KR20090129003A - Mooring apparatus for a floating structure using weights - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 해상의 부유식 구조물을 계류하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 중량체의 중력을 이용하여 부유식 구조물을 계류시킴으로써 조차(潮差)에 대응하여 능동적인 제어장치 없이 안정된 일정한 계류력을 얻을 수 있는 중량체를 이용한 부유식 구조물 계류장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for mooring a floating structure at sea, and more particularly, a stable constant mooring force without an active control device in response to even mooring the floating structure using gravity of a weight. It relates to a floating structure mooring apparatus using a weight to obtain.
일반적으로 바다에서 육지로부터 멀리 떨어진 섬들을 연결하기 위한 교량이나, 돌핀식 접안시설 또는 방파제 등은 해상에 설치되는 구조물로서 통상 철근 콘크리트로 제작된다.In general, bridges for connecting islands far from land in the sea, dolphin-type eyepieces or breakwaters are structures installed at sea and are usually made of reinforced concrete.
이와 같은 해양 구조물들은 그 자중에 의해서 자립(自立) 되는 중력식 구조물보다는 해상 표면에 떠 있는 부유식 구조물이 시공원가 측면에서 매우 유리하여 여러가지 해상 구조물의 제작에 활용되고 있다.Such marine structures are used in the production of various marine structures because floating structures floating on the sea surface are very advantageous in terms of city parks, rather than gravity structures that are self-supporting by their own weight.
이와 같은 부유식 구조물(200)은 도 1에 도시된 바와 같이, 본체부(210)의 일부가 해수면에 잠긴 상태로 해상 표면에 떠 있게 되며, 그 내부에는 구조물에 부력을 제공하기 위한 부유 공간(212)이 마련되고 파도에 의한 밀림을 방지하기 위하여 계류장치(220)가 구비되어 있다.As shown in FIG. 1, the
이와 같은 종래의 부유식 구조물(200)은 콘크리트 재료를 이용하여 해안에 근접한 육상 제작장에서 사전에 각각의 단위 유닛(210a)들이 제작한 다음, 크레인(미 도시) 등을 이용하여 해상에 진수시키고, 도 2에 도시된 바와 같이, 점차 단위 유닛(210a)들을 길게 이어서 서로 연결된 구조물을 구축할 수 있다.Such a conventional
또는 해상에 접한 드라이 도크(dry dock)에서 각각의 부유식 콘크리트 단위 유닛(210a)들을 제작한 다음, 드라이 도크의 수문을 열어서 해수를 채우고 단위 유닛(210a)들을 해상으로 진수시켜서 이들 각각의 부유식 콘크리트 단위 유닛(210)들을 서로 길게 연결하고 하나의 구조물로서 본체부(210)를 구축할 수도 있다. 또는 다르게는 대형 구조의 플로팅 도크(floating dock)(미 도시)를 해상에 띄워 놓고, 상기 플로팅 도크에서 각각의 부유식 콘크리트 단위 유닛(210a)들을 제작한 다음, 플로팅 도크를 어느 정도 가라앉히고, 부유식 콘크리트 단위 유닛(210a)들을 서로 연결하여 길게 구축할 수도 있다.Alternatively, each of the floating
한편 이와 같은 종래의 부유식 구조물에 구비된 계류 장치(220)는 통상적인 케이블 또는 체인(222)을 이용하는 것으로서, 부유식 구조물의 하부에 복수의 케이블 또는 체인(222)을 연결하고, 그 끝단을 앵커(anchor)(225)에 고정하여 파도에 의한 밀림을 방지하도록 된 것인데, 이와 같은 종래의 계류 장치(220)는 해상에서 발생되는 파도 또는 조류 간만의 차이에 의한 수위변화에 적절하게 대응하기 어렵다.Meanwhile, the
예를 들면 종래의 계류 장치(220)는 케이블 또는 체인(222)의 일측 단부가 부유식 구조물의 본체부(210) 하단에 고정되고, 타측 단부는 앵커(225)에 고정된 것이어서, 도 1에서 점선으로 도시된 바와 같이, 조수간만의 차이로 인하여 해상 수위가 낮아지면 부유식 구조물(200)의 위치가 낮아지게 되어 케이블 또는 체인(222)이 하부로 늘어지고 처지게 되어 부유식 구조물(200)의 위치가 변동되고, 안정된 계류효과를 얻기 어렵다.For example, in the
뿐만 아니라 해상 수위가 높아지게 되면 해상 수위와 함께 부유식 구조물(200)이 상승되는데, 이와 같은 경우에는 케이블 또는 체인(222)의 장력이 과다하게 되어 파단의 우려도 있다. 따라서 이를 방지하기 위하여 케이블 또는 체인(222) 및 앵커(225) 등의 설계시, 그 여유 공차를 크게 과다 설계하여야 함으로써 시공원가의 상승은 물론, 안정된 해상 부유식 구조물(200)을 구축하기 어려운 문제점이 있는 것이었다.In addition, when the sea level rises, the
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 해상 수위의 높고 낮음에 대응하여 케이블의 능동적인 제어없이도 케이블의 장력, 위치 및 본체부의 전후 좌우 균형이 적절하게 조절됨으로써 부유식 구조물의 안정된 계류력을 얻을 수 있는 중량체를 이용한 부유식 구조물 계류장치를 제공하는 데 있다.The present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, the object is to respond to the high and low of the sea level, the floating tension by appropriately adjusting the tension, position and front and rear balance of the cable without active control of the cable It is to provide a floating structure mooring device using a weight body that can obtain a stable mooring force of the structure.
