KR101228600B1 - 해양항만용 조석 실험 수조 - Google Patents

해양항만용 조석 실험 수조 Download PDF

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조용진
박종천
이희수
황성철
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동의대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은, 해양 환경에서 방파제 등의 해양 구조물을 통해 조석현상으로 유출입되는 해수의 흐름정보를 파악하도록, 실험용 조석 수조에서 조석현상을 재현함으로써, 해수 교환형 해양 구조물의 실현 가능성을 확인하기 위한 해양항만용 조석 실험 수조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 해양항만용 조석 실험 수조는, 물을 저장하는 물 저장수조와, 조석현상을 재현시키는 조석 재현수조와, 일단이 상기 물 저장수조에 연결되고, 타단이 상기 조석 재현수조에 연결되어 상기 물 저장수조에 저장된 물을 상기 조석 재현수조에 공급하는 물 공급관과, 상기 물 공급관을 통해 상기 물 저장수조에서 상기 조석 재현수조로 물을 공급시키는 메인펌프와, 상기 조석 재현수조에 장착되어 공급되는 물의 수위를 측정하는 수위 센서 및 상기 수위 센서 및 메인펌프와 전기적으로 연결되고, 상기 수위 센서에서 측정되는 물의 수위에 따라 공급되는 물의 양을 조절하도록 상기 메인펌프를 제어하는 중앙 제어부를 포함한다.

Description

해양항만용 조석 실험 수조{WATER TANK FOR EXPERIMENTING TIDE FOR OCEAN AND HARBOR}
본 발명은, 해양항만용 조석 실험 수조에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 해양 환경에서 방파제 등의 해양 구조물을 통해 조석현상으로 유출입되는 해수의 흐름정보를 파악하도록, 실험용 조석 수조에서 조석현상을 재현함으로써 해수 교환형 해양 구조물의 실현 가능성을 확인하기 위한 해양항만용 조석 실험 수조에 관한 것이다.
일반적으로, 조석현상은 바다의 해면이 주기적으로 높아졌다 낮아졌다 하는 현상을 나타낸다. 조력발전은 조석현상에 의해 생기는 해면 높이의 위치 에너지를 전력으로 변환하는 발전방식으로, 만조 때 유입된 바닷물을 높은 곳의 저수지에 가두어 두었다가 간조 때 낙차를 이용하여 발전기를 회전시킴으로써 전력을 생성시킨다.
그러나, 이러한 조력발전은 입지조건이 제한되고, 간조시에만 발전이 가능하기 때문에 발전효율이 높지 못하다는 문제점이 있다.
또한, 해수 교환형 방파제와 같은 해양 구조물을 이용하여, 이 해양 구조물을 통해 유출입되는 해수의 흐름을 이용한 발전 장치가 개발되고 있다. 이러한, 해양 구조물은 항만으로부터 일정거리로 이격된 위치의 해상에 구축되어 외해(外海)로부터 밀려오는 크고 작은 파랑(波浪)을 차단시키고, 해양 구조물의 전면의 수위가 후면보다 높게 유지되고 이에 의해 해양 구조물 하단에 형성된 수로를 따라 해수가 항내로 유입될 수 있도록 구성되고 있다.
공개특허 제10-2011-0026042호는 조차를 고려한 해수 교환 방파제에 관한 것으로, 해수 교환 방파제의 전면벽 개방높이를 다르게 구성하여 간조위시 및 만조위시에도 해수의 월류작용이 가능하도록 구성되고 있다.
상기와 같이, 해양에 구조물을 시공하는 경우, 막대한 시공비용과 시간이 투자된다. 따라서, 해양 구조물을 시공하기 전에 구조적인 안전성 및 정확한 실험 결과를 확보하는 것이 중요하며, 이를 위해 유사한 해양 환경을 재현하고, 이것으로부터 정확한 실험 결과를 획득할 필요성이 있다.
