KR102664619B1 - 선박 계류용 계류 유닛 - Google Patents

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KR102664619B1 KR1020170000868A KR20170000868A KR102664619B1 KR 102664619 B1 KR102664619 B1 KR 102664619B1 KR 1020170000868 A KR1020170000868 A KR 1020170000868A KR 20170000868 A KR20170000868 A KR 20170000868A KR 102664619 B1 KR102664619 B1 KR 102664619B1
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주하이리 네자트 알
제라르더스 안토니우스 요제프 맘페이즈
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유로피안 인텔리전스 비.브이.
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Abstract

베이스(2), 베이스(2) 상에 장착된 암(3), 및 선박의 계류삭을 연결하기 위해 암(3)에 의해 지지되는 후크(4)를 포함하는 선박 계류용 계류 유닛(1)으로서, 암(3)은 수축 위치와 신장 위치 사이에서 이동가능하고, 유닛(1)은 암(3)을 신장 위치로부터 수축 위치로 이동시키기 위한 구동 디바이스(5)를 포함하고, 암(3)은 베이스(2)의 제1 부분(2') 상에 장착되고, 베이스(2)의 제1 부분(2')은, 수평에 수직인 수직축을 중심으로 베이스(2)의 제1 부분(2')의 회전을 가능하게 하도록 회전가능하게 고정되는 베이스(2)의 제2 부분(2'') 상에 회전가능하게 장착된다. 암(3)은 중간 로드(rod)(7)로 베이스에 장착되고, 로드(7)의 일단은 베이스(2)에 연결되고 로드(7)의 타단은 후크(4)로부터 이격된 힌지(8)에서 암(3)에 연결되고, 힌지(8)는 후크(4)와 구동 디바이스(5)가 암(3)에 연결되는 위치(9) 사이에서 암(3) 상에 위치된다.

Description

선박 계류용 계류 유닛{MOORING UNIT FOR MOORING A SHIP}
본 발명은, 베이스(base), 베이스 상에 장착된 암(arm), 선박의 계류삭(mooring line)을 연결하기 위해 암에 의해 지지되는 후크(hook)를 포함하는 선박 계류용 계류 유닛에 관한 것으로, 암은 수축 위치와 신장 위치 사이에서 이동가능하고, 유닛은 암을 신장 위치로부터 수축 위치로 이동시키기 위한 구동 디바이스를 포함한다.
이러한 계류 유닛은 WO2013/115958에 공지되어 있다. 이러한 공지된 계류 유닛은 계류 후크와 계류 베이스에 연결된 액추에이터를 갖는다. 액추에이터는 계류 후크의 계류 베이스를 향한 병진 이동을 제공한다. 계류 유닛은 또한 선박 운동 감지 시스템 및 계류 유닛 제어 시스템을 포함한다. 계류 유닛은 계류삭 장력 게이지를 포함할 수 있다. 선박 운동 감지 시스템은 선박 운동을 표시하는 입력을 계류 유닛 제어 시스템에 제공한다. 그 다음, 계류 유닛 제어 시스템은 계류삭 장력을 조절하기 위해 출력 신호를 유닛의 적절한 부분들에 제공한다.
본 발명은 선행 기술의 계류 유닛의 상이한 문제들을 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 목적은, 상이한 선박 운동들 및 이러한 운동들에 의해 야기되는 힘들, 예를 들어, 상하 동요(heave), 좌우 흔들림, 파동, 요(yaw), 피치 및 롤에 적응하도록 더 양호하게 구비되는 계류 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 선박 운동들에 개선된 댐핑을 제공하도록 구비되는 계류 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 제3 목적은 가변적 강성 거동을 나타내는 계류 유닛을 제공하여 강성이 그 신장 위치를 향하는 암의 편위 증가와 함께 증가하도록 하는 것이다.
본 발명의 제4 목적은 단순하고, 신뢰할 수 있는 계류 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 첨부된 청구항들 중 하나 이상에 따라 계류 유닛이 제안된다.
