KR101291100B1 - 선박용 보강재 및 그 설치방법 - Google Patents

Abstract

선박용 보강재가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 선박용 보강재는 하중을 지지하는 블럭; 상기 블럭의 하측에 밀착 배치되고, 상기 블럭과 상이한 재질로 이루어진 보강재; 상기 블럭과 보강재 사이에 배치되고, 상기 블럭과 보강재를 상호 간에 접착시키는 접착층; 및 상기 보강재에 설치되고 상기 접착층의 두께를 일정하게 유지 가능하게 하는 유지 부재를 포함한다.

Description

선박용 보강재 및 그 설치방법{STIFFEENER FOR SHIP AND INSTALLING METHOD THEREOF}

본 발명은 보강재에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 선박용 보강재에 관한 것이다.

일반적으로 선박은 소정의 크기를 가지는 블럭(Block)이 단위체로 이루어지며, 상기 블럭에는 다수개의 보강재(Stiffemer)가 소정의 간격을 가지며 배치된다.

상기 보강재는 통상적으로 상기 블럭과 동일 재질로 이루어진 강재를 사용하여 보강을 실시하며, 상기 블록에 보강재가 설치되면서 무게가 수십 톤에 이르게 된다.

보강재가 설치된 블럭은 강도와 강성은 우수하나, 비중이 높은 문제점이 있어서, 상기 선박의 모든 부분에 강재를 사용할 경우 선박의 총 무게를 증가시킴으로써 선박 운항시 불필요하게 연료 소모량을 증가시키고, 동력 장치 계통의 요구 사양이 까다로워질 수 있다.

또한, 상기 선박으로 항해를 실시할 경우에 이산화탄소의 배출 증가로 인해 환경 오염을 가중시킬 수 있다.

이를 해결하기 위해 대한민국 공개특허 10-2010-0034788에 선박 구조물에 대한 보강재가 개시되었으며, 상기 보강재를 이용하여 보와 기둥 또는 벽체 사이의 결합 모서리부에 설치하고, 구조물에서 발생하는 응력에 대한 변형을 방지하고자 하였다.

그러나 상기 보강재 또한 강도와 강성은 우수하나 스틸 재질로 이루어짐으로써 선박의 무게를 증가시킬 수 있고, 용접 방식에 의해서만 구조물과 고정되는 한계성이 유발되었다.

본 발명의 실시예들은 이종 재질을 이용하여 선박의 무게를 저감하고, 하중을 안정적으로 지지할 수 있는 선박용 보강재를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 설치되고, 하중을 지지하는 블럭과; 상기 블럭의 하측에 밀착 배치되고, 상기 블럭과 상이한 재질로 이루어진 보강재와; 상기 블럭과 보강재 사이에 배치되고, 상기 블럭과 보강재를 상호 간에 접착시키는 접착층; 및 상기 보강재에 설치되고, 상기 접착층의 두께를 일정하게 유지 가능하게 하는 유지 부재를 포함한다.

상기 블럭은 금속으로 이루어지고, 상기 보강재는 비 금속으로 이루어질 수 있다.

상기 유지 부재는 보강재의 상면 외측으로 돌출 배치될 수 있다.

상기 유지 부재는 삼각, 원형 또는 반원 단면 중의 어느 한 단면을 가질 수 있다.

상기 유지 부재는 보강재와 일체로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 블럭은 상기 접착층이 경화되기까지 상기 보강재를 소정의 체결력으로 밀착 유지시킬 수 있다.

상기 체결 부재는 블럭에 용접 설치될 수 있다.

상기 체결 부재는 보강재의 길이 방향을 따라서 동일 간격으로 이격 배치될 수 있다.

