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KR20240140681A - Submersible buoy system - Google Patents

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Publication number
KR20240140681A
KR20240140681A KR1020230035365A KR20230035365A KR20240140681A KR 20240140681 A KR20240140681 A KR 20240140681A KR 1020230035365 A KR1020230035365 A KR 1020230035365A KR 20230035365 A KR20230035365 A KR 20230035365A KR 20240140681 A KR20240140681 A KR 20240140681A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
main body
unit
buoy system
buoyancy
submersible buoy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
KR1020230035365A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
한관우
이호엽
김지영
조동호
최윤호
Original Assignee
한국전력공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020230035365A priority Critical patent/KR20240140681A/en
Publication of KR20240140681A publication Critical patent/KR20240140681A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B22/00Buoys
    • B63B22/18Buoys having means to control attitude or position, e.g. reaction surfaces or tether
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B22/00Buoys
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B2209/00Energy supply or activating means
    • B63B2209/18Energy supply or activating means solar energy

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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Abstract

An embodiment of the present invention is to provide a submersible buoy system which improves a buoy system applicable to a marine structure to adjust buoyancy so as to be submerged below the water surface in case of emergency, thereby protecting the entire system and building additional facilities if necessary to enable real-time monitoring. The submersible buoy system according to an embodiment of the present invention includes: a sensor unit provided in a main body unit forming a buoyancy adjustment space so that a lower side is partially buried in the water surface and an upper side is exposed to the water surface and floats on the water surface to detect external environmental risk factors around the main body unit; a control unit that analyzes a risk detection signal supplied from the sensor unit and provides a buoyancy adjustment signal corresponding to the diving of the main body unit to the buoyancy adjustment unit when it is determined as a dangerous situation of the main body unit; and a buoyancy adjustment unit provided in the buoyancy adjustment space of the main body unit in a buoyancy adjustment shape and driven according to the buoyancy adjustment signal supplied from the control unit to adjust the buoyancy corresponding to the diving of the main body unit and the exposure to the water surface.

Description

잠수형 부이 시스템{SUBMERSIBLE BUOY SYSTEM}SUBMERSIBLE BUOY SYSTEM

본 발명은 잠수형 부이 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a submersible buoy system.

일반적으로 해상 부유 구조물은 부이와 계류선, 앵커, 부속 설비들을 포함한다. 해상 환경에서는 기상 악화와 선박 충돌, 해양 쓰레기 엉킴 현상 등이 발생하여 해상 부유 구조물에 치명적인 영향을 끼칠 수 있다. 예를 들어 강한 태풍이나 파랑, 해일 등이 발생하여 부이 또는 계류선이 파손되거나 앵커가 뽑히고 쓸려 나가는 현상이 발생한다. 또한 부유 구조물에 선박이 충돌하거나 선박 스크류에 계류선 엉킴 현상이 발생할 수 있으며, 낚싯대 또는 그물과 같은 어구가 부이나 계류선에 엉켜 구조물에 손상을 입히기도 한다. In general, floating structures on the sea include buoys, mooring lines, anchors, and auxiliary equipment. In the marine environment, weather conditions, ship collisions, and marine debris entanglement can occur, which can have fatal effects on floating structures on the sea. For example, strong typhoons, waves, and tsunamis can cause buoys or mooring lines to be damaged, or anchors to be pulled out and swept away. In addition, ships can collide with floating structures, or mooring lines can become entangled in ship screws, and fishing gear such as fishing rods or nets can become entangled in buoys or mooring lines, damaging the structures.