그리고 본 발명은 다른 목적으로서 케이블의 설계시 과다한 설계 여유치를 필요로 하지 않고도 정확한 구조 설계가 가능하여 안전한 해상 부유식 구조물을 구축할 수 있는 중량체를 이용한 부유식 구조물 계류장치를 제공하는 데 있다.And another object of the present invention is to provide a floating structure mooring apparatus using a weight body that can be accurately structured design to build a safe offshore floating structure without requiring excessive design margin when designing a cable.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 해상의 부유식 구조물을 계류하기 위한 장치에 있어서, In order to achieve the above object, the present invention provides an apparatus for mooring a floating structure on the sea,
부유 공간이 내부에 마련된 본체부의 하단에 회전가능하도록 장착된 복수의 풀리(pulley);A plurality of pulleys (pulley) rotatably mounted on a lower end of the main body provided with a floating space therein;
상기 풀리에 각각 걸리고, 일측 단부는 해저면의 앵커에 각각 연결된 복수의 케이블; 및A plurality of cables which are respectively hooked to the pulleys, one end of which is connected to an anchor on the sea bottom; And
상기 케이블의 타측 단부에 연결되어 케이블을 통하여 본체부의 부력에 대응하는 구속력을 제공하는 복수의 중량체;를 포함하고 상기 중량체의 상하 이동을 통하여 조차(潮差)에 의한 해수면의 수위 변화에도 케이블의 장력이 일정하게 유 지되는 것을 특징으로 하는 중량체를 이용한 부유식 구조물 계류장치를 제공한다. A plurality of weight bodies connected to the other end of the cable to provide a restraining force corresponding to the buoyancy of the main body portion through the cable, and include a cable even when the sea level is changed even by the vertical movement of the weight body. It provides a floating structure mooring apparatus using a weight body characterized in that the tension of the constant is maintained.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 앵커는 본체부의 양측으로 각각 일정거리 벗어나서 위치되어 상기 앵커로부터 풀리까지 경사진 케이블로 배치되고, 상기 경사진 케이블은 상기 풀리로부터 이어지는 수직 케이블의 중량체와는 이격된 것임을 특징으로 하는 중량체를 이용한 부유식 구조물 계류장치를 제공한다.In addition, the present invention is preferably the anchor is positioned to both sides of the main body portion at a predetermined distance and are arranged as an inclined cable from the anchor to the pulley, the inclined cable is spaced apart from the weight of the vertical cable extending from the pulley It provides a floating structure mooring device using a weight body.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 앵커는 본체부의 직하부에서 양측에 위치되어 상기 앵커로부터 본체부의 반대측에 각각 위치된 풀리까지 각각 경사져서 이어진 X형의 경사진 케이블로 배치되고, 상기 X형의 경사진 케이블은 각각 풀리로부터 수직 케이블을 통하여 이어진 중량체와는 이격된 것임을 특징으로 하는 중량체를 이용한 부유식 구조물 계류장치를 제공한다.And the present invention is preferably arranged in the inclined cable of the X-type inclined from the anchor to the pulley located on both sides directly below the main body, respectively, from the anchor to the opposite side of the main body, the X-shaped warp The photo cable provides a floating structure mooring apparatus using a weight body, wherein each of the photo cables is spaced apart from the weight body connected through the vertical cable from the pulley.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 풀리는 X형의 경사진 케이블들이 서로 걸리지 않도록 본체부의 길이 방향으로 일정 간격 떨어져서 위치된 것임을 특징으로 하는 중량체를 이용한 부유식 구조물 계류장치를 제공한다.In another aspect, the present invention preferably provides a floating structure mooring apparatus using a weight, characterized in that the pulley is located at a predetermined interval in the longitudinal direction of the main body portion so that the inclined cables of the X-type do not catch each other.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 앵커는 싱커 블럭(sinker block)에 사석을 채운 중력식 앵커, 어스 앵커(earth anchor) 및 닻 중의 어느 하나인 것임을 특징으로 하는 중량체를 이용한 부유식 구조물 계류장치를 제공한다.And the present invention preferably provides a floating structure mooring apparatus using a weight, characterized in that the anchor is any one of a gravity anchor, earth anchor (earth anchor) and anchor filled with a dead stone in a sinker block (sinker block). do.
