KR100858221B1 - 체인 컴프레서용 롤러 - Google Patents

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KR100858221B1
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이재훈
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Abstract

본 발명은 일측 끝단부에 앵커가 연결되어 선박의 계선 시 윈들러스에 의해 권양되는 앵커 체인 케이블이 항상 그루브의 중앙부를 타고 넘어 갈 수 있도록 할 뿐만 아니라 선 체인 링크의 하단부가 그루브의 저면부에 의해 지지되어 롤러를 타고 넘어가는 앵커 체인 케이블의 꺾임 각의 제한을 최소화 하고, 앵커 체인 케이블이 롤러의 일측으로 편심되는 것을 방지할 수 있도록 하는 체인 컴프레서용 롤러에 관한 것이다. 상기 체인 컴프레서용 롤러는, 일측 끝단부에 앵커가 연결되어 선박의 계선 시 윈들러스에 의해 권양되는 앵커 체인 케이블을 지지하는 체인 컴프레서용 롤러에 있어서, 상기 롤러의 외주면 중앙부에는, 일정한 꺾임 각으로 회전되어 하부면 일측이 상기 롤러의 외주면과 접촉되는 한 쌍의 누운 체인 링크를 서로 연결하는 선 체인 링크의 하단부가 삽입되는 그루브가 형성되되, 상기 그루브는 그 저면부에 선 체인 링크의 하부면이 접촉되어 지지될 수 있는 깊이를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
선박, 앵커, 앵커 체인 케이블, 체인 컴프레서, 윈들러스

Description

체인 컴프레서용 롤러{The Roller for Chain Compressor}
본 발명은 체인 컴프레서용 롤러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일측 끝단부에 앵커가 연결되어 선박의 계선 시 윈들러스에 의해 권양되는 앵커 체인 케이블이 항상 그루브(Groove)의 중앙부를 타고 넘어 갈 수 있도록 할 뿐만 아니라 선 체인 링크의 하단부가 그루브의 저면부에 의해 지지되어 롤러를 타고 넘어가는 앵커 체인 케이블의 꺾임 각의 제한을 최소화 하고, 앵커 체인 케이블이 롤러의 일측으로 편심되는 것을 방지할 수 있도록 하는 체인 컴프레서용 롤러에 관한 것이다.
이하, 도면을 참조하여 배경기술에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 통상적인 앵커링 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 통상적인 앵커링 시스템(1)은, 선박(2)의 선수부의 상부 데크(20)에는 윈들러스(Windlass : 10)가 설치되며, 상기 윈들러스(10)의 전방부에는 체인 컴프레서(Chain Compressor : 11)가 설치되고, 상기 체인 컴프레서(11)의 전방부에는 상기 상부 데크(20)에서부터 사이드 쉘(Side Shell : 21)까지 관통되도록 설치된 허즈 파이프(Hawse Pipe : 22)가 설치되며, 일측 끝단부에 앵커 (Anchor : 12)가 연결된 앵커 체인 케이블(Anchor Chain Cable : 13)은, 상기 허즈 파이프(12)를 관통한 후, 체인 컴프레서(11)를 지나 윈들러스(10)에 의해 권취되도록 설치되어, 상기 윈들러스(10)에 의해 해저면까지 내려져 상기 앵커(12)를 해저면에 고정시킨 후, 윈들러스 브레이크(도시되지 않음)와 체인 컴프레서 스토퍼(도시되지 않음)를 사용하여 상기 앵커 체인 케이블(13)을 선박(2)에 고정시킴으로써 선박(2)의 이동을 방지할 수 있도록 하는 것이다.
또한, 정박되어 있는 앵커(12)를 풀 경우에는 기작용 중인 윈들러스 브레이크 및 체인 컴프레서 스토퍼를 해제하고, 윈들러스(10)를 사용하여 앵커 체인 케이블(13)을 권취하여 앵커(12)를 선박의 벨마우스(Bellmouth : 24)까지 권양시킨 후 고정시킨다.
