KR20130133755A - 스크류 소켓을 사용하여 튜브형 건축 구조물을 조립하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 벽 요소(2, 20)로부터 형성되는 원주상 벽 구조물을 포함하는 튜브형 건축 구조물을 조립하는 방법에 관한 것이다. 본 방법은 벽 요소(2, 20)의 구멍에 장착되는 스크류 소켓(4)과 볼트를 사용하여 벽 요소(2, 20)의 적어도 일부를 상호 조립하는 단계를 포함한다. 벽 요소는 층층이 배열되는 중첩형 튜브 섹션(2)일 수 있으며, 이들 튜브 섹션(2)은 축방향 연장형 튜브 세그먼트(20)를 상호 연결함으로써 형성될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 스크류 소켓(4)은 제조 장소에서 장착되며, 벽 요소(2, 20)는 튜브형 건축 구조물(1)의 건립 장소로 차후에 운반된다. 바람직하게는 벽 요소(2, 20)의 상호 조립은 사전 장착된 스크류 소켓(4)에 볼트(5)를 체결하는 튜브형 건축 구조물(1) 내측에서 작업하는 인원 단독으로 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 벽 요소(2, 20)의 적어도 외면 및/또는 스크류 소켓(4)에 대한 제1 표면처리 단계와, 벽 요소(2, 20)의 구멍으로 스크류 소켓(4)을 삽입하는 단계와, 스크류 소켓(4)이 삽입된 벽 요소(2, 20)의 적어도 외면에 대한 제2 표면처리 단계를 포함한다. 이로써 밀봉된 외면이 획득될 수 있고, 이를 통해 평범한 볼트-너트 연결을 사용하는 전통적인 조립 방법에 비해 시간이 지남에 따라 나사 연결부 내로 습기가 스며들어 이로 인해 부식이 일어날 위험성이 최소화될 수 있다.

Description

스크류 소켓을 사용하여 튜브형 건축 구조물을 조립하는 방법{METHOD OF ASSEMBLING A TUBULAR BUILDING STRUCTURE BY USING SCREW SOCKETS}

본 발명은 튜브형 건축 구조물 조립 방법에 관한 것으로, 특히 복수의 벽 요소로부터 형성되는 원주상 벽 구조물을 포함하는 튜브형 건축 구조물의 조립 방법에 관한 것이다.

튜브형 건축 구조물은 통신 타워, 놀이용(amusement) 타워, 풍력 터빈 타워와 같은 다양한 용례에 사용된다. 그 외면이 실질적으로 폐쇄되는 이런 타워에 있어, 본 구조물은 종종 층층이 배열되는 압연 강판의 튜브 섹션으로 제조된다. 대직경 구조물의 경우, 각각의 튜브 섹션은 상호 연결된 축방향 연장형 튜브 세그먼트에 의해 형성될 수 있고, 이에 따라 제조 장소로부터 건립 장소로 더 용이하게 운반될 수 있다. 이런 튜브 세그먼트는 통상적으로 압연 또는 절곡 강판으로 제조된다. 상기 튜브 섹션은 용접에 의해 접합될 수 있지만, 이는 예컨대 열 응력의 유발로 인한 약화를 초래할 수 있고, 따라서 고도로 숙련된 인원과 적절한 품질 제어를 필요로 한다. 대안으로서 상기 튜브 섹션은 전통적인 볼트와 너트를 사용하여 접합될 수 있지만, 이 방법 또한 몇몇 단점을 가진다. 판(plate)은 일반적으로 제조 장소에서 표면처리를 거치지만, 시간이 지남에 따라 스크류 연결부 내로 습기가 스며들어 종종 부식이 발생함으로써 미관상 바람직하지 않으며 잠재적으로 구조적 약화를 초래한다.

전통적인 볼트-너트 연결에 의해 폐쇄형 구조물을 조립하는 방식의 또 다른 단점은 조립 대상 구조물의 양측으로 동시에 접근하는 것이 필요하다는 점이다. 이는 조립을 수행하는 인원이 지면에 서있지 못할 정도로 높은 건축 구조물을 조립하는 경우에 특히 문제가 된다.

따라서 개선된 튜브형 건축 구조물 조립 방법이 유리하며, 특히 보다 효율적이고/이거나 신뢰성 있는 방법이 유리하다.

본 발명의 목적은 공지된 방법에 비해 접합 지점의 내식성을 향상시킬 수 있는 튜브형 건축 구조물 조립 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 튜브형 건축 구조물의 일측, 예컨대 내측에서 조립이 수행될 수 있도록 하는 튜브형 건축 구조물 조립 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래 기술에 대한 대안을 제공하는 것이다.

