KR20230082103A - 부표식 파력 저감 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부표식 파력 저감 장치에 관한 것이다. 이는, 파도와 부딪혀 파도의 물결 라인을 분할하는 파도분할바디, 파도분할바디의 하부에 설치되는 해수수용바디가 포함된 파도분할부력체와; 파도분할부력체의 위치를 유지시키는 앵커수단과; 공기를 부력조절공간으로 유도하여 공기가 부력조절공간내에 채워지도록 하거나, 부력조절공간 외부로 유출시키는 부력조절부를 구비한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 부표식 파력 저감 장치는, 해안가의 바다에 떠 있는 상태로 마주 오는 파도를 좌우로 분할함으로써, 갈라진 파도가 해안가에 도달하는 동안 중력의 작용을 쉽게 받도록 하여, 뛰어난 파력 저감효과를 제공한다. 또한 파도의 진입 방향이 바뀌더라도 스스로 방향을 조절하여 파도에 대응하므로, 측방향으로 거의 밀리지 않고 안정된 기능을 수행한다. 또한, 부표식으로 구성되므로 가볍고 설치가 용이하며 설치범위나 설치 갯수는 물론 대열 패턴을 얼마든지 조절할 수 있고, 수심의 고저차가 심한 곳에도 설치가 가능하다. 아울러, 부력의 조절이 가능하므로, 태풍 시에, 해저면에 가라앉혀 태풍에 의한 유실이나 파손을 방지하므로 사용 수명이 길다.

Description

부표식 파력 저감 장치{Buoy-type wave power reduction device}

본 발명은 침식이 우려되는 해안가나 해상플랜트 또는 해상 토목구조물 등의 주변에 설치되어 파력을 저감함으로써 파력에 의한 피해를 방지하는, 부표식 파력 저감 장치에 관한 것이다.

근래 들어 속도가 빨라지고 있는 해안침식은, 생태계를 교란하고 관광자원을 훼손한다는 여러 문제를 야기한다. 이러한 해안침식의 원인은 결국 토사의 유입과 유출의 평형 붕괴에 따른 것이다.

이를테면, 인근 하천으로부터 공급되는 토사의 양과, 파도에 의해 유실되는 토사의 양의 밸런스가 맞지 않기 때문이다. 하천에 댐을 건설하거나 준설을 할 경우 하천을 통해 공급되는 토사의 양이 크게 줄어들고, 이에 더하여 해사를 준설하면 토사의 유실이 증가하므로, 건설이나 개발을 하면 할수록 해안 침식은 가속될 수밖에 없다.

또한 해안의 침식이 계속되면 모래사장 등과 같은 완충구역이 사라지므로, 파도가, 가령 해안도로나 주거지역 까지 쉽게 도달하게 되어, 월파(越波)에 의한 직접적 피해를 입을 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 해안가에 잠제(潛堤) 또는 이안제(離岸堤)를 설치하고 있다. 잠제와 이안제는, 바다로부터 들어오는 파도의 파력을 감소시키기 위한 구조물로서, 해안의 침식을 완화하는 목적을 갖는다.

이와 관련된 배경이 되는 기술로서, 국내 공개특허공보 제10-2011-0049984호를 통해 파력 감쇠를 통한 해안침식방지 블록이 개시된 바 있다.

개시된 해안침식방지 블록은, 블록의 전면 선단 영역으로부터 타단을 향한 일정한 구간에서 후방을 향해 경사지게 형성되어 밀려오는 파도를 안내하는 경사면과; 경사면이 끝나는 지점으로부터 블록의 타단 영역 구간에서 내측을 향한 일정한 깊이의 제1원호와, 제1원호로부터 상측을 향한 제1경사벽으로 이루어져 밀려 들어왔다 상승되어 돌아나가는 파도의 운동에너지를 감쇠시키는 적어도 하나 이상의 파력감쇠부와; 경사면과, 제1원호 및 제1경사벽을 포함한 파력감쇠부의 표면에서 일정한 두께로 고착되어 경사면과 제1원호 및 제1경사벽과 파력감쇠부의 표면이 파도에 의해 손상되는 것을 방지하는 탄소섬유와 아라미드섬유와 유리섬유 중 선택된 어느 하나의 표면경도강화층의 구성을 갖는다.

