KR20160137795A - 방폭 구조물 - Google Patents

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Abstract

방폭 구조물이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방폭 구조물은, 하나 이상의 개방홀이 형성되어 있는 전면판과, 상기 전면판에 대응되는 후면판을 포함하는 벽체; 상기 벽체 내에서 상기 개방홀을 개폐시키는 덮개; 및 상기 덮개와 상기 후면판 사이에 개재되어 상기 덮개를 상기 개방홀 쪽으로 가압하는 스프링을 포함할 수 있다.

Description

방폭 구조물{Blastwall structure}
본 발명은 방폭 구조물에 관한 것이다.
FPSO(Floating Production Storage and Offloading)를 포함하는 해양 구조물은 그 운용 특성 상 가스와 기름에 의한 폭발 사고가 발생할 가능성이 상존하고, 해양 구조물에 폭발이 발생하면 치명적인 구조 손상이나 침몰에 이를 수 있다. 따라서, 설계 단계에서 폭발 사고의 발생 가능성을 줄이고, 발생 시 구조물의 안정성을 확보할 필요가 있다.
해양 구조물의 임의의 모듈로부터 폭발 사고가 발생하면 다른 모듈로 폭발 충격이 전달됨으로써 여러 모듈이 함께 폭발하여 대형 사고가 발생할 수도 있고, 거주구로 폭발이 전달되면 선원 등의 인명 사고가 발생할 가능성도 높아져, 이를 방지하기 위해 방폭벽(blastwall)을 모듈 사이에 설치한다.
방폭벽에 관련하여 한국공개특허 10-2015-0004185호에는 해양플랜트의 방화 박폭 겸용 구조체 및 그 시공 방법이 개시되어 있기도 하다.
일반적으로 방폭벽은 폭발 압력을 견디도록 설계되어 있는데, 폭발이 발생한 모듈 내에서는 폭발 압력에 대한 반사 충격파로 인해 더 큰 충격이 전달될 수 있다. 즉, 폭발 압력이 방폭벽에 전달되면 차단 구조의 방폭벽 구조로 인해 반사파가 발생하면서 점점 압력이 증가하여 더욱 더 큰 폭발이 될 수 있는 것이다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
한국공개특허 10-2015-0004185호
본 발명은 폭발 압력에 대해 일부는 차단하고 일부는 통과시켜 분산시킴으로써 압력을 감쇄시켜 2차 폭발 등 더 큰 사고를 방지할 수 있도록 하는 방폭 구조물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 폭발 압력을 통과시키는 과정에서 시간차를 발생시켜 분산시킴으로써 효과적으로 폭발 압력을 감쇄시킬 수 있는 방폭 구조물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하나 이상의 개방홀이 형성되어 있는 전면판과, 상기 전면판에 대응되는 후면판을 포함하는 벽체; 상기 벽체 내에서 상기 개방홀을 개폐시키는 덮개; 및 상기 덮개와 상기 후면판 사이에 개재되어 상기 덮개를 상기 개방홀 쪽으로 가압하는 스프링을 포함하는 방폭 구조물이 제공된다.
상기 전면판에는 복수의 상기 개방홀이 매트릭스 구조로 배열되어 있을 수 있다.
상기 복수의 개방홀은 행(row) 단위 혹은 열(column) 단위로 그룹화되며, 동일 그룹에 속하는 개방홀에 상응하는 상기 덮개에 대해서는 상기 스프링이 동일한 복원력을 가지도록 할 수 있다.
상기 덮개는 평상시 상기 스프링의 복원력에 의해 상기 개방홀을 폐쇄시키며, 전방에서 폭발이 발생한 경우 전달되어 오는 폭발파에 의한 폭발 압력이 상기 복원력보다 큰 경우 상기 스프링을 압축시키며 후방으로 이동하여 상기 개방홀을 개방시킬 수 있다.
상기 벽체의 상면은 메쉬 구조로 이루어져 있을 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 폭발 압력에 대해 일부는 차단하고 일부는 통과시켜 분산시킴으로써 압력을 감쇄시켜 2차 폭발 등 더 큰 사고를 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 폭발 압력을 통과시키는 과정에서 시간차를 발생시켜 분산시킴으로써 효과적으로 폭발 압력을 감쇄시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방폭 구조물이 구비된 해양 구조물을 나타낸 도면,
도 2 및 도 3는 평상시 및 폭발 발생시 방폭 구조물의 확대 단면도,
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 벽체의 정면도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 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 명세서에서, "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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방폭 구조물이 구비된 해양 구조물을 나타낸 도면이고, 도 2 및 도 3는 평상시 및 폭발 발생시 방폭 구조물의 확대 단면도이다.
도 1 내지 도 3에는 해양 구조물(10), 모듈(21, 22, 23), 벽체(100), 전면판(110), 후면판(120), 개방홀(130), 덮개(140), 스프링(145), 상면(150)이 개시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방폭 구조물은 해양 구조물(10)의 상부 구조물로서 데크 상에 설치되는 모듈들(21, 22, 23) 사이에 배치되어 임의의 모듈(22)에서 발생한 폭발에 의한 압력을 감쇄시켜 반대측에 위치한 모듈(21)에 미치는 영향을 최소화하고 2차 사고 발생을 미연에 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 따른 방폭 구조물은 전면판(110) 및 후면판(120)을 포함하는 벽체(100)를 포함하는 것을 기본 골격으로 한다.
