KR101138400B1 - 문풀 저항 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 문풀 저항 제어장치는, 문풀을 차단하기 위한 유동제어부재와, 유동제어부재가 문풀의 내측과 하부 사이를 이동하여 문풀의 하부를 개폐시키도록 하는 이송부와, 유동제어부재에 해수의 유동을 감소시키도록 마련되는 쇄파부를 포함하여, 이동시 문풀 하부에 유동제어부재를 장착함으로써 선속 저하를 방지함과 아울러 연료 절약을 통한 기동성 및 경제성을 향상시키며, 시추작업시 문풀을 개방시키는 유동제어부재에 마련된 쇄파기 등으로 인해 문풀 내부의 해수 유동을 억제하여 슬로싱과 오버플로잉을 최소화함으로써 작업환경 및 안전성을 향상시키도록 한다.

유동제어부재, 분할플레이트, 이송부, 권선기, 쇄파부, 유동감소플랜지, 다공판

Description

문풀 저항 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING RESISTANCE OF A MOON POOL}

본 발명은 문풀 저항 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이동시 선속 저하를 방지하고, 시추작업시 문풀 내부의 해수 유동을 억제하여 슬로싱과 오버플로잉을 최소화하는 문풀 저항 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 시추선이나 굴착선과 같은 해상 구조물은 그 용도의 특성상 선체에 해저의 지면을 굴착하기 위한 시추봉이 장착되어 있으며, 이러한 시추봉의 장착을 위하여 선체에 시추정(drill well)과 같은 대규모의 개구인 문풀(moon pool)을 형성하고 있다.

이러한 문풀은 시추작업을 위해서 불수 불가결한 것이지만, 해상 구조물의 항해 중에는 커다란 저항으로 작용하여 여러 가지 악영향을 미치게 된다. 즉, 문풀을 가진 해상 구조물이 항해할 때에는 해상 구조물과 해수의 운동에 따라 문풀 내부의 해수가 심하게 유동하여 해상 구조물의 항해에 심각한 저항으로 작용한다. 따라서, 이러한 문풀로 인한 저항을 저감시키기 위하여 많은 연구가 이루어지고 있다.

종래의 기술에 따른 해상 구조물의 문풀 저항 저감장치를 첨부된 도면을 참 조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 기술에 따른 해상 구조물의 문풀 저항 저감장치를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 해상 구조물의 문풀 저항 저감장치는 한국공개특허 제2000-0025584호의 "선박의 문풀부 저항 저감 장치"로서, 문풀(50)을 구비한 해상 구조물(1)에서 문풀(50)의 벽부(51)에 해류유동 감쇄구조(70)가 설치되어 문풀(50)로 유입된 해류(40)의 유동을 감소시킨다.

이와 같은 종래의 기술에 따른 해상 구조물의 문풀 저항 감소장치는, 해류(40)가 문풀(50)로 유입되었을 때, 해류유동 감쇄구조(70)의 작용으로 인해 해류(40)의 유동 에너지가 분산되도록 하여 문풀(50)로 유입된 해류에 의한 저항을 감쇄시키도록 한다.

상기한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 문풀 저항 저감장치는, 시추작업을 하는 경우와 항해하는 경우와 같이 두 가지 모두에 대한 단점을 해결하는 것이 어려울 뿐만 아니라 성능과 안전상에 문제를 발생시키고, 선속 저하를 방지하기 위하여 개구부를 막을 수 있는 구조나 쇄파구조를 추가하는 구성을 가지게 될 경우 상대적으로 복잡성을 야기하여 원활한 시추작업의 확보를 어렵게 할 뿐만 아니라 선속 저하방지를 통한 경제적이면서 안전한 항해를 만족시킬 수 없으며, 이러한 구조나 구성에 대한 성능 검증이 어렵다는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 해상 구조물의 이동시 문풀에 의한 선속 저하 현상을 최소화함과 아울러 시추작업시 발생되는 슬로싱과 오버플로잉을 최소화함으로써 문풀을 가진 해상 구조물의 성능을 개선하도록 한다.

본 발명에 따른 문풀 저항 제어장치는, 해상 구조물의 문풀 저항을 제어하는 장치로서, 문풀을 차단하기 위한 유동제어부재와, 유동제어부재가 문풀의 내측과 하부 사이를 이동하여 문풀의 하부를 개폐시키도록 하는 이송부와, 유동제어부재에 해수의 유동을 감소시키도록 마련되는 쇄파부를 포함한다.

