KR101690987B1 - 예인 안정성이 향상된 해양부유체 - Google Patents

예인 안정성이 향상된 해양부유체 Download PDF

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Abstract

해상에서 부유하여 자항하거나 예인되는 해양부유체에 있어서, 선체, 및 상기 선체의 길이방향의 중심축 상의 제1 지점으로부터 제2 지점까지 갈수록 상기 선체 양현의 폭이 좁아지고, 상기 제2 지점으로부터 제3 지점까지 갈수록 상기 선체 양현의 폭이 넓어지는 선미부를 포함한다.

Description

예인 안정성이 향상된 해양부유체{TOWING STABILITY IMPROVED FLOATING OFFSHORE STRUCTURE}
본 발명은 예인 안정성이 향상된 해양부유체에 관한 것으로, 예인선에 의해 예인될 때 선체의 흔들림이 적어 안정적으로 예인될 수 있는 해양부유체에 관한 것이다.
일반적으로 해저에서 가스 또는 원유를 시추하는 작업은 FPSO(Floating Production, Storage and Offloading, 부유식 원유생산 하역 저장설비) 또는 FLNG(Floating Liquefied Natural Gas, 부유식 액화천연가스 생산설비)등과 같은 해양부유체에 의해 진행될 수 있다.
해양부유체는 제조 과정을 거친 후 건조가 완료되면 예인선에 의해 시추 지역으로 예인될 수 있다. 이후 시추 지역에 장시간 머물며 시추작업을 진행하게 된다. 따라서, FPSO 등에는 별도의 엔진이 구비되지 않을 수 있다.
이와 같이, FPSO와 같은 해양부유체에 자체 엔진이 구비되지 않으므로, 예인선을 이용하여 FPSO를 예인하는 과정에 FPSO의 항로 유지가 어렵다는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해, 선행문헌(한국공개특허 10-2014-0065045)과 같이, 선미에 침로안정부가 결합되어 해상 구조물이 예인될 때 침로안정부가 수중에서 낙하산 형상으로 펼쳐져 해상 구조물의 선체 동요를 억제할 수 있는 예인 시스템이 제안될 수 있다.
하지만, 이와 같은 침로안정부로 인해 해상 구조물의 저항이 증가하여 해상 구조물의 운항속도가 저하될 수 있다. 따라서, 예인 안정성이 향상될 수 있는 구조의 해양부유체가 필요할 수 있다.
대한민국 공개특허 제10-2014-0065045호 (공개일: 2014.05.29)
본 발명은 예인선에 의해 예인될 때 항로가 유지되어 안정적으로 예인될 수 있는 예인 안정성이 향상된 해양부유체를 제공하고자 한다.
본 출원의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 해상에서 부유하여 자항하거나 예인되는 해양부유체에 있어서, 선체, 및 상기 선체의 길이방향의 중심축 상의 제1 지점으로부터 제2 지점까지 갈수록 상기 선체 양현의 폭이 좁아지고, 상기 제2 지점으로부터 제3 지점까지 갈수록 상기 선체 양현의 폭이 넓어지는 선미부를 포함한다.
본 발명의 일측면에 따른 해양부유체의 상기 선미부는, 상기 선체 양현의 일측 및 타측이 상기 제1 지점으로부터 상기 제2 지점까지 연장되어 형성되는 제1면, 상기 양현의 상기 일측 및 상기 타측이 상기 제2 지점으로부터 상기 제3 지점까지 연장되어 형성되는 제2면, 및 상기 제3 지점에 상기 선체의 너비방향으로 형성되는 제3면을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2면은, 상기 중심축과 최대 30도의 경사각을 이룰 수 있다.
또한, 상기 선미부는, 상기 선체의 길이방향의 중심축을 기준으로, 상기 제2 지점으로부터 상기 제3 지점까지의 길이가 상기 제1 지점으로부터 상기 제3 지점까지 길이의 10%~50% 범위일 수 있다.
상기 선미부는, 상기 중심축 상의 상기 제1 지점으로부터 상기 제2 지점까지 갈수록 상기 선체 양현의 폭이 좁아지도록 형성되는 돌출부, 및 상기 돌출부에 결합되고, 제1측면 및 제2측면을 포함하며, 상기 제2 지점으로부터 상기 제3 지점까지 갈수록 상기 제1측면 및 상기 제2측면 사이의 폭이 넓어지도록 형성되는 결합부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1측면 및 상기 제2측면은, 상기 선체의 길이방향의 중심축과 최대 30도의 경사각을 이룰 수 있다.
또한, 상기 선체의 길이방향의 중심축을 기준으로, 상기 결합부재의 길이는 상기 돌출부 및 상기 결합부재의 전체 길이의 10%~50% 범위일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 해양부유체는 제1 지점으로부터 제2 지점으로 갈수록 선체의 양현의 폭이 좁아지고, 제2 지점으로부터 제3 지점으로 갈수록 폭이 넓어지는 선미부를 포함하며, 선미부의 형상에 의해 예인되는 선체의 요동이 감소하여 해양부유체가 안정적으로 예인될 수 있다.
본 발명의 실시예의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양부유체의 배면 사시도 및 배면 단면도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양부유체의 선미부의 길이 및 경사각을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양부유체의 예인 안정성 향상 효과를 나타낸 그래프;
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양부유체의 배면 단면도; 그리고
