KR101224932B1 - 선박의 안티 바이브레이션 버티컬 서포트 - Google Patents

선박의 안티 바이브레이션 버티컬 서포트 Download PDF

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Abstract

선박의 안티 바이브레이션 버티컬 서포트가 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 안티 바이브레이션 버티컬 서포트는 선체의 외부의 구조물 사이에서 상하방향으로 분리 배치된 상부 버티컬 케이블 트레이 또는 하부 버티컬 케이블 트레이와, 상기 구조물 중 하나인 탑사이드 모듈의 저면을 기반으로 상기 상부 버티컬 케이블 트레이를 매달고 있는 행거 프레임과, 상기 행거 프레임의 끝단부에 대하여 겹쳐지고, 상기 구조물 중 다른 하나인 데크의 상면을 기반으로 상기 하부 버티컬 케이블 트레이를 지지하고 있는 지지 프레임과, 상기 행거 프레임과 상기 지지 프레임간 겹친 부위에 형성된 장공을 통과하고, 상기 행거 프레임과 상기 지지 프레임 사이에 연결된 체결와이어를 포함할 수 있다.

Description

선박의 안티 바이브레이션 버티컬 서포트{ANTI-VIBRATION VERTICAL SUPPORT OF VESSEL}
본 발명은 부유식 해양구조물을 포함한 선박에 탑재되어 있는 탑사이드 모듈을 위한 것으로서, 더욱 상세하게는, 탑사이드 모듈과 데크 사이의 인터페이스 설비에 해당하는 각종 전선 등과 같은 케이블을 위한 케이블 트레이를 설치하기 위한 선박의 안티 바이브레이션 버티컬 서포트에 관한 것이다.
일반적으로, 부유식 해양구조물은 드릴쉽(drill ship), 잭 엎 리그(jack-up rig), 반 잠수식 시추선(semisubmersible rig), FPSO(floating production storage and offloading)과 같이, 각종 시추 설비, 실험 설비, 저장 설비를 포함하고 있다.
이들 부유식 해양구조물은 통상적으로 물 밑에 잠기는 부분에 해당하는 헐사이드(hullside)와, 데크 상측에 모듈 형태로 배치 및 설치된 탑사이드 모듈(topside module)과, 헐사이드와 탑사이드 모듈을 상호 연결시켜주는 인터페이스(interface)로 구성될 수 있다.
특히, 탑사이드 모듈은 점차적으로 복잡해지는 해양 작업 프로세스에 대응하여 점점 더 예민한 장비, 예컨대 상부측 드릴장비, 오일 처리장비, 숙소, 작업장, 컨트롤 설비, 타워 칼럼(tower column) 등을 탑재하고 있다.
예컨대, 타워 칼럼(tower column)은 수평 유지 또는 움직임 억제가 되지 않는 상황에서 성능 및 안전성이 매우 크게 떨어질 수 있다.
따라서, 부유식 해양구조물에 대하여 풍파 등 외부 환경으로 인해 동요(roll motion)가 일더라도 수평을 유지하거나, 진동 또는 동요에 최소한으로 영향을 받아 안전성을 확보할 수 있는 기술에 대한 많은 연구와 노력이 진행 중이다.
종래의 기술에 따른 드릴쉽을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 드릴쉽(1)에서 탑사이드 모듈(2)은 하나 이상의 지지바(3) 상에 지지되어 용접에 의해 고정 설치되어 있다. 이때, 각 지지바(3)들은 데크(4) 상에서 선박의 폭방향 및 길이방향으로 배치되어 용접에 의해 고정되어 있다.
또한, 데크(4) 아래쪽의 헐사이드와 데크(3) 위쪽의 탑사이드 모듈(2)의 사이에는 인터페이스에 해당하는 연결 장치(5)가 설치되어 있다.
여기서, 연결 장치(5)는 헐사이드 내부의 장치와 탑사이드 모듈(2)을 상호 연결시켜주도록 다발(bundle)로 구성된 하나 이상의 케이블(5a)과, 케이블(5a)를 안착시키기 위한 버티컬 케이블 트레이(5b)(vertical cable tray)와, 버티컬 케이블 트레이(5b)의 상부를 탑사이드 모듈(2)의 저면에 고정하기 위한 제 1 지지대(5c)와, 버티컬 케이블 트레이(5b)의 하부를 데크(4)의 상면에 고정하기 위한 제 2 지지대(5d)를 포함한다.
