WO2019027170A1 - 위험유해물질 추적 부이 - Google Patents

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WO2019027170A1
WO2019027170A1 PCT/KR2018/008326 KR2018008326W WO2019027170A1 WO 2019027170 A1 WO2019027170 A1 WO 2019027170A1 KR 2018008326 W KR2018008326 W KR 2018008326W WO 2019027170 A1 WO2019027170 A1 WO 2019027170A1
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sensing
harmful substance
tracking
diameter
wire
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PCT/KR2018/008326
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이문진
오상우
김용명
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한국해양과학기술원
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    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D2700/00—Capstans, winches or hoists
    • B66D2700/01—Winches, capstans or pivots

Definitions

  • the present invention relates to a hazardous substance tracking unit, and more particularly, to a hazardous harmful substance tracking unit that transmits information related to movement, diffusion, and distribution of harmful substances detected in a surface water layer while floated by a buoy.
  • harmful substances are substances that cause damage to human health or living environment.
  • substances generated by processes such as combustion, synthesis, and decomposition of substances Cadmium and its compounds, combustion and hydrogen chloride, fluorine, hydrogen fluoride and silicon fluoride, lead and its compounds, and nitrogen oxides as harmful substances.
  • emission allowance standards are set for the amount of these harmful substances, but the standard of ecology has not been established because it is limited to the land of human health or living environment.
  • the monitoring information of the on-site monitoring buoy system such as movement, diffusion, erosion, circulation, etc., may be used to establish a strategy for efflux prevention and recovery at the control site, And it can be used for verification and error correction of the outflow fluidization diffusion numerical prediction result.
  • the on-site monitoring buoy system includes a tracking buoy that can be moved in a similar manner to an offshore water, a sensor capable of more accurately measuring the distribution of the offshore oil in consideration of the offshore characteristics, a wireless communication network for stable transmission and reception of monitoring information, And a user-friendly operation program for operating the system.
  • FIG. 1 an apparatus and system for detecting an effluent using a floating buoy, which is a system technology capable of tracking the outflow movement and detecting the presence or absence of the outflow, has been proposed. Which is used in on-site monitoring buoy systems.
  • the conventional marine spill tracing buoy is tubular, cylindrical, or plate-shaped, and the cylindrical shape is easy to mount the equipment, but it is large and heavy, so that it can not move along the spillway.
  • Patent Document 1 proposed to provide the above system is related to a maritime leakage tracking buoy, wherein a hollow sphere; A circular plate provided on an outer periphery of the spherical body; And a cylindrical bladder provided on the outer periphery of the plate, so that there is little fear of breakage due to the buoy of the concrete shape, and it moves on the sea surface in the same way as sea water, And the travel path and the position can be grasped through the mounted GPS.
  • Patent Document 1 KR 10-1468702 B1
  • KR 10-1468702 B1 has already tracked effluent oil spilled due to marine accidents. It is limited to effluent oil floating on the sea surface, And it may cause difficulties in extinction and operation of fish species.
  • the present invention provides a method for detecting a harmful substance by detecting a harmful substance in a buoy to detect an effluent, It is aimed to provide a hazardous substance tracking unit that detects the movement and distribution of harmful substances by sensing the harmful substances while grasping the diffusion and distribution.
  • the present invention relates to a hollow spherical body, A circular plate body provided on an outer periphery of the spherical body; And a cylindrical bladder provided on an outer periphery of the plate, the bladder being drifted along seawater; A weight that extends in the water under the water to the outflow tracing buoy so as to have neutral buoyancy in the outflow tracing buoy; And a toxic substance detection means provided on a part of the wire to detect a toxic substance.
  • a winch for winding up the wire to pull up the hazardous material sensing vane;
  • a GPS for delivering a position signal of an outflow tracking buoy that drifts along seawater to a controller;
  • a sensing unit connected to the noxious substance sensing vane along the wire to transmit a sensed signal sensed through the noxious substance sensing vane to the control unit;
  • a power unit having algae energy or solar energy as a power source;
  • the present invention thus constituted provides a sensing means for detecting harmful substances extending in water to a buoy for detecting effluent oil to detect the effluent oil by drifting buoys along the path of the seawater, It is advantageous to detect the movement and distribution of harmful substances by sensing the harmful substances while grasping the diffusion and distribution.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a field monitoring buoy system for tracking marine spills.
  • FIG. 2 is a perspective view of a hazardous material tracking booth according to a preferred embodiment of the present invention.
  • 3 is a plan view of a hazardous-substance tracking booth according to this embodiment.
  • Fig. 4 is a front view partially cut away of the hazardous substance tracking booth according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view of a hazardous material tracking booth according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a partially cut-away front view of a hazardous-substance tracking booth according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the main part of Fig.
  • the hazardous substance tracking unit of the present invention includes an outflow trace buoy 100 including a sphere 110, a plate 120, and a bladder 130, as shown in FIGS. 2 to 4; A wire 310, a weight 320, and a toxic substance sensing vane 330.
