KR101722190B1

KR101722190B1 - 앵커링 장치

Info

Publication number: KR101722190B1
Application number: KR1020150107586A
Authority: KR
Inventors: 임인규
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2017-03-31
Also published as: KR20170014376A

Abstract

앵커링 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 앵커링 장치는 내외부를 관통하는 토출홀이 형성되며, 반구 또는 원뿔 형상으로 형성되는 선단부를 포함하는 앵커바디, 토출홀을 개폐하도록 앵커바디에 결합되는 커버부, 내부에 그라우트를 저장하고, 앵커바디의 내부에 배치되며, 토출홀과 연통되는 저장탱크 및 저장탱크에 결합되어 토출압을 제공하는 압축탱크를 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, 내외부를 관통하는 토출홀이 형성되며, 반구 또는 원뿔 형상으로 형성되는 선단부를 포함하는 앵커바디, 토출홀을 개폐하도록 앵커바디에 결합되는 커버부, 내부에 그라우트를 저장하고, 앵커바디의 내부에 배치되며, 토출홀과 연통되는 저장탱크 및 저장탱크에 결합되어 토출압을 제공하는 압축탱크를 포함하는 앵커링 장치가 제공된다.

여기서, 앵커바디의 일단에 연결되는 설치 라인을 더 포함하고, 커버부는 설치 라인을 통하여 인가되는 신호에 의하여 앵커바디와의 결합이 해제될 수 있다.

앵커바디의 일단에 연결되는 무어링 라인을 더 포함하고, 커버부는 무어링 라인의 장력에 의해 펼쳐지도록 앵커바디에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

저장탱크는, 내부에 그라우트를 저장하는 실린더 및 실린더에 장착되어 그라우트를 가압하는 피스톤을 포함할 수 있다.

앵커바디와 커버부에 연결되어 커버부가 펼쳐짐에 따라 장력이 인가되는 트리거 라인을 더 포함하고, 압축탱크는 트리거 라인에 인가된 장력의 크기가 기설정 값 이상인 경우 작동할 수 있다.

그리고, 앵커바디에 대한 커버부의 펼쳐짐 각도를 제한하도록 앵커바디의 외측으로 돌출 형성되어 커버부를 지지하는 스토퍼부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 앵커바디에 형성된 토출홀을 통하여 앵커바디의 외부로 그라우트를 토출하는 저장탱크 및 압축탱크를 포함하므로, 지반의 지내력과 앵커바디의 지지력이 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 장치가 해저 지반에 관입된 상태를 나타내는 도면.
도 5는 도 4에 도시된 앵커링 장치의 커버부가 펼쳐지는 상태를 나타내는 도면.
도 6은 도 4에 도시된 앵커링 장치의 외부로 그라우트가 토출된 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.

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 장치가 해저 지반에 관입된 상태를 나타내는 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 앵커링 장치(100)는 앵커바디(110), 커버부(120), 저장탱크(130) 및 압축탱크(140)를 포함하고, 설치 라인(미도시), 무어링 라인(150), 트리거 라인(125) 및/또는 스토퍼부(160)를 더 포함할 수도 있다.

앵커바디(110)는 본 실시예에 따른 앵커링 장치(100)의 전체적인 외관을 이루는 부분이며, 낙하 방식에 의하여 해저 지반(S) 내로 관입된다. 앵커바디(110)는 해저 지반(S)을 관통하여 해저 지반(S) 내로 관입되며, 관입 후 주변 지반과의 마찰에 의하여 앵커바디(110)에 가해지는 인발력에 대하여 저항하도록 해저 지반(S) 내에서 지지될 수 있다.

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

앵커바디(110)는 길이 방향(L)과 이에 교차하는 반경 방향(r)을 가지고, 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. 한편, 앵커바디(110)의 지반 내 관입 방향은 앵커바디(110)의 길이 방향(L)과 일치할 수 있다.

선단부(112)는 앵커바디(110)가 해저 지반(S) 내로 관입할 때, 해저 지반(S) 내로 우선 관입되는 부분이다. 선단부(112)는 앵커바디(110)의 관입력 즉, 앵커바디(110)가 해저 지반(S)을 관통하여 해저 지반(S) 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.

도 3에 도시된 바와 같이, 몸체부(111)에는 앵커바디(110)의 내부와 외부를 관통하는 토출홀(115)이 형성된다. 즉, 몸체부(111)에 형성되는 토출홀(115)을 통하여 앵커바디(110)의 내부와 외부는 연통될 수 있다. 토출홀(115)의 형성 위치와 토출홀(115)의 개수는 도시된 바에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.

