KR20180022448A - 극지 해양구조물용 방벽구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차단벽의 상부와 하부에 경사부를 형성시켜 유빙 또는 파도로부터 전달되는 충격을 수중으로 회피시킴으로써, 해수면을 따라 이동하는 유빙이나 파도로부터 전달되는 충격을 완화시킬 수 있어 해양구조물을 안정적으로 보호할 수 있는 극지 해양구조물용 방벽구조에 관한 것이다.

Description

극지 해양구조물용 방벽구조{BARRIER STRUCTURE OF POLAR REGION MARINE STRUCTURE}

본 발명은 극지 해양구조물용 방벽구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차단벽의 상부에 경사부를 형성시켜 유빙 또는 파도로부터 전달되는 충격을 사선 방향으로 회피시킴으로써, 해수면을 따라 이동하는 유빙이나 파도로부터 전달되는 충격을 완화시킬 수 있어 해양구조물의 안전성을 향상시킬 수 있는 극지 해양구조물용 방벽구조에 관한 것이다.

극지(極地) 환경에 설치되는 해양구조물은 안전한 작업을 수행하기 위해 독특한 설계방법이 필요하다.

이러한 극지용 해양구조물은 인공섬 형식, 고정식 구조물 및 부유식 구조물로 크게 분류할 수 있다.

그리고, 고정식 구조물에는 자켓(jacket)과 같은 파일기초 구조물과 콘크리트 플랫폼과 같은 중력기초 구조물 및 두 가지가 섞인 형태의 혼합형 구조물로 세분할 수 있다.

한편, 극한지를 항해하는 선박 또는 착저 혹은 부유식을 포함하는 극지 해양구조물의 안전을 확보하기 위해 대형 유빙은 미리 탐지하여 파쇄하거나 회피하는 방법을 사용하고 있다.

이때, 대형 유빙의 파쇄 후 잔해 또는 중소형 유빙이 연차적으로 밀려오는 경우 유빙이 선박 또는 해양구조물에 부딪혀 수면상부로 올라갈 경우 영하의 날씨로 인해 결빙되기 때문에 선박 또는 해양구조물 본래의 기능을 저하시키게 된다.

이를 방지하기 위해, 극지용 해양구조물 자체에 일정 충격에 대한 강성을 확보하기 위한 보호 구조물이 적용된 사례가 있으나, 보호 구조물로 전달되는 힘에 해양구조물에 전달될 수 있고, 해양구조물의 주변에 유빙이 적층되어 둘러 싸이는 현상이 발생하였다.

따라서, 본 발명에서는 해수면을 따라 이동하는 유빙뿐 아니라 일정 웨이브를 갖는 파도의 충격을 회피시켜 해양구조물을 보다 안전하게 보호할 수 있는 방벽 구조물을 제시하고자 한다.

본 발명과 관련된 선행 문헌으로는 대한민국 특허공개 제10-2016-0010978호(공개일자: 2016년 01월 29일)가 있으며, 상기 선행 문헌에는 유빙용 해양구조물의 보호장치가 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 차단벽의 상부와 하부에 경사부를 형성시켜 유빙 또는 파도로부터 전달되는 충격을 수중으로 회피시킴으로써, 해수면을 따라 이동하는 유빙이나 파도로부터 전달되는 충격을 완화시킬 수 있어 해양구조물을 안정적으로 보호할 수 있는 극지 해양구조물용 방벽구조를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 댐퍼를 이용해 차단벽으로부터 전달되는 충격을 완충함과 아울러, 부력체의 부력을 조절하여 차단벽의 높이를 조절함으로써, 충격이 반복적으로 작용하는 경우에도 차단벽의 강성이 저하되지 않으며, 해수면의 높이 변화에 즉각적으로 대응할 수 있는 극지 해양구조물용 방벽구조를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 극지 해양구조물용 방벽구조는, 하단이 해저면에 고정된 상태로 해양구조물의 외곽을 따라 배치되는 다수의 지지대 및, 상기 지지대들의 상단에 결합된 상태에서 상기 해양구조물의 외곽을 따라 연속적으로 형성되며, 해수면 높이에 위치된 상단에 외측으로 기울기를 갖는 경사부가 형성되는 차단벽을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 지지대는 상기 해양구조물의 외곽을 따라 이격된 상태로 다수가 배열되며, 상기 차단벽은 상기 해양구조물의 외곽을 따라 연속적으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지대는 상하 방향으로 길이를 가지며, 상기 해저면에 삽입되는 다수의 수직빔 및, 상기 수직빔들의 사이를 수평 및 교차로 연결하며, 상기 수직빔의 상하 방향을 따라 다수로 배치되는 다수의 연결빔이 구비될 수 있다.

