KR20210012635A - 부력변동형 가두리 양식장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부력변동형 가두리 양식장치에 관한 것으로서, 수중에 구비되는 가두리 구조체와, 수면에 부상하여 상기 가두리 구조체와 연결되는 고정부표와, 상기 가두리 구조체의 상측 중앙에 설치되고 외부에서 에어를 공급받아 부력을 발생시킴으로써 상기 가두리 구조체를 부상시키거나 에어를 배기하여 물을 흡입함으로써 상기 가두리 구조체를 침강시키는 메인부력체와, 상기 가두리 구조체의 바닥 중심에 고정되어 상기 가두리 구조체의 무게중심을 잡아주는 센터링고정추와, 상기 메인부력체와 센터링고정추를 연결하는 연결수단을 포함하여 이루어지는 부력변동형 가두리 양식장치에 있어서, 상기 가두리 구조체의 상단 가장자리에는 상기 메인부력체의 요동을 최소화하기 위하여 상기 메인부력체를 향하면서 상기 메인부력체에 근접하도록 설치되는 수평밸런싱수단이 구비되어, 상기 가두리 구조체가 침하 또는 부상시 일측으로 기울어지지 않고 수평 밸런스를 유지하게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

부력변동형 가두리 양식장치{Fish cage apparatus using type of buoyancy -fluctuation}

본 발명은 가두리 양식장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가두리 양식장의 부력을 조절하여 부상 또는 침강시킬 있는 부력변동형 가두리 양식장치에 관한 것이다.

일반적으로 가두리는 연안해역이나 외해 등의 수역(水域)에 일정 범위만큼 가두리 그물을 설치하여 그 내부에 각종 어류를 고밀도로 양식하는 시설물을 말하는 것으로서, 최근에 들어서 연안해역의 수질오염에 따라 비교적 수심이 깊은 외해나 양식이 힘든 동해쪽으로 수중양식을 시도하는 추세에 있다.

수중 가두리는 가두리 그물의 그물코를 통하여 가두리 안팎의 해수가 자유롭게 통과하므로, 해수의 교환 및 산소의 공급이 원활하게 이루어짐은 물론, 양식어류의 대사과정에서 발생하는 노폐물 또한 가두리 그물을 거쳐 자동적으로 배출되기 때문에 노폐물의 제거작업을 별도로 수행할 필요가 없으며, 많은 양의 어류를 고밀도로 양식하더라도 가두리 내부의 수질이 악화되지 않기 때문에, 대규모 양식어업 측면에 여러 가지의 유리한 장점을 제공하게 된다.

이와 더불어, 평상시에는 수중 가두리를 수면 아래에 침하시켜 놓았다가, 적조와 같은 비상시에는 수중 가두리를 상승시켜 다른 곳으로 이동할 수 있도록 하고, 적조가 지나간 후에 수중 가두리를 다시 하강시켜 사용할 수 있도록 한 침하부상식(沈下浮上式) 가두리장치가 보급되고 있는 추세이다.

종래 기술로서, 본 출원인이 출원하여 등록된 대한민국 등록특허 제10-1850989호(2018.4.16.)에, "에어를 공급하는 에어펌핑부재; 가두리 양식장의 복수 부분에 구비되고, 물을 외부로부터 내부로 흡입시킬 수 있는 물 흡입밸브가 구비되는 에어탱크; 가두리 양식장에 구비되고, 상기 에어펌핑부재로부터 에어를 공급받아 상기 복수의 에어탱크 각각에 선택적으로 에어를 주입하되, 중량 볼이 상부에 안착되고, 상기 중량 볼의 구름 이동에 의하여 중앙을 중심으로 전방향으로 기울어질 수 있는 상부유동판넬; 상기 상부유동판넬의 중앙에 상부가 체결되고, 하부는 가두리 양식장에 체결된 하부고정판넬과 고정 체결되며, 상기 상부유동판넬을 전방향으로 기울어짐 가능하도록 지지하는 중앙고정핀; 상기 상부유동판넬 외측의 하부에 등간격으로 복수 개 구성되고 상기 하부고정판넬에 하부가 체결되며, 상부는 상기 상부유동판넬 외측의 하부에 위치되어 상기 볼의 구름 이동에 따른 상부유동판넬의 기울어짐으로 눌리거나 눌림해제되어 에어탱크에 대한 에어 주입을 단속하거나 단속해제하는 중량체크밸브;로 구성되는 밸런스 밸브부재; 상기 에어탱크의 내부에 수용된 물의 배출여부를 조절하는 제1유량조절부재 및; 상기 에어탱크의 내부에 수용된 에어의 배출여부를 조절하는 제2유량조절부재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 부력변동형 가두리 양식장치."이 제시된 바가 있다.

상기 발명은 밸런스 밸브부재를 사용하여 가두리 양식장의 침강 깊이를 조절할 수 있고, 양식장의 불균형을 세밀하게 조절할 수 있는 장점이 있었다.

그러나 실제 운용한 결과 전체적으로 장치의 구조가 복잡하므로 고장이 자주 발생하는 문제가 있었다. 이는 유지보수의 빈도를 증가시켜 비용증가 및 수리로 인한 양식업의 중단을 가져오는 문제가 있다.

