KR20190115849A - 바퀴부재의 보강된 지지 구조를 갖는 축공 타입 해저케이블 드럼 - Google Patents

바퀴부재의 보강된 지지 구조를 갖는 축공 타입 해저케이블 드럼

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KR20190115849A
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Abstract

본 발명의 실시예는 기존 턴테이블 방식의 문제점인 높은 제작비와 운송비를 절감할 수 있도록 하고, 기존의 RDS 타입 드럼과는 다른 독자적인 구조를 가지면서 약 200~1000톤에 해당하는 해저케이블을 운송하는데 있어서 구조적으로 견딜 수 있도록 새롭게 설계된 축공 타입의 해저케이블용 드럼을 제공하되, 특히 바퀴부재의 보강된 지지 구조를 갖는 축공 타입 해저케이블 드럼에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 바퀴부재는, 축공부재의 외주면과 동경부재의 내주면에 각각 대응하는 내주면부와 외주면부를 갖는 내륜; 및 상기 내륜의 외주면부에 대응하는 내주면부와 제3 직경의 외주면부를 갖는 외륜을 포함하고, 상기 내륜의 외주면부는 상기 동경부재의 내주면과 일부 중첩되고 상기 내륜의 내주면부는 상기 축공부재의 외주면과 전부 중첩되도록 상기 내륜이 상기 동경부재와 상기 축공부재의 사이에 삽입되고, 상기 외륜의 내주면부는 상기 내륜의 노출된 나머지 외주면부에 전부 중첩되도록 상기 내륜의 바깥 둘레에 상기 외륜이 결합되도록 할 수 있다.

Description

바퀴부재의 보강된 지지 구조를 갖는 축공 타입 해저케이블 드럼{Shaft-hole-type submarine cable drum with reinforced support structure of wheel member}
본 발명은 해저 케이블 드럼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 약 200~1000톤에 해당하는 해저케이블을 운송하는데 있어서 구조적으로 견딜 수 있는 축공 타입의 해저케이블용 드럼에 관한 것이며, 특히 바퀴부재의 보강된 지지 구조를 갖는 축공 타입 해저케이블 드럼에 관한 것이다.
해저케이블은 대륙과 대륙, 육지와 섬 등과 같이 바다를 사이에 두고 격리된 두 지점 사이의 통신케이블이나 전력케이블을 연결하기 위해 해저에 포설되는 케이블이다.
이러한 해저케이블은 해저에 포설되기 때문에 해류, 조류, 파도 및 해저면과의 마찰 등에 의해 손상될 수 있으며, 특히 어업활동이 활발한 지역에서는 선박의 닻이나 어구 등에 의해 손상될 수 있다. 따라서 외상으로부터의 보호와 장력에 견딜 수 있도록 외피에 특수 처리된 외장케이블을 해저케이블로 사용하게 된다.
이러한 해저케이블의 운송은, 해저케이블의 생산 공장에서 부두를 통해서 운반용 선박에 선적해서 해양을 따라 이동한 후 포설지점에 정박하고 포설선에 환적하여 포설작업이 이루어진다.
이와 같이 해저케이블은 외피의 내부에 복수개의 전송케이블이나 통신케이블 등이 함께 매립되어 설치되므로, 선적하거나 환적하기 위해 해저케이블을 부두로부터 선박으로의 선적 이송시 또는 선박으로부터 포설선으로 환적 이송시 해저케이블에 굽힘강도 이상의 굽힘이 발생되는 경우에 내부에 매립된 케이블이 손상되는 문제가 있다.
이러한 굽힘문제를 방지하게 위해 해저케이블을 선박을 이용해서 운송하는 경우에는 선박에 원형의 턴테이블을 설치하고, 원형의 턴테이블에 해저케이블을 권취하고 적재해서 운반하게 된다.
그러나, 이러한 턴테이블은 권취된 해저케이블의 하중이 과다한 경우에 지지강도가 미약하여 해저케이블의 적재량을 감소시키게 되고 턴테이블의 사이즈가 대형화되므로, 턴테이블을 이용한 해저케이블의 적재량이 제한되고 해저케이블의 운송시 고가의 자항선을 이용하여 해저케이블의 운송비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.
