약을 받게 되었다. 특히, 연약지반이나 갯 녹음이 가장 심한 연안 해역(예로, 수심 3 ~ 8m)에서는 파도의 직접적인 영향으로 시설물을 설치하여 원형대로 보존하는데 어려운 단점이 있다. 그리고 암반에 직접 시설되지 않고 주변 평탄한 모래 사질에 콘크리트나 어떤 구조물에 의하여 앙카를 만들어 시설되어 주변 암반에 간접적인 영향으로 복원시켜 준다는 단점과 구조물의 견고성과 대형화에 한계가 있어 매몰이나 파손의 한계를 내포하고 있다는 단점이 있다.

다른 하나의 방법으로 갯 녹음이 확산되어 있는 연안 암반을 인위적으로 긁어내는 방식으로 인력을 투입하여 수중에서 유ㅇ무절석회산호조류를 닦아내는 갯 닦기(자연암반 닦기), 갯 녹음 암반을 폭파하는 암반 폭파 등의 방식이 사용되기도 하지만, 광범위하게 확산 되어 있는 연안 암반을 작업한다는 것도 실용성에 많은 단점이 있으며, 또한 암반 폭파 같은 방식은 기존 암반이 폭파하면서 생기는 제2의 환경 문제를 초래할 수 있는 단점도 있다.

한국등록특허 제10-0764798호(2007.10.01. 등록)는 유ㅇ무절석회산호조류로 덮어 있는 갯 녹음 암반 위에 직접 시설하여 무용 해조인 유ㅇ무절석회산호조류를 퇴치하고 그 위치에 유용 해조가 조성될 수 있도록 하는 해중림 조성 시스템 및 방법에 관하여 개시되어 있는데, 바다 밑에 형성된 암반과 암반 사이에 굵기가 각기 다르게 형성되는 복수의 앙카봉이 끼워지며, 앙카봉의 상단에 유동이 자유로운 환봉이 구비되어 연결되고, 환봉의 상단에 부표가 연결되며, 앙카봉과 앙카봉 사이에 대형 갈조류의 인공종자가 유업체로 성장되도록 종사로프에 의해 연결되어 있는 해중림 조성 시스템에 있어서, 앙카봉은 나무의 재질로서 바다 속에 들어가 물을 흡수하면 부피가 적당히 팽창하여 암반과 암반 사이를 고정 틀로 하여 고정되는 역할을 하며, 경도가 단단하여 지지목의 역할을 하는 참나무과로 형성된 것을 특징으로 한다. 개시된 기술에 따르면, 유ㅇ무절석회산호조류가 번무하고 있는 암반 위에 유엽체로 성장시킨 인공종자를 종사로프에 감아 암반 위의 적당한 높이에 직접 시설함으로써, 인공종자가 성장하면서 빛의 차단을 방지하여 광합성 작용이 활발한 곳에서 잘 자라고 번무하는 유ㅇ무절석회산호조류의 활성을 막아줄 뿐만 아니라, 장기적으로 유ㅇ무절석회산호조류가 사멸되어가는 현상을 만들어 유용해조가 안착할 수 있는 안정적인 암반을 제공한다.

