KR102539854B1 - 문 풀 구비하는 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박, 특히 드릴 쉽 또는 소위 드릴링 쉽에 관한 것이다. 선박은 바닥 표면 및 데크를 갖는 선체를 포함한다. 상기 선박에는 선체의 바닥 표면으로부터 선체를 통해 상측 방향으로 연장하는 문풀이 구비된다. 또한, 선박은 문 풀의 전방 측에 위치된 공동을 구비한다 공동은 물이 상기 공동 내로 유동하도록 하기 위해 공동의 바닥 측에서 적어도 부분적으로 개방될 수 있다. 또한, 공동은 물이 고동으로부터 문 풀로 직접 유동할 수 있게 공동의 후방 측에서 적어도 부분적으로 개방될 수 있고, 그 결과, 문 풀 슬로싱(sloshing)이 감소될 수 있고, 항해 시, 선박의 평균 유동 저항이 감소될 수 있다.

Description

문 풀 구비하는 선박

본 발명은 일반적으로 문 풀(moon pool)을 구비하는 드릴링 쉽, 또는 소위 시추선, 또는 파이프레이 선박(pipelay, 파이프설치선)과 같은 선박들의 분야에 관한 것이다.

문 풀(moon pool)은 선체(hull)의 바닥 표면 아래의 물에 접근할 수 있도록 선박의 선체에 개구(opening)를 제공한다. 일반적으로 문 풀은 선박의 선체의 중심에 또는 그 근처에 위치한다.

문 풀은 예를 들어, 드릴링 파이프 또는 채굴 파이프와 같은 드릴링 장비와 같은 장비를 선박으로부터 물속으로 낮추거나 높이는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 정(well)이 뚫리고, 완료되거나 버려지는 동안, 문 풀을 통해 드릴링 어셈블리 및/또는 다른 어셈블리가 통과될 수 있다.

문 풀은 선박의 선체에 벽으로 둘러싸인 통로(walled passage) 또는 구멍을 형성할 수 있다. 보통 벽으로 둘러싸인 통로는 실질적으로 수직 방향으로 연장하고, 예를 들어, 실질적으로 직사각형 또는 정사각형인 실질적으로 수평한 단면을 가질 수 있다.

문 풀과 함께 제공되는 선박은 흔히 시추선(drillship)으로 사용되며, 특히, 심해 드릴링(시추)를 위해 마련될 수 있고, 바람직하게 자체의 기관 동력(locomotive power)으로 항해할 수 있는 선박이다.

문 풀은 선박, 특히 시추선의 매우 유리한 특징일 수 있지만, 위치에서 작업을 수행할 때, 문 풀은 항해 중 불리할 수 있다(예를 들어, 항해 성능(sailing performances)의 관점에서).

문 풀의 단점은 그러한 문 풀이 구비된 선박의 운송 중, 상기 선박이 문 풀의 전방 벽 및 후방 벽 사이의 물의 앞뒤 움직임으로 간주될 수 있는 슬로싱(sloshing)을 경험할 수 있다는 것이다. 문 풀은 예를 들어, 선박의 평균 유동 저항(mean flow resistance)을 증가시킬 수 있고, 선박을 감속시키고, 연료 소비를 증가시킬 수 있고, 선박의 추진 시스템에 진동 부하를 가할 수 있고, 선박 및/또는 승무원에게 승차감을 불편하게 할 수 있다. 특정 항해 속도의 경우, 선박의 평균 유동 저항이 문 풀 슬로싱으로 인해 최대 50%까지 증가할 수 있다는 것이 관측 되었다.

문 풀 슬로싱 및/또는 그 부정적인 영향에 대응하기 위한 다른 해결책이 제안되었다.

예를 들어, 문 풀 전방 벽의 하부 부분에 위치되고, 물 풀에 실질적으로 수평으로 연장하는 블록(block)인 와류 억제 블록(vortex suppression block)이 구비되는 문 풀이 제안되었다 와류 억제 블록을 구비하는 이러한 문 풀은 예를 들어, 미국 특허 공보 US 2014/0202371에 공지되어 있다. 그러나, 이러한 와류 억제 블록의 단점은 문 풀의 전방 부분이 장비를 낮추거나 들어올리는데 사용될 수 없다는 점이다. 또 다른 단점은 특히, 물의 가시성이 낮을 때, 흘수선(water line) 아래로 연장되는 와류 억제 블록이 문 풀 내로 낮춰진 장비에 의해 손상되거나, 문 풀 내로 낮춰진 장비가 와류 억제 블록에 의해 손상될 수 있다는 것이다.

다른 해결책은 미국 특허 공보 US 2011/019802에 제안되어 있다. 상기 공개 문헌은 선박을 수직 방향으로 통과하는 직사각형 수평 단면을 갖는 문 풀을 개시하고, 문풀의 후방 측에서 선박을 통과하는 제 2 수직 통로(vertical passage)가 제공되며, 제 2 수직 통로는 문 풀에 의해 형성된 제 1 수직 통로와 유체 연통한다. 문 풀의 폭에 대해 감소된 폭을 갖는 제 2 통로의 결과로서, 항해 중에 문 풀 내부의 물의 슬로싱 운동으로 야기되는 슬로싱 운동의 진폭 및 선박의 추가적인 유동 저항이 감소될 수 있다. 그러나, 제 2 수직 통로 때문에, 데크는 상대적으로 상당히 침투되어서 불리하다. 게다가, 문풀 슬로싱이 감소될 수 있지만, 감소된 슬로싱은 여전히 바람직하지 않다. 추가로 슬로싱을 감소시키기 위한 미국 특허 출원 제 2011/019802호에 개시된 제안은 격벽과 같은 요소를 포함하고, 2개의 수직 통로에 의해 형성된 공간에 제공된 베이스 플레이트는 전술한 억제 블록과 동일한 단점을 가질 수 있다. 예를 들어, 실질적으로 흘수선 아래에 놓인 이러한 요소는 장비에 의해 손상되거나, 장비를 손상시킬 수 있다.

일본 특허 공보 제S52-001886호에는 상기 문 풀 주변에 낮아진 데크를 갖는 문풀이 있는 시추선이 개시되어 있다. 낮아진 데크의 낮은 레벨로 인해, 선박은 피스톤 모드(예를 들어, 문 풀 안쪽의 물이 고체처럼 다소 상하로 움직이는 모드)에서 움직이는 물에 심각한 문제를 가질 수 있다. 이러한 피스톤 모드를 대응하기 위해, 선박의 선체 내에 공동(cavity)이 제공되고, 공동은 문 풀의 후단에 위치하며 모따기(chamfer)로서 형성된다. 공동은 달 풀과 유체 연통된다. 모따기는 문 풀에서 해수를 원활하게 후방으로 원활하게 안내하기 위한 가이드 역할을 하는 경사진 벽(sloping wall)으로 정의된다. 그럼에도 불구하고, 그러한 시추선은 여전히 심각한 피스톤 모드의 물 움직임을 겪을 수 있다. 게다가, 심각한 문 풀 슬로싱이 발생할 수 있다. 도 3a-3c에 도시된 일본 공개 특허 제 S52001886호의 실시 예에서, 해수가 물 풀에 흘러 들어가지 않도록 하기 위해 배의 선체 바닥 표면 아래 문 풀의 전방 벽을 확장시키는 큰 립(lip)이 제공된다. 그러나 그런 립은 항해할 때, 물의 저항을 증가시킬 것이다. 게다가 얕은 바다에서 항해할 때, 그런 립은 단점이 될 수 있다. 또한, 일본 특허 공보 제 S52001886호는 도 2a-2b에 도시된 제 3 실시 예를 개시하고, 제 2 공동은 문 풀의 전방 측에 형성된다. 상기 제 2 공동은 문 풀의 전방 벽의 일부를 형성하는 립에 의해 문 풀로부터 분리된 각기둥형 방(prismatic room)으로 형성된다. 뱃머리(bow)로부터 배의 바닥 표면을 따라 후방으로 흐르는 해수는 각기둥형 방에 도달할 때까지 상향 경사진 벽에 의해 상기 방으로 유도될 수 있다. 상기 방을 문 풀로부터 분리하는 립은 상기 유동이 각기둥형 방으로부터 문 풀로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 상기 실시 예에 따른 문풀을 갖는 선박은 여전히 심각한 문 풀 슬로싱을 겪게 될 것이고, 상대적으로 높은 유동 저항을 가질 것이다.