도 2a는 앵커 체인 케이블이 체인 컴프레서에 장착된 롤러를 지나는 상태를 도시한 정면도이고, 도 2b는 앵커 체인 케이블이 체인 컴프레서에 장착된 롤러를 지나는 상태를 도시한 또 다른 정면도이며, 도 2c는 도 2b의 측면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 앵커(도시되지 않음)를 해저면까지 내리거나 선박의 벨마우스까지 권양시키기 위한 앵커 체인 케이블(13)은 인장력이 작용된 상태에서 체인 컴프레서(11)에 장착된 롤러(110)에 지지된 상태로 상기 롤러(110)를 지나게 되며, 상기 롤러(110)를 지나가게 되는 선 체인 링크(130)와 누운 체인 링크(131) 사이에는 일정한 꺾임 각(A)이 발생하게 된다.
이때, 상기 롤러(110)의 외주면 중앙부에 형성된 그루브(110a)의 깊이(C)는 도 2c에 도시된 바와 같이 롤러(110)의 외주면에 지지되는 누운 체인 링크(131)의 하부면에서부터 선 체인 링크(130)의 하부면까지의 거리(D)보다 더 깊게 형성됨으로써, 상기 롤러(110)에는 누운 체인 링크(131)의 하부면만 지지되고 선 체인 링크(130)는 그루브(110a)의 하부면에 의해 지지되지 않고 단순히 삽입된 상태로 상기 롤러(110)를 지나가게 된다.
그러므로 상기 롤러(110)를 지나가는 선 체인 링크(130)와 누운 체인 링크(131) 사이에 발생되는 꺾임 각(A)이 일정각도 이상이 되면 상기 롤러(110)를 지나가는 누운 체인 링크(131)에는 도 2b에 도시된 바와 같이 벤딩(Bending) 현상이 발생되어 앵커 체인 케이블(13)이 파손된다는 문제점이 있었다.
그리하여 종래에는 선 체인 링크(130)와 누운 체인 링크(131) 사이에 발생되는 꺾임 각(A)을 누운 체인 링크(131)에 벤딩 현상이 발생되지 않도록 하기 위하여 39도 이하로 제한하여 설계를 하고 있는 실정이다.
그러나, 상기와 같이 꺾임 각(A)을 작게 설계할 경우에는 체인 컴프레서 스토퍼와 이를 지지하는 프레임(111)에 과도한 응력이 작용할 뿐만 아니라 상부 데크(20) 상 벤딩 모멘트(Bending Moment)를 증가시키게 되며, 이는 체인 컴프레서(11)가 설치되는 프레임(111) 및 상부 데크(20) 하부 보강의 중구조화의 원인을 제공하게 된다.
또한, 선 체인 링크(130)가 롤러(110)를 지나면서 상기 롤러(110)의 그루브(110a)에 의해 구속되지 않음으로써 앵커 체인 케이블(13)의 비정상적 유동 시 앵커 체인 케이블(13)이 도 2c에 도시된 바와 같이 롤러(110)의 일측 또는 타측 편심되어 결과적으로 체인 컴프레서(11)에 횡 방향 힘이 작용을 하게 되고, 이는 부 시(도시되지 않음) 및 롤러(110)의 편마모 현상을 야기하게 됨으로써, 이를 방지하기 위해서는 상기 앵커 체인 케이블(13)이 롤러(110)의 중앙을 타고 넘어가도록 하는 난이한 설치 작업을 해야 함으로써 과다한 공수가 투입된다는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은, 롤러의 그루브에 선 체인 링크가 삽입될 뿐만 아니라 선 체인 링크의 하부면이 롤러의 그루브 저면에 접촉되어 지지되도록 함으로써 롤러의 외주면과 접촉되는 누운 체인 링크의 벤딩 현상을 방지하여 롤러를 지나는 앵커 체인 케이블의 꺾임 각의 제한을 최소화 할 수 있도록 하는 체인 컴프레서용 롤러를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 롤러를 지나는 앵커 체인 케이블이 항상 롤러의 중앙에 위치한 상태로 롤러를 넘어가도록 유도하여 앵커 체인 케이블이 롤러의 일측으로 편심되는 것을 방지하는 체인 컴프레서용 롤러를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일측 끝단부에 앵커가 연결되어 선박의 계선 시 윈들러스에 의해 권양되는 앵커 체인 케이블을 지지하는 체인 컴프레서용 롤러에 있어서, 상기 롤러의 외주면 중앙부에는, 일정한 꺾임 각으로 회전되어 하부면 일측이 상기 롤러의 외주면과 접촉되는 한 쌍의 누운 체인을 서로 연결하는 선 체인 링크의 하단부가 삽입되는 그루브가 형성되되, 상기 그루브는 그 저면부에 선 체인 링크의 하부면이 접촉되어 지지될 수 있는 깊이를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 체인 컴프레서용 롤러를 제공한다.
