KR20150031796A - 부이 계류라인의 끊어짐 방지 구조 - Google Patents

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경남호
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한국에너지기술연구원
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Abstract

본 발명은 부이 계류라인의 끊어짐 방지 구조에 관한 것이다. 본 발명의 일예와 관련된 부이 및 계류장비를 포함하는 해양 관측용 부이 시스템에 있어서, 상기 부이는, 하부에 상기 계류장비가 연결되는 계류부가 형성된 지지부, 상기 지지부의 상측에 돌출되어 태양 전지가 보관되는 배터리부, 상하를 관통하는 관통홀이 형성된 제 1 유닛 몸체 다수개가 상기 배터리부를 둘러싸며 결합되는 하부 몸체부 및 상기 하부 몸체부의 상측에 상하를 관통하는 관통홀이 형성된 제 2 유닛 몸체 다수개가 배터리부를 둘러싸며 결합된 상부 몸체부를 포함하는 바디부, 상기 바디부의 상단에 결합되고, 상부가 수평방향으로 절단되며 상측에 해양 환경을 관측하는 기상관측센서부와 상기 기상관측센서부로 관측된 데이터를 원격지로 송신하는 통신부가 형성된 사각뿔 구조의 앵글프레임, 상기 앵글프레임의 외부를 감싸고 상기 바디부와 결합되는 외부덮개와 상기 앵글프레임의 상부를 덮어 상기 기상관측센서부와 통신부를 외부의 충격으로부터 보호하는 돔형덮개를 포함하고, 상기 계류장비는, 해저 바닥에 고정되는 침추, 부력을 이용하여 상기 부이와 소정 거리 이격되어 해양에 떠 있는 부력볼, 상기 부력볼과 상기 계류부를 연결하는 제 1 계류라인, 상기 계류부와 상기 침추를 연결하는 제 2 계류라인과 상기 부력볼과 상기 침추를 연결하는 제 3 계류라인을 포함하며, 상기 제 1 계류라인, 제 2 계류라인 및 제 3 계류라인을 이용하여 상기 계류장비와 부이 사이의 장력이 최소화될 수 있다.

Description

부이 계류라인의 끊어짐 방지 구조{PREVENTION STRUCTURE FOR DICONNECTION OF BUOY MOORING LINE}
본 발명은 부이 계류라인의 끊어짐 방지 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 부이(BUOY)는 바다 위에 부유하면서 시계를 통하여 선박의 항로표지나 출입금지구역을 표시하기 위해 설치된다.
또한, 수산업의 현대화 및 군사적 응용, 환경감시 및 탐사활동이 활발히 행해짐에 따라 해양 환경에 대한 정보를 수집할 수 있는 해양 관측용 무인 장치로서 널리 연구 및 이용되고 있다.
더욱이, 삼면이 바다로 둘러싸인 우리나라의 경우에는 그 필요성이 더욱 대두 되고 있다.
종래의 해양 관측용 부이는 해양 환경에 대한 정보를 수집할 수 있는 계류장비들이 와이어와 같은 연결 수단에 의해 해수면에 떠 있는 부이와 연결되어 있으며 해수에 의해 유실되는 것을 방지하기 위해 해저 면에 중량 체인 웨이트를 제공하여 고정된다.
또한, 종래의 해양 관측용 부이는 부유체로서의 인지를 위하여 설치되고 있으며, 그 구조에 있어서도 구, 원반, 원기둥 또는 봉 형상의 일체형 몸체를 가지고 있다. 또한, 몸체 내부에 관측장비 및 무선 송수신기 등을 구비할 수 있다.
그러나, 종래의 해양 관측용 부이는 부력을 가진 부유체로서의 일체형 몸체가 태풍, 해일 등과 같은 자연 현상 및 항해하는 선박 등에 의해 파손될 경우 부이 및 부이에 설치된 고가의 계류장비들도 함께 파손 및 유실되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 해양 관측용 부이는 관측장비와 위치를 전송하는 GPS를 동일한 배터리로 작동되나, 자연 현상 및 항해하는 선박 등에 의해 배터리가 파손 및 방전될 수 있고, 이에 따라 부이의 위치를 추적하기에 어려운 문제점이 있다.
또한, 기상을 관측하는 기상관측장비들은 몸체에서 돌출되어 형성되어 있기 때문에 선박의 밧줄이나 타 생물체에 의해 기상관측장비들이 파손될 수 있다.