또한, 문 풀을 일시적으로 폐쇄하는 많은 장치(예를 들어, 선박의 선체의 바닥 근처에 배치된 뚜껑의 수단)가 제안되었다. 그러나, 문 풀 장비들을 장착하거나 분리할 때, 종종 잠수부를 배치 해야 하는 복잡하고 위험하며 시간 소모적인 작업이 필요할 수 있다.

유럽 특허 공보 제 EP 2374708 호는 유동 저항을 감소시키도록 배치되고, 유동 저항을 감소시키는 운송 위치로부터 장비가 문 풀을 통과할 수 있는 작업 위치로 이동될 수 있도록, 문 풀에 회전 가능하게 장착되며, 문 풀의 바닥 근처에 배치되는 격자 장치(lattice device)를 개시한다. 상기 장치는 유동 저항을 비교적 양호하게 향상시키는 것으로 보이지만, 상기 장치 및 그 용도는, 예를 들어, 비교적 복잡하고, 비교적 오류가 발생하기 쉽고, 비교적 시간 소모적이고 및/또는 상대적으로 비쌀 수 있다.

본 발명의 목적은 문 풀을 갖는 대안적인 선박을 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 문 풀을 갖는 하나 이상의 종래의 선박들, 특히 전술한 하나 이상의 단점과 관련된 단점들 중 적어도 하나를 경감시키거나 해결하거나, 상기 종래의 선박들보다 우수한 이점을 획득하는 것이다. 특히, 본 발명은, 문 풀을 포함하는 선박을 제공하는 것을 목적으로 하며, 한 편으로 문 풀을 구비하되 문풀 슬로싱 감소 수단이 없는 기존의 선박과 비교할 때, 유동 저항은 비교적 낮을 수 있고, 다른 한편으로, 선박의 설계는 상대적으로 단순하고, 비교적 단단하며, 상대적으로 오류에 민감하지 않고, 비교적 저렴하고 및/또는 사용하기에 비교적 쉽고 및/또는 경제적이다.

본 발명은 선박, 특히 바닥 표면 및 데크를 갖는 선체를 포함하는 드릴링 쉽 또는 소위 시추선을 제공하는 것이고, 상기 선박은 선체의 바닥 표면으로부터 선체를 상향 방향으로 통과하여 연장하는 문풀이 제공되고, 선박은 문 푸르이 전방 측에 위치된 공동을 더 구비하고, 공동은 물이 상기 공동으로 유동하도록 그 바닥 측에서 적어도 부분적으로 개방되고, 공동은 물이 공동으로부터 문 풀로 직접 유동하도록 공동의 후방 측, 또는 소위 후미(aft) 측에서 적어도 부분적으로 개방되는 것을 특징으로 한다.

선박의 사용 중, 특히, 항해 중, 문 풀 전방에 있는 공동은 완전히 흘수선 아래에 실질적으로 위치할 수 있고, 및/또는 물이 실질적으로 완전히 채워질 수 있음을 알아야 한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 사용 중, 예를 들어, 항행 중, 문 풀의 전방 벽의 하단부는 흘수선 아래에 위치할 수 있다. 부가적으로, 공동 및 문 풀 사이의 통로 또는 유체 연결이 문 풀의 전방 벽의 하단부에 마련된 통로 또는 리세스(recess)로서 고려되는 경우, 전방 벽의 하단부로 고려되지 않는 리세스 또는 통로의 상부 측 엣지가 흘수선 아래에 위치할 수 있다.

수중 공동(underwater cavity) 또는 소위 방(room)이 적어도 부분적으로 그 하부 측 및 그 후방 측에서 개방된 문 풀의 전방에 제공될 수 있도록 상기 선박을 배열함으로써, 선박이 항해 중일 때, 문 풀의 전방 벽의 바닥에서 물의 유동(선체의 하부 표면을 따르고, 선체의 하부 표면에 부착된 것으로 간주 됨)이 선체의 하부 표면으로부터 실질적으로 분리될 수 있다는 것이 저지될 수 있고, 따라서, 그러한 분리된 유동은 선체의 하부 표면에서 상기 지점(선체가 문풀 내로 개방되는 곳)의 하류에 있는 물의 진동을 유도 및 증폭시키는 많은 와류를 유발할 수 있다는 점에 대응할 수 있다. 위치에서 문 풀의 하단부에 그러한 물의 진동 움직임(oscillatory behaviour)이 발생하기 때문에, 문 풀의 전방 벽의 하류는 상대적으로 작게 유지될 수 있는데, 이는 문 풀의 전방에 있는 공동으로 인해 슬로싱이 비교적 문 풀 내에서 적게 발생하기 때문이다. 그 결과로서, 선박(예를 들어, 시추선)의 항해 저항을 감소시킴으로써 항해가 개선될 수 있다.

바람직하게는, 선박은 제 2 공동을 더 구비할 수 있고, 제 2 공동을 문 풀의 후방 측에 위치하고, 제 2 공동은 물이 상기 문 풀에서 제 2 공동으로 직접 유동하도록 제 2 공동의 전방 측에서 적어도 부분적으로 개방되고, 제 2 공동은 물이 제 2 공동으로부터 유출되도록 바닥 측에서 적어도 부분적으로 개방된다. 결과적으로, 제 1 공동으로부터 문 풀로 흐르는 물 및/또는 문 풀의 개방된 바닥 측에서 문 풀로 흐르는 물은 제 2 공동으로 흐를 수 있고, 예를 들어, 그 대신 문 풀의 후방 벽은 물이 문 풀 내로 향하도록 튕겨낸다. 따라서, 문 풀 슬로싱은 더욱 감소될 수 있다.

제 1 공동 및/또는 제 2 공동은 문 풀의 폭에 대응하는 폭을 가질 수 있음에 유의해야 한다. 예를 들어, 문풀과 실질적으로 유사한 폭을 가질 수 있다. 바람직하게, 각각의 공동의 각각의 폭은 각각의 단부(예를 들어, 전방 단부 또는 후방 단부)에서 문 풀의 각각의 폭과 실질적으로 유사할 수 있다. 제 1 공동 및/또는 제 2 공동은 그 길이 또는 높이를 따라 실질적으로 연속적인 폭을 유지할 수 있지만, 제 1 공동 및/또는 제 2 공동은 대안적으로 변화하는 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 공동은 그것의 후방 측을 향해 넓어질 수 있고 및/또는 제 2 공동의 폭은 후방 측을 향해 넓어질 수 있다. 선택적으로 또는 부가적으로, 제 1 공동의 폭 및/또는 제 2 공동의 폭은 상향으로 테이퍼(taper)질 수 있다. 즉, 제 1 및/또는 제 2 공동의 측 벽들, 또는 상기 측벽 들의 적어도 하부가 펼쳐질 수 있다. 문 풀의 측벽들은 또한, 상향으로 테이퍼질 수 있고, 적어도 하부는 제 1 및 제 2 공동의 측벽들의 테이퍼진 하부에 대응하여 공동의 형상을 연결한다.

