KR101722185B1 - 앵커링 장치 - Google Patents

Abstract

앵커링 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 앵커링 장치는 내부에 형성되는 중공부와 중공부의 내주면에 형성되는 분할홈을 포함하는 앵커바디, 중공부를 커버하도록 앵커바디에 결합되는 앵커헤드, 앵커바디를 분할홈을 따라 복수의 플레이트로 분할하도록 분할홈에 장착되는 폭발물 및 분할되는 복수의 플레이트 각각을 앵커헤드에 연결하는 복수의 제1 연결라인을 포함한다.

Description

앵커링 장치{ANCHORING APPARATUS}

본 발명은 앵커링 장치에 관한 것이다.

원유 또는 천연가스 등의 해양 자원을 채취하기 위하여, 다양한 해양 구조물들이 해상에 건설된다. 이러한 해양 구조물은 해상에 부유하므로 해양 구조물의 이동을 제한하거나 위치를 고정할 필요가 있으며, 이에 따라 해양 구조물을 지지할 수 있는 기초를 해저 지반에 설치한다.

해양 구조물을 지지하는 기초는 설치 방식에 따라 다양하게 분류될 수 있다. 해저 지반 내에 관입되어 설치되는 기초 파일 또는 앵커는 해저 지반 내로 관입되는 방식에 따라 항타 파일(driven pile), 석션 파일(suction pile), 드래그 앵커(drag anchor) 또는 낙하 앵커(drop anchor or torpedo anchor) 등으로 분류될 수 있다.

해양 구조물을 지지하기 위하여 해저 지반 내에 관입되는 기초 파일 또는 앵커는 수중에서 설치 작업이 이루어지므로, 파일 또는 앵커가 설치되는 수심 또는 해저 지반의 특성 등에 따라 시공 시간과 비용이 상당히 소요될 수 있다.

공개특허공보 10-2012-0064774호 (2012. 06. 20. 공개)

본 발명의 실시예들은, 인발력에 대한 저항력을 향상시킬 수 있는 앵커링 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 형성되는 중공부와 중공부의 내주면에 형성되는 분할홈을 포함하는 앵커바디, 중공부를 커버하도록 앵커바디에 결합되는 앵커헤드, 앵커바디를 분할홈을 따라 복수의 플레이트로 분할하도록 분할홈에 장착되는 폭발물 및 분할되는 복수의 플레이트 각각을 앵커헤드에 연결하는 복수의 제1 연결라인을 포함하는 앵커링 장치가 제공된다.

여기서, 앵커헤드에 결합되는 설치 라인을 더 포함하고, 폭발물은 설치 라인을 통하여 인가되는 신호에 의하여 기폭될 수 있다.

앵커헤드에 결합되는 무어링 라인을 더 포함하고, 복수의 플레이트 각각은 무어링 라인의 장력에 의하여 방사상으로 확장될 수 있다.

앵커바디는, 원주(圓柱) 형상으로 형성되는 몸체부 및 반구 또는 원뿔 형상으로 형성되어 몸체부의 일단에 결합되는 선단부를 포함하고, 중공부는 몸체부에 원통 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 선단부를 앵커헤드에 연결하는 제2 연결라인을 더 포함하고, 복수의 제1 연결라인 중 적어도 일부는 제2 연결라인에서 분지된 형상으로 제2 연결라인과 결합할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 해저 지반 내로 관입이 완료된 후, 폭발물에 의하여 복수의 플레이트로 분할되는 앵커바디를 포함하므로, 해저 지반 내에서 접촉 면적이 증가되어 앵커링 장치의 인발력에 대한 저항력이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커링 장치가 해저 지반 내로 관입되는 방식을 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 앵커링 장치의 외관을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커링 장치를 나타내는 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 앵커링 장치의 앵커바디가 복수의 플레이트로 분할된 상태를 나타내는 도면.
도 5는 도 3에 도시된 앵커바디의 중공부를 나타내는 도면.
도 6은 도 3에 도시된 앵커링 장치의 단면을 나타내는 도면.
도 7은 도 4에 도시된 앵커링 장치의 플레이트를 확대하여 나타내는 도면.
도 8은 도 3에 도시된 앵커링 장치가 해저 지반 내에 관입된 상태를 나타내는 도면.
도 9는 도 8에 도시된 앵커링 장치의 앵커바디가 복수의 플레이트로 분할되어 확장된 상태를 나타내는 도면.