본 발명에 따른 중량체를 이용한 부유식 구조물 계류장치에 의하면 해상 수위의 높고 낮음에 대응하여 풀리에 걸린 케이블을 따라서 본체부가 승하강한다. 즉 해상 수위가 높아져서 본체부에 가해지는 부력이 커지게 되면, 본체부는 떠오 르면서 앵커로부터 풀리로 이어지는 경사진 케이블 부분에 장력이 증가되어 중량체를 당기게 된다. 따라서 중량체는 상승되면서 풀리로부터 중량체로 이어진 수직 케이블의 길이를 축소시키면서 경사진 케이블의 증가된 장력을 해소하고, 경사진 케이블과 수직 케이블 간의 장력 평행이 이루어지도록 한다.According to the floating structure mooring apparatus using the weight according to the present invention, the main body portion is raised and lowered along the cable caught on the pulley in response to the high and low of the sea level. That is, when the sea level rises and the buoyancy applied to the main body portion increases, the main body portion rises and the tension is increased to the inclined cable portion extending from the anchor to the pulley to pull the weight. Accordingly, the weight is raised while reducing the length of the vertical cable extending from the pulley to the weight, thereby releasing the increased tension of the inclined cable, and making the tension parallel between the inclined cable and the vertical cable.
그리고 이와는 반대로 해상 수위가 낮아져서 본체부에 가해지는 부력이 작아지게 되면, 본체부는 수위에 따라서 그 높이가 낮아지면서 앵커로부터 풀리로 이어지는 경사진 케이블 부분에 장력을 축소시키고, 중량체를 하부로 이동시키게 된다. 따라서 중량체는 하강되면서 풀리로부터 중량체로 이어진 수직 케이블의 길이를 증가시키면서 경사진 케이블의 늘어짐을 방지하고, 경사진 케이블과 수직 케이블 간의 장력 평행이 이루어지도록 한다.On the contrary, when the sea level is lowered and the buoyancy applied to the main body becomes smaller, the main body lowers its height according to the water level and reduces the tension on the inclined cable portion leading from the anchor to the pulley and moves the weight downward. do. Therefore, while the weight is lowered, while increasing the length of the vertical cable from the pulley to the weight body to prevent the inclination of the inclined cable, tension parallel between the inclined cable and the vertical cable is made.
따라서 본 발명은 이와 같이 중량체가 해수면의 높이 변화에 따라서 상하로 이동하면서 본체부의 부력에 대응하여 케이블의 장력, 케이블 위치, 본체부 좌우및 전후 균형 조절을 자동적으로 이룬다. 이와 같은 과정을 통하여 본 발명은 케이블이 해상 수위의 높고 낮음에 대응하여 별도의 능동제어 수단을 구비하지 않고서도 자동조절됨으로써 항상 안정된 일정한 계류력을 얻을 수 있는 것이다.Therefore, the present invention automatically adjusts the tension of the cable, the cable position, the left and right and front and rear balance of the cable in response to the buoyancy of the body portion while moving the weight body up and down according to the height change of the sea surface. Through such a process, the present invention can always obtain a stable constant mooring force by automatically adjusting the cable without having a separate active control means in response to the high and low sea level.
