KR20160025801A

KR20160025801A - 극지용 헬리데크

Info

Publication number: KR20160025801A
Application number: KR1020140113125A
Authority: KR
Inventors: 염경원
Original assignee: 주식회사 정아마린
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2016-03-09
Also published as: KR101635104B1

Abstract

본 발명은 남극이나 북극과 같이 기온이 매우 낮은 극지 온도조건에서 안전하게 사용할 수 있도록 헬리데크를 가열하여 빙결을 방지할 수 있도록 한 극지용 헬리데크에 관한 것으로, 본 발명에 따른 극지용 헬리데크는, 상부면에 마운트홈이 오목하게 형성되어 있는 데크프레임과; 상기 데크프레임의 마운트홈에 착탈 가능하게 삽입되어 설치되는 금속 재질의 히팅프레임과; 상기 히팅프레임 내측에 설치되며, 외부에서 인가되는 전원에 의해 발열하여 히팅프레임을 가열하는 히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

극지용 헬리데크{Arctic Helideck}

본 발명은 헬리데크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 남극이나 북극과 같이 기온이 매우 낮은 극지 온도조건에서 안전하게 사용할 수 있도록 헬리데크를 가열하여 빙결을 방지할 수 있도록 한 극지용 헬리데크에 관한 것이다.

선박용 헬리콥터 착륙장은 선체의 상부 영역에 결합되는 거대한 구조물로서 헬리콥터가 이착륙되는 장소를 이룬다. 보통, 헬리데크(heli-deck)라 불리기도 하며, 특수선(drillship, FPSO, War ship 등)에 설치된다.

이러한 헬리콥터 착륙장은 설치되는 장소, 선박의 형태, 선박의 운동에 따른 영향에 기초하여 그 구조의 형태가 좌우될 수 있다. 기본적으로는 이착륙될 헬리콥터의 사양이 정해질 경우에 그에 대응되게 설계된다.

한편, 헬리콥터 착륙장은 건물 옥상 등의 지상에도 설치될 수도 있는데, 이처럼 지상에 설치되는 헬리콥터 착륙장에 비해 선박에 적용되는 헬리콥터 착륙장의 경우, 파도에 의한 유동 외력 내지는 바람에 의한 진동 외력 등의 다양한 외력을 많이 받는다. 때문에, 헬리콥터 착륙장은 구조적으로도 안정하면서도 강도면에서도 우수해야 한다.

이러한 점을 고려하여 스테인리스 스틸(stainless steel)이나 알루미늄(Al) 재질을 이용하거나 아니면 복합 재질을 이용한 다양한 형태의 헬리콥터 착륙장이 개발되어 적용 중에 있거나 적용을 준비 중에 있다.

한편, 헬리콥터 착륙장은 작업자들이 생활하는 거주구(living quarter) 건물의 상부(top level)에 설치되는 경우가 대부분인데, 선박이 항해하는 지역이나 혹은 작업하는 지역이 매우 춥거나 눈이 많이 내리는 경우라면 헬리콥터의 안전한 이착륙을 위해 헬리콥터 착륙장의 상부 데크인 플랭크(plank)의 빙결을 방지할 필요가 있다.

예컨대, 드릴쉽과 같이 원유를 시추하는 선박이 북극이나 남극에 인접된 추운 지역의 해상에 일정 기간 정박하여 작업을 진행하는 경우, 플랭크의 표면에 눈이 많이 쌓이면서 빙결되기 쉬운데 이러한 경우에는 헬리콥터의 안전한 이착륙을 보장할 수 없기 때문에 헬리콥터 착륙장에 빙결 방지 수단이 갖춰지는 것이 바람직하다.

현재 적용 중에 있거나 적용을 고려하고 있는 헬리콥터 착륙장의 빙결 방지 수단으로서 히팅 트레이싱 케이블(heating tracing cable)이 있다. 즉 히팅 트레이싱 케이블을 헬리콥터 착륙장의 플랭크에 마치 보일러 배관처럼 연결시킨 상태에서 전기를 공급함으로써 히팅 트레이싱 케이블의 발열에 의해 플랭크 상에 쌓인 눈이나 얼음을 녹이는 방식이다.

