KR200450625Y1 - 펜더에 사용하기 위한 러버패드 - Google Patents

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Abstract

종래의 선박 접안용 펜더의 사용에서 접안시 선박 우현의 밀착으로 펜더는 응축되는데, 만조와 간조의 수위차에 의해 선박이 오르내리는데 선박의 갱웨이(GANG WAY)나 사이드램프(SIDE RAMP)의 구조에 함입된 펜더의 경우 선박의 상승시 레진패드의 탈락 또는 펜더가 손상을 입는 경우가 많았는데 본 고안에서는 이러한 손상을 막기 위해 러버패드를 제공하여 기존의 펜더를 보호하여 내구연한을 늘리고, 안정적인 선박접안을 확보하여 부두의 유지운영비를 저감하는 효과를 기대한다.

Description

펜더에 사용하기 위한 러버패드{RUBBER PAD FOR FENDER}
본 고안은 배가 항구에 접안할때 사용하는 펜더에 부착하는 러버패드(RUBBER PAD)에 관한 것이다.
본 고안은 선박이 부두에 접안할 때 사용되는 펜더에 부착하는 러버패드(RUBBER PAD)에 관한 것이다. 펜더(FENDER)란 방현재 라고도 하며 선박이 부두에 접안할 때 또는 다른 선박의 옆에 댈 경우에, 접안 에너지를 흡수하여 충격을 완화시켜 선체 및 부두의 손상을 방지하기 위해 사용하는 것을 말한다. 방현재는 고무로 된것이나, 포를 감아서 만든것등이 있고 원통형, V형, O형등 모양에 따라서 여러가지로 나뉜다.
현재 부두에서 사용되는 펜더 모양중에서 종래에 계속적으로 사용되고 있는 V형 펜더는 펜더 상부의 마찰저항을 낮추기 위해 레진패드(RESIN PAD)를 덧대어 사용하고 있다. 그런데 레진패드는 선박이 접안하여 압축될 때 거의 압축되지 않는 강재에 속한다. 그 재질은 고밀도폴리에틸렌(High-density polyethylene,HDPE), 초고분자폴리에틸렌(Ultra high molecular polyethylene,UHMW)등이 있다. 서해와 같이 조수간만의 차가 큰 곳에 위치한 부두에서는 선박을 접안시켜 정박하는 동안 지속적인 선박의 상승 하강이 만조와 간조에 의해 이뤄진다. 특히 자동차 전용 운반선(RO - RO 선)은 갱웨이(GANG WAY)구조와 사이드램프(SIDE RAMP)구조가 선박의 우현에 위치되어 있고 선박의 외면보다 조금 더 안쪽으로 들어가 있다. 그런 구조로 되어 있는 선박이 정박 후 해수면이 만조가 되어 갈 때 수위의 상승과 함꼐 선박은 상승하게 된다. 상승시 갱웨이(GANG WAY)나 사이드램프(SIDE RAMP)의 구조보다 펜더는 작기 때문에 그 안으로 들어가게 되고 만조가 되어가면서 여기에 위치한 펜더는 하부부터 손상을 받게 된다.
도1a는 갱웨이(GANG WAY)나 사이드램프(SIDE RAMP) 부분에 있는 펜더는 압축되지 않은 상태이며 그 외의 펜더는 배의 우현에 밀착되어 응축되어 있는 상태이다. 도1b는 만조와 간조시 선박과 펜더의 위치변화를 도시한다. 도1b의 첫 번째 도면은 만조시 접안후 정박된 상태를 나타내며 두 번째 도면은 정박후 간조상태가 되어 선박이 만조시 보다 아래쪽으로 내려온 상태가 된다. 세 번째 도면은 다시 만조가 되어 레진 패드가 장착된 펜더를 치고 올라오는 도면이다.
