KR101505606B1 - 터렛의 로테이팅 테스트 장치 - Google Patents

터렛의 로테이팅 테스트 장치 Download PDF

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삼성중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 터렛의 로테이팅 테스트 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 다르면, 선박의 선체에 회전 가능하게 설치되는 터렛이 상기 선체에 대하여 회전될 때, 상기 터렛의 주변부에 제공되어 상기 터렛의 측면 위치 및 평면 위치의 변위량을 계측하는 계측유닛을 포함하고, 상기 계측유닛은, 기 설정된 높이에서 상기 터렛의 측면 위치의 변위량을 측정하는 수평계측기; 및 상기 터렛의 회전 중심으로부터 반경 방향으로 이격되어 배치되고, 상기 터렛의 평면 위치를 측정하는 수직계측기를 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치를 제공할 수 있다.

Description

터렛의 로테이팅 테스트 장치{APPARATUS FOR ROTATING TEST OF TURRET}
본 발명은 터렛의 로테이팅 테스트 장치에 관한 것이다.
해저에서 가스 또는 원유를 시추하는 시추선(drill ship)이나 LNG-FPSO(부유식 원유생산 하역 저장설비)는 시추를 보조하기 위한 터렛(turret)을 구비하고 있다. 터렛은 보통 선박의 한쪽 선단부, 통상 선수부에 마련된 수직 개구부를 포함하는 문풀(moon pool)에 장착되고, 체인 등에 의해 해저의 광구 플랫폼(subsea well platform)에 고정되어 선박을 계류하게 된다.
또한, 터렛은 선박이 터렛을 중심축으로 하여 상대적인 회전이 가능하도록 선박에 설치되어, 시추작업을 하는 동안 광구 플랫폼으로부터 선박으로의 가스 또는 원유의 이송을 위한 안정적이고 연속적인 이송경로를 제공한다.
즉, 해상의 선박이 가스 또는 원유가 이송되는 동안 바람, 파도 또는 조류에 의해 유동하는 경우에도 선박이 고정된 터렛을 중심축으로 하여 자유롭게 회전할 수 있게 하여, 선박의 유동에 상관없이 가스 또는 원유가 고정된 터렛 내부의 튜브 등을 통하여 안정적으로 이송될 수 있도록 하는 것이다. 이때, 터렛을 중심으로 선박이 회전하도록 하는 구조의 일 예는, 선체의 문풀에 설치된 베어링이 터렛의 측벽과 미끄럼 접촉하도록 구성되어 터렛이 회전 가능하도록 하는 것이다.
이러한 터렛을 선박에 설치하기 위해, 터렛을 문풀의 개구부로 삽입한 후에 터렛을 회전시켜 보는 로테이팅 테스트(rotating test)가 이루어지게 된다. 터렛의 로테이팅 테스트는 터렛 상부에 배치되는 스위블(Swivel)을 지지하는 페데스탈(Pedestal)의 회전 성능을 검증하고, 스위블이 조립되는 페데스탈의 조립면에 대하여 필요한 기계 가공량을 설정한 후 기계가공을 수행함으로써, 선주가 요구하는 페데스탈과 스위블의 흔들림 공차를 만족시키기 위함이다.
한편, 터렛의 로테이팅 테스트시 다이얼 게이지(Dial Gauge)를 이용하여 터렛의 형상에 의해 터렛이 회전하면서 다이얼 게이지를 누름에 따라 발생하는 변위를 측정하였다. 이때, 선체의 터렛 주변부의 기 설정된 측정 위치에 다이얼 게이지를 설치하고, 터렛을 일정 각도 회전시킨 후 정지한 상태에서 사람이 직접 게이지가 설치된 위치로 찾아 들어가서 육안으로 게이지 눈금을 확인하고, 다시 일정 각도로 회전을 시키는 과정을 반복하였다.
그런데, 이러한 종래의 방법은 회전이 연속적으로 이루어지지 않고 일정 각도마다 게이지 눈금을 확인하기 위해 정지시켜야 하므로 테스트 시간이 길어지고, 측정하는 과정이 매우 불편하다는 단점이 있다.
또한, 사람이 터렛 측으로 직접 찾아 들어가서 게이지를 확인해야 하므로, 안전 사고의 위험이 높다는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 터렛을 회전시키면서 연속적으로 회전을 시키면서 변위량을 계측할 수 있는 터렛의 로테이팅 테스트 장치를 제공하고자 한다.