이와 같은 현상이 발생하면 구조물 일부가 파손되어 전체 시스템에 건전성을 악화시키며 지속적인 유지보수 비용이 증가한다. 또한 시스템 전체가 파괴되어 구조물이 유실되고 주변 구조물에 악영향(풍력터빈 또는 양식 설비 등 주변 구조물에 엉킴 또는 충돌, 주변 통항 어선 스크류 엉킴으로 인한 선박 손상, 방파제 충돌 등)을 미칠 수 있다. 이러한 문제로 해양 구조물의 경우 지속적인 유지보수가 필요하며 선박의 이용, 인력 수습, 해상 활동 위험도 등 고려하여 수행하다보니 육상과 대비하여 더 많은 노력이 들게 된다. 따라서 해상 부유 구조물이 파손될 수 있는 상황에서 부이의 부력을 조절하여 구조물을 안전하게 수중으로 가라앉히고, 유사시 상황 모니터링을 위해 GPS 등을 일부 설치할 수 있는 부이 시스템이 필요하다.When such a phenomenon occurs, part of the structure is damaged, which worsens the soundness of the entire system and increases the cost of continuous maintenance. In addition, the entire system may be destroyed, resulting in the loss of the structure and adversely affecting surrounding structures (entanglement or collision with surrounding structures such as wind turbines or aquaculture facilities, damage to ships due to entanglement of screws of passing fishing boats, collision with breakwaters, etc.). For these reasons, continuous maintenance is required for marine structures, and since it is performed by taking into account the use of ships, personnel recovery, and the risk of marine activities, it requires more effort than on land. Therefore, a buoy system is needed that can safely sink the structure underwater by adjusting the buoyancy in situations where marine floating structures may be damaged, and can install GPS, etc. for situational monitoring.

관련 선행문헌으로 한국등록특허 1,087,221는 "해양 관측용 부이"을 개시한다.As a related prior art document, Korean Patent No. 1,087,221 discloses a “buoy for marine observation.”

한국등록특허 1,087,221Korean registered patent 1,087,221

본 발명의 실시예는 해상 구조물에 적용될 수 있는 부이 시스템을 개선하여 유사시 수면 아래로 잠수되도록 부력을 조절함으로써 전체 시스템을 보호할 수 있고 필요 시 추가 설비를 구축하여 실시간 모니터링이 가능한 잠수형 부이 시스템을 제공하기 위한 것이다.An embodiment of the present invention is to provide a submersible buoy system that can be applied to offshore structures, thereby protecting the entire system by controlling buoyancy to dive below the water surface in an emergency, and enabling real-time monitoring by constructing additional facilities when necessary.

본 발명의 실시예에 따른 잠수형 부이 시스템은 하측이 수면에 일부 수장되고 상측이 수면으로 노출되어 수면에 부유되도록 부력 조절공간을 형성하는 본체부에 구비되어 본체부 주변의 외부 환경 위험요소를 검출하는 센서부, 센서부로부터 공급되는 위험 검출신호를 분석하여 본체부의 위험상황으로 판단되면, 부력 조절부로 본체부의 잠수에 대응되는 부력 조절신호를 제공하는 제어부, 그리고 본체부의 부력 조절공간에 부력 조절 형상으로 구비되며, 제어부로부터 공급되는 부력 조절신호에 따라 구동되어 본체부의 잠수와 수면 노출에 대응하는 부력을 조절하는 부력 조절부를 포함한다.A submersible buoy system according to an embodiment of the present invention comprises a sensor unit which detects external environmental risk factors around the main body by forming a buoyancy control space in which a lower side is partially submerged in the water surface and an upper side is exposed to the water surface so as to float on the water surface, a control unit which analyzes a risk detection signal supplied from the sensor unit and provides a buoyancy control signal corresponding to the submergence of the main body to the buoyancy control unit if a risk detection signal supplied from the sensor unit is determined to be a dangerous situation of the main body, and a buoyancy control unit which is provided in a buoyancy control shape in the buoyancy control space of the main body and is driven according to the buoyancy control signal supplied from the control unit to control buoyancy corresponding to the submergence and water surface exposure of the main body.

본체부는 높이방향으로 장형의 골조 프레임을 포함할 수 있다.The main body may include an elongated skeletal frame in the height direction.

센서부는 해양 환경에 관련된 해류의 흐름, 파고, 수온 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 검출하는 센서를 포함할 수 있다.The sensor unit may include a sensor that detects at least one piece of information among ocean current flow, wave height, and water temperature related to the marine environment.

본체부에 구비되어 전력을 생산하는 전원부를 더 포함할 수 있다.The main body may further include a power supply unit that generates electricity.

전원부는 자가 발전부를 포함할 수 있다.The power supply unit may include a self-generating unit.

자가 발전부는 태양전지모듈을 포함할 수 있다.The self-generation unit may include solar cell modules.

