KR101466055B1 - 슬로싱 저감 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 슬로싱 저감 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 문풀 외벽에 챔버를 설치하여 문풀 내부의 슬로싱을 감소시킬 수 있는 슬로싱 저감 장치에 관한 것이며, 이를 위하여, 공기를 유입하는 흡입구; 유입된 공기를 압축시키는 공기 압축기; 및 선박의 문풀 외벽에 설치되되, 문풀 내부와 연통되도록 설치되며, 공기 압축기에서 압축된 공기가 수용되는 복수개의 챔버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬로싱 저감 장치를 제공한다.

Description

슬로싱 저감 장치{SLOSHING REDUCINT DEVICE}
본 발명은 슬로싱 저감 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 문풀 외벽에 챔버를 설치하여 문풀 내부의 슬로싱을 감소시킬 수 있는 슬로싱 저감 장치에 관한 것이다.
국제적인 급격한 산업화 현상과 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 지구 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 전 지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.
이와 같은 이유로, 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었으며, 따라서 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이런 유전의 개발에 적합한 시추 설비를 구비한 시추선이 개발되어 있다.
종래의 해저 시추에는 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 일 점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나 고정식 플랫 홈이 주로 사용되었다.
그러나, 최근에는 첨단의 시추 장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 소위 시추선(Drill ship)과 해상공장인 FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading) 등이 개발되어 해저 시추 및 생산에 사용되고 있다.
군소 유전 개발을 위해서는 그 위치를 자주 옮겨야 하는 작업 조건에 따라, 이런 시추선은 예인선 없이 동력으로 항해를 할 수 있도록 제작되어 있다. 따라서 자체의 동력으로 항해하도록 설계된 시추선에 있어서는 최적의 항해 성능을 가지도록 건조되어야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 시추선의 문풀을 도시한 도면을 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이들 시추선의 선체 중앙에는 시추 또는 생산용 파이프를 해저면으로 내려 보내기 위한 대규모의 개구(문풀, moon pool)가 형성되어 있다. 문풀은 시추선의 용도 측면에서는 필수 불가결한 구조이지만, 선박의 정박 및 항해 안정성이나 항해 성능의 측면에서는 매우 불리한 구조이다.
그러한 시추선이 운항하거나 또는 작업시 문풀 내부에서 파도의 진폭이 증가하여 문풀 내 벽면에 충격을 가하거나 시추선 내부로 넘치는 경우가 발생하며, 이를 슬로싱(sloshing)이라고 한다.
과도한 슬로싱은 선박의 구조적인 강도 증가를 유발하며, 작업시에는 자동 위치 제어(dynamic positiong)가 어렵다.
따라서, 슬로싱을 방지하기 위하여 종래에는 다양한 종류의 부착 장치를 문풀 내벽면에 장착하기도 했지만, 일반적인 슬로싱 저감 장치는 문풀 내부의 작업 공간을 제약하기 때문에 선주들이 설치를 꺼리는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 문풀 내부와 연통되도록 문풀 내벽에 챔버를 설치하고, 챔버 내에 압축 공기를 수용함으로써, 파도가 챔버 내에 수용된 압축 공기에 의해 문풀 벽면의 충격을 감소시킬 수 있는 슬로싱 저감 장치를 제공하는 것이다.
또한, 문풀 내부의 작업 공간을 충분히 제공할 수 있는 슬로싱 저감 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 공기를 유입하는 흡입구; 유입된 공기를 압축시키는 공기 압축기; 및 선박의 문풀 외벽에 설치되되, 문풀 내부와 연통되도록 설치되며, 공기 압축기에서 압축된 공기가 수용되는 복수개의 챔버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬로싱 저감 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 챔버의 내부 상측은 상기 압축된 공기가 정체되도록 형성되고, 상기 챔버의 하부 일측은 상기 문풀의 내부와 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 챔버 상부의 일측에는 수용된 상기 압축 공기가 유출되는 것을 방지하는 유출 방지판이 형성되고, 챔버 하부의 일측에는 개구부가 형성되며, 개구부는 격자 형태의 망으로 형성될 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 챔버는 문풀의 외벽에서 분리 가능하게 설치될 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 흡입구는 문풀 내 파도 높이에 따라 유입되는 위치가 상이하도록 제 1 흡입구 내지 제 3 흡입구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 압축 공기를 이용한 슬로싱 저감 장치에 따르면, 선박의 문풀 외벽에 문풀 내부와 연통되도록 설치되며, 챔버의 내부 상측은 공기 압축기에서 압축된 공기가 정체되도록 형성되고, 챔버의 하부 일측은 문풀의 내부와 연통되도록 형성됨으로써, 챔버 내에 정체된 압축 공기에 의해 파도에 따른 문풀 내벽의 충격을 감소시켜 파도에 따른 슬로싱을 저감시킬 수 있는 슬로싱 저감 장치를 제공한다.