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 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.

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

이하, 본 발명에 따른 앵커링(anchoring) 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커링 장치가 해저 지반 내로 관입되는 방식을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 앵커링 장치의 외관을 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 앵커링 장치(100)는 해상에 부유하는 해양구조물 또는 선박 등(50)의 이동을 제한하거나 위치를 고정하는 장치로써, 해저 지반(S) 내로 관입되어 지반 내 물질과의 마찰에 의하여 해저 지반(S) 내에서 지지되는 앵커바디(110)와 앵커바디(110)에 의한 고정력 또는 지지력을 해양구조물 또는 선박 등(50)에 전달하는 무어링 라인(M)을 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 앵커바디(110)는 해저면으로부터 일정 높이(H)에서 자유 낙하(free fall)하여 해저 지반(S) 내로 관입된다. 앵커바디(110)는 해저 지반(S)에 더욱 깊이 관입될수록 앵커바디(110)에 가해지는 연직 하중(vertical load) 또는 인발(引拔)력에 대한 저항력이 증대될 수 있다.

앵커바디(110)는 해저면으로부터 일정 높이(H) 이격된 위치에서 가지는 포텐셜(potential) 에너지에 의해서 해저 지반(S) 내로 관입될 수 있고, 앵커바디(110)가 가지는 포텐셜 에너지의 크기가 클수록 해저 지반(S) 내에 더욱 깊이 관입될 수 있다.

다만, 앵커바디(110)는 수중에서 낙하하는 동안 해수와의 마찰에 의하여 발생하는 저항력을 받고, 해저 지반(S)을 침투하여 지반 내에서 이동하는 동안 주변 지반과의 마찰에 의하여 발생하는 저항력을 받는다. 앵커바디(110)에 서로 다른 원인으로 발생하는 마찰력을 감소시키고 앵커바디(110)의 초기 포텐셜 에너지를 증대시킴으로써 앵커바디(110)의 관입 깊이를 증가시킬 수 있다.

앵커바디(110)가 가지는 포텐셜 에너지의 크기를 증대시키기 위하여, 앵커바디(110)의 낙하 높이를 증가시킬 수 있으나, 이는 앵커바디(110)가 관입되어야 하는 위치의 정확도 즉, 관입 지점의 정확도를 감소시킬 수 있다.

포텐셜 에너지를 증대시키기 위한 또 다른 방안 중 하나는 앵커바디(110)의 자중을 크게 설계하는 것이다. 예를 들어, 앵커바디(110)를 비중이 큰 재질로 형성하거나, 앵커바디(110)의 내부에 비중이 큰 물질을 채워 넣을 수 있으며, 또는 앵커바디(110)의 내부에 밸러스트(ballast)를 채워 넣을 수도 있다.

도 1을 참조하여 본 실시예에 따른 앵커링 장치(100)가 해저 지반(S)에 관입되는 방식을 구체적으로 살펴보면, 우선, 해양구조물 또는 선박 등(50)에서 앵커링 장치(100)를 해저 지반(S)으로부터 일정 높이(H) 이격된 지점까지 하강시킨다. 즉, 앵커바디(110)를 낙하 지점에 위치시킨다.

해저 지반(S)으로부터 이격된 높이(H) 즉, 앵커바디(110)의 낙하 높이는 앵커바디(110)에 가해지는 연직 하중의 크기, 앵커바디(110)의 관입 깊이 또는 관입 지점의 정확도에 관한 허용 오차 범위 등에 따라 적절히 설계 변경될 수 있다.

해저 지반(S)으로부터 일정 높이(H)까지 하강된 앵커바디(110)에는 낙하 라인(D)과 무어링 라인(M)이 결합된다. 무어링 라인(M)은 해저 지반(S) 내로 관입된 앵커바디(110)와 해양구조물 또는 선박 등(50)을 연결하는 라인이므로, 설치 지역의 수심과 앵커바디(110)의 관입 깊이를 고려하여 충분히 길게 구성될 수 있으며, 낙하 라인(D)은 앵커바디(110)의 필요 낙하 높이를 고려하여 구성될 수 있다.

