KR20120008331A - 횡동요 억제장치 - Google Patents

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나정헌
강무종
남영준
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현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 해양 구조물이나 선박이 파랑으로 인하여 횡동요 운동(Rolling Motion)을 할 때, 횡동요를 크게 억제시키면서 접근해오는 다른 해양 구조물 또는 선박과 충돌로 인한 파손을 방지하도록 한 횡동요 억제장치가 개시된다.
본 발명은 선박 또는 해양 구조물의 외면 길이방향을 따라 설치되는 빌지킬로 구성되어 횡동요를 억제하는 횡동요 억제장치로서, 상기 빌지킬은 적어도 어느 한쪽 단부에 회전수단이 결합되어 빌지킬의 돌출길이를 줄일 수 있도록 회전가능하게 결합된 것이다.

Description

횡동요 억제장치{Anti-roll Apparatus for Ships and Marine Structure}
본 발명은 횡동요 억제장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해양 구조물이나 선박이 파랑으로 인하여 횡동요 운동(Rolling Motion)을 할 때, 횡동요를 크게 억제시키면서 접근해오는 다른 해양 구조물 또는 선박과 충돌로 인한 파손을 방지하도록 한 것이다.
선박 또는 특히, 드릴쉽(Drillship), FPSO(Floating Production Storage Offloading)(부유식 원유 생산 저장설비), FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)(부유식 LNG 저장 및 재기화 플랜트), FLNG(Floating Liquified Natural Gas) 등과 같은 해양 구조물은 해상에서 단독 계류된 상태에서 해저 자원의 시추, 생산, 저장 및 하역 작업을 한다.
이러한 선박 또는 해양 구조물은 주기적으로 파도에 노출될 수 밖에 없으며, 이러한 파도에 의해 선박이나 해양 구조물은 횡동요 운동을 할 수 밖에 없게된다.
이러한 횡동요 운동은 예를 들어, LNG 저장탱크를 구비한 선박인 경우에, LNG를 하역받기 위해 정박중인 선박과 해양 구조물의 상대 운동이 증가하여 LNG 하역작업이 불안정하게 되고, 그에 따라 LNG 하역 시스템에 큰 하중이 발생하는 문제가 있다.
또한, 선박 또는 해양 구조물의 횡동요 고유 주기와 해양 구조물과 조우하는 횡파의 주기가 일치하는 경우, 공진 현상이 발생하여 횡동요 폭이 증가하고, 심한 경우에는 갑판 상부의 공정 관련 부품에 과도한 가속도가 전달되어 구조적인 파손문제가 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 파랑중 횡동요 억제 및 감소를 위한 장치로서 빌지킬(Bilge Keel)을 비롯하여 횡동요 억제탱크(Anti-Roll Tank)나 횡동요 억제판(Anti-Roll Plate)이 사용되고 있다.
이중 간단한 구조를 이루는 빌지킬을 구비한 경우에 대하여 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 해양 구조물(1)이 좌,우로 흔들리는 것을 방지하기 위해 선체의 하부 만곡부에 구비된 용골형 돌출재인 빌지킬(10)은 직선형상을 가지는 단순한 구조의 플레이트로서 선체의 측면을 벗어나지 않도록 구비한다.
다시 말해서, 빌지킬(10)이 선체의 측면으로부터 수평방향으로 돌출되게 고정,형성한 경우에는, 주변 선박이나 해양 구조물이 접근해오면, 제일 먼저 돌출된 빌지킬(10)이 충돌하여 변형되거나 심하게는 파손될 가능성이 매우 높은 문제점이 있었다.
따라서, 빌지킬(10)의 사이즈(돌출길이)를 크게 할 수 없어 선체의 측면을 벗어나지 않게 모서리부분에 설치하게 되는데, 이런 경우에는 빌지킬의 사이즈가 제한되어 선박 또는 해양 구조물에서의 작업중에 발생하는 횡동요를 효과적으로 억제하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명에서 해결하려는 과제는 상황에 따라 빌지킬을 능동적으로 가변되도록 회전 동작, 접힘동작, 수축동작을 수행하여 횡동요를 대폭 억제함과 동시에, 주변 구조물과의 접촉시에도 충돌되어 파손되는 현상을 방지할 수 있도록 한 것이다.
본 발명의 과제 해결 수단은, 선박 또는 해양 구조물의 외면 길이방향을 따라 설치되는 빌지킬로 구성되어 횡동요를 억제하는 횡동요 억제장치로서, 상기 빌지킬은 적어도 어느 한쪽 단부에 회전수단이 결합되어 빌지킬의 돌출길이를 줄일 수 있도록 회전가능하게 결합된 것이다.
