KR20140017796A - 부력함 - Google Patents

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KR20140017796A
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Abstract

본 발명은 부력함에 관한 것이다. 이러한 부력함의 한 예는 물이 채워지는 제1 공간, 상기 제1 공간 위에 위치하고 부력 재료가 채워지는 제2 공간, 그리고 상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 분리하는 차단막을 포함한다. 이로 인해, 제1 공간에 존재하는 물의 무게만큼 파도나 바람에 의한 부력함의 움직임 변화량이 감소하여, 부력함 위에 설치되는 수상 건축물의 안전성은 향상된다. 따라서, 수상 건축물을 이용하는 사람이나 차량의 안전성 역시 향상된다.

Description

부력함{pontoon}
본 발명은 부력함에 관한 것이다.
일반적으로 부력함(pontoon)은 바다, 강, 호수 등의 수면 위에 가옥, 바지선, 수상 도로, 가교, 수상 무대 또는 수상 태양광 발전소 등과 같은 수상 건축물을 시공할 수 있게 하는 수상 부력체이다
따라서 부력함은 수상 건축물이 물 위에서 부유된 상태를 유지하도록 하는 역할을 수행한다. 이때, 부력함이 부유된 상태를 유지하도록 부력함 내부에는 스티로폼(styrofoam)이나 우레탄폼(urethane foam)과 같은 부력을 향상시키는 부력 재료로 채워져 있다.
하지만, 부력함에 채워진 부력 재료로 인해, 물 위에 위치한 부력함은 작은 크기의 파도나 바람에도 크게 흔들리게 되거나 설치 위치가 변하게 되어, 부력함 위에 위치한 수상 건출물을 이용하는 사람이나 차량의 안전을 위험하게 된다.
경우에 따라서는 부력함이 뒤집히는 사고가 발생하여 부력함 위에 위치한 수상 건축물이나 차량을 파손시키고 인명 피해를 발생시키는 문제가 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 부력함의 안전성을 향상시키기 위한 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 부력함은 물이 채워지는 제1 공간, 상기 제1 공간 위에 위치하고 부력 재료가 채워지는 제2 공간, 그리고 상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 분리하는 차단막을 포함한다.
상기 차단막은 상기 차단막을 관통하는 관통홀을 구비하고 있고, 상기 관통홀을 통해 상기 제2 공간에서 상기 제1 공간으로 삽입된 물 주입 및 배출부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 공간에 위치한 상기 물은 상기 관통홀을 통해 상기 제2 공간으로 유입되지 않는 것이 바람직하다.
상기 물 주입 및 배출부는 플라스틱이나 금속으로 이루어질 수 있다.
이러한 특징에 따르면, 제1 공간에 존재하는 물의 무게만큼 파도나 바람에 의한 부력함의 움직임 변화량이 감소하여, 부력함 위에 설치되는 수상 건축물의 안전성은 향상된다. 따라서, 수상 건축물을 이용하는 사람이나 차량의 안전성 역시 향상된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 부력함의 사시도이다.
도 2는 도 1의 부력함을 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다
도 3는 본 발명의 한 실시예에 따른 부력함을 이용한 부교의 사시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 부력함에 대하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2를 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 부력함(10)은 내부에 공간(15)을 구비하고 있는 함부(11), 함부(11) 내부에 위치하는 차단막(12), 그리고 함부(11) 내의 공간(15)에 위치한 물 주입 및 배출부(13)를 구비한다.
함부(11)는 함부(11)의 하부에 위치하는 하부면(111), 일측 단부가 하부면(111)의 가장자리와 연결되어 있고 함부(11)의 측면에 하부면(111)과 수직하게 위치하여 함부(11)의 내부에 공간(15)을 형성하는 측면(112), 그리고 하부면(111)과 연결된 일측 단부와 마주보고 있는 측면(112)의 타측 단부와 연결되어 하부면(111)과 나란한 방향으로 뻗어 상부면(113)을 구비한다.
본 실시예에서, 하부면(111)의 평면 형상은 직사각형이지만, 이에 한정되지 않고 정사각형이나 삼각형 등과 같은 직사각형과 다른 다양한 다각형, 원형, 또는 타원형을 가질 수 있다.