전술한 목적과 여타의 여러 목적은 본 발명의 일 양태에서, 복수의 벽 요소로부터 형성되는 원주상 벽 구조물을 포함하는 튜브형 건축 구조물 조립 방법으로서, 벽 요소의 구멍에 장착되는 스크류 소켓과 볼트를 사용하여 벽 요소의 적어도 일부를 서로 조립하는 단계를 포함하는 방법을 제공함으로써 달성되도록 의도되어 있다.

벽 요소는 강판과 같은 판재로 제조될 수 있다. 판은 예컨대 압연 또는 절곡에 의해 성형될 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 벽 요소의 적어도 일부는 중첩형 튜브 섹션(superposed tube section)이며, 본 방법은 튜브 섹션을 층층이 배열하는 단계를 포함한다.

벽 요소의 적어도 일부는 축방향 연장형 튜브 세그먼트(axially extending tube segment)일 수 있고, 바람직하게는 상기 튜브 섹션을 형성하도록 상호 연결된다. 따라서 "벽 요소"는 튜브 섹션과 튜브 세그먼트 모두에 대해 사용된다. 이 경우 본 발명에 따른 방법은 튜브 세그먼트의 구멍에 장착되는 스크류 소켓과, 볼트를 사용하여 서로 대향하는 종방향 양 측면을 따라 튜브 세그먼트를 상호 연결하는 단계를 포함한다.

이런 튜브 세그먼트는, 튜브 섹션이 해당 플랜지를 따라 튜브 세그먼트를 조립함으로써 형성되도록, 서로 대향하는 양측 가장자리를 따라 내향 연장형 플랜지(inwardly extending flanges)를 가질 수 있다. 이런 조립은 전통적인 볼트-너트 연결에 의해 또는 스크류 소켓과 볼트를 사용하여 수행될 수 있다.

스크류 소켓은 제조 장소에서 벽 요소에 장착될 수 있으며, 벽 요소는 튜브형 건축 구조물의 건립 장소로 차후에 운반될 수 있다. 이로써 스크류 소켓이 장착된 벽 요소의 표면처리를 제조 장소에서 수행하는 것이 가능해진다.

"제조 장소"는 바람직하게는 예컨대 강판의 압연이나 절곡에 의해 벽 요소가 제조되는 곳과 동일한 장소를 의미한다. 그러나, 본 발명은 또한 스크류 소켓이 상이한 장소에서 벽 요소에 장착되는 방법을 포괄한다. 이는 예컨대 두 개의 상이한 공급자로부터 벽 요소와 스크류 소켓을 가져온 후에 튜브형 건축 구조물을 건립하는 회사에 적절할 수 있다.

가능한 방법은 다음의 단계들을 포함함할 수 있다:

- 벽 요소의 적어도 외부에 대한 제1 표면처리 단계,

- 벽 요소의 구멍에 스크류 소켓을 삽입하는 단계, 및

- 스크류 소켓이 삽입된 벽 요소의 적어도 외부에 대한 제2 표면처리 단계.

제1 및 제2 표면처리 단계는 바람직하게는 동일한 제조 장소에서 수행되지만, 본 발명은 두 표면처리 단계가 예컨대 상이한 처리 방법에 전문화된 하청업체에 의해 상이한 장소에서 수행되는 것도 포괄한다.

"외부"는 바람직하게는 건립 후에 튜브형 건축 구조물의 외면을 형성하는 측을 의미한다.

이들 단계를 포함하는 방법에서, 제1 표면처리 단계는 다음 공법 중 하나 이상의 공법에서 선택될 수 있다: 용융아연도금과 같은 아연도금, 분말 코팅 및 습식 도장 시스템. 다른 적절한 표면처리법이 사용될 수도 있다: 이런 공법은 기술분야의 당업자에게 잘 공지되어 있을 것이다. 제2 표면처리 단계는 래커와 같은 코팅제의 도포, 분말 코팅 및/또는 습식 도장 시스템을 포함한다. 이로써 밀봉된 외면이 얻어질 수 있고 이를 통해 시간이 지남에 따라 연결부 내로 습기가 스며들 위험성과 이로 인한 부식의 발생 가능성이 평범한 볼트-너트 연결을 사용하는 전통적인 조립 방법에 비해 최소화될 수 있다. 필요한 경우 추가 표면처리가 수행될 수 있다.