그리고 본 발명은 해상 수위에 따른 케이블 장력 조절과 케이블 늘어짐 방지 조절이 가능하기 때문에, 케이블의 설계시 과다한 설계 여유 치를 필요로 하지 않고도 정확한 구조 설계가 가능하고, 그로 인하여 구조적으로 안정된 해상 부유식 구조물을 구축할 수 있는 것이다.In addition, since the present invention can control the cable tension and the cable sagging according to the sea level, it is possible to design a precise structure without requiring excessive design margin when designing the cable, thereby providing a structurally stable off-shore floating structure It can be built.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명은 도 2a, b에 도시된 바와 같이, 중량체를 이용하여 해상 수위 또는 파도로부터 그 위치가 이동하지 않도록 계류하기 위한 장치이다.The present invention is a device for mooring the position of the water from the sea level or the wave does not move by using the weight, as shown in Figure 2a, b.
본 발명에 따른 중량체를 이용한 부유식 구조물 계류장치(1)는 부유 공간(12)이 내부에 마련된 본체부(10)의 하단에 회전가능하도록 장착된 복수의 풀리(pulley)(20)를 갖는다. 이와 같은 복수의 풀리(20)에는 각각 케이블(30)이 걸려서 앵커(35)와 풀리(20) 측에 연결되는 것으로서, 상기 케이블(30)들은 풀리(20)를 통하여 앵커(35) 측의 경사진 케이블(32a)과 중량체(40) 측의 수직 케이블(32b)로 각각 나뉘고, 서로 방향 전환된다.Floating
이와 같은 본 발명은 도 2b에 도시된 바와 같이, 본체부(10)의 하부면에 장착되는 풀리(20), 케이블(30), 앵커(35) 및 중량체(40) 들이 다수의 단위 유닛(10a) 들로 이루어진 본체부(10)의 길이에 따라서 각각 다수 세트를 형성하면서 해저에 설치된다. 이와 같은 구조를 통하여 단위 유닛(10a)들을 해상에서 다수 길게 연결하여 하나의 대형 구조물로서 구축할 수 있다.As shown in FIG. 2B, the
그리고 본 발명은 상기 케이블(30)을 고정하기 위하여 사용되는 앵커(35)가 통상적인 싱커 블럭(sinker block)에 사석을 채운 중력식 앵커(35a)이거나, 해저면에 박혀서 고정되는 어스 앵커(earth anchor)(미 도시) 또는 닻(35c) 중의 어느 하나인 것으로서, 케이블(30)의 일측 단부를 해저의 일정위치에 견고히 고정시키며, 필요한 경우 위치 이동이 가능한 구조이다.And the present invention is an anchor (35) used to fix the
또한 상기 각각의 케이블(30)의 반대측 단부에 장착되는 중량체(40)는 각각 웨이트(weight) 역할을 하는 것으로서, 상기 케이블(30)의 타측 단부에 연결되어 케이블(30)을 통하여 본체부(10)의 부력(浮力)에 대응하는 구속력, 즉 중력을 본체부(10)에 제공하게 된다.In addition, the
이와 같은 본 발명의 구조에서 상기 앵커(35)는 고정 지지점의 역할을 하고, 복수의 중량체(40)는 각각 케이블(30)에 매달려서 상하로 이동하면서 케이블(30)에 구속력을 부여하는 이동 지지점의 역할을 하게 된다. 따라서 상기와 같은 본 발명의 구조를 통하여 본체부(10)의 안정적인 해상 지지구조를 구축하기 위해서는 앵커(35) 측의 무게가 중량체(40)보다는 현저히 커서, 중량체(40)의 상하 이동에도 불구하고, 케이블(30)의 일측 단부를 정 위치에서 견고히 지지하여야 함을 알 수 있다. In the structure of the present invention, the
본 발명은 이와 같은 앵커(35)가 도 2a,b에 도시된 바와 같이, 부력을 받고 있는 본체부(10)의 양 외측으로 각각 일정거리 벗어나서 위치되는데, 따라서 상기 앵커(35)로부터 풀리(20) 까지는 경사진 케이블(32a)로 배치되고, 사이 경사진 케이블(32a)은 상기 풀리(20)로부터 이어지는 수직 케이블(32b)의 중량체(40)와는 이격된다. 이와 같은 이격 구조를 통하여 항상 장력을 받은 상태의 경사진 케이블(32a)은 중량체(40)의 승하강을 방해하지 않게 된다. In the present invention, as shown in Figures 2a, b, the
또한 이와 같은 경사진 케이블(32a) 구조로 인하여 도 3에 도시된 바와 같이, 그 경사진 케이블(32a) 장력(F1)의 수평 분력(Fh)이 본체부(10)의 좌우 이동 또는 밀림을 유발하는 수평 하중(V)에 대응하도록 하여 본체부(10)를 정 위치에 고정하는 것이다.In addition, due to the structure of the