또한, 사람이 터렛 측으로 직접 찾아 들어가서 게이지를 확인할 필요가 없어서 안전 사고의 위험이 억제되는 터렛의 로테이팅 테스트 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 선박의 선체에 회전 가능하게 설치되는 터렛이 상기 선체에 대하여 회전될 때, 상기 터렛의 주변부에 제공되어 상기 터렛의 측면 위치 및 평면 위치의 변위량을 계측하는 계측유닛을 포함하고, 상기 계측유닛은, 기 설정된 높이에서 상기 터렛의 측면 위치의 변위량을 계측하는 수평계측기; 및 상기 터렛의 회전 중심으로부터 반경 방향으로 이격되어 배치되고, 상기 터렛의 평면 위치의 변위량을 계측하는 수직계측기를 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 수평계측기는, 상기 터렛의 스위블이 조립되는 페데스탈의 조립부의 측면 위치의 변위량을 계측하는 상부수평계측기; 및 상기 터렛의 상기 페데스탈을 지지하는 상부 덱의 하측에 위치하는 상기 터렛의 둘레부의 측면 위치의 변위량을 계측하는 하부수평계측기를 포함하고, 상기 수직계측기는, 상기 터렛의 스위블이 조립되는 페데스탈의 조립부의 평면 위치의 변위량을 계측하는 상부수직계측기; 및 상기 페데스탈을 지지하는 상부 덱의 평면 위치의 변위량을 계측하는 하부수직계측기를 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 하부수평계측기, 상기 상부수직계측기 및 상기 하부수직계측기중 적어도 하나는 복수 개로 제공되는 터렛의 로테이팅 테스트 장치가 제공될 수 있다.
또한. 상기 계측유닛은, 상기 터렛의 상부면에 대하여 수평 방향으로 배치되고, 상기 수평계측기 및 상기 수직 계측기 중 적어도 일부를 지지하는 수평지지대; 및 상기 수평지지대를 상기 선체에 대하여 지지하고, 상기 수평계측기 및 상기 수직 계측기를 지지하는 수직지지대를 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 계측유닛과 연결되고, 상기 계측유닛에서 계측된 값을 근거로 상기 터렛의 자세를 계산하여 출력하는 전산유닛을 더 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 전산유닛은, 상기 계측유닛에서 계측된 값을 전달받는 데이터 수집부; 상기 데이터 수집부로 전달된 값을 처리하여 결과값을 도출하는 데이터 처리부; 및 상기 데이터 처리부에서 도출된 결과값을 디스플레이 화면으로 출력하는 출력부를 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 전산유닛은, 상기 데이터 수집부로 전달된 값을 저장하는 데이터 저장부를 더 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 전산유닛은, 상기 데이터 처리부에서 도출된 결과값을 전달받고, 상기 터렛이 상기 선체에 대하여 소정 거리 이하로 근접하는 경우에는 작업자에게 위험 신호를 내보내는 알람부를 더 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 터렛은 상기 선체에 형성된 개구부에 대하여 소정 간격만큼 이격되도록 상기 개구부에 삽입 설치되고, 상기 출력부에 의해 출력되는 디스플레이는 상기 터렛이 상기 선체에 대하여 회전하면서 상기 개구부에 대한 거리를 시각적으로 실시간으로 표시하는 간격표시를 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 간격표시는 환형의 띠 형상으로 형성되고, 상기 환형의 띠의 둘레를 따라 소정 각도마다 각도가 표시되고, 상기 간격표시에 표시된 각도는 상기 개구부의 둘레를 따라 소정 각도마다 마킹되는 각 지점의 위치를 의미하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 출력부의 디스플레이는, 상기 간격표시의 중심에 표시되고, 상기 개구부의 중심을 나타내는 중심점 마크; 및 상기 간격표시의 내부에 표시되고, 상기 데이터 처리부에서 계산된 상기 터렛의 회전축의 상기 개구부의 중심에 대한 상대적인 위치를 나타내는 회전축 마크를 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, LVDT(Linear Variable Differential Transformer)를 이용하여 회전이 진행되는 동안에도 실시간으로 측정이 가능하므로, 연속적인 회전이 가능하여 테스트 시간이 종래에 비하여 획기적으로 단축된다는 효과가 있다.
또한, 계측 장치가 터렛 주변부에 설치되어 자동으로 측정하므로, 사람이 터렛 측으로 직접 찾아 들어가서 게이지를 확인할 필요가 없어서 안전 사고의 위험이 억제된다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터렛 로테이팅 테스트 장치가 선체에 적용된 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 터렛 로테이팅 테스트 장치가 적용된 선체를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1의 터렛 로테이팅 테스트 장치를 구성하는 구성요소들의 연결 관계를 도시한 블록도이다.
도 4는 도 1의 터렛 로테이팅 테스트 장치에 의해 이루어진 로테이팅 테스트의 결과값이 출력부를 통해 실시간으로 디스플레이되는 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터렛 로테이팅 테스트 장치가 선체에 적용된 모습을 도시한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터렛 로테이팅 테스트 장치가 선체에 적용된 모습을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 터렛 로테이팅 테스트 장치가 적용된 선체를 도시한 평면도이며, 도 3은 도 1의 터렛 로테이팅 테스트 장치를 구성하는 구성요소들의 연결 관계를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 터렛의 로테이팅 테스트 장치가 적용되는 터렛(10)은 선박의 선체(1)에 형성된 수직 개구부를 포함하는 문풀(Moon Pool)에 삽입되어 선체(1)에 설치된다. 터렛(10)은 베어링 등을 통해 선체(1)에 지지되어 회전 가능하도록 설치된다. 이때 터렛(10)의 베어링 등에 의해 지지되는 부분은 터렛(10)의 설계에 따라 임의로 설정될 수 있지만, 본 실시예에서는 터렛(10)의 상부 덱(deck, 12)이 터렛(10)의 다른 부분보다 직경이 크게 형성되어 문풀의 상측에 걸쳐질 수 있는 경우를 예로 들어 설명하며, 상부 덱(12)의 하측에 베어링 등이 제공되어 선체(1)에 대하여 지지될 수 있다.