또한, 상기 회전수단은 구동력을 제공하는 모터와, 이 모터와 연결된 전달기어와, 이 전달기어와 맞물리면서 상기 빌지킬의 단부와 결합되어 회전력을 전달하는 회전기어로 이루어진 구조이다.
또한, 상기 빌지킬의 다른쪽 단부는 빌지킬이 회전가능함과 동시에 빌지킬을 지지할 수 있도록 하는 지지부재가 결합된 구조이다.
또한, 본 발명은 선박 또는 해양 구조물의 외면 길이방향을 따라 설치되는 빌지킬로 구성되어 횡동요를 억제하는 횡동요 억제장치로서, 상기 빌지킬은 고정 부재와, 이 고정 부재의 내부로 입,출입이 가능하도록 결합되는 이동 부재로 이루어져서 빌지킬의 길이가 신축되도록 된 것이다.
또한, 상기 고정 부재의 한쪽 또는 양쪽에는 유압 잭을 설치하고, 이 유압 잭의 로드가 이동 부재와 연동되게 결합된 구조이다.
또한, 본 발명은 선박 또는 해양 구조물의 외면 길이방향을 따라 설치되는 빌지킬로 구성되어 횡동요를 억제하는 횡동요 억제장치로서, 상기 빌지킬은 힌지부를 형성하고, 이 힌지부를 중심으로 양쪽에 제 1,2빌지킬로 나뉘어서 제 2빌지킬을 힌지부를 중심으로 접을 수 있도록 된 것이다.
또한, 상기 빌지킬은 힌지부를 더 포함하고, 이 힌지부를 중심으로 양쪽에 제 1,2빌지킬로 나뉘어서 제 2빌지킬을 힌지부를 중심으로 접을 수 있도록 된 구조이다.
이와 같이, 본 발명은 선박 또는 해양 구조물에 횡동요를 억제하기 위해서 설치하는 횡동요 억제장치로서, 선박 또는 해양 구조물에서 작업중에는 최대한 펼쳐지도록 하여 횡동요 현상을 억제하고, 작업중인 선박 또는 해양 구조물에 다른 선박 또는 해양 구조물이 접근해오는 경우에는 회전, 수축, 접힘동작을 하여 횡동요 억제장치를 구성하는 빌지킬의 돌출길이를 최대한 줄여서 다른 선박 또는 해양구조물과의 충돌에 의한 빌지킬의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 빌지킬의 돌출길이가 가변적이므로, 횡동요를 억제하기 위해 빌지킬을 펼치는 경우, 종래보다 더 길게 펼칠 수 있어 그 만큼 횡동요를 더욱 더 억제할 수 있는 효과가 있다,
도 1은 종래의 횡동요 억제장치를 구성하는 빌지킬의 설치모습을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 횡동요 억제장치를 도시한 개략도이다.
도 3은 도 2의 측 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 횡동요 억제장치를 도시한 개략도이다.
도 5a는 도 4의 측면도로서, 빌지킬이 수축하기 전 상태이다.
도 5b는 도 5a의 상태에서 빌지킬이 수축된 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 횡동요 억제장치를 도시한 개략도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시 도면에 의거 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 횡동요 억제장치를 도시한 개략도이고, 도 3은 도 2의 측 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 해양 구조물(1)의 외면 길이방향을 따라 설치되는 빌지킬(20)로 이루어진 횡동요 억제장치로서, 상기 빌지킬(20)의 한쪽 단부(21)에는 회전수단(30)이 구비되어 다양한 각도로 빌지킬(20)이 회전가능하게 결합된 구조이다.
다시 말해서, 빌지킬(20)은 필요에 따라 해양 구조물(1)의 전,후,좌,우 모든면 또는 일부면에 설치할 수 있다.
상기 회전수단(30)은 구동력을 제공하는 모터(31)와, 이 모터(31)와 연결된 전달기어(32)와, 이 전달기어(32)와 맞물리면서 상기 빌지킬(20)의 단부와 결합되어 회전력을 전달하는 회전기어(33)로 이루어진 구조이다.
본 실시 예에 있어서, 상기 모터(31)는 정,역구동이 가능한 모터를 적용한다.
여기서, 상기 회전수단(30)은 모터와 기어의 조합에 국한되지 않고, 다른 여러가지 동력전달장치로 할 수 있다. 예를 들어 유압을 이용한 로터리 베인 스티어링 기어장치를 채용해도 무방하다.
빌지킬(20)의 다른쪽 단부(22)는 빌지킬(20)이 원활하게 회전가능함과 동시에 빌지킬(20)을 지지할 수 있도록 하는 지지부재(40)와 결합되어 있다.
상기 지지부재(40)의 내부에는 빌지킬(20)의 단부(22)가 회전,지지되도록 베어링을 구비할 수 있다.