한국등록특허 제10-1537910호(2015.07.13. 등록)는 갯 녹음 지역에 자연암반 부착 기질 복원을 통한 해중림 조성과 유ㅇ무절석회산호조류 등의 유용 해조류의 부착을 저해하는 요인을 제거하여, 유용 해조류의 포자의 착생시설로서 해중림 조성효과를 극대화하기 위해 사용되는 장치로서 분사수를 빨아올려 분사호스로 고압 이동시켜, 분사호스와 연결된 분사수의 출력을 조절하는 손잡이, 출력된 분사수가 통과하는 몸체로 이루어진 연결부, 고압의 분사수를 분사시킬 수 있도록 한 노즐로 이루어지는 소거면적조절이 가능한 해조장 갯 닦기 장치에 관하여 개시되어 있다. 개시된 기술에 따르면, 작업용 엔진에서 발생하는 에너지를 전달받아 분사수 저장탱크와 연결된 흡입호스를 통해 분사수를 빨아올려 분사호스로 고압 이동시키는 고압펌프; 분사호스와 연결되어 분사수의 출력을 조절하는 손잡이; 손잡이로부터 출력 조절된 분사수가 통과하는 연결부로 이루어지고, 연결부는 고정대응부를 매개로 분사부와 연결되며; 분사부는 하부하우징과 상부하우징이 회전부재로 연결되며, 하부하우징은 연결부와 연결되는 대응부가 위치하고, 일정의 체적을 갖고 분사수를 일정한 압력으로 유지시키는 저장 공간이 형성되며, 저장 공간과 연결되어 상부하우징의 방향으로 관통된 경사통로가 형성되고; 상부하우징에는 서로 다른 크기의 직경을 갖는 복수개의 분출구가 형성되고, 상부하우징의 인위적인 회전에 따라 경사통로와 선택적으로 연결되어, 고압 분사수의 분사면적을 조절할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 종래의 기술에서는, 자연 암반에 덮어 있는 갯 녹음의 경우에, 유ㅇ무절석회산호조류가 죽어 암반에 흡착해서 해조류 씨앗 등의 흡착을 방해하여, 바다 사막화를 유발하는데, 이러한 갯 녹음을 제거하기 위해서 여전히 잠수부가 직접 고압 분사기를 사용하고 있으므로, 작업 위험도가 높은 단점을 가지고 있을 뿐만 아니라, 유익한 부착 생물도 손상되는 단점도 있으며, 또한 제거된 유ㅇ무절석회산호조류 등 부유물 확산이 적어 작업 중 시야 확보가 곤란하여 작업 효율이 떨어지는 단점이 있었다.

한국등록특허 제10-0764798호 한국등록특허 제10-1537910호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전술한 바와 같은 단점을 해결하기 위한 것으로, 석회, 잡해초, 따개비, 유ㅇ무절석회산호조류 등이 번무하는 갯 녹음 현상(즉, 백화현상)에 의해서 자연 암반에 덮어 있는 갯 녹음을 초음파를 활용해서 제거하여 자연 암반을 복원하도록 구현한 자연 암반 복원 장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하는 수단으로는, 본 발명의 한 특징에 따르면, 수중에서도 견딜 수 있는 방수 재질로 형성되어, 내부 구성요소를 보호하기 위한 본체부; 상기 본체부 내에 형성되어, 필요 전원을 공급하기 위한 전원제어부; 상기 본체부 내에 형성되어, 상기 전원제어부로부터 전원을 공급받아 기계적인 진동에 의한 초음파를 생성시켜 자연 암반에 덮어 있는 갯 녹음을 제거하기 위한 초음파발생부; 및 상기 본체부의 전단에 방수 처리로 연결 형성되어, 자연 암반에 덮어 있는 갯 녹음을 닦도록 하기 위한 팁부를 포함하는 자연 암반 복원 장치를 제공한다.

