KR101390899B1 - Semi-submersible marine structure - Google Patents
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Abstract
반잠수식 해양 구조물이 개시된다. 수면 위로 노출되는 데크(deck)와; 상기 데크를 하부에서 지지하는 기둥(column)과; 상기 수면 위로 노출되는 상기 기둥의 일부에, 풍향에 상응하여 상기 기둥의 외주를 따라 회전 가능하도록 설치되어, 상기 기둥에 작용하는 풍하중을 저감시키는 칼럼 풍하중 저감 장치를 포함한다.A semi-submergible offshore structure is disclosed. A deck exposed above the water; A column supporting the deck at the bottom; And a column wind load reduction device installed on a part of the column exposed above the water surface so as to be rotatable along the periphery of the column in correspondence with the wind direction to reduce the wind load acting on the column.
Description
본 발명은 반잠수식 해양 구조물에 관한 것이다.The present invention relates to semi-submergible offshore structures.
통상, 반잠수식(semi-submersible) 시추선과 같은 해양 구조물은 수면 높이에서의 단면적을 최소화시켜 파도에 따른 부력 발생량을 줄임으로써, 파도에 따른 상하 방향으로의 히브(heave) 운동이 최소화되도록 제작된다.Typically, offshore structures such as semi-submersible drilling rigs are designed to minimize the heave motion in the up and down direction by reducing the buoyancy generated by the waves by minimizing the cross-sectional area at the height of the water surface .
이처럼, 수면 높이에서의 단면적을 최소화시키는 반면, 구조물이 물에 떠 있도록 하기 위해, 즉 구조물이 부력을 받도록 하기 위해 물 속에 부력을 담당하는 폰툰(pontoon)이라고 하는 구조물이 설치된다.Thus, while minimizing the cross-sectional area at the height of the water surface, a structure called pontoon is installed in order to allow the structure to float in water, that is, buoyancy in the water to make the structure buoyant.
한편, TLP(Tension Leg Platform)는 반잠수식(semi-submersible) 시추선과 유사한 형상 및 구조를 가지고 동일한 역할을 수행하는 구조물로서, 해저면과 폰툰(pontoon)간에 강한 장력을 인가하는 케이블을 더 설치하여 시추선을 고정시키는 방식을 취하는 점에서 차이기 있다.On the other hand, the TLP (Tension Leg Platform) is a structure that has the similar shape and structure as the semi-submersible drill ship, and has a cable that applies a strong tension between the sea floor and the pontoon. And there is a difference in that a method of fixing the drill ship is adopted.
이와 같은 반잠수식 시추선은 물에 떠있는 상태에서 정해진 드릴링(drilling) 위치를 유지하는 것이 그 성능의 핵심 요소이며, 이러한 위치 유지 성능이 드릴링 작업성을 좌우하게 된다.Such a semi-submersible drilling rig is a key element of its performance in keeping the prescribed drilling position while floating in water, and this position-maintaining performance will determine drilling workability.
이를 위해, 작업 해역에서 파도, 조류, 바람 등의 다양한 외력을 견디면서 정확한 위치를 유지시키기 위한 여러 가지 장비 및 장치들이 사용되어 왔다.To this end, various equipments and devices have been used in the working area to sustain various external forces such as waves, algae, wind, etc. and maintain accurate position.
특히, 시추선에 작용하는 여러 외력들 중 바람에 기인하는 외력, 즉 풍하중이 상당한 부분을 차지하고 있으며, 반잠수식 해양 구조물에는 이러한 풍하중을 잘 회피할 수 있는 장치가 절실히 필요한 실정이다.Especially, the external force due to the wind, that is, the wind load, occupies a considerable part of the various external forces acting on the drill ship, and a semi - submersible offshore structure is desperately required to be able to avoid such a wind load.
도 1은 종래기술에 따른 반잠수식 해양 구조물을 나타낸 도면으로서, 구조물의 하부에 막대 형상(bar type)으로 길게 설치된 것들이 폰툰이다.FIG. 1 is a view showing a semi-submergible offshore structure according to the prior art. In FIG. 1, a pontoon is installed in a bar shape at a lower portion of a structure.