전원부는 태양전지모듈에 연결되어 생산된 전력을 저장하는 에너지 저장부를 더 포함할 수 있다.The power supply unit may further include an energy storage unit connected to the solar cell module to store the generated power.

부력 조절부는 내부 공기의 양에 따라 수축 또는 팽창되도록 수밀형 구조로 형성되어 본체부에 결합되는 커버부, 그리고 커버부 내측에서 본체부에 결합되어 커버부 내측의 공기양을 조절하는 구동부를 포함할 수 있다.The buoyancy control unit may include a cover unit that is formed as a watertight structure to contract or expand depending on the amount of internal air and is joined to the main body unit, and an actuating unit that is joined to the main body unit on the inside of the cover unit to control the amount of air inside the cover unit.

커버부는 유연성 분리막을 포함할 수 있다.The cover portion may include a flexible separator.

구동부는 공기 압축기를 포함할 수 있다.The drive unit may include an air compressor.

해상 구조물에 적용될 수 있는 부이 시스템의 부력을 조절하여 유사시에 잠수시킴에 따라 해상구조물의 안전성을 높일 수 있고, 안전 설비의 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.By controlling the buoyancy of the buoy system applicable to offshore structures and allowing them to be submerged in an emergency, the safety of offshore structures can be increased, and the unit cost of safety equipment can be reduced.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 잠수형 부이 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잠수형 부이 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 잠수형 부이 시스템이 수면에 부유된 상태와 잠수된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잠수형 부이 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잠수형 부이 시스템이 수면에 부유된 상태와 잠수된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a submersible buoy system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a submersible buoy system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a submersible buoy system according to an embodiment of the present invention in a state of floating on the water surface and a state of being submerged.
FIG. 4 is a schematic drawing of a submersible buoy system according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a submersible buoy system according to another embodiment of the present invention in a state of floating on the water surface and a state of being submerged.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms used herein include the plural forms as well, unless the context clearly dictates otherwise. The word "comprising," as used herein, specifies particular features, regions, integers, steps, operations, elements, and/or components, but does not exclude the presence or addition of other particular features, regions, integers, steps, operations, elements, components, and/or groups.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다. 일례로서, 이하에서 설명하는 "적용된"은 적합하게 사용되는 상태와 적합하게 사용되기 전의 상태를 모두 포함하는 것으로 해석된다.Unless otherwise defined, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries are additionally interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the presently disclosed content, and are not interpreted in an ideal or very formal sense unless defined. As an example, "applied" as described below is interpreted to include both a state of being suitably used and a state before being suitably used.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 잠수형 부이 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잠수형 부이 시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 잠수형 부이 시스템이 수면에 부유된 상태와 잠수된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 잠수형 부이 시스템은 본체부(100), 센서부(110), 제어부(120), 부력 조절부(130)를 포함하며, 해상 구조물에 적용될 수 있는 부이 시스템의 잠수 기능을 개선하여 유사시 수면(10) 아래로 잠수되도록 부력을 조절함으로써 전체 시스템을 보호함으로써 해상구조물의 안전성을 높일 수 있고, 안전 설비의 단가를 절감할 수 있다.FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a submersible buoy system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a submersible buoy system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a submersible buoy system according to an embodiment of the present invention in a state where it is floating on the water surface and a state where it is submerged. Referring to FIGS. 1 to 3, a submersible buoy system according to an embodiment of the present invention includes a main body (100), a sensor unit (110), a control unit (120), and a buoyancy control unit (130), and improves the diving function of a buoy system applicable to a marine structure, thereby protecting the entire system by controlling buoyancy so that it can dive below the water surface (10) in an emergency, thereby enhancing the safety of the marine structure and reducing the unit cost of safety equipment.