한편, 해저케이블을 운송하기 위한 다른 방식으로 드럼 방식이 사용되고 있는데, 전술한 바와 같이 일반 전선용 케이블과 달리 해저케이블은 바다 속에 설치되므로 바닷물이 스며들 수 없게 연결부위 없이 길게 피복 처리되어 길이가 매우 길고 크게 생산된다. 그렇기 때문에 중량이 200톤을 넘어서 500~1000톤 정도가 될 경우도 있는데 이런 높은 중량을 감을 수 있는 해저케이블 드럼 제작에는 특별한 기술이 필요하다.
특히, 200톤이 넘은 중량을 견뎌야 하는 기존의 헤저케이블용 드럼은 도 1에 도시된 바와 같은 RDS(Reel Drive System) 타입의 드럼이 사용되고 있는데, 이러한 RDS 타입의 드럼은 전량 유럽 등의 해외에서 수입하여 사용되고 있는 실정이므로, 기존의 RDS 타입 드럼과는 다른 독자적인 구조를 가지면서 약 200~1000톤에 해당하는 해저케이블을 운송하는데 있어서 구조적으로 견딜 수 있는 해저케이블용 드럼의 국내 제작 기술이 필요한 실정이다.
공개특허공보 제10-2016-0104893호(2016.09.06.)
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 기존 턴테이블 방식의 문제점인 높은 제작비와 운송비를 절감할 수 있도록 하고, 기존의 RDS 타입 드럼과는 다른 독자적인 구조를 가지면서 약 200~1000톤에 해당하는 해저케이블을 운송하는데 있어서 구조적으로 견딜 수 있도록 새롭게 설계된 축공 타입의 해저케이블용 드럼을 제공하되, 특히 바퀴부재의 보강된 지지 구조를 갖는 축공 타입 해저케이블 드럼을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 보강된 바퀴부재의 지지 구조를 갖는 축공 타입 해저케이블 드럼은, 바깥 둘레에 해저케이블이 감기도록 제1 직경과 제1 길이를 가진 원통형으로 형성된 동경부재; 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경과 상기 제1 길이보다 긴 제2 길이를 가진 원통형으로 형성되어 상기 동경의 중심에 위치된 축공부재; 상기 동경과 상기 축공을 서로 지지하도록 상기 동경의 내면과 상기 축공의 외면 사이에 개재된 복수개의 지지빔을 포함하는 지지부재; 상기 제1 직경보다 큰 제3 직경을 가진 원판형으로 형성되어 상기 동경의 양단부에 제1 길이 방향에 수직으로 각각 결합된 제1 및 제2 바퀴부재; 및 상기 제1 및 제2 바퀴부재 각각의 중심부로부터 외부로 돌출된 상기 축공의 단부에 결합되어 와이어를 걸을 수 있도록 형성된 제1 및 제2 와이어걸이부재;를 포함하고, 상기 제1 및 제2 바퀴부재 각각은, 상기 축공부재의 외주면과 상기 동경부재의 내주면에 각각 대응하는 내주면부와 외주면부를 갖는 내륜; 및 상기 내륜의 외주면부에 대응하는 내주면부와 상기 제3 직경의 외주면부를 갖는 외륜을 포함하고, 상기 내륜의 외주면부는 상기 동경부재의 내주면과 일부 중첩되고 상기 내륜의 내주면부는 상기 축공부재의 외주면과 전부 중첩되도록 상기 내륜이 상기 동경부재와 상기 축공부재의 사이에 삽입되고, 상기 외륜의 내주면부는 상기 내륜의 노출된 나머지 외주면부에 전부 중첩되도록 상기 내륜의 바깥 둘레에 상기 외륜이 결합될 수 있다.
상기 내륜의 내주면부와 외주면부의 사이에는 상기 내륜의 내주로부터 방사상으로 복수개의 제1 수직 지지빔이 개재되며, 상기 외륜의 내주면부와 외주면부의 사이는 원형 철판이 개재되고 그 원형 철판의 일면상에 복수개의 제2 수직 지지빔이 상기 외륜의 내주로부터 방사상으로 개재될 수 있다.
상기 제1 수직 지지빔과 제2 수직 지지빔은 방사상의 (동일 선상에) 일자로 배열될 수 있다.
