KR20150095361A - 터렛 베어링 - Google Patents

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Abstract

선체의 문풀에서 터렛을 지지하는 터렛 베어링이 소개된다.
이 터렛 베어링은 문풀에 장착되는 서포터와, 서포터에 설치되는 조절바와, 서포터에서 상기 터렛을 향해 이동 가능하게 장착되는 지지플레이트와, 조절바를 통해 지지플레이트를 이동시키기 위한 위치조절수단을 포함할 수 있다.

Description

터렛 베어링{TURRET BEARING}
본 발명은 터렛 베어링에 관한 것으로, 선체의 문풀에서 터렛을 지지하는 터렛 베어링에 관한 것이다.
일반적으로, 시추선이나 FPSO(부유식 원유생산 하역 저장설비)와 같은 부유식 해양구조물은, 해저 파이프에서부터 올라오는 석유, 천연 가스등과 같은 프로덕션(production)을 터렛(turret system)을 통해 올려 받아 저장할 수 있다.
터렛은 체인 등에 의해 해저의 광구 플랫폼(subsea well platform)에 고정되어 부유식 해양구조물을 계류할 수 있다. 이때, 부유식 해양구조물은 터렛을 중심축으로 하여 상대적으로 회전될 수 있다.
예컨대, 원유 또는 가스를 시추하거나 채굴하는 경우, 해상의 선박이 바람, 파도 또는 조류에 의해 선체가 유동하더라도, 선박은 터렛을 중심축으로 하여 자유롭게 회전할 수 있으므로, 원유 또는 가스를 터렛 내부의 튜브 등을 통하여 안정적으로 공급받을 수 있다.
터렛은 보통 선박의 한쪽 선단부, 통상 선수부에 마련된 수직 개구부 또는 문풀(moon pool)에 장착될 수 있다. 그리고 터렛은 선체와 베어링을 통한 미끄럼 접촉에 의해 회전될 수 있다. 일 예로, 터렛은 상부 수직 베어링(Upper vertical bearing), 상부 수평 베어링(Upper horizontal bearing) 및 하부 수평 베어링(Lower horizontal bearing)에 의해 지지될 수 있다.
특히, 하부 수평 베어링을 문풀의 케이슨에 설치하는 경우, 터렛을 중심축으로 하여 원활한 회전을 구현하기 위해서는, 케이슨에 설치된 하부 수평 베어링이 문풀에 탑재되는 터렛의 레일을 안정적으로 지지하여야 한다.
그러나, 선체나 문풀의 기계적인 변형으로 인해, 터렛의 탑재시 하부 수평 베어링과 터렛의 레일 간의 이격 거리를 정밀하게 조정하기가 쉽지 않을 수 있다.
특허문헌: 미국공개특허 US2003/0205188 (2003.06.11. 공개)
본 발명의 실시예들은 터렛의 레일과 하부 수평 베어링의 베어링패드 간의 이격 거리를 정밀하게 조정할 수 있는 터렛 베어링을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체의 문풀에서 터렛을 지지하는 터렛 베어링으로서, 상기 문풀에 장착되는 서포터; 상기 서포터에 설치되는 조절바; 상기 서포터에서 상기 터렛을 향해 이동 가능하게 장착되는 지지플레이트; 및 상기 조절바를 통해 상기 지지플레이트를 이동시키기 위한 위치조절수단을 포함할 수 있다.
이때, 상기 터렛의 둘레면에는 레일이 배치되고, 상기 지지플레이트는 상기 레일을 향해 이동 가능하며, 상기 레일과 대향하는 부분에 베어링패드가 부착될 수 있다.
또한, 상기 위치조절수단은 상기 지지플레이트의 중심을 향해 하방향으로 경사지게 배치되는 제 1 안내레일; 상기 지지플레이트의 중심을 향해 상방향으로 경사지게 배치되는 제 2 안내레일; 상기 조절바가 회전될 때, 상기 제 1 안내레일을 따라 이동되는 제 1 안내편; 및 상기 조절바가 회전될 때, 상기 제 2 안내레일을 따라 상기 제 1 안내편과 반대방향으로 이동되는 제 2 안내편을 포함할 수 있다.
