KR20120118729A - 해양 앵커링 윈치 시스템 및 이의 운영 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 해양 앵커링 윈치 시스템은, 해상에 부유하는 부유체 일측에 고정되고, 일단부에 앵커가 결합된 체인을 선택적으로 권취하는 윈치장치와, 상기 체인의 이동시에 이동 방향을 안내하는 페어리더와, 상기 윈치장치의 동작을 위한 수압을 제공하는 수압장치와, 상기 수압장치 및 윈치장치의 전기적 및 기계적 제어를 위한 제어장치와, 상기 수압장치, 윈치장치 및 제어장치를 조작하기 위한 운전실을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

해양 앵커링 윈치 시스템 및 이의 운영 방법{An Offshore Anchoring Winch control system and Operation Method of the same}

본 발명은 해상에 부유중인 부유체의 안정된 계류와, 위급 상황 발생시 신속한 제어가 가능하도록 하여 선체, 주변 장치 및 장비의 피해가 최소화되도록 한 해양 앵커링 윈치 시스템 및 이의 운영 방법에 관한 것이다.

국제적인 급격한 산업화 현상과 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 지구 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 전지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.

이와 같은 이유로, 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었으며, 따라서 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이런 유전의 개발에 적합한 시추 설비를 구비한 시추선이 개발되어 있다.

종래의 해저 시추에는 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 일 점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(rig ship)이나 고정식 플랫 홈이 주로 사용되었다.

그러나, 최근에는 첨단의 시추 장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 소위 시추선(Drill ship)과 해상공장인 FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading) 등이 개발되어 해저 시추 및 생산에 사용되고 있다.

군소 유전 개발을 위해서는 그 위치를 자주 옮겨야 하는 작업 조건에 따라, 이런 시추선은 예인선 없이 동력으로 항해를 할 수 있도록 제작되어 있다. 따라서 자체의 동력으로 항해하도록 설계된 시추선에 있어서는 최적의 항해 성능을 가지도록 건조되어야 한다.

이들 시추선의 선체 중앙에는 시추 또는 생산용 파이프를 해저면으로 내려 보내기 위한 대규모의 개구(문풀:moon-pool)가 형성되어 있다. 상기 문풀은 시추선의 용도 측면에서는 필수 불가결한 구조이지만, 선박의 정박 및 항해 안정성이나 항해 성능의 측면에서는 매우 불리한 구조이다.

특히, 종래의 시추선에는 문풀 내에 유입되어 있는 해수와 선체 외부의 해수에 상대적인 유동에 의해 발생되는 슬로싱(sloshing) 현상으로 인해 시추선의 항해 또는 정박시에 저항 증가, 속도 저하, 소요 마력 증가, 연료 소모 증가, 선체의 손상 등이 발생할 수 있다.

또한, 종래의 시추선은 문풀 내부 유체의 유동으로 인한 선박의 선상으로 오버 플로잉(overflowing) 현상으로 인해 작업자의 안전 및 작업 능률을 악화시킬 수 있는 요인으로 작용될 수 있다.

한편, 종래의 문풀 구조에서 해수유동 억제방법은 개구부 차폐장치 또는 수직벽체에 흐름의 부분차단이 가능한 구조의 설치, 계단식 문풀 구조로의 변경 등이 대부분이었다.

이와 같이 해상에서 계류되는 선체나 시설물 등은 평형 유지가 절실히 요구된다. 즉, 해상에서는 바람, 파랑, 또는 조류 등의 영향으로 선박의 요동이 불가결하므로 이러한 요동 요인이 발생하게 되더라도 작업 도중 평형이 유지될 수 있도록 하는 시스템이 요구된다.

이에 따라 자동위치제어시스템(DPS)이나 내부회전계류시스템(internal mooring system) 등 해양에서 위치를 고정하기 위한 설비들은 많이 개발되어 있다.

그러나, 이러한 시스템을 구성하는 다양한 구성 중에서 위치를 고정시키기 위한 가장 큰 역할을 담당하는 설비는 앵커링 윈치 시스템이며, 일반적으로는 윈치의 드럼에 연결된 로프의 장력(tension)을 조정하여 해상의 다양한 위치 변화에 대응하고 잇다.

