KR20140028324A - 문풀 내부 유동 억제 구조 - Google Patents

문풀 내부 유동 억제 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 문풀의 선수측 벽면을 형성하는 블록의 저면 일부분이 선체 상부쪽으로 인입 가공되고, 유동 박리부, 유동 평형부 및 유동 유입부로 구성되며, 상기 유동 박리부에서 상기 유동 유입부로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성된 리세스부 및 상기 문풀의 선미측 벽면의 하단부를 선미측을 향해 하향 경사지게 가공하여 형성된 경사부를 포함한다.
본 발명은, 리세스의 형상 변경을 통해 문풀로 향하는 유동의 속도를 증가시킬 수 있기 때문에, 상기 문풀로 유입되는 유동의 유량을 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 리세스의 형상 변경으로 상기 리세스를 통과한 유동의 속도를 증가시켜 유동이 문풀을 빠르게 지나가도록 하기 때문에, 유동으로 인한 선체의 저항을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.

Description

문풀 내부 유동 억제 구조{Anti-sloshing structure in moon-pool}
본 발명은 문풀 내부 유동 억제 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 리세스의 형상 변경을 통해 문풀로 유입되는 유량을 최소화시키도록 하는 문풀 내부 유동 억제 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 드릴쉽의 구조를 살펴보면 시추작업을 위한 파이프를 해저면으로 내려 보내기 위하여 중심부에는 선체를 수직으로 관통하는 문풀(moon-pool)이 형성되어 있다.
하지만, 상기 문풀 내부에는 흘수와 같은 높이의 자유 수면이 존재하게 되며, 선박의 운항 시 문풀 내부에는 유동과 더불어 일정한 주기를 갖는 상하 유동이 발생하는 현상이 나타나게 된다.
또한, 일정 속도 이상에서는 문풀의 자유 수면이 파랑으로 발전하게 되고, 나아가서는 쇄파까지도 일어나게 된다. 이렇게 발생된 문풀내부의 파랑은 문풀의 후단벽면을 치기도 하는 이러한 현상들은 일종의 부가저항으로써 선체 자체에 걸리는 정수 중 저항을 증가시키는 문제점이 있었다.
이를 위해, 종래에는 상기 문풀 내의 유동에 의해 야기되는 저항 성능 저하를 개선하기 위하여 선수부 모서리에 해저방향으로 경사지게 돌출된 경사돌출부를 설치하여 상기 경사돌출부의 끝에서 발생하는 와류(Vortex)를 제어하고, 문풀을 지나는 외부 유동의 박리각도를 조절하고자 하였다.
본 발명과 관련된 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허 제10-2009-0058187호(공개일 : 2009. 06. 09)가 있으며, 상기 선행 문헌에는 시추선의 문풀 구조물 유동저감 구조에 대한 기술이 기재된다.
본 발명의 목적은, 리세스의 형상 변경을 통해 문풀로 향하는 유동의 속도를 증가시킴으로써, 상기 문풀로 유입되는 유동의 유량을 감소시킬 수 있는 문풀 내부 유동 억제 구조를 제공함에 있다.
본 발명에 따른 문풀 내부 유동 억제 구조는 문풀의 선수측 벽면을 형성하는 블록의 저면 일부분이 선체 상부쪽으로 인입 가공되고, 유동 박리부, 유동 평형부 및 유동 유입부로 구성되며, 상기 유동 박리부에서 상기 유동 유입부로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성된 리세스부 및 상기 문풀의 선미측 벽면의 하단부를 선미측을 향해 하향 경사지게 가공하여 형성된 경사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 문풀 내부 유동 억제 구조는 상기 유동 박리부에서 유동 유입부로 갈수록 폭이 넓어지도록 상기 리세스부의 구조를 형성하여, 상기 유동 유입부를 통해 들어온 유동의 속도를 증가시키고, 그에 따라 상기 문풀로 유입되는 유동을 감소시킨다.
그리고, 상기 유동 박리부는 상기 문풀의 선수측 벽면의 하단부가 선수측을 향해 상향 경사지도록 가공되고, 상기 문풀 내부로 유입되는 유선과 와류의 발생을 제어하도록 형성된다.
또한, 상기 유동 평형부는 선박의 상부면과 평행을 이루도록 상기 유동 박리부의 선수측 벽면에 형성되고, 상기 유동 유입부를 통해 들어온 유동에서 발생한 압력 구배나 속도 구배를 제어한다.
또한, 상기 유동 유입부는 상기 유동 평형부의 선수측 벽면에서 하향 경사지도록 형성되고, 선수로부터 선저를 따라 흐르는 유동이 유동 박리나 재순환 없이 상기 유동 유입부로 유입되도록 한다.