그러나, 종래 기술에 따른 탑사이드 모듈(2)을 포함한 드릴쉽(1)에서는, 탑사이드 모듈(2), 데크(4) 등에 전달되는 동요, 진동, 충격에 의한 수직 진동으로 인해서, 버티컬 케이블 트레이(5b)의 상부 또는 하부와 제 1 지지대(5c) 또는 제 2 지지대(5d)에 연결된 고정부위(Q, R)가 훼손 또는 파손되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 상하방향으로 분리된 버티컬 케이블 트레이를 행거 프레임과 지지 프레임으로 지탱하되, 행거 프레임과 지지 프레임간 겹친 부위에 장공을 형성하고, 그 장공에 체결와이어를 결합시켜서, 행거 프레임과 지지 프레임 사이의 수직 진동을 흡수하도록 함으로써, 진동에 의한 파손을 미연에 방지할 수 있는 선박의 안티 바이브레이션 버티컬 서포트를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체의 외부의 구조물 사이에서 상하방향으로 분리 배치된 상부 버티컬 케이블 트레이 또는 하부 버티컬 케이블 트레이와, 상기 구조물 중 하나인 탑사이드 모듈의 저면을 기반으로 상기 상부 버티컬 케이블 트레이를 매달고 있는 행거 프레임과, 상기 행거 프레임의 끝단부에 대하여 겹쳐지고, 상기 구조물 중 다른 하나인 데크의 상면을 기반으로 상기 하부 버티컬 케이블 트레이를 지지하고 있는 지지 프레임과, 상기 행거 프레임과 상기 지지 프레임간 겹친 부위에 형성된 장공을 통과하고, 상기 행거 프레임과 상기 지지 프레임 사이에 연결된 체결와이어를 포함하는 선박의 안티 바이브레이션 버티컬 서포트가 제공될 수 있다.
또한, 상기 행거 프레임은, 상기 구조물 중 하나인 탑사이드 모듈의 저면에 하향으로 세워져 고정되고, 하나 이상의 연결브래킷를 개재하여 상기 상부 버티컬 케이블 트레이와 병렬로 결합될 수 있다.
또한, 상기 지지 프레임은, 상기 구조물 중 다른 하나인 데크의 상면에 상향으로 세워져 고정되고, 하나 이상의 연결브래킷를 개재하여 상기 하부 버티컬 케이블 트레이와 병렬로 결합될 수 있다.
또한, 상기 체결와이어는, 삽입 유격을 유지하면서 상기 장공을 통과할 수 있는 직경을 갖는 와이어부와, 상기 와이어부의 일측 단부와 타측 단부에 연결된 체결단부를 포함하고, 상기 체결단부에 볼트 체결 구멍을 형성하고 있을 수 있다.
또한, 상기 체결단부의 볼트 체결 구멍에 결합되기 위한 것으로서, 상기 장공으로부터 이격된 곳의 상기 행거 프레임 또는 상기 지지 프레임의 측면에 고정된 와이어장착부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 장공에 끼워져 결합된 보호링부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 상하방향으로 분리된 버티컬 케이블 트레이를 행거 프레임과 지지 프레임으로 지탱하고 있으므로, 선박의 동요에 의한 진동에 의해, 버티컬 케이블 트레이를 지탱하는 행거 프레임 또는 지지 프레임이 파손 또는 변형되는 것을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 행거 프레임과 지지 프레임 사이에 연결됨과 함께 장공을 통과하고 있는 체결와이어를 제공함으로써, 행거 프레임과 지지 프레임이 선박에서 발생되는 진동에 대응하게 상하방향(예: 장공의 길이방향)으로 이동 가능하게 할 수 있다.