즉, 로프의 장력은 텐션 윈치(tension winch)를 사용하여 로프를 풀거나 귄취함으로써 로프에 걸리는 장력이 자동적으로 조정될 수 있도록 제어된다.

그러나 종래의 이러한 시스템은 어떠한 해양 환경에 있더라도 작업자가 직접 명령을 입력하지 않으면 안되므로, 신속한 대처가 불가능하며, 작업 시간과 노동력이 과다하게 소요되는 문제점을 내포하고 있다.

그리고, 이러한 대처의 지연은 해상 부유체의 안전을 위협하는 요인을 작용하게 될 뿐만 아니라, 유지 및 관리 보수가 용이하지 못한 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 해상에 부유중인 부유체의 안정된 계류와, 위급 상황 발생시 신속한 제어가 가능하도록 하여 부유체, 주변 장치 및 장비의 피해가 최소화되도록 한 해양 앵커링 윈치 시스템 및 이의 운영 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 위급상황 발생시에 사용자의 명령에 따라 동작 가능하며, 필요에 따라서는 이를 감지하여 자동으로 위급상황대처를 위한 조치가 실시될 수 있도록 함으로써 유지 및 관리가 용이하도록 한 해양 앵커링 윈치 시스템 및 이의 운영 방법을 제공하는 것에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 해양 앵커링 윈치 시스템은, 해상에 부유하는 부유체 일측에 고정되고, 일단부에 앵커가 결합된 체인을 선택적으로 권취하는 윈치장치와, 상기 체인의 이동시에 이동 방향을 안내하는 페어리더와, 상기 윈치장치의 동작을 위한 수압을 제공하는 수압장치와, 상기 수압장치 및 윈치장치의 전기적 및 기계적 제어를 위한 제어장치와, 상기 수압장치, 윈치장치 및 제어장치를 조작하기 위한 운전실을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 윈치장치는, 회전동력을 발생하는 모터와, 상기 체인을 권취하는 다수의 권취부와, 상기 다수 권취부의 회전을 선택적으로 제동하는 제동부와, 상기 모터의 회전동력을 다수의 권취부에 전달하는 기어박스 및 클러치를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 수압장치는 체인의 이송속도와 장력의 크기에 따라 제동부, 기어박스 및 클러치에 제공하는 수압의 크기를 가변하는 것을 특징으로 한다.

상기 윈치장치, 수압장치, 제어장치, 운전실 중 하나 이상의 일측에는, 비상시에 사용자에 의해 조작되어 수압장치의 동작을 제한하기 위한 비상정지부와, 비상시에 사용자에 의해 조작되어 제동부, 기어박스 및 클러치의 제어를 해지하는 비상해지부가 구비됨을 특징으로 한다.

상기 비상정지부는 비상해지부 조작시에 조작불가 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.

상기 윈치장치 일측에는, 상기 체인의 길이를 측정하기 위한 엔코더가 구비됨을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 해양 앵커링 윈치 시스템의 운영 방법은, 해상의 부유체에 설치되어 일단부에 앵커가 결합된 체인을 선택적으로 권취하는 윈치장치와, 상기 체인의 이동 방향을 안내하는 페어리더와, 상기 윈치장치의 동작을 위한 수압을 제공하는 수압장치와, 상기 수압장치 및 윈치장치의 전기적 및 기계적 제어를 위한 제어장치를 포함하여 구성되는 해상 앵커링 윈치 시스템의 상태를 확인하는 장치확인단계와, 상기 수압장치를 동작시키는 수압시동단계와, 인버터를 동작시키는 인버터시동단계와, 상기 윈치장치, 페어리더 및 제어장치가 동작 명령을 대기하는 초기단계와, 앵커동작모드, 운항모드, 관리모드, 비상정지모드, 비상대처모드 중 어느 하나의 모드를 선택하는 모드선택단계와, 상기 모드선택단계에서 선택된 모드를 실행하는 모드실행단계와, 상기 모드실행단계를 정지한 후 모드 선택 명령을 대기하는 대기단계와, 상기 앵커를 고정하는 고정단계와, 상기 해양 앵커링 윈치 시스템을 정지하는 시스템정지단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 모드선택단계에서 비상정지모드 선택시 앵커동작모드, 운항모드, 관리모드 중 어느 하나의 모드가 실행중이더라도 비상정지모드를 우선 실행함을 특징으로 한다.

