KR101132135B1 - 부유식 구조물 연속 진수 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부유식 구조물 연속 진수 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조차에 의해서 해수면의 수위가 변해도 제작장의 경사를 자동 조절하여 안정적으로 부유식 구조물의 조립이 가능하고, 모든 작업이 해상에서 이루어짐으로 인해 육상에서 부유식 구조물을 건조하여 해상으로 운송을 해야할 필요가 없으며, 구조물을 연속적으로 건조하여 진수함으로써 단위 블록간의 연결이 작업이 필요 없는 부유식 구조물 연속 진수 장치에 관한 것이다.

본 발명은, 해상에서 부유식 구조물을 연속적으로 제작하여 진수하기 위한 부유식 구조물 연속 진수 장치에 있어서, 일방향으로 긴 판상의 베이스; 상기 베이스의 한쪽에 마련되며 그 내부에서 부유식 구조물이 제작되는 작업부; 하단부는 해저면에 고정되고 상단부 쪽에는 상하방향으로 길게 마련되는 베이스 결합홈이 마련되는 지지부; 상기 베이스가 상하방향으로 이동할 수 있고 상기 지지부에 대한 회전이 가능하도록 상기 베이스를 상기 지지부에 결합하기 위한 결합수단; 및, 하단부는 상기 해저면에 고정되고 상단부는 상기 베이스에 결합하여 상기 베이스를 상기 지지부를 중심으로 시소의 형태로 상승 또는 하강하는 여러 개의 승강 실린더를 포함하여, 상기 승강 실린더의 구동에 의해 상기 베이스를 상승 또는 하강하여 상기 작업부가 항상 수면 위에 있도록 유지하고, 상기 베이스의 경사를 조절하여 부유식 구조물을 진수하는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물 연속 진수 장치를 제공한다.

부유체, 부유식 구조물, 연속 진수

Description

부유식 구조물 연속 진수 장치{Continuous launching system of floating structure from on-sea to sea}

본 발명은 부유식 구조물 연속 진수 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조차에 의해서 해수면의 수위가 변해도 제작장의 경사를 자동 조절하여 안정적으로 부유식 구조물의 조립이 가능하고, 모든 작업이 해상에서 이루어짐으로 인해 육상에서 부유식 구조물을 건조하여 해상으로 운송을 해야할 필요가 없으며, 구조물을 연속적으로 건조하여 진수함으로써 단위 블록간의 연결이 작업이 필요 없는 부유식 구조물 연속 진수 장치에 관한 것이다.

근래에 해상에서 부유체를 이용하여 부유식 구조물로 활용하는 사례가 점차 늘어가고 있다. 이러한 부유식 구조물의 예로는 해상 플랜트, 컨테이너 터미널, 석유 저장 시설, 해상 공원, 부유식 방파제 등이 있으며, 그 규모 역시 점차 커지고 있는 상황이다.

부유식 구조물은 그 재료에 따라 강구조물과 철근 콘크리트 구조물로 나눌 수 있는데 최근 철근 콘크리트로 이루어지는 부유식 구조물이 늘어나고 있다.

철근 콘크리트로 이루어진 부유식 구조물은 부력을 발생하기 위한 중공부를 갖는 직육면체 형상의 부유식 철근 콘크리트 블록을 여러 개 연결 조립하여 하나의 부유식 구조물을 형성하게 되는데 각각의 콘크리트 블록의 크기가 클수록 연결 개소가 줄어들게 되어 경제성, 시공성 및 구조적 안정성이 향상된 부유식 구조물을 제작할 수 있다.

도 1a 내지 도 3b에는 종래의 철근 콘크리트 부유식 구조물을 제작하는 방법이 도시되어 있다.

도 1a 및 도 1b는 부유식 철근 콘크리트 블록(111)을 육상(102)에서 제작하여 해상에서 서로 연결하는 방법을 도시한 것인데, 도 1a에 도시된 바와 같이 해안에서 가까운 곳에 위치하는 제작장에서 부유식 철근 콘크리트 블록(111)을 제작하고 도 1b에 도시된 바와 같이 크레인(120)을 이용하여 제작된 철근 콘크리트 블록(111)을 해상(101)에 진수한 후, 해상(101)에서 여러 개의 부유식 철근 콘크리트 블록(111, 112)을 서로 연결, 조립하여 부유식 구조물(110)을 완성하는 방법이다.