본 발명의 제1 양상에 따르면, 암은 베이스의 제1 부분 상에 장착되고, 베이스의 제1 부분은, 수평에 수직인 수직축을 중심으로 베이스의 제1 부분의 회전을 가능하게 하도록 회전가능하게 고정되는 베이스의 제2 부분 상에 회전가능하게 장착된다. 이것은, 계류삭에서 장력들의 증가 없이 계류 유닛의 암이 계류된 선박의 전후 이동을 더 양호하게 따를 수 있게 한다. 계류 유닛의 모든 자유도로 인해, 유닛은 계류삭(부하)과 항상 동일 선상일 것이다. 따라서, 후크의 이동은 계류삭에서의 장력 및 그에 작용하는 다양한 방향의 힘들에 의존하고 그에 의해 개시된다.
제1 양상과 독립적으로 또는 그와 조합하여 적용될 수 있는 본 발명의 제2 양상에 따르면, 암은 중간 로드(rod)로 베이스에 장착되고, 로드의 일단은 베이스에 연결되고 로드의 타단은 후크로부터 이격된 힌지에서 암에 연결되고, 힌지는 후크와 구동 디바이스가 암에 연결되는 위치 사이에서 암 상에 위치된다. 이것은, 본 발명의 구성이 수평 운동의 수직 운동으로의 전환을 초래하는 특징으로 인해 본 발명의 계류 유닛의 풋프린트(foot print)가 제한되는 것을 제공한다. 따라서, 수축 위치와 신장 위치 사이의 암의 수평 운동은 암의 이동에 의존하는 계류 유닛의 가변 높이에서 구현되는 바와 같은 수직 운동에 대응하기 때문에, 본 발명의 계류 유닛이 요구하는 공간은 제한된다. 또 다른 이점은, 후크가 신장될 때, 구동 디바이스와 포스(force) 암 사이의 비율이 변하고, 이것이 후크 부하에 제공되는 더 높은 저항을 초래한다는 사실로 인해, 이러한 특정 기하구조가 계류 유닛의 강성의 변화를 지원한다는 점이다. 즉, 수축 위치로부터 신장 위치로의 암의 이동은, 계류 유닛의 후크에서 측정되는 암의 강성이 증가하는 것을 초래한다. 이것은, 암의 더 큰 편위에 의해, 계류된 선박이 증가된 저항을 겪게 될 것을 의미한다. 본 발명의 계류 유닛은 6 초 이상의 시간 기간을 갖는 계류력들 상에 작용하도록 적절하게 구비된다. 계류 유닛은 바람직하게는 베이스로부터 멀어지게 후크 상에 인가되는 힘이 미리 설정된 제1 임계값을 초과하는 경우, 암이 수축 위치로부터 신장 위치를 향해 이동하게 하는 제어 시스템을 포함한다.
제어 시스템은 계류 부하, 계류 유닛의 유압 및 공압, 계류 유닛의 암과 관련된 온도 및 파라미터들을 측정하기 위한 센서들을 포함할 수 있다.
제1 임계값은 바람직하게는, 계류로프(rope)들 또는 계류삭들 및 계류 유닛 자체에 대한 과도한 힘들로 인해 초래되는 손상을 방지하기 위해, 미리 설정된 최소값과 미리 설정된 최대값 사이에 있다.
한편, 계류 유닛에 작용하는 힘들이 충분히 낮거나 낮아지면, 암은 신장 위치로부터 수축 위치로 다시 이동될 수 있다. 따라서, 계류 유닛은 암을 신장 위치로부터 수축 위치로 이동시키기 위한 구동 디바이스를 포함한다. 이를 위해, 제어 시스템은, 베이스로부터 멀어지게 후크 상에 인가되는 힘이 미리 설정된 제2 임계값 아래로 떨어지는 경우 구동 디바이스에 의해 구동되는 암이 수축 위치를 향해 이동하도록 제어되는 것이 바람직하다. 실제로, 계류 유닛 상에 작용하는 계류된 선박의 운동에 의해 생성된 힘들이 미리 설정된 제2 임계값 아래로 떨어지는 경우, 이것은, 계류삭들이 느슨해지기 쉽고 암이 수축 위치를 향해 다시 이동되어 선박을 단단히 고정시킬 여지를 가지는 것을 나타낸다. 그 다음, 계류 유닛은, 수축 위치를 향해 다시 이동할 때 암을 지지하는 스프링으로서 동작하는 암 밸런싱 엘리먼트를 포함하는 것이 바람직하다.