또한, 상기 위치조절수단은 상기 조절바의 일방향 회전시, 상기 지지플레이트를 상기 터렛이 위치한 방향으로 전진시키고, 상기 조절바의 타방향 회전시 상기 지지플레이트를 상기 터렛의 위치한 반대방향으로 후진시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 안내편에는 나사홈이 일방향으로 배열되는 제 1 나사홈이 형성되고, 상기 제 2 안내편에는 나사홈이 타방향으로 배열되는 제 2 나사홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 조절바에는 상기 제 1 나사홈과 및 제 2 나사홈에 각각 맞물리는 제 1 나사산 및 제 2 나사산이 이격되게 배열될 수 있다.
상기 위치조절수단은 상기 지지플레이트에 일방향으로 경사지게 배치되는 가이드레일; 및 상기 조절바가 회전될 때, 상기 가이드레일을 따라 이동되는 가이드편을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 문풀의 가공 정도 및 선체의 변형 등을 고려하여, 터렛의 레일과 하부 수평 베어링의 베어링패드 간의 간격을 정밀하게 조정할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터렛 베어링이 설치된 터렛을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 "A"부를 확대하여 도시한 부분 측단면도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터렛 베어링의 작동 상태를 도시한 상태도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터렛 베어링을 도시한 구성도이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터렛 베어링의 작동 상태를 도시한 상태도이다.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
그리고 이하의 실시예들에서 적용된 터렛(Turret)은 부유식 해양구조물과 라이저를 서로 연결하는 구조물로 정의될 수 있고, 부유식 해양구조물은 시추선이나 FPSO(Floating Production, Storage, and Offloading Unit)과 같이 터렛을 구비한 선체를 포함할 수 있다.
본 실시예가 사용되는 터렛은 시추선이나 FPSO과 같은 특수선에 적용될 수 있지만, 부유식 해상구조물이 선박의 범위를 포함한다는 점을 고려할 때, 터렛은 특수선 외의 다른 종류의 선박에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터렛 베어링이 설치된 터렛을 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1의 "A"부를 확대하여 도시한 부분 측단면도이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터렛 베어링은, 선체의 문풀에서 터렛(20)을 향해 베어링패드(200)가 부착된 지지플레이트(300)를 이동시킬 수 있다. 본 실시예의 도 2에서는, 터렛 베어링을 수직방향으로 배치된 상태를 측단면도 형태로 도시하였지만, 이에 한정되지는 아니하며, 터렛 베어링을 수평방향으로 배치하고, 이를 평단면도 형태로 도시할 수도 있을 것이다.
여기서, 터렛(20)은 해저의 광구 플랫폼(미도시)과 체인을 통해 연결되어 선체를 계류할 수 있고, 터렛(20)을 회전축으로 하여 선체가 회전할 수 있도록 하는 베어링 구조에 의해 선체의 문풀(moon pool)에 결합될 수 있다.
그리고 터렛(20)이 결합되는 문풀(11)은 터렛(20) 및 선체의 유동에 의한 축하중과 수평하중을 동시에 받게 되는데, 이 축하중과 수평하중을 지지하기 위해, 문풀의 상부에는 상부 수직 베어링(31, Upper vertical bearing)과 상부 수평 베어링(32, Upper horizontal bearing)이 마련될 수 있고, 문풀(11)의 하부에는 하부 수평 베어링(33, Lower horizontal bearing)이 마련될 수 있다. 본 실시예에서, 터렛 베어링은 선체의 문풀에서 터렛(20)의 측부, 보다 상세하게는 터렛(20)의 하측부를 지지하는 하부 수평 베어링(33)일 수 있다.
구체적으로, 터렛 베어링은 서포터(100), 조절바(110), 지지플레이트(300) 및 위치조절수단(400)을 포함할 수 있다.
서포터(100)는 레일(21)에 대향되게 위치한 선체의 문풀에 고정될 수 있다. 이때, 레일(21)은 터렛(20)의 하측 둘레부를 따라 연장되게 배치되고, 터렛(20)을 중심축으로 하여 선체가 상대적으로 회전될 때, 터렛 베어링이 이동되는 경로를 제공할 수 있다.