한편, 문풀의 선수측 벽면을 형성하는 블록의 저면 일부분이 선체 상부쪽으로 인입 가공되고, 유동 박리부, 유동 평형부 및 유동 유입부로 구성되며, 상기 유동 박리부 및 상기 유동 평형부 상의 중앙에 분리대를 설치하여 상기 유동 유입부를 통해 유입된 유동의 방향을 양측으로 분산시키도록 형성된 리세스부 및 상기 문풀의 선미측 벽면의 하단부를 선미측을 향해 하향 경사지게 가공하여 형성된 경사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 문풀 내부 유동 억제 구조는 상기 유동 박리부의 중앙에 분리대가 구비되도록 상기 리세스부의 구조를 형성하여 상기 유동 유입부를 통해 들어온 유동의 속도를 증가시키고, 상기 문풀의 양측을 향하도록 유동의 방향을 분산시키며, 그에 따라 상기 문풀로 유입되는 유동을 감소시킨다.
본 발명은, 리세스의 형상 변경을 통해 문풀로 향하는 유동의 속도를 증가시킬 수 있기 때문에, 상기 문풀로 유입되는 유동의 유량을 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 리세스의 형상 변경으로 상기 리세스를 통과한 유동의 속도를 증가시켜 유동이 문풀을 빠르게 지나가도록 하기 때문에, 유동으로 인한 선체의 저항을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 문풀 내부 유동 억제 구조의 측단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 문풀 내부 유동 억제 구조의 평단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 문풀 내부 유동 억제 구조의 실시예에 대한 측단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 문풀 내부 유동 억제 구조의 실시예에 대한 평단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 문풀 내부 유동 억제 구조의 측단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 문풀 내부 유동 억제 구조는 리세스부(100) 및 경사부(200)를 포함한다.
먼저, 상기 리세스부(100)는 문풀(10)의 벽면을 형성하는 블록의 저면 일부분이 선체 상부쪽으로 입입 가공된다.
또한, 상기 리세스부(100)는 유동 박리부(110), 유동 평형부(120) 및 유동 유입부(130)로 구성된다.
여기서, 상기 유동 박리부(110)는 선수 측 벽면의 하단부가 선수 측을 향해 상향 경사지도록 가공된다.
그리고, 상기 유동 박리부(110)는 문풀(10) 내부로 유입되는 유선과 와류의 발생을 제어하도록 형성된다.
또한, 상기 유동 박리부(110)의 일측면에는 후술될 유동 평형부(120)가 형성된다.
즉, 상기 유동 평형부(120)는 선박의 상부면과 평행을 이루도록 상기 유동 박리부(110)의 선수 측 벽면에 형성된다.
상기 유동 평형부(120)는, 후술 될 유동 유입부(130)를 통해 들어온 유동에서 발생한 압력 구배나 속도 구배를 제어한다.
여기서, 상기 유동 유입부(130)는 상기 유동 평형부(120)의 선수 측 벽면에서 하향 경사지도록 형성된다.
또한, 상기 유동 유입부(130)는 선수로부터 선저를 따라 흐르는 유동이 유동 박리나 재순환 없이 상기 유동 유입부(130)로 유입되도록 한다.
여기서, 유동 박리부(110), 유동 평형부(120) 및 상기 유동 유입부(130)는 상기 유동 박리부(110)에서 유동 유입부(130)로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성된다.
따라서, 문풀 내부 유동 억제 구조는 상기 유동 박리부(110), 상기 유동 평형부(120) 및 상기 유동 유입부(130)의 폭을 종래와는 다르게 상기 유동 박리부(110)에서 유동 유입부(130)로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성함으로써, 상기 유동 유입부(130)를 통해 유입된 유동의 속도가 상기 유동 박리부(110)로 가면서 더 빨라질 수 있다.
결과적으로, 문풀 내부 유동 억제 구조는 종래의 리세스부(100)와는 다르게 상기 유동 박리부(110), 상기 유동 평형부(120) 및 상기 유동 유입부(130)의 폭을 다르게 형성하여, 상기 리세스부(100)로 유입된 유동의 속도를 증가시킬 수 있기 때문에, 문풀(10)로 유입되는 유동의 유입량을 감소시킬 수 있다.
한편, 경사부(200)는 문풀(10)의 선미 측 벽면의 하단부를 선미 측을 향해 하향 경사지도록 가공하여 형성된다.
즉, 상기 경사부(200)는 문풀(10)의 선미측 벽면의 하단부에서 형성되어 리세스부(100)에 의해 형성된 유동이 선미측 벽면을 통해 상기 문풀(10)의 내부로 유입되는 것을 저감시킨다.