적절하게는, 구동 디바이스는, 유압 실린더, 기계적 스프링, 전기 모터에 의해 구동되는 회전가능한 스크류, 공압 실린더, 기계적 에너지 소산기(dissipater) 및 이들의 임의의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 디바이스이다.
바람직하게는, 구동 디바이스는 에너지 저장 디바이스 또는 축압기 (accumulator)에 포텐셜 에너지(potential energy)를 방출할 수 있는 디바이스로 선택되며, 바람직하게는 유압 실린더일 수 있다. 따라서, 수축 위치로부터 신장 위치를 향한 암의 이동 시에 에너지 저장 디바이스 또는 축압기에 저장되는 에너지는, 추후의 순간에, 계류 유닛 상에 작용하는 힘들이 미리 정의된 제2 임계값 아래로 떨어진 경우, 암을 신장 위치로부터 수축 위치를 향해 다시 이동시키기 위해 사용될 수 있다. 이러한 에너지의 저장 및 재사용은, 계류 유닛이 외부 소스들로부터의 어떠한 에너지 제공 없이도 본질적으로 기능하도록 허용한다.
본 발명의 계류 유닛의 중요한 특징은, 구동 디바이스와 축압기 사이에 에너지 소산 엘리먼트가 제공되어, 계류된 선박의 운동들에 종속된 암이 수축 위치로부터 신장 위치를 향해 이동하는 경우 구동 디바이스로부터 수신된 에너지의 적어도 일부를 흡수하는 것이다. 암은 계류된 선박의 이동들로 인해 빈번한 이동들을 겪기 때문에, 구동 디바이스의 출력에서 이용가능한 에너지의 양은, 축압기 디바이스가 제한된 치수들을 가지면 이러한 축압기에 저장될 수 없을 만큼 너무 크다. 따라서, 에너지의 잉여가 소산되도록 요구된다.
본 발명은 이하, 첨부된 청구항들에 대해 제한적이 아닌 본 발명에 따른 계류 유닛의 예시적인 실시 예의 도면을 참조하여 추가로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 계류 유닛의 측면도를 도시하고, 암은 신장 위치에 있다.
도 2는 본 발명에 따른 계류 유닛의 측면도를 도시하고, 암은 수축 위치에 있다.
도 3은 본 발명에 따른 계류 유닛의 3차원 도면을 도시하고, 암은 신장 위치에 있다.
도 4는 본 발명에 따른 계류 유닛의 3차원 도면을 도시하고, 암은 수축 위치에 있다.
도 5는 본 발명에 따른 제어 시스템의 동작 방법을 표현하는 흐름도를 도시한다.
도면들에서 동일한 참조 부호들이 적용될 때마다, 이러한 도면 부호들은 동일한 부분들을 나타낸다.
도 1 내지 도 4는, 선박을 계류하기 위해, 제1 부분(2') 및 제2 부분(2")을 포함하는 베이스(2), 베이스(2) 상에 장착된 암(3), 및 선박의 계류삭(미도시)을 연결하기 위해 암(3)에 의해 지지되는 후크(4)를 포함하는 선박 계류용 계류 유닛(1)을 도시한다.
암(3)은 베이스(2)의 제1 부분(2') 상에 장착되고, 베이스(2)의 상기 제1 부분(2')은, 수평에 수직인 수직축을 중심으로 베이스(2)의 제1 부분(2')의 회전을 가능하게 하는 회전가능하게 고정된 베이스(2)의 제2 부분(2") 상에 회전가능하게 장착되고, 계류 유닛이 계류된 선박의 운동들에 의존하는 계류삭의 가변 배향과 정렬되는 것을 가능하게 한다.