상기 내륜의 외주면부의 일측 단부의 내측 둘레를 따라 지지빔이 원형으로 부착될 수 있고, 그 원형 지지빔의 부착 부위는 상기 내륜의 외주면부와 상기 동경부재의 내주면과의 일부 중첩 부위에 대응될 수 있다.
상기 제1 및 제2 와이어걸이부재 각각은 상기 축공부재의 외주에 끼워지는 직경의 내주면과 상기 제1 직경보다 작고 상기 제2 직경보다 큰 직경의 외주면을 갖는 원통형으로 형성되어, 외주면에 와이어를 걸을 수 있도록 형성될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 측면에 따르면, 턴테이블 방식의 문제점인 높은 제작비와 운송비를 절감할 수 있고, 또한 기존의 RDS 타입 드럼과는 다른 독자적인 구조를 가지면서 약 200~1000톤에 해당하는 해저케이블을 운송하는데 있어서 구조적으로 견딜 수 있도록 국내 제작 기술로 새롭게 설계된 축공 타입의 해저케이블용 드럼을 제공할 수 있으며, 특히, 동경부재와 결합된 바퀴부재의 지지 구조를 보강하여 기존에 가장 구조적으로 지지력이 취약했던 동경부재와 바퀴부재의 결합 부분의 결합/지지력을 향상시킴으로써 드럼의 수명을 높이는 효과를 창출한다.
도 1은 RDS 타입 해저케이블 드럼을 나타내는 사진 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 축공 타입 해저케이블 드럼의 사시도,
도 3은 도 2의 분해 사시도,
도 4는 도 2의 A-A선 단면도,
도 5는 도 4의 B부분 확대 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 바퀴부재의 분해 사시도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 바퀴부재의 평면도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 구체적으로 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 한다. 또한, 본 발명의 실시예에 대한 설명 시 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명에 따른 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 예에 불과하고, 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 특히 본 발명은 각 실시예에 포함되는 하나 이상의 구성이나 하나 이상의 기능 중 적어도 어느 하나 이상의 조합으로 구성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 축공 타입 해저케이블 드럼의 사시도, 도 3은 도 2의 분해 사시도, 도 4는 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 2~4를 보면, 본 발명의 실시예에 따르는 축공 타입 해저케이블 드럼은, 동경부재(100), 축공부재(200), 지지부재(300), 바퀴부재(400), 및 와이어걸이부재(500)를 포함할 수 있다.
동경부재(100)는 바깥 둘레에 해저케이블이 감기도록 제1 직경(D1)과 제1 길이(L1)를 가진 원통형으로 형성될 수 있다. 제1 직경(D1)은 약 4.5m이고 제1 길이는 약 7.6m로 형성할 수 있다.
축공부재(200)는 동경부재(100)의 제1 직경(D1)보다 상대적으로 작은 제2 직경(D2)과 동경부재(100)의 제1 길이(L1)보다 상대적으로 긴 제2 길이(L2)를 가진 원통형으로 형성될 수 있다. 제2 직경(D2)은 약 1m로 형성할 수 있다.
축공부재(200)는 동경부재(100)의 중심에 위치되고, 축공(200a) 내에 회전축(미도시)을 끼울 수 있도록 하여, 동경부재(200)의 외주(바깥 둘레)에 해저케이블을 권취할 시 해당 회전축을 중심으로 동경부재(100)를 포함한 해저케이블 드럼이 회전할 수 있도록 할 수 있다.
지지부재(300)는 동경부재(100)와 축공부재(200)를 서로 지지할 수 있도록 하기 위한 것으로, 동경부재(100)의 내면과 축공부재(200)의 외면 사이에 개재된 복수개의 지지빔(301,302,303)을 포함할 수 있고, 복수개의 지지빔(301,302,303)은 가로방향 지지빔(301), 세로방향 지지빔(302), 및 수직방향 지지빔(303)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 지지빔(301,302,303)은 사각 파이프 형태의 사각빔을 포함할 수 있다.
바퀴부재(400)는 동경부재(100)의 제1 직경보다 상대적으로 큰 제3 직경(D3)을 가진 원(판)형 바퀴로 형성되어 동경부재(100)의 단부에 (제1 길이(L1) 방향에 대해) 수직으로 결합된 것으로, 동경부재(100)의 일단부에 결합된 제1 바퀴부재(401) 및 타단부에 결합된 제2 바퀴부재(402)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 동경부재(200)의 외주(바깥 둘레)에 해저케이블을 권취할 시 축공부재(200)의 축공(200a) 내에 회전축(미도시)을 끼우고 바퀴부재(401,402)를 회전시키면 해당 회전축을 중심축으로 동경부재(100)를 포함한 해저케이블 드럼이 회전하면서 동경부재(200)의 외주(바깥 둘레)에 해저케이블이 권취되도록 할 수 있다.
