KR20170006806A - 앵커 장치 - Google Patents

Abstract

앵커 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커 장치는, 하나 이상의 제1 앵커, 및 이러한 제1 앵커가 내부에 결합되도록 결합홈이 형성되고 이러한 제1 앵커를 해저의 목표 관입지점으로 운반하는 제2 앵커를 포함한다. 여기서, 제1 앵커는 제2 앵커가 관입지점과 충돌시 관성에 의해 제2 앵커로부터 분리되어 관입지점으로 관입된다.

Description

앵커 장치{ANCHOR APPARATUS}

본 발명은 앵커 장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박 또는 해양 구조물 등과 같이 해상에서 부양되는 각종 구조물은 계류장치의 일종인 앵커를 구비하고 있는바, 이러한 앵커는 바람이나 조류 등에 의한 외력에 대항하여 정박한 해양 구조물 등을 일정한 반경의 수역 내에서 안전하게 머무를 수 있게 해 주거나 긴급 상황의 발생시 선박의 운항을 중지시키는 응급 조종 등 다양한 용도로 활용된다.

관련한 기술로는 한국 공개특허공보 제2011-0137483호 (2011.12.23, 앵커정착장치)가 있다.

본 발명의 실시예들은, 앵커를 해저의 관입지점에 보다 정확하게 운반시키며, 관입된 앵커에 높은 하중이 작용하더라도 높은 지지력(bearing capacity)으로 상기 하중에 저항할 수 있는 앵커 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 하나 이상의 제1 앵커; 및 상기 제1 앵커가 내부에 결합되도록 결합홈이 형성되고, 상기 제1 앵커를 해저의 목표 관입지점으로 운반하는 제2 앵커를 포함하며, 상기 제1 앵커는 상기 제2 앵커가 상기 관입지점과 충돌시 관성에 의해 상기 제2 앵커로부터 분리되어 상기 관입지점으로 관입되는 앵커 장치가 제공된다.

상기 앵커 장치는, 상기 제1 앵커를 상기 제2 앵커에 연결시키는 제1 연결라인; 및 상기 제2 앵커를 해상의 구조물에 연결시키는 제2 연결라인을 더 포함할 수 있다.

상기 결합홈은 상기 제2 앵커의 하단이 개방되도록 상하 방향으로 형성되며, 상기 결합홈은 상기 제1 앵커의 개수에 상응하는 개수로 형성될 수 있다.

상기 제2 앵커는 하측으로 갈수록 횡단면이 감소하며, 중량 재질을 포함할 수 있다.

상기 앵커 장치는, 상기 제2 앵커의 첨두에 설치되어 상기 관입지점과의 충돌을 감지하는 충돌 감지 센서; 및 상기 결합홈에 설치되어, 상기 충돌 감지 센서에서 제공되는 신호에 따라 폭발하여 상기 제1 앵커를 상기 제2 앵커로부터 분리시키며, 상기 제1 앵커에 추가 관입력을 제공하는 폭발부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 앵커를 해저의 관입지점에 보다 정확하게 운반시키며, 이렇게 관입된 앵커가 상기 관입지점의 지반에 견고하게 고정됨으로써 높은 하중이 작용하더라도 높은 지지력(bearing capacity)으로 상기 하중에 저항할 수 있는 앵커 장치를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A'절단선을 기준으로 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커 장치를 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커 장치의 작동 원리를 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 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 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

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, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

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.

이하, 본 발명에 따른 앵커 장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

앞서도 설명한 바와 같이, 앵커는 바람이나 조류 등에 의한 외력에 대항하여 해상에 정박한 선박이나 해양 구조물 등을 일정한 반경의 수역 내에서 안전하게 머무를 수 있게 해 주거나 긴급 상황의 발생시 선박의 운항을 중지시키는 응급 조종 등 다양한 용도로 활용된다.

그러나, 해저면에 관입된 앵커에 과도한 하중(인발력, 즉 상측으로 작용하는 하중)이 작용할 경우 지반이 파괴되거나 앵커가 해저면에 지지되지 못하고 뽑히는 경우가 종종 발생한다. 또한, 드랍식 앵커는 해상에서 해저면의 목표 관입지점을 향해 앵커를 낙하시키는 방식인데, 이러한 앵커는 낙하하는 중에 해류 등의 영향으로 진행방향이 변동될 수 있으며, 이로 인해 앵커가 목표 관입지점으로부터 멀리 벗어나는 경우가 종종 발생한다.