커버부(120)는 앵커바디(110)의 몸체부(111)에 형성되는 토출홀(115)을 개폐하도록 몸체부(111)에 결합된다. 커버부(120)는 토출홀(115)을 폐쇄하도록 몸체부(111)에 결합(도 4 참조)될 수 있고, 토출홀(115)을 개방하도록 몸체부(111)에 대하여 펼쳐진 상태에서 몸체부(111)에 결합(도 3 참조)될 수 있다.

커버부(120)는 앵커바디(110)가 수중에서 낙하하는 동안과 해저 지반(S)에 관입되어 해저 지반(S) 내에서 이동하는 동안은 토출홀(115)을 폐쇄하도록 몸체부(111)에 결합하고, 앵커바디(110)의 관입이 완료되면 토출홀(115)을 개방하도록 몸체부(111)에 대하여 펼쳐질 수 있다.

커버부(120)는 원주(圓柱) 형상으로 형성되는 몸체부(111)의 외주면과 대응하는 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 커버부(120)의 내측면(토출홀을 폐쇄하도록 몸체부에 결합 시, 몸체부의 외주면과 접촉하는 면)은 몸체부(111)의 외주면의 곡률과 실질적으로 동일한 곡률을 이루도록 오목하게 형성될 수 있다. 이때, 커버부(120)의 외측면은 커버부(120)의 내측면과 대응하도록 볼록하게 형성될 수 있으며, 커버부(120)는 전체적으로 만곡된 형상을 가질 수 있다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 커버부(120)는 복수로 형성되어 몸체부(111)에 각각 결합될 수 있으며, 복수의 커버부(120)는 토출홀(115)을 폐쇄하도록 몸체부(111)에 결합된 상태에서, 몸체부(111)와 함께 앵커바디(110)의 전체적인 외관을 이룰 수 있다.

저장탱크(130)는 내부에 그라우트(G)를 저장하고, 몸체부(111)에 형성된 토출홀(115)과 연통되도록 앵커바디(110)의 내부에 배치된다. 저장탱크(130)의 내부에 저장된 그라우트(G)는 시멘트 풀, 시멘트 모르타르, 아스팔트 및 약액 등을 포함할 수 있다. 앵커바디(110)의 내부에는 저장탱크(130)를 수용하기 위한 수용 공간이 형성될 수 있다.

압축탱크(140)는 저장탱크(130)의 내부에 저장된 그라우트(G)를 앵커바디(110)의 외부로 토출하도록 저장탱크(130)에 결합되어 토출압을 제공한다. 압축탱크(140)의 내부에는 압축 공기가 저장되고, 압축탱크(140)의 밸브가 열리면 압축 공기에 의한 가압력이 저장탱크(130)에 전달될 수 있다.

앵커바디(110)의 내부에는 압축탱크(140)를 수용하기 위한 수용 공간이 형성될 수 있다. 압축탱크(140)는 저장탱크(130)의 상부에 배치될 수 있으며, 복수로 구비되어 앵커바디(110)의 내부에서 방사상으로 배치될 수 있다.

앵커바디(110)의 외부로 토출된 그라우트(G)는 앵커바디(110)의 주변 지반을 고결화시켜 지반 자체의 지내력을 증가시킬 수 있다. 앵커바디(110)의 주변 지반의 지내력이 증가됨으로써, 지반 내에 배치된 앵커바디(110)는 보다 견고하게 지지될 수 있다.

또한, 앵커바디(110)의 외부로 토출된 그라우트(G)는 지반 자체의 지내력을 증가시킬 뿐만 아니라, 앵커바디(110)와 앵커바디(110)의 주변 지반을 일체화시켜 앵커바디(110)가 보다 견고한 지지력을 확보할 수 있도록 한다. 이로써, 해저 지반(S) 내로 관입된 앵커바디(110)는 지반 내에서 보다 견고하게 고정 또는 지지될 수 있으며, 앵커링 장치(100)의 전체적인 인발력에 대한 저항력이 향상될 수 있다.

저장탱크(130)는 토출홀(115)과 연통되도록 배치되어 토출홀(115)을 통하여 그라우트(G)를 외부로 배출할 수 있다. 이와 같이, 저장탱크(130)의 내부에 저장된 그라우트(G)는 토출홀(115)을 통하여 외부로 토출되므로, 저장탱크(130) 및 이에 결합된 압축탱크(140)는 몸체부(111)에 형성된 토출홀(115)이 개방되기 전에는 작동되지 않는다.