상기 모드선택단계에서 비상대처모드 선택시 앵커동작모드, 운항모드, 관리모드, 비상정지모드 중 어느 하나의 모드가 실행중이더라도 비상대처모드를 우선 실행함을 특징으로 한다.

상기 장치확인단계에서는 다수 센서를 이용하여 부유체 주위의 해수온도, 파고, 기후, 조류를 감지하는 것을 특징으로 한다.

상기 시스템정지단계 중에 상기 수압장치는 설정수압 이상을 유지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 해상에 부유중인 선체의 안정된 계류와, 위급 상황 발생시 신속한 제어가 가능하도록 구성된다.

따라서, 선체, 주변 장치 및 장비의 피해가 최소화되며, 안전사고를 최소화할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에서는 위급상황 발생시에 사용자의 명령에 따라 동작 가능하며, 필요에 따라서는 이를 감지하여 자동으로 위급상황대처를 위한 조치가 가능하도록 구성된다.

따라서, 해양 엥커링 윈치 시스템의 조정, 유지 및 관리가 용이하며 사용편의성이 향상되는 이점이 있다.

도 1 은 본 발명에 의한 해양 앵커링 윈치 시스템의 바람직한 실시예의 구성을 보인 부분 절개 사시도.
도 2 는 본 발명에 의한 해양 앵커링 윈치 시스템에서 일 구성인 운전실의 내부 구성을 보인 사시도.
도 3 은 본 발명에 의한 해양 앵커링 윈치 시스템에서 일 구성인 윈치장치의 구성을 보인 사시도.
도 4 는 본 발명에 의한 해양 앵커링 윈치 시스템에서 일 구성인 페어리더의 외관 구성을 보인 사용 상태도.
도 5 는 본 발명에 의한 해양 앵커링 윈치 시스템에서 일 구성인 수압장치 및 제어장치의 구성을 보인 사시도.
도 6 은 본 발명에 의한 해양 앵커링 윈치 시스템의 운영 방법을 나타낸 순서도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 해양 앵커링 윈치 시스템의 구성을 설명한다.

도 1에는 본 발명에 의한 해양 앵커링 윈치 시스템(이하 '윈치 시스템'이라 칭함)의 바람직한 실시예의 구성을 보인 부분 절개 사시도가 도시되어 있다.

도면과 같이, 윈치 시스템은 해상에 부유하는 부유체(10)의 움직임을 선택적으로 제한하는 윈치장치(100)의 동작을 제어하기 위한 시스템으로, 부유체(10)를 고정하거나 이동시에 또는 비상시에 사용자의 조작 또는 자동적으로 윈치장치(100)를 제어할 수 있도록 구성된다.

이를 위해 상기 윈치 시스템은 일단부에 앵커(20)가 결합된 체인(30)을 선택적으로 권취하는 윈치장치(100)와, 상기 체인(30)을 풀거나 감을때 체인(30)의 이동 방향을 안내하는 페어리더(200)와, 상기 윈치장치(100)의 동작을 위한 수압을 제공하는 수압장치(300)와, 상기 수압장치(300) 및 윈치장치(100)의 전기적 및 기계적 제어를 위한 제어장치(400)와, 상기 수압장치(300), 윈치장치(100) 및 제어장치(400)를 조작하기 위한 운전실(500)을 포함하여 구성된다.

상기 윈치장치(100)와 운전실(500)은 부유체(10)의 폰톤(12) 상측에 위치하며, 상기 제어장치(400)와 수압장치(300)는 폰톤(12)의 내측에 설치된다.

그리고, 상기 수압장치(300)의 동작에 의해 제공되는 수압은 윈치장치(100)가 체인(30)을 제동할 수 있도록 하는 힘을 발생시키게 되며, 윈치 시스템이 가동중이거나 정지상태인 경우에도 항상 가동중인 상태이다.

이하 첨부된 도 2를 참조하여 상기 운전실(500)의 내부 구성을 개략적으로 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 해양 앵커링 윈치 시스템에서 일 구성인 운전실(500)의 내부 구성을 보인 사시도가 도시되어 있다.

도면과 같이 상기 운전실(500)은 윈치 시스템을 조정할 수 있도록 하는 구성으로, 내부에는 운전자를 위한 소정의 공간이 형성되며, 상기 구성들을 독립적으로 조정하기 위한 조이스틱(520), 터치스크린(540) 및 버튼(560)이 구비된다.