더 자세히 설명하면, 상기 경사부(200)는 선미 측 벽면의 하단부를 선미 측을 향하여 하향 경사진 구조로 가공한 것으로 구성되어, 해수 유동이 상기 경사부(200)에 부딪칠 경우, 해수가 문풀(10)의 내부로 유입되지 않고 그대로 선미 측을 향해 유동하도록 유도하게 된다.
따라서, 문풀 내부 유동 억제 구조는 리세스부(100)와 경사부(200)를 통해 문풀(10)의 내부로 유입되는 해수 유동을 억제하여 상기 문풀(10) 내 자유 수면을 비교적 안정된 상태로 유지시킬 수 있다.
이하, 도 2는 본 발명에 따른 문풀 내부 유동 억제 구조의 평단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 문풀 내부 유동 억제 구조는 유동 박리부(110)에서 유동 유입부(130)로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성된다.
즉, 상기 문풀 내부 유동 억제 구조는 상기 유동 박리부(110)에서 유동 유입부(130)로 갈수록 폭이 넓어지도록 리세스부(100)의 구조를 형성하여, 상기 유동 유입부(130)를 통해 들어온 유동의 속도를 증가시킨다.
따라서, 상기 문풀 내부 유동 억제 구조는 상기 유동 유입부(130)를 통해 유입된 유동을 상기 유동 유입부(130)로부터 폭이 작아지도록 형성된 상기 유동 박리부(110)로 이동하게 되면서 유동의 속도가 증가하게 됨으로써, 문풀(10)로 유입되는 유동의 유입량을 감소시킬 수 있다.
이하, 도 3는 본 발명에 따른 문풀 내부 유동 억제 구조의 실시예에 대한 측단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 문풀 내부 유동 억제 구조는 리세스부(100) 및 경사부(200)를 포함한다.
먼저, 상기 리세스부(100)는 문풀(10)의 선수 측 벽면을 형성하는 블록의 저면 일부분이 선체 상부쪽으로 인입 가공된다.
그리고, 상기 리세스부(100)는 유동 박리부(110), 유동 평형부(120) 및 유동 유입부(130)로 구성된다.
여기서, 상기 유동 박리부(110)와 상기 유동 평형부(120) 상에는 상기 유동 유입부(130)를 통해 유입된 유동의 방향을 두 방향으로 분산시키기 위하여 분리대(140)가 설치된다.
따라서, 문풀 내부 유동 억제 구조는 상기 유동 유입부(130)를 통해 유입된 유동이 빠져나가도록 형성된 상기 유동 평형부(120)와 상기 유동 박리부(110)의 중앙에 상기 분리대를 설치함으로써, 유동의 속도를 증가시킬 수 있어 문풀(10) 내부로 들어가는 유동의 유입량을 감소시킬 수 있다.
한편, 경사부(200)는 문풀(10)의 선미 측 벽면의 하단부를 선미 측을 향해 하향 경사지도록 가공하여 형성된다.
즉, 상기 경사부(200)는 상기 문풀(10)의 선미측 벽면의 하단부에서 형성되어 리세스부(100)에 의해 형성된 유동이 선미측 벽면을 통해 상기 문풀(10)의 내부로 유입되는 것을 저감시킨다.
더 자세히 설명하면, 상기 경사부(200)는 선미 측 벽면의 하단부를 선미 측을 향하여 하향 경사진 구조로 가공한 것으로 구성되어, 해수 유동이 상기 경사부(200)에 부딪칠 경우, 해수가 문풀(10)의 내부로 유입되지 않고 그대로 선미 측을 향해 유동하도록 유도하게 된다.
따라서, 문풀 내부 유동 억제 구조는 리세스부(100)와 경사부(200)를 통해 상기 문풀(10)의 내부로 유입되는 해수 유동을 억제하여 상기 문풀(10) 내 자유 수면을 비교적 안정된 상태로 유지시킬 수 있다.
이하, 도 4는 본 발명에 따른 문풀 내부 유동 억제 구조의 실시예에 대한 평단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 문풀 내부 유동 억제 구조는 유동 박리부(110)와 유동 평형부(120) 상에 분리대(140)를 구비한다.
먼저, 상기 문풀 내부 유동 억제 구조는 유동이 유입되는 유동 유입부(130)로부터 리세스부(100) 상에서 유동이 빠져나가는 상기 유동 박리부(110)로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성된다.