본체부(100)는 하측이 수면(10)에 일부 수장되고 상측이 수면(10)으로 노출되어 수면(10)에 부유되도록 부력 조절공간을 형성할 수 있다. 본체부(100)는 높이방향으로 장형의 골조 프레임을 포함할 수 있다. 본체부(100)의 부력과 지지하중을 고려하여 부력 조절부(130)의 성능 및 범위를 설정할 수 있다. 부력 조절부(130)를 통해 부력을 조절할 때 전체 시스템의 안정성을 위해 본체부(100)의 프레임으로 지지되며 추가 시스템(GPS, 센서 등)을 본체부(100)에 설치할 수 있다. 본체부(100)의 하부에는 추가 하중 혹은 인양물을 지지할 수 있는 거치대가 구비될 수 있다.The main body (100) may form a buoyancy control space such that the lower side is partially submerged in the water surface (10) and the upper side is exposed to the water surface (10) so as to float on the water surface (10). The main body (100) may include an elongated skeletal frame in the height direction. The performance and range of the buoyancy control unit (130) may be set in consideration of the buoyancy and the support load of the main body (100). When buoyancy is controlled through the buoyancy control unit (130), the frame of the main body (100) is supported for the stability of the entire system, and an additional system (GPS, sensor, etc.) may be installed in the main body (100). A stand capable of supporting an additional load or a salvage object may be provided at the lower part of the main body (100).

센서부(110)는 본체부(100)에 구비되어 본체부(100) 주변의 외부 환경 위험요소를 검출하는 기능을 한다. 센서부(110)는 해양 환경에 관련된 해류의 흐름, 파고, 수온 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 검출하는 센서를 포함할 수 있다.The sensor unit (110) is provided in the main body (100) and has the function of detecting external environmental risk factors around the main body (100). The sensor unit (110) may include a sensor that detects at least one of information related to the ocean environment, such as the flow of ocean currents, wave height, and water temperature.

제어부(120)는 정보 처리 장치의 프로세서에 의하여 연산, 처리 등이 되는 것으로, 컴퓨터에서 특정한 기능을 수행하는 프로그램의 논리적인 일부분을 뜻하며, 소프트웨어, 하드웨어 등으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 정보 처리 장치는 제어패널, 노트북, 퍼스널 컴퓨터(personal computer), 핸드헬드 컴퓨터(handheld computer), PDA(personal digital assistant), 휴대폰, 스마트 기기, 태블릿(tablet) 등의 제어 컴퓨터를 포함할 수 있다. 제어부(120)는 메모리에 저장되는 정보를 기반으로 잠수형 부력 조절과 관련된 정보를 분석하고 관련 정보의 전송과 관련된 전반적인 제어동작을 구현할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 센서부(110)로부터 공급되는 위험 검출신호를 분석하여 본체부(100)의 위험상황으로 판단되면, 부력 조절부(130)로 본체부(100)의 잠수에 대응되는 부력 조절신호를 제공할 수 있다. 제어부(120)는 잠수형 부력 조절과 관련된 신호를 검출하여 검출된 신호에 대응하는 제어동작을 수행할 수 있다. 제어부(120)는 센서부(110)로부터 입력되는 아날로그 신호들을 디지털 값으로 변환하여 관련 데이터를 취득할 수 있다. 제어부(120)는 잠수형 부력 조절과 관련된 입력 정보를 분석하여 부력 조절부(130)의 구동시 잠수 또는 부유 상태를 유지하도록 설정할 수 있다. 제어부(120)는 메모리에 저장되는 정보를 기반으로 잠수형 부력 조절 제어와 관련된 전반적인 제어동작을 구현할 수 있다.The control unit (120) is a logical part of a program that performs calculations, processing, etc. by a processor of an information processing device, and may be implemented as software, hardware, etc. For example, the information processing device may include a control computer such as a control panel, a laptop, a personal computer, a handheld computer, a PDA (personal digital assistant), a mobile phone, a smart device, a tablet, etc. The control unit (120) may analyze information related to diving buoyancy control based on information stored in a memory and implement an overall control operation related to transmission of the related information. For example, the control unit (120) may analyze a danger detection signal supplied from the sensor unit (110) and, if it is determined that there is a danger situation of the main body (100), provide a buoyancy control signal corresponding to diving of the main body (100) to the buoyancy control unit (130). The control unit (120) may detect a signal related to diving buoyancy control and perform a control operation corresponding to the detected signal. The control unit (120) can convert analog signals input from the sensor unit (110) into digital values to acquire related data. The control unit (120) can analyze input information related to submerged buoyancy control and set the buoyancy control unit (130) to maintain a submerged or floating state when driven. The control unit (120) can implement overall control operations related to submerged buoyancy control based on information stored in the memory.