실시 예들 에서, 제 2 공동은 후방 방향(예를 들어, 실질적으로 문 풀에서 문 풀의 후방에 위치하는 선체의 바닥 표면의 부분을 향해 연장하는 방향)으로 하향 경사지는 트레일링 벽에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다. 트레일링 벽은, 예를 들어, 실질적으로 모따기(chamfer)를 형성할 수 있고, 특히, 문 풀의 후방 벽을 선체의 바닥 표면과 연결하는 모따기를 형성할 수 있다. 아래로 기울어진 트레일링 벽의 결과로, 전방의 공동으로부터 문 풀 뒤의 제 2 공동을 향해 문 풀을 통해 유동하는 물은 상대적으로 매끄러운 방식으로 문 풀로부터 멀어지는 방향으로 갈라져서 문 풀 슬로싱을 상쇄할 수 있다. 바람직하게, 하향 경사진 트레일링 벽은 실질적으로 선박 또는 선박의 길이 방향으로 벗어나는 방향으로 연장할 수 있고, 및/또는 실질적으로 수평한 방향으로부터 25˚와 65˚ 사이의 각도, 바람직하게는 30˚보다 큰 각도 또는 35˚ 또는 40˚보다 큰 각도 및/또는 60˚보다 더 작은 각도 또는 55˚보다 작은 각도 또는 50˚, 예를 들어, 45˚의 각도로 연장할 수 있다.

상기 수평한 방향은 선박이 잔잔한 물(smooth waters) 상에 떠있을 때, 수평인 방향으로 간주될 수 있음을 알아야 한다.

선택적으로 하향 경사진 트레일링 벽과 선체의 바닥 표면 또는 적어도 상기 하향 트레일링 벽의 적어도 일부 및 바람직하게는 실질적으로 완전한 하향 트레일링과의 연결은 필렛(fillet), 스플라인(spline), 또는 임의의 연속 커브(continuous curve)에 의해 형성될 수 있다. 실시 예에서, 상기 필렛은 트레일링 벽 및 바닥 표면 사이의 외부 모서리가 둥근 것(라운드 처리된 것)으로 간주될 수 있다. 필렛, 스플라인 또는 연속 커브를 사용함으로써, 트레일링 멱이 바닥 표면으로 부드럽게 변하도록 형성될 수 있고, 그 결과, 하향 경사진 트레일링 벽을 따르는 유동은 실질적으로 선체에 부착된 채로 유지될 수 있고, 하향 경사진 트레일링 벽의 단부에 도달할 때, 선체의 바닥 표면을 실질적으로 따라갈 수 있다. 따라서, 물이 원활하게 문 풀을 떠날 수 있고, 간섭 항력(interference drag)이 감소될 수 있으며, 그 결과 항해 성능이 향상될 수 있다.

선박의 사용 중, 특히 항해 중, 문 풀의 후방에 위치한 제 2 공동은 실질적으로 흘수선 아래에 완전하게 위치 될 수 있고, 및/또는 실질적으로 물로 완전히 채워질 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로 사용 중에, 예를 들어, 문 풀의 후방 벽의 하단부는 흘수선 아래에 위치할 수 있다. 또한, 제 2 공동 및 문 풀 사이의 통로 또는 유체 연결(fluid connection)이 문 풀의 후방 벽의 하단부에 구비된 통로 또는 리세스로 고려되는 경우, 이러한 리세스 또는 통로의 상부 측의 엣지는 후방 벽의 하단부로 고려되지 않고, 흘수선 아래에 위치될 수 있다. 또한 제 2 공동 및 문 풀 사이의 통로 또는 유체 연결이 문 풀의 후방 벽의 하단부에 제공된 통로 또는 리세스로 고려되는 경우, 이러한 통로 또는 리세스의 상부 측의 엣지는 후방 벽의 하단부로 간주되지 않고, 흘수선 아래에 위치될 수 있다.

실시 예들에서, 제 2 공동은 적어도 부분적으로 문 풀의 후방 벽 및 하향 경사진 트레일링 벽을 연결하는 천정(ceiling)에 의해 형성될 수 있다. 이 천정은 아래에서부터 유동을 차단하고, 그 유동이 파동을 자극하는 것을 방지한다. 예를 들어, 천정은 실질적으로 수평 방향(예를 들어, 선박 또는 배의 길이 방향으로부터 및/또는 수평 방향으로부터 15˚ 미만으로 벗어난 방향)으로 전방으로부터 후방으로 연장될 수 있다. 전술할 바와 같이, 수평 방향은 선박이 잔잔한 물상에 떠있을 때, 수평인 방향으로 간주될 수 있다.

후방 공동의 천정은 실질적으로 흘수선 아래에 위치될 수 있다. 문 풀의 후방, 바람직하게는 실질적으로 수직으로 연장하는 후방 벽의 하단부가 천정의 전방 엣지와 연결되는 위치에서, 물을 향하는 모서리가 형성될 수 있다. 그 다음, 모서리가 방파제 역할을 할 수 있으며, 문 풀에서의 슬로싱을 더욱 감소시킬 수 있다. 이를 고려할 때, 모서리가 실질적으로 비스듬히(bevelled) 또는 둥글지 않을 때 유리할 수 있다. 모서리는 필렛 반경(fillet radius)이 제 2 공동의 최대 높이의 10%보다 작을 때, 특히 5%, 2% 또는 심지어 1%보다 작을 때, 및/또는 1 미터보다 작을 때, 특히 0.5, 0.2 또는 0.1 미터보다 작을 때, 실질적으로 둥글지 않은 것으로 간주 될 수 있다. 또한 모따기에 의해 절단된 부분이 모서리의 가상 필렛의 외측에 위치할 때, 상기 모서리는 실질적으로 비스듬하지 않은것으로 간주될 수 있으며, 이 경우, 가상 필렛은 1 미터보다 작은 필렛 반경, 특히 0.5, 0.2 또는 0.1 미터보다 작은 필렛 반경 및/또는 제 2 공동의 최대 높이의 10%, 5%, 2% 또는 심지어 1%보다 작은 필렛 반경을 갖는다.

문 풀의 전방 측에 위치된 제 1 공동에 관해서는, 후방 방향으로 상향 경사진 안내 벽(leading wall, 문 풀의 전방 측에 위치하는 선체의 바다가 표면의 일 부분으로부터 문 풀을 향하여 실질적으로 연장하는 방향으로 상향 경사진)에 의해 부분적으로 형성될 수 있음을 알아야 한다. 사용하는 동안, 상향 경사진 안내 벽은 물을 문 풀로 유동하도록 한고, 특히, 문 풀의 제 1 공동 또는 소위 전방 공동보다 높게 위치된다.

실시 예들에서, 제 1 공동은 문 풀의 실질적으로 상향으로 연장하는 전방 벽과 문 풀의 전방에 위치된 선체의 바닥 표면 사이의 경사 또는 소위 모따기된 모서리로서 실질적으로 형성될 수 있다.

바람직하게, 상향 경사진 전방 벽은 실질적으로 선박 또는 배의 길이 방향으로부터 벗어나는 방향으로 연장할 수 있고 및/또는 10˚ 내지 40˚ 사이의 각도, 바람직하게는 15˚보다 크거나 심지어 20˚보다 큰 각도 및/또는 35˚보다 작거나 심지어는 30˚보다 작은 각도, 예를 들어 약 25˚의 각도로 실질적으로 수평한 방향으로 벗어나는 방향으로 연장할 수 있다. 전술할 바와 같이, 수평 방향은 선박이 잔잔한 바다와 같이 잔잔한 물 상에 떠있을 때, 수평인 방향으로 간주될 수 있다.

상향 경사진 제 1 공동의 안내 벽 및 선체의 바닥 표면 사이의 연결은 필렛, 스플라인 또는 임의의 연속 커브로서 형성됨으로써, 물은 제 1 공동으로 원활하게 진입 할 수 있는데, 그 이유는, 선체의 바닥 표면을 따라 흐르는 물의 유동이 경사진 안내 벽의 바닥 단부에 도달 할 때, 선체에 실질적으로 부착된 상태를 유지할 수 있기 때문이다. 바람직하게, 연결이 필렛일 경우, 필렛은 비교적 큰 필렛 반경, 예를 들어, 필렛 반경은 제 1 공동의 최대 높이의 적어도 0.5배, 특히 1, 2 또는 3배인 필렛 반경을 갖는다. 필렛 반경은 적어도 5, 10, 또는 15 미터 높이일 수 있다. 제 1 공동 내로 비교적 원활하게 흐르는 물은 제 1 공동을 통해 더 이동할 때 분리될 수 있기 때문에, 물이 문 풀의 전방 벽에 도달할 때 유동이 선체의 바닥으로부터 유동이 분리되는 것을 상쇄할 수 있다. 따라서, 문 풀 슬로싱이 감소될 수 있다.