또한, 몸체가 타인이 용이하게 작업할 수 있는 구조로 형성되어 있어 계류장비 및 기상관측장비들의 타인에 의해 분실되는 문제점이 있다.
또한, 부이를 고정하고 있는 계류라인이 강한 파도로 인해 빈번하게 끊어지는 문제점 등이 존재하므로, 이에 대한 해결방안이 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 특허청 공개번호 제10-2004-0091845호
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 부이 계류라인의 끊어짐 방지 구조를 갖는 부이 시스템을 사용자에게 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 몸체부가 다이아몬드형상으로 형성되고, 외부덮개와 돔형덮개에 의해 부이가 전체적으로 유선형이며 매끄럽게 형성되어 선박의 밧줄에 의해 걸리지 않고 제3자로부터 부이에 매달려 작업이 용이하지 않아 분실 및 파손에 대해 예방할 수 있는 해양 관측용 부이를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 돔형덮개와 상부덮개는 투광형 강화 플라스틱으로 형성되어 타격용 공구와 선박의 충돌로부터 파손을 방지할 수 있고, 충돌을 감지하는 충돌감지센서로부터 충돌이 감지되면 카메라가 전 방향을 촬영하여 충돌한 물체를 확인할 수 있는 해양 관측용 부이를 제공하기 위한 것이다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 부이 및 계류장비를 포함하는 해양 관측용 부이 시스템에 있어서, 상기 부이는, 하부에 상기 계류장비가 연결되는 계류부가 형성된 지지부, 상기 지지부의 상측에 돌출되어 태양 전지가 보관되는 배터리부, 상하를 관통하는 관통홀이 형성된 제 1 유닛 몸체 다수개가 상기 배터리부를 둘러싸며 결합되는 하부 몸체부 및 상기 하부 몸체부의 상측에 상하를 관통하는 관통홀이 형성된 제 2 유닛 몸체 다수개가 배터리부를 둘러싸며 결합된 상부 몸체부를 포함하는 바디부, 상기 바디부의 상단에 결합되고, 상부가 수평방향으로 절단되며 상측에 해양 환경을 관측하는 기상관측센서부와 상기 기상관측센서부로 관측된 데이터를 원격지로 송신하는 통신부가 형성된 사각뿔 구조의 앵글프레임, 상기 앵글프레임의 외부를 감싸고 상기 바디부와 결합되는 외부덮개와 상기 앵글프레임의 상부를 덮어 상기 기상관측센서부와 통신부를 외부의 충격으로부터 보호하는 돔형덮개를 포함하고, 상기 계류장비는, 해저 바닥에 고정되는 침추, 부력을 이용하여 상기 부이와 소정 거리 이격되어 해양에 떠 있는 부력볼, 상기 부력볼과 상기 계류부를 연결하는 제 1 계류라인, 상기 계류부와 상기 침추를 연결하는 제 2 계류라인과 상기 부력볼과 상기 침추를 연결하는 제 3 계류라인을 포함하며, 상기 제 1 계류라인, 제 2 계류라인 및 제 3 계류라인을 이용하여 상기 계류장비와 부이 사이의 장력이 최소화될 수 있다.
또한, 상기 계류장비는, 상기 부이의 위치변화를 감지할 수 있는 센싱부를 더 포함하고, 상기 계류장비와 부이 사이의 장력이 최소화될 수 있도록 상기 센싱부를 통해 획득된 부이의 위치에 대응하여 상기 부력볼의 위치가 결졍될 수 있다.
또한, 상기 부력볼은, 상기 계류장비와 부이 사이의 장력이 최소화될 수 있도록 미리 설정된 범위만큼 상기 부이와 이격되어 상기 해양에 떠 있을 수 있다.
