KR20130054269A

KR20130054269A - 연안 해양 앵커

Info

Publication number: KR20130054269A
Application number: KR1020127029991A
Authority: KR
Inventors: 피터 브루스
Original assignee: 브루팻 리미티드
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2011-04-13
Publication date: 2013-05-24
Also published as: GB201006362D0; AU2011241972B2; EP2558357B1; CN102905967A; CA2796276A1; US9233737B2; CN102905967B; HK1180288A1; WO2011128689A2; BR112012026368A2; JP2013525171A; JP5806291B2; ZA201208464B; EP2558357A2; WO2011128689A3; AU2011241972A1; US20130032077A1

Abstract

해저 토양(2) 안에 깊게 파묻히기 위한 해양 앵커(1,40,40A,40B,40C)는 닻가지 부재(4,41), 자루 부재(7,49) 및 상기 닻가지 부재(4,51)의 도심(9,46)으로부터 제 1 방향 및 제 2 방향으로 놓이도록 부하 적용 지점(13,15,63,63A,65)을 제한하기 위한 수단(12,62,62A)을 포함하여, 닻가지 부재(4,41)의 전방 및 후방 방향(10,47)에 대하여, 예각인 전방 개방의 각도(A) 및 예각의 후방 개방의 각도(C)를 각각 형성함으로써, 상기 해양 앵커(1,40,40A,40B,40C)는 전방 방향(F)에서 깊게 파묻히도록 전방으로 당겨진 후에 후방의 방향(R)으로 깊게 파묻히도록 후방으로 당겨질 수 있다.

Description

연안 해양 앵커{Offshore marine anchor}

본 발명은 해양 앵커에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연안의 산업에서 허리케인 조건에 이용되기 위한, 직접적으로 파묻히는 해양 앵커 및 끌어당겨서 파묻히는 앵커에 관한 것이다. 끌어당겨서 파묻히는 해양 앵커(drag embeddment marine anchor)는 초기에 수평으로 끌어당겨서 해저 표면을 통하여 침투하게 된다. 직접 파묻히는 해양 앵커는 일반적으로 종동부(follower)로 알려진 무거운 신장 공구(heavy elongated tool)에 의해 해저 표면을 통해 밀게 되거나, 또는 해저 표면 위의 일정 거리에서 자유 낙하함으로써 전개된 모멘텀에 기인한 충격을 통해 강제된다.

연안의 드릴 작업 또는 생산 플랫폼은 통상적으로 다수의 앵커 라인 및 앵커들에 의해 제 위치에 유지되는데, 이들은 통상적으로 플랫폼에 중심이 있는 원의 원주를 따라서 등간격으로 이격된다. 허리케인은 그러한 플랫폼에 강한 힘을 가할 수 있다. 만약 앵커들이 앵커 라인들의 파괴 부하를 초과하는 유지 용량(holding capacity)을 제공하도록 선택되었다면, 허리케인의 힘은 플랫폼의 바람이 불어오는 쪽의에서 앵커 라인을 분리시킬 정도로 커질 수 있다. 앵커 라인들중 하나 또는 그 이상이 플랫폼의 바람이 불어오는 쪽에서 분리된다면, 근접한 앵커 라인들이 과부하를 받게될 것이며, 차례로 분리될 수 있다. 다음에 플랫폼은 스테이션으로부터 이탈되게 구동될 수 있고 이때 뒤편의 앵커들은 앵커 라인들에서의 장력 증가 때문에 부하의 방위각 방향이 변화될 것이다. 이들 앵커들은 나머지 앵커 라인들이 분리되어 플랫폼이 표류될 수 있을 때까지 증가하는 부하를 받으면서 해저 토양내에서 방위각에서의 당김 방향으로 돌게 될 것이며 더 깊게 파묻힐 것이다. 그러나, 만약 뒤쪽 앵커 위로 직접적으로 통과하는 경로를 따라서 플랫폼이 구동된다면, 마지막의 그대로 있는 앵커 라인은 앵커를 후방으로 수직 평면에서 도립된 자세로 회전시킬 것이며, 이때 증가되는 부하는 앵커가 파묻혀 있는 깊이를 상실하게 하고, 밖으로 나오게 하여, 해저 표면상에서 끌리게 한다. 끌리는 앵커는 플랫폼이 태풍으로 표류할 때 가까이에 있는 그 어떤 파이프라인에라도 심각한 위험을 가한다. 그러한 위험은 2005 년 8 월에 허리케인 카트리나 기간중에 대가가 큰 현실이 되었으며. 이때 반잠수형 드릴 플랫폼은 앵커 라인들이 분리되었고 앵커를 가까이에 있는 파이프라인으로 끌어당겼다.

본 발명의 제 1 목적은 향상된 해양 앵커를 제공함으로써 상기 언급된 위험을 회피하는 것으로서, 이것은 앵커가 해저 표면 아래에 이미 깊게 파묻히고 하나의 방위각 방향으로 부하를 받고 있을 때, 앵커 라인이 후방으로 끌려서 반대편의 방위각 방향으로 앵커에 부하를 받을 경우에 점진적으로 증가되는 용량을 제공하도록 더 깊게 파묻히고 회전하는 성능을 가진다. 이후에, 앵커가 부하를 받을 때 토양에 지탱되는 앵커 닻가지의 베어링 표면들의 면적 중심이 베어링 표면들의 면적의 제곱근의 2 배를 초과하여 해저 표면 아래로 파묻힐 때, 앵커는 해저 표면 아래의 토양에 깊이 파묻힌 것으로 간주된다.

본 발명의 제 2 목적은 여기에서 설명된 앵커 닻가지의 도심에서 측정된, 적어도 2 개의 작동 닻가지 도심 각도들(operational fluke centroid angles)을 가지는 향상된 해양 앵커를 제공하는 것으로서, 각각의 닻가지 도심 각도는 앵커가 해저 토양내의 궤적을 따라서 파묻히게 할 수 있다.

본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 해저 표면 아래의 토양에 파묻히기 위한 앵커는, 상기 앵커가 부하를 받을 때 상기 토양에 지탱되는 베어링 표면을 가진 닻가지 부재(fluke member), 자루 부재(shank member), 상기 앵커를 앵커 라인에 연결하기 위한 연결 부재의 부착을 위한 적어도 2 개의 부하 적용 지점들 및, 상기 연결 부재들이 상기 부하 적용 지점들 사이에서 전달될 수 있게 하는 통로를 구비함으로써, 상기 베어링 표면들의 도심(centroid)을 포함하고 상기 앵커의 기준 직선과 경사 각도를 형성하는 직선상에 상기 부하 적용 지점들이 놓이고, 상기 기준 직선은 상기 도심을 포함하고 상기 앵커의 전방 방향 및 후방 방향을 정의하고, 전방 방향에서 상기 베어링 표면들은 최소 투사 영역(minimum projected area)을 가지고, 상기 기준 직선은 상기 앵커의 대칭 평면에 위치되며, 또한 상기 통로는 상기 기준 직선에 대하여 각도가 고정되고, 상기 경사 각도는 제 1 부하 적용 지점에 대한 전방 개방의 예각 및 제 2 부하 적용 지점에 대한 후방 개방의 예각이어서, 부하 적용 지점에서 상기 앵커 라인에 의하여 상기 연결 부재를 통하여 상기 앵커에 적용되는 부하는 상기 제 1 부하 적용 지점에 대한 전방 방향 및 상기 제 1 부하 적용 지점에 대한 후방 방향으로 상기 해저 표면 아래에서 더 깊게 상기 앵커가 묻히게 한다.

바람직스럽게는, 상기 전방 개방의 예각은 68°내지 82°범위의 값을 가지고, 75°의 값이 바람직스러우며, 상기 후방 개방의 예각은 68°내지 82°범위의 값을 가지고, 75°의 값이 바람직스럽다.

바람직스럽게는, 상기 통로는 상기 연결 부재를 수용하도록 적합화됨으로써, 상기 연결 부재는 상기 통로 안에서 움직임으로써 제 1 부하 적용 지점으로부터 제 2 부하 적용 지점으로 그리고 반대로 전달될 수 있다.

바람직스럽게는, 상기 통로는 상기 제 1 부하 적용 지점 및 상기 제 2 부하 적용 지점을 구비한 슬롯을 포함하고, 제 1 부하 적용 지점 및 제 2 부하 적용 지점 각각은 상기 슬롯의 단부에 가깝게 위치된다.

바람직스럽게는, 상기 제 1 부하 적용 지점 및 상기 제 2 부하 적용 지점은 상기 베어링 표면들의 평면적의 제곱근의 0.12 배 내지 0.4 배의 범위에 있는 거리로 상기 도심으로부터 각각 분리된다.

바람직스럽게는, 상기 자루 부재는 평탄한 부재를 포함한다. .

바람직스럽게는, 상기 제 1 부하 적용 지점은 상기 베어링 표면들의 평면적의 제곱근의 0.03 배 내지 0.3 배의 범위에 있는 거리로 상기 제 2 부하 적용 지점으로부터 분리된다.

바람직스럽게는, 상기 자루 부재는 상기 닻가지 부재에 단단하게 부착된다.

바람직스럽게는, 상기 자루 부재는 상기 기준 직선에 평행한 축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 닻가지 부재에 부착된다.

바람직스럽게는, 상기 제 1 부하 적용 지점 및 상기 제 2 부하 적용 지점을 포함하는 직선은 0°내지 15°의 전방 개방 범위 및 0°내지 5°의 후방 개방 범위중 하나로 각도를 형성하도록 상기 기준 직선에 경사진다.

바람직스럽게는, 상기 연결 부재는 신장(伸長)된 보조 자루 부재를 포함하고, 보조 자루 부재는 부하 핀에 의하여 상기 자루 부재에 부착되도록 하단부에 있는 U 자형 갈고리(clevis) 및, 앵커 라인에 부착되도록 상단부에 있는 예비 부하 적용 지점을 구비한다.

바람직스럽게는, 일시적인 유지 수단이 상기 자루 부재와 상기 보조 자루 부재 사이에 제공되어 상기 도심을 포함하는 직선상에 상기 예비 부하 적용 지점을 일시적으로 유지하고, 상기 직선은 52°내지 68°범위의 전방 개방 각도(β)를 형성하도록 상기 기준 직선에 대하여 경사지고, 전방 개방 각도가 바람직스럽게는 60°이다.

바람직스럽게는, 상기 일시적인 유지 수단은 전단 가능한 핀(shearable pin)을 포함한다.

바람직스럽게는, 편향 수단은 후방으로 향하는 상부 표면을 포함하는 상기 닻가지 부재의 후방에 제공되고, 후방으로 향하는 상부 표면은 상기 앵커의 상기 대칭 평면의 각 측에 위치되고 그리고 상기 기준 직선에 대하여 경사의 각도를 형성하는 선에 상기 대칭 평면을 교차시키는 평면에 위치됨으로써, 상기 후방으로 향하는 상부 표면들은 그에 대한 토양의 상호 작용으로부터 편향력을 발생시켜서, 후방으로 향하는 힘의 성분이 상기 제 2 부하 적용 지점에 가해질 때 상기 토양에서 상기 앵커의 회전을 용이하게 한다.

바람직스럽게는, 상기 경사의 각도는 10°내지 40°의 범위이고, 30°인 것이 바람직스럽다.

바람직스럽게는, 상기 베어링 표면들의 전체 면적에 대한 상기 후방으로 향하는 상부 표면들의 면적의 비율은 0.02 내지 0.2 의 범위이고, 바람직스럽게는 0.09 이다

본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 해저 표면 아래의 토양에 파묻히기 위한 앵커는, 상기 앵커가 부하를 받을 때 상기 토양에 지탱되는 베어링 표면들을 가지는 닻가지 부재, 적어도 2 개의 피봇 가능한 신장(伸長)된 부재들 및 상기 신장된 부재들을 상기 닻가지 부재로부터 멀리 결합시키는 역할을 하는 결합 부재를 구비하는 자루 부재 및, 상기 앵커를 앵커 라인에 연결시키도록 연결 부재의 부착을 위한 부하 적용 지점을 구비함으로써, 상기 베어링 표면들의 도심을 포함하고 상기 앵커의 기준 직선과 경사의 도심 각도를 형성하는 직선상에 상기 부하 적용 지점이 놓이고, 상기 기준 직선은 상기 도심을 포함하고 상기 앵커의 전방 방향 및 후방 방향을 정의하여 전방 방향에서 상기 베어링 표면들은 최소 투사 영역을 가지고, 상기 기준 직선은 상기 앵커의 대칭 평면에 위치되고, 상기 신장된 부재들은 상기 앵커가 상기 앵커 라인에 의해 부하를 받을 때 상기 닻가지 부재에서 떨어지게 상기 결합 부재를 유지하도록 하는 길이이고, 상기 신장 부재들은 부착 지점들에서 상기 닻가지 부재에 부착됨으로써 상기 대칭 평면상의 상기 부착 지점들의 돌출부들은 이격되고, 상기 신장 부재들은 상기 결합 부재상에서 이격된 부착 지점들에서 상기 결합 부재에 부착되고, 상기 앵커가 상기 앵커 라인에 의해 작동될 수 있는 다중 안정 메카니즘(multi-stable mechanism)을 포함하도록, 상기 결합 부재는 상기 적어도 2 개의 부하 적용 지점들 및 전달 수단을 구비하고, 상기 전달 수단은 상기 결합 부재에 부착되었을 때 상기 연결 부재를 상기 부하 적용 지점들 사이에서 전달될 수 있게 함으로써, 상기 연결 부재는 부하 적용 지점의 위치의 적어도 2 개의 안정 위치들 사이에서 가역적으로(reversibly) 움직일 수 있다.

바람직스럽게는, 상기 신장된 부재들은 와이어, 라인(lines), 밧줄(stay), 케이블, 체인 및 단단한 비임들중 적어도 하나를 포함한다.

