KR101131427B1 - 수중구조물 설치용 조립체 및 수중구조물 운반 및 설치 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 적어도 상부가 개방된 부력재 장착공간이 형성되며, 상기 부력재 장착공간으로 물이 유입되도록 물 유입로가 형성되며, 수중 바닥면에 설치되기 위한 수중구조물 ; 상기 수중구조물이 물에서 가라앉은 것을 방지하기 위하여 상기 부력재 장착공간에 장착되는 부력재 ; 상기 부력재를 상기 수중구조물에 탈착가능하게 고정시키는 부력재 고정부재 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 이에 의하여 수중구조물의 운반시 바지선 등을 필요로 하지 않고 안전하게 운반할 수 있으며, 아울러 수중구조물의 설치시 수중구조물의 리프팅을 위한 크레인 등이 불필요하게 되어 수중구조물의 설치 작업이 간편하고 안전하게 된다.

Description

수중구조물 설치용 조립체 및 수중구조물 운반 및 설치 공법{Assembly for Installing Underwater structure, Method for Installing and Transporting of Underwater structure}

본 발명은 해저면 등의 수중 바닥면에 설치되는 인공어초, 소파블럭 등의 수중구조물을 운반 및 설치하기 위한 공법 및 그 수중구조물 설치용 조립체에 관한 것이다.

통상적으로 인공어초 등의 수중구조물은 수중 바닥면에 설치된다. 이와 같은 수중구조물을 해저면에 설치하기 위한 일반적인 방법은, 육상에서 제작한 철재 혹은 콘크리트재 인공어초를 바지선에 선적한 후, 인공어초가 선적된 바지선을 설치 지점까지 예인한 후 바지선에 마련된 크레인 등에 의하여 인공어초를 해상 투하하여 인공어초 등의 수중구조물을 해저면에 설치하게 된다.

이와 같은 수중구조물의 설치 공법은 수중구조물이 작은 크기일 경우는 별 문제가 되지 않으나 수중구조물이 대형화될 경우 적절한 바지선을 구하는 것이 용 이하지 않으며, 아울러 해상에서 대형 수중구조물을 해상 투하하는 작업이 용이하지 않다. 경우에 따라 바지선에 장착된 크레인이 대형 수중구조물을 해상투하하기 위하여 수중구조물을 리프팅하는 과정에서 바지선 등이 전복될 우려 또한 있다.

이와 같은 종래 기술과 관련하여 국내 등록특허 제10-0561184호 "해상 거치물과 그 운반수단 및 이를 이용한 해상 거치방법"이 제안된 바 있다. 그러나 상기 종래 기술 또한 바지선을 이용하여 수중구조물을 운반한다는 점에서 종래의 기술들과 큰 차이가 없다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 수중구조물의 설치시 바지선 등을 필요로 하지 않으며, 아울러 해상투하를 위한 크레인의 리프팅 작업이 불필요한 수중구조물 운반 및 설치 공법을 제공하고자 한다.

상기 및 이하에서 수중구조물로서 인공어초를 예시하여 설명하나, 수중구조물이란 수중 바닥면, 특히 해저면에 설치되는 모든 구조물을 칭하는 것으로서 인공어초에 한정되는 것이 아니다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 적어도 상부가 개방된 부력재 장착공간이 형성되며, 상기 부력재 장착공간으로 물이 유입되도록 물 유입로가 형성되며, 수중 바닥면에 설치되기 위한 수중구조물 ; 상기 수중구조물이 물에서 가라앉은 것을 방지하기 위하여 상기 부력재 장착공간에 장착되는 부력재 ; 상기 부력재를 상기 수중구조물에 탈착가능하게 고정시키는 부력재 고정부재 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중구조물 설치용 조립체를 제공한다.

상기에 있어서, 상기 부력재는 부력의 조절이 가능한 것인 것일 수 있다.