상기 보강재는 블럭의 하측에 횡으로 배치되고, 상면에 접착층이 도포되는 제1 보강재와, 상기 제1 보강재의 하측에 배치되고, 수직 하중을 지지하는 제2 보강재와; 상기 제2 보강재의 하측에 횡으로 배치되는 제3 보강재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 선박의 무게를 감소시킴으로써, 선박의 경량화를 도모하고 이를 통해 선박의 운항에 따른 연료 소모량을 감소시키며, 이산화 탄소의 배출을 현저하게 저감시킴으로써 친환경 선박을 지향할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 현장에서 작업자의 작업성이 향상되고, 접착두께가 일정하게 유지되어 구조적으로도 안정적인 블럭을 생산할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 선박용 보강재를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 의한 선박용 보강재의 일 실시예를 도시한 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 선박용 보강재의 다른 실시예를 도시한 분해 사시도.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 의한 선박용 보강재에 구비된 유지 부재의 다양한 실시예를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명에 의한 선박용 보강재의 또 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명에 의한 선박용 보강재의 설치과정을 도시한 도면.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 보강재에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 도 1은 본 발명에 의한 선박용 보강재를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 의한 선박용 보강재의 일 실시예를 도시한 분해 사시도이다.

첨부된 도 1 내지 도 2을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 선박용 보강재(1)는 하중을 지지하는 블럭(100)과, 상기 블럭(100)의 하측에 밀착되는 보강재(200)와, 상기 블럭(100)과 보강재(200)를 상호간에 접착시키는 접착층(300) 및 상기 접착층(300)의 두께를 일정하게 유지 가능하게 하는 유지부재(400)를 포함한다.

블럭(100)은 소정의 크기와 두께로 이루어지며, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 플레이트(Plate) 형태로 상기 블럭(100)을 도시하였으나, 상기 형상과 구조에 반드시 한정되지는 않으며, 선박의 레이아웃에 맞추어 변형될 수 있음을 밝혀둔다. 또한 도 2에 도시된 블럭(100)은 설명의 편의를 위해 접착층(300)과 대응되는 크기로 도시하였다.

보강재(200)는 블럭(100)의 하측에 다수개가 밀착될 수 있으며, 본 실시예에서는 일 예로 아이 빔(I-Beam) 형태로 도시하였으나 상기 형상으로 반드시 한정하지 않는다.

보강재(200)는 상기 블럭(100)과 상이한 재질로 이루어질 수 있으며, 선박의 사양 또는 현장 상황에 따라서 서로 다른 길이를 가질 수 있다.

보강재(200)는 유리섬유강화플라스틱(FRP)(Fiberglass Reinforced Plastic) 또는 고분자재료가 사용될 수 있으며 이와 유사한 성질 및 특성을 가지는 소재가 선택적으로 사용될 수 있으며 경량화를 위해 금속을 제외한 비 금속으로 이루어질 수 있다.

보강재(200)는 블럭(100)의 하측에 배치되는 제1 보강재(210)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 보강재(210)의 하측에 상기 제 1보강재(210)와 수직하게 배치되고, 블럭(100)의 수직 하중을 지지하는 제2 보강재(220)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1보강재(210)와 평행하게 상기 제2 보강재(220)의 하측에 배치되는 제3 보강재(230)를 더 포함할 수 있다.

상기 제1,2,3 보강재(210,220,230)는 모두 동일한 두께를 가지는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며 상기 제2 보강재(220)가 제1,3 보강재(210,230)에 비해 상대적으로 두꺼운 두께로 이루어진다. 왜냐하면, 블럭(100)에 가해지는 수직 하중에 대한 지지력을 보다 보강하기 위해서이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 접착층에 대해 설명한다.

접착층(300)은 블럭(100)과 보강재(200)를 상호 간에 접착시키기 위해 상기 블럭(100)과 보강재(200) 사이에 형성된다. 접착층(300)은 폴리우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 또는 아크릴계 접착제 중의 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 경우에 따라서는 필름형 접착제 또는 접착 테잎을 사용하는 것도 가능하다.

또한 접착층(300)은 보강재(200)의 상면 전체에 소정의 두께로 도포될 수 있다.

접착층(300)에 도포되는 접착제는 폴리우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 또는 아크릴계 접착제 중의 어느 하나가 선택적으로 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 보강재(200)는 접착층(300)의 두께를 일정하게 유지 가능하게 하는 유지 부재(400)를 더 포함할 수 있다.

