KR101493486B1 - 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크 - Google Patents

해양구조물 설치용 자동이탈식 후크 Download PDF

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KR101493486B1
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이성오
김경만
구정본
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(주)지오시스템리서치
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Abstract

이 발명은 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박 등에 탑재된 크레인을 이용하여 계측장치나 구조물을 해저면에 설치함에 있어, 계측장치나 구조물의 설치에 사용된 크레인용 후크의 분리 및 회수가 용이하도록 한 것이다.
특히, 이 발명은 계측장치나 구조물의 설치가 완료되면, 크레인용 후크가 부력에 의해 자연적으로 분리되어 수면으로 상승되도록 함으로써, 계측장치나 구조물의 설치를 위하여 다이버를 수중으로 투입하지 않고, 선상에서의 작업만으로 해저면에 설치할 수 있다.
또한, 이 발명은 계측장치나 구조물을 해저면에 설치함에 있어, 수중에서의 환경적 요인이나 작업자의 실수에 의한 계측장비나 구조물의 유실 및 파손 등을 미연에 방지할 수 있다.
따라서, 해양과학분야, 특히 해저용 측정장치 및 해저구조물 분야는 물론, 이와 관련된 분야 등 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Description

해양구조물 설치용 자동이탈식 후크{Automatic separation type hook for mount of offshore structures}
이 발명은 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박 등에 탑재된 크레인을 이용하여 계측장치나 구조물을 해저면에 설치함에 있어, 계측장치나 구조물의 설치에 사용된 크레인용 후크의 분리 및 회수가 용이하도록 한 것이다.
특히, 이 발명은 계측장치나 구조물의 설치가 완료되면, 크레인용 후크가 부력에 의해 자연적으로 분리되어 수면으로 상승되도록 함으로써, 계측장치나 구조물의 설치를 위하여 다이버를 수중으로 투입하지 않고, 선상에서의 작업만으로 해저면에 설치할 수 있는 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크에 관한 것이다.
해양에서 일어나는 여러 가지 현상을 과학적으로 연구하기 위하여, 다양한 계측장비나 구조물 등을 이용하게 되며, 해양을 관측하기 위해서는 다양한 종류의 계측장비 등을 해상의 선박(관측선)에서 크레인을 이용하여 해저면으로 내렸다가 관측이 종료되면 회수하게 된다.
이때, 해당 장비를 해저면에 설치하기 위해서는, 작업자가 선상에서 크레인의 후크에 해당 장비를 연결한 후, 크레인을 이용하여 해당 장비를 내려 해저면에 안착시킨후, 다이버의 작업에 의해 해당 장비에 연결된 크레인용 후크를 분리하는 작업을 수행하게 된다.
그러나, 이와 같은 작업방식은 장비들을 설치할 때마다, 다이버가 수중에 투입되어야 하므로, 그만큼 다이버가 위험에 노출된다는 문제점이 있다.
이에, 다이버를 수중으로 투입하지 않고서도, 계측장비나 구조물을 해저면에 설치할 수 있는 방법이 필요하였다.
하기의 선행기술문헌인 대한민국 등록특허공보 제10-0812574호 '중량물 투하분리용 후크장치'(이하, '선행기술'이라함)는, 갈고리에 연결된 중량물의 투하 또는 분리를 용이하게 할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 선행기술은 중량물을 투하하고자 하는 경우, 작동로프를 당겨 고정수단의 고정을 해제하면, 갈고리가 회동하면서 중량물로부터 분리되도록 구성되어 있다.
그러나, 선행기술의 경우, 수중에서의 환경적 요인이나 작업자의 실수로 인해 작동로프에 의도하지 않은 힘이 가해지게 되면, 원하지 않는 위치에서 중량물이 분리될 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 선행기술은 중량물을 수중에서 하강시키는 과정에서 작동로프가 지지케이블이나 중량물 등에 걸리거나 엉키게 되는 경우가 발생할 수 있으며, 이러한 경우 작동로프를 당기더라도 갈고리가 분리되지 않는다는 문제점도 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-0812574호 '중량물 투하분리용 후크장치'
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 이 발명은 계측장치나 구조물을 해저면에 설치함에 있어, 수중에서의 환경적 요인이나 작업자의 실수에 의해 발생될 수 있는 문제점들을 미연에 방지하고 안정적으로 해저면에 안착시킬 수 있는 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크를 제공하는데 목적이 있다.