또한, 상기 바디부는, 상기 상부 몸체부에 관통된 관통홀의 상부를 덮으며 고정되는 상부덮개와 상기 하부 몸체부에 관통된 관통홀에 일부가 돌출되도록 삽입 고정되는 돌출부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 앵글프레임의 상단에 다수 설치되어 충격을 감지하는 충격감지센서와 상기 충격감지센서로부터 충격이 감지되면 전방향을 촬영하는 카메라를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 바디부는, 중심부의 반경이 크고 상하부로 갈수록 반경이 작아지는 다이아몬드 형상으로 형성되어 상기 하부 몸체부만 수장되며, 외부의 충격을 흡수하는 폴리에틸렌 폼으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 돔형덮개와 상부덮개는 투광형 강화 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
본 발명은 부이 계류라인의 장력을 줄여서 부이 계류라인의 끊어짐을 방지하는 구조를 갖는 부이 시스템을 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 몸체부가 다이아몬드형상으로 형성되고, 외부덮개와 돔형덮개에 의해 부이가 전체적으로 유선형이며 매끄럽게 형성되어 선박의 밧줄에 의해 걸리지 않고 제3자로부터 부이에 매달려 작업이 용이하지 않아 분실 및 파손에 대해 예방할 수 있는 해양 관측용 부이를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 돔형덮개와 상부덮개는 투광형 강화 플라스틱으로 형성되어 타격용 공구와 선박의 충돌로부터 파손을 방지할 수 있고, 충돌을 감지하는 충돌감지센서로부터 충돌이 감지되면 카메라가 전방향을 촬영하여 충돌한 물체를 확인할 수 있는 해양 관측용 부이를 제공할 수 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 적용될 수 있는 해양 관측용 부이와 관련된 블록 구성도의 일례를 도시한 것이다.
도 2a 내지 도2c는 해양 관측용 부이의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
도 3은 종래의 해양 관측용 부이의 설치 모습의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 해양 관측용 부이 설치 모습의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
부이(buoy)는 물에 띄우는 부표로, 해협의 표시나 암초 등 위험이 있는 장소를 알려준다.
부이는 그 모양이나 하는 일에 따라 크게 두 가지로 구별되는데, 원통형 무등 부이와 원뿔 모양의 마름모꼴 부이가 그것이다.
원통형 무등 부이는 해협의 항로를 표시하며, 전체가 검정색이거나 제일 위 밴드 부분이 검정색이다.
원뿔 모양의 마름모꼴 부이는 해협의 우현을 제한하며 전체가 빨간색이나 제일 위 밴드 부분이 빨간색으로 되어 있다.
무등 부이 또는 마름모꼴 부이 대신 쓰이는 다른 부이는 모양이 아니라 색깔이 중요하다.
밤에 보여야 하는 부이의 경우 우현에는 빨간색 빛, 항구에는 초록색 빛을 쓴다.
벨, 곤, 휘슬 부이 등은 바람이나 파도의 움직임으로 소리가 난다.
또한, 스파 부이는 큰 원재의 한쪽 끝에 닻을 내리고, 다른 부이들이 폭풍우로 인해 파괴되는 위험한 곳에 쓰인다.
종래의 해양 관측용 부이는 해양 환경에 대한 정보를 수집할 수 있는 계류장비들이 와이어와 같은 연결 수단에 의해 해수면에 떠 있는 부이와 연결되어 있으며 해수에 의해 유실되는 것을 방지하기 위해 해저 면에 중량 체인 웨이트를 제공하여 고정된다. 또한, 종래의 해양 관측용 부이는 부유체로서의 인지를 위하여 설치되고 있으며, 그 구조에 있어서도 구, 원반, 원기둥 또는 봉 형상의 일체형 몸체를 가지고 있다. 또한, 몸체 내부에 관측장비 및 무선 송수신기 등을 구비할 수 있다.
그러나, 종래의 해양 관측용 부이는 부력을 가진 부유체로서의 일체형 몸체가 태풍, 해일 등과 같은 자연 현상 및 항해하는 선박 등에 의해 파손될 경우 부이 및 부이에 설치된 고가의 계류장비들도 함께 파손 및 유실되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 해양 관측용 부이는 관측장비와 위치를 전송하는 GPS를 동일한 배터리로 작동되나, 자연 현상 및 항해하는 선박 등에 의해 배터리가 파손 및 방전될 수 있고, 이에 따라 부이의 위치를 추적하기에 어려운 문제점이 있다.
또한, 기상을 관측하는 기상관측장비들은 몸체에서 돌출되어 형성되어 있기 때문에 선박의 밧줄이나 타 생물체에 의해 기상관측장비들이 파손될 수 있다.
또한, 몸체가 타인이 용이하게 작업할 수 있는 구조로 형성되어 있어 계류장비 및 기상관측장비들의 타인에 의해 분실되는 문제점이 있다.
