KR101701474B1

KR101701474B1 - 앵커

Info

Publication number: KR101701474B1
Application number: KR1020150118093A
Authority: KR
Inventors: 서종무; 김현수; 안광현; 여정환; 임인규; 전상배; 최정인
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2015-08-21
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2017-02-01

Abstract

앵커가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 몸체부; 상기 몸체부의 내부에 형성되는 가스수용부; 상기 가스수용부에 수용된 고압 가스가 상기 몸체부의 상측으로 배출되는 통로를 제공하는 후방 노즐부; 상기 가스수용부에 수용된 고압 가스가 상기 몸체부의 하측으로 배출되는 통로를 제공하는 전방 노즐부; 및 상기 후방 노즐부와 상기 전방 노즐부를 동시에 개폐하는 개폐부를 포함하는 앵커가 제공될 수 있다.

Description

앵커{ANCHORS}

본 발명은 앵커에 관한 것이다.

선박 또는 해양 구조물(이하 "선박 등"이라고 함)을 특정 해역에 계류시키기 위하여 앵커가 사용될 수 있다. 앵커는 해저 지반에 고정된 상태로 계류 라인을 통해 선박 등에 연결될 수 있다. 앵커에는 자체 하중에 의해 자유 낙하하여 해저 지반에 침투 및 고정되는 자유 낙하형 앵커가 있다. 하지만, 자유 낙하형 앵커는 순수하게 중력만 이용하여 해저 지반에 침투하게 됨으로써 침투 깊이에 한계가 있을 수 있고, 이에 따라 선박 등을 계류시키는데 필요한 지지력을 제공하기에 충분한 침투 깊이를 확보하기 위해서는 앵커의 자체 하중을 증가시키거나 다른 대안을 강구할 필요가 있다.

미국 공개특허공보 US2013/0160694(2013.06.27, GRAVITY INSTALLED ANCHOR)

본 발명의 실시예들은 해저 지반에 대한 침투 깊이를 향상시킬 수 있는 앵커를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 몸체부; 상기 몸체부의 내부에 형성되는 가스수용부; 상기 가스수용부에 수용된 고압 가스가 상기 몸체부의 상측으로 배출되는 통로를 제공하는 후방 노즐부; 상기 가스수용부에 수용된 고압 가스가 상기 몸체부의 하측으로 배출되는 통로를 제공하는 전방 노즐부; 및 상기 후방 노즐부와 상기 전방 노즐부를 동시에 개폐하는 개폐부를 포함하는 앵커가 제공될 수 있다.

상기 개폐부는 상기 몸체부의 하단에 가해지는 외부 충격에 의해 상기 후방 노즐부와 상기 전방 노즐부를 동시에 개방할 수 있다.

상기 개폐부는, 상기 후방 노즐부를 폐쇄하는 후방 차단판; 상기 전방 노즐부를 폐쇄하는 전방 차단판; 및 상기 몸체부에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 후방 차단판 및 상기 전방 차단판에 동시에 결합되어 단부가 상기 몸체부의 하단 중심부를 통해 상기 몸체부의 하측으로 돌출되는 구동막대를 포함할 수 있다.

상기 후방 차단판 및 상기 전방 차단판은 취성 물질층(brittle material layer)을 통해 상기 후방 노즐부 및 상기 전방 노즐부에 각각 결합되고, 상기 취성 물질층(brittle material layer)은 상기 구동막대의 돌출 부분이 상기 몸체부의 하단에 가해지는 외부 충격에 의해 상기 몸체부의 내부로 삽입되면 파괴될 수 있다.

상기 몸체부는 탄두 형상으로 이루어지고, 상기 전방 노즐부는, 상기 가스수용부에서 하향 연장되고, 상기 구동막대의 직경보다 큰 직경을 가지는 메인 유로; 및 상기 메인 유로에서 분기되어 상기 몸체부의 저면으로 연장됨으로써 고압 가스를 하향 경사지게 배출시키는 복수 개의 서브 유로를 포함할 수 있다.

상기 가스수용부와 상기 몸체부의 외부 공간을 연결하도록 상기 몸체부에 형성되는 가스주입로; 및 상기 가스주입로에 설치되는 가스주입밸브를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 앵커 내부의 여유 공간을 활용하여 가스분사장치를 설치함으로써, 앵커에 작용하는 중력 외에 후방 노즐부를 통한 가스 분사에 의한 추진력을 얻고 전방 노즐부를 통한 가스 분사에 의해 해저 지반의 침전물을 밀어냄으로써 해저 지반에 대한 침투 깊이를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커를 수직으로 절단한 상태로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커를 도 2의 I - I´에서 절단한 상태로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커를 도 2의 II - II´에서 절단한 상태로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커를 해저 지반에 충돌한 상태로 나타낸 도면이다.