또한, 국내 등록특허공보 제10-1110188호에는 파력감쇄용 블록이 제안되어 있다. 파력감쇄용 블록은, 지면에 접촉되는 베이스와; 베이스로부터 상측을 향하여 일정한 간격을 두고 복수 개 이상 돌출 형성된 돌출부와; 돌출부의 표면 길이방향에서 일정한 간격을 두고 상측을 향하여 일정한 높이로 돌출되고 길이방향을 따른 외주 전체에 일정한 간격을 두고 요철홈이 형성되며 돌출부와 인접한 돌출부에 마련되는 기둥과는 교호 되도록 배치된 복수 개 이상의 기둥과; 돌출부와 인접한 돌출부와의 사이에 마련한 복수 개 이상의 요입부의 구조를 갖는다.

그런데 상기한 종래의 침식방지나 파력감쇄용 블록은, 고정된 구조체로서, 파손 시 복구하기가 번거롭고, 한정된 지역에 대한 효과만 제공할 뿐이다. 파력을 감쇄해야할 영역이 넓어질 경우, 시공범위를 넓혀야 하는데, 시공범위가 넓어지면 그 자체가 생태계를 파괴시키는 원인이 될 수 있다.

국내 공개특허공보 제10-2011-0049984호 (파력 감쇠를 통한 해안침식방지 블록) 국내 등록특허공보 제10-1110188호 (파력감쇄용 블록)

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 파도를 좌우로 분할함으로써 갈라진 파도가 중력의 작용을 쉽게 받도록 하여 뛰어난 파력 저감효과를 제공하며, 파도의 방향에 거의 영향 받지 않고 안정된 기능을 수행하는, 부표식 파력 저감 장치를 제공함에 목적이 있다.

또한, 설치범위나 설치 갯수는 물론 대열 패턴을 얼마든지 조절할 수 있고, 수심의 고저차가 심한 곳에도 설치가 가능하며, 태풍 시에, 해저면에 가라앉혀 태풍에 의한 피해를 입지 않는, 부표식 파력 저감 장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 부표식 파력 저감 장치는, 밀폐공간 및 부력조절공간을 가지고 해수에 떠 있는 상태로 파도와 부딪혀 파도의 운동에너지를 일부 흡수함과 동시에 파도의 물결 라인을 분할하는 파도분할바디, 파도분할바디의 하부에 설치되며 부력조절공간에 연통하고 해수출입구멍을 갖는 해수수용바디가 포함된 파도분할부력체와; 파도분할부력체의 위치를 유지시키는 앵커수단과; 외부로부터 제공된 공기를 부력조절공간으로 유도하여 공기가 부력조절공간내에 채워지도록 하거나, 부력조절공간 내부의 공기를 외부로 유출시키는 부력조절부를 구비한다.

또한, 상기 앵커수단은; 해저면상에 배치되고 파도분할부력체와 연결되며 부력의 작용방향에 반대방향의 힘을 가하는 메인중량체와, 파도분할부력체에 연결된 상태로 해저면상에 위치하고, 파도에 의한 파도분할부력체의 회전각도를 제한하는 서브중량체를 포함한다.

또한, 상기 앵커수단은; 파도분할부력체에 연결되며 해저면상에 놓이고, 파도에 의한 파도분할부력체의 움직임을 구속하는 다수의 서브중량체이다.

아울러, 상기 파도분할바디에는; 마주하는 파도를 향해 하향 경사지며 파도를 그 위로 넘기는 월류경사면과, 파도분할바디의 선단부에 형성되고, 파도의 물결라인을 분할하는 분할에지부가 구비된다.

또한, 상기 파도분할부력체에는, 부력조절공간 내부의 압력을 감지하여 관리자에게 알려주는 압력계가 더 포함된다.

그리고, 상기 파도분할바디에는, 파도분할부력체의 방위를 파도의 흐름방향에 맞추며, 파도분할부력체의 요잉모션을 억제하는 자세안정구조체가 더 구비된다.

또한, 상기 메인중량체와 파도분할부력체를 연결하는 연결라인에는, 부력에 의해 연결라인에 가해지는 인장력을 조절하는 장력조절수단이 더 포함된다.

또한, 상기 장력조절수단은; 메인중량체의 내부에 회전 가능하게 설치되는 워엄휠과, 워엄휠에 고정되며 워엄휠과 동일한 회전중심축을 가지고 연결라인을 감는 권취드럼과, 워엄휠에 치합하는 워엄과, 워엄에 연결되고 메인중량체의 외부로 연장된 핸들을 갖는다.