이러한 방법은 제작장 부지를 확보해야 하는 문제가 있고, 부유식 구조물(110)이 대형화됨에 따라 크레인(120)이 대형화되어야 하는 문제도 있으며, 부유식 구조물(110)을 실제로 사용하기 위한 위치까지 장거리 운송을 해야 하는 등의 문제도 있어 거의 이용되지 않고 있다.

도 2a 및 도 2b는 부유식 철근 콘크리트 블록(111)을 드라이 독(dry dock)에서 제작하는 방법을 도시한 것이다. 드라이 독은 주로 대형 선박의 제작이 이용되고 있으며, 도 2a에 도시된 바와 같이 해안에 인접한 육상(102)에 마련된 드라이 독(103)에서 부유식 철근 콘크리트 블록(111)을 제작하고, 도 2b에 도시된 바와 같 이 드라이 독(103)의 수문(104)을 열어 해수를 채움으로써 제작된 부유식 철근 콘크리트 블록(111)을 해상(101)에 진수한 후, 해상(101)으로 이동하고 여러 개의 부유식 철근 콘크리트 블록들(111, 112)을 서로 연결하고 조립하여 부유식 구조물(110)을 완성하는 방법이다.

도 3a 및 도 3b는 부유식 철근 콘크리트 블록(111)을 플로팅 독(floating dock)에서 제작하는 방법을 도시한 것이다. 플로팅 독은 최근 대형 선박에 제작에 도입되어 이용하고 있으며 도 3a에 도시된 바와 같이 미리 제작된 플로팅 독(105)을 해상(101)에 띄워 놓은 상태에서 플로팅 독(105)의 내부에서 부유식 철근 콘크리트 블록(111)을 제작하고 도 3b에 도시된 바와 같이 플로팅 독(105)의 일부러 가라앉혀 제작된 부유식 철근 콘크리트 블록(111)을 해상(101)에 진수한 후 여러 개의 부유식 철근 콘크리트 블록들(111, 112)을 서로 연결하고 조립하여 부유식 구조물(110)을 완성하는 방법이다.

도 2a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이 드라이 독이나 플로팅 독을 이용하여 부유식 구조물을 제작하는 방법은 부유식 철근 콘크리트 블록(111)들을 개별적으로 제작한 다음 해상에서 서로 연결하는 방법을 사용하고 있는데 해상에서 부유식 철근 콘크리트 블록들을 서로 연결하는 것은 매우 공정이 까다롭고 사고의 위험성이 있는 등의 문제가 있다.

본 발명은 전술한 바와 같이 부유식 철근 콘크리트 구조물을 제작하기 위해 종래에 사용되던 기술들의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 각각의 부유식 철근 콘크리트 블록들이 수면에 떠 있는 상태에서 연결, 조립을 할 필요가 없이 연속적으로 부유식 구조물을 생산할 수 있고 조차에 의해 해수면의 수위가 변하는 겨울에도 제작장의 경사도를 자동으로 조절하여 안정적으로 부유식 구조물의 제작이 가능한 부유식 구조물 연속 진수 장치를 제공하는 것이다.

전술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,

해상에서 부유식 구조물을 연속적으로 제작하여 진수하기 위한 부유식 구조물 연속 진수 장치에 있어서,

일방향으로 긴 판상의 베이스;

상기 베이스의 한쪽에 마련되며 그 내부에서 부유식 구조물이 제작되는 작업부;

하단부는 해저면에 고정되고 상단부 쪽에는 상하방향으로 길게 마련되는 베이스 결합홈이 마련되는 지지부;

상기 베이스가 상하방향으로 이동할 수 있고 상기 지지부에 대한 회전이 가능하도록 상기 베이스를 상기 지지부에 결합하기 위한 결합수단; 및,

하단부는 상기 해저면에 고정되고 상단부는 상기 베이스에 결합하여 상기 베이스를 상기 지지부를 중심으로 시소의 형태로 상승 또는 하강하는 여러 개의 승강 실린더를 포함하여,

상기 승강 실린더의 구동에 의해 상기 베이스를 상승 또는 하강하여 상기 작업부가 항상 수면 위에 있도록 유지하고, 상기 베이스의 경사를 조절하여 부유식 구조물을 진수하는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물 연속 진수 장치를 제공한다.

상기 작업부에서 제작, 진수된 부유식 구조물의 상기 작업부 반대쪽 단부에 마련되는 부력 조절수단을 더 포함하는 것이 바람직한데,

상기 부력 조절수단은,

상기 부유식 구조물의 내부에 해수를 채움 하는 펌핑 시스템으로 구성될 수 있다.