스크류 소켓의 적어도 일부는 장착 후에 스크류 소켓의 회전에 대한 마찰저항을 제공하도록 적합화된 톱니형 원주면(serrated circumferential surface)을 각각 포함할 수 있다. 대안으로서 결합면은 톱니형이 아닐 수 있다. 톱니형 및 비톱니형 표면 모두에 있어, 스크류 소켓은 억지끼움, 자석 및/또는 접착제에 의해 체결될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 벽 요소의 상호 조립은 장착된 스크류 소켓에 볼트를 체결하는 튜브형 건축 구조물의 내측에서 작업하는 인원 단독으로 수행될 수 있다. 작업자는 예컨대 튜브형 건축 구조물 내측에 배열되는 플랫폼 위에 서있을 수 있다. 이로써 작업자는 강풍과 같은 열악한 기상 조건으로부터 더욱 잘 보호된다. 또한, 높은 건축 구조물의 경우에는, 플랫폼을 사용하기가 불편하거나 불가능한 외부에서 작업자를 필요한 높이로 올려보내기 위해 크레인을 사용하는 것을 피할 수 있다.

대안적인 실시예의 경우, 벽 요소의 상호 조립은 장착된 스크류 소켓에 볼트를 체결하는 튜브형 건축 구조물의 외측에서 작업하는 인원 단독으로 수행될 수 있다; 이는 스크류 소켓의 배향을 바꿈으로써 이루어질 수 있다. 이 가능성은 특히 건축 구조물이 너무 협소해서 작업자가 구조물 내측에서 작업하기가 불가능하거나 불편한 경우에 적절하다.

본 발명의 실시예에서, 튜브형 건축 구조물은 베드프레임(bedframe)을 포함하는 풍력 터빈 타워이며, 본 방법은 스크류 소켓과 볼트를 사용하여 베드프레임을 장착하는 단계를 추가로 포함한다. 이로써 조립 공정 중에 작업자와 공구를 위해 사용되는 공간이 한정되어 있을 경우 장착 작업을 수행하기가 더욱 용이해진다. 튜브 섹션과 튜브 세그먼트의 표면처리와 관련하여 위에서 언급한 이점은 베드프레임 분야에도 적용될 수 있다.

위에서 설명한 방법은 본 발명의 목적 중 하나 이상이 성취되는 것이 바람직한 임의의 튜브형 건축 구조물의 조립을 위해 사용될 수 있다. 이런 튜브형 건축 구조물은 예컨대 풍력 터빈 타워일 수 있다.

이제 본 발명에 따른 튜브형 건축 구조물의 조립 방법을 첨부도면과 연계하여 더 상세하게 설명한다. 도면은 본 발명을 구현하는 한 가지 방식을 보여주는 것으로, 첨부된 특허청구범위의 범위에 속하는 다른 가능한 실시예를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 1은 층층이 배열되는 네 개의 튜브 섹션을 포함하는 튜브형 건축 구조물을 개략적으로 도시한다.
도 2는 스크류 소켓의 일례의 입체도이다.
도 3은 튜브형 건축 구조물용 튜브 섹션의 일부일 수 있는 판에 장착되는 스크류 소켓의 단면도이다.
도 4는 스크류 소켓과 볼트를 사용하여 조립되는 두 개의 판을 개략적으로 도시한다. 두 개의 판은 본 발명에 따라 조립되는 튜브형 건축 구조물의 튜브 섹션일 수 있다.

튜브형 건축 구조물(1)은 통신 및 풍력 터빈용 타워를 포함하는 많은 용례에 사용된다. 주로 이들 구조물은 크레인을 사용하여 층층이 배열되고 용접 또는 전통적인 볼트-너트 연결을 사용하여 조립되는 중첩형 튜브 섹션(2)으로 제조된다. 도 1은 네 개의 튜브 섹션(2)이 볼트 또는 스크류 소켓 열(3)로 개략적으로 도시된 바와 같은 볼트와 스크류 소켓에 의해 조립된 튜브형 건축 구조물(1)을 도시한다. 볼트와 스크류 소켓은 오직 예시만을 할 목적으로 하나의 열로 배열되는 것으로 도시되어 있다. 실제로는 볼트와 스크류 소켓(3)의 개수가 도면에 도시된 것보다는 훨씬 많아질 수 있고, 일반적으로는 튼튼한 연결을 보장하기 위해 더 많은 볼트 및 스크류 소켓 열이 존재한다.

