KR102050927B1 - 펜더 장치 - Google Patents

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Abstract

펜더 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 펜더 장치는 부유 가능한 펜더 몸체; 상기 펜더 몸체의 길이방향 단부에 스위블(swivel) 회전 가능하게 결합되는 회전 부재; 및 기준 상태에서 상기 회전 부재의 스위블 회전축(axis of rotation)의 아래에 위치하고, 상기 회전 부재에 지지되고, 인양 와이어의 단부를 고정 지지하는 웨이트 부재를 포함한다.

Description

펜더 장치{Fender}
본 발명은 펜더 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박 또는 해양구조물과 인접한 다른 구조물 사이에 개재되어 완충 작용하는 펜더 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 선박, 부유식구조물, 안벽 등에는 펜더가 설치된다.
특히, 보급선이 빈번하게 접안하는 부유식 원유생산저장설비(FPSO), 시추선(Drillship), 파이프 부설선과 같은 특수한 선박 또는 모선의 경우에는 보급선과 같은 상대 선박과의 접안 시 예기치 못한 해상 상황(예: 갑작스러운 풍파 등)으로 인한 선박간 충돌 방지를 위하여 고무 펜더(rubber fender)를 사용하고 있다.
통상적으로 펜더는 선박 등에 보관되어 있다가 인양 라인을 통해 해수면으로 내려져 사용되고 회수된다. 펜더가 해수면에 부유하며 완충 수단으로 사용될 때 펜더를 선박 등에 계류시키기 위해 별도의 계류 라인이 사용될 수 있다.
해상에 부유하는 펜더는 상하 운동 또는 회전 운동을 할 수 있는데 펜더가 위와 같은 운동을 하는 과정에서 인양 라인과 계류 라인이 꼬여 파단되는 문제가 발생하고 있다.
본 발명의 실시예는, 라인의 꼬임을 방지하도록 구성된 펜더 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 부유 가능한 펜더 몸체; 상기 펜더 몸체의 길이방향 단부에 스위블(swivel) 회전 가능하게 결합되는 회전 부재; 및 기준 상태에서 상기 회전 부재의 스위블 회전축(axis of rotation)의 아래에 위치하고, 상기 회전 부재에 지지되고, 인양 와이어의 단부를 고정 지지하는 웨이트 부재를 포함하는, 펜더 장치가 제공될 수 있다.
상기 스위블 회전축은 상기 회전 부재의 무게 중심으로부터 편심되어 위치할 수 있다.
상기 스위블 회전축은 상기 회전 부재의 무게 중심을 지날 수 있다.
상기 웨이트 부재는 상기 기준 상태에서 상기 스위블 회전축을 지나는 수직선 상에 배치될 수 있다.
상기 웨이트 부재는 상기 기준 상태에서 연결 부재에 의해 상기 회전 부재에 지지될 수 있다.
상기 연결 부재는 와이어, 로프, 로드(rod) 또는 바(bar) 형태를 가질 수 있다.
상기 연결 부재는 한 쌍으로 제공되고, 상기 한 쌍의 연결 부재는 상기 기준 상태에서 위로 가면서 그 간격이 벌어지는 형태로 배치되어 상기 웨이트 부재를 상기 회전 부재에 대해 지지할 수 있다.
상기 연결 부재는, 상기 회전 부재에 지지되고, 상기 웨이트 부재를 지지하며, 상기 기준 상태에서 상기 스위블 회전축을 지나는 수직선의 연장 방향으로 신축 동작 가능한 액추에이터를 포함할 수 있다.
상기 펜더 장치는, 상기 회전 부재의 각속도를 감지하는 센서; 및 상기 센서의 감지값이 최소일 때 상기 액추에이터를 최대로 신장시키고, 상기 센서의 감지값이 최대일 때 상기 액추에이터를 최소로 수축시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 웨이트 부재가는 펜더 몸체의 상하 운동으로 인해 유발된 회전 부재의 스위블 회전 운동(또는 단진자 운동)을 방해하는 반회전모멘트를 발생시킴으로써, 회전 부재의 단진자 운동을 감쇠시키고, 웨이트 부재에 고정 지지되는 인양 라인과 스위블 회전축 위로 연장되어 위치하는 계류 라인의 꼬임을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펜더 장치의 측면도이다.
도 2는 도 1 A부분을 정면에서 바라본 확대 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 스위블 회전축의 위치가 변경된 일 례를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 회전 부재의 일 변형례를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 펜더 장치가 인양 라인에 의해 해수면으로 내려지는 과정에서 발생하는 회전 부재의 자세를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 펜더 장치의 동작을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 펜더 장치를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 펜더 장치의 일부를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펜더 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 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 펜더 장치의 측면도이고, 도 2는 도 1 A부분을 정면에서 바라본 확대 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 펜더 장치는 펜더 몸체(110)와, 회전 부재(130)와, 웨이트 부재(150)를 포함한다. 참고로, 도 1 및 도 2에서 X축 방향은 펜더 장치 또는 펜더 몸체(110)의 길이방향을 나타낸다.