따라서, 운전자는 상기 터치스크린(540)을 통해 상기 구성들의 동작 상태나 설정 조건을 확인 가능하며, 필요에 따라서는 설정 변경도 가능하도록 구성됨이 바람직하다.

도 3에는 본 발명에 의한 해양 앵커링 윈치 시스템에서 일 구성인 윈치장치(100)의 구성을 보인 사시도가 도시되어 있다.

상기 윈치장치(100)는 다수개의 윈치(120)가 구비되어 상기 체인(30)을 권취하거나 풀는 역할을 수행하며, 본 발명의 실시예에서 상기 윈치(120)는 한 쌍으로 구성되어 서로 대칭되도록 배치하였다.

상기 윈치(120)에는 권취부(122)가 구비된다. 상기 권취부(122)는 내부가 함몰된 형상을 갖도록 형성되어 회전에 의해 상기 체인(30)이 외주면에 권취되도록 구성되며, 상기 한 쌍의 윈치(120)에 각각 한 개씩 구비된다.

상기 권취부(122)의 내측에는 제동부(124)가 구비된다. 상기 제동부(124)는 밴드 브레이크가 적용되며, 상기 수압장치(300)로부터 제공받은 수압에 의해 동작이 제어되고, 각각의 제동부(124)는 개별 동작이 가능하도록 구성된다.

상기 한 쌍의 윈치(120) 사이의 후방에는 모터(140)가 구비된다. 상기 모터(140)는 윈치(120)에 회전동력을 제공하기 위한 구성으로, 본 발명의 실시예에서 상기 모터(140)는 단일로 구성되어 상기 한 쌍의 윈치(120)에 동시에 회전동력을 제공하게 된다.

이를 위해 상기 모터(140)의 우측에는 기어박스(160) 및 클러치(180)가 구비된다. 상기 기어박스(160) 및 클러치(180) 역시 상기 수압장치(300)로부터 제공받은 수압을 이용하여 동작하며, 상기 기어박스(160)는 모터(140)로부터 제공받은 회전동력의 속도를 조절하여 상기 클러치(180)에 전달하게 된다.

그리고, 상기 클러치(180)는 기어박스(160)를 통해 전달되는 모터(140)의 회전동력을 윈치(120)에 선택적으로 전달하도록 구성된다.

상기 기어박스(160)에는 다이나믹브레이크(162)가 더 구비된다. 상기 다이나믹브레이크(162)는 수압에 의해 동작하여 상기 모터(140)의 회전력을 감소시킬 수 있도록 구성되며, 물을 순환시켜 냉각되도록 구성된다.

상기 윈치장치(100) 일측에는, 상기 체인(30)의 길이를 측정하기 위한 엔코더(도시되지 않음)가 구비된다. 상기 엔코더는 체인(30)의 길이를 감지하기 위한 구성으로, 상기 체인(30)의 최대 풀림 및 감김 길이를 미리 설정하여 이를 감지함으로써 윈치(120)의 과도한 권치동작이나 풀림동작이 미연에 차단될 수 있도록 한다.

이하 상기 페어리더(200)의 구성을 첨부된 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4에는 본 발명에 의한 해양 앵커링 윈치 시스템에서 일 구성인 페어리더(200)의 외관 구성을 보인 사용 상태도가 도시되어 있다.

상기 페어리더(200)는 윈치(120)의 동작에 의해 체인(30)에 발생되는 장력의 방향에 대하여 움직임이 용이하도록 구성되며, 체인(30)과의 마찰력이 최소화되돌고 구성된다.

즉, 상기 페어리더(200)는 부유체(10)의 측벽에 부착되어 체인(30)의 인장 방향에 따라 페어리더(200) 전체가 회전하도록 안내하는 방향안내부(220)가 구비되고, 상기 체인(30)의 이송 방향에 따라 회전하여 마찰력을 감소시키기 위한 마찰감소부(240)가 구비된다.

따라서, 상기 페어리더(200)는 체인(30)의 윈치(120)의 동작에 의해 끌어당겨지거나 풀어질 때 어떠한 방향으로 인장력이 발생하게 되더라도 방향안내부(220)와 마찰감소부(240)가 동시에 회전하여 마찰력을 최소화한 상태로 안내할 수 있게 된다.

