KR101616857B1 - 터렛 베어링 - Google Patents

Abstract

선체의 문풀에서 터렛의 레일을 지지하는 터렛 베어링이 소개된다.
이 터렛 베어링은 터렛의 레일을 향해 개방되는 안착홈을 갖는 지지편과, 레일을 지지하도록 안착홈에 삽입되는 베어링패드와, 안착홈의 적어도 일부를 덮어 베어링패드를 안착홈에 고정하는 지지커버를 포함할 수 있다.

Description

터렛 베어링{TURRET BEARING}

본 발명은 터렛 베어링에 관한 것으로, 수면 아래에 위치한 하부 수평 베어링의 베어링패드 교체 및 유지보수가 손쉽게 이루어질 수 있는 터렛 베어링에 관한 것이다.

일반적으로, 시추선이나 FPSO(부유식 원유생산 하역 저장설비)와 같은 부유식 해양구조물은, 해저 파이프에서부터 올라오는 석유, 천연 가스 등과 같은 프로덕션(production)을 터렛 시스템(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.

그런데, 하부 수평 베어링이 외력에 의해 손상되거나, 장기간 사용에 따라 노후된 경우, 하부 수평 베어링이 수면 아래인 터렛의 하측에서 잠김 상태가 유지되므로, 하부 수평 베어링의 교체가 쉽지 않고, 하부 수평 베어링의 유지/보수가 큰 어려움으로 작용되고 있다.

특허문헌: 미국공개특허 US2003/0205188 (2003.06.11. 공개)

본 발명의 실시예들은 베어링패드의 교체 및 유지보수가 용이한 터렛 베어링을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 터렛의 레일을 지지하는 터렛 베어링으로서, 상기 터렛의 레일을 향해 개방되는 안착홈을 갖는 지지편; 상기 레일을 지지하도록 상기 안착홈에 삽입되는 베어링패드; 및 상기 안착홈의 적어도 일부를 덮어 상기 베어링패드를 상기 안착홈에 고정하는 지지커버를 포함할 수 있다.

이때, 상기 안착홈은 상기 레일을 향해 수렴되도록 경사지게 형성되고, 상기 지지편의 양측부에 쌍을 이루도록 위치하여 상기 베어링패드의 양측면을 지지하는 경사측면부; 및 상기 경사측면부를 서로 연결하고, 상기 베어링패드의 후면을 지지하는 지지면부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 베어링패드는 상기 경사측면부에 밀착되도록 상기 레일을 향해 경사지게 형성되는 측경사면을 갖을 수 있다.

또한, 상기 베어링패드의 전면은 상기 레일의 곡률면에 대응되는 굴곡면으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 지지면부에는 상기 베어링패드와 상기 레일 사이의 틈새 조정을 위한 갭조정수단이 마련될 수 있다.

또한, 상기 갭조정수단은 상기 지지면부와 상기 베어링패드의 후면 사이에 마련되는 제 1 씸 플레이트; 및 상기 경사측면부와 상기 베어링패드의 측경사면 사이에 마련되는 제 2 씸 플레이트 포함할 수 있다.

또한, 상기 갭조정수단은 상기 베어링패드의 후면에 부착되고, 양단부에 레크기어부가 형성되는 지지부재; 및 상기 레크기어부에 맞물리도록 상기 지지부재의 양단에 배치되는 피니언기어부가 구비된 조정나사를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 수면 아래에 위치한 터렛의 레일과 문풀 사이에 위치한 하부 수평 베어링의 베어링패드를 손쉽게 교체할 수 있고, 용이한 하부 수평 베어링의 유지보수가 가능하다는 이점이 있다.

