KR101531574B1 - 터렛의 베어링 장착장치 - Google Patents

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Abstract

베어링을 선체의 케이슨에 장착하기 위한 터렛의 베어링 장착장치가 소개된다.
이 터렛의 베어링 장착장치는 베어링을 케이슨의 입구쪽으로 이송시키는 이동대차와, 이동대차로부터 케이슨의 내부공간으로 베어링을 로딩시키거나 케이슨의 내부공간로부터 이동대차로 베어링을 언로딩시키는 착탈수단과, 로딩된 베어링을 케이슨의 내부공간에 고정하기 위한 스토퍼를 포함할 수 있다.

Description

터렛의 베어링 장착장치{APPARATUS FOR MOUNTING BEARING OF TURRET}
본 발명은 터렛의 베어링 장착장치에 관한 것으로, 베어링을 터렛의 케이슨에 손쉽게 장착하고, 베어링의 효율적인 유지/보수가 가능한 터렛의 베어링 장착장치에 관한 것이다.
일반적으로, 시추선이나 FPSO(부유식 원유생산 하역 저장설비)와 같은 부유식 해양구조물은, 해저 파이프에서부터 올라오는 석유, 천연 가스등과 같은 프로덕션(production)을 터렛(turret system)을 통해 올려 받아 저장할 수 있다.
터렛은 체인 등에 의해 해저의 광구 플랫폼(subsea well platform)에 고정되어 부유식 해양구조물을 계류할 수 있다. 이때, 부유식 해양구조물은 터렛을 중심축으로 하여 상대적으로 회전될 수 있다.
예컨대, 원유 또는 가스를 시추하거나 채굴하는 경우, 해상의 선박이 바람, 파도 또는 조류에 의해 선체가 유동하더라도, 선박은 터렛을 중심축으로 하여 자유롭게 회전할 수 있으므로, 원유 또는 가스를 터렛 내부의 튜브 등을 통하여 안정적으로 공급받을 수 있다.
터렛은 보통 선박의 한쪽 선단부, 통상 선수부에 마련된 수직 개구부 또는 문풀(moon pool)에 장착될 수 있다. 그리고 터렛은 선체와 베어링을 통한 미끄럼 접촉에 의해 회전될 수 있다. 일 예로, 터렛은 상부 수직 베어링(Upper vertical bearing), 상부 수평 베어링(Upper horizontal bearing) 및 하부 수평 베어링(Lower horizontal bearing)에 의해 지지될 수 있다.
특히, 상부 수평 베어링을 문풀의 케이슨(caisson)에 장착하기 위해서는, 상부 수평 베어링을 문풀의 케이슨의 입구측에 정확하게 위치한 상태에서, 상부 수평 베어링을 케이슨의 내부공간으로 로딩하여야 한다.
그런데, 상부 수평 베어링을 문풀의 케이슨의 입구측에 정확하게 위치시키기가 쉽지 않고, 상부 수평 베어링을 케이슨으로 로딩 작업이 많은 시간이 소요되는 등, 상부 수평 베어링을 케이슨에 설치하는 작업이 터렛의 전체 제작 공정상에 어려움으로 작용되고 있다.
아울러, 케이슨 내에 장착된 베어링을 유지/보수하기 위해서, 베어링을 케이슨에서 분리하여야 하지만, 상부 수평 베어링을 케이슨에서 쉽게 분리되지 않고, 분리된 베어링을 교체 및 이송하는데도 많은 불편한 점이 있다.
특허문헌: 미국공개특허 US2003/0205188 (2003.06.11. 공개)
본 발명의 실시예들은 베어링을 문풀의 케이슨에 용이하게 설치할 수 있는 터렛의 베어링 장착장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 베어링을 선체 케이슨(caisson)의 내부공간에 장착하기 위한 터렛의 베어링 장착장치로서, 상기 베어링을 상기 케이슨의 입구쪽으로 이송시키는 이동대차; 상기 이동대차로부터 상기 케이슨의 내부공간으로 상기 베어링을 로딩시키거나 상기 케이슨의 내부공간로부터 상기 이동대차로 상기 베어링을 언로딩시키는 착탈수단; 및 로딩된 상기 베어링을 상기 케이슨의 내부공간에 고정하기 위한 스토퍼를 포함할 수 있다.