본 발명의 다른 사상으로서, 수중 바닥면에 설치되기 위한 수중구조물을 육 상에서 제작한 후 상기 수중구조물에 부력재를 장착하여, 상기 부력재에 의하여 상기 수중구조물이 물에 뜬 상태에서 상기 수중구조물을 설치 지점으로 예인한 후, 설치 지점으로 예인된 상기 수중구조물이 상기 부력재로부터 받는 부력을 감소시킴으로써 상기 수중구조물을 수중 바닥면에 가라앉히되, 상기 수중구조물에 장착된 상기 부력재의 장착을 해제하여 부력에 의하여 상기 부력재가 수면으로 부상하면서 상기 수중구조물로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 수중구조물 운반 및 설치 공법을 제안한다.

상기에 있어서, 상기 수중구조물에 장착된 상기 부력재의 장착을 해제하여 상기 부력재가 상기 수중구조물로 분리되는 동시에 상기 수중구조물을 수중 바닥면으로 가라앉히는 것일 수 있다.

상기에 있어서, 상기 부력재는 부력의 조절이 가능한 것이며, 상기 수중구조물에 장착된 상기 부력재의 부력을 감소시켜 상기 수중구조물을 수중 바닥면에 서서히 가라앉히되, 상기 수중구조물이 수중 바닥면에 가라앉은 후 상기 부력재의 상기 수중구조물에의 장착을 해제하여 상기 부력재를 수면으로 부상시키는 것일 수 있다.

상기에 있어서, 상기 수면으로 부상된 부력재를 회수할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의하여 수중구조물의 운반시 바지선 등을 필요로 하지 않고 안전하게 운반할 수 있으며, 아울러 수중구조물의 설치시 수중구조물의 리 프팅을 위한 크레인 등이 불필요하게 되어 수중구조물의 설치 작업이 간편하고 안전하게 된다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 내부 일부를 은선으로 도시한 본 발명에 의한 일 실시예의 수중구조물 설치용 조립체를 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1의 주요부 분리 사시도이며, 도 3은 도 1의 외관 사시도이며, 도 4는 본 발명에 의한 수중구조물 운반 및 설치 순서도이다.

본 실시예의 수중구조물 설치용 조립체(100)는 수중구조물(200), 부력재(300), 부력재 고정부재(400)로서 이루어진다.

수중구조물(200)에는 부력재 장착공간(210)이 적어도 하나 이상 형성된다.

아울러 부력재 장착공간(210)의 상부는 개방되어 있다. 이는 부력재 장착공간(210)에 장착된 부력재(300)가 부력재 고정부재(400)에 의하여 수중구조물(200)에 고정되지 않는 상태로 변화될 때, 부력재(300)가 부력에 의하여 부력재 장착공간(210)의 개방된 상부를 통하여 부상하면서 수중구조물(200)로부터 이탈될 수 있도록 하기 위함이다.

또한 수중구조물(200)은 부력재 장착공간(210)으로 물이 유입될 수 있도록 다수의 물 유입로(220)가 형성되어 있다.

따라서 수중구조물(200)이 수면에 위치한다면 물 유입로(220)를 통하여 부력재 장착공간(210)으로 물이 유입될 수 있다. 즉, 수중구조물(200)은 부력재(300)가 없다는 전제하에서는 당연히 수중으로 가라앉는 구조를 가진다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 수중구조물(200)에 형성된 부력재 장착공간(210)은 상부 및 하부가 개방되며 수직으로 형성된 공간이며, 수중구조물(200)에 형성된 물 유입로(220)는 수평 방향으로 형성되며 부력재 장착공간(210)과 연통되는 통로이다. 그러나 이러한 형태의 수중구조물(200)은 하나의 예에 불과하며, 수중구조물(200)의 형태는 다양하게 변형될 수 있다.

한편, 수중구조물(200)에는 부력재(300)가 탈착가능하게 고정될 수 있다.

부력재(300)는 물의 부력을 받아 수면으로 부상할 수 있으면 어떠한 것이든지 적용될 수 있으며, 예컨대 내부가 비어 있는 구조를 가지면서 부력을 받도록 설계되거나(빈 드럼통 등) 혹은 내부가 물보다 비중이 낮은 재질로 채워지거나 혹은 물보다 비중이 낮은 재질로만 이루어지진 부력재(발포재 등으로 된 부표, 부자 등 이 부력재로 이용될 수도 있다.)로 설계될 수 있다.

또한 부력재(300)의 형태는 원통형, 사각통형 혹은 구체형 등 다양한 형태로 설계될 수 있다.

