KR101571305B1 - 문풀유동 소파장치 - Google Patents

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KR101571305B1
KR101571305B1 KR1020140061031A KR20140061031A KR101571305B1 KR 101571305 B1 KR101571305 B1 KR 101571305B1 KR 1020140061031 A KR1020140061031 A KR 1020140061031A KR 20140061031 A KR20140061031 A KR 20140061031A KR 101571305 B1 KR101571305 B1 KR 101571305B1
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홍삼권
이동연
이성욱
정동우
김주성
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삼성중공업 주식회사
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    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
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Abstract

문풀유동 소파장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 문풀유동 소파장치는, 데크(Deck)와 해저 사이의 통로를 형성하도록 마련되는 문풀(Moonpool); 시추시 발생하는 유체의 유동에 의해 발생되는 스플래시(Splash)를 저감하도록 문풀의 일측에 마련된 리세스 월의 저벽을 형성하는 리세스 바톰(Recess bottom)의 표면으로부터 미리 결정된 깊이만큼 함몰 형성되게 마련되어 유체의 유동을 소파시키는 적어도 하나의 딤플드 월(Dimpled wall)을 갖는 소파모듈을 포함한다.

Description

문풀유동 소파장치{WAVE ABSORBING APPARATUS OF MOONPOOL}
본 발명은, 문풀유동 소파장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 시추시 발생하는 유체의 유동에 의해 발생되는 스플래시(Slpash)를 저감하는 문풀유동 소파장치에 관한 것이다.
원유의 안정적인 생산과 공급이 전 지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르면서, 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추선이 개발되고 있다.
종래의 해저 시추에는, 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 특정 지점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(Rigship)이나 고정식 플랫폼(Platform)이 주로 사용되었다.
최근에는, 첨단의 시추 장비를 탑재하고 있으며 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 드릴십(Drillship), FPSO(Floating Production Storage Offloading Vessels) 등이 개발되어 해저 시추에 사용되고 있다.
군소 유전 개발을 위해서는, 그 위치를 자주 옮겨야 하는 작업 조건의 특성상, 이런 드릴십이나 FPSO 등은 예인선 없이 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 이러한 드릴십, 드릴리그 등과 같은 해상구조물에는 드릴링(Drilling) 작업을 위한 각종 장비가 통과하기 위한 문풀(moonpool)이 설치된다.
문풀은, 해상 구조물의 상부갑판과 바닥 사이를 상하방향으로 관통하도록 형성된 중공의 직육면체 혹은 원통 형상의 구조물이다.
최근에는, 해상 구조물의 크기가 대형화됨에 따라 문풀의 크기 역시 대형화되고 있는 추세이다.
이러한 문풀은, 시추선의 용도 측면에서는 필수 불가결한 구조이지만, 선박의 정박 및 항해 안정성이나 항해 성능의 측면에서는 매우 불리한 구조이다.
특히, 문풀 내를 통해 유입되는 해수와 선체 외부 해수의 상대적인 유동에 의해 발생되는 슬로싱(Sloshing) 현상으로 인해 항해 시에 저항 증가, 속도 저하, 소요 마력 증가, 연료 소모 증가, 선체의 손상 등이 발생할 수 있다.
또한, 문풀 내부 유체의 유동으로 인한 선체 내로 오버플로잉(Overflowing) 현상이 발생하여 선박의 갑판인 데크(Deck) 위로 넘치는 스플래시(Splash)가 발생된다.
그런데, 스플래시는 데크 주위에서 작업하는 작업자의 안전 및 작업 능률을 악화시킬 수 있는 요인으로 작용될 수 있는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2009-0034068호(2009.04.07.공개)
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 시추시 발생하는 유체의 유동에 의해 발생되는 스플래시를 저감하는 문풀유동 소파장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 시추시 발생하는 유체의 유동에 의해 발생되는 스플래시(Splash)를 저감하도록 문풀의 일측에 마련된 리세스 월의 저벽을 형성하는 리세스 바톰(Recess bottom)의 표면으로부터 미리 결정된 깊이만큼 함몰 형성되게 마련되어 상기 유체의 유동을 소파시키는 적어도 하나의 딤플드 월(Dimpled wall)을 갖는 소파모듈을 포함하는 문풀유동 소파장치가 제공될 수 있다.