또한, 해저로부터 라이저를 통해 추출된 기름 등의 자원이 선체(1)로 공급되는 터렛(10) 내부의 유로와 연결되고 터렛(10)이 선체(1)에 대하여 회전하더라도 상기 유로로부터 상기 자원을 문제 없이 공급될 수 있도록 하는 스위블(Swivel)이 터렛(10)의 상측에 배치되는데, 이러한 스위블을 지지하는 페데스탈(14)이 상부 덱(12)의 상측에 제공될 수 있다.
본 실시예에 따른 터렛의 로테이팅 테스트 장치는 터렛(10)이 회전할 때 상기 터렛(10)의 상부 덱(12)과 페데스탈(14)의 각 지점에 대하여 설정된 높이에서 터렛(10)의 측면 위치의 변위량을 측정하고, 터렛(10)의 회전 중심으로부터 반경 방향으로 소정 거리만큼 이격된 위치에서 터렛(10)의 평면 위치를 측정한 후, 이를 토대로 선체(1)에 설치된 터렛(10)의 회전 상태를 간접적으로 점검할 수 있는 실험 결과값을 도출하도록 제공될 수 있다. 이때, 터렛(10)의 측면 위치는 터렛(10)의 외주면이 상기 문풀로부터 이격된 상대적인 위치를 의미하고, 평면 위치는 상부 덱(12)의 상면 또는 하면과 페데스탈(14)의 상면의 각 지점에서의 높이를 의미한다(만약, 터렛(10)의 중심축이 문풀의 중심축에 대하여 기울어진 경우에는 상부 덱(12)의 상면 또는 하면과 페데스탈(14)의 상면의 각 지점에서 높이가 상이할 것이다).
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 터렛의 로테이팅 테스트 장치는 터렛(10)의 주변부의 각 지점에서 측면 위치 및 평면 위치의 변위량을 측정하는 계측유닛(100) 및 계측유닛(100)에서 측정된 값을 근거로 터렛(10)의 자세를 계산하여 출력하는 전산유닛(200)을 포함할 수 있다.
계측유닛(100)은 선체(1) 상의 터렛(10) 주변부에 임시로 설치되고, 터렛(10)의 측면 위치 및 평면 위치의 변위량을 측정하는 복수 개의 계측기(110, 120, 130, 140)를 포함할 수 있다. 복수 개의 계측기(110, 120, 130, 140)는 일 예로 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)일 수 있으나, 본 발명의 사상이 계측기(110, 120, 130, 140)의 종류에 한정되는 것은 아니다. 다만, LVDT를 사용하는 경우에는 매우 미세한 단위까지 측정이 가능하며, 실시간으로 측정이 가능하다는 장점이 있다.
여기서, LVDT란 자기적 소자(Magnetic element) 변환 방식을 사용하는 변위 측정 센서의 일종으로, 기계적 변위가 1차측 코일과 2차측 코일 사이에서 발생하는 자속의 변화, 즉, 상호 인덕턴스를 변화시키는 트랜스듀서로서, 대상 물체의 변위를 측정하는 데 사용되는 것이다.
구체적으로, LVDT는 측정하려는 물체의 표면에 측정점을 두고 상기 측정점에 센싱 팁이 맞닿도록 고정된 다음, 측정 물체가 센서를 향해 이동하면 측정 물체에 의해 센싱 팁이 눌리는 정도를 해당 지점에서의 측면 위치 또는 평면 위치의 변위량으로서 출력할 수 있고, 반대로 측정 물체가 센서로부터 멀어지면 센서 내부에 제공되고 상기 센싱 팁과 연결되는 탄성 부재에 의해 센싱 팁이 측정 물체의 이동에 따라 함께 돌출됨으로써 돌출된 길이만큼을 반대방향 변위량으로서 출력할 수 있다.
계측기(110, 120, 130, 140)는 연속적으로 회전하는 터렛(10)의 주변부의 기 설정된 각 지점에 설치되어 터렛(10)의 측면 위치 및 평면 위치의 변위량을 측정하고, 측정된 값을 전산유닛(200)으로 보낸다. 이때, 터렛(10)의 중심축이 상기 문풀의 중심축과 정확히 일치하지 않고 미세하게 틀어진 경우에는 터렛(10)이 연속적으로 회전을 할 때, 계측기(110, 120, 130, 140)가 설치된 각 지점에서의 터렛(10)의 측면 위치 및 평면 위치가 미세하게 변하게 되는데, 이를 터렛(10)의 측면 위치와 평면 위치의 변위량이라고 정의할 수 있다.