본 발명의 실시예들은 문풀의 가공 정도 및 선체의 변형 등을 고려하여, 베어링패드와 터렛의 레일 간의 이격 거리를 정밀하게 조정할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터렛 베어링이 설치된 터렛을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 "A"부를 확대하여 도시한 부분 측단면도이다.
도 3은 도 2를 "B-B"선부에서 바라본 본 발명의 일 실시예에 따른 터렛 베어링의 작동 상태를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터렛 베어링에서 지지커버를 제거하여 도시한 평면도이다.
도 5는 제 2 실시예의 변형예에 따른 터렛 베어링에서 지지커버를 제거하여 도시한 평면도이다.
도 6 내지 도 7은 제 2 실시예의 변형예에 따른 터렛 베어링의 작동 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 터렛 베어링이 설치된 터렛을 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1의 "A"부를 확대하여 도시한 부분 측단면도이고, 도 3은 도 2를 "B-B"선부에서 바라본 본 발명의 일 실시예에 따른 터렛 베어링의 작동 상태를 도시한 평면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터렛 베어링은, 선체의 문풀에서 터렛(20)의 레일(21)을 지지하는 베어링패드(200)를 손쉽게 교체 및 유지/보수할 수 있다.

여기서, 터렛(20)은 해저의 광구 플랫폼(미도시)과 체인을 통해 연결되어 선체를 계류할 수 있고, 터렛(20)을 회전축으로 하여 선체가 회전할 수 있도록 하는 베어링 구조에 의해 선체의 문풀(moon pool)에 결합될 수 있다.

그리고 터렛(20)이 결합되는 문풀은 터렛(20) 및 선체의 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, 터렛 베어링은 선체의 문풀에서 터렛(20)의 측부, 보다 상세하게는 터렛(20)의 하측부에 마련된 레일(21)을 지지하는 하부 수평 베어링(33)일 수 있다.

구체적으로, 터렛 베어링은 지지편(100), 베어링패드(200) 및 지지커버(300)를 포함할 수 있다.

지지편(100)은 터렛(20)의 하측부에 둘러 장착되는 레일(21)에 대향되게 위치한 선체의 문풀에 고정될 수 있다. 그리고 이 지지편(100)은 문풀, 보다 자세하게 문풀의 케이슨(11, caisson) 내주연을 따라 일정 간격 이격되어 배치되는 다수 개일 수 있다.

지지편(100)의 하부에는 베어링패드(200)의 하부를 지지하는 고정편(120)이 고정될 수 있다. 이 고정편(120)은 지지편(100)의 하부에 용접과 같은 결합수단을 통해 고정될 수 있다. 물론, 지지편(100)은 고정편(120)과 일체품으로 성형될 수 있으며, 이 경우 별도의 결합수단이 불필요할 수 있다.

지지편(100)의 전면에는 터렛(20)의 레일(21)을 향해 개방되는 안착홈(110)이 마련될 수 있다. 이 안착홈(110)은 베어링패드(200)가 장착되는 안착공간을 제공할 수 있다. 이를 위해, 안착홈(110)은 경사측면부(111) 및 지지면부(112)를 포함할 수 있다.

여기서, 경사측면부(111)는 베어링패드(200)의 측경사면(210)을 지지하도록 지지편(100)의 양측부에서 쌍을 이루게 배치되고, 레일(21)을 향해 수렴되도록 경사지게 형성될 수 있다. 지지면부(112)는 쌍을 이루는 경사측면부(111)를 서로 연결하며, 베어링패드(200)의 후면을 지지할 수 있다.

지지편(100)의 상부에는 지지커버(300)가 결합될 수 있다.

지지커버(300)는 안착홈(110)의 적어도 일부를 덮을 수 있는 면적을 가지며, 지지커버(300)의 가장자리부는 고정볼트(302)와 같은 체결수단을 통해 지지편(100)의 상부 가장자리부에 체결될 수 있다.

이 지지커버(300)는 지지편(100)의 상부를 덮어 안착홈(110)에서 베어링패드(200)가 이탈되는 것을 방지할 수 있으며, 지지편(100)에 장착된 베어링패드(200)가 손상되거나 노후되어 다른 베어링패드(200)로 교체가 필요한 경우, 지지편(100)에서 지지커버(300)를 분리함으로써, 지지편(100)의 안착홈(110)에 장착된 베어링패드(200)를 다른 베어링패드로 손쉽게 교체할 수 있다.

