KR20180062322A - 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속용기(canister) 내부에 일정한 양의 폭약을 넣어, 수중에서 폭발력으로 스터드(stud)를 강하게 선체면으로 밀어내어 용접시키는, 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 금속용기(canister) 내부에 일정한 양의 폭약을 넣어, 수중에서 폭발력으로 스터드(stud)를 강하게 선체면으로 밀어내어 용접시키는, 폭발용접 방식을 이용함으로써, 선체에 용접 방식으로 견고하게 부착시키면서도, 특히 비상 상황의 경우 매우 빠른 시간 내에 부착을 완료할 수 있도록 하는 선체 부착 장치를 제공한다.

Description

폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치{VESSEL-ATTACHMENT APPARATUS BY USING EXPLOSION WELDING}
본 발명은 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속용기(canister) 내부에 일정한 양의 폭약을 넣어, 수중에서 폭발력으로 스터드(stud)를 강하게 선체면으로 밀어내어 용접시키는, 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치에 관한 것이다.
종래 선체 부착 방식은, 선체 외판을 따라 이동하면서 고소작업을 수행하는 곤도라의 선체 외판 부착 장치의 경우, 자석을 이용하거나, 액체물질 원격회수 장치의 선체 부착용 치구의 경우, 임시로 자석을 사용하고 그 후 드릴링을 통하여 나사를 체결하는 방식이 있다. 또한 선박의 청소로봇의 선체외벽 부착 및 회수의 경우에는 전자석 및 추진기를 사용하는 방식도 사용되었다. 그러나 이러한 선체 부착 방식은, 부착되는 강도에 있어서도 견고하지 못하며, 또한 비상 상황의 경우, 부착 시간도 많이 소요되는 문제점이 있었다.
KR 10-2001-0110221 A
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 금속용기(canister) 내부에 일정한 양의 폭약을 넣어, 수중에서 폭발력으로 스터드(stud)를 강하게 선체면으로 밀어내어 용접시키는, 폭발용접 방식을 이용함으로써, 선체에 용접 방식으로 견고하게 부착시키면서도, 특히 비상 상황의 경우 매우 빠른 시간 내에 부착을 완료할 수 있도록 하는 선체 부착 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치는, 발사하여 선체에 부착시킬 부착물이 삽입되고, 상기 부착물을 발사하기 위한 폭발력을 제공하는 폭약을 주입할 공간을 구비하는 부착물 발사용 금속용기; 및 상기 부착물 발사용 금속용기에 삽입되며, 상기 폭약의 폭발력에 의하여 발사됨으로써 선체 표면에 접합되는 부착물을 포함한다.
상기 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치는, 상기 부착물 발사용 금속용기 내부에 구비되어, 상기 부착물을 발사하기 위한 폭발력을 제공하는 폭약을 더 포함할 수 있다.
상기 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치는, 상기 선체 표면에, 상기 부착물 발사용 금속용기를 연결하여 지지하는 부착물 발사용 금속용기 지지대를 더 포함할 수 있다.
상기 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치는, 상기 선체 표면에 부착되어, 상기 부착물 발사용 금속용기 지지대가 부착되는 자석을 더 포함할 수 있다.
상기 부착물은, 상기 폭약의 폭발력에 의해 상기 부착물 발사용 금속용기로부터 발사되어 상기 선체 표면과 접촉한 경우, 상기 부착물이 접촉한 선체 표면과, 상기 선체 표면과 접촉한 부착물의 접촉면이 순간적으로 용융됨으로써 선체 표면과의 접합이 이루어질 수 있다.
상기 부착물에서 상기 선체 표면과 접합하는 부위(이하 '접합 부위'라 한다)는, 작은 폭발력에 의한 발사에 의해서도 선체 표면과 용융되어 접합될 수 있도록, 기 설정된 폭발력(이하 '기준 폭발력') 이하의 폭발력에 의한 발사에 의해서도 선체 표면과 용융되어 접합될 수 있는 재질(이하 '접합재질'이라 한다)로 구성될 수 있다.