앵커바디(110)에 결합된 낙하 라인(D)을 절단함으로써 앵커바디(110)는 자중에 의하여 자유 낙하를 할 수 있고, 해저 지반(S)을 관통하여 해저 지반(S) 내로 관입된다. 해저 지반(S) 내로 관입된 앵커바디(110)에는 무어링 라인(M)이 결합되어 있고, 해양구조물 또는 선박 등(50)은 무어링 라인(M)을 통하여 위치가 고정되거나 이동이 제한될 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 앵커바디(110)는 수중에서 낙하하는 동안 해수와의 마찰에 의한 저항력을 받으며, 낙하하는 동안 앵커바디(110)의 주위를 흐르는 해류에 의하여 앵커바디(110)의 수직성과 설치 지역의 정확도가 저하될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 앵커바디(110)는 수중에서 낙하하는 동안 앵커바디(110)에 가해지는 저항력을 감소시키기 위하여 유체 내에서 저항을 적게 받는 어뢰 형상 또는 유선형 구조로 형성될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 앵커링 장치(100)는 앵커바디(110)의 외주면에 방사상으로 배치되는 날개부(200)를 더 포함하여 앵커바디(110)의 수직성을 유지할 수 있다. 즉, 날개부(200)는 앵커바디(110)가 낙하하는 동안 앵커바디(110)가 기울어지는 것을 제한할 수 있다.

또한, 앵커바디(110)의 선단(해저 지반과 우선 접촉하는 앵커바디의 일단)을 다른 부분에 비하여 무겁게 형성함으로써, 앵커바디(110)의 무게 중심을 부력 중심보다 앵커바디(110)의 선단에 가깝게 설계하여, 앵커바디(110)의 수직성을 향상시킬 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커링 장치를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 앵커링 장치의 앵커바디가 복수의 플레이트로 분할된 상태를 나타내는 도면이다.

도 5는 도 3에 도시된 앵커바디의 중공부를 나타내는 도면이고, 도 6은 도 3에 도시된 앵커링 장치의 단면을 나타내는 도면이다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 앵커링 장치(100)는 앵커바디(110), 앵커헤드(120), 폭발물(130) 및 복수의 제1 연결라인(140)을 포함하고, 설치 라인(150), 무어링 라인(160) 및/또는 제2 연결라인(141)을 더 포함할 수 있다.

앵커바디(110)는 본 실시예에 따른 앵커링 장치(100)의 전체적인 외관을 이루는 부분이며, 내부에 형성되는 중공부(115)와 중공부(115)의 내주면에 형성되는 분할홈(116)을 포함하고, 낙하 방식에 의하여 해저 지반 내로 관입된다. 앵커바디(110)는 길이 방향(L)과 이에 교차하는 반경 방향(r)을 가지며, 앵커바디(110)의 지반 내 관입 방향은 앵커바디(110)의 길이 방향(L)과 일치할 수 있다.

앵커바디(110)는 해저 지반을 관통하여 해저 지반 내로 관입되며, 주변 지반과의 마찰에 의하여 앵커바디(110)에 가해지는 인발력에 대하여 저항하도록 해저 지반 내에서 지지될 수 있다.

앵커바디(110)의 내부에 형성되는 중공부(115)는 앵커바디(110)의 길이 방향(L)을 따라 연장되게 형성될 수 있으며, 중공부(115)의 일단은 개방되게 형성될 수 있다. 중공부(115)는 앵커바디(110)의 길이 방향(L)을 따라 전체적으로 함입되어 형성되거나, 앵커바디(110)의 일부 영역에만 길이 방향(L)을 따라 함입되어 형성될 수도 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 분할홈(116)은 중공부(115)의 내주면에 형성된다. 분할홈(116)은 중공부(115)의 내주면에 앵커바디(110)의 외측 방향으로 함입되어 형성되고, 앵커바디(110)의 길이 방향(L)을 따라 연장되게 형성되거나, 중공부(115) 내주면의 둘레를 따라 형성될 수 있다.

도 3은 앵커바디(110)의 길이 방향(L)으로 연장되게 형성되고 방사상으로 이격되게 배치되는 두 개의 분할홈(116)과 중공부(115) 내주면의 둘레를 따라 형성되고 길이 방향(L)으로 이격되게 배치된 두 개의 분할홈(115)이 형성된 것을 도시하고 있으나, 분할홈(116)의 형성 위치와 개수 등은 필요에 따라 변경될 수 있다.