이에, 이 발명은 계측장치나 구조물의 설치가 완료되면, 크레인용 후크가 부력에 의해 자연적으로 분리되어 수면으로 상승되도록 함으로써, 계측장치나 구조물의 설치에 사용된 크레인용 후크의 분리 및 회수가 용이하도록 한 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크를 제공하는데 목적이 있다.
특히, 이 발명은 후크를 이탈시키기 위하여, 별도의 구성을 추가하지 않고, 계측장치나 구조물의 하중과 크레인와이어의 인장력에 의해, 하강시 후크가 견고하게 연결지지될 수 있도록 하고, 하강완료시 자연스럽게 분리될 수 있도록 한 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 이 발명에 따른 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크는, 해저면에 설치되는 해양구조물의 연결고리에 이탈가능하게 걸려지도록 'C'형상으로 형성되며, 적어도 일부의 내부에 부력발생부가 형성된 몸체; 및 상기 몸체의 상부에 연결되어 상기 구조물을 수중으로 침강시키는 크레인와이어;를 포함하며, 상기 부력발생부는, 상기 몸체의 중심을 기준으로, 상기 몸체의 하부에서 측면 및 상부로 이어져 곡선형태로 형성되고, 하부에서 상부방향을 따라 점차적으로 커지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 몸체는, 일측 종단부에 상기 크레인와이어가 연결되고, 다른 일측종단부에 외측으로 절곡된 첨두부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 첨두부는, 상기 몸체의 중심보다 낮은 높이로 형성될 수 있다.
삭제
또한, 상기 몸체는, 내부의 적어도 일부에 제1 부력발생부가 형성된 제1 회동몸체; 내부의 적어도 일부에 제2 부력발생부가 형성된 제2 회동몸체; 및 상기 제1 회동몸체 및 제2 회동몸체와 힌지축에 의해 축결합되며, 상부에 상기 크레인와이어가 연결되는 와이어연결구;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 회동몸체의 하부종단부에는 받침부가 형성되고, 상기 제2 회동몸체의 하부종단부에는 상기 받침부에 밀착되는 거치부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 받침부에는 적어도 하나의 안착홈이 형성되고, 상기 거치부에는 상기 안착홈에 대응되는 거치돌기가 형성될 수 있다.
또한, 상기 안착홈 및 거치돌기 중 적어도 하나는, 적어도 일부에 미끄럼방지패드가 구성될 수 있다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 이 발명은 선박 등에 탑재된 크레인을 이용하여 계측장치나 구조물을 해저면에 설치함에 있어, 계측장치나 구조물의 설치에 사용된 크레인용 후크의 분리 및 회수가 용이하도록 하는 장점이 있다.
특히, 이 발명은 계측장치나 구조물을 해저면에 설치함에 있어, 수중에서의 환경적 요인이나 작업자의 실수에 의한 계측장비나 구조물의 유실 및 파손 등을 방지할 수 있는 장점이 있다.
이에, 이 발명은 계측장치나 구조물을 안정적으로 해저면에 안착시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 이 발명은 계측장치나 구조물의 하중과 크레인와이어의 인장력 및 후크의 부력 등, 자연적으로 발생되는 힘을 이용하여, 계측장치나 구조물의 설치 및 후쿠의 분리와 회수가 가능하도록 함으로써, 별도의 구성을 추가하지 않고서도 계측장치나 구조물을 설치할 수 있는 장점이 있다.
또한, 이 발명은 다이버를 수중으로 투입하지 않고, 선상에서의 작업만으로 계측장치나 구조물을 해저면에 설치할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 해양과학분야, 특히 해저용 측정장치 및 해저구조물 분야는 물론, 이와 관련된 분야 등 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 이 발명에 따른 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크에 대한 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 측면도이다.
도 3은 도 1의 자동이탈식 후크가 동작되는 과정을 설명하는 도면이다.
도 4는 이 발명에 따른 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크에 대한 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도4의 결합상태도이다.
도 6은 도 4에 나타난 제1 회동몸체를 설명하는 사시도이다.
