KR102034504B1

KR102034504B1 - 해양 구조물의 배리어

Info

Publication number: KR102034504B1
Application number: KR1020190119127A
Authority: KR
Inventors: 신원협; 김동수; 김한구; 김성준; 박주신
Original assignee: 주식회사 엔케이; (주)푸른중공업
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2019-10-21

Abstract

본 발명은 해양 구조물의 배리어에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따르면, 베이스 플레이트; 베이스 플레이트에 회전 가능하게 설치되는 포스트 부재; 포스트 부재에 결합되는 가드 부재; 포스트 부재에 제공되고, 포스트 부재의 회전각을 측정하는 센싱부; 및 베이스 플레이트 및 포스트 부재에 연결되고, 센싱부의 측정값에 대응하는 댐핑력을 포스트 부재에 제공하는 댐핑부를 포함하는, 해양 구조물의 배리어가 제공될 수 있다.

Description

해양 구조물의 배리어{BARRIER OF OFFSHORE STRUCTURE}

본 발명은 해양 구조물의 배리어에 대한 것이다.

일반적으로, 해양 구조물은 해상에 계류 또는 정박된 상태로 사용되는 구조물을 의미한다. 예를 들어, 해양 구조물은 FPSO(Floating Production Storage and Offloading), LPG-FPSO, Oil FPSO, LNG FSRU(Floating Storage and Regasification)과 같은 해상 플랜트뿐만 아니라, LNG 수송선, 유조선, LNGRV(Regasification Vessel) 등과 같은 구조물을 포함한다.

이때, 해양 구조물의 데크 상에는 오일과 가스의 정제, 작업, 채굴 작업, 생산 작업 등을 수행하는 탑사이드 모듈이 설치되는 탑사이드 플랫폼이 구비된다.

한편, 오일과 가스의 정제, 작업, 채굴 작업, 생산 작업 등을 핸들링하기 위해 크레인과 같은 장비가 탑사이드 플랫폼에서 사용된다. 그런데, 외부 상황 또는 운전자의 조정 실수로 인하여, 크레인에 의해 리프팅된 물체로 탑사이드 플랫폼의 메인 구조나 장비에 손상을 가할 수 있고, 작업자에게 상해를 줄 수도 있다.

따라서, 크레인과 같은 장비를 사용하기 전에 충분한 작업공간을 확보하고, 장비 및 작업자를 보호하기 위한 안전 장치로서, 해양 구조물의 배리어(barrier)가 요구된다.

본 발명의 실시예들은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 외부 충격에 의해 회전되는 포스트 부재의 회전각을 실시간으로 측정하고, 측정된 값에 대응하는 댐핑력을 포스트 부재에 제공함으로써, 외부 충격에 능동적으로 대응할 수 있는 해양 구조물의 배리어를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 회전 가능하게 설치되는 포스트 부재; 상기 포스트 부재에 결합되는 가드 부재; 상기 포스트 부재에 제공되고, 상기 포스트 부재의 회전각을 측정하는 센싱부; 및 상기 베이스 플레이트 및 상기 포스트 부재에 연결되고, 상기 센싱부의 측정값에 대응하는 댐핑력을 상기 포스트 부재에 제공하는 댐핑부를 포함하고, 상기 댐핑부는, 상기 포스트 부재에 고정되고, 내부에 자기 유체가 마련되는 하우징; 상기 하우징을 관통하여 상기 포스트 부재에 회전 가능하게 결합되는 샤프트; 상기 하우징 내부에 고정되는 고정 부재; 상기 고정 부재 내부에 배치되며, 상기 고정 부재에 대하여 상대 회전되는 회전 부재; 상기 하우징 내부에 배치되어 상기 샤프트 및 상기 회전 부재를 상호 체결시키고, 상기 샤프트의 회전력을 상기 회전 부재에 전달하는 체결 부재; 및 상기 고정 부재에 구비되고, 상기 센싱부의 측정값에 기초하여 자기장을 발생시켜서 상기 자기 유체의 점성을 변화시키는 자기장 발생 모듈을 포함하는, 해양 구조물의 배리어가 제공될 수 있다.

