KR20230081258A - 고밀도 폴리에틸렌 선박의 접합장치 - Google Patents

Abstract

게시된 내용은 재활용이 가능하고, 선가가 낮고 암초나 타 선박과의 충돌에 따른 선체파손 위험이 현저히 낮은 고밀도 폴리에틸렌 선박의 접합장치에 관한 것 으로,
본 명세서의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 선박의 접합장치는
수상에서 부유된 상태로 이동가능하도록 내부에 부력공간이 형성되는 고밀도 폴리에틸렌재 선박의 외판과 외판을 압출 용접에 의해 이음연결하는 접합장치에 있어서,
임의간격으로 이격되는 상호 접합부가 융착되어 이음연결되는 제1,2외판;
상기 제1,2외판의 접합부를 보강하여 선체 외부충격에 대응할 수 있도록 상기 제1,2외판의 용접부위 외측면에 융착되는 선체 연결 보조부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 고밀도 폴리에틸렌 선박의 접합장치를 제공한다.

Description

고밀도 폴리에틸렌 선박의 접합장치{assemble technology and method HDPE hull plate}

본 명세서는 고밀도 폴리에틸렌 선박에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 재활용이 가능하고, 선가가 낮고 암초나 타 선박과의 충돌에 따른 선체파손 위험이 현저히 낮은 고밀도 폴리에틸렌 선박의 접합장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로, HDPE(고밀도 폴리에틸렌, 이하 '폴리에틸렌')는 열가소성의 범용수지이다. 폴리에틸렌은 제조시 가압조건에 의해 결정화도(結晶化度)가 낮은 저밀도 폴리에틸렌과, 결정화도가 높은 고밀도 폴리에틸렌의 2종류로 크게 구분된다.

이러한 폴리에틸렌은 기계적 성능, 내습, 방습성, 내한성, 내약품성, 전기절연성이 뛰어나고 성형성이 우수하며 제조단가가 저렴해서 각종 용기, 포장재료, 파이프, 가정용 잡화, 섬유, 전선피복 등 대량으로 사용되고 있다.

한편, 해외선진국에서는 재활용이 불가능한 섬유강화플라스틱이나 선가 및 유지관리에 약점을 가진 알루미늄 어선의 단점을 해소할 수 있는 폴리에틸렌을 이용한 선박을 건조하기 위한 연구 및 개발이 진행되고 있으며, 국내의 경우 한국해양교통안전공단에서 향후 폴리에틸렌 선박 제조 관련 안전규정을 제정하기 위한 연구를 수행 중에 있다.

폴린에틸렌 선박의 경우 폐선시 선체 재료를 재활용 가능하며, 알루미늄 선박에 비하여 선가가 낮고 암초나 타 선박과의 충돌에 따른 선체파손 위험이 현저히 낮은 장점이 있을 것으로 기대되고 있다.

그러나, 폴리에틸렌 선박의 경우 부재간 접합기술이 기존 알루미늄이나 섬유강화플라스틱 등의 복합소재와 상이하여 선수와 선미의 수밀격벽을 구성하기 어려운 문제점이 있었다.

즉, 판재를 작은 단위로 잘라서 용접으로 붙이는 방식의 강재, 접합과 오버랩이 용이한 복합소재와는 달리 고밀도 폴리에틸렌을 이용한 선박은 재료의 열수축계수가 높아서 판재를 크게 사용해야 하며, 용접 이외는 접합방식이 없는 재료로 수밀격벽을 구성하기 어려운 문제점이 있었다.

또한, 고밀도 폴리에틸렌 용접기는 일반적인 용접기에 비해 크기가 커서 갑판 하부의 협소한 공간에 작업자가 들어가서 작업시 위보기 용접이 불가능한 영역이 발생되는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 폴리에틸렌 선박의 갑판 하부에 내부에 공기층이 형성된 복수개의 중공형 폴리에틸렌 볼(ball)을 탑재하여 충격에 의한 선박의 침몰을 예방할 수 있다.

그러나, 폴리에틸렌 볼을 탑재한 선박은 수밀격벽을 구성하지 못하여 폴리에틸렌 선박 자체의 안전성을 담보하지 못하며, 선체누수 시 성능저하 및 사고 위험성이 증가될 우려가 있어 근본적인 해결방안이 되지 않는 문제점이 있었다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 고밀도 폴리에틸렌재 선박(A)에서, 선체 제1외판(10)과 제2외판(20)을 용접에 의해 이음연결할 경우, 접합부를 약 45각도로 모따기 가공한 후, 밀착되는 제1외판(10)과 제2외판(20)의 외측면을 스피드 용접에 의해 임시적으로 고정한 후, 모따기 가공된 선체 내측면에 해당되는 접합부를 HDPE 압출 용접하여 접합하게 된다.

전술한 바와 같이 제1외판(10)과 제2외판(20)의 접합부를 스피드 용접과 압출 용접함에 따라 이들 용접에 의한 융착 단면에 응력이 집중되어 선체를 이음연결시 용접부(30)가 외측면에 돌출되는 문제점이 발생된다.

즉, 제1,2외판(10,20) 외측면의 용접부(30) 돌출현상은 선박(A) 항해(운항)시 반복적으로 가해지는 하중에 선체 구조가 취약해지는 문제점과, 선체 외측면의 미관을 해치는 문제점을 갖게 된다.

