KR101640047B1 - 이동식 페어리드를 지닌 계류장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해양구조물(10)의 터렛(15) 상으로 다수의 계류삭(25)을 연결한 계류장치에 있어서: 상기 터렛(15)의 하단에 설치되는 턴 테이블(20); 상기 턴 테이블(20) 상에 이동 가능하게 설치되고, 일측으로 다수의 계류삭(25)을 지지하는 페어리드 세트(30); 및 상기 인접하는 페어리드 세트(30) 사이의 충격을 완화하는 완충수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 환경하중이 변동하는 방향으로 계류삭을 별도의 동력이 없이 자동으로 집중시켜 주변의 계류삭으로 하중이 골고루 분포되도록 함에 따라 계류삭 설계시 필요 이상의 고사양을 지양하여 경제성을 제고하는 효과가 있다.

Description

이동식 페어리드를 지닌 계류장치{Mooring apparatus having mobile fairlead}

본 발명은 선박의 계류장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 해양구조물의 계류시 하중 집중 현상을 개선하기 위하여 회전식 터렛을 기반으로 계류삭을 연결하는 체계를 제공하는 이동식 페어리드를 지닌 계류장치에 관한 것이다.

극한환경에서 해양구조물의 위치유지를 위해 터렛계류 시스템이 주로 이용된다. 다만 큰 환경하중이 해양구조물에 작용하게 되면, 구조물이 한 방향으로 밀려나게 되고, 이 때 해당 방향의 일부 계류삭에 하중이 과하게 치우치게 된다. 이는 방향별 계류삭이 연결된 페어리드(Fairlead) 세트가 한 방향으로 고정되는 점에 기인한다. 이에 일부 계류삭에 하중이 치우치는 문제를 해결하려면 고사양의 계류삭이 요구되어 경제성을 저하시키는 요인이 된다.

이러한 폐단에 대처하기 위한 선행기술과 관련된 참고문헌으로서 한국 등록특허공보 제1307571호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제1181219호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.

선행문헌 1은 부유식 해상 구조물의 터렛 계류 시스템에 있어서, 상기 해상 구조물의 선축에 위치하는 제1 및 제2 터렛 스페이스들; 상기 터렛 스페이스들에 각각 고정되고, 일단은 해상 구조물의 선체에 고정되고 타단은 해저면에 고정되어 해상 구조물을 유지하는 고장력 계류 케이블을 포함하는 제1 및 제2 터렛 장치들;로 구성된다. 이에 따라, 해상 구조물의 위치 유지가 용이하며 계류 라인의 하중을 분산시켜 시스템의 설계가 용이한 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 견인장치로부터 인장되는 와이어의 이동 방향을 안내하는 와이어안내부와, 상기 와이어안내부를 지지하는 지지부와, 상기 와이어안내부 전방에서 상기 와이어와 접촉하여 구름운동하는 휠과, 상기 와이어안내부에 끼워져 상기 휠의 회전을 가이드하는 회전가이드와, 상기 휠 및 회전가이드의 회전을 안내하는 베어링을 포함하여 구성된다. 이에 따라, 인장력이 어떠한 방향으로 작용하여도 마찰력을 최소화하여 마모 및 파손을 미연에 방지하는 효과를 기대한다.

그러나, 선행문헌 1의 듀얼 터렛이나 선행문헌 2의 유니버셜 페어리드를 적용하는 경우에도 환경하중의 변동이 발생하는 상황에서 하중의 분산이 고르지 않고 견인장치와 같은 별도의 동력에 의존해야 하므로 경제성을 제고하는 측면에서 개선의 여지가 크다.