아울러, 상기 파도분할부력체에 설치되며 파도의 운동에너지를 전달받아 전력을 생산하는 조력발전모듈과, 태양광을 받아 전력을 생산하는 태양광패널과, 조력발전모듈 및 태양광패널로부터 생산된 전력을 저장하는 충전부와, 충전부의 전력을 이용해 공기를 압축하는 컴프레서와, 컴프레서에 의해 만들어진 압축공기를 부력조절장치를 통해 부력조절공간으로 유도하거나, 부력조절공간 내부의 공기를 외부로 배출하는 제어기를 더 포함한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 부표식 파력 저감 장치는, 해안가의 바다에 떠 있는 상태로 마주 오는 파도를 좌우로 분할함으로써, 갈라진 파도가 해안가에 도달하는 동안 중력의 작용을 쉽게 받도록 하여, 뛰어난 파력 저감효과를 제공한다.

또한 파도의 진입 방향이 바뀌더라도 스스로 방향을 조절하여 파도에 대응하므로, 측방향으로 거의 밀리지 않고 안정된 기능을 수행한다.

또한, 부표식으로 구성되므로 가볍고 설치가 용이하며 설치범위나 설치 갯수는 물론 대열 패턴을 얼마든지 조절할 수 있고, 수심의 고저차가 심한 곳에도 설치가 가능하다.

아울러, 부력의 조절이 가능하므로, 태풍 시에, 해저면에 가라앉혀 태풍에 의한 유실이나 파손을 방지하므로 사용 수명이 길다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부표식 파력 저감 장치의 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 부표식 파력 저감 장치의 설치 예를 나타내 보인 도면이다.
도 3은 도 1에 도시한 부표식 파력 저감 장치의 파도분할바디와 해수수용케이스의 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 부표식 파력 저감 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 부표식 파력 저감 장치의 변형 예를 나타내 보인 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 부표식 파력 저감 장치의 다른 변형 예를 나타내 보인 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 부표식 파력 저감 장치의 또 다른 변형 예를 나타내 보인 도면이다.
도 10 및 도 11은 도 9에 도시한 파력 저감 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 부표식 파력 저감 장치의 또 다른 변형 예를 나타내 보인 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 부표식 파력 저감 장치에 적용할 수 있는 메인중량체의 변형 예를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부표식 파력 저감 장치(10)의 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 파력 저감 장치의 설치 예를 나타내 보인 도면이다. 또한, 도 3은 도 1에 도시한 파도분할바디와 해수수용케이스의 단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 부표식 파력 저감장치(10)는, 파도분할부력체(20), 앵커수단, 부력조절부를 포함한다.

파도분할부력체(20)는, 해수에 떠 있는 상태로 파도와 부딪혀 파도의 운동에너지를 일부 흡수함과 동시에 파도의 물결라인(도 5의 101)을 분할하는 역할을 한다. 물결라인(101)은, 상공에서 파도를 내려다 봤을 때, 파도가 일으키는, 파도 진행방향의 측방향으로 연장된 윤곽선을 의미한다.

파도의 물결 라인을 분할한다는 것은, 이를테면, 하나의 덩어리로 이동하는 파도를, 두 개 이상의 덩어리로 나눈다는 의미이다. 다시 말하면, 일정 범위의 파장, 진동수, 진폭을 가지며 진행하는 파도의 흐름을, 일시적으로 분할하여, 상호 다른 범위의 파장, 진동수, 진폭의 파도를 가지게 하는 것이다.

예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 파력저감장치(10)가 좌우로 이격 배치되어 있는 상태에서, 일정범위의 파장, 진동수, 진폭을 갖는 파도가 해안(100)을 향해 이동한다고 할 때, 파도분할부력체(20)의 사이를 통과하는 파도(이하, A파도)와, 파도분할부력체(20)에 부딪혀 우회하거나 파도분할부력체(20)를 넘어가는 파도(이하, B파도)의 파장, 진동수, 진폭에 차이가 생기게 된다.

분리되었던 A파도 및 B파도는 파도분할부력체(20)를 통과한 후 다시 만나 섞이는데, 파도분할부력체(20)의 사이를 통과한 A파도와, 에너지가 크게 낮아진 파도B파도가 다시 만나면, A파도의 운동에너지가 낮아질 수밖에 없다. 이에 더하여 중력도 작용하므로, 파도분할부력체(20)를 통과한 파도의 진폭은 더욱 작아지게 된다.

파도분할부력체(20)는, 파도분할바디(21)와 해수수용바디(41)를 포함한다.

파도분할바디(21)는, 밀폐공간(21a)과 부력조절공간(21c)을 제공하는 구조체이다. 밀폐공간(21a)은 파도분할바디(21)의 상측부에 위치하며 공기가 채워진 빈공간으로서 상시부력을 출력한다. 즉 파도분할부력체(20)가 최소한의 부력을 가지게 하며, 파도분할부력체(20)가 해수에 완전히 잠긴 상태에서도 기립 상태를 유지하게 하는 것이다.