도 3에는 본 발명에 따른 중량체(40)를 이용한 부유식 구조물 계류장치(1)의 변동위치가 도시되어 있다.3 shows the fluctuating position of the floating
도 3a에서 점선을 도시된 부분은 평균 해수면 높이(h1)이고, 실선으로 도시된 부분은 상승된 해수면 높이(h2)이며, 본체부(10)가 큰 부력을 받으면서 상승된 상태이다. 즉 해상 수위가 높아져서 해수면 차이(△h1)가 발생하면 평균 해수면 높이(h1)보다 본체부(10)에 가해지는 부력이 커지게 되며, 본체부(10)는 증가된 부력(浮力)에 의해서 떠오르면서 본체부(10)의 위치를 구속하고 있는 앵커(35)로부터 풀리(20)로 이어지는 경사진 케이블(32a) 부분의 장력(F1)을 증가시키고 중량체(40)를 당기게 된다.In FIG. 3A, the dotted line indicates an average sea level height h1, and the solid line indicates an elevated sea level height h2, and the
따라서 이와 같은 경사진 케이블(32a)측의 높아진 장력(F1)은 각각의 풀리(20)를 통하여 중량체(40)에 연결된 수직 케이블(32b) 측으로 전달되고, 중량체(40)는 상승되면서 풀리(20)로부터 중량체(40)로 이어진 수직 케이블(32b)의 길이를 축소시키며, 경사진 케이블(32a) 측의 증가된 장력을 해소하여 경사진 케이블(32a)의 장력(F1)과 수직 케이블(32b)의 장력(F2) 간의 평행이 이루어지도록 한다.Therefore, the increased tension F1 on the
이와 같은 경우, 경사진 케이블(32a)측에 걸리는 장력(F1)의 수직 분력(Fv)과 수직 케이블(32b) 측에 걸리는 장력(F2)은 서로 동일하게 되며, 그 힘의 합은 본체부(10)에 가해지는 부력(F3)에 일치한다.In this case, the vertical component force Fv of the tension F1 applied to the
그리고 본체부(10)가 상승 됨에 따라서 경사진 케이블(32a) 부분의 길 이(l1)는 늘어나고, 중량체(40)가 매달린 수직 케이블(32b) 측의 길이(l2)는 줄어드는데, 이와 같은 경우 본 발명은 해수면 차이(△h1)를 수용하기 위해서는 중량체(40)가 매달린 수직 케이블(32b)의 길이(l2)가 이와 같은 해수면 차이(△h1)에 의한 수직 케이블(32b)의 길이 변화(△l1)를 충분히 수용할 수 있도록 길어야 함을 알 수 있다.And as the
한편, 도 3b에 도시된 바와 같이, 점선으로 도시된 평균 해수면 높이(h1)로부터 실선으로 도시된 해수면 높이(h3)까지 낮아지게 되면, 해수면 차이(△h2)가 발생하게 되고, 평균 해수면 높이(h1)에서보다 본체부(10)에 가해지는 부력이 작아지게 되어 본체부(10)는 해수면 높이(h3)를 따라서 그 높이가 낮아지게 된다. 따라서 본체부(10)의 위치를 구속하고 있는 앵커(35)로부터 풀리(20)로 이어지는 경사진 케이블(32a) 부분의 장력(F1)이 감소되면서 중량체(40)를 하부로 이동시키게 된다.On the other hand, as shown in Figure 3b, when the sea level height h3 shown by the solid line from the average sea level height h1 shown by the dotted line, the sea level difference (Δh2) occurs, the average sea level height ( The buoyancy applied to the
즉 상기 경사진 케이블(32a)측의 낮아진 장력(F1)은 각각의 풀리(20)를 통하여 중량체(40)에 연결된 수직 케이블(32b)측으로 전달되고, 중량체(40)는 하강되면서 풀리(20)로부터 중량체(40)로 이어진 수직 케이블(32b)의 길이(l2)를 연장시키고, 경사진 케이블(32a) 측의 늘어짐을 방지하면서 경사진 케이블(32a)의 장력(F1)과 수직 케이블(32b)의 장력(F2) 간의 평행이 이루어지도록 한다.That is, the lowered tension F1 on the
이와 같은 경우에도 경사진 케이블(32a)측에 걸리는 장력(F1)의 수직 분력(Fv)과 수직 케이블(32b)측에 걸리는 장력(F2)은 서로 동일하게 평형을 이루게 되며, 그 힘의 합은 본체부(10)에 가해지는 부력(F3)에 일치한다. 또한 본체 부(10)가 하강됨에 따라서 경사진 케이블(32a) 부분의 길이(l1)는 줄어들어서 늘어지지 않게 되고, 중량체(40)가 매달린 수직 케이블(32b) 측의 길이(l2)는 길어지게 된다.Even in this case, the vertical component force Fv of the tension F1 applied to the