분할홈(116)은 중공부(115)의 내주면에서 앵커바디(110)의 외측 방향으로 함입되어 형성되므로, 분할홈(116)이 형성되는 앵커바디(110)의 일 부분은 분할홈(116)이 형성되지 않은 앵커바디(110)의 다른 부분에 비하여 반경 방향(r)에 따른 두께가 얇게 형성된다.

한편, 앵커바디(110)는 몸체부(111)와 선단부(112)를 포함할 수 있다. 몸체부(111)는 원주(圓柱) 형상으로 형성되고, 선단부(112)는 반구 또는 원뿔 형상으로 형성되어 몸체부(111)의 일단에 결합한다. 몸체부(111)와 선단부(112)는 별개로 형성되어 기계적 체결 방식 또는 용접 등의 접합 방식을 통하여 서로 결합되거나, 단일의 바디를 이루도록 일체로 형성될 수 있다.

몸체부(111)는 앵커바디(110)의 길이 방향(L)으로 연장되게 형성되며, 선단부(112)는 앵커바디(110)의 길이 방향(L)에 따른 몸체부(111)의 일단에 결합 또는 형성된다.

중공부(115)는 몸체부(111)의 내부에 원통 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 중공부(115)는 앵커바디(110) 중 몸체부(111)의 내부에 길이 방향(L)으로 연장되게 형성될 수 있으며, 중공부(115)의 단면 형상은 몸체부(111)의 단면 형상과 대응되도록 형성될 수 있다.

몸체부(111)의 일단에는 선단부(112)가 결합하고, 몸체부(111)의 타단에는 개구(開口)가 형성될 수 있다. 이때, 몸체부(111)의 내부에 형성되는 중공부(115)는 몸체부(111)의 타탄에 형성된 개구를 통하여 외부로 개방될 수 있다.

선단부(112)는 앵커바디(110)가 해저 지반 내로 관입 시, 해저 지반 내로 우선 관입되는 부분이다. 선단부(112)는 앵커바디(110)의 관입력 즉, 앵커바디(110)가 해저 지반을 관통하여 해저 지반 내로 용이하게 침투하도록 반구, 원뿔 또는 개방된 일단을 향하여 테이퍼(taper)진 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 선단부(112)의 형상이 반구, 원뿔 또는 선단을 향하여 테이퍼진 형상으로 형성됨으로써, 수중에서 낙하하는 동안 앵커바디(110)에 발생하는 유체와의 저항력을 감소시킬 수도 있다.

앵커헤드(120)는 앵커바디(110)의 내부에 형성되는 중공부(115)를 커버하도록 앵커바디(110)에 결합된다. 앵커바디(110)가 몸체부(111)와 선단부(112)를 포함하고, 몸체부(111)의 내부에 중공부(115)가 형성되는 경우, 몸체부(111)의 일단에는 선단부(112)가 결합하고 몸체부(111)의 타단에는 앵커헤드(120)가 결합되어, 앵커헤드(120)는 몸체부(111)에 형성되는 중공부(115)를 커버할 수 있다.

앵커헤드(120)는 디스크 형상으로 형성될 수 있으며, 이때 앵커헤드(120)의 직경은 앵커헤드(120)가 결합되는 앵커바디(110)의 직경과 실질적으로 동일할 수 있다. 앵커헤드(120)는 앵커바디(110)에 결합함으로써 앵커바디(110)의 내부에 형성되는 중공부(115)를 폐쇄할 수 있으며, 중공부(115)의 내부로 해수 또는 해저 지반 내 물질이 침투하는 것을 방지할 수 있다.

폭발물(130)은 폭발을 발생시켜 앵커바디(110)의 내부에 형성된 분할홈(116)을 따라 앵커바디(110)를 복수의 플레이트(170)로 분할하도록 분할홈(116)에 장착된다. 폭발물(130)은 열, 충격 및 기계적인 작용에 의하여 짧은 시간 내에 급격한 화학 반응을 일으키고, 이에 다라 다량의 가스와 열을 발생시켜 순간적으로 큰 힘을 얻을 수 있는 화합물 또는 혼합물을 의미한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 중공부(115)의 내주면에 다수의 분할홈(116)이 형성되는 경우, 폭발물(130)은 다수의 분할홈(116)에 각각 장착될 수 있다. 폭발물(130)은 분할홈(116)에 장착되어 분할홈(116)을 따라 앵커바디(110)를 복수의 플레이트(170)로 분할하도록 폭발을 발생시키고, 폭발물(130)은 분할홈(116)이 형성되지 않은 앵커바디(110)의 다른 영역에는 폭발에 의한 충격을 가하지 않도록 배치된다.