또 가두리 양식장의 침강 또는 부양시 부력을 발생시키는 에어탱크(부력통)의 부력 중심과 가두리 양식장의 무게중심이 어긋나면서 모멘트가 발생하여 가두리 양식장이 일측으로 기울어지거나 흔들리게 되어 수평밸런스를 유지하지 못하는 문제가 있었다.

- 대한민국 등록특허 제10-1850989호(2018.4.16.) - 대한민국 등록특허 제10-0270931호(2000.8.9.)

이에 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은

상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 부력변동형 가두리 양식장치는, 수중에 구비되는 가두리 구조체와, 수면에 부상하여 상기 가두리 구조체와 연결되는 고정부표와, 상기 가두리 구조체의 상측 중앙에 설치되고 외부에서 에어를 공급받아 부력을 발생시킴으로써 상기 가두리 구조체를 부상시키거나 에어를 배기하여 물을 흡입함으로써 상기 가두리 구조체를 침강시키는 메인부력체와, 상기 가두리 구조체의 바닥 중심에 고정되어 상기 가두리 구조체의 무게중심을 잡아주는 센터링고정추와, 상기 메인부력체와 센터링고정추를 연결하는 연결수단을 포함하여 이루어지는 부력변동형 가두리 양식장치에 있어서, 상기 가두리 구조체의 상단 가장자리에는 상기 메인부력체의 요동을 최소화하기 위하여 상기 메인부력체를 향하면서 상기 메인부력체에 근접하도록 설치되는 수평밸런싱수단이 구비되어, 상기 가두리 구조체가 침하 또는 부상시 일측으로 기울어지지 않고 수평 밸런스를 유지할 수 있다.

구체적으로, 상기 수평밸런싱수단은, 상기 가두리 구조체의 상단 가장자리를 따라 일정 간격으로 내향되도록 결합되는 복수개의 메인지지대와, 상기 메인지지대의 각 단부에 결합되고 상기 메인부력체의 외주면에 근접하게 배치되는 가이드판을 포함하여 이루어질 수 있다.

이때, 상기 가이드판과 메인지지대 사이에는 길이조정볼트가 더 구비되어 상기 가이드판과 메인부력체의 간극을 조절함으로써 상기 메인부력체와 센터링고정추의 무게중심을 조정할 수 있다.

그리고 상기 가두리 구조체의 상부 외측에는 에어 공급 또는 배기에 의해 부력을 발생 또는 소멸시키는 보조부력체가 더 결합될 수 있다.

여기서, 상기 보조부력체는, 상기 가두리 구조체의 내부 가장자리를 따라 배열되고 내부가 빈 중공형상이며 양단 하부에 물이 출입하는 통로가 형성되는 복수개의 보조부력통과, 상기 통로로부터 하향 연장되고 출구가 좁아지는 깔대기 형상의 오리피스구와, 상기 오리피스구 내에 수용되고 물보다 비중이 작은 체크볼을 포함하여 이루어질 수 있다.

한편, 상기 메인부력체는, 내부가 중공인 구 형상으로 이루어지거나, 상하로 긴 원통 형상으로 이루어지고, 상부에는 에어가 주입되는 에어주입구가 형성되며, 하부에 물이 출입하는 물출입구가 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예를 따르면, 상기 메인부력체의 하측에는 밸런싱유도체가 상기 연결수단에 결합되고, 상기 밸런싱유도체의 외주면에 상기 가이드판이 근접, 지지하게 함으로써, 상기 메인부력체의 부력 중심을 잡아줄 수 있다.

이때, 상기 연결수단은, 상기 메인부력체와 밸런싱유도체를 힌지 연결하는 상부연결수단과, 상기 밸런싱유도체와 상기 센터링고정추를 힌지 연결하는 하부연결수단으로 구성될 수 있다.

그리고 상기 센터링고정추의 상측에는 일정 높이 이격되어 수평으로 설치되고, 링 형상으로 이루어지며, 행거수단을 사용하여 상기 밸런싱유도체에 매달리는 센터링유동추가 더 구비될 수 있다.

또 상기 밸런싱유도체와 센터링유동추 사이에는, 상기 가두리 구조체의 수평 밸런스를 보조적으로 잡아주는 보조수평밸런싱수단이 더 구비될 수 있다.

여기서, 상기 보조수평밸런싱수단은, 상기 가두리 구조체의 상부 일부를 덮는 보조판과, 상기 밸런싱유도체와 센터링유동추 사이에 상기 하부연결수단이 관통하도록 구비되는 관 형상의 지지관과, 상기 지지관의 상단과 밸런싱유도체를 연결하는 상부행거수단과, 상기 지지관의 하단과 센터링유동추를 연결하는 하부행거수단과, 상기 지지관의 외주면 외측으로 방사상 형성되는 복수개의 보조지지대와, 상기 보조지지대의 단부에 길이조절 가능하게 하는 구비되는 길이조정볼트를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따르면,

첫째, 종래에 비해 매우 간단한 구조를 가지므로 제조비용, 유지관리비용을 크게 절감할 수 있다.