상기 부착물은, 상기 접합 부위만 상기 접합재질로 구성되거나, 또는 부착물 전체의 재질이 상기 접합재질로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 폭발용접 방식을 이용하여 부착물을 선체에 부착하는 방법은, (a) 발사하여 선체에 부착시킬 부착물이 삽입되어 있고, 상기 부착물을 발사하기 위한 폭발력을 제공하는 폭약이 내부 공간에 주입되어 있는 부착물 발사용 금속용기를, 선체와 일정 거리 떨어진 위치에 설치하는 단계; 및 (b) 상기 폭약을 폭발시킴으로써 상기 부착물을 발사하여, 선체 표면에 용융 접합시키는 단계를 포함한다.
상기 단계(a)에서, 부착물 발사용 금속용기의 설치는, 상기 부착물 발사용 금속용기와 연결되어 있는 부착물 발사용 금속용기 지지대를 상기 선체 표면과 연결시킴으로써 이루어질 수 있다.
상기 단계(a) 이전에, (a0) 상기 부착물 발사용 금속용기 지지대가 부착되는 자석을 상기 선체 표면에 부착하는 단계를 더 포함하고, 상기 부착물 발사용 금속용기 지지대는, 상기 선체 표면에 부착된 자석에 부착됨으로써 상기 선체 표면과 연결될 수 있다.
본 발명에 의하면, 금속용기(canister) 내부에 일정한 양의 폭약을 넣어, 수중에서 폭발력으로 스터드(stud)를 강하게 선체면으로 밀어내어 용접시키는, 폭발용접 방식을 이용함으로써, 선체에 용접 방식으로 견고하게 부착시키면서도, 특히 비상 상황의 경우 매우 빠른 시간 내에 부착을 완료할 수 있도록 하는 선체 부착 장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치를 이용하여, 부착물이 선체에 부착된 상태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치에 사용되는 부착물의 재질 구성을 나타내는 도면.
도 4는 스테인리스 스틸과 마그네슘의 수중 폭발용접 후 접합면을 확대하여 도시한 도면.
도 5는 텅스템과 구리의 수중 폭발용접 후 접합면을 확대하여 도시한 도면.
도 6은 폭발용접 방식을 이용하여 부착물을 선체에 부착하는 방법을 나타내는 순서도.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치(100)를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치를 이용하여, 부착물이 선체에 부착된 상태를 도시한 도면이다.
바다에 오일이 유출된 경우, 오일의 유출을 막기 위해서는 신속한 오일펜스의 설치를 필요로 한다. 이를 위해 오일펜스의 양단을 선체에 부착하여, 오일이 유출된 영역을 오일펜스 내부로 한정함으로써 그 밖으로 오일이 벗어나지 않도록 차단해야 한다. 이러한 비상 상황에서 그와 같은 오일펜스의 설치는 매우 신속하게 이루어져야 하며, 이를 위해 오일펜스의 양단을 선체에 부착하는 시간도 최단시간으로 단축해야만 하는 필요성이 발생한다. 기존의 전자석 부착 방식보다 강한 부착력이 필요하고 또한 기존의 기계적 체결 방식에 의한 부착보다 빠른 부착시간이 필요하게 된다. 본 발명의 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치(100)는 이러한 필요에 부응하는 장치이다.
수중에 설치되는 부착물 발사용 금속용기(canister, 110)에는 폭약(120)이 주입되고, 여기에 도시된 바와 같이 폭발용접으로 선체에 부착될 부착물(130)이 금속용기에 삽입된다. 도 1의 실시예에서는 그와 같은 부착물(130)이 원통형의 봉 형태를 가진 것으로 도시되었으나, 반드시 이러한 형태에 국한되지는 않으며, 다양한 형태의 부착물이 가능하다.
부착물(130)이 부착될 선박(200)의 표면에는 먼저 자석(150)이 부착되고, 여기에 전술한 바와 같은 부착물 발사용 금속용기(110)를 지지하는 부착물 발사용 금속용기 지지대(140)가 부착되어 설치된다.