바람직한 실시 예에서, 제 1 공동의 상향 경사진 안내 벽 및 문 풀의 전방 벽 사이의 연결은 실질적으로 엣지, 특히 비교적 예리한 엣지로서 형성될 수 있다. 따라서, 상향 경사진 안내 벽 및 문 풀의 전방 벽 사이의 비교적 갑작스러운 전이(abrupt transition)가 형성될 수 있다. 상기 연결을 엣지로서 형성함으로써, 후속적으로 제 1 공동의 상향 경사진 안내 벽을 따라 유동하고, 선체의 바닥을 따라 흐르는 물의 일부분이 비교적 용이하게 선체로부터 분리되어 문 풀로 이동할 수 있다는 것을 용이하게 할 수 있다. 따라서, 유동 또는 상기 일부분이 적어도 부분적으로 선체에 부착되어 문 풀의 전방 벽을 따라 상향 이동하는 것을 상쇄할 수 있다.

상대적으로 부드러운 전이를 제공하지 않음으로써, 예를 들어, 제 1 공동의 경사진 안내 벽 및 문 풀의 전방 벽 사이에 필렛을 형성함으로써, 실질적으로 경사진 안내 벽을 따라 흐르는 물의 유동이 문 풀의 전방 벽을 따라 상향 방향으로 편향되는 것이 상쇄될 수 있다. 반대로, 경사진 안내 벽 및 문풀의 전방 벽을 연결하는 엣지는 실질적으로 경사진 전방 벽을 따라 흐르는 물의 유동이 실질적으로 수평한 후방 방향으로 상기 안내 벽으로부터 분리되는 것을 용이하게 할 수 있다. 분리된 유동은 곡선 궤적으로 문 풀을 통해 흐를 수 있다는 것을 알 수 있다. 이를 고려할 때, 상기 전이가 실질적으로 비스듬히 또는 둥글지 않은 모서리에 의해 형성되는 것이 유리할 수 있다. 모서리는 필렛 반경이 제 1 공동의 최대 높이의 10%보다 작을 때, 특히 5%, 2% 또는 심지어 1%보다 작을 때, 또는 1 미터, 특히 0.5, 0.2 또는 0.1 미터보다 작을 때, 실질적으로 둥글지 않은 것으로 간주될 수 있다. 또한 모따기에 의해 절단된 부분이 모서리의 가상 필렛의 외측에 위치할 때, 상기 모서리는 실질적으로 비스듬하지 않은 것으로 간주될 수 있으며, 이 경우, 가상 필렛은 1 미터보다 작은 필렛 반경, 특히 0.5, 0.2 또는 0.1 미터보다 작은 필렛 반경 및/또는 제 1 공동의 최대 높이의 10%, 5%, 2% 또는 심지어 1%보다 작은 필렛 반경을 갖는다.

선박이 상향 경사진 안내 표면을 갖는 제 1 공동 및 하향 경사진 트레일링 표면을 갖는 제 2 공동을 포함하는 실시 예에서, 하향 경사진 트레일링 벽이 상향 경사진 트레일링 벽보다 경사가 급할 때, 유리할 수 있다. 그 다음, 상향 경사진 트레일링 벽을 따라 안내된 유동은 상대적으로 편평한 방향(flat direction)으로 문 풀로 안내될 수 있고, 곡선 궤적(curved trajectory)으로 문 풀을 통해 이동할 수 있고, 상대적으로 가파른 하향 경사진 트레일링 표면에 의해 비교적 하측으로 잘 분기(diverge)될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에서, 제 1 공동은 실질적으로 수평하게(예를 들어, 수평 방향 및/또는 선박의 길이방향으로부터 최대 15° 벗어나 있음) 연장하는 천정에 및 선체의 바닥 표면으로부터 제 1 공동의 천정을 향해 상향 연장하는 전방 벽에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다. 이러한 전방 벽 및 그러한 천정으로 제 1 공동을 배치함으로써, 종래의 문 풀에서 문 풀의 전방 벽 및 선체의 바닥에 인접한 부분 사이의 모서리에 위치하는 유동 분리 지점(flow separation point)은 비교적 먼 상류에 위치한다. 결과적으로, 흐르는 물, 물 내의 와류, 및/또는 문 풀에서 원치 않는 맴돌이 류(eddy current)의 진동 움직임(oscillatory behaviour)이 제 1 공동에서 발생한다. 제 1 공동의 전방 벽의 바닥에서 상기 분리 지점의 하류에 있는 소용돌이 유동의 난류는 상기 제 1 공동을 통해 이동하는 동안 실질적으로 약화될 수 있고 및/또는 상기 유동은 천정에 의해 어느 정도 조종 되거나 간소화(streamline)될 수 있다. 제 1 공동 배치의 결과로서, 문 풀의 상류 선체 바닥 표면으로부터 분리된 유동은 실질적으로 직선으로 문 풀로 이동하도록 조정될 수 있다.

물의 층은 제 1 공동의 유동 및 제 1 공동의 천정 사이에 존재할 수 있고, 상기 층은 제 1 공동을 통한 상기 유동에 대해 상대적으로 고정될 수 있다.

또한, 상기 제 1 공동의 상향 연장하는 전방 벽은 어느 정도 기울어져 있을 수 있다. 예를 들어, 전방 벽은 상기 벽과 선체의 바닥 표면 사이의 모서리가 90° 보다 작고, 예를 들어, 80°, 70° 또는 60°보다 작은 정도로 전방 또는 후방으로 기울어 질 수 있다.

바람직하게, 제 1 공동은 실질적으로 직육면체(cuboid) 형상 또는 소위 박스 형상을 가질 수 있다. 그러나 제 1 공동은 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 공동은 계단식 공동(stepped cavity), 즉, 상이한 높이 레벨에 위치된 2 개 또는 다수의 천정을 갖는 공동으로 형성될 수 있고, 각각의 하류 천정(downstream ceiling)은 인접한 상류 천정(upstream ceiling)보다 높게 위치되고, 2개의 천정은 어느 정도 기울어진 상향으로 연장하는 벽에 의해 상호 연결된다.

바람직하게, 제 1 공동의 전방 벽 및 선체의 바닥 표면 사이의 연결은 실질적으로 엣지, 특히 모서리 및/또는 비교적 예리한 엣지로서 형성될 수 있어서, 상기 연결은 유동 분리 지점으로 상대적으로 잘 작용할 수 있다. 상기 모서리는 실질적으로 둥글지 않을 있고, 실질적으로 모따기 되지 않을 수 있다. 모서리는 필렛 반경이 제 1 공동의 최대 높이의 10%보다 작을 때, 특히 5%, 2% 또는 심지어 1%보다 작을 때, 및/또는 1 미터보다 작을 때, 특히 0.5, 0.2 또는 0.1 미터보다 작을 때, 실질적으로 둥글지 않은 것으로 간주 될 수 있다. 또한 모따기에 의해 절단된 부분이 모서리의 가상 필렛의 외측에 위치할 때, 상기 모서리는 실질적으로 비스듬하지 않은 것으로 간주될 수 있으며, 이 경우, 가상 필렛은 1 미터보다 작은 필렛 반경, 특히 0.5, 0.2 또는 0.1 미터보다 작은 필렛 반경 및/또는 제 1 공동의 최대 높이의 10%, 5%, 2% 또는 심지어 1%보다 작은 필렛 반경을 갖는다. 필렛 대신 스플라인 또는 임의의 연속 커브를 사용할 수 있으며, 연결은 둥글게 형성(라운드 처리)될 수 있다.