펜더 몸체(110)는 본선(ex. 선박 또는 해양구조물 등)(미도시)에 보관되다가 인양 라인(10)를 통해 해수면으로 내려져 사용된다. 예컨대, 인양 라인(10)은 와이어 또는 로프 또는 체인 형태를 가질 수 있다.
펜더 몸체(110)는 해상에 부유하며 본선과 인접한 다른 구조물(ex. 선박 또는 해양구조물 또는 안벽 등)(미도시) 사이에서 발생되는 충돌을 방지하거나 충격을 흡수한다.
일례로, 펜더 몸체(110)는 압축공기로 채워진 고탄성 고무 재질의 몸체부와, 몸체부를 감싸는 네트 구조의 체인과, 그 체인에 결합된 복수개의 타이어를 포함하여 구성될 수 있으나 이에 국한되지 않는다.
해수면에 부유하는 펜더 몸체(110)는 계류 라인(20)의해 본선에 지지될 수 있다. 계류 라인(20)은 와이어 또는 로프 또는 체인 형태를 가질 수 있다. 계류 라인(20)은 후술하는 스위블 샤프트(120)에 고정 지지될 수 있다. 또는 계류 라인(20)은 도시되지 않았으나 펜더 몸체(110)에 고정 지지될 수 있다.
회전 부재(130)는 펜더 몸체(110)의 길이방향 단부에 스위블(swivel) 회전 가능하게 결합된다.
일례로, 펜더 몸체(110)의 길이방향 단부에 스위블 샤프트(120)가 돌출 형성될 수 있다. 이때, 스위블 샤프트(120)는 회전 부재(130)의 스위블 회전축(axis of rotaion)(R) 상에 배치될 수 있다.
회전 부재(130)는 스위블 샤프트(120)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 스토퍼 부재(미도시)를 통해 회전 부재(130)가 스위블 회전 과정에서 스위블 샤프트(120)로부터 이탈되는 것이 방지될 수 있다. 스토퍼 부재는 스위블 샤프트(120)에 삽입 결합되는 핀(미도시)을 포함할 수 있다.
다른 예로, 회전 부재(130)는 공지된 방법에 의해 펜더 몸체(110)의 길이방향 단부에 스위블 회전 가능하게 결합될 수 있다.
회전 부재(130)는 펜더 몸체(110)의 길이방향 양측 단부에 각각 제공될 수 있다.
회전 부재(130)에는 인양 라인(10)이 지지될 수 있다. 이때, 인양 라인(10)은회전 부재(130)에 지지되는 후술하는 웨이트 부재(150)를 매개로 회전 부재(130)에 지지될 수 있다. 이에 대해 후술한다.
회전 부재(130)는 스위블 회전축(R)을 중심으로 펜더 몸체(110)에 대해 스위블 회전할 수 있다.
이때, 스위블 회전축(R)은 도 2와 같이 회전 부재(130)의 무게 중심(C)으로부터 편심되어 위치할 수 있다. 이 경우, 회전 부재(130) 중 스위블 회전축(R)을 중심으로 무게 중심(C)이 위치하는 영역은 그 반대 영역에 비해 자중이 크다. 따라서 회전 부재(130)에 중력 외에 다른 외력이 작용하지 않는다고 가정할 때 회전 부재(130)는 스위블 회전축(R)을 중심으로 무게 중심(C)이 위치하는 영역이 항상 아래를 향하는 자세를 유지할 수 있다.
대안적으로, 스위블 회전축(R)은 도 3과 같이 회전 부재(130)의 무게 중심(C)을 지나도록 위치할 수 있다. 참고로 도 3은 도 2에 도시된 스위블 회전축의 위치가 변경된 일 례를 나타내는 도면이다.
회전 부재(130)는 플레이트 형상을 가질 수 있다.
이때, 회전 부재(130)는 도 2와 같이 원형 형상으로 제작될 수 있다. 또는 회전 부재(130')는 도 4와 같이 부채꼴 형상으로 제작될 수 있다. 참고로, 도 4는 도 2에 도시된 회전 부재의 일 변형례를 나타내는 도면이다. 또는 도시되지 않았으나 회전 부재는 원형 또는 부채꼴이 아닌 다른 다각형 형상을 가질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 웨이트 부재(150)는 기준 상태에서, 회전 부재(130)의 스위블 회전축(R) 아래에 위치하고, 회전 부재(130)에 지지되고, 인양 와이어(10)의 단부를 고정 지지한다.
이와 관련하여, 도 1 및 도 2는 기준 상태에 놓인 펜더 장치를 보여준다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 기준 상태는 펜더 몸체(110)가 잔잔한 해수면에 부유한다는 가정하에서 회전 부재(130)에 지지되는 인양 라인(10)의 일부가 아래로 처진 채로 회전 부재(130)의 펜더 몸체(110)에 대한 스위블 회전이 없는 상태를 의미한다.
기준 상태에서 펜더 몸체(110)에 대한 회전 부재(130)의 자세(도 2 참조)는, 펜더 몸체(110)가 해수면 위에서 인양 라인(10)에 매달린 회전 부재(130)의 자세(도 5 참조)를 180도 스위블 회전시킨 자세와 동일하다. 참고로, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 펜더 장치가 인양 라인에 의해 해수면으로 내려지는 과정에서 발생하는 회전 부재의 자세를 나타내는 도면이다.