이때, 본 발명은 상기 케이슨의 내부공간에 마련되되, 상기 이동대차로부터 로딩되는 상기 베어링이 안착되는 베어링시트를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 케이슨의 주위에 둘러 배치되고, 상기 이동대차가 슬라이딩 이동 가능하게 장착되는 가이드레일을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 스토퍼는 로딩된 상기 베어링의 전방부가 밀착되는 전방홈부를 갖고, 상기 베어링시트의 전방측에 고정되는 전방 스토퍼; 및 로딩된 상기 베어링의 후방부가 밀착되는 후방홈부를 갖고, 상기 베어링시트의 후방측에 고정되는 후방 스토퍼를 포함할 수 있다.
또한, 상기 베어링시트의 상면에는 상기 베어링을 안내하는 시트 레일부가 형성되고, 상기 이동대차의 상면에는 상기 시트 레일부에 연속되게 배치되는 대차 레일부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 착탈수단은 상기 베어링의 하부에 마련되는 웜홈부; 상기 웜홈부에 맞물리도록 상기 베어링시트의 상부에 설치되는 웜기어부; 및 상기 웜기어부를 회전시키기 위한 구동부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 착탈수단은 상기 베어링의 하부에 마련되는 걸림홈부; 회전시 단부가 상기 걸림홈부에 걸리도록 상기 베어링시트의 상부에 설치되는 캠부; 및 상기 캠부를 회전시키기 위한 작동부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 베어링을 문풀의 케이슨의 입구측에 정확하게 위치시키고, 베어링을 케이슨 내부로 용이하게 이송하여 장착할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 케이슨 내에 장착된 베어링을 유지/보수하기 위해서, 베어링을 케이슨의 외부로 용이한 분리가 가능하고, 분리된 베어링을 새로운 베어링으로 교체하여 케이슨에 손쉽게 장착할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터렛의 베어링 장착장치가 장착된 케이슨을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 "A"선부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터렛의 베어링 장착장치에서 베어링이 이동대차에서 베어링시트로 진입하는 상태를 도시한 상태도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터렛의 베어링 장착장치에서 베어링이 베어링시트에 진입 완료된 상태를 도시한 상태도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터렛의 베어링 장착장치에서 베어링이 이동대차에서 베어링시트로 진입하는 상태를 도시한 상태도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터렛의 베어링 장착장치에서 베어링이 베어링시트에 진입 완료된 상태를 도시한 상태도이다.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
그리고 이하의 실시예들에서 적용된 터렛(Turret)은 부유식 해양구조물과 라이저를 서로 연결하는 구조물로 정의될 수 있고, 부유식 해양구조물은 시추선이나 FPSO(Floating Production, Storage, and Offloading Unit)과 같이 터렛을 구비한 선체를 포함할 수 있다.
본 실시예가 사용되는 터렛은 시추선이나 FPSO과 같은 특수선에 적용될 수 있지만, 부유식 해상구조물이 선박의 범위를 포함한다는 점을 고려할 때, 터렛은 특수선 외의 다른 종류의 선박에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터렛의 베어링 장착장치가 장착된 케이슨을 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1의 "A"선부를 확대하여 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터렛의 베어링 장착장치에서 베어링이 이동대차에서 베어링시트로 진입하는 상태를 도시한 상태도이다. 여기서, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터렛의 베어링 장착장치에서 베어링이 이동대차에서 베어링시트로 진입하는 상태를 도시한 상태도이며, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터렛의 베어링 장착장치에서 베어링이 베어링시트에 진입 완료된 상태를 도시한 상태도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터렛의 베어링 장착장치는, 이동대차(100), 베어링시트(200), 착탈수단(300) 및 스토퍼(400)를 포함하는 구성으로, 터렛을 지지하는 베어링(32)을 문풀의 케이슨(11, caisson)에 손쉽게 설치, 교체 및 유지/보수할 수 있다.
여기서, 터렛은 해저의 광구 플랫폼(미도시)과 체인을 통해 연결되어 선체(10)를 계류할 수 있고, 터렛을 회전축으로 하여 선체(10)가 회전할 수 있도록 하는 베어링(32) 구조에 의해 선체(10)의 문풀(moon pool)에 결합될 수 있다.