등록특허 제10-0689750호는 순환형 파 에너지 흡수 해양 수조 시스템에 관한 것으로, 해양 환경을 재현하기 위해 실험용 주소에서 파도를 발생시켜 각종 구조물을 실험할 수 있는 기술이 개시되고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에서는 조위 변화를 재현하여 해양 구조물을 통해 유출입되는 해수의 흐름을 측정하여, 측정 시 정확한 정보를 제공받기 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 해양환경에서 조석 현상과 같은 조위 변화에 따른 해양 환경을 재현하여, 해수 교환형 방파제 등의 해양 구조물을 통해 유출입되는 해수의 흐름을 정확히 측정할 수 있는 해양항만용 조석 실험 수조의 제공을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 해양 구조물을 통해 유출입되는 해수의 흐름을 정확히 측정함으로써, 해양 구조물을 이용한 신재생에너지 발전 장치의 실현 가능성 및 설계 요소들에 대한 기본적인 정보를 제공받을 수 있는 해양항만용 조석 실험 수조의 제공을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 해양항만용 조석 실험 수조는, 물을 저장하는 물 저장수조와, 조석현상을 재현시키는 조석 재현수조와, 일단이 상기 물 저장수조에 연결되고, 타단이 상기 조석 재현수조에 연결되어 상기 물 저장수조에 저장된 물을 상기 조석 재현수조에 공급하는 물 공급관과, 상기 물 공급관을 통해 상기 물 저장수조에서 상기 조석 재현수조로 물을 공급시키는 메인펌프와, 상기 조석 재현수조에 장착되어 공급되는 물의 수위를 측정하는 수위 센서 및 상기 수위 센서 및 메인펌프와 전기적으로 연결되고, 상기 수위 센서에서 측정되는 물의 수위에 따라 공급되는 물의 양을 조절하도록 상기 메인펌프를 제어하는 중앙 제어부를 포함하고, 상기 조석 재현수조는, 자유표면 발생부재가 삽입되어 상기 물 공급관을 통해 공급된 물을 자유표면효과(Free Surface Effects)를 이용하여 배출하는 자유표면 발생부와, 상기 자유표면 발생부와 연접하고, 상기 자유표면 발생부에서 배출되는 물에 의해 조석현상을 재현시키는 조석 재현부 및 상기 조석 재현부와 연접하고, 상기 조석 재현부에서 배출되는 물의 유속을 측정하는 유속 측정부를 포함하며, 상기 자유표면 발생부와 상기 조석 재현부는 제 1 분리판으로 구분되고, 상기 조석 재현부와 상기 유속 측정부는 제 2 분리판으로 구분되며, 상기 제 1 분리판은 상단이 상기 조석 재현수조의 높이와 동일하고 하단이 상기 조석 재현수조의 바닥면과 일정간격 이격되어 배치되고, 상기 제 2 분리판은 하단에 상기 조석 재현부에서 상기 유속 측정부로 물을 배출하는 배출홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양항만용 조석 실험 수조는, 상기 제 2 분리판이 상기 배출홀을 개폐시키는 개폐부 및 개방된 상기 배출홀을 통해 흐르는 물의 유속을 측정하는 유속센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양항만용 조석 실험 수조는, 상기 물 공급관의 타단 측에 설치되는 릴리프 밸브 및 일단이 상기 릴리프 밸브에 연결되고, 타단이 상기 물 저장수조에 연결되는 바이패스관을 포함하고, 상기 중앙 제어부는 상기 수위 센서에서 측정되는 상기 조석 재현수조의 수위에 따라, 상기 릴리프 밸브를 제어하여 상기 물 공급관을 통해 공급되는 물을 상기 바이패스관으로 유도하여 상기 물 저장수조에 재유입시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양항만용 조석 실험 수조는, 상기 개폐부가, 상기 배출홀의 양 측에 설치되는 가이드 부재와, 상기 가이드 부재에 장착되어 상하 방향으로 슬라이드 이동되어 상기 배출홀을 개폐하는 개폐 부재 및 상기 개폐 부재에 연결되고, 상기 중앙 제어부의 제어신호에 의해 상기 개폐 부재를 상하방향으로 이동시키는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양항만용 조석 실험 수조는, 상기 물 저장수조와 상기 조석 재현수조를 연결하고, 상기 조석 재현수조에 공급된 물을 상기 물 저장수조로 배출하는 물 배출관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양항만용 조석 실험 수조는, 상기 자유표면 발생부재가, 다수의 홀이 형성된 망사부재 또는 스펀지로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 해양항만용 조석 실험 수조는, 상기 조석 재현수조가 투명 아크릴 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 해양항만용 조석 실험 수조에 따르면, 해양환경에서 조석 현상과 같은 조위 변화에 따른 해양 환경을 재현하여, 해수 교환형 방파제 등의 해양 구조물을 통해 유출입되는 해수의 흐름을 정확히 예측할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 해양 구조물을 통해 유출입되는 해수의 흐름을 측정함으로써, 해양 구조물을 이용한 신재생에너지 발전 장치의 실현 가능성 및 설계 요소들에 대한 기본적인 정보를 제공받을 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 해양항만용 조석 실험 수조를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 해양항만용 조석 실험 수조에서 물의 흐름을 나타내는 설명도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 해양항만용 조석 실험 수조에서 조석 재현수조를 나타내는 사시도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 자유표면 발생부와 조석 재현부를 구분하는 제 1 분리판을 나타내는 사시도이다.
