KR20180086605A - 부력 케이블 - Google Patents

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KR20180086605A
KR20180086605A KR1020170010230A KR20170010230A KR20180086605A KR 20180086605 A KR20180086605 A KR 20180086605A KR 1020170010230 A KR1020170010230 A KR 1020170010230A KR 20170010230 A KR20170010230 A KR 20170010230A KR 20180086605 A KR20180086605 A KR 20180086605A
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김철민
이재복
이진희
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엘에스전선 주식회사
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Abstract

본 발명은 복수 개의 중공 파이프 형태의 부력부재를 케이블 외부자켓 내부에 구비하여, 부력 케이블을 수중 포설시 요구되는 부력을 제공하면서도 수압에 의한 케이블의 형상 변형 또는 수축을 방지할 수 있는 부력 케이블에 관한 것이다.

Description

부력 케이블{Buoyant Cable}
본 발명은 부력 케이블에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 복수 개의 중공 파이프 형태의 부력부재를 케이블 외부자켓 내부에 구비하여, 부력 케이블을 수중 포설시 요구되는 부력을 제공하면서도 수압에 의한 케이블의 형상 변형 또는 수축을 방지할 수 있는 부력 케이블에 관한 것이다.
도 5는 종래 소개된 중성부력 케이블(1')의 단면도를 도시한다. 케이블 중심에는 전력/통신 케이블 코어(100)가 구비되고, 그 외측에 부력을 제공하기 위한 발포재를 발포시킨 형태의 발포층(400)이 구비될 수 있고, 상기 부력층(400) 외측에 다시 외부자켓(300)이 구비될 수 있다.
상기 발포층(400)은 그 내부에 미세한 공기방울을 형성하게 되므로 수중에서 부력을 발생시킬 수 있다.
이러한 부력 케이블(1')의 경우 부력 제공을 위한 부력층(400)의 두께가 두꺼워야 하고 그에 따라 케이블(1')의 무게도 증가된다.
또한, 이러한 발포층(400)은 외부 압력, 즉 수심에 따라 수축이 되는 성질을 가지므로, 케이블의 외형 유지가 쉽지 않다.
그리고 수중에 포설되는 케이블에 부력을 제공하는 방법으로 별도의 케이블 형태의 부력부재를 케이블 외부에 장착하는 경우가 있으나, 케이블이 꼬이는 등의 문제가 발생될 수 있고, 장기간 케이블과 분리되지 않도록 케이블과 부력부재를 고정하는 것도 쉽지 않다.
그리고 케이블에 부력을 부가하는 방법으로 대한민국 등록 실용신안 20-0185339호에는 수중 로봇용 전원/통신 케이블에 중성부력을 제공하기 위하여 부력튜브를 구비하고, 내부에 질소 등의 부력 발생가스를 채우는 방법이 소개되나, 수심에 따른 내부압을 형성하기 위하여 부력튜브 내로 가스를 공급하는 장치를 구비해야 하므로 구성이 복잡하고 반영구적 부력을 제공할 수 없으므로, 장거리에서 수십년 사용기간을 보장할 수 있는 전력/통신 케이블에 적용하기 부적합하다.
본 발명은 복수 개의 중공 파이프 형태의 부력부재를 케이블 외부자켓 내부에 구비하여, 부력 케이블을 수중 포설시 요구되는 부력을 제공하면서도 수압에 의한 케이블의 형상 변형 또는 수축을 방지할 수 있는 부력 케이블을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전력 또는 통신을 위한 케이블 코어, 상기 케이블 코어 외주면에 배치되며, 부력을 발생시키고 수압에 대하여 케이블 형상을 유지하기 위한 복수 개의 중공 파이프 형태의 부력부재 및, 상기 부력부재 외측에 구비되는 외부자켓;을 포함하는 부력 케이블을 제공할 수 있다.
이 경우, 상기 부력부재는 원형 파이프 형태로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 부력부재는 인접한 부력부재끼리 서로 접촉되며, 각각의 부력부재는 상기 코어와 접촉되도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 부력부재의 직경은 상기 코어의 직경보다 작을 수 있다.
여기서, 상기 부력부재와 상기 외부자켓 사이의 빈공간에 보조 부력부재가 구비될 수 있다.