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해양부유체의 배면 단면도이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래 장치의 구성요소와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양부유체의 배면 사시도 및 배면 단면도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 해양부유체는 FPSO(부유식 원유생산 하역 저장설비) 또는 FLNG(부유식 액화천연가스 생산설비)와 같이, 자체의 동력장치가 없으며 예인선에 의해 시추 지역까지 예인되는 시추 선박이거나 해상에서 부유하여 자항하는 해상부유체일 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 해양부유체는 선체(50) 및 선미부(100)를 포함한다.
선체(50)는 해양부유체를 이루는 구조물일 수 있다.
선미부(100)는 선체(50)의 길이방향의 중심축(X) 상의 제1 지점(A1)으로부터 제2 지점(A2)까지 갈수록 선체(50) 양현(60)의 폭이 좁아질 수 있다. 또한, 제2 지점(A2)으로부터 제3 지점(A3)까지 갈수록 선체(50) 양현(60)의 폭이 넓어질 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 선미부(100)는 선체(50)의 선미(80)에 형성되며, 해양부유체의 갑판(55)의 저면에 형성되며, 해양부유체가 예인될 때 선미부(100)는 해수에 잠길 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 해양부유체의 선미부(100)는 제2 지점(A2)에서의 폭(W2)이 제1 지점(A1)에서의 폭(W1)보다 좁을 수 있다. 또한, 제3 지점(A3)에서의 폭(W3)이 제2 지점(A2)에서의 폭(W2)보다 넓을 수 있다.
즉, 선미부(100)는 선체(50)의 양현(60)의 폭이 점차 좁아지다가 다시 다시 넓어질 수 있다. 선미부(100)의 이와 같은 형상은 선체(50)가 예인선에 의해 예인될 때 해수의 유동에 의한 선체(50)의 흔들림을 감소하여 해양부유체의 예인 안정성을 향상시킬 수 있다.
선미부(100)에 대하여 구체적으로 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이, 선미부(100)는 제1면(110), 제2면(120) 및 제3면(130)을 포함할 수 있다.
제1면(110)은 선체(50) 양현(60)의 일측(65) 및 타측(70)이 제1 지점(A1)으로부터 제2 지점(A2)까지 연장되어 형성될 수 있다.
제2면(120)은 양현(60)의 일측(65) 및 타측(70)이 제2 지점(A2)으로부터 제3 지점(A3)까지 연장되어 형성될 수 있다.
제3면(130)은 제3 지점(A3)에 선체(50)의 너비방향(Y)으로 형성될 수 있다.
이때, 선체(50) 양현(60)의 일측(65) 및 타측(70)에 형성된 제1면(110)은 선체(50)의 길이방향의 중심축(X)을 중심으로 서로 마주보고, 선체(50) 양현(60)의 일측(65) 및 타측(70)에 형성된 제2면(120)도 마찬가지로 선체(50)의 길이방향의 중심축(X)을 중심으로 서로 마주볼 수 있다. 제3면(130)은 선체(50)의 너비방향(Y)으로 형성될 수 있다.
앞서 설명한 내용과 같이, 선미부(100)의 폭은 선미(80)로 갈수록 좁아지다 넓어질 수 있다. 따라서, 선미부(100)의 제1면(110)과 제2면(120)은 중심축(X)에 대하여 경사지게 형성될 수 있다.
도 3을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해양부유체의 선미부(100)는 제2면(120)이 중심축(X)과 최대 30도의 경사각(θ1)을 이룰 수 있다.
즉, 선체(50) 양현(60)의 일측(65) 및 타측(70)에 형성된 제2면(120)은 중심축(X)에 대하여 최대 30도의 경사각(θ1)을 이루며 중심축(X)으로부터 양현(60)을 향해 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 선미부(100)는, 선체(50)의 길이방향의 중심축(X)을 기준으로, 제2 지점(A2)으로부터 제3 지점(A3)까지의 길이(L1)가 제1 지점(A1)으로부터 제3 지점(A3)까지 길이(L2)의 10%~50% 범위일 수 있다.
즉, 중심축(X)을 기준으로, 제1면(110)의 길이는 제1면(110)과 제2면(120)의 전체 길이(L2)에서 제2면(120)의 길이(L1)를 뺀 길이(L2-L1)일 수 있으며, 제2면(120)의 길이(L1)와 제1면(110)의 길이(L2-L1)의 비는 1:9 에서 5:5의 범위일 수 있다.
이와 같은 선미부(100)의 경사각(θ1)과 길이의 비에 따라 해수에 의한 선체(50)의 흔들림을 감소하는 효과가 다를 수 있다.
예를 들어 도 4는 선미부(100)의 제2면(120)의 경사각(θ1)이 11도이고, 제2 지점(A2)으로부터 제3 지점(A3)까지의 길이(L1)가 제1 지점(A1)으로부터 제3 지점(A3)까지 길이(L2)의 20%일 때의 선체(50)의 흔들림(Yaw)을 나타내는 그래프이다.
도 4에서 S1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양부유체의 선미부(100)가 구비되지 않은 해양부유체의 선체(50)의 흔들림을 나타내고, S2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선미부(100)가 구비된 해양부유체의 선체(50)의 흔들림을 나타낸다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 예인 방향을 기준으로 선체(50)가 양현(60)의 일측(65)으로 기울 때 회전 각도는 <->라고 가정하고, 선체(50)가 양현(60)의 타측(70)으로 기울 때 회전 각도가 <+>라고 할 때, 도 4에서 선미부(100)가 구비되지 않은 해양부유체의 회전 각도(Yaw(deg))(S1)는 -20도에서 +17도 사이에서 흔들림을 알 수 있다.