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, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성요소가 각 구성요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성요소에 각 구성요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성요소의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 본 발명에 따른 앵커의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커를 나타낸 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커를 수직으로 절단한 상태로 나타낸 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커를 도 2의 I - I´에서 절단한 상태로 나타낸 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커를 도 2의 II - II´에서 절단한 상태로 나타낸 도면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커를 해저 지반에 충돌한 상태로 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커(10)는 몸체부(100), 가스수용부(200), 후방 노즐부(300), 전방 노즐부(400) 및 개폐부(500)를 포함할 수 있고, 가스주입부(600)를 더 포함할 수 있다.

몸체부(100)는 앵커(10)의 외부 골격을 이루는 부분이다.

몸체부(100)는 상하 방향으로 연장되는 탄두 형상, 예를 들어 저면이 볼록한 원통 형상으로 이루어질 수 있다. 본 명세서에서, 상하 구분은 별도의 설명이 없으면 도 2를 기준으로 설정된 것으로 본다. 몸체부(100)에는 선박 등에 연결되는 계류 라인(W)이 결합될 수 있고, 몸체부(100)의 상단 외주면에는 상하 방향으로 연장되고 몸체부(100)의 원주 방향으로 상호간에 이격 배치되는 복수 개의 날개(110)가 결합될 수 있다.

가스수용부(200)는 고압 가스, 예를 들어 고압으로 압축된 공기를 수용할 수 있다.

가스수용부(200)는 몸체부(100)의 내부에 형성되는 고압 가스의 수용 공간으로서, 몸체부(100)에 의해 구획되는 공간일 수 있다. 즉, 가스수용부(200)에 수용된 고압 가스는 몸체부(100)의 내면에 직접 압력을 가할 수 있고, 몸체부(100)는 그 자체로 압력 용기(pressure vessel)로서의 기능을 수행할 수 있다.

후방 노즐부(300)는 가스수용부(200)에 수용된 고압 가스가 몸체부(100)의 상측으로 분사될 수 있도록 고압 가스의 배출 통로를 제공할 수 있다.

후방 노즐부(300)는 몸체부(100)의 상단, 구체적으로는 몸체부(100)의 상단 중심부에 형성될 수 있다. 즉, 후방 노즐부(300)는 몸체부(100)의 상단 중심부를 관통하여 형성됨으로써 가스수용부(200)와 몸체부(100)의 외부 공간을 상호간에 연결할 수 있다.

후방 노즐부(300)에서, 가스수용부(200)에 접하는 후방 노즐부(300)의 입구는 가스수용부(200)의 수평 단면의 직경보다 작은 크기의 직경을 가질 수 있고, 몸체부(100)의 외부 공간에 접하는 후방 노즐부(300)의 출구는 후방 노즐부(300)의 입구의 직경보다 큰 크기의 직경을 가질 수 있다. 후방 노즐부(300)는 입구에서 출구에 이르기까지 수평 단면의 직경이 연속적으로 증가하는 형상으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 후술하는 것처럼 후방 노즐부(300)의 입구를 차단하고 있는 후방 차단판(510)이 상승하여 후방 노즐부(300)가 개방된 경우에, 후방 노즐부(300)와 후방 차단판(510) 사이에서 고압 가스가 배출될 수 있는 충분한 크기의 가스 배출 통로가 확보될 수 있다.

전방 노즐부(400)는 가스수용부(200)에 수용된 고압 가스가 몸체부(100)의 하측으로 분사될 수 있도록 고압 가스의 배출 통로를 제공할 수 있다.

전방 노즐부(400)는 메인 유로(410) 및 복수 개의 서브 유로(420)를 포함할 수 있다.

