KR102200448B1 - 부력 보강용 에어파이프를 갖는 양식장용 부유식 구조물 - Google Patents
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Abstract
부력파이프가 하나 이상 수평방향으로 일정간격 이격되어 설치되고; 수평 및 수직방향으로 슬래이트 형상의 지지살 프레임이 일정간격으로 하나 이상 교차 설치되어 직사각형의 끼움공이 복수개 형성되고 하부에는 상기 부력파이프가 끼움 고정하도록 끼움홈이 형성되는 연결 브라켓이 설치되며; 연결 브라켓 상부에는 해상에 공간을 제공하는 작업판이 설치되어 이루어지는 양식장용 부유식 구조물을 제공함으로써, 해수와 파도와 같은 해양환경에 대한 저항은 최소화하고 내구성이 향상될 뿐만 아니라 부력의 증감이 가능하여 적재용량에 대한 부담감을 줄일 수 있다.
Description
본 발명은 해상의 양식장에 설치되는 부유식 구조물에 관한 것으로, 구조물에 부력을 제공하는 부력 파이프 내부에는 하나 이상의 보강 프레임이 설치되어 파도가 높은 해역에서도 구조물이 안정되게 유지되고, 하나 이상의 에어파이프가 연결 브라켓을 매개로 관통 설치되어 보강작용 및 부력을 증가시키는 한편, 해상 작업시 균형있게 작업 가능한 양식장용 부유식 구조물에 관한 것이다.
일반적으로 연안 해역이나 호수 등과 같은 수역에 설치되는 가두리시설이나 선박용 접안시설 등은, 통나무 또는 스티로폼과 같은 부력재를 일정한 형상으로 엮어서 계류물을 설치한 다음, 이 계류물상에 사람이 이동할 수 있는 발판이 설치되도록 하는 한편, 가두리용 그물 또는 선박의 접안에 필요한 그물로프나 완충범퍼 등이 설치되도록 한다.
일반적으로, 부체(浮體)는 부력을 받아서 액체 가운데나 표면에 떠 있는 물체를 총칭하여 일컫는 용어로서, 그 사용목적 등에 따라 여러 다양한 형태로 구분된다. 이러한 부체는 부잔교, 선박계류장, 가두리 양식장 등과 같은 수상구조물의 제작에 사용된다. 특히, 부잔교는 효율성이 우수하여 그 수요가 점차적으로 증가하고 있는 추세이다.
과거에는 통나무 또는 스티로폼 등의 부력재를 사용하여 가두리시설이나 접안시설과 같은 계류구조물을 설치하는 경우가 대부분이었다. 이와 같이 목재 구조재는 큰 충격에도 약간의 파손이 있을 뿐 강도는 우수한 장점이 있다. 그러나 이와 같은 계류 구조물은 설치과정에서 많은 인력이 소요되고, 해수에 대한 부식에 취약하며, 계류구조물의 수명과 안전성이 저하됨은 물론, 부력재로부터 떨어져 나온 파편 들이 바다나 호수를 오염시키는 문제점이 있다.
부체 구조물은 인명과 고가의 설치물을 수상에서 거치할 수 있는 구조물로 염분을 포함한 해수나 빙압이 작용하는 담수 환경과 태풍, 홍수, 파도 등의 환경에 상시 노출되므로 구조적 안정성과 내구성이 매우 중요하다. 또한, 기능적인 측면에 있어서 다양한 크기와 형태로 조합이 가능하여야 할 뿐만 아니라 시설을 안전하게 보호하고 손쉬운 유지관리가 가능하여야 한다.