또한, 상기 고정 부재는, 상기 샤프트의 회전 공간을 제공하는 중공부; 및 상기 중공부의 반경 방향 외측에 제공되고, 상기 중공부보다 좁은 폭을 갖는 감속부를 포함하고, 상기 중공부 및 상기 감속부에는 상기 자기 유체가 충진되는, 해양 구조물의 배리어가 제공될 수 있다.

또한, 상기 체결 부재는 상기 중공부에 배치되되, 상기 중공부와 공극을 형성하도록 이격 배치되고, 상기 공극에는 상기 자기 유체가 충진되는, 해양 구조물의 배리어가 제공될 수 있다.

또한, 상기 베이스 플레이트의 전방에 설치되어 상기 포스트 부재에 연결되는 회전각 제어 보조 부재를 더 포함하는, 해양 구조물의 배리어가 제공될 수 있다.

또한, 상기 회전각 제어 보조 부재는, 상기 베이스 플레이트에 설치되는 제1 지지대; 상기 포스트 부재에 연결되는 제2 지지대; 및 상기 제1 지지대 및 상기 제2 지지대에 결합되고, 상기 포스트 부재에 복원력을 제공하는 탄성 부재를 포함하는, 해양 구조물의 배리어가 제공될 수 있다.

또한, 상기 댐핑부를 제어하는 제어 모듈을 더 포함하는, 해양 구조물의 배리어가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 해양 구조물의 배리어는, 외부 충격에 의해 회전되는 포스트 부재의 회전각을 실시간으로 측정하고, 측정된 값에 대응하는 댐핑력을 포스트 부재에 제공함으로써, 외부 충격에 능동적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 배리어를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 해양 구조물의 배리어를 정면에서 바라본 정면도이다.
도 3은 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 4는 도 3의 B-B 단면도이다.
도 5는 도 1의 해양 구조물의 배리어의 제어 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양 구조물의 배리어를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6의 해양 구조물의 배리어를 정면에서 바라본 정면도이다.
도 8은 도 7의 해양 구조물의 배리어를 다른 측면에서 바라본 도면이다.
도 9는 도 6의 C 부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 10은 도 9의 D-D 단면도이다.
도 11은 도 9의 E-E 단면도이다.
도 12는 도 6의 해양 구조물의 배리어의 제어 블록도이다.

이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '결합', '고정', '접촉'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 결합, 고정, 접촉될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 일 측, 타 측 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 배리어의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 배리어(1)는 베이스 플레이트(10), 포스트 부재(20), 가드 부재(30), 센싱부(40), 댐핑부(50), 회전각 제어 보조 부재(60) 및 제어 모듈(70)을 포함할 수 있다.

베이스 플레이트(10)는 해양 구조물(2)의 데크 상에서 외부 충격으로부터 보호가 필요한 장비 또는 설비의 외측에 설치될 수 있다.

이때, 베이스 플레이트(10)는 복수 개로 제공될 수 있으며, 복수의 베이스 플레이트(10)는 해양 구조물(2)의 길이 방향(도 1의 z축 방향)을 따라 소정 간격으로 이격 배치될 수 있다. 예를 들어, 베이스 플레이트(10)는 사각 평판 형상을 가질 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과하고, 이로 인해 본 발명의 사상이 제한되는 것은 아니다.

포스트 부재(20)는 가드 부재(30)를 통해 전달되는 외부 충격을 완화시킬 수 있다. 이를 위해, 포스트 부재(20)는 베이스 플레이트(10)에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 예를 들어, 포스트 부재(20)는 힌지 결합부(11)를 매개로 베이스 플레이트(10)에 힌지 결합됨에 따라, 힌지 결합부(11)를 중심으로 회전될 수 있다.