둘째, 수평밸런싱수단이 구비되므로 가두리 구조체의 부상 또는 침강시 수평밸런스를 유지할 수 있다.

셋째, 수평밸런싱수단 외에도 보조수평밸런싱수단, 센터링유동추, 보조부력체가 더 작동하여 가두리 구조체의 수평밸런스를 완전히 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 부력변동형 가두리 양식장치의 구조를 나타내는 구조도
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 메인부력체의 실시 예를 나타내는 예시도
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 수평밸런싱수단을 나타내는 평면도
도 4는 도 1에 도시된 본 발명의 보조부력체의 구조를 나타내는 평면도
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 부력변동형 가두리 양식장치의 구조를 나타내는 구조도
도 6은 본 발명의 다른 실시 예를 따른 부력변동형 가두리 양식장치의 구조를 나타내는 구조도
도 7은 도 6에 도시된 본 발명의 밸런싱유도체의 사시도
도 8은 도 6에 도시된 본 발명의 보조판을 나타내는 평면도
도 9는 본 발명의 작동상태도

이하, 본 발명에 따른 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

참고로, 도면을 참조한 설명은 본 발명을 더 쉽게 이해하기 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 부력변동형 가두리 양식장치의 구조를 나타내는 구조도이다.

본 발명은 크게 가두리 구조체(100), 고정부표(110), 메인부력체(200), 센터링고정추(300), 연결수단(400) 및 수평밸런싱수단(500)을 포함하여 구성될 수 있고, 보조부력체(600)가 더 부가될 수 있다.

먼저, 가두리 구조체(100)와 고정부표(110)에 대해 설명한다.

상기 가두리 구조체(100)는 수중에 구비되는 것으로서, 전체적인 형태를 형성하고 유지하는 다수개의 빔이나 보로 이루어지는 프레임과, 상기 프레임을 둘러싸는 그물로 구성될 수 있다.

그리고 상기 가두리 구조체(100)는 평면상에서 사각형 등의 다각형 또는 원형으로 이루어질 수 있고, 단면적 또는 깊이는 어패류종, 환경, 위치 등에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

아울러 상기 가두리 구조체(100)는 수상에 노출된 상태로 어패류를 양식할 수도 있고, 전체가 수중에 침강된 상태로 양식할 수 있다.

이를 위해, 상기 가두리 구조체(100)에는 로프나 와이어 또는 체인으로 연결된 앵커가 구비되어 가두리 구조체(100)의 표류를 방지하거나 침강된 상태를 유지할 수도 있다.

또 수중에서 사용되므로 부식을 방지하기 위해 상기 가두리 구조체(100)에 스테인레스와 같은 내식성이 강한 재질을 사용하거나 부식방지 코팅제로 코팅할 수도 있다.

상기 고정부표(110)는 상기 가두리 구조체(100)의 상단 가장자리에 연결되고 수면에 부상하는 부유체이다.

상기 고정부표(110)는 상기 가두리 구조체가 완전히 수중에 가라앉지 않도록 한다. 또 에어 주입을 위해 선박으로 접근하고자 할 때 상기 가두리 구조체(100)의 위치를 인식할 수 있게 한다.

이때, 상기 가두리 구조체(100)와 고정부표(110)는 로프나 와이어 등으로 연결될 수 있으며 상기 고정부표(110)는 복수개가 구비되는 것이 바람직하고 각 고정부표(110)에 연결된 로프나 와이어의 길이는 동일하다.

다음으로 도 2를 함께 참조하여 메인부력체(200)에 대해 설명한다. 도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 메인부력체의 실시 예를 나타내는 예시도이다.

상기 메인부력체(200)는 에어의 주입 또는 배기에 의해 상기 가두리 구조체(100)를 부상시키거나 침강시키도록 부력을 제어하는 구성으로서, 상기 가두리 구조체(100)의 상측 중앙에 설치된다.

이를 위해 상기 메인부력체(200)는 내부가 빈 중공 형상을 이루고, 상부에 에어가 주입되는 에어주입구(210)가 형성되고 상기 에어주입구(210)에는 개폐를 위한 볼밸브(230)가 구비될 수 있다. 이때, 상기 에어주입구(210)는 에어 공급을 위해 선박에 구비된 컴프레서(c)와 에어호스(240)로 연결될 수 있다.

그리고 상기 메인부력체(200)의 하부에는 물이 유입되거나 배출될 수 있는 물출입구(220)가 형성된다.

따라서, 상기 에어주입구(210)를 통해 에어가 주입되면 상기 메인부력체(200) 내부에 차있던 물이 에어압에 의해 밀려나면서 상기 물출입구(220)를 통해 배출된다. 그리고 상기 메인부력체(200) 내에 에어가 가득 차면 상기 메인부력체(200)가 부력에 의해 뜨게 된다.

반대로 상기 메인부력체(200) 내의 에어를 대기로 배기하면 상기 물출입구(220)를 통해 물이 유입되면 상기 메인부력체(200)는 부력에 감소되면서 가라앉게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이 상기 메인부력체(200)는 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.