상기 소파모듈은, 상기 리세스 월에 마련되어 유동하는 상기 유체에 대해 노출된 상기 딤플드 월을 선택적으로 개폐시켜 스플래시를 저감하는 딤플 개폐유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 딤플 개폐유닛은, 상기 리세스 바톰의 바닥면에 상대 이동 가능하게 마련되어 상기 딤플드 월이 상기 유체에 대해 노출되는 부분을 개폐하는 개폐판; 및 상기 개폐판의 개폐동작에 구동력을 전달하는 개폐구동부를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 딤플드 월은 상호 이격 배치되는 복수 개의 딤플드 월이며, 상기 개폐구동부는, 상기 리세스 월에 마련되어 상기 개폐판이 상기 딤플드 월을 개폐시키도록 구동력을 발생시키는 구동모터; 상기 리세스 바톰에 마련되어 상기 구동모터에서 동력을 전달받아 상기 문풀의 중심부로 접근 및 이격 가능하게 배치되는 랙기어; 및 상기 개폐판에 연결되되 상기 랙기어에 치합되어 회전하는 피니언기어를 포함할 수 있다.
상기 소파모듈은, 상기 딤플 개폐유닛의 개폐동작과 연동되되 상기 리세스 월에 대해 적어도 일부분이 상대 이동가능하게 상기 리세스 월에 마련되는 적어도 하나의 소파판을 갖는 소파판 이동유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 소파판 이동유닛은, 시추시 유입되는 유동에 대항하는 방향으로 상기 소파판을 회동시키는 소파판 회동유닛일 수 있다.
상기 소파판 회동유닛은, 상기 소파판을 상기 리세스 월에 회동 가능하게 결합시키는 힌지축; 상기 소파판의 상부에 결합되어 상기 소파판을 상기 리세스 월에 대해 접근 및 이격시키는 신장봉; 및 상기 신장봉에 구동력을 제공하는 신장구동부를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 소파판은 상호 중첩되어 마련되는 복수의 소파판이며, 상기 복수의 소파판은 공극의 크기가 상호 다르게 형성될 수 있다.
시추시 유입되는 유동의 흐름에 따라 상기 소파모듈의 구동여부를 결정하는 제어패널(panel)을 더 포함할 수 있다.
상기 제어패널은, 상기 문풀 내에 슬로싱(Sloshing) 유동이 상기 문풀 제원에 따라 미리 계산된 공진 유동 주기에만 상기 소파모듈이 구동되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은, 시추시 발생하는 유체의 유동에 의해 발생 되는 스플래시를 저감시키는 문풀유동 소파장치가 제공될 수 있다.
도 1은 해양구조물의 문풀의 형상을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 문풀유동 소파장치의 단면도이다.
도 3은 딤플 개폐유닛을 나타낸 사시도이다.
도 4는 소파판 회동유닛을 나타낸 사시도이다.
도 5는 소파판 회동유닛의 동작과 소파판을 나타낸 단면도이다.
도 6은 문풀에서 발생되는 유동을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 문풀유동 소파장치의 동작을 나타낸 동작도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 해양구조물의 문풀의 형상을 나타내는 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 해양구조물(1)에는, 선체(20) 중앙에서 시추 파이프를 해저 바닥으로 내려보내기 위한 문풀(100)이 형성되어 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 문풀(100)은, 해양구조물(1)의 상부갑판과 바닥 사이를 상하방향으로 관통하도록 형성된 중공의 직육면체 혹은 원통 형상의 구조물이다.
이러한 해양구조물(1)은, 선박의 주요부분 및 상부에 있는 구조물을 총칭하는 선체(20)와, 후술할 문풀유동 소파장치(10)를 포함한다.