구체적으로, 포스트 부재(20)는 외부 충격에 의해 후방을 향해 소정 각도로 회전되었다가 전방을 향해 다시 회전되어 복귀됨으로써, 외부 충격을 완화시킬 수 있다. 여기서, '전방'은 포스트 부재(20)에 충격이 가해지는 방향을 의미하고, '후방'은 포스트 부재(20)에 충격이 가해지는 방향의 반대 방향을 의미한다.

가드 부재(30)는 외부 충격이 직접적으로 인가되는 부분으로, 포스트 부재(20)의 높이 방향(도 1의 x축 방향)에 대하여 수직한 방향으로 설치될 수 있다. 이때, 가드 부재(30)는 복수 개로 제공될 수 있으며, 복수의 가드 부재(30)는 포스트 부재(20)의 높이 방향을 따라 소정 간격으로 이격 배치될 수 있다.

가드 부재(30)는 전방을 향해 볼록하게 굴곡진 형상을 가질 수 있다. 다만, 가드 부재(30)의 형상은 일 예에 불과하고, 이로 인해 본 발명의 사상이 제한되는 것은 아니다.

한편, 도시하지는 않았으나, 포스트 부재(20)와 가드 부재(30) 사이에는 외부 충격을 흡수할 수 있는 완충 부재가 설치될 수 있다. 예를 들어, 완충 부재는 가드 부재(30)의 내면 구조에 대응하는 구조로 형성될 수 있다.

센싱부(40)는 포스트 부재(20)가 베이스 플레이트(10)에 대하여 수직인 상태에서 후방을 향해 회전되는 정도, 예컨대, 포스트 부재(20)의 회전각을 측정할 수 있다. 센싱부(40)에서 측정되는 측정값은 제어 모듈(70)로 전달될 수 있으며, 제어 모듈(70)에서 댐핑부(50)가 포스트 부재(20)에 제공하여야 하는 댐핑력을 결정하는데 활용될 수 있다.

이때, 센싱부(40)는 일 예로 힌지 결합부(11)에 설치되어 힌지(11a)가 회전되는 각도를 측정하는 회전각 감지 센서일 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과하고, 이로 인해 본 발명의 사상이 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 센싱부(40)는 중력 센서일 수도 있다. 이 경우, 센싱부(40)는 포스트 부재(20)의 후방 측 단부에 설치될 수 있다. 포스트 부재(20)가 힌지 결합부(11)를 중심으로 후방으로 회전되면 포스트 부재(20)의 후방 측 단부가 기울게 됨에 따라, 센싱부(40)가 포스트 부재(20)의 회전각을 간접적으로 측정할 수 있다.

또한, 센싱부(40)는 포스트 부재(20)가 베이스 플레이트(10)에 대하여 수직인 상태에서 후방을 향해 회전되는 속도, 예컨대, 포스트 부재(20)의 각속도를 측정할 수 있다. 센싱부(40)에서 측정되는 측정값은 제어 모듈(70)로 전달될 수 있으며, 제어 모듈(70)에서 해양 구조물(2)의 사고 상황을 파악하는데 활용될 수 있다.

센싱부(40)는 일 예로 힌지 결합부(11)에 설치되어 힌지(11a)가 회전되는 속도를 측정하는 각속도 감지 센서일 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과하고, 이로 인해 본 발명의 사상이 제한되는 것은 아니다.

댐핑부(50)는 센싱부(40)의 측정값에 대응하는 댐핑력을 포스트 부재(20)에 제공할 수 있다.

이를 위해, 댐핑부(50)는 베이스 플레이트(10)에 힌지 결합되는 제1 결합 부재(51), 포스트 부재(20)에 힌지 결합되는 제2 결합 부재(52), 제1 결합 부재(51)와 연결되고, 내부에 자기 유체를 구비하는 실린더(53) 제2 결합 부재(52)와 연결되고, 실린더(53)에 선택적으로 인입되는 피스톤(54) 및 실린더(53)와 전기적으로 연결되고, 센싱부(40)의 측정값에 기초하여 자기장을 발생시켜서 자기 유체의 점성을 변화시키는 자기장 발생 모듈(55)을 포함할 수 있다.