또한, 부이를 고정하고 있는 계류라인이 강한 파도로 인해 빈번하게 끊어지는 문제점 등이 존재한다.
본 발명의 구체적인 구성을 먼저 설명하고, 전술한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 방안을 제시한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.
도 1은 본 발명에 적용될 수 있는 해양 관측용 부이와 관련된 블록 구성도의 일례를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 부이 시스템(1000)은 해양 관측용 부이(100), 제어부(200), 침추(300), 계류라인(400), 센싱부(500) 및 안전등(600)을 포함한다. 다만, 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 부이 시스템(1000)이 구현될 수도 있다.
먼저, 해양관측용 부이(100)는 지지부(110), 배터리(120), 몸체부(130), 위치전송부(140), 앵글프레이(150), 외부덮개(160), 돔형덮개(170), 카메라(180) 등을 포함할 수 있다.
해양관측용 부이(100)의 구체적인 구조를 설명하기 위해 도 2a 내지 도2c를 함께 참조하여 설명한다. 도 2a 내지 도2c는 해양 관측용 부이의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
먼저, 지지부(110)는 하부에 계류장비가 연결되는 계류부(112)가 형성된 원형 골조구조이다.
또한, 침추(300)는 해저 바닥에 위치한다.
또한, 계류라인(400)은 침추(300)와 계류부(112)를 연결되되, 분실 및 도난을 방지하기 위하여 용접으로 연결된다.
즉, 부이(100)의 계류부(112)는 계류라인(400)으로 침추(300)와 연결되어 부이(100)의 위치가 고정되고, 고정점에서의 해양을 관측할 수 있다.
또한, 지지부(110)에는 하나 이상의 표층해류관측부가 설치되어 표층 해류의 유속과 유향을 관측한다.
또한, 지지부(110)에는 하나 이상의 수중모뎀이 설치된다. 수중모뎀은 수중을 관측하는 수중관측시스템으로부터 전송되는 관측자료를 수신한다.
또한, 배터리 (120)는 지지부(110)의 상측에 돌출되어 제1배터리(121)가 보관된다.
또한, 배터리(120)는 제1배터리(121)를 해수로부터 보호될 수 있도록 수밀 처리되는 것이 바람직하다.
또한, 제1배터리(121)는 부이(100)에서 사용되는 장비(기상관측센서부(190), 통신부(미도시), 카메라(180)부(180), 수중모뎀(미도시) 등)들에 전원을 공급하며, 1년 이상 사용할 수 있는 전원이 충전되어 있다.
참고로, 해양 관측용 부이(100)는 1년에 한 번씩 정기점검이 이루어지므로 제1배터리(121)가 장비들에게 1년이상 전원을 공급할 수 있는 만큼의 전원이 충전되어 있는 것이 바람직하다.
이때, 본 발명에 적용되는 배터리는 태양 전지가 이용될 수 있다.
태양전지는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지로, 태양으로부터 생성된 빛에너지를 전기 에너지로 바꾸는 반도체 소자이다.
태양 전지에 빛을 비추면 빛에너지(광자)에 의하여 전자와 정공이 생긴다.
p형 반도체에서 다수 캐리어가 정공이고 소수 캐리어가 전자이므로 빛(광자)에 의하여 생성된 전자와 정공으로 인하여 형성된 밀도차는 전자의 경우에 더욱 급격한 변화를 겪고, n형 반도체에서는 이와 반대되는 현상이 생길 것이다.
이러한 밀도차에 의하여 전자와 정공이 주변으로 확산하다가 전위차가 형성된 p-n 접합부에 도달하면 강한 전기장에 의하여 분리가 일어난다.
p형 반도체에서 확산되어 온 전자는 n형 반도체 쪽으로 n형 반도체에서 확산되어 온 정공은 p형 반도체 쪽으로 이동하여 전류가 흐른다.
이와 같은 원리를 통해 운용되는 태양전지가 본 발명에 따른 배터리(120)에 적용될 수 있다.
또한, 몸체부(130)는 다수개의 제1유닛몸체(131)와 제2유닛몸체(138)로 이루어지며, 하부몸체부(133) 및 상부몸체부(134)를 포함한다.