바람직스럽게는, 상기 신장된 부재들의 2 개의 전방 쌍들 및 상기 신장된 부재들의 2 개의 후방 쌍들이 제공되고 이들은 상기 안정 위치들이 상기 닻가지 부재의 베어링 표면들의 도심으로부터의 거리를 두고 위치되도록 하는 길이를 가지고, 상기 앵커가 부하를 받을 때 베어링 표면들은 상기 토양에 지탱되고, 상기 거리는 상기 베어링 표면들의 평탄 면적의 제곱근의 0.5 내지 1.65 의 범위에 있고, 0.8 내지 1.2 의 범위이다.

바람직스럽게는, 2 개의 가까운 안정 위치들 각각에 대한 경사의 상기 도심 각도는, 47°인 것이 바람직스러운 36°내지 52°, 60°인 것이 바람직스러운 52°내지 68°, 75°인 것이 바람직스러운 68° 내지 82°를 포함하는 3 개의 전방 개방 범위들; 90°인 것이 바람직스러운 85°내지 95°의 하나의 중간 범위; 및, 75°인 것이 바람직스러운 68°내지 82°의 하나의 후방 개방 범위;인 5 개의 범위들중 상이한 하나에 있도록 선택된다.

바람직스럽게는, 상기 전달 수단은 상기 연결 부재를 수용하도록 적합화된 통로를 포함함으로써, 상기 연결 부재는 상기 통로 안에서 움직임으로써 하나의 부하 적용 지점으로부터 다른 부하 적용 지점으로 그리고 그 반대로 전달될 수 있다.

바람직스럽게는, 상기 통로는 슬롯을 포함한다.

바람직스럽게는, 상기 결합 부재는 평탄 부재를 포함하고, 평탄 부재는 상기 슬롯, 상기 신장된 부재들을 부착시키기 위한 2 개의 이격된 부착 지점들 및, 상기 슬롯의 단부에서 그 단부에 가깝게 각각 위치하는 상기 제 1 부하 적용 지점 및 제 2 부하 적용 지점을 구비한다.

바람직스럽게는, 상기 제 1 부하 적용 지점 및 제 2 부하 적용 지점은 상기 2 개의 이격된 부착 지점들이 떨어져 있는 거리(M)보다 짧은 거리(L)로 떨어져 있다.

바람직스럽게는, 상기 거리(L)에 대한 상기 거리(M)의 비율은 1 내지 3 의 범위이고, 바람직스럽게는 1.5 내지 2.5 의 범위이다.

바람직스럽게는, 상기 제 1 부하 적용 지점 및 제 2 부하 적용 지점을 포함하는 제 1 직선은 상기 2 개의 이격된 부착 지점들을 포함하는 제 2 직선에 평행하고, 상기 제 1 직선 및 제 2 직선은 상기 거리(M)의 제로 내지 0.5 배의 범위의 거리(L)로 떨어져 있다.

바람직스럽게는, 상기 다중 안정 메카니즘은 쌍안정 메카니즘을 포함하되, 상기 결합 부재는 대응하는 제 1 및 제 2 안정 위치들에서 위치될 수 있는 제 1 및 제 2 부하 적용 지점들을 포함하는 직선 슬롯을 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 안정 위치들은 각각 전방 개방의 예각 도심 각도 및 후방 개방의 예각 도심 각도를 형성하고, 상기 각각의 각도는 68°내지 82°의 범위에 있고 바람직스럽게는 75°이다.

바람직스럽게는, 상기 다중 안정 메카니즘은 쌍안정 메카니즘을 포함하되, 상기 결합 부재는 대응하는 제 1 및 제 2 안정 위치들에서 위치될 수 있는 제 1 및 제 2 부하 적용 지점들을 포함하는 직선 슬롯을 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 안정 위치들은, 52°내지 68°의 범위이고 바람직스럽게는 60°인 제 1 전방 개방의 예각 도심 각도(β) 및, 68°내지 82°의 범위이고 바람직스럽게는 75°인 제 2 전방 개방의 예각 각도(A)를 각각 형성한다.

바람직스럽게는, 상기 결합 부재 내의 상기 슬롯은 상기 제 1 부하 적용 지점과 제 2 부하 적용 지점 사이에 중간 부하 적용 지점을 제공하는 역할을 하는 굽힘부를 가지고, 상기 굽힘부의 각각의 측에 있는 상기 슬롯의 축들은 140°내지 160°의 범위이고 바람직스럽게는 150°인 내포된 하방향 개방의 둔각을 형성한다.

바람직스럽게는, 상기 다중 안정 메카니즘은 3 안정 메카니즘을 포함하되, 상기 결합 부재는 대응하는 제 1 및 제 2 안정 위치들에 위치될 수 있는 제 1 및 제 2 부하 적용 지점들을 포함하는 굽힘 슬롯(62A)을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 안정 위치들은, 각각 68°내지 82°의 범위이고 바람직스럽게는 75°인 전방 개방의 예각 도심 각도 및 후방 개방의 예각 도심 각도를 각각 형성하고, 상기 굽힘 슬롯은 중간 안정 위치에 위치될 수 있는 중간 부하 적용 지점을 포함하고, 중간 안정 위치는 각각 85°내지 90°의 범위이고 바람직스럽게는 90°인 전방 개방의 예각 도심 각도 및 후방 개방의 예각 도심 각도중 하나를 형성한다.

바람직스럽게는, 상기 다중 안정 메카니즘은 3 안정 메카니즘을 포함하되, 상기 결합 부재는 대응하는 제 1 및 제 2 안정 위치들에 위치될 수 있는 제 1 및 제 2 부하 적용 지점들을 포함하는 굽힘 슬롯을 포함하고, 상기 제 1 안정 위치는 36°내지 52°의 범위이고 바람직스럽게는 46°인 제 1 전방 개방의 예각 도심 각도를 형성하고, 상기 제 2 안정 위치는 68°내지 82°의 범위이고 바람직스럽게는 75°인 제 2 전방 개방의 예각 도심 각도를 형성하고, 상기 굽힘 슬롯은 중간 안정 위치에 위치될 수 있는 중간 부하 적용 지점을 포함하고, 중간 안정 위치는 52°내지 68°의 범위이고 바람직스럽게는 60°인 중간의 전방 개방 도심 각도를 형성한다.

바람직스럽게는, 상기 다중 안정 메카니즘은 3 안정 메카니즘을 포함하되, 상기 결합 부재는 대응하는 제 1 및 제 2 안정 위치들에 위치될 수 있는 제 1 및 제 2 부하 적용 지점들을 포함하는 굽힘 슬롯을 포함하고, 상기 제 1 안정 위치는 52°내지 68°의 범위이고 바람직스럽게는 60°인 전방 개방의 예각 도심 각도를 형성하고, 상기 제 2 안정 위치는 68°내지 82°의 범위이고 바람직스럽게는 75°인 후방 개방의 예각 도심 각도를 형성하고, 상기 굽힘 슬롯은 중간 안정 위치에 위치될 수 있는 중간 부하 적용 지점을 포함하고, 중간 안정 위치는 68°내지 82°의 범위이고 바람직스럽게는 75°인 중간의 전방 개방 도심 각도를 형성한다.

바람직스럽게는, 조절 수단은, 상기 신장된 부재들중 적어도 하나에 대한 상기 결합 부재상의 부착 지점과 상기 닻가지 부재상의 대응하는 부착 지점 사이의 거리를 일시적으로 변경시키기 위하여 상기 자루 부재에 제공되어 상기 제 1 부하 적용 지점에 대한 예비적인 안정 위치를 제공함으로써, 상기 제 1 부하 적용 지점 및 상기 도심을 포함하는 직선은 상기 기준 직선과 예비적인 전방 개방의 예각을 형성하며, 상기 예각은 상기 앵커 라인이 장력을 받을 때 46°인 것이 바람직스러운 36°내지 52°의 범위 및, 60°인 것이 바람직스러운 52°내지 68°의 범위중 하나이다.

바람직스럽게는, 상기 조절 수단은, 상기 닻가지 부재와 상기 결합 부재상의 상기 전방 부착 지점 사이의 부착을 위한 부착 지점들을 가지는, 힌지 접합부로 연결된 2 개의 신장된 부재를 포함함으로써, 상기 요소들은 각각 폐쇄되거나 또는 개방되었을 때 부착 지점들의 최소 또는 최대의 분리를 제공한다.

바람직스럽게는, 일시적인 유지 수단이 상기 요소들 사이에 제공되어 상기 부착 지점들과 함께 상기 요소들을 최소의 분리에 일시적으로 유지한다.

본 발명의 실시예들은 이제 첨부된 도면들을 참조하여 하나의 예로서 설명될 것이다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 해양 앵커의 측면도를 도시한다.
도 2 는 도 1 의 앵커의 정면도를 도시한다.
도 3 은 도 1 의 앵커의 정면도를 도시한다.
도 4 는 도 1 의 앵커의 배면도를 도시한다.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1 안정 구성에서의 해양 앵커의 측면도를 도시한다.
도 6 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 안정 구성에서의 해양 앵커의 측면도를 도시한다.
도 7 은 도 5 의 앵커의 정면도를 도시한다.
도 8 은 도 6 의 앵커의 정면도를 도시한다.
도 9 는 도 5 의 앵커의 평면도를 도시한다.
도 10 은 도 5 에 도시된 2 개의 부하 적용 지점들을 가진 확대 축척의 결합 플레이트를 도시한다.
도 11 은 예비적인 전방 개방의 예각(β) 및 폐쇄 구성에서의 거리 조절기를 구비하는 도 5 의 앵커의 측면도를 도시한다.
도 12 는 전방 개방의 제 1 예각(A) 및 개방 구성에서의 거리 조절기를 구비하는 도 5 의 앵커의 측면도를 도시한다.
도 13 은 후방 개방의 제 2 예각(C) 및 개방 구성에서의 거리 조절기를 구비하는 도 5 의 앵커의 측면도를 도시한다.
도 14 는 전방 개방의 예비적인 예각(β)을 가진 도 5 의 앵커에 대한 측면도를 도시한다.
도 15 는 전방 개방의 제 1 예각(A)을 가진 도 5 의 앵커의 측면도를 도시한다.
도 16 은 3 개의 부하 적용 지점들을 가진 대안의 결합 플레이트를 확대 축척으로 도시한다.
도 17 은 도 16 의 결합 플레이트가 설치된 도 5 의 앵커를 각도(A)를 형성하는 제 1 안정 구성으로 도시한다.
도 18 은 각도(B)를 형성하는 중간 안정 구성에서 도 17 의 앵커를 도시한다.
도 19 는 각도(C)를 형성하는 제 2 안정 구성에서 도 17 의 앵커를 도시한다.
도 20 은 각도(α)를 형성하는 제 1 초기 안정 구성에서 Q 보다 작은 P 를 가지는 도 18 의 앵커를 도시한다.
도 21 은 각도(β)를 형성하는 제 2 초기 안정 구성에서 도 20 의 앵커를 도시한다.
도 22 는 각도(A)를 형성하는 제 1 안정 구성에서 도 20 의 앵커를 도시한다.

도 1 내지 도 4 를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에서, 작동시에 해저 표면(3) 아래의 토양(2)에 깊게 파묻히기 위한 해양 앵커(1)는 2 개의 닻가지(fluke)들을 포함하는데, 상기 닻가지(4)는 앵커(1)의 대칭 평면(6)에 있는 접합부(5)에서 함께 접합되고 대칭 평면(6)에 위치된 플레이트 자루(7)에 대하여 접합부(5)를 따라서 단단하게 함께 부착된다. 대칭 평면(6)은 도 3 및 도 4 에서 수직의 점선으로 도시되고 도 2 에서 수평의 점선으로 도시되어 있다. 각각의 닻가지(4)는 평탄한 상부 표면(8)을 가진다. 상부 표면(8)은 서로에 대하여 경사져서 하반각(anhedral angle, E)을 구비하는데 (도 3), 이것은 120°내지 180°의 범위인 크기를 가지고, 140°의 각도가 바람직스럽다. 조합된 표면(8)들의 도심(9)(도 1)은 대칭 평면(6)에 놓인다. 도심(9)을 포함하고 평탄한 상부 표면(8)들에 평행하게 놓인 기준 직선(10)은 앵커(1)의 전방 방향(F) 및 후방 방향(R)을 정의한다. 각각의 닻가지(4)는 평면도(도 2)에서 전체적으로 5 각형의 형상을 가지며 전방 지점(11)이 대칭 평면(6)으로부터 이격된다. 플레이트 자루(7)는 신장된 슬롯(12)을 구비하는데, 신장된 슬롯은 전방 단부(14)에 있는 제 1 부하 적용 지점(13) 및 슬롯(12)의 후방 단부(16)에 있는 제 2 부하 적용 지점(15)을 가진다. 도심(9)으로부터 제 1 부하 적용 지점(13) 및 제 2 부하 적용 지점(15) 각각을 분리시키는 거리는 0.12√A 내지 0.4√A 범위이고, 0.15√A 내지 0.25√A 범위가 바람직스럽고, 여기에서 A 는 도 2 에 도시된 닻가지(4)의 조합된 평면 영역을 나타낸다. 제 2 부하 적용 지점(15)으로부터 제 1 부하 적용 지점(13)을 분리시키는 거리는 0.03√A 내지 0.3√A 범위이다. 도심(9) 및 제 1 부하 적용 지점(13)을 포함하는 직선(17)은 기준 직선(10)과 전방 개방의 예각 도심 각도(A)를 형성한다. 마찬가지로, 도심(9) 및 제 2 부하 적용 지점(15)을 포함하는 직선(18)은 기준 직선(10)과 후방 개방의 예각 도심 각도(C)를 형성한다. 도심 각도(A) 및 도심 각도(C) 각각의 크기는 68° 내지 82° 의 범위이고, 75°가 더욱 바람직하다. 도심 각도(C)는 도심 각도(A)와 같은 것이 바람직스럽지만 반드시 그러한 것은 아니다. 슬롯(12)의 축(19)은 제 1 부하 적용 지점(13) 및 제 2 부하 적용 지점(15)을 포함하고, 기준 직선(10)에 대하여 전방 개방의 각도(G)로 놓인다. 전방 개방의 각도(G)의 크기는 0 °에 대하여 -5°내지 +15°의 범위로 선택되는 것이 바람직스러우며, 여기에서 제 1 부하 적용 지점(13)은 각도(G)가 음각(negative)일 때 제 2 부하 적용 지점(15) 보다 기준 직선(10)에 더 가깝다.