그런데, 이러한 종래 방식은, 히팅 트레이싱 케이블을 시공하기가 용이하지 않고, 어느 한 부분에서라도 단선이 발생되면 전체적으로 동작이 불가능해지기 때문에 유지보수 역시 용이하지 않은 문제점을 발생시킨다.

이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 등록특허 제10-1334326호에는 외기보다 상대적으로 높은 온도의 온풍이 사용되는 선실로부터 배출되는 온풍을 플랭크 쪽으로 안내하는 온풍 안내모듈을 구성하여 시공 및 유지 보수가 용이하며, 전력 소모량을 절감할 수 있는 '선박용 헬리콥터 착륙장'이 개시되어 있다.

그러나, 온풍을 이용하여 빙결을 방지하는 종래의 헬리데크는 온풍의 온도가 대략 20~30℃의 정도로 낮아서 대기 온도가 어느 정도 낮은 경우에는 효과가 있지만, 극지와 같이 대기 온도가 영하 40~50℃ 정도로 매우 낮은 경우에는 빙결 방지 효과가 현저히 저하되어 여전히 안전성 문제가 해결되지 않는 문제가 있다.

등록특허 제10-1334326호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 히트 트레이싱 케이블 또는 봉 형태의 전열히터를 매입 설치하여 빙결을 방지하되, 설치 및 유지 관리가 용이하며, 빙결 방지 효과를 극대화할 수 있는 극지용 헬리데크를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 극지용 헬리데크는, 상부면에 마운트홈이 오목하게 형성되어 있는 데크프레임과; 상기 데크프레임의 마운트홈에 착탈 가능하게 삽입되어 설치되는 금속 재질의 히팅프레임과; 상기 히팅프레임 내측에 설치되며, 외부에서 인가되는 전원에 의해 발열하여 히팅프레임을 가열하는 히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 형태에 따르면, 상기 히팅프레임은 상기 데크프레임에 수평하게 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있다.

또한 본 발명의 극지용 헬리데크는 상기 히팅프레임을 마운트홈에서 수평하게 슬라이딩 운동시키는 액추에이터를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 히팅프레임을 데크프레임에 끼워 넣어 조립함으로써 쉽게 설치가 가능하고, 향후 히터의 파손이나 손상으로 인한 교체, 또는 오작동이나 정기 점검을 수행하고자 할 경우 해당 히팅프레임만 데크프레임에서 간단히 분리할 수 있으므로 유지 관리도 용이한 이점이 있다.

또한, 히팅프레임이 데크프레임에 장착된 상태에서 히팅프레임의 히터에 전원을 인가하여 발열시키고, 히터의 발열에 의해 헬리데크 전체가 가열되어 빙결을 방지할 수 있게 되므로 빙결에 의한 안전사고를 방지할 수 있는 이점이 있다.

그리고 히팅프레임이 액추에이터에 의해 데크프레임에 대해 슬라이딩 운동하도록 설치되면, 히팅프레임의 슬라이딩 운동에 의해 데크프레임과 히팅프레임의 경계에 형성된 얼음이 깨져서 얼음의 단면적이 줄게 되고, 이에 따라 히터의 발열만으로 얼음을 녹일 때보다 얼음을 녹이는 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 헬리데크가 적용되는 선박의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리데크의 주요부를 나타낸 일부 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 헬리데크의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 헬리데크의 히팅프레임을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 헬리데크의 주요부를 나타낸 단면도이다.
도 6 및 도 7은 도 5의 헬리데크의 평면도로, 도 6은 히팅프레임이 슬라이딩 하지 않은 상태이고, 도 7은 히팅프레임이 슬라이딩한 상태를 나타낸다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 극지용 헬리데크의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 헬리데크가 적용된 선박(1)을 나타낸 것으로, 헬리데크(100)는 선박(1)의 일측, 예를 들어, 메인데크(선체의 상면: 주 갑판) 위에 건조되어 선실이나 함교(Bridge) 등을 제공하는 선박(1)의 상부구조물(Superstructure) 위에 수평하게 설치될 수 있으며, 트러스와 같은 철재 골조구조를 이용하여 선박(1)과 안정적으로 설치될 수 있다. 이 때, 선박(1)은 예를 들어, 시추탑 및 각종의 시추장비를 메인데크 위에 수용하고 있는 시추선일 수 있으나, 이에 한정될 것은 아니며, 유조선이나 화물선과 같은 대형선박, 또는 일반적인 선박(1)의 형태를 갖추지 못한 해상구조물 등을 모두 포함하는 것일 수 있다.