또한, 상기 차단벽은 중심에 중공이 상하로 관통 형성된 원통 형상을 가지며, 상기 해양구조물이 상기 중공 내에 위치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 차단벽에는 해수가 통과될 수 있도록 하나 또는 다수의 통로가 수평하게 관통 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 경사부의 상단은 상기 해수면보다 더 높게 위치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 차단벽은 잭업수단에 의해 상기 지지대의 상단으로부터 승강 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 잭업수단은 상기 지지대에 고정되는 제1몸체와, 상기 차단벽에 고정되는 제2몸체 및, 상기 제1몸체 또는 상기 제2몸체를 연결하여, 상하로 출몰하는 로드의 잭업 동작에 의해 상기 제1몸체의 높이를 조절하는 실린더로 구비될 수 있다.

본 발명은 차단벽의 상부와 하부에 경사부를 형성시켜 유빙 또는 파도로부터 전달되는 충격을 수중으로 회피시킴으로써, 해수면을 따라 이동하는 유빙이나 파도로부터 전달되는 충격을 완화시킬 수 있어 해양구조물을 안정적으로 보호할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 댐퍼를 이용해 차단벽으로부터 전달되는 충격을 완충함과 아울러, 부력체의 부력을 조절하여 차단벽의 높이를 조절함으로써, 충격이 반복적으로 작용하는 경우에도 차단벽의 강성이 저하되지 않으며, 해수면의 높이 변화에 즉각적으로 대응할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 극지 해양구조물용 방벽구조를 보여주기 위한 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 극지 해양구조물용 방벽구조의 잭업부를 상세히 보여주기 위한 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 극지 해양구조물용 방벽구조를 보여주기 위한 평면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 극지 해양구조물용 방벽구조를 보여주기 위한 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 극지 해양구조물용 방벽구조의 잭업부를 상세히 보여주기 위한 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 극지 해양구조물용 방벽구조를 보여주기 위한 평면도이다.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명에 따른 극지 해양구조물용 방벽구조는 차단벽(100) 및, 부력체(200)를 포함한다.

먼저, 상기 차단벽(100)은 해양구조물(10)의 둘레를 따라 연속적으로 형성되는 것으로, 상기 차단벽(100)은 도 3에서와 같이 중심에 중공(220)이 형성된 원통 형상을 가질 수 있다.

이때, 상기 차단벽(100)의 중공 내에는 해양구조물(10)이 위치되므로, 상기 해양구조물(10)의 외주는 차단벽(100)에 의해 보호될 수 있다.

이와 같이, 상기 차단벽(100)은 외주면이 수평 방향으로 일정 곡률을 가지므로, 유빙(3)이나 파도(4)로부터 전달되는 수평 방향에 대한 충격을 측방으로 회피시킬 수 있다.

그리고, 상기 차단벽(200)은 유빙이나 파도의 충격을 견딜 수 있는 소재(금속, 콘크리트, 수지 등)를 복합적으로 적용하여 제작할 수 있다.

특히, 상기 차단벽(100)의 상단에는 외측으로 상향 경사지게 기울기를 갖는 상부 경사부(130)가 상하 방향을 따라 일정 길이로 형성된다.

이와 함께, 상기 차단벽(100)의 하단에는 상부 경사부(130)와 대응되도록 수중에 위치되며, 외측으로 하향 경사지게 기울기를 갖는 하부 경사부(140)가 상하 방향을 따라 일정 길이로 형성된다.

이와 함께, 상기 상부 경사부(130)의 하단과 하부 경사부(140)의 상단에는 몸체(120)가 더 형성되며, 상기 몸체(120)는 수직하게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 몸체(120)의 상단과 하단은 상부 경사부(130)의 하단과 하부 경사부(140)의 상단과 오목한 곡면(150)으로 연결될 수 있다.

상부 경사부(130)는, 해수면(2) 높이에 위치되며, 상기 상부 경사부(130)의 상단은 해수면(2)보다 더 높이 위치되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 상부 경사부(130)와 전술한 하부 경사부(140)는 30~60도의 경사각을 형성할 수 있으나, 상기 상부 경사부(130)와 하부 경사부(140)의 각도는 필요에 따라 다양하게 적용이 가능하다.

