KR101487998B1 - 파이프 장치 - Google Patents

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Abstract

파이프 장치를 개시한다. 본 발명의 일실시예에 따른 파이프 장치는 중공이 형성된 몸체 부재, 상기 몸체 부재의 측면에 회전 가능하게 결합되고, 일측에 호스가 결합되어 상기 호스가 상기 몸체 부재에 대해 다방향으로 배치될 수 있게 하는 회전 조인트, 및 상기 회전 조인트가 상기 몸체 부재에 대해 회전되게 하는 구동 유닛을 포함한다.

Description

파이프 장치 {Pipe apparatus}
본 발명은 파이프 장치에 관한 것이다.
최근에는, 첨단의 시추장비를 탑재하고 자체동력으로 항해할 수 있도록 보다 선박에 가깝게 만든 시추선(drillship, 1)이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다. 이와 같은 시추선은 군소 유전 개발을 위해 위치를 자주 옮겨야 하는 조건 때문으로 시추성능뿐만 아니라 최적의 항해 성능을 가지도록 설계 되어야 한다. 시추선에는 시추용 파이프를 아래로 내려보내기 위한 큰 개구부(이하, '문풀(moon pool, 3)' 이라 함)가 설치되어 있다.
문풀은 시추용 파이프를 아래로 내려보내는 과정에서 문풀의 측면에 결합된 배관을 다른 위치에 위치한 연결관에 연결하는 과정을 실시할 수 있다.
한편, 종래의 문풀은 호스가 문풀의 측면에 고정 결합되어 있는 것이 일반적이다. 이러한 종래의 문풀에서는 호스를 별도의 크레인을 이용하여 끝부분이 연결관에 인접하게 위치하도록 이동시키는 과정을 실시한다. 이에 따라, 호스와 연결관을 연결하는데 있어서 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 별도의 장비와 인력이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는 별도의 장비와 인력 없이 호스를 연결관에 신속하게 연결할 수 있는 파이프 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 파이프 장치는 중공이 형성된 몸체 부재, 상기 몸체 부재의 측면에 회전 가능하게 결합되고, 일측에 호스가 결합되어 상기 호스가 상기 몸체 부재에 대해 다방향으로 위치될 수 있게 하는 회전 조인트, 및 상기 회전 조인트가 상기 몸체 부재에 대해 회전되게 하는 구동 유닛을 포함한다.
이때, 상기 구동 유닛은, 상기 몸체 부재의 중공을 형성하는 벽면 내부에 형성된 실린더, 상기 실린더 내에 배치되어 상기 실린더 내부에서 상하방향으로 이동되는 피스톤이 상측에 형성된 것으로, 상기 몸체 부재로부터 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동되는 이동 부재, 일단은 상기 회전 조인트의 둘레면의 일부분에 고정 결합되고, 타단은 상기 이동 부재에 고정 결합된 연결 부재, 및 상기 이동 부재가 상기 실린더에 대해 이동되게 하는 동력 부재를 포함할 수 있다.
이때, 상기 연결 부재는 금속 와이어 또는 체인일 수 있다.
이때, 상기 이동 부재가 상기 몸체 부재에 밀착된 상태에서, 상기 연결 부재의 상단의 일부분은 상기 이동 부재의 일측을 감싸도록 위치될 수 있다.
이때, 상기 연결 부재는 래크 기어이고, 상기 회전 조인트의 외측에는 상기 래크 기어와 맞물리도록 배치된 피니언 기어가 형성될 수 있다.
이때, 상기 이동 부재는 상기 몸체 부재의 하측과 대응되는 링(ring) 형상으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 회전 조인트는, 파이프 형상으로 이루어지고, 일단에는 상기 몸체 부재와 연통되는 제1 개구부가 형성되고, 측면에는 상기 호스와 연통되는 제2개구부가 형성할 수 있다.