상부면(113)은 도 1 및 도 2에 도시한 것처럼, 측면(112)의 타측 단부 전체에서 뻗어 나와 있다. 이때, 상부면(113)은 측면(112)으로 에워싸여져 형성된 함부(11)의 공간(15) 쪽으로 뻗어 있지 않고 그 반대 방향으로 정해진 폭(W1)만큼 뻗어 있다.
상부면(113)은 측면(112)의 타측 단부에서 함부(11) 내의 공간(15)을 에워싸게 위치하여 부력함(10)의 가장자리부를 형성한다.
이러한 상부면(113)은 부력함(10) 위에 위치되는 시설물의 받침대로서 작용하여, 부력함(10) 위에 위치한 시설물이 좀더 안정적으로 부력함(10) 위에 위치하도록 한다.
이처럼, 함부(11)를 형성하는 하부면(111), 측면(112) 및 상부면(113)은 담수나 해수 등과 같은 물과 닿았을 때 녹이나 부식의 발생이 적은 내화학성, 내부식성 및 내구성 등이 큰 재료로 이루어져 있고, 한 예로서 스테인리스 강(stainless steel)이나 플라스틱(plastic)으로 이루어져 있다.
본 실시예에서, 함부(11)를 형성하는 하부면(111), 측면(112) 및 상부면(113)은 일체로 형성되어 있지만, 별개의 구성요소로 형성된 후 땝납이나 접착제 등으로 결합될 수 있다.
상부면(113)에는 복수의 나사홀(14)이 위치하고 있고, 복수의 나사홀(14)을 통해 나사와 같은 체결 수단을 이용하여 부력함(10)은 상부면(113) 위에 위치한 시설물과 결합된다.
차단막(12)은 함부(11) 내에 형성된 공간(15)에 하부면(111)과 나란하게 위치하여 함부(11) 내의 공간(15)을 수평 방향으로 분할하여, 공간(15)을 제1 공간(151)과 제1 공간(151) 위에 위치한 제2 공간(152)으로 나눈다.
이때, 제1 공간(151)은 함부(11)의 하부면(111), 측면(112)의 일부 및 차단막(12)에 의해 형성된 공간이고, 제2 공간(152)는 차단막(12)과 측면(112)의 나머지 부분에 의해 형성된 공간이다.
이때, 제1 공간(151)의 깊이(D1)와 제2 공간(152)의 깊이(D2)는 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
본 실시예에서, 제1 공간(151)에는 평형수(ballast water)와 같은 물이 위치하며, 제2 공간(152)에는 스티로폼이나 우레탄폼과 같이 부력을 생성하는 부력 재료로 채워진다.
이때, 차단막(13)의 일부에는 차단막(13)을 관통하는 관통홀(121)을 구비하고 있다.
이로 인해, 물 주입 및 배출부(13)가 차단막(13)에 형성된 관통홀(121)을 통과해 제1 공간(151)에서 제2 공간(152)으로 삽입된다.
차단막(13)은 함부(11)와 일체로 형성되거나 별개로 형성될 수 있다. 함부(11)와 별개로 차단막(13)이 형성될 때, 차단막(13)은 함부(11) 내의 해당 위치에 땜납이나 접착제 등으로 고정된다.
물 주입 및 배출부(13)은 제1 공간(151)으로 물을 주입하거나 제1 공간(151)에 존재하는 물을 외부로 배출하는 것으로서, 관 형상을 갖고 있다.
이러한 물 주입 및 배출부(13)는 역시 함부(11)와 같이 담수나 해수 등과 같은 물 등에 의한 부식이나 녹에 강한 내화학성, 내부식성, 내구성 등이 강한 플라스틱이나 금속 재료 등으로 이루어질 수 있다.
이미 설명한 것처럼, 물 주입 및 배출부(13)는 제1 공간(151)에서 제2 공간(152)으로 삽입되므로, 제2 공간(152)에 채워진 부력 재료를 통과하여 차단막(12)이 관통홀(121)로 삽입된다.
