KR101750802B1 - 해양 구조물 - Google Patents

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Abstract

해양 구조물이 제공된다. 본 발명의 일 면(aspect)에 따른 해양 구조물은, 스틸 소재로 형성되는 외부 구조체; 파형 격벽과 상기 파형 격벽에 설치되는 보강부재를 포함하고, 알루미늄 소재로 형성되는 내부 구조체; 및 상기 외부 구조체와 상기 파형 격벽을 볼팅 결합시키는 결합부재를 포함한다.

Description

해양 구조물{Offshore structure}
본 발명은 해양 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이종 재료를 결합하여 제작된 해양 구조물에 관한 것이다.
해양 구조물은 잭업 드릴링 리그, 잭업 리그, 시추선, 바지선, 해양작업선, 해양플렌트 및 액화천연가스-부유식 생산저장설비(LNG-FPSO; Liquefied Natural Gas-Floating Production Storage Offloading) 등을 통칭하는 것으로서, 자항능력을 가지는 선박뿐만 아니라 해양에 설치되는 모든 구조물을 포함한다.
이러한 해양 구조물은 가격이 저렴하고 강도가 높은 스틸(steel) 소재로 형성하는 것이 일반적이다. 그러나, 최근에는, 가볍고 내식성이 우수한 친환경 소재인 알루미늄(aluminium) 소재로 해양 구조물을 제작한다.
한국공개특허 KR 2011-0118281 (2011.10.31)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이종재료의 접합 시 발생하는 부식을 방지할 수 있는 해양 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 면(aspect)에 따른 해양 구조물은 스틸 소재로 형성되는 외부 구조체, 파형 격벽과 상기 파형 격벽에 설치되는 보강부재를 포함하고, 알루미늄 소재로 형성되는 내부 구조체 및 상기 외부 구조체와 상기 파형 격벽을 볼팅 결합시키는 결합부재를 포함한다.
또한, 상기 파형 격벽은 요홈부와 돌출부를 포함하고, 상기 보강부재는, 상기 요홈부에 설치되는 수직부와, 상기 수직부로부터 연장 형성되어 상기 돌출부와 평행하게 위치하는 수평부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 외부 구조체는, 외부 플레이트와, 상기 외부 플레이트로부터 상기 돌출부의 일측으로 연장 형성되는 연결부재를 포함하고, 상기 결합부재는, 상기 연결부재와 상기 돌출부를 볼팅 결합시킬 수 있다.
또한, 상기 연결부재와 상기 돌출부 사이에 배치되는 충격흡수부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 외부 플레이트와 상기 내부 구조체 사이에 배치되는 비강도부재와, 상기 비강도부재와 상기 연결부재 사이에 배치되는 힌지를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 면(aspect)에 따른 해양 구조물은 외부 플레이트와 상기 외부 플레이트로부터 상기 내부 구조체의 일측으로 연장 형성되는 연결부재를 포함하고, 스틸 소재로 형성되는 외부 구조체, 알루미늄 소재로 형성되는 내부 구조체, 상기 연결부재와 상기 내부 구조체를 볼팅 결합시키는 결합부재, 상기 외부 플레이트와 상기 내부 구조체 사이에 배치되는 비강도부재 및 상기 비강도부재와 상기 연결부재 사이에 배치되는 힌지를 포함한다.
또한, 상기 내부 구조체는, 파형 격벽과, 상기 파형 격벽에 설치되는 보강부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 파형 격벽은 요홈부와 돌출부를 포함하고, 상기 보강부재는, 상기 요홈부에 설치되는 수직부와, 상기 수직부로부터 연장 형성되어 상기 돌출부와 평행하게 위치하는 수평부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 연결부재와 상기 돌출부 사이에 배치되는 충격흡수부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기와 같은 본 발명의 해양 구조물에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
본 발명에 따르면, 이종재료의 접합 시 발생하는 부식을 방지할 수 있다.
또한, 반복하중에 대한 충격을 흡수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 개략도이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 A 부분에 대한 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부재와, 비강도부재와, 힌지를 도시한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물(1)은 선박을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 잭업 드릴링 리그, 잭업 리그, 해양플렌트 및 액화천연가스-부유식 생산저장설비(LNG-FPSO; Liquefied Natural Gas-Floating Production Storage Offloading) 등 해양에 설치되는 모든 구조물을 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물(1)은, 스틸 소재로 형성되는 외부 구조체(10)와 알루미늄 소재로 형성되는 내부 구조체(20)를 포함하나, 이외 추가적인 구성을 배제하지 않는다.
외부 구조체(10)는 파랑의 충격이나 접안 시 충돌을 가장 많이 받은 부분이며 제조시 굴곡 성형이 많이 요구되는 것을 고려하여 스틸(steel) 소재로 형성된다.
내부 구조체(20)는 가볍고 내식성이 우수한 친환경 소재인 알루미늄(aluminium) 소재로 형성된다. 이 때, 내부 구조체(20)는 선상의 데크(deck)를 의미할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 다양한 구성에 적용될 수 있다.