도 1에서 볼 수 있듯이, 반잠수식 시추선의 데크(1)의 상부에는 대부분 시추된 오일 등을 후처리하는 설비들이 위치하고 있어, 사실상 풍하중 회피를 위한 별도의 장치를 설치하기는 어려운 상황이다.As can be seen from FIG. 1, in the upper portion of the
한편, 데크(deck)(1) 및 데크(1)를 지지하고 있는 기둥(column)(2)은 원형 실린더나 사각 실린더의 형상으로 이루어진다. 일반적으로 이러한 원형 실린더나 사각 실린더는 풍압에 대한 저항이 상당히 큰 것으로 알려져 있다.On the other hand, the
즉, 도 1 및 도 2에 도시된 것처럼 구조물에 풍압이 작용할 때, 도 3과 같이 바람(WIND2)이 불어오는 쪽에서 해양 구조물의 입면을 보면, 데크(1)와 기둥(2)이 바람에 저항하는 면적이 상당히 큼을 알 수 있다.That is, when the wind pressure acts on the structure as shown in FIGS. 1 and 2, when the elevation of the offshore structure is viewed from the side where the wind WIND 2 is blowing as shown in FIG. 3, the
따라서, 이러한 부분들의 형상 변화를 꾀하여 풍하중을 저감시키고자 하는 시도가 있어 왔지만, 구조적인 측면 등의 이유로 그 해결이 여의치 않았던 실정이다.Therefore, there has been an attempt to reduce the wind load by attempting to change the shape of these parts, but the problem has not been solved because of the structural aspect.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The above-described background technology is technical information that the inventor holds for the derivation of the present invention or acquired in the process of deriving the present invention, and can not necessarily be a known technology disclosed to the general public prior to the filing of the present invention.
한편, 일본 공개특허 特開2001-130480호에는 수중구체를 구비한 상부 구조물과, 그 내측에 물이 충전되는 외각체를 구비한 부체로 구성되어, 상부 구조물이 수중구체를 외각체 속에 삽입한 상태로 부체 상에 설치되고, 컨트롤러의 신호에 의해 작동되는 자세 제어 장치에 의해 지지되며, 자세 제어 장치는 수직 제어용 액추에이터와 수평 제어용 액추에이터로 구성되며, 컨트롤러에는 부체에 설치된 운동 검출 센서가 전기적으로 접속되어 파랑이나 바람 등에 의한 동요를 효과적으로 감소시킬 수 있는 해양 구조물이 개시되어 있고, 미국특허 US6,761,508호에는 수축가능한 센터 어셈블리가 낮은 위치에 사용되어, 무게중심을 조정하고, 풍하중 및 구조 모멘트를 감소시키며, 롤(roll) 저항을 위해 부가되는 매스의 부피 및 댐핑을 위한 측면 공간을 제공하는 심해 개발용 운동 특성을 가진 부유식 플랫폼이 개시되어 있다.On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-130480 discloses a structure comprising an upper structure having an underwater sphere and a body having an outer shell filled with water therein, wherein the upper structure includes a state in which an underwater sphere is inserted into an outer shell And the posture control device is constituted by an actuator for vertical control and an actuator for horizontal control, and a motion detection sensor provided on the body is electrically connected to the controller US 6,761,508 discloses an offshore structure that can effectively reduce buzz caused by waves, winds, and the like. US 6,761,508 discloses that a shrinkable center assembly is used in a low position to adjust the center of gravity, reduce wind loads and structural moments A volume providing mass for the roll resistance and a side space for damping. There is a floating platform is disclosed with the motion characteristics for development.
본 발명은 해양 구조물에 작용하는 풍하중을 효과적으로 저감시킬 수 있는 풍하중 저감 장치가 구비된 반잠수식 해양 구조물을 제공하는 것이다.The present invention provides a semi-submergible offshore structure having a wind load reduction device capable of effectively reducing the wind load acting on an offshore structure.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will become readily apparent from the following description.
본 발명의 일 측면에 따르면, 수면 위로 노출되는 데크(deck)와; 상기 데크를 하부에서 지지하는 기둥(column)과; 상기 수면 위로 노출되는 상기 기둥의 일부에, 풍향에 상응하여 상기 기둥의 외주를 따라 회전 가능하도록 설치되어, 상기 기둥에 작용하는 풍하중을 저감시키는 칼럼 풍하중 저감 장치를 포함하는 반잠수식 해양 구조물이 제공된다.According to an aspect of the invention, there is provided a deck comprising: a deck exposed above a water surface; A column supporting the deck at the bottom; A semi-submergible offshore structure including a column wind load reduction device installed on a part of the column exposed above the water surface so as to be rotatable along the outer periphery of the column in correspondence to the wind direction to reduce a wind load acting on the column do.
상기 칼럼 풍하중 저감 장치는, 바람이 상기 기둥을 회피하여 흘러가도록 바람의 흐름 경로를 규정하는 날개 형상의 단면을 가질 수 있다.The column wind load reduction device may have a blade-like cross section that defines a flow path of the wind so that the wind can flow and avoid the column.
상기 칼럼 풍하중 저감 장치는, 상기 기둥 주변에 위치하는 판형(板形)의 아웃터 쉘(outer shell)을 포함할 수 있다. The column wind load reduction device may include a plate-like outer shell positioned around the column.