계측유닛(100)은 터렛(10)의 상부면에 대하여 수평 방향으로 연장하듯이 배치되는 수평지지대(102) 및 수평지지대(102)를 터렛(10) 주변부의 선체(1) 상부면과 연결하도록 배치되어 수평지지대(102)를 지지하는 수직지지대(104)를 포함할 수 있다. 수평지지대(102)와 수직지지대(104)는 일 예로 빔 형상일 수 있고, 복수 개의 계측기(110, 120, 130, 140)가 설치되는 지그로서 제공될 수 있다. 수평지지대(102)는 페데스탈(14)의 상면으로부터 상측으로 소정 간격 이격되도록 배치될 수 있으며, 도2에 도시된 바와 같이 위에서 보았을 때 X자를 그리도록 두 개의 빔이 서로 교차되게 배치될 수 있다. 또한, 수직지지대(104)는 수평지지대(102)의 단부로부터 하측으로 연장되듯이 제공되어 수평지지대(102)를 선체(1)에 대하여 지지할 수 있다.
수평지지대(102) 및 수직지지대(104)에는 적어도 하나의계측기(110, 120, 130, 140)가 소정의 위치에 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 수평지지대(102)에 설치되는 상부수직계측기(110) 및 상부수평계측기(120), 수직지지대(104)에 설치되는 하부수직계측기(130) 및 문풀의 내벽면에 설치되는 하부수평계측기(140)가 제공되는 경우를 예로 들어 도시하나, 본 발명의 사상은 제공되는 계측기의 개수 및 설치 위치에 의해 한정되지는 않고, 제공되는 계측기의 개수 및 설치 위치는 터렛의 형상, 측정이 요구되는 위치 등 상황에 따라 달라질 수 있다.
상부수직계측기(110)는 측정점이 페데스탈(14)의 상면에 위치하여 페데스탈(14)의 상면의 형상에 따른 각 지점의 높이 변화량(페데스탈(14)의 평면 위치의 변위량)을 측정하도록 제공될 수 있다. 또한, 상부수평계측기(120)는 측정점이 페데스탈(14)의 측면에 위치하여, 터렛(10)이 회전할 때 페데스탈(14)의 측면의 형상에 따른 둘레면의 상부수평계측기(120)가 설치된 각 지점에 대한 변위량(페데스탈(14)의 측면 위치의 변위량)을 측정하도록 제공될 수 있다.
하부수직계측기(130)는 상부 덱(12)의 하면에 측정점이 위치하도록 수직지지대(104)의 하측에 배치될 수 있다. 또한, 하부수평계측기(140)는 터렛(10)의 상부 덱(12) 하측에 위치하는 둘레부(16)에 측정점이 위치하도록 문풀의 내부에 배치될 수 있다. 하부수평계측기(140)는 둘레부(16)의 상부에 대응하여 배치되는 제 1 하부수평계측기(142)와, 제 1 하부수평계측기(142)보다 하측에 대응하여 배치되는 제 2 하부수평계측기(144)로 구성될 수 있다. 또한, 터렛(10)이 탑재된 선체(1)가 바다로 진수되어 해수면(S)이 선체(1)의 일정 수준 높이까지 도달한 후에 계측유닛(100)이 선체에 설치되는 경우에는 제 2 하부수평계측기(144)가 해수면(S)보다 높은 위치에 배치될 수 있으며, 해수면(S)에는 닿지 않는 가장 낮은 높이에 위치할 수 있다.
한편, 각 계측기(110, 120, 130, 140)는 터렛(10)의 둘레를 따라 복수 개씩 배치될 수 있으며, 본 실시예에서는 상부수평계측기(120), 하부수직계측기(130), 제 1 하부수평계측기(142) 및 제 2 하부수평계측기(144)가 각각 터렛(10)의 둘레를 따라 4개씩 등간격으로 배치되도록 제공되는 것을 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 사상은 각각의 계측기들의 배치 위치 및 개수에 의해 한정되지 않는다.
상술한 바와 같이 배치되어 터렛(10)의 주변부에 설치되는 계측기(110, 120, 130, 140)는 전산유닛(200)의 데이터 수집부(210)에 연결되어 데이터 수집부(210)로 측정값을 전달할 수 있다. 본 실시예에서는 계측기(110, 120, 130, 140)에서 측정된 값이 데이터 수집부(210)로 전달되는 것을 예로 들어 설명하나, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니고, 작업자가 육안으로 계측기(110, 120, 130, 140)의 게이지를 직접 확인하도록 구성되는 것도 가능하다.