  • the effluent tracking buoy 100 includes a hollow spherical body 110; A circular plate 120 provided on an outer periphery of the sphere 110; And a cylindrical blade 130 provided on the outer circumference of the plate 120.
  • the toxic substance sensing means 300 includes a weight 320 extending from the outflow trace 100 in the water under the wire 310 to have a neutral buoyancy in the outflow trace 100, And a toxic substance detection vane 330 provided at a part of the wire 310 to detect harmful substances.
  • the wire 310 is elongated in the vertical water depth direction at the lower end of the outflow pursuing buoy 100 and the weight 320 is attached to the end of the wire 310, so that the outflow follow- Buoyancy, buoyancy and gravity forces are the same, and neutral buoyancy is maintained so that they do not sink or even float in water).
  • a part of the wire 310 is divided into broken lines (broken lines or broken lines) to form a connecting loop 390 at each end.
  • the hazardous material sensing vane 330 may include a vane (a vane, such as a windmill, a vane, a vane, or the like) in which a plurality of meshes (a net, And both ends of the center are detachably connected to each other through the connecting hook 390.
  • a vane a vane, such as a windmill, a vane, a vane, or the like
  • a plurality of meshes a net, And both ends of the center are detachably connected to each other through the connecting hook 390.
  • a winch 350 for winding up the wire 310 to pull up the hazardous material sensing vane 330 is provided in the outflow tracking buoy 100.
  • a power supply unit 380 having algae energy or solar energy as a power source;
  • And a sensing unit (370) and comprises: a GPS (360); And a control unit 340 for controlling transmission of a signal of the sensing unit 370.
  • the winch 350 can change the position of the hazardous material sensing vane 330 to a desired depth by winding the wire 310 by a length set by the controller 340.
  • the hollow spherical body 110 includes a hemispherical water immersion section 111 and a hemispherical exposure section 112 on the hemispherical water immersion section 111.
  • the sea surface moves at a velocity of 3% of the wind velocity, and is also influenced by the westerlies and moves to 18 ° right deflection.
  • the effluent on the sea surface moves at a velocity of 3% to 6% of the wind velocity and is also influenced by the westerlies and moves to 18 ° right deflection.
  • the hemispherical water immersion section 111 of the spherical body 110 is affected by seawater and the hemispherical exposed section 112 of the spherical body is affected by the wind.
  • An Automatic Identification System (AIS) 200 for tracking effluent is mounted inside the sphere 110.
  • AIS Automatic Identification System
  • the sphere 110 is set to have a larger diameter in the longitudinal direction than in the transverse direction.
  • the height (H1 x 2) of the sphere 110 is preferably set in the range of 100% to 150% of the upper end diameter of the water immersion section 111 or the lower end diameter D1 of the exposed section 112 .
  • the height H1 of the water immersion section 111 and the exposure section 112 is set to 150 mm
  • the vertical height of the sphere 110 can be set to 300 mm.
  • the height H1 of the water immersion section 111 and the exposure section 112 of the spherical body 110 is set to be more than 150% of the diameter of the upper end of the water immersion section 111 or the diameter D1 of the lower end of the exposure section 112
  • the flooded part 111 and the exposed part 112 are affected by the seawater and the wind too much.
  • the height H1 of the water immersion section 111 and the exposure section 112 of the spherical body 110 is set to be less than 100% of the diameter of the upper end of the water immersion section 111 or the diameter of the lower end of the exposure section 112 So that the water immersion area 111 and the exposure area 112 receive too little influence of sea water and wind.
  • the movement speed of the ball 110 may be faster or slower than the movement speed of the sea- .
  • the longitudinal diameter of the spherical body 110 is set to be larger than the lateral diameter, the internal capacity of the spherical body 110 and the equipment mounting space are enlarged. In this case, the spherical body 110 is not spherical spherical, do.
  • the plate 120 is circular and is provided on the outer periphery of the sphere 110.
  • the plate 120 serves as a boundary for dividing the sphere 110 into the water immersion section 111 and the exposure section 112.
  • the water immersion section 111 of the spherical body 110 is submerged in water while the exposed section 112 of the spherical body 110 is floated on the water surface.
  • the diameter D2 of the plate 120 is set in a range of 150% to 200% of the upper diameter of the water immersion section 111 or the lower end diameter D1 of the exposed section 112.
  • the diameter D2 of the plate 120 can be set to 400 mm.
  • the diameter D2 of the plate 120 may be smaller than the upper diameter of the water immersion portion 111 or the lower diameter D1 of the exposed portion 112, ), The buoyancy becomes too large, and the sphere 110 moves faster than the flow rate of the oil flowing.
  • the diameter D2 of the plate 120 is set to be less than 150% of the diameter of the upper end of the water immersion section 111 or the diameter D1 of the lower end of the exposure section 112, And the buoyant force becomes too small, so that the sphere 110 moves more slowly than the flow rate of the flowing oil.
  • the blade member 130 is cylindrical and is provided on the outer circumference of the plate 120.