도1a에서 갱웨이(GANG WAY)나 사이드램프(SIDE RAMP) 구조에 들어간 펜더의 손상은 선박 우현의 응축된 펜더의 접안 깊이에 따라 레진 패드가 탈락하거나 펜더까지 밀려서 말아 올려지게 된다. 도1c는 펜더까지 손상을 입는 결과를 찍은 사진이다. 이러한 손상은 부두를 운영함에 있어 많은 유지관리 비용이 발생되며 선박 접안의 안전성을 위협한다. 이를 보완하기 위해 안벽에 부착된 펜더 전체의 모양이나 구조를 변경하기에는 막대한 비용이 소요되며, 또 부두에 대한 관리나 감독또한 이 엄격하기에 변경이 매우 어려운 형편이다. 그리고 선박마다 길이가 다르고 갱웨이(GANG WAY)나 사이드램프(SIDE RAMP)의 위치가 다르기 때문에 안벽 일부 구간만 보완해서는 실효성을 거두기 어렵다. 이에 기존에 설계된 펜더를 보완 또는 성능향상을 제공하여야만 하는 필요가 생긴다.
본 고안은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 현재 설치되어 있는 펜더의 설계를 변경하지 않으면서도 설치가 가능한 러버패드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 펜더에 사용하기 위한 러버패드(RUBBER PAD)를 제공하는데 상기 러버패드는 육면체에서 한쪽에 경사면을 형성한 형태이며 상기 러버패드의 하면에는 내부철판이 내장되어 있으며 상기 경사면의 아래쪽에는 플레이트가 내장되어 있어 경사면의 끝단을 펜더에 고정시키도록 하며, 경사면은 마찰계수를 낮추는 코팅층이 형성된 것일 수 있다.
상기 플레이트는 상기 내부철판보다 더 아래쪽에 위치하며, 상기 러버패드는 한쌍을 1조로 사용하여 경사면이 형성된 단의 반대쪽 단이 서로 마주보도록 설치하여 사용하는 것일 수 있다.
상기 러버패드의 마찰계수를 낮추는 코팅층은 테프론 코팅일 수 있다.
상기 러버패드의 높이는 레진패드를 사용하는 펜더의 최대압축변위에 해당하는 반력값을 찾아 러버패드를 부착하였을때 러버패드와 펜더에 가해지는 반력값의 압축변위보다 크면서도 펜더의 높이보다는 작도록 하는 것일 수 있다.
상기 경사면의 각도는 30내지 45도일 수 있다.
상기한 바와 같은 러버패드에 의하여 접안시 펜더의 손상을 줄이는 효과를 갖는다.
도1a,b,c는 종래의 레진패드를 사용한 예를 도시하는 사진.
도2,3,4는 본 고안에 따른 러버패드를 도시하는 도면
도5a,b는 러버패드의 일실시예의 사진
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 고안을 상세하게 설명한다. 도2는 본 고안에 따른 러버패드(10)의 일실시예를 도시한다. 본 고안에 따른 러버패드는 2개 1세트로 구성이 되어 있으며 길쭉한 형태의 육면체 모양을 하고 있으며 한쪽에는 경사면(11)이 형성되어 있다. 또한, 바닥면(12) 안쪽으로는 펜더와의 결합을 위한 내부철판(13)이 형성된다. 내부철판(13)이 없는 경우 펜더와 러버패드를 결합시켜도 러버패드가 찢어지는 경우가 발생하기 때문에 러버패드에 내부철판을 포함시켜 강력한 결합이 될 수 있도록 한다.
또한 종래의 레진패드는 도1c에서 보여주는 것과 같이 만조와 간조의 배의 움직임에 따라 위쪽으로 감겨올라가곤 하였는데 이것은 레진패드(10)의 특성에 따른 것이다. 그러나 본 고안에서는 러버패드의 바닥면에 내부철판을 넣음으로써 레진패드처럼 감겨 올라가지 않도록 하였다. 또한, 러버패드에 형성되는 결합구는 기존에 사용되는 레진 패드의 볼트 구멍을 그대로 사용할 수 있도록 하여 별도의 장착을 위한 장치가 필요 없다.