제1 결합 부재(51)는 베이스 플레이트(10)의 후방에 설치된 힌지 결합부(12)를 매개로 베이스 플레이트(10)에 대하여 회동 가능하게 결합될 수 있다. 제2 결합 부재(52)는 포스트 부재(20)에 설치된 힌지 결합부(13)를 통해 포스트 부재(20)에 회동 가능하게 제공될 수 있다.

실린더(53)는 내부 공간이 구비되는 원통 형상으로 이루어질 수 있으며, 실린더(53)의 내부 공간은 소정의 가스로 채워지는 가스 챔버(531) 및 자기 유체가 채워지는 자기 유체 챔버(532)로 구분될 수 있다. 여기서, '자기 유체'는 자기장이 인가되는 경우 점성이 가역적으로 변화하는 MR 유체(Magneto-Rehologicalfluid)일 수 있다. 구체적으로, MR 유체는 실리콘 오일 또는 미네랄 오일 등의 비전도성 용매 속에 미크론 크기의 자성을 가질 수 있는 입자들을 분산시킨 용액을 의미한다. 이때, MR 유체의 입자들은 자기장이 가해지지 않는 경우에는 자유롭게 움직이지만, 자기장이 가해지는 경우에는 입자들이 분극화를 일으켜 자기장이 형성되는 방향과 평행한 방향으로 배열됨으로써, 전단력이나 유동에 대한 저항력을 가지게 된다.

피스톤(54)은 실린더(53) 내부에 배치되는 피스톤 헤드(541) 및 피스톤 헤드(541)와 연결되는 피스톤 로드(542)로 구분될 수 있다. 이러한 피스톤(54)은 포스트 부재(20)에 외부 충격이 전달되어 포스트 부재(20)가 베이스 플레이트(10)에 수직인 상태에서 후방으로 회전되는 경우, 실린더(53)에 인입되도록 동작될 수 있다. 또한, 포스트 부재(20)에 가해지는 외부 충격이 제거되어 포스트 부재(20)가 전방으로 복귀되면 피스톤(54)은 실린더(53)로부터 인출되도록 동작될 수 있다.

자기장 발생 모듈(55)은 실린더(53) 내부에 충진된 자기 유체에 자기장을 형성할 수 있다. 이러한 자기장 발생 모듈(55)을 통해 실린더(53) 내부에 자기장이 형성되면, 자기 유체의 입자들이 자기장이 형성된 방향과 평행한 방향으로 배열될 수 있다. 이로 인하여 자기 유체의 점성이 점진적으로 커지게 되고, 자기 유체의 고점성에 의해 피스톤(54)의 이동에 저항력이 제공될 수 있다. 여기서, 피스톤(54)의 이동은 피스톤(54)이 실린더(53)로 인입되도록 이동되는 것을 의미한다.

구체적으로, 자기장 발생 모듈(55)은 포스트 부재(20)에 기 저장된 외부 충격의 크기 보다 더 큰 외부 충격이 전달되는 경우, 실린더(53) 내부에 전류를 점차적으로 공급하여 자기장을 발생시킨다. 이에 따라, 실린더(53) 내부의 자기 유체의 점성이 점차적으로 커지게 되어 피스톤(54)의 이동에 저항력이 발생되기 때문에, 포스트 부재(20)가 후방을 향해 점차적으로 회전될 수 있다. 이와는 반대로, 포스트 부재(20)에 외부 충격이 제거되면, 자기장 발생 모듈(55)은 실린더(53) 내부에 공급하는 전류량을 점점 줄임에 따라, 실린더(53) 내부의 자기 유체의 점성이 점차적으로 감소될 수 있다. 이로써, 포스트 부재(20)가 전방을 향해 서서히 복귀될 수 있다.

이를 위해, 자기장 발생 모듈(55)은 실린더(53)와 연결되는 코일(551) 및 코일(551)에 전류를 공급하는 전류 공급 장치(552)를 포함할 수 있다.