제1유닛몸체(131)와 제2유닛몸체(138)는 외측에 일정각도로 경사진 경사면이 각각 형성되고, 상하를 관통하는 관통홀(132)이 각각 형성된다.
또한, 제2유닛몸체(138)의 관통홀(132)에는 위치전송부(140)가 삽입고정된다.
또한, 관통홀(132)은 외부의 충격이 있을 때, 충격에 의해 위치전송부(140)가 파손되는 것이 방지되도록 내측에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 관통홀(132)은 몸체부(130)를 조립할 때, 각각의 제1유닛몸체(131) 또는 제2유닛몸체(138)를 들어올릴 수 있는 걸이용으로 사용될 수도 있어 용이하게 몸체부(130)의 조립이 가능하다.
또한, 부몸체부(133)는 제1유닛몸체(131) 다수개가 배터리함(120)을 둘러싸며 결합된다. 또한, 하부몸체부(133)는 하단에서 상단으로 갈수록 반경이 커진다.
또한, 하부몸체부(133)의 외측에는 하나 이상의 표층C/T부(미도시)가 설치되며, 표층C/T부에서 해수의 전기전도도와 수온을 관측한다.
또한, 하부몸체부(133)의 외측면에는 앤티파울링(antifouling) 페인트를 도포하여 하부몸체부(133)의 외측면에 해양 생물이 부착하는 것을 방지한다.
또한, 상부몸체부(134)는 하부몸체부(133)의 상측에 설치되며, 제2유닛몸체(138) 다수개가 배터리함(120)을 둘러싸며 결합된다. 또한, 상부몸체부(134)는 하단에서 상단으로 갈수록 반경이 작아진다.
또한, 몸체부(130)는 하부몸체부(133)의 제1유닛몸체(131)와 상부몸체부(134)의 제2유닛몸체(138)를 관통하여 각각의 제1유닛몸체(131)와 제2유닛몸체(138)를 서로 결합할 수 있도록 장볼트(137)로 결합된다.
다시 말해, 하부몸체부(133)는 제1유닛몸체(131)들의 경사면이 하측방향으로 모아지게 위치하며 제1유닛몸체(131)들이 결합되고, 상부몸체부(134)는 제2유닛몸체(138)들의 경사면이 상측방향으로 모아지게 위치하며 제2유닛몸체(131)들이 결합됨으로써, 몸체부(130)가 다이아몬드 형상으로 형성되고, 하부몸체부(133)만 수장되는 것이다.
또한, 몸체부(130)는 상부덮개(135)와 돌출부재(136)를 더 포함한다.
상부덮개(135)는 상부몸체부(134)에 관통된 관통홀(132)들의 상부를 덮으며 고정되며, 해수가 유입되지 않도록 수밀되게 고정된다.
또한, 상부덮개(135)는 외부의 충격으로부터 관통홀(132)에 삽입된 위치전송부(140)를 보호하고, 위치전송부(140)가 이리듐(Iridium) 위성통신이 가능하도록 투광형 강화 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
돌출부재(136)는 하부몸체부(133)에 관통된 관통홀(132)에 일부가 돌출되도록 삽입고정되며, 해수가 유입되지 않도록 수밀되게 삽입고정된다.
또한, 돌출부재(136)는 하부몸체부(133)의 관통홀(132)에 일부가 돌출됨으로, 부이(100)를 해양으로 부유시키기 위해서 이동시키거나, 점검을 위해서 해양에서 다시 부유하여 선박으로 이동시킬 때, 걸이용으로 사용될 수 있다.
위치전송부(140)는 관통홀(132)에 삽입되는 제2배터리(141)로 구동되며 몸체부(130)의 위치를 원격지로 전송한다.
또한, 위치전송부(140)는 다수의 관통홀(132) 중 어느 하나에 삽입될 수 있으며, 바람직하게는 둘 이상으로 이루어져 외부로부터의 충격에 의해 부이(100)가 해체되면 부이의 몸체부(130)가 해체됨을 용이하게 알 수 있으며, 어느 하나의 위치전송부(140)가 파손되더라도 다른 하나의 위치전송부(140)가 위치를 원격지(600)로 전송할 수 있다.
또한, 위치전송부(140)는 관통홀(132)에 삽입되는 제2배터리(141)로 구동된다.