앵커(1)는 U 자형 갈고리(clevis, 21)를 가지는 신장(伸長)된 보조 자루(20)를 구비하며, 갈고리는 하부 단부(23)에 있는 핀 구멍(22) 및 상부 단부(25)에 있는 걸쇠 돌기 구멍(shackle lug hole, 24)을 구비한다. 핀 구멍(22)과 걸쇠 돌기 구멍(24) 사이의 거리는 0.7√A 내지 √A 범위이고, 0.85√A 가 바람직하다. 갈고리(21)는 자루(7)에 벌려져 있고 로드 핀(load pin, 26)에 의하여 자루에 부착되는데, 로드 핀은 핀 구멍(22) 안에 위치되고 슬롯(12)을 통과한다. 로드 핀(26)의 직경은 슬롯(12)의 폭보다 약간 작아서, 앵커 라인(anchor line, 30)의 방향(F)에서 부하의 성분이 역전되어 보조 자루(20)가 로드 핀(26)(도 1)을 중심으로 시계 반대 방향으로 회전되고 방향(R)에서 후방으로 움직일 때 로드 핀(26)은 제 1 부하 적용 지점(13)으로부터 제 2 부하 적용 지점(15)으로 자유롭게 미끄러질 수 있다. 명확성을 위하여, 도 1 은 갈고리(21)를 부분적으로 단면으로 도시하여 슬롯(12)의 전방 단부(14)에서 자루(7)에 있는 제 1 부하 적용 지점(13)을 나타낸다.

걸쇠(28)의 핀(27)은 걸쇠 돌기 구멍(24) 안에 끼워지는데, 이것은 중심(24A)을 가져서, 보조 자루(20)를 걸쇠(28) 및 소켓(29)을 통하여 앵커 라인(30)에 연결시킨다. 갈고리(21)는 전단 핀 구멍(31)을 구비하는데, 전단 핀 구멍은 전단 핀(33)을 수용하도록 자루(7)에 있는 복수개의 전단 핀 구멍(32)들중 하나와 정렬될 수 있도록 위치된다. 전단 핀(33)이 전단 핀 구멍(31) 및 전단 핀 구멍(32)들중 하나에 위치되었을 때, 중심(24A) 및 도심(9)을 포함하는 직선(34)이 기준 직선(10)에 대하여 예비적인 전방 개방의 예각 도심 각도(β)를 형성하도록 보조 자루(20)가 유지되고 로드 핀(26)은 제 1 로드 적용 지점(13)에 위치된다. 예비적인 전방 개방의 도심 각도(β)의 크기는 52°내지 68°범위이도록 선택되며 60°가 부드러운 진흙 토양에서의 작업을 위해 바람직스럽다. 자루(7)에 있는 복수개의 전단 핀 구멍(7)들은 자루(7)에서 특정의 전단 핀 구멍 안에 전단 핀(33)을 위치시킴으로써 각도(β)의 크기의 단계적인(stepwise) 선택을 허용한다. 따라서 보조 자루(20)가 전단 핀(33)에 의해 제한되었을 때, 걸쇠 돌기 구멍(24)의 중심(24A)은 예비적인 부하 적용 지점(35)에 유지되어, 앵커(1)의 닻가지(4)들에 대하여 예비적인 전방 개방의 도심 각도(β)를 형성하며, 이것은 해저 표면(3)을 통한 앵커(1)의 완전한 침투를 용이하게 하고, 약 2√A 인 해저 표면(3) 아래 도심(9)의 침투 깊이에 도달하도록 도심 각도(β)에 의하여 제한되는 경사진 표면 아래(subsurface)의 궤적을 따른 앵커의 완전한 침투를 용이하게 한다. 이것은 텐션(tension)하에 있는 동안, 앵커 라인(30)의 경사를 증가시킴으로써 전단 핀(33)이 안전하게 분리되는 것을 허용할 정도로 충분히 깊어서, 보조 자루(20)가 로드 핀(26)을 중심으로 회전하는 것을 자유롭게 하여, 앵커(1)에 가해지는 부하를 예비적인 부하 적용 지점(35)으로부터 제 1 부하 적용 지점(14)으로 전달함으로써, 더 큰 전방 개방의 예각 도심 각도(A)에 의해 제한된 더 가파르게 경사진 궤적을 따라서 차후의 파묻힘을 가능하게 한다.

편향기 플레이트(36)(도 1, 도 2 및 도 4)는 닻가지(4)의 후방 가장자리(37)에 위치되고 닻가지 표면(8)의 경사 연장부를 형성하는 평탄한 상부 표면(38)을 가진다. 대칭 평면(6)에 평행하고 표면(38)에 놓인 직선(39)은 대칭 평면(6)으로 투사될 때 기준 선(10)과 후방의 개방 각도(D)를 형성한다. 각도(D)의 크기는 10° 내지 40°의 범위이고, 30°가 바람직하다. 닻가지 표면(8)들의 전체 면적에 대한 편향기 플레이트 상부 표면(38)들의 전체 면적의 비율은 0.02 내지 0.2 의 범위이고, 0.09 가 바람직하다.

앵커(1)의 변형예에서 (도 1 내지 도 4), 닻가지(4)는 자루(7)에 단단하게 부착되는 대신에 힌지(5A)에 의해 힌지 연결된다. 힌지(5A)는 접합부(5)와 자루(7) 사이에 위치되며 힌지(5A)의 축(5B)은 대칭 평면(6)에 놓이고 기준 직선(10)에 평행하여, 자루(7)가 대칭 평면(6)을 벗어나서 회전할 수 있게 함으로써, 앵커 라인(30)의 방위각 방향이 변화할 때 앵커(1)가 대칭 평면(6)을 벗어나는 부하에 저항할 수 있다.

도 5 내지 도 10 을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에서, 작업시에 해저 표면(3) 아래의 토양(2)에 깊게 파묻히기 위한 해양 앵커(40)는 상부 표면(42A)을 가진 중앙 플레이트(42) 및 2 개의 경사진 측부 플레이트(43)들에 의해 형성된 닻가지(41)를 구비하며, 측부 플레이트 각각은 상부 표면(43A)을 가지고 그 각각은 접합부(44)에서 중앙 플레이트(42)에 접합된다. 접합부(44)들은 앵커(40)의 대칭 평면(45)(도 7, 도 8 및 도 9)에 대하여 평행하고 대칭 평면으로부터 이격된다. 플레이트 강화 리브(rib, 44A)(도 5 내지 도 9)는 접합부(44)들 각각의 길이를 따라서 닻가지(41)의 하부측에 부착된다. 측부 플레이트(43)들은 서로에 대하여 경사져서 닻가지(41) 아래의 하반각(anhedral angle, E)을 구비하는데 (도 7 및 도 8) 이것은 180°내지 120°의 범위의 크기이고, 140°가 바람직하다. 플레이트(42,43)들의 조합된 상부 표면(42A,43A)들의 도심(46)(도 9)은 대칭 평면(45)에 놓인다. 도심(46)을 포함하고 중심 플레이트(42)의 상부 표면(42A)에 평행하게 놓인 기준 직선(47))(도 5, 도 6 및 도 9)은 앵커(40)의 전방 방향(F) 및 후방 방향(R)을 정의한다. 대칭 평면(45)의 각각의 측에서, 닻가지(41)의 각각의 절반은 평면에서 전체적으로 5 각형의 형상을 가지며 전방 지점(48)은 대칭 평면(45)으로부터 이격되어 있다. 편향기 플레이트(76)(도 5, 도 6 및 도 9)는 닻가지(41)의 중심 플레이트(42)의 후방 가장자리(77)에 위치되며, 평탄한 상부 표면(78)(도 9)을 가지는데, 이것은 중심 플레이트(42)의 상부 표면(42A)의 경사진 연장부를 형성한다. 대칭 평면(45)에 평행하고 표면(78)에 위치된 직선(79)(도 5)은 대칭 평면(45)에서 측정된 기준선(47)과 후방 개방의 각도(D)를 형성한다. 각도(D)의 크기는 10°내지 40° 의 범위이고, 30°가 바람직스럽다. 표면(42A 및 43A)들의 전체 평탄 면적에 대한 편향기 플레이트 상부 표면(78)의 면적의 비율은 0.02 내지 0.2 의 범위이고, 0.09 가 바람직스럽다.

앵커(40)의 자루(49)는 결합 플레이트(50)(도 5 및 도 6)와, 2 개의 전방 케이블(51F) 및 2 개의 후방 케이블(52R)을 구비한다. 자루(49)는 닻가지(41)의 강화 리브(44A)의 각각에서 전방 돌기(53F) 및 후방 돌기(53R)에 부착된다. 돌기(53F,53R)들은 각각 중심(53A,53B)들을 가지고, 닻가지(41)의 상부 표면(42A,43A)을 통해 돌출된다. 돌기(53F,53R)들은 도심(46)으로부터 동등하게 이격된다 (도 9). 케이블(51F,52R)들 각각은 각각의 하부 단부에 있는 소켓(54L) 및 각각의 상부 단부에 있는 소켓(54U)에 의해 종료된다. 각각의 소켓(54L)들은 그것을 통해 연결된 걸쇠(55)를 가지는데, 그것은 각각의 전방 케이블(51F)을 각각의 대응하는 전방 돌기(53F)에 부착하고 각각의 후방 케이블(52R)을 각각의 대응하는 후방 돌기(53R)에 부착하는 수단으로서 걸쇠(55)를 가진다. 케이블(51F)들의 전방 쌍은 2 개의 소켓(54U)들을 통해 연결되는 걸쇠(56)에 의해 중심(57A)을 가진 전방 돌기 구멍(57F)에서 결합 플레이트(50)에 부착된다 (도 5, 도 6 및 도 7). 마찬가지로, 케이블(52R)들의 후방 쌍은 2 개의 소켓(54U)들을 통해 연결되는 걸쇠(56)에 의해 중심(57B)을 가진 후방 돌기 구멍(57R)에서 결합 플레이트(50)에 부착된다 (도 5, 도 6 및 도 8).

이제 도 10 을 참조하면, 앵커(40)에 포함되기 위하여, 결합 플레이트(50)는 측면도에서 전체적으로 4 변형의 형상인데, 상부 가장자리(58)는 전방 가장자리(60) 및 후방 가장자리(61)에 의해 분리된 하부 가장자리(59)에 대하여 평행하게 놓인다. 신장된 슬롯(62)은 결합 플레이트(50)에서 전방 돌기 구멍(57F) 및 후방 돌기 구멍(57R) 위에 위치되며, 그 안에서 슬롯(62)의 전방 단부(64)에 제 1 부하 적용 지점(63) 및 슬롯(62)의 후방 단부(66)에서 제 2 부하 적용 지점(65)을 가진다. 슬롯(62)은 걸쇠(58)의 핀(67)을 수용하는 역할을 하는데 (도 5), 이것은 앵커 라인(70)의 터미널 소켓(terminal socket, 69)을 통한 연결을 위하여 제공된다. 슬롯(62)은 걸쇠(68)의 핀(67)의 직경 보다 약간 큰 폭을 가지며, 그에 의하여 핀(67)은 슬롯(62)의 전방 단부(64)에서 제 1 부하 적용 지점(63)으로부터 슬롯(62)의 후방 단부(66)에서 제 2 부하 적용 지점(65)으로 미끄러질 수 있다. 결합 플레이트(50)의 제 1 부하 적용 지점(63)과 제 2 부하 적용 지점(65) 사이의 거리(L)(도 10)는 결합 플레이트(50)에서 돌기 구멍(57F, 57R)들의 중심(57A,57B)들을 각각 분리시키는 거리(M) 보다 작은 것이 바람직스럽다. 거리(L)와 핀(67)의 직경을 더한 것은 슬롯(62)의 전체적인 길이와 같다. 비율(M/L)이 바람직스럽게는 1 내지 3 의 범위이고, 1.5 내지 2.5 의 범위가 더욱 바람직스럽다. 돌기 구멍(57F,57R)들이 결합 플레이트(50)의 평면에서 직선(72)의 둘레에 대칭적으로 배치되는 것이 바람직스럽지만 반드시 대칭적일 필요는 없으며, 결합 플레이트의 평면은 제 1 부하 적용 지점(63) 및 제 2 부하 적용 지점(65)을 포함하는 직선(73)을 직각으로 양분한다. 직선(73A)은 돌기 구멍(57F,57R)들의 중심(57A,57B)들을 각각 포함하고 직선(73)에 대하여 평행하게 놓인다. 직선(73)과 직선(73A) 사이의 거리(N)가 바람직스럽게는 거리(M)의 제로 내지 0.5 배의 범위이고, 거리(M)의 제로 내지 0.3 배의 범위가 더욱 바람직스러우며, 비록 이러한 범위 밖에 있는 N 의 값이 이용될 수 있을지라도 상기 범위가 바람직스럽다. 결합(50)은 이후에 설명되는 바와 같이 앵커(40)에서 쌍안정(bi-stable) 메카니즘(49B)이 구현될 수 있게 한다.