부력조절공간(21c)은 부력조절부를 통해 공급된 공기가 채워지는 빈공간으로서 해수수용바디(41)를 향해 개방되어 있다. 해수수용바디(41)로 유입한 해수가, 도 3에 도시한 바와 같이, 부력조절공간(21c)의 내부로 유입할 수 있는 것이다.

부력조절공간(21c) 내부에서의 해수의 수위는, 부력조절공간(21c)에 채워지는 공기의 압력 조절을 통해 조절 가능하다. 즉, 부력조절부(25)를 통해 부력조절공간(21c)에 공급되는 공기의 압력을 상승시키면 해수의 수위가 낮아지고, 공급 공기의 압력을 낮추면 해수의 수위가 올라가, 결국 파도분할부력체(20)의 부력이 컨트롤 되는 것이다.

이러한 파도분할바디(21)의 외부에는 월류경사면(21e)과 분할에지부(21f)가 형성되어 있다. 월류경사면(21e)은 마주하는 파도를 향해 하향 경사진 경사면이다. 마주오는 파도는 도 4에 도시한 바와 같이, 월류경사면(21e)을 넘어갈 수 있다. 물론 파도의 운동에너지가 약하다면 원류경사면을 넘어가지는 못하고 파도분할바디(21)를 우회하게 된다.

또한, 분할에지부(21f)는 파도분할바디(21)의 선단부 중앙에 형성된 모서리부로서, 파도의 물결라인을 분할한다. 즉, 마치 선박의 진행방향 선단부처럼 물을 가르는 것이다.

해수수용바디(41)는, 해수수용공간(41a)을 제공하는 중공케이스로서 부력조절공간(21c)에 연통한다. 또한 해수수용바디(41)의 하단부에는 다수의 해수출입구멍(41b)이 마련되어 있다. 해수출입구멍(41b)은 해수가 출입하는 관통구멍이다.

해수수용바디(41)의 저면에는 수나사링(41c)이 일체로 형성되어 있다. 수나사링(41c)은 외주면에 수나사산이 형성되어 있는 링형 부재로서, 스크린캡(43)과 결합한다.

스크린캡(43)은, 수나사링(41c)과 나사 결합하는 고정링(43a)과 해수출입구멍(41b)을 커버하는 스크린(43b)으로 이루어지는 부재로서, 해수수용바디(41)의 내부로 이물질이 유입하는 것을 방지한다.

아울러, 해수수용바디(41)의 저면 중앙에는 연결구(45)가, 파도분할바디(21)의 후단부 저면에는 후단연결구(21h)가 구비된다. 연결구(42)와 후단연결구(21h)에는 앵커수단이 연결된다.

또한 파도분할바디(21)의 측부에는 압력계(22)가 설치된다. 압력계(22)는, 부력조절공간(21c) 내부의 압력을 감지하여 외부로 표시해준다. 즉, 파력저감장치(10)의 관리자에세, 부력조절공간 내부의 압력 상태를 실시간으로 알려주는 것이다. 압력계(22)는 아날로그식, 디지털식 모두 적용 가능하다. 더 나아가 압력계(22)에서 감지된 정보는 별도의 통신수단을 통해 관리자에게 무선 전송될 수도 있다. 이를 위해, 파도분할바디(21)에는 통신모듈(미도시)이 장착되어야 한다.

앵커수단은, 쇠사슬(51)과 메인중량체(60), 인장와이어(53)와 서브중량체(70)를 포함한다.

메인중량체(60)는, 해저면상에 놓이는 중량블록으로서 상부에 걸고리(60a)를 갖는다. 메인중량체(60)는 쇠사슬(51)을 통해 파도분할부력체(20)와 연결된다. 쇠사슬(51)의 일단부는 연결구(45)에, 타단부는 걸고리(60a)에 링크된다. 메인중량체(60)는, 부력의 작용방향에 반대방향의 힘을 제공한다. 즉, 수직방향으로 떠오르려는 부력에 반대되는 방향의 힘을 가하는 것이다. 이에 따라 쇠사슬(51)은 항상 팽팽하게 인장된 상태를 유지한다.

아울러 쇠사슬(51)에는 연결핀(51e)으로 연결된 두 개의 스위블고리(51c)가 포함되어 있다. 스위블고리(51c)는 연결핀(51e)을 중심축으로 삼아 회전운동이 가능하다.