도 5는, 본 발명에 따른 자유표면 발생부재가 삽입되는 자유표면 발생부와 조석 재현부를 구분하는 제 1 분리판을 나타내는 사시도이다.
도 6은, 본 발명에 따른 제 2 분리판에 장착되는 개폐부를 나타내는 사시도이다.
도 7은, 본 발명에 따른 개폐부가 장착되는 제 2 분리판을 나타내는 사시도이다.
도 8은, 도 7의 개폐부의 동작을 나타내는 예시도이다.
도 9는, 본 발명에 따른 조석 재현 수조를 나타내는 측면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 해양항만용 조석 실험 수조를 개략적으로 나타내는 개념도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 해양항만용 조석 실험 수조(1)는, 물을 저장하는 물 저장수조(10), 조석현상을 재현시키는 조석 재현수조(20), 물 저장수조(10)와 조석 재현수조(20)에 물 저장수조(10)에 저장된 물을 조석 재현수조(20)에 공급하는 물 공급관(30), 물 공급관(30)을 통해 물 저장수조(10)에서 조석 재현수조(20)로 물을 공급시키도록 동작하는 메인펌프(40)를 포함할 수 있다. 또한, 조석 재현수조(20)에 공급된 물을 물 저장수조(10)로 재 배출하는 물 배출관(50)을 더 포함할 수 있다.
또한, 조석 재현수조(20)에는 공급된 물의 수위를 측정할 수 있는 다수의 수위 센서(60)가 장착된다.
또한, 중앙 제어부(70)는 각각의 수위 센서(60)와 전기적으로 연결되어 측정되는 물의 수위에 대한 정보를 제공받고, 메인펌프(40)와도 전기적으로 연결되어 물의 수위에 따라 공급되는 물의 양을 조절하도록 메인펌프(40)의 동작을 제어할 수 있다.
물 공급관(30) 및 물 배출관(50)에는 다수의 솔레노이드 밸브(31, 32, 51, 및 52)가 각각 배치되고, 물 공급관(30)의 끝단 측에는 릴리프 밸브(33)가 배치될 수 있다.
도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 물 저장수조(10)에서 조석 재현수조(20)로 물이 공급되는 경우, 솔레노이드 밸브(51 및 52)는 차단되어 솔레노이드(31 및 32)를 통과하는 물이 조석 재현수조(20)로 공급되고, 또한, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 조석 재현수조(20)에서 물 배출관(50)을 통해 물 저장수조(10)로 배출되는 경우, 솔레노이드 밸브(31 및 32)는 차단되고, 솔레노이드 밸브(51 및 52)가 개방되어 물이 개방된 솔레노이드 밸브(51 및 52)를 따라 유동될 수 있다.
또한, 도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이, 솔레노이드 밸브(31 및 32)가 개방되어 물 저장수조(10)에서 조석 재현수조(20)로 물이 공급되는 경우, 수위 센서(60)에서 측정된 조석 재현수조(20)의 수위가 일정 수위를 넘는 것으로 판단되면 중앙 제어부(70)에서는 릴리프 밸브(33)를 동작시켜 솔레노이드 밸브(32)를 통과하는 물을 바이패스관(80)으로 유도하여 물 저장수조(10)로 재유입시킬 수 있다.
따라서, 조석 재현수조(20)의 수위를 일정 수위로 유지시킨다.
도 3은 본 발명에 따른 해양항만용 조석 실험 수조에서 조석 재현수조를 나타내는 사시도이다. 도면을 참조하면, 상단 수평 프레임(21), 하단 수평 프레임(21'), 상단 수직 프레임(22), 하단 수직 프레임(22')과 이들 프레임(21, 21', 22, 22')을 각각 수직 프레임(23)으로 연결하여 몸체부(24)를 형성하고, 몸체부(24)의 양 측면에는 투명 아크릴 재질의 벽면(25)이 설치되어 조석 재현수조(20)를 구성할 수 있다.