상기 유지 부재(400)는 보강재(200)의 상면 외측으로 돌출 형성되고, 삼각형, 원형 또는 반원 단면 중의 어느 한 단면으로 이루어지나, 상기 형상으로 반드시 한정하지 않는다.

유지부재(400)는 상기 보강재(200)의 상면에 위치되므로, 상기 유지 부재(400)에 용이하게 설치하기 위해 동일 재질로 이루어지는 것이 바람직하나 반드시 한정하지는 않는다.

유지 부재(400)는 보강재(200)의 길이 방향을 따라 복수개가 각각 이격 설치될 수 있으며, 가로 방향 또는 대각선 방향에 설치되는 것도 가능할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 선박용 보강재의 구성을 첨부된 도 3을 참조하여 설명한다.

선박용 보강재(1')는 블럭(100)과, 보강재(200)와, 접착층(300) 및 유지부재(400)의 구성은 동일하고, 블럭(100)의 하면 길이 방향을 따라서 동일 간격으로 배치된 다수개의 체결 부재(110)를 더 포함하여 구성된다.

체결 부재(110)는 볼트(110a)와 너트(110b)의 조합으로 이루어질 수 있으나, 이에 반드시 한정되지는 않는다.

체결 부재(110)는 접착층(300)에 의해 접합되는 블럭(100)과 보강재(200)의 결합 상태 또는 체결에 따른 가압력을 유지하기 위해 구비되며, 상기 블럭(100)과 보강재(200)를 상호 간에 동일한 체결력으로 체결 유지시킴으로써, 상기 접착층(300)의 두께를 균일하게 형성할 수 있다.

체결 부재(110)는 보강재(200)의 상면을 기준으로 유지부재(400)의 좌, 우측에 각각 구비된다.

체결 부재(110)를 설치하는 이유는 보강재(200)의 측면에서 균열이 발생될 가능성이 높기 때문에, 상기 보강재(200)의 측면 위치에 체결 부재(110)를 설치하여 상기 보강재(200)의 균열을 방지하기 위해서이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 선박용 보강재에 구비된 유지 부재의 다양한 실시예에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 4를 참조하면, 유지 부재(400)는 앞서 설명한 바와 같이, 다양한 형상을 가질 수 있으며, 상기 유지 부재(400)가 접착층(300)과 접촉되는 접촉 면적이 최대로 유지 가능한 단면으로 이루어지는 것이 접착층(300)에 보다 안정적으로 밀착된 상태가 유지될 수 있다.

예를 들면 상기 유지 부재(400)가 삼각 단면으로 형성될 수 있으며 경사진 각각의 빗면(402, 404)이 접착층(300)과 접촉 유지됨으로써 상기 블럭(100)과 보강재(200)의 접합 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 유지 부재에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 5를 참조하면, 유지 부재(400)는 반원 단면으로 이루어짐으로써, 라운드진 외주면과 접촉 유지되는 접착층(300)의 접촉 면적이 증가되고, 이로 인해 상기 블럭(100)과 보강재(200)의 접합 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 유지 부재에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 6을 참조하면, 유지 부재(400)는 원형 단면으로 이루어짐으로써, 접착층(300)이 상기 원형 단면의 외주면과 접촉 유지되면서 상기 접착층(300)과의 접촉 면적이 증가될 수 있다.

본 발명에 의한 선박용 보강재에 구비된 체결 부재의 다른 실시예에 의한 구성에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 7을 참조하면, 선박용 보강재(1')는 블럭(100)의 하측에 볼트(110a)와 너트(110b)의 조합으로 이루어지고, 상기 볼트(110a)의 상부에 걸림편(110c)이 구비된 체결 부재(110)가 설치된다.

걸림편(110c)은 상기 블럭(100)에 용접된 볼트(110a)가 홀(202)에 결합될 때, 접착층(300)의 상부에 걸림 유지되면서 접착층(300)의 두께를 일정하게 유지할 수 있다.