상기 칼럼 풍하중 저감 장치는, 상기 기둥의 외주면을 따라 설치되는 레일과;The column wind load reduction device includes: a rail installed along an outer peripheral surface of the column;
상기 레일을 따라 이동하는 가이드와; 상기 가이드에 결합되는 이너 쉘(inner shell)을 더 포함하며, 상기 아웃터 쉘은 상기 이너 쉘에 결합될 수 있다.A guide moving along the rail; And an inner shell coupled to the guide, wherein the outer shell is coupled to the inner shell.
상기 수면 위로 노출되는 데크의 측면에 설치되어, 상기 데크에 작용하는 풍하중을 저감시키는 데크 풍하중 저감 장치를 더 포함할 수 있다.And a deck wind load reduction device installed on a side of the deck exposed above the water surface to reduce a wind load acting on the deck.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 수면 위로 노출되는 데크(deck)와; 상기 데크를 하부에서 지지하는 기둥(column)과; 상기 수면 위로 노출되는 데크의 측면에 설치되어, 상기 데크에 작용하는 풍하중을 저감시키는 데크 풍하중 저감 장치를 포함하는 반잠수식 해양 구조물이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a deck comprising: a deck exposed above a water surface; A column supporting the deck at the bottom; There is provided a semi-submergible offshore structure including a deck wind load reduction device installed on a side of a deck exposed above the water surface to reduce a wind load acting on the deck.
상기 데크 풍하중 저감 장치는, 바람이 상기 데크를 회피하여 흘러가도록 상기 데크의 측면에 경사면을 형성할 수 있다.The deck wind load reduction device may form an inclined surface on a side surface of the deck so that wind can flow away from the deck.
상기 데크 풍하중 저감 장치는, 바람이 상기 데크의 아래쪽으로 흘러가도록 상기 데크의 측면에 하방(下方)을 향하는 경사면을 형성할 수 있다.The deck wind load reduction device may form an inclined surface facing downward on a side surface of the deck so that the wind flows downward of the deck.
상기 풍하중 저감 장치는, 상기 데크의 측면을 판형(板形)의 방풍막을 포함할 수 있다.The wind load reduction device may include a windshield of a plate shape on the side of the deck.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.
본 발명의 실시예에 따르면, 해양 구조물의 수면 위로 노출되는 기둥 부분에 날개 형상의 칼럼 풍하중 저감 장치를 설치하고, 수면 위로 노출되는 데크의 측면에 데크 풍하중 저감 장치를 설치함으로써, 바람이 기둥의 표면이 데크의 측면을 가압하지 않고(즉, 기둥이나 데크에 풍압이 작용하지 않고), 기둥이나 데크를 회피하여 흘러가게 되므로 해양 구조물에 작용하는 풍하중을 저감시킬 수 있다는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, a wing-shaped column wind load reduction device is installed on a pillar portion exposed on a water surface of an offshore structure, and a deck wind load reduction device is provided on a side surface of a deck exposed above a water surface, It is possible to reduce the wind load acting on the offshore structure because the deck is prevented from being pushed down (i.e., the wind pressure does not act on the pillar or the deck) and flows.
도 1은 종래기술에 따른 반잠수식 해양 구조물에 풍압이 작용하는 상태를 나타낸 도면.
도 2는 종래기술에 따른 반잠수식 해양 구조물에 풍압이 작용하는 상태를 나타낸 평면도.
도 3은 도 1 및 도 2에서 바람(WIND2)이 불어오는 쪽에서 본 반잠수식 해양 구조물의 입면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 해양 구조물을 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 해양 구조물에 풍압이 작용하는 상태를 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 칼럼 풍하중 저감 장치를 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 칼럼 풍하중 저감 장치의 설치 구조를 나타낸 개념도.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 칼럼 풍하중 저감 장치의 구조를 나타낸 횡단면도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 칼럼 풍하중 저감 장치의 구조를 나타낸 종단면도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 데크 풍하중 저감 장치를 나타낸 사시도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 데크 풍하중 저감 장치의 설치 구조를 나타낸 단면도.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 칼럼 풍하중 저감 장치 및 데크 풍하중 저감 장치가 설치된 해양 구조물을 나타낸 사시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a state in which wind pressure acts on a semi-submergible offshore structure according to the prior art. FIG.
2 is a plan view showing a state in which wind pressure acts on a semi-submergible offshore structure according to the prior art.
3 is an elevational view of a semi-submergible offshore structure viewed from the side where wind WIND2 is blown in Figs. 1 and 2. Fig.
4 is a perspective view of a semi-submergible offshore structure according to an embodiment of the present invention.
5 is a plan view showing a state in which wind pressure acts on a semi-submergible offshore structure according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of a column wind load reduction device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a conceptual view illustrating a structure for installing a column wind load reduction device according to an embodiment of the present invention; FIG.