이때, 상기 호스가 상기 몸체 부재에 대해 특정 각도를 유지하도록, 상기 회전 조인트를 회전을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 선박은 파이프 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 장치는, 회전 조인트에 의해 호스가 자유롭게 회전 가능하도록 되어 있다. 그리고 구동 유닛에 의해 회전 조인트가 회전되어 사용자가 원하는 위치에 호스가 위치하도록 할 수 있다.
이에 따라, 미도시된 연결관에 인접한 위치에 호스의 단부를 용이하게 위치시킬 수 있으므로, 호스와 연결관의 결합이 신속하게 이루어지도록 할 수 있다. 뿐만 아니라, 별도의 장비와 인력이 없이도 호스와 연결관이 용이하게 결합될 수 있게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 파이프 장치를 나타내는 사시도.
도 2는, 도 1에 도시된 파이프 장치에서 II-II 라인을 따라 취한 단면도.
도 3 내지 도 6은, 도 1에 도시된 파이프 장치에서 구동 유닛에 의해 회전 조인트가 회전되는 과정을 도면.
도 3은, 도 1에 도시된 파이프 장치에서 III-III 라인을 따라 취하여 구동 유닛에서 이동 부재가 몸체 부재에 밀착된 상태를 도시한 단면도.
도 4는, 도 3에 도시된 상태에서 체인과 회전 조인트의 위치를 개략적으로 도시한 도면.
도 5는, 도 1에 도시된 파이프 장치에서 III-III 라인을 따라 취하여 구동 유닛에서 이동 부재가 몸체 부재로부터 멀어져서 회전 조인트가 회전된 상태를 도시한 단면도.
도 6은, 도 5에 도시된 상태에서 체인과 회전 조인트의 위치를 개략적으로 도시한 도면.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 파이프 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는, 도 1에 도시된 파이프 장치에서 II-II 라인을 따라 취한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 장치(100)는몸체 부재(110)와, 회전 조인트(120)와, 구동 유닛(150)을 포함할 수 있다.
몸체 부재(110)는 중공이 형성된다. 즉, 몸체 부재(110)의 형상은 링(ring) 형상일 수 있다. 이러한 몸체 부재(110)는 중심축이 상하 방향으로 배치될 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 파이프 장치(100)가 선박에 탑재되는 경우, 몸체 부재(110)는 선박 내에서 상하 방향으로 배치될 수 있다.
회전 조인트(120)는 몸체 부재(110)의 측면에 회전 가능하게 결합되고, 일측에 호스(130)가 결합되어 호스(130)가 몸체 부재(110)에 대해 다방향으로 위치될 수 있게 한다. 이러한 회전 조인트(120)는 몸체 부재(110)의 중심축에 대해 직교하는 방향으로 회전될 수 있으나, 이에 한정하지는 않으며, 주변 구조물에 간섭이 안되는 범위에서 자유롭게 회전되도록 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 파이프 장치(100)는 휨방지 부재(140)를 더 포함할 수 있다.
휨방지 부재(140)는 호스(130)의 외부를 감싸도록 설치된다. 휨방지 부재(140)는 호스(130)의 휨을 제한한다. 즉, 휨방지 부재(140)는 호스(130)의 최소 휨 반경이 유지될 수 있게 한다. 이러한 휨방지 부재(140)의 구조는 일례로 여러 개의 금속 또는 플라스틱 링이 순차적으로 연결된 구조일 수 있다. 휨방지 부재(140)는 호스(130)나 연성관이 과도하게 휘어지는 것을 방지하는 것이면 어떤 건이든 사용될 수 있으므로, 특정 구조로 한정하지는 않는다.
회전 조인트(120)의 상세한 구조는 일례로, 파이프 형상으로 이루어지고, 일단에는 몸체 부재(110)와 연통되는 제1 개구부(121)가 형성될 수 있다. 그리고 회전 조인트(120)의 측면에는 호스(130)와 연통되는 제2 개구부(122)가 형성될 수 있다.
회전 조인트(120)와 몸체 부재(110)는 미도시된 베어링에 의해 결합될 수 있으나, 이에 한정하지는 않으며, 회전 조인트(120)가 몸체 부재(110)에 대해 회전될 수 있게 하는 것이면 어느 것을 사용하여도 무방하다.