튜브 섹션(2)은 예컨대 압연 또는 절곡 강판과 같은 판재로 제조될 수 있다. 각각의 튜브 섹션(2)은 도 1에서 두 개의 하부 튜브 섹션(2)를 대상으로 개략적으로 도시된 바와 같이, 축방향 연장형 튜브 세그먼트(20)를 상호 연결함으로써 형성될 수도 있다. 앞서 언급된 벽 요소는 튜브 섹션이나 튜브 섹션으로 조립되는 튜브 섹션을 지칭하는 것일 수 있다. 튜브 세그먼트(20)는 층층이 적층되어 운반될 수 있고 건립 장소에서 튜브 섹션(2)으로 조립될 수 있기 때문에, 튜브 세그먼트(20)에 의한 조립은 대직경 구조물의 운반과 관련하여 유리할 수 있다. 통상적으로 모든 튜브 섹션(2)은 튜브 세그먼트(20)로부터 제조될 수 있지만, 오직 가장 큰 튜브 섹션(2)만을 이런 방식으로 형성하는 것도 가능하다.

도 1에서 튜브형 건축 구조물(1)은 상향으로 감소하는 원형 단면을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 범위는 임의의 단면을 포괄한다. 단면은 일정하거나 상향으로 증가할 수도 있다.

본 발명에 따른 튜브형 건축 구조물(1)의 조립 방법은 스크류 소켓(4)과 볼트(5)의 사용을 포함한다(도 4 참조). 이런 스크류 소켓(4)은 예컨대 도 2에 도시된 바와 같은 외관일 수 있다. 스크류 소켓(4)은 바람직하게는 폐쇄형 캡 단부(6)를 갖추도록 형성되는데, 이는 연결부 내로 스며드는 습기에 대비한 최선의 보호책을 제공하기 때문이다. 스크류 소켓(4)은 바람직하게는 캡 단부(6)가 튜브형 건축 구조물(1)의 외면에 위치하도록 배열된다. 이는 즉, 건립 중에 튜브형 건축 구조물(1)의 외측에 인원이나 공구를 배치할 필요 없이, 튜브형 건축 구조물(1)의 내측에서 튜브형 건축 구조물(1)을 조립하는 동안에 볼트(5)가 스크류 소켓(4)에 나사 고정될 수 있다는 것을 의미한다.

도 3은 판(7)에 삽입된 후의 스크류 소켓(4)의 단면도이다. 판(7)은 삽입되는 스크류 소켓(4)의 부분보다 두꺼울 수 있다. 본 발명에 따라 조립되는 튜브 섹션(2)의 실례가 도 4에 개략적으로 도시되어 있다.

스크류 소켓(4)은 기술분야의 당업자에게 공지되어 있는 임의의 적절한 방법에 의해 예컨대 판(7)의 구멍에 억지끼움된다. 판(7)의 구멍과 맞물리는 스크류 소켓(4)의 원주면(8)은 볼트(5)가 차후 스크류 소켓(4)과 접합될 때 미끄럼에 대한 강한 비틀림 저항을 제공할 수 있도록 도 2에 도시된 실시예에서는 톱니형이다. 그러나, 본 발명은 톱니형이 아닌 스크류 소켓(4)도 포괄한다. 표면의 유형이 둘 중 무엇이든, 체결은 접착 또는 자석의 사용을 포함할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 스크류 소켓(4)은 제조 장소에서 튜브 섹션(2)의 구멍에 장착되며, 튜브 섹션(2)은 차후에 튜브형 건축 구조물(1)의 건립 장소로 운반된다. 이어서 조립은 스크류 소켓(4)에 볼트(5)를 나사 고정함으로써 수행된다. 사전 장착형 스크류 소켓(4)의 사용은 예컨대 영구적 또는 임시 플랫폼 위에 서서 튜브형 건축 구조물 내측에서 작업하는 인원 단독으로 수행될 수 있다는 것을 의미한다. 이로써 본 조립 공정은 건축 구조물의 내측과 외측 양쪽 모두에서 작업하는 인원을 필요로 하는 방법에 비해 더 수월해질 수 있다. 또한, 이로써 작업자는 예컨대 강풍으로부터 보호받는다.

제조공정은 일반적으로 예컨대 다음 단계를 포함하는 표면처리를 포함한다:

- 튜브 섹션(2)의 적어도 외면 및/또는 스크류 소켓(4)에 대한 제1 표면처리 단계,

- 튜브 섹션(2)의 구멍으로 스크류 소켓(4) 삽입 단계, 및

- 스크류 소켓(4)이 삽입된 튜브 섹션(2)의 적어도 외면에 대한 제2 표면처리 단계.