또한, 상기 보조 부력부재는 상기 부력부재보다 작고, 상기 외부자켓 내면에 접촉하는 크기의 원형 파이프 형태로 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 보조 부력부재는 삼각형 파이프 형태로 구성되고, 상기 보조 부력부재 중 2면은 상기 부력부재의 외주면의 곡률반경에 대응하여 오목하게 구성되고, 나머지 1면은 상기 외부자켓의 내주면의 곡률반경에 대응하여 볼록하게 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 부력부재의 직경 및 두께는 중성 부력을 갖는 크기로 결정될 수 있다.
그리고, 복수 개의 상기 부력부재 중 적어도 하나는 부력 케이블 전체의 부력을 감소시키기 위한 충진재가 수용될 수 있다.
또한, 복수 개의 상기 보조 부력부재 중 적어도 하나는 부력 케이블 전체의 부력을 감소시키기 위한 충진재가 수용될 수 있다.
여기서, 상기 부력부재는 수지 또는 알루미늄 재질로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 부력 케이블에 의하면, 부력 케이블 내부에 복수 개의 중공 부력부재가 구비되어 충분한 부력을 제공하여 수중 포설을 가능하게 한다.
또한, 본 발명에 따른 부력 케이블에 의하면, 포설 깊이가 깊어짐에 따라 수압이 증가되어도 부력부재에 의하여 형상이 유지될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 부력 케이블에 의하면, 부력부재에 의하여 수압의 변화에도 형상이 유지되어 수축이 방지될 수 있으므로, 케이블의 부피 대비 밀도를 일정하게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 부력 케이블의 하나의 실시예의 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 부력 케이블의 다른 실시예의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 부력 케이블의 다른 실시예의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 부력 케이블의 다른 실시예의 단면도를 도시한다.
도 5은 종래 소개된 부력 케이블의 한가지 예의 단면도를 도시한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 부력 케이블(1)의 하나의 실시예의 단면도를 도시한다.
본 발명에 다른 부력 케이블(1)은 수중에 설치되는 통신용 케이블, 전력 케이블 또는 통신 및 전력 전송용 복합 케이블일 수 있으며, 본 발명에 따른 부력 케이블(1)은 중성 부력을 갖는 케이블일 수 있다.
수중에서 떠오르지도 않고 가라앉지도 않는 상태로 물체가 유지되는 경우, 해당 물체는 중성 부력을 갖는다고 할 수 있다.
종래에는 수중에 포설되는 부력 케이블(1)에 부력을 부여하기 위하여 케이블의 외부자켓(300) 내부에 발포재를 발포시켜 발포층을 형성하는 방법으로 발포층에 의한 부력을 발생시키는 방법을 사용하였으나 이러한 방법은 수압이 증가되는 상황, 예를 들면 케이블 포설 깊이가 깊어지는 경우에는 발포층을 압축시키고, 케이블의 밀도를 증가시켜 결국 케이블이 가라앉는 음성 부력 상태가 되는 문제를 유발한다.
따라서, 부력 케이블(1)의 경우 수압에 따라 케이블이 수축되는 것이 방지될 수 있는 구조를 갖는 것이 전제되어야 한다.
도 1에 도시된 본 발명에 따른 부력 케이블(1)은 전력 또는 통신을 위한 케이블 코어(100); 상기 케이블 코어(100) 외주면에 배치되어, 내측에 빈공간을 형성하여 부력을 발생시키고 외압에 대한 케이블 형상을 유지하기 위한 복수 개의 파이프 형태의 부력부재(210); 및, 상기 부력부재(210) 외측에 구비되는 외부자켓(300);을 포함할 수 있다.
본 명세서에 도시된 케이블 코어(100)는 중심 인장선이 구비된 전력 케이블이 도시되었으나 상기 케이블 코어(100)는 일반적인 통신용 케이블(광케이블 포함), 전력용 케이블 또는 복합 케이블일 수 있다.
상기 코어의 외주면에 복수 개의 부력부재(210)가 구비될 수 있다. 상기 부력부재(210)는 중공 파이프 형태로 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 부력부재(210)는 원형 파이프 형태로 도시되었으나, 원형으로 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 부력 케이블(1)을 구성하는 부력부재(210)는 내부가 중공으로 구성되어 공기층이 형성되어 수중에서 부력을 발생시킴과 동시에 외부 압력에 따른 형상 유지 기능을 제공할 수 있다.