상기 헬리데크(100)는 외부에서 인가되는 전원에 의해 발열하여 빙결을 방지할 수 있는 히트 트레이싱 시스템(heat tracing system)을 구축하고 있다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리데크의 구조를 나타낸 것으로, 이 실시예의 헬리데크(100)는 상부면에 마운트홈(114)이 오목하게 형성되어 있는 데크프레임(110)과, 상기 데크프레임(110)의 마운트홈(114)에 착탈 가능하게 삽입되어 설치되는 금속 재질의 히팅프레임(120)과, 상기 히팅프레임(120) 내측에 설치되아 외부에서 인가되는 전원에 의해 발열하는 히터(130)를 포함한 구성으로 이루어진다.

상기 데크프레임(110)은 수평한 상부프레임(111)과, 상기 상부프레임(111)의 하측에 소정 간격 이격되게 배치되는 하부프레임(112)과, 상기 상부프레임(111)과 하부프레임(112) 사이를 연결하는 보강프레임(113)을 포함한 구조로 이루어진다. 이러한 구조로 이루어진 데크프레임(110)은 플랭크(plank)라고도 불리는데, 전체적으로 팔각형이나 원형을 이루게 된다. 이러한 데크프레임(110)은 상면이 넓은 면적을 가져야만 헬리콥터가 안정적으로 이착륙될 수 있다는 점을 감안하면, 데크프레임(110)은 부피가 크기 때문에 공장 등에서 한번에 일체로 제작되기는 사실상 곤란하다. 따라서 데크프레임(110)을 다수의 단위 사이즈인 단위 데크프레임으로 만들고, 이 단위 데크프레임들을 인접된 것끼리 조립형으로 결합시킴으로써 하나의 데크프레임이 완성되도록 하는 것이 바람직하다. 이 때, 인접된 단위 데크프레임들 간의 결합은 요철 결합 방식이 적용될 수 있다.

상기 데크프레임(110)의 상부프레임(111)에는 상기 히팅프레임(120)을 설치하기 위한 복수개의 마운트홈(114)이 길이방향을 따라 연장되게 형성된다. 상기 마운트홈(114)은 단위 데크프레임(110) 당 1개씩 형성될 수 있지만, 이와 다르게 단위 데크프레임(110)에 2개 이상이 형성될 수도 있고, 마운트홈(114)이 형성되지 않은 단위 데크프레임(110)도 함께 설치될 수 있다. 상기 마운트홈(114)의 상단부에는 히팅프레임(120)을 데크프레임(110)의 일단부에서부터 끼워 넣어 조립할 수 있도록 가이드레일(115)이 일방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 이 실시예에서 상기 가이드레일(115)은 마운트홈(114)의 양측 상단부에 형성되었지만, 이와 다르게 마운트홈(114)의 양측 중간이나 하부, 바닥면 등 임의의 위치에 형성될 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 히팅프레임(120)은 상기 데크프레임(110)의 마운트홈(114)에 착탈 가능하게 결합되어 데크프레임(110)과 함께 헬리데크의 상판을 구성함과 동시에 상기 히터(130)에 의해 가열되어 빙결을 방지하는 작용을 한다.

상기 히팅프레임(120)은 상기 마운트홈(114)과 대응하는 형태인 직육면체 형태를 가지며, 양측 상단부에 상기 마운트홈(114)의 가이드레일(115)에 삽입되어 가이드레일(115)을 따라 슬라이딩하는 슬라이드돌기(121)가 일체로 형성된 구조를 갖는다. 상기 히팅프레임(120)의 상부면은 상기 데크프레임(110)의 상부프레임(111)과 대체로 동일면을 이루도록 되어 헬리콥터가 데크프레임(110) 상에 안착될 때 데크프레임(110)과 함께 헬리콥터를 지지하는 작용을 한다. 상기 데크프레임(110)의 상부프레임(111)을 완전히 제거하거나 면적을 대폭 축소하여 선재 형태로만 구성할 경우, 히팅프레임(120) 전체가 데크프레임(110)의 상부면을 구성할 수도 있다.