도 2(a)와 같이 구 형상으로 이루어지거나 도 2(b)와 같이 하부는 반구 형상으로 이루어지고 상부는 원통 형상으로 이루어질 수 있다.

바람직한 것은 상기 메인부력체(200)는 측방향으로 긴 형상보다는 상하로 긴 형상이 좋다. 이것은 상기 메인부력체(200)가 부력에 의해 상기 가두리 구조체(100)를 부상시키거나 침강시킬 때 최대한 상기 가두리 구조체(100)가 균형을 유지하도록 하기 위함이다.

참고로 상기 메인부력체는 상기 가두리 구조체의 무게보다 큰 부력을 가지도록 설계하는 것은 당연하다.

다음으로 센터링고정추(300)와 연결수단(400)에 대해 설명한다.

상기 센터링고정추(300)는 상기 가두리 구조체(100)의 바닥 중심에 설치, 고정되어 상기 가두리 구조체(100)의 무게중심을 잡아준다.

이로 인해 상기 가두리 구조체(100)는 하부 중앙에 무게중심을 형성하므로 안정적이 되며 상승 또는 하강시 안정적으로 균형을 유지할 수 있다.

이때, 상기 센터링고정추(300)의 무게는 상기 가두리 구조체(100)의 무게와 상기 메인부력체(200)의 부력에 의한 힘을 고려하여 적절하게 결정될 수 있다.

즉, 부력이 없을 때 일정 속도로 가라앉을 수 있고, 상기 메인부력체(200)에 부력이 제공되면 상기 가두리 구조체(100)와 상기 센터링고정추(300)를 합한 무게를 극복하고 상기 가두리 구조체(100)를 부상시킬 수 있어야 한다.

상기 센터링고정추(300)는 상기 가두리 구조체(100)와 연결수단(400)에 의해 연결된다. 상기 연결수단(400)은 로프, 와이어, 체인 등 다양한 것을 사용할 수 있다.

다만, 상기 연결수단(400)은 수중에 잠긴 상태이므로 내식성이 강한 금속이나, 부식방지처리가 된 소재를 사용할 수 있다.

다음으로 도 3을 함께 참조하여 본 발명의 기술적 특징인 수평밸런싱수단(500)에 대해 설명한다. 도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 수평밸런싱수단을 나타내는 평면도이다.

상기 수평밸런싱수단(500)은 상기 메인부력체(200)의 침강 또는 부상시 일측으로 기울어지거나 흔들리는 것을 최소화하여 상기 가두리 구조체(100)가 균형을 유지하면서 침강 또는 부상하게 한다.

구체적으로 상기 수평밸런싱수단(500)은 메인지지대(510), 가이드판(520) 및 길이조정볼트(530)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 메인지지대(510)는 긴 봉 형상으로 이루어질 수 있고, 일단이 상기 가두리 구조체(100)의 상단 가장자리에 결합되고 타단이 내향하여 상기 메인부력체(200)를 향한다.

이때, 상기 메인지지대(510)는 복수개가 일정 간격으로 구비될 수 있다. 즉, 상기 가두리 구조체(100)의 가장자리를 따라 일정 간격을 유지하면서 배열됨으로써 상기 메인부력체(200)의 주위에 방사상으로 배치될 수 있다.

그리고 상기 메인지지대(510)의 각 단부에 가이드판(520)이 결합된다.

상기 가이드판(520)은 판재 형상이며 상기 메인부력체(200)의 표면에 밀착되도록 상기 메인부력체(200)와 유사한 곡률을 가질 수 있다. 여기서, 상기 가이드판(520)은 모두 상기 메인부력체(200)의 외주면에 근접하게 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 메인지지대(510)와 상기 가이드판(520) 사이에 길이조정볼트(530)가 더 포함될 수 있다.

상기 길이조정볼트(530)는 상기 메인지지대(510)의 길이를 조절하여 상기 가이드판(520)과 상기 메인부력체(200)의 외주면과의 간극을 조절할 수 있다. 이는 상기 메인부력체(200)와 센터링고정추(300)의 무게중심을 가능한 일치시켜 침강 또는 부상시 발생하는 불균형의 문제를 해결하는 수단이다.

상기 길이조정볼트(530)를 정회전 또는 역회전시킴으로써 상기 가이드판(520)이 전진 또는 후진하도록 할 수 있다. 따라서, 일측에 위치하는 복수개의 길이조정볼트(530)를 동시에 조정하여 해당되는 가이드판(520)을 전진시키면 상기 메인부력체(200)는 밀려 타측으로 위치가 변경된다. 즉, 무게중심이 이동하게 된다.

이러한 방식으로 상기 메인부력체(200)와 센터링고정추(300)의 무게중심을 일치시켜 균형을 잡을 수 있으며, 동시에 상기 메인부력체(200)의 부상 또는 침강시 일측으로 기울어지는 상기 메인부력체(200)는 인접한 상기 가이드판(520)에 접촉하면서 지지되어 더이상 기울어지지 않게 된다.

