KR20120091930A - 완충 및 결속장치를 갖는 부유식 구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부유식 구조물을 이루는 개별적인 부유식 단위 구조물간의 연결을 안정적으로 결속시킴과 동시에 충격 하중을 흡수할 수 있는 완충 및 결속장치를 갖는 부유식 구조물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 각기 부유체를 갖고 서로 이웃하게 배치되는 어느 하나의 부유식 단위 구조물과 다른 하나의 부유식 단위 구조물을 서로 연결시키기 위해 이들 양쪽 바닥부가 접하게 되는 상호 내측 측면에 서로 대향되도록 각기 길이 방향을 따라 고정 설치된 한 쌍의 연결채널과; 상기 한 쌍의 연결채널의 사이에 충격 하중을 흡수하기 위해 개재되어 있는 하나 이상의 완충재; 및 상기 부유식 단위 구조물의 연결부가 유수와 파랑에 의한 하중에 저항하기 위해 상기 한 쌍의 연결채널에 일정 간격마다 연결 설치되어 인장력을 발휘하는 다수 개의 인장근이 포함된다.

Description

완충 및 결속장치를 갖는 부유식 구조물{Floating structure having shock absorbing and binding device}
본 발명은 예로 태양광 발전 모듈의 설치를 위한 부유식 구조물에 관한 것으로, 특히 부유식 구조물을 이루는 개별적인 부유식 단위 구조물들 간의 연결부가 완충과 결속이 동시에 만족될 수 있도록 한 완충 및 결속장치를 갖는 부유식 구조물에 관한 것이다.
부유식 구조물은 호수 또는 바다의 일정 위치에서 일부가 수면 위로 노출된 상태를 유지하면서 필요한 기능을 하는 구조물을 말한다. 예를 들어 부유식 구조물은 해안으로 유입되는 파랑을 차단하기 위하여 해상에 설치되는 파랑 방지용 부유식 구조물 또는 상수원의 수질 정화를 위한 수질 정화용 부유식 구조물을 포함한다. 다른 형태의 부유식 구조물로 해양 풍력 발전기를 유지하기 위한 구조물 또는 태양광 발전 모듈의 지지를 위한 구조물이 있다.
태양광 발전 모듈은 지상에 설치될 수도 있지만 환경 조건에 따라 강, 호수 또는 바다에 부유식 구조물을 이용하여 설치될 수도 있다. 태양광 발전 모듈은 단위 모듈로 제조되어 구조물에 설치된다. 일정한 수의 단위 모듈이 설치된 구조물이 다시 다른 모듈과 일체로 되어 발전 시설로 기능을 할 수 있다. 태양광 발전 모듈의 지지를 구조물이 지상에 설치되는 경우 구조물이 지상에 설치되므로 구조물과 구조물 사이에 특별한 연결 구조가 요구되지 않는다.
그러나 태양광 발전 모듈의 지지를 위한 부유식 구조물이 수면에 설치된다면 외부의 영향에 상관없이 일정 높이로 유지되면서 정해진 기간 동안 태양광 발전 모듈을 유지할 수 있어야 한다. 특히 부유식 구조물이 2개 이상의 부유식 단위 구조물로 제작될 경우 이들 부유식 단위 구조물이 서로 결속되어져야 한다. 이때 결속부는 유수와 파랑에 의한 하중에 저항되어져야 하며 결속된 부유식 단위 구조물간에는 서로 충격이 일어나지 않도록 충격 하중에 대한 흡수가 이루어져야 하는 조건을 가져야 한다.