상기 히팅프레임(120)의 상측에는 상기 히터(130)가 매립된 상태로 압출 성형됨으로써 설치 및 유지보수가 용이하게 되어 있다. 이 실시예와 다르게, 도 4에 도시된 것처럼 상기 히팅프레임(120)의 상부면에는 상기 히터(130)가 매입 설치되는 히터수용홈(123)이 형성되고, 상기 히터수용홈(123)의 상부는 히터(130)를 삽입할 수 있도록 개방되게 형성되어, 이 개방된 부분을 통해 히터(130)를 매입 설치할 수도 있을 것이다. 이 경우 상기 히터수용홈(123) 내측으로 이물질이 침투하는 것을 방지하기 위해 히터수용홈(123)의 상단 개구부를 폐쇄하는 마개(125)를 추가로 구성하는 것이 바람직하다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 히팅프레임(120)은 히터(130)에서 발생한 열에 의해 가열되며, 열을 데크프레임(110)으로 원활하게 전달할 수 있도록 열전도성이 우수한 알루미늄이나 스테인레스 스틸 등의 금속으로 이루어지거나, 데크프레임(110)과 동일한 금속 재질로 이루어질 수 있다.

상기 히터(130)는 전선(미도시)을 통해 외부 전원과 전기적으로 연결되어, 외부 전원으로부터 인가되는 전원에 의해 발열한다. 상기 히터(130)는 히트 트레이싱 케이블 또는 봉 형태의 전열히터 등을 적용하여 구성할 수 있다. 상기 히터(130)는 외부 물체와의 접촉으로 인한 손상이나 파손을 방지하기 위하여 히팅프레임(120)에 형성된 히터수용홈(123) 내측에 매입 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 헬리데크는 상기 히팅프레임(120)을 데크프레임(110)에 끼워 넣어 조립함으로써 쉽게 설치가 가능하고, 향후 히터(130)의 파손이나 손상으로 인한 교체, 또는 오작동이나 정기 점검을 수행하고자 할 경우 해당 히팅프레임(120)만 데크프레임(110)에서 간단히 분리할 수 있으므로 유지 관리도 용이한 이점이 있다.

또한, 히팅프레임(120)이 데크프레임(110)에 장착된 상태에서 히팅프레임(120)의 히터(130)에 전원을 인가하여 발열시키고, 히터(130)의 발열에 의해 헬리데크 전체가 가열되어 빙결을 방지할 수 있게 되므로 빙결에 의한 안전사고를 방지할 수 있는 이점이 있다.

한편, 도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 헬리데크의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이 실시예의 헬리데크(100)는 복수의 단위 데크프레임(110)들에 설치된 히팅프레임(120) 전체 또는 일부가 마운트홈(114) 내측에서 수평하게 슬라이딩 이동 가능하게 설치되고, 헬리데크(100)에 상기 히팅프레임(120)을 수평하게 슬라이딩 운동시키는 액추에이터(140)가 추가로 설치된 구성으로 이루어진다.

상기 액추에이터(140)는 일측이 상기 데크프레임(110)에 결합되고 타측이 상기 히팅프레임(120)에 결합되어 외부에서 공급되는 공압 또는 유압에 의해 수축 및 신장되는 실린더로 구성될 수 있으나, 이외에도 모터와 동력전달장치를 이용한 공지의 선형운동시스템을 적용하여 액추에이터를 구성할 수도 있을 것이다.

상기 액추에이터(140)는 한 개가 복수개의 히팅프레임(120)과 동시에 연결되어 복수개의 히팅프레임(120)을 동시에 슬라이딩 운동시킬 수도 있지만, 액추에이터(140)와 히팅프레임(120)이 일대일로 연결되어 히팅프레임(120)을 개별적으로 슬라이딩 운동시킬 수도 있다.

