KR101722186B1 - 자유 낙하형 드랍 앵커 - Google Patents

Abstract

자유 낙하형 드랍 앵커가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 몸체부; 상기 몸체부의 내부에 형성되는 중공부; 및 상기 중공부에 수용되는 구형의 중량체를 포함하고, 상기 중공부에 접하는 상기 몸체부의 내부 하면은 오목한 형상으로 이루어지는 자유 낙하형 드랍 앵커가 제공될 수 있다.

Description

자유 낙하형 드랍 앵커{FREE FALL TYPE DROP ANCHORS}

본 발명은 자유 낙하형 드랍 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 드랍 앵커가 있다. 자유 낙하형 드랍 앵커가 해저 지반의 목표 지점에 정확히 설치되기 위해서는, 앵커가 자유 낙하하는 동안에 해류 등의 영향으로 기울어지지 않고 직립 상태를 유지할 필요가 있다.

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

본 발명의 실시예들은 몸체부의 기울어짐을 자체 보정하여 드랍 앵커의 수직 낙하를 유도할 수 있는 자유 낙하형 드랍 앵커를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 몸체부; 상기 몸체부의 내부에 형성되는 중공부; 및 상기 중공부에 수용되는 구형의 중량체를 포함하고, 상기 중공부에 접하는 상기 몸체부의 내부 하면은 오목한 형상으로 이루어지는 자유 낙하형 드랍 앵커가 제공될 수 있다.

상기 중공부에 접하는 상기 몸체부의 내부 상면은 상기 몸체부의 내부 하면에 상응하도록 볼록한 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 몸체부는 탄두 형상으로 이루어지고, 상기 중량체는 상기 몸체부가 직립한 상태에서 상기 몸체부의 중심축 상에 배치될 수 있다.

상기 중공부에 접하는 상기 몸체부의 내부 하면은 반구면(hemispherical surface)으로 이루어질 수 있다.

상기 중공부는 점성 유체(viscous fluid)로 충전될 수 있다. 다른 예시로서, 상기 몸체부에는 상기 몸체부의 외부 공간과 상기 중공부를 연결하는 해수유입 홀이 형성될 수 있다.

상기 해수유입 홀은 상기 몸체부의 내부 하면에 연결되고, 상기 해수유입 홀의 입구는 상기 몸체부의 중심축 상에 배치됨으로써 상기 몸체부의 중심축 상에 배치된 상태의 상기 중량체에 의해 폐쇄될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 자유 낙하형 드랍 앵커가 수중에서 자유 낙하하는 동안에 해류 등의 영향으로 기울어지면 구형의 중량체가 몸체부의 오목한 형상의 내부 하면, 예를 들어 반구면을 따라 이동하여 자유 낙하형 드랍 앵커의 무게중심(COG, center of gravity)을 변화시킴으로써 몸체부의 기울어짐을 자체 보정하여 자유 낙하형 드랍 앵커의 직립 상태를 유지시키고 낙하 경로가 휘어지는 현상을 최소화 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유 낙하형 드랍 앵커를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자유 낙하형 드랍 앵커를 수직으로 절단한 상태로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유 낙하형 드랍 앵커의 자세 보정 원리를 개략적으로 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.

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

본 발명에 따른 자유 낙하형 드랍 앵커는 수중에서 별도의 추진 장치 없이 자체 하중만으로 자유 낙하하여 해저 지반에 설치되는 앵커일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유 낙하형 드랍 앵커를 나타낸 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자유 낙하형 드랍 앵커를 수직으로 절단한 상태로 나타낸 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유 낙하형 드랍 앵커의 자세 보정 원리를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자유 낙하형 드랍 앵커(10)는 몸체부(100), 중공부(200) 및 중량체(300)를 포함할 수 있다.

몸체부(100)는 자유 낙하형 드랍 앵커(10)의 외부 골격을 이루는 부분이다.

몸체부(100)는 상하 방향으로 연장되는 탄두 형상, 예를 들어 외부 하면이 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 개, 예를 들어 4개의 날개(110)가 결합될 수 있다. 4개의 날개(110)는 몸체부(100)의 중심축(A)을 기준으로 90° 간격으로 배치될 수 있다.

중공부(200)는 중량체(300)를 수용할 수 있다.

