KR20130124696A - 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체 - Google Patents
부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 외통체와 그 내부에 수납되는 발포 블럭으로 이루어지는 이중 부력 구조를 가지도록 함으로서 내부로 침수에 대한 염려가 없어지고, 부력 응답이 신속히 이루어지며, 부상 구조물과의 조립 설치가 용이하도록 한 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체를 제공한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 상부로 개구되어 있는 소정 크기의 챔버를 내부에 갖는 하부 버킷과; 상기 하부 버킷과 동일한 형태의 개구를 가지고 면접합되어 있는 상부 덮개; 및 상기 상부 덮개와 하부 버킷의 사이에 밀폐되어 수납되어 있는 수지발포형 블럭을 포함한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 상부로 개구되어 있는 소정 크기의 챔버를 내부에 갖는 하부 버킷과; 상기 하부 버킷과 동일한 형태의 개구를 가지고 면접합되어 있는 상부 덮개; 및 상기 상부 덮개와 하부 버킷의 사이에 밀폐되어 수납되어 있는 수지발포형 블럭을 포함한 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 해상이나 호수에 부상시켜 시설되는 각종 구조물에 부력을 발생시키기 위해 사용되는 부력체에 관한 것으로, 특히 외통체와 그 내부에 수납되는 발포 블럭으로 이루어지는 이중 부력 구조를 가지도록 함으로서 내부로 침수에 대한 염려가 없어지고, 부력 응답이 신속히 이루어지며, 부상 구조물과의 조립 설치가 용이하도록 한 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체에 관한 것이다.
바다 또는 호수에서 양식업을 하거나 태양열 전기를 생산하기 위해서는 그 시설물을 수면위에 부상시켜야 한다. 이같이 시설물을 부상시키기 위해서는 부력을 발생시키는 부력체를 갖는다. 따라서 부력체는 그 시설물과 함께 파도나 조류, 강풍 등에 견딜 수 있는 충분한 내구성을 가져야 한다. 또한 부력체는 일부가 항시 물속에 잠겨져 있는 상태이므로 그 내부로 침수가 억제되어야 한다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-0880853호로서, 이피에스를 이용한 부력체 및 이 부력체를 이용한 폰툰이 제시되어 있다. 이에 적용된 부력체는, 마주보고 있는 2개의 측벽은 암수결합을 위한 요철벽으로 되어 있으며; 내측벽면에는 판재가 수직방향으로 끼워질 수 있도록 가이드홈형성부가 내측벽면으로부터 대칭되게 돌출되며; 상기 측벽의 상면에는 수개의 너트공이 마련되는 몸체부; 상기 너트공에 부합되는 위치에 볼트공이 타공되며, 상면의 양측 가장자리를 따라 지지판이 직립하게 설치되는 뚜껑부; 상기 가이드홈형성부에 수직방향으로 끼워지는 보강판; 상기 단위공간에 끼워지는 이피에스 재질의 경량블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그러나 상기 배경기술은 몸체부의 측벽이 바닥에 대해 수직면을 형성하고 있고 높이 방향으로 동일한 크기의 단면적으로 이루어져 있다. 따라서 부력체가 받는 부력이 시설물 자중에 의해 부력체를 물속으로 집어넣을 경우 일정하게 증가된다. 이는 부력체에 시설된 시설물이 수면상에서 자세를 안정화시키는데 반응이 늦어져 시설물의 자세 안정화를 지체시키는 문제가 남는다.
본 발명은 외통체와 그 내부에 수납되는 발포 블럭으로 이루어지는 이중 부력 구조를 가지도록 함으로서 내부로 침수에 대한 염려가 없어지고, 부력 응답이 신속히 이루어지며, 부상 구조물과의 조립 설치가 용이하도록 한 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면,
상부로 개구되어 있는 소정 크기의 챔버를 내부에 갖는 하부 버킷과;
상기 하부 버킷과 동일한 형태의 개구를 가지고 면접합되어 있는 상부 덮개; 및
상기 상부 덮개와 하부 버킷의 사이에 밀폐되어 수납되어 있는 수지발포형 블럭을 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 덮개의 상면에 부유식 프레임을 위치시키기 위한 하나 이상의 프레임고정용 위치결정홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프레임고정용 위치결정홈은 상호 직교되거나 상호 나란한 복수개로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부 버킷은 그 둘레가 바닥면에 대해 40˚<θ<90˚의 범위를 갖는 각도(θ)에 따른 기울기를 갖아 하방에서 상방의 높이 방향으로 단면이 증대되는 테이퍼 형태로 원형, 타원형 또는 다각 단면을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부 버킷과 상부 덮개는 섬유강화플라스틱으로 제작된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수지발포형 블럭은 스티로폼 또는 우레탄폼으로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부유식 프레임 구조체는 태양열 에너지 발전모듈이나 가두리 양식장 구조물인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체는 외통체를 이루는 하부 버킷과 상부 덮개의 사이에 수납되는 발포 블럭으로 이루어지는 이중 부력 구조를 가지도록 함으로서 내부로 침수에 대한 염려가 없어진다.