앵커(40)에서, 걸쇠(68)의 핀(67)이 제 1 부하 적용 지점(63)에 머물고 케이블(51F,52R)들이 팽팽할 때, 제 1 부하 적용 지점(63)은 제 1 안정 위치(74)에서 유지되고, 제 1 안정 위치(74) 및 도심(46)을 포함하는 직선(74A)은 기준 직선(47)과 전방 개방의 예각(A)을 형성한다 (도 5). 마찬가지로, 핀(67)이 제 2 부하 적용 지점(65)에 머물고 케이블(51F,52R)들이 팽팽할 때, 제 1 부하 적용 지점(65)은 제 2 안정 지점(75)에 유지되고 제 2 안정 지점(75) 및 도심(46)을 포함하는 직선(75A)은 기준 직선(47)과 후방 개방의 예각(C)을 형성한다 (도 6). 결합 플레이트(50)의 거리(L, M, N)들의 크기(도 10)들은 자루(49)의 거리(P,Q)들과 함께 (도 6) 각도(A) 또는 각도(C)에 대한 임의의 실제적인 소망의 값을 얻도록 선택될 수 있다. 거리(P)는 대칭 평면(45)에서 측정된 것으로서 (도 7, 도 8 및 도 9), 결합 플레이트(50)에 있는 전방 돌기 구멍(57F)의 중심(57A)과, 닻가지(41)에 있는 전방 돌기(53F)들의 중심(53A)들에 접하는 직선이 대칭 평면(45)과 교차되는 지점 사이에 있다. 거리(Q)는 대칭 평면(45)에서 측정되는 것으로서, 결합 플레이트(50)에 있는 후방 돌기 구멍(57R)의 중심(57B)과, 닻가지(41)에 있는 전방 돌기(53F)들의 중심(53A)들에 접하는 직선이 대칭 평면(45)과 교차되는 지점에 있다. 앵커(40)가 앵커 라인(70)에 의해 부하를 받을 때 결합 플레이트(50)들이 닻가지(41)에서 떨어져서 유지되도록 거리(P,Q)가 이루어진다.

전방으로 향하는 힘의 성분이 토양(2)에 파묻혔을 때의 앵커(40)에 앵커 라인(70)에 의해 가해질 때, 걸쇠(68)의 핀(67)은 제 1 부하 적용 지점에 머물게 되며 따라서 케이블(51F) 및 케이블(52R)들에 장력을 가한다. 결과적으로, 힘 평형 상태가 확립되었을 때 케이블(51F), 케이블(52R) 및 결합 플레이트(50)를 포함하는 자루(49)는 닻가지(41)에 대하여 제 1 부하 적용 지점(63)을 제 1 안정 위치(74)로 가져오도록 회전한다. 제 1 안정 위치(74) 및 도심(46)을 포함하는 직선(74A)(도 5)은 이제 앵커 라인(70)의 축(70A)과 동일 선상(collinear)에 있으며, 기준 직선(47)과 전방 개방의 각도(A)를 형성하는데, 68°내지 82°의 범위의 각도가 형성되며, 75°가 바람직스럽다. 제 1 안정 위치(74)와 도심(46) 사이의 분리는 0.5√A 내지 1.7√A 의 범위로 선택되며, 0.8√A 내지 1.2√A 가 바람직스럽다. 핀(67)은 제 1 부하 적용 지점(63)에 머무는 동안 제 1 안정 위치(74)에 유지될 때 안정적인데, 제 1 부하 적용 지점(63)으로부터 걸쇠(68)의 핀(67)을 제거하지 않거나 또는 케이블(51F) 또는 케이블(52R)의 어느 하나에서 텐션을 완전히 상실하지 않으면서, 걸쇠(68)에서의 앵커 라인(70)의 축(70A)의 수평에 대한 경사가 케이블(51F)들을 포함하는 평면에 거의 평행한 것으로부터 케이블(52R)을 포함하는 평면에 거의 평행한 것으로 점진적으로 변화될 수 있다는 점에서 안정적이다. 따라서, 앵커 라인(70)의 축(70A)의 경사는 걸쇠(68)의 핀(67)이 제 1 부하 적용 지점(63)으로부터 멀리 결합 플레이트(50)의 슬롯(62) 안으로 미끄러지지 않으면서 예를 들어 약 플러스 또는 마이너스 15°로 변화될 수 있다.

제 1 부하 적용 지점(63)에 머무르고 현재 제 1 안정 위치(74)(도 5)에 유지되는 걸쇠(68)의 핀(67)을 통하여 앵커(40)에 힘의 후방향 성분을 도입시키도록 앵커 라인(70)이 당겨질 때, 케이블(51F) 및 케이블(52R)들을 포함하는 자루(49)가 텐션하에서 시계 반대 방향으로 뒤로 회전하는 반면에 (도 6), 결합 플레이트(50)는 시계 방향으로 회전함으로써 걸쇠(68)의 핀(67)은 슬롯(62) 안에서 제 1 부하 적용 지점(63)으로부터 제 2 부하 적용 지점(65)으로 미끄러진다. 힘의 평형 상태가 확립되었을 때, 제 2 부하 적용 지점(65)은 닻가지(41)에 대하여 제 2 안정 지점(75)에 유지되는 반면에 (도 6), 후방으로 향하는 장력의 성분이 유지된다. 제 2 안정 위치(75), 앵커 라인(70)의 축(70A)(도 6) 및 도심(46)을 포함하는 직선(75A)은 기준 직선(47)과 후방으로 향하는 개방 각도(C)를 형성하는데, 68 도 내지 82도 범위의 각도를 형성하며, 75 도 인 것이 바람직스럽다. 제 2 안정 위치(75)와 도심(46) 사이의 분리는 0.5√A 내지 1.65√A 범위로 선택되며, 0.9√A 내지 1.3√A 범위가 바람직스럽고, 여기에서 A 는 도 6 에 도시된 닻가지(41)의 평면 면적을 나타낸다. 핀(67)은 제 2 부하 적용 지점(65)에 머무는 동안 제 2 안정 위치(75)에 유지될 때 안정적인데, 제 2 부하 적용 지점(65)으로부터 핀(67)을 제거하지 않거나 또는 케이블(52R) 또는 케이블(51F)의 어느 하나에서 장력을 완전하게 상실하지 않으면서, 걸쇠(68)에서의 앵커 라인(70)의 축(70A)의 수평에 대한 경사가 케이블(52R)을 포함하는 평면에 거의 평행한 것으로부터 케이블(51F)을 포함하는 평면에 거의 평행한 것으로 점진적으로 변화될 수 있다는 점에서 안정적이다. 앵커 라인(70)의 축(70A)의 경사는, 핀(67)이 결합 플레이트(50)의 슬롯(62) 안에서 제 2 부하 적용 지점(65)으로부터 이탈되게 미끄러지지 않으면서 예를 들어 플러스 또는 마이너스 약 15 도로 변화될 수 있다.

케이블(51F,52R)들이 장력하에서 시계 반대 방향으로 회전할 때, 결합 플레이트(50)는 시계 방향으로 회전한다는 점이 주목될만 하다. 이것은 슬롯(62)의 수평에 대한 경사를 점진적으로 변화시키고, 따라서 결합 플레이트(50)의 제 1 부하 적용 지점(63)으로부터 제 2 부하 적용 지점(65)으로 걸쇠(68)의 핀(67)의 미끄러짐을 촉발하며, 따라서 힘의 평형 상태가 확립될 때, 제 1 안정 위치(74)로부터 제 2 안정 위치(75)로 앵커 라인(70)에서의 장력에 의해 구동된 미끄러짐이 촉발된다. 걸쇠(68)와 함께, 케이블(51F), 케이블(52R), 및 결합 플레이트(50)를 포함하는 자루(49)와 닻가지(41)를 구비하는 앵커(40)의 구성은 쌍안정 메카니즘(49B)을 구성하며, 여기에서 걸쇠(68)에 부착된 앵커 라인(70)의 축(70A)에 대한 적절하고 충분한 변화는, 전방으로 개방된 예각(A) 및 후방으로 개방된 예각(C)을 각각 포함하고 또한 그것의 역을 포함하는 제 1 안정 기하 구성(first stable geometrical configuration)으로부터 제 2 안정 기하 구성으로 쌍안정 메카니즘(49B)을 촉발할 수 있거나 또는 전환시킬 수 있다.

도 11 내지 도 13 을 참조하면, 해양 앵커(40)에는 거리(P)를 일시적으로 변경시키기 위한 거리 조절기(80)가 설치되는데(도 11 및 도 12), 이것은 전방 개방의 예각(A)보다 작은 전방 개방의 예각(β)을 제공한다. 각도(β)는 54 도 내지 66 도의 범위이고, 60 도의 각도가 바람직스럽다. 각도(β)는 해저 표면(3)을 통하여 부드러운 토양(2)으로의 닻가지(41)의 침투를 용이하게 하도록 제공된다. 거리 조절기(80)는 결합 플레이트(50)상의 전방 돌기 구멍(57F)과 소켓(54U)들에 연결된 걸쇠(56) 사이에 연결되는데, 소켓들은 적절하게 짧아진 전방 케이블(51F)들을 종료시킨다. 거리 조절기(80)는 2 개의 평행하고 동일하게 신장(伸長)된 플레이트(81)들을 포함하는데, 플레이트(81)들은 함께 고정되고 이격 플레이트(82)에 의해 충분하게 이격되어 결합 플레이트(50)에 걸칠 수 있다. 플레이트(81)들의 전방 단부(83)에는 구멍(84)이 있는데, 구멍은 결합 플레이트(50)에 있는 전방 돌기 구멍(57F)의 직경과 같은 직경을 가진다. 핀(85)은 구멍(84,57F)들을 통하여 위치되어 거리 조절기(80)를 걸쇠(56) 대신에 결합 플레이트(50)에 부착시킨다. 플레이트(81)들은 돌기(86)들을 포함하는데, 돌기는 이격 플레이트(82)로부터 플레이트(81)들의 대향측에 있는 구멍(84)을 향해 위치된 전단 핀 구멍(87)을 포함한다. 신장된 플레이트(88)는 플레이트(81)들 사이에 위치되며, 플레이트(88)의 후방 단부(89)에서 플레이트(81)들의 후방 단부(90)에 핀(91)으로 힌지되게 부착된다. 중심(92A)을 가진 구멍(92)은 케이블(51F)을 종료시키는 소켓(54U)들과 연결된 걸쇠(56)의 부착을 위하여 플레이트(88)의 전방 단부(93)에 제공된다. 플레이트(88)는 플레이트(88)들 사이에서 회동할 수 있어서 플레이트(88)에 있는 전단 핀 구멍(94)이 플레이트(81)들에 있는 전단 핀 구멍(87)과 정렬됨으로써, 전단 핀(95)이정렬된 구멍들 안에 맞춰질 수 있다. 전단 핀(95)이 분리되었을 때, 플레이트(81,88)들은 축방향으로 정렬되게 자유로이 회전되며(도 12), 따라서 돌기 구멍(57F)의 중심(57A)과 돌기(53F)의 중심(53A) 사이의 분리 거리(P-(S-T))(도 11)를 거리(S-T)로 증가시킨다. S 는 전단 핀(95)이 생략되거나 분리되었을 때 구멍(57F)의 중심(57A)과 구멍(92)의 중심(92A) 사이에서 가능한 최대 거리이다(도 12). 거리(T)(도 11)는 전단 핀(95)이 끼워져서 조작을 받지 않았을 때(intact) 케이블(51F)에 평행하게 측정된, 구멍(92)의 중심(92A)과 구멍(57F)의 중심(57A)을 분리시키는 최소 거리이다. 전단 핀(95)이 앵커(40)의 거리 조절기(80)의 플레이트(81,86) 사이에 끼워졌을 때, 거리(P)는 거리(S-T)로 짧아진다. 힘의 전방으로 향하는 성분이 제 1 부하 적용 지점(63)에 적용될 때, 제 1 부하 적용 지점(63)은 이제 닻가지(41)에 대하여 예비적인 안정 위치(96)에 유지된다 (도 11). 예비적인 안정 위치(96) 및 도심(46)을 포함하는 직선(96A)은 기준 직선(47)과 예각의 전방으로 개방된 각도(β)를 형성한다. 각도(β)의 크기는 거리(S 및 T)에 대한 적절한 크기를 선택함으로써 결정되며 (도 11 및 도 12), 이전에 언급된 바와 같이, 54 도 내지 66 도의 범위이고, 부드러운 토양에 대하여 60 도가 바람직스럽다.

앵커(40)가 해저 표면(3)상에 놓이고 결합 플레이트(50)의 제 1 부하 적용 지점(63)에 위치된 걸쇠(68)의 핀(67)을 가진 앵커 라인(70)에 의해 수평으로 당겨질 때, 해저 표면(3)을 통하여 토양(2)의 안으로 닻가지(41)가 침투하는 것은 폐쇄된 거리 조절기(80)에 있는 전단 핀(95)에 의해 유지된 전방 개방의 예각(β)의 존재에 의해 용이하게 된다 (도 11). 닻가지(41)의 도심(46)이 2√A를 초과하는 해저 표면(3) 아래의 특정 깊이에 있을 때, 닻가지(41)에 대한 토양의 부하는 전단핀(95)이 분리되게 한다. 결과적으로, 거리 조절기(80)가 개방되어 자루(49)가 회전할 수 있고 따라서 핀(67)은 예비적인 안정 위치(96)로부터 제 1 안정 위치(74)로 움직이는데, 이것은 전방 개방의 예각(A)을 한정한다 (도 12). 이전에서와 같이, 각도(A)는 68 도 내지 82 도의 범위이고, 75 가 바람직스럽다. 이전에 언급된 바와 같이, 제 1 안정 위치(74)와 도심(46) 사이의 분리는 0.5√A 내지 1.65√A 의 범위로 선택되며, 0.9√A 내지 1.3√A 가 바람직스럽다. 앵커 라인(70)의 방향이 이제 변경되고, 제 1 안정 위치(74)에 유지된 제 1 부하 적용 지점(63)에서의 힘의 후방으로 향하는 성분을 적용하도록 장력이 가해질 때, 케이블(52R)들 및 개방된 거리 조절기(80)와 함께 케이블(51F)들은 장려하에서 후방으로 시계 반대 방향으로 회전하고, 결합 플레이트(50)는 시계 방향으로 회전함으로써 걸쇠(68)의 핀(67)은 제 1 부하 적용 지점(63)으로부터 제 2 부하 적용 지점(65)으로 앵커 라인(70)에서의 장력에 의해 구동되어 슬롯(62) 안으로 미끄러진다. 힘의 후방으로 향하는 성분이 유지되는 동안 제 2 부하 적용 지점(65)은 닻가지(41)에 대하여 제 2 안정 위치(75)에 도달되어 그곳에 유지된다. 제 2 안정 위치(75) 및 도심(46)을 포함하는 직선(75A)은 앵커 라인(70)의 축(70A)과 동일 직선상에 있으며 기준 직선(47)과 후방으로 개방된 예각(C)을 형성하는데, 예각은 68 도 내지 82 도의 범위이고, 75 도가 바람직스럽다. 이전에 언급된 바와 같이, 제 2 안정 위치(75)와 도심(46) 사이의 분리는 0.5√A 내지 1.65√A의 범위로 선택되고, 0.9√A 내지 1.3√A 의 범위가 바람직스럽다. 이전에서와 같이, (이제 개방된 거리 조절기(80), 케이블(51F), 케이블(52ㄲ) 및 결합 플레이트(50)를 포함하는) 자루(49), 걸쇠(68) 및 닻가지(41)의 구성은 쌍안정 메카니즘(49B)을 구성한다.