한편, 센싱부(40)의 측정값, 즉, 포스트 부재(20)의 회전각에 따라 자기장 발생 모듈(55)에 의해 실린더(53)에 형성되는 자기력의 세기가 달라질 수 있다. 예를 들어, 포스트 부재(20)의 회전각이 클수록 포스트 부재(20)에 요구되는 댐핑력이 커지므로, 자기장 발생 모듈(55)은 실린더(53)에 큰 자기력을 형성하고, 포스트 부재(20)의 회전각이 작을수록 자기장 발생 모듈(55)은 실린더(53)에 작은 자기력이 형성할 수 있다.

회전각 제어 보조 부재(60)는 포스트 부재(20)의 전방에서 포스트 부재(20)의 회전각을 제어할 수 있다.

이를 위해, 회전각 제어 보조 부재(60)는 베이스 플레이트(10)에 설치되어 포스트 부재(20)에 연결될 수 있다. 구체적으로, 회전각 제어 보조 부재(60)는 포스트 부재(20)의 전방에서 베이스 플레이트(10)에 설치되는 제1 지지대(61), 포스트 부재(20)에 설치되는 제2 지지대(62) 및 제1 지지대(61) 및 제2 지지대(62)에 결합되고, 포스트 부재(20)에 복원력을 제공하는 탄성 부재(63)를 포함할 수 있다.

탄성 부재(63)는 일 예로 탄성 재질로 이루어진 벨트일 수 있다. 이에 따라, 포스트 부재(20)에 외부 충격이 전달되어 포스트 부재(20)가 후방으로 소정 각도 회전되는 경우, 포스트 부재(20)의 전방에서 탄성 부재(63)의 탄성력에 의해 포스트 부재(20)가 지지될 수 있다. 따라서, 포스트 부재(20)의 회전각이 제한될 수 있다. 또한, 탄성 부재(63)의 탄성력에 의해 포스트 부재(20)에 복원력이 부여되므로, 후방을 향해 소정 각도로 회전된 포스트 부재(20)가 전방을 향해 복귀될 수 있다.

제어 모듈(70)은 댐핑부(50)의 작동을 제어하도록 구비될 수 있다. 이를 위해, 제어 모듈(70)은 마이크로 프로세서와 데이터 저장이 가능한 메모리를 포함할 수 있으며, 메모리에는 자기장 발생 모듈(55)을 제어하기 위한 제어 알고리즘이 저장될 수 있다. 또한, 제어 모듈(70)의 메모리에는 포스트 부재(20)가 베이스 플레이트(10)에 수직인 상태에서 후방으로 기울어진 정도, 예컨대, 포스트 부재(20)의 회전각에 따라 자기장 발생 모듈(55)이 생성해야 하는 자기력의 크기가 저장될 수 있다. 또한, 제어 모듈(70)의 메모리에는 포스트 부재(20)가 후방으로 회전되는 속도, 예컨대, 포스트 부재(20)의 각속도에 따른 해양 구조물(2)의 상태가 저장될 수 있다.

또한, 제어 모듈(70)에는 댐핑부(50)의 제어 동작을 위한 소정의 회로도가 구비될 수 있다. 이를 통해, 제어 모듈(70)은 전류 공급 장치의 on/off, 전류 공급량 등을 제어하도록 구비될 수 있으며, 이러한 제어 동작을 조작하기 위해, 도시하지는 않았으나 베이스 플레이트(10) 또는 포스트 부재(20)에 조작 패널이 추가로 구비될 수도 있다. 또한, 경우에 따라서는 제어 모듈(70)이 외부의 해양 구조물에 구비된 컨트롤 룸(control room)과 원격 통신 가능하도록 구비되어 외부로부터 명령 신호를 전달받아 제어 동작을 수행하도록 구성될 수도 있다.

이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 실시예에 따른 해양 구조물의 배리어(1)의 작용 및 효과에 대하여 설명하겠다.