도 3 내지 도 6은, 도 1에 도시된 파이프 장치에서 구동 유닛에 의해 회전 조인트가 회전되는 과정을 도면이다.
도 3은, 도 1에 도시된 파이프 장치에서 III-III 라인을 따라 취하여 구동 유닛에서 이동 부재가 몸체 부재에 밀착된 상태를 도시한 단면도이고, 도 4는, 도 3에 도시된 상태에서 체인과 회전 조인트의 위치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 구동 유닛(150)의 상세한 구조는 일례로 실린더(151)와, 이동 부재(153)와, 연결 부재(154)와, 미 도시된 동력 부재를 포함할 수 있다.
실런더는 몸체 부재(110)의 중공을 형성하는 벽면 내부에 형성된다. 몸체 부재(110)의 벽면 내부에 공간을 형성하고, 실린더(151)가 공간에 배치되는 것도 가능하다. 이와 다르게, 실린더(151)와 몸체 부재(110)가 일체로 형성되는 것도 가능하다.
이동 부재(153)는 몸체 부재(110)로부터 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동된다. 이동 부재(153)의 상측에는 피스톤(152)이 형성될 수 있다. 피스톤(152)은 실린더(151) 내에 배치되어 실린더(151) 내부에서 상하방향으로 이동된다.
이동 부재(153)는 몸체 부재(110)의 하측과 대응되는 링(ring) 형상으로 이루어질 수 있다. 더욱 상세하게 이동 부재(153)는 몸체 부재(110)의 하측과 유사한 형상으로 이루어질 수 있다. 이에 따라 이동 부재(153)가 몸체 부재(110)에 밀착된 상태에서 이동 부재(153)와 몸체 부재(110)가 하나의 부재로 보일 수 있다.
연결 부재(154)는 일단은 회전 조인트(120)의 둘레면의 일부분에 고정 결합되고, 타단은 이동 부재(153)에 고정 결합된다. 연결 부재(154)는 이동 부재(153)의 이동에 따라 회전 조인트(120)가 회전되게 한다. 즉, 연결 부재(154)는 직선 이동을 회전 이동으로 변환한다.
이를 위한 연결 부재(154)는 일례로, 금속 와이어 또는 체인일 수 있다. 이러한 이동 부재(153)가 몸체 부재(110)에 밀착된 상태에서, 연결 부재(154)의 상단의 일부분은 이동 부재(153)의 일측을 감싸도록 위치될 수 있다.
한편, 연결 부재(154)는 다른 일례로 래크 기어(미도시)일 수 있다. 그리고 회전 조인트(120)의 외측에는 래크 기어와 맞물리도록 배치된 피니언 기어(미도시)가 형성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여 동력 부재에 의해 이동 부재(153)가 이동됨에 따라, 이동 부재(153)에 연결된 래크 기어(미도시)도 이동된다. 따라서, 피니언 기어(미도시)는 회전하게 되고, 이와 동시에 회전 조인트(120)도 회전하게 된다.
동력 부재(미도시)는 이동 부재(153)가 실린더(151)에 대해 이동되게 한다. 동력 부재는 일례로 유압 발생기 또는 공압 발생기 일 수 있다. 동력 부재에서 유압 또는 공압이 실린더(151) 내부로 공급되어 피스톤(152)이 이동될 수 있다.
도 5는, 도 1에 도시된 파이프 장치에서 III-III 라인을 따라 취하여 구동 유닛에서 이동 부재가 몸체 부재로부터 멀어져서 회전 조인트가 회전된 상태를 도시한 단면도이고, 도 6은, 도 5에 도시된 상태에서 체인과 회전 조인트의 위치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 6을 참조하여, 상기와 같은 구조로 이루어진 구동 유닛의 동작 과정을 설명한다. 여기서, 설명의 편의를 위하여 동력 부재는 유압 발생기인 것으로 한정한다. 그리고 연결 부재(154)는 체인인 것으로 한정하여 설명한다.