도 7은 도 4에 나타난 제2 회동몸체를 설명하는 사시도이다.
도 8은 도 4의 자동이탈식 후크가 동작되는 과정을 설명하는 도면이다.
이 발명에 따른 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 이 발명에 따른 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크에 대한 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 측면도이다.
도 1을 참조하면, 자동이탈식 후크(A)는 일측 종단부가 크레인와이어(W)와 연결되는 몸체(100), 몸체(100)의 내부에 형성되는 부력발생부(200) 및 몸체(100)의 다른 일측종단부에 형성되는 첨두부(300)를 포함할 수 있다.
몸체(100)는 해저면에 설치되는 해양구조물(해양 계측장비 등의 다양한 중량체를 포함함)의 연결고리에 이탈가능하게 걸려지도록 형성되며, 내부의 적어도 일부에 부력발생부(200)가 형성된다.
도 1에서, 몸체(100)는 'C'형상으로 형성되어, 일측 종단부(도 1에서 상부종단부)에 크레인와이어(W)가 연결될 수 있으며, 몸체(100)에 크레인와이어(W)가 직접 연결된 것으로 나타내었으나, 당업자의 요구에 따라 몸체(100)와 크레인와이어(W)가 별도의 연결구로 연결될 수 있으며, 몸체(100) 또한 다양한 형상으로 변형이 가능함은 물론이다.
부력발생부(200)는 몸체(100)의 내부에 형성되는 것으로, 몸체(100)가 구조물로부터 용이하게 분리되도록 하기 위하여, 도 3에 나타난 바와 같이 회동되는 몸체(100)의 중심을 기준으로, 도 2에 나타난 바와 같이 하부에서 측면을 따라 상부로 이어지도록 형성함으로써, 도 2의 박스형화살표와 같이 측면방향으로의 부력형성을 유도할 수 있다.
이와 같은, 측면방향으로의 부력유도에 의해, 이 발명의 자동이탈식 후크(A)의 분리가 자연스럽게 이루어질 수 있다.
또한, 측면방향으로의 부력유도를 보다 향상시키기 위하여, 도 2에 나타난 바와 같이 하부에서 상부방향을 따라 점차적으로 커지도록 부력발생부(200)를 형성할 수 있다.
도 1 및 도2에서, 크레인와이어(W)는 몸체(100)의 상부에 연결되어, 몸체(100)가 연결된 구조물(도시하지 않음)을 수중으로 침강시키기 위한 것으로, 크레인와이어(W)와 몸체(100)를 결합하는 방법 빛 구조에 대해서는 특별한 것으로 한정하지 않는다.
첨두부(300)는 몸체(100)의 다른 일측종단부(도 1에서 좌측하부)에 점차적으로 좁아지도록 형성되는 것으로, 몸체(100)가 구조물로부터 용이하게 분리될 수 있도록 하기 위하여, 외측으로 절곡되도록 형성될 수 있다.
특히, 첨두부(300)는 도 2에 나타난 바와 같이, 몸체(100)의 하부에서 중심까지의 높이(H1)에 비하여 낮은 높이(H2)로 형성되도록 함으로써, 몸체(100)가 구조물로부터 보다 용이하게 분리되도록 할 수 있다.
도 3은 도 1의 자동이탈식 후크가 동작되는 과정을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 자동이탈식 후크(a)의 몸체(100)에 구조물의 연결고리(C)가 연결된 상태에서, 크레인와이어(W)를 풀어(도 3의 (a)에서 실선화살표) 구조물을 침강시킬 수 있다.
이때, 크레인와이어(W)의 인장력과 구조물의 하중에 의해 도 3의 (a)와 같은 힘(박스형 화살표)이 발생하여, 구조물이 안정적으로 몸체(100)에 지지될 수 있다.
이후, 구조물이 해저면에 안착되면, 도 3의 (b)와 같이 크레인와이어(W)의 풀림(도 3의 (b)에서 실선화살표)에 의해 인장력이 사라지면서, 크레인와이어(W)의 하중에 의해 몸체(100)의 상부를 하부방향으로 누르게 된다.