  • the blades 130 protrude above and below the plate 120, and the protruding lengths are the same.
  • the area to be flooded by the blade 130 is influenced by seawater like the flooding part 111 of the ball 110 and the area exposed above the water surface of the blade 130 is exposed to the exposed part of the ball 110 (112).
  • the height H2 of the bladder 130 is preferably set to a range of 25% to 50% of the diameter of the upper end of the water immersion section 111 or the diameter of the lower end diameter D1 of the exposed section 112.
  • the height H2 of the blade 130 can be set to 100 mm.
  • the material of the sphere 110, the valve element 120, and the blades 130 is not particularly limited in the hazardous substance tracking part according to the present invention.
  • it can be manufactured using a synthetic resin which is easy to mold and low in price, or can be manufactured using a metal having good durability and corrosion resistance.
  • the spheres 110, the plate 120, and the blades 130 may be separately manufactured and assembled by fastening means or assembling means, or they may be integrally formed.
  • the exposed portion 112 of the sphere 110 is molded separately and is assembled detachably to the water immersion portion 111 when the respective components are integrally formed.
  • the reason for this is that equipment such as the automatic identification device 200 can be easily mounted inside the sphere 110.
  • the hazardous material tracking buoy 100a may adjust the buoyancy within a certain range according to the number, size, and position of the buoyancy regulating holes 121 formed in the valve element 120.
  • the upper end diameter and the lower end diameter of the blade 130 are set smaller than the central diameter.
  • the upper and lower portions of the blade member 130 are not inclined inwardly or shown in the inside, but on the contrary, the upper and lower portions of the blade member 130,
  • the effect of currents and winds on the blade member 130 can be adjusted to be less or more affected.
  • the maritime leakage tracking buoys (100, 100a, 100b) according to the present invention are thrown into the outflow area of the sea.
  • the flooded part 111 and the part of the bladder 130 of the sphere 110 are submerged below the sea level.
  • AIS automatic identification device
  • the lower part of the flooded part 111 and the blade part 130 of the sphere 110 are affected by the seawater and the exposed part 112 of the sphere 110 And the upper part of the blade 130 are affected by the wind.
  • the maritime leakage tracking buoys 100, 100a, and 100b can be moved to a path almost similar to the marine drainage.
  • the plate body (120) keeps the ball 110 in a stable posture without being conducted even in strong winds, It is possible to suppress the movement in the direction different from the direction of movement.
  • the present invention thus constituted provides a sensing means for detecting harmful substances extending in water to a buoy for detecting effluent oil to detect the effluent oil by drifting buoys along the path of the seawater, It is advantageous to detect the movement and distribution of harmful substances by sensing the harmful substances while grasping the diffusion and distribution.
  • the present invention relates to an apparatus for monitoring hazardous materials, comprising: a hollow sphere; A circular plate body provided on an outer periphery of the spherical body; And a cylindrical bladder provided on an outer periphery of the plate, the bladder being drifted along seawater; A weight that extends in the water under the water to the outflow tracing buoy so as to have neutral buoyancy in the outflow tracing buoy; And a toxic substance detection vane provided on a part of the wire to detect a toxic substance.
  • the wire is wound into the outflow trace board to pull up the toxic substance detection vane Winches and;
  • a GPS for delivering a position signal of an outflow tracking buoy that drifts along seawater to a controller;
  • a sensing unit connected to the noxious substance sensing vane along the wire to transmit a sensed signal sensed through the noxious substance sensing vane to the control unit;
  • a power unit having algae energy or solar energy as a power source;

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Abstract

본 발명은 위험유해물질 추적 부이에 관한 것으로, 보다 중공상의 구체와; 상기 구체의 외부 둘레에 마련되는 원형의 판체와; 및 상기 판체의 외부 둘레에 마련되는 원통형의 날개체를 포함하여 해수를 따라 표류 이동하는 유출유추적부표와; 상기 유출유추적부표에 수중으로 와이어에 의해 연장되어 유출유추적부표에 중성부력을 갖게 하는 중량체와; 상기 와이어의 일 부분에 구비되어 유해물질을 감지하는 유해물질감지베인을 포함하는 유해물질감지수단을 이루어지는 것으로, 상기 유출유추적부표의 내부에는 상기 와이어를 권취하여 상기 유해물질감지베인을 승강견인시키는 윈치와; 해수를 따라 표류이동 하는 유출유추적부표의 위치신호를 제어부로 전달하는 GPS와; 상기 와이어를 따라 유해물질감지베인에 연결되어 이 유해물질감지베인을 통해 감지된 감지신호를 제어부에 전달하는 감지부와; 조류에너지 또는 태양에너지를 전력원으로 하는 전원부와; 상기 전원부의 전력으로 상기 윈치, GPS와; 및 감지부를 구동제어하고, GPS와; 및 감지부의 신호를 송신제어하는 제어부가 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위험유해물질 추적 부이를 제공함으로써, 유출유를 감지하는 부표에 수중으로 연장되어 유해물질을 감지하는 감지수단을 설치하여 해수의 경로를 따라 부표의 표류 이동을 통해 유출유의 감지하여 유출유의 이동, 확산 및 분포를 파악하면서 유해물질을 감지하여 유해물질의 이동, 분포를 파악할 수 있다.