이와 같이 본 발명은 중량체(40)가 해수면 차이(△h1)(△h2) 변화에 따라서 상하로 이동하면서 본체부(10)의 부력(F3)에 대응하여 케이블(30)의 조절을 자동적으로 이룬다. 즉 케이블(30)의 장력를 수용하고, 케이블(30) 위치를 조절하며, 본체부(10)의 좌우 및 전후 균형 조절을 자동으로 이루게 되어 별도의 능동제어방치가 필요없게 된다. 또한 본 발명은 케이블(30)이 해상 수위의 높고 낮음에 대응하여 항상 안정된 일정한 계류력을 얻을 수 있는 것이다.As described above, the present invention automatically adjusts the
미 설명 부호(θ)는 경사진 케이블(32a)의 경사각도이다.Reference numeral? Denotes an inclination angle of the
도 4에는 본 발명에 따른 중량체(40)를 이용한 부유식 구조물 계류장치(1')의 변형 구조가 도시되어 있다. 4 shows a modified structure of the floating structure mooring apparatus 1 'using the
이와 같은 변형 구조에서는 도 2에 도시된 바와 같은 본 발명의 기본 구조에 비하여 대부분의 기본원리는 일치하지만, 케이블(30)이 고정되는 앵커(35)의 위치, 풀리(20)의 위치와 케이블(30)의 진행 경로 등이 다르게 배치된다. In this modified structure, the basic principle of the present invention as shown in Figure 2, but most of the basic principle is consistent, but the position of the
먼저 상기 복수의 앵커(35)는 각각 본체부(10)의 직하부에서 양측에 위치되어 상기 앵커(35)로부터 본체부(10)의 반대측에 각각 위치된 풀리(20)까지 경사져서 이어지는 구조이다. 즉 도 2의 구조에서는 복수의 앵커(35)가 본체부(10)의 양 외측으로 멀리 떨어져서 위치되고, 앵커(35)에 가까운 쪽의 풀리(20)에 케이블이 연결되는 구조이지만, 도 4의 구조에서는 앵커(35)가 각각 본체부(10)의 직하 부 양측에서 멀리 벗어나지 않도록 위치되고, 상기 앵커(35)로부터 본체부(10)의 반대측에 위치된 풀리(20) 까지 각각 경사져서 X형의 구조로 이어진다.First, each of the plurality of
따라서 이와 같은 변형 구조에서도 X형의 경사진 케이블(32a)들은 풀리(20)로부터 수직 케이블(32b)을 통하여 이어진 중량체(40)와는 이격된 구조이다.Therefore, even in such a deformed structure, the X-shaped
이와 같은 변형 구조는 도2의 구조에 비하여 케이블(30)의 전체 길이를 짧게 하고, 해저면의 시공범위가 줄어들게 하는 장점이 얻어진다. 도 2에 도시된 구조에서는 복수의 앵커(35)들이 본체부(10)의 양 외측으로 멀리 떨어져서 위치됨으로써 해저면의 시공범위가 커지고, 케이블(30)이 본체부(10)의 좌우측으로 넓게 펼쳐진 구조이다. 따라서 시공 후 케이블(30)의 보수유지 작업범위도 커지게 되지만, 도 4의 변형 구조에서는 축소된 범위에서의 케이블(30) 보수 유지만이 필요하게 되어 보수 유지 측면에서도 유리하다. Such a deformed structure has advantages in that the overall length of the
또한 도 4b에 도시된 바와 같이 본 발명의 변형 구조는 상기 풀리(20)가 본체부(10)의 길이 방향으로 일정간격(d) 떨어져서 위치된 구조인데, 이와 같은 구조로 인하여 해수면의 승 하강에 따라서 X형의 경사진 케이블(32a)의 길이 조절 및 위치변동이 이루어지는 경우라도 X형의 경사진 케이블(32a)들은 서로 마찰되지 않고 길이 및 위치조절이 이루어진다. 한편 도 4b에서는 풀리(20)가 본체부(10)의 길이 방향으로 서로 이격된 간격(d)이 크게 도시되어 있지만, 이는 구조적인 설명을 명확하게 하기 위한 것이며, 상기 X형의 경사진 케이블(32a)들이 서로 마찰되지 않고 이격될 수 있는 정도의 크기이면 무방한 것이다.In addition, the modified structure of the present invention, as shown in Figure 4b is a structure in which the
이와 같은 본 발명의 변형 구조도 해상 수위가 높아져서 평균 해수면 높이보다 해수면이 높아지면, 본체부(10)에 가해지는 부력이 커지게 되고, 본체부(10)는 증가된 부력(浮力)에 의해서 떠오르면서 본체부(10)의 위치를 구속하고 있는 X형의 경사진 케이블(32a)의 장력(F1)을 증가시키고 중량체(40)를 당기게 된다. In such a modified structure of the present invention, when the sea level is higher and the sea level is higher than the average sea level height, the buoyancy applied to the