상기 승강 실린더는,

상기 지지수단을 중심으로 상기 작업부 쪽에 마련되는 여러 개의 유입실린더인 제1실린더 유닛과,

상기 지지수단을 중심으로 작업부의 반대쪽에 마련되는 여러 개의 유압 실린더인 제2실린더 유닛으로 구성되는 것이 바람직한데,

이때 상기 제1실린더 유닛과 상기 제2실린더 유닛의 유압 실린더들이 상기 베이스를 동일한 압력으로 지지할 수 있도록 서로 유압계통을 통하여 연결된 것을 특징으로 하는 부유식 구조물 연속 진수 장치.

본 발명에 의하면 부유식 철근 콘크리트 블록들이 수면에 떠 있는 상태에서 블록들을 서로 연결하거나 조립하거나 하는 등의 작업이 필요 없이 연속적으로 부유식 구조물을 제작할 수 있는 부유식 구조물 연속 진수 장치를 제공할 수 있다. 이때 조차에 의해 해수면의 수위가 변하는 경우에도 승강 실린더의 유압 조절로 인해 작업부는 항상 수면 위에 떠 있는 상태를 유지할 수 있고, 승강 실린더의 유압 조절을 통해 베이스의 경사도를 조절할 수 있도록 구성함으로써 안정적으로 부유식 구조물을 제작할 수 있는 부유식 구조물 연속 진수 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 경우 부유식 구조물을 해상에서 바로 제작하고 진수함으로 인해 육상에서 부유식 구조물을 제작하고 이를 운송해야 하는 등의 작업이 필요 없어 경제적이고 효율적인 시공이 가능한 부유식 구조물 연속 진수 장치를 제공할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.

도 4는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 부유식 구조물 연속 진수 장치의 사시도, 도 5는 도 4에 도시된 부유식 구조물 연속 진수 장치가 해상에 설치된 상태를 설명하기 위한 도면, 도 6 내지 도 9는 도 4에 도시된 승강 실린더들의 유압계통과 컨트롤러의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에 따른 부유식 구조물 연속 진수 장치는 해상에서 부유식 구조물을 연속적으로 제작하여 해수면에 건조하기 위한 장치로서 그 구성은 베이스(10), 작업부(20), 지지부(30), 결합수단(40), 승강 실린더(50) 및 부력 조절수단이다.

상기 베이스(10)는 일방향으로 긴 판상의 구조물이다.

상기 작업부(20)는 상기 베이스(10)의 한쪽 상면에 마련되어 그 내부에서 부유식 구조물이 제작되는데, 철근 콘크리트로 이루어지는 부유식 구조물을 제작하기 위한 시스템 폼 형식의 거푸집이다.

상기 지지부(30)는 그 하단부가 바다의 해저면에 고정되고 그 상단부 쪽에는 상하방향으로 길게 마련되는 베이스 결합홈(31)을 포함하고 있다.

상기 결합수단(40)은 상기 베이스(10)와 상기 지지부(30)를 결합하는 구성으로서, 본 실시예에서 그 일단부는 상기 베이스(10)에 결합하고 타단부는 상기 베이스 결합홈(31)을 통과하여 베이스 결합홈(31)의 외부로 노출되어 있다.

상기 승강 실린더(50)는 그 하단부가 상기 해저면에 고정되고 상단부는 상기 베이스(10)에 결합하고 있는데, 제1실린더 유닛(51)과 제2실린더 유닛(52)으로 구성 된다.

상기 제1실린더 유닛(51)은 상기 지지수단(30)을 중심으로 상기 작업부(20) 쪽의 베이스(10) 하부에 마련되고, 상기 제2실런더 유닛(52)은 상기 제1실린더 유닛(51)의 반대쪽 베이스(10)의 하부에 마련된다.

상기 제1실린더 유닛(51)과 제2실린더 유닛(52)은 모두 유압 실린더로서 상기 베이스(10)를 동일한 압력으로 지지할 수 있도록 서로 유압계통을 통하여 연결되어 있다.

상기 부력조절 수단은 상기 부유식 구조물(1)의 바다 쪽 단부에 마련되는 구 성으로서 본 실시예에서는 그 부유식 구조물의 내부인 중공부에 해수를 채움 하는 펌핑 시스템(60)이다.