또한, 문풀 외벽에 챔버를 설치하기 때문에, 문풀 내부 작업을 위해 필요한 충분한 공간을 제공할 수 있는 슬로싱 저감 장치를 제공한다.
도 1은 종래 기술에 따른 시추선의 문풀을 도시한 도;
도 2는 본 발명에 따른 슬로싱 저감 장치가 설치된 문풀을 도시한 사시도;
도 3은 본 발명에 따른 슬로싱 저감 장치의 챔버를 도시한 사시도; 및
도 4는 본 발명에 따른 슬로싱 저감 장치가 설치된 문풀의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들 및 후술되어 있는 내용을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성 요소들을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 슬로싱 저감 장치가 설치된 문풀을 도시한 사시도를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 선박이나 해양 구조물의 문풀(110)은 갑판과 해수면의 직접적인 교통을 위해 선박에 상하로 관통하도록 형성되며, 문풀(110)의 상부는 갑판에서 돌출되어 형성되고, 갑판에서 돌출된 문풀(110)의 상부에서 갑판(100) 방향으로 소정길이 형성된 후 하방향으로 연장된 방지판(218)이 설치되며, 문풀(110) 벽면에 슬로싱 저감 장치(200)가 설치된다.
슬로싱 저감 장치(200)는 외부 공기를 유입하는 복수개의 흡입구(210), 유입된 공기를 압축시키는 공기 압축기(220), 및 공기 압축기(220)와 결합하여 압축된 공기가 정체되는 복수개의 챔버(230)로 구성된다.
복수개의 흡입구(210)는 파도 높이에 따라 선택적으로 사용할 수 있도록 제 1 흡입구(212), 제 2 흡입구(214), 및 제 3 흡입구(216)로 구성되며, 제 1 및 제 2 흡입구(212, 214)는 문풀(110) 내 해수면보다 높은 위치에 형성될 수 있고, 제 2 흡입구(216)는 갑판(100)에 형성될 수 있다.
더욱 상세하게는, 복수개의 제 1 흡입구(212)는 갑판에서 돌출된 문풀(110) 벽면 즉, 방지판(218)에 대응하는 문풀(110) 벽면에 형성되고, 복수개의 제 2 흡입구(214)는 갑판보다 아래의 문풀 벽면에 형성되며, 복수개의 제 3 흡입구(216)는 방지판(218) 내 갑판(100) 상에 형성된다.
서로 다른 위치에 형성된 제 1 내지 제 3 흡입구(212, 214, 216)는 제 1 및 제 2 제어 밸브(252, 254)에 의해 파도 높이에 따라 공기를 유입 또는 차단될 수 있다.
복수개의 제 1 흡입구(212)와 제 3 흡입구(216)는 제 1 제어 밸브(252)와 연결되고, 복수개의 제 2 흡입구(214)는 제 2 제어 밸브(254)와 연결되어 공기를 유입 또는 차단시킨다.
여기서, 제 1 제어 밸브(252)는 제 1 및 제 3 흡입구(212, 216)와 연결되므로 3방향 밸브를 사용하여 제 1 흡입구(212)를 개방시키는 경우에는 제 3 흡입구(216)를 폐쇄하고, 제 1 흡입구(212)를 페쇄시키는 경우에는 제 3 흡입구(216)를 개방시킬 수 있다. 또한, 제 2 제어 밸브(254)는 제 2 흡입구(214)와 연결되어 있으므로 2 방향 밸브를 사용할 수 있다.
상세하게는 파도가 높을 경우에는, 작업자는 제 1 제어 밸브(252) 및 제 2 제어밸브(254)를 제어하여 제 3 흡입구(216) 및 제 2 흡입구(214)의 공기 유입을 차단하므로 제 1 흡입구(212)를 통하여 공기가 유입되며, 파도가 낮을 경우에는, 작업자가 제 1 제어 밸브(252)를 제어하여 제 1 및 제 3 흡입구(212, 216)의 공기의 유입을 차단하므로 제 2 흡입구(214)를 통하여 공기가 유입된다.
또한, 파도가 갑판(100)으로 넘치는 경우에는 제 1 및 제 2 흡입구(212, 214)를 통하여는 공기를 흡입할 수 없기 때문에 제 3 흡입구(216)를 통하여 공기를 유입시킬 수 있으며, 이때 제 1 및 제 2 제어 밸브(252, 254)를 제어하여 제 1 및 제 2 흡입구(212, 214)의 공기 유입을 차단시키고, 제 3 흡입구(216)로 공기가 유입된다.