먼저, 가드 부재(30)에 충격이 가해지는 경우, 가드 부재(30)를 통하여 충격이 포스트 부재(20)로 전달된다. 포스트 부재(20)로 전달된 충격에 의해 포스트 부재(20)는 후방을 향해 소정 각도로 회전된다. 이러한 포스트 부재(20)의 회전각은 센싱부(40)를 통해 측정되고, 센싱부(40)에서 측정된 측정값은 제어 모듈(70)로 전송된다.

제어 모듈(70)은 센싱부(40)에서 측정된 측정값, 예컨대, 포스트 부재(20)의 회전각과, 기 저장된 설정값, 예컨대, 최대 허용 범위 내의 외부 충격에 의해 포스트 부재(20)가 후방으로 회전된 포스트 부재(20)의 회전각을 비교한다.

다음으로, 제어 모듈(70)은 센싱부(40)의 측정값이 기 저장된 설정값보다 크다고 판단되면, 포스트 부재(20)가 후방으로 서서히 회전되도록 댐핑부(50)를 제어할 수 있으며, 외부 충격이 제거되어 포스트 부재(20)가 전방을 향해 서서히 복귀되도록 댐핑부(50)를 제어할 수 있다.

이를 위해, 제어 모듈(70)은 센싱부(40)를 통해 측정된 포스트 부재(20)의 회전각을 기초로 전류 공급 장치(552)를 통해 자기장 발생 모듈(55)로 공급되는 전류의 크기가 점차적으로 커지도록 전류 공급 장치(552)를 제어한다. 이로써, 실린더(53) 내에 발생되는 자기력의 크기가 점차적으로 커질 수 있다. 이를 통하여 실린더(53) 내의 자기 유체의 점성이 점차적으로 커지게 되므로, 포스트 부재(20)에 외부 충격이 전달되더라도 포스트 부재(20)가 빠르게 후방으로 회전되는 것이 아니라 서서히 후방으로 회전될 수 있다

마지막으로, 포스트 부재(20)에 외부 충격이 제거되면, 제어 모듈(70)은 자기장 발생 모듈(55)에 공급되는 전류의 크기가 점차적으로 작아지도록 전류 공급 장치(552)를 제어한다. 이로써, 실린더(53) 내의 자기력의 크기가 점점 작아질 수 있으며, 자기 유체의 점성 역시 점점 작아진다. 이 과정에서 회전각 제한 보조 부재(60)의 자체 탄성력에 의해 포스트 부재(20)에 복원력이 부여되므로, 후방을 향해 소정 각도로 회전된 포스트 부재(20)가 전방을 향해 다시 회전되어 제자리로 서서히 복귀된다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 실시예에 따른 해양 구조물의 배리어(1)는 센싱부(40)를 통해 외부 충격에 의해 회전되는 포스트 부재(20)의 회전각을 실시간으로 측정하고, 측정된 값에 대응하는 댐핑력을 포스트 부재(20)에 제공함으로써, 외부 충격에 능동적으로 대응할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 센싱부(40)를 통해 측정되는 포스트 부재(20)의 각속도에 따라 해양 구조물(2)의 상황이 파악될 수 있으므로, 사고 발생시 신속하게 대응할 수 있다는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양 구조물의 배리어에 대하여 도 6 내지 도 12를 참조하여 설명한다. 본 실시예는 상술한 실시예에 비하여 댐핑부(50')에 있어서 차이가 있으므로, 이러한 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대한 설명은 상술한 실시예에서의 설명을 원용하도록 한다.

도 6 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양 구조물의 배리어(1')는 베이스 플레이트(10), 포스트 부재(20), 가드 부재(30), 센싱부(40), 댐핑부(50'), 회전각 제어 보조 부재(60) 및 제어 모듈(70)을 포함할 수 있다.