도 1 내지 도 3에서는 3개의 부력재가 하나의 조를 이루도록 되어 있으며, 다수의 조로 된 부력재(300)가 수중구조물(200)에 장착될 수 있도록 되어 있다.

이러한 부력재(300)는 수중구조물(200)의 부력재 장착공간(210)에 장착되어 물로부터 받는 부력에 의하여 수중구조물(200)이 물에서 가라앉는 것을 방지할 수 있다. 즉, 수중구조물(200)에 부력재(300)가 장착되어 있다면 수중구조물(200)은 물에서 뜰 수 있는 상태가 된다.

또한 부력재(300)는 부력재 장착공간(210)의 개방된 상부로 이탈하는 것이 가능하다.

이와 같은 부력재(300)를 수중구조물(200)에 탈착가능하게 고정하기 위하여 부력재 고정부재(400)가 마련된다.

본 실시예에서는 3개로 조를 이룬 부력재의 양단에 밧줄 등이 마련되도록 하고, 그 밧줄의 끝단이 수중구조물(200)에 마련된 고정고리에 체결되도록 되어 있다.

그러나 이와 같은 부력재 고정부재(400)의 형태는 다양하게 변형될 수 있다.

이와 같은 수중구조물 설치용 조립체(100)를 이용하는 방법을 도 4를 참고하여 설명한다.

도 4의 (a)와 같이 수중 바닥면에 설치되기 위한 수중구조물(200)을 육상에서 제작한다. 아울러 육상에서 제작된 수중구조물(200)에 부력재 고정부재(400)에 의하여 부력재(300)를 고정 장착하여 수중구조물 설치용 조립체(100)를 형성하게 한다.

이와 같이 수중구조물 설치용 조립체(100)가 준비되면, 크레인 등을 이용하여 수중구조물 설치용 조립체(100)를 수면으로 이동시킨다. 이때 수중구조물 설치용 조립체(100)는 부력재(300)에 의하여 물에 뜬 상태를 유지한다.

이후 도 4의 (b)와 같이 예인선 등을 이용하여 수중구조물 설치용 조립체(100)를 설치 지점으로 예인한다. 이때 수중구조물 설치용 조립체(100)는 부력재(300)에 의하여 물에 뜬 상태에서 예인될 수 있다. 수중구조물 설치용 조립체(100)가 어느 정도의 깊이로 물에 뜰 것인지는 부력재(300) 및 수중 구조물(200)의 형태와 부피, 무게 등에 의하여 달라질 수 있다.

도 4의 (c)와 같이 수중구조물 설치용 조립체(100)를 설치 지점으로 예인하는 작업이 완료되면, 예인선과 수중구조물 설치용 조립체(100)의 연결 상태를 해제시키며, 아울러 부력재 고정부재(400)에 의한 부력재(300)의 수중구조물(200)에의 장착 상태를 해제한다. 즉 본 실시예에서는 부력재 고정부재(400)를 수중구조물(200)에 마련된 고정고리로부터 이탈되도록 한다. 그럼에도 불구하고 부력재 고정부재(400)는 부력재(300)에 연결되어 있는 상태를 유지한다.

이와 같이 부력재(300)의 장착 상태가 해제되면, 수중구조물(200)은 그 자중에 의하여 수중 바닥면으로 가라앉게 되며, 아울러 부력재(300)는 부력재 장착공간(210)의 개방된 상부를 통하여 수면으로 조금 부상하면서 부력재(300)가 수중구조물(200)로부터 분리되어 도 4의 (d)와 같은 상태가 된다.

물론 부력재(300)와 함께 부력재 고정부재(400) 또한 수면으로 부상되어 있는 상태이다.

이때 수면에 부상되어 있는 부력재(300)와 이에 딸린 부력재 고정부재(400)는 회수하여 재사용할 수 있다.

한편, 수중구조물(200)을 수중바닥면에 가라앉히기 위하여 모든 부력재(300)를 동시에 수중구조물(200)로부터 이탈시킬 수도 있지만, 다수의 부력재(300) 중 일부만을 수중구조물(200)로부터 이탈시킬 수도 있다.