서브중량체(70)는 메인중량체(60)의 후방에 배치되는 중량블록이며 상부에 와이어고리(71)를 갖는다. 와이어고리(71)는 인장와이어(53)를 통해 후단연결구(21h)에 연결된다. 서브중량체(70)는, 파도분할부력체에 연결된 상태로 해저면상에 위치하고, 파도에 의한 파도분할부력체의 회전각도를 제한한다. 가령 도 6에 도시한 바와 같이, 파도분할부력체(20)가 각도 θ의 범위내에서만 회전할 수 있게 제한하는 것이다. 회전각도 θ는 90도 내외이다.

파도분할바디(21)는 상기한 회전각도 범위내에서 방위의 조절이 가능하다. 예를 들어, 파도가 동북쪽에서 들어올 때, 동쪽에서 들어올 때, 동남쪽에서 들어올 때 방위를 스스로 조절하여 파도와 마주할 수 있는 것이다.

부력조절부(25)는, 외부로부터 제공된 공기를 부력조절공간으로 유도하여 공기가 부력조절공간내에 채워지도록 하거나, 부력조절공간 내부의 공기를 외부로 유출시키는 것으로서, 다양하게 구현 가능하다. 파도분할바디(21)의 후면 상측부에는, 부력조절부(25)가 수용되는 설치홈(21g)이 형성되어 있다. 설치홈(21g)은 부력조절부(25)를 수용 보호하는 공간이다.

도 3에 도시한 부력조절부(25)는, 유도파이프(25a)와 밸브(25c)를 구비한다. 유도파이프(25a)는 L자로 구부러진 파이프로서 단부에 커넥터(25b)를 갖는다. 커넥터(25b)에, 외부의 공기압축기(미도시)의 호스를 연결하고 공기압축기를 가동하면, 압축공기가 유도파이프(25a)와 밸브(25c)를 통과해 부력조절공간(21c)내에 압입하게 된다.

밸브(25c)는 유도파이프(25a) 내부의 유동경로를 개폐하는 체크밸브로서, 외부의 공기가 부력조절공간(21c)으로는 이동하게 하고, 부력조절공간 내부의 공기가 외부로 빠지는 것은 차단한다. 밸브(25c)에는 배기버튼(25e)이 장착된다. 배기버튼(25e)은 누르면 유도파이프(25a)가 개방되어 부력조절공간(21c) 내부의 공기가 외부로 배기될 수 있다.

상기 부력조절부(25)를 통해, 부력조절공간(21c)에 공기를 최대한 압입하면 파도분할부력체(20)의 부력이 커져 파도분할부력체(20)가 최대한 상승한 상태가 된다. 이와 반대로, 부력조절공간(21c) 내부의 공기를 완전히 빼내면 부력조절공간(21c)의 내부가 해수로 가득 차게 되고, 파도분할부력체(20)가 해수면의 하부로 하강하게 된다. 이 때의 파도분할부력체(20)의 무게는 밀폐공간(21a) 내부 공기가 제공하는 부력보다 당연히 크다.

부력조절부(25)의 기본 기능은, 해수에 적용되어 있는 파도분할부력체(20)의 높이를 조절하는 것이다.

도 4는 파력저감장치(10)의 측면도이다. 도시한 바와 같이, 화살표 a방향으로 진행하는 파도의 일부가 파도분할바디(21)의 월류경사면(21e)을 넘어가고 있다. 위에 설명한 바와 같이, 월류경사면(21e)을 넘어가는 파도의 에너지는 급격히 떨어지게 된다.

도 5를 참조하면, 다수의 파력저감장치(10)가 좌우로 일정간격으로 벌어진 상태로, 말하자면 2열 횡대로 배치되어 있음을 알 수 있다. 파도는 해안(100)을 행해 이동하며, 파도분할부력체(20)를 넘어가거나 사이를 통과하면서 운동 에너지를 점차 상실한다. 전체적인 평균 파력이 저감되는 것이다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 부표식 파력 저감 장치(10)의 변형 예를 나타내 보인 도면도로서, 도 7a는 부분 측면도이고, 도 7b는 후면도이다.

이하, 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다. 도 7a 및 도 7b에 도시한 타입의 파도분할부력체(20)는 도 1의 파도분할부력체와 모양은 다르지만 기능은 동일하다.

도 7a 및 도 7b의 파도분할부력체(20)의 부력조절부(25)는, 상호 나란하게 연장된 급기관(26) 및 배기관(27), 제1체크밸브(26a), 제2체크밸브(27a)를 포함한다.