8 to 9 are cross-sectional views illustrating the structure of a column wind load reduction device according to an embodiment of the present invention.
10 is a longitudinal sectional view showing a structure of a column wind load reduction device according to an embodiment of the present invention.
11 is a perspective view of a deck wind load reduction device according to an embodiment of the present invention.
12 is a sectional view showing an installation structure of a deck wind load reduction device according to an embodiment of the present invention;
13 is a perspective view illustrating an offshore structure having a column wind load reduction device and a deck wind load reduction device according to an embodiment of the present invention;
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Also, the terms " part, "" unit," " module, "and the like, which are described in the specification, refer to a unit for processing at least one function or operation and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software .
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.It is to be understood that the components of the embodiments described with reference to the drawings are not limited to the embodiments and may be embodied in other embodiments without departing from the spirit of the invention. It is to be understood that although the description is omitted, multiple embodiments may be implemented again in one integrated embodiment.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 해양 구조물을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 해양 구조물에 풍압이 작용하는 상태를 나타낸 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 칼럼 풍하중 저감 장치를 나타낸 사시도이다. 도 4 내지 도 6을 참조하면, 해양 구조물(100), 데크(110), 기둥(120), 폰툰(130), 칼럼 풍하중 저감 장치(140), 아웃터 쉘(142)이 도시되어 있다.FIG. 4 is a perspective view showing a semi-submergible offshore structure according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a plan view showing a state in which wind pressure acts on a semi-submergible offshore structure according to an embodiment of the present invention, Is a perspective view showing a column wind load reduction device according to an embodiment of the present invention. 4 to 6, an
도 3을 참조하여 전술한 바와 같이, 반잠수식 해양 구조물의 경우 데크와 기둥에 상당한 풍하중이 작용할 것으로 예상되며, 따라서 본 실시예는 이처럼 풍하중을 많이 받을 것으로 예상되는 2부분(기둥 및 데크)을 개선함으로써 해양 구조물에 작용하는 풍하중을 저감시킨 것을 특징으로 한다.As described above with reference to FIG. 3, in the semi-submergible offshore structure, considerable wind loads are expected to act on the decks and columns, and thus the present embodiment provides two parts (pillars and decks) Thereby reducing the wind load acting on the offshore structure.
이하, 기둥 부분에 대한 개선 방안에 대하여 설명하며, 데크 부분에 대한 개선 방안에 관하여는 도 11 내지 도 12를 참조하여 후술한다.Hereinafter, an improvement method for the column portion will be described, and an improvement method for the deck portion will be described later with reference to FIG. 11 to FIG.