일 실시 예에서, 상기 전원제어부는, 상기 초음파발생부에 공급하는 전원의 파워를 조절하여 초음파의 세기를 제어하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 전원제어부는, 상기 초음파발생부로부터 피드백되는 신호 주파수를 인가받아, 신호 주파수 대비 임피던스 특성으로부터 공진주파수를 추적하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 전원제어부는, 공진주파수 검출 시에 상기 초음파발생부의 정상 상태로 판단하며, 검출된 공진주파수를 상기 초음파발생부의 구동주파수로 설정하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 전원제어부는, 공진주파수 비검출 시에 상기 초음파발생부의 비정상 상태로 판단하며, 중지제어신호를 생성시켜 상기 초음파발생부에 인가하여 상기 초음파발생부의 구동을 강제 중지시키는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 전원제어부는, 상기 본체부의 외면에 방수 처리로 연결 형성되어, 조작에 따라 이에 대응하여 상기 초음파발생부의 구동을 제어하기 위한 구동스위치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 전원제어부는, 상기 구동스위치의 온인 상태에서 상기 초음파발생부가 정상 상태를 유지하는 동안만, 상기 초음파발생부를 구동주파수로 PWM 제어하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 전원제어부는, 상기 초음파발생부에서 생성한 초음파의 공진주파수를 찾고, 찾은 공진주파수를 상기 초음파발생부의 구동주파수로 설정하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 전원제어부는, 상기 초음파발생부로부터 인가받은 피드백 신호를, 동작 초기의 경우에 공진주파수 추적에 사용하며, 공진주파수를 찾은 후에 상기 초음파발생부를 PWM 제어하기 위한 신호로 사용하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 전원제어부는, 부하가 걸리는 경우에 피드백 신호의 레벨을 보상해 주기 위해서 펄스폭을 증대시키는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 전원제어부는, 공진주파수의 추적 시에 기 설정해 둔 주파수 대역에서 최소 임피던스에 해당하는 주파수를 공진주파수로 선택하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 전원제어부는, 상기 초음파발생부의 구동을 중지시킨 상태에서, 상기 구동스위치를 다시 온 조작함에 따라 이에 대응하여 상기 초음파발생부의 구동을 초기화시키는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 초음파발생부는, 초음파 생성 시에 발생되는 신호 주파수를 상기 전원제어부로 피드백시키는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 초음파발생부는, 상기 전원제어부에 의해 설정되는 구동주파수로 구동하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 초음파발생부는, 상기 전원제어부로부터 인가되는 중지제어신호에 따라 구동을 강제 중지하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 팁부는, 갯 녹음을 긁기 좋도록 갈고리 모양을 가지는 복수 개의 팁을 구비하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 팁부는, 상기 초음파발생부에서 발생시킨 진동을 전달받아 상기 팁의 단부에 진동을 일으키는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 자연 암반 복원 장치는, 상기 본체부의 후단에 방수 처리로 연결 형성되어, 손잡이를 상기 본체부에 장착하거나, 운반장치에 상기 본체부를 장착하기 위한 장착부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 초음파발생부는, 구동 제어하면서 위상차를 변화시키도록 제어하여 초음파의 초점 영역의 수를 조정해 주기 위한 초음파 제어부재; 상기 초음파 제어부재의 구동 제어에 따라 구동시켜 주기 위한 초음파 구동부재; 상기 초음파 제어부재의 초점 영역 수 조정과 상기 초음파 구동부재의 구동에 의해 복수 개의 초점 영역을 가지는 초음파를 발생시켜 주기 위한 초음파 진동부재; 및 상기 초음파 진동부재에서 발생시킨 초음파를 자연 암반에 출력해 주기 위한 초음파 출력부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 초음파 제어부재는, 상기 초음파 진동부재의 음파 변환기 소자 간 위상차를 조정하기 위한 선택 가능한 제어 모드를 구비하여, 음파 변환기 소자 간의 위상차를 변화시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 초음파 제어부재는, 상기 초음파 진동부재가 2개의 대칭적으로 이루어진 음파 변환기 소자를 포함하는 경우, 음파 변환기 소자 간 위상차를 선택에 따라 0도 또는 180도가 되도록 초음파를 발생시키도록 제어하며, 초음파 초점 영역의 수를 각각 1개 또는 2개가 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 초음파 제어부재는, 상기 초음파 진동부재의 음파 변환기 소자의 수가 두 쌍 이상으로 사용되는 경우에, 음파 변환기 소자의 수에 따라서 위상차의 선택 범위를 증가시키며, 음파 변환기 소자 간 위상차를 0도부터 180도까지 일정 간격으로 증가 또는 감소시키며, 초점 영역의 수가 달라지도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 초음파 제어부재는, 증가되는 간격을, 음파 변환기 소자의 쌍의 수로 180도를 나누어서 생성된 값으로 하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 초음파 제어부재는, 한 쌍의 음파 변환기 소자를 구비한 경우에 1개 또는 2개의 초점 영역을 가지도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 초음파 제어부재는, 두 쌍의 음파 변환기 소자를 구비한 경우에 음파 변환기 소자 간 위상차를 0도, 90도 또는 180도가 되도록 조정하고, 초점 영역을 각각 1개, 4개 또는 2개가 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 초음파 제어부재는, 위상차를 조정하기 위한 선택 시에 잠수부에 의해 선택되도록 하기 위한 조작스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 초음파 제어부재는, 위상차 자동 변환 방식을 통하여 기 설정된 조건에 따라 자동으로 변환되도록 하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 초음파 구동부재는, 상기 초음파 제어부재의 구동 제어에 따라 상기 초음파 진동부재의 음파 변환기 소자 간 위상을 다르게 하도록 구동시키는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 초음파 진동부재는, 복수 개의 음파 변환기 소자를 구비하며, 상기 음파 변환기 소자 간 위상차에 따라 복수의 초점 영역을 가지는 초음파를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 초음파 진동부재는, 복수 개의 음파 변환기 소자를, 두 개씩 하나의 쌍을 이루면서 대칭으로 구성하여 한 쌍 또는 그 이상의 쌍으로 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 효과로는, 석회, 잡해초, 따개비, 유ㅇ무절석회산호조류 등이 번무하는 갯 녹음 현상(즉, 백화현상)에 의해서 자연 암반에 덮여 있는 갯 녹음을 초음파를 활용해서 제거하여 자연 암반을 복원하도록 구현한 자연 암반 복원 장치를 제공함으로써, 작업의 위험도를 현저히 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 유익한 부착 생물에 대한 손상도 최소화시킬 수 있으며, 또한 제거된 유ㅇ무절석회산호조류 등 부유물 확산이 적어 작업 중 시야 확보가 이루어져 작업 효율을 증가시킬 수 있다는 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자연 암반 복원 장치를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 있는 초음파발생부를 설명하는 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 자연 암반 복원 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자연 암반 복원 장치를 설명하는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 자연 암반 복원 장치(100)는, 본체부(110), 전원제어부(120), 초음파발생부(130), 팁부(140)를 포함한다.