이로써 밀봉형 외면을 획득하는 것이 가능하며, 이를 통해 전통적인 볼트-너트 연결에 기초한 조립 방법에 비해 침습(moisture percolation) 및 이로 인한 부식 위험성이 최소화된다.

제1 표면처리 단계는 예컨대 용융아연도금과 같은 아연도금, 분말 코팅 및 습식 도장 시스템을 포함할 수 있다. 제2 표면처리 단계는 래커 및/또는 페인트와 같은 코팅제의 도포를 포함할 수 있다.

본 발명이 특정 실시예와 연계하여 설명되긴 했지만, 결코 제시된 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 범위는 첨부되는 특허청구범위에 의해 제시된다. 특허청구범위의 내용에서, 용어 "포함하는" 또는 "포함한다"는 다른 가능한 요소나 단계를 배제하지 않는다. 또한 단수 표현은 복수 형태를 배제하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 도면에 표시된 요소에 대하여 특허청구범위에서 참조부호를 사용하는 것 또한 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한 상이한 청구항에서 언급되는 개개의 특징은 되도록 유리하게 조합될 수 있고, 상이한 청구항에서 이들 특징을 언급하는 것은 특징의 조합이 가능하지 않고 유리하지 않다는 것을 배제하지 않는다.

Claims (14)

1. 복수의 벽 요소로부터 형성되는 원주상 벽 구조물을 포함하는 튜브형 건축 구조물의 조립 방법으로서, 상기 벽 요소의 구멍에 장착되는 스크류 소켓과 볼트를 사용하여 상기 벽 요소의 적어도 일부를 상호 조립하는 단계를 포함하는 튜브형 건축 구조물의 조립 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 벽 요소는 강판과 같은 판재로 제조되는 튜브형 건축 구조물의 조립 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 벽 요소의 적어도 일부는 중첩형 튜브 섹션이며, 상기 방법은 상기 튜브 섹션을 층층이 배열하는 단계를 포함하는 튜브형 건축 구조물의 조립 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 벽 요소의 적어도 일부는 축방향 연장형 튜브 세그먼트인 튜브형 건축 구조물의 조립 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 방법은 상기 튜브 세그먼트의 홀에 장착되는 스크류 소켓과 볼트를 사용하여 서로 대향하는 종방향 양 측면을 따라 상기 튜브 세그먼트를 상호 연결하는 단계를 포함하는 튜브형 건축 구조물의 조립 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 스크류 소켓은 제조 장소에서 상기 벽 요소에 장착되며, 상기 벽 요소는 차후에 상기 튜브형 건축 구조물의 건립 장소로 운반되는 튜브형 건축 구조물의 조립 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 방법은,
   - 상기 벽 요소의 적어도 외부에 대한 제1 표면처리 단계와,
   - 상기 벽 요소의 구멍에 상기 스크류 소켓을 삽입하는 단계와,
   - 상기 스크류 소켓이 삽입된 상기 벽 요소의 적어도 외부에 대한 제2 표면처리 단계를 포함하는 튜브형 건축 구조물의 조립 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 표면처리 단계는 다음의 공법: 용융아연도금과 같은 아연도금, 분말 코팅 및 습식 도장 시스템 중 하나 이상의 공법에서 선택되는 튜브형 건축 구조물의 조립 방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
   상기 제2 표면처리 단계는 래커와 같은 코팅제의 도포, 분말 코팅 및/또는 습식 도장 시스템을 포함하는 튜브형 건축 구조물의 조립 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스크류 소켓 각각의 적어도 일부는, 장착 후에 스크류 소켓의 회전에 대해 마찰 저항을 제공하도록 적합화된 톱니형 원주면을 포함하는 튜브형 건축 구조물의 조립 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스크류 소켓의 적어도 일부는 접착제나 자석을 사용하여 장착되는 튜브형 건축 구조물의 조립 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 벽 요소의 상호 조립은 장착된 스크류 소켓에 볼트를 체결하는 상기 튜브형 건축 구조물 내측에서 작업하는 인원 단독으로 수행될 수 있는 튜브형 건축 구조물의 조립 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 튜브형 건축 구조물은 베드프레임을 포함하는 풍력 터빈 타워이며, 상기 방법은 스크류 소켓과 볼트를 사용하여 상기 베드프레임을 장착하는 단계를 추가로 포함하는 튜브형 건축 구조물의 방법.
14. 풍력 터빈 타워를 조립하기 위한, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 튜브형 건축 구조물의 조립 방법의 사용.

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