댐핑부(50')는 포스트 부재(20)에 고정되고, 내부에 자기 유체가 마련되는 하우징(51'), 하우징(51')을 관통하여 포스트 부재(20)에 회전 가능하게 결합되는 샤프트(52'), 하우징(51') 내부에 고정되는 고정 부재(53'), 고정 부재(53') 내부에 배치되며, 고정 부재(53')에 대하여 상대 회전되는 회전 부재(54'), 하우징(51') 내부에 배치되어 샤프트(52') 및 회전 부재(54')를 상호 체결시키고, 샤프트(52')의 회전력을 회전 부재(54')에 전달하는 체결 부재(55'), 고정 부재(53')에 구비되고, 센싱부(40)의 측정값에 기초하여 자기장을 발생시켜서 자기 유체의 점성을 변화시키는 자기장 발생 모듈(56')을 포함할 수 있다.

하우징(51')은 샤프트(52')가 관통될 수 있는 관통홀이 형성된 원통 형상으로 마련될 수 있으며, 내부에 고정 부재(53')가 설치될 수 있는 공간을 구비할 수 있다. 이때, 샤프트(52')는 힌지 결합부(11)의 힌지축으로서 기능할 수 있다.

고정 부재(53')는 하우징(51') 내부에 밀착 설치될 수 있다. 이때, 고정 부재(53')는 샤프트(52')가 회전될 수 있는 회전 공간을 제공하는 중공부(531')를 구비하는 도넛 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 중공부(531')의 반경 방향 외측에는 중공부(531')보다 좁은 폭을 가지는 감속부(532')가 구비될 수 있으며, 중공부(531') 및 감속부(532')에는 자기 유체가 충진될 수 있다.

중공부(531')에 충진된 자기 유체의 점성이 높아지면 중공부(531')에 위치하는 샤프트(52')의 회전 속도가 감속되거나 샤프트(52')의 회전이 정지될 수 있다.

한편, 감속부(532')는 회전 부재(54')의 적어도 일부가 삽입되어 상대 회전되는 부분으로, 감속부(532')로 유입된 자기 유체는 감속부(532')와 회전 부재(54') 사이에서 발생된 자기력에 의해 점성이 높아질 수 있다. 이에 따라, 자기 유체의 고점성에 의해 회전 부재(54')의 회전 속도가 감속되거나 회전 부재(54')의 회전이 정지될 수 있다.

회전 부재(54')의 적어도 일부는 감속부(532')에 삽입될 수 있다. 감속부(532')에 삽입된 회전 부재(54')는 감속부(532')로부터 이격된 상태로 배치될 수 있으며, 회전 부재(54')와 감속부(532') 사이의 이격 부분에 자기 유체가 충진될 수 있다. 예를 들어, 회전 부재(54')는 철(Fe)과 같은 자성체로 형성될 수 있다.

체결 부재(55')는 중공부(531')에 배치되되, 중공부(531')와 공극(533')을 형성하도록 이격 배치될 수 있다. 이때, 공극(533')에는 자기 유체가 충진될 수 있다. 이에 따라, 공극(533')에 충진된 자기 유체의 점성이 높아지면 체결 부재(55')의 회전 속도가 감소되거나 회전이 멈출 수 있다.

이와 같이 자기 유체의 점성이 높아짐에 따라, 샤프트(52'), 회전 부재(54') 및 체결 부재(55')의 회전 속도가 모두 감소되거나 회전이 멈추기 때문에, 포스트 부재(20)에 댐핑력이 보다 확실하게 전달될 수 있다.

자기장 발생 모듈(56')은 고정 부재(53')에 구비되는 코일(561') 및 코일(561')에 전류를 공급하는 전류 공급 장치(562')를 포함할 수 있다.

구체적으로, 포스트 부재(20)에 기 저장된 외부 충격의 크기 보다 더 큰 외부 충격이 전달되는 경우, 자기장 발생 모듈(56')은 고정 부재(53')에 전류를 점차적으로 공급하여 자기 유체에 자기장을 발생시킨다. 이로써, 중공부(531') 및 감속부(532')에 충진된 자기 유체의 점성이 점차적으로 커지게 되어 회전 부재(54')의 회전 속도가 점차적으로 감속될 수 있다.