최근에는 도 1에 도시된 바와 같이, 다양한 크기와 형태로 제작이 가능하고 압출되어 제작되고 있다. 도 1에 도시된 부체 구조물은 폴리 에틸렌과 같은 고분자화합물로 형성되어 하면에 반원 형상의 홈부가 형성되는 발판지지대; 발판지지대의 홈부와 대응되는 반원 형상의 홈부가 형성되는 결합판; 발판지지대 및 결합판을 체결시키는 체결볼트가 하나 이상 설치되고; 발판지지대 및 결합판각각의 홈부에 삽입되는 파이프 형상의 부력체를 포함하여 구성된다. 그러나 상기와 같은 구조는 체결볼트 자체가 손상되거나 느슨해지기 쉬워 부력체의 지지상태를 견고하게 유지하기 어렵다.
이에 상기 발판 지지대는 국내 실용신안공보 제20-2010-0005101호에 게시된 바와 같이 브라켓 구조로 파이프 형상의 부력체와 발판지지대를 제공하는 장치가 개발되어 있으나, 해류의 흐름이 강하거나 파랑이 큰 해안에 설치하기에는 위험부담이 클 수 있는데 이는 구조물의 크기에 비례하여 부력 파이프의 내구성이 약해지기 때문이다.
본 발명의 부력 파이프 내부에는 하나 이상의 보강 프레임이 설치되어 풍랑이 높은 해역에서도 구조물이 안정감 있게 유지되고, 하나 이상의 에어파이프가 연결 브라켓을 매개로 관통 설치되어 부력 조절 및 에어파이프를 긴장시켜 해상 적재 작업에도 균형있게 해상에 부유할 수 있는 양식장용 부유식 구조물을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 양식장용 부유식 구조물은 부력파이프가 하나 이상 수평방향으로 일정간격 이격되어 설치되고; 수평 및 수직방향으로 슬래이트 형상의 지지살 프레임이 일정간격으로 하나 이상 교차 설치되어 직사각형의 끼움공이 복수개 형성되고 하부에는 상기 부력파이프가 끼움 고정하도록 끼움홈이 형성되는 연결 브라켓이 설치되며; 상기 연결 브라켓 상부에는 해상에 공간을 제공하는 작업판이 설치되어 이루어지는 것일 수 있다.
또한, 상기 부력파이프는 일정 길이로 내부가 비어있는 파이프 구조의 파이프 프레임과, 상기 파이프 프레임의 양단 개구부에는 하향으로 경사면이 형성된 말단프레임이 설치되며, 상기 파이프 프레임 내부 공간에 대응하여 설치될 수 있는 크기로 보강프레임이 하나 이상 설치되어 이루어지는 것일 수 있다.
상기 보강프레임은 원형으로 상기 파이프 프레임 내부에 수용될 수 있는 직경의 보강틀과, 상기 보강틀 중심에서 내측면을 향해 지지가능하도록 하나 이상의 보강살이 설치되는 것일 수 있다. 상기 브라켓 하단에는 보조 연결 브라켓이 장착이 가능하고 보조 연결 브라켓 하부에는 보조 부력파이프의 고정이 가능하도록 끼움홈이 설치되어 보조 부력 파이프가 설치 가능한 것일 수 있다.
본 발명의 부력파이프를 형성하는 말단 프레임의 일측면은 하향으로 경사면이 형성되어 해수의 저항을 최소화시킴과 구조물 이동 시에 파도에 대한 간섭을 최소화하는 효과가 있다. 상기 부력 파이프 내부에 하나 이상 설치되는 보강 프레임은 부력 파이프의 길이를 형성하는 파이프 프레임이 외부 환경에 의해 파손되거나 구부러지는 것을 방지할 수 있다. 또한 부력을 증가시키거나 감소가 용이하여 적재 용량의 증가에도 구조물을 안정감있게 유지하는 한편, 해상 위에서 일정하게 균형을 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 부유식 구조물을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 양식장용 부유식 구조물의 사시도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 부력파이프를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 부력파이프 실시예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 연결 브라켓을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 양식장용 부유식 구조물의 실시예를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 에어 파이프의 실시예를 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 에어파이프 실시예를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 양식장용 부유식 구조물의 사시도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 부력파이프를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 부력파이프 실시예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 연결 브라켓을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 양식장용 부유식 구조물의 실시예를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 에어 파이프의 실시예를 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 에어파이프 실시예를 나타낸다.