폭발물(130)은 앵커바디(110)의 내측에서 외측으로 향하는 충격파를 발생시킬 수 있으며, 분할홈(116)이 형성된 앵커바디(110)의 일 부분의 두께는 앵커바디(110)의 다른 부분에 비하여 얇게 형성되므로, 동일한 충격파가 가해지더라도 분할홈(116)이 형성된 앵커바디(110)의 일 부분만이 파단될 수 있다.

폭발물(130)은 앵커바디(110)가 수중에서 낙하하는 동안과 해저 지반 내로 관입이 완료되기 전 즉, 앵커바디(110)가 해저 지반 내에서 정지하여 앵커바디(110)의 관입 깊이가 확정되기 전에는 작동되지 않도록 구성될 수 있다.

즉, 앵커바디(110)는 수중에서 낙하하는 동안과 해저 지반 내로 관입이 완료되기 전에는 도 3에 도시된 형상을 유지하고, 앵커바디(110)의 관입이 완료된 후 폭발물(130)이 작동되면 앵커바디(110)는 복수의 플레이트(170)로 분할되어 도 4에 도시된 형상으로 변화할 수 있다.

제1 연결라인(140)은 폭발물(130)에 의하여 분할되는 복수의 플레이트(170) 각각을 앵커헤드(120)에 연결한다. 앵커바디(110)는 복수의 플레이트(170)로 분할됨으로써 앵커헤드(120)와 분리될 수 있으나, 각 플레이트(170)가 앵커헤드(120)로부터 이탈하는 것은 허용되지 않는다.

즉, 앵커바디(110)가 복수의 플레이트(170)로 분할됨으로써, 복수의 플레이트(170) 각각 및 플레이트(170)와 앵커헤드(120)의 물리적인 접촉은 해제되지만, 복수의 플레이트(170) 각각 및 플레이트(170)와 앵커헤드(120)는 서로 일정 범위 내에 위치하도록 복수의 제1 연결라인(140)에 의해서 서로 연결된다.

복수의 제1 연결라인(140)은 다양한 방식에 의하여 앵커헤드(120)와 복수의 플레이트(170)에 결합될 수 있다. 예를 들면, 제1 연결라인(140)은 용접 등의 접합 방식에 의하여 앵커헤드(120)와 복수의 플레이트(170)에 각각 결합될 수 있으며, 또는 복수의 플레이트(170)와 앵커헤드(120)에 각각 제1 연결라인(140)과 결합을 위한 러그(lug)가 형성되고, 제1 연결라인(140)은 각 러그에 체결될 수 있다.

제1 연결라인(140)은 앵커바디(110)가 복수의 플레이트(170)로 분할되기 전에는, 앵커바디(110)의 내부에 형성되는 중공부(115)에 수용될 수 있다. 제1 연결라인(140)은 중공부(115)에 수용되어 앵커바디(110)의 낙하 시에는 외부로 노출되지 않을 수 있다.

앵커바디(110)는 해저 지반 내로 관입되는 깊이를 증대시킴으로써 인발력에 대한 저항력을 향상시킬 수 있으며, 앵커바디(110)와 주변 지반 간의 접촉 면적을 크게 함으로써 인발력에 대한 저항력을 향상시킬 수 있다.

한편, 앵커바디(110)의 자체 크기를 증가시킴으로써 주변 지반 과의 접촉 면적을 증대시킬 수 있으나, 앵커바디(110)의 자체 크기가 증가되면 앵커바디(110)의 제조 비용이 늘어나고, 수중에서 낙하 시 해수와의 마찰로 인하여 발생하는 저항력이 증가하며, 해저 지반 내에 관입 시 지반 내 물질에 의하여 받는 저항력이 커져 관입 깊이가 감소할 수 있다.

본 실시예에 따른 앵커링 장치(100)는 앵커바디(110)가 해저 지반 내로 관입된 후, 앵커바디(110)가 복수의 플레이트(170)로 분할되므로, 앵커바디(110)의 자체 크기를 증가시키지 않으면서 해저 지반 내에서 주변 지반과 접촉하는 면적을 증대시킬 수 있다.