이하에서는 설명된 각 구성의 기능, 작용 및 효과에 대하여 설명하기로 한다.

상기 베이스(10)는 기본적으로 작업부(20)를 제작하는 공간을 제공하는 기능을 한다. 또한, 작업부(20)에서 제작된 부유식 구조물(1)의 일부를 위한 공간을 마련하는 역할도 함께 수행한다. 이때, 상기 부유식 구조물(1)을 지지하는 힘은 부력과 베이스(10)의 하부에서 상부로 작용하는 승강 실린더(50)의 힘이다.

상기 작업부(20)는 부유식 콘크리트(1)를 제작하는 역할을 하게 된다. 시스템 폼이라고 일반적으로 불리는 거푸집으로서 철근 콘크리트를 타설하고 양생이 되면 일정거리 밀어내고 다시 철근 콘크리트를 타설, 양생하는 작업을 반복하여 연속적으로 부유식 구조물을 제작하게 된다.

상기 지지부(30)는 상기 베이스(10)가 상하방향으로 이동할 수 있는 가이드 역할을 수행하게 된다.

상기 결합수단(40)은 상기 베이스(10)를 상기 지지부(30)에 대하여 상하방향의 이동과 회전할 수 있도록 상기 베이스(10)를 상기 지지부(30)에 결합한다.

상기 결합수단(40)에 의해 상기 베이스(10)는 상기 지지부(30)의 베이스 결합홈(31)을 따라 상하 운동을 할 수 있으며 회전 변위도 허용된다.

상기 승강 실린더(50)는 상기 베이스(10)를 상하방향으로 이동하도록 하는 구동원이 되는데, 각각의 실린더들이 동일한 높이로 상승 또는 하강하는 경우 베이스(10)가 상승 또는 하강하게 되며, 제1실린더 유닛(51)에 비하여 제2실린더 유닛(52)이 상승하는 높이가 상대적으로 크거나 작은 경우에는 베이스(10)가 상기 결합수단(40)을 지나는 가상의 직선을 중심으로 회전하게 된다. 물론 회전과 상하방향의 이동이 동시에 이루어질 수도 있다.

부유식 구조물(1)을 제작하기 위해서는 상기 작업부(20)는 항상 수면위에 위치해야 하는데 해수면의 수위가 올라가는 경우에는 승강 실린더(50)에 의해 베이스(10)를 상방으로 이동하고 해수면의 수위가 내려가는 경우에는 승강 실린더(50)에 의해 베이스(10)를 하방으로 이동하게 된다. 한편, 작업부(20)가 항상 수면위에 위치하기 위해서는 베이스(10)의 위치를 조수간만에 의한 수위 변화에 상관없이 항상 일정한 높이로 유지하는 되는 것으로 생각될 수 있으나, 항상 높이가 같은 경우 부유식 구조물(1)이 해수면의 수위가 변할 때 상하방향으로 이동하게 되는데 이때 부유식 구조물(1)의 일부에 과도한 응력이 생겨 부유식 구조물(1)이 손상될 수 있으므로, 베이스(10)의 높이는 수면으로부터 일정 거리를 유지할 필요가 있다.

한편, 베이스(10)가 수면으로부터 일정거리를 유지한 상태에서 상기 결합수단(40)을 지나는 가상의 직선을 중심으로 회전운동을 하는 경우가 있는데, 이때에 제1실린더 유닛(51)과 제2실린더 유닛(52)은 서로 유압(공압)계통(이하 유압계통이라 함)이 연동하여 베이스(10)를 동일한 힘으로 지탱하게 된다.

부유식 구조물(1)의 크기가 커지거나 부력이 변화하는 등의 이유로 제1실린더 유닛(51)이나 제2실린더 유닛(52) 쪽에 더 큰 힘이 가해지는 경우 상대적으로 작은 하중이 가해지는 실린더 유닛으로 유압계통(72)을 통하여 전달되는 것이다. 이를 위해 제1실린더 유닛(51)과 제2실린더 유닛(52)에 작용하는 유압을 조절하기 위한 컨트롤러(70)가 있어 이를 통해 그 유압을 조절하게 된다.

상기 컨트롤러(70)는 다양한 형태로 제1실린더 유닛(51)과 제2실린더 유닛(52)의 유압을 조절하게 되는데 도 6에 도시된 바와 같이, 제1실린더 유닛(51)과 제2실린더 유닛(52)를 전자제어하여, 해상으로 진수된 부유식 구조물(1)에 작용하는 부력의 크기에 맞추어 실시간으로 유압을 조절한다.