이에, 몸체(100)가 구조물의 연결고리(C)를 중심으로 일정각도로 회전하게 되고, 측면방향으로 부력(도 3의 (b)에서 박스형화살표)이 발생하게 된다.
그리고, 도 3의 (C)와 같이, 자동이탈식 후크(A)의 몸체(100)가 구조물의 연결고리(C)로부터 완전히 이탈될 수 있으며, 이탈된 자동이탈식 후크(A)는 부력에 의해 수면으로 상승할 수 있다.
따라서, 이 발명은 해양구조물의 설치가 완료된 크레인용 후크가, 부력에 의해 자연적으로 분리되어 수면으로 상승되도록 하여, 분리 및 회수가 용이하도록 할 수 있다.
도 4는 이 발명에 따른 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크에 대한 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도4의 결합상태도이다.
도 4를 참조하면, 자동이탈식 후크(A)는 제1 회동몸체(110), 제2 회동몸체(120) 및 와이어연결구(130)를 포함할 수 있다.
제1 회동몸체(110) 및 제2 회동몸체(120)는 내부의 적어도 일부에 제1 부력발생부(210) 및 제2 부력발생부(220)가 각각 형성되며, 와이어연결구(130)와 힌지회동가능하도록 결합될 수 있다.
와이어연결구(130)는 제1 회동몸체(110) 및 제2 회동몸체(120)와 힌지축(131)에 의해 축결합되며, 상부에 크레인와이어(W)가 연결될 수 있다.
그리고, 제1 회동몸체(110) 및 제2 회동몸체(120)는 서로 마주보도록 구성될 수 있으며, 하부종단부가 서로 끼워지도록 구성될 수 있다.
도 4에서, 제1 회동몸체(110)의 하부종단부에는 받침부(310)가 형성될 수 있고, 제2 회동몸체(120)의 하부종단부에는 받침부(310)에 밀착되는 거치부(320)가 형성될 수 있다.
따라서, 도 5에 나타난 바와 같이, 제1 회동몸체(110)의 받침부(310)에 제2 회동몸체(120)의 거치부(320)가 끼워지도록 놓여질 수 있으며, 거치부(320)의 상부에 구조물의 연결고리(C)가 걸려지게 되면, 거치부(320)와 받침부(310)의 곡면형상 및 구조물의 하중에 의해 거치부(320)와 받침부(310)의 결합상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
이때, 거치부(320)와 받침부(310)의 형성폭(도 4 및 도 5에서는 우측하부에서 바라본 상태에서의 폭)이 과도하게 좁을 경우, 구조물의 하중에 의해 제1 회동몸체(110) 및 제2 회동몸체(120)가 지지되지 못하고 그대로 분리될 수 있다.
또한, 거치부(320)와 받침부(310)의 형성폭이 과도하게 넓을 경우(예를 들어, 회동몸체의 측면이나 상부까지 형성될 경우), 구조물의 하중에 의한 지지는 안정적으로 이루어질 수 있으나, 구조물 설치후 분리가 원활하지 못할 수 있다.
따라서, 거치부(320)와 받침부(310)의 형성폭은, 제1 회동몸체(110) 및 제2 회동몸체(120)의 하부곡면형상 및 설치될 구조물의 하중에 따라, 구조물의 침강시에 대한 안정성 및 설치후 원활한 분리를 확보하기 위하여, 당업자에 의해 적절히 조절될 수 있다.
도 6은 도 4에 나타난 제1 회동몸체를 설명하는 사시도이고, 도 7은 도 4에 나타난 제2 회동몸체를 설명하는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 제1 회동몸체(110)의 받침부(310)에는 적어도 하나의 안착홈(311)이 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제2 회동몸체(120)의 거치부(320)에는 안착홈(311)에 대응되는 거치돌기(321)가 형성될 수 있다.
따라서, 받침부(310)의 안착홈(311)에 거치부(320)의 거치돌기(321)가 끼워지면서, 제1 회동몸체(110) 및 제2 회동몸체(120)가 서로 결합될 수 있다.
또한, 이 발명은 안착홈(311) 및 거치돌기(320) 중 적어도 하나에 대하여, 저면 및 측면 중 적어도 일부에 미끄럼방지패드(322)를 구성할 수 있다.