Description

위험유해물질 추적 부이
본 발명은 위험유해물질 추적 부이에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 부표에 의해 해상에 부유하면서 표해수층에 검출되는 유해물질 이동, 확산, 분포량에 관련된 정보를 송신하는 위험유해물질 추적 부이에 관한 것이다.
일반적으로 유해 물질(Harmful Substance, Hazardous Material, 有害物質)은 사람의 건강 또는 생활 환경에 피해를 일으킬 우려가 있는 물질로, 대기오염 방지법에서는 물체의 연소, 합성, 분해 등의 처리에 따라 발생하는 물질 중카드뮴 및 그 화합물, 연소 및 염화수소, 플루오르, 플루오르화수소 및 플루오르화규소, 납 및 그 화합물, 질소 산화물을 유해 물질로 규정하고 있다.
더불어, 수질 오염 방지법에서는 비출하는 물에 함유된 물질 중 카드뮴 및 그 화합물, 시안 화합물, 유기인 화합물, 납 및 그 화합물, 6가 크롬 화합물, 비소 및 그 화합물, 수은 및 그 화합물, 그 밖의 수은 화합물과 PCB를 유해 물질로 규정하고 있다.
즉, 이들 유해 물질의 양에 대해서는 각각 배출 허용 기준이 정해져 있지만, 어디까지나 사람의 건강 또는 생활 환경에 대해 육지에 한정할 뿐 해야 생태에 대한 기준이 마련되지 않았다.
예를 들면, 우리나라에서는 2007년 태안에서 허베이 스피리트호 유류오염사고가 발생하여 서해안 전역의 해양 생태계를 황폐화되었고, 해양오염사고 발생시 유출유의 이동확산은 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 수치적으로 예측하고 있으나 해수유동 및 바람의 예측 오차로 인해 유출유의 이동경로 및 분포량을 정확하게 예측하는 것은 현실적으로 한계가 있다.
따라서, 해양사고 발생시 유출유의 신속하고 효율적인 방제 및 회수를 도모하고자 한다면 유출유의 이동확산 및 분포량을 자동으로 측정하여 송신하는 것은 물론, 해수에 스며든 유해물질의 이동확산 및 분포량을 측정하여 모니터링 할 수 있는 부표 시스템이 필요하다.
특히, 운행 또는 폐기 선박은 물론, 해양사고에 의해 유출되는 기름을 조류, 바람 등에 의해 해수가 이동하여 확산시켜 그 일대 넓게는 전 세계적인 해양 환경에 많은 피해를 주어 생태계 파괴의 주범이 된다.
한편, 해수에 자체적으로 발생하는 유해물질과 함께 기름에서 해수로 녹은 각종 유해물질이 표해수층(表海水層, epipelagic - 광합성에 충분한 빛이 침투하는 약 100m까지의 층으로 해수 중에 가장 오염이 심한 부분)에 잠정적으로 스며들어 해수의 이동에 따라 이동, 확산, 침식, 순환 등 상기 현장 모니터링 부표 시스템의 모니터링 정보는 방제 현장에서 유출유 방제 및 회수를 위한 전략 수립에 활용될 수 있고, 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 유출유 이동 확산 수치 예측 결과의 검증 및 오차 보정에 활용될 수 있다.
상기 현장 모니터링 부표 시스템은 해상에서 유출유와 유사하게 이동될 수 있는 추적 부표, 유출유 특성을 고려하여 보다 정확하게 해상 유출유의 분포 측정이 가능한 센서, 모니터링 정보의 안정적 송수신을 위한 무선통신 네트워크, 모니터링 부표 시스템의 운영을 위한 사용자 편의 운영 프로그램을 포함한다.
한편, 도 1에 의하면, 유출유 이동 확산을 추적하고 유출유 존재여부를 탐지할 수 있는 시스템 기술인 해상 부표를 이용한 유출유 탐지 장치 및 시스템이 제안된 바 았으며, 이동확산 추적과 분포 측정을 동시에 수행할 수 있는 현장 모니터링 부표 시스템에서 사용되는 해상 유출유 추적 부표에 관계하였다.
이러한, 종래의 해상 유출유 추적 부표는 튜브형, 원기둥형, 판형 등의 형태로 원기둥형은 장비의 탑재는 용이하지만 크고 무거워서 유출유를 따라 이동하지 못하는 문제가 있었다.
상기한 시스템을 제공하고자 제안된 특허문헌 1은 해상 유출유 추적부표에 관한 것으로, 중공상의 구체; 상기 구체의 외부 둘레에 마련되는 원형의 판체; 및 상기 판체의 외부 둘레에 마련되는 원통형의 날개체를 포함하는 유출유 추적 부표를 제공하여 구체 형상의 부표로 파손의 우려가 적으며, 해수면에 떠서 해수와 동일하게 이동하여 유출유의 이동확산을 추적하여 탑재된 GPS를 통해 이동 경로 및 위치를 파악할 수 있다.