본체부(110)는, 수중에서도 견딜 수 있는 방수 재질로 형성되어, 내부의 구성요소(전원제어부(120), 초음파발생부(130))를 보호해 준다.

전원제어부(120)는, 본체부(110) 내에 형성되어, 초음파발생부(130)에 필요한 전원을 공급해 준다.

일 실시 예에서, 전원제어부(120)는, 초음파발생부(130)에 공급하는 전원의 파워를 조절하여 초음파의 세기를 제어해 줄 수 있다.

일 실시 예에서, 전원제어부(120)는, 초음파발생부(130)로부터 피드백(feedback)되는 신호 주파수를 인가받을 수 있으며, 해당 인가받은 신호 주파수 대비 임피던스 특성으로부터 공진주파수를 추적할 수 있다.

일 실시 예에서, 전원제어부(120)는, 공진주파수 검출 시에 초음파발생부(130)의 정상 상태로 판단할 수 있으며, 이때 해당 검출된 공진주파수를 초음파발생부(130)의 구동주파수로 설정해 줄 수 있다.

일 실시 예에서, 전원제어부(120)는, 공진주파수 비검출 시에 초음파발생부(130)의 비정상 상태로 판단할 수 있으며, 이때 중지제어신호를 생성시켜 초음파발생부(130)에 인가하여 초음파발생부(130)의 구동을 강제 중지시켜 줄 수 있다.

일 실시 예에서, 전원제어부(120)는, 본체부(110)의 외면에 방수 처리로 연결 형성된 구동스위치를 구비할 수 있으며, 해당 구동스위치의 조작에 따라 이에 대응하여 초음파발생부(130)의 구동을 제어해 줄 수 있다.