유체역학적인 관점에서 보면, 종래의 해양 구조물의 기둥 형상인 원형 실린더나 사각 실린더에 비하여, 단면의 형상을 날개 형상, 즉 익형(翼形)으로 하면 바람에 대한 저항이 획기적으로 개선될 수 있다.From a hydrodynamic point of view, the resistance to wind can be drastically improved if the shape of the cross section is a wing shape, that is, an airfoil, as compared with a circular cylinder or a square cylinder which is a columnar shape of a conventional offshore structure.
본 실시예는 이러한 점에 착안한 것으로, 수면 위로 드러나 있는 기둥(120) 부분을 전체적으로 감싸도록 익형의 풍하중 저감 장치(그림 4 및 그림 5 참조)를 설치한 것이다.In this embodiment, the wind load reduction device of the airfoil (see FIGS. 4 and 5) is installed so as to entirely cover the part of the
본 실시예에 따른 해양 구조물(100)은 데크(deck)(110), 기둥(column)(120) 및 폰툰(pontoon)(130)으로 구성되며, 기둥(120)에는 칼럼 풍하중 저감 장치(140)가 설치된 것을 특징으로 한다.The
데크(110)는 해상에 부유(浮游)하는 구조물로서, 후술하는 것처럼 폰툰(130)에 의해 물 위에 떠서 수면 위로 노출되며, 데크(110)의 상부에는 해양 구조물(100)의 용도에 따라 필요한 장치나 설비들이 설치된다.The
기둥(120)은 데크(110)를 하부에서 지지하는 구조물로서, 전술한 것처럼 원형 실린더나 사각 실린더의 형상으로 이루어질 수 있다.The
폰툰(130)은 기둥(120)을 하부에서 지지하는 부유식 구조물로서, 도 1에 도시된 것처럼 수중에 잠수한 상태로 기둥(120)의 아래쪽에 결합됨으로써, 폰툰(130)에 작용하는 부력에 의해 기둥(120)의 일부(상부)와 데크(110)가 수면 위로 떠 있게 된다.As shown in FIG. 1, the
이처럼 해양 구조물(100)은 폰툰(130)에 작용하는 부력으로 인하여 기둥(120)의 일부(상부)와 데크(110) 부분이 수면 위로 노출되게 되는데, 바람이 불게 되면 수면 위에 노출된 부분에 풍하중이 작용하게 된다.The buoyant force acting on the
본 실시예에 따른 해양 구조물(100)은 이와 같이 풍하중이 작용하는 부위, 즉 수면 위로 노출된 기둥(120)의 일부분에 풍하중 저감 장치(칼럼 풍하중 저감 장치(140))를 설치함으로써 기둥(120)에 작용하는 풍하중을 저감시킨 것을 특징으로 한다.The
기둥(120)에 불어오는 바람의 방향은 정해져 있지 않고 시간에 따라 변하게 되므로, 칼럼 풍하중 저감 장치(140)는 특정 방향을 향하도록 설치될 수는 없으며, 풍향이 바뀌면 그에 따라 설치된 방향이 자유롭게 바뀔 수 있도록, 즉 풍향에 상응하여 기둥(120)의 외주를 따라 자유롭게 회전 가능하도록 설치될 수 있다.Since the direction of the wind blowing on the
본 실시예에 따라 기둥(120) 주위에 칼럼 풍하중 저감 장치(140)를 설치하면, 바람이 불 경우 바람이 기둥(120)의 표면을 가압하지 않고, 즉 기둥(120)에 풍압이 작용하지 않고, 바람이 기둥(120)을 회피하여 흘러가게 된다.When the column wind
즉, 본 실시예에 따른 칼럼 풍하중 저감 장치(140)는 바람의 흐름이 기둥(120)과 부딪치는 흐름이 아니라 기둥(120)을 피해 흘러가는 흐름이 되도록 바람의 흐름 경로를 규정하는 역할을 한다.That is, the column wind
이러한 경로 규정을 위해 본 실시예에 따른 칼럼 풍하중 저감 장치(140)는 그 횡단면상의 단면 형상이 익형, 즉 날개 형상이 되도록 할 수 있다.In order to define such a path, the column wind
단면 형상을 익형으로 구성하기 위해, 본 실시예에 따른 칼럼 풍하중 저감 장치(140)는, 기둥(120) 주변을 판형(板形)의 아웃터 쉘(outer shell)(142)이 둘러싸는 구조가 되도록 제작할 수 있다.The column wind
이처럼 익형의 단면을 가진 풍하중 저감 장치를 설치함으로써 해양 구조물(100)의 기둥(120) 부분에 작용하는 풍하중을 획기적으로 줄여줄 수 있다.The wind load reduction device having the cross section of the airfoil can be installed to significantly reduce the wind load acting on the
또한, 마치 풍향계가 바람의 방향에 따라 회전하는 원리와 마찬가지의 원리를 적용하여, 본 실시예에 따른 칼럼 풍하중 저감 장치(140)는 바람이 부는 방향을 향하여 일직선으로 정렬되도록 자유롭게 회전 가능한 구조로 설치할 수 있다.In addition, the column wind
이하, 도 7 내지 도 10을 참조하여, 본 실시예에 따른 칼럼 풍하중 저감 장치(140)의 구체적인 설치 구조에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the specific installation structure of the column wind