한편, 저장탱크(130)의 내부에 저장된 그라우트(G)는 커버부(120)가 몸체부(111)에 결합된 결합 부분을 통하여 외부로 토출될 수도 있다. 예를 들면, 커버부(120)가 몸체부(111)에 힌지 결합된 경우, 힌지부를 통하여 그라우트(G)가 토출될 수 있으며, 이 경우 별도의 토출홀은 형성되지 않을 수 있다.

본 실시예에 따른 앵커링 장치(100)는 설치 라인(미도시)을 더 포함할 수 있다. 설치 라인은 외부(해양구조물 또는 선박 등)와 해저 지반(S) 내로 관입된 앵커바디(110)를 연결하는 라인으로, 몸체부(111)의 타단에 연결되고, 커버부(120)는 설치 라인을 통하여 외부로부터 인가되는 신호에 의하여 몸체부(111)와의 결합이 해제될 수 있다.

커버부(120)는 앵커바디(110)가 수중에서 낙하하는 동안 및 해저 지반(S) 내로 앵커바디(110)의 관입이 완료되기 전 즉, 앵커바디(110)가 해저 지반(S) 내에서 정지하여 앵커바디(110)의 관입 깊이가 확정되기 전에는 몸체부(111)에 형성된 토출홀(115)을 커버하는 상태를 유지하도록 몸체부(111)에 결합 고정된다.

커버부(120)는 몸체부(111)와의 결합 고정 상태를 유지하도록 몸체부(111)에 다양한 방식으로 고정될 수 있다. 예를 들면, 커버부(120)는 몸체부(111)에 핀과 같은 체결 부재에 의하여 결합 고정될 수 있으며, 전자석을 통한 자력에 의하여 또는 유압을 사용하여 몸체부(111)에 결합된 상태를 유지하게 구성될 수 있다.

설치 라인은 커버부(120)와 몸체부(111)의 결합을 해제하도록 결합 방식에 따라 적절한 형태의 결합 해제 신호를 인가할 수 있다. 예를 들면, 커버부(120)가 몸체부(111)에 전자석을 통한 자력에 의하여 결합 고정되는 경우, 전자석에 흐르는 전류의 공급을 차단함으로써 커버부(120)와 몸체부(111)의 결합을 해제할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 앵커링 장치(100)는 몸체부(111)의 타단에 연결되는 무어링 라인(150)을 더 포함할 수 있고, 커버부(120)는 무어링 라인(150)을 당김으로써 주변 지반과의 마찰에 의하여 펼쳐지도록 몸체부(111)에 회전 가능하게 결합된다.

커버부(120)는 설치 라인을 통하여 인가되는 신호에 의하여 몸체부(111)와의 결합이 해제되고, 앵커바디(110)가 지반 내에서 관입 방향과 반대 방향으로 이동하도록 몸체부(111)에 연결된 무어링 라인(150)을 당기면, 커버부(120)는 주변 지반과의 마찰에 의하여 펼쳐지며, 커버부(120)에 의하여 폐쇄되어 있던 토출홀(115)이 개방될 수 있다.

즉, 무어링 라인(150)을 당김으로써 커버부(120)와 몸체부(111)의 사이에 지반 내 물질이 침투하면서 커버부(120)가 펼쳐질 수 있도록, 커버부(120)는 몸체부(111)에 회전 가능하게 결합된다. 이때, 커버부(120)는 커버부(120)의 일단에서 몸체부(111)와 힌지 결합할 수 있다.

설치 라인과 무어링 라인(150)은 체인(chain), 케이블(cable) 또는 와이어(wire)일 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 저장탱크(130)는 내부에 형성되는 중공에 그라우트(G)를 저장하는 실린더(132) 및 실린더(132)의 중공 내부를 이동함으로써 그라우트(G)를 가압하도록 실린더(132)에 장착되는 피스톤(133)을 포함할 수 있다.

압축탱크(140)는 몸체부(111)의 타단에 연결되는 설치 라인을 통하여 인가되는 신호에 의하여 작동될 수 있다. 즉, 압축탱크(140)의 밸브는 설치 라인을 통하여 인가되는 신호에 의해서 개방될 수 있다.