본 발명에 따른 유동제어부재는, 이송부에 의해 이송되는 방향을 따라 배열되며, 문풀의 내측을 향하는 면에 쇄파부가 마련되는 다수의 분할플레이트와, 분할플레이트를 서로 연결시키며, 휨이 가능한 재질 또는 구조를 가지는 연결부를 포함 한다.

본 발명에 따른 이송부는, 유동제어부재가 문풀의 내측면을 따라 하부로 이동하도록 가이드하는 가이드부와, 가이드부에 의해 가이드되는 유동제어부재를 문풀의 내측면에 위치하도록 끌어올리는 권선기 를 포함한다.

본 발명에 따른 가이드부는, 문풀의 내측면을 따라 문풀의 하부까지 연장되도록 문풀의 양측에 마련되는 가이드레일과, 유동제어부재의 양측에 마련되어 가이드레일을 따라 이동하도록 설치되는 롤러를 포함한다.

본 발명에 따른 문풀 저항 제어장치는 문풀의 내측면에서 흘수선 아래에 돌출되도록 마련되는 유동감소플랜지 또는 문풀의 내측에 수직되게 마련되는 다공판을 더 포함한다.

본 발명은 이동시 문풀 하부에 유동제어부재를 장착함으로써 선속 저하를 방지함과 아울러 연료 절약을 통한 기동성 및 경제성을 향상시키며, 시추작업시 문풀을 개방시키는 유동제어부재에 마련된 쇄파기 등으로 인해 문풀 내부의 해수 유동을 억제하여 슬로싱과 오버플로잉을 최소화함으로써 작업환경 및 안전성을 향상시키도록 하는 효과를 가진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예는 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다 른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명에 따른 문풀 저항 제어장치를 가지는 해상 구조물을 도시한 측면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 문풀 저항 제어장치를 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 문풀 저항 제어장치(100)는 문풀(moon pool; 210)을 가진 해상 구조물(200)에서 문풀(210)의 저항을 제어하기 위한 장치로서, 해상 구조물(200)에 상하로 관통하도록 형성되는 문풀(210)을 차단하기 위한 유동제어부재(110)와, 유동제어부재(110)가 문풀(210)의 하부를 개폐시키도록 하는 이송부(120)와, 유동제어부재(110)에 마련되는 쇄파부(130)를 포함한다.

본 명세서에서 해상 구조물이란 용어는, 해상에서 부유된 채 사용될 수 있으며 문풀을 가지는, 드릴쉽 등의 해양 플랜트나 선박 등을 모두 포함하는 개념으로 사용된다.

유동제어부재(110)는 문풀(210)의 하부를 차단함으로써 해상 구조물(200)의 항해시 문풀(210)의 저항으로 인해 선속이 저하됨을 방지하는데, 이를 위해 다양한 구조를 가질 수 있으며, 일례로, 이송부(120)에 의해 이송되는 방향을 따라 배열되는 다수의 분할플레이트(111)와, 분할플레이트(111)를 서로 연결시키는 연결부(112)를 포함할 수 있다.

분할플레이트(111)는 이송부(120)에 의해 이송되는 방향, 예를 들면 해상 구조물(200)의 길이방향을 따라 다수로 배열되며, 문풀(210)의 내측면에 위치시 문풀(210) 내부의 해수 유동을 억제시키기 위하여 문풀(210)의 내측을 향하는 면에 쇄파부(130)가 마련될 수 있다.

연결부(112)는 분할플레이트(111)들이 이송부(120)에 의해 직선이 아닌 구간을 이동시 분할플레이트(111)들이 이루는 각도가 변환될 수 있도록 휨이 가능한 재질을 가지는 철선이나 우수한 인장강도를 가진 와이어로 이루어지거나, 휨이 가능한 구조, 예를 들면 사슬구조나 힌지구조 등의 부재로 이루어질 수 있다.