급기관(26)은 외부로부터 공급되는 공기를 부력조절공간(21c)으로 유도하는 파이프로서 제1체크밸브(26a)를 갖는다. 제1체크밸브(26a)는 부력조절공간(21c)으로 들어가는 공기는 통과시키고, 나오는 공기는 차단한다.

배기관(27)은 부력조절공간(21c)의 공기를 외부로 빼내는 파이프로서 제2체크밸브(27a)를 갖는다. 제2체크밸브(27a)는 부력조절공간(21c)에서 외부로 빠지는 공기를 차단하고, 외부의 공기가 부력조절공간(21c)으로 들어가는 것을 방지한다. 특히 제2체크밸브(27a)에는 배기버튼(27b)이 장착된다. 배기버튼(27b)은 관리자에 의해 조작되는 버튼으로서 제2체크밸브(27a)를 개방하는 스위치이다. 배기버튼(27b)을 눌러야 제2체크밸브(27a)가 개방되어 부력조절공간(21c) 내부의 공기가 빠진다.

아울러 도 7a에 도시한 서브중량체(70)에는 다수의 암나사구(70a)가 형성되어 있고, 암나사구(70a)에는 와이어앵커(72)가 결합 구성된다. 와이어앵커(72)는, 암나사구(70a)에 나사 결합하는 수나사부(72a)와, 인장와이어(53)가 결합하는 고리부(72b)를 갖는다. 인장와이어(53)가 연결되어 있는 와이어앵커(72)를, 원하는 암나사구(70a)에 장착 사용할 수 있음은 물론이다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 부표식 파력 저감 장치(10)의 다른 변형 예를 나타내 보인 도면이다.

도면을 참조하면, 파도분할바디(21)의 후방에 자세안정구조체(30)가 설치되어 있음을 알 수 있다.

자세안정구조체(30)는, 금속판을 절곡가공하여 제작한 것으로서, 파도분할부력체(20)의 방위를 파도의 흐름방향에 맞추며, 파도분할부력체의 요잉, 피칭, 롤링 모션을 억제하는 역할을 한다.

자세안정구조체(30)는, 고정판(33), 수직날개(31), 수평날개(32)를 갖는다. 고정판(33)은 파도분할바디(21)의 후면에 고정되는 부분으로서, 자세안정구조체(30)를 파도분할바디(21)에 고정시키는 역할을 한다.

수직날개(31)는 후방으로 나란하게 연장된 평판으로서, 파도분할부력체(20)의 방위를 파도의 흐름방향에 맞춘다. 즉, 파도분할바디(21)가 파도의 흐름방향에 마주하게 하는 것이다. 다시 말하면, 파도가 동쪽에서 들어올 때 파도분할바디(21)가 동쪽을 향하게 하는 것이다. 수직날개(31)의 작용에 이해 파도분할바디(21)는 물결라인(101)에 직교할 수 있다.

또한 수직날개(31)는 물속에 잠긴 상태로, 파도분할부력체(20)의 요잉, 롤링 모션을 억제한다. 즉 좌우로 흔들리거나 해수수용바디(41)의 중심축선을 기준으로 좌우로 틀어지는 것을 억제하는 것이다.

수평날개(32)는 좌우 수직날개(31)를 연결하여 수직날개(31)의 간격을 유지함과 아울러, 파도분할부력체(20)의 피칭모션을 억제한다. 파도분할바디(21)가 전후로 흔들리는 것을 최대한 억제한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 부표식 파력 저감 장치(10)의 또 다른 변형 예를 나타내 보인 도면이고, 도 10 및 도 11은 도 9에 도시한 파력 저감 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 9에 도시한 파도분할부력체(20)의 분할에지부(21f)는 파도분할바디(21)의 선단부 양측에 위치한다. 파도분할바디(21)의 전면이 평평한 것이다. 파도분할바디(21)의 전면이 평평하므로, 파도분할바디(21)에 부딪히는 파도의 운동에너지 감쇄량은 더욱 증가한다. 또한, 파도분할부력체(20)가 파도의 힘에 의해 후방으로 밀릴 수 있으므로, 도 10a 및 도 10b에 도시한 바와 같이, 서브중량체(70)를 파도분할부력체(20)의 앞에도 배치하여 인장와이어(53)로 연결하였다.

도 10a는 파도가 약할 때의 모습을 나타낸 도면이다. 도시한 바와 같이 파도가 파도분할바디의 월류경사면(21e)을 넘지 못하고 있다. 파도는 파도분할바디(21)의 좌우방향을 우회하여 통과한다. 도 10b는 파도가 높아 월류경사면(21e)을 넘어가는 모습을 나타낸다.