전산유닛(200)은 데이터 수집부(210)에 전달된 계측기(110, 120, 130, 140)의 측정값을 실시간으로 수집하여 저장 및 소정의 알고리즘에 따라 처리하여 회전중인 터렛(10)의 회전 중심축, 기울어진 정도, 터렛(10)의 각 지점에서부터 문풀의 내벽면과의 거리 등 터렛(10)의 현재 상태를 실시간으로 계산하여 작업자가 확인할 수 있도록 출력한다. 구체적으로, 전산유닛(200)은 전술한 데이터 수집부(210) 외에, 데이터 수집부(210)에서 수집된 측정값 데이터를 바탕으로 상기 소정의 알고리즘에 따라 처리하여 결과값을 도출하는 데이터 처리부(220), 데이터 수집부(210)로부터 수집된 측정값을 저장하는 데이터 저장부(230) 및 데이터 처리부(220)에서 도출된 결과값을 디스플레이 화면으로 출력하는 출력부(240)를 포함할 수 있다.
데이터 처리부(220)는 예컨대 소형 내장형 컴퓨터로 이루어질 수 있고, 소정의 알고리즘을 포함하는 프로그램을 내장한 메모리, CPU 등을 구비할 수 있다. 상기 소정의 알고리즘은 데이터 수집부(210)로부터 실시간으로 수집된 측정값 데이터를 입력값으로 하여 전산 처리를 통해 현재 회전중인 터렛(10)의 회전 중심축, 기울어진 정도, 터렛(10)의 각 지점에서부터 문풀의 내벽면과의 거리 등을 결과값으로 산출해내는 알고리즘일 수 있다. 또한, 상기 알고리즘은 일 예로, 다음 식을 통해 터렛(10)이 선체(1)에 대하여 기울어진 각도(Θ)를 구하는 프로세스를 포함할 수 있다.
Figure 112014024889550-pat00001
여기서, S1은 페데스탈(14)의 측면 위치의 변위량을 의미하고, S2는 터렛(10)의 측면 위치 변위량을 의미하며, l은 페데스탈(14)의 측면 위치의 변위량을 측정하는 상부수평계측기(120)와 터렛(10)의 측면 위치의 변위량을 측정하는 하부수평계측기(140)의 높이차를 의미한다.
또한, 상기 소정의 알고리즘은 데이터 처리 관련 분야에 있어서 주지의 기술 상식으로 충분히 도출될 수 있는 것이므로, 더 이상의 자세한 설명은 생략하겠다.
데이터 저장부(230)는 컴퓨터 메모리를 포함하여 데이터 수집부(210)에서 수집된 측정값을 저장하도록 구성될 수 있으며, 경우에 따라서는 데이터 처리부(220)에서 도출된 결과값을 전달받아 저장하도록 구성되는 것도 가능하다. 데이터 저장부(230)에 저장된 데이터는 추후에 로테이팅 테스트의 기록으로서 활용될 수 있으며, 작업자가 원하면 언제든지 열람이 가능하도록 제공될 수 있다.
출력부(240)는 데이터 처리부(220)로부터 결과값을 전달받아 이를 바탕으로 소정의 정제 작업을 거쳐서 터렛(10)의 현재의 자세에 대한 데이터를 디스플레이할 수 있다. 이를 위해, 출력부(240)는 디스플레이를 할 수 있는 모니터 등을 더 포함할 수 있다.
출력부(240)에서 결과값을 디스플레이하는 방식을 도 4을 참조하여 자세히 설명하겠다. 도 4는 도 1의 터렛 로테이팅 테스트 장치에 의해 이루어진 로테이팅 테스트의 결과값이 출력부를 통해 실시간으로 디스플레이되는 모습을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 출력부(240)에 의해 출력되는 결과값의 디스플레이는 터렛(10)이 선체(1)에 대하여 회전하면서, 터렛(10)과 문풀의 개구부 사이의 이격된 거리를 시각적으로 실시간으로 표시하는 간격표시(242)를 포함할 수 있다. 간격표시(242)는 일 예로 환형의 띠 형상으로 형성되고 환형 띠의 테두리를 따라 소정 각도마다 각도 표시가 되어 있을 수 있으며, 상기 소정 각도는, 예컨대 30도일 수 있다. 그러나 본 발명의 사상이 간격표시(242)의 형상에 의해 제한되지는 않는다.
간격표시(242)와 관련하여, 선체(1)의 문풀에는 문풀의 내주면을 따라 0도부터 360도까지 상기 소정 각도마다 마킹될 수 있고, 마킹된 각 지점에 대응되는 위치에 계측기(110, 120, 130, 140)가 배치되어 터렛(10)이 회전할 때 마킹된 각 지점에서의 터렛(10)의 측면 위치 및 평면 위치의 변위량을 측정할 수 있다. 이렇게 측정된 변위량은 마킹된 각 지점에 대응되는 간격표시(242)의 부분에 실시간으로 디스플레이 될 수 있다.