도 1은 종래의 부유식 구조물을 나타낸다. 도 1에 도시된 부체 구조물은 폴리 에틸렌과 같은 고분자화합물로 형성되어 하면에 반원 형상의 홈부가 형성되는 발판지지대; 발판지지대의 홈부와 대응되는 반원 형상의 홈부가 형성되는 결합판; 발판지지대 및 결합판을 체결시키는 체결볼트가 하나 이상 설치되고; 발판지지대 및 결합판각각의 홈부에 삽입되는 파이프 형상의 부력체를 포함하여 구성된다.
그러나 상기와 같은 구조는 체결볼트 자체가 손상되거나 느슨해지기 쉬워 부력체의 지지상태를 견고하게 유지하기 어려운 문제점이 있고, 파고 또는 조류의 흐름이 강한 지역에 설치하게 되는 경우 파이프 형상의 부력체가 파손될 수 있는 문제점이 있다. 이하, 본 발명의 양식장용 부유식 구조물과 관련한 도면을 첨부하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 양식장용 부유식 구조물의 사시도를 나타낸다. 부력파이프(300)가 하나 이상 수평방향으로 일정간격 이격되어 설치되고; 수평 및 수직방향으로 슬래이트 형상의 지지살 프레임이 일정간격으로 하나 이상 교차 설치되어 직사각형의 끼움공이 복수개 형성되고 하부에는 상기 부력파이프가 끼움 고정하도록 끼움홈이 형성되는 연결 브라켓(200)이 설치되며; 상기 연결 브라켓 상부에는 해상에 공간을 제공하는 작업판(100)이 설치되어 이루어질 수 있다.
상기 양식장용 부유식 구조물은 폴리에틸렌(PE; poly ethylene 또는 HDPE; high density poly ethylene)으로 형성된다. 상기와 같은 재질은 무게가 가볍고 물보다 밀도가 낮아 물에 잘 뜨고, 내구성이 우수함과 동시에 수분에 대한 흡습성이 낮을 뿐만 아니라 해수에 대한 내부식성이 높은 장점이 있다. 또한, 분쇄하여 100%재사용이 가능하여 해양 쓰레기가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기 작업판(100)은 사용자의 작업이 이루어지거나, 적재가 가능한 공간으로 통상적으로 부유식 구조물에 설치되는 발판구조로 이루어질 수 있다. 상기 작업판 상부에는 사용자가 안전하게 걸어다닐 수 있도록 난간이 형성될 수 있으며, 안전성을 보장할 수 있는 범위 내에서 공지된 다양한 형태로 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 부력파이프를 나타낸다. 본 발명의 부력파이프(300)는 일정 길이로 내부가 비어있는 파이프 구조의 파이프 프레임(302)과, 상기 파이프 프레임의 양 말단 개구부에는 하향으로 경사면이 형성된 말단 프레임(301)이 상기 파이프 프레임의 말단 개구부에 끼움 고정되며, 상기 파이프 프레임 내부에는 하나 이상의 보강프레임(303)이 설치되어 이루어질 수 있다.
파이프 프레임(302)은 내부가 비어있어 본 발명의 양식장용 부유식 구조물에 부력(浮力)을 제공한다. 본 발명의 파이프 프레임은 단면이 원형으로 이루어지는 것이 적절한데, 이는 해류에 대한 저항을 최소화하고 구조물이 마모되는 방지하기 위함이다. 부력파이프를 이루는 파이프프레임은 양단이 밀폐되고 내부에는 일정한 공기압력을 유지하도록 함으로서 프레임의 형체를 원래상태로 일정하게 유지할 수 있도록 한다.