한편, 실시예에 설명된 제 1 제어 밸브(252)는 3방향 제어 밸브가 사용되고, 제 2 제어 밸브(254)는 2방향 제어 밸브가 사용되도록 구성되어 있으나, 본 발명의 구성이 이로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제 1 및 제 2 제어 밸브가 제 1 내지 제 3 흡입구의 공기를 유입 또는 차단만 시킬 수 있다면 어떠한 형상이든 자유롭게 구성될 수 있다.
공기 압축기(220)는 흡입구(210)를 통하여 흡입된 공기를 압축시키며, 압축된 공기를 챔버(230)로 유동시키고, 챔버(230)로 유동되는 압축된 공기의 양도 조절할 수 있다. 또한, 공기 압축기(220) 대신에 펌프를 사용해도 좋다.
유입공(240)은 문풀(110)의 벽체에 복수개로 형성되며, 유입공(240)은 문풀(110)의 벽체 길이 방향을 따라 길게 형성될 수 있거나, 또는 복수개의 유입공(240)은 문풀(110)의 벽체 길이 방향을 따라 서로 이격되어 형성될 수 있다.
길이 방향을 따라 형성된 복수개의 유입공(240)은 수직방향으로 등간격을 가지고 문풀(110)의 벽체에 형성될 수 있고, 복수개의 유입공(240)은 문풀(110)의 적어도 하나 이상의 벽체에 형성될 수 있다.
챔버(230)는 문풀(110)의 내부와 연통되도록 유입공(240)과 결합되어 선박의 문풀(110) 외벽에 복수개로 설치되며, 공기 압축기(220)에서 압축된 공기가 수용된다.
본 발명에 따른 챔버(230)의 구성에 대해서는 아래의 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
제 3 제어 밸브(260)는 공기 압축기(220)와 챔버(230) 사이에 설치되며, 제 3 제어 밸브(260)는 복수개의 챔버(230)와 연결되어 공기 압축기(220)에서 압축된 공기를 챔버(230)로 배출시키거나 또는 차단시킬 수 있으며, 제 3 제어 밸브(260)는 복수개의 챔버(230) 각각에 설치되어 복수개의 챔버(230) 각각을 제어할 수 있거나, 또는 하나의 제 3 제어 밸브(260)에 복수개의 챔버(230)가 설치되어 복수개의 챔버(230)를 제어할 수 있다.
유로(270)는 흡입구(210) 및 공기 압축기(220)를 연결시키는 제 1 유로(272), 및 공기 압축기(220) 및 복수개의 챔버(230)를 연결시키는 제 2 유로(274)로 구성된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 저감 장치의 챔버를 도시한 사시도를 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, 챔버(230)는 문풀(110) 벽체의 길이 방향으로 긴 직육면체 형상이며, 공기 압축기(220)에서 압축된 공기가 제 2 유로(274)를 통하여 챔버(230)의 내부 상측에 정체되도록, 챔버(230) 상부의 일측에는 유출 방지판(232)이 구비되어 챔버(230) 내에 수용공간(도 5의 234 참조)을 형성시킨다.
여기서, 유출 방지판(232)은 챔버(230)의 내부 상측에 정체된 압축 공기가 외부로 유출되는 것을 방지하며, 유출 방지판(232)에 의해 챔버(230)가 문풀(110)의 벽체에 분리 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 챔버(230)의 하부 일측 즉, 유출 방지판(232)이 형성된 챔버(230)의 일측 하부에는 문풀(110)의 내부와 연통되도록 개구부(236)가 형성되며, 개구부(236)는 문풀(110)의 내부와 연통되게 문풀(110)의 벽체에 형성된 유입공(240)과 대응되어 결합된다.
여기서, 개구부(236) 또는 유입공(240)은 격자 형태의 망으로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬로싱 저감 장치의 챔버를 도시한 사시도를 나타낸다.
도 4에 도시된 바와 같이, 챔버(230')는 문풀(110) 벽체의 길이 방향으로 긴 직육면체 형상이며, 챔버(230')의 일측에는 개방된 개구부(232')가 형성된다.
챔버(230')의 개구부(232') 중 상부는 등간격으로 형성된 유입공(240)과 유입공(240) 사이의 문풀(110) 벽체와 결합하여 챔버(230') 내부 상측에 압축된 공기를 정체시키기 위한 수용 공간(도 5의 234 참조)을 형성하며, 문풀(110)의 벽체와 결합하지 않은 챔버(230')의 개구부(232') 중 하부는 문풀(110)의 내부와 연통시키기 위하여 유입공(240)과 결합한다.