이송부(120)는 유동제어부재(110)가 문풀(210)의 하부를 개폐시키기 위하여 문풀(210)의 내측과 하부 사이를 이동하도록 하고, 이를 위해 유동제어부재(110)의 이동을 가이드하면서 유동제어부재(110)를 승강시키기 위한 구성을 가지거나, 유동제어부재(110)가 자중에 의해 가이드된 경로를 따라 하강하도록 함과 아울러 유동제어부재(110)를 상측으로 끌어올리는 구성을 가질 수 있으며, 본 실시례에서처럼 유동제어부재(110)가 문풀(210)의 내측면을 따라 하부로 이동하도록 가이드하는 가이드부(121)와, 가이드부(121)에 의해 가이드되는 유동제어부재(110)를 문풀(210)의 내측면에 위치하도록 끌어올리는 권선기(122)를 포함할 수 있다.

가이드부(121)는 문풀(210)의 내측면을 따라 문풀(210)의 하부까지 연장되도록 문풀(210)의 양측에 마련되는 가이드레일(121a)과, 유동제어부재(110)의 양측에 마련되어 가이드레일(121a)을 따라 이동하도록 설치되는 롤러(121b)를 포함할 수 있다.

가이드레일(121a)은 유동제어부재(110)가 문풀(210)의 내측면, 예를 들면 선미측의 내측면에 인접한 상태에서 문풀(210)의 하단까지 연장되도록 마련될 수 있고, 롤러(121b)의 이동을 원활하게 하기 위하여 꺾임부위가 곡률을 가지도록 형성 될 수 있다.

롤러(121b)는 유동제어부재(110)의 양측에 각각 회전 가능하도록 마련되고, 일측마다 다수의 롤러(121b)가 마련되는데, 본 실시예에서처럼 분할플레이트(111)마다 양측에 각각 1개씩 설치될 수 있다.

권선기(122)는 유동제어부재(110)의 일측에 연결된 케이블(122a)을 모터의 회전력을 이용하여 권선함으로써 문풀(210)의 하부에 위치하는 유동제어부재(110)를 상측으로 끌어올려서 문풀(210)의 내측면에 인접한 상태로 고정되도록 하거나, 동작의 오프(off)에 의하여 유동제어부재(110)가 가이드부(121)에 의해 가이드된 상태로 문풀(210)의 하부로 이동할 수 있도록 한다. 이 때, 케이블(122a)이 외부 구조물과의 간섭에 의해 마찰을 일으키지 않도록 필요한 위치에 도르래(122b)를 설치하여 케이블(122a)이 회전 지지되도록 할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 쇄파부(130)는 문풀(210) 내부의 해수 유동을 감소시키도록 유동제어부재(110)에 마련되고, 유동제어부재(110)가 문풀(210)을 개방시 문풀(210) 내부의 해수 유동을 감소시키기 위한 구조를 가질 수 있으며, 이를 위해 유동제어부재(110)의 분할플레이트(111)에서 문풀(210)의 내측을 향하는 면에 돌출되도록 마련됨과 아울러 다수의 홀(131)이 형성되고, 분할플레이트(111)와의 사이에 홀(131)이 통하는 공간을 가질 수 있으며, 분할플레이트(111)에 일체를 이루도록 형성되거나 유지나 보수를 위한 교체를 용이하게 하기 위하여 분할플레이트(111)에 체결유닛 등에 의해 착탈이 가능하게 결합될 수 있다.

본 발명에 따른 문풀 저항 제어장치(100)는 문풀(210) 내부의 해수 유동을 억제하기 위하여 유동감소플랜지(140)와 다공판(150)을 더 포함할 수 있다.

유동감소플랜지(140)는 문풀(210)의 내측면에서 흘수선 아래에 돌출되도록 마련될 수 있는데, 유동제어부재(110)가 문풀(210)에서 선미측의 내측면에 위치하는 경우 문풀(210)의 선수측 내측면에 용접이나 볼트 등의 체결유닛에 의해 고정될 수 있다.

다공판(150)은 문풀(210)의 내측에 수직되게 마련되고, 해수의 횡파를 분산시킴과 아울러 해수의 수직운동을 수평운동으로 바꾸어 해수의 유동을 억제하도록 다수의 홀(151)을 가지며, 유동제어부재(110)의 이동경로 양측에 각각 마련될 수 있으며, 문풀(210)의 내측면과 이격되도록 마련될 수 있다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 문풀 저항 제어장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