이하 첨부된 도 5를 참조하여 상기 수압장치(300) 및 제어장치(400)의 구성을 설명한다.

도 5에는 본 발명에 의한 해양 앵커링 윈치 시스템에서 일 구성인 수압장치(300) 및 제어장치(400)의 구성을 보인 사시도가 도시되어 있다.

도면과 같이, 상기 수압장치(300)는 폰톤(12) 내부에 설치되어 다양한 구성에 수압을 제공하게 되며, 수압의 크기 조절이 가능하도록 구성된다.

보다 구체적으로는, 상기 수압장치(300)는 체인(30)의 이송 속도와 장력의 크기에 따라 제동부(124), 기어박스(160) 및 클러치(180)에 제공하는 수압의 크기를 가변할 수 있도록 구성된다.

그리고, 상기 수압장치(300)는 축압기(accumulator.320)를 구비하여 수압을 높은 압력으로 압축할 수 있으며, 상기 축압기(320)의 압력이 250bar 이하인 경우 동작하여 축압기(320) 내부의 압력을 적정 압력인 295bar를 유지할 수 있도록 자동 제어된다.

상기 수압장치(300)의 후방에는 제어장치(400)가 구비된다. 상기 제어장치(400)는 수압장치(300)와 윈치장치(100)의 전기적/기계적 제어가 가능한 구성으로, 다수의 요소로 이루어진다.

즉, 상기 제어장치(400)는 파워분배패널과, 인버터와, 제어장치(400)의 동작을 제어하기 위한 브레이크레지스터와, PLC, UPS를 구비하고 수압장치(300)의 동작을 제어하는 스타트패널과, 비상대처패널 등을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 제어장치(400)는 부유체(10)의 위치에 영향을 미치는 외력조건(예컨대, 풍량, 파고, 조류 등)을 감지하는 풍량센서, 파고센서, 조류센서 등으로부터 제공받은 데이터를 수집 및 처리하는 역할도 동시에 수행한다.

상기 비상대처패널에는 비상시에 사용자에 의해 조작되어 제동부(124), 기어박스(160) 및 클러치(180)의 제어를 해지하는 비상해지부가 구비되며, 상기 비상해지부는 비상 상황시에 적재 적소에서 사용자에 의해 조작 가능하도록 다수 곳에 다수 개가 구비됨이 바람직하다.

그리고, 도시되진 않았지만 제어장치(400) 일측에는 비상정지부가 더 구비된다. 상기 비상정지부는 비상해지부와 마찬가지로 사용자에 의해 조작되며 수압장치(300)의 동작을 제한하기 위한 구성이다.

상기 비상해지부는 비상정지부 보다 우선하여 실행되며, 상기 비상정지부의 실행 명령시에 비정상적으로 동작하게 되면 상기 비상해지부는 자동으로 실시 가능하도록 구성된다.

즉, 상기 비상정지부는 비상해지부 조작시에 조작불가 상태를 유지하게 된다.

그리고, 상기 비상정지부와 비상해지부는 제어장치(400)의 일측 뿐만 아니라, 상기 윈치장치(100), 수압장치(300), 운전실(500) 중 하나 이상의 일측에도 구비됨이 바람직하다.

이하 첨부된 도 6을 참조하여 상기와 같이 구성되는 윈치 시스템의 운영 방법을 설명한다.

도 6에는 본 발명에 의한 해양 앵커링 윈치 시스템의 운영 방법을 나타낸 순서도가 도시되어 있다.

도면과 같이, 상기 윈치 시스템은 다수의 단계를 순차적으로 실시하여 운영되며, 부유체(10) 주위의 해양 환경에 따라 비상정지모드와, 비상대처모드가 사용자에 의해 선택적으로 운영될 수 있다.