본 발명은 위와 같은 요구 조건을 충족시킬 수 있는 부유식 구조물과 관련된 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
본 발명의 목적은 부유식 구조물을 이루는 개별적인 부유식 단위 구조물간의 연결을 안정적으로 결속시킴과 동시에 충격 하중을 흡수할 수 있는 완충 및 결속장치를 갖는 부유식 구조물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면,
각기 부유체를 갖고 서로 이웃하게 배치되는 어느 하나의 부유식 단위 구조물과 다른 하나의 부유식 단위 구조물을 서로 연결시키기 위해 이들 양쪽 바닥부가 접하게 되는 상호 내측 측면에 서로 대향되도록 각기 길이 방향을 따라 고정 설치된 한 쌍의 연결채널과;
상기 한 쌍의 연결채널의 사이에 충격 하중을 흡수하기 위해 개재되어 있는 하나 이상의 완충재; 및
상기 부유식 단위 구조물의 연결부가 유수와 파랑에 의한 하중에 저항하기 위해 상기 한 쌍의 연결채널에 일정 간격마다 연결 설치되어 인장력을 발휘하는 다수 개의 인장근이 포함된다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 한 쌍의 연결채널은 각기 길이 방향으로 ㄷ자 단면을 이루는 그루브가 형성되고, 상기 그루브에 상기 완충재의 일부가 끼움되어져 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 한 쌍의 연결채널은 부유식 단위 구조물의 바닥부재에 직교하여 각기 고정 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 완충재는 사각 블록 형태로서 합성수지 발포체 또는 고무로 제작된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 완충재는 폐타이어를 지름 방향으로 절단하여 제작된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 완충재의 상면에는 미끄럼방지 돌기와 일정 크기로 관통된 완충용 홀이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 인장근은 와이어 케이블, 와이어 로프, 강선 및 볼트에서 어느 하나로 택일된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 부유식 단위 구조물은 이들 간의 서로 연결되지 않는 외부 측면에도 연결채널이 바닥부재에 직교하여 설치되고; 상기 연결채널에는 하나 이상의 완충재가 인장근을 통해 길이 방향으로 더 설치되고; 상기 완충재는 합성수지 발포체 또는 고무로 제작되고; 상기 인장근은 와이어 케이블, 와이어 로프, 강선 및 볼트에서 어느 하나로 택일된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 완충 및 결속장치를 갖는 부유식 구조물은, 부유식 단위 구조물들간의 사이에 개재된 완충재가 탄성적으로 압축과 복원 작용을 하므로 유수 흐름과 파랑에 의해 발생되는 부유식 단위 구조물간의 충격 흡수가 이루어진다. 또한 부유식 단위 구조물들이 인장근을 통해 연결됨으로써 결속력이 계속적으로 유지되어 전체적으로 안정적인 부유식 구조물을 이루게 된다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부유식 단위 구조물들과 그 부속된 결속장치를 사시도로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 부유식 단위 구조물들과 그 부속된 결속장치를 평면도로 나타낸 도면.
도 3은 도 2의 A부 확대도.
도 4는 도 3의 B-B선에서 본 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 적용되는 긴장근의 일예를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 적용되는 폐타이어를 완충재로 사용하여 적용한 예시를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 적용되는 부유식 단위 구조물의 최외곽에 완충재가 설치된 상태를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 적용되는 부유식 단위 구조물의 측면부 완충 및 결속장치의 조립상태를 나타내는 도면.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본발명은 이에 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부유식 단위 구조물들과 그 부속된 결속장치를 사시도로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 부유식 단위 구조물들과 그 부속된 결속장치를 평면도로 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에서와 같이 부유식 구조물(10)은 서로 이웃하게 배치되는 어느 하나의 부유식 단위 구조물(10A)과 이에 결속된 다른 하나의 부유식 단위 구조물(10B)을 포함하고 있다. 따라서 부유식 구조물(10)은 적어도 2개 이상의 부유식 단위 구조물(10A,10B)로 제작된다.
여기서 부유식 단위 구조물(10A,10B)은 부유식 구조물(10)의 단위 모듈을 이루는 것으로 각기 바닥부 하부에 부유체(11)가 하나 이상 설치된 구조물로서 목적에 따라 상부에 예를 들어 태양광 발전 모듈(S)이 설치된 것이 될 수 있다.
부유체(11)는 부유식 단위 구조물(10A,10B)을 수면 위에 부유된 상태를 유지하기 위한 것이다. 부유체(11)는 전체적으로 원통 형상을 가질 수 있고 바닥 부재(12)의 아래쪽에 고정될 수 있다. 원통 형상을 가지는 부유체(11)의 직경은 각각 부유식 단위 구조물(10A,10B) 전체의 중량을 고려하여 결정될 수 있다. 부유체(11)의 직경은 설치되는 각각의 부유체(11)가 받는 하중을 고려하여 바닥 부재(12)의 적어도 일부가 수면 위에 위치하도록 결정될 수 있다. 부유체(11)의 내부에 예를 들어 스티로폼과 같은 소재로 채워질 수 있지만 빈 공간으로 만들어질 수 있고 부유체(11)는 합성수지, 합금 또는 비철 금속과 같이 이 분야에서 공지된 소재로 만들어질 있고 필요에 따라 표면에 부식을 방지하기 위한 코팅이 행해질 수 있다.