그리고 본 실시예에서, 해양구조물(1)은, 자항능력을 가지는 시추용 선박인 것을 예를 들어 설명하나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않고 문풀(100)이 형성된 선박 또는 해상구조물이라면 어떤 것이든지 적용이 가능하다 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 문풀유동 소파장치의 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 문풀유동 소파장치(10)는, 문풀(100)과, 소파모듈(300)과, 제어패널(400)을 포함한다.
먼저, 문풀(Moonpool,100)은, 데크(Deck)와 해저 사이의 통로를 형성하도록 마련된다.
다음으로, 소파모듈(300)은, 문풀(100)의 일측에 마련된 리세스 월의 저벽을 형성하는 리세스 바톰(Recess bottom)의 표면으로부터 미리 결정된 깊이만큼 함몰 형성되게 마련되어 유체의 유동을 소파시키는 적어도 하나의 딤플드 월(Dimpled wall,310)을 갖는다.
적어도 하나의 딤플드 월(310)은, 본 실시예에서 상호 이격 배치되는 복수 개의 딤플드 월(310)로 마련될 수 있다.
즉, 본 단면도에서는 리세스 바톰의 좌측과 우측에 각 3개의 딤플드 월(310)이 도시되어 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며 필요에 따라 하나 또는 수개의 딤플드 월(310)이 마련될 수 있을 것이다.
딤플드 월(310)은, 리세스 바톰의 표면으로부터 미리 결정된 깊이 만큼 함몰 형성되게 마련되는 분화구 형태의 홈을 말한다.
딤플드 월(310)은, 유체의 유동이 밀려와서 함몰 형성되게 마련된 홈에 부딪히게 되므로 유체의 유동이 소파되게 된다.
즉, 이러한 딤플드 월(310)을 포함하는 소파모듈(300)은, 시추시 발생하는 유체의 유동에 의해 발생되는 스플래시(Splash)를 저감하는 역할을 한다.
여기서 리세스 월은, 선박의 갑판을 의미하는 데크(Deck)와 해저 사이의 통로를 형성하도록 마련되는 문풀(100)의 일측에 형성되어, 문풀(100) 주위의 벽면에 오목하게 들어가게 해서 만든 공간을 형성하는 벽체이다.
구체적으로 소파모듈(300)은, 딤플 개폐유닛(320)과, 소파판 이동유닛(330)을 포함한다.
도 3은 딤플 개폐유닛을 나타낸 사시도로서, 도시된 바와 같이, 딤플 개폐유닛(320)은, 리세스 월에 마련된다.
본 실시예의 도면에서는 설명의 편의를 위해 9개의 딤플드 월(310)이 도시되어 있으며, 앞의 3개이 딤플드 월(310)이 열린 상태이고, 나머지 6개의 딤플드 월(310)이 닫힌 상태이나, 권리범위가 이에 한정되지 않음은 당연하다 할 것이다.
딤플 개폐유닛(320)은, 유동하는 유체에 대해 노출된 딤플드 월(310)을 선택적으로 개폐시켜 스플래시를 저감하는 역할을 한다.
이를 위해, 딤플 개폐유닛(320)은, 개폐판(321)과, 개폐구동부(323)를 포함한다.
먼저, 개폐판(321)은, 리세스 바톰의 바닥면에 상대 이동 가능하게 마련되어 딤플드 월(310)이 유체에 대해 노출되는 부분을 개폐하는 역할을 한다.
여기서 개폐판(321)은, 맨홀(Manhole)의 두껑처럼 피니언기어(323c)의 회동에 의하여 딤플드 월(310)을 덮게 된다.
다음으로, 개폐구동부(323)는, 개폐판(321)의 개폐동작에 구동력을 전달하는 역할을 한다.
구체적으로, 개폐구동부(323)는, 구동모터(323a)와, 랙기어(323b)와, 피니언기어(323c)를 포함한다.
구동모터(323a)는, 리세스 월에 마련되어 개폐판(321)이 딤플드 월(310)을 개폐시키도록 구동력을 발생시키는 역할을 한다.