상기 공기압력은 부력체를 육상에서 제작하는 경우, 육상 기온에 따라 팽창하는 경향이 있고 실제 바다의 현장에 설치되면 해수온에 의해 부력체 내부 기온이 낮아져 공기가 수축되므로 대기압+0.5기압으로 제작 유지하는 것이 적절하다.
말단 프레임(301)은 일측면은 하향으로 경사면이 형성되고, 타측면은 상기 파이프 프레임의 말단부를 내부로 삽입하여 고정할 수 있는 삽입부가 형성될 수 있다. 상기 경사면은 구조물을 수상에서 이동시키는 경우, 파도에 의한 간섭을 최소화하여 이동 작업을 용이하게 수행할 수 있도록 돕고 해상에 설치시 해수의 수압을 소산시켜 흔들림을 최소화할 수 있다.
상기 파이프 프레임의 길이가 길어지고 단면의 직경이 커짐에 따라 외부환경에 대한 내구성은 떨어지게 된다. 또한, 구조물에 적재하중이 증가함에 따라 부력의 증가분이 필요하고, 프레임을 통한 적재품의 압력을 견딜 수 있는 내구성이 향상되어야 한다.
이를 보완하기 위해서는 부력파이프(300) 직경대비 부력파이프의 두께가 두껍게 형성할 수 있으나 이러한 경우에 부력의 감소 및 자재비의 상승에 따른 제조원가 상승의 원인이 될 수 있기 때문에, 상기 파이프 프레임 내부에는 하나 이상의 보강 프레임이 설치된다. 보강 프레임(303)은 상기 파이프 프레임의 내부에 수용될 수 있는 직경의 보강틀이 형성되고, 상기 보강틀 내부에는 보강틀을 지지할 수 있는 보강살이 형성되어 측면부에 받는 힘을 지지한다. 이에 파이프 프레임이 구부러지거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 부력파이프 실시예를 나타낸다. 통상적으로 부유식 구조물에는 양식어장에서 쓰이는 바지선과 같이 약 150톤 이상의 무게를 버텨야 하는 경우가 발생한다. 이때, 하중이 많이 걸리게 되어 구조물에 부력 요구량이 증가될 수 있다. 이에 본 발명 따른 실시예 1은 보조 부력파이프(304)를 연결 브라켓 하부에 설치하여 부족한 부력을 보충할 수 있다. 통상적으로 보조 부력파이프를 설치하는 경우, 보조 연결 브라켓(201)이 연결 브라켓 하부에 설치되고, 상기 보조 연결 브라켓(201)은 보조 부력파이프의 상측면을 삽입 고정할 수 있는 구조로 형성된다.
도 5는 본 발명의 연결 브라켓(200)을 나타낸다. 본 발명의 연결 브라켓(200)은 판형의 지지살 프레임이 수평과 수직으로 하나 이상 교차 연결되어 정사각형 또는 직사각형 구조의 끼움공이 형성된다. 연결 브라켓(200)은 상기 부력 파이프의 설치방향과 수직으로 설치되며, 하부에는 상기 부력 파이프의 상부를 끼움 고정할 수 있는 끼움홈이 형성될 수 있다. 연결 브라켓은 하나 이상의 부력파이프를 고정함과 동시에 단일의 부력파이프에 하나 이상 고정되어 부력파이프의 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 연결 브라켓은 끼움 및 삽입 고정으로 설치 작업이 용이하고 시설 강도가 향상되어 강풍이나 파랑(波浪) 등의 열악한 환경조건하에서도 장기간 설치가 가능하다.
도 6은 본 발명의 양식장용 부유식 구조물의 실시예를 나타내고, 도 7은 실시예에 따른 에어 파이프를 나타낸다. 양식장용 부유식 구조물이 해상 작업대로 사용되는 경우, 발판부의 어느 한 부에만 적재하중이 집중될 수 있고 이러한 경우에 해수면에 수평을 유지하며 지지되기 어렵기 때문에 부유식 구조물의 수평을 유지시킬 필요가 있다.