간격표시(242)는 상기 소정 간격마다 분절되어 서로 다른 색상으로 표시 가능하게 구성될 수 있으며, 상기 색상은 초록색, 파란색 및 붉은색의 세 가지 색상일 수 있고, 초록색은 터렛(10)의 외주면이 해당 지점에서 선체(1)의 문풀 내주면과 안전 거리 이상으로 이격되었음을 의미하는 양호표시(242a)일 수 있고, 파란색은 터렛(10)의 외주면이 해당 지점에서 선체(1)의 문풀 내주면과 안전 거리보다는 가깝고, 위험 거리보다는 멀게 이격되었음을 의미하는 근접표시(242b)일 수 있으며, 빨간색은 터렛(10)이 선체(1)의 문풀 내주면과 위험 거리보다도 가깝게 근접하였음을 의미하는 위험표시(242c)일 수 있다.
이때, 상기 위험 거리는 터렛(10)과 선체(1)의 문풀이 그 이하로 근접할 경우에 터렛(10) 및 문풀의 구성품 중 일부라도 충돌에 의해 손상을 입을 가능성이 있는 거리로 설정될 수 있으며, 상기 안전 거리는 위험 거리보다 멀게 임의로 설정된 거리일 수 있다.
상기와 같은 간격표시(242)의 상기 소정 각도로 분절된 각 부분은 해당 각도에 대응되는 문풀의 지점에 대하여 터렛(10)의 외주면이 얼마나 근접하고 있는지를 실시간으로 알 수 있도록 표시됨으로써, 작업자가 터렛(10)을 회전시키면서 터렛(10)의 문풀에 대한 근접도를 실시간으로 모니터링하여 위험한 경우에 회전을 비상 정지시키는 등의 조치를 즉각적으로 취할 수 있다.
그러나 이는 일 예에 불과하며 간격표시(242)에서 표시 가능한 색상에 의해 본 발명의 사상이 한정되는 것은 아니고, 두 가지 또는 네 가지 이상의 색상으로 다양하게 표시되는 것도 가능하며, 색상이 아닌 띠 내부의 서로 다른 패턴이나 서로 다른 명암으로 표시되는 것도 가능하다.
터렛(10)의 이상적인 회전 상태는 터렛(10) 및 페데스탈(14)의 각 측정 지점에서의 측면 위치 및 평면 위치가 일정한 경우(측면 위치 및 평면 위치의 변위량이 0인 경우)를 의미한다.
또한, 이상적인 상태까지는 아니더라도 터렛(10) 및 페데스탈(14)의 형상에 따른 측면 위치와 평면 위치의 변위량이 일정 수준 이하로 유지되는 경우가 터렛(10)의 바람직한 회전 상태라고 정의될 수 있다.
한편, 출력부(240)의 디스플레이는 터렛(10)이 선체(1)에 대하여 얼마나 기울어져 있는지 보여줄 수 있으며, 이를 위해 터렛(10)의 회전축의 위치를 계산하여 디스플레이할 수 있다. 구체적으로, 출력부(240)의 디스플레이는 간격표시(242)의 중심에 표시되고 위치가 고정된 중심점 마크(244)를 포함할 수 있고, 간격표시(242)의 내부에 표시되는 회전축 마크(246)를 포함할 수 있다.
중심점 마크(244)는 문풀의 개구부를 구성하는 원의 중심을 나타낼 수 있으며, 터렛(10)의 회전축이 기울어진 정도를 알 수 있는 기준점으로서 작용할 수 있다. 또한, 회전축 마크(246)는 터렛(10)의 회전축이 위치하는 위치를 나타내는 것으로서, 회전축 마크(246)가 중심점 마크(244)로부터 많이 이격되어 있을수록 터렛(10)의 선체(1)에 대한 기울기가 더 심하다는 것을 의미한다.
회전축 마크(246)의 위치는 터렛(10) 및 페데스탈(14) 주변의 복수 개의 지점에 설치되는 계측기(110, 120, 130, 140)를 통해 터렛(10) 및 페데스탈(14)의 측면 위치 및 평면 위치의 변위량을 동시에 측정함으로써 계산될 수 있다.
스위블(Swivel)이 조립되는 페데스탈(14)의 상부 조립부의 형상이 흔들림 공차를 만족시키지 못하는 경우, 터렛(10)이 선체(1)에 대하여 회전할 때 상기 스위블의 회전축이 터렛(10)의 회전축에 대하여 틀어지게 되어 터렛(10)이 회전할 때 터렛(10)과의 충돌, 비틀림 등으로 인해 스위블을 구성하는 파이프 등의 구성품들이 손상을 입을 수 있고, 손상된 부위로 누출이 발생하여 터렛(10)의 수명을 단축시킬 수 있다. 이를 방지하기 위해 로테이팅 테스트 이후 결과값을 바탕으로 기계가공을 실시하여 페데스탈(14)의 상부 조립부의 흔들림 공차를 만족시키게 된다.