전면판(110)에는 하나 이상의 개방홀(130)이 형성되어 있을 수 있다. 개방홀(130)은 그 형상이 원형인 것으로 도시되어 있지만, 이는 일 실시예에 불과하며, 경우에 따라 다각형 등 다양한 형상이 적용될 수도 있음은 물론이다.
또한, 개방홀(130)이 매트릭스(matrix) 구조로 배치된 것으로 도시되어 있지만, 이는 일 실시예에 불과하며, 경우에 따라 임의로 배치될 수도 있음은 물론이다.
또한, 개방홀(130)이 모두 동일한 크기를 가지는 것으로 도시되어 있지만, 이는 일 실시예에 불과하며, 경우에 따라 다양한 크기로 구성될 수도 있음은 물론이다.
이하에서는 도 1에 도시된 것처럼 개방홀(130)의 형상이 원형이고 모두 동일한 크기를 가지고 있고 매트릭스 구조로 배치된 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
벽체(100) 내에는 개방홀(130)에 대응하여 개방홀(130)을 개폐시키는 덮개(140)가 설치되어 있다. 덮개(140)의 형상 및 크기는 개방홀(130)의 형상 및 크기에 상응하여 결정될 수 있다.
덮개(140)의 후면과 벽체(100)의 후면판(120) 사이에는 스프링(145)과 같은 탄성부재가 개재되어 있을 수 있다.
여기서, 스프링(145)은 압축스프링일 수 있으며, 일단이 후면판(120)의 내면에 고정되고 타단이 덮개(140)의 후면에 고정되어 있을 수 있다.
평상시에는 스프링(145)의 복원력에 의해 덮개(140)가 전방으로 가압되어 개방홀(130)을 폐쇄시키게 된다(도 2 참조).
하지만, 방폭 구조물이 설치된 위치의 전방 모듈(22)에 폭발이 발생하여 폭발파(blast wave)가 다가오면, 기본적으로는 전면판(110)이 차단판 역할을 수행한다.
이 때, 덮개(140) 역시 스프링(145)의 복원력에 의해 일정 수준의 폭발 압력에 대해서는 개방홀(130)을 폐쇄시키고 있지만, 일정 수준을 넘어서는 폭발 압력에 대해서는 스프링(145)이 압축되어 덮개(140)가 후진하게 되고 개방홀(130)이 개방된다(도 3 참조).
이로 인해 전면판(110)에 가해지던 폭발파 중 일부가 개방된 개방홀(130)을 통해 벽체(100) 내부로 진입하게 되어, 전면판(110)에 가해지는 폭발 압력이 감쇄될 수 있다.
또한, 벽체(100)의 상면(150)은 메쉬 구조 등과 같이 상방으로 개방된 구조로 이루어져 있어, 내부로 진입한 폭발파가 벽체(100) 내부에 머물러 있는 것이 아니라 상방으로 유도되어 벽체(100) 외부로 빠져나가도록 하는 유로를 만들어 줄 수 있다.
시간이 경과하여 폭발 압력이 제거되면 스프링(145)의 복원력에 의해 덮개(140)는 다시 전진하여 도 2에 도시된 것과 같이 개방홀(130)을 폐쇄시키게 되고, 벽체(100)는 재사용이 가능하게 된다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 벽체의 정면도이다.
벽체(100)의 전면판(110)에는 복수의 개방홀(130)이 매트릭스 구조로 배열되어 있는데, 도 4의 (a)에 도시된 것과 같이 행(row) 단위로, 혹은 도 4의 (b)에 도시된 것과 같이 열(column) 단위로 그룹화하여, 동일 그룹에 속하는 개방홀(130)에 상응하는 덮개(140)에는 동일한 힘을 가지는 스프링(145)을 설치할 수 있다.
즉, 그룹마다 스프링(145)의 복원력을 상이하게 설정할 경우, 전면판(110)으로 폭발파가 진행되어 와서 덮개가 폭발 압력에 의해 후방으로 밀려 개방홀이 개방될 때, 그룹 단위로 개방되는 시점을 다르게 만들어 줄 수 있다.
복원력이 가장 약한 그룹의 개방홀들이 가장 먼저 개방되고, 복원력이 가장 강한 그룹의 개방홀들이 가장 나중에 개방됨으로써, 개방홀들의 개방 순서를 결정할 수 있고, 개방 시점의 시간 차를 둠으로써 폭발파에 의한 폭발 압력을 단계적으로 감쇄시킬 수 있게 된다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 해양 구조물 21, 22, 23: 모듈
100: 벽체 110: 전면판
120: 후면판 130: 개방홀
140: 덮개 145: 스프링
150: 상면

Claims (5)

  1. 하나 이상의 개방홀이 형성되어 있는 전면판과, 상기 전면판에 대응되는 후면판을 포함하는 벽체;
    상기 벽체 내에서 상기 개방홀을 개폐시키는 덮개; 및
    상기 덮개와 상기 후면판 사이에 개재되어 상기 덮개를 상기 개방홀 쪽으로 가압하는 스프링을 포함하는 방폭 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전면판에는 복수의 상기 개방홀이 매트릭스 구조로 배열되어 있는 방폭 구조물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 개방홀은 행(row) 단위 혹은 열(column) 단위로 그룹화되며,
    동일 그룹에 속하는 개방홀에 상응하는 상기 덮개에 대해서는 상기 스프링이 동일한 복원력을 가지도록 하는 방폭 구조물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 덮개는 평상시 상기 스프링의 복원력에 의해 상기 개방홀을 폐쇄시키며, 전방에서 폭발이 발생한 경우 전달되어 오는 폭발파에 의한 폭발 압력이 상기 복원력보다 큰 경우 상기 스프링을 압축시키며 후방으로 이동하여 상기 개방홀을 개방시키는 방폭 구조물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 벽체의 상면은 메쉬 구조로 이루어져 있는 방폭 구조물.
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