웨이트 부재(150)는 도 2와 같이 연결 부재(170)에 의해 회전 부재(130)와 연결되어 지지될 수 있다. 이때, 연결 부재(170)는 로드(rod) 또는 바(bar) 형태를 가질 수 있다. 또는 연결 부재는 와이어 또는 로프 형태를 가질 수 있다.
본 실시예에서, 연결 부재(170)는 한 쌍으로 제공될 수 있다. 한 쌍의 연결 부재(170)는 웨이트 부재(150)에서 연결 부재(170) 쪽으로 갈수록 그 간격이 벌어지는 형태로 배치되어 웨이트 부재(150)를 회전 부재(130)에 대해 지지한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 펜더 장치의 동작을 나타내는 도면이다. 이하, 도 1, 도 2 및 도 6을 참조하여 본 실시예에 따른 펜더 장치의 동작을 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2와 같이 펜더 몸체(110)가 잔잔한 해수면에 부유한다는 가정하에서 회전 부재(130)에 지지되는 인양 라인(10)의 일부가 아래로 처진 채로 회전 부재(130)의 펜더 몸체(110)에 대한 스위블 회전이 없는 기준 상태에서, 웨이트 부재(150)는 스위블 회전축(R) 아래에 위치하고 연결 부재(170)에 의해 회전 부재(130)에 지지된다.
만약, 해상 상태가 악화되면 펜더 몸체(110)가 상하 운동을 하게 된다. 이 과정에서 도 2와 같은 자세를 가지는 회전 부재(130)는 도 6과 같이 일 방향(ex. 시계 방향)으로 180도 미만으로 스위블 회전한 후 타 방향(ex. 반시계 방향)으로 스위블 회전하는 단진자 운동을 할 수 있다.
이때, 웨이트 부재(150)는 펜더 몸체(110)의 상하 운동으로 인해 유발된 회전 부재(130)의 스위블 회전 운동(또는 단진자 운동)을 방해하는 반회전모멘트를 발생시킴으로써, 회전 부재(130)의 단진자 운동을 감쇠시킬 수 있다.
이 경우, 웨이트 부재(150)에 고정 지지되는 인양 라인(10)과 스위블 회전축(R) 위로 연장되어 위치하는 계류 라인(20)의 꼬임을 방지할 수 있다.
한편, 웨이트 부재(150)의 무게를 증가시키면 웨이트 부재(150)에 의한 상기 반회전모멘트가 증가하게 되어, 회전 부재(130)의 단진자 운동이 보다 원활하게 저감될 수 있다.
펜더 몸체(110)의 상하 운동으로 인해 유발된 회전 부재(130)의 단진자 운동을 효과적으로 저감시키기 위한 웨이트 부재(150)의 무게는 해당 펜더 장치가 사용되는 해상 상태를 반영하여 실험적 또는 수치해석적으로 결정될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 펜더 장치를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 펜더 장치의 일부를 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펜더 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 다른 펜더 장치는 펜더 몸체(110), 회전 부재(130), 웨이트 부재(150), 연결 부재(170), 센서(180), 제어부(190)를 포함한다.
본 실시예에 따른 펜더 장치는 앞선 실시예에 따른 펜더 장치(도 1 내지 도 6 참조)와 비교할 때 연결 부재(170)의 형태가 다르다는 점과, 센서(180)와 제어부(190)를 포함한다는 점에서 차이가 있다.
본 실시예에서, 연결 부재(170)는 회전 부재(130)에 지지되고, 웨이트 부재(150)를 지지하며, 도 7과 같은 기준 상태에서 스위블 회전축(R)을 지나는 수직선의 연장 방향으로 신축 동작 가능한 액추에이터(171)를 포함할 수 있다. 예컨대, 액추에이터(171)는 유압 또는 공압 실리더일 수 있다.
액추에이터(171)가 신장하면 웨이트 부재(150)는 회전 부재(130)의 스위블 회전축(R)으로부터 멀어지고, 액추에이터(171)가 수축하면 웨이트 부재(150)는 회전 부재(130)의 스위블 회전축(R)에 가까워진다.
본 실시예에서, 센서(180)는 단진자 운동하는 회전 부재(130)의 각속도를 감지한다.
예컨대, 회전 부재(130)의 각속도는 회전 부재(130)가 도 9와 같이 단진자 운동의 최대 진폭 위치(도 9에서 도시된 일점 쇄선들 중 가장 왼쪽 및 가장 오른쪽에 위치하는 일점 쇄선)에 놓일 때 제로가 된다. 이때, 센서(180)에서 감지된 감지값은 최소가 된다.
그리고 회전 부재(130)의 각속도는 회전 부재(130)가 도 9와 같이 단진자 운동의 평형 위치(도 9에서 도시된 일점 쇄선들 중 가운데 위치하는 일점 쇄선)에 놓일 때 최대가 된다. 이때, 센서(180)에서 감지된 감지값은 최대가 된다.
본 실시예에서, 제어부(190)는 센서(180)의 감지값이 최소일 때 액추에이터(171)를 최대로 신장시키고, 센서(180)의 감지값이 최대일 때 액추에이터(171)를 최대로 수축시킨다. 이 경우, 펜더 몸체(110)의 상하 운동으로 인해 발생되는 회전 부재(130)의 단진자 운동이 보다 신속하고 원활하게 저감될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 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.
10 : 인양 라인
20 : 계류 라인
110 : 펜더 몸체
130 : 회전 부재
150 : 웨이트 부재
170 : 연결 부재