일 실시 예에서, 전원제어부(120)는, 구동스위치의 온(on)인 상태에서 초음파발생부(130)가 정상 상태를 유지하는 동안만, 초음파발생부(130)를 구동주파수로 PWM 제어해 줄 수 있다.

일 실시 예에서, 전원제어부(120)는, 초음파발생부(130)에서 생성한 초음파의 공진주파수를 찾고, 공진주파수를 찾으면 해당 찾은 공진주파수를 초음파발생부(130)의 구동주파수로 설정해 줄 수 있다.

일 실시 예에서, 전원제어부(120)는, 초음파발생부(130)로부터 인가받은 피드백 신호를, 동작 초기의 경우에 공진주파수 추적에 사용하도록 할 수 있으며, 공진주파수를 찾은 후에는 초음파발생부(130)를 PWM 제어하기 위한 신호로 사용하도록 할 수 있으며, 이때 부하의 유무에 따라 피드백 신호의 값이 달라지므로, 부하가 걸리는 경우에 피드백 신호의 레벨이 작아져 이를 보상해 주기 위해서 펄스폭을 증대시킬 수도 있다.

일 실시 예에서, 전원제어부(120)는, 공진주파수의 추적 시에 기 설정해 둔 주파수 대역에서 최소 임피던스에 해당하는 주파수를 공진주파수로 선택해 줄 수 있으며, 만약에 최소 임피던스가 존재하지 않으면 공진주파수를 못 찾아 데드타임제어(DTC)에 의해 초음파발생부(130)의 구동을 중지시켜 줄 수 있다.

일 실시 예에서, 전원제어부(120)는, 초음파발생부(130)가 비정상 상태라 판단되어 초음파발생부(130)의 구동을 중지시킨 상태에서, 구동스위치를 다시 온 조작함에 따라 이에 대응하여 초음파발생부(130)의 구동을 초기화시켜 줄 수도 있다.

초음파발생부(130)는, 본체부(110) 내에 형성되어, 전원제어부(120)로부터 전원을 공급받아 기계적인 진동을 발생시켜 해당 발생시킨 진동에 의해 초음파를 생성하며, 해당 생성된 초음파를 외부로 출력시켜 자연 암반에 덮어 있는 갯 녹음을 제거하여 자연 암반(특히, 수중 암반)을 복원해 준다.

일 실시 예에서, 초음파발생부(130)는, 초음파 생성 시에 발생되는 신호 주파수를 전원제어부(120)로 피드백시켜 줄 수 있다.

일 실시 예에서, 초음파발생부(130)는, 전원제어부(120)에 의해 설정되는 구동주파수(즉, PWM 제어)로 구동해 줄 수 있다.

일 실시 예에서, 초음파발생부(130)는, 전원제어부(120)로부터 인가되는 중지제어신호에 따라 구동을 강제 중지해 줄 수 있다.

팁부(140)는, 본체부(110)의 전단에 방수 처리로 연결 형성되어, 수중 암반에 덮어 있는 갯 녹음을 닦도록 해 준다.

일 실시 예에서, 팁부(140)는, 갯 녹음을 긁기 좋도록 갈고리 모양을 가지는 복수 개의 팁(tip)으로 형성될 수 있다.

일 실시 예에서, 팁부(140)는, 초음파발생부(130)에서 발생시킨 진동을 전달받아 팁의 단부에 진동을 일으켜 보다 효율적으로 갯 녹음을 닦도록 해 줄 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 자연 암반 복원 장치(100)는, 석회, 잡해초, 따개비, 유ㅇ무절석회산호조류 등이 번무하는 갯 녹음 현상(즉, 백화현상)에 의해서 자연 암반에 덮어 있는 갯 녹음을 초음파를 활용해서 제거하여 자연 암반을 복원하도록 구현함으로써, 작업의 위험도를 현저히 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 유익한 부착 생물에 대한 손상도 최소화시킬 수 있으며, 또한 제거된 유ㅇ무절석회산호조류 등 부유물 확산이 적어 작업 중 시야 확보가 이루어져 작업 효율을 증가시킬 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 자연 암반 복원 장치(100)는, 장착부(150)를 더 포함할 수 있다.