또한, 러버패드의 한쪽면은 경사가 형성되어 있으며 다른 한쪽면은 직각을 이루도록 되어 있는데 직각을 이루는 면을 약간 띄어 놓은 상태에서 2개의 패드를 마주보게 하여 장착한다. 2개의 패드로 나뉜 것은 러버패드의 탈락이나 심각한 손상이 가해졌을 경우 그 러버패드 1개만 교체할 수 있도록 하는 것이며, 경사면의 형성은 외력을 받아 상방으로 작용하는 힘이 경사면에 의하여 미끄러져 올려 보내기 위함이다.
또한, 러버패드의 경사면은 약30도 내외를 이루도록 하는데 접촉각도가 낮을수록 충돌에 따른 손상이 적어지지만 실험적으로 이 각도보다 낮은 경우 충격완화에 필요한 러버패드의 높이를 얻기가 힘들며 45도를 넘게 되는 경우에는 접촉각이 높아 러버패드가 손상될 가능성이 있다.
또한, 러버패드의 경사면이 선박과 닿는 부분은 선박의 우현 일부, 갱웨이(GANG WAY), 사이드램프(SIDE RAMP)등이 될 수 있다. 특히 만조와 간조에 의해 아래쪽에서 치고 올라올 수 있게 되기 때문에 러버패드의 경사면에는 마찰계수를 낮게 하는 코팅층을 추가로 형성한다.
폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)로 코팅층을 형성하는 경우 마찰계수를 낮출 수 있을 뿐 아니라 화학제에도 강하기 때문에 해수에도 쉽게 손상되지 않는다. 따라서, 선박의 갱웨이(GANG WAY)나 사이드램프(SIDE RAMP)의 구조가 경사면을 닿고 올라갈때 코팅층의 효과로 미끄러져 올라가기 때문에 종래와 같은 펜더의 손상을 발생시키는 경우는 적어지게 된다.
도3은 한쪽 러버패드의 측면도와 배면도를 도시하며 배면도에는 내부철판(13)을 도시하였다. 도4는 도3의 측면도에서 경사부분의 끝부분을 도시한 것인데 경사면의 끝부분에는 사각형 모양의 플레이트(14)를 다수개 형성할 수 있다. 플레이트는 사각형 모양으로 펜더의 경사면을 향하고 있는 쪽은 경사면과 비슷한 각도로 그라인딩되어 있는데 이것은 러버패드의 끝부분이 감겨져 올라가는 것을 막기 위한 것이다. 또한, 내부철판(13)이 경사면의 바닥쪽에 까지 형성되어 있는 경우 다른 원인에 의하여 내부철판(13)이 드러나게 되면 배나 기타 시설이 손상을 입게 될 수 있기 때문에 내부철판(13)은 경사면의 끝부분을 조금 남긴 부분까지만 형성이 되며 대신에 내부철판과 다른 플레이트(14)를 러버패드의 끝부분에 형성하고 그 위에 볼트를 박아넣게 된다. 따라서, 내부철판(13)은 러버패드의 좀 더 안쪽 깊은 곳에 내장되지만 플레이트는 얕게 내장되며 내부철판과는 떨어지게 된다. 따라서, 계속적인 외부충격에 의하여 러버패드가 손상을 입게 된다고 하여도 플레이트 부분이 1차적으로 외력을 받게 되며 외력이 크다고 하여도 플레이트만 떨어져 나갈 뿐 끝단에 가해지는 힘이 러버패드의 한쪽까지 전해져 러버패드나 내부철판(13)이 휘어져서 종래처럼 감기는 일은 발생하지 않는다. 이를 위해서 내부철판(13)과 플레이트는 각각 설치된다.
이하, 러버패드의 적절한 높이를 산정하기로 한다. 기존의 펜더에 장착된 레진패드는 탄성이 없는 강재로 본다. 현재 레진패드가 장착된 펜더(펜더 높이800mm)를 사용할 경우 선박이 부두에 접안되고 안벽에 정박하면, 너울이나 파도등으로 선박의 우현이 펜더를 압축하게 된다. 이 때 최대압축깊이는 약 90mm가 되는데 30mm 의 높이를 갖는 레진패드는 강재이기 때문에 압축이 거의 되지 않으며 따라서 레진패드가 장착된 펜더가 최대 압축되었을 때는 90/830=10.84% 압축되었을 때이고 그 때의 반력값이 선박의 최대압축 반력값이 된다.