그러나, 특허문헌 1(KR 10-1468702 B1)은 이미 해양사고로 인해 유출된 유출유를 추적하는 것으로 해수면에 떠있는 유출유에 한정할 뿐, 정작 해수로 녹은 유출유의 유해물질에 대해 간과하여 표해수층의 각종 생물의 서식 환경에 악영향을 미치며, 어종의 멸종 및 조업에 어려움이 발생할 수 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 유출유를 감지하는 부표에 수중으로 연장되어 유해물질을 감지하는 감지수단을 설치하여 해수의 경로를 따라 부표의 표류 이동을 통해 유출유의 감지하여 유출유의 이동, 확산 및 분포를 파악하면서 유해물질을 감지하여 유해물질의 이동, 분포를 파악하는 위험유해물질 추적 부이를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 중공상의 구체와; 상기 구체의 외부 둘레에 마련되는 원형의 판체와; 및 상기 판체의 외부 둘레에 마련되는 원통형의 날개체를 포함하여 해수를 따라 표류 이동하는 유출유추적부표와; 상기 유출유추적부표에 수중으로 와이어에 의해 연장되어 유출유추적부표에 중성부력을 갖게 하는 중량체와; 상기 와이어의 일 부분에 구비되어 유해물질을 감지하는 유해물질감지베인을 포함하는 유해물질감지수단을 이루어지는 것을 특징으로 하는 위험유해물질 추적 부이를 제공한다.
여기서, 상기 유출유추적부표의 내부에는 상기 와이어를 권취하여 상기 유해물질감지베인을 승강견인 시키는 윈치와; 해수를 따라 표류이동 하는 유출유추적부표의 위치신호를 제어부로 전달하는 GPS와; 상기 와이어를 따라 유해물질감지베인에 연결되어 이 유해물질감지베인을 통해 감지된 감지신호를 제어부에 전달하는 감지부와; 조류에너지 또는 태양에너지를 전력원으로 하는 전원부와; 상기 전원부의 전력으로 상기 윈치, GPS와; 및 감지부를 구동제어하고, GPS와; 및 감지부의 신호를 송신제어하는 제어부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 유출유를 감지하는 부표에 수중으로 연장되어 유해물질을 감지하는 감지수단을 설치하여 해수의 경로를 따라 부표의 표류 이동을 통해 유출유의 감지하여 유출유의 이동, 확산 및 분포를 파악하면서 유해물질을 감지하여 유해물질의 이동, 분포를 파악하는 장점이 있다.
도 1은 해상 유출유 추적을 위한 현장 모니터링 부표 시스템의 개념도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 위험유해물질 추적 부이의 사시도.
도 3은 동 실시 예에 따른 위험유해물질 추적 부이의 평면도.
도 4는 동 실시 예에 따른 위험유해물질 추적 부이의 일부 절제 정면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 위험유해물질 추적 부이의 평면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 위험유해물질 추적 부이의 일부 절개 정면도.
도 7은 도 6의 요부 확대도.
이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 위험유해물질 추적 부이는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 구체(110), 판체(120), 날개체(130)를 포함하는 유출유추적부표(100)와; 와이어(310), 중량체(320), 유해물질감지베인(330)을 포함하는 유해물질감지수단(300)으로 구성된다.
상기 유출유추적부표(100)는 중공상의 구체(110)와; 상기 구체(110)의 외부 둘레에 마련되는 원형의 판체(120)와; 및 상기 판체(120)의 외부 둘레에 마련되는 원통형의 날개체(130)로 이루어진다.
그리고, 상기 유해물질감지수단(300)은 상기 유출유추적부표(100)에 수중으로 와이어(310)에 의해 연장되어 유출유추적부표(100)에 중성부력을 갖게 하는 중량체(320)와; 상기 와이어(310)의 일 부분에 구비되어 유해물질을 감지하는 유해물질감지베인(330)으로 이루어진다.
다시 말해, 상기 유출유추적부표(100)의 하단에 와이어(310)가 수직의 수심 방향으로 길게 늘어지고 그 끝단에 중량체(320)를 달아 상기 유출유추적부표(100)가 중성부력(Neutral Buoyancy, 中性浮力 - 부력과 중력의 힘이 동일한 상태로, 중성부력을 유지하면 물에서 뜨지도 가라앉지도 않는다)을 갖게 한다.
이때, 상기 와이어(310)의 어느 한 부분을 단선(斷線 - 줄이 끊어짐 또는 줄을 끊음)으로 나누어 각 끝에 연결고리(390)를 형성한다.