다음으로 본 발명에서 상기 가두리 구조체(100)에는 보조부력체(600)가 더 구비될 수 있다. 도 4는 도 1에 도시된 본 발명의 보조부력체의 구조를 나타내는 평면도이다.

상기 보조부력체(600)는 상기 메인부력체(200)에 보조하여 추가로 부력을 제공하기 위한 구성으로서, 보조부력통(610), 오리피스구(620) 및 체크볼(630)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 보조부력통(610)은 내부가 빈 중공 형상을 이루고 상기 가두리 구조체(100)의 상부 외측에 설치될 수 있다.

상기 보조부력통(610)은 복수개로 분할되어 설치되는 것이 바람직하다.

도시된 바와 같이 상기 가두리 구조체(100)의 상부 외면을 따라 배열된다.

만일, 상기 가두리 구조체(100)가 사각형일 경우 가장자리에 긴 직사각형의 보조부력통(610) 4개가 배열, 부착될 수 있거나, 상기 가두리 구조체(100)가 원형일 경우 원주를 따라 원호형상의 보조부력통(610) 복수개가 배열, 부착될 수 있을 것이다.

이때, 상기 보조부력통(610) 각각의 상부에는 에어를 주입하는 에어주입구(611)가 형성된다. 상기 에어주입구(611) 각각은 에어호스(613)로 연결되고 각 에어호스(613)는 하나로 모아 컴프레서(c)와 연결될 수 있다. 그리고 별도의 볼밸브(614)를 설치하여 개폐 가능하다.

그리고 각 보조부력통(610)의 양단 하부에는 물이 출입할 수 있는 통로(612)가 형성된다.

또 상기 보조부력통(610)의 양단 하부에 오리피스구(620)가 하향 연장 형성된다. 상기 오리피스구(620)는 출구가 좁아지는 깔대기 형상일 수 있다. 이때, 상기 오리피스구(620)는 상기 통로(612)와 연통되도록 형성된다.

즉, 상기 통로(612)를 통해 물이 유출되어 상기 오리피스구(620)를 통해 배출될 수 있는 구조이다.

이때, 상기 오리피스구(620) 내에는 체크볼(630)이 수용된다.

상기 체크볼(630)은 물보다 비중이 낮은 재질로 이루어져 물에 뜬다. 그리고 외경이 상기 오리피스구(620)의 출구보다 커서 상기 오리피스구(620)의 출구를 막을 수 있다.

따라서, 상기 보조부력통(610) 내부에 에어가 주입되면 내부에 차있던 물이 상기 통로(612)를 경유하여 상기 오리피스구(620)의 출구를 통해 배출된다. 이때, 상기 체크볼(630)은 물에 떠 있으므로 상기 오리피스구(620)를 막지 않기 때문에 물이 배출될 수 있다.

그러나 상기 보조부력통(610) 내부에 에어가 완전히 충진되어 물이 모두 배출되면 상기 체크볼(630)은 상기 오리피스구(620)의 출구를 막아 에어가 빠져나가지 않도록 한다.

반대로 상기 보조부력통(610) 내의 에어를 빼면 상기 체크볼(630)이 오리피스구(620)를 개방하게 되어 물이 강제로 유입된다.

덧붙이자면, 상기 보조부력통(610)의 양단에 상기 오리피스구(620)와 체크볼(630)이 구비되므로 상호보완적으로 에어나 물이 출입함으로써 상기 보조부력통(610)의 균형을 자연스럽게 잡아준다.

즉 상기 보조부력체(600)가 침강 또는 부상시 밸런스를 유지하므로 상기 가두리 구조체가 안정적으로 침강 또는 부상할 수 있다.

이하에서 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예를 설명한다. 도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 부력변동형 가두리 양식장치의 구조를 나타내는 구조도이다.

본 발명의 다른 실시 예로서, 상기 메인부력체(200)의 하측에 밸런싱유도체(700)가 더 구비될 수 있다.

상기 밸런싱유도체(700)는 원형관 형상으로 이루어지되, 상부가 상기 메인부력체(200)와 연결되고, 하부가 상기 센터링고정추(300)와 연결된다.

이를 위해, 상기 연결수단(400)은 상부연결수단(410)과 하부연결수단(420)으로 분리될 수 있고, 상기 상부연결수단(410)이 상기 메인부력체(200)와 밸런싱유도체(700)를 힌지 연결하고, 상기 하부연결수단(420)이 상기 밸런싱유도체(700)와 센터링고정추(300)를 힌지 연결한다.

상기 상부연결수단(410)과 하부연결수단(420)이 상기 밸런싱유도체(700)와 힌지 결합되기 위하여 상기 밸런싱유도체(700)의 상부와 하부에 수평으로 가로지르는 상부거치대(710) 및 하부거치대(720)가 형성되고 상기 거치대에 각각 힌지 결합되도록 연결할 수 있다.

이때, 상기 수평밸런싱수단(500)의 가이드판(520)은 상기 메인부력체(200)가 아니라 상기 밸런싱유도체(700)의 외주면에 근접되어 지지하도록 배치한다.

즉, 상기 밸런싱유도체(700)의 중심을 잡아줌으로써 상기 메인부력체(200)의 부력 중심을 잡아, 상기 가두리 구조체(100)의 수평밸런스를 유지할 수 있게 한다.