이로 인하여 본 발명의 실시예는 수직 진동이 직접적으로 행거 프레임에서 지지 프레임 쪽 방향 또는 반대쪽 방향으로 전달되어 정체되지 않고 체결와이어의 굽힘 작용으로 자연스럽게 흡수될 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 장공에 고무재질의 보호링부가 결합되어 있으므로, 행거 프레임과 지지 프레임간 상하 이동이 발생되더라도 체결와이어를 보호할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 드릴쉽을 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 안티 바이브레이션 버티컬 서포트의 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 체결와이어의 정면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 선 A-A를 따라 절단한 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 안티 바이브레이션 버티컬 서포트의 정면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 선박의 안티 바이브레이션 버티컬 서포트로서, 선체의 외부의 구조물 사이, 또는 진동이 심한 구조물 사이에 사용될 수 있다.
예컨대, 선체의 외부의 구조물 사이란 탑사이드 모듈(2)과 데크(4) 사이를 지칭할 수 있다.
즉, 본 실시예는 탑사이드 모듈(2)와 데크(4) 사이에서 상하방향으로 분리 배치된 상부 또는 하부 버티컬 케이블 트레이(10, 11), 즉 상부 버티컬 케이블 트레이(10)와, 하부 버티컬 케이블 트레이(11)를 각각 지지할 수 있도록 구성될 수 있다.
탑사이드 모듈(2)의 저면와 데크(4)의 상면에는 각각 다발(bundle)의 케이블 또는 기타 인터페이스 부재가 통과하기 위한 코밍(9, 9a)(coaming)이 형성되어 있을 수 있다.
상부 또는 하부 버티컬 케이블 트레이(10, 11)를 매달거나 지지하기 위하여, 본 실시예는 행거 프레임(100)과, 지지 프레임(110)과, 체결와이어(120), 와이어장착부(130, 131)를 포함할 수 있다.
행거 프레임(100)은 상부 버티컬 케이블 트레이(10)를 드릴쉽 등의 선박의 탑사이드 모듈(2)의 저면에 매달고 있는 역할을 담당할 수 있다. 행거 프레임(100)은 각봉이나, 빔(beam), 바(bar), 파이프 등의 구조용 부재와 용접 방식 또는 볼트 체결 방식을 이용하여 고정 또는 설치될 수 있다.
행거 프레임(100)은 탑사이드 모듈(2)의 저면에 하향으로 세워져 고정되고, 하나 이상의 연결브래킷(101, 102)를 개재하여 상부 버티컬 케이블 트레이(10)와 병렬로 결합되어 있을 수 있다.
한편, 지지 프레임(110)은 하부 버티컬 케이블 트레이(11)를 선박의 데크(4)의 상면에 지지하는 역할을 담당할 수 있다. 지지 프레임(110)도 각봉이나, 빔, 바, 파이프 등의 구조용 부재와 용접 방식 또는 볼트 체결 방식을 이용하여 고정 또는 설치될 수 있다.
지지 프레임(110)은 데크(4)의 상면에 상향으로 세워져 고정되고, 하나 이상의 연결브래킷(111, 112)를 개재하여 하부 버티컬 케이블 트레이(11)와 병렬로 결합되어 있을 수 있다.
여기서, 행거 프레임(100)과 지지 프레임(110)의 설치 위치는 가상의 기준선(CL)을 통해 상호 일치되도록 탑사이드 모듈(2)의 저면 또는 데크(4)의 상면에 설치되어 있을 수 있다.
이때, 상부 버티컬 케이블 트레이(10)와 하부 버티컬 케이블 트레이(11)는 동일 길이를 갖는 해당 연결브래킷(101, 102, 111, 112)에 연결되어 있으므로, 역시, 상부 버티컬 케이블 트레이(10)와 하부 버티컬 케이블 트레이(11)도 선박의 수직방향(예: 트레이 길이 방향)을 따라 상호 일치될 수 있게 일렬로 배치될 수 있다.
이때, 상부 버티컬 케이블 트레이(10)와 하부 버티컬 케이블 트레이(11)는 이격 거리(G)만큼 이격되어 있으므로, 수직 진동이 직접적으로 상부 버티컬 케이블 트레이(10)와 하부 버티컬 케이블 트레이(11)를 통해 전달되지 않을 수 있다.