또한, 상기 그루브의 깊이(C)는, C = R + 1.8D + 1.5DtanA - (R + 0.5D)/cosA 에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 체인 컴프레서용 롤러를 제공한다. 단, R은 롤러(110a)의 반경이며, D는 선 체인 링크(130)와 누운 체인 링크(131)의 직경이고, A는 누운 체인 링크(131)의 꺾임 각이며, 상기 꺾임 각(A)은 설계 시 결정되고, 상기 선 체인 링크(130)와 누운 체인 링크(131)는 그 길이(L)가 6D이며, 그 폭(W)은 3.6D가 되도록 제작된다.
이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 체인 컴프레서용 롤러는, 롤러를 지나는 앵커 체인 케이블의 꺾임 각에 제한이 없어 각 선형별 최적 형상의 앵커링 시스템을 구현할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 롤러를 지나는 앵커 체인 케이블의 꺾임 각이 커짐에 따라 독 및 독을 지지하는 프레임에 작동하는 응력이 줄어들어 프레임의 섹션 에어리어를 감소시킬 수 있으며, 데크 상의 상기 프레임의 벤딩 모멘트를 감소시켜 전체적으로 프레임 및 하부 보강을 경구조화 할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 선 체인 링크가 롤러의 그루브의 홈을 타고 롤러를 넘어 가도록 함에 따라 앵커 체인 케이블이 항상 롤러의 중앙에 위치한 상태로 롤러를 넘어 가도록 유도하여 앵커 체인 케이블이 롤러의 일측으로 편심되는 것을 방지함으로써 롤러의 편 마모 현상이 발생되지 않을 뿐만 아니라 롤러에 추가 보강 등을 할 필요가 없어 체인 컴프레서의 설치를 매우 용이하게 할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 체인 컴프레서용 롤러의 설치 상태도이고, 도 4는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 체인 컴프레서용 롤러의 사용 상태도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 일실시예에 의한 체인 컴프레서용 롤러(110)는, 일정한 꺾임 각(A)으로 회전되어 하부면 일측이 상기 롤러(110)의 외주면과 접촉되는 한 쌍의 누운 체인 링크(131)를 서로 연결하는 선 체인 링크(130)의 하단부가 삽입되는 그루부(110a)가 외주면 중앙부에 형성되며, 상기 그루브(110a)는, 그 저면부에 선 체인 링크(130)의 하부면이 접촉되어 지지될 수 있는 깊이(C)를 가지도록 상기 롤러(110)의 외주면 중앙부에 형성된다.
또한, 상기 그루브(110a)의 깊이(C)는 후술되는 식 1에 의해 결정된다.