암은 수축 위치(도 2 및 도 4)와 신장 위치(도 1 및 도 3) 사이에서 추가로 이동가능하다. 후크(4)는 바람직하게는 종래 기술로부터 공지된 바와 같은 신속 해제 후크로서 구현되고, 도 1 및 도 2의 연속선들(= 폐쇄) 및 파선들(= 개방)로 표현된 2개의 위치들로, 그리고 오직 도 3 및 도 4에서만 폐쇄 위치로 도시된다. 암(3)과 후크(4) 사이의 후크 밸런싱 엘리먼트(13)는 후크(4)를 특정한 원하는 위치에 유지하기 위해 적용된다.
계류 유닛(1)은 도 2 및 도 4에 도시된 수축 위치로부터 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같은 신장 위치로 암(3)이 이동하는 경우 에너지를 축적하는 유압 실린더(5)와 같은 구동 디바이스를 포함한다. 유압 실린더(5)로부터의 에너지는 축압기(10)와 같은 에너지 저장 디바이스에 저장되고, 추후에 도 1 및 도 3에 도시된 신장 위치로부터 도 2 및 도 4의 수축 위치로 암(3)을 다시 이동시키기 위해 유압 실린더(5)에 에너지를 공급하기 위해 사용될 수 있다. 이것은, 수축 위치를 향해 다시 이동할 때 암(3)을 지지하는 스프링으로서 동작하는 암 밸런싱 엘리먼트(12)를 추가로 도시한다.
구동 디바이스(5)와 축압기(10) 사이에 에너지 소산 엘리먼트(11)가 제공되어, 계류된 선박의 힘들에 종속된 암(3)이 수축 위치로부터 신장 위치를 향해 이동하는 경우 구동 디바이스(5)로부터 수신된 에너지의 적어도 일부를 흡수한다.
구동 디바이스는 유압 실린더가 아니라, 기계적 스프링, 전기 모터에 의해 구동되는 회전가능한 스크류, 공압 실린더, 기계적 에너지 소산기 또는 이들의 임의의 조합인 것도 가능하다.
방금 설명된 바와 같이, 계류 유닛(1)의 의도된 동작을 수용하기 위해, 유닛(1)은 제어 시스템(6)(제어 시스템(6)의 동작은 도 5에 개략적으로 도시됨)을 포함하여, 미리 설정된 제1 임계값을 초과하는 힘(F, 도 2에 화살표로 도시됨)이 베이스(2)로부터 멀어지게 후크(4)에 인가되는 경우 암(3)이 수축 위치로부터 신장 위치를 향해 이동하게 한다. 또한, 제어 시스템은, 베이스(2)로부터 먼 방향으로 후크(4)에 작용하는 힘(F)이 미리 설정된 제2 임계값 아래로 떨어지는 경우, 암(3)이 다시 수축 위치를 향해 이동하도록 구동 디바이스를 구동시키도록 제어한다.
도 1 내지 도 4를 다시 참조하면, 암(3)은 중간 로드(7)로 베이스(2)에 장착되고, 로드의 일단은 베이스(2)에 연결되고 로드의 타단은 후크(4)로부터 이격된 힌지(8)에서 암(3)에 연결되고, 구동 디바이스(5)는 제2 위치(9)에서 암(4)에 연결되고, 이러한 제2 위치(9)는 힌지(8)보다 후크(4)로부터 더 멀리 있는 것이 도시된다. 힌지(8)의 위치는, 암(3)이 수축 위치와 신장 위치 사이에서 이동하는 경우 후크(4)가 미리 정의된 곡선 궤도를 따르는 것이 가능하도록 선택된다. 특히, 이러한 위치는, 계류 유닛(1)의 암(3)의 바람직한 강성 특성을 배열하고, 상기 강성은 암이 수축 위치로부터 신장 위치로 이동하는 경우 증가한다.
본 발명은, 본 발명의 계류 유닛의 예시적인 실시 예를 참조하여 상기에서 논의되었지만, 본 발명은 본 발명으로부터 벗어남이 없이 많은 방식들로 변화될 수 있는 이러한 특정 실시 예로 제한되지 않는다. 따라서, 논의된 예시적인 실시 예는 첨부된 청구항들을 실시 예들에 따라 엄격하게 해석하기 위해 사용되지 않아야 한다. 반대로, 실시 예는, 청구항들을 이러한 예시적인 실시 예로 제한하려는 의도 없이 첨부된 청구항들의 표현을 단지 설명하려는 의도이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는, 오직 첨부된 청구항들에 따라 해석되어야 하며, 청구항들의 표현에서 가능한 모호성은 이러한 예시적인 실시 예를 사용하여 해결되어야 한다.