제 1 공동 또는 전방 공동에서 제 1 공동의 전방 벽으로부터 문 풀의 전방 벽까지 측정된 길이가 선체의 바닥 표면의 높이로부터 제 1 공동의 천정까지 측정된 제 1 공동의 높이보다 크도록 배치함으로써, 유동이 문 풀로 이동하기 전에 공동의 전방의 선체 바닥 표면으로부터 분리된 유동의 난류가 상대적으로 크게 약화되는 것이 상대적으로 용이할 수 있다.

실시 예들에서, 제 1 공동의 평균 높이로 나눈 제 1 공동의 길이의 비는 적어도 1.5, 보다 바람직하게는 적어도 2.5, 5 또는 7.5일 수 있다.

부가적으로 또는 대안적으로, 제 1 공동의 길이 및/또는 그 천정의 길이는 적어도 문 풀의 길이의 20%, 예를 들어, 적어도 25%, 30%, 40% 또는 50%일 수 있고, 문 풀의 길이는 예를 들어, 문 풀의 전방 벽으로부터 문 풀의 후방 벽까지 측정된 길이일 수 있다.

부가적으로 또는 대안적으로, 제 1 공동의 길이 및/또는 그 천정의 길이는 적어도 5 미터, 바람직하게는 적어도 8, 10 또는 15 미터 일수 있다.

문 풀의 전방 벽이 문 풀의 후방 벽보다 더 아래쪽으로 연장하도록 선박을 배치함으로써, 비록, 문 풀의 단부에 도달하는 유동이 문 풀로 들어가는 입구의 높이보다 약간 더 높게 위치하더라도, 전방 벽 아래에서 제 1 공동을 떠나는 실질적으로 역방향의 유동(예를 들어, 실질적으로 수평으로 이동하는)은 문 풀의 후방 벽 아래에서 문 풀의 후방 단부에 도달할 수 있다. 따라서, 물은 문 풀의 후방 벽 아래에 위치된 후방 공동의 하향 경사진 트레일링 표면에 의해 적어도 부분적으로 차단될 수 있고, 이어서, 부분적으로 하향 및 부분적으로 후방 방향으로, 바람직하게 비교적 매끄러운 방식으로 후방 공동의 외부로 안내될 수 있다.

또한, 제 1 공동을 바깥쪽으로 벌어지게 함(flare outward)으로써, 제 1 공동을 통해 문 풀에 유입되는 물의 속도가 과도하게 가속되는 것을 상쇄할 수 있고, 바람직하게, 제 1 공동을 통해 문 풀로 흐르는 물이 느려질 수 있도록 촉진될 수 있다. 제 2 공동을 바깥쪽으로 벌어지게 함으로써, 제 2 공동을 통해 문 풀에서 흘러나오는 물이 과도하게 가속되는 것을 상쇄할 수 있다.

본 발명은, 또한 본 발명에 따른 선박의 용도(use)에 관한 것으로, 상기 용도는 특히 선박의 문 풀을 폐쇄하지 않고 선박으로 항해하는 것을 포함하여 상기 선박의 문 풀을 개방된 상태로 유지하면서 항해하는 것을 포함한다. 선박이 작업 위치에서 사용 된 후, 예를 들어, 시추 작업 중, 선박은 비교적 쉽고 안전하게 이송 모드(transit mode)로 전환될 수 있다.

본 발명에 따른 유리한 실시 예가 첨부된 청구 범위에 설명된다.
비-제한적인 예로서만, 본 발명의 실시 예는, 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1a는 문 풀을 구비한 종래의 선박의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 1b는 도 1a의 개략적인 단면도의 상세도를 도시하며, 문 풀 안 및 그 부근의 물의 와도(vorticity)를 도시한다.
도 2a는 문 풀을 구비하는 본 발명에 따른 선박의 제 1 실시 예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 2b는 도 2a의 개략적인 단면도의 제 1 개략도를 도시하며, 문 풀 안 및 그 부근의 물의 와도를 도시한다.
도 2c는 도 2a의 개략적인 단면도의 제 2 개략도를 도시하며, 문 풀 안 및 그 부근의 물의 와도를 도시한다.
도 3a는 문 풀이 제공되는 본 발명에 따른 선박의 제 2 실시 예의 부분적으로 절개된 개략적인 사시도를 도시한다.
도 3b는 도 3a의 선박 및 문 풀의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 4a는 문 풀이 제공되는 본 발명에 따른 선박의 제 3 실시 예의 부분적으로 절개된 개략적인 사시도를 도시한다.
도 4b는 도 4a의 선박 및 문 풀의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 5a는 문 풀이 제공되는 본 발명에 따른 선박의 제 4 실시 예의 부분적으로 절개된 개략적인 사시도를 도시한다.
도 5b는 도 5a의 선박 및 문 풀의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 6a는 문 풀을 구비하는 본 발명에 따른 선박의 제 5 실시 예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 6b는 도 6a의 개략적인 단면도의 상세도를 도시하며, 문 풀 안 및 그 부근의 물의 와도를 도시한다.

도 2a 내지 도 6b는 단지 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 도시한 것임을 알 수 있다. 도면에서, 동일하거나 유사한 참조 부호 또는 번호는 동일하거나 대응하는 부분을 나타낸다.

도 1a는 문 풀(2)을 구비하는 종래의 선박(1), 예를 들어 시추선(1)의 개략적인 단면도를 도시하고, 도 2a 내지 도 6b는 문 풀(2)을 구비하는 본 발명에 따른 선박(1), 예를 들어, 시추선(1), 특히 심해 시추선의 실시 예들을 도시한다. 선박(1)은 선박(1)의 전방 측(1a)에 선수(3a, bow) 및 선박(1)의 후방 측(1b)에 선미(3b, stern)를 포함할 수 있고, 선박(1)은 선수(3a)로부터 선미(3b)를 향해 실질적으로 길이 방향으로 연장할 수 있다.

문 풀(2)은 선박(1)의 선체(3)에 개구(2)를 제공하여 선체(3)의 바닥 표면(5) 아래의 물(4)에 접근할 수 있도록 한다. 보통, 문 풀(2)은 선박(1)의 선체(3)의 중심(3c)에 또는 그 근처에 위치한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 문 풀(2)은 선박(1)의 선체(3)에 벽으로 둘러싸인 통로(2, walled passage) 또는 구멍(2)으로 형성될 수 있고, 예를 들어, 실질적으로 관형 형상을 가질 수 있다. 문 풀(2)에 의해 형성된 통로(2)는 실질적으로 수직 방향(6)으로 연장될 수 있고, 통로(2)는 예를 들어, 실질적으로 직사각형인 형상, 예를 들어, 정사각형인 형상을 갖는 실질적으로 수평한 단면을 가질 수 있다. 문 풀(2)은 실질적으로 관형 디자인(tubular design)일 수 있기 때문에, 상이한 높이 레벨에서의 수평한 단면은 실질적으로 동일한 형태 및 동일한 치수를 가질 수 있다.

문 풀(2)은 실질적으로 상향 연장하는 전방 벽(2a) 및/또는 실질적으로 상향 연장하는 후방 벽(2b)을 포함할 수 있다. 적어도 문 풀(2)의 상부 부분(2')을 따라 연장 할 수 있는 각각의 벽들(2a, 2b)은 선박(1)의 길이 방향에 실질적으로 횡 방향으로 연장될 수 있고 및/또는 실질적으로 수직하게 연장될 수 있다.

또한, 문 풀(2)은, 예를 들어, 도 3a 및 도 4a의 예시적인 실시 예에서 볼 수 있는 바와 같이, 선박(1)의 길이 방향으로 실질적으로 수직 및/또는 실질적으로 선박(1)의 길이 방향으로 연장될 수 있는 두개의 측 벽들(2c, 2d)를 포함할 수 있다.