이것은 위치전송부(140)가 제1배터리(121)의 전원을 사용할 때, 외부의 충격과 전원의 이상으로 제1배터리(121)로부터 전원이 공급되지 않으면 위치전송부(140)의 작동이 이루어질 수 없고, 부이의 분실위험이 있으므로, 위치전송부(140)는 제2배터리(141)로부터 공급되는 전원으로 구동되는 것이 바람직하다.
또한, 위치전송부(140)는 이리듐(Iridium) 위성통신 모듈인 것이 바람직하다.
이리듐 위성통신은 66개의 통신 위성으로 지구 상공에 구축된 위성통신 네트워크로써, 저궤도 위성통신이다.
앵글프레임(150)은 몸체부(130)의 상단에 결합되며, 상부가 수평방향으로 절단된 사각뿔 구조로 형성된다.
앵글프레임(150)의 상측에는 해양 환경을 관측하는 기상관측센서부(190)와 기상관측센서부(190)에서 관측된 데이터를 원격지(600)로 송신하고 통신부(210) 및 등명기(250)가 형성된다.
여기서, 기상관측센서부(190)는 파고, 풍속, 풍향, 기온, 기압 및 습도를 관측하는 제1센서부와, 앵글프레임(150)에 형성되어 해양 환경의 기압과 기온을 관측하는 제2센서부(194)를 포함한다.
제1센서부는, 파고계(192)와 자동기상관측부(AWS, Automatic Weather System, 193)를 포함한다.
파고(192)계는 해양에서 발생하는 파도의 높이를 관측한다.
또한, 자동기상관측부(193)는 풍향, 풍속, 온도, 습도, 기압, 강수량, 강수감지, 지면온도, 초상온도, 일사 및 일조를 관측할 수 있다.
제2센서부(194)는 앵글프레임(150)의 내부에 형성되며, 해양 환경의 기압과 기온을 관측함으로써, 제1센서부가 외부의 충격에 의해 파손되더라도 해양 환경의 기압과 기온을 관측할 수 있다.
즉, 기상관측센서부(190)는 제1센서부와 제2센서부(194)에 의해 관측되는 해양 환경의 관측 자료 수집이 효율적으로 이루어질 수 있다.
외부덮개(160)는 앵글프레임(150)의 외부를 감싸되, 앵글프레임(150)과 몸체부(130)의 내부로 해수가 유입되지 않고 파손을 방지할 수 있도록 몸체부(130)와 일체되게 결합된다.
또한, 외부덮개(160)는 강도 높은 스테인리스 재질로 이루어지며, 외측면에 보호수면, 조업금지 등과 같은 각종 경고메시지를 부착할 수 있다.
돔형덮개(170)는 앵글프레임(150)의 상부를 덮어 전체기기를 외부의 충격으로부터 보호한다.
또한, 돔형덮개(170)는 충격에 강한 투광형 강화 플라스틱 재질인 폴리카본(Poly carbon)으로 이루어져 외부의 충격으로부터 파손을 예방할 수 있다.
또한, 돔형덮개(170)는 등명기에서 발하는 불빛을 외부에서 확인 가능하도록 투명한 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 위성 및 무선 통신 장애가 없는 재질인 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 따른 해양 관측용 부이(100)는 몸체부(130)가 다이아몬드형상으로 형성되고, 외부덮개(160)와 돔형덮개(170)에 의해 부이가 전체적으로 유선형이며 매끄럽게 형성됨으로써, 선박의 밧줄에 의해 걸리지 않고 제3자로부터 부이에 매달려 작업이 용이하지 않아 분실 및 파손을 예방할 수 있을 뿐만 아니라 바람 및 파도에 의한 손상을 최소화 할 수 있다.
카메라(180)는 앵글프레임(150)의 상단에 다수 설치되어, 충격을 감지하는 충격감지센서(미도시)로부터 충격이 감지되면 전방향을 촬영한다. 이때, 카메라(180)는 돔형덮개(170)의 내부에 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 카메라(180)는 전방향을 촬영하기 위하여 다수개로 이루어질 수 있으며, 각 방향마다 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 센싱부(500) 부이 시스템(1000)의 현 상태를 감지하여 부이 시스템(1000)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다.
센싱부(500)의 일례인 충격감지센서는 파도에 의한 충돌은 감지되지 않도록 파도에 의한 충돌량의 기준 값이 설정되어 있으며, 그 설정값 이상으로 충돌량이 일어날 때만 충돌량을 감지하게 된다. 또한, 충격감지센서는 파도에 의한 충돌을 피할 수 있도록 부이의 상측부에 설치되는 것이 바람직하다.