본 발명의 에어 파이프(400)는 연결 브라켓의 지지살 프레임이 수평 및 수직으로 하나 이상 교차되어 형성되는 정사각형 또는 직사각형 구조의 끼움공에 삽입 설치된다. 에어파이프는 상기 끼움공 내부에 대응할 수 있는 직경의 파이프 고정부(401)와 상기 파이프 고정부 측면에는 외부 파이프(403)가 삽입되어 고정되는 중공부(402)가 형성되며, 상기 중공부를 관통하여 끼움 고정되는 외부파이프(403)와, 상기 외부파이프 내부에는 공기의 주입 및 배출이 가능한 내부 파이프(404)가 형성되어 이루어질 수 있다.
외부 파이프는 폴리에틸렌 재질로 형성되는 원형 파이프 구조로 상기 파이프 고정부의 중공부를 관통하여 고정될 수 있는 직경으로 형성될 수 있다. 상기 외부파이프 및 내부에 설치되는 내부파이프는 원형으로 형성되는 것이 바람직하나, 연결브라켓의 끼움공이 형성하는 다각형의 모양으로도 이루어질 수 있다.
외부파이프 내부에 설치되는 내부 파이프(404)는 고무 또는 비닐과 같이 탄력성이 우수한 재질로 형성되고 내부파이프의 내부에는 에어가 주입된다. 내부파이프에 주입되는 에어의 압력은 대기압 상태를 0으로 할 때 최대 50 내지 90psi 로 주입하는 것이 적절하다. 내부에 주입되는 공기압이 늘어날수록 내부 파이프가 일차적으로 팽창하여 외부파이프 내부의 공간을 내부파이프가 충만된다. 일정 압력이 넘어서면 외부파이프의 내부를 내부파이프가 신축성으로 팽창되어 지지하게 되므로, 외부파이프는 일직선의 긴장상태를 유지하여 외부파이프가 지지하는 연결브라켓을 수평방향으로 지지하게 된다.
특히 에어파이프를 하중이 걸리는 일부분에 보강 설치하는 경우, 파랑이나 너울이 지나가면서, 부유식 구조물이 너울마루와 너울골의 높이 차에 따라 부유식 구조물이 꺽여지는 피로를 받아 파손되는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 내부 파이프에 공기를 주입하여 일정한 압력을 갖도록함으로서 구조물에 부력을 공급하면서 파이프 전체의 균형을 용이하게 맞출 수 있고, 하나 이상의 연결 브라켓을 연결시킴으로써 구조물의 안정성을 부여할 수 있다. 또한, 상기 공기압은 공기의 주입과 배출에 따라 조절이 되므로 구조물의 이동이나 파도와 파랑에 유연하게 대처할 수 있는 효과가 있다.
해상에 설치되는 구조물은 파도와 해류에 의해 지속적인 힘을 받기 때문에 상기 외부 파이프가 원형 파이프 형상으로 형성됨에 따라 정사각형 또는 직사각형 형상의 끼움공에 끼움 고정되는 경우 마모되어 수명이 단축될 수 있다. 이에 파이프 고정부는 상기 끼움공에 대응할 수 있는 크기 및 직경으로 형성됨으로써 해류의 흔들림에도 외부파이프를 보다 안정적으로 고정시킬 수 있도록 한다.
도 8은 본 발명에 따른 에어파이프 실시예를 나타낸다. 상기 실시예는 외부파이프의 내부 중앙에 내부파이프가 설치되고, 상기 내부 파이프를 중심으로 상, 하, 좌, 우 방향에 하나 이상의 내부보강파이프(405)를 형성할 수 있다. 내부보강파이프는 스텐레스 철선 또는 피아노심 등의 금속봉 재질로 이루어져 내부파이프와 함께 수평장력을 보강하여 외부파이프가 수평방향으로 긴장되어 부유식 구조물의 수평을 유지시키는 작용을 한다.