상기 액추에이터(140)가 히팅프레임(120)을 슬라이딩 운동시킬 때 히팅프레임(120)이 데크프레임(110)에 대해 원활하게 슬라이딩 운동할 수 있도록 하기 위하여 전술한 실시예와 같이 데크프레임(110)에 가이드레일(115)이 형성되고, 히팅프레임(120)에 상기 가이드레일(115)을 따라 안내되는 슬라이드돌기(121)가 형성될 수 있다. 상기 슬라이드돌기(121)는 롤러나 볼 등으로 대체될 수 있다. 물론 이와 반대로 데크프레임(110)에 상기 슬라이드돌기(121)와 유사한 구성요소가 형성되고, 히팅프레임(120)에 상기 가이드레일(115)과 유사한 구성요소가 형성될 수도 있을 것이다.

이 실시예에서와 같이 히팅프레임(120)이 액추에이터(140)에 의해 데크프레임(110)에 대해 슬라이딩 운동하도록 설치되면, 히팅프레임(120)의 슬라이딩 운동에 의해 데크프레임(110)과 히팅프레임(120)의 경계에 형성된 얼음이 깨져서 얼음의 단면적이 줄게 되고, 이에 따라 히터(130)의 발열만으로 얼음을 녹일 때보다 얼음을 녹이는 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

이와 같이 액추에이터(140)로 히팅프레임(120)을 슬라이딩 운동시킬 수 있도록 한 실시예에서 히팅프레임(120)의 열전도도를 극대화하고, 액추에이터(140)가 극한 상황에서 얼지 않게 하기 위해 액추에이터(140)를 히팅프레임(120)의 내측으로 삽입하여 히터(130)와 근접되게 설치하는 것이 바람직하다. 예를 들어 액추에이터(140)가 유압에 의해 동작하는 실린더로 이루어질 수 경우, 도 4에 도시한 것과 같이 실린더 본체(141)는 히팅프레임(120)의 내측에 설치하고, 피스톤로드(142)의 일단은 데크프레임(110)에 결합되게 설치하여, 액추에이터(140)의 실린더 본체(141)에 유압이 인가되면 피스톤로드(142)와 실린더 본체(141) 간의 상대 운동에 의해 히팅프레임(120)이 데크프레임(110)에 대해 슬라이딩 운동하게 할 수 있다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

1 : 선박 100 : 헬리데크
110 : 데크프레임 111 : 상부프레임
112 : 하부프레임 113 : 보강프레임
115 : 가이드레일 120 : 히팅프레임
121 : 슬라이드돌기 123 : 히터수용홈
125 : 마개 130 : 히터
140 : 액추에이터 141 : 실린더 본체
142 : 피스톤로드

Claims

상부면에 마운트홈(114)이 오목하게 형성되어 있는 데크프레임(110)과;
상기 데크프레임(110)의 마운트홈(114)에 착탈 가능하게 삽입되어 설치되는 금속 재질의 히팅프레임(120)과;
상기 히팅프레임(120) 내측에 설치되며, 외부에서 인가되는 전원에 의해 발열하여 히팅프레임(120)을 가열하는 히터(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 극지용 헬리데크.
제1항에 있어서, 상기 히팅프레임(120)은 상기 데크프레임(110)에 수평하게 슬라이딩 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 극지용 헬리데크.
제2항에 있어서, 상기 히팅프레임(120)을 마운트홈(114)에서 수평하게 슬라이딩 운동시키는 액추에이터(140)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극지용 헬리데크.
제3항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 히팅프레임(120)의 내측으로 삽입되어 설치된 것을 특징으로 하는 극지용 헬리데크.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 마운트홈(114)에 가이드레일(115)이 일방향으로 연장되게 형성되고, 상기 히팅프레임(120)에 상기 가이드레일(115)을 따라 슬라이딩하는 슬라이드돌기(121)가 형성된 것을 특징으로 하는 극지용 헬리데크.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 히팅프레임(120)의 상측에 상기 히터(130)가 매립된 상태로 압출 성형된 것을 특징으로 하는 극지용 헬리데크.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 히팅프레임(120)의 상부면에는 상기 히터(130)가 매입 설치되는 히터수용홈(123)이 형성되고, 상기 히터수용홈(123)의 상부는 마개(125)에 의해 폐쇄될 수 있게 된 것을 특징으로 하는 극지용 헬리데크.