해상 구조물(200)이 문풀(210)을 이용하여 작업시, 도 5에 도시된 바와 같이, 권선기(122; 도 3에 도시)의 구동에 의해 유동제어부재(110)를 문풀(210)의 내측면에 인접하도록 상승시켜서 고정시키게 된다. 이 때, 쇄파부(130)와 유동감소플랜지(140)에 의해 문풀(210) 내부의 해수 상하운동을 감소시킴으로써 슬로싱 모션(sloshing motion) 및 오버플로잉(over flowing)을 억제하도록 하고, 다공판(150)이 측면의 해수에 의한 횡파를 분산시킴과 아울러 해수의 수직운동을 홀(151)에 의해 수평운동으로 변환시킴으로써 해수의 유동을 억제하도록 하며, 이로 인해 시추작업 등의 작업환경 및 안전성을 확보하여 작업효율을 높일 수 있다.

또한, 쇄파부(130)는 분할플레이트(111)마다 각각 마련되어 해류의 영향을 충분하게 제어할 수 있도록 하며, 쇄파부(130) 각각은 선체 외판을 보호하는 역할을 함으로써 파손시 손쉽게 교체될 수 있다.

그리고, 해상 구조물(200)을 이동시키고자 하는 경우, 권선기(122)로부터 케이블(122a)을 풀어서 유동제어부재(110)가 도 6에 도시된 바와 같이 가이드부(121)에 의해 가이드되어 하방으로 이동하여, 도 7에 도시된 바와 같이 유동제어부재(110)가 문풀(210)의 하부를 차단하도록 함으로써 해수의 유동을 개선하여 연료 소모 및 선속 저하를 방지하며, 이로 인해 경제성과 기동성을 향상시킨다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 명백하며, 이러한 변형된 실시례들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 해상 구조물의 문풀 저항 저감장치를 도시한 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 문풀 저항 제어장치를 가지는 해상 구조물을 도시한 측면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 문풀 저항 제어장치를 도시한 단면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 문풀 저항 제어장치를 도시한 사시도이고,

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 문풀 저항 제어장치의 작동을 설명하기 위한 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 유동제어부재 111 : 분할플레이트

112 : 연결부 120 : 이송부

121 : 가이드부 121a : 가이드레일

121b : 롤러 122 : 권선기

122a : 케이블 122b : 도르래

130 : 쇄파부 131 : 홀

140 : 유동감소플랜지 150 : 다공판

151 : 홀 200 : 해상 구조물

210 : 문풀

Claims (8)

1. 해상 구조물의 문풀 저항을 제어하는 장치로서,

   상기 문풀을 차단하기 위한 유동제어부재와;

   상기 유동제어부재가 상기 문풀의 내측과 하부 사이를 이동하여 상기 문풀의 하부를 개폐시키도록 하는 이송부와;

   상기 유동제어부재에 해수의 유동을 감소시키도록 마련되는 쇄파부; 를 포함하며,

   상기 유동제어부재는, 상기 이송부에 의해 이송되는 방향을 따라 배열되며 상기 문풀의 내측을 향하는 면에 상기 쇄파부가 마련되는 다수의 분할플레이트와, 상기 분할플레이트를 서로 연결시키며 휨이 가능한 재질 또는 구조를 가지는 연결부를 포함하는 문풀 저항 제어장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 이송부는,

   상기 유동제어부재가 상기 문풀의 내측면을 따라 하부로 이동하도록 가이드하는 가이드부와,

   상기 가이드부에 의해 가이드되는 상기 유동제어부재를 상기 문풀의 내측면에 위치하도록 끌어올리는 권선기를 포함하는 문풀 저항 제어장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 가이드부는,

   상기 문풀의 내측면을 따라 상기 문풀의 하부까지 연장되도록 상기 문풀의 양측에 마련되는 가이드레일과,

   상기 유동제어부재의 양측에 마련되어 상기 가이드레일을 따라 이동하도록 설치되는 롤러를 포함하는 문풀 저항 제어장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 쇄파부는,

   상기 유동제어부재에 돌출되도록 마련되며, 다수의 홀이 형성되는 문풀 저항 제어장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 문풀의 내측면에서 흘수선 아래에 돌출되도록 마련되는 유동감소플랜지를 더 포함하는 문풀 저항 제어장치.
7. 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서,

   상기 문풀의 내측에 수직되게 마련되는 다공판을 더 포함하는 문풀 저항 제어장치.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 다공판은,

   상기 유동제어부재의 이동경로 양측에 각각 마련되는 문풀 저항 제어장치.

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