한편, 전산유닛(200)은 터렛(10)이 문풀에 대하여 위험 거리 이하로 근접하는 경우에는 빛 또는 소리 등을 통해서 작업자에게 위험 신호를 내보내는 알람부(250)를 더 포함할 수 있다. 알람부(250)는 데이터 처리부(220)와 연결되어 데이터 처리부(220)로부터 터렛(10)이 문풀과 위험 거리 이하로 근접하였다는 결과값을 전달받으면 즉시 벨소리를 울리거나, 경고등을 점등하는 등의 방식으로 작업자에게 위험 상황을 즉각적으로 알릴 수 있다. 이로써 로테이팅 테스트 과정에서 위험 상황이 닥쳤을 때 작업자가 터렛(10)의 회전을 중지시키는 등 신속하게 대처할 수 있도록 함으로써 사고를 미연에 방지할 수 있다.
알람부(250)는 출력부(240)와도 연결되어 위험 상황을 출력부(240)를 통해 디스플레이 함으로써 알리는 것도 가능하다.
이하에서는 상술한 바와 같은 본 실시예에 따른 터렛 로테이팅 테스트 장치의 작용 및 효과에 대하여 설명하겠다.
선체(1)에 설치된 터렛(10)에 대하여 로테이팅 테스트를 실시할 때, 테스트를 위한 사전 작업으로서 먼저 터렛(10)을 지지하는 베어링의 롤러를 유압 실린더(미도시)를 통해 약 35mm 가량 들어올려서 터렛(10)을 선체(1)로부터 들어올린다. 터렛(10)이 들어올려진 상태에서 터렛(10)에 설치된 회전 장치(미도시)를 통해 터렛(10)이 선체(1)에 대하여 회전될 수 있다. 이때 터렛(10)은 위험 상황이 발생하지 않는 한 연속적으로 회전될 수 있다.
터렛(10)이 회전되는 동안 터렛(10)의 주변부에 배치된 계측유닛(100)에 의해 터렛(10)의 및 페데스탈(14)의 측면 위치 및 평면 위치의 변위량이 실시간으로 측정될 수 있으며, 이렇게 측정된 값은 전산유닛(200)의 데이터 수집부(210)에 전달되어 데이터 저장부(230)에 저장되고, 데이터 처리부(220)로 전달되어 상기 소정의 알고리즘에 의해 터렛(10)의 회전 중심축, 기울어진 정도, 터렛(10)의 각 지점에서부터 문풀의 내벽면과의 거리 등의결과값이 도출될 수 있다.
상기 결과값은 출력부(240)에 의해 시각적으로 표현되어 모니터 등을 통해 디스플레이될 수 있으며, 작업자는 이를 실시간으로 확인하면서 로테이팅 테스트를 수행할 수 있다.
이때, 터렛(10)이 선체(1)에 대하여 심하게 기울어짐으로써 터렛(10)이 위험 거리 이하로 선체(1)에 대하여 근접하는 경우에는 알람부(250)에서 알람을 할 수 있으며, 작업자가 이를 인지하면 터렛(10)의 회전을 멈추는 등의 조치를 취함으로써 사고를 미연에 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 터렛(10)의 로테이팅 테스트 장치는 터렛(10)과 페데스탈(14)의 주변에 설치되는 계측기(110, 120, 130, 140)를 이용하여 터렛(10)의 회전이 진행되는 동안에도 터렛(10) 및 페데스탈(14)의 측면 위치 및 평면 위치의 변위량을 실시간으로 측정 가능하므로, 터렛(10)을 연속적으로 회전시킬 수 있어서 테스트 시간이 종래에 비하여 획기적으로 단축된다는 효과가 있다.
또한, 계측유닛(100)이 터렛 주변부에 설치되어 자동으로 측정하므로, 작업자가 터렛(10) 측으로 직접 찾아 들어가서 게이지를 확인할 필요가 없어서 안전 사고의 위험이 억제된다는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 상술한 실시예와는 다른 실시예에 관하여 도 5를 참조하여 설명하겠다. 또한, 본 실시예에 따른 터렛 로테이팅 테스트 장치는 상술한 실시예에 비하여 계측기들이 배치되는 위치에 있어서의 차이점이 있으므로, 이러한 차이점을 위주로 설명하며, 동일한 내용 및 도면부호는 원용하겠다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터렛 로테이팅 테스트 장치가 선체에 적용된 모습을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 터렛 로테이팅 장치의 계측유닛(300)은 복수 개의 계측기(310, 320)를 포함한다. 계측기(310, 320)는 수평지지대(302)의 상측에서 지지되는 상부수평계측기(310)와 상부 덱(12)의 하측에 제공되는 하부수평계측기(320)로 나누어질 수 있다.