상기 부력부재(210)를 원형으로 구성하는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 부력부재(210)는 인접한 부력부재(210)끼리 서로 접촉되며, 각각의 부력부재(210)는 상기 코어의 외주면과 접촉되도록 배치되는 것이 바람직하다. 인접한 부력부재(210)끼리 서로 접촉됨과 동시에 상기 코어와 접촉되도록 하면 각각의 부력부재(210)의 움직임이 차단될 수 있고, 수압에 의한 지지력이 케이블의 원주면을 따라 균일해질 수 있다는 장점이 있다.
상기 부력부재(210) 외측에는 외부자켓(300)이 구비될 수 있다. 상기 외부자켓(300)은 수밀성 재질인 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명에 따른 부력 케이블(1)은 수중에서 가라앉거나 떠오르지 않는 중성 부력을 갖는 것이 바람직하므로, 상기 부력부재(210)의 직경 또는 그 두께가 결정될 수 있다. 다만 상기 부력부재(210)는 상기 케이블 코어(100)의 직경보다는 작은 직경을 갖도록 설계될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 부력 케이블(1)의 다른 실시예의 단면도를 도시한다. 도 1을 참조한 설명과 중복된 설명은 생략한다.
도 2에 도시된 부력 케이블(1)은 보조 부력부재(230)를 더 포함한다. 전술한 부력부재(210)가 원형 파이프 형태로 구성되는 경우, 외부자켓(300)과 상기 케이블 코어(100) 사이의 중공부는 3곳에서 발생된다. 즉, 상기 케이블 코어(100)와 상기 부력부재(210) 사이, 상기 부력부재(210) 내부 및 상기 부력부재(210)와 상기 외부자켓(300) 사이에 빈공간이 발생된다.
이 중, 상기 부력부재(210)와 상기 외부자켓(300) 사이에 빈공간은 외부자켓(300) 내면에 내접하는 부력부재(210)가 원형으로 구성되어 발생되는 부력부재(210) 경계영역의 공간으로 상기 빈공간 외측의 외부자켓(300) 외면에 강한 수압이 가해지는 경우, 상기 빈공간으로 외부자켓(300)이 밀려들어 케이블의 표면이 부력부재(210)의 굴곡에 따라 올록볼록해질 수 있고, 그에 따른 케이블 부피대비 밀도에 영향을 줄 수 있으므로, 해당 공간도 형상이 유지되어 내부에 중공 상태가 유지되는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 실시예에서, 상기 보조 부력부재(230)는 삼각형 파이프 형태로 구성될 수 있다.
그리고, 바람직하게는, 상기 보조 부력부재(230)의 외표면 중 2면은 상기 부력부재(210)의 외주면의 곡률반경에 대응하여 오목하게 구성되고, 나머지 1면은 상기 외부자켓(300)의 내주면의 곡률반경에 대응하여 볼록하게 구성될 수 있다. 그리하면, 상기 보조 부력부재(230)가 각각 2개의 부력부재(210)와 밀착될 수 있다. 더 나아가, 상기 보조 부력부재(230)의 나머지 1면은 상기 외부자켓(300)의 내주면의 곡률반경에 대응하여 외측으로 볼록하게 구성될 수 있다. 여기서, 오목한 2면의 곡률반경은 부력부재(210)의 원주면에 대응하는 곡률반경이므로 외부자켓(300)의 내주면의 곡률반경에 대응되는 볼록한 면의 곡률반경보다 작은 것이 바람직하다.
이와 같이, 각각의 외면이 곡면으로 구성되는 삼각형 형태의 보조 부력부재(230)를 구비하여, 수압에 따라 외부자켓(300)이 밀려들어 발생되는 케이블의 변형 또는 부피대비 밀도 변화를 방지할 수 있으므로 케이블의 부력 변화를 최소화할 수 있으며, 케이블의 외형이 원형으로 유지되도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 부력 케이블(1)의 다른 실시예의 단면도를 도시한다.