Claims (9)

  1. 부유 가능한 펜더 몸체;
    상기 펜더 몸체의 길이방향 단부에 스위블(swivel) 회전 가능하게 결합되는 회전 부재; 및
    기준 상태에서 상기 회전 부재의 스위블 회전축(axis of rotation)의 아래에 위치하고, 상기 회전 부재에 지지되고, 인양 와이어의 단부를 고정 지지하는 웨이트 부재를 포함하고,
    상기 웨이트 부재는 상기 기준 상태에서 연결 부재에 의해 상기 회전 부재에 지지되고,
    상기 연결 부재는,
    상기 회전 부재에 지지되고, 상기 웨이트 부재를 지지하며, 상기 기준 상태에서 상기 스위블 회전축을 지나는 수직선의 연장 방향으로 신축 동작 가능한 액추에이터를 포함하는, 펜더 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위블 회전축은 상기 회전 부재의 무게 중심으로부터 편심되어 위치하는, 펜더 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스위블 회전축은 상기 회전 부재의 무게 중심을 지나는, 펜더 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 웨이트 부재는 상기 기준 상태에서 상기 스위블 회전축을 지나는 수직선 상에 배치되는, 펜더 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연결 부재는 와이어, 로프, 로드(rod) 또는 바(bar) 형태를 가지는, 펜더 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 연결 부재는 한 쌍으로 제공되고,
    상기 한 쌍의 연결 부재는 상기 기준 상태에서 위로 가면서 그 간격이 벌어지는 형태로 배치되어 상기 웨이트 부재를 상기 회전 부재에 대해 지지하는, 펜더 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 회전 부재의 각속도를 감지하는 센서; 및
    상기 센서의 감지값이 최소일 때 상기 액추에이터를 최대로 신장시키고, 상기 센서의 감지값이 최대일 때 상기 액추에이터를 최대로 수축시키는 제어부를 더 포함하는, 펜더 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009167685A (ja) * 2008-01-16 2009-07-30 Yokohama Rubber Co Ltd:The 空気式防舷材の係留装置
JP2016204907A (ja) * 2015-04-20 2016-12-08 横浜ゴム株式会社 横型空気式防舷材用の保護カバーおよび横型空気式防舷材並びに横型空気式防舷材の使用方法

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