반대로, 포스트 부재(20)에 외부 충격이 제거되면, 자기장 발생 모듈(56')은 고정 부재(53')에 공급하는 전류량을 점진적으로 줄여서 자기 유체의 점성을 감소시킬 수 있다. 따라서, 포스트 부재(20)가 전방을 향해 점차적으로 복귀될 수 있다.

이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

1, 1': 해양 구조물의 배리어 2: 해양 구조물
10: 베이스 플레이트 11, 12, 13: 힌지 결합부
11a: 힌지 20: 포스트 부재
30: 가드 부재 40: 센싱부
50, 50': 댐핑부 51: 제1 결합 부재
51': 하우징 52: 제2 결합 부재
52': 샤프트 53: 실린더
53': 고정 부재 531: 가스 챔버
531': 중공부 532: 자기 유체 챔버
532': 감속부 533': 공극
54: 피스톤 541: 피스톤 헤드
542: 피스톤 로드 54': 회전 부재
55, 56': 자기장 발생 모듈 551, 561': 코일
552, 562':　전류 공급 장치 60:　회전각 제어 보조 부재
61: 제1 지지대 62: 제2 지지대
63: 탄성체 70: 제어 모듈

Claims

베이스 플레이트;
상기 베이스 플레이트에 회전 가능하게 설치되는 포스트 부재;
상기 포스트 부재에 결합되는 가드 부재;
상기 포스트 부재에 제공되고, 상기 포스트 부재의 회전각을 측정하는 센싱부; 및
상기 베이스 플레이트 및 상기 포스트 부재에 연결되고, 상기 센싱부의 측정값에 대응하는 댐핑력을 상기 포스트 부재에 제공하는 댐핑부를 포함하고,
상기 댐핑부는,
상기 포스트 부재에 고정되고, 내부에 자기 유체가 마련되는 하우징;
상기 하우징을 관통하여 상기 포스트 부재에 회전 가능하게 결합되는 샤프트;
상기 하우징 내부에 고정되는 고정 부재;
상기 고정 부재 내부에 배치되며, 상기 고정 부재에 대하여 상대 회전되는 회전 부재;
상기 하우징 내부에 배치되어 상기 샤프트 및 상기 회전 부재를 상호 체결시키고, 상기 샤프트의 회전력을 상기 회전 부재에 전달하는 체결 부재; 및
상기 고정 부재에 구비되고, 상기 센싱부의 측정값에 기초하여 자기장을 발생시켜서 상기 자기 유체의 점성을 변화시키는 자기장 발생 모듈을 포함하는,
해양 구조물의 배리어.
제1 항에 있어서,
상기 고정 부재는,
상기 샤프트의 회전 공간을 제공하는 중공부; 및
상기 중공부의 반경 방향 외측에 제공되고, 상기 중공부보다 좁은 폭을 갖는 감속부를 포함하고,
상기 중공부 및 상기 감속부에는 상기 자기 유체가 충진되는,
해양 구조물의 배리어.
제2 항에 있어서,
상기 체결 부재는 상기 중공부에 배치되되, 상기 중공부와 공극을 형성하도록 이격 배치되고,
상기 공극에는 상기 자기 유체가 충진되는,
해양 구조물의 배리어.
제1 항에 있어서,
상기 베이스 플레이트의 전방에 설치되어 상기 포스트 부재에 연결되는 회전각 제어 보조 부재를 더 포함하는,
해양 구조물의 배리어.
제4 항에 있어서,
상기 회전각 제어 보조 부재는,
상기 베이스 플레이트에 설치되는 제1 지지대;
상기 포스트 부재에 연결되는 제2 지지대; 및
상기 제1 지지대 및 상기 제2 지지대에 결합되고, 상기 포스트 부재에 복원력을 제공하는 탄성 부재를 포함하는,
해양 구조물의 배리어.
제1 항에 있어서,
상기 댐핑부를 제어하는 제어 모듈을 더 포함하는,
해양 구조물의 배리어.