압축탱크(140)의 밸브가 개방되면 압축탱크(140)의 내부에 저장되어 있던 압축 공기가 분출되고, 압축 공기의 분출압에 의해서 피스톤(133)은 실린더(132)의 중공 내부를 이동하여 그라우트(G)를 가압한다. 그라우트(G)는 압축탱크(140)에 의해서 제공되는 토출압으로 인하여 토출홀(115)을 통하여 외부로 배출될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 앵커링 장치(100)는 앵커바디(110)와 커버부(120)에 연결되어 커버부(120)가 펼쳐짐에 따라 장력이 인가되는 트리거 라인(125)을 더 포함할 수 있고, 압축탱크(140)는 트리거 라인(125)에 인가된 장력의 크기가 기설정 값 이상인 경우 작동할 수 있다. 즉, 압축탱크(140)는 설치 라인을 통하여 인가되는 신호에 의해서 작동될 수도 있으나, 트리거 라인(125)에 인가되는 장력의 크기 값에 의해서 작동될 수도 있다.

구체적으로, 트리거 라인(125)은 앵커바디(110)와 커버부(120)에 연결되어 커버부(120)가 펼쳐짐에 따라 장력이 인가된다. 트리거 라인(125)의 일단은 앵커바디(110)에 결합되고, 트리거 라인(125)의 타단은 앵커바디(110)로부터 멀어지는 커버부(120)의 일단에 결합됨으로써, 트리거 라인(125)에는 커버부(120)의 펼쳐진 정도에 대응하는 장력이 인가될 수 있다.

트리거 라인(125)에 인가된 장력의 크기가 기설정 값에 도달하거나 이를 초과하는 경우, 압축탱크(140)는 작동되어 그라우트(G)가 외부로 토출될 수 있다. 즉, 압축탱크(140)는 신호가 인가되는 경우 작동을 시작하고, 압축탱크(140)의 작동 신호는 트리거 라인(125)에 인가되는 장력의 크기가 될 수 있다.

스토퍼부(160)는 몸체부(111)에 대한 커버부(120)의 펼쳐짐 각도를 제한하도록 앵커바디(110)의 외측으로 돌출 형성되어 커버부(120)를 지지한다.

앵커링 장치(100)는 앵커바디(110)와 주변 지반 간의 접촉 면적을 크게 함으로써 인발력에 대한 저항력을 향상시킬 수 있다. 즉, 해저 지반(S) 내로 관입된 앵커바디(110)는 주변 지반과의 접촉으로 인한 마찰력에 의하여 지반 내에서 지지되므로, 앵커바디(110)와 지반 간의 접촉 면적이 클수록 앵커바디(110)에는 더욱 큰 마찰력이 가해질 수 있다.

스토퍼부(160)는 해저 지반(S) 내의 접촉 면적을 최대화시키도록 커버부(120)의 펼쳐짐 각도를 제한할 수 있다. 커버부(120)는 스토퍼부(160)에 의해서 앵커바디(110)에 대하여 직각을 이루도록 펼쳐질 수 있으며, 커버부(120)의 펼쳐진 상태를 유지하도록 스토퍼부(160)는 커버부(120)를 지지할 수 있다.

스토퍼부(160)는 커버부(120)를 지지함과 동시에, 앵커바디(110)의 외측에 결합되어 앵커바디(110)가 수중에서 낙하하는 동안 앵커바디(110)의 수직성을 유지하는 날개부(200, 도 2 참조)의 기능을 할 수도 있다.

도 5는 도 4에 도시된 앵커링 장치의 커버부가 펼쳐지는 상태를 나타내는 도면이고, 도 6은 도 4에 도시된 앵커링 장치의 외부로 그라우트가 토출된 상태를 나타내는 도면이다.

도 4 내지 도 6을 참조하여 본 실시예에 따른 앵커링 장치(100)의 작동 메커니즘을 보다 구체적으로 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 선단부(112)와 몸체부(111)를 포함하는 앵커바디(110)는 낙하 방식에 의하여 해저 지반(S) 내로 관입된다. 이때, 커버부(120)는 몸체부(111)에 형성되는 토출홀(115)을 폐쇄하도록 몸체부(111)에 결합되고, 설치 라인(미도시)과 무어링 라인(150)은 몸체부(111)의 일단에 연결된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 해저 지반(S) 내에서 앵커바디(110)의 관입이 완료되면, 설치 라인을 통하여 커버부(120)와 몸체부(111)의 결합을 해제시키는 신호를 인가한다. 커버부(120)와 몸체부(111)의 결합이 해제되면, 관입 방향과 반대 방향으로 앵커바디(110)가 이동하도록 몸체부(111)의 일단에 연결된 무어링 라인(150)을 당긴다. 이로써 커버부(120)는 주변 지반과의 마찰로 인하여 펼쳐지며, 커버부(120)에 의해서 폐쇄되어 있던 토출홀(115)이 개방될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 토출홀(115)이 개방되면, 설치 라인을 통하여 압축탱크(140)의 작동 신호를 인가한다. 또는 트리거 라인(125)에 기설정 값 이상의 장력이 인가됨으로써 압축탱크(140)가 작동될 수 있다. 압축탱크(140)가 작동을 시작하여 압축탱크(140)의 밸브가 개방되면, 압축탱크(140)는 저장탱크(130)의 피스톤(133)을 이동시키고, 실린더(132)의 내부에 저장되어 있던 그라우트(G)는 토출홀(115)을 통하여 앵커바디(110)의 외부로 토출될 수 있다.