중공부(200)는 몸체부(100)의 내부에 형성되는 중량체(300)의 수용 공간으로서, 몸체부(100)에 의해 구획되는 공간일 수 있다.

중공부(200)에 접하는 몸체부(100)의 내부 하면(120)은 오목한 형상으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 몸체부(100)의 내부 하면(120)은 내부 하면(120)의 수평 단면이 몸체부(100)의 중심축(A)을 중심으로 하는 원(circle)으로 이루어지는 오목한 형상일 수 있다. 그 결과, 중공부(200)에 수용되어 몸체부(100)의 내부 하면(120)에 안착된 중량체(300)는 몸체부(100)가 직립 상태, 즉 몸체부(100)의 중심축(A)이 수직으로 배치된 상태에서는 몸체부(100)의 중심축(A) 상에 배치됨으로써, 자유 낙하형 드랍 앵커(10)의 무게중심도 몸체부(100)의 중심축(A) 상에 유지되게 할 수 있다. 하지만, 중량체(300)는 몸체부(100)가 기울어진 상태, 즉 몸체부(100)의 중심축(A)이 수직선에 대해 기울어진 상태에서는 몸체부(100)의 내부 하면(120)을 따라 이동함으로써, 자유 낙하형 드랍 앵커(10)의 무게중심을 변화시켜 몸체부(100)의 기울어짐을 보정하고 자유 낙하형 드랍 앵커(10)가 낙하 경로에서 벗어나는 현상을 최소화 할 수 있다. 특히, 몸체부(100)의 내부 하면(120)은 반구면으로 이루어짐으로써, 몸체부(100)의 기울기가 커질수록 중량체(300)의 가속도를 증가시켜 몸체부(100)의 자세 보정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.

중공부(200)에 접하는 몸체부(100)의 내부 상면(120´)은 몸체부(100)의 내부 하면(120)에 상응하도록 볼록한 형상으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 몸체부(100)의 내부 상면(120´)은 하향 이동되었다고 가정하면 몸체부(100)의 내부 하면(120)과 서로 겹쳐질 수 있다. 바꾸어 말하면, 몸체부(100)의 내부 하면(120)과 내부 상면(120´)은 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다. 즉, 몸체부(100)의 내부 하면(120)이 반구면으로 이루어진 경우에, 몸체부(100)의 내부 상면(120´)도 반구면으로 이루어질 수 있다. 그 결과, 중량체(300)의 이동은 몸체부(100)의 내부 하면(120)과 내부 상면(120´)에 의해 안내될 수 있다.

중공부(200)에는 중량체(300) 외에 점성 유체가 충전될 수 있다. 중공부(200)에 충전되는 점성 유체는 중량체(300)의 이동 속도를 감소시켜 자유 낙하형 드랍 앵커(10)의 무게중심 변화 속도를 감소시킬 수 있다. 다른 예시로서, 몸체부(100)의 내부 하면(120)의 곡률을 변화시킴으로써 중량체(300)의 이동 속도를 조절할 수도 있다. 또 다른 예시로서, 중공부(200)에 점성 유체를 충전하는 대신에 해수를 유입시킬 수도 있다.

중공부(200)로 몸체부(100)의 외부 공간에 존재하는 해수를 유입시키기 위하여, 몸체부(100)에는 몸체부(100)의 외부 공간과 중공부(200)를 연결하는 해수유입 홀(130)이 형성될 수 있다. 해수유입 홀(130)은 몸체부(100)의 내부 하면(120)에 연결될 수 있고, 특히 해수유입 홀(130)의 입구는 몸체부(100)의 중심축(A) 상에 배치될 수 있다. 그 결과, 도 2에 도시된 것처럼 몸체부(100)의 중심축(A)이 수직으로 배치된 상태에서는, 중량체(300)가 해수유입 홀(130)을 폐쇄함으로써 해수유입 홀(130)을 통한 해수의 유동 및 그로 인한 유체 저항의 증가를 방지할 수 있고, 도 3에 도시된 것처럼 몸체부(100)의 중심축(A)이 수직선에 대해 기울어진 상태에서는, 중량체(300)가 이동하여 해수유입 홀(130)이 개방됨으로써 해수유입 홀(130)을 통한 해수의 유입으로 인한 추가적인 유체 저항이 발생될 수 있다. 이에 따라, 몸체부(100)의 중심축(A)이 수직으로 배치된 상태에서는 자유 낙하형 드랍 앵커(10)의 낙하 속도가 증가되어 자유 낙하형 드랍 앵커(10)의 해저 지반에 대한 침투 깊이를 향상시킬 수 있고, 몸체부(100)의 중심축(A)이 수직선에 대해 기울어진 상태에서는 몸체부(100)의 자세 보정에 소요되는 시간 동안 자유 낙하형 드랍 앵커(10)의 낙하 속도가 감소됨으로써 자유 낙하형 드랍 앵커(10)의 설치 위치 오차가 최소화될 수 있다. 해수유입 홀(130)은 몸체부(100)의 내부 하면(120)에서 몸체부(100)의 중심축(A)을 따라 몸체부(100)의 외부 하면까지 하향 연장될 수 있다.