도 14 및 도 15 를 참조하면, 만약 예를 들어 허리케인이 발생하지 않는 영역들에서 후방으로 파묻히는 유사 법선 부하(near normal loading)의 작동 모드가 필요하지 않다면, 앵커(40, 도 5 및 도 6)에서와 같이 앵커(40A)는 결합 플레이트(50) 및 케이블(52R)을 구비하지만, 케이블(51F)들은 길이가 감소되어 거리(P)는 거리(Q)와 같아지는 대신에 거리(Q)의 약 0.75 배로 된다. 걸쇠(68)의 핀(67)이 부하를 받아서 결합 플레이트(50)에 있는 제 1 부하 적용 지점(63)에 머무를 때, 제 1 부하 적용 지점(63)은 앵커(40)에 대하여 이전에 설명된 바와 같이 예비적인 안정 지점(96)에서 안정화된다 (도 11). 예비적인 안정 지점(96)은 전방으로 개방된 예각(β)을 한정한다. 전방으로 개방된 예각(β)은 54 도 내지 66 도의 범위이고, 60 도가 바람직스러우며, 이전에서와 같이 부드러운 토양에서 닻가지(41)에 의한 해저 표면 침투를 용이하게 하도록 제공된다. 결합 플레이트(50)에 있는 거리(L, M, N)들은, 걸쇠(68)의 핀(67)이 부하를 받고 결합 플레이트(50)의 제 2 부하 적용 지점(65)에 머물 때, 앵커(40)에 대하여 이전에 설명된 바와 같이 제 1 안정 위치(74)에서 안정화된다 (도 12). 제 1 안정 위치(74)은 전방 개방의 예각(A)을 한정하는데, 이것은 이전에서와 같이 68 도 내지 82 도의 범위에 있고, 75 도가 바람직하다. 따라서 앵커(40A)는 이전에 설명된 쌍안정 메카니즘(49B)을 포함한다. 앵커(40A)가 토양(2) 안에 파묻히면서, 걸쇠(68)의 핀(67)이 설치를 위하여 제 1 안정 위치(96)에 유지되고, 앵커 라인(70)이 해저 표면(3)에 최대 25 도로 수평에 대하여 경사지고, 닻가지 도심(46)이 2√A보다 크게 해저 표면(3)의 아래에 있을 때, 해저 표면(3)에서의 수평에 대한 앵커 라인(70)의 경사를 장력하에 있는 동안 40 도 내지 60 도의 범위로 증가시킴으로써 쌍안정 메카니즘(49B)이 촉발될 수 있다. 이것은 다시 걸쇠(68)에서의 앵커 라인(70)의 경사를 증가시키고, 케이블(51F,52R)들 및 결합 플레이트(50)를 포함하는 자루(69)가 토양(2)에서의 장력하에 회전되게 한다. 그러나, 이전에 언급된 바와 같이, 결합 플레이트(50)는 자루(49)의 케이블(51F,52R)들의 회전에 반대 의미로 회전한다. 결과적으로, 결합 플레이트(50)의 슬롯(62)의 경사는, 걸쇠(68)의 핀(67)이 제 1 부하 적용 지점(63)으로부터 제 2 부하 적용 지점(65)으로 미끄러지는 지점으로 점진적으로 변화됨으로써, 전방으로 개방된 예각(β)이 증가되어 전방으로 개방된 예각(A)이 되고, 걸쇠(68)의 핀(67)은 제 2 안정 위치(74)에 유지된다 (도 15). 앵커 라인(70)이 이제 해저 표면(3)에서 통상적으로 15 내지 35 도의 범위인 감소된 작동 경사 각도로 당겨질 때, 앵커(40A)는 이전에 언급된 앵커 작동의 "유사 법선 부하 모드"에서 가파른 궤적을 따라 파묻혀서 앵커 케이블(70)이 분리되는 지점까지 앵커 케이블(70)에서의 부하에 맞는 유지 용량(holding capacity)을 제공한다. 주목되어야 하는 바로서, 앵커(40A)의 이러한 구성에서, 표면 침투 및 더 작게 전방으로 개방된 예각(A)에서의 초기 파묻힘 이후에, 전방으로 개방된 예각(A)에서의 유사 법선 부하의 작동 모드는 해저 표면(3)에서 장력하에 있는 동안 앵커 라인(70)의 경사 각도를 단순하게 증가시키고 다음에 감소시킴으로서 달성되는데, 이것은 도 11 내지 도 13 에 도시된 앵커(40)의 구성에서와 같이 거리 조절기(80)에서 전단 핀(95)을 분리시킬 필요성 없이, 그리고 공지된 대안의 메카니즘이 원격으로 작동될 수 있게 하는데 이제까지 필수적이었던 보조 라인의 필요성 없이 이루어진다. 이것은 기계적인 복잡성을 감소시키고 작동의 다기능성을 증가시킨다.

도 16 을 참조하면, 이후에 언급되는 앵커(40A)에 포함되기 위한 변형된 결합 플레이트(50A)는 슬롯(62A)을 가짐으로써 결합 플레이트(50)와 상이한데, 슬롯(62A)은 굽힘부(62B)에 중간 부하 적용 지점(63A)을 포함하는 것이며, 또한 걸쇠(68)의 핀(67)이 중간 부하 적용 지점(63A)에 머물러서 부하를 그곳에 적용할 때 발생되는 굽힘 모멘트에 저항하도록 슬롯(62A) 위에 재료를 증가시켜서 강화된다는 점에서 결합 플레이트(50)와 상이하다. 중간 부하 적용 지점(63A)이 바람직스럽게는 제 1 부하 적용 지점(63) 및 제 2 부하 적용 지점(65)으로부터 등간격에 위치되어 있다. 제 1 부하 적용 지점(63) 및 중간 부하 적용 지점(63A)은 직선(62C)상에 놓이는 반면에, 제 2 부하 적용 지점(65) 및 중간 부하 적용 지점(63A)은 직선(62D)상에 놓인다. 아래로 개방된 둔각(F)은 직선(62C, 62D)들 사이에 포함된다. 둔각(F)은 140 도 내지 160 도의 범위가 바람직스럽고, 150 도가 더 바람직스럽다. 주목될 수 있는 바로서, 만약 각도(F)가 바람직스런 범위 밖에 있도록 선택되고 180 도와 같도록 만들어진다면, 결합 플레이트(50A)는 실질적으로 결합 플레이트(50)와 동일하게 된다. 결합 플레이트(50A)는 3 안정 메카니즘(tri-stable mechanism, 49C)이 앵커(40A)에 포함될 수 있게 한다.

도 17 내지 도 19 를 참조하면, 앵커(40B)는 앵커(40)(도 5 및 도 6)의 변형이다. 결합 플레이트(50A)(도 16)가 결합 플레이트(50)(도 5, 도 6, 도 10)를 대체함으로써 앵커(40B)는 3 안정 메카니즘(49C)을 포함한다. 거리(P)는 거리(Q)(도 18)와 같다. 결합 플레이트(50A)에 있는 중간 부하 적용 지점(63A)은 (제 1 부하 적용 지점(63)에 대한) 제 1 안정 위치(74)와 (제 2 부하 적용 지점(65)에 대한) 제 2 안정 위치(75) 사이에서 앵커(40B) 내의 중간 안정 위치(74B)(도 18)의 이용을 허용함으로써, 중간 안정 위치(74B)와 도심(46)을 포함하는 직선(74C)이 기준 직선(47)과 각도(B)를 형성한다. 거리(P)가 거리(Q)와 같을 경우에 케이블(51F,51R)들이 같은 길이일 때 각도(B)는 직각이다. 걸쇠(68)의 핀(67)으로부터의 부하가 중간 부하 적용 지점(63A)에 적용될 때, 지점(63A)은 중간 안정 위치(74B)에서 안정화된다. 이것은 앵커(40B)가 이전에 언급된 범위에서의 각도(A 또는 C)들의 이용에 의해 부여되는 "유사 법선 부하 모드"에서의 기능 뿐만 아니라, 추가적으로 수직 부하 앵커로서 기능하는 것을 허용하는데, 수직 부하 앵커는 닻가지(41)에 직각으로 적용되는 부하들에 적용될 때 궁극적인 유지 용량을 제공할 수 있고 (앵커 작동의 "수직 부하 모드" 또는 "법선 부하 모드"로서 알려짐), 유사 법선 부하 모드에서는 앵커(40B)가 전방 또는 후방의 방향으로 해저 표면(3) 아래에 더 깊게 계속 덮히는 앵커(40B)의 성능을 보존하면서 수직 부하 모드의 거의 전체 용량이 구현될 수 있다. 이전에 설명된 쌍안정 메카니즘(49B)의 방식과 유사한 방식으로, 3 안정 메카니즘(49C)은 앵커(40B)의 제 1 안정 기하학적 구성으로부터 제 2 내지 제 3 안정 기하학적 구성으로 촉발될 수 있어서, 설치 선박에 의해 제어되느 앵커 라인(70)의 축(70A)의 경사를 적절하게 그리고 충분히 변화시킴으로써 전방 개방의 예각(A), 중간 각도(B) 및 후방 개방의 예각(C)을 각각 포괄하며, 그 반대로도 포괄한다.

도 20 내지 도 22 를 참조하면, 앵커(40C)는 앵커(40B)의 더 변형된 버전인데, 이것은 도 18 에 도시된 바와 같이 거리(P)가 거리(Q)와 같아지는 대신에, 거리(P)를 거리(Q)의 약 0.75 배로 선택함으로써 얻어지는 3 개의 전방 개방의 예각(α,β,A)을 가지는 3 안정 메카니즘(49C)을 포함하도록 더 변형된 것이다. 앵커(40C)에서, 걸쇠(68)의 핀(67)은 처음에 결합 플레이트(50A)에 있는 제 1 부하 적용 지점(63)에 머무는데, 이것은 전방 개방의 예각(α)(도 20)을 한정하는 제 1 초기 안정 위치(97)에서 안정된다. 핀(67)은 다음에 결합 플레이트(50A)에서 중간 부하 적용 지점(63A)에 머무는데, 이것은 전방 개방 예각(β)(도 21)을 형성하는 제 2 초기 안정 위치(96)에서 안정된다. 마지막으로, 핀(67)은 결합 플레이트(50A)에서 제 2 부하 적용 지점(65)에 머무는데, 이것은 전방 개방의 예각(A)을 한정하는 제 1 안정 위치(74)에서 안정된다 (도 22). 각도(α)는 해저 표면(3)을 통해 굳은 토양(2)으로 침투하는 것을 용이하게 하도록 35 도 내지 50 도의 범위이고, 42 도가 바람직스럽다. 이전에서와 같이, 해저 표면(3)을 통해 굳은 토양(2)으로 침투하는 것을 용이하게 하도록, 각도(β)는 54 도 내지 66 도이고, 60 도인 것이 바람직스럽다; 닻가지(41)의 도심(46)이 2√A 를 초과하는 해저 표면(3) 아래의 깊이에 덮힐 때 앵커(40C)에 유사 법선 부하 모드 성능을 제공하도록, 각도(A)는 68 도 내지 82 도의 범위이고, 75 도인 것이 바람직스럽다. 다시, 앵커(40C)의 3 안정 메커니즘(49C)은 앵커 라인(70)이 장력하에 있는 동안 앵커 라인(70)의 해저 표면(3)에서 수평에 대한 경사를 증가시키고 다음에 감소시킴으로써 하나의 안정 위치로부터 다음 안정 위치로 촉발될 수 있다. 3 개의 전방 개방 예각들을 가지는 3 안정 앵커(40C)를 구성하는 장점은 다음을 포함한다: 앵커(40)의 기하 형상을 사전 조절할 필요성 없이 부드러운 토양에서 뿐만 아니라 굳은 토양에서도 성공적인 전개를 할 수 있는 능력; 전단 핀들을 사용할 필요성이 없음; 현저하게 증가되는 작동상의 다기능성.

거리 조절기(80)(도 11 내지 도 12)는 거리(P,Q)를 적절하게 선택함으로써 3 개 대신에 4 개의 분리된 도심 각도를 구현하도록 앵커(40B)(도 17 내지 도 19) 또는 앵커(40C)(도 20 내지 도 22)로 포함될 수 있다. 따라서, 그렇게 변형된 앵커(40B, 40C)들은 특정의 작동 요건들에 적절하도록 α, β, A, B 및 C 로부터 선택된 임의의 4 개의 도심 각도들을 가질 수 있다.