베어링패드(200)는 터렛(20)을 중심축으로 하여 선체가 원활하게 회전되도록 하기 위한 탄성패드로, 지지편(100)의 안착홈(110)에 장착되어 터렛(20)의 하측에 위치한 레일(21)을 안정적으로 지지할 수 있다.

베어링패드(200)는 전체적으로 쐐기 형태일 수 있다. 예컨대, 베어링패드(200)의 양측부에는 레일(21)을 향해 경사지게 형성되어 안착홈(110)의 경사측면부(111)에 밀착되는 측경사면(210)이 형성될 수 있고, 베어링패드(200)의 전면에는 레일(21)의 곡률면에 대응되는 굴곡면으로 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터렛 베어링에서 지지커버를 제거하여 도시한 평면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터렛 베어링은, 지지편(100), 베어링패드(200), 지지커버(300) 및 갭조정수단(400)을 포함할 수 있다.

여기서, 갭조정수단(400)을 제외한 지지편(100), 베어링패드(200) 및 지지커버(300)는 제 1 실시예에서 설명한 지지편(100), 베어링패드(200) 및 지지커버(300)의 구성과 실질적으로 동일할 수 있으므로, 기 설명된 구성 및 작용에 대한 설명은 생략될 수 있고, 유사 구성에 대하여 유사한 도면부호가 부여될 수 있다.

갭조정수단(400)은 제 1 씸 플레이트(410a) 및 제 2 씸 플레이트(410b)를 포함할 수 있다.

제 1 씸 플레이트(410a)는 일정 두께를 갖는 플레이트로, 지지면부(112)와 베어링패드(200)의 후면 사이에 적어도 하나의 플레이트로 구성될 수 있다.

이로써, 베어링패드(200)와 이에 대향되는 배치된 레일(21) 사이의 간격이 정밀하게 조정될 수 있다.

예컨대, 베어링패드(200)와 레일(21)의 간격이 기 설정된 간격(clearance)보다 멀리 이격된 경우, 지지면부(112)와 베어링패드(200)의 후면 사이에 제 1 씸 플레이트(410a)의 개수를 증가시켜, 베어링패드(200)와 레일(21)의 간격을 일정 범위 내로 조정할 수 있다. 또한, 베어링패드(200)와 레일(21)의 간격이 기 설정된 간격보다 가깝게 이격된 경우, 지지면부(112)와 베어링패드(200)의 후면 사이에 제 1 씸 플레이트(410a)의 개수를 감소시켜, 베어링패드(200)와 레일(21)의 간격을 일정 범위 내로 조정할 수 있다.

제 2 씸 플레이트(410b)는 경사측면부(111)와 베어링패드(200)의 측경사면(210) 사이에 적어도 하나의 플레이트로 구성될 수 있다. 이 제 2 씸 플레이트(410b)의 개수에 따라, 베어링패드(200)와 이에 대향되는 배치된 레일(21) 사이의 간격은 정밀하게 조정될 수 있다.

즉, 베어링패드(200)와 레일(21)의 간격이 기 설정된 간격보다 멀리 이격된 경우, 경사측면부(111)와 베어링패드(200)의 측경사면(210) 사이에 제 2 씸 플레이트(410b)의 개수를 증가시켜, 베어링패드(200)와 레일(21)의 간격을 일정 범위 내로 조정할 수 있다. 또한, 베어링패드(200)와 레일(21)의 간격이 기 설정된 간격보다 가깝게 이격된 경우, 경사측면부(111)와 베어링패드(200)의 측경사면(210) 사이에 제 1 씸 플레이트(410a)의 개수를 감소시켜, 베어링패드(200)와 레일(21)의 간격을 일정 범위 내로 조정할 수 있다.

본 실시예에서는 갭조정수단(400)으로 제 1 씸 플레이트(410a) 및 제 2 씸 플레이트(410b)를 함께 사용하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지는 아니하며, 갭조정수단(400)으로 제 1 씸 플레이트(410a) 또는 제 2 씸 플레이트(410b) 중에서 하나를 선택하여 사용할 수도 있을 것이다.