선박(1)은 사용 중에 문 풀(2)이 흘수선(4a, 4b)에 위치할 수 있도록 배치될 수 있어서, 예를 들어, 전방 벽(2a), 후방 벽(2b) 및 측 벽들(2c, 2d)이 부분적으로 흘수선(4a, 4b)의 상부 및 하부로 연장될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 문 풀(2)은 공기에 개방된 소위 개방 문 풀(open moon pool)일 수 있어서, 문 풀(2)은 선박(1)의 기밀 챔버(airtight chamber)로 형성되지 않지만, 적어도 부분적으로 개방되어 있고, 바람직하게 적어도 부분적으로 문 풀(2)의 상부 측 또는 그 근처에서 개방되어 있다.

도 1a의 개략적인 단면도의 상세도를 도시하고, 선박(1)이 전방 방향으로 항해할 때, 문 풀(2)의 근처 및 물 안의 와도(vorticity)를 도시하는 도 1b에 나타나는 바와 같이, 물의 유동(41)은 선체(3)의 바닥 표면(5)의 전방 부분 아래에서 후방(즉, 선박(1)에 대해)으로 유동하고, 상기 전방 부분은 문 풀(2)의 전방에 위치한다. 유동(41)은 도 1b에서 볼 수 있는 바와 같이, 상대적으로 잔잔한 층류(laminar) 또는 유선형(streamlined) 유동이다. 그러나 유동(41)이 문 풀(2)의 전방 벽(2a)의 하측에 도달하여 선체(3)로부터 분리될 때, 상기 유동(41)은 문 풀(2)의 전방 벽(2a)의 하측에 도달하여, 선체로부터 분리될 때, 유동(42)은 분리 지점(5a, separation point)의 하류 영역에서 더 난류를 형성할 수 있다. 상기 난류(42, turbulent flow)는 문 풀의 전방 벽(2a) 뒤에 와류 진동(vortex shedding) 및/또는 맴돌이 류 또는 문 풀의 전방 벽(2a) 뒤의 유동을 야기할 수 있다. 선박(1)의 전방 부분 아래의 물의 유동(41)이 적어도 부분적으로 문 풀(2)로 유입될 수 있으므로, 물 유동(43)은 적어도 부분적으로 문 풀(2)의 후방 벽(2b)에 의해 반사될 수 있으며, 그 결과, 표면 파동들(4c, surface waves), 특히 상대적으로 큰 파동들이 문 풀(2) 내의 흘수선(4b)에 형성될 수 있고, 소위 문 풀 슬로싱이 발생할 수 있다. 이러한 표면 파동들은 더 많은 문 풀 슬로싱을 야기할 수 있는 유동(42)의 진동 움직임(oscillatory behaviour) 및 와도를 유도하고 증폭시킬 수 있다.

도 2a-6b와 같이 상이한 실시 예들이 도시된 본 발명에 따른 선박(1)에서, 선박(1)은 바닥 표면(5) 및 데크(7)를 구비하는 선체(3)를 포함하고, 선박(1)은 선체(3)의 바닥 표면(5)으로부터 선체(3)를 통해 상향 방향으로 연장하는 문 풀(2)을 구비한다. 상기 선박(1)에는 문 풀(2)의 전방 측에 위치되는 공동(10, cavity)을 구비하고, 상기 공동(10)은 그 바닥 측(10a)에서 적어도 부분적으로 개방되어 물이 상기 공동(10) 내로 흐를 수 있게 하며, 공동(10)은 물이 상기 공동(10)으로부터 문 풀(2)로 직접 흐를 수 있도록 공동(10)의 후방 측(10b)에서 적어도 부분적으로 개방된다. 따라서, 예를 들어, 선박(1)이 전방으로 향할 때(예를 들어, 적어도 5, 8, 10 또는 12 노트(knots), 예를 들어, 14 또는 15 노트의 속도로), 물 유동(41)이 선체(3)의 하부 표면을 따라가며, 선체(3)의 하부 표면에 소위 부착되는 것을 간주될 수 있는 물의 유동(41)은 문 풀(2)의 전방 벽(2a)의 바닥에 또는 그 근처의 분리 지점(5a, 도 1b)에서 선체(3)의 하부 표면(5)으로부터 실질적으로 분리되지 않을 수 있지만, 예를 들어, 실질 적으로 문 풀(2)의 상류에 위치한 분리 지점(5b, 도 6a 참조)에서 선체(3)의 하부 표면(5)으로부터 실질적으로 분리될 수 있거나, 실질적으로 문 풀(2)의 상류에 위치한(예를 들어, 적어도 부분적으로 소위 전방 공동(10)의 내부에) 분리 궤적(5c, separation trajectory, 도 2b 및 2c 참조)에서 실질적으로 선체(3)의 하부 표면(5)으로부터 분리될 수 있는 것이 촉진될 수 있다. 결과적으로, 물의 진동 움직임의 발생은 주로 제 1 공동(10)의 전방 및 문 풀(2)의 상류에서 일어날 수 있어서, 비교적 적은 스로싱이 문 풀(2)에서 발생하여 상대적으로 양호한 항해 특성(예를 들어, 상대적으로 작은 선박(1)의 유동 저항)을 갖도록 촉진될 수 있다.

바람직하게, 상기 제 1 공동(10)은 비교적 얕을 수 있다(예를 들어, 문 풀(2)의 높이 및/또는 문 풀(2)의 전방 벽(2a)의 높이와 비교할 때). 부가적으로 또는 대안적으로, 도 2b, 3b, 4b, 5b 및 6b에 도시된 바와 같이, 제 1 공동(10)은 상기 공동(10)의 높이보다 큰 길이를 가질 수 있다.

예를 들어, 도 5a의 예시적인 실시 예와 같은 유리한 실시 예에서, 전방 공동(10) 그 후방 측을 향해 넓어 질 수 있다. 이것은 전방 공동(10)의 전방 단부에서, 상기 공동(10)은 비교적 작은 폭(예를 들어, 전방 공동(10)이 문 풀(2)에 연결되는 위치에서 문 풀(2)의 폭보다 작은 폭)을 가질 수 있다. 전방 공동(10)을 후방 단부를 향해 바깥쪽으로 벌어지게 함으로써, 전방 공동(10)을 통해 문 풀(2) 내로 흐르는 물의 속도가 과도하게 가속되는 것을 상쇄할 수 있고, 바람직하게, 전방 공동(10)을 통해 문 풀(2) 내로 흐르는 물이 느려질 수 있도록 촉진될 수 있다. 결과적으로, 물은 전방 공동(10)으로부터 문 풀(2)내로 비교적 고요하게 흐를 수 있고, 그에 의해 난류, 문풀 슬로싱 및/또는 항력에 대항할 수 있다. 결과적으로, 선박(1)의 항해 성능은 비교적 양호할 수 있다.

본 발명에 따른 선박(1)의 실시 예들에서, 선박(1)은 문 풀(2)의 후방 측에 위치된 제 2 공동 또는 소위 후방 공동(20)을 더 구비할 수 있다. 이러한 경우, 제 2 공동(20)은 그 전방 측 및 바닥 측에서 적어도 부분적으로 개방된다. 따라서, 제 1 공동(10)으로부터 문 풀(2)로 흘러 들어가는 물 및/또는 문 풀(2)의 개방된 바닥 측에서 문 풀(2)로 유입되는 물이 비교적 쉽게 제 2 공동(20)으로 흐를 수 있다. 이는 문 풀(2)의 후방 벽(2b)이 상대적으로 많은 양의 물을 뒤로(문 풀(2) 내로 전방 방향으로) 되돌릴 수 있는 종래의 설계에 대해서 유리하다는 것을 알아야 한다. 이러한 제 2 공동(20)과의 선택적인 배치를 통해, 문 풀 슬로싱이 더욱 감소될 수 있다.