또 다른 실시 예로서, 상기 센터링고정추(300)의 상측에 센터링유동추(800)가 더 부가될 수 있다.

상기 센터링고정추(300)가 상기 가두리 구조체(100)의 바닥에 고정되어 구속되어 있는 반면, 상기 센터링유동추(800)는 상기 밸런싱유도체(700) 또는 후술하는 보조수평밸런싱수단(900)에 걸린 상태로 배치되어 좌우로 구속되지 않는다.

상기 센터링유동추(800)는 상기 센터링고정추(300)의 상측에 일정 높이 이격되도록 위치하고 상기 하부연결수단(420)이 중앙을 관통하도록 링 형상으로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 센터링유동추(800)는 상기 밸런싱유도체(700) 또는 보조수평밸런싱수단(900)의 지지관(920)에 행거수단으로 매달려 진자(pendulum)처럼 운동하는데, 이를 위해 상기 행거수단은 줄 형상의 로프나 와이어, 체인 혹은 봉을 사용할 수 있다.

따라서, 상기 가두리 구조체(100)의 승강시 일측으로 기울어지면 상기 센터링유동추(800)는 수평을 유지하므로 상기 센터링유동추(800)의 일측이 기울어진 상기 센터링고정추(300)의 상부면에 닿게 된다.

여기서, 상기 센터링유동추(800)가 상기 센터링고정추(300)에 접촉하면 상기 센터링유동추(800)의 자중이 상기 센터링고정추(300)를 하향 가압하는 결과를 가져오므로 상기 센터링고정추(300)는 더이상 기울어지지 않고 다시 수평을 유지하는 방향으로 움직일 수 있다.

한편, 상기 밸런싱유도체(700)와 센터링유동추(800) 사이에는, 상기 가두리 구조체(100)의 수평밸런스를 보조적으로 잡아주는 보조수평밸런싱수단(900)이 더 구비될 수 있다.

상기 보조수평밸런싱수단(900)은 보조판(910), 지지관(920), 상부행거수단(930), 하부행거수단(940), 보조지지대(950) 및 길이조정볼트(530)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 상기 보조판(910)은 상기 가두리 구조체(100)의 상부 일부를 덮는다.

상기 보조판(910)은 원판 형상일 수 있고 중앙에 상기 하부연결수단(420)이 관통하도록 홀(911)이 형성되어 단면이 도넛과 같은 형상일 수 있다.

상기 보조판(910)은 가장자리에서 방사상으로 형성된 지지부재(912)에 의해 상기 가두리 구조체(100)에 고정될 수 있다.

그리고 상기 보조판(910)의 하측에 상기 지지관(920)이 일정 깊이 이격되어 구비된다.

상기 지지관(920)은 관 형상으로 이루어져 상기 하부연결수단(420)이 관통한다.

상기 지지관(920)은 상기 상부행거수단(930)에 의해 상기 밸런싱유도체(700)에 진자와 같이 매달린 상태로 구비된다. 즉, 상기 지지관(920)의 상단과 밸런싱유도체(700)를 상기 상부행거수단(930)이 힌지 연결한다. 이때, 상기 상부행거수단(930)은 줄 형상의 로프, 와이어, 체인 또는 봉일 수 있다.

또 상기 지지관(920)의 하단에는 상기 하부행거수단(940)에 의해 상기 센터링유동추(800)가 매달린다. 즉, 상기 지지관(920)의 하단과 센터링유동추(800)를 상기 하부행거수단(940)이 힌지 연결한다. 이때, 상기 하부행거수단(940)도 줄 형상의 로프, 와이어, 체인 또는 봉일 수 있다.

여기서, 상기 지지관(920)의 외주면에 복수개의 상기 메인지지대(510)와 대동소이한 형상의 보조지지대(950)가 일정 간격으로 부착된다. 상기 보조지지대(950)는 외측을 향해 방사상으로 형성되되, 상향 경사지게 구비된다.

상기 보조지지대(950)의 단부는 각각 상기 보조판(910)의 하부면에 근접하도록 배치된다. 따라서, 상기 가두리 구조체(100)가 일측으로 기울어지면 상기 보조지지대(950) 중 어느 하나가 상기 보조판(910)에 접촉하면서 지지하기 때문에 그 방향으로 더이상 기울어지는 것을 방지함으로써 수평밸런스를 유지하게 된다.

참고로, 상기 보조지지대(950)의 단부에도 길이조절 가능하게 하는 길이조정볼트(530)가 더 구비될 수 있다.

이하에서 도 8을 참조하여 본 발명의 작동과정을 설명하고자 한다. 도 8은 본 발명의 작동상태도이다.

먼저, 침강된 가두리 구조체(100)를 부상시키는 경우를 설명한다.

선박(s)에 컴프레서(c)를 작동하여 에어를 상기 메인부력체(200)에 공급하여 상기 가두리 구조체(100)를 부상시킨다. 이때, 상기 가두리 구조체(100)의 부상 속도를 제어하기 위해서 별도의 속도조절기(v)를 사용하여 에어공급유량을 조절할 수 있다.