장착부(150)는, 본체부(110)의 후단에 방수 처리로 연결 형성되어, 손잡이를 본체부(110)에 장착해 주거나, 운반장치(예를 들어, 수중이동장치)에 본체부(110)를 장착해 줌으로써, 잠수부에 의해 수동으로 조작 가능할 뿐만 아니라, 운반장치에 장착하여 자동 조작도 가능하도록 해 줄 수 있다.

도 3은 도 1에 있는 초음파발생부를 설명하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 초음파발생부(130)는, 초음파 제어부재(131), 초음파 구동부재(132), 초음파 진동부재(133), 초음파 출력부재(134)를 포함한다.

초음파 제어부재(131)는, 초음파 구동부재(132)의 구동을 제어하면서, 초음파 진동부재(133)의 위상차를 변화시키도록 제어하여 초음파의 초점 영역의 수를 조정해 준다.

일 실시 예에서, 초음파 제어부재(131)는, 초음파 진동부재(133)의 음파 변환기(transducer) 소자 간의 위상차를 변화시키도록 제어할 수 있는데, 이때 음파 변환기 소자 간 위상차를 조정하기 위한 선택 가능한 제어 모드를 구비할 수 있다.

일 실시 예에서, 초음파 제어부재(131)는, 예를 들어 초음파 진동부재(133)가 한 쌍의 음파 변환기 소자를 구비하는 경우에, 즉 2개의 대칭적으로 이루어진 음파 변환기 소자를 포함한다면, 음파 변환기 소자 간 위상차는 선택에 따라 0도 또는 180도가 되도록 초음파를 발생시키도록 제어할 수 있으며, 이에 따른 초음파 초점 영역의 수는 각각 1개 또는 2개가 되도록 제어할 수 있다.

일 실시 예에서, 초음파 제어부재(131)는, 초음파 진동부재(133)를 구성하는 음파 변환기 소자의 수가 두 쌍 이상으로 사용되는 경우에, 사용되는 음파 변환기 소자의 수에 따라서 위상차의 선택 범위를 증가시켜 줄 수 있으며, 이런 경우에 음파 변환기 소자 간 위상차는 0도부터 180도까지 일정 간격으로 증가 또는 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 초점 영역의 수가 달라지도록 제어할 수 있다. 여기서, 증가되는 간격은, 음파 변환기 소자의 쌍(예를 들어, 두 개의 소자가 하나의 쌍을 이루는 경우)의 수로 180도를 나누어서 생성된 값으로 할 수 있으며, 또는 음파 변환기 소자의 수로 360도를 나누어서 생성된 값으로도 할 수 있다.

일 실시 예에서, 초음파 제어부재(131)는, 예들 들어 한 쌍의 음파 변환기 소자를 구비한 경우에 1개 또는 2개의 초점 영역을 가지도록 제어할 수 있으며, 다른 예를 들어 두 쌍의 음파 변환기 소자를 구비한 경우에는 음파 변환기 소자 간 위상차를 0도, 90도 또는 180도가 되도록 조정할 수 있고, 이런 경우 초점 영역은 각각 1개, 4개 또는 2개가 되도록 제어할 수도 있다.

일 실시 예에서, 초음파 제어부재(131)는, 위상차를 조정하기 위한 선택 시에 잠수부에 의해 선택되도록 하기 위한 조작스위치를 포함할 수도 있으며, 다르게는 위상차 자동 변환 방식을 통하여 기 설정된 조건(예를 들어, 시간의 변화 조건)에 따라 자동으로 변환되도록 할 수도 있다.