한편, 제어부(120)는 내장된 메모리에 센서부(110)의 센싱내용을 기록 보관하고, 통신모듈을 통해서 정해진 시간마다 메모리 내의 저장된 정보신호를 무선 통신망을 이용해 사용 관리자에게 무선 통신으로 제공하므로써 모니터링 기능을 구현할 수 있다. 모니터링 기능을 구현하기 위해 커버부(132) 내부에는 유사 시 본체부(100)의 부유 또는 잠수를 제어하기 위한 수신기를 포함할 수 있다. 수신기는 전체 구조물의 메인 제어 시스템(대형 부이, 모니터링 센터 등) 또는 인근 해상풍력 발전기 내 발신기와 통신이 가능하며 추가로 실시간 거동 모니터링을 위해 GPS 등의 센서를 설치할 수 있다.Meanwhile, the control unit (120) can implement a monitoring function by recording and storing the sensing contents of the sensor unit (110) in the built-in memory and providing the stored information signal in the memory to the user manager by wireless communication using a wireless communication network at set times through the communication module. In order to implement the monitoring function, the cover unit (132) can include a receiver for controlling the floating or submerging of the main body unit (100) in an emergency. The receiver can communicate with the main control system of the entire structure (large buoy, monitoring center, etc.) or a transmitter in a nearby offshore wind power generator, and additionally, a sensor such as GPS can be installed for real-time behavior monitoring.

부력 조절부(130)는 본체부(100)의 부력 조절공간에 부력 조절 형상으로 구비되며, 제어부(120)로부터 공급되는 부력 조절신호에 따라 구동되어 본체부(100)의 잠수와 수면(10) 노출에 대응하는 부력을 조절할 수 있다.The buoyancy control unit (130) is provided in a buoyancy control shape in the buoyancy control space of the main body (100), and is driven according to a buoyancy control signal supplied from the control unit (120) to control buoyancy corresponding to the submergence of the main body (100) and exposure to the water surface (10).

부력 조절부(130)는 커버부(132), 구동부(134)를 포함할 수 있다. 커버부(132)는 내부 공기의 양에 따라 수축 또는 팽창되도록 수밀형 구조로 형성되어 본체부(100)에 결합될 수 있다. 커버부(132)는 유연성 분리막을 포함할 수 있다. 즉, 본체부(100)의 부력을 조절하기 위해 커버부(132)의 외형은 수축·팽창할 수 있는 구조(폴리머 등의 유연성 분리막, 각도 조절이 가능한 패널 형태 등)로 형성될 수 있다. 예를 들어, 커버부(132)는 상하방향으로 수축 및 팽창 가능한 주름관 형태로 형성될 수 있다. 그리고 커버부(132)의 내부에는 밀도 조절을 위한 구동부(134)가 구비될 수 있다.The buoyancy control unit (130) may include a cover unit (132) and a driving unit (134). The cover unit (132) may be formed as a watertight structure so as to contract or expand depending on the amount of internal air and may be coupled to the main body unit (100). The cover unit (132) may include a flexible separator. That is, in order to control the buoyancy of the main body unit (100), the outer shape of the cover unit (132) may be formed as a structure that can contract and expand (a flexible separator made of polymer or the like, a panel shape with an angle adjustment, etc.). For example, the cover unit (132) may be formed as a corrugated pipe shape that can contract and expand in the vertical direction. In addition, a driving unit (134) for density control may be provided inside the cover unit (132).

구동부(134)는 커버부(132) 내측에서 본체부(100)에 결합되어 커버부(132) 내측의 공기양을 조절할 수 있다. 구동부(134)는 공기 압축기를 포함할 수 있다. 구동부(134)는 필요에 따라 압축 탱크, 와이어 및 모터 등이 더 구비될 수 있다.The driving unit (134) is coupled to the main body (100) inside the cover unit (132) and can control the amount of air inside the cover unit (132). The driving unit (134) may include an air compressor. The driving unit (134) may be further equipped with a compression tank, wires, a motor, etc., as needed.