그리고 터렛이 결합되는 문풀은 터렛 및 선체(10)의 유동에 의한 축하중과 수평하중을 동시에 받게 되는데, 이 축하중과 수평하중을 지지하기 위해, 문풀의 상부에는 상부 수직 베어링(31, Upper vertical bearing)과 상부 수평 베어링(32, Upper horizontal bearing)이 마련될 수 있고, 문풀의 하부에는 하부 수평 베어링(33, Lower horizontal bearing)이 마련될 수 있다. 본 실시예에서, 터렛의 베어링 장착장치를 통해 케이슨(11)에 장착되는 베어링은, 터렛의 상측부에 마련된 레일을 지지하기 위한 상부 수평 베어링(32)일 수 있다.
구체적으로, 이동대차(100)는 베어링(32)을 케이슨(11)의 입구측으로 이송하거나, 케이슨(11)에서 분리된 베어링(32)을 외부로 이송하기 위해, 케이슨(11)의 주위를 이동할 수 있는 대차 형태로 구성일 수 있다.
이동대차(100)의 상면에는 베어링(32)을 안내 및 수용하기 위한 대차레일부(110)가 형성될 수 있고, 이동대차(100)의 하부에는 이동을 위한 이동수단이 마련될 수 있다.
본 실시예에서의 이동수단으로는, 가이드레일(500)이 사용될 수 있다. 가이드레일(500)은 케이슨(11)의 주위를 두르도록 배치되고, 가이드레일(500)에는 이동대차(100)의 레일홈(120)이 실장되어, 이동대차(100)가 슬라이딩 이동될 수 있다.
가이드레일(500)은 이동대차(100)가 이동 가능한 이동 경로를 제공할 수 있는다. 이 가이드레일(500)의 이동경로는 이동대차(100)가 케이슨(11)의 입구측에 매칭될 수 있도록 케이슨(11)의 주위에 전개됨으로써, 이동대차(100)와 케이슨(11) 간에 베어링(32)의 로딩 및 언로딩 작업이 원활하게 구현될 수 있다.
물론, 이 가이드레일(500) 이외에도 다양한 이동수단이 이동대차(100)에 적용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 이동수단은 이동을 위한 구동휠과, 구동휠을 작동시키기 위한 구동모터를 포함할 수 있다.
베어링시트(200)는 케이슨(11)의 내부공간에 위치되고, 베어링시트(200)의 상면에는 베어링(32)을 안내하거나, 베어링(32)이 안착가능한 시트레일부(210)가 형성될 수 있다. 이 시트레일부(210)는 로딩 또는 언로딩되는 베어링(32)의 이동경로를 제공할 수 있으며, 이동대차(100)가 케이슨(11)의 입구측에 위치되는 경우, 시트레일부(210)는 이동대차(100)의 대차레일부(110)와 연속되게 위치됨으로써, 이동대차(100)와 케이슨(11) 간에 원활한 베어링(32)의 로딩 또는 언로딩 작업이 가능하다.
베어링시트(200)에는 케이슨(11)의 내부공간으로 로딩된 베어링(32)을 고정하기 위한 스토퍼(400)가 마련될 수 있다.
스토퍼(400)는 베어링시트(200)의 전방측에 결합되는 전방 스토퍼(410)와, 베어링시트(200)의 후방측에 마련되는 후방 스토퍼(420)를 포함할 수 있다. 전방 스토퍼(410)는 전방홈부(411)를 통해 베어링시트(200)에 로딩된 베어링(32)의 전방부를 밀착하여 고정할 수 있고, 후방 스토퍼(420)는 후방홈부(421)를 통해 베어링시트(200)에 로딩된 베어링(32)의 후방부를 밀착하여 고정할 수 있다.
즉, 도 3 내지 도 4에서 보듯이, 베어링(32)이 케이슨(11)의 내부공간으로 로딩되면, 베어링(32)의 전방부가 전방 스토퍼(410)의 전방홈부(411)에 밀착될 수 있고, 이때, 후방 스토퍼(420)는 고정볼트를 통해 베어링시트(200)의 후방부에 고정되어, 베어링(32)의 후방부가 후방 스토퍼(420)의 후방홈부(421)에 밀착될 수 있다.