상기 윈치 시스템은 윈치장치(100), 페어리더(200), 수압장치(300) 및 제어장치(400)의 상태를 확인하는 장치확인단계(S100)와, 상기 수압장치(300)를 동작시키는 수압시동단계(S200)와, 인버터를 동작시키는 인버터시동단계(S300)와, 상기 윈치장치(100), 페어리더(200) 및 제어장치(400)가 동작 명령을 대기하는 초기단계(S400)와, 앵커동작모드, 운항모드, 관리모드, 비상정지모드, 비상대처모드 중 어느 하나의 모드를 선택하는 모드선택단계(S500)와, 상기 모드선택단계에서 선택된 모드를 실행하는 모드실행단계(S600)와, 상기 모드실행단계를 정지한 후 모드 선택 명령을 대기하는 대기단계(S700)와, 상기 앵커(20)를 고정하는 고정단계(S800)와, 상기 해양 앵커링 윈치 시스템을 정지하는 시스템정지단계(S800)를 실시하여 해양에 앵커링 된 상태를 유지하게 된다.

상기 장치확인단계(S100)에서 가장 우선 실시되는 것은 시스템에 전원을 인가하는 과정이며, 전원 인가시에 제동부(124), 클러치(180), 다이나믹브레이크(162), 기어박스(160), 수압장치(300)를 확인하게 되며, 이와 동시에 해양의 기후 조건이나 파고, 해수온도 등도 확인하게 된다.

상기 장치확인단계(S100)가 완료되면 상기 제동부(124), 클러치(180), 다이나믹브레이크(162), 기어박스(160), 수압장치(300)를 초기 상태로 세팅하게 되며, 이후 수압시동단계(S200)가 실시된다.

상기 수압시동단계(S200)는 윈치 시스템을 구성하는 다수 요소의 동작이 가능하도록 하는 수압장치(300)를 가동시키는 단계로서 윈치장치(100)의 동작 가능 여부는 윈치 시스템의 안전과 직결되므로 가장 우선하여 시동하게 된다.

상기 수압시동단계(S200) 이후에는 인버터시동단계(S300)가 실시된다. 상기 인버터시동단계(S300)는 모터(140)에 전원 공급이 이루어질 수 있도록 하는 구성으로, 상기 모터(140) 뿐만 아니라 전원을 필요로 하는 구성에 전원 공급이 가능할 수 있도록 하기 위해 상기 수압시동단계(S200) 이후에 바로 실시된다.

상기 인버터시동단계 (S300)이후에는 초기단계(S400)가 실시된다. 상기 초기단계(S400)는 장치확인단계(S100)에서 장치 확인시에 오류가 발생되지 않고, 수압장치(300)의 시동이 완료되며, 인버터의 동작이 원활한 상태로서, 상기 모드선택단계(S500)를 통한 다양한 모드의 선택시 실행이 가능하도록 하는 준비단계이다.

상기 초기단계(S400) 이후에는 모드선택단계(S500)가 실시된다. 상기 모드선택단계(S500)는 크게 앵커동작모드와, 운항모드, 관리모드, 비상정지모드 및 비상대처모드로 구분된다.

상기 모드선택단계(S500)에서 선택된 모드는 모드실행단계(S600)를 통해 실시된다.

상기 앵커동작모드는 수압장치(300)의 동작에 의해 회전하는 윈치(120)의 권취부(122)에 의해 체인(30)이 감기거나 풀려 윈치(120)가 이동하도록 하는 모드로서, 상기 운전실(500)에 구비된 조이스틱(520)을 이용하여 간편하게 조종 가능하다.

상기 앵커동작모드시에 각 구성의 상태를 살펴보면, 상기 수압장치(300)는 일정 압력 295bar를 유지하며, 상기 클러치(180)와 기어박스(160)는 on 상태이다. 그리고, 제동부(124)는 off 상태를 유지하여 상기 권취부(122)의 회전이 가능하도록 구속을 해지하게 된다.

상기 윈치장치(100)는 체인(30)에 가해지는 장력이 설정압력보다 높을 시에 별도로 구비된 알림수단을 이용하여 운전자에게 알려주게 되며, 설정압력 이하를 유지할 수 있도록 체인(30) 권취속도를 조절하게 된다.

상기 운항모드는 부유체(10)를 이동시에 적용되는 모드로서, 견인선에 의해 앵커(20)에 인장력이 가해질 때 이러한 인장력이 체인(30)을 통해 부유체(10)에 전달됨에 따라 상기 부유체(10)는 이동이 가능하며, 이때 상기 체인(30)은 일정 장력을 유지하도록 제어된다.

그리고, 상기 운항모드는 앵커(20)가 설치되고자 하는 위치까지 견인선에 의해 운반될 때 체인(30)의 구속력을 해지함으로써 신속한 앵커(20)의 위치 이동이 가능하도록 하는 모드이기도 하다.