여기서, 수직 진동이란 데크(4)로부터 탑사이드 모듈(2) 쪽 방향 또는 반대쪽 방향으로 전달되는 진동, 충격, 에너지 등을 통칭하는 것으로서, 데크(4)와 탑사이드 모듈(2)이 서로 가까워지거나 서로 멀어지려는 작용력으로 이해될 수 있다.
본 실시예는 수직 진동에 의해서 적어도 상부 또는 하부 버티컬 케이블 트레이(10, 11)를 연결브래킷(101, 102, 111, 112)을 통해 지탱하는 행거 프레임(100) 또는 지지 프레임(110)의 파손을 방지하기 위한 것으로서, 행거 프레임(100) 또는 지지 프레임(110)의 끝단부간 겹친 부위(S)에 상호 연통하게 형성된 장공(115)과, 그 장공(115)에 통과하게 체결되는 체결와이어(120)를 제공할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 체결와이어의 정면도이다.
도 2 또는 도 3을 참조하면, 체결와이어(120)는 내구성, 내마모성, 내식성 있는 재질, 예컨대 스테인레스 재질로 제작될 수 있다.
체결와이어(120)는 삽입 유격을 유지하면서 장공(115)을 통과할 수 있는 직경을 갖는 와이어부(121)와, 와이어부(121)의 일측 단부와 타측 단부에 연결된 체결단부(122, 123)를 포함하고, 체결단부(122, 123)에 볼트 체결 구멍(124)을 형성하고 있을 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 선 A-A를 따라 절단한 단면도이다.
도 3 또는 도 4를 참조하면, 행거 프레임(100)과 지지 프레임(110)간 상호 마주보는 측면 사이에는 미세하지만 갭(T)이 형성되어 있을 수 있다.
체결와이어(120)는 체결단부(122, 123)의 볼트 체결 구멍(124)에 행거 프레임(100)의 스터드볼트 형태의 와이어장착부(130, 131)를 체결한 후, 체결너트(132, 133)에 의해 고정될 수 있다.
일측 와이어장착부(130)는 행거 프레임(100)쪽의 장공(115a)으로부터 상향으로 이격된 곳의 행거 프레임(100) 측면에 고정되어 있을 수 있다.
타측 와이어장착부(131)는 지지 프레임(110)쪽의 장공(115)으로부터 하향으로 이격된 곳의 지지 프레임(110)의 측면에 고정되어 있을 수 있다.
이때, 체결와이어(120)의 와이어부(121)는 구부러진 상태에서 지지 프레임(110)쪽의 장공(115)과 행거 프레임(100)쪽의 장공(115a)을 통과하고 있을 수 있다.
와이어장착부(130, 131)와 체결너트(132, 133)간 취부 가능한 결합에 의해서, 체결와이어(120)의 설치 및 유지 보수가 매우 편리할 수 있다.
또한, 체결와이어(120)의 와이어부(121)의 구부러진 상태, 또는 와이어부(121)에 인가되는 인장력 조건 등은 체결와이어(120)의 길이 또는 와이어장착부(130, 131)간 사이 간격을 적절히 조절하는 반복적인 최적화 테스트를 통해서, 와이어부(121)의 길이 방향으로 잡아당겨지는 인장력 치수 등이 정해질 수 있으므로, 본 실시예에서 한정되지 않을 수 있다.
또한, 각각의 장공(115, 115a)에는 고무재질의 보호링부(140, 141)가 장공(115, 115a)의 표면을 보호하도록 끼워져서 결합되어 있을 수 있고, 이에 따라, 행거 프레임(100)과 지지 프레임(110)간 상하 이동이 발생되더라도 체결와이어(120)의 접촉 부위, 체결와이어(120)의 와이어부(121)의 표면을 보호할 수 있다.
이하, 본 실시예에 대한 작동 관계를 설명하고자 한다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에서는 체결와이어(120)가 장공(115, 115a)을 통과된 상태에서 와이어장착부(130, 131) 사이에 결합되어 적절한 인장력을 유지하고 있다.