따라서, 스틸 소재의 외부 구조체(10)와 알루미늄 소재의 내부 구조체(20)를 결합하여 해양 구조물(1)을 제작함으로써, 전체적인 중량을 저감하고 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 개략도이고, 도 4 및 도 5는 도 3의 A 부분에 대한 확대도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부재와, 비강도부재와, 힌지를 도시한다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물(1)은 외부 구조체(10), 내부 구조체(20), 충격흡수부재(30), 비강도부재(40), 결합부재(50) 및 힌지(60)를 포함하나, 이외 추가적인 구성을 배제하지 않는다.
외부 구조체(10)는 외부에 노출되는 외부 플레이트(11)와, 외부 플레이트(11)로부터 내부 구조체(20)의 일측(예를 들어, 하부)으로 연장 형성되는 연결부재(12)와, 연결부재(12)의 일측(예를 들어, 하부)에서 연결부재(12)를 지지하는 지지부재(13, 14)을 포함하나, 이외 추가적인 구성을 배제하지 않는다. 외부 구조체(10)의 세부 구성은 스틸로 형성된다. 이 때, 도 5에 도시된 바와 같이 외부 구조체(10)의 세부 구성은 일체로 형성될 수도 있으나, 도 4에 도시된 바와 같이 외부 구조체(10)의 세부 구성은 각각 제작되고 용접 등의 방법으로 접합될 수도 있다.
내부 구조체(20)는 내부 플레이트(23)와, 내부 플레이트(23)의 일측(예를 들어, 하부)에 설치되는 파형 격벽(22)과, 파형 격벽(22)에 설치되는 보강부재(21)를 포함하나, 이외 추가적인 구성을 배제하지 않는다.
파형 격벽(22)은 요홈부와 돌출부를 포함한다. 이 때, 요홈부는 내부 플레이트(23)에 인접하고, 돌출부는 내부 플레이트(23)로부터 이격된다. 따라서, 파형 격벽(22)의 횡변형에 대한 강성을 향상시킬 수 있다.
보강부재(21)는 상기 요홈부에 설치되는 수직부와, 상기 수직부로부터 연장 형성되어 상기 돌출부와 평행하게 위치하는 수평부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 보강부재(21)는 T자 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 파형 격벽(22)과 T자 형상의 보강부재(21)를 통해 휨 변형과 축력에 대한 저항력을 증가시키므로 횡변형 분포하중에 대한 강성을 향상시킬 수 있다.
결합부재(50)는 외부 구조체(10)와 내부 구조체(20)를 볼팅 결합시킨다. 구체적으로, 결합부재(50)는 나사와 볼트를 포함하고, 외부 구조체(10)의 연결부재(12)와 내부 구조체(20)의 돌출부를 관통하여, 외부 구조체(10)와 내부 구조체(20)를 볼팅 결합시킬 수 있다. 따라서, 결합부재(50)가 내부 구조체(20)의 일측(예를 들어, 하부)에서 외부 구조체(10)와 내부 구조체(20)를 결합시키므로, 유지 보수가 용이해진다. 다만, 외부 구조체(10)와 내부 구조체(20)를 결합시킬 수 있다면 결합부재(50)는 볼팅 결합 이외에 본 발명의 기술분야에서 통상의 기술자가 적용 가능한 결합 방법을 적용할 수 있다.
충격흡수부재(30)는 외부 구조체(10)와 내부 구조체(20) 사이에 배치된다. 구체적으로, 충격흡수부재는 외부 구조체(10)의 연결부재(12)와 내부 구조체(20)의 돌출부 사이에 배치되어, 이종 재료 간 결합으로 인해 발생 가능한 부식을 방지하고, 반복하중에 대한 충격력을 흡수할 수 있다. 이 때, 충격흡수부재(30)는 FRP(Fiber Glass Reinforced Plastic) 패드가 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 다양한 소재가 적용될 수 있다.
비강도부재(40)는 외부 구조체(10)와 내부 구조체(20) 사이에 배치된다. 구체적으로, 비강도부재(40)는 외부 구조체(10)의 외부 플레이트(11)와 내부 구조체(20)의 파형 격벽(22) 및/또는 보강부재(21) 사이에 배치되어, 외부 구조체(10)와 내부 구조체(20) 사이에 발생할 수 있는 공간에 물이 새지 않도록 수밀한다. 이 때, 비강도부재(40)로는 고무(rubber)가 적용될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 수밀 가능한 모든 소재가 적용될 수 있다.
힌지(60)는 외부 구조체(10)와 내부 구조체(20) 사이에 배치된다. 구체적으로, 비강도부재(40)와 연결부재(12) 사이에 배치된다. 따라서, 힌지(60)가 외부 구조체(10)와 내부 구조체(20)와 결합부재(50) 사이에 힌지 조건을 적용시킴으로써 응력 집중을 방지하여 반복하중에 대한 저항력을 증가시킨다. 다만, 외부 구조체(10)와 내부 구조체(20)와 결합부재(50) 사이에 힌지 조건을 적용시켜 응력 집중을 방지할 수 있다면, 힌지(60)가 배치되는 위치는 다양하게 변경 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물(1)에 의하면, 스틸 소재의 외부 구조체(10)와 알루미늄 소재의 내부 구조체(20)를 연결하는 경우에 발생할 수 있는 응력 집중을 방지하고, 횡변형 분포하중에 대한 저항력을 향상시킬 수 있다.
또한, 내부 구조체(20)의 일측(예를 들어, 하부)에서 외부 구조체(10)와 내부 구조체(20)가 결합되므로 유지 보수가 용이하다.
더불어, 내부 구조체(20)가 파형 격벽(22)과 보강부재(21)를 포함하므로, 알루미늄 소재에도 불구하고 강성을 증대시키고 휨변형과 축력에 대한 저항력을 향상시킬 수 있다. 이 때, 내부 구조체(20)의 일측(예를 들어, 하부)가 개방되므로 공간 활용성을 향상시키고 중량을 감소시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 해양 구조물
10: 외부 구조체
11: 외부 플레이트
12: 연결부재
13, 14: 지지부재
20: 내부 구조체
21: 보강부재
22: 파형 격벽
23: 내부 플레이트
30: 충격흡수부재
40: 비강도부재
50: 결합부재
60: 힌지