즉, 앵커바디(110)가 분할되기 전에는 주변 지반과의 접촉 면적은 앵커바디(110)의 외주면의 면적으로 제한되나, 앵커바디(110)가 복수의 플레이트(170)로 분할되면 각 플레이트(170)의 내측면과 외측면이 모두 지반과 접촉하므로, 전체 접촉 면적이 증가되어 주변 지반과의 마찰력이 향상될 수 있으며, 이에 따라 앵커링 장치(100)의 전체 지지력이 향상될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 앵커링 장치(100)는 앵커헤드(120)에 결합되는 설치 라인(150)을 더 포함할 수 있고, 앵커헤드(120)에 결합되는 무어링 라인(160)을 더 포함할 수도 있다.

설치 라인(150)은 외부(해양구조물 또는 선박 등)와 앵커바디(110) 및 앵커헤드(120)를 연결하는 라인으로, 폭발물(130)은 설치 라인(150)을 통하여 인가되는 신호에 의하여 기폭될 수 있다. 즉, 앵커바디(110)의 관입이 완료된 후, 설치 라인(150)은 폭발물(130)의 기폭 신호를 인가하여, 폭발물(130)에 의한 폭발을 발생시킬 수 있다.

무어링 라인(160)은 앵커헤드(120)에 결합되고, 폭발물(130)에 의하여 분할된 복수의 플레이트(170) 각각은 무어링 라인(160)을 앵커바디(110)의 관입 방향과 반대 방향으로 당김으로써 주변 지반과의 마찰에 의하여 방사상으로 확장될 수 있다.

한편, 폭발물(130)에 의해서 발생된 충격파는 앵커바디(110)를 복수의 플레이트(170)로 분할함과 동시에 앵커바디(110)의 주위에 존재하는 지반 물질의 조밀도(compactness)를 감소시킬 수 있다. 앵커바디(110)의 주위 지반의 조밀도가 감소됨으로써, 복수의 플레이트(170)는 지반 내에서 보다 용이하게 방사상으로 확장될 수 있다.

상술한 바와 같이, 앵커바디(110)는 원주(圓柱) 형상의 몸체부(111)와 반구 또는 원뿔 형상의 선단부(112)를 포함할 수 있다. 이때, 본 실시예에 따른 앵커링 장치(100)는 선단부(112)를 앵커헤드(120)에 연결하는 제2 연결라인(141)을 더 포함할 수 있고, 복수의 제1 연결라인(140) 중 적어도 일부는 제2 연결라인(141)에서 분지되어 제2 연결라인(141)과 결합될 수 있다.

도 7은 도 4에 도시된 앵커링 장치(100)의 플레이트(170)를 확대하여 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 앵커바디(110)가 분할되어 형성된 복수의 플레이트(170) 각각은 제1 연결라인(140)과 복수의 지점에서 결합될 수 있다. 복수의 플레이트(170) 각각은 복수의 지점에서 제1 연결라인(140)과 결합됨으로써 보다 안정적인 배치 구조를 유지할 수 있다.

복수의 플레이트(170) 각각은 각 플레이트(170)의 내측면에서 제1 연결라인(140)과 결합된다. 각 플레이트(170)는 원주 형상의 몸체부(111)가 분할되어 형성되므로, 오목한 내측면과 볼록한 외측면을 포함한다. 각 플레이트(170)는 오목면이 해저 지반을 향하도록 배치될 때 더욱 큰 마찰 저항을 받을 수 있다.

다만, 각 플레이트(170)가 제1 연결라인(140)과 단일의 지점에서 결합되는 경우, 각 플레이트는 지반 내에서 방사상으로 확장되는 과정에서 배치가 반전될 수 있고, 이에 따라 플레이트의 볼록한 외측면이 마찰 저항을 받도록 배치될 수 있다.

플레이트(170)가 제1 연결라인(140)과 복수의 지점에서 결합되면 플레이트(170)가 방사상으로 확장되는 과정에서 플레이트(170)의 배치가 반전되는 것을 제한할 수 있으며, 제1 연결라인(140)은 일단에서 분지되어 플레이트(170)의 각 꼭지점에 결합되는 보조연결라인(142)을 더 포함할 수 있다.

도 8은 도 3에 도시된 앵커링 장치가 해저 지반 내에 관입된 상태를 나타내는 도면이고, 도 9는 도 8에 도시된 앵커링 장치의 앵커바디가 복수의 플레이트로 분할되어 확장된 상태를 나타내는 도면이다.