전술한 문제점을 극복하기 위해서는 1회에 걸쳐 제1,2외판(10,20)을 용접하여 선체를 접합해야 되고, 용접부가 제1,2외판(10,20)을 통과해야 돌출현상을 방지할 수 있게 된다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 종래 다른 기술에 의한 선박에서, 제1,2외판(10,20)을 유리재 또는 금속재의 편평한 받침대(40) 위에 안착시켜 약 2-3mm 정도 이격시킨 상태에서, 용접시 용접열에 의한 모재의 변형이나 압출된 용접봉이 제1,2외판(10,20)의 외측면으로 돌출되지않도록 클램프(50) 등을 이용하여 고정한 후 HDPE 압출용접을 하게 된다.

이 또한, 제1,2외판(10,20) 외측면으로 돌출현상을 방지할수 는 있으나, 접합부 취약구조의 보강 문제점은 여전히 해소하지 못하고 있는 실정이다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 10-2238643호(2021.04.09)에 고밀도 폴리에틸렌 수밀격벽이 구비된 선박이 등록공고되어 있다.

본 명세서의 실시예는, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 선박의 선체외판을 용접에 의해 이음연결시 선체 외부충격에 대해 접합부의 강도를 보강하고, 항해시 저항을 최소화할 수 있도록 한, 고밀도 폴리에틸렌 선박의 접합장치와 관련된다.

상기 및 기타 본 명세서의 목적을 달성하기 위하여 본 명세서의 일 실시예에 따르면,

수상에서 부유된 상태로 이동가능하도록 내부에 부력공간이 형성되는 고밀도 폴리에틸렌재 선박의 외판과 외판을 압출 용접에 의해 이음연결하는 접합장치에 있어서,

임의간격으로 이격되는 상호 접합부가 융착되어 이음연결되는 제1,2외판;

상기 제1,2외판의 접합부를 보강하여 선체 외부충격에 대응할 수 있도록 상기 제1,2외판의 용접부위 외측면에 융착되는 선체 연결 보조부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 고밀도 폴리에틸렌 선박의 접합장치를 제공한다.

전술한 구성을 갖는 본 명세서의 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 선박의 접합장치는 아래와 같은 이점을 갖는다.

고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 선박의 선체외판을 용접에 의해 이음연결시 융착부가 돌출되는 것을 차단하여 선체외판 외관미를 높이고, 선체 외부충격에 대해 접합부의 강도를 보강하여 내구성을 향상시키고, 항해시 저항을 최소화할 수 있어 선박의 안전성 및 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.

도 1 내지 도 3은 종래 기술에 의한 선박의 개략도,
도 4는 종래 다른 기술에 의한 선박의 개략도,
도 5는 본 명세서의 바람직한 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 선박의 접합장치를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 명세서의 바람직한 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 선박의 접합장치를 상세하게 설명하기로 한다.

도 5를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 선박의 접합장치는

수상에서 부유된 상태로 이동가능하도록 내부에 부력공간이 형성되는 고밀도 폴리에틸렌재 선박(A)의 외판과 외판을 압출 용접에 의해 이음연결하는 접합장치에 있어서,

임의간격으로 이격되는 상호 접합부가 압출 용접에 의해 융착되어 이음연결되는 제1,2외판(10,20);

제1,2외판(10,20)의 접합부를 보강하여 항해(운항)시 선체 외부충격(일 예로서, 파고 등을 말함)에 대응할 수 있도록 제1,2외판(10,20)의 용접부위 외측면에 융착되는 선체 연결 보조부재(60);를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하에서, 본 명세서의 일 실시예에 따른 고밀도 폴리에틸렌 선박의 접합장치를 첨부도면에 따라 설명한다.

도 5에서와 같이, 수상에서 부유된 상태로 이동가능하도록 내부에 부력공간이 형성되는 고밀도 폴리에틸렌재 선박(A)의 외판과 외판을 압출 용접에 의해 이음연결하는 접합장치에 있어서,

임의간격으로 이격되는 제1,2외판(10,20)의 상호 접합부를 압출 용접에 의해 이음연결하고,

제1,2외판(10,20)의 접합부를 보강하여 항해(운항)시 선체 외부충격(일 예로서, 파고 등을 말함)에 대응할 수 있도록 제1,2외판(10,20)의 용접부위 외측면에 선체 연결 보조부재(60)를 압출 용접한다.

이때, 전술한 선체 연결 보조부재(60)의 두께는 선박 운항시 추진 효율이 저하되지않을 정도로 임의두께를 확보해야 되고, 제1,2외판(10,20) 외측면에 압출 용접되는 융착부(70)는 약 45각도로 사선으로 접합함에 따라 운항시 저항을 최소화할 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 본 명세서에서는 바람직한 기술 사상을 예시적으로 참조하여 설명하였지만, 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 명세서의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능할 것이다.

따라서 본 명세서에 개시된 실시예는 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 명세서의 보호 범위는 청구범위의 기술적사상에 의하여 해석되어야 하며 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 명세서의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10; 제1외판
20; 제2외판
60; 선체 연결 보조부재
70; 융착부

Claims (1)

1. 수상에서 부유된 상태로 이동가능하도록 내부에 부력공간이 형성되는 고밀도 폴리에틸렌재 선박의 외판과 외판을 압출 용접에 의해 이음연결하는 접합장치에 있어서,
   임의간격으로 이격되는 상호 접합부가 융착되어 이음연결되는 제1,2외판;
   상기 제1,2외판의 접합부를 보강하여 선체 외부충격에 대응할 수 있도록 상기 제1,2외판의 용접부위 외측면에 융착되는 선체 연결 보조부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 고밀도 폴리에틸렌 선박의 접합장치.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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