본 실시예에서는 유지부재(400)가 보강재(200)에 설치된 것을 예를 들어 설명하고 있지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

또한 유지부재(400)가 보강재(1)와 이종 재질이고, 블럭(100)와 동일 재질일 경우에는 상기 유지부재(400)가 블럭(100)에 용접 설치될 수도 있다.

또한, 상기 블럭(100), 유지부재(400) 및 보강재(200)가 모두 이종 재질인 경우에는 상기 유지 부재(400)가 단순히 보강재(200)에 위치될 수 있음을 밝혀둔다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 선박용 보강재의 설치 과정에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 설명에 앞서 보강재(200)는 압출 성형 방식을 사용하여 성형하거나, 인발 성형 방식을 이용하여 성형을 실시한다.

첨부된 도 8을 참조하면, 보강재(200)에 구비된 유지 부재(400)는 상기 보강재(200)와 일체로 성형하는 것이 바람직하나, 별도의 성형품으로 제작한 후에 상기 보강재(200)의 상면에 부착시킬 수 있다.

보강재(200)는 유리섬유강화플라스틱(FRP)(fiberglass reinforced plastic) 이 사용되거나, 고분자재료를 이용하여 성형을 실시한다. 상기 유리섬유강화플라스틱의 특성은 이미 공지된 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.

작업자는 블럭(100)에 다수개의 체결 부재(110)를 용접하되, 소정의 간격을 가지며 블럭(100)에 용접할 수 있으며, 특별히 설치 간격 및 갯수가 한정되지는 않는다.

작업자는 상기 볼트(110a)만 용접을 실시하고, 너트(110b)는 보강재(200)의 외측에서 나사 결합을 실시한다. 그리고, 일정량의 접착제를 보강 부재(200)의 상면에 도포하여 접착층(300)을 형성한다. 참고로 접착제는 블록 부재에 도포되는 것도 가능할 수 있다. 접착제는 소정의 점성이 유지되는 것이 바람직하며, 점성이 너무 높거나 낮을 경우에도 접착이 어려울 수 있으므로 접착 전 점성을 확인하고 접착을 실시하는 것이 바람직하다.

작업자는 접착제가 도포된 보강재(200)를 블럭(100) 하부에 위치시킨다. 이때, 볼트(110a)가 제1 보강재(210)에 구비된 홀에 삽입되도록, 상기 보강재(200)의 위치를 조절한다.

작업자는 다수개의 너트(110b)를 상기 볼트(110a)에 나사 결합시켜서, 상기 블럭(100)과 보강재(200) 상호 간에 체결을 유지시킨다.

작업자는 상기 볼트(110a)에 결합되는 너트(110b)의 조임 상태를 선택적으로 조절할 수 있으며, 상기 너트(110b)의 조임 상태에 따라 접착층(300)의 접착 두께를 유도할 수 있다.

바람직하게는 유지 부재(400)의 상면과 블럭(100)의 외주면이 밀착 유지되는 상태 또는 상기 유지 부재(400)의 상면을 소정의 압력으로 가압하는 정도까지 너트(110b)를 조여서 접착층(300)이 보강재(200)에 균일한 두께로 형성되도록 유도한다.

상기한 상태에서 상기 블럭(100)과 보강재(200)를 별도의 외부 하중이 작용하지 않는 상태로 수일간 유지하면, 상기 접착제가 완전히 경화되어 상기 블럭(100)를 안정적으로 보강하게 된다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100 : 블럭
110 : 체결 부재
200 : 보강재
210 : 제1 보강재
220 : 제2 보강재
230 : 제3 보강재
300 : 접착층

Claims (7)