본 실시예에서는 구동모터(323a)가 구동력을 발생시키고 있으나 모터, 솔레노이드, 링크구조 등으로도 구동력을 발생시킬 수도 있을 것이다.
랙기어(323b)는, 리세스 바톰에 마련되어 구동모터(323a)에서 동력을 전달받아 문풀(100)의 중심부로 접근 및 이격 가능하게 배치된다.
피니언기어(323c)는, 개폐판(321)에 연결되되 랙기어(323b)에 치합되어 회전한다.
일반적으로 랙기어(323b)는, 곧은 막대기에 톱니를 절삭한 것으로, 피니언기어(323c)와 맞물려 회전 운동을 직선 운동으로 바꾸는데 사용한다.
피니언기어(323c)는, 맞물리는 크고 작은 두 개의 기어 중에서 작은 쪽 기어를 말하거나, 또는 랙기어(323b)와 맞물리는 기어를 말한다.
즉, 구동모터(323a)로부터 동력을 전달받아 랙기어(323b)가 문풀(100)의 중심부로 접근 및 이격하게 되면, 이에 치합되어 있는 피니언기어(323c)기 회전하면서 연결되어 있는 개폐판(321)을 회동시켜 딤플드 월(310)을 개폐시키게 된다.
다음으로, 소파판 이동유닛(330)은, 딤플 개폐유닛(320)의 개폐동작과 연동되되 리세스 월에 대해 적어도 일부분이 상대 이동가능하게 리세스 월에 마련되는 적어도 하나의 소파판(335)을 갖는다.
즉, 스플래시를 저감하기 위해서, 유체의 유동이 낮게 깔려오는 경우에는 딤플 개폐유닛(320)을 동작시키고, 유체의 유동이 높게 밀려오는 경우에는 소파판 이동유닛(330)을 동작시킴으로써 유체의 유동 높이에 따라 소파판 이동유닛(330)과 딤플 개폐유닛(320)의 개폐동작을 연동시켜 제어할 수 있다.
소파판 이동유닛(330)의 상대이동 동작 형태로는 슬라이딩, 회동 등이 적용될 수 있을 것이다.
도 4는 소파판 회동유닛을 나타낸 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 본 실시예에서 소파판 이동유닛(330)은, 시추시 유입되는 유동에 대항하는 방향으로 소파판(335)을 회동시키는 소파판 회동유닛(330a)으로 구현되나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않음은 당연하고, 예를 들어 힌지, 모터, 기어, 벨트, 체인을 갖는 기구 등으로 슬라이딩으로 구현될 수도 있을 것이다.
본 실시예에 대해 상세히 살펴보면, 소파판 회동유닛(330a)은, 힌지축(331)과, 신장봉(333)과, 신장구동부(337)를 포함한다.
힌지축(331)은, 소파판(335)을 리세스 월에 회동 가능하게 결합시키는 역할을 한다.
일반적으로 힌지(Hinge)축은, 구조물의 지지축의 일종으로, 휨 모멘트에 대해서 회전은 자유지만 수평 및 연직 이동은 고정되는 지지축을 말한다.
신장봉(333)은, 소파판(335)의 상부에 결합되어 소파판(335)을 리세스 월에 대해 접근 및 이격시키는 역할을 한다.
따라서, 신장봉(333)은, 신장구동부(337)로부터 동력을 전달받으며 전방으로 돌출되어 소파판(335)을 밀게 된다.
그리고, 신장구동부(337)는, 신장봉(333)의 리세스 월에 대한 접근 및 이격을 위한 구동력을 제공하는 역할을 한다.
본 실시예에서 신장구동부(337)는, 유압실린더로 구현되나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않음은 당연하고, 예를 들어 모터, 솔레노이드, 링크 구조 등으로 구현될 수도 있을 것이다.