또한, 조석 재현수조(20)의 높이 또는 수평을 조절할 수 있는 고정좌(500)가 각 하단 수평 프레임(24)의 하단에 장착될 수 있다.
또한, 물 공급관(30)을 통해 조석 재현수조(20)로 물이 공급될 수 있도록, 조석 재현수조(20)의 벽면(25)에는 도시한 바와 같이, 3개의 유입홀(26)이 형성되어 물 공급관(30)과 연결될 수 있다. 따라서, 물 공급관(30)은 조석 재현수조(20)와 연결되는 타단이 예를 들어, 3개로 분기되어 연결될 수 있다. 또한, 유입홀(26)이 형성된 벽면(25)의 하단에는 유출홀(27)이 형성되어 물 배출관(50)과 연결될 수 있다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 유입홀(26)의 개수를 3개로 나타내었지만, 조석 재현수조(20)로 물을 일정하게 공급할 수 있다면 그 수는 한정되는 것은 아니다.
이러한 조석 재현수조(20)는, 자유표면 발생부(200), 이 자유표면 발생부(200)와 연접하는 조석 재현부(300) 및 조석 재현부(300)와 연접하는 유속 측정부(400)를 포함할 수 있다.
자유표면 발생부(200)와 조석 재현부(300) 사이에는 제 1 분리판(210)이 설치되고, 조석 재현부(300)와 유속 측정부(400) 사이에는 제 2 분리판(310)이 설치될 수 있다.
제 1 분리판(210)은 도 4에 나타낸 바와 같이, 상단이 조석 재현수조(20)의 높이와 동일하고 하단이 조석 재현수조(20)의 바닥면과 일정간격 이격되어 배치되도록, 상단은 제 1 지지 프레임(28)에 장착되고, 하단에는 다수의 지지부재(211)가 일정 간격 이격되어 설치될 수 있다. 따라서, 자유표면 발생부(200)로 유입된 물은 지지부재(211) 사이에 형성된 다수의 통로(212)를 통해 조석 재현부(300)로 배출될 수 있다.
또한, 자유표면 발생부(200)에는 도 5에 나타낸 바와 같이, 자유표면 발생부재(220)가 삽입될 수 있다. 이 자유표면 발생부재(220)는 다수의 홀이 형성된 망사부재 또는 스펀지로 이루어질 수 있다. 따라서, 자유표면 발생부(200)에서는 물 공급관(30)을 통해 공급된 물을 자유표면효과(Free Surface Effects)를 이용하여 다수의 통로(212)를 통해 조석 재현부(300)로 배출할 수 있다.
조석 재현부(300)는 자유표면 발생부(200)에서 배출되는 물에 의해 수위가 높아지고, 이로 인하여 조석현상을 재현시킬 수 있다. 또한, 조석 재현부(300)와 유속 측정부(400) 사이에는 제 2 분리판(310)이 설치될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 제 2 분리판에 장착되는 개폐부를 나타내는 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 개폐부가 장착되는 제 2 분리판을 나타내는 사시도이며, 도 8은 도 7의 개폐부의 동작을 나타내는 예시도이다.
개폐부(320)는 개폐부재(322), 이 개폐부재(322)의 상단에 로드(341)를 통해 연결되는 실린더(340)를 포함할 수 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 제 2 분리판(310)에는 하단에 안내홈(350)이 형성되고, 이 안내홈(350)에는 조석 재현부(300)에서 유속 측정부(400)로 물을 배출하는 배출홀(311)이 형성된 가이드부(360) 삽입 장착될 수 있다.
제 2 분리판(310)에는 배출홀(311)을 개폐시키는 개폐부(320)와 유속센서(330)가 장착되어, 개방된 배출홀(311)을 통해 흐르는 물의 유속을 측정할 수 있다.
도시한 바와 같이, 가이드부(360)의 양 측단에는 가이드 부재(321)가 설치되고, 이 가이드 부재(321)에 개폐부재(322)가 장착되어 가이드 부재(321)를 따라 상하 방향으로 슬라이드 이동될 수 있다.