1. 한국 등록특허공보 제1307571호 "듀얼 터렛 계류 시스템" (공개일자 : 2013. 9. 12.) 2. 한국 등록특허공보 제1181219호 "유니버셜 페어리드" (공개일자 : 2011. 3. 24.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 해양구조물에서 방향별 계류삭이 연결되는 페어리드 세트가 터렛의 턴 테이블을 따라 자유롭게 이동하도록 구성하여 환경하중을 분산시키는 이동식 페어리드를 지닌 계류장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 해양구조물의 터렛 상으로 다수의 계류삭을 연결한 계류장치에 있어서: 상기 터렛의 하단에 설치되는 턴 테이블; 상기 턴 테이블 상에 이동 가능하게 설치되고, 일측으로 다수의 계류삭을 지지하는 페어리드 세트; 및 상기 인접하는 페어리드 세트 사이의 충격을 완화하는 완충수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 턴 테이블은 적어도 부분적으로 원호상의 활주 경로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 페어리드 세트는 다수의 지점에서 턴 테이블과 접촉하도록 롤러와 베어링을 선택적으로 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 턴 테이블은 각각의 페어리드 세트의 이동 범위를 제한하도록 스토퍼를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 페어리드 세트는 일측면과 타측면에 충격을 흡수하기 위한 탄성체를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 환경하중이 변동하는 방향으로 계류삭을 별도의 동력이 없이 자동으로 집중시켜 주변의 계류삭으로 하중이 골고루 분포되도록 함에 따라 계류삭 설계시 필요 이상의 고사양을 지양하여 경제성을 제고하는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 계류장치를 전체적으로 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 계류장치의 요부를 확대하여 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 계류장치의 유부를 종단하여 나타내는 구성도
도 4는 본 발명에 따른 계류장치의 작동전후 상태를 나타내는 모식도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 해양구조물(10)의 터렛(15) 상으로 다수의 계류삭(25)을 연결한 계류장치에 관하여 제안한다. 터렛(15)은 해저면과 다수의 계류삭(25)으로 연결되고, 풍력과 조력의 작용 방향에 순응하여 선회하는 기능을 수행한다. 본 발명은 터렛(15)을 이용하여 해양구조물(10)의 선회축을 형성하는 계류장치를 대상으로 하지만 반드시 이와 같은 터렛(15) 방식에 국한되는 것은 아니다.

또, 본 발명에 따르면 상기 터렛(15)의 하단에 턴 테이블(20)이 설치된다. 터렛(15)의 하단에 설치되는 턴 테이블(20)은 자체적으로 회전되는 구성을 요하지는 않는다. 턴 테이블(20)은 해양구조물(10)의 종류나 규모에 따라서 판형(plate type)이나 링형(ring type) 중에서 선택하여 형성할 수 있다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 턴 테이블(20)은 적어도 부분적으로 원호상의 활주 경로를 구비하는 것을 특징으로 한다. 턴 테이블(20)을 원판이나 원형링으로 형성하면 전체적으로 원호상의 활주 경로를 구성하기 용이하다. 원호상의 활주 경로는 후술하는 페어리드 세트(30)가 이동하는 부분으로서 변동하는 환경하중에 의한 충격을 완화하여 이동의 유연성을 높인다.

또, 본 발명에 따르면 일측으로 다수의 계류삭(25)을 지지하는 페어리드 세트(30)가 상기 턴 테이블(20) 상에 이동 가능하게 설치되는 구조를 특징으로 한다. 페어리드 세트(30)는 턴 테이블(20) 상에 3개 이상의 복수로 설치되고 각각 설정된 수량으로 배치된 계류삭(25) 들의 상단부를 지지한다. 페어리드 세트(30)는 평면에서 볼 때 턴 테이블(20)의 원호상 경로와 일치하는 곡률로 형성하는 것이 원활한 이동성을 확보하는 측면에서 바람직하다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 페어리드 세트(30)는 다수의 지점에서 턴 테이블(20)과 접촉하도록 롤러(32)와 베어링(34)을 선택적으로 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 3(a)와 같이 폐쇄형(O형) 단면의 페어리드 세트(30)를 적용하는 경우 최장변인 내부 수직면에 롤러(32)를 설치하고 나머지 부분에 베어링(34)을 설치할 수 있다. 도 3(b)와 같이 개방형(C형) 단면의 페어리드 세트(30)를 적용하는 경우 최장변인 상부 수평면에 롤러(32)를 설치하고 나머지 부분에 베어링(34)을 설치할 수 있다. 물론 도 3의 페어리드 세트(30)는 예시에 불과하고 모두 롤러(32)로 지지하거나 모두 베어링(34)으로 지지할 수도 있다. 어느 경우에나 페어리드 세트(30)는 롤러(32)와 베어링(34)의 지지를 기반으로 환경하중에 대응하여 신속하게 이동하면서 하중의 쏠림을 방지할 수 있다.

이때, 페어리드 세트(30)에서 계류삭(25)이 연결되는 위치가 도 2와 같다면 롤러(32)와 베어링(34)의 배치도 변경될 수 있다.

한편, 도시에는 생략하나 턴 테이블(20)의 활주 경로 상에는 마찰계수를 낮추기 위하여 테프론수지를 코팅할 수도 있다.