서포터(100)는 터렛(20)의 하측부를 균형 있게 지지하기 위해, 문풀의 내주면을 따라 일정 간격으로 배치되는 다수개일 수 있다. 이 다수개의 서포터(100)는 용접과 같은 결합수단을 문풀의 케이슨(11, caisson)에 고정될 수 있다.
서포터(100)에는 레일(21)을 향해 개방되는 수용공간이 마련될 수 있다. 이 수용공간에는 베어링패드(200)가 부착된 지지플레이트(300)가 장착될 수 있고, 지지플레이트(300)는 서포터(100)의 수용공간에서 전방 또는 후방으로 이동될 수 있다. 여기서, 전방은 레일(21)이 위치한 방향으로 정의될 수 있고, 후방은 레일(21)이 위치한 반대방향으로 정의될 수 있다.
지지플레이트(300)는 베어링패드(200)를 지지하기 위한 플레이트로, 서포터(100)의 수용공간에서 터렛의 레일(21)을 향해 전,후방향으로 이동될 수 있다.
여기서, 베어링패드(200)는 터렛(20)을 중심축으로 하여 선체가 원활하게 회전되도록 하기 위한 탄성패드로, 베어링패드(200)의 후면은 지지플레이트(300)에 부착될 수 있다. 이 베어링패드(200)는 레일(21)을 향해 굴곡지게 형성되는 돔 형태일 수 있다. 예컨대, 베어링패드(200)의 전면은 레일(21)을 향해 볼록하게 형성되어 레일(21)의 곡률면에 접촉될 수 있다.
본 실시예에서, 지지플레이트(300)의 전방부에는 베어링패드(200)가 부착되는 수직면이 형성되고, 지지플레이트(300)의 후방부에는 후술하는 제 1 안내레일(410a)과 제 2 안내레일(410b)이 장착되는 경사면이 형성되지만, 지지플레이트(300)의 형태는 이에 한정되지 아니하며, 베어링패드(200)의 형상이나 안내레일의 구조에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
조절바(110)는 지지플레이트(300)를 이동시키기 위한 구동력을 제공할 수 있다.
이를 위해, 조절바(110)는 서포터(100)의 상부와 하부에 각각 베어링(112)을 매개로 회전가능하게 설치되고, 후술하는 위치조절수단(400)을 매개로 지지플레이트(300)에 연결될 수 있다. 그리고 조절바(110)에는 나사산이 서로 반대 방향으로 배열되는 제 1 나사산(111a) 및 제 2 나사산(111b)이 길이방향으로 배열될 수 있다.
위치조절수단(400)은 제 1 안내레일(410a), 제 2 안내레일(410b), 제 1 안내편(420a) 및 제 2 안내편(420b)을 포함할 수 있고, 조절바(110)의 회전력이 지지플레이트(300)의 직선 이동력으로 변환되도록 조절바(110)와 지지플레이트(300) 사이를 연결할 수 있다.
여기서, 제 1 안내레일(410a)은 지지플레이트(300)의 중심을 향해 하방향으로 경사지게 배치될 수 있고, 제 1 안내레일(410a)에는 제 1 안내편(420a)이 슬라이딩 이동 가능하게 설치될 수 있다. 제 2 안내레일(410b)은 지지플레이트(300)의 중심을 향해 상방향으로 경사지게 배치될 수 있고, 제 2 안내레일(410b)에는 제 2 안내편(420b)이 슬라이딩 이동 가능하게 설치될 수 있다.
제 1 안내레일(410a)과 제 1 안내편(420a) 간의 결합 구조는, 제 1 안내레일(410a)의 길이방향으로 연장 형성되는 레일홈부(미도시)에 제 1 안내편(420a)에 돌출형성되는 레일턱부(422)가 걸린 상태에서 이동 가능한 통상의 슬라이딩 결합 구조일 수 있다.