한편, 계측유닛(300)의 수평지지대(302)는 페데스탈(14)의 상면보다 낮고, 상부 덱(12)보다는 높은 높이에 배치될 수 있다. 또한, 수평지지대(302)가 상기 높이에 배치되도록 해당 높이까지만 수직지지대(304)가 선체(1)로부터 연장되어 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 계측기(310, 320)는 터렛(10)의 평면 위치의 변위량을 측정하지 않으므로, 위에서 언급한 실시예에 비하여 계측상의 정확도는 다소 떨어질 수도 있으나, 설치되는 계측기의 개수가 줄어들어서 장치 구성이 간소해진다는 효과가 있으며, 데이터 처리부(220)에 저장된 알고리즘도 처리해야 할 입력값이 줄어듦으로써 더 간소해진다는 장점이 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 터렛의 로테이팅 테스트 장치 및 터렛의 로테이팅 테스트 방법의 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
10: 터렛 12: 상부 덱
14: 페데스탈 16: 둘레부
100, 300: 계측유 102, 302: 수평지지대
104, 304: 수직지지대 110: 상부수직계측기
120, 310: 상부수평계측기
130: 하부수직계측기 140, 320: 하부수평계측기
142: 제 1 하부수평계측기
144: 제 2 하부수평계측기
200: 전산유닛 210: 데이터 수집부
220: 데이터 처리부 230: 데이터 저장부
240: 출력부 242: 간격표시
242a: 양호표시 242b: 근접표시
242c: 위험표시 244: 중심점 마크
246: 회전축 마크 250: 알람부

Claims (11)

  1. 선박의 선체에 회전 가능하게 설치되는 터렛이 상기 선체에 대하여 회전될 때, 상기 터렛의 주변부에 제공되어 상기 터렛의 측면 위치 및 평면 위치의 변위량을 계측하는 계측유닛을 포함하고,
    상기 계측유닛은,
    기 설정된 높이에서 상기 터렛의 측면 위치의 변위량을 계측하는 수평계측기; 및
    상기 터렛의 회전 중심으로부터 반경 방향으로 이격되어 배치되고, 상기 터렛의 평면 위치의 변위량을 계측하는 수직계측기를 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수평계측기는,
    상기 터렛의 스위블이 조립되는 페데스탈의 조립부의 측면 위치의 변위량을 계측하는 상부수평계측기; 및
    상기 터렛의 상기 페데스탈을 지지하는 상부 덱의 하측에 위치하는 상기 터렛의 둘레부의 측면 위치의 변위량을 계측하는 하부수평계측기를 포함하고,
    상기 수직계측기는,
    상기 터렛의 스위블이 조립되는 페데스탈의 조립부의 평면 위치의 변위량을 계측하는 상부수직계측기; 및
    상기 페데스탈을 지지하는 상부 덱의 평면 위치의 변위량을 계측하는 하부수직계측기를 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하부수평계측기, 상기 상부수직계측기 및 상기 하부수직계측기중 적어도 하나는 복수 개로 제공되는 터렛의 로테이팅 테스트 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측유닛은,
    상기 터렛의 상부면에 대하여 수평 방향으로 배치되고, 상기 수평계측기 및 상기 수직 계측기 중 적어도 일부를 지지하는 수평지지대; 및
    상기 수평지지대를 상기 선체에 대하여 지지하고, 상기 수평계측기 및 상기 수직 계측기를 지지하는 수직지지대를 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측유닛과 연결되고, 상기 계측유닛에서 계측된 값을 근거로 상기 터렛의 자세를 계산하여 출력하는 전산유닛을 더 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전산유닛은,
    상기 계측유닛에서 계측된 값을 전달받는 데이터 수집부;
    상기 데이터 수집부로 전달된 값을 처리하여 결과값을 도출하는 데이터 처리부; 및
    상기 데이터 처리부에서 도출된 결과값을 디스플레이 화면으로 출력하는 출력부를 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전산유닛은,
    상기 데이터 수집부로 전달된 값을 저장하는 데이터 저장부를 더 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 전산유닛은,
    상기 데이터 처리부에서 도출된 결과값을 전달받고, 상기 터렛이 상기 선체에 대하여 소정 거리 이하로 근접하는 경우에는 작업자에게 위험 신호를 내보내는 알람부를 더 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 터렛은 상기 선체에 형성된 개구부에 대하여 소정 간격만큼 이격되도록 상기 개구부에 삽입 설치되고,
    상기 출력부에 의해 출력되는 디스플레이는 상기 터렛이 상기 선체에 대하여 회전하면서 상기 개구부에 대한 거리를 시각적으로 실시간으로 표시하는 간격표시를 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 간격표시는 환형의 띠 형상으로 형성되고, 상기 환형의 띠의 둘레를 따라 소정 각도마다 각도가 표시되고,
    상기 간격표시에 표시된 각도는 상기 개구부의 둘레를 따라 소정 각도마다 마킹되는 각 지점의 위치를 의미하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 출력부의 디스플레이는,
    상기 간격표시의 중심에 표시되고, 상기 개구부의 중심을 나타내는 중심점 마크; 및
    상기 간격표시의 내부에 표시되고, 상기 데이터 처리부에서 계산된 상기 터렛의 회전축의 상기 개구부의 중심에 대한 상대적인 위치를 나타내는 회전축 마크를 포함하는 터렛의 로테이팅 테스트 장치.
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