초음파 구동부재(132)는, 초음파 제어부재(131)의 구동 제어에 따라 초음파 진동부재(133)를 구동시켜 준다.

일 실시 예에서, 초음파 구동부재(132)는, 초음파 제어부재(131)의 구동 제어에 따라 초음파 진동부재(133)의 음파 변환기 소자 간 위상을 다르게 하도록 구동시킬 수 있다.

초음파 진동부재(133)는, 초음파 제어부재(131)의 초점 영역 수 조정과 초음파 구동부재(132)의 구동에 의해 복수 개의 초점 영역을 가지는 초음파를 발생시켜 준다.

일 실시 예에서, 초음파 진동부재(133)는, 복수 개의 음파 변환기 소자를 구비할 수 있으며, 해당 음파 변환기 소자 간 위상차에 따라 복수의 초점 영역을 가지는 초음파를 발생시켜 줄 수 있다. 이때, 복수 개의 음파 변환기 소자는, 두 개씩 하나의 쌍을 이루면서 대칭으로 구성하여 한 쌍 또는 그 이상의 쌍으로 구비될 수 있다.

초음파 출력부재(134)는, 초음파 진동부재(133)에서 발생시킨 초음파를 자연 암반에 출력(또는, 조사)해 준다.

이상, 본 발명의 실시 예는 상술한 장치 및/또는 운용방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. 이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 자연 암반 복원 장치
110: 본체부
120: 전원제어부
130: 초음파발생부
131: 초음파 제어부재
132: 초음파 구동부재
133: 초음파 진동부재
134: 초음파 출력부재
140: 팁부
150: 장착부

Claims (5)

1. 수중에서도 견딜 수 있는 방수 재질로 형성되어, 내부 구성요소를 보호하기 위한 본체부; 상기 본체부 내에 형성되어, 필요 전원을 공급하기 위한 전원제어부; 상기 본체부 내에 형성되어, 상기 전원제어부로부터 전원을 공급받아 기계적인 진동에 의한 초음파를 생성시켜 자연 암반에 덮어 있는 갯 녹음을 제거하기 위한 초음파발생부; 및 상기 본체부의 전단에 방수 처리로 연결 형성되어, 자연 암반에 덮여 있는 갯 녹음을 닦도록 하기 위한 팁부를 포함하며;
   상기 팁부는, 갯 녹음을 긁기 좋도록 갈고리 모양을 가지는 복수 개의 팁을 구비하며, 상기 초음파발생부에서 발생시킨 진동을 전달받아 상기 팁의 단부에 진동을 일으키는 것을 특징으로 하며;
   상기 본체부의 후단에 방수 처리로 연결 형성되어, 손잡이를 상기 본체부에 장착하거나, 운반장치에 상기 본체부를 장착하기 위한 장착부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자연 암반 복원 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 전원제어부는,
   상기 초음파발생부에 공급하는 전원의 파워를 조절하여 초음파의 세기를 제어하는 것을 특징으로 하는 자연 암반 복원 장치.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 전원제어부는,
   상기 초음파발생부로부터 피드백되는 신호 주파수를 인가받아, 신호 주파수 대비 임피던스 특성으로부터 공진주파수를 추적하는 것을 특징으로 하는 자연 암반 복원 장치.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 전원제어부는,
   공진주파수 검출 시에 상기 초음파발생부의 정상 상태로 판단하며, 검출된 공진주파수를 상기 초음파발생부의 구동주파수로 설정하는 것을 특징으로 하는 자연 암반 복원 장치.
   
5. 제3항에 있어서, 상기 전원제어부는,
   공진주파수 비검출 시에 상기 초음파발생부의 비정상 상태로 판단하며, 중지제어신호를 생성시켜 상기 초음파발생부에 인가하여 상기 초음파발생부의 구동을 강제 중지시키는 것을 특징으로 하는 자연 암반 복원 장치.

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