따라서 X형의 경사진 케이블(32a) 측의 높아진 장력(F1)은 각각의 풀리(20)를 통하여 수직 케이블(32b)을 당기고 중량체(40)는 상승되면서 X형의 경사진 케이블(32a) 측의 높아진 장력(F1)을 해소하여 X형의 경사진 케이블(32a)의 장력(F1)과 수직 케이블(32b) 장력(F2) 간의 평행이 이루어지도록 한다.Therefore, the increased tension F1 on the X-shaped inclined
이와 같은 경우에도 X형의 경사진 케이블(32a)측에 걸리는 장력(F1)의 수직 분력(Fv)과 수직 케이블(32b)측에 걸리는 장력(F2)은 서로 동일하게 조절되며, 그 힘의 합은 본체부(10)에 가해지는 부력(F3)에 일치한다.Even in this case, the vertical component force Fv of the tension F1 on the
그리고 본체부(10)가 상승됨에 따라서 X형의 경사진 케이블(32a) 부분의 길이는 늘어나고, 중량체(40)가 매달린 수직 케이블(32b) 측의 길이는 줄어드는데, 이와 같은 경우 중량체(40)의 상하 이동은 X형의 경사진 케이블(32a)에 의해서 방해받지 않아야 하며, 중량체(40)가 매달린 수직 케이블(32b)의 길이가 이와 같은 해수면 높이 차에 의한 수직 케이블(32b)의 길이 변화를 충분히 수용할 수 있도록 길어야 함을 알 수 있다.As the
또한 이와는 반대로 해수면이 낮아지게 되면 평균 해수면 높이보다 본체부(10)에 가해지는 부력이 작아지게 되어 본체부(10)는 해수면을 따라서 그 높이가 낮아지게 된다. 이와 같은 경우에도 본 발명에 따른 중량체(40)를 이용한 부유 식 구조물 계류장치(1')는 본체부(10)가 하강됨에 따라서 중량체(40)가 하강되어 X형의 경사진 케이블(32a) 부분의 길이는 줄어들어서 늘어지지 않게 되고, 중량체(40)가 매달린 수직 케이블(32b) 측의 길이는 길어지게 된다.On the contrary, when the sea level is lowered, the buoyancy applied to the
상기와 같이 본 발명에 의하면 해상 수위의 높고 낮음에 대응하여 풀리(20)에 걸린 케이블(30)을 따라서 본체부(10)가 승하강한다. 즉 해상 수위가 높아져서 본체부(10)에 가해지는 부력이 커지게 되면, 중량체(40)는 상승되면서 경사진 케이블(32a)의 늘어난 장력을 해소하고, 경사진 케이블(32a)과 수직 케이블(32b) 간의 장력 평행이 이루어지도록 한다. 그리고 이와는 반대로 해상 수위가 낮아져서 본체부(10)에 가해지는 부력이 작아지게 되면, 중량체(40)는 하강되면서 경사진 케이블(32a)을 당기게 되어 늘어짐을 방지하고, 경사진 케이블(32a)과 수직 케이블(32b) 간의 장력 평행이 이루어지도록 한다. As described above, according to the present invention, the
이와 같이 본 발명에 의하면 중량체(40)가 해수면의 높이 변화에 따라서 상하로 이동하면서 본체부(10)의 부력에 대응하여 케이블(30)의 장력, 케이블(30) 위치, 본체부(10)의 좌우 및 전후 균형 조절을 능동적으로 이룬다.As described above, according to the present invention, the
그러므로 본 발명은 케이블(30)이 해상 수위의 높고 낮음에 대응하여 능동적으로 자동조절됨으로써 항상 안정된 일정한 계류력을 얻을 수 있는 효과가 얻어지는 것이다. 또한 본 발명은 상기와 같이 해상 수위에 따른 케이블(30) 장력 조절과 늘어짐 방지 조절이 가능하기 때문에, 케이블의 설계시 과다한 설계 여유 치를 필요로 하지 않고도 정확한 구조 설계 및 시공이 가능하다. 따라서 해수면의 수위변동에 따라서 해상에서 구조적으로 안정된 해상 부유식 구조물을 구축할 수 있는 것이다.Therefore, according to the present invention, the
본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시 예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이와 같은 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명의 실시 예를 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 특히 경사진 케이블의 각도와 앵커 갯수 및 구조들의 단순 변경들은 쉽게 이루어질 수 있지만, 그와 같은 단순한 실시 예의 수정 또는 설계변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.Although the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such a specific structure. Those skilled in the art will be able to variously modify or change the embodiments of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. In particular, simple modifications of the angle of the inclined cable, the number of anchors and the structures can be easily made, but it is to be clarified in advance that modifications or design variations of such a simple embodiment are all clearly within the scope of the present invention.