이에 따라, 행거 프레임(100)과 지지 프레임(110)간 겹친 부위(S)가 상호 과도하게 이격 또는 분리되지 않기 때문에, 상부 버티컬 케이블 트레이(10)와 하부 버티컬 케이블 트레이(11)를 매달거나 지탱하는 상태를 안정되게 유지할 수 있다.
즉, 선박의 동요 등에 의해 수직 진동이 탑사이드 모듈과 데크에 발생될 수 있다.
이런 상태에서, 수직 진동은 행거 프레임(100)과 지지 프레임(110)에 전달되지만, 체결와이어(120)가 장공(115, 115a)을 통해 행거 프레임(100)과 지지 프레임(110)을 수평방향으로 분리되지 않게 잡아 줌과 동시에 상하방향으로 이동(M) 가능하게 가이드하는 작용을 함에 따라, 결과적으로 체결와이어(120)에 의해 흡수될 수 있게 된다.
즉, 탑사이드 모듈과 데크 사이의 수직 진동으로 인해 행거 프레임(100)이 하방향으로, 지지 프레임(110)이 상방향으로 이동(M)하는 경우가 발생될 때, 체결와이어(120)가 굽부러지는 굽힘 작용(H)을 일으킬 수 있게 된다.
수직 진동은 직접적으로 행거 프레임(100) 또는 지지 프레임(110) 쪽으로 전달 또는 정체되지 않고, 체결와이어(110)의 굽힘 작용(H)으로 인해 흡수될 수 있다.
따라서, 상부 또는 하부 버티컬 케이블 트레이(10, 11)를 지탱하는 구조물인 행거 프레임(100) 또는 지지 프레임(110)의 파손 또는 변형을 방지할 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
10, 11 : 버티컬 케이블 트레이 100 : 행거 프레임
110 : 지지 프레임 115, 115a : 장공
120 : 체결와이어 130, 131 : 와이어장착부

Claims (6)

  1. 선체의 외부의 구조물 사이에서 상하방향으로 분리 배치된 상부 버티컬 케이블 트레이 또는 하부 버티컬 케이블 트레이와,
    상기 구조물 중 하나인 탑사이드 모듈의 저면을 기반으로 상기 상부 버티컬 케이블 트레이를 매달고 있는 행거 프레임과,
    상기 행거 프레임의 끝단부에 대하여 겹쳐지고, 상기 구조물 중 다른 하나인 데크의 상면을 기반으로 상기 하부 버티컬 케이블 트레이를 지지하고 있는 지지 프레임과,
    상기 행거 프레임과 상기 지지 프레임간 겹친 부위에 형성된 장공을 통과하고, 상기 행거 프레임과 상기 지지 프레임 사이에 연결된 체결와이어를 포함하는
    선박의 안티 바이브레이션 버티컬 서포트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 행거 프레임은,
    상기 탑사이드 모듈의 저면에 하향으로 세워져 고정되고, 하나 이상의 연결브래킷를 개재하여 상기 상부 버티컬 케이블 트레이와 병렬로 결합되어 있는
    선박의 안티 바이브레이션 버티컬 서포트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 프레임은,
    상기 데크의 상면에 상향으로 세워져 고정되고, 하나 이상의 연결브래킷를 개재하여 상기 하부 버티컬 케이블 트레이와 병렬로 결합되어 있는
    선박의 안티 바이브레이션 버티컬 서포트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결와이어는,
    삽입 유격을 유지하면서 상기 장공을 통과할 수 있는 직경을 갖는 와이어부와,
    상기 와이어부의 일측 단부와 타측 단부에 연결된 체결단부를 포함하고,
    상기 체결단부에 볼트 체결 구멍을 형성하고 있는
    선박의 안티 바이브레이션 버티컬 서포트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 체결단부의 볼트 체결 구멍에 결합되기 위한 것으로서, 상기 장공으로부터 이격된 곳의 상기 행거 프레임 또는 상기 지지 프레임의 측면에 고정된 와이어장착부를 포함하는
    선박의 안티 바이브레이션 버티컬 서포트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 장공에 끼워져 결합된 보호링부를 더 포함하는
    선박의 안티 바이브레이션 버티컬 서포트.
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