중공부(200)에 유입된 해수 및 자유 낙하형 드랍 앵커(10)의 낙하 초기부터 중공부(200)에 존재하던 공기를 배출시켜 해수유입 홀(130)을 통한 해수의 유입을 원활하게 하기 위하여, 몸체부(100)에는 몸체부(100)의 외부 공간과 중공부(200)를 연결하는 해수배출 홀(140)이 형성될 수 있다. 해수배출 홀(140)은 중공부(200)에서 몸체부(100)의 외부 측면까지 상향 경사지게 연장될 수 있다. 해수배출 홀(140)은 복수 개로 형성될 수 있고, 복수 개의 해수배출 홀(140)은 몸체부(100)의 중심축(A)을 기준으로 동일한 각도로 배치될 수 있다.

중공부(200)는 몸체부(100)의 하부에 형성될 수 있다.

중량체(300)는 중공부(200)에 수용될 수 있고, 몸체부(100)의 기울기가 변화하면 몸체부(100)의 내부 하면(120)을 따라 이동하여 자유 낙하형 드랍 앵커(10)의 무게중심을 변화시킬 수 있다.

중량체(300)는 원활한 이동을 위해 구형으로 이루어질 수 있다.

중량체(300)는 자유 낙하형 드랍 앵커(10)가 수중에서 자유 낙하하는 동안에 몸체부(100)의 내부 하면(120)을 가압하기에 충분한 하중을 가질 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.

A: 중심축 W: 계류 라인
10: 자유 낙하형 드랍 앵커 100: 몸체부
110: 날개 120: 내부 하면
120´: 내부 상면 130: 해수유입 홀
140: 해수배출 홀 200: 중공부
300: 중량체

Claims (7)

1. 몸체부;
   상기 몸체부의 내부에 형성되는 중공부; 및
   상기 중공부에 수용되는 구형의 중량체를 포함하고,
   상기 중공부에 접하는 상기 몸체부의 내부 하면은 오목한 형상으로 이루어지고,
   상기 몸체부는 탄두 형상으로 이루어지고,
   상기 중량체는 상기 몸체부가 직립한 상태에서 상기 몸체부의 중심축 상에 배치됨으로써 상기 몸체부를 직립 상태로 유지하고 상기 몸체부가 기울어지면 상기 몸체부의 내부 하면을 따라 이동함으로써 상기 몸체부를 기울어진 상태에서 직립 상태로 보정하는 자유 낙하형 드랍 앵커.
2. 제1항에 있어서,
   상기 중공부에 접하는 상기 몸체부의 내부 상면은 상기 몸체부의 내부 하면에 상응하도록 볼록한 형상으로 이루어지는 자유 낙하형 드랍 앵커.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 중공부에 접하는 상기 몸체부의 내부 하면은 반구면(hemispherical surface)으로 이루어지는 자유 낙하형 드랍 앵커.
5. 제1항, 제2항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 중공부는 점성 유체(viscous fluid)로 충전되는 자유 낙하형 드랍 앵커.
6. 제1항, 제2항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 몸체부에는 상기 몸체부의 외부 공간과 상기 중공부를 연결하는 해수유입 홀이 형성되는 자유 낙하형 드랍 앵커.
7. 제6항에 있어서,
   상기 해수유입 홀은 상기 몸체부의 내부 하면에 연결되고,
   상기 해수유입 홀의 입구는 상기 몸체부의 중심축 상에 배치됨으로써 상기 몸체부의 중심축 상에 배치된 상태의 상기 중량체에 의해 폐쇄되는 자유 낙하형 드랍 앵커.

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