반면, 선미부(100)가 구비된 해양부유체의 회전 각도(S2)는 0도에서+5도 사이에서 흔들리게 된다는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선미부(100)를 포함한 해양부유체는 선미부(100)를 포함하지 않은 해양부유체에 비해 해수에 의한 선체(50)의 흔들림을 감소할 수 있다. 따라서, 해양부유체가 예인선에 의해 안정적으로 예인될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양부유체의 배면 단면도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해양부유체의 배면 단면도이다.
앞서 도 1 내지 도 3에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 해양부유체의 선미부(100)는 일체형으로 형성될 수 있는 반면, 도 5 및 도 6에 도시된 본 발명의 다른 실시예 및 또 다른 실시예에 따른 해양부유체의 선미부(100)는 착탈이 가능한 돌출부(300) 및 결합부재(400)를 포함할 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 돌출부(300)는 중심축(X) 상의 제1 지점(A1)으로부터 제2 지점(A2)으로 갈수록, 선체(50) 양현(60)의 폭이 좁아지도록 형성될 수 있다.
결합부재(400)는 양현(60)의 제2 지점(A2)에서 돌출부(300)에 결합되고, 제1측면(410) 및 제2측면(420)을 포함하며, 제2 지점(A2)으로부터 제3 지점(A3)까지 갈수록 제1측면(410) 및 제2측면(420) 사이의 폭이 넓어지도록 형성될 수 있다.
즉, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 돌출부(300)는 제1 지점(A1)에서 선체(50) 양현(60)의 일측(65) 및 타측(70) 사이의 폭(W7)이 제2 지점(A2)에서의 일측(65) 및 타측(70) 사이의 폭(W8)보다 넓을 수 있다.
따라서, 돌출부(300)는 제1 지점(A1)으로부터 제2 지점(A2)으로 갈수록 폭이 좁아지게 형성될 수 있다.
또한, 제2 지점(A2)에서 결합부재(400)의 제1측면(410)과 제2측면(420) 사이의 폭(W8)은 제3 지점(A3)에서 제1측면(410)과 제2측면(420) 사이의 폭(W9)보다 좁을 수 있다.
즉, 결합부재(400)는 제2 지점(A2)으로부터 제3 지점(A3)으로 갈수록 폭이 넓어지는 사다리꼴 사각형으로 형성될 수 있다.
앞서 도 3에서 설명한 선미부(100)의 제2면(120)이 선체(50)의 길이방향의 중심축(X)에 대하여 경사각(θ1)을 이루는 것과 마찬가지로, 본 발명의 다른 실시예 및 또 다른 실시예에 따른 해양부유체의 결합부재(400) 역시 중심축(X)에 대하여 경사각(θ2)을 이룰 수 있다.
즉, 결합부재(400)의 제1측면(410) 및 제2측면(420)은, 선체(50)의 길이방향의 중심축(X)과 최대 30도의 경사각(θ2)을 이룰 수 있다.
또한, 선체(50)의 길이방향의 중심축(X)을 기준으로, 결합부재(400)의 길이(L1)는 돌출부(300) 및 결합부재(400)의 전체 길이(L2)의 10%~50% 범위일 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예 및 또 다른 실시예에 따른 해양부유체는 돌출부(300)와 결합부재(400)를 포함하여 해수에 의해 선체(50)의 흔들림이 감소할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양부유체의 돌출부(300)와 달리 도 6에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해양부유체는 선체(50)의 제작에 따라 돌출부(300)가 제2 지점(A2)으로부터 제3 지점(A3)까지 연장될 수 있다.
따라서, 중심축(X)을 중심으로 돌출부(300)의 양측면에 두 개의 결합부재(400)가 구비될 수 있으며, 각각의 결합부재(400)는 서로 분리될 수 있다.
앞서 설명한 내용과 같이, 각각의 결합부재(400)는 중심축(X)과 최대 30도의 경사각(θ2)을 이룰 수 있다. 따라서, 각각의 결합부재(400)는 중심축(X)으로부터 선체(50)의 양현(60)을 향해 경사지게 형성되어 삼각형으로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예 및 또 다른 실시예에 따른 해양부유체는 선미부(100)가 돌출부(300) 및 결합부재(400)를 포함하여 해수에 의한 선체(50)의 흔들림이 감소될 수 있다.
이상에서 참조된 도면들에서, 본 발명의 일 실시예, 다른 실시예 및 또 다른 실시예에 따른 해양부유체는 선미부(100)에 의해 선체(50)의 흔들림이 감소됨으로써 해양부유체가 안정적으로 예인될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
50: 선체 55: 갑판
60: 양현 65: 일측
70: 타측 80: 선미
100: 선미부 110: 제1면
120: 제2면 130: 제3면
300: 돌출부 400: 결합부재
410: 제1측면 420: 제2측면
A1: 제1 지점 A2: 제2 지점
A3: 제3 지점 X: 선체의 중심축
L1, L2: 길이 W1: W2, W3: 양현의 폭
W7, W8: 돌출부의 폭 W8, W9: 결합부재의 폭
Y: 너비방향 θ1, θ2: 경사각