상기 볼밸브(230)는 개방된 상태에서 에어가 상기 메인부력체(200)로 주입되면 상기 메인부력체 내에 충진된 물은 상기 물출입구(220)를 통해 수중으로 배출된다.

모든 물이 배출되면 상기 메인부력체(200)에는 에어로 가득차고 상기 볼밸브(230)를 닫으면, 에어압에 의해 상기 물출입구(220)로는 물이 유입되지 않는다.

이제 상기 메인부력체(200)는 천천히 부상하게 되고 상기 가두리 구조체(100)도 부상하게 된다.

부상하는 상기 가두리 구조체(100)는 여러 가지 조건이나 환경으로 인해 좌우로 요동하거나 일측으로 기울어질 수 있다. 이것은 상기 메인부력체(200)의 부력 중심과 상기 가두리 구조체(100)의 무게 중심이 어긋나면서 모멘트가 발생하기 때문에 발생한다. 따라서 상기 가두리 구조체(100)가 수평을 유지하면서 부상하지 못하게 한다.

이를 방지하고자 본 발명에서 상기 수평밸런싱수단(500)이 작동한다.

상기 메인지지대(510)의 단부에 구비된 상기 가이드판(520) 중 어느 하나에 상기 메인부력체(200)가 접촉하거나, 상기 밸런싱유도체(700)에 접촉하게 된다.

상기 가이드판(520)에 상기 메인부력체(200)나 밸런싱유도체(700)가 접촉하면 상기 메인부력체(200)나 밸런싱유도체(700)는 더이상 기울어지지 않게 되고 반대로 모멘트가 걸리면서 원래의 위치로 복원된다. 즉, 상기 메인부력체(200)의 부력 중심과 상기 가두리 구조체(100)의 무게 중심(센터링고정추)이 다시 일치되어 수평밸런스가 유지된다.

더불어 상기 가두리 구조체(100)가 기울어지면 상기 센터링유동추(800)의 일측이 상기 센터링고정추(300)의 일측과 충돌하면서 기울어진 상기 센터링고정추(300)를 눌러 더이상 기울어지지 않고 수평으로 복원되도록 할 수 있다.

또 상기 보조수평밸런싱수단(900)이 작동하여, 상기 보조지지대가 상기 보조판(910)의 일측에 접촉하면서 상기 가두리 구조체(100)의 기울어지는 것을 방지하고 수평으로 복원되도록 보조적인 복원력을 제공할 수 있다.

한편, 상기 보조부력체(600)에 에어를 주입하면 앞서 설명한 바와 같이 상기 보조부력통(610)에 에어가 완충되면 상기 체크볼(630)이 상기 오리피스구(620)의 출구를 밀폐하므로 물이 유입되지 않고 부력을 생성시킨다.

이때, 상기 보조부력통(610)의 양측에 상기 오리피스구(620)와 체크볼(630)이 구비되므로 양단이 일단의 체크볼(630)이 오리피스구(620)를 막으면 타측으로 에어가 전달되어 타측 체크볼(630)이 오리피스구(620)를 완전히 막을 때까지 에어가 유입된다.

이렇게 서로 보완적으로 에어가 공급되어 전체적으로 부력이 균일하게 형성되어 상기 가두리 구조체(100)의 수평밸런스를 적절하게 유지해주면서 부상시킨다.

결론적으로 본 발명은 상기 수평밸런싱수단(500), 센터링유동추(800), 보조수평밸런싱수단(900), 보조부력체(600)가 모두 상호 보완적으로 작동하도록 함으로써 상기 가두리 구조체(100)의 부상 또는 침강시 수평밸런스를 완전히 유지하도록 해준다.

다음으로 상기 가두리 구조체(100)를 침강시키는 경우는 상기 볼밸브(230)들을 모두 열고, 상기 메인부력체(200), 보조부력체(600)의 에어를 모두 대기로 배기시킨다.

에어가 배기되면서 상기 메인부력체(200)의 물출입구(220)를 통해 물이 유입되고 차고, 상기 보조부력체(600)는 상기 오리피스구(620)를 통해 물이 유입되면서 상기 체크볼(630)이 개방된다.

물의 유입으로 상기 메인부력체(200)와 보조부력체(600)는 부력을 점점 상실하게 되어 상기 가두리 구조체(100)는 침강하게 된다.

침강시에도 상술한 바와 같은 메커니즘으로 상기 수평밸런싱수단(500), 센터링유동추(800), 보조수평밸런싱수단(900)이 상호 보완적으로 작동하여 상기 가두리 구조체(100)가 수평밸런스를 유지하면서 침강되도록 제어한다.