또, 본 발명에 따르면 완충수단(40)이 상기 인접하는 페어리드 세트(30) 사이의 충격을 완화하는 구조를 특징으로 한다. 턴 테이블(20)에 설치된 복수의 페어리드 세트(30)는 환경하중의 변동에 의하여 상호 거리의 변동을 유발하게 된다. 인접한 페어리드 세트(30)가 너무 근접하여 충돌하면 충격에 의한 변형이나 파손의 우려가 있으므로 완충수단(40)을 구비하는 것이 좋다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 턴 테이블(20)은 각각의 페어리드 세트(30)의 이동 범위를 제한하도록 스토퍼(42)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 스토퍼(42)는 턴 테이블(20) 상에서 인접하는 페어리드 세트(30)의 활주 경로를 구분하는 위치에 설치된다. 완충수단(40)의 스토퍼(42)는 하나의 턴 테이블(20)에 설치된 페어리드 세트(30)의 수량에 대응하여 균일한 간격으로 설치한다. 도 4에서 3개의 페어리드 세트(30)와 스토퍼(42)를 예시한다.

도 2를 참조하면, 턴 테이블(20)을 원링형으로 구성하는 경우 스토퍼(42)는 터렛(15)과 턴 테이블(20)을 연결하는 부재 역할도 겸할 수 있다.

본 발명의 변형예로서, 상기 페어리드 세트(30)는 일측면과 타측면에 충격을 흡수하기 위한 탄성체(45)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 일측면과 타측면은 페어리드 세트(30)의 이동 방향을 기준으로 전후면을 의미한다. 완충수단(40)의 탄성체(45)는 마치 자동차의 범퍼와 같은 방식으로 탄성체(45)의 전면과 후면에 설치된다. 이에, 페어리드 세트(30)가 이동하면서 스토퍼(42)에 충돌하면 탄성체(45)에 의한 완충 기능도 부가된다.

작동에 있어서, 도 4(a)와 같이 환경하중이 균형을 이루는 상태라면 3개의 페어리드 세트(30)가 턴 테이블(20) 상에 균일한 상태로 배치되어 계류삭(25)의 동일한 각도로 유지된다. 이후, 도 4(b)처럼 환경하중이 화살표 방향으로 작용하는 상태라면 터렛(15)과 턴 테이블(20)의 위치 변동에 연동하여 인접한 2개의 페어리드 세트(30)가 스토퍼(42) 쪽으로 접근하면서 각각에 연결된 계류삭(25)의 각도가 축소되면서 하중을 분산한다. 환경하중이 급변하는 경우에도 페어리드 세트(30)가 자율적으로 신속하게 이동하여 항시 계류삭(25)의 하중편차를 작게 유지한다.

이와 같이 본 발명의 계류장치는 별도의 추가적인 장치를 구성하여 동력을 부가하지 않더라도, 해양구조물(10)이 환경하중의 영향을 받아 한 쪽으로 밀리는 순간, 환경하중이 오는 방향으로 계류삭(25)이 자동으로 모이면서 주위 계류삭(25)으로 하중을 골고루 인가한다. 이에 계류삭 설계시 요구 사양(규격)을 더 낮춘 경제적 설계가 가능하다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 해양구조물 15: 터렛
20: 턴 테이블 25: 계류삭
30: 페어리드 세트 32: 롤러
34: 베어링 40: 완충수단
42: 스토퍼 45: 탄성체

Claims (6)

1. 해양구조물(10)의 터렛(15) 상으로 다수의 계류삭(25)을 연결한 계류장치에 있어서:
   상기 터렛(15)의 하단에 설치되는 턴 테이블(20);
   상기 턴 테이블(20) 상에 이동 가능하게 복수로 설치되고, 다수의 계류삭(25)의 상단부를 기 설정된 수량으로 나누어 지지하는 복수의 페어리드 세트(30); 및
   인접하는 페어리드 세트(30) 사이의 충격을 완화하는 적어도 하나의 완충수단(40);을 포함하고,
   페어리드 세트(30) 각각은 다수의 계류삭(25)에 작용하는 하중 변화에 수반하여 상기 턴 테이블 상(20)에서 이동하도록 하는 것을 특징으로 하는 이동식 페어리드를 지닌 계류장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 턴 테이블(20)은 적어도 부분적으로 원호상의 활주 경로를 구비하는 것을 특징으로 하는 이동식 페어리드를 지닌 계류장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 페어리드 세트(30)는 다수의 지점에서 턴 테이블(20)과 접촉하도록 롤러(32)와 베어링(34)을 선택적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 이동식 페어리드를 지닌 계류장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 턴 테이블(20)은 각각의 페어리드 세트(30)의 이동 범위를 제한하도록 스토퍼(42)를 구비하는 것을 특징으로 하는 이동식 페어리드를 지닌 계류장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 페어리드 세트(30)는 일측면과 타측면에 충격을 흡수하기 위한 탄성체(45)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이동식 페어리드를 지닌 계류장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 해양 구조물(10)에 환경 하중에 어느 한쪽으로 밀리는 경우 상기 복수의 페어리드 세트(30) 사이의 각도가 변경되면서 하중을 분산시키는 이동식 페어리드를 지닌 계류장치.
   

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