C = R + 1.8D + 1.5DtanA - (R + 0.5D)/cosA ------------ 식 1
여기서, R은 롤러(110a)의 반경이며, D는 선 체인 링크(130)와 누운 체인 링크(131)의 직경이고, A는 누운 체인 링크(131)의 꺾임 각이며, 상기 꺾임 각(A)은 설계 시 결정되고, 상기 선 체인 링크(130)와 누운 체인 링크(131)는 그 길이(L)가 6D이며, 그 폭(W)은 3.6D가 되도록 제작된다.
상기 그루브(110a)의 깊이(C)를 결정하는 식 1이 성립되는 과정을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4를 참조하면, 롤러(110)의 중심(O)에서부터 누운 체인 링크(131)의 중심 선(CL1)까지 수직으로 그은 선(L1)의 길이(E)는, 상기 롤러(110)의 반경(R)에 체인의 반경(0.5D)을 더한 값과 동일하다.
즉, 롤러(110)의 중심(O)에서부터 누운 체인 링크(131)의 중심선(CL1)까지의 수직으로 그은 선(L1)의 길이(E)는 후술되는 식 2와 같다.
E = R + 0.5D ---------------------------------------식 2
다음으로, 선 체인 링크(130)의 중앙부까지 연장된 누운 체인 링크(131)의 중심선(CL1)의 끝단과 만나도록 롤러(110)의 중심(O)에서부터 그은 선(L2)의 길이(F)는, 롤러(110)의 반경(R)에서 그루브(110a)의 깊이(C)를 뺀 값에, 선 체인 링크(130)의 폭(W)의 절반 값을 더한 값에, 누운 체인 링크(131)의 회전 중심(O1)에서부터 선 체인 링크(130)의 중앙부까지 연장된 선(L3)의 길이인 1.5D에 tanA 값을 곱한 것이다.
즉, 선 체인 링크(130)의 중앙부까지 연장된 누운 체인 링크(131)의 중심선(CL1)의 끝단과 만나도록 롤러(O)의 중심에서부터 그은 선(L2)의 길이(F)는, 후술되는 식 3과 같다.
F = R - C + 1.8D + 1.5DtanA ----------------------식 3
그러므로, 선 체인 링크(130)의 중앙부까지 연장된 누운 체인 링크(131)의 중심선(CL1)의 끝단과 만나도록 롤러(110)의 중심(O)에서부터 그은 선(L2)의 길이(F)에 cosA 값을 곱하게 되면, 상기 롤러(110)의 중심(O)에서부터 누운 체인 링크(131)의 중심선(CL1)까지의 수직으로 그은 선(L1)의 길이(E)와 같아야 하며, 이를 식 2와 식 3을 참고로 하여 정리하면 후술되는 식 4와 같다.
(R - C + 1.8D + 1.5DtanA)cosA = R + 0.5D ------------식 4
상기와 같은 식 4를 롤러(110) 그루브(110a)의 깊이(C)를 기준으로 정리하게 되면,
C = R + 1.8D + 1.5DtanA - (R + 0.5D)/cosA 와 같이 정리되므로, 그루브(110a)의 깊이(C)는 식 1에 의해 결정된다.
다시, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 일실시예에 의한 체인 컴프레서용 롤러의 작용 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 체인 컴프레서용 롤러(110)에는 일측 끝단부에 앵커(도시되지 않음)가 연결되어 선박의 계선 시 윈들러스(도시되지 않음)에 의해 권양되는 앵커 체인 케이블(13)을 지지한다.
즉, 상기 앵커 체인 케이블(13)의 선 체인 링크(130)는, 상기 체인 컴프레서용 롤러(110)의 그루브(110a)에 그 하단부가 삽입되고, 상기 체인 컴프레서용 롤러(110)의 그루브(110a)에 삽입되는 선 체인 링크(130)의 양측에 연결되는 한 쌍의 누운 체인 링크(131)는 그 하부면 일측이 상기 체인 컴프레서용 롤러(110)의 외주면과 접촉되어 지지된다.