도 5는 소파판 회동유닛의 동작과 소파판을 나타낸 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 소파판(335)은, 원형, 삼각형, 사각형의 공극을 가지는 그레이팅 플레이트(Grating plate,격자판)으로 마련되어 접촉하는 유체의 유속을 감속시키는 역할을 한다.
일반적으로 그레이팅 플레이트는, 옥외 배수구의 뚜껑 등에 쓰이는 격자 모양의 철물, 주철제로 만들어진 격자판을 말한다.
본 실시예에서 공극의 형상은 원형, 삼각형, 사각형이 적용되었으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며, 접촉하는 유체의 유속을 감속시킬 수 있는 다양한 형상으로 적용될 수 있음은 당연하다 할 것이다.
한편 본 실시예에서, 적어도 하나의 소파판(335)은, 상호 중첩되어 마련되는 복수의 소파판(335)이며, 복수의 소파판(335)은 공극의 크기가 상호 다르게 형성될 수 있다.
그러나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 적어도 하나의 소파판(335)은, 하나의 소파판일 수도 있을 것이다.
또한, 본 실시예에서 소파판(335)의 외면은, 좌우방향 및 전후방향으로 연장된 평판 형상의 다공판으로 이루어질 수 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 마련될 수 있을 것이다.
리세스 월의 소파판(335)과 동일한 높이로 유동하는 유체가 들어오게 된다면, 유동하는 유체와 반대되는 방향으로 힘을 보내기 위해 소파판(335)을 이동시켜야 한다.
따라서, 유압실린더로 동작되는 신장구동부(337)는, 신장봉(333)을 밀거나 당기어 리세스 월에 대해 접근 및 이격시키게 된다.
그러면, 힌지축(331)은, 소파판(335)을 리세스 월에 회동 가능하게 결합되어 있으므로, 힌지축(331)을 중심으로 소파판(335)이 회동하게 된다.
그래서, 소파판(317)이 시추시 유입되는 유동에 대항하는 방향으로 회동되어, 유동방향과 반대의 에너지를 생성하게 된다.
따라서, 이를 소파 에너지로 활용하여 시추시 발생하는 유체의 유동에 의해 발생되는 스플래시를 저감하게 된다.
한편, 제어패널(Panel,400)은, 시추작업을 담당하는 드릴링 플로어(Drilling floor)에 마련된다.
제어패널(400)은, 시추시 유입되는 유동의 흐름에 따라 소파모듈(300)의 구동여부를 결정하는 역할을 한다.
따라서 제어패널(400)은, 문풀(100) 내에 슬로싱(Sloshing) 유동이 문풀(100) 제원에 따라 미리 계산된 공진 유동 주기에만 소파모듈(300)이 구동되도록 제어하는 역할을 한다.
이하에서는 도 1 내지 도 7을 참조하여, 문풀유동 소파장치(10)의 동작을 설명하도록 한다.
도 6은 문풀에서 발생되는 유동을 나타낸 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 해양 석유, 가스 시추 및 생산을 위해 사용되는 드릴십과 특수 지원선 등과 같은 해양 구조물에는 드릴링(Drilling)을 위한 문풀(100)을 가지고 있다.
그런데, 파도가 치는 환경에서 해양 구조물(1)의 운동에 의해 문풀(100) 내에 슬로싱 모드(Sloshing mode) 및 펌핑 모드(Pumping mode)에 의해서 내부의 유체 유동이 데크 위로 넘치는 스플래시가 발생되며, 이것은 주위에서 작업하는 승무원에게 위험요소로 작용하게 된다.
따라서, 이러한 문풀(100)의 유동에 의한 스플래시(Splash)를 저감하는 장치가 필요하다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 문풀유동 소파장치의 동작을 나타낸 동작도로서, 이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 시추시 발생하는 유체의 유동에 의해 발생되는 스플래시(Splash)를 저감하기 위해 소파모듈(300)을 이용하게 된다.
먼저, 딤플 개폐유닛(320)의 동작을 설명한 후에 소파판 회동유닛(330a)의 동작을 설명하도록 한다.
