KR20160069112A - 해양부유체용 스케그 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그는, 해양부유체의 선미에 결합되며, 상기 해양부유체의 선저를 향해 돌출 형성되는 제1 구간부, 및 상기 제1 구간부의 상기 선미를 향하는 일단으로부터 상기 해양부유체의 양측면을 향해 돌출되는 일측면 및 타측면을 포함하는 제2 구간부를 포함한다.

Description

해양부유체용 스케그{A SKEG FOR FLOATING OFFSHORE STRUCTURE}

본 발명은 해양부유체용 스케그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 예인선에 의해 예인되는 해양부유체의 선체의 흔들림을 감소하여 해양부유체가 안정적으로 예인될 수 있도록 하는 해양부유체용 스케그에 관한 것이다.

일반적으로 해저에서 가스 또는 원유를 시추하는 작업은 FPSO(Floating Production, Storage and Offloading, 부유식 원유생산 하역 저장설비) 또는 FLNG(Floating Liquefied Natural Gas, 부유식 액화천연가스 생산설비)등과 같은 해양부유체에 의해 진행될 수 있다.

해양부유체는 제조 과정을 거친 후 건조가 완료되면 예인선에 의해 시추 지역으로 예인된 후 시추 지역에 장시간 머물며 시추작업을 진행하게 된다. 따라서, FPSO 등에는 별도의 엔진이 구비되지 않을 수 있다.

이와 같이, FPSO와 같은 해양부유체에 자체 엔진이 구비되지 않으므로, 예인선에 의해 예인되는 과정에 FPSO등은 항로 유지가 어렵다는 문제점이 있다.

따라서, 해양부유체의 예인 안정성이 향상될 수 있도록, 선행문헌(한국공개특허 제 10-2013-0066064호)에서와 같이, 선미에 스케그(SKEG)가 설치되어 선박의 침로 안정성을 향상시킬 수 있다.

하지만, 선행문헌과 같이 프로펠러가 구비된 선박에 설치된 스케그는 프로펠러의 전방의 유체 흐름을 조절하여 선박의 침로 안정성을 향상시킬 수 있지만, 앞서 설명한 FPSO나 FLNG와 같이 프로펠러가 구비되지 않은 해양부유체에는 적합하지 않을 수 있다.

따라서, 자체 동력장치가 없는 해양부유체의 예인 안정성을 향상할 수 있는 스케그가 필요할 수 있다.

대한민국 공개특허 제10-2013-0066064호 (공개일: 2013.06.20)

본 발명은 예인선에 의해 예인될 때 해양부유체의 항로를 유지시켜 해양부유체가 안정적으로 예인될 수 있는 해양부유체용 스케그를 제공하고자 한다.

본 출원의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면, 해양부유체의 선미에 결합되며, 상기 해양부유체의 선저를 향해 돌출 형성되는 제1 구간부, 및 상기 제1 구간부의 상기 선미를 향하는 일단으로부터 상기 해양부유체의 양측면을 향해 돌출되는 제2 구간부를 포함하는 해양부유체용 스케그가 제공된다.

상기 제1 구간부 및 상기 제2 구간부는, 해저면을 향하는 상기 해양부유체의 저면에 결합되거나 상기 선미에 형성된 경사면에 결합될 수 있다.

상기 제2 구간부의 일측면 및 타측면은, 상기 제1 구간부의 상기 일단으로부터 상기 선미로 갈수록 상기 해양부유체의 양측면을 향해 경사지게 형성될 수 있다.

상기 제2 구간부의 상기 일측면 및 상기 타측면은, 상기 해양부유체의 길이방향의 중심축을 중심으로 대칭될 수 있다.

상기 제2 구간부의 상기 일측면 및 상기 타측면은, 상기 해양부유체의 길이방향의 중심축과 최대 30도의 경사각을 이룰 수 있다.

상기 제2 구간부의 길이는, 상기 제1 구간부와 상기 제2 구간부의 전체 길이의 10%~50% 범위일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그는 제1 구간부와 제2 구간부를 포함하여 제2 구간부의 일측면 및 타측면은 선미로 갈수록 해양부유체의 양측면으로 경사지게 형성되어, 제2 구간부의 일측면 및 타측면의 압력차에 의해 해양부유체가 흔들리는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그는 해양부유체의 선체의 흔들림을 감소하여 해양부유체가 안정적으로 예인되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시예의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그가 구비된 해양부유체의 배면 사시도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그의 변형예를 나타낸 배면 사시도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그를 나타낸 사시도;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그가 구비된 해양부유체의 동작을 설명하기 위한 단면도; 그리고
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그의 예인 안정성 향상 효과를 나타낸 그래프이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래 장치의 구성요소와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.

또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그(SKEG) 및 그 변형예를 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 해양부유체(50)는 FPSO(부유식 원유생산 하역 저장설비) 또는 FLNG(부유식 액화천연가스 생산설비)와 같이, 자체의 동력장치가 없으며 예인선에 의해 시추 지역까지 예인되는 시추 선박일 수 있다.