본 실시예에 따른 앵커링 장치(100)는 해저 지반(S) 내로 관입이 완료된 후, 앵커바디(110)의 외부 지반 내로 그라우트(G)를 주입함으로써 지반의 지내력을 향상시키고 앵커바디(110)와 주변 지반을 일체화시켜 앵커바디(110)가 지반 내에서 받는 지지력을 향상시킬 수 있다.

또한, 앵커바디(110)가 해저 지반(S) 내로 관입이 완료된 후, 커버부(120)가 펼쳐져 지반 내 물질과의 접촉 면적이 증가하므로, 앵커링 장치(100)의 인발력에 대한 저항력을 향상시킴과 동시에, 수중에서 낙하하여 해저 지반(S) 내로 관입이 완료되기 전에는 커버부(120)가 펼쳐지지 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: 토출홀
120: 커버부 125: 트리거 라인
130: 저장탱크 132: 실린더
133: 피스톤 140: 압축탱크
150: 무어링 라인 160: 스토퍼부
200: 날개부 G: 그라우트
S: 해저 지반

Claims

내외부를 관통하는 토출홀이 형성되며, 반구 또는 원뿔 형상으로 형성되는 선단부를 포함하는 앵커바디;
상기 토출홀을 개폐하도록 상기 앵커바디에 결합되는 커버부;
내부에 그라우트를 저장하고, 상기 앵커바디의 내부에 배치되며, 상기 토출홀과 연통되는 저장탱크; 및
상기 저장탱크에 결합되어 토출압을 제공하는 압축탱크;를 포함하고,
상기 저장탱크는,
내부에 상기 그라우트를 저장하는 실린더; 및
상기 실린더에 장착되어 상기 그라우트를 가압하는 피스톤;을 포함하는, 앵커링 장치.
제1항에 있어서,
상기 앵커바디의 일단에 연결되는 설치 라인;을 더 포함하고,
상기 커버부는 상기 설치 라인을 통하여 인가되는 신호에 의하여 상기 앵커바디와의 결합이 해제되는, 앵커링 장치.
내외부를 관통하는 토출홀이 형성되며, 반구 또는 원뿔 형상으로 형성되는 선단부를 포함하는 앵커바디;
상기 토출홀을 개폐하도록 상기 앵커바디에 결합되는 커버부;
내부에 그라우트를 저장하고, 상기 앵커바디의 내부에 배치되며, 상기 토출홀과 연통되는 저장탱크;
상기 저장탱크에 결합되어 토출압을 제공하는 압축탱크; 및
상기 앵커바디의 일단에 연결되는 무어링 라인;을 포함하고,
상기 커버부는 상기 무어링 라인의 장력에 의해 펼쳐지도록 상기 앵커바디에 회전 가능하게 결합되는, 앵커링 장치.
삭제
내외부를 관통하는 토출홀이 형성되며, 반구 또는 원뿔 형상으로 형성되는 선단부를 포함하는 앵커바디;
상기 토출홀을 개폐하도록 상기 앵커바디에 결합되는 커버부;
내부에 그라우트를 저장하고, 상기 앵커바디의 내부에 배치되며, 상기 토출홀과 연통되는 저장탱크;
상기 저장탱크에 결합되어 토출압을 제공하는 압축탱크; 및
상기 앵커바디와 상기 커버부에 연결되어 상기 커버부가 펼쳐짐에 따라 장력이 인가되는 트리거 라인;을 포함하고,
상기 압축탱크는 상기 트리거 라인에 인가된 장력의 크기가 기설정 값 이상인 경우 작동하는, 앵커링 장치.
제5항에 있어서,
상기 앵커바디에 대한 상기 커버부의 펼쳐짐 각도를 제한하도록 상기 앵커바디의 외측으로 돌출 형성되어 상기 커버부를 지지하는 스토퍼부;를 더 포함하는, 앵커링 장치.