바람직하게, 전방 공동(10)으로부터 문 풀(2)을 통해 제 2 공동(20)으로 흐르는 물(44)이 상대적으로 매끄러운 방식으로 하향 방향(45, 즉, 문 풀(2)로부터 떨어지는)으로 분기될 수 있도록, 후방 방향으로 하향 경사지는 트레일링 벽(21)에 의해 적어도 부분적으로 제 2 공동(20)이 형성될 수 있고, 이로써, 문 풀 슬로싱이 저지된다. 도 2a 및 2b를 참조하면, 하향 경사진 트레일링 벽(21)은 상향 경사진 안내 벽(11)보다 더 가파를 수 있다.

예를 들어, 도 2a, 도 3b, 도 4b 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 하향 경사진 트레일링 벽(21) 및 선체(3)의 바닥 표면(5) 사이의 연결(5d)은 필렛, 스플라인, 또는 임의의 연속 커브(5d)에 의해 형성될 수 있다.

예를 들어, 도 2a, 2b, 3b 및 4b에 도시된 바와 같이, 제 2 공동(20)의 하향 경사진 트레일링 벽(21)은 사실상 실질적으로 직선 표면(21)으로 형성될 수 있지만, 제 2 공동(20)의 하향 경사진 트레일링 벽(21)은 대안적으로, 도 5a-5b의 예시적인 실시 예에서와 같이 실질적으로 굽은 또는 만곡된 표면, 바람직하게는 볼록한 표면으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 하향 경사진 트레일링 벽(21)은 적어도 부분적으로 필렛, 바람직하게는 선체(3)의 바닥 표면(5)에 실질적으로 매끄럽게 연결된 필렛으로 형성될 수 있다.

하향 경사진 트레일링 벽(21) 및/또는 상기 트레일링 벽(21) 및 선체(3)의 바닥 표면(5) 사이의 연결의 적어도 일부를 필렛으로 형성함으로써, 하향 경사진 트레일링 벽(21)을 따라 물이 흐를 수 있는 문 풀(2)을 떠나는 물은 후속하여 실질적으로 연속적인 방식으로 선체(3)의 바닥(5)을 따라 흐를 수 있으며, 이는 난류를 저지할 수 있고, 그에 따라 항력을 상쇄할 수 있다.

예를 들어, 선박(1)의 항해 성능을 더 향상시키기 위해, 후방 공동(20)의 하향 경사진 트레일링 벽(21)은 예를 들어, 도 5a에 도시된 예시적인 실시 예에서와 같이, 후방 단부 쪽으로 넓어 질 수 있다. 후방 공동(20)을 바깥쪽으로 벌어지게 함으로써, 후방 공동(20)을 통해 문 풀(2)로부터 유출되는 물이 과도하게 가속되는 것이 저지될 수 있다. 실제로, 선박(1)의 폭 방향으로 펼쳐지는 후방 공동(20)을 제공함으로써, 공동(20)을 통해 흐르는 물은 상대적으로 잔잔하게 흐를 것이고, 유익하게는 물의 유동은 적어도 부분적으로 실질적으로 하향 경사진 트레일링 벽(21)에 부착될 수 있고, 후속하여, 선체(3)의 하부 표면(5)에 실질적으로 부착된다. 결과적으로, 난류 및 그에 대한 항력은 후방 공동(20)의 패닝(fanning)에 의해 적어도 어느 정도 상쇄될 수 있으며, 그 결과, 선박(1)의 항해 성능이 비교적 양호할 수 있다.

부가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어, 도 2a, 2b, 3b, 4b 및 5b에 도시된 바와 같이, 제 2 공동(20)은 문 풀의 후방 벽(2b) 및 하향 경사진 트레일링 벽(21)을 연결하는 천정(22)에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다.

천정은 아래에서부터 흘러나가는 편향된 유동(deflected flow)을 차단하고, 그 유동이 표면의 파동을 자극하는 것을 방지한다. 예를 들어, 천정(22)은 실질적으로 수평으로 연장될 수 있다. 실시 예들에서, 천정(22)은 수평한 평면에 대해 약간 경사진 것일 수 있다(예를 들어, 후방 또는 전방 방향으로 경사진). 예를 들어, 약간 경사진 천정(22)은 수평한 평면에 대해 -15° 내지 +15°의 범위 내에서, 예를 들어, -10° 내지 +10°의 범위 내에서, 또는 -5° 내지 +5º의 범위 내에서 경사져 있을 수 있다.

후방 공동(20)의 천정은 실질적으로 흘수선(4a, 4b)아래에 위치할 수 있기 때문에, 제 2 공동(20)의 천정(22)의 전방 엣지와 문 풀(2)의 후방 벽(2b)의 하단부를 결합하는 모서리(8)가 물 속으로 향하게 될 수 있고, 문 풀(2)에서의 슬로싱을 더 감소시킬 수 있는 방파제(8, breakwater) 역할을 할 수 있다.

문 풀(2)의 후방 측에 위치된 공동(20) 또는 소위 후방 공동(20)을 이용하는 것은, 공동(10)이 문 풀(2)의 전방 측에 위치하지 않을 때 유리할 수 있으며, 문 풀(2)로부터 상기 공동(20) 내로 물이 흐를 수 있도록 공동(20)의 전방 측에서 적어도 부분적으로 개방될 수 있고, 물이 공동(20)으로부터 유출되도록 하기 위해 공동(20)의 바닥 표면이 적어도 부분적으로 개방되거나 전방 공동이 문 풀(2)의 전방 측에 위치되지만, 전방 공동은 그것의 바닥 측(10a) 및 후방 측(10b) 모두에서 개방되지 않는다.

예를 들어, 도 3a-4b에 도시된 바와 같이, 하나 또는 다수의 수중 날개들(31, hydrofoils)이 전방 공동(10) 내에 및/또는 아래에 제공될 수 있고, 공동(10)은 바닥 측(10a) 및 후방 측(10b)에 적어도 부분적으로 개방된다. 날개 형 또는 스포일러(spoiler) 형 구조물(31)로 형성될 수 있는 수중 날개(31)는 문 풀(2)내로, 특히 적어도 부분적으로 문 풀(2)의 상부 부분(2')으로 물을 안내하도록 배치될 수 있다(예를 들어, 난류 및 항력을 추가로 제한하기 위해). 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 수중 날개(31)는 전방 공동(10)을 통해 흐르는 물의 유동이 상대적으로 가속화되는 것을 저지할 수 있고 및/또는 물의 유동을 늦추게 할 수 있다.

본 발명은 바닥 표면 및 데크를 구비하는 선체(3)를 포함하는 선박(1)에 관한 것으로, 선박은 선체의 바닥 표면으로부터 선체를 통해 상향 방향으로 연장하는 문 풀을 구비하고, 선박은 문 풀의 후방 측에 위치된 후방 공동을 더 구비하고, 후방 공동(20)은 물이 문 풀(2)로부터 상기 후방 공동(20)으로 직접 흐를 수 있도록 후방 공동의 전방 측에서 적어도 부분적으로 개방되고, 후방 공동(20)은 물이 후방 공동으로부터 유출될 수 있도록 바닥 측에서 적어도 부분적으로 개방되고, 후방 공동은 후방 방향(예를 들어, 문 풀로부터 문 풀(2)의 후방 측에 위치된 선체(3)의 바닥 표면(5)의 부분을 향해 실질적으로 연장하는 방향)으로 하향 경사지는 트레일링 벽(21)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 후방 공동은 문 풀(2)의 후방 벽(2b) 및 하향 경사진 트레일링 벽(21)을 연결하는 천정(22)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 또한 이러한 선박에는 전방 공동(10)이 제공될 수 있지만, 이러한 전방 공동(10)은 또한 생략될 수 있다. 유리하게, 문 풀의 후방 벽(2b)의 하단부 및/또는 천정(22)은 사용 중(예를 들어 선박의 항해 중에)에 문 풀(2)에 위치된 물의 흘수선(4b)아래에 위치할 수 있다.