790mm 높이의 펜더에 130mm 높이의 러버패드를 장착하고 압축성능 테스트를 한 결과에서 상기 반력값과 동일한 값을 ??아보면 러버패드를 장착한 펜더가 대략 10.00% 압축이 되었을 때와 같다. 즉 전체높이 920mm(790mm + 130mm)의10%인 92mm가 압축될 때의 반력값과 비슷한 값을 가지게 된다.
130mm 높이의 러버패드를 장착한 펜더를 사용하게 되면 그 러버패드가 장착된 펜더가 갱웨이(GANG WAY)나 사이드램프(SIDE RAMP)의 안에 들어가 선박의 아무런 압축을 받지 않고, 러버패드를 장착한 다른 펜더가 최대 압축(10.00%)이 일어날 때의 압축변위는 약 92mm(920mm X 0.1)가 된다. 그런데 러버패드의 높이는 130mm 이기 때문에 선박이 최대로 접안해서 압축한다고 해도 약 38mm(130mm - 92mm)의 높이 여유를 가진다. 만조시 선박이 상승할 때 자유로운 펜더의 러버패드 경사면 끝단의 약 38mm 높이 위의 경사면에서 상승하며 올라오게 된다. 즉, 기존의 펜더에 부딪히지 않고 러버패드 경사면에 충격을 주며 미끄러져 올라가게 되기 때문에 기존의 펜더가 보호된다.
그러나 러버패드의 높이가 높을수록 압축깊이가 작아지고 경사면의 미끄러짐 효과가 좋으나 기존의 펜더에 장착하려면 하중이 커져서 불리한 경우가 생긴다. 때문에 러버패드의 높이는 펜더 높이의 1/4이내에 있도록 한다.
상기 설명에서 사용한 자료는 실험에 의하여 얻은 자료이다.
도5a,b는 실제 제작된 러버패드의 일실시예의 사진이다. 사진에서와 같이 플레이트가 내장되기 때문에 플레이트에 결합하는 볼트에 의하여 끝단에서 러버패드가 펜더에 밀착된 경사면에 의하여 배의 옆면이나 시설물들이 미끄러질 수 있게 함으로써 기존 펜더의 설계를 변경하지 않으면서도 펜더의 성능을 향상시키는 효과를 갖는다.
10: 러버패드 11: 경사면
12: 바닥면 13:내부철판
14:플레이트

Claims (5)

  1. 펜더에 사용하기 위한 러버패드(RUBBER PAD)로서,
    상기 러버패드는 육면체에서 한쪽에 경사면을 형성한 형태이며
    상기 러버패드의 하면에는 내부철판이 내장되어 있으며
    상기 경사면의 아래쪽에는 플레이트가 내장되어 있어 경사면의 끝단을 펜더에 고정시키도록 하며, 경사면은 마찰계수를 낮추는 코팅층이 형성되며
    상기 플레이트는 상기 내부철판보다 더 아래쪽에 위치하며, 상기 러버패드는 한쌍을 1조로 사용하여 경사면이 형성된 단의 반대쪽 단이 서로 마주보도록 설치하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 펜더에 사용하기 위한 러버패드(RUBBER PAD)
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 러버패드의 마찰계수를 낮추는 코팅층은 테프론 코팅인 것을 특징으로 하는, 펜더에 사용하기 위한 러버패드(RUBBER PAD)
  4. 제3항에 있어서, 상기 러버패드의 높이는 레진패드를 사용하는 펜더의 최대압축변위에 해당하는 반력값을 찾아 러버패드를 부착하였을때 러버패드와 펜더에 가해지는 반력값의 압축변위보다 크면서도 펜더의 높이보다는 작도록 하는 것을 특징으로 하는, 펜더에 사용하기 위한 러버패드(RUBBER PAD)
  5. 제4항에 있어서, 상기 경사면의 각도는 30내지 45도 인것을 특징으로 하는, 펜더에 사용하기 위한 러버패드(RUBBER PAD)
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