이러한 공법은 수중구조물(200)이 매우 천천히 수중바닥면에 가라앉도록 하여, 낙하 충격으로 인한 수중구조물(200)의 파손을 방지할 수 있다.

즉, 수중구조물(200)이 물에 가라앉지 않도록 하기 위하여 100개의 부력재가 필요하다면, 그중 10개의 부력재(300)만을 분리시키는 경우에도 수중구조물(200)은 나머지 90개의 부력재(300)가 장착된 상태에서 물에 서서히 가라앉게 된다.

물론 수중구조물(200)이 수중 바닥면에 가라앉은 후 90개의 부력재(300)의 장착을 해제시키면 90개의 부력재(300) 또한 수면으로 부상되어 회수될 수 있다.

이와 같이 부력재(300)의 갯수, 엄밀히는 수중구조물(200)이 부력재(300)를 통하여 받는 부력을 일부 감소시킴으로써 수중구조물(200)이 수중에서 서서히 낙하되도록 하여 수중구조물(200)의 파손 등을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명에 의한 다른 실시예인 수중구조물 설치용 조립체의 사시도이며, 도 6은 도 5의 분리 사시도이며, 도 7은 도 5의 개념 단면도이다.

본 실시예의 부력재(300)는 부력의 조절이 가능한 것이다.

또한 본 실시예의 부력재(300)는 매우 큰 형태이며, 이에 따라서 수중 구조물(200)에는 매우 큰 부력재 장착공간(210)이 형성되며, 부력재 장착공간(210)으로 물이 유입될 수 있는 물 유입로(220)가 다수 형성되어 있다.

부력재(300)의 부력 조절을 위하여 부력재(300)는 내부가 비어 있는 통 형태 즉 내부가 기체로 충전된 통 형태이며, 상부에 마련되며 배기밸브(301a)가 구비된 배기구(301)와, 하부에 마련되어 유출입 밸브(302a)가 구비된 해수유출입구(302)와, 가스 유입밸브(303a)를 사이에 두고 압축가스 내지 액화가스가 저장된 가스저장탱크(303) 등이 연결되어 있다.

이와 같은 부력재(300)는 경우에 따라 배기밸브(301a)를 개방한 상태에서 유출입 밸브(302a)를 개방하면 해수유출입구(302)를 통하여 부력재(300) 내부로 해수 등이 유입되어 부력재(300)의 부력을 감소시킬 수 있다.

또한 경우에 따라 배기밸브(301a)를 폐쇄한 상태에서 유출입 밸브(302a)를 개방하는 동시에 가스 유입밸브(303a)를 개방하여 가스저장탱크(303)의 가스가 부력재(300) 내부로 유입되고, 이에 의하여 부력재(300) 내부의 가스 압력이 상승하면서 가스가 팽창되어, 이에 따라 내부로 들어온 해수가 해수유출입구(302)를 통하여 외부로 배출되어 부력재(300)의 부력을 증가시킬 수 있다.

본 실시예의 부력재 고정부재(400)는 앞서의 실시예와 그 형태가 상이하지만 실질적으로 동일하다고 보아야 한다.

이와 같은 수중구조물 설치용 조립체(100)는 부력재(300) 내부가 비어 있는 상태에서 수중구조물 설치용 조립체(100)를 운반하게 되며, 설치 지점까지 예인된 후 부력재(300)의 부력을 낮춤으로써 즉 부력재(300) 내부로 해수가 일부 유입되도록 하여 수중구조물 설치용 조립체(100) 전체가 서서히 수중 바닥면에 가라앉게 할 수 있다.

수중 구조물 설치용 조립체(100)가 수중 바닥면에 가라앉은 상태에서 부력재(300)를 이탈시키기 위하여 부력재(300)의 부력을 더욱 낮출 필요가 있다. 왜냐하면 비록 수중 구조물 설치용 조립체(100)는 수중 바닥면에 가라앉은 상태이지만 이 상태에서도 부력재(300)가 받는 부력은 매우 크기 때문에 이 상태에서 부력재(300)를 이탈시키면 부력재(300)의 급격한 부상으로 안전사고를 유발할 수 있기 때문이다.

이와 같이 부력재(300)의 급격한 이탈을 방지하기 위하여 부력재(300)에 해수를 조금 더 유입시킨 후 부력재 고정부재(400)를 수중구조물(100)로부터 이탈시켜 부력재(300)가 부상되도록 한다.