유동하는 유체가 문풀(100)의 리세스 월을 향해 접근하는 경우, 유체가 리세스 월의 바닥면부터 상부 높이까지 다양한 높이로 유동하여 접촉하게 된다.
이때, 문풀(100) 내에 슬로싱 유동이, 문풀(100) 제원에 따라 미리 계산된 공진 주기에 도달하게 되면, 제어패널(400)이 딤플 개폐유닛(320)과 소파판 회동유닛(330a)를 포함하는 소파모듈(300)의 구동여부를 제어하게 된다.
만약, 리세스 바톰을 향해 유동하는 유체가 들어오게 된다면, 이러한 유동하는 유체의 운동에너지를 감소시킬 필요가 있다.
따라서, 리세스 바톰의 표면으로부터 미리 결정된 깊이만큼 함몰 형성되게 마련된 적어도 하나의 딤플드 월(310)으로서 유체의 유동을 소파시킨다면, 유체의 운동에너지를 감소시킬 수 있다.
그리고, 리세스 월의 소파판(335)과 동일한 높이로 유동하는 유체가 들어오게 된다면, 유동하는 유체와 반대되는 방향으로 힘을 보내기 위해 소파판(335)을 이동시켜야 한다.
따라서, 유압실린더로 동작되는 신장구동부(337)는, 신장봉(333)을 밀거나 당기어 리세스 월에 대해 접근 및 이격시키게 된다.
그러면, 힌지축(331)은, 소파판(335)을 리세스 월에 회동 가능하게 결합되어 있으므로, 힌지축(331)을 중심으로 소파판(335)이 회동하게 된다.
그래서, 소파판(335)이 시추시 유입되는 유동에 대항하는 방향으로 회동되어, 유동방향과 반대의 에너지를 생성하게 된다.
따라서, 이를 소파 에너지로 활용하여 시추시 발생하는 유체의 유동에 의해 발생되는 스플래시를 저감하게 된다.
아래에서는 설명의 편의를 위해 도면의 좌측에 있는 딤플 개폐유닛(320)과, 소파판 회동유닛(330a)의 동작을 나타내었다.
도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 리세스 바톰을 향해 유동하는 유체가 들어오게 된다면, 딤플드 월(310)을 덮고 있는 개폐판(321)을 열어줄 필요가 있다.
따라서, 구동모터(323a)가 동작하게 되며, 이러한 구동모터(323a)로부터 동력을 전달받아 문풀(100)의 중심부로 접근 및 이격 가능하게 배치되는 랙기어(323b)가 동작된다.
랙기어(323b)가 동작되면, 랙기어(323b)와 치합되어 있어 피니언기어(323c)가 회전하게되며, 피니언기어(323c)의 단부에 연결되어 있는 개폐판(321)이 회동하여 열리게 된다.
리세스 바톰을 향해 유동하는 유체가 들어오게 된다면, 소파판 회동유닛(330a)을 구동시킬 필요 없이 딤플 개폐유닛(320) 만으로 유체의 유동을 소파시킬 수 있다.
도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 리세스 월의 소파판(335)과 동일한 높이로 유동하는 유체가 들어오게 된다면, 유동하는 유체와 반대되는 방향으로 힘을 보내기 위해 소파판(335)을 이동시켜야 한다.
따라서, 유압실린더로 동작되는 신장구동부(337)는, 신장봉(333)을 밀거나 당기어 리세스 월에 대해 접근 및 이격시키게 된다.
그러면, 힌지축(331)은, 소파판(335)을 리세스 월에 회동 가능하게 결합되어 있으므로, 힌지축(331)을 중심으로 소파판(335)이 회동하게 된다.
그래서, 소파판(335)이 시추시 유입되는 유동에 대항하는 방향으로 회동되어, 유동방향과 반대의 에너지를 생성하게 된다.
따라서, 이를 소파 에너지로 활용하여 시추시 발생하는 유체의 유동에 의해 발생되는 스플래시를 저감하게 된다.