도 5는 제 2 실시예의 변형예에 따른 터렛 베어링에서 지지커버를 제거하여 도시한 평면도이고, 도 6 내지 도 7은 제 2 실시예의 변형예에 따른 터렛 베어링의 작동 상태를 도시 한 상태도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 실시예의 변형예로, 갭조정수단(400')은 지지부재(430) 및 조정나사(440)를 포함할 수 있다.

지지부재(430)는 베어링패드(200)의 후면에 부착될 수 있고, 지지부재(430)의 양단부에는 레크기어부(431)가 전후방향으로 연장되게 형성될 수 있다.

조정나사(440)는 지지편(100)에 회전가능하도록 지지부재(430)의 양단에 설치되고, 조정나사(440)의 단부에는 피니언기어부(441)가 구비될 수 있다. 피니언기어부(441)는 레크기어부(431)에 맞물리도록 배치되므로, 조정나사(440)의 회전시 레크기어부(431)를 전후방으로 이동시킬 수 있다.

이에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 베어링패드(200)와 레일(21)의 간격 조정을 위해, 조정나사(440)를 이용하여 피니언기어부(441)를 일방향으로 회전시키면, 피니언기어부(441)에 맞물린 레크기어부(431)가 레일(21)이 위치한 전방으로 이동될 수 있다.

반면에, 도 7에 도시된 바와 같이, 조정나사(440)를 이용하여 피니언기어부(441)를 타방향으로 회전시키면, 피니언기어부(441)에 맞물린 레크기어부(431)가 레일(21)의 반대방향인 후방으로 이동될 수 있다.

결국, 조정나사(440)의 조정을 통해, 베어링패드(200)와 레일(21)의 간격을 일정 범위 내로 조정할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 수면 아래에 위치한 터렛의 레일과 문풀 사이에 위치한 하부 수평 베어링의 베어링패드를 손쉽게 교체할 수 있고, 용이한 하부 수평 베어링의 유지보수가 가능하며, 문풀의 가공 정도 및 선체의 변형 등을 고려하여, 베어링패드와 터렛의 레일 간의 이격 거리를 정밀하게 조정할 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 :지지편 110 :안착홈
111 :경사측면부 112 :지지면부
200 :베어링패드 210 :측경사면
300 :지지커버 400 :갭조정수단
410a :제 1 씸 플레이트 410b :제 2 씸 플레이트
430 :지지부재 431 :레크기어부
440 :조정나사 441 :피니언기어

Claims (7)

1. 터렛의 레일을 지지하는 터렛 베어링으로서,
   상기 터렛의 레일을 향해 개방되는 안착홈을 갖는 지지편;
   상기 레일을 지지하도록 상기 안착홈에 삽입되는 베어링패드; 및
   상기 안착홈의 적어도 일부를 덮어 상기 베어링패드를 상기 안착홈에 고정하는 지지커버를 포함하고,
   상기 베어링패드의 후면을 지지하는 지지면부에는, 상기 베어링패드와 상기 레일 사이의 틈새 조정을 위한 갭조정수단이 마련되며,
   상기 갭조정수단은
   상기 베어링패드의 후면에 부착되고, 양단부에 레크기어부가 형성되는 지지부재; 및
   상기 레크기어부에 맞물리도록 상기 지지부재의 양단에 배치되는 피니언기어부가 구비된 조정나사를 포함하는 터렛 베어링.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 안착홈은
   상기 레일을 향해 수렴되도록 경사지게 형성되고, 상기 지지편의 양측부에 쌍을 이루도록 위치하여 상기 베어링패드의 양측면을 지지하는 경사측면부; 및
   상기 경사측면부를 서로 연결하고, 상기 베어링패드의 후면을 지지하는 지지면부를 포함하는 터렛 베어링.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 베어링패드는
   상기 경사측면부에 밀착되도록 상기 레일을 향해 경사지게 형성되는 측경사면을 갖는 터렛 베어링.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 베어링패드의 전면은
   상기 레일의 곡률면에 대응되는 굴곡면으로 형성되는 터렛 베어링.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

Images