베어링시트(200)에는 이동대차(100)에 의해 이송된 베어링(32)을 케이슨(11)에 로딩하거나, 케이슨(11)에 장착된 베어링(32)을 이동대차(100)에 언로딩하기 위한 착탈수단(300)이 마련될 수 있다.
착탈수단(300)은 웜홈부(310), 웜기어부(320) 및 구동부(330)를 포함할 수 있다.
여기서, 웜홈부(310)는 베어링(32)의 하부, 보다 자세하게는 베어링(32)을 지지하는 베어링 지지부(32a)에 연속하여 마련되는 다수개의 웜기어홈(32b)을 포함할 수 있다. 웜기어부(320)는 웜홈부(310)의 웜기어홈(32b)에 맞물리도록 베어링시트(200)의 전방 상부 및 후방 상부에 노출되는 다수개의 웜기어를 포함할 수 있고, 이 웜기어부(320)는 구동부(330)에 의해 베어링시트(200)에서 회전 가능하게 설치될 수 있다. 구동부(330)는 웜기어부(320)를 회전시키기 위한 구동력을 제공할 수 있으며, 이를 위해, 구동부(330)는 웜기어부(320)에 구동 연결되는 회전핸들로 구성되거나, 웜기어부(320)에 구동 연결되는 회전모터로 구성될 수 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 제 1 실시예의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이, 베어링(32)을 이동대차(100)에서 케이슨(11)으로 로딩하는 경우, 베어링(32)이 이동대차(100)에서 베어링시트(200)로 진입되면, 베어링 지지부(32a)의 웜기어홈(32b)이 웜기어부(320)의 웜기어에 맞물리게 되고, 이때, 구동부(330)를 작동시키면, 웜기어부(320)의 일방향 회전에 의해, 베어링(32)은 베어링시트(200)의 전방으로 이동될 수 있다. 베어링(32)의 전방부가 전방 스토퍼(410)에 밀착되면, 구동부(330)의 작동이 정지되고, 베어링(32)은 후방 스토퍼(420)에 의해, 베어링시트(200)에 고정될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 베어링(32)을 케이슨(11)에서 이동대차(100)로 언로딩하는 경우, 후방 스토퍼(420)를 베어링시트(200)에서 분리하고 구동부(330)를 작동시키면, 웜기어부(320)의 타방향 회전에 의해, 베어링(32)은 베어링시트(200)의 후방으로 이동될 수 있고, 대차레일부(110)에 안착된 베어링(32)은 이동대차(100)에 의해 이송될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터렛의 베어링 장착장치에서 베어링이 이동대차에서 베어링시트로 진입하는 상태를 도시한 상태도이고, 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터렛의 베어링 장착장치에서 베어링이 베어링시트에 진입 완료된 상태를 도시한 상태도이다.
도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터렛의 베어링 장착장치에서, 착탈수단(300')은 걸림홈부(350), 캠부(360) 및 작동부(370)를 포함할 수 있다.
여기서, 착탈수단(300')을 제외한 이동대차(100), 베어링시트(200) 및 스토퍼(400)는 제 1 실시예에서 설명한 이동대차(100), 베어링시트(200) 및 스토퍼(400)의 구성과 실질적으로 동일할 수 있으므로, 기 설명된 구성 및 작용에 대한 설명은 생략될 수 있고, 유사 구성에 대하여 유사한 도면부호가 부여될 수 있다.