와이어걸이부재(500)는 축공부재(200)의 단부에 결합되어 와이어를 (귀에 걸 듯) 걸을 수 있도록 형성된 것으로 , 제1 및 제2 바퀴부재(401,402) 각각의 중심부로부터 외부로 일부 돌출된 축공부재(200)의 양단부에 각각 결합되는 제1 와이어걸이부재(501) 및 제2 와이어걸이부재(502)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 와이어걸이부재(501,502) 각각은 축공부재(200)의 외주에 끼워지는 직경의 내주면과 동경부재(100)의 제1 직경(D1)보다 상대적으로 작고 축공부재(200)의 제2 직경보다 상대적으로 큰 직경의 외주면을 갖는 (이중) 원통형으로 형성될 수 있다. 따라서, 해저케이블 드럼의 양측에 구비된 제1 및 제2 와이어걸이부재(501,502) 각각의 해당 외주면에 와이어를 U자 형태로 걸어 들어 올려서 해저케이블 드럼의 위치를 옮길 수 있다.
도 5~7은 본 발명의 실시예에 따른 보강된 바퀴부재의 지지 구조를 갖는 축공 타입 해저케이블 드럼을 설명하기 위한 도면으로, 도 5는 도 4의 B부분 확대 단면도, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 바퀴부재(즉, 도 2~4의 400)의 분해 사시도, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 바퀴부재(즉, 도 2~4의 400)의 평면도이다.
도 5~7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 바퀴부재(400,401,402: 이하 400으로 통칭)는 내륜(410) 및 외륜(420)을 포함할 수 있다.
바퀴부재(400)의 내륜(410)은 축공부재(200)의 외주면에 대응하도록 형성된 내주면부(411)와 동경부재(100)의 내주면에 대응하도록 형성된 외주면부(412)를 포함할 수 있다.
내륜(410)의 내주면부(411)와 외주면부(412)의 사이에는 내륜(410)의 내주로부터 방사상으로 복수개의 제1 수직 지지빔(413)이 개재되어 내륜(410)의 내주면부(411)와 외주면부(412)를 (서로) 지지할 수 있도록 하고, 내륜(410)의 외주면부(412)의 일측 단부의 내측 둘레를 따라 (보강) 지지빔(414)이 원형으로 부착되어 해당 부위의 지지력을 더욱 보강할 수 있다.
도 5를 참조하면, 내륜(410)의 외주면부(412)는 동경부재(100)의 내주면과 일부 중첩되고 내륜(410)의 내주면부(411)는 축공부재(200)의 외주면과 전부 중첩되도록 내륜(410)이 동경부재(100)와 축공부재(200)의 사이에 삽입될 수 있고, 보강 지지빔(414)은 내륜(410)의 외주면부(412)와 동경부재(100)의 내주면과의 중첩 부위에 대응하는 내륜(410)의 외주면부(412)의 단부 내측에 부착되도록 함으로써, 동경부재(100)와 바퀴부재(400) 간의 결합 부분의 결합/지지력을 향상할 수 있다.
바퀴부재(400)의 외륜(420)은 내륜(410)의 외주면부(412)에 대응하도록 형성된 내주면부(421)와 제3 직경(D3)의 외주면부(422)를 포함할 수 있다.
외륜(420)의 내주면부(421)와 외주면부(422)의 사이에는 원형 철판(424)이 개재되고 그 원형 철판(424)의 일면상에 복수개의 제2 수직 지지빔(423)이 외륜(420)의 내주로부터 방사상으로 개재되어 외륜(420)의 내주면부(421)와 외주면부(422)를 (서로) 지지할 수 있도록 한다.
외륜(420)의 내주면부(421)는 내륜(410)의 노출된 나머지 외주면부(412)에 전부 중첩되면서 동경부재(100)의 단부에 접하도록 내륜(410)의 외주에 외륜(420)을 접합할 수 있다.