도 3에 도시된 실시예의 보조 부력부재(230)는 부력부재(210)와 마찬가지로 원형 파이프 형태로 구성될 수 있다. 상기 보조 부력부재(230)를 원형 단면을 갖도록 구성하는 경우, 보조 부력부재(230)의 직경은 상기 부력부재(210)의 직경보다 작을 수 있고, 각각의 부력부재(210)는 2개의 부력부재(210) 및 외부자켓(300)의 내표면과 접촉되는 크기로 구성되는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명에 따른 부력 케이블(1)의 다른 실시예의 단면도를 도시한다.
본 발명에 따른 부력 케이블(1)은 케이블을 특정 수심에 포설되는 경우, 케이블이 가라앉거나 떠오르지 않는 중성부력이 부여되는 것을 목적으로 한다.
또한, 케이블 코어(100)의 구성에 따라 케이블의 무게가 다를 수 있고, 부력부재(210)에 의한 부력이 부족한 경우에는 부력부재(210)의 직경을 키우는 방법으로 부력을 증대시킬 수 있으나, 부력이 부족한 경우에는 부력부재(210)의 직경을 줄이거나 또는 부력부재(210) 또는 보조 부력부재(230) 내부에 충진재(211, 231)를 충진하는 방법이 사용될 수 있다.
즉, 상기 부력부재(210) 또는 상기 보조 부력부재(230) 내부의 중공 공간은 수중에서 부력발생 요소로 사용되므로 중공 공간을 줄이는 방법으로 부력을 조절할 수 있다.
상기 충진재는 요구되는 부력과의 편차에 따라 모래, 톱밥 또는 발포재 등이 사용될 수 있다. 상기 충진재는 부력부재(210)에 충진될 수도 있고, 상기 보조 부력부재(230)에 충진될 수도 있다.
이와 같이, 부력부재, 보조 부력부재 또는 충진재 등에 의하여, 부력 케이블 내부에 복수 개의 중공 부력부재가 구비되어 충분한 부력을 제공하여 수중 포설을 가능하게 하며, 포설 깊이가 깊어짐에 따라 수압이 증가되어도 부력부재에 의하여 형상이 유지될 수 있으며, 부력부재에 의하여 수압의 변화에도 형상이 유지되어 수축이 방지될 수 있으므로, 케이블의 부피 대비 밀도를 일정하게 유지할 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
1 : 부력 케이블
100 : 케이블 코어
210 : 부력부재
230 : 보조 부력부재
300 : 외부자켓

Claims (11)

  1. 전력 또는 통신을 위한 케이블 코어;
    상기 케이블 코어 외주면에 배치되며, 부력을 발생시키고 수압에 대하여 케이블 형상을 유지하기 위한 복수 개의 중공 파이프 형태의 부력부재; 및,
    상기 부력부재 외측에 구비되는 외부자켓;을 포함하는 부력 케이블.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부력부재는 원형 파이프 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 부력 케이블.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부력부재는 인접한 부력부재끼리 서로 접촉되며, 각각의 부력부재는 상기 코어와 접촉되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 부력 케이블.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 부력부재의 직경은 상기 코어의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 부력 케이블.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 부력부재와 상기 외부자켓 사이의 빈공간에 보조 부력부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 부력 케이블.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보조 부력부재는 상기 부력부재보다 작고, 상기 외부자켓 내면에 접촉하는 크기의 원형 파이프 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 부력 케이블.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보조 부력부재는 삼각형 파이프 형태로 구성되고, 상기 보조 부력부재 중 2면은 상기 부력부재의 외주면의 곡률반경에 대응하여 오목하게 구성되고, 나머지 1면은 상기 외부자켓의 내주면의 곡률반경에 대응하여 볼록하게 구성되는 것을 특징으로 하는 부력 케이블.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 부력부재의 직경 및 두께는 중성 부력을 갖는 크기로 결정되는 것을 특징으로 하는 부력 케이블.
  9. 제1항에 있어서,
    복수 개의 상기 부력부재 중 적어도 하나는 부력 케이블 전체의 부력을 감소시키기 위한 충진재가 수용되는 것을 특징으로 하는 부력 케이블.
  10. 제5항에 있어서,
    복수 개의 상기 보조 부력부재 중 적어도 하나는 부력 케이블 전체의 부력을 감소시키기 위한 충진재가 수용되는 것을 특징으로 하는 부력 케이블.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 부력부재는 수지 또는 알루미늄 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 부력 케이블.
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