또한, 상단 수평 프레임(21, 21)에 제 2 지지 프레임(29)이 장착되고, 이 제 2 지지 프레임(29)에는 중앙 제어부(70)의 제어신호에 의해 개폐 부재(322)를 상하방향으로 이동시키는 실린더(340)가 설치될 수 있다. 이 실린더(340)는 공압 또는 유압에 의해 작동될 수 있다.
수위 센서(60)에서 측정된 조석 재현부(300)의 수위에 따라 중앙 제어부(70)에서 제어신호를 발생하여 실린더(340)를 동작시키면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 실린더(340)의 로드(341)와 연결된 개폐 부재(322)가 가이드 부재(321)를 따라 상하 이동함으로써 배출홀(311)을 개폐시킬 수 있다.
배출홀(311)이 개방된 상태에서 조석 재현부(300)의 물이 배출홀(311)을 통해 유속 측정부(400)로 이동되면, 유속 센서(330)는 배출홀(311)을 통해 흐르는 물의 유속을 측정하여 중앙 제어부(70)로 제공하고, 또한, 수위 센서(60)에서도 조석 재현부(300)와 유속 측정부(400)의 수위를 실시간을 측정하여 중앙 제어부(70)로 제공한다. 따라서, 중앙 제어부(70)에서는 각 자유표면 발생부(200), 조석 재현부(300) 및 유속 측정부(400)에서 변화되는 수위 및 유속을 측정할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 조석 재현 수조를 나타내는 측면도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 물 저장수조(10)에서 물 공급관(30)을 통해 조석 재현 수조(20)에 물이 공급되며, 자유표면 발생부(200)에서는 공급된 물이 자유표면효과에 의해 제 1 분리판(210)의 하단에 형성된 통로(212)를 통해 조석 재현부(300)로 이동되고, 이때 제 2 분리판(310)에 형성된 배출홀(311)은 개폐부(320)에 의해 차단된다.
따라서, 조석 재현부(300)의 수위가 높아지고 설정된 수위만큼 조석 재현부(300)의 수위가 높아지면, 중앙 제어부(70)에서는 개폐부(320)를 동작시켜 배출홀(311)을 개방시켜 조석 재현부(300)의 물을 유속 측정부(400)로 이동시킨다.
또한, 중앙 제어부(70)는 솔레노이드 밸브(31 및 32)를 제어함으로써, 조석 재현부(300)에서 유속 측정부(400)로 물의 이동에 따른 자유표면 발생부(200) 및 조석 재현부(300)의 급격한 수위 하강을 방지할 수 있다.
또한, 조석 재현부(300)에서 유속 측정부(400)로 물의 이동 외에, 유속 측정부(400)의 수위가 일정 수위가 되면, 중앙 제어부(70)는 개폐부(320)를 동작시켜 배출홀(311)을 차단시키고, 자유표면 발생부(200)의 하단에 연결된 물 배출관(50)을 통해 공급된 물을 물 저장수조(10)로 배출시켜, 자유표면 발생부(200) 및 조석 재현부(400)의 수위를 낮출 수 있다.
이때, 조석 재현부(400)의 수위가 설정된 수위로 낮아지면, 중앙 제어부(70)는 개폐부(320)를 동작시켜 배출홀(311)을 개방시키고, 유속 측정부(400)와 조석 재현부(300)의 수위 차에 의해 유속 측정부(400)에 공급된 물이 조석 재현부(300)로 이동될 수 있다. 유속 센서(330)에서는 조석 재현부(300)로 이동되는 물의 유속을 측정하여 중앙 제어부(70)에 제공한다.
상기와 같이, 본 발명에 따르면 해양항만용 조석 실험 수조를 구현함으로써, 해수 교환형 방파제 등의 해양 구조물을 통해 유출입되는 해수의 흐름 등의 데이터를 측정하고, 측정된 데이터에 근거하여 해양 구조물에서의 신재생에너지 발전 장치의 실현 가능성 및 설계 요소들에 대한 기본적인 정보를 예측할 수 있는 특징이 있다.