이와 같은 상기 상부 경사부(130)는, 해수면(2) 높이에 위치되므로 해수면에 떠다니는 유빙(3)과 파도(4)로부터 해양구조물(10)을 보호할 수 있다.

즉, 상기 상부 경사부(130)의 외측면에 수평 방향으로 충돌한 유빙(3)이나 파도(4)는 몸체(120)와 하부 경사부(140)의 외측면을 따라 하향 안내되므로, 유빙(3) 또는 파도(4)에 의한 충격을 완화시킬 수 있다.

그리고, 하부 경사부(140)의 외측면을 따라 이동된 유빙(3)이나 파도(4)가 해양구조물(10)의 설치 위치와 반대되는 방향으로 유도되므로, 반복적인 충격에 의해 차단벽(100)이 파손되는 것을 방지할 수 있고, 차단벽(100)의 외주에 유빙(3)이 적층되지 않는다.

또한, 상부 경사부(130)에는 일정 흐름을 갖는 해수가 통과될 수 있도록 하나 또는 다수의 통로(160)가 수평하게 관통 형성된다.

상기 통로(160)는, 차단벽(100)의 내부에 형성된 중공(110)의 중심을 기준으로 방사상으로 다수가 이격된 상태로 형성시키는 것이 바람직하나, 상기 통로(160)의 개수와 위치 및 형상은 다양하게 적용이 가능하다.

이와 같은 상기 통로(160)는, 해수를 통과시켜 중공(110)으로 이동되도록 함과 동시에, 중공(110)으로 유입된 해수가 차단벽(200)의 외부로 통과시킴으로써, 해수가 이동할 때 발생하는 힘 중 일부분 만이 차단벽(200)으로 전달되도록 한다.

부력체(200)는, 수중에서 일정 부력을 형성하는 것으로, 상기 부력체(200)는 차단벽(100)의 하부에 결합되며, 수중에 부유하면서 차단벽(100)을 수중에 설정 높이로 유지시킨다.

여기서, 상기 부력체(200)는 하부 경사부(140)의 하단에 결합되어, 상기 하부 경사면(140)으로 부력을 전달한다.

그리고, 상기 부력체(200)는 도 4에서처럼 차단벽(200)의 내부에 형성된 중공(220)의 중심을 기준으로 방사상으로 다수가 이격된 상태로 배치시킬 수 있다.

이와 다른 형태로, 미도시 하였으나 상기 부력체(200)를 원통 형상을 갖도록 일체로 형성시킬 수도 있다.

또한, 하부 경사부(140)의 하단에는 도 2에서처럼 하부로 나란하게 연장되는 한 쌍의 결합단(141)이 더 형성될 수 있다.

여기서, 상기 결합단(141)들의 사이에는 하부로 개방된 간격(141a)이 형성될 수 있으며, 상기 간격(141a)의 하부를 통해 부력체(200)가 결합될 수 있다.

아울러, 상기 부력체(200)는 제한 범위 이상으로 위치가 변경되지 않도록 케이블(210)에 의해 해저면(1)에 결합될 수 있다.

한편, 상기 부력체(200)는 부력 조절부(220)에 의해 부력이 조절될 수 있는데, 상기 부력 조절부(220)는 부력체(200)의 내부로 에어를 공급하여, 에어 공급량을 조절하여 상기 부력체(200)의 부력을 조절할 수 있다.

그리고, 상기 부력 조절부(220)에는 차단벽(100)의 높이를 감지하기 위한 감지수단(미도시)이 더 구비될 수 있고, 상기 부력 조절부(220)는 상기 감지수단의 높이 감지신호에 따라 부력체(200)의 부력을 조절할 수도 있다.

또 한편, 차단벽(100)의 내주와 해양구조물(10)의 외주에는 충격을 완충하기 위한 댐퍼(300)가 더 설치될 수 있는데, 상기 댐퍼(300)는 차단벽(100)으로부터 전달되는 수평 방향의 충격을 완충한다.

더 상세히 설명하면, 상기 댐퍼(300)는 차단벽(100)의 몸체(120)와 해양구조물(10)의 사이에 배치될 수 있는데, 상기 댐퍼(300)의 일단이 몸체(120)의 내측면에 밀착되고, 반대되는 타단이 해양구조물(10)의 외측면에 밀착될 수 있다.

여기서, 상기 댐퍼(300)는 실린더 형태나 일정 쿠션을 제공하기 위한 다양한 소재를 이용해 제작할 수 있다.