도 2a 내지 2c에 도시되고, 제 1 공동 또는 소위 전방 공동을 구비하는 예시적인 실시 예들을 참조하면, 문 풀(2)의 전방에 위치한 제 1 공동(10)은 실시 예들에서 후방 방향으로 상향 경사진 안내 벽(11)에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다. 선박(1)의 사용 중, 특히, 항해 중에, 상향 경사진 안내 벽(11)은 물을 문 풀(2) 내로, 특히, 제 1 공동(10) 보다 높은 레벨에 위치하는 문 풀 부분(2')으로 흐르게 할 수 있다. 또한, 제 1 공동(10)은 문 풀의 실질적으로 상향 연장되는 전방 벽(2a) 및 문 풀(2)의 전방에 위치된 선체(3)의 바닥 표면(5) 사이의 경사 또는 소위 모따기된 모서리에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다.

도 2c에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 상향 경사진 제 1 공동(10)의 안내 벽(11) 및 선체(3)의 바닥 표면(5) 사이의 연결은 필렛, 스플라인 또는 임의의 연속 커브로서 형성됨으로써, 물이 제 1 공동(10)으로 원활하게 진입 하도록 촉진한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제 1 공동(10)의 상향 경사진 안내 벽(11) 및 문 풀(2)의 전방 벽(2a) 사이의 연결은 실질적으로 엣지, 특히 비교적 예리한 엣지로서 형성될 수 있다.

제 1 공동(10)의 상향 경사진 안내 벽(11)은 실질적으로 직선 표면(11)으로 형성될 수 있지만, 예를 들어, 도 2a-2 및 도 5a-5b에 도시된 바와 같이, 바람직하게, 볼록한 표면으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상향 경사진 안내 벽(11)은 적어도 부분적으로 필렛, 바람직하게는 선체(3)의 바닥 표면(5)에 실질적으로 매끄럽게 연결된 필렛으로 형성될 수 있다.

도 6a 및 도 6b에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 제 1 공동(10)은, 실질적으로 수평하게 연장하는 천정(22) 및 선체(3)의 바닥 표면(5)으로부터 제 1 공동(10)의 천정(22)을 향해 실질적으로 상향 연장하는 전방 벽(13)에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다. 이러한 방식으로 제 1 공동(10)을 배치함으로써, 유동 분리 지점(5b)은 상대적으로 문 풀(2)의 먼 상류에 위치된다. 따라서, 문 풀(2)에서 원하지 않는 맴돌이 류, 물 내의 와류(46) 및/또는 흐르는 물(46)의 진동 움직임(46)이 주로 제 1 공동(10) 내부에서 및/또는 주로 실질적으로 문 풀(2)로부터 떨어진 위치에서 발생할 수 있도록 촉진한다. 또한, 문 풀(2)의 상류에 선체 바닥 표면(5)으로부터 분리된 유동은 실질적으로 직선 또는 단일 곡선(예를 들어, 실질적으로 수평한 라인 및/또는 제 1 공동의 후방 측에서 부분적으로 하측을 향하는 라인)으로 문 풀(2)내로 이동하기 위해 적어도 어느 정도 조정될 수 있다.

명료성 및 간략한 설명을 위해, 본 명세서에서 동일한 또는 개별 실시 예들의 일부로서, 특징이 설명되었지만, 본 발명의 범위는 모든 특징 또는 일부 특징의 조합을 갖는 실시 예를 포함할 수 있다는 것으로 이해되어야 할 것이다.

상기 문 풀의 전방 측에 제 1 공동 또는 소위 전방 공동을 구비하는 문 풀을 갖는 선박의 맥락에서 도시 및/또는 설명된 특징 및 양태는 그러한 전방 공동을 포함하지 않는 문 풀이 있는 선박의 맥락에서 또한 개시되는 것으로 간주될 수 있다.

또한, 본 발명은 본원에 설명된 실시 예에 제한되지 않는다는 것을 유의해야 한고, 많은 변형이 가능하다는 것이 이해되어야 할 것이다.

예를 들어, 시추선일 수 있는 선박에는 예를 들어, 반-잠수 드릴링 리그(semi-submersible drilling rig)와 같은 드릴링 리그 및/또는 추진 장비(propulsion device)와 같은 장비들처럼 다른 요소들이 제공될 수 있다.

이러한 변형 및 다른 변형들은 통상의 기술자들에게 명백할 것이며, 하기 청구된 청구 범위에 기재된 바와 같이 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 간주된다.

Claims (17)

1. 바닥 표면 및 데크를 구비하는 선체를 포함하는 선박에 있어서,
   상기 선박은 상기 선체의 상기 바닥 표면으로부터 상기 선체를 통해 상측 방향으로 연장하는 문 풀을 구비하고,
   상기 선박은 문 풀의 전방 측에 위치된 공동을 더 구비하고, 상기 공동은 물이 상기 공동 내로 유동하도록 상기 공동의 바닥 측에서 적어도 부분적으로 개방되고, 상기 공동은 물이 상기 공동으로부터 문 풀 내로 직접 유동하도록 상기 공동의 후방 측에서 적어도 부분적으로 개방되고, 제 1 공동은 상기 문 풀의 전방 측에 위치한 상기 선체의 상기 바닥 표면의 부분으로부터 상기 문 풀을 향해 실질적으로 연장하는 방향으로 상향 경사진 안내 벽에 의해 적어도 부분적으로 형성되고, 상기 제 1 공동의 상향 경사진 상기 안내 벽 및 상기 문 풀의 전방 벽 사이의 연결은, 실질적으로 엣지로서 형성되는 것을 특징으로 하는 선박.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 선박은 제 2 공동을 더 구비하고, 상기 제 2 공동은 상기 문 풀의 후방 측에 위치하고, 상기 제 2 공동은 물이 상기 문 풀로부터 상기 제 2 공동 내로 유동하도록 상기 제 2 공동의 전방 측에서 적어도 부분적으로 개방되고, 상기 제 2 공동은 물이 상기 제 2 공동으로부터 유출되도록 하기 위해 상기 제 2 공동의 바닥 측에서 적어도 부분적으로 개방되는 선박.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 2 공동은 후방 방향, 예를 들어, 실질적으로 상기 문 풀로부터 상기 문 풀의 후방 측에 위치하는 상기 선체의 상기 바닥 표면의 부분을 향해 실질적으로 연장하는 방향으로 하향 경사진 트레일링 벽에 의해 적어도 부분적으로 형성되는 선박.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 트레일링 벽은 실질적으로 상기 문 풀의 후방 벽과 상기 선체의 상기 바닥 표면을 연결하는 모따기를 형성하는 선박.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 2 공동은 상기 문 풀의 후방 벽과 하향 경사진 상기 트레일링 벽을 연결하는 천정에 의해 적어도 부분적으로 형성되는 선박.
   
6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   하향 경사진 상기 트레일링 벽과 상기 선체의 상기 바닥 표면 사이의 연결, 또는 적어도 일 부분 및 실질적으로 완전한 하향 경사진 상기 트레일링 벽 사이의 연결은 필렛, 스플라인 또는 임의의 연속 곡선에 의해 형성된 선박.
   
7. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   사용 중, 예를 들어, 항해 중, 상기 문 풀의 후방 벽의 하단부는 흘수선 아래에 위치하는 선박.
   
8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상향 경사진 상기 안내 벽과 상기 선체의 상기 바닥 표면 사이의 연결 또는 적어도 일 부분 및 실질적으로 완전한 상향 경사진 상기 안내 벽 사이의 연결은 필렛, 스플라인 또는 임의의 연속 곡선에 의해 형성된 선박.
   
9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 엣지는 비교적 예리한 엣지로서 형성되는 선박.
   
10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 문 풀의 전방 벽은 상기 문 풀의 후방 벽보다 하측으로 더 연장하는 선박.
    
11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 공동 및/또는 제 2 공동은 외측으로 벌어지는 선박.
    
12. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선박은, 시추선 또는 소위 드릴링 쉽인 선박.
    
13. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 선박의 용도에 있어서,
    상기 용도는, 상기 선박으로 항해하는 것, 특히 상기 선박의 상기 문 풀을 개방한 상태로 항해하는 것을 포함하는 용도.
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