한편, 본체부(100)에 구비되어 전력을 생산하는 전원부(140)를 더 포함할 수 있다. 전원부(140)는 자가 발전부(142)를 포함할 수 있다. 자가 발전부(142)는 태양전지모듈, 파력 에너지 하베스팅(Piezoelectric Generator, Triboelectric Generator 등)을 포함할 수 있다. 전원부(140)는 자가 발전부(142)에 연결되어 생산된 전력을 저장하는 에너지 저장부(144, ESS 시스템)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 에너지 저장부(144)는 리튬 이온 배터리(Li-ion battery)를 포함할 수 있다. 상기한 바와 같이 전원부(140)에 포함되는 태양전지모듈은 주간에 태양광 발전을 하여 전력을 생성한다. 그리고 태양전지모듈을 통해 생산된 전력을 에너지 저장부(144)에 저장할 수 있다. 즉, 자가 발전부(142)를 통해 발생한 전기에너지는 내부 에너지 저장부(144)에 저장되어 필요 시 저장된 전기에너지를 사용할 수 있다.Meanwhile, the main body (100) may further include a power supply unit (140) that is equipped and generates electricity. The power supply unit (140) may include a self-generation unit (142). The self-generation unit (142) may include a solar cell module, wave energy harvesting (Piezoelectric Generator, Triboelectric Generator, etc.). The power supply unit (140) may further include an energy storage unit (144, ESS system) that is connected to the self-generation unit (142) and stores the generated electricity. Here, the energy storage unit (144) may include a lithium-ion battery (Li-ion battery). As described above, the solar cell module included in the power supply unit (140) generates electricity by generating solar power during the day. And the electricity generated by the solar cell module may be stored in the energy storage unit (144). That is, the electric energy generated through the self-generation unit (142) is stored in the internal energy storage unit (144), and the stored electric energy can be used when needed.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 잠수형 부이 시스템은 해상구조물 안정성 확보를 위한 능동형 부이 시스템을 구현할 수 있다. 즉, 잠수형 부이 시스템은 양식설비 구축 및 기타 해상 구조물 등 해상 설비에 적용될 수 있는 부이 시스템으로 부력 조절이 가능하여 유사시 수면(10) 아래로 잠수시켜 전체 시스템을 보호할 수 있다. 그리고 필요 시 추가 설비를 구축하여 실시간 모니터링이 가능하다.As described above, the submersible buoy system according to the embodiment of the present invention can implement an active buoy system for securing the stability of offshore structures. That is, the submersible buoy system is a buoy system that can be applied to offshore facilities such as aquaculture facilities and other offshore structures, and can control buoyancy so that it can be submerged below the water surface (10) in an emergency to protect the entire system. In addition, real-time monitoring is possible by constructing additional facilities when necessary.

기존 양식 부이의 경우, 스티로폼이나 플라스틱과 같이 부력이 큰 재질을 사용했으며, 부피가 다른 부이를 교체해가며 부력을 조절했다. 하부에 매달려 있는 채롱이나 포켓과 같은 구조물에 양식 생물이 성장함에 따라 부이에 요구되는 부력이 커지게 된다. 이에 따른 교체 또는 추가 설치가 필요하다. 이와 같은 잦은 유지보수 인력의 투입과 일회성 부이의 사용은 양식 어업의 경제성과 사업성을 떨어뜨린다. 거친 해양환경, 선박과 인력 수급 문제 등으로 인해 적당한 시기에 알맞은 부력의 부이를 설치하지 못할 경우, 구조물 전체의 파손을 야기 시킨다.In the case of existing aquaculture buoys, materials with high buoyancy such as Styrofoam or plastic were used, and buoyancy was adjusted by replacing buoys with different volumes. As aquaculture organisms grow in structures such as traps or pockets hanging from the bottom, the buoyancy required for the buoy increases. Accordingly, replacement or additional installation is necessary. Such frequent maintenance personnel input and the use of disposable buoys reduce the economic feasibility and business viability of aquaculture. If buoys with appropriate buoyancy cannot be installed at the appropriate time due to rough marine environments, problems with the supply of ships and personnel, etc., it can cause damage to the entire structure.