이때, 상기 앵커 체인 케이블(13)의 선 체인 링크(130)는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 체인 컴프레서용 롤러(110)의 그루브(110a)에 하단부가 삽입될 뿐만 아니라 선 체인 링크(130)의 하부면이 상기 체인 컴프레서용 롤러(110)의 그루브(110a) 저면에 접촉되어 지지됨으로써, 롤러(110)를 지나는 앵커 체인 케이 블(13)의 누운 체인 링크(131)의 꺾임 각(A)이 종래의 39도 보다 크더라도 누운 체인 링크(131)에 벤딩 현상이 발생되지 않도록 하여 앵커 체인 케이블(13)의 꺾임 각(A)에 제한을 대폭 축소시켜 각 선형별 최적 형상의 앵커링 시스템을 구현할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 롤러(110)를 지나는 앵커 체인 케이블(13)의 누운 체인 링크(131)의 꺾임 각(A)이 커짐에 따라 독(도시되지 않음) 및 독을 지지하는 프레임(111)에 작동하는 응력이 줄어들어 프레임(111)의 섹션 에어리어(Section Area)를 감소시킬 수 있으며, 데크(20) 상의 상기 프레임(11)의 벤딩 모멘트(Bending Moment)를 감소시켜 전체적으로 프레임(111) 및 하부 보강을 경구조화 할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 선 체인 링크(130)가 롤러(110)의 그루브(110a)를 타고 넘어 가도록 함에 따라 앵커 체인 케이블(13)이 항상 롤러(110)의 중앙에 위치한 상태로 롤러(110)를 넘어 가도록 유도하여 앵커 체인 케이블(13)이 롤러(110)의 일측으로 편심되는 것을 방지함으로써 롤러(110)의 편 마모 현상이 발생되지 않을 뿐만 아니라 롤러(110)에 추가 보강 등을 할 필요가 없어 체인 컴프레서(11)의 설치를 매우 용이하게 할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 통상적인 앵커링 시스템의 구성도
도 2a는 앵커 체인 케이블이 체인 컴프레서에 장착된 롤러를 지나는 상태를 도시한 정면도
도 2b는 앵커 체인 케이블이 체인 컴프레서에 장착된 롤러를 지나는 상태를 도시한 또 다른 정면도
도 2c는 도 2b의 측면도
도 3은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 체인 컴프레서용 롤러의 설치 상태도
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 체인 컴프레서용 롤러의 사용 상태도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(11) : 체인 컴프레서 (13) : 앵커 체인 케이블
(20) : 데크 (110) : 롤러
(110a) : 그루브 (111) : 프레임
(130) : 선 체인 링크 (131) : 누운 체인 링크

Claims (2)

  1. 일측 끝단부에 앵커가 연결되어 선박의 계선 시 윈들러스에 의해 권양되는 앵커 체인 케이블을 지지하는 체인 컴프레서용 롤러에 있어서,
    상기 롤러(110)의 외주면 중앙부에는, 일정한 꺾임 각(A)으로 회전되어 하부면 일측이 상기 롤러(110)의 외주면과 접촉되는 한 쌍의 누운 체인 링크(131)를 서로 연결하는 선 체인 링크(130)의 하단부가 삽입되는 그루브(110a)가 형성되며, 상기 그루브(110a)는 그 저면부에 선 체인 링크(130)의 하부면이 접촉되어 지지될 수 있는 깊이(C)를 가지도록 형성되되,
    상기 그루브(110a)의 깊이(C)는,
    C = R + 1.8D + 1.5DtanA - (R + 0.5D)/cosA 에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 체인 컴프레서용 롤러.
    단, R은 롤러(110a)의 반경이며, D는 선 체인 링크(130)와 누운 체인 링크(131)의 직경이고, A는 누운 체인 링크(131)의 꺾임 각이며, 상기 꺾임 각(A)은 설계 시 결정되고, 상기 선 체인 링크(130)와 누운 체인 링크(131)는 그 길이(L)가 6D이며, 그 폭(W)은 3.6D가 되도록 제작된다.
  2. 삭제
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