상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1 : 해양항만용 조석 실험 수조
10 : 물 저장수조 20 : 조석 재현수조
21 : 상단 수평 프레임 21' : 하단 수평 프레임
22 : 상단 수직 프레임 22' : 하단 수직 프레임
23 : 수직 프레임
24 : 몸체부 25 : 벽면
26 : 유입홀 27 : 유출홀
28 : 제 1 지지 프레임 29 : 제 2 지지 프레임
30 : 물 공급관 31, 32 : 솔레노이드 밸브
33 : 릴리프 밸브 40 : 메인펌프
50 : 물 배출관 51, 52 : 솔레노이드 밸브
60 : 수위 센서 70 : 중앙 제어부
80 : 바이패스관
200 : 자유표면 발생부 210 : 제 1 분리판
211 : 지지부재 220 : 자유표면 발생부재
300 : 조석 재현부 310 : 제 2 분리판
311 : 배출홀 320 : 개폐부
321 : 가이드 부재 322 : 개폐 부재
330 : 유속 센서 340 : 실린더
350 : 안내홈 360 : 가이드부
400 : 유속 측정부 500 : 고정좌

Claims (8)

  1. 물을 저장하는 물 저장수조;
    조석현상을 재현시키는 조석 재현수조;
    일단이 상기 물 저장수조에 연결되고, 타단이 상기 조석 재현수조에 연결되어 상기 물 저장수조에 저장된 물을 상기 조석 재현수조에 공급하는 물 공급관;
    상기 물 공급관을 통해 상기 물 저장수조에서 상기 조석 재현수조로 물을 공급시키는 메인펌프;
    상기 조석 재현수조에 장착되어 공급되는 물의 수위를 측정하는 수위 센서; 및
    상기 수위 센서 및 메인펌프와 전기적으로 연결되고, 상기 수위 센서에서 측정되는 물의 수위에 따라 공급되는 물의 양을 조절하도록 상기 메인펌프를 제어하는 중앙 제어부;를 포함하고,
    상기 조석 재현수조는,
    자유표면 발생부재가 삽입되어 상기 물 공급관을 통해 공급된 물을 자유표면효과(Free Surface Effects)를 이용하여 배출하는 자유표면 발생부;
    상기 자유표면 발생부와 연접하고, 상기 자유표면 발생부에서 배출되는 물에 의해 조석현상을 재현시키는 조석 재현부; 및
    상기 조석 재현부와 연접하고, 상기 조석 재현부에서 배출되는 물의 유속을 측정하는 유속 측정부;를 포함하며,
    상기 자유표면 발생부와 상기 조석 재현부는 제 1 분리판으로 구분되고,
    상기 조석 재현부와 상기 유속 측정부는 제 2 분리판으로 구분되며,
    상기 제 1 분리판은 상단이 상기 조석 재현수조의 높이와 동일하고 하단이 상기 조석 재현수조의 바닥면과 일정간격 이격되어 배치되고,
    상기 제 2 분리판은 하단에 안내홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 해양항만용 조석 실험 수조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 분리판은,
    상기 안내홈에 삽입 장착되며, 중앙에 배출홀이 형성되고 양 측단에 가이드 부재가 구비되는 가이드부;
    상기 가이드부에 장착되어 배출홀을 개폐시키는 개폐부; 및
    개방된 상기 배출홀을 통해 흐르는 물의 유속을 측정하는 유속센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양항만용 조석 실험 수조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 물 공급관의 타단 측에 설치되는 릴리프 밸브; 및
    일단이 상기 릴리프 밸브에 연결되고, 타단이 상기 물 저장수조에 연결되는 바이패스관;을 포함하고,
    상기 중앙 제어부는 상기 수위 센서에서 측정되는 상기 조석 재현수조의 수위에 따라, 상기 릴리프 밸브를 제어하여 상기 물 공급관을 통해 공급되는 물을 상기 바이패스관으로 유도하여 상기 물 저장수조에 재유입시키는 것을 특징으로 하는 해양항만용 조석 실험 수조.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 개폐부는,
    상기 가이드 부재에 장착되어 상하 방향으로 슬라이드 이동되어 상기 배출홀을 개폐하는 개폐 부재; 및
    상기 개폐 부재에 연결되고, 상기 중앙 제어부의 제어신호에 의해 상기 개폐 부재를 상하방향으로 이동시키는 실린더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양항만용 조석 실험 수조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 물 저장수조와 상기 조석 재현수조를 연결하고, 상기 조석 재현수조에 공급된 물을 상기 물 저장수조로 배출하는 물 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 해양항만용 조석 실험 수조.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 자유표면 발생부재는, 다수의 홀이 형성된 망사부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해양항만용 조석 실험 수조.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 자유표면 발생부재는, 스펀지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해양항만용 조석 실험 수조.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 조석 재현수조는, 투명 아크릴 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해양항만용 조석 실험 수조.
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