이상에서 도면을 참조하여 본 발명의 대표적인 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 가두리 구조체 110 : 고정부표
200 : 메인부력체
210 : 에어주입구 220 : 물출입구
230 : 볼밸브 240 : 에어호스
300 : 센터링고정추
400 : 연결수단
410 : 상부연결수단 420 : 하부연결수단
500 : 수평밸런싱수단 510 : 메인지지대
520 : 가이드판 530 : 길이조정볼트
600 : 보조부력체 610 : 보조부력통
611 : 에어주입구 612 : 통로
613 : 에어호스 614 : 볼밸브
620 : 오리피스구 630 : 체크볼
700 : 밸런싱유도체
710 : 상부거치대 720 : 하부거치대
800 : 센터링유동추
900 : 보조수평밸런싱수단
910 : 보조판 920 : 지지관
930 : 상부행거수단 940 : 하부행거수단
950 : 보조지지대 960 : 길이조정볼트
s : 선박
c : 컴프레서
v : 속도조절기

Claims (11)

1. 수중에 구비되는 가두리 구조체와, 수면에 부상하여 상기 가두리 구조체와 연결되는 고정부표와, 상기 가두리 구조체의 상측 중앙에 설치되고 외부에서 에어를 공급받아 부력을 발생시킴으로써 상기 가두리 구조체를 부상시키거나 에어를 배기하여 물을 흡입함으로써 상기 가두리 구조체를 침강시키는 메인부력체와, 상기 가두리 구조체의 바닥 중심에 고정되어 상기 가두리 구조체의 무게중심을 잡아주는 센터링고정추와, 상기 메인부력체와 센터링고정추를 연결하는 연결수단을 포함하여 이루어지는 부력변동형 가두리 양식장치에 있어서,
   상기 가두리 구조체의 상단 가장자리에는 상기 메인부력체의 기울어짐을 최소화하기 위하여 상기 메인부력체를 향하면서 상기 메인부력체에 근접하도록 설치되는 수평밸런싱수단이 구비되어,
   상기 가두리 구조체가 침하 또는 부상시 일측으로 기울어지지 않고 수평 밸런스를 유지하게 하는 것을 특징으로 하는 부력변동형 가두리 양식장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 수평밸런싱수단은,
   상기 가두리 구조체의 상단 가장자리를 따라 일정 간격으로 내향되도록 결합되는 복수개의 메인지지대와, 상기 메인지지대의 각 단부에 결합되고 상기 메인부력체의 외주면에 근접하게 배치되는 가이드판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 부력변동형 가두리 양식장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 가이드판과 메인지지대 사이에는 길이조정볼트가 더 구비되어 상기 가이드판과 메인부력체의 간극을 조절함으로써 상기 메인부력체와 센터링고정추의 무게중심을 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 부력변동형 가두리 양식장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 가두리 구조체의 상부 외측에는 에어 공급 또는 배기에 의해 부력을 발생 또는 소멸시키는 보조부력체가 더 결합되는 것을 특징으로 하는 부력변동형 가두리 양식장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 보조부력체는,
   상기 가두리 구조체의 내부 가장자리를 따라 배열되고 내부가 빈 중공형상이며 양단 하부에 물이 출입하는 통로가 형성되는 복수개의 보조부력통과, 상기 통로로부터 하향 연장되고 출구가 좁아지는 깔대기 형상의 오리피스구와, 상기 오리피스구 내에 수용되고 물보다 비중이 작은 체크볼을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 부력변동형 가두리 양식장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 메인부력체는,
   내부가 중공인 구 형상으로 이루어지거나, 상하로 긴 원통 형상으로 이루어지고, 상부에는 에어가 주입되는 에어주입구가 형성되며, 하부에 물이 출입하는 물출입구가 형성되는 것을 특징으로 하는 부력변동형 가두리 양식장치.
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 메인부력체의 하측에는 밸런싱유도체가 상기 연결수단에 결합되고, 상기 밸런싱유도체의 외주면에 상기 가이드판이 근접, 지지하게 함으로써,
   상기 메인부력체의 부력 중심을 잡아주는 것을 특징으로 하는 부력변동형 가두리 양식장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 연결수단은,
   상기 메인부력체와 밸런싱유도체를 힌지 연결하는 상부연결수단과, 상기 밸런싱유도체와 상기 센터링고정추를 힌지 연결하는 하부연결수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 부력변동형 가두리 양식장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 센터링고정추의 상측에는 일정 높이 이격되어 수평으로 설치되고,
   링 형상으로 이루어지며, 행거수단을 사용하여 상기 밸런싱유도체에 매달리는 센터링유동추가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 부력변동형 가두리 양식장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 밸런싱유도체와 센터링유동추 사이에는,
    상기 가두리 구조체의 수평 밸런스를 보조적으로 잡아주는 보조수평밸런싱수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 부력변동형 가두리 양식장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보조수평밸런싱수단은,
    상기 가두리 구조체의 상부 일부를 덮는 보조판과,
    상기 밸런싱유도체와 센터링유동추 사이에 상기 하부연결수단이 관통하도록 구비되는 관 형상의 지지관과,
    상기 지지관의 상단과 밸런싱유도체를 연결하는 상부행거수단과,
    상기 지지관의 하단과 센터링유동추를 연결하는 하부행거수단과,
    상기 지지관의 외주면 외측으로 방사상 형성되는 복수개의 보조지지대와,
    상기 보조지지대의 단부에 길이조절 가능하게 하는 구비되는 길이조정볼트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 부력변동형 가두리 양식장치.

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