도 1 내지 도 4 에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 앵커를 끌어 당겨서 파묻어서 설치하도록, 앵커(1)는 전단 핀(33)에 의해 회전되어 초기에 잠기는 보조 자루(20)를 가지고, 다음에 설치 선박으로부터 해저 표면(3)으로 내려짐으로써 닻가지(4)는 기준 직선(10)과 수평으로 놓인다. 장력이 설치 선박에 의해 가해져서 닻가지(4)의 지점(11)들이 해저 표면(3)을 통해 침투되어 걸쇠(28)들이 그것과 접촉할 때까지 앵커(1)를 전방으로 기울이면서, 앵커 라인(30)은 실질적으로 수평인 근접한 앵커(40)를 유지하기에 충분한 길이를 가지고 해저 표면(3)상에 놓여진다. 전단 핀(33)에 의해 유지되는 상대적으로 작은 각도(β)의 결과로서, 더 이상의 장력은 앵커(1)가 해저 표면(3)을 통해 침투하게 하고 다음에 해저 표면(3) 아래에 완전히 파묻혀서 토양(2) 안에서 만곡된 파묻힘 궤적을 따르게 한다. 닻가지(4)의 도심(9)의 매립의 깊이가 증가할 때 점진적으로 증가되는 토양의 반작용의 힘은 닻가지(4)에 힘을 전한다. 예비적인 부하 적용 지점(35) 및 닻가지 도심(9)을 포함하는 직선(34)을 따라서 작용하는 앵커 라인(30)에서 부하 핀(26)을 중심으로 하는 힘의 모멘트에 기인하여, 대응되게 증가되는 모멘트에서 유도되는 힘이 전단 핀(33)에 전해진다. 모멘트에서 유도된 힘이 전단 핀(33)의 강도를 초과할 때 전단 핀(33)은 분리된다. 보조 자루(20)는 닻가지(4)의 슬롯(12)에 있는 제 1 부하 적용 지점(13)에 머무르는 부하 핀(26)을 중심으로 자유롭게 피봇된다. 따라서, 앵커(1)에 가해지는 부하는 예비적인 부하 적용 지점(35)으로부터 제 1 부하 적용 지점(13)으로 전달된다. 더 큰 전방 개방의 예각(A)에서 가해지는 부하를 가지고, 앵커(1)는 이전에 언급된 앵커 작용의 유사 법선 부하 모드로 가파른 궤적을 따라서 파묻히기 시작하며, 여기에서 해저 표면(3) 아래의 더 깊은 침투가 발생될 수 있어서 현저하게 증가된 유지 성능을 획득한다. 전단 핀(33)이 분리되었을 때 설치가 완료되고 결과적으로 당김에 대한 증가된 저항은 규정된 앵커 라인의 장력이 15 내지 20 분 동안 유지될 수 있게 한다.

앵커(1)를 직접적으로 파묻어서 설치하도록, 보조 자루(20)가 처음에 제거되고, 앵커 라인(30)의 소켓(29)을 통해 연결된 걸쇠(28)의 핀(28A)은 자루(20)의 부하 핀(26) 대신에 자루(7)의 슬롯(12) 안에 끼워진다. 앵커(1)는 종동부(follower)로서 알려진 무겁고 신장된 파일(pile)을 이용하여 미국 특허 US 6,598 555 에 설명된 바와 같이 토양(2) 안으로 수직으로 밀어넣어지며, 종동부는 앵커(1)에 피봇 가능하고 해제 가능하게 부착된다. 설치 선박이 앵커 라인(30)을 약 5 회에 걸쳐 주기적으로 상승시키고 풀어내면서 앵커(1)가 종동부의 중량에 대한 반작용으로 약 45 도로 회전되었을 때, 신장된 종동부는 앵커(1)로부터 제거된다. 규정된 테스트 장력을 15 내지 30 분 동안 유지하도록 앵커 라인(30)을 수평으로 당기는 설치 선박에 의해 설치가 완료된다. 앵커 라인(30)의 차후의 과부하(overloading)는 앵커(1)가 전방 방향(F)으로 움직이게 하고 이전에 설명된 바와 같이 가파른 유사 법선 부하 궤적을 따르게 함으로써, 앵커 라인(30)이 분리되는 지점까지 앵커(1)가 앵커 라인(30)에서의 부하에 맞는 유지 성능을 제공할 수 있다.

허리케인의 조건에서, 끌어당겨서 파묻는 형태(drag-embedded) 또는 직접 파묻는 형태(direct embedded)의 앵커(1)가 과부하를 받고 부하의 실질적인 성분이 대칭 평면(6)을 벗어날 때, 앵커(1)는 닻가지(4)의 하반각(E)에 의해 보조되어 토양(2)내에서 방향을 바꾸게 되어, 앵커 라인(30)에서의 허리케인 부하를 앵커 라인(30)이 분리되는 지점까지 맞추는 유지 용량을 생성하도록 더 깊게 파묻히면서 대칭 평면(6)을 부하의 방향(direction of loading)으로 가져가게 될 것이다. 그러나, 앵커 라인(30)이 대칭 평면(6)에 유지되고 앵커(1)를 넘어 후방으로 당겨질 때, 보조 자루(20)의 부하 핀(26) 또는 걸쇠(28)의 핀(28A)은 후방으로 당겨지고 슬롯(12) 안으로 미끌어져서 제 2 부하 적용 지점(15)에 머무르게 되며 따라서 앵커(1)를 뒤로 당긴다. 앵커(1)는 닻가지(4)의 도심(9)으로부터 제 2 부하 적용 지점(15)을 분리시키는 거리(H)를 포함하는 모멘트 아암의 존재 때문에 대칭 평면(6)에서 토양(2) 안에 동시에 회전한다. 회전은 편향기 플레이트(36)들 상의 토양의 힘에 의해 보조된다. 연속적인 당김은 작동의 유사 법선 부하 모드에서 후방의 방향(R)으로 앵커(1)가 더 깊게 파묻히는 것을 시작하여, 앵커 라인(30)에서의 허리케인 부하를 앵커 라인(30)이 분리되는 지점까지 맞추는 유지 용량을 생성한다. 따라서, 연안 탐사 또는 생산 플랫폼 둘레의 다수 위치들에 전개되었을 때, 앵커(1)는 부착된 앵커 라인(30)을 분리시키기에 충분한 임의의 방위각 방향에서 유지 성능을 제공할 수 있어서, 앵커(1)를 인근의 파이프라인으로 끌어당기는 것이 발생되지 않는다.

허리케인 조건에서 앵커(1)가 후방으로 당겨지지 않았을 때, 앵커(1)는 설치된 앵커 라인(30)의 방위각 방향으로 단순하게 회수될 수 있는데, 60 도 내지 80 도 범위의 해저 표면(3)에서의 경사각으로 앵커 라인(30)을 위로 올리고, 앵커(1)가 해저 표면(3)으로 상방향 경사 경로를 따라서 움직일 때까지 회수 선박(recovery vessel)으로 수평으로 당겨서 앵커 라인(30)에서의 장력을 유지함으로써 회수가 이루어진다. 앵커(1)가 뒤로 당겨졌을 때, 이러한 회수 과정은 반대의 방위각 방향(azimuthal direction)으로 수행된다.

도 5 내지 도 9 및 도 11 내지 도 13 에 도시된 본 발명의 제 2 구현예에 따라서 앵커를 끌어당겨서 파묻는 설치를 위하여, 앵커(40)에는 거리 조절기(80)가 설치되고 거리 조절기에는 전단 핀(95)이 끼워진다 (도 11). 앵커(40)는 앵커 라인(70)에 의하여 설치 선박으로부터 해저 표면(3)으로 내려짐으로써, 닻가지(41)는 직선(47)과 수평이 되도록 그 위에 놓인다. 설치 선박은 약 1 노트의 속도로 느리게 전방으로 움직이며 앵커 라인(70)을 같은 속도로 풀어낸다. 이것은 해저 표면(3)상에 장력 없이 앵커 라인(70)을 내려놓는다. 다음에 선박 외부로의 앵커 라인(70)의 길이가 최종 설치 장력에서 수평에 대하여 15 도 내지 25 도 사이인 해저 표면(3)에서의 앵커 라인(70)의 경사 각도를 제공하는 것으로 계산되었을 때, 설치 선박은 전방으로 움직이는 것과 앵커 라인(70)을 풀어내는 것을 정지시킨다. 이것은 깊은 물에서의 설치 시간을 최소화시킨다. 설치하기 위한 당김을 시작할 때, 앵커(40)에 근접한 앵커 라인(70)은 해저 표면(3)상에 수평으로 놓인다. 앵커 라인(70)에서의 장력은 걸쇠(68)의 핀(70)이 결합 플레이트(50)의 슬롯(62)에서 미끄러지게 하여 그 안의 제 1 부하 적용 지점(63)에 머문다. 이것은 전방 케이블(51)들이 느슨하게 유지되는 동안 닻가지(41)의 후방 돌기(53B)들에 있는 후방 케이블(52R)을 통하여 전방으로 향하는 힘을 가한다. 직립의 돌기(53B)들에 적용되는 후방 케이블(52R)에서의 힘의 작용선은 도심(46)을 중심으로 하는 작은 모멘트를 가지며, 이것은 닻가지 지점(48)들에서의 토양 저항과 함께, 닻가지(41)가 위로 기울고 수평에 대하여 작은 경사 각도로 해저 표면(3)을 통하여 침투하게 한다. 침투가 진전됨에 따라서, 케이블(52R)들 뿐만 아니라 케이블(51F)들이 팽팽해질 때까지 닻가지(41)는 위로 기울어지고, 제 1 하중 적용 지점(63)은 예비적인 안정 위치(96)에 유지되는데, 예비적인 안정 위치는 전방으로 개방된 예각의 도심 각도(A)(도 11)보다 작은 예비적인 전방 개방의 예각 도심 각도(β)를 한정한다. 닻가지(41) 위에 토양의 쐐기가 이루어지지 않아서 닻가지(41)가 해저 표면(3)에 근접하게 있는 동안, 상대적으로 작은 각도(β)는 앵커(40)가 토양(2)의 외부로 당겨지는 것을 방지한다. 앵커 라인(70)을 더 당기는 것은 해저 표면(3) 아래의 경사 경로를 따라서 앵커(40)가 더 깊게 침투하게 한다. 해저 표면(3) 아래로 닻가지 도심(46)이 침투된 특정의 깊이에서, 닻가지(41)상의 토양 반작용 부하는 거리 조절기(80)에서 전단 핀(95)을 분리시키기에 충분한 장력을 케이블(51F)에 유도하여, 신장된 플레이트(81,88)들이 서로 정렬되게 회전할 수 있게 하고, 거리 P-(S-T)가 P 로 증가되게 하고 자루(49)가 닻가지(41)에 대하여 회전하게 하여 제 1 하중 적용 지점(63)을 예비적인 안정 위치(96)로부터 제 1 안정 위치(74)으로 움직이게 하는데, 제 1 안정 위치(74)은 더 큰 전방 개방의 예각 도심 각도(A)를 한정한다 (도 11 및 도 12). 전단 핀(95)의 분리 강도는 전단 핀(95)이 분리되기 전에 2√A 를 초과하는 해저 표면(3) 아래의 깊이에 닻가지(41)의 도심(46)이 도달하는 것을 허용하도록 선택되는데, 여기에서 A 는 평면도에서 플레이트(42,43)들의 전체 면적에 편향기 플레이트(76)의 면적을 더한 것이다 (도 9). 더 당기면 앵커(40)는 이전에 설명된 바와 같이 더 가파른 유사 법선 부하 궤적을 따르게 된다. 규정된 설치 장력에 도달되었을 때, 앵커 라인(50)의 범위는 통상적으로 15 도 내지 35 도 사이로써 해저 표면(3)에서의 수평에 대한 경사의 작동 각도로 앵커 라인(70)을 가져가도록 조절된다. 규정된 장력은 잡아매는 구조체에 연결되기 전에 설치의 최종적인 테스트를 통해서 15 내지 30 분 동안 유지된다.

허리케인 조건들에서, 끌어당겨서 파묻는 앵커(40)가 유사 법선 부하 모드로 깊게 파묻히고 대칭 평면(45)의 밖으로 실질적인 부하의 성분으로 과부하를 받을 때, 앵커(40)는 닻가지 플레이트(43)들의 하방각(E)에 의해 보조를 받아서 토양(2) 안에서 방향이 바뀌어, 앵커 라인(70)이 분리되는 지점까지 앵커 라인(70)에서의 허리케인 부하에 맞는 유지 용량을 제공하도록 더 깊게 파묻히면서 대칭 평면(45)을 부하의 방향(direction of loading)으로 가져가게 된다.

그러나, 앵커 라인(70)이 대칭 평면(45)에 유지되고 앵커(40)를 넘어 후방으로 당겨질 때, 걸쇠(68)에서의 부하 방향의 수평에 대한 경사는 증가되고, 이전에 설명된 바와 같이 앵커(40)의 쌍안정 기계적 시스템을 촉발시킴으로써, 걸쇠(68)의 핀(67)이 결합 플레이트(50)의 슬롯(62) 안에서 움직여서 제 2 부하 적용 지점(65)에 머무르며, 이것은 다시 제 2 안정 위치(75)(도 13)로 움직여서 후방으로 개방된 예각 도심 각도(C)를 확립하도록, 자루(49)의 기하 형상이 자동적으로 재구성된다. 연속된 당김은 작동의 유사 법선 부하 모드에서 앵커(40)가 회전하게 하고 후방의 방향(R)으로 더 깊게 파묻히기 시작하게 하여 앵커 라인(70)이 분리되는 지점까지 앵커 라인(70)에서의 허리케인 부하에 맞는 유지 용량을 제공한다. 따라서, 앵커(1)에 대하여, 생산 플랫폼의 연안 탐사 둘레의 여러 위치들에서 전개되었을 때, 앵커(40)는 앵커 라인(70)을 분리시키는데 충분한 부하의 방위각 방향으로 유지 용량을 제공할 수 있어서, 파이프라인으로 앵커(40)를 끌어당기는 것이 발생되지 않는다.