장기간 설치와 내구성이 향상된 양식장용 부유식 구조물을 제공함으로써 해상 공간 활용도를 높일 수 있고 기존의 노후화된 구조물의 분리 해체로 인한 해양오염을 줄일 수 있는 친환경적인 장치의 제공이 가능하고 장치 수명이 향상되어 어업인의 비용 부담을 줄일 수 있어 산업상 이용가능성이 있다.
100: 작업판 200: 연결 브라켓
300: 부력파이프 201: 보조 연결 브라켓
301: 말단 프레임 302: 파이프 프레임
303: 보강 프레임 304: 보조 부력파이프
400: 에어 파이프 401: 파이프 고정부
402: 중공부 403: 외부파이프
404: 내부파이프 405: 내부보강파이프
300: 부력파이프 201: 보조 연결 브라켓
301: 말단 프레임 302: 파이프 프레임
303: 보강 프레임 304: 보조 부력파이프
400: 에어 파이프 401: 파이프 고정부
402: 중공부 403: 외부파이프
404: 내부파이프 405: 내부보강파이프
Claims (3)
- 부력파이프가 하나 이상 수평방향으로 일정간격 이격되어 설치되고; 수평 및 수직방향으로 슬래이트 형상의 지지살 프레임이 일정간격으로 하나 이상 교차 설치되어 다각형의 끼움공이 복수개 형성되고, 하부에는 상기 부력파이프가 끼움 고정하도록 끼움홈이 형성되는 연결 브라켓이 설치되며; 상기 연결 브라켓 상부에는 해상에 공간을 제공하는 작업판이 설치되는 양식장용 부유식 구조물에 있어서,
상기 다각형의 끼움공에는 에어 파이프(400)가 관통 삽입되어 이루어지고, 상기 에어파이프는 외부파이프(403) 내부에 공기압의 주입 및 배출이 가능한 내부 파이프(404)가 삽입되어 형성되며,
상기 에어 파이프(400)가 관통 삽입되는 끼움공은 외부 파이프(403)가 관통되어 고정되는 중공부(402)와 끼움공 내측면에 대응할 수 있는 파이프 고정부(401)로 이루어진 것을 특징으로 하는 양식장용 부유식 구조물 - 제1항에 있어서, 상기 에어파이프는 외부파이프의 내부 중앙에 설치된 내부 파이프를 중심으로 상, 하, 좌, 우 방향에 하나 이상의 내부보강파이프(405)가 형성된 것 또는,
상기 연결 브라켓 하단에는 보조 연결 브라켓이 형성되고 보조 연결 브라켓 하부에는 보조 부력파이프를 고정할 수 있도록 끼움홈이 형성된 것을 포함하는 양식장용 부유식 구조물 - 제1항에 있어서, 상기 부력파이프는 일정 길이로 내부가 비어있는 파이프 구조의 파이프 프레임(302)의 양단 개구부에 하향으로 경사면이 형성된 말단프레임이 결합되어 이루어지는 것 또는,
상기 파이프 프레임 내부 공간에 부력파이프 내주면에 대응하여 설치될 수 있는 크기의 보강프레임이 하나 이상 설치되는 것을 포함하는 양식장용 부유식 구조물
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KR1020190051953A KR102200448B1 (ko) | 2019-05-03 | 2019-05-03 | 부력 보강용 에어파이프를 갖는 양식장용 부유식 구조물 |
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ID=73451820
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Cited By (1)
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KR102490231B1 (ko) * | 2022-08-29 | 2023-01-19 | 주식회사 대성에프앤비 | 충격 완충장치가 형성된 부유식 수상구조물 |
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- 2019-05-03 KR KR1020190051953A patent/KR102200448B1/ko active IP Right Grant
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