메인 유로(410)는 가스수용부(200)에서 하향 연장될 수 있고, 복수 개의 서브 유로(420)는 메인 유로(410)에서 분기되어 몸체부(100)의 저면으로 연장됨으로써 몸체부(100)의 외부 공간에 연결될 수 있다. 메인 유로(410)는 몸체부(100)의 중심부에 형성될 수 있다. 몸체부(100)가 탄두 형상, 즉 저면이 볼록한 원통 형상으로 이루어진 경우에, 몸체부(100)의 볼록한 저면으로 연장되는 서브 유로(420)는 고압 가스를 하향 경사지게 배출시킬 수 있다. 그 결과, 도 5에 도시된 것처럼, 서브 유로(420)를 통해 분사되는 고압 가스는 앵커(10)가 박히는 영역에 존재하는 해저 지반(20)의 침전물을 주변으로 밀어냄으로써 앵커(10)의 해저 지반(20)에 대한 침투 깊이를 향상시킬 수 있다. 복수 개의 서브 유로(420)는 몸체부(100)의 저면에서 동일한 높이로 형성되는 복수 개의 제1 서브 유로(420a) 및 몸체부(100)의 저면에서 제1 서브 유로(420a)와는 상이한 높이로 형성되되 상호간에는 동일한 높이로 형성되는 복수 개의 제2 서브 유로(420b)를 포함할 수 있고, 복수 개의 제1 서브 유로(420a)는 몸체부(100)의 중심축을 기준으로 상호간에 대칭적으로 배치될 수 있고, 복수 개의 제2 서브 유로(420b)는 몸체부(100)의 중심축을 기준으로 상호간에 대칭적으로 배치될 수 있다.

개폐부(500)는 후방 노즐부(300)와 전방 노즐부(400)를 동시에 개방하거나 폐쇄할 수 있다.

개폐부(500)는 몸체부(100)의 하단에 가해지는 외부 충격, 예를 들어 몸체부(100)가 해저 지반(20)에 충돌할 때 해저 지반(20)에서 가해지는 충격에 의해 후방 노즐부(300)와 전방 노즐부(400)를 동시에 개방할 수 있다. 그 결과, 앵커(10)가 해저 지반(20)에 충돌하기 전까지는 앵커(10)에는 자체 하중에 의한 중력만이 작용하지만, 앵커(10)가 해저 지반(20)에 충돌한 이후부터는 후방 노즐부(300)를 통한 가스 분사에 의한 추진력이 추가적으로 작용할 수 있고, 전술한 것처럼 전방 노즐부(400)를 통해 분사되는 고압 가스는 앵커(10)가 박히는 영역에 존재하는 해저 지반(20)의 침전물을 주변으로 밀어낼 수 있다.

개폐부(500)는 후방 차단판(510), 전방 차단판(520) 및 구동막대(530)를 포함할 수 있다.

후방 차단판(510)은 취성 물질층(B)을 통해 후방 노즐부(300), 예를 들어 후방 노즐부(300)의 입구에 결합됨으로써 후방 노즐부(300)를 폐쇄할 수 있고, 전방 차단판(520)은 취성 물질층(B)을 통해 전방 노즐부(400), 예를 들어 가스수용부(200)에 접하는 메인 유로(410)의 입구에 결합됨으로써 전방 노즐부(400)를 폐쇄할 수 있다.

구동막대(530)는 후방 차단판(510) 및 전방 차단판(520)에 결합될 수 있고 몸체부(100)에는 슬라이딩 결합될 수 있다. 구동막대(530)는 몸체부(100)의 중심축을 따라 배치될 수 있다. 따라서, 구동막대(530)가 몸체부(100)에 대해 상하로 이동하게 되면 구동막대(530)에 결합된 후방 차단판(510) 및 전방 차단판(520)도 상하로 이동하게 된다. 하지만, 후방 차단판(510) 및 전방 차단판(520)은 취성 물질층(B)을 통해 후방 노즐부(300) 및 전방 노즐부(400)에 각각 결합되어 있기 때문에, 취성 물질층(B)이 파괴되지 않는 한, 후방 차단판(510) 및 전방 차단판(520)의 상하 이동, 나아가 구동막대(530)의 상하 이동은 제한될 수 밖에 없고, 후방 노즐부(300) 및 전방 노즐부(400)는 폐쇄된 상태를 유지하게 된다.

구동막대(530)의 단부는 몸체부(100)의 하단 중심부를 통해 몸체부(100)의 하측으로 돌출될 수 있다.

구동막대(530)의 돌출 부분, 즉 몸체부(100)의 하측으로 돌출된 부분은 앵커(10)가 해저 지반(20)에 충돌할 때 해저 지반(20)에서 가해지는 충격에 의해 몸체부(100)의 내부로 삽입될 수 있다. 그 과정에서, 취성 물질층(B)은 파괴되고, 후방 노즐부(300) 및 전방 노즐부(400)가 개방될 수 있다. 이를 위해, 취성 물질층(B)은 구동막대(530)가 몸체부(100)의 내부로 삽입되는 과정에서 발생하는 소성 변형을 견디지 못하고 파괴될 수 있는 취성 물질(brittle material)로 이루어질 수 있다. 취성 물질층(B)은 파괴된 후 고압 가스와 함께 후방 노즐부(300)를 통해 몸체부(100)의 외부 공간으로 배출될 수 있다. 한편, 몸체부(100)의 하단에는 구동막대(530)를 상하로 안내할 수 있도록 메인 유로(410)에서 하향 연장되는 가이드 홀(120)이 형성될 수 있다. 구동막대(530)는 메인 유로(410)의 직경보다 작고 가이드 홀(120)의 직경과 거의 동일한 크기의 직경을 가질 수 있다. 한편, 후방 노즐부(300)와 전방 노즐부(400)가 동시에 개방된 경우에 후방 노즐부(300)를 통해 분사되는 고압 가스의 양은 전방 노즐부(400)를 통해 분사되는 고압 가스의 양보다 훨씬 클 수 있다. 이를 위해, 후방 노즐부(300)의 입구는 메인 유로(410)의 직경보다 훨씬 큰 크기의 직경을 가질 수 있다. 후방 차단판(510)은 전방 차단판(520)의 직경 이하의 크기의 직경을 가질 수 있다.