또한, 상부 덮개에 부상 구조물과의 조립 구조를 가짐으로써 부력체와 부유식 프레임간의 설치가 용이하다.
또한, 하부 버킷은 둘레로 수면에 법선방향인 수직축 방향에 대해 기울기면을 가짐으로써 수면으로 부상되는 복원속도가 빨라 안정된 부유식 시설물을 설치할 수 있다.
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 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체의 분해사시도.
도 2는 도 1에 적용된 부력체의 일측 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체의 분해사시도.
도 4는 부력체와 부유식 프레임이 결합된 사시도.
도 5는 도 4의 일측 단면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체와 부유식 프레임의 결합상태도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체와 부유식 프레임의 결합상태도.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체의 분해사시도.
도 2는 도 1에 적용된 부력체의 일측 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체의 분해사시도.
도 4는 부력체와 부유식 프레임이 결합된 사시도.
도 5는 도 4의 일측 단면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체와 부유식 프레임의 결합상태도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체와 부유식 프레임의 결합상태도.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 1 및 도 2에서와 같이 본 발명에 따른 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체(이하 '부력체'라 함)(10)는 하부 버킷(20), 상부 덮개(30) 및 수지발포형 블럭(40)이 포함되어져 구성되어 있다. 하부 버킷(20)과 상부 덮개(30)는 서로 접합되어 외통체를 이룬다.
하부 버킷(20)은 상부로 개구되어 있는 소정 크기의 챔버(22), 그 개구측에 형성되어 있는 접합용 플랜지(23)로 구성된다. 도 2와 같이 하부 버킷(20)은 그 둘레가 바닥면(21)에 대해 소정 각도(θ)에 의해 기울기를 갖아 하방에서 상방의 높이 방향으로 단면이 증대되는 테이퍼 형태로서 다각형 또는 도 7과 같이 원형 단면을 갖는다. 이때, 40˚<θ<90˚를 이룸이 바람직하다. 다각 단면 또는 원형단면으로 하부 버킷(20)을 구성할 경우 도 3 및 도 5와 같이 다수의 단차(25)를 가지고 구성할 수 있고 이 경우 더 높은 부력을 얻을 수 있다. 따라서 하부 버킷(20)은 원형으로 구성할 경우 원추형 형태가 되고, 다각형으로 구성할 경우 다각 뿔 형태가 된다. 한편, 하부 버킷(20)은 타원형 형태가 될 수도 있다. 하부 버컷(20)을 원형 또는 타원형으로 구성할 경우 파랑에 의한 영향을 최소화할 수 있는 잇점이 있다.
이같이 하부 버킷(20)은 하방으로 단면이 작아지고 상방으로 단면이 커지는 형태가 되어 조류의 영향을 적게 받는다. 또한 하부 버킷(20)은 파랑에 의해 움직임을 받게 되더라도 균형을 쉽게 잡을 수 있어 부유식 프레임(100)이 수면상에서 안정된 자세로 부유할 수 있도록 유도한다. 더욱이 하부 버킷(20)은 수면 아래로 내려갈수록 부력이 급상승하게 되어 부력체(10)가 수면으로 부상되는 복원속도가 빨라 지체없이 안정된 시설물을 신속히 안정화시킬 수 있다.
여기서 부유식 프레임 구조체(100)는 해상(또는 호수)에서 전력을 생산하기 위해 사용되는 태양열 에너지 발전모듈이나 양식업에 사용되는 가두리 양식장 구조물에 포함되는 구조체를 의미한다.
하부 버킷(20)은 부식 방지를 위해 코팅된 금속판으로 제작된 것이 될 수 있으나 바람직하게는 물보다 비중이 작고 성형성이 우수한 경질의 수지재로 제작된 것이 좋다. 더욱 바람직하게는 경량으로 강도와 내구성이 뛰어난 섬유강화플라스틱(FRP)으로 제작될 수 있다.
이때 하부 버킷(20)의 크기는 부력의 크기를 고려하여 제작된다. 즉, 부유구조물의 중량이 많이 나갈수록 하부 버킷(20)의 크기도 함께 증대될 수 있다.
접합용 플랜지(23)는 하부 버킷(20)의 개구를 따라 형성된다. 따라서 하부 버킷(20)이 원형으로 구성될 경우 원형 플랜지를 형성하고, 하부 버킷(20)이 사각형으로 구성될 경우 사각형의 플랜지를 형성한다.