한편, 부유식 라이다 또는 부유식 계측 부이의 경우, 구조물 내부 설비의 안전성을 위해 주로 강재를 사용한다. 고가의 장비가 설치되므로 파손 또는 유실에 대한 리스크(risk)가 높으며, 구조물의 안전성에 대한 강도 높은 설비가 요구된다. Meanwhile, in the case of floating lidar or floating measurement buoys, steel is mainly used for the safety of the internal equipment of the structure. Since expensive equipment is installed, the risk of damage or loss is high, and high-strength equipment is required for the safety of the structure.

본 발명의 실시예에 따른 잠수형 부이 시스템은 필요에 따라 잠수 또는 부유가 가능한 능동형 부이 시스템을 구현하여 구조물의 안전성을 높일 수 있고, 이에 따라 안전 설비의 단가를 절감할 수 있다. 그리고 자가 발전부(142)와 생성된 에너지를 저장할 수 있는 에너지 저장부(144)를 구비할 수 있다. 커버부(132)의 외형은 내부 공기의 양에 따라 수축팽창할 수 있는 구조로 구현할 수 있다. 그리고 내부 설비가 지지될 수 있는 프레임으로 본체부(100)를 형성할 수 있다. 본체부(100)에 결합되는 내부 설비는 부력 조절을 위한 소형의 공기 압축기와 무선 수신기가 포함되며 여유 공간에 GPS 등을 설치할 수 있다.The submersible buoy system according to an embodiment of the present invention can implement an active buoy system capable of diving or floating as needed, thereby increasing the safety of the structure and reducing the unit cost of safety equipment. In addition, a self-power generation unit (142) and an energy storage unit (144) capable of storing the generated energy can be provided. The outer shape of the cover unit (132) can be implemented as a structure capable of contracting and expanding depending on the amount of internal air. In addition, the main body unit (100) can be formed as a frame capable of supporting the internal equipment. The internal equipment coupled to the main body unit (100) includes a small air compressor and a wireless receiver for buoyancy control, and GPS, etc. can be installed in the free space.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잠수형 부이 시스템을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잠수형 부이 시스템이 수면(10)에 부유된 상태와 잠수된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 잠수형 부이 시스템은 부력 조절부(130a)의 형상에서 본 발명의 실시예에 따른 부력 조절부(130)와 차이점이 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 잠수형 부이 시스템을 설명하면서 본 발명의 실시예에 따른 잠수형 부이 시스템과 중복되는 내용의 상세 설명은 생략한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 잠수형 부이 시스템에서 부력 조절부(130a)는 마름모꼴 형상의 커버부(132a), 커버부(132a)의 내측에 구비되는 구동부(134a)를 포함할 수 있다. 그리고 커버부(132a)의 내측에는 상하방향으로 변위되도록 해당되는 변위 구조물이 구비될 수 있다. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a submersible buoy system according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a submersible buoy system according to another embodiment of the present invention in a state where it is floating on the water surface (10) and in a state where it is submerged. Referring to FIGS. 4 and 5, the submersible buoy system according to another embodiment of the present invention has a difference from the buoyancy control unit (130) according to the embodiment of the present invention in the shape of the buoyancy control unit (130a). While describing the submersible buoy system according to another embodiment of the present invention, a detailed description of the same content as that of the submersible buoy system according to the embodiment of the present invention will be omitted. In the submersible buoy system according to another embodiment of the present invention, the buoyancy control unit (130a) may include a diamond-shaped cover unit (132a), and a driving unit (134a) provided on the inside of the cover unit (132a). In addition, a corresponding displacement structure may be provided on the inside of the cover unit (132a) so as to be displaced in the up-and-down direction.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 여기에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이것도 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications may be made within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the attached drawings, and this also naturally falls within the scope of the present invention.