즉, 상기 댐퍼(300)는 차단벽(100)으로부터 전달되는 충격을 완충하므로, 해양구조물(10)로 큰 충격이 전달되지 않도록 하고, 큰 충격에 의해 차단벽(100)과 해양구조물(10)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

결과적으로, 본 발명은 차단벽(100)의 상부에 상부 경사부(130)를 형성시켜 유빙 또는 파도로부터 전달되는 충격을 수중으로 회피시키고, 차단벽(100)의 하부에 하부 경사부(140)를 형성시켜 유빙(3)이나 파도를 수중 방향으로 회피시킬 수 있다.

이로써, 본 발명은 해수면(2)을 따라 이동하는 유빙(3)이나 파도(4)로부터 전달되는 충격을 완화시킬 수 있어 해양구조물을 안정적으로 보호할 수 있다.

또한, 댐퍼(300)를 이용해 차단벽(100)으로부터 전달되는 충격을 완충함과 아울러, 부력체(200)의 부력을 조절하여 차단벽(100)의 높이를 조절함으로써, 충격이 반복적으로 작용하는 경우에도 차단벽(100)의 강성이 저하되지 않으며, 해수면(2)의 높이 변화에 즉각적으로 대응할 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 극지 해양구조물용 방벽구조에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안되며, 후술하는 특허등록 청구범위뿐만 아니라 이 특허등록 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허등록 청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허등록 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 해저면 2: 해수면
3: 유빙 4: 파도
10: 해양구조물 100: 차단벽
110: 중공 120: 몸체
130: 상부 경사부 140: 하부 경사부
141: 결합단 141a: 간격
150: 곡면 160: 통로
200: 부력체 210: 케이블
220: 부력 조절부 300: 댐퍼

Claims (11)

1. 해양구조물의 둘레를 따라 연속적으로 형성되며, 해수면 높이에 위치된 상단에는 외측으로 상향 경사지게 기울기를 갖는 상부 경사부가 형성되는 차단벽 및,
   상기 차단벽의 하부에 결합되며, 수중에 부유하면서 상기 차단벽을 설정 높이로 유지시키는 부력체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 극지 해양구조물용 방벽구조.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 상부 경사부의 상단은,
   상기 해수면의 상부로 더 연장되는 것을 특징으로 하는 극지 해양구조물용 방벽구조.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 차단벽의 하단에는,
   상기 상부 경사부와 대응되도록 수중에 위치되며, 외측으로 하향 경사지게 기울기를 갖는 하부 경사부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 극지 해양구조물용 방벽구조.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 하부 경사부의 하단에는,
   상기 부력체가 결합되어 부력이 전달되는 것을 특징으로 하는 극지 해양구조물용 방벽구조.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 하부 경사부의 하단에는,
   하부로 나란하게 연장되는 한 쌍의 결합단이 더 형성되며,
   상기 부력체는,
   상기 결합단들의 간격 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 극지 해양구조물용 방벽구조.
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 상부 경사부의 하단과 상기 하부 경사부의 상단에는,
   수직한 몸체가 더 형성되며,
   상기 몸체의 상단과 하단은,
   상기 상부 경사부의 하단과 상기 하부 경사부의 상단과 오목한 곡면으로 연결되는 것을 특징으로 하는 극지 해양구조물용 방벽구조.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 차단벽은,
   중심에 중공이 상하로 관통 형성된 원통 형상을 가지며, 상기 해양구조물이 상기 중공 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 극지 해양구조물용 방벽구조.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 차단벽에는,
   해수가 통과될 수 있도록 하나 또는 다수의 통로가 수평하게 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 극지 해양구조물용 방벽구조.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 부력체는,
   제한 범위 이상으로 위치가 변경되지 않도록 케이블에 의해 해저면에 결합되는 것을 특징으로 하는 극지 해양구조물용 방벽구조.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 부력체는,
    부력 조절부에 의해 부력이 조절되며,
    상기 부력 조절부는,
    상기 부력체의 내부로 에어를 공급하여, 에어 공급량을 조절하여 상기 부력체의 부력을 조절하는 것을 특징으로 하는 극지 해양구조물용 방벽구조.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 차단벽의 내주와 상기 해양구조물의 외주에는,
    충격을 완충하기 위한 댐퍼가 더 설치되며,
    상기 댐퍼는,
    상기 차단벽으로부터 전달되는 수평 방향의 충격을 완충하는 것을 특징으로 하는 극지 해양구조물용 방벽구조.

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