그리고, 제 1 안내편(420a)에는 조절바(110)의 제 1 나사산(111a)이 맞물리는 제 1 나사홈(421a)이 형성되고, 제 2 안내편(420b)에는 조절바(110)의 제 2 나사산(111b)이 맞물리는 제 2 나사홈(421b)이 형성될 수 있다. 이때, 이들 제 1 나사홈(421a)과 제 2 나사홈(421b)의 나사홈은 서로 반대되는 방향으로 배열됨으로써, 조절바(110)를 일방향으로 회전하는 경우, 제 1 안내편(420a)과 제 2 안내편(420b)은 서로 가까워지는 방향으로 이동될 수 있고, 조절바(110)를 타방향으로 회전하는 경우, 제 1 안내편(420a)과 제 2 안내편(420b)은 서로 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터렛 베어링의 작동 상태를 도시한 상태도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 터렛(20)의 레일(21)과 하부 수평 베어링의 베어링패드(200) 간의 이격 거리가 L2만큼 벌어져 있는 경우, 조절바(110)를 일방향으로 회전시켜, 베어링패드(200)를 전방(도면의 좌측방향)으로 이동시킴으로써, 레일(21)과 베어링패드(200)의 이격 거리를 설정 거리(L)로 조정할 수 있다.
예컨대, 조절바(110)가 일방향(도면의 시계방향)으로 회전되면, 조절바(110)의 회전력에 의해, 제 1 안내편(420a)과 제 2 안내편(420b)은 서로 가까워지는 방향으로 이동될 수 있다. 이때, 제 1 안내편(420a) 및 제 2 안내편(420b)의 레일턱부(422)는 지지플레이트(300)의 중심부를 향하도록 제 1 안내레일(410a)과 제 2 안내레일(410b)을 따라 이동하게 되고, 이와 동시에, 제 1 안내편(420a)과 제 2 안내편(420b)은 지지플레이트(300)를 전방으로 푸쉬하므로, 베어링패드(200)를 레일(21)에 근접하게 이동시킬 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 터렛(20)의 레일(21)과 하부 수평 베어링의 베어링패드(200) 간의 이격 거리가 L1만큼 근접한 경우, 조절바(110)를 타방향으로 회전시켜, 베어링패드(200)를 후방(도면의 우측방향)으로 이동시킴으로써, 레일(21)과 베어링패드(200)의 이격 거리를 설정 거리(L)로 조정할 수 있다.
예컨대, 조절바(110)가 타방향(도면의 반시계방향)으로 회전되면, 조절바(110)의 회전력에 의해, 제 1 안내편(420a)과 제 2 안내편(420b)은 서로 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다. 이때, 제 1 안내편(420a) 및 제 2 안내편(420b)의 레일턱부(422)는 지지플레이트(300)의 양단부를 향하도록 제 1 안내레일(410a)과 제 2 안내레일(410b)을 따라 이동하게 되고, 이와 동시에, 제 1 안내편(420a)과 제 2 안내편(420b)은 지지플레이트(300)를 후방으로 당기므로, 베어링패드(200)를 레일(21)에서 멀리 이동시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터렛 베어링을 도시한 구성도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 다른 실시예로, 위치조절수단(400')은 가이드레일(410)과 가이드편(420)을 포함할 수 있다.
가이드레일(410)은 지지플레이트(300)에 일방향으로 경사지게 배치될 수 있고, 지지플레이트(300)의 후방부에는 가이드레일(410)이 일방향으로 경사지게 장착되는 경사면이 형성될 수 있다.
가이드레일(410)에는 가이드편(420)이 슬라이딩 이동 가능하게 설치될 수 있다. 이때, 가이드레일(410)과 가이드편(420) 간의 결합 구조는, 가이드레일(410)의 길이방향으로 연장 형성되는 레일홈부에 가이드편(420)에 돌출형성되는 레일턱부(422, 도4 참조)가 걸린 상태에서 이동 가능한 슬라이딩 결합 구조일 수 있다.