카메라(180)는 다수개로 이루어져 사방을 촬영하되, 충격감지센서로부터 기준값 이상인 충돌량이 감지되었을 때만 촬영을 하고, 촬영되는 영상은 외부로 전송된다.
한편, 제어부(controller, 180)는 통상적으로 부이시스템(1000)의 전반적인 동작을 제어한다.
제어부(controller, 180)는 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 제어부(controller, 180)는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어부(180) 자체로 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 제어부(controller, 180)는 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다.
한편, 안전등(600)은 부이 시스템(1000)의 존재 또는 부이 시스템(1000)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다.
안전등(600)는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다.
전술한 본 발명의 구성을 통해 일체형 몸체가 태풍, 해일 등과 같은 자연 현상 및 항해하는 선박 등에 의해 파손될 경우 부이 및 부이에 설치된 고가의 계류장비들도 함께 파손 및 유실되는 문제점, 자연 현상 및 항해하는 선박 등에 의해 배터리가 파손 및 방전될 수 있고, 이에 따라 부이의 위치를 추적하기에 어렵다는 문제점, 또한, 기상을 관측하는 기상관측장비들은 몸체에서 돌출되어 형성되어 있기 때문에 선박의 밧줄이나 타 생물체에 의해 기상관측장비들이 파손될 수 있다는 문제점, 몸체가 타인이 용이하게 작업할 수 있는 구조로 형성되어 있어 계류장비 및 기상관측장비들의 타인에 의해 분실되는 문제점 등을 해소할 수 있다.
그러나 부이를 고정하고 있는 계류라인이 강한 파도로 인해 빈번하게 끊어지는 문제점은 전술한 본 발명의 구성에도 여전히 존재한다.
도 3은 종래의 해양 관측용 부이의 설치 모습의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 해양 관측용 부이(100)와 침추(300)를 연결하는 계류라인(400)이 쇠사슬로 되어 한줄로 형성된다.
그러나 도 3과 같은 기존의 계류라인(400)은 파도의 영향으로 인해 잘 끊어지는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명에서는 도 4와 같이, 쇠사슬로 구성되는 계류라인(400)의 장력을 줄여, 끊어짐을 방지하는 구조를 제안하고자 한다.
여기서, 줄에 걸리는 힘의 크기를 줄의 장력이라고 한다.
물체에 연결된 줄을 팽팽하게 잡아당기면 줄은 물체에서 멀어지려는 방향으로 줄을 따라 물체를 잡아당긴다.
이때, 줄이 팽팽히 당겨진 긴장상태에 있기 때문에 이러한 힘을 장력이라고 한다. 줄에 걸린 장력은 물체에 작용하는 힘의 크기와 같다.
보통 줄의 질량은 매달린 물체의 질량보다 작기 때문에 무시하고 줄이 늘어나지 않는다고 가정한다. 즉 줄은 두 물체를 연결하는 것으로만 간주한다. 그리고 실의 장력이 T라는 것은 양쪽으로 T라는 힘으로 잡아당기는 것이다.
예를 들어, 줄을 통해 물체에 작용하는 힘의 크기가 100N이면 줄에 걸리는 장력은 100N이다. 실을 물체에 매달고 50N으로 잡아당기면 실은 양쪽으로 50N의 힘을 받는다.
도 4는 본 발명에 따른 해양 관측용 부이 설치 모습의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명이 제안하는 계류라인(400)은 부력볼(410), 제 1 계류라인(401), 제 1 계류라인(402) 및 제 1 계류라인(403)을 더 포함한다.
제 1 계류라인(403)은 기존의 계류라인(400)과 마찬가지로 침추(300)와 해양관측용 부이(100) 사이를 고정하는 기능을 제공한다.
단, 해양에 떠 있는 부력볼(410)을 추가적으로 더 이용하여, 제 1 계류라인(401)은 부력볼(410)과 해양관측용 부이(100) 사이를 연결하고, 제 1 계류라인(402)은 부력볼(410)과 침추(300) 사이를 연결하게 된다.