이때 상기 윈치장치(100)는 견인선에 의해 체인(30)에 인장력이 가해질 때 구속을 완전히 해지하지 않고 설정된 장력을 유지할 수 있도록 하여 무제한적인 풀림이 미연에 방지되도록 함으로써 견인선에 의해 옮겨진 앵커(20)의 위치에 바로 앵커(20)의 설치가 가능하도록 한다.

상기 관리모드는 윈치 시스템의 유지 및 관리 기능을 총괄하는 모드로서, 센서의 세팅이나, 모드별 동작 테스트 등이 포함된다.

상기 관리모드는 운전실(500)에 구비된 터치스크린(540)을 통해 설정 몇 변경이 가능하도록 구성된다.

한편, 상기 모드선택단계(S500)에서 비상정지모드 선택시 앵커동작모드, 운항모드, 관리모드 중 어느 하나의 모드가 실행중이더라도 비상정지모드를 우선 실행된다.

상기 비상정지모드는 전술한 앵커동작모드, 운항모드, 관리모드를 실시하던 중이라도 사용자에 의해 비상정지모드가 실행된 경우 조건에 관계 없이 독립적으로 수행된다.

상기 비상정지모드 수행중에는 각 구성에 발생한 오류나 오작동 등을 조치한 후 사용자에 의해 비상정지모드를 해지할 할 때 완료된다.

또한, 상기 모드선택단계(S500)에서 비상대처모드 선택시 앵커동작모드, 운항모드, 관리모드, 비상정지모드 중 어느 하나의 모드가 실행중이더라도 비상대처모드를 우선 실행하게 된다.

상기 비상대처모드는 윈치 시스템 운영중에 위급상황이 발생시에 사용자가 비상대처부를 조작하여 실시되며, 부유체(10), 주변장치 및 장비의 피해를 최소화할 수 있도록 한다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 수압장치(300)는 동작되고, 클러치(180), 기어박스(160) 및 다이나믹브레이크(162)는 동작하지 않는 상태가 된다.

그러나 예컨대 클러치(180)가 동작하는 상태이면 제동부(124)를 동작시킨 후 클러치(180)가 비가동상태가 되도록 변환하게 된다.

또한 기어박스(160)의 내부 압력이 최소압력보다 큰 경우 제동부(124)의 동작을 제어하여 클러치(180)가 비가동상태가 되도록 변환할 수도 있다.

상기 모드실행단계(S600) 이후에는 대기단계(S700)가 실시된다. 상기 대기단계(S700)는 상기 모드실행단계(S600)에서 실행된 모드를 정지하고 상기 초기단계(S400)와 동일한 상태로 윈치 시스템을 대기시키는 단계이다.

상기 대기단계(S700) 이후에는 고정단계(S800)가 실시된다. 상기 고정단계(S800)는 윈치 시스템의 운영을 종료하고 앵커(20)를 고정하는 단계로서, 인버터와 기어박스(160)는 작동 상태를 유지하고, 클러치(180)는 비가동상태가 되도록 한다.

그리고, 일정 시간 후에 인버터 및 수압장치(300)를 정지시키게 되며, 수압장치(300)의 내부 압력은 설정압력을 지속적으로 감지하여 설정압력 이하가 될 때 선택적으로 가동하여 유지하게 된다.

이런 상태에서 상기 엥커는 고정 작업을 통해 해저에 고정된다.

상기 고정단계(S800) 이후에는 시스템정지단계(S900)가 실시된다. 상기 시스템정지단계(S900)는 모든 장치의 동작을 종료하는 과정으로, 다만 상기 수압장치(300)는 설정압력 이상으로 유지하도록 제어된다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

10. 부유체 12. 폰톤
20. 앵커 30. 체인
100. 윈치장치 120. 윈치
122. 권취부 124. 제동부
140. 모터 160. 기어박스
162. 다이나믹브레이크 180. 클러치
200. 페어리더 220. 방향안내부
240. 마찰감소부 300. 수압장치
320. 축압기 400. 제어장치
500. 운전실 520. 조이스틱
540. 터치스크린 560. 버튼
S100. 장치확인단계 S200. 수압시동단계
S300. 인버터시동단계 S400. 초기단계
S500. 모드선택단계 S600. 모드실행단계
S700. 대기단계 S800. 고정단계
S900. 시스템정지단계