허리케인 조건들에서 앵커(40)가 뒤로 당겨지지 않았다면, 앵커(40)는 설치의 방위각 방향으로 회수될 수 있는데, 이는 60 도 내지 80 도의 범위로 해저 표면(3)에서 수평에 대한 경사로 앵커 라인(70)을 위로 들어올리고 앵커(70)가 해저 표면(3)으로 상방향 경사의 경로를 따라서 움직일 때까지 회수 선박으로 앵커 라인을 수평으로 당겨서 앵커 라인(70)에서 장력을 유지함으로써 간단하게 이루어진다. 만약 앵커(70)가 뒤로 당겨졌다면, 후자의 회수 과정은 반대 방위각 방향으로 수행된다.

도 14 및 도 15 에 도시된 본 발명의 제 2 실시예의 제 1 변형에 따라서 앵커를 끌어당겨서 파묻는 설치를 위하여, 앵커(40)의 거리 조절기(80)에 있는 전단 핀(95)이 분리되기 시작하는 지점까지, 이전에 설명된 바와 같이, 앵커(40A)는 앵커(40)에 대한 것과 동일한 방식으로 해저 표면(3)상에서 전개되고 토양(2)내에 파묻힌다. 이 때, 설치 선박에서 측정된 앵커 라인(70)에서의 장력은 규정된 값에 도달한다. 다음에, 장력이 감소되어 앵커 라인(70)의 범위 단축이 허용됨으로써, 장력이 회복되었을 때, 앵커 라인(70)의 해저 표면(3)에서 수평에 대하여 경사의 각도가 대략 20 도 내지 30 도로 증가된다. 이것은 파묻힌 앵커(40A)에 부착된 걸쇠(68)에서 앵커 라인(70)의 축(70A)의 경사를 증가시키는데, 이는 앵커(40A)의 쌍안정 메카니즘(49B)을 촉발시키는데 충분하여 자루(49)가 닻가지(41)에 대하여 회전하여 제 1 부하 적용 지점(63)을 예비적인 안정 위치(96)로부터 제 1 안정 위치(74)로 움직이며, 제 1 안정 위치는 더 큰 전방 개방의 예각 도심 각도(A)(도 15)를 한정한다. 앵커 라인(70)에서의 장력은 다시 감소되고 앵커 라인(70)의 범위는 최종 설치 장력에서 15 내지 25 도 사이인 해저 표면(3)에서의 앵커 라인(70)의 수평에 대한 경사를 생성하도록 계산된 범위로 증가된다. 더 당기면 이전에 설명된 바와 같이 앵커(40A)가 가파른 유사 법선 부하 궤적(near normal load trajectory)을 따르게 된다. 최종의 설치 장력에 도달되었을 때, 앵커 라인(70)의 범위는 다시 계산되고 규정된 시험 장력에서 15 도 내지 35 도 사이의 해저 표면(3)에서의 수평에 대한 작동 경사각으로 앵커 라인(70)을 가져가도록 조절된다. 규정된 시험 장력은 잡아매는 구조체에 연결되기 전에 설치의 최종적인 증명을 통해서 15 내지 30 분 동안 유지된다. 앵커(40A)의 회수는 앵커(40)에 대한 것과 같은 과정을 이용함으로써 수행된다.

도 17 내지 도 19 에 도시된 본 발명의 제 2 실시예의 제 2 변형에 따라서 앵커를 끌어당겨 파묻는 설치를 위하여, 앵커(40B)에는 도 11 내지 도 13 에 도시된 쌍안정 앵커(40)에 대한 것과 같이 거리 조절기(80)가 설치된다. 그렇게 설치되면, 앵커(40B)는 앵커(40)에 대하여 설명된 것과 같은 방식으로 설치되며 허리케인 조건에서 앵커(40)에 대하여 설명된 것과 같이 기능한다. 그러나, 앵커(40B)의 3 안정 메카니즘(49C)에서 중간 안정 위치(63A)의 존재는, 이전에 설명된 바와 같이, 해저 표면(3)에서의 앵커 라인(70)의 수평에 대한 경사의 적절한 조작에 의하여 결합 플레이트(50B)에 있는 중간 부하 적용 지점(63A)에 걸쇠(68)의 핀(67)을 위치시킴으로써 법선 부하 앵커(normal load anchor)로서 앵커(40B)를 작동시키는 선택을 제공한다. 앵커(40B)는 다음에 수직으로 당겨질 때 큰 부하에 저항하는 앵커 라인(70)을 필요로 하는 적용예에서 이용될 수 있다. 앵커(40B)에 대한 회수 과정은 앵커(40)의 회수 과정과 유사하며, 예외적으로, 앵커(40B)가 수직 부하 모드에서 작동되었을 때, 앵커 라인(70)은 회수 과정을 시작하기 전에 처음에는 긴 범위를 확립하도록 풀려져야 하고 다음에는 걸쇠(68)의 핀(67)을 중간 부하 적용 지점(63A)으로부터 제 1 부하 적용 지점(63)으로 움직이도록 당겨져야 한다.

도 20 내지 도 22 에 도시된 본 발명의 제 2 실시예의 제 3 변형에 따라서 앵커를 끌어당겨서 파묻는 설치를 위하여, 도 14 내지 도 15 를 참조하여 이전에 설명된 앵커(40A)를 위한 과정과 같은 과정이 이용된다. 앵커(40C)에 대한 회수 과정은 앵커(40)의 회수 과정과 유사하며, 예외적으로, 회수 과정을 시작하기 전에 앵커 라인(70)이 처음에는 긴 범위를 확립하도록 풀려져야 하고 다응에는 걸쇠(68)의 핀(67)을 결합 플레이트(50A)에 있는 제 2 부하 적용 지점(65) 또는 중간 부하 적용 지점(63A)으로부터 제 1 부하 적용 지점(63)으로 움직이도록 당겨져야 한다.

여기에 설명된 앵커들의 다른 변형들이 물론 본 발명의 범위내에서 가능하다. 예를 들어, 앵커(1, 40, 40A, 40B, 40C)들에서의 각도(α,β)들의 크기는 특정의 적용예를 위하여 상기의 범위 밖에 있도록 선택될 수 있고 신장된 부재(51F,52R)들은 단단한 비임(rigid beam)일 수 있다.