이러한 미끄럼방지패드(322)는 구조물의 하중이 가해지는 동안, 제1 회동몸체(110) 및 제2 회동몸체(120)의 결합구조가 보다 안정적으로 유지될 수 있도록 할 수 있다.
도 8은 도 4의 자동이탈식 후크가 동작되는 과정을 설명하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 자동이탈식 후크(a)의 몸체(100)에 구조물의 연결고리(C)가 연결된 상태에서, 크레인와이어(W)를 풀어(도 8의 (a)에서 실선화살표) 구조물을 침강시킬 수 있다.
이때, 크레인와이어(W)의 인장력과 구조물의 하중에 의해 도 8의 (a)와 같은 힘(박스형 화살표)이 발생하여, 구조물이 안정적으로 제1 회동몸체(110)의 받침부(310) 및 제2 회동몸체(120)의 거치부(320)가 결합된 부분에서 안정적으로 지지될 수 있다.
이후, 구조물이 해저면에 안착되면, 크레인와이어(W)의 인장력이 사라지면서, 도 8의 (b)와 같이 부력(도 8의 (b)에서 박스형화살표)에 의하여, 제1 회동몸체(110) 및 제2 회동몸체(120)가 각각 회동되면서 구조물의 연결고리(C)로부터 분리될 수 있다.
그리고, 도 8의 (C)와 같이, 자동이탈식 후크(A)의 제1 회동몸체(110) 및 제2 회동몸체(120)가 구조물의 연결고리(C)로부터 완전히 이탈되어 부력에 의해 수면으로 상승할 수 있다.
따라서, 이 발명은 해양구조물의 설치가 완료된 크레인용 후크가, 부력에 의해 자연적으로 분리되어 수면으로 상승되도록 하여, 분리 및 회수가 용이하도록 할 수 있다.
이상에서 이 발명에 의한 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크에 대하여 설명하였다. 이러한 이 발명의 기술적 구성은 이 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 이 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.
A : 자동이탈식 후크
100 : 몸체
110 : 제1 회전몸체 120 : 제2 회전몸체
130 : 와이어연결구 131 : 힌지축
200 : 부력발생부
210 : 제1 부력발생부 220 : 제2 부력발생부
300 : 첨두부
310 : 받침부 311 : 안착홈
320 : 거치부 321 : 거치돌기
322 : 미끄럼방지패드
W : 와이어

Claims (8)

  1. 해저면에 설치되는 해양구조물의 연결고리에 이탈가능하게 걸려지도록 'C'형상으로 형성되며, 적어도 일부의 내부에 부력발생부가 형성된 몸체; 및
    상기 몸체의 상부에 연결되어 상기 구조물을 수중으로 침강시키는 크레인와이어;를 포함하며,
    상기 부력발생부는,
    상기 몸체의 중심을 기준으로,
    상기 몸체의 하부에서 측면 및 상부로 이어져 곡선형태로 형성되고,
    하부에서 상부방향을 따라 점차적으로 커지도록 형성된 것을 특징으로 하는 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체는,
    일측 종단부에 상기 크레인와이어가 연결되고,
    다른 일측종단부에 외측으로 절곡된 첨두부가 형성된 것을 특징으로 하는 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 첨두부는,
    상기 몸체의 중심보다 낮은 높이로 형성된 것을 특징으로 하는 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체는,
    내부의 적어도 일부에 제1 부력발생부가 형성된 제1 회동몸체;
    내부의 적어도 일부에 제2 부력발생부가 형성된 제2 회동몸체; 및
    상기 제1 회동몸체 및 제2 회동몸체와 힌지축에 의해 축결합되며, 상부에 상기 크레인와이어가 연결되는 와이어연결구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 회동몸체의 하부종단부에는 받침부가 형성되고,
    상기 제2 회동몸체의 하부종단부에는 상기 받침부에 밀착되는 거치부가 형성된 것을 특징으로 하는 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 받침부에는 적어도 하나의 안착홈이 형성되고,
    상기 거치부에는 상기 안착홈에 대응되는 거치돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 안착홈 및 거치돌기 중 적어도 하나는,
    적어도 일부에 미끄럼방지패드가 구성된 것을 특징으로 하는 해양구조물 설치용 자동이탈식 후크.
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