부유체(11)가 원통 형상을 가지는 경우 길이 방향이 바닥 부재(12)에 수직이 되는 방향으로 설치될 수 있고 적어도 2개의 부유체(11)가 부유식 단위 구조물(10A,10B)을 부유시키도록 설치될 수 있지만 설치방향 및 개수는 특별히 제한되지 않는다. 필요에 따라 부유체(11)는 바닥 부재(12)의 아래쪽에 견고하게 고정될 수 있다.
부유식 단위 구조물(10A,10B)을 서로 연결시키기 위해 이들 양쪽 바닥부가 접하게 되는 상호 내측 측면에 서로 대향되도록 각기 길이 방향을 따라 한 쌍의 연결채널(20,20)이 고정 설치된다. 본 실시예에서 연결채널(20,20)은 도 1 및 도 3과 같이 바닥 부재(12)에 볼트와 너트로 체결된 브라켓(22)과 연결판(24)을 매개로 직교방향으로 연결되어 설치되어 있으나 용접을 통하여 설치될 수도 있다. 도 3은 도 2의 A부 확대도를 나타낸 것이다. 이때 연결판(24)은 바닥 부재(12)와 연결채널(20)간의 직교 부위의 윗면과 아랫면에 설치된다.
한 쌍의 연결채널(20,20)은 도 4와 같이 각기 길이 방향으로 ㄷ자 단면을 이루는 그루브(20a,20a)가 형성되어 있다. 도 4는 도 3의 B-B선에서 본 단면도이다. 따라서 한 쌍의 연결채널(20,20)은 'ㄷ'자 형강이 될 수 있다. 한 쌍의 연결채널(20,20)은 부유식 단위 구조물(10A,10B)의 바닥부재(12,12)에 직교하여 각기 고정 설치될 수 있다. 본 실시예에서 바닥부재(12,12)는 I형 단면 구조를 갖지만 본 발명은 이에 특별히 한정되는 것은 아니다. 한 쌍의 연결채널(20,20)이 금속으로 제작된 경우 표면에 부식을 방지하기 위해 코팅 처리됨이 바람직하다.
한 쌍의 연결채널(20,20)의 사이에는 충격 하중을 흡수하기 위해 완충수단으로 하나 이상의 완충재(30)가 개재되어 있다. 그루브(20a,20a)가 형성되어 있는 한 쌍의 연결채널(20,20)인 경우 그루브(20a,20a)에는 완충재(30)의 일부가 끼움되어져 설치된다. 따라서 완충재(30)를 연결채널(20,20)에 조립하기가 편리해진다.
완충재(30)는 조립의 편리성을 위해 연결채널(20,20)의 길이보다 짧게 구성하여 다수 개로 설치됨이 바람직하다. 완충재(30)는 합성수지 발포체 또는 고무 재질로 구성하여 예로 사각 블록 형태로서 제작될 수 있다. 이때 완충재(30)의 높이는 그루브(20a,20a)의 높이와 동일하거나 약간 더 높아도 좋다. 완충재(30)의 높이를 그루브(20a,20a)의 높이보다 높게 할 경우 완충재(30)가 그루브(20a,20a)에 적어도 강제로 끼워지는 범위내에서 결정된다. 완충재(30)는 본 실시예와 같이 폭 방향으로 양단에 단차를 가지고 조립되는 구조를 가질 수 있다. 완충재(30)는 부유식 단위 구조물(10A,10B) 서로간에 최대 충격력(물의 흐름이나 파랑에 의해 발생되는 힘)이 가해질 경우에도 서로 이웃하게 마주하는 연결채널(20,20)이 서로 충돌하지 않도록 탄성 반발력을 갖고 있다.