제1 수직 지지빔(413)과 제2 수직 지지빔(423)은 방사상의 (동일 선상에) 일자로 배열될 수 있고, 이러한 지지빔(413,423)은 사각 파이프 형태의 사각빔을 포함할 수 있다.
전술한 실시예의 설명에서 각 구성간의 접합(또는 부착, 결합, 개재 등)은 용접 등을 통해 구현할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 동경부재
200: 축공부재
300: 지지부재
301,302,303: 지지빔
400: 바퀴부재
410: 바퀴부재의 내륜
411: 내륜의 내주면부
412: 내륜의 외주면부
413: 지지빔
420: 바퀴부재의 외륜
421: 외륜의 내주면부
422: 외륜의 외주면부
423: 지지빔
424: 원형 철판
500: 와이어걸이부재

Claims (6)

  1. 바깥 둘레에 해저케이블이 감기도록 제1 직경과 제1 길이를 가진 원통형으로 형성된 동경부재;
    상기 제1 직경보다 작은 제2 직경과 상기 제1 길이보다 긴 제2 길이를 가진 원통형으로 형성되어 상기 동경의 중심에 위치된 축공부재;
    상기 동경과 상기 축공을 서로 지지하도록 상기 동경의 내면과 상기 축공의 외면 사이에 개재된 복수개의 지지빔을 포함하는 지지부재;
    상기 제1 직경보다 큰 제3 직경을 가진 원판형으로 형성되어 상기 동경의 양단부에 제1 길이 방향에 수직으로 각각 결합된 제1 및 제2 바퀴부재; 및
    상기 제1 및 제2 바퀴부재 각각의 중심부로부터 외부로 돌출된 상기 축공의 단부에 결합되어 와이어를 걸을 수 있도록 형성된 제1 및 제2 와이어걸이부재;를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 바퀴부재 각각은,
    상기 축공부재의 외주면과 상기 동경부재의 내주면에 각각 대응하는 내주면부와 외주면부를 갖는 내륜; 및 상기 내륜의 외주면부에 대응하는 내주면부와 상기 제3 직경의 외주면부를 갖는 외륜을 포함하고,
    상기 내륜의 외주면부는 상기 동경부재의 내주면과 일부 중첩되고 상기 내륜의 내주면부는 상기 축공부재의 외주면과 전부 중첩되도록 상기 내륜이 상기 동경부재와 상기 축공부재의 사이에 삽입되고, 상기 외륜의 내주면부는 상기 내륜의 노출된 나머지 외주면부에 전부 중첩되도록 상기 내륜의 바깥 둘레에 상기 외륜이 결합된 것을 특징으로 하는 보강된 바퀴부재의 지지 구조를 갖는 축공 타입 해저케이블 드럼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내륜의 내주면부와 외주면부의 사이에는 상기 내륜의 내주로부터 방사상으로 복수개의 제1 수직 지지빔이 개재되며, 상기 외륜의 내주면부와 외주면부의 사이는 원형 철판이 개재되고 그 원형 철판의 일면상에 복수개의 제2 수직 지지빔이 상기 외륜의 내주로부터 방사상으로 개재된 것을 특징으로 하는 보강된 바퀴부재의 지지 구조를 갖는 축공 타입 해저케이블 드럼.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 수직 지지빔과 제2 수직 지지빔은 방사상의 (동일 선상에) 일자로 배열되는 것을 특징으로 하는 보강된 바퀴부재의 지지 구조를 갖는 축공 타입 해저케이블 드럼.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내륜의 외주면부의 일측 단부의 내측 둘레를 따라 지지빔이 원형으로 부착된 것을 특징으로 하는 보강된 바퀴부재의 지지 구조를 갖는 축공 타입 해저케이블 드럼.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지지빔은 사각 파이프 형태의 사각빔으로 형성된 것을 특징으로 하는 보강된 바퀴부재의 지지 구조를 갖는 축공 타입 해저케이블 드럼.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 와이어걸이부재 각각은 상기 축공부재의 외주에 끼워지는 직경의 내주면과 상기 제1 직경보다 작고 상기 제2 직경보다 큰 직경의 외주면을 갖는 원통형으로 형성되어, 외주면에 와이어를 걸을 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 보강된 바퀴부재의 지지 구조를 갖는 축공 타입 해저케이블 드럼.
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