착탈수단(300')의 걸림홈부(350)는 베어링(32)을 지지하는 베어링 지지부(32a)에 연속하여 마련되는 다수개의 걸림홈을 포함할 수 있다. 캠부(360)는 주기적인 운동이 가능한 판캠 형상으로 이루어져, 회전시 단부가 걸림홈부(350)에 걸리도록 베어링시트(200)의 상부에 노출되고, 구동부(330)에 의해 베어링시트(200)에서 회전 가능하게 설치될 수 있다. 작동부(370)는 캠부(360)를 회전시키기 위한 구동력을 제공할 수 있는 통상의 핸들이나 모터로 구성될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 제 2 실시예의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 5에 도시된 바와 같이, 베어링(32)을 이동대차(100)에서 케이슨(11)으로 로딩하는 경우, 이동대차(100)에서 베어링시트(200)로 진입된 베어링 지지부(32a)의 걸림홈이 캠부(360)에 끼워지게 되고, 이때, 작동부(370)를 작동시키면, 캠부(360)의 일방향 회전에 의해, 베어링(32)은 베어링시트(200)의 전방으로 이동될 수 있다. 이러한 작동 방식을 수회 반복하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 베어링(32)의 전방부가 전방 스토퍼(410)에 밀착될 수 있고, 이때, 작동부(370)의 작동이 정지되고, 베어링(32)은 후방 스토퍼(420)에 의해, 베어링시트(200)에 고정될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 베어링(32)을 케이슨(11)에서 이동대차(100)로 언로딩하는 경우, 후방 스토퍼(420)를 베어링시트(200)에서 분리하고 작동부(370)를 작동시키면, 캠부(360)의 타방향 회전에 의해, 베어링(32)은 베어링시트(200)의 후방으로 이동될 수 있고, 대차레일부(110)에 안착된 베어링(32)은 이동대차(100)에 의해 이송될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 베어링을 문풀의 케이슨의 입구측에 정확하게 위치하고, 베어링을 케이슨 내부로 용이하게 이송하여 장착할 수 있고, 케이슨 내에 장착된 베어링을 유지/보수하기 위해서, 베어링을 케이슨의 외부로 손쉽게 분리할 수 있고, 분리된 베어링을 새로운 베어링으로 교체하여 케이슨에 손쉽게 장착할 수 있는 등의 우수한 장점을 갖는다.
상기에서 본 발명을 실시 예를 통해 상세히 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.
100 :이동대차 110 :대차 레일부
200 :베어링시트 210 :시트 레일부
300 :착탈수단 310 :웜홈부
320 :웜기어부 330 :구동부
350 :걸림홈부 360 :캠부
370 :작동부 400 :스토퍼
410 :전방 스토퍼 411 :전방홈부
420 :후방 스토퍼 421 :후방홈부
500 :가이드레일

Claims (7)

  1. 베어링을 선체 케이슨(caisson)의 내부공간에 장착하기 위한 터렛의 베어링 장착장치로서,
    상기 베어링을 상기 케이슨의 입구쪽으로 이송시키는 이동대차;
    상기 이동대차로부터 상기 케이슨의 내부공간으로 상기 베어링을 로딩시키거나 상기 케이슨의 내부공간로부터 상기 이동대차로 상기 베어링을 언로딩시키는 착탈수단; 및
    로딩된 상기 베어링을 상기 케이슨의 내부공간에 고정하기 위한 스토퍼를 포함하는, 터렛의 베어링 장착장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이슨의 내부공간에 마련되되, 상기 이동대차로부터 로딩되는 상기 베어링이 안착되는 베어링시트를 더 포함하는, 터렛의 베어링 장착장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이슨의 주위에 둘러 배치되고, 상기 이동대차가 슬라이딩 이동 가능하게 장착되는 가이드레일을 더 포함하는, 터렛의 베어링 장착장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 스토퍼는
    로딩된 상기 베어링의 전방부가 밀착되는 전방홈부를 갖고, 상기 베어링시트의 전방측에 고정되는 전방 스토퍼; 및
    로딩된 상기 베어링의 후방부가 밀착되는 후방홈부를 갖고, 상기 베어링시트의 후방측에 고정되는 후방 스토퍼를 포함하는 터렛의 베어링 장착장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 베어링시트의 상면에는
    상기 베어링을 안내하는 시트 레일부가 형성되고,
    상기 이동대차의 상면에는
    상기 시트 레일부에 연속되게 배치되는 대차 레일부가 형성되는 터렛의 베어링 장착장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 착탈수단은
    상기 베어링의 하부에 마련되는 웜홈부;
    상기 웜홈부에 맞물리도록 상기 베어링시트의 상부에 설치되는 웜기어부; 및
    상기 웜기어부를 회전시키기 위한 구동부를 포함하는 터렛의 베어링 장착장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 착탈수단은
    상기 베어링의 하부에 마련되는 걸림홈부;
    회전시 단부가 상기 걸림홈부에 걸리도록 상기 베어링시트의 상부에 설치되는 캠부; 및
    상기 캠부를 회전시키기 위한 작동부를 포함하는 터렛의 베어링 장착장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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