또한 완충재(30)는 도 6에 도시된 바와 같이 폐타이어(130)를 지름 방향으로 절단 가공하여 제작된 것이 될 수 있다. 도 6은 본 발명의 실시예에 적용되는 폐타이어를 완충재로 사용하여 적용한 예시를 나타내는 도면이다. 폐타이어(130)를 사용할 경우 환경 오염을 막고 별도의 제조가 불필요해지는 이점을 갖는다. 이때 폐타이어(130)들은 연결채널(20,20)의 길이 방향을 따라 배치가 이루어지되 상호 균등한 면압으로 충격 압축에 저항하도록 교대적으로 절단면을 반대 방향으로 하여 설치됨이 바람직하다.
합성수지 또는 고무 재질로 완충재(30)를 제작할 경우, 완충재(30)의 상면에는 도 4에 나타난 바와 같이 미끄럼방지 돌기(31)와 일정 크기로 관통된 완충용 홀(32)이 더 형성될 수 있다. 미끄럼방지 돌기(31)는 완충재(30)가 설치된 상면을 작업통로로 이용할 경우 선형이나 구형 또는 뿔형으로 구성되거나 그 밖의 요철에 의해 형성된 것이 될 수 있다. 완충용 홀(32)은 완충재(30)의 재료의 절감을 이룰 뿐만아니라 효율적인 완충을 위해서 구성될 수 있다. 이때 완충용 홀(32)은 본 실시 예에서 격자 형태로 배치되어 있으나 이러한 배치 구조나 형상에 특별히 한정되는 것은 아니다.
한 쌍의 연결채널(20,20)에는 일정 간격마다 인장력을 발휘하여 부유식 단위 구조물(10A,10B)간의 연결을 결속시키는 결속수단으로 다수 개의 인장근(40)이 연결 설치되어 있다. 인장근(40)은 부유식 단위 구조물(10A,10B)의 연결부가 유수와 파랑에 의한 하중에 저항하여 분리되지 않도록 하기 위한 충분한 인장강도를 갖고 설치된다. 인장근(40)은 와이어 케이블, 와이어 로프, 강선, 볼트에서 선택될 수 있다. 인장근(40)이 와이어 케이블, 와이어 로프, 강선에서 선택될 경우 웨지에 의해 양단을 고정할 수 있다. 또한 볼트를 적용할 경우 볼트에 너트를 나사 체결하여 설치될 수 있다. 인장근(40)은 일예로서 도 5에서와 같이 와이어 로프(41)의 양단을 나사축(42,42)에 고정하고, 나사축(42,42)에 각기 나사 결합된 너트(43,43)의 체결량을 조절하여 인장력을 조정할 수 있도록 구성될 수 있다. 도 5는 본 발명의 실시예에 적용되는 긴장근의 일예를 도시한 도면이다. 이때 나사축(42,42)은 연결채널(20,20)에 자유롭게 삽입되는 직경을 갖는다. 다른 예로서 와이어 케이블이나 와이어 로프 또는 강선을 유압잭으로 긴장력을 가한 후 웨지를 통하여 연결채널(20,20)에 고정시켜 인장력을 부여할 수 있다. 이러한 고정 방법들은 케이블 연결 분야에서 주지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
또한, 부유식 단위 구조물(10A 또는 10B)의 측면은 도 1 및 도 8과 같이 연결채널(20)이 바닥 부재(12)에 측면 연결채널(20)를 통하여 연결되는 구조만 다른 뿐 나머지 상술한 구성과 동일한 완충 및 결속수단을 통해 이루어진다. 도 8은 본 발명의 실시예에 적용되는 부유식 단위 구조물의 측면부 완충 및 결속장치의 조립상태를 나타내는 도면이다.
이와 같이 서로 연결시키고자 하는 어느 하나의 부유식 단위 구조물(10A)과 다른 하나의 부유식 단위 구조물(10B)간의 연결부 사이에 개재된 완충재(30)가 탄성적으로 압축과 복원 작용을 하므로 유수 흐름과 파랑에 의해 발생되는 부유식 단위 구조물(10A,10B)간의 충격 흡수가 이루어진다. 또한 부유식 단위 구조물(10A,10B)이 인장근(40)을 통해 연결됨으로써 인장근(40)에는 결속력이 계속적으로 유지되어 부유식 단위 구조물(10A,10B)간의 연결상태는 해제되지 않으므로 전체적으로 안정적인 부유식 구조물을 이루게 된다.