또한 도 11은 다수의 파력 저감 장치(10)가 2열 횡대로 배치되어 있는 상태에서, 파도가 해안(100)을 향해 이동할 때의 파도의 분할되는 모습을 도시하였다. 도시한 바와 같이, 파도를 의미하는 물결라인(101)이 파력 저감 장치(10)를 통과하면서 분할됨을 알 수 있다. 분할된 파도는 중력의 작용에 의해 급히 수그러든다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 부표식 파력 저감 장치(10)에서의 파도분할부력체(20)의 또 다른 변형 예를 나타내 보인 도면이다.

도시한 바와 같이, 파도분할바디(21)에, 조력발전모듈(81), 태양광패널(83), 집전부(85), 제어기(86a), 충전부(86b), 컴프레서(86c), 배기관(87), 급기관(88)이 설치되어 있다.

조력발전모듈(81)은 파도분할바디(21)에 부딪히는 파도의 운동에너지를 이용해 전력을 생산한다. 파도의 힘을 이용해 전력을 생산할 수 있는 한 조력발전모듈(81)의 세부 구성은 얼마든지 달라질 수 있다. 태양광패널(83)은 태양광을 받아 전력을 생산한다. 조력발전모듈(81)과 태양광패널(83) 모두 방수 처리됨은 물론이다.

조력발전모듈(81)과 태양광패널(83)에서 생산된 전력은 일차로 집전부(85)에 모인 후 충전부(86b)로 전달된다. 충전부(86b)는 충전형 이차전지로서 컴프레서(86c)를 동작시키기 위한 전력을 제공한다.

제어기(86a)는 컴프레서(86c)를 구동하여 컴프레서(86c)로 하여금 부력조절공간(21c)내에 공기를 압입하게 한다. 부력조절공간(21c)에 공기가 압입됨에 따라 파도분할부력체(21)의 부력이 증가함은 위에 언급한 바와 같다.

제어기(86a)는 배기관(87)과 급기관(88)에 설치된 밸브(87a,88a)를 컨트롤하는 역할을 겸한다. 즉, 컴프레서(86c)가 작동할 때 급기관(88)의 밸브(88a)를 개방하고 배기관(87)의 밸브를 차단하고, 파도분할부력체(20)를 하강시켜야 할 경우에는 배기관(87)의 밸브(87a)를 개방하여 부력조절공간(21c)의 공기가 배출되게 하는 것이다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 부표식 파력 저감 장치에 적용할 수 있는 메인중량체(60)의 변형 예를 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 메인중량체(60)의 내부에 장력조절수단이 구비된다. 장력조절수단은, 연장와이어(63), 워엄휠(64b), 권취드럼(64a), 워엄(65), 핸들(66)을 포함하는 조립체로서, 부력에 의해 연결라인에 가해지는 인장력을 조절하는 역할을 한다.

연장와이어(63)는 쇠사슬(51)의 단부에 연결되는 인장용 와이어로서 권취드럼(64a)에 권취된다. 권취드럼(64a)은 워엄휠(64b)의 일측면에 고정되며 워엄휠과 동일한 회전중심축을 가지는 부재로서, 워엄휠(64b)의 회전시 회전하며 연장와이어(63)를 감거나 푼다.

워엄휠(64b)은 메인중량체(60)의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 워엄(65)과 치합하고, 워엄(65)을 회전시킴에 따라 회전한다. 워엄(65)은 워엄휠(64b)의 측부에 수직으로 설치되며 핸들(66)과 연결된다.

핸들(66)은 관리자에 의해 조작되는 것으로서, 관리자가 핸들(66)을 회전시키면 워엄휠(64b)이 회전하면서 연장와이어(63)를 감거나 풀수 있다. 워엄(65)의 구동 방식은 다양하게 변경 가능하다.

이러한 장력조절수단은, 파도분할부력체(20)를 교체하거나 수리할 때 편리하게 사용할 수 있다. 이를테면, 파도분할부력체(20)를 해수면 위로 완전히 띄워야 할 때 연장와이어(53)를 풀어내는 것이다.