여기서, 상기 리세스부(100)에는 상기 유동 유입부(130)를 통해 유입되는 유동의 속도를 증가시키기 위하여 상기 유동 박리부(110)와 유동 평형부(120) 상으로 분리대(140)가 설치된다.
따라서, 상기 문풀 내부 유동 억제 구조는 상기 리세스부(100) 상에 상기 분리대(140)를 설치하여, 상기 유동 유입부(130)를 통해 유입되는 유동이 상기 유동 박리부(110)로 빠져나갈 때 속도를 증가시킬 수 있다.
즉, 상기 문풀 내부 유동 억제 구조는 상기 유동 유입부(130)를 통해 유입된 유동이 빠져나가기 위한 상기 유동 박리부(110)의 폭을 상기 분리대(140)의 설치를 통해 좁게 형성함으로써, 상기 리세스부(100)를 빠져나가는 유동의 속도를 증가시킬 수 있다.
결과적으로, 상기 문풀 내부 유동 억제 구조는 상기 분리대(140)의 설치로 인하여 유동의 속도를 증가시켜 상기 유동 박리부(110)를 빠져나가도록 하여, 문풀(10)로 유입되는 유동의 유입량을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 리세스의 형상 변경을 통해 문풀로 향하는 유동의 속도를 증가시킬 수 있기 때문에, 상기 문풀로 유입되는 유동의 유량을 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 리세스의 형상 변경으로 상기 리세스를 통과한 유동의 속도를 증가시켜 유동이 문풀을 빠르게 지나가도록 하기 때문에, 유동으로 인한 선체의 저항을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.
이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.
10 : 문풀 100 : 리세스부
110 : 유동 박리부 120 : 유동 평형부
130 : 유동 유입부 140 : 분리대
200 : 경사부

Claims (7)

  1. 문풀의 선수측 벽면을 형성하는 블록의 저면 일부분이 선체 상부쪽으로 인입 가공되고, 유동 박리부, 유동 평형부 및 유동 유입부로 구성되며, 상기 유동 박리부에서 상기 유동 유입부로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성된 리세스부; 및
    상기 문풀의 선미측 벽면의 하단부를 선미측을 향해 하향 경사지게 가공하여 형성된 경사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 문풀 내부 유동 억제 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 문풀 내부 유동 억제 구조는,
    상기 유동 박리부에서 유동 유입부로 갈수록 폭이 넓어지도록 상기 리세스부의 구조를 형성하여, 상기 유동 유입부를 통해 들어온 유동의 속도를 증가시키고, 그에 따라 상기 문풀로 유입되는 유동을 감소시키는 것을 특징으로 하는 문풀 내부 유동 억제 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유동 박리부는,
    상기 문풀의 선수측 벽면의 하단부가 선수측을 향해 상향 경사지도록 가공되고, 상기 문풀 내부로 유입되는 유선과 와류의 발생을 제어하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 문풀 내부 유동 억제 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유동 평형부는,
    선박의 상부면과 평행을 이루도록 상기 유동 박리부의 선수측 벽면에 형성되고, 상기 유동 유입부를 통해 들어온 유동에서 발생한 압력 구배나 속도 구배를 제어하는 것을 특징으로 하는 문풀 내부 유동 억제 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유동 유입부는,
    상기 유동 평형부의 선수측 벽면에서 하향 경사지도록 형성되고, 선수로부터 선저를 따라 흐르는 유동이 유동 박리나 재순환 없이 상기 유동 유입부로 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 문풀 내부 유동 억제 구조.
  6. 문풀의 선수측 벽면을 형성하는 블록의 저면 일부분이 선체 상부쪽으로 인입 가공되고, 유동 박리부, 유동 평형부 및 유동 유입부로 구성되며, 상기 유동 박리부 및 상기 유동 평형부 상의 중앙에 분리대를 설치하여 상기 유동 유입부를 통해 유입된 유동의 방향을 양측으로 분산시키도록 형성된 리세스부; 및
    상기 문풀의 선미측 벽면의 하단부를 선미측을 향해 하향 경사지게 가공하여 형성된 경사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 문풀 내부 유동 억제 구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 문풀 내부 유동 억제 구조는,
    상기 유동 박리부의 중앙에 분리대가 구비되도록 상기 리세스부의 구조를 형성하여 상기 유동 유입부를 통해 들어온 유동의 속도를 증가시키고, 상기 문풀의 양측을 향하도록 유동의 방향을 분산시키며, 그에 따라 상기 문풀로 유입되는 유동을 감소시키는 것을 특징으로 하는 문풀 내부 유동 억제 구조.
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CN103879520A (zh) * 2014-03-13 2014-06-25 上海船舶研究设计院 一种消波型的饱和潜水月池
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