그리고, 상기 유해물질감지베인(330)은 다수의 망(網, net - 그물처럼 얽혀 있는 조직이나 짜임새의 뜻을 나타내는 말)을 방사 방향으로 배열 형성한 베인(vane - 풍차 등의 날개, 풍향계, 바람개비)으로 구성되어 중심의 양 끝을 상기 연결고리(390)를 통해 착탈 가능하게 연결 설치한다.
한편, 상기 유출유추적부표(100)의 내부에는 상기 와이어(310)를 권취하여 상기 유해물질감지베인(330)을 승강견인 시키는 윈치(350)와; 해수를 따라 표류이동 하는 유출유추적부표(100)의 위치신호를 제어부(340)로 전달하는 GPS(360)와; 상기 와이어(310)를 따라 유해물질감지베인(330)에 연결되어 이 유해물질감지베인(330)을 통해 감지된 감지신호를 제어부(340)에 전달하는 감지부(370)와; 조류에너지 또는 태양에너지를 전력원으로 하는 전원부(380)와; 상기 전원부(380)의 전력으로 상기 윈치(350), GPS(360)와; 및 감지부(370)를 구동제어하고, GPS(360)와; 및 감지부(370)의 신호를 송신제어하는 제어부(340)가 더 구비된다.
상기 윈치(350)는 상기 제어부(340)에 의해 설정된 길이만큼 상기 와이어(310)를 권취하여 상기 유해물질감지베인(330)을 원하는 수심으로 위치 변경이 가능하다.
상기 중공상의 구체(110)는 반구형 침수부(111)와 그 상부의 반구형 노출부(112)로 이루어진다.
이는 우리나라의 해상에서 해수 표면은 바람속도의 3%의 속도를 이동하고, 또한 편서풍의 영향을 받아 18° 오른쪽 편향으로 이동한다.
해수 표면의 유출유는 바람속도의 3% ~ 6%의 속도를 이동하고, 또한 편서풍의 영향을 받아 18° 오른쪽 편향으로 이동한다.
상기 구체(110)의 반구형 침수부(111)는 해수의 영향을 받게 되고, 구체의 반구형 노출부(112)는 바람의 영향을 받게 된다.
상기 구체(110)의 내부에는 유출유 추적을 위한 자동식별장치(200, AIS; Automatic Identification System)가 탑재 된다.
상기 구체(110)는 횡방향 직경보다 종방향 직경이 더 크게 설정하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 구체(110)의 상하 높이(H1×2)는 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 100% ~ 150%의 범위에서 설정하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)을 200mm로 설정한 경우 침수부(111)와 노출부(112)의 높이(H1)를 각각 150mm로 하여 구체(110)의 상하 높이를 300mm로 설정할 수 있다.
상기 구체(110)의 침수부(111)와 노출부(112)의 높이(H1)를 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 150% 초과로 설정하면 침수부(111)와 노출부(112)가 해수의 영향과 바람의 영향을 너무 많이 받게 된다.
또한, 구체(110)의 침수부(111)와 노출부(112)의 높이(H1)를 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 100% 미만으로 설정하면 침수부(111)와 노출부(112)가 해수의 영향과 바람의 영향을 너무 적게 받게 된다.
이때, 침수부(111)와 노출부(112)가 해수의 영향과 바람의 영향을 너무 많이 받게 되거나 너무 적게 받게 되면 해상 유출유의 이동속도보다 구체(110)의 이동속도가 빨라지게 되거나 늦어지게 된다.
상기 구체(110)의 종방향 직경을 횡방향 직경보다 더 크게 설정하면 구체(110)의 내부 용량 및 장비 탑재 공간이 확대되며, 이때 구체(110)는 공형의 완전 구체가 아닌 계란형의 유사 구체가 된다.
상기 판체(120)는 원형으로, 구체(110)의 외부 둘레에 마련된다.
상기 판체(120)는 구체(110)를 침수부(111)와 노출부(112)로 나누는 경계의 역할을 한다.
또한, 구체(110)의 침수부(111)가 물속에 잘 가라앉도록 하는 동시에 구체(110)의 노출부(112)가 수면 위로 잘 뜨게 하는 역할을 한다.
또한, 해류 또는 바람에 의한 구체(110)의 흔들림을 안정적으로 잡아 주는 역할을 한다.
상기 판체(120)의 직경(D2)은 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 150% ~ 200%의 범위에서 설정하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)을 200mm로 설정한 경우 판체(120)의 직경(D2)을 400mm로 설정할 수 있다.
상기 판체(120)의 직경이 클수록 구체(110)의 흔들림을 저감할 수 있게 되지만 판체(120)의 직경(D2)을 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 200% 초과로 설정하게 되면 부력이 너무 커지게 되어 구체(110)가 유출유의 이동속도보다 빨리 이동하게 된다.
상기 판체(120)의 직경(D2)을 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 150% 미만으로 설정하게 되면 구체(110)의 흔들림을 안정적으로 잡아줄 수 없게 되고, 또한, 부력이 너무 작아지게 되어 구체(110)가 유출유의 이동속도보다 천천히 이동하게 된다.
상기 날개체(130)는 원통형으로, 판체(120)의 외부 둘레에 마련된다.