가스주입부(600)는 가스수용부(200)에 고압 가스를 충전할 수 있고, 가스주입로(610), 가스주입밸브(620) 및 가스주입호스(630)를 포함할 수 있다.

가스주입로(610)는 몸체부(100)에 형성되는 고압 가스의 공급 통로로서 가스수용부(200)와 몸체부(100)의 외부 공간을 연결하도록 몸체부(100)를 관통하여 형성될 수 있다.

가스주입밸브(620)는 가스주입로(610)에 설치되어 가스주입로(610)를 개폐할 수 있다.

가스주입밸브(620)는 가스수용부(200)에 수용된 고압 가스가 가스주입로(610)를 통해 배출되는 것을 차단하는 체크 밸브일 수 있다.

가스주입호스(630)는 가스주입밸브(620)를 통해 가스주입로(610)에 연결될 수 있고, 선박 등에 설치된 가스저장탱크 등으로부터 고압 가스를 공급받을 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

B: 취성 물질층 W: 계류 라인
10: 앵커 20: 해저 지반
100: 몸체부 110: 날개
120: 가이드 홀 200: 가스수용부
300: 후방 노즐부 400: 전방 노즐부
410: 메인 유로 420, 420a, 420b: 서브 유로
500: 개폐부 510: 후방 차단판
520: 전방 차단판 530: 구동막대
600: 가스주입부 610: 가스주입로
620: 가스주입밸브 630: 가스주입호스

Claims

몸체부;
상기 몸체부의 내부에 형성되는 가스수용부;
상기 가스수용부에 수용된 고압 가스가 상기 몸체부의 상측으로 배출되는 통로를 제공하는 후방 노즐부;
상기 가스수용부에 수용된 고압 가스가 상기 몸체부의 하측으로 배출되는 통로를 제공하는 전방 노즐부; 및
상기 후방 노즐부와 상기 전방 노즐부를 동시에 개폐하는 개폐부를 포함하고,
상기 개폐부는 상기 몸체부의 하단에 가해지는 외부 충격에 의해 상기 후방 노즐부와 상기 전방 노즐부를 동시에 개방하는 앵커.
삭제
제1항에 있어서,
상기 개폐부는,
상기 후방 노즐부를 폐쇄하는 후방 차단판;
상기 전방 노즐부를 폐쇄하는 전방 차단판; 및
상기 몸체부에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 후방 차단판 및 상기 전방 차단판에 동시에 결합되어 단부가 상기 몸체부의 하단 중심부를 통해 상기 몸체부의 하측으로 돌출되는 구동막대를 포함하는 앵커.
제3항에 있어서,
상기 후방 차단판 및 상기 전방 차단판은 취성 물질층(brittle material layer)을 통해 상기 후방 노즐부 및 상기 전방 노즐부에 각각 결합되고,
상기 취성 물질층(brittle material layer)은 상기 구동막대의 돌출 부분이 상기 몸체부의 하단에 가해지는 외부 충격에 의해 상기 몸체부의 내부로 삽입되면 파괴되는 앵커.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 몸체부는 탄두 형상으로 이루어지고,
상기 전방 노즐부는,
상기 가스수용부에서 하향 연장되고, 상기 구동막대의 직경보다 큰 직경을 가지는 메인 유로; 및
상기 메인 유로에서 분기되어 상기 몸체부의 저면으로 연장됨으로써 고압 가스를 하향 경사지게 배출시키는 복수 개의 서브 유로를 포함하는 앵커.
제1항에 있어서,
상기 가스수용부와 상기 몸체부의 외부 공간을 연결하도록 상기 몸체부에 형성되는 가스주입로; 및
상기 가스주입로에 설치되는 가스주입밸브를 더 포함하는 앵커.