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 칼럼 풍하중 저감 장치의 설치 구조를 나타낸 개념도이고, 도 8 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 칼럼 풍하중 저감 장치의 구조를 나타낸 횡단면도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 칼럼 풍하중 저감 장치의 구조를 나타낸 종단면도이다. 도 7 내지 도 10을 참조하면, 기둥(120), 칼럼 풍하중 저감 장치(140), 아웃터 쉘(142), 레일(144), 휠(145), 가이드(146), 이너 쉘(148)이 도시되어 있다.FIG. 7 is a conceptual diagram showing an installation structure of a column wind load reduction device according to an embodiment of the present invention, FIGS. 8 to 9 are cross-sectional views showing a structure of a column wind load reduction device according to an embodiment of the present invention, 1 is a longitudinal sectional view showing the structure of a column wind load reduction apparatus according to an embodiment of the present invention. 7 to 10, the
본 실시예에 따른 칼럼 풍하중 저감 장치(140)는, 기둥(120)의 외주를 따라 자유롭게 회전 가능한 구조로 설치되는데, 이를 위해 도 7에 도시된 것처럼 기둥(120)의 외주면을 따라 레일(144)을 설치하고, 레일(144)을 따라 이동하는 가이드(146)에 익형 구조물(아웃터 쉘(142))을 결합함으로써 칼럼 풍하중 저감 장치(140)가 기둥(120)의 외주를 따라 회전되도록 할 수 있다.The column wind
가이드(146)가 레일(144)을 따라 이동하도록 하기 위해, 도 10에 도시된 것처럼 가이드(146)에 휠(wheel)(145)을 설치하여, 가이드(146)가 레일(144)을 따라 이동함에 있어서 마찰을 최대한 줄임으로써, 풍향에 따라 익형 구조물이 레일(144)을 따라 자유롭게 이동하도록 할 수 있다.In order to allow the
다만, 도 10은 레일(144)을 따라 이동하는 가이드(146)의 구성의 일례를 도시한 것으로, 가이드(146)와 레일(144) 사이에 반드시 휠(145)을 개재시켜야만 하는 것은 아니며, 가이드(146)와 레일(144) 간의 마찰을 줄여 가이드(146)가 레일(144)을 따라 자유롭게 이동할 수 있는 다양한 기구적(機構的) 구성이 적용될 수 있음은 물론이다.10 shows an example of the configuration of the
이상과 같이 기둥(120) 주변을 따라 자유롭게 이동할 수 있는 골격(레일(144)과 가이드(146))을 형성한 후, 가이드(146)에 이너 쉘(inner shell)(148)을 결합한다.As described above, after the skeleton (the
이너 쉘(148)은 가이드(146)에 결합되는 판재로서, 이너 쉘(148)이 기둥(120)의 표면을 감싸도록 이너 쉘(148)을 가이드(146)에 결합하면, 도 8에 도시된 것처럼 원형 실린더 형상의 기둥(120) 주변에 또 하나의 원형 실린더 형상의 이너 쉘(148)이 형성되며, 이와 같은 원형 실린더 형상의 이너 쉘(148)은 기둥(120)의 외주면을 따라 회전 가능한 상태로 제작된다.The
이처럼, 이너 쉘(148)이 준비된 상태에서 이너 쉘(148)에 아웃터 쉘(142)을 결합함으로써 본 실시예에 따른 익형의 칼럼 풍하중 저감 장치(140)가 형성된다.In this way, when the
아웃터 쉘(142)은, 전술한 바와 같이 익형의 단면 형상을 가지고 기둥(120) 주변을 따라 자유롭게 회전하는 구조물로서, 도 8에 도시된 것처럼 이너 쉘(148)의 주위에 날개 형상으로 아웃터 쉘(142)을 배치하고 아웃터 쉘(142)과 이너 쉘(148)을 결합함으로써, 아웃터 쉘(142) 또한 이너 쉘(148)과 마찬가지로 기둥(120) 주변을 자유롭게 회전하는 구조물로서, 즉 본 실시예에 따른 칼럼 풍하중 저감 장치(140)로서 완성될 수 있다.The
한편, 도 8에는 기둥(120)이 원형 실린더 형상인 경우, 즉 기둥(120)의 단면이 원형인 경우일 때 칼럼 풍하중 저감 장치(140)의 구체적인 구성에 대하여 도시되어 있으나, 본 실시예에 따른 기둥(120)이 반드시 원형 실린더 형상에 한정되는 것은 아니다.8 shows a specific configuration of the column wind
즉, 도 9에 도시된 것처럼, 기둥(120)의 형상이 사각 실린더 형상인 경우(기둥(120)의 단면이 사각형인 경우)에도, 기둥(120) 주변을 따라 자유롭게 이동하는 가이드(146) 및 이너 쉘(148)을 구성할 수 있으며, 이너 쉘(148)에 아웃터 쉘(142)을 결합하여 최종적으로 익형 단면을 가지는 칼럼 풍하중 저감 장치(140)를 완성할 수 있음은 도 8의 경우와 마찬가지이다.9, the
이를 위해, 도 9에 도시된 것처럼 사각 실린더 형상의 기둥(120) 주위를 원형 실린더 형상의 가설재(도 9의 'T' 참조)가 커버하도록 가설재를 설치할 수 있으며, 원형 실린더 형상의 가설재의 표면에 레일(144) 및 가이드(146)를 설치하는 구성은 도 8의 경우와 같다.To this end, it is possible to provide a mounting material such that a circular cylinder-like shaped pillar (see "T" in FIG. 9) covers the periphery of the square cylinder-shaped
이상으로 해양 구조물(100)의 기둥(120) 부분에 가해지는 풍하중을 저감시키기 위한 칼럼 풍하중 저감 장치(140)에 관하여 설명하였다.The column wind