상기 날개체(130)는 판체(120)의 상부와 하부로 돌출되고, 돌출길이는 동일하다.
상기 날개체(130)는 판체(120)와 함께 구체(110)의 흔들림을 안정화시키는 역할을 한다.
상기 날개체(130)의 침수되는 부위는 구체(110)의 침수부(111)와 마찬가지로 해수의 영향을 받게 되고, 상기 날개체(130)의 수면 위로 노출되는 부위는 구체(110)의 노출부(112)와 마찬가지로 바람의 영향을 받게 된다.
따라서, 상기 날개체(130)의 높이(H2)를 적절하게 설정하는 것도 매우 중요하다.
상기 날개체(130)의 높이(H2)는 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 25% ~ 50%의 범위에서 설정하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)을 200mm로 설정한 경우 날개체(130)의 높이(H2)를 100mm로 설정할 수 있다.
상기 날개체(130)의 높이(H2)를 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 25% ~ 50%의 범위에서 설정하는 이유는 구체(110)의 침수부(111)와 노출부(112)의 높이(H1)를 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 100% ~ 150%의 범위에서 설정하는 이유와 같다.
본 발명에 따른 위험유해물질 추적 부이에 있어서 구체(110), 판체(120), 날개체(130)의 재질은 특별히 한정되지 않는다.
즉, 성형이 용이하고 값이 싼 합성수지를 사용하여 제작할 수도 있으며, 내구성 및 내식성이 좋은 금속을 사용하여 제작할 수도 있다.
또한, 구체(110), 판체(120), 날개체(130)는 별도로 제작되어 체결수단이나 조립수단에 의해 조립될 수도 있고, 일체로 성형될 수도 있다.
각 부품을 일체로 성형하는 경우 구체(110)의 노출부(112) 만은 별도로 성형하고 침수부(111)에 분리 가능하게 조립하도록 하는 것이 바람직하다.
그 이유는 구체(110)의 내부에 자동식별장치(200)를 비롯한 장비를 용이하게 탑재할 수 있도록 하기 위함이다.
이 다른 실시 예에 따른 위험유해물질 추적 부이(100a)는 판체(120)에 형성되는 부력조절구멍(121)의 개수, 크기, 위치에 따라 일정 범위 내에서 부력을 조절할 수 있다.
즉, 날개체(130)의 상단 직경과 하단 직경을 중앙 직경보다 작게 설정한 것이다.
도 6 및 도 7의 또 다른 실시 예에 따른 해상 유출유추적부표(100b)와 같이 날개체(130)의 상부와 하부를 안쪽으로 경사지게 하거나 도시하지는 않았지만 그 반대로 날개체(130)의 상부와 하부를 바깥쪽으로 경사지게 변형하면 날개체(130)에 작용하는 해류 및 바람의 영향을 좀더 작게 받도록 하거나 좀더 많이 받도록 조절할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 해상 유출유추적부표(100, 100a, 100b)는 해상의 유출유 지역에 투척된다.
해상의 유출유 지역에 투척된 해상 유출유추적부표(100, 100a, 100b)는 구체(110)의 침수부(111)와 날개체(130)의 일부가 해수면 아래로 침수된다.
그리고, 해상 유출유와 함께 이동하면서 구체(110)의 내부에 탑재된 자동식별장치(AIS) 등의 장비를 통해 유출유의 이동확산 추적과 분포 측정에 관련한 정보를 제어 선박이나 관제센터에 전송하게 된다.
상기 해상 유출유추적부표(100, 100a, 100b)에 있어서 구체(110)의 침수부(111)와 날개체(130)의 하부는 해수에 영향을 받게 되고, 구체(110)의 노출부(112)와 날개체(130)의 상부는 바람의 영향을 받게 된다.
이는 해수면에 떠있는 해상 유출유의 하부가 해수의 영향을 받게 되고, 해상 유출유의 상부가 바람의 영향을 받게 되는 것과 같다.
따라서, 해상 유출유추적부표(100, 100a, 100b)는 해상 유출유와 거의 유사한 경로로 이동될 수 있게 된다.
해상 유출유추적부표(100, 100a, 100b)에 있어서 판체(120)는 구체(110)가 강한 바람에도 전도되지 않고 안정적인 자세를 유지하도록 함으로써 해상 유출유추적부표(100, 100a, 100b)가 유출유의 이동방향과 다른 방향으로 이동되는 것을 억제하게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 유출유를 감지하는 부표에 수중으로 연장되어 유해물질을 감지하는 감지수단을 설치하여 해수의 경로를 따라 부표의 표류 이동을 통해 유출유의 감지하여 유출유의 이동, 확산 및 분포를 파악하면서 유해물질을 감지하여 유해물질의 이동, 분포를 파악하는 장점이 있다.