이와 같이, 제어패널(400)은, 문풀(100) 내에 슬로싱 유동이 문풀 제원에 따라 미리 계산된 공진 유동 주기에만 딤플 개폐유닛(320)과 소파판 회동유닛(330a)을 동시(同時) 또는 이시(異時)에 동작시켜 시추시 발생하는 유체의 유동에 의해 발생되는 스플래시를 저감할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 문풀 300 : 소파모듈
310 : 딤플드 월 320 : 딤플 개폐유닛
321 : 개폐판 323 : 개폐구동부
330a: 소파판 회동유닛 331 : 힌지축
333 : 신장봉 335 : 소파판
337 : 신장구동부 400 : 제어패널
10 : 문풀유동 소파장치 20 : 선체
1 : 해양구조물

Claims (10)

  1. 시추시 발생하는 유체의 유동에 의해 발생되는 스플래시(Splash)를 저감하도록 문풀의 일측에 마련된 리세스 월의 저벽을 형성하는 리세스 바톰(Recess bottom)의 표면으로부터 미리 결정된 깊이만큼 함몰 형성되게 마련되어 상기 유체의 유동을 소파시키는 적어도 하나의 딤플드 월(Dimpled wall)을 갖는 소파모듈을 포함하며,
    상기 소파모듈은,
    상기 리세스 월에 마련되어 유동하는 상기 유체에 대해 노출된 상기 딤플드 월을 선택적으로 개폐시켜 스플래시를 저감하는 딤플 개폐유닛을 더 포함하는 문풀유동 소파장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 딤플 개폐유닛은,
    상기 리세스 바톰의 바닥면에 상대 이동 가능하게 마련되어 상기 딤플드 월이 상기 유체에 대해 노출되는 부분을 개폐하는 개폐판; 및
    상기 개폐판의 개폐동작에 구동력을 전달하는 개폐구동부를 포함하는 문풀유동 소파장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 딤플드 월은 상호 이격 배치되는 복수 개의 딤플드 월이며,
    상기 개폐구동부는,
    상기 리세스 월에 마련되어 상기 개폐판이 상기 딤플드 월을 개폐시키도록 구동력을 발생시키는 구동모터;
    상기 리세스 바톰에 마련되어 상기 구동모터에서 동력을 전달받아 상기 문풀의 중심부로 접근 및 이격 가능하게 배치되는 랙기어; 및
    상기 개폐판에 연결되되 상기 랙기어에 치합되어 회전하는 피니언기어를 포함하는 문풀유동 소파장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소파모듈은,
    상기 딤플 개폐유닛의 개폐동작과 연동되되 상기 리세스 월에 대해 적어도 일부분이 상대 이동가능하게 상기 리세스 월에 마련되는 적어도 하나의 소파판을 갖는 소파판 이동유닛을 더 포함하는 문풀유동 소파장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 소파판 이동유닛은,
    시추시 유입되는 유동에 대항하는 방향으로 상기 소파판을 회동시키는 소파판 회동유닛인 문풀유동 소파장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 소파판 회동유닛은,
    상기 소파판을 상기 리세스 월에 회동 가능하게 결합시키는 힌지축;
    상기 소파판의 상부에 결합되어 상기 소파판을 상기 리세스 월에 대해 접근 및 이격시키는 신장봉; 및
    상기 신장봉에 구동력을 제공하는 신장구동부를 포함하는 문풀유동 소파장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 소파판은 상호 중첩되어 마련되는 복수의 소파판이며, 상기 복수의 소파판은 공극의 크기가 상호 다르게 형성되는 문풀유동 소파장치.
  9. 제1항에 있어서,
    시추시 유입되는 유동의 흐름에 따라 상기 소파모듈의 구동여부를 결정하는 제어패널(panel)을 더 포함하는 문풀유동 소파장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어패널은,
    상기 문풀 내에 슬로싱(Sloshing) 유동이 상기 문풀 제원에 따라 미리 계산된 공진 유동 주기에만 상기 소파모듈이 구동되도록 제어하는 문풀유동 소파장치.
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