1. 하중을 지지하는 금속재질의 블럭을 준비하는 단계;
   상기 블럭의 하측에 배치되고, 상기 블럭과 상이한 비 금속재질로 이루어진 보강재를 준비하는 단계;
   상기 블럭과 마주하는 상기 보강재의 상면에 소정 높이를 가지는 유지부재를 설치하는 단계;
   상기 보강재와 마주하는 상기 블럭의 하면에 볼트를 용접 결합시키는 단계;
   상기 블럭의 하면 또는 상기 보강재의 상면에 소정 두께로 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 단계;
   상기 블럭의 하면에 결합된 상기 볼트를 대응하는 상기 보강재에 구비된 홀에 삽입시키는 단계;
   상기 홀을 관통하는 상기 볼트에 너트를 체결하고 상기 너트의 체결력을 통해 상기 접착층을 가압함에 의해 상기 접착층이 일정한 두께가 형성되도록 유도하는 단계;
   상기 너트의 체결력을 제외한 별도의 외부하중이 작용하지 않은 상태로 상기 접착층을 경화시키는 단계;를 포함하는 선박용 보강재의 설치방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 유지부재는 상기 블럭의 하면과 선접촉 또는 점접촉 가능한 상단을 가지는 삼각, 원형 및 반원 단면 중 어느 한 단면으로 형성되는 선박용 보강재의 설치방법.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 유지 부재는 상기 보강재의 상면 중앙부 근방에 배치되고, 상기 홀은 상기 보강재의 양측 가장자리 근방에 배치되는 선박용 보강재의 설치방법.
4. 하중을 지지하는 금속재질의 블럭을 준비하는 단계;
   상기 블럭의 하측에 밀착 배치되고, 상기 블럭과 상이한 비 금속재질로 이루어진 보강재를 준비하는 단계;
   나사산이 형성된 볼트와 상기 볼트의 상부에 소정 두께를 가지며 상기 볼트의 단면적보다 확장된 단면적을 갖는 걸림편이 구비된 체결부재를 준비하는 단계;
   상기 보강재와 마주하는 상기 블럭의 하면에 상기 체결부재의 상기 걸림편을 용접 결합시키는 단계;
   상기 블럭의 하면 또는 상기 보강재의 상면에 소정 두께로 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 단계;
   상기 보강재에 구비된 홀에 상기 블럭의 하면에 결합된 상기 볼트를 삽입시키는 단계;
   상기 홀을 관통하는 상기 볼트에 너트를 체결하고 상기 너트의 체결력을 통해 상기 접착층을 가압함에 의해 상기 접착층이 일정한 두께가 형성되도록 유도하는 단계;
   상기 너트의 체결력을 제외한 별도의 외부하중이 작용하지 않은 상태로 상기 접착층을 경화시키는 단계;를 포함하는 선박용 보강재의 설치방법.
5. 하중을 지지하는 금속재질의 블럭;
   상기 블럭의 하측에 배치되며 상기 블록과 상이한 비 금속 재질로 이루어진 보강재;
   상기 블럭의 하면에 용접 결합되며 상기 블럭의 하면 양측 가장자리 근방에서 하부로 연장 형성되는 다수의 볼트;
   상기 다수의 볼트와 대응하는 위치의 상기 보강재의 상면에 관통 형성되며 상기 블럭의 하면에 결합된 상기 다수의 볼트가 각각 삽입되는 다수의 홀;
   상기 블럭과 상기 보강재 사이에 배치되며 상기 블럭과 상기 보강재를 상호 간에 접착시키는 접착층;
   상기 접착층의 두께를 일정하게 유지 가능하도록 상기 블럭과 상기 보강재 사이에 배치되되 상기 보강재의 상면 중앙 근방에서 상면 외측으로 돌출되는 유지부재;를 포함하고,
   상기 접착층은 상기 유지부재를 덮도록 도포되며 상기 다수의 홀을 각각 관통하는 상기 다수의 볼트에 각각 너트를 체결하여 상기 너트의 체결력에 의해 상기 접착층은 균일한 두께를 유지하는 선박용 보강재.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 유지부재는 상기 블럭의 하면과 선접촉 또는 점접촉 가능한 상단을 가지는 삼각, 원형 및 반원 단면 중 어느 한 단면으로 형성되는 선박용 보강재.
7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
   상기 보강재는 I-Beam 형태를 가지는 선박용 보강재.

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