10 ; 수면 100 ; 본체부
110 ; 센서부 120 ; 제어부
130 ; 부력 조절부 132 ; 커버부
134 ; 구동부 140 ; 전원부
142 ; 자가 발전부 144 ; 에너지 저장부
10 ; sleep 100 ; main body
110; Sensor section 120; Control section
130; Buoyancy control part 132; Cover part
134 ; Drive unit 140 ; Power unit
142; Self-generation unit 144; Energy storage unit

Claims (10)

하측이 수면에 일부 수장되고 상측이 수면으로 노출되어 수면에 부유되도록 부력 조절공간을 형성하는 본체부에 구비되어 상기 본체부 주변의 외부 환경 위험요소를 검출하는 센서부,
상기 센서부로부터 공급되는 위험 검출신호를 분석하여 상기 본체부의 위험상황으로 판단되면, 상기 부력 조절부로 상기 본체부의 잠수에 대응되는 부력 조절신호를 제공하는 제어부, 그리고
상기 본체부의 부력 조절공간에 부력 조절 형상으로 구비되며, 상기 제어부로부터 공급되는 부력 조절신호에 따라 구동되어 상기 본체부의 잠수와 수면 노출에 대응하는 부력을 조절하는 부력 조절부
를 포함하는 잠수형 부이 시스템.
A sensor unit that detects external environmental risk factors around the main body part, which is provided in a main body part that forms a buoyancy control space so that the lower part is partially submerged in water and the upper part is exposed to the water surface to float on the water surface.
A control unit that analyzes the danger detection signal supplied from the sensor unit and, if it is determined that there is a danger situation in the main body, provides a buoyancy control signal corresponding to the submergence of the main body to the buoyancy control unit, and
A buoyancy control unit is provided in a buoyancy control space of the main body part in a buoyancy control shape, and is driven according to a buoyancy control signal supplied from the control unit to control buoyancy corresponding to the submersion and surface exposure of the main body part.
A submersible buoy system comprising:
제1항에서,
상기 본체부는 높이방향으로 장형의 골조 프레임을 포함하는 잠수형 부이 시스템.
In paragraph 1,
A submersible buoy system including a main body having an elongated skeletal frame in the height direction.
제1항에서,
상기 센서부는
해양 환경에 관련된 해류의 흐름, 파고, 수온 중 적어도 어느 하나 이상의 정보를 검출하는 센서를 포함하는 잠수형 부이 시스템.
In paragraph 1,
The above sensor part
A submersible buoy system comprising a sensor that detects at least one of information related to ocean current flow, wave height, and water temperature in the marine environment.
제1항에서,
상기 본체부에 구비되어 전력을 생산하는 전원부를 더 포함하는 잠수형 부이 시스템.
In paragraph 1,
A submersible buoy system further comprising a power supply unit provided in the main body to generate electricity.
제4항에서,
상기 전원부는 자가 발전부를 포함하는 잠수형 부이 시스템.
In Article 4,
The above power unit is a submersible buoy system including a self-power generation unit.
제5항에서,
상기 자가 발전부는 태양전지모듈을 포함하는 잠수형 부이 시스템.
In Article 5,
The above self-power generation unit is a submersible buoy system including a solar cell module.
제6항에서,
상기 전원부는 상기 태양전지모듈에 연결되어 생산된 전력을 저장하는 에너지 저장부를 더 포함하는 잠수형 부이 시스템.
In Article 6,
A submersible buoy system, wherein the power supply unit further includes an energy storage unit that is connected to the solar cell module and stores the generated power.
제1항에서,
상기 부력 조절부는
내부 공기의 양에 따라 수축 또는 팽창되도록 수밀형 구조로 형성되어 상기 본체부에 결합되는 커버부, 그리고
상기 커버부 내측에서 상기 본체부에 결합되어 상기 커버부 내측의 공기양을 조절하는 구동부
를 포함하는 잠수형 부이 시스템.
In paragraph 1,
The above buoyancy control unit
A cover part formed as a watertight structure that contracts or expands depending on the amount of internal air and is joined to the main body part, and
A driving unit that is coupled to the main body inside the cover part and controls the amount of air inside the cover part
A submersible buoy system comprising:
제8항에서,
상기 커버부는 유연성 분리막을 포함하는 잠수형 부이 시스템.
In Article 8,
The above cover part is a submersible buoy system including a flexible separator.
제8항에서,
상기 구동부는 공기 압축기를 포함하는 잠수형 부이 시스템.
In Article 8,
The above driving unit is a submersible buoy system including an air compressor.
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KR101087221B1 (en) 2009-02-20 2011-11-29 오션테크 주식회사 Buoys for Ocean Observation

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