Claims (9)

  1. 스틸 소재로 형성되는 외부 구조체;
    파형 격벽과 상기 파형 격벽에 설치되는 보강부재를 포함하고, 알루미늄 소재로 형성되는 내부 구조체; 및
    상기 외부 구조체와 상기 파형 격벽을 볼팅 결합시키는 결합부재를 포함하고,
    상기 파형 격벽은 요홈부와 돌출부를 포함하고,
    상기 외부 구조체는, 외부 플레이트와, 상기 외부 플레이트로부터 상기 돌출부의 일측으로 연장 형성되는 연결부재를 포함하고,
    상기 결합부재는 상기 연결부재와 상기 돌출부를 볼팅 결합시키는, 해양 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강부재는, 상기 요홈부에 설치되는 수직부와, 상기 수직부로부터 연장 형성되어 상기 돌출부와 평행하게 위치하는 수평부를 포함하는, 해양 구조물.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결부재와 상기 돌출부 사이에 배치되는 충격흡수부재를 더 포함하는, 해양 구조물.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 외부 플레이트와 상기 내부 구조체 사이에 배치되는 비강도부재와,
    상기 비강도부재와 상기 연결부재 사이에 배치되는 힌지를 더 포함하는, 해양 구조물.
  6. 알루미늄 소재로 형성되는 내부 구조체;
    외부 플레이트와 상기 외부 플레이트로부터 상기 내부 구조체의 일측으로 연장 형성되는 연결부재를 포함하고, 스틸 소재로 형성되는 외부 구조체;
    상기 연결부재와 상기 내부 구조체를 볼팅 결합시키는 결합부재;
    상기 외부 플레이트와 상기 내부 구조체 사이에 배치되는 비강도부재; 및
    상기 비강도부재와 상기 연결부재 사이에 배치되는 힌지를 포함하는, 해양 구조물.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 내부 구조체는,
    파형 격벽과, 상기 파형 격벽에 설치되는 보강부재를 포함하는, 해양 구조물.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 파형 격벽은 요홈부와 돌출부를 포함하고,
    상기 보강부재는, 상기 요홈부에 설치되는 수직부와, 상기 수직부로부터 연장 형성되어 상기 돌출부와 평행하게 위치하는 수평부를 포함하는, 해양 구조물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 연결부재와 상기 돌출부 사이에 배치되는 충격흡수부재를 더 포함하는, 해양 구조물.
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