상부 덮개(30)는 하부 버킷(20)과 동일한 재질로 구성된다. 상부덮개(30)는 하부 버킷(20)과 결합되어 챔버(22)를 밀폐시킨다. 상부 덮개(30)는 하면에 하부 버킷(20)의 개구에 면접합되도록 동일한 형태의 덮개 플랜지(31)를 갖는다. 또한 상부 덮개(30)의 상면에는 부유식 프레임(100)을 위치시키기 위한 하나 이상의 프레임고정용 위치결정홈(32)이 형성되어 있다. 프레임고정용 위치결정홈(32)은 부유식 프레임(100)의 길이부재(102)가 자유롭게 안착되어지도록 오목하게 형성되어 길이 방향으로 사각형태를 가지고 홈의 깊이는 길이부재(102)의 높이와 동일하게 구성된다.
따라서 부유식 프레임(100)은 도 4 및 도 6과 같이 상부 덮개(30)의 프레임고정용 위치결정홈(32)에 설치되면 프레임고정용 위치결정홈(32)이 이탈방지턱의 기능을 한다. 따라서 부유식 프레임(100)과 부력체(10)의 결속력이 증가되고, 수면에 부유식 프레임(100)의 안정된 부유 설치가 가능하다.
이때 프레임고정용 위치결정홈(32)은 도 4 및 도 6과 같이 부유식 프레임(100)의 길이부재(102)의 배치 구조에 따라 상호 직교되거나 나란하게 하여 복수개로 구성될 수 있다.
상부 덮개(30)는 하부 버킷(20)과 플랜지 사이에 접착제를 바르고 볼트와 너트 등으로 결합될 수 있다. 이때 상부 덮개(30)와 하부 버킷(20)과의 사이에 밀봉을 높이기 위해 가스켓이 추가될 수 있다.
한편, 하부 버킷(20)과 상부 덮개(30)의 접합면에 누수의 염려를 제거하기 위해 수지발포형 블럭(40)이 설치된다. 수지발포형 블럭(40)은 상부 덮개(20)와 하부 버킷(20)의 사이에 밀폐되어 수납된다. 따라서 수지발포형 블럭(40)은 하부 버킷(20)의 챔버(22)와 동일한 형태로 제작될 수 있다. 수지발포형 블럭(40)은 스티로폼 또는 우레탄폼으로 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 부력체(10)는 하부 버킷(20)과 상부 덮개(30)가 섬유강화플라스틱으로 제작되어진 경우 내구성이 높게 나타난다. 또한 하부 버킷(20)과 상부 덮개(30) 사이의 접합부분에 혹 밀봉 상태의 불량이 발생하더라도 수지발포형 블럭(40)에 의해 부력이 계속적으로 발생하므로 부유식 프레임(100)을 갖는 부유시설물(예로, 태양열 발전시설물, 가두리 양식장 구조물)의 침수를 방지하여 안정된 부상을 유지할 수 있다.
지금까지 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 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
20: 하부 버킷
30: 상부 덮개
32: 프레임고정용 위치결정홈
40: 수지발포형 블럭
30: 상부 덮개
32: 프레임고정용 위치결정홈
40: 수지발포형 블럭
Claims (7)
- 상부로 개구되어 있는 소정 크기의 챔버(22)를 내부에 갖는 하부 버킷(20)과;
상기 하부 버킷(20)과 동일한 형태의 개구를 가지고 면접합되어 있는 상부 덮개(30); 및
상기 상부 덮개(20)와 하부 버킷(20)의 사이에 밀폐되어 수납되어 있는 수지발포형 블럭(40)을 포함한 것을 특징으로 하는 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체. - 제 1항에 있어서,
상기 상부 덮개(30)의 상면에 부유식 프레임(100)을 위치시키기 위한 하나 이상의 프레임고정용 위치결정홈(32)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체. - 제 2항에 있어서,
상기 프레임고정용 위치결정홈(32)은 상호 직교되거나 상호 나란한 복수개로 구성되는 것을 특징으로 하는 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체. - 제 1항에 있어서,
상기 하부 버킷(20)은 그 둘레가 바닥면에 대해 40˚<θ<90˚의 범위를 갖는 각도(θ)에 따른 기울기를 갖아 하방에서 상방의 높이 방향으로 단면이 증대되는 테이퍼 형태로 원형, 타원형 또는 다각 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체. - 제 1항에 있어서,
상기 하부 버킷(20)과 상부 덮개(30)는 섬유강화플라스틱으로 제작된 것을 특징으로 하는 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체. - 제 1항에 있어서,
상기 수지발포형 블럭(40)은 스티로폼 또는 우레탄폼으로 구성된 것을 특징으로 하는 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체. - 제 1항에 있어서,
부유식 프레임 구조체는 태양열 에너지 발전모듈이나 가두리 양식장 구조물인 것을 특징으로 하는 부유식 프레임 구조체의 지지를 위한 고내구성 부력체.
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