따라서, 제2 공간(152)에 하나로 이루어진 부력 재료가 채워질 경우, 제2 공간(152)에 채워진 부력 재료에는 물 주입 및 배출부(13)의 삽입 위치에 부력 재료를 관통하는 구멍이 형성된다. 하지만, 복수 개로 분할된 부력 재료가 제2 공간(152)에 채워질 경우, 물 주입 및 배출부(13)는 인접한 부력 재료 사이를 통과해 제2 공간(152)을 거쳐 차단막(12)의 관통홀(121)로 삽입된다.
이때, 차단막(12)에 물 주입 및 배출부(13)가 삽입될 경우, 제1 공간(151)과 제2 공간(152)을 연결하는 관통홀(121)은 물 주입 및 배출부(13)에 의해 막히게 되어 제1 공간(151)는 밀폐된 공간이 되고, 제1 공간(151)에 위치하는 물은 제2 공간(152)으로 유입되지 않는다.
물 주입 및 배출부(13)를 통해 제1 공간(151)에 물을 유입하거나 제1 공간(151)의 물을 배출하는 동작은 펌프(pump)를 이용하여 행해진다.
예를 들어, 펌프에 연결된 관을 물 주입 및 배출부(13) 내로 삽입한 후 펌프를 동작시켜 외부로부터의 물을 제1 공간(151)에 유입하거나 제1 공간(151)의 물을 외부로 배출할 수 있다.
이러한 부력함(10)을 이용하여 수상 건축물을 형성할 때, 수상 건축물의 한 예로 부력함(10) 위에 부교를 설치한 예를 도 3에 도시한다.
도 3를 참고로 하면, 부교(100)는 서로 이격되어 위치한 복수의 부력함(10), 부력함(10) 위에 위치한 적어도 하나의 프레임(20), 그리고 적어도 하나의 프레임(20) 위에 위치한 적어도 하나의 덮개(30)가 위치한다.
복수의 부력함(10) 위에 위치한 복수의 프레임(20)에서, 인접한 두 프레임(20)은 공기 스프링(air spring)이나 탄성을 갖는 나사와 같은 체결 수단(21)으로 연결되어 있다.
이로 인해, 바람이나 파도 등과 같은 외력의 영향으로 인접한 두 프레임(20)의 이동 방향이 서로 상이하거나 이동량이 서로 상이하더라고 프레임(20) 각각에 가해지는 외력에 관계없이 일정한 상태를 유지하여, 두 프레임(20)의 연결 상태는 안정적으로 유지된다.
복수의 부력함(10) 위에 위치한 프레임(20)은 부력함(10)의 상부면(113) 위와 측면(112)에 의해 형성된 공간(15)의 가운데 부분을 가로지르게 위치하고 있다.
따라서, 부력함(10)은 부력함(10)의 상부면(113)에 위치한 복수의 나사홀(14)에 나사 등과 같은 체결 수단을 위치시켜 그 위에 위치한 프레임(20)과 결합된다. 이를 위해, 도시되지 않지만, 프레임(20)에도 부력함(10)의 상부면(113)에 위치한 복수의 나사홀(14)과 대응되는 위치에 복수의 나사홀이 위치한다.
이러한 프레임(20)은 금속이나 나무로 이루어져 있다.
프레임(20) 위에 위치한 덮개(30)는 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 나무, 또는 방사선 경화목재(wood plastic combination, WPC) 등으로 이루어져 있고, 프레임(20)의 폭(W1)보다 같거나 큰 폭(W2)을 갖고 있는 평평한 덮개이다.
따라서 프레임(20) 위에 복수 개의 덮개(30)가 연달아 위치함에 따라 프레임(20)을 통해 노출되는 빈 공간들이 덮히게 되어, 프레임(20)을 따라 연속해서 위치한 덮개(20)는 사람이나 차량 등의 이동이 가능한 통로를 형성하여 복수의 부력함(10) 위에 부교가 형성된다.