도 1은 종래의 기술에 따른 부유식 구조물 계류장치를 도시한 도면으로서, 1 is a view showing a floating structure mooring apparatus according to the prior art,
a도는 정 단면도, b도는 측면도; a is a sectional view forward, b is a side view;
도 2는 본 발명에 따른 중량체를 이용한 부유식 구조물 계류장치를 도시한 도면으로서, a도는 정 단면도, b도는 측면도;Figure 2 is a view showing a floating structure mooring apparatus using a weight according to the present invention, a is a cross-sectional view, b is a side view;
도 3은 본 발명에 따른 중량체를 이용한 부유식 구조물 계류장치가 해수면 수위변화에 따른 동작 상태를 도시한 도면으로서, a도는 해수면이 높아진 경우, b도는 해수면이 낮아진 경우;3 is a view showing the operation state according to the sea level change of the floating structure mooring apparatus using the weight according to the present invention, a degree when the sea level is increased, b degree when the sea level is lowered;
도 4는 본 발명에 따른 중량체를 이용한 부유식 구조물 계류장치의 변형 구조를 도시한 도면으로서, a도는 정 단면도, b도는 측면도이다.Figure 4 is a view showing a modified structure of the floating structure mooring apparatus using a weight according to the present invention, a is a cross-sectional view, b is a side view.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
1,1'..... 본 발명에 따른 중량체를 이용한 부유식 구조물 계류장치1,1 '..... Floating structure mooring apparatus using the weight according to the present invention
10..... 본체부 12..... 부유 공간10 .....
20..... 풀리(pulley) 30..... 케이블20 .....
32a.... 경사진 케이블 32b..... 수직 케이블32a .... beveled
35..... 앵커 35a....중력식 앵커35 .....
35c.... 닻 40..... 중량체35c ....
200..... 종래의 부유식 구조물 210..... 본체부200 ..... conventional floating
210a.... 단위 유닛 212..... 부유 공간 210a ....
220..... 종래의 계류 장치 222..... 케이블 또는 체인220 .....
225..... 앵커(anchor) 225 ..... anchor
h1..... 평균 해수면 높이 h2..... 상승된 해수면 높이h1 ..... average sea level height h2 ..... elevated sea level height
h3..... 낮아진 해수면 높이 △h1,△h2.... 해수면 차이h3 ..... Sea level lowered △ h1, △ h2 .... Sea level difference
F1..... 경사진 케이블 장력 F2..... 수직 케이블 장력F1 ..... beveled cable tension F2 ..... vertical cable tension
Fh..... 수평 분력 Fv..... 수직 분력Fh ..... Horizontal Components Fv ..... Vertical Components
F3..... 부력 l1..... 경사진 케이블 길이F3 ..... buoyancy l1 ..... beveled cable length
l2..... 수직 케이블 길이 △l1,△l2.... 수직 케이블 길이 변화l2 ..... Vertical cable length △ l1, △ l2 .... Vertical cable length change
θ..... 경사진 케이블의 경사각도θ ..... inclination angle of inclined cable
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