이후 부착물 발사용 금속용기(110) 내에서 폭약(120)을 폭발시키고, 그 폭발력으로 부착물(130)을 강하게 선박(200)의 표면에 발사하게 된다. 폭약(120)의 폭발에 의해 발생되는 수중 충격파가 균일한 압력 분포로 전파되고, 이와 같이 발사된 부착물(130)이 선박(200) 표면에 강하게 충격 압착되며, 이때 부착물(130)과 선박(200) 표면에서의 두 금속 접합면이 순간적으로 용융되어 접합이 이루어지게 된다. 이와 같은 방식으로 부착물(130)이, 선박(200) 표면에 매우 빠른 시간에 접합이 이루어지게될 뿐 아니라, 수중에서 높은 열을 사용함이 없이도 강력한 접합이 이루어지게 된다.
도 2의 (a)는 그와 같은 폭발용접의 결과로 부착물(130)이 선체 표면에 접합되어 부착된 형태를 나타낸다.
도 2의 (b)는 선박(200)에 오일펜스(300)가 부착된 상태를 위에서 바라본 모식도이며, 도 2(a)의 결합부(160)에 오일펜스(300)가 결합되어 있는 상태를 보여주고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치에 사용되는 부착물의 재질 구성을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 2를 참조하여 설명한 바와 같은 본 발명의 폭발용접시, 선박(200) 표면에 부착물(130)을 접합시킬 때, 부착물(130)의 접합 표면을, 가능한 한 적은 폭발력으로도 접합될 수 있는 재질(이하 '접합재질'이라 한다)로 하는 것이 바람직하다. 이러한 접합재질은 무른 또는 연한 재질일 수 있다.
즉, 부착물(130)에서 선체(200) 표면과 접합하는 부위(이하 '접합 부위'라 한다)는, 예를 들어, 전술한 바와 같이 작은 폭발력에 의한 발사에 의해서도 선체 표면과 용융되어 접합될 수 있도록, 기준 폭발력을 미리 설정하고, 그와 같이 기 설정된 기준 폭발력 이하의 폭발력에 의한 발사에 의해서도 선체 표면과 용융되어 접합될 수 있는 재질을 접합재질로 하여 구성되도록 할 수 있다.
일 실시예로서, 알루미늄 등의 소재를 사용할 경우 그와 같은 목적을 달성할 수 있다.
이와 같은 접합재질을 사용할 경우, 적은 폭발력으로도 접합될 수 있음으로 하여, 폭발용접시의 선체 표면과 부착물(130)의 충격을 작게 할 수 있으며, 이에 따라 폭발용접시의 충격에 의한 선체 파손을 최소한으로 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 3(a)는 부착물(130) 전체의 재질을 전술한 접합재질(131)로 구성한 도면이며, 도 3(b)는 부착물(130)에서 선박(200) 표면과 접합될 부분만을 접합재질(131)로 구성한 도면이다.
도 4는 스테인리스 스틸과 마그네슘의 수중 폭발용접 후 접합면을 확대하여 도시한 도면이고, 도 5는 텅스텐과 구리의 수중 폭발용접 후 접합면을 확대하여 도시한 도면이다.
특히 도 4의 (c)와 도 5의 (b),(c)는 접합표면을 더욱 세밀한 부분까지 확대하여 볼 수 있도록 한 결과 도면이다.
도 6은 폭발용접 방식을 이용하여 부착물(130)을 선체에 부착하는 방법을 나타내는 순서도이다.
먼저, 부착물 발사용 금속용기 지지대(140)가 부착되는 자석(150)을 상기 선체 표면에 부착한다(S601). 이후, 발사하여 선체에 부착시킬 부착물(140)이 삽입되어 있고, 또한 그 부착물을 발사하기 위한 폭발력을 제공하는 폭약(120)이 내부 공간에 주입되어 있는 부착물 발사용 금속용기(110)를, 선체(200)와 일정 거리 떨어진 위치에 설치한다(S602). 이때 상기 단계 S602에서, 부착물 발사용 금속용기의 설치는, 부착물 발사용 금속용기(110)와 연결되어 있는 부착물 발사용 금속용기 지지대(140)를 선체(200) 표면과 연결시킴으로써 이루어지는데, 앞서 선체(200) 표면에 부착해놓은 자석(150)에 그 부착물 발사용 금속용기 지지대(140)를 부착함으로써 그와 같이 연결시킬 수 있다.