이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 위험유해물질 추적 부이는 중공상의 구체와; 상기 구체의 외부 둘레에 마련되는 원형의 판체와; 및 상기 판체의 외부 둘레에 마련되는 원통형의 날개체를 포함하여 해수를 따라 표류 이동하는 유출유추적부표와; 상기 유출유추적부표에 수중으로 와이어에 의해 연장되어 유출유추적부표에 중성부력을 갖게 하는 중량체와; 상기 와이어의 일 부분에 구비되어 유해물질을 감지하는 유해물질감지베인을 포함하는 유해물질감지수단을 이루어지는 것으로, 상기 유출유추적부표의 내부에는 상기 와이어를 권취하여 상기 유해물질감지베인을 승강견인시키는 윈치와; 해수를 따라 표류이동 하는 유출유추적부표의 위치신호를 제어부로 전달하는 GPS와; 상기 와이어를 따라 유해물질감지베인에 연결되어 이 유해물질감지베인을 통해 감지된 감지신호를 제어부에 전달하는 감지부와; 조류에너지 또는 태양에너지를 전력원으로 하는 전원부와; 상기 전원부의 전력으로 상기 윈치, GPS와; 및 감지부를 구동제어하고, GPS와; 및 감지부의 신호를 송신제어하는 제어부를 포함하는 구성을 통해 유출유를 감지하는 부표에 수중으로 연장되어 유해물질을 감지하는 감지수단을 설치하여 해수의 경로를 따라 부표의 표류 이동을 통해 유출유의 감지하여 유출유의 이동, 확산 및 분포를 파악하면서 유해물질을 감지하여 유해물질의 이동, 분포를 파악할 수 있어 산업상 이용가능성을 갖는다.

Claims (14)

  1. 중공상의 구체(110)와;
    상기 구체(110)의 외부 둘레에 마련되는 원형의 판체(120)와;
    상기 판체(120)의 외부 둘레에 마련되는 원통형의 날개체(130)를 포함하여 해수를 따라 표류 이동하는 유출유추적부표(100)와;
    상기 유출유추적부표(100)에 수중으로 와이어(310)에 의해 연장되어 유출유추적부표(100)에 중성부력을 갖게 하는 중량체(320)와;
    상기 와이어(310)의 일 부분에 구비되어 유해물질을 감지하는 유해물질감지베인(330)을 포함하는 유해물질감지수단(300)을 이루어지는 것을 특징으로 하는 위험유해물질 추적 부이.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유출유추적부표(100)의 내부에는,
    상기 와이어(310)를 권취하여 상기 유해물질감지베인(330)을 승강견인 시키는 윈치(350)와;
    해수를 따라 표류이동 하는 유출유추적부표(100)의 위치신호를 제어부(340)로 전달하는 GPS(360)와;
    상기 와이어(310)를 따라 유해물질감지베인(330)에 연결되어 이 유해물질감지베인(330)을 통해 감지된 감지신호를 제어부(340)에 전달하는 감지부(370)와;
    조류에너지 또는 태양에너지를 전력원으로 하는 전원부(380)와;
    상기 전원부(380)의 전력으로 상기 윈치(350), GPS(360)와;
    감지부(370)를 구동제어하고, GPS(360)와; 및 감지부(370)의 신호를 송신제어하는 제어부(340)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 위험유해물질 추적 부이.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 구체(110)는 반구형 침수부(111)와 그 상부의 반구형 노출부(112)로 이루어진 것을 특징으로 하는 위험유해물질 추적 부이.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 구체(110)의 내부에 유출유 추적을 위한 자동식별장치(200)가 탑재된 것을 특징으로 하는 위험유해물질 추적 부이.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 구체(110)는 횡방향 직경보다 종방향 직경이 더 크게 설정된 것을 특징으로 하는 위험유해물질 추적 부이.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 구체(110)의 높이(H1×2)는 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 100% ~ 150%의 범위에서 설정된 것을 특징으로 하는 위험유해물질 추적 부이.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 판체(120)는 상기 구체(110)를 침수부(111)와 노출부(112)로 나누는 경계인 것을 특징으로 하는 위험유해물질 추적 부이.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 판체(120)의 직경(D2)은 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 150% ~ 200%의 범위에서 설정된 것을 특징으로 하는 위험유해물질 추적 부이.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 날개체(130)의 높이(H2)는 침수부(111)의 상단 직경 또는 노출부(112)의 하단 직경(D1)의 25% ~ 50%의 범위에서 설정된 것을 특징으로 하는 위험유해물질 추적 부이.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 구체(110), 판체(120), 날개체(130)는 별도로 제작되어 체결수단이나 조립수단에 의해 조립되는 것을 특징으로 하는 위험유해물질 추적 부이.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 구체(110), 판체(120), 날개체(130) 중의 일부가 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 위험유해물질 추적 부이.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 판체(120)에 다수의 부력조절구멍(121)이 형성된 것을 특징으로 하는 위험유해물질 추적 부이.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 날개체(130)의 상부와 하부가 각각 안쪽으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 위험유해물질 추적 부이.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 날개체(130)의 상부와 하부가 각각 바깥쪽으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 위험유해물질 추적 부이.
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