그리고 도 7에 도시된 바와 같이 유압계통(72)과 유압탱크(75)를 활용하여 실린더 유닛들(51, 52)들을 연동시켜 베이스(10)의 경사도를 자동으로 제어하고, 부유식 구조물(1)의 평형을 유지할 수도 있다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이 유압계통(72)과 유압탱크(75)를 통하여 제1실린더 유닛(51)과 제2실린더 유닛(52)들을 구역별로 연동시켜 압력을 제어하거나, 도 9에 도시된 바와 같이 실린더 유닛(51, 52)들을 전체적으로 연동시켜 압력을 제어할 수도 있다.

상기 부력 조절수단인 펌핑 시스템(60)은 상기 부유식 구조물(1)의 내부에 해수(W)를 채움 하는데 부유식 구조물(1)의 길이가 길어짐에 따라 부유식 구조물(1)에 작용하는 부력의 크기가 커지게 되면, 부유식 구조물(1)에 벤딩 모멘트가 작용하게 되어 부유식 구조물(1)의 하부에 크랙이 발생하거나 하는 등의 손상이 발생할 수 있는데 이를 미리 방지하게 위하여 부유식 구조물(1)의 내부에 해수(W)를 채움으로써 부유식 구조물(1)의 무게를 증가시켜 부력에 의한 힘을 필요한 수준으 로 상쇄하게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 않는 범위 안에서 다양한 형태의 부유식 구조물 연속 진수 장치로 구체화될 수 있다.

도 1a 내지 도 3b는 종래의 부유식 구조물 제조방법을 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 부유식 구조물 연속 진수 장치의 사시도.

도 5는 도 4에 도시된 부유식 구조물 연속 진수 장치가 해상에 설치된 상태를 설명하기 위한 도면.

도 6 내지 도 9는 도 4에 도시된 승강 실린더들의 유압계통과 컨트롤러의 구조를 설명하기 위한 도면.

** 도면의 주요부분에 대한 기호의 설명 **

10 : 베이스 20 : 작업부

30 : 지지부 40 : 결합수단

50 : 승강 실린더

Claims (5)

1. 해상에서 부유식 구조물을 연속적으로 제작하여 진수하기 위한 부유식 구조물 연속 진수 장치에 있어서,

   일방향으로 긴 판상의 베이스(10);

   상기 베이스의 한쪽에 마련되며 그 내부에서 부유식 구조물이 제작되는 작업부(20);

   하단부는 해저면에 고정되고 상단부 쪽에는 상하방향으로 길게 마련되는 베이스 결합홈이 마련되는 지지부(30);

   상기 베이스가 상하방향으로 이동할 수 있고 상기 지지부에 대한 회전이 가능하도록 상기 베이스를 상기 지지부에 결합하기 위한 결합수단(40);

   하단부는 상기 해저면에 고정되고 상단부는 상기 베이스에 결합하여 상기 베이스를 상기 지지부를 중심으로 시소의 형태로 상승 또는 하강하는 여러 개의 승강 실린더(50); 및,

   상기 작업부에서 제작, 진수된 부유식 구조물의 상기 작업부 반대쪽 단부에 마련되는 부력 조절수단;을 포함하여,

   상기 승강 실린더의 구동에 의해 상기 베이스를 상승 또는 하강하여 상기 작업부가 항상 수면 위에 있도록 유지하고, 상기 베이스의 경사를 조절하여 부유식 구조물을 진수하는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물 연속 진수 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 부력 조절수단은,

   상기 부유식 구조물의 내부에 해수를 채움 하는 펌핑 시스템인 것을 특징으로 하는 부유식 구조물 연속 진수 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 승강 실린더는,

   상기 지지부를 중심으로 상기 작업부 쪽에 마련되는 여러 개의 유압 실린더인 제1실린더 유닛과,

   상기 지지부를 중심으로 작업부의 반대쪽에 마련되는 여러 개의 유압 실린더인 제2실린더 유닛으로 구성되는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물 연속 진수 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제1실린더 유닛과 상기 제2실린더 유닛의 유압 실린더들이 상기 베이스를 동일한 압력으로 지지할 수 있도록 서로 유압계통을 통하여 연결된 것을 특징으로 하는 부유식 구조물 연속 진수 장치.

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