이와 같이 부착물 발사용 금속용기(110)의 설치가 되면, 부착물 발사용 금속용기(110) 내부의 폭약을 폭발시킴으로써 그 폭발력에 의해 부착물(130)을 발사하여(S603), 선체 표면에 용융 접합시키게 된다(S604).
이와 같이 선체(200) 표면에 접합된 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치(100)의 결합부(160)에 오일 펜스(300)를 연결하여 설치하면(S605), 해상 유출된 오일의 확산을 신속하게 방지할 수 있게 된다.
10: 바다
20: 유출 오일
100: 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치
110: 부착물 발사용 금속용기
120: 부착물 발사용 폭약
130: 부착물
131: 부착물의 접합재질부
140: 부착물 발사용 금속용기 지지대
150: 선박 부착 자석
160: 결합부
200: 부착물이 부착될 선박
300: 오일펜스

Claims (10)

  1. 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치로서,
    발사하여 선체에 부착시킬 부착물이 삽입되고, 상기 부착물을 발사하기 위한 폭발력을 제공하는 폭약을 주입할 공간을 구비하는 부착물 발사용 금속용기; 및
    상기 부착물 발사용 금속용기에 삽입되며, 상기 폭약의 폭발력에 의하여 발사됨으로써 선체 표면에 접합되는 부착물
    을 포함하는 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 부착물 발사용 금속용기 내부에 구비되어, 상기 부착물을 발사하기 위한 폭발력을 제공하는 폭약
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 선체 표면에, 상기 부착물 발사용 금속용기를 연결하여 지지하는 부착물 발사용 금속용기 지지대
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 선체 표면에 부착되어, 상기 부착물 발사용 금속용기 지지대가 부착되는 자석
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 부착물은,
    상기 폭약의 폭발력에 의해 상기 부착물 발사용 금속용기로부터 발사되어 상기 선체 표면과 접촉한 경우, 상기 부착물이 접촉한 선체 표면과, 상기 선체 표면과 접촉한 부착물의 접촉면이 순간적으로 용융됨으로써 선체 표면과의 접합이 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 부착물에서 상기 선체 표면과 접합하는 부위(이하 '접합 부위'라 한다)는,
    작은 폭발력에 의한 발사에 의해서도 선체 표면과 용융되어 접합될 수 있도록, 기 설정된 폭발력(이하 '기준 폭발력') 이하의 폭발력에 의한 발사에 의해서도 선체 표면과 용융되어 접합될 수 있는 재질(이하 '접합재질'이라 한다)로 구성되는 것
    을 특징으로 하는 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 부착물은,
    상기 접합 부위만 상기 접합재질로 구성되거나, 또는 부착물 전체의 재질이 상기 접합재질로 구성된 것
    을 특징으로 하는 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치.
  8. 폭발용접 방식을 이용하여 부착물을 선체에 부착하는 방법으로서,
    (a) 발사하여 선체에 부착시킬 부착물이 삽입되어 있고, 상기 부착물을 발사하기 위한 폭발력을 제공하는 폭약이 내부 공간에 주입되어 있는 부착물 발사용 금속용기를, 선체와 일정 거리 떨어진 위치에 설치하는 단계; 및
    (b) 상기 폭약을 폭발시킴으로써 상기 부착물을 발사하여, 선체 표면에 용융 접합시키는 단계
    를 포함하는 폭발용접 방식을 이용한 부착물의 선체 부착 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 단계(a)에서, 부착물 발사용 금속용기의 설치는,
    상기 부착물 발사용 금속용기와 연결되어 있는 부착물 발사용 금속용기 지지대를 상기 선체 표면과 연결시킴으로써 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 폭발용접 방식을 이용한 부착물의 선체 부착 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 단계(a) 이전에,
    (a0) 상기 부착물 발사용 금속용기 지지대가 부착되는 자석을 상기 선체 표면에 부착하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 부착물 발사용 금속용기 지지대는,
    상기 선체 표면에 부착된 자석에 부착됨으로써 상기 선체 표면과 연결되는 것
    을 특징으로 하는 폭발용접 방식을 이용한 부착물의 선체 부착 방법.


KR1020170061563A 2016-11-29 2017-05-18 폭발용접 방식을 이용한 선체 부착 장치 KR20180062322A (ko)

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