다만, 해양부유체(50)는 이에 한정되지 않으며, 예인선에 의해 예인되는 바지선일 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그(100)는 제1 구간부(110) 및 제2 구간부(120)를 포함한다.

제1 구간부(110)는 해양부유체(50)의 선미(60)에 결합되며, 해양부유체(50)의 선저(70)를 향해 돌출 형성될 수 있다.

제2 구간부(120)는 제1 구간부(110)의 선미(60)를 향하는 일단(110a)으로부터 해양부유체(50)의 양측면(75)를 향해 돌출될 수 있다.

이 때, 예인선은 해양부유체(50)의 선수(미도시)에 결합되며, 해양부유체(50)의 길이방향(X)과 예인선의 예인 방향은 동일할 수 있다. 따라서, 제1 구간부(110)와 제2 구간부(120)는 해양부유체(50)의 길이방향(X)으로 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그(100)의 제1 구간부(110) 및 제2 구간부(120)는 해양부유체(50)의 종류에 따라 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 해양부유체(50)의 선저(70)의 해저면을 향하는 저면(90)에 결합되거나 선미(60)에 형성된 경사면(80)에 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그(100)는 스케그(100)로 인한 저항을 줄여 해양부유체(50)의 이동 속도를 유지함과 동시에 해양부유체(50)의 흔들림을 방지할 수 있다. 이에 따라, 제1 구간부(110)는 해양부유체(50)의 길이방향(X)으로 연장될 수 있고, 제2 구간부(120)는 해양부유체(50)의 양측면(75)으로 돌출될 수 있다.

구체적으로, 도 1 및 도 3을 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그(100)가 해양부유체(50)의 길이방향의 중심축(X1)에 결합될 수 있다.

제1 구간부(110)와 제2 구간부(120)를 해양부유체(50)의 중심축(X1) 상의 제1 지점(A1), 제2 지점(A2) 및 제3 지점(A3)으로 나누어 설명하도록 한다.

이 때, 제2 지점(A2)은 앞서 설명한 제2 구간부(120)가 제1 구간부(110)에 결합되는 일단(110a)에 포함되는 지점일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그(100)의 제1 구간부(110)는 제1 지점(A1)의 폭(W1)과 제2 지점(A2)의 폭(W2)이 동일할 수 있다. 따라서, 스케그(100)에 의해 해양부유체(50)의 이동속도가 감쇠되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제2 구간부(120)는 제3 지점(A3)의 폭(W3)이 제2 지점(A2)의 폭(W2)보다 넓을 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그(100)는 제2 구간부(120)의 일측면(220) 및 타측면(230)이, 제1 구간부(110)의 일단(110a)으로부터 선미(60)로 갈수록 해양부유체(50)의 양측면(75)을 향해 경사지게 형성될 수 있다.

이와 같이, 제2 구간부(120)의 일측면(220) 및 타측면(230)이 경사지게 형성됨으로써 폭이 동일할 때에 비해 해양부유체(50)의 흔들림을 감소하는 효과가 상승할 수 있다.

제2 구간부(120)가 해양부유체(50)의 흔들림을 감소하는 동작을 도 4를 참조하여 설명드리면, 예인선에 의해 예인될 때, 해양부유체(50)는 예인 방향(X2)을 기준으로 좌우로 흔들(Yawing)릴 수 있다.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 해양부유체(50)가 예인 방향(X2)을 기준으로 우측으로 기울게 되면, 제2 구간부(120)의 일측면(220)이 해수에 의해 압력(P)이 가해질 수 있다.

이 때, 제2 구간부(120)의 일측면(220)에 수직되는 방향에는 일측면(220)에 가해지는 압력(P)의 분력(F)이 발생하게 된다.

제2 구간부(120)의 일측면(220)에 가해지는 분력(F)에 의해 해양부유체(50)의 선미(60)는 분력(F)방향으로 밀리게 되며 이에 따라, 해양부유체(50)의 선수(65)는 우측으로부터 좌측으로 회전하여 예인 방향(X2)으로 돌아올 수 있다.

마찬가지로, 해양부유체(50)가 예인 방향(X2)을 기준으로 좌측으로 기울게 되면(미도시), 제2 구간부(120)의 타측면(230)에 압력이 가해지게 되어 해양부유체(50)의 선미(60)가 분력방향으로 밀림과 동시에 선수(65)는 좌측으로부터 우측으로 회전하여 예인 방향(X2)으로 돌아올 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 해양부유체용 스케그(100)가 구비된 해양부유체(50)는 스케그(100)에 의해 흔들림이 감소되어 안정적으로 예인될 수 있다.

한편, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 구간부(120)의 일측면(220) 및 타측면(230)은 해양부유체(50)의 길이방향의 중심축(X1)을 중심으로 대칭될 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그(100)는 해양부유체(50)의 길이방향의 중심축(X1) 상에 위치할 수 있으며, 일측면(220) 및 타측면(230)은 압력 평형을 위해 중심축(X1)을 중심으로 대칭될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그(100)는 제2 구간부(120)의 일측면(220) 및 타측면(230)이, 해양부유체(50)의 길이방향의 중심축(X1)과 최대 30도의 경사각(θ)을 이룰 수 있다.