여기서, 챔버(230)는 문풀(110)의 벽체에 분리 가능하게 설치될 수 있으며, 개구부(236') 또는 유입공(240)은 격자 형태의 망으로 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4에 설명된 챔버(230, 230')는 문풀(110)의 외벽에 나사 결합할 수 있으나, 본 발명의 구성이 이로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 챔버(230, 230')가 문풀(110)의 외벽에 분리 가능할 수 있다면 어떠한 구성이라도 자유롭게 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 슬로싱 저감 장치가 설치된 문풀의 단면도를 나타낸다.
도 5에 도시된 바와 같이, 문풀(110) 내 파도 높이에 따라 제 1 내지 제 2 흡입구(212, 214, 216) 중 공기를 유입할 흡입구(210)를 선택한다. 본 실시예에서는 파도가 낮을 경우를 예로 설명하도록 한다.
문풀(110) 내 파도가 낮다면, 제 1 및 제 2 제어 밸브(252, 254)를 사용하여 제 1 및 제 3 흡입구(212, 216)의 공기 유입을 차단하고, 제 2 흡입구(214)를 통하여 공기를 유입시킨다. 이후, 제 2 흡입구(214)를 통하여 공기가 유입되어 제 1 유로(272)를 따라 공기 압축기(220)로 이동하며, 흡입된 공기는 공기 압축기(220)에서 압축된다.
압축된 공기는 제 2 유로(274)를 통하여 챔버(230)내 수용공간(234)으로 이동하여 수용공간(234) 내에 정체된다. 이에 따라, 파도가 유입공(240)과 개구부(236)를 통하여 챔버(230)로 이동하고, 챔버(230)의 수용공간(234)에 정체된 압축 공기가 쿠션 작용을 하기 때문에 파도에 따른 문풀(110) 내벽의 충격을 감소시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 슬로싱 저감 장치(200)에 따르면, 챔버(230)의 내부 상측은 공기 압축기(220)에서 압축된 공기가 정체되도록 형성되고, 챔버(230)의 하부 일측은 문풀(110)의 내부와 연통되도록 형성되어 문풀(110)의 외벽에 설치됨으로써, 챔버(230) 내에 정체된 압축 공기가 쿠션 작용을 하므로 파도에 따른 문풀(110) 내벽의 충격을 감소시켜 슬로싱을 저감시킬 수 있다.
또한, 문풀(110) 외벽에 챔버(230)를 설치하기 때문에, 문풀 내부 작업을 위해 필요한 충분한 공간을 제공할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예를 중심으로 본 발명의 슬로싱 저감 장치에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형 실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.
200 : 슬로싱 저감 장치 210 : 흡입구
212 : 제 1 흡입구 214 : 제 2 흡입구
216 : 제 3 흡입구 218 : 방지판
220 : 공기 압축기 230, 230' : 챔버
232 : 유출 방지판 234 : 수용공간
236, 236' : 개구부 240 : 유입공
252 : 제 1 제어 밸브 254 : 제 2 제어 밸브
260 : 제 3 제어 밸브 270 : 유로
272 : 제 1 유로 274 : 제 2 유로

Claims (5)

  1. 공기를 유입하는 흡입구;
    상기 유입된 공기를 압축시키는 공기 압축기; 및
    선박의 문풀 외벽에 설치되되, 내부 상측에는 상기 공기 압축기에서 압축된 공기가 수용되고, 내부 하측에는 상기 문풀 내 해수가 유입되도록 상기 문풀의 내부와 연통되게 형성되는 복수개의 챔버;를 포함하며,
    상기 챔버 내부에 수용되는 상기 공기는 상기 챔버 내부로 유입되는 상기 해수에 대하여 쿠션 작용하는 슬로싱 저감장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버 상부의 일측에는 수용된 상기 압축 공기가 유출되는 것을 방지하는 유출 방지판이 형성되고, 상기 챔버 하부의 일측에는 개구부가 형성되며, 상기 개구부는 격자 형태의 망으로 형성되는 슬로싱 저감 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는 상기 문풀의 외벽에서 분리 가능하게 설치되는 슬로싱 저감 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡입구는 상기 문풀 내 파도 높이에 따라 유입되는 위치가 상이하도록 제 1 흡입구 내지 제 3 흡입구를 포함하는 슬로싱 저감 장치.





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CN110877662A (zh) * 2019-11-05 2020-03-13 沪东中华造船(集团)有限公司 一种多功能lng加注船液货舱的止荡方法

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