1; 계류 유닛
2; 베이스
2'; 제1 부분
2''; 제2 부분
3; 암
4; 후크
5; 구동 디바이스
6; 제어 시스템
7; 로드
8; 힌지
9; 구동 디바이스(5)를 암(3)에 연결하는 위치
10; 축압기
11; 에너지 소산 엘리먼트
12; 암 밸런싱 엘리먼트
13; 후크 밸런싱 엘리먼트

Claims (8)

  1. 베이스(2), 상기 베이스(2) 상에 장착된 암(3), 및 선박의 계류삭(mooring line)을 연결하기 위해 상기 암(3)에 의해 지지되는 후크(4)를 포함하는 선박 계류용 계류 유닛(1)으로서,
    상기 암(3)은 수축 위치와 신장 위치 사이에서 이동가능하고, 상기 유닛(1)은 상기 암(3)을 상기 신장 위치로부터 상기 수축 위치로 이동시키기 위한 구동 디바이스(5)를 포함하고, 상기 암(3)은 상기 베이스(2)의 제1 부분(2') 상에 장착되고, 상기 베이스(2)의 상기 제1 부분(2')은, 수평에 수직인 수직축을 중심으로 상기 베이스(2)의 상기 제1 부분(2')의 회전을 가능하게 하도록 회전가능하게 고정되는 상기 베이스(2)의 제2 부분(2'') 상에 회전가능하게 장착되며,
    상기 암(3)은 중간 로드(rod)(7)로 상기 베이스에 장착되고, 상기 중간 로드(7)의 일단은 상기 베이스(2)에 연결되고 상기 중간 로드(7)의 타단은 상기 후크(4)로부터 이격된 힌지(8)에서 상기 암(3)에 연결되고, 상기 힌지(8)는 상기 후크(4)와 상기 구동 디바이스(5)가 상기 암(3)에 연결되는 위치(9) 사이에서 상기 암(3) 상에 위치되고,
    상기 구동 디바이스(5)는 에너지 저장 디바이스 또는 축압기(10)에 포텐셜 에너지(potential energy)를 방출할 수 있는 디바이스로 선택되는 것을 특징으로 하는,
    선박 계류용 계류 유닛(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유닛(1)은 상기 베이스(2)로부터 멀어지게 상기 후크(4) 상에 인가되는 힘(F)이 미리 설정된 제1 임계값을 초과하는 경우, 상기 암(3)이 상기 수축 위치로부터 상기 신장 위치를 향해 이동하게 하는 제어 시스템(6)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    선박 계류용 계류 유닛(1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유닛(1)은 상기 베이스(2)로부터 멀어지게 상기 후크(4) 상에 인가되는 힘(F)이 미리 설정된 제2 임계값 아래로 떨어지는 경우, 상기 암(3)이 상기 수축 위치를 향해 이동하게 하는 제어 시스템(6)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    선박 계류용 계류 유닛(1).
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유닛(1)은, 상기 수축 위치를 향해 이동할 때 상기 암(3)을 지지하는 스프링으로서 동작하는 암 밸런싱 엘리먼트(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    선박 계류용 계류 유닛(1).
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 구동 디바이스(5)는, 유압 실린더, 기계적 스프링, 전기 모터에 의해 구동되는 회전가능한 스크류, 공압 실린더, 기계적 에너지 소산기 및 이들의 임의의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 디바이스인 것을 특징으로 하는,
    선박 계류용 계류 유닛(1).
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 구동 디바이스(5)와 상기 축압기(10) 사이에 에너지 소산 엘리먼트(11)가 제공되어, 상기 암(3)이 상기 수축 위치로부터 상기 신장 위치를 향해 이동하는 경우 상기 구동 디바이스(5)로부터 수신된 에너지의 적어도 일부를 흡수하는 것을 특징으로 하는,
    선박 계류용 계류 유닛(1).
  7. 삭제
  8. 삭제
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