이때 부력재(300)의 세밀한 부력 조정을 위하여 가스저장탱크(303)에 저장된 고압가스 내지 액체가스를 부력재(300)로 공급하여 부력재(300) 내부로 유입된 해수를 일부 배출시킬 수도 있다.

한편, 상기와 같은 부력재(300)는 대형으로 제작되며, 파손되어 내부에 저절 로 물이 찰 경우 저절로 가라앉아 대형 사고를 불러일으킬 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 부력재(300)의 외부에 보조 부력재를 연결하여 사용하거나 혹은 부력재(300)의 내부에 보조 부력재를 넣어서 사용하여 부력재(300)가 파손에 의해 물이 차는 경우에도 보조 부력재에 의하여 부력재(300)가 가라앉는 것을 예방할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 내부 일부를 은선으로 도시한 본 발명에 의한 일 실시예의 수중구조물 설치용 조립체를 도시한 사시도,

도 2는 도 1의 주요부 분리 사시도,

도 3은 도 1의 외관 사시도,

도 4는 본 발명에 의한 수중구조물 운반 및 설치 순서도,

도 5는 본 발명에 의한 다른 실시예인 수중구조물 설치용 조립체의 사시도,

도 6은 도 5의 분리 사시도,

도 7은 도 5의 개념 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 수중구조물 설치용 조립체 200 : 수중구조물

210 : 부력재 장착공간 220 : 물 유입로

300 : 부력재

400 : 부력재 고정부재

Claims (6)

1. 적어도 상부가 개방된 부력재 장착공간이 형성되며, 상기 부력재 장착공간으로 물이 유입되도록 물 유입로가 형성되며, 수중 바닥면에 설치되기 위한 수중구조물 ;

   상기 수중구조물이 물에서 가라앉은 것을 방지하기 위하여 상기 부력재 장착공간에 장착되는 부력재 ;

   상기 부력재를 상기 수중구조물에 탈착가능하게 고정시키는 부력재 고정부재 ;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중구조물 설치용 조립체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 부력재는 부력의 조절이 가능한 것인 것을 특징으로 하는 수중구조물 설치용 조립체.
3. 적어도 상부가 개방된 부력재 장착공간이 형성되며, 상기 부력재 장착공간으로 물이 유입되도록 물 유입로가 형성되며, 수중 바닥면에 설치되기 위한 수중구조물을 육상에서 제작한 후 ;

   상기 수중구조물이 물에서 가라앉는 것을 방지하기 위하여 상기 수중구조물의 상기 부력재 장착공간에 부력재를 장착한 후 ;

   상기 부력재에 의하여 상기 수중구조물이 물에 뜬 상태에서 상기 수중구조물을 설치 지점으로 예인한 후 ;

   설치 지점으로 예인된 상기 수중구조물이 상기 부력재로부터 받는 부력을 감소시킴으로써 상기 수중구조물을 수중 바닥면에 가라앉히되, 상기 수중구조물에 장착된 상기 부력재의 장착을 해제하여 부력에 의하여 상기 부력재가 수면으로 부상하면서 상기 수중구조물로부터 분리되는 것 ;

   을 특징으로 하는 수중구조물 운반 및 설치 공법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 수중구조물에 장착된 상기 부력재의 장착을 해제하여 상기 부력재가 상기 수중구조물로 분리되는 동시에 상기 수중구조물을 수중 바닥면으로 가라앉히는 것을 특징으로 하는 수중구조물 운반 및 설치 공법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 부력재는 부력의 조절이 가능한 것이며,

   상기 수중구조물에 장착된 상기 부력재의 부력을 감소시켜 상기 수중구조물을 수중 바닥면에 서서히 가라앉히되, 상기 수중구조물이 수중 바닥면에 가라앉은 후 상기 부력재의 상기 수중구조물에의 장착을 해제하여 상기 부력재를 수면으로 부상시키는 것을 특징으로 하는 수중구조물 운반 및 설치 공법.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 수면으로 부상된 부력재를 회수하는 것을 특징으로 하는 수중구조물 운반 및 설치 공법.

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