도 8 및 도 9를 참조하여 본 실시예에 따른 앵커링 장치(100)의 작동 메커니즘을 보다 구체적으로 설명한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 앵커바디(110)는 낙하 방식에 의하여 해저 지반(S) 내로 관입된다. 앵커바디(110)의 내부에는 중공부(115)가 형성되고, 중공부(115)의 내주면에는 분할홈(116)이 형성된다. 이때, 앵커헤드(120)는 앵커바디(110)의 내부에 형성되는 중공부(115)를 커버하도록 앵커바디(110)에 결합된다. 또한, 앵커헤드(120)에는 설치 라인(150)과 무어링 라인(160)이 결합된다.

해저 지반(S) 내에서 앵커바디(110)의 관입이 완료되면, 설치 라인(150)을 통하여 폭발물(130)을 기폭시키는 신호를 인가한다. 이에 따라 폭발물(130)이 작동되어 폭발을 발생시키면, 앵커바디(110)는 복수의 플레이트(170)로 분할된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 앵커헤드(120)에 결합된 무어링 라인(160)을 당기면, 앵커바디(110)가 분할되어 형성된 복수의 플레이트(170)는 주변 지반과의 마찰에 의하여 방사상으로 확장될 수 있다.

앵커바디(110)의 선단부(112)는 제2 연결라인(141)에 의해서 앵커헤드(120)와 연결되고, 각 플레이트(170)는 제1 연결라인(140)에 의해서 앵커헤드(120) 또는 제2 연결라인(141)에 연결되므로, 각 플레이트(170)가 가지는 인발력에 대한 저항력의 합은 본 실시예에 따른 앵커링 장치(110)의 전체 인발력에 대한 저항력이 될 수 있다.

본 실시예에 따른 앵커링 장치(100)는 해저 지반(S) 내로 관입이 완료된 후 형상이 변화하여 지반 내 물질과의 접촉 면적이 증가하므로, 앵커링 장치(100)의 인발력에 대한 저항력을 향상시킬 수 있으며, 수중에서 낙하하여 해저 지반(S) 내로 관입이 완료되기 전에는 형상 변화가 이루어지지 않으므로, 앵커링 장치(100)의 관입력을 유지할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 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.

50: 해양구조물 또는 선박 등 100: 앵커링 장치
110: 앵커바디 111: 몸체부
112: 선단부 115: 중공부
116: 분할홈 120: 앵커헤드
130: 폭발물 140: 제1 연결라인
141: 제2 연결라인 142: 보조연결라인
150: 설치 라인 160: 무어링 라인
170: 플레이트 200: 날개부
S: 해저 지반

Claims (5)

1. 내부에 형성되는 중공부와 상기 중공부의 내주면에 형성되는 분할홈을 포함하는 앵커바디;
   상기 중공부를 커버하도록 상기 앵커바디에 결합되는 앵커헤드;
   상기 앵커바디를 상기 분할홈을 따라 복수의 플레이트로 분할하여 서로 분리시키도록 상기 분할홈에 장착되는 폭발물; 및
   상기 분할되어 서로 분리되는 복수의 플레이트 각각을 상기 앵커헤드에 연결하는 복수의 제1 연결라인;을 포함하는 앵커링 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 앵커헤드에 결합되는 설치 라인;을 더 포함하고,
   상기 폭발물은 상기 설치 라인을 통하여 인가되는 신호에 의하여 기폭되는, 앵커링 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 앵커헤드에 결합되는 무어링 라인;을 더 포함하고,
   상기 복수의 플레이트 각각은 상기 무어링 라인의 장력에 의하여 방사상으로 확장되는, 앵커링 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 앵커바디는,
   원주(圓柱) 형상으로 형성되는 몸체부; 및
   반구 또는 원뿔 형상으로 형성되어 상기 몸체부의 일단에 결합되는 선단부;를 포함하고,
   상기 중공부는 상기 몸체부에 원통 형상으로 형성되는, 앵커링 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 선단부를 상기 앵커헤드에 연결하는 제2 연결라인;을 더 포함하고,
   상기 복수의 제1 연결라인 중 적어도 일부는 상기 제2 연결라인에서 분지된 형상으로 상기 제2 연결라인과 결합하는, 앵커링 장치.
   

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