다시 말해서, 상기 빌지킬(20)의 양쪽 단부(21)(22)는 회전축 역할을 하는 것이고, 이 양쪽 단부(21)(22)가 있는 위치의 단면은 라운드형으로 형성되고, 이에 접하는 해양 구조물(1)의 외부면에는 라운드 홈(1a)이 형성되어서 빌지킬(20)이 원활하게 회전가능하도록 하는 것이다.
물론, 빌지킬(20)의 양쪽 단부(21)(22)는 해양 구조물(1)의 내부에 구비되는 구동수단과 관통,결합되기 때문에, 해수가 침투할 가능성이 있지만, 예컨대, 빌지킬(20)의 양쪽 단부(21)(22)가 끼워지는 해양 구조물(1) 부분을 방수되도록 방수 베어링(방수용 시일부재 구비함)(도시되지 않음)을 설치하여 밀폐시켜서 해수의 침투를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 해양 구조물(1)의 외면에 빌지킬(20)을 수평되게 돌출되도록 배치함으로써, 빌지킬(20)에 의한 해양 구조물(1)의 횡동요 현상을 억제할 수 있다. 그러나, 주변의 선박 또는 해양 구조물이 접근해오는 경우에는 빌지킬(20)이 돌출되지 않도록 회전시킨다.
다시 말해서, 회전수단(30)을 구성하는 모터(31)를 가동하여 전달기어(32)를 회전시키고, 이 전달기어(32)는 다시 회전기어(33)와 맞물려 있어 회전기어(33)가 전달기어(32)의 회전력을 전달받아 회전한다. 그에 따라 회전기어(33)와 결합된 빌지킬(20)도 동시에 회전하게 된다.
따라서, 다양한 각도로 빌지킬(20)을 회전시키면, 수평상태에 비해 훨씬 돌출되지 않기때문에, 해양 구조물에 접근하더라도 충돌에 의한 빌지킬(20)의 파손을 방지할 수 있다.
한편, 접근해 온 선박 또는 해양 구조물이 지나간 경우에는, 다시 해양 구조물(1)의 횡동요 현상을 억제하기 위해서, 모터(31)를 상기 구동방향과 반대로 역구동시키면, 전달기어(32) 및 회전기어(33)가 역회전하여 아랫방향으로 경사지게 회전된 상태의 빌지킬(20)는 원래의 위치(수평상태)로 복귀하여 횡동요를 억제할 수 있는 상태가 되는 것이다.
더욱이, 빌지킬(20)은 돌출길이가 길면 길 수록 횡동요 억제능력이 향상되므로, 본 실시 예에 따른 빌지킬(20)은 다양한 각도로 회전시켜서 돌출 길이가 줄어드는 효과가 있게 되어, 수평상태에서 최대한 길게 돌출되도록 형성할 수 있는 것이다. 그에 따라 횡동요를 종래에 비해 매우 현저하게 억제할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 다른 실시 예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 빌지킬(40)의 길이가 수축 가능하도록 구성한 것이다.
구체적으로 설명하면, 빌지킬(40)은 고정 부재(41)와, 이 고정 부재(41)의 내부로 입출입이 가능하도록 결합되는 이동 부재(42)로 이루어진다.
또한, 고정 부재(41)의 한쪽 또는 양쪽에는 유압 잭(50)을 설치하고, 이 유압 잭(50)의 로드(51)가 이동 부재(42)와 연동되게 결합된 구조를 가진다.
이러한 실시 예에 따르면, 해양 구조물(1)의 횡동요를 억제하기 위해서, 빌지킬(40)은 도 4 또는 도 5a에서와 같이 펼쳐진 상태로 있다가 다른 해양 구조물 또는 선박이 접근해오는 경우에는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 유압 잭(50)을 구동시켜서 로드(51)를 수축시키면, 로드(51)와 결합된 이동 부재(42)가 고정 부재(41)의 안쪽으로 삽입되면서 그 돌출 길이가 대략 절반 정도로 축소된다.
따라서, 해양 구조물(1)이 다른 해양 구조물 또는 선박이 접근하더라도 빌지킬(40)의 돌출 길이가 최대한 감소되어 있으므로, 다른 해양 구조물 또는 선박에 충돌할 가능성을 대폭 줄일 수 있다.
또한, 접근해 온 다른 해양 구조물 또는 선박이 지나간 후에는 다시 빌지킬(40)의 이동 부재(42)를 인출시켜서 빌지킬(40)이 최대한 길게 돌출되도록 함으로써 횡동요를 억제하여 작업에 지장을 주지 않게 된다.