나아가, 본 실시예에 따른 해양 구조물(100)에는 수면 위로 노출되는 데크(110)의 측면에 작용하는 풍하중을 저감시키기 위한 장치가 추가로 더 설치될 수도 있다.Further, the
이하, 도 11 내지 도 13을 참조하여 해양 구조물(100)의 데크(110)의 측면에 작용하는 풍하중을 저감시키기 위한 데크 풍하중 저감 장치에 관하여 상세하게 설명한다.The deck wind load reduction device for reducing the wind load acting on the side surface of the
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 데크 풍하중 저감 장치를 나타낸 사시도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 데크 풍하중 저감 장치의 설치 구조를 나타낸 단면도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 칼럼 풍하중 저감 장치 및 데크 풍하중 저감 장치가 설치된 해양 구조물을 나타낸 사시도이다. 도 11 내지 도 13을 참조하면, 해양 구조물(100), 데크(110), 기둥(120), 폰툰(130), 칼럼 풍하중 저감 장치(140), 데크 풍하중 저감 장치(150), 방풍막(152)이 도시되어 있다.FIG. 11 is a perspective view showing a deck wind load reduction device according to an embodiment of the present invention, FIG. 12 is a sectional view showing an installation structure of a deck wind load reduction device according to an embodiment of the present invention, 1 is a perspective view showing an offshore structure including a column wind load reduction device and a deck wind load reduction device according to an embodiment; 11 to 13, an
전술한 실시예는 풍하중 저감을 위한 기둥(120) 부분에 대한 개선 방안이었다면, 본 실시예는 풍하중 저감을 위한 데크(110) 부분에 대한 개선 방안에 관한 것이다.The present embodiment relates to an improvement of the portion of the
본 실시예에 따른 해양 구조물(100)은 전술한 실시예에서와 마찬가지로 데크(110), 기둥(120) 및 폰툰(130)으로 구성되며, 데크(110)의 측면에는 데크 풍하중 저감 장치(150)가 설치된 것을 특징으로 한다.The deck wind
해양 구조물(100)의 데크(110)는 평면상 사각형 형상을 가진 구조물로, 해양 구조물(100)의 종류 및 용도에 따라 트러스 구조 또는 강철을 외판으로 하는 구조로 이루어진다.The
전술한 바와 같이 데크(110)는 해상에 부유(浮游)하는 구조물로서, 폰툰(130)에 의해 물 위에 떠서 수면 위로 노출되며, 데크(110)의 상부에는 해양 구조물(100)의 용도에 따라 필요한 장치나 설비들이 설치된다.As described above, the
해양 구조물(100)은 폰툰(130)에 작용하는 부력으로 인하여 기둥(120)의 일부(상부)와 데크(110) 부분이 수면 위로 노출되게 되는데, 바람이 불게 되면 수면 위에 노출된 부분에 풍하중이 작용하게 된다.The buoyant force acting on the
본 실시예에 따른 해양 구조물(100)은 이와 같이 풍하중이 작용하는 부위, 즉 수면 위로 노출된 데크(110)의 측면에 풍하중 저감 장치(데크 풍하중 저감 장치(150))를 설치함으로써 데크(110)에 작용하는 풍하중을 저감시킨 것을 특징으로 한다.The
본 실시예에 따라 데크(110)의 측면에 데크 풍하중 저감 장치(150)를 설치하면, 바람이 불 경우 바람이 데크(110)의 측면을 가압하지 않고, 즉 데크(110)에 풍압이 작용하지 않고, 바람이 데크(110)를 회피하여 흘러가게 된다.When the deck wind
즉, 본 실시예에 따른 데크 풍하중 저감 장치(150)는 바람의 흐름이 데크(110)와 부딪치는 흐름이 아니라 데크(110)를 피해 흘러가는 흐름이 되도록 바람의 흐름 경로를 규정하는 역할을 한다.That is, the deck wind
이러한 경로 규정을 위해 본 실시예에 따른 데크 풍하중 저감 장치(150)는 데크(110)의 측면에 경사면을 형성하는 방식으로 구현될 수 있다.The deck wind
본 실시예에 따른 데크 풍하중 저감 장치(150)는 마치 우산과 같은 원리를 이용한 것으로, 데크(110)에 가해지는 풍하중으로부터 회피하기 위해 데크(110)의 형상을 변경(측면이 경사면을 가지도록)하는 아이디어이다.The deck wind
데크(110)의 측면에 경사면을 형성하기 위해, 본 실시예에 따른 데크 풍하중 저감 장치(150)는, 데크(110)의 측면을 판형(板形)의 방풍막 (152)이 커버하는 구조가 되도록 제작할 수 있다.The deck wind
이처럼 기둥(120)의 측면에 경사면을 형성하는 풍하중 저감 장치를 설치함으로써 해양 구조물(100)의 데크(110) 부분에 작용하는 풍하중을 획기적으로 줄여줄 수 있다.By providing a wind load reduction device that forms an inclined surface on the side surface of the