가이드편(420)에는 조절바(110)의 나사산(111)과 맞물리는 나사홈(421)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 가이드편(420)은 조절바(110)의 일방향 또는 타방향 회전시, 가이드레일(410)을 따라 상방향으로 이동되거나, 하방향으로 이동될 수 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 다른 실시예에 따른 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터렛 베어링의 작동 상태를 도시한 상태도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 터렛(20)의 레일(21)과 하부 수평 베어링의 베어링패드(200) 간의 이격 거리가 L2만큼 벌어져 있는 경우, 조절바(110)가 일방향(도면의 시계방향)으로 회전되면, 조절바(110)의 회전력에 의해, 가이드편(420)은 가이드레일(410)을 따라 하방향으로 이동될 수 있고, 이와 동시에, 가이드편(420)은 지지플레이트(300)를 전방으로 푸쉬하므로, 베어링패드(200)를 레일(21)에 근접하게 이동시킬 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 터렛(20)의 레일(21)과 하부 수평 베어링의 베어링패드(200) 간의 이격 거리가 L1만큼 근접한 경우, 조절바(110)가 타방향(도면의 반시계방향)으로 회전되면, 조절바(110)의 회전력에 의해, 가이드편(420)은 가이드레일(410)을 따라 상방향으로 이동될 수 있는데, 이때, 가이드편(420)은 지지플레이트(300)를 후방으로 당기므로, 베어링패드(200)를 레일(21)에서 멀리 이동시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 문풀의 가공 정도 및 선체의 변형 등을 고려하여, 터렛의 레일과 하부 수평 베어링의 베어링패드 간의 간격을 정밀하게 조정할 수 있는 우수한 장점을 갖는다.
상기에서 본 발명을 실시 예를 통해 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
100 :서포터 110 :조절바
111a :제 1 나사산 111b :제 2 나사산
200 :베어링패드 300 :지지플레이트
400 :위치조절수단 410 :가이드레일
410a :제 1 안내레일 410b :제 2 안내레일
420 :가이드편 420a :제 1 안내편
421a :제 1 나사홈 420b :제 2 안내편
421b :제 2 나사홈

Claims (7)

  1. 선체의 문풀에서 터렛을 지지하는 터렛 베어링으로서,
    상기 문풀에 장착되는 서포터;
    상기 서포터에 설치되는 조절바;
    상기 서포터에서 상기 터렛을 향해 이동 가능하게 장착되는 지지플레이트; 및
    상기 조절바를 통해 상기 지지플레이트를 이동시키기 위한 위치조절수단을 포함하는 터렛 베어링.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 터렛의 둘레면에는 레일이 배치되고, 상기 지지플레이트는 상기 레일을 향해 이동 가능하며, 상기 레일과 대향하는 부분에 베어링패드가 부착된, 터렛 베어링.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치조절수단은
    상기 지지플레이트의 중심을 향해 하방향으로 경사지게 배치되는 제 1 안내레일;
    상기 지지플레이트의 중심을 향해 상방향으로 경사지게 배치되는 제 2 안내레일;
    상기 조절바가 회전될 때, 상기 제 1 안내레일을 따라 이동되는 제 1 안내편; 및
    상기 조절바가 회전될 때, 상기 제 2 안내레일을 따라 상기 제 1 안내편과 반대방향으로 이동되는 제 2 안내편을 포함하는, 터렛 베어링.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 위치조절수단은
    상기 조절바의 일방향 회전시, 상기 지지플레이트를 상기 터렛이 위치한 방향으로 전진시키고, 상기 조절바의 타방향 회전시 상기 지지플레이트를 상기 터렛의 위치한 반대방향으로 후진시키는, 터렛 베어링.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 안내편에는 나사홈이 일방향으로 배열되는 제 1 나사홈이 형성되고,
    상기 제 2 안내편에는 나사홈이 타방향으로 배열되는 제 2 나사홈이 형성되는, 터렛 베어링.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 조절바에는
    상기 제 1 나사홈과 및 제 2 나사홈에 각각 맞물리는 제 1 나사산 및 제 2 나사산이 이격되게 배열되는, 터렛 베어링.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치조절수단은
    상기 지지플레이트에 일방향으로 경사지게 배치되는 가이드레일; 및
    상기 조절바가 회전될 때, 상기 가이드레일을 따라 이동되는 가이드편을 포함하는, 터렛 베어링.
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