상기한 본 실시예의 부표식 파력 저감 장치(10)는, 파도가 심한 해상에 설치할 경우 더욱 효과가 좋으며, 해상플랜트나 해상토목 등에 적용이 가능하다. 본 실시예의 기술을 적용함으로써, 동절기 해상공사가 가능해지며, 동절기가 아닌 기간에도 작업 일수가 늘어나 전체적인 공사기간을 단축하여 공사금액을 절감시킬 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10:파력저감장치 20:파도분할부력체 21:파도분할바디
21a:밀폐공간 21c:부력조절공간 21e:월류경사면
21f:분할에지부 21g:설치홈 21h:후단연결구
22:압력계 25:부력조절부 25a:유도파이프
25b:커넥터 25c:밸브 25e:배기버튼
26:급기관 26a:제1체크밸브 27:배기관
27a:제2체크밸브 27b:배기버튼 30:자세안정구조체
31:수직날개 32:수평날개 33:고정판
41:해수수용바디 41a:해수수용공간 41b:해수출입구멍
41c:수나사링 43:스크린캡 43a:고정링
43b:스크린 45:연결구 51:쇠사슬
51c:스위블고리 51e:연결핀 53:인장와이어
60:메인중량체 60a:걸고리 63:연장와이어
64a:권취드럼 64b:워엄휠 65:워엄
66:핸들 70:서브중량체 70a:암나사구
71:와이어고리 72:와이어앵커 72a:수나사부
72b:고리부 81:조력발전모듈 83:태양광패널
85:집전부 86a:제어기 86b:충전부
86c:컴프레서 87:배기관 87a:밸브
88:급기관 88a:밸브 100:해안
101:물결라인

Claims (9)

1. 밀폐공간 및 부력조절공간을 가지고 해수에 떠 있는 상태로 파도와 부딪혀 파도의 운동에너지를 일부 흡수함과 동시에 파도의 물결 라인을 분할하는 파도분할바디, 파도분할바디의 하부에 설치되며 부력조절공간에 연통하고 해수출입구멍을 갖는 해수수용바디가 포함된 파도분할부력체와;
   파도분할부력체의 위치를 유지시키는 앵커수단과;
   외부로부터 제공된 공기를 부력조절공간으로 유도하여 공기가 부력조절공간내에 채워지도록 하거나, 부력조절공간 내부의 공기를 외부로 유출시키는 부력조절부를 구비한,
   부표식 파력 저감 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 앵커수단은;
   해저면상에 배치되고 파도분할부력체와 연결되며 부력의 작용방향에 반대방향의 힘을 가하는 메인중량체와,
   파도분할부력체에 연결된 상태로 해저면상에 위치하고, 파도에 의한 파도분할부력체의 회전각도를 제한하는 서브중량체를 갖는,
   부표식 파력 저감 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 앵커수단은;
   파도분할부력체에 연결되며 해저면상에 놓이고, 파도에 의한 파도분할부력체의 움직임을 구속하는 다수의 서브중량체인,
   부표식 파력 저감 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 파도분할바디에는;
   마주하는 파도를 향해 하향 경사지며 파도를 그 위로 넘기는 월류경사면과,
   파도분할바디의 선단부에 형성되고, 파도의 물결라인을 분할하는 분할에지부가 포함된,
   부표식 파력 저감 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 파도분할부력체에는,
   부력조절공간 내부의 압력을 감지하여 관리자에게 알려주는 압력계가 더 구비된,
   부표식 파력 저감 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 파도분할바디에는,
   파도분할부력체의 방위를 파도의 흐름방향에 맞추며, 파도분할부력체의 요잉모션을 억제하는 자세안정구조체가 더 설치된,
   부표식 파력 저감 장치.
7. 제2항에 있어서,
   상기 메인중량체와 파도분할부력체를 연결하는 연결라인에는,
   부력에 의해 연결라인에 가해지는 인장력을 조절하는 장력조절수단이 더 구비된,
   부표식 파력 저감 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 장력조절수단은;
   메인중량체의 내부에 회전 가능하게 설치되는 워엄휠과,
   워엄휠에 고정되며 워엄휠과 동일한 회전중심축을 가지고 연결라인을 감는 권취드럼과,
   워엄휠에 치합하는 워엄과,
   워엄에 연결되고 메인중량체의 외부로 연장된 핸들을 갖는,
   부표식 파력 저감 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 파도분할부력체에 설치되며 파도의 운동에너지를 전달받아 전력을 생산하는 조력발전모듈과,
   태양광을 받아 전력을 생산하는 태양광패널과,
   조력발전모듈 및 태양광패널로부터 생산된 전력을 저장하는 충전부와,
   충전부의 전력을 이용해 공기를 압축하는 컴프레서와,
   컴프레서에 의해 만들어진 압축공기를 부력조절장치를 통해 부력조절공간으로 유도하거나, 부력조절공간 내부의 공기를 외부로 배출하는 제어기를 더 포함하는,
   부표식 파력 저감 장치.

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