한편, 본 발명은 또 다른 실시 예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 빌지킬(60)을 접힘구조로 구성하여 빌지킬(60)의 돌출길이를 줄일 수 있다.
구체적으로 설명하면, 빌지킬(60)의 측면 길이의 대략 절반 정도의 위치에 힌지부(61)를 형성하고, 이 힌지부(61)를 중심으로 양쪽에 제 1,2빌지킬(62)(63)로 나뉘어서 제 2빌지킬(63)을 다양한 각도로 접을 수 있도록 한 구조이다.
따라서, 해양 구조물(1)은 작업중에 빌지킬(60)을 펼쳐서 횡동요가 억제된 상태에서 효과적으로 작업을 할 수 있게 된다.
한편, 해양 구조물(1)에서 작업중, 다른 해양 구조물 또는 선박이 접근해오는 경우에는, 제 2빌지킬(63)을 강제로 가압하면, 제 2빌지킬(63)은 힌지부(61)를 중심으로 제 1빌지킬(62)쪽으로 접어서 돌출길이가 감소된다. 따라서, 해양 구조물에 다른 해양 구조물 또는 선박이 접근하더라도 충돌에 의해 빌지킬(60)이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
마찬가지로, 작업중인 해양 구조물(1)에 접근해 왔던 다른 해양 구조물 또는 선박이 지나가면, 다시 접었던 빌지킬(60)을 펼쳐서 최대한 길게 돌출되도록 함으로써 횡동요를 억제한 상태로 작업을 할 수 있는 것이다.
본 발명은 3가지 실시 예를 예시도면에 의거 설명하였는데, 여기서, 상기 회전가능한 빌지킬(20)에 길이가 수축가능한 빌지킬(60)을 부가할 수 있다.
다시 말해서, 2가지 동작(회전동작 및 길이의 수축동작)을 동시에 수행할 수 있도록 구성할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는 해양 구조물에 설치되는 경우에 대하여 설명하였지만, 해양 구조물외에도 선박에도 적용가능함은 물론이다.
본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 여러가지 변형 및 수정이 가능하고, 이러한 변형 및 수정은 본 발명의 청구범위내에 포함됨은 자명한 사실이다.
1 : 선박
1a : 라운드 홈
10 : 빌지킬
20 : 빌지킬
21,22 : 단부
30 : 회전수단
31 : 모터
32 : 전달기어
33 : 회전기어
40 : 빌지킬
41 : 고정 부재
42 : 이동 부재
50 : 유압잭
51 : 로드
60 : 빌지킬
61 : 힌지부
62 : 제 1빌지킬
63 : 제 2빌지킬

Claims (7)

  1. 선박 또는 해양 구조물의 외면 길이방향을 따라 설치되는 빌지킬로 구성되어 횡동요를 억제하는 횡동요 억제장치로서,
    상기 빌지킬은 적어도 어느 한쪽 단부에 회전수단이 결합되어 빌지킬의 돌출길이를 줄일 수 있도록 회전가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 횡동요 억제장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전수단은 구동력을 제공하는 모터와, 이 모터와 연결된 전달기어와, 이 전달기어와 맞물리면서 상기 빌지킬의 단부와 결합되어 회전력을 전달하는 회전기어로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡동요 억제장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 빌지킬의 다른쪽 단부는 빌지킬이 회전가능함과 동시에 빌지킬을 지지할 수 있도록 하는 지지부재가 결합된 것을 특징으로 하는 횡동요 억제장치.
  4. 선박 또는 해양 구조물의 외면 길이방향을 따라 설치되는 빌지킬로 구성되어 횡동요를 억제하는 횡동요 억제장치로서,
    상기 빌지킬은 고정 부재와, 이 고정 부재의 내부로 입,출입이 가능하도록 결합되는 이동 부재로 이루어져서 빌지킬의 길이가 신축되도록 된 것을 특징으로 하는 횡동요 억제장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 고정 부재의 한쪽 또는 양쪽에는 유압 잭을 설치하고, 이 유압 잭의 로드가 이동 부재와 연동되게 결합된 것을 특징으로 하는 횡동요 억제장치.
  6. 선박 또는 해양 구조물의 외면 길이방향을 따라 설치되는 빌지킬로 구성되어 횡동요를 억제하는 횡동요 억제장치로서,
    상기 빌지킬은 힌지부를 형성하고, 이 힌지부를 중심으로 양쪽에 제 1,2빌지킬로 나뉘어서 제 2빌지킬을 힌지부를 중심으로 접을 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 횡동요 억제장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빌지킬은 힌지부를 더 포함하고, 이 힌지부를 중심으로 양쪽에 제 1,2빌지킬로 나뉘어서 제 2빌지킬을 힌지부를 중심으로 접을 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 횡동요 억제장치.
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