우선, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 상태에서, 유압이 동력 부재에 의해 실린더(151) 내부로 공급된다. 다음으로, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 피스톤(152)은 실린더(151) 내부의 유압에 의해 하방으로 이동된다. 이에 따라, 이동 부재(153)도 몸체 부재(110)로부터 하방으로 이동하게 되고, 연결 부재(154)도 이동 부재(153)와 함께 하방으로 이동된다. 이때, 연결 부재(154)인 체인에 의하여 회전 조인트(120)가 시계 반대 방향으로 회전하게 된다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 파이프 장치(100)는 미도시된 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는 호스(130)가 몸체 부재(110)에 대해 특정 각도를 유지하도록, 회전 조인트(120)를 회전을 제어한다.
이러한 제어부에 의해 호스(130)의 끝부분이 사용자가 원하는 위치에 위치하게 된다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 파이프 장치(100)의 주변의 미도시된 배관과 호스(130)의 연결을 더욱 용이하게 실시할 수 있다.
전술한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 파이프 장치(100)는, 회전 조인트(120)에 의해 호스(130)가 자유롭게 회전 가능하도록 되어 있다. 그리고 구동 유닛(150)에 의해 회전 조인트(120)가 회전되어 사용자가 원하는 위치에 호스(130)가 위치하도록 할 수 있다.
이에 따라, 미도시된 연결관에 인접한 위치에 호스(130)의 단부를 용이하게 위치시킬 수 있으므로, 호스(130)와 연결관의 결합이 신속하게 이루어지도록 할 수 있다. 뿐만 아니라, 별도의 장비와 인력이 없이도 호스(130)와 연결관이 용이하게 결합될 수 있게 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 파이프 장치 110: 몸체 부재
120: 회전 조인트 121: 제1 개구부
122: 제2 개구부 130: 호스
140: 휨방지 부재 150: 구동 유닛
151: 실린더 152: 피스톤
153: 이동 부재 154: 연결 부재

Claims (9)

  1. 중공이 형성된 몸체 부재,
    상기 몸체 부재의 측면에 회전가능하게 결합되고, 일측에 호스가 결합되어 상기 호스가 상기 몸체 부재에 대해 다방향으로 위치될 수 있게 하는 회전 조인트, 및
    상기 회전 조인트가 상기 몸체 부재에 대해 회전되게 하는 구동 유닛을 포함하며,
    상기 호스가 상기 몸체 부재에 대해 특정 각도를 유지하도록, 상기 회전 조인트를 회전을 제어하는 제어부를 포함하는 파이프 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 유닛은,
    상기 몸체 부재의 중공을 형성하는 벽면 내부에 형성된 실린더,
    상기 실린더 내에 배치되어 상기 실린더 내부에서 상하방향으로 이동되는 피스톤이 상측에 형성된 것으로, 상기 몸체 부재로부터 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동되는 이동 부재,
    일단은 상기 회전 조인트의 둘레면의 일부분에 고정 결합되고, 타단은 상기 이동 부재에 고정 결합된 연결 부재, 및
    상기 이동 부재가 상기 실린더에 대해 이동되게 하는 동력 부재를 포함하는 파이프 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결 부재는 금속 와이어 또는 체인인 파이프 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이동 부재가 상기 몸체 부재에 밀착된 상태에서, 상기 연결 부재의 상단의 일부분은 상기 이동 부재의 일측을 감싸도록 위치된 파이프 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 연결 부재는 래크 기어이고,
    상기 회전 조인트의 외측에는 상기 래크 기어와 맞물리도록 배치된 피니언 기어가 형성된 파이프 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 이동 부재는 상기 몸체 부재의 하측과 대응되는 링(ring) 형상으로 이루어진 파이프 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 회전 조인트는,
    파이프 형상으로 이루어지고, 일단에는 상기 몸체 부재와 연통되는 제1 개구부가 형성되고, 측면에는 상기 호스와 연통되는 제2개구부가 형성된 파이프 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 호스의 외부를 감싸도록 설치되어 상기 호스의 휨을 제한하는 휨방지 부재를 더 포함하는 파이프 장치.
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