한편, 부유식 단위 구조물(10A,10B)간에 서로 연결되지 않는 외부 측면에도 상술한 바와 같이 동일한 완충 및 결속수단을 적용할 수 있다. 즉, 도 7과 같이 부유식 단위 구조물(10A,10B)의 바닥부재(12,12)에 완충재(30)가 인장근(40)을 통해 더 연결될 수 있다. 도 7은 본 발명의 실시예에 적용되는 부유식 단위 구조물의 최외곽에 완충재가 설치된 상태를 나타내는 도면이다. 여기서 완충재(30)와 인장근(40)은 각기 위에서 언급한 완충재(30)와 인장근(40)의 구성과 동일하며, 완충재(30)는 상기한 바와 같이 폐타이어가 될 수 있다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으면 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10A,10B: 부유식 단위 구조물
20: 연결채널
22: 브라켓
24: 연결판
30: 완충재
40: 인장근

Claims (8)

  1. 각기 부유체(11)를 갖고 서로 이웃하게 배치되는 어느 하나의 부유식 단위 구조물(10A)과 다른 하나의 부유식 단위 구조물(10B)을 서로 연결시키기 위해 이들 양쪽 바닥부가 접하게 되는 상호 내측 측면에 서로 대향되도록 각기 길이 방향을 따라 고정 설치된 한 쌍의 연결채널(20,20)과;
    상기 한 쌍의 연결채널(20,20)의 사이에 충격 하중을 흡수하기 위해 개재되어 있는 하나 이상의 완충재(30); 및
    상기 부유식 단위 구조물(10A,10B)의 연결부가 유수와 파랑에 의한 하중에 저항하기 위해 상기 한 쌍의 연결채널(20,20)에 일정 간격마다 연결 설치되어 인장력을 발휘하는 다수 개의 인장근(40)이 포함된 것을 특징으로 하는 완충 및 결속장치를 갖는 부유식 구조물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 연결채널(20,20)은 각기 길이 방향으로 ㄷ자 단면을 이루는 그루브(20a,20a)가 형성되고, 상기 그루브(20a,20a)에 상기 완충재(30)의 일부가 끼움되어져 설치되는 것을 특징으로 하는 완충 및 결속장치를 갖는 부유식 구조물.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 한 쌍의 연결채널(20,20)은 부유식 단위 구조물(10A,10B)의 바닥부재(12,12)에 직교하여 각기 고정 설치된 것을 특징으로 하는 완충 및 결속장치를 갖는 부유식 구조물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 완충재(30)는 사각 블록 형태로서 합성수지 발포체 또는 고무로 제작된 것을 특징으로 하는 완충 및 결속장치를 갖는 부유식 구조물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 완충재(30)는 폐타이어를 지름 방향으로 절단하여 제작된 것을 특징으로 하는 완충 및 결속장치를 갖는 부유식 구조물.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 완충재(30)의 상면에는 미끄럼방지 돌기(31)와 일정 크기로 관통된 완충용 홀(32)이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 완충 및 결속장치를 갖는 부유식 구조물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 인장근(40)은 와이어 케이블, 와이어 로프, 강선 및 볼트에서 어느 하나로 택일된 것을 특징으로 하는 완충 및 결속장치를 갖는 부유식 구조물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 부유식 단위 구조물(10A,10B)은 이들 간의 서로 연결되지 않는 외부 측면에도 연결채널(20,20)이 바닥부재(12,12)에 직교하여 설치되고;
    상기 연결채널(20,20)에는 하나 이상의 완충재(30)가 인장근(40)을 통해 길이 방향으로 더 설치되고;
    상기 완충재(30)는 합성수지 발포체 또는 고무로 제작되고;
    상기 인장근(40)은 와이어 케이블, 와이어 로프, 강선 및 볼트에서 어느 하나로 택일된 것을 특징으로 하는 완충 및 결속장치를 갖는 부유식 구조물.
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