전술한 본 발명의 구성이 적용되는 경우, 계류라인(400) 내부에 걸리는 장력이 감소되고, 강한 파도가 밀려오는 경우에도 감소된 장력으로 인해 영향을 덜 받아서 계류라인(400)이 끊어지지 않게 된다.
또한, 본 발명에 따르면 해양 관측용 부이(100)의 기준 위치를 설정하기 위한 센서(500)를 추가적으로 포함할 수도 있다.
즉, 도 4를 통해 제안한 계류라인(400)과의 관계에서 최소의 장력이 형성될 수 있는 해양 관측용 부이(100)의 위치를 센서(500)를 통해 결정할 수 있다.
따라서 도 4를 통해 설명한 계류라인(400)을 통해 강한 파도에도 끊어지지 않는 부이 시스템(1000)이 사용자에게 제공될 수 있다.
한편, 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (7)

  1. 부이 및 계류장비를 포함하는 해양 관측용 부이 시스템에 있어서,
    상기 부이는,
    하부에 상기 계류장비가 연결되는 계류부가 형성된 지지부;
    상기 지지부의 상측에 돌출되어 태양 전지가 보관되는 배터리부;
    상하를 관통하는 관통홀이 형성된 제 1 유닛 몸체 다수개가 상기 배터리부를 둘러싸며 결합되는 하부 몸체부 및 상기 하부 몸체부의 상측에 상하를 관통하는 관통홀이 형성된 제 2 유닛 몸체 다수개가 배터리부를 둘러싸며 결합된 상부 몸체부를 포함하는 바디부;
    상기 바디부의 상단에 결합되고, 상부가 수평방향으로 절단되며 상측에 해양 환경을 관측하는 기상관측센서부와 상기 기상관측센서부로 관측된 데이터를 원격지로 송신하는 통신부가 형성된 사각뿔 구조의 앵글프레임;
    상기 앵글프레임의 외부를 감싸고 상기 바디부와 결합되는 외부덮개; 및
    상기 앵글프레임의 상부를 덮어 상기 기상관측센서부와 통신부를 외부의 충격으로부터 보호하는 돔형덮개;를 포함하고,
    상기 계류장비는,
    해저 바닥에 고정되는 침추;
    부력을 이용하여 상기 부이와 소정 거리 이격되어 해양에 떠 있는 부력볼;
    상기 부력볼과 상기 계류부를 연결하는 제 1 계류라인;
    상기 계류부와 상기 침추를 연결하는 제 2 계류라인; 및
    상기 부력볼과 상기 침추를 연결하는 제 3 계류라인;을 포함하며,
    상기 제 1 계류라인, 제 2 계류라인 및 제 3 계류라인을 이용하여 상기 계류장비와 부이 사이의 장력이 최소화되는 것을 특징으로 하는, 해양 관측용 부이 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 계류장비는,
    상기 부이의 위치변화를 감지할 수 있는 센싱부;를 더 포함하고,
    상기 계류장비와 부이 사이의 장력이 최소화될 수 있도록 상기 센싱부를 통해 획득된 부이의 위치에 대응하여 상기 부력볼의 위치가 결졍되는 것을 특징으로 하는, 해양 관측용 부이 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 부력볼은,
    상기 계류장비와 부이 사이의 장력이 최소화될 수 있도록 미리 설정된 범위만큼 상기 부이와 이격되어 상기 해양에 떠 있는 것을 특징으로 하는, 해양 관측용 부이 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 바디부는,
    상기 상부 몸체부에 관통된 관통홀의 상부를 덮으며 고정되는 상부덮개; 및
    상기 하부 몸체부에 관통된 관통홀에 일부가 돌출되도록 삽입 고정되는 돌출부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 해양 관측용 부이 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 앵글프레임의 상단에 다수 설치되어 충격을 감지하는 충격감지센서; 및
    상기 충격감지센서로부터 충격이 감지되면 전방향을 촬영하는 카메라;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 해양 관측용 부이 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 바디부는,
    중심부의 반경이 크고 상하부로 갈수록 반경이 작아지는 다이아몬드 형상으로 형성되어 상기 하부 몸체부만 수장되며, 외부의 충격을 흡수하는 폴리에틸렌 폼으로 이루어진 것을 특징으로 하는 해양 관측용 부이 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 돔형덮개와 상부덮개는 투광형 강화 플라스틱 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 해양 관측용 부이 시스템.
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