앞서 설명한 내용과 같이, 제2 구간부(120)의 일측면(220) 및 타측면(230)은 선미(60)로 갈수록 해양부유체(50)의 양측면(75)을 향해 경사지게 되며, 그 경사각(θ)은 최대 30도 일 수 있다.

제2 구간부(120)의 일측면(220) 및 타측면(230)의 경사각(θ)에 따른 해양부유체(50)의 예인 안정성은 이후 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 구간부(120)의 길이(L1)는 제1 구간부(110)와 제2 구간부(120)의 전체 길이(L2)의 10%~50% 범위일 수 있다.

즉, 해양부유체(50)의 길이방향의 중심축(X1)을 기준으로, 제1 구간부(110)의 길이는 제1 구간부(110)와 제2 구간부(120)의 전체 길이(L2)에서 제2 구간부(120)의 길이(L1)를 제외한 나머지 길이(L2-L1)일 수 있다.

이 때, 제2 구간부(120)의 길이(L1)와 제1 구간부(110)의 길이(L2-L1)의 비는 1:9 에서 5:5의 범위일 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그(100)는 제2 구간부(120)가 중심축(X1)에 대하여 이루는 경사각(θ) 및 제1 구간부(110)과 제2 구간부(120)의 길이의 비에 따라 해양부유체(50)의 예인 안정성을 향상시키는 효과가 다를 수 있다.

도 1 및 도 5를 참조하여 제2 구간부(120)가 해양부유체(50)의 길이방향의 중심축(X1)에 대하여 25도의 경사각(θ)을 이루고, 제2 구간부(120)의 길이(L1)와 제1 구간부(110)의 길이(L2-L1)의 비가 3:7 경우 해양부유체(50)의 흔들림(Yaw)을 살펴본다.

도 5에 도시된 S1은 본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그(100)가 구비되지 않은 해양부유체(50)의 흔들림을 나타내고, S2는 본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그(100)가 구비된 해양부유체(50)의 흔들림을 나타낸다.

도 5에 도시된 바와 같이, 예인 방향을 0도라고 할 때, 예인 방향을 기준으로 해양부유체(50)가 좌우로 기우는 방향을 각각 <->방향 및 <+> 방향이라고 하며, 본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그(100)가 구비되지 않은 해양부유체(50)는 약 -28도에서 +28도 사이의 흔들리게 된다.

즉, -28도에서 +28도의 회전 각도(Yaw(deg))(S1) 범위에서 예인 방향에 대하여 좌우로 최대 56도의 범위에서 흔들리게 된다.

이에 반해, 본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그(100)가 구비된 해양부유체(50)는 약 -0.3도에서 +0.3도 사이의 회전 각도(S2) 범위에서 최대 0.6도의 회전 범위에서 흔들릴 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 해양부유체용 스케그(100)가 구비됨으로써 해양부유체(50)는 예인 방향에 대한 흔들림이 작아 안정적으로 예인될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

50: 해양부유체 60: 선미
65: 선수 70: 선저
75: 양측면 80: 경사면
90: 저면 100: 스케그
110: 제1 구간부 110a: 일단
120: 제2 구간부 220: 일측면
230: 타측면 A1: 제1 지점
A2: 제2 지점 A3: 제3 지점
X: 길이방향 X1: 길이방향의 중심축
X2: 예인 방향 P: 압력
F: 분력 L1, L2: 스케그의 길이
W1: W2, W3: 스케그의 폭 θ: 경사각

Claims (6)

1. 해양부유체의 선미에 결합되며, 상기 해양부유체의 선저를 향해 돌출 형성되는 제1 구간부; 및
   상기 제1 구간부의 상기 선미를 향하는 일단으로부터 상기 해양부유체의 양측면을 향해 돌출되는 일측면 및 타측면을 포함하는 제2 구간부;를 포함하는 해양부유체용 스케그.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 구간부 및 상기 제2 구간부는,
   해저면을 향하는 상기 해양부유체의 저면에 결합되거나 상기 선미에 형성된 경사면에 결합되는 해양부유체용 스케그.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 구간부의 일측면 및 타측면은, 상기 제1 구간부의 상기 일단으로부터 상기 선미로 갈수록 상기 해양부유체의 양측면을 향해 경사지게 형성되는 해양부유체용 스케그.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 구간부의 상기 일측면 및 상기 타측면은, 상기 해양부유체의 길이방향의 중심축을 중심으로 대칭되는 해양부유체용 스케그.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제2 구간부의 상기 일측면 및 상기 타측면은, 상기 해양부유체의 길이방향의 중심축과 최대 30도의 경사각을 이루는 해양부유체용 스케그.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 구간부의 길이는, 상기 제1 구간부와 상기 제2 구간부의 전체 길이의 10%~50% 범위인 해양부유체용 스케그.

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