Claims (11)

1. 해상에 부유하는 부유체 일측에 고정되고, 일단부에 앵커가 결합된 체인을 선택적으로 권취하는 윈치장치와,
   상기 체인의 이동시에 이동 방향을 안내하는 페어리더와,
   상기 윈치장치의 동작을 위한 수압을 제공하는 수압장치와,
   상기 수압장치 및 윈치장치의 전기적 및 기계적 제어를 위한 제어장치와,
   상기 수압장치, 윈치장치 및 제어장치를 조작하기 위한 운전실을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 해양 앵커링 윈치 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 윈치장치는,
   회전동력을 발생하는 모터와,
   상기 체인을 권취하는 다수의 권취부와,
   상기 다수 권취부의 회전을 선택적으로 제동하는 제동부와,
   상기 모터의 회전동력을 다수의 권취부에 전달하는 기어박스 및 클러치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 해양 앵커링 윈치 시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 수압장치는 체인의 이송속도와 장력의 크기에 따라 제동부, 기어박스 및 클러치에 제공하는 수압의 크기를 가변하는 것을 특징으로 하는 해양 앵커링 윈치 시스템.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 윈치장치, 수압장치, 제어장치, 운전실 중 하나 이상의 일측에는,
   비상시에 사용자에 의해 조작되어 수압장치의 동작을 제한하기 위한 비상정지부와,
   비상시에 사용자에 의해 조작되어 제동부, 기어박스 및 클러치의 제어를 해지하는 비상해지부가 구비됨을 특징으로 하는 해양 앵커링 윈치 시스템.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 비상정지부는 비상해지부 조작시에 조작불가 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 해양 앵커링 윈치 시스템.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 윈치장치 일측에는, 상기 체인의 길이를 측정하기 위한 엔코더가 구비됨을 특징으로 하는 해양 앵커링 윈치 시스템.
7. 해상의 부유체에 설치되어 일단부에 앵커가 결합된 체인을 선택적으로 권취하는 윈치장치와, 상기 체인의 이동 방향을 안내하는 페어리더와, 상기 윈치장치의 동작을 위한 수압을 제공하는 수압장치와, 상기 수압장치 및 윈치장치의 전기적 및 기계적 제어를 위한 제어장치를 포함하여 구성되는 해상 앵커링 윈치 시스템의 상태를 확인하는 장치확인단계와,
   상기 수압장치를 동작시키는 수압시동단계와,
   인버터를 동작시키는 인버터시동단계와,
   상기 윈치장치, 페어리더 및 제어장치가 동작 명령을 대기하는 초기단계와,
   앵커동작모드, 운항모드, 관리모드, 비상정지모드, 비상대처모드 중 어느 하나의 모드를 선택하는 모드선택단계와,
   상기 모드선택단계에서 선택된 모드를 실행하는 모드실행단계와,
   상기 모드실행단계를 정지한 후 모드 선택 명령을 대기하는 대기단계와,
   상기 앵커를 고정하는 고정단계와,
   상기 해양 앵커링 윈치 시스템을 정지하는 시스템정지단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해양 앵커링 윈치 시스템의 운영 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 모드선택단계에서 비상정지모드 선택시 앵커동작모드, 운항모드, 관리모드 중 어느 하나의 모드가 실행중이더라도 비상정지모드를 우선 실행함을 특징으로 하는 해양 앵커링 윈치 시스템의 운영 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 모드선택단계에서 비상대처모드 선택시 앵커동작모드, 운항모드, 관리모드, 비상정지모드 중 어느 하나의 모드가 실행중이더라도 비상대처모드를 우선 실행함을 특징으로 하는 해양 앵커링 윈치 시스템의 운영 방법.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 장치확인단계에서는 다수 센서를 이용하여 부유체 주위의 해수온도, 파고, 기후, 조류를 감지하는 것을 특징으로 하는 해양 앵커링 윈치 시스템의 운영 방법.
11. 제 6 항에 있어서, 상기 시스템정지단계 중에 상기 수압장치는 설정수압 이상을 유지하는 것을 특징으로 하는 해양 앵커링 윈치 시스템의 운영 방법.
    
    
    

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