도 11에 도시된 것처럼, 데크(110) 부분의 측면 전체를 감싸도록 추가적인 구조물을 설치하여 데크(110)의 측면에 경사면을 형성할 수 있으며, 추가 구조물은 그 자중을 경감시키기 위해 컴팩트 FRP(compact fiber reinforced plastics)와 같은 경량의 재질로 제작할 수 있다.11, an additional structure may be provided to cover the entire side surface of the
본 실시예에 따른 데크 풍하중 저감 장치(150)는 데크(110)의 측면에 경사면을 형성하는 추가 구조물로서, 경사면의 방향에 따라 바람이 데크(110)의 위쪽 또는 아래쪽으로 을러가게 된다.The deck wind
예를 들어, 도 12에 도시된 것처럼 데크(110)의 측면에 하방(下方)을 향하는 경사면을 형성되도록 데크 풍하중 저감 장치(150)를 설치한 경우, 데크(110)에 가해지는 바람은 데크(110)의 아래쪽으로 흘러가게 된다.For example, when the deck wind
데크 풍하중 저감 장치(150)를 설치함에 따라, 도 12에 도시된 것처럼, 바람이 데크(110)의 측면을 향하여 불어 들어오면, 추가 구조물(데크 풍하중 저감 장치(150))이 풍하중을 받게 되고, 데크 풍하중 저감 장치(150)는 경사면을 따라 데크(110)의 아래쪽으로 바람을 흘려 보내도록 고안되어 있으므로, 결과적으로 데크(110)가 받는 풍하중이 줄어들게 된다.By installing the deck wind
이상으로 해양 구조물(100)의 데크(110) 부분에 가해지는 풍하중을 저감시키기 위한 데크 풍하중 저감 장치(150)에 관하여 설명하였다.The deck wind
나아가, 본 실시예에 따른 해양 구조물(100)에는, 도 13에 도시된 것처럼 데크 풍하중 저감 장치(150)뿐만 아니라, 수면 위로 노출되는 기둥(120)의 표면에 작용하는 풍하중을 저감시키기 위한 장치가 추가로 더 설치될 수도 있다.Furthermore, the
즉, 수면 위로 노출되는 기둥(120)의 일부에, 풍향에 상응하여 기둥(120)의 외주를 따라 자유롭게 회전 가능하도록 칼럼 풍하중 저감 장치(140)가 더 설치될 수 있다.That is, a column wind
기둥(120)에 작용하는 풍하중을 저감시키기 위한 칼럼 풍하중 저감 장치(140)에 관하여는 구체적인 구성은 도 4 내지 도 10을 참조하여 설명한 바와 같다.The detailed structure of the column wind
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
100 : 해양 구조물 110 : 데크
120 : 기둥 130 : 폰툰
140 : 칼럼 풍하중 저감 장치 142 : 아웃터 쉘
144 : 레일 145 : 휠
146 : 가이드 148 : 이너 쉘
150 : 데크 풍하중 저감 장치 152 : 방풍막100: Offshore structure 110: Deck
120: pillar 130: pontoon
140: Column wind load reduction device 142: Outer shell
144: rail 145: wheel
146: Guide 148: Inner shell
150: deck wind load reduction device 152:
Claims (9)
상기 데크를 하부에서 지지하는 기둥(column)과;
상기 수면 위로 노출되는 상기 기둥의 일부에, 풍향에 상응하여 상기 기둥의 외주를 따라 회전 가능하도록 설치되어, 상기 기둥에 작용하는 풍하중을 저감시키는 칼럼 풍하중 저감 장치를 포함하되,
바람이 상기 기둥을 회피하여 흘러가도록 바람의 흐름 경로를 규정하는 날개 형상의 단면을 가지는 상기 칼럼 풍하중 저감 장치는,
상기 기둥의 외주면을 따라 설치되는 레일과;
상기 레일을 따라 이동하는 가이드와;
상기 가이드에 결합되는 이너 쉘(inner shell)과;
상기 기둥 주변에 위치하도록 상기 이너 쉘에 결합되는 판형(板形)의 아웃터 쉘(outer shell)을 포함하는 반잠수식 해양 구조물.A deck exposed above the water;
A column supporting the deck at the bottom;
And a column wind load reduction device installed on a part of the column exposed above the water surface so as to be rotatable along an outer periphery of the column in correspondence to the wind direction to reduce a wind load acting on the column,
The column wind load reduction device having a blade-shaped cross section defining a flow path of the wind so as to allow the wind to flow away from the column,
A rail installed along an outer peripheral surface of the column;
A guide moving along the rail;
An inner shell coupled to the guide;
And a plate-like outer shell coupled to the inner shell to be positioned around the column.
상기 수면 위로 노출되는 데크의 측면에 설치되어, 상기 데크에 작용하는 풍하중을 저감시키는 데크 풍하중 저감 장치를 더 포함하는 반잠수식 해양 구조물.The method according to claim 1,
And a deck wind load reduction device installed on a side of the deck exposed above the water surface to reduce a wind load acting on the deck.
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