1. 해양용 앵커 2. 토양
3. 해저 표면 5. 접합부
6. 대칭 평면 8. 상부 표면

Claims

해저 표면(3) 아래의 토양(2)에 파묻히기 위한 앵커(1)로서, 앵커는, 상기 앵커(1)가 부하를 받을 때 상기 토양에 지탱되는 베어링 표면(8)을 가진 닻가지 부재(fluke member, 4), 자루 부재(shank member, 7), 상기 앵커(1)를 앵커 라인(30)에 연결하기 위한 연결 부재(20,28)의 부착을 위한 적어도 2 개의 부하 적용 지점(13,15)들 및, 상기 연결 부재(20,28)들이 상기 부하 적용 지점(13,15)들 사이에서 전달될 수 있게 하는 통로(12)를 구비함으로써, 상기 베어링 표면(8)들의 도심(centroid, 9)을 포함하고 상기 앵커(1)의 기준 직선(10)과 경사 각도(A,C)를 형성하는 직선(17,18)상에 상기 부하 적용 지점(13,15)들이 놓이고, 상기 기준 직선(10)은 상기 도심(9)을 포함하고 상기 앵커(1)의 전방 방향(F) 및 후방 방향(R)을 정의하고, 전방 방향(F)에서 상기 베어링 표면(8)들은 최소 투사 면적(minimum projected area)을 가지고, 상기 기준 직선(10)은 상기 앵커(1)의 대칭 평면(6)에 위치되며, 또한 상기 통로(12)는 상기 기준 직선(10)에 대하여 각도가 고정되고,
상기 경사 각도(A, C)는 제 1 부하 적용 지점(13)에 대한 전방 개방의 예각(A) 및 제 2 부하 적용 지점(15)에 대한 후방 개방의 예각(B)이어서, 부하 적용 지점에서 상기 앵커 라인(30)에 의하여 상기 연결 부재(20,28)를 통하여 상기 앵커(1)에 적용되는 부하는 상기 제 1 부하 적용 지점(13)에 대한 전방 방향(F) 및 상기 제 1 부하 적용 지점(15)에 대한 후방 방향(R)으로 상기 해저 표면 아래에서 더 깊게 상기 앵커가 묻히게 하는 것을 특징으로 하는, 앵커(1).
제 1 항에 있어서,
상기 전방 개방의 예각(A)은 68°내지 82°범위의 값을 가지고, 75°의 값이 바람직스러우며, 상기 후방 개방의 예각(C)은 68°내지 82°범위의 값을 가지고, 75°의 값이 바람직스러운, 앵커(1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 통로(12)는 상기 연결 부재(20,28)를 수용하도록 적합화됨으로써, 상기 연결 부재(20,28)는 상기 통로(12) 안에서 움직임으로써 제 1 부하 적용 지점(13)으로부터 제 2 부하 적용 지점(15)으로 그리고 반대로 전달될 수 있는, 앵커(1).
제 3 항에 있어서,
상기 통로(12)는 상기 제 1 부하 적용 지점(13) 및 상기 제 2 부하 적용 지점(15)을 구비한 슬롯(12)을 포함하고, 제 1 부하 적용 지점 및 제 2 부하 적용 지점 각각은 상기 슬롯(12)의 단부에 가깝게 위치되는, 앵커(1).
전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 부하 적용 지점 및 상기 제 2 부하 적용 지점(13,15)은 상기 베어링 표면(8)들의 평면적의 제곱근의 0.12 배 내지 0.4 배의 범위에 있는 거리로 상기 도심(9)으로부터 각각 분리되는, 앵커(1).
전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
상기 자루 부재(7)는 평탄한 부재(7)를 포함하는, 앵커(1).
전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 부하 적용 지점(13)은 상기 베어링 표면(8)들의 평면적의 제곱근의 0.03 배 내지 0.3 배의 범위에 있는 거리로 상기 제 2 부하 적용 지점(15)으로부터 분리되는, 앵커(1).
전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
상기 자루 부재(7)는 상기 닻가지 부재(4)에 단단하게 부착되는, 앵커(1).
제 1 항 내지 제 7 항의 어느 한 항에 있어서,
상기 자루 부재(7)는 상기 기준 직선(10)에 평행한 축(5B)을 중심으로 회전 가능하도록 상기 닻가지 부재(4)에 부착되는, 앵커(1).
전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 부하 적용 지점(13) 및 상기 제 2 부하 적용 지점(15)을 포함하는 직선(19)은 0°내지 15°의 전방 개방 범위 및 0°내지 5°의 후방 개방 범위중 하나로 각도(G)를 형성하도록 상기 기준 직선(10)에 대해 경사지는, 앵커(1).
전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
상기 연결 부재(20,28)는 신장(伸長)된 보조 자루 부재(20)를 포함하고, 보조 자루 부재는 부하 핀(26)에 의하여 상기 자루 부재(20)에 부착되도록 하단부(23)에 있는 U 자형 갈고리(clevis, 21) 및, 앵커 라인(30)에 부착되도록 상단부(25)에 있는 예비 부하 적용 지점(35)을 구비하는, 앵커(1).
제 11 항에 있어서,
일시적인 유지 수단(31,33)이 상기 자루 부재(7)와 상기 보조 자루 부재(20) 사이에 제공되어 상기 도심(9)을 포함하는 직선(34)상에 상기 예비 부하 적용 지점(35)을 일시적으로 유지하고, 상기 직선은 52°내지 68°범위의 전방 개방 각도(β)를 형성하도록 상기 기준 직선(10)에 대하여 경사지고, 전방 개방 각도가 바람직스럽게는 60°인, 앵커(1).
해저 표면(3) 아래의 토양(2)에 파묻히기 위한 앵커(40,40A,40B,40C)로서, 상기 앵커는, 상기 앵커(40,40A,40B,40C)가 부하를 받을 때 상기 토양(2)에 지탱되는 베어링 표면(42A,43A)들을 가지는 닻가지 부재(41), 적어도 2 개의 피봇 가능한 신장(伸長)된 부재(51F,52R)들 및 상기 신장된 부재(51F,52R)들을 상기 닻가지 부재(41)로부터 멀리 결합시키는 역할을 하는 결합 부재(50,50A)를 구비하는 자루 부재(49) 및, 상기 앵커(40, 40A,40B,40C)를 앵커 라인(70)에 연결시키도록 연결 부재(68)의 부착을 위한 부하 적용 지점(63,63A,65)을 구비함으로써, 상기 베어링 표면(42A,43A)들의 도심(46)을 포함하고 상기 앵커(40,40A,40B,40C)의 기준 직선(47)과 경사의 도심 각도(α,β,A,B,C)를 형성하는 직선(74A,74C,75A,96A,97A)상에 상기 부하 적용 지점(63,63A,65)이 놓이고, 상기 기준 직선(47)은 상기 도심(46)을 포함하고 상기 앵커(40,40A,40B,40C)의 전방 방향(F) 및 후방 방향(R)을 정의하여 전방 방향(F)에서 상기 베어링 표면(42A,43A)들은 최소 투사 면적을 가지고, 상기 기준 직선은 상기 앵커(40,40A,40B,40C)의 대칭 평면에 위치되고, 상기 신장된 부재(51F,52R)들은 상기 앵커(40,40A,40B,40C)가 상기 앵커 라인(70)에 의해 부하를 받을 때 상기 닻가지 부재(41)에서 떨어지게 상기 결합 부재(50,50A)를 유지하도록 하는 길이를 가지고, 상기 신장 부재(51F,52R)들은 부착 지점(53A,53B)들에서 상기 닻가지 부재(41)에 부착됨으로써 상기 대칭 평면(45)상의 상기 부착 지점(53A,53B)들의 돌출부들은 이격되고, 상기 신장 부재(51F,52R)들은 상기 결합 부재(50,50A)상에서 이격된 부착 지점(53A,53B)들에서 상기 결합 부재(50,50A)에 부착되고,
상기 앵커(40,40A,40B,40C)가 상기 앵커 라인(70)에 의해 작동될 수 있는 다중 안정 메카니즘(multi-stable mechanism, 49A)을 포함하도록, 상기 결합 부재(50, 50A)는 상기 적어도 2 개의 부하 적용 지점(63,63A,65)들 및 전달 수단(62,62A)을 구비하고, 상기 전달 수단은 상기 결합 부재(50,50A)에 부착되었을 때 상기 연결 부재(68)를 상기 부하 적용 지점(63,63A,65)들 사이에서 전달될 수 있게 함으로써, 상기 연결 부재(68)는 부하 적용 지점(63,63A,65)의 위치의 적어도 2 개의 안정 위치(74,74B,75,96,97)들 사이에서 가역적으로(reversibly) 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는, 앵커(40,40A,40B,40C).
제 13 항에 있어서,
상기 신장된 부재(51F,52R)들은 와이어, 라인(lines), 밧줄(stay), 케이블, 체인 및 단단한 비임들중 적어도 하나를 포함하는, 앵커(40,40A,40B,40C).
제 13 항에 있어서,
상기 신장된 부재(51F)들의 2 개의 전방 쌍들 및 상기 신장된 부재(52R)들의 2 개의 후방 쌍들이 제공되고 이들은 상기 안정 위치(74,74B,75,96,97)들이 상기 닻가지 부재(41)의 베어링 표면(42A,43A)들의 도심(46)으로부터의 거리를 두고 위치되도록 하는 길이를 가지고, 상기 앵커(40,40A,40B,40C)가 부하를 받을 때 베어링 표면(42A,43A)들은 상기 토양(2)에 지탱되고, 상기 거리는 상기 베어링 표면(42A,43A)들의 평면적의 제곱근의 0.5 내지 1.65 의 범위에 있고, 0.8 내지 1.2 의 범위가 바람직스러운, 앵커(40,40A,40B,40C).
제 13 항에 있어서,
2 개의 가까운 안정 위치(74,74B,75,96,97)들 각각에 대한 경사의 상기 도심 각도(α,β,A,B,C))는, 47°인 것이 바람직스러운 36°내지 52°, 60°인 것이 바람직스러운 52°내지 68°, 75°인 것이 바람직스러운 68° 내지 82°를 포함하는 3 개의 전방 개방 범위들; 90°인 것이 바람직스러운 85°내지 95°의 하나의 중간 범위; 및, 75°인 것이 바람직스러운 68°내지 82°의 하나의 후방 개방 범위;인 5 개의 범위들중 상이한 하나에 있도록 선택되는, 앵커(40,40A,40B,40C).
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 전달 수단(62,62A)은 상기 연결 부재(68)를 수용하도록 적합화된 통로(62,62A)를 포함함으로써, 상기 연결 부재(68)는 상기 통로(62,62A) 안에서 움직임으로써 하나의 부하 적용 지점(63,63A,65)으로부터 다른 부하 적용 지점으로 그리고 그 반대로 전달될 수 있는, 앵커(40,40A,40B,40C).
제 17 항에 있어서,
상기 통로(62,62A)는 슬롯(62,62A)을 포함하는, 앵커(40,40A,40B,40C).
제 13 항에 있어서,
상기 결합 부재(50,50A)는 평탄 부재(50,50A)를 포함하고, 평탄 부재는 상기 슬롯(62,62A), 상기 신장된 부재(51F,52R)들을 부착시키기 위한 2 개의 이격된 부착 지점(57A,57B)들 및, 상기 슬롯(62,62A)의 단부에서 그 단부에 가깝게 각각 위치하는 상기 제 1 부하 적용 지점(63) 및 제 2 부하 적용 지점(65)을 구비하는, 앵커(40,40A,40B,40C).
제 19 항에 있어서,
상기 제 1 부하 적용 지점(63) 및 제 2 부하 적용 지점(65)은 상기 2 개의 이격된 부착 지점(57A,57B)들이 떨어져 있는 거리(M)보다 짧은 거리(L)로 떨어져 있는, 앵커(40,40A,40B,40C).
제 20 항에 있어서,
상기 거리(L)에 대한 상기 거리(M)의 비율은 1 내지 3 의 범위이고, 바람직스럽게는 1.5 내지 2.5 의 범위인, 앵커(40,40A,40B,40C).
제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
상기 제 1 부하 적용 지점(63) 및 제 2 부하 적용 지점(65)을 포함하는 제 1 직선(73)은 상기 2 개의 이격된 부착 지점(57A,57B)들을 포함하는 제 2 직선(73A)에 평행하고, 상기 제 1 직선(73) 및 제 2 직선(73A)은 상기 거리(M)의 제로 내지 0.5 배의 범위의 거리로 떨어져 있는, 앵커(40,40A,40B,40C).
제 19 항 내지 제 22 항에 있어서,
상기 다중 안정 메카니즘(49A)은 쌍안정 메카니즘(bi-stable mechanism, 49B)을 포함하되, 상기 결합 부재(50)는 대응하는 제 1 및 제 2 안정 위치(74,75)들에 위치될 수 있는 제 1 및 제 2 부하 적용 지점(63,65)들을 포함하는 직선 슬롯(62)을 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 안정 위치(74,75)들은 각각 전방 개방의 예각 도심 각도(A) 및 후방 개방의 예각 도심 각도(C)를 형성하고, 상기 각각의 각도는 68°내지 82°의 범위에 있고 바람직스럽게는 75°인, 앵커(40,40A, 도 5 및 도 6).
제 19 항 내지 제 22 항에 있어서,
상기 다중 안정 메카니즘(49A)은 쌍안정 메카니즘(49B)을 포함하되, 상기 결합 부재(50)는 대응하는 제 1 및 제 2 안정 위치(96,74)들에 위치될 수 있는 제 1 및 제 2 부하 적용 지점(57A,57B)들을 포함하는 직선 슬롯(62)을 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 안정 위치(96,74)들은, 52°내지 68°의 범위이고 바람직스럽게는 60°인 제 1 전방 개방의 예각 도심 각도(β) 및, 68°내지 82°의 범위이고 바람직스럽게는 75°인 제 2 전방 개방의 예각 각도(A)를 각각 형성하는, 앵커(40,40A, 도 14 및 도 15).
제 19 항 내지 제 22 항에 있어서,
상기 결합 부재(50A) 내의 상기 슬롯(62A)은 상기 제 1 부하 적용 지점(63)과 제 2 부하 적용 지점(65) 사이에 중간 부하 적용 지점(63A)을 제공하는 역할을 하는 굽힘부(62B)를 가지고, 상기 굽힘부(62B)의 각각의 측에 있는 상기 슬롯(62A)의 축(62C,62D)들은, 140°내지 160°의 범위이고 바람직스럽게는 150°인 내포된 하방향 개방의 둔각(F)을 형성하는, 앵커(40B,40C, 도 17 내지 도 22).
제 25 항에 있어서,
상기 다중 안정 메카니즘(49A)은 3 안정 메카니즘(tri-stable mechanism, 49C)을 포함하되, 상기 결합 부재(50A)는 대응하는 제 1 및 제 2 안정 위치(74,75)들에 위치될 수 있는 제 1 및 제 2 부하 적용 지점(63,65)들을 포함하는 굽힘 슬롯(62A)을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 안정 위치(74,75)들은, 각각 68°내지 82°의 범위이고 바람직스럽게는 75°인 전방 개방의 예각 도심 각도(A) 및 후방 개방의 예각 도심 각도(C)를 각각 형성하고, 상기 굽힘 슬롯(62A)은 중간 안정 위치(74B)에 위치될 수 있는 중간 부하 적용 지점(63A)을 포함하고, 중간 안정 위치(74B)는 각각 85°내지 90°의 범위이고 바람직스럽게는 90°인 전방 개방의 예각 도심 각도(B) 및 후방 개방의 예각 도심 각도(B1)중 하나를 형성하는, 앵커(40B, 도 17 내지 도 19).
제 25 항에 있어서,
상기 다중 안정 메카니즘(49A)은 3 안정 메카니즘(49C)을 포함하되, 상기 결합 부재(50A)는 대응하는 제 1 및 제 2 안정 위치(97,74)들에 위치될 수 있는 제 1 및 제 2 부하 적용 지점(63,65)들을 포함하는 굽힘 슬롯(62A)을 포함하고, 상기 제 1 안정 위치(97)는 36°내지 52°의 범위이고 바람직스럽게는 46°인 제 1 전방 개방의 예각 도심 각도(α)를 형성하고, 상기 제 2 안정 위치(74)는 68°내지 82°의 범위이고 바람직스럽게는 75°인 제 2 전방 개방의 예각 도심 각도(A)를 형성하고, 상기 굽힘 슬롯(62A)은 중간 안정 위치(96)에 위치될 수 있는 중간 부하 적용 지점(63A)을 포함하고, 중간 안정 위치(96)는 52°내지 68°의 범위이고 바람직스럽게는 60°인 중간의 전방 개방 도심 각도(β)를 형성하는, 앵커(40C, 도 20 내지 도 22).
제 25 항에 있어서,
상기 다중 안정 메카니즘(49A)은 3 안정 메카니즘(49C)을 포함하되, 상기 결합 부재(50A)는 대응하는 제 1 및 제 2 안정 위치(96,75)들에 위치될 수 있는 제 1 및 제 2 부하 적용 지점(63,65)들을 포함하는 굽힘 슬롯(62A)을 포함하고, 상기 제 1 안정 위치(96)는 52°내지 68°의 범위이고 바람직스럽게는 60°인 전방 개방의 예각 도심 각도(β)를 형성하고, 상기 제 2 안정 위치(75)는 68°내지 82°의 범위이고 바람직스럽게는 75°인 후방 개방의 예각 도심 각도(C)를 형성하고, 상기 굽힘 슬롯(62A)은 중간 안정 위치(65)에 위치될 수 있는 중간 부하 적용 지점(63A)을 포함하고, 중간 안정 위치(65)는 68°내지 82°의 범위이고 바람직스럽게는 75°인 중간의 전방 개방 도심 각도(A)를 형성하는, (40C 에서와 같은) 앵커.
제 19 항 내지 제 28 항의 어느 한 항에 있어서,
조절 수단(80)은, 상기 신장된 부재(51F,52R)들중 적어도 하나에 대한 상기 결합 부재(50,50A)상의 부착 지점(57A)과 상기 닻가지 부재(41)상의 대응하는 부착 지점(53A) 사이의 거리를 일시적으로 변경시키기 위하여 상기 자루 부재(49)에 제공되어 상기 제 1 부하 적용 지점(63)에 대한 예비적인 안정 위치(96,97)를 제공함으로써, 상기 제 1 부하 적용 지점(63) 및 상기 도심(46)을 포함하는 직선(96A,97A)은 상기 기준 직선(47)과 함께 예비적인 전방 개방의 예각(α,β)을 형성하며, 상기 예각은 상기 앵커 라인이 장력을 받을 때 46°인 것이 바람직스러운 36°내지 52°의 범위 및, 60°인 것이 바람직스러운 52°내지 68°의 범위중 하나인, 앵커(40, 도 11 및 도 12).
제 29 항에 있어서,
상기 조절 수단(80)은, 상기 닻가지 부재(41)와 상기 결합 부재(50)상의 상기 전방 부착 지점(57A) 사이의 부착을 위한 부착 지점(84,92)들을 가지는, 2 개의 힌지 방식으로 연결된 신장된 부재(81,88)을 포함함으로써, 상기 요소(80,81)들은 각각 폐쇄되거나 또는 개방되었을 때 부착 지점(84,92)들의 최소 또는 최대의 분리를 제공하는, 앵커(40, 도 11 및 도 12).
제 30 항에 있어서,
일시적인 유지 수단(87,94,95)이 상기 요소(80,81)들 사이에 제공되어 상기 부착 지점(84,92)들과 함께 상기 요소(80,81)들을 최소의 분리에 일시적으로 유지하는, 앵커(40, 도 11 및 도 12).
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 일시적인 유지 수단(87,94,95)은 전단 가능한 핀(shearable pin, 95)을 포함하는, 앵커(1,40).
전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
편향 수단(36, 도 1, 도 2; 76, 도 5, 도 6, 도 9)은 후방으로 향하는 상부 표면(38,78)을 포함하는 상기 닻가지 부재(4,41)의 후방에 제공되고, 후방으로 향하는 상부 표면은 상기 앵커(1,40,40A,40B,40C)의 상기 대칭 평면(6,45)의 각 측에 위치되고 그리고 상기 기준 직선(10,47)에 대하여 경사 각도(D)를 형성하는 선(39,79)에 상기 대칭 평면(6,45)을 교차시키는 평면에 위치됨으로써, 상기 후방으로 향하는 상부 표면(38,78)들은 그에 대한 토양의 상호 작용으로부터 편향력을 발생시켜서, 후방으로 향하는 힘의 성분이 상기 제 2 부하 적용 지점(15,65)에 가해질 때 상기 토양(2)에서 상기 앵커(1,40,40A,40B,40C)의 회전을 용이하게 하는, 앵커(1,40,40A,40B,40C).
제 33 항에 있어서,
상기 경사 각도(D)는 10°내지 40°의 범위이고, 30°인 것이 바람직스러운, 앵커.
제 34 항에 있어서,
상기 베어링 표면(8,42A,43A)들의 전체 면적에 대한 상기 후방으로 향하는 상부 표면(38,78)들의 면적의 비율은 0.02 내지 0.2 의 범위이고, 바람직스럽게는 0.09 인, 앵커(1,40,40A,40B,40C).