Claims (7)

  1. 해상에서 부유하여 자항하거나 예인되는 해양부유체에 있어서,
    선체; 및
    상기 선체의 길이방향의 중심축 상의 제1 지점으로부터 제2 지점까지 갈수록 상기 선체 양현의 폭이 좁아지고, 상기 제2 지점으로부터 제3 지점까지 갈수록 상기 선체 양현의 폭이 넓어지는 선미부;를 포함하며,

    상기 선미부는,
    상기 중심축 상의 상기 제1 지점으로부터 상기 제2 지점까지 갈수록, 상기 선체 양현의 폭이 좁아지도록 형성되는 돌출부; 및
    상기 돌출부에 결합되고, 제1측면 및 제2측면을 포함하며, 상기 제2 지점으로부터 상기 제3 지점까지 갈수록 상기 제1측면 및 상기 제2측면 사이의 폭이 넓어지도록 형성되는 결합부재;를 포함하는 해양부유체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1측면 및 상기 제2측면은, 상기 선체의 길이방향의 중심축과 최대 30도의 경사각을 이루는 해양부유체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 선체의 길이방향의 중심축을 기준으로, 상기 결합부재의 길이는 상기 돌출부 및 상기 결합부재의 전체 길이의 10%~50% 범위인 해양부유체.
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