따라서, 프레임(10) 위에 덮개(20)가 덮여짐에 따라, 프레임(10), 프레임(10) 하부에 위치한 각 부력함(10)은 모두 덮개(20) 아래에 존재하며, 각 부력함(10)의 공간(15) 내에 위치하는 물 주입 및 배출부(13) 역시 덮개(20) 아래에 존재하게 된다.
따라서, 사람이나 차량은 복수의 덮개(30)에 의해 형성된 통로를 따라 이동하게 된다.
이때, 이미 설명한 것처럼, 각 부력함(10)의 제1 공간(151) 속에 물이 채워져 있으므로, 물의 무게에 의해 각 부력함(10)는 물 속에서 안정적으로 위치하게 된다. 이때, 물 속으로 잠기는 부력함(10)의 깊이는 제1 공간(151) 내에 채워지는 물의 양을 조절하여 조정한다.
따라서, 제1 공간(151)에 존재하는 물로 인해, 각 부력함이 부력 재료로만 채워져 있는 비교예의 경우와 비교할 때, 파도나 바람의 영향으로 물에서 상하 방향과 좌우 방향 중 적어도 하나의 방향으로 움직이는 부력함(10)의 움직임량이 크게 줄어든다. 이로 인해, 바람이나 파도에 의한 부력함(10)의 흔들림이 크게 감소하여 덮개(30)에 의해 형성된 통로 위로 차량이나 사람은 좀더 안전하게 이동하게 되어, 사고의 발생 위험이 크게 감소한다.
이때, 덮개(30)에 의해 형성된 통로 위로 이동하는 사람이나 차량과 같은 물체의 무게에 따라 물 주입 및 배출부(13)를 통해 제1 공간(151)에 존재하는 물의 양을 감소시키거나 증가시켜, 제1 공간(151) 속에 존재하는 물의 양이 조절된다.
예를 들어, 부교 위로 이동하는 물체의 무게가 증가할수록 제1 공간(151) 내에 존재하는 물의 양을 감소시키면, 각 부력함(10)의 부력을 방해하는 물이 외부로 배출되므로 각 부력함(10)의 부력은 증가하게 되고, 증가된 각 부력함(10)의 부력만큼 통로 위에 이동하는 물체의 무게를 증가시킬 수 있다.
이때, 제1 공간(151)의 물의 양이 감소하더라도 통로 위를 지나는 물체의 무게에 의해 물속으로 가라앉게 되는 각 부력함(10)의 깊이가 정해지므로, 물체가 이동할 때 각 부력함(10)은 물속에서 안정적으로 위치하게 된다. 이로 인해, 부교 위로 물체는 안정적으로 위치한다.
이와 같이, 각 부력함(10)이 물이 위치하는 제1 공간(151)과 부력 재료가 위치하는 제2 공간(152)을 구비하고 있으므로, 제1 공간(151)에 존재하는 물의 무게만큼 부력함(10)이 물속에 위치하고 물의 무게(10)에 의해 파도나 바람에 의한 부력함(10)의 움직임 변화량이 감소하여, 부력함(10) 위에 설치되는 수상 건축물의 안전성은 향상된다. 따라서, 수상 건축물을 이용하는 사람이나 차량의 안전성 역시 향상된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 부력함 11: 함부
111: 하부면 112: 측면
113: 상부면, 14: 나사홀
15, 151, 152: 공간 12: 차단막
121: 관통홀 13: 물 주입 및 배출부
20: 프레임 30: 덮개
21: 체결 수단

Claims (4)

  1. 물이 채워지는 제1 공간,
    상기 제1 공간 위에 위치하고 부력 재료가 채워지는 제2 공간, 그리고
    상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 분리하는 차단막
    을 포함하는 부력함.
  2. 제1항에서,
    상기 차단막은 상기 차단막을 관통하는 관통홀을 구비하고 있고,
    상기 관통홀을 통해 상기 제2 공간에서 상기 제1 공간으로 삽입된 물 주입 및 배출부를 더 포함하는 부력함.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 공간에 위치한 상기 물은 상기 관통홀을 통해 상기 제2 공간으로 유입되지 않는 부력함.
  4. 제2항에서,
    상기 물 주입 및 배출부는 플라스틱이나 금속으로 이루어져 있는 부력함.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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