따라서, 앵커를 해저면의 목표로 하는 관입지점에 보다 신속하고 정확하게 운반시킬 수 있고, 이렇게 관입된 앵커가 상기 관입지점의 지반에 견고하게 고정됨으로써 높은 하중이 작용하더라도 높은 지지력(bearing capacity)으로 상기 하중에 저항할 수 있는 새로운 앵커 장치가 요구된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커 장치를 도시한 도면이다. 도 2는 도 1의 A-A'절단선을 기준으로 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커 장치를 도시한 단면도이다. 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커 장치의 작동 원리를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커 장치(1000)는 복수의 제1 앵커(100), 상기 복수의 제1 앵커(100)를 내부에 탑재하는 제2 앵커(200)를 포함한다.

이러한 본 실시예에 따른 앵커 장치는, 앵커를 해저의 관입지점에 보다 정확하게 운반시키며, 이렇게 관입된 앵커가 상기 관입지점의 지반에 견고하게 고정됨으로써 높은 하중이 작용하더라도 높은 지지력(bearing capacity)으로 상기 하중에 저항할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 앵커 장치는, 제2 앵커(200)가 해저의 관입지점에 충돌될 때, 제1 앵커(100)가 관성에 의해 제2 앵커(200)로부터 분리됨으로써 추가적인 관입력이 작용하여 제1 앵커(100)를 상기 관입지점에 깊게 관입시킬 수 있다.

이하 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 실시예에 따른 앵커 장치(1000)의 구체적 구성을 설명하도록 한다.

제1 앵커(100)는 선박 또는 해양 구조물 등과 같이 해상에서 부양되는 구조물을 계류하는 장치로서, 제1 앵커(100)는 제1 연결라인(110)을 통해 후술할 제2 앵커(200)와 연결될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 제1 앵커(100)는 제2 앵커(200)에 탑재되어 해저면(10)의 목표로 하는 관입지점까지 운반될 수 있다. 또한, 제1 앵커(100)는 제2 앵커(200)가 해저면(10)의 관입지점과 충돌시 관성에 의해 제2 앵커(200)로부터 분리되어 상기 관입지점으로 보다 깊게 관입될 수 있다.

도면을 참조하면, 제1 앵커(100)는 제2 앵커(200)에 적어도 2개 이상이 결합될 수 있으며, 무게중심을 고려하여 제2 앵커(200) 상에 대칭구조로 배치될 수 있다. 이렇게 구성된 복수의 제1 앵커(100)는 제2 앵커(200)의 내부에 탑재될 수 있다. 이를 위해, 제2 앵커(200)에는 제1 앵커(100)의 개수에 상응하는 복수의 결합홈(210)이 구비되며, 제1 앵커(100) 각각은 제2 앵커(200)의 상응하는 결합홈(210) 내측에 결합될 수 있다. 결합홈(210)에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하도록 한다.

이때, 복수의 제1 앵커(100)는 제2 앵커(200)의 첨두에 설치된 충돌감지센서(400)와 간섭되지 않도록 제2 앵커(200)의 상하방향 중심에서 둘레 측으로 배치될 수 있다. 이를 위해, 복수의 결합홈(210)은 제2 앵커(200)의 중심을 기준으로 방사상으로 형성될 수 있다.

제2 앵커(200)는 제1 앵커(100)를 결합시킨 채로 해저면(10)의 관입지점까지 운반할 수 있다. 도면을 참조하면, 제2 앵커(200)는 첨두가 유선형으로 이루어질 수 있으며, 이와 같이 제2 앵커(200)가 하측으로 갈수록 횡단면이 감소하는 형상으로 형성됨으로써 해저면(10)의 관입지점으로 제1 앵커(100)를 안정적으로 운반할 수 있다.

이때, 제2 앵커(200)는 중량 재질로 이루어지거나 내부에 중량체를 구비한 형태로 이루어질 수 있다. 이와 같이 제2 앵커(200)가 중량물을 포함함으로써, 수중에서 낙하하는 중에 해류 등으로 의해 제2 앵커(200)의 진행방향이 변동되는 경우를 최소화 할 수 있다.

또한, 제2 앵커(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 관입지점에 충돌하면, 관성에 의해 제1 앵커(100)를 제2 앵커(200)로부터 분리시킬 수 있으며, 제1 앵커(100)에 관성이 작용하는 동시에 제2 앵커(200)는 도 4에 도시된 바와 같이 해저면(10) 내부로 추가 관입될 수 있어 복수의 제1 앵커(100)와 함께 제2의 앵커로서 역할을 수행할 수 있다. 즉, 제2 앵커(200)는 복수의 제1 앵커(100)를 해저의 목표 관입지점으로 정확하게 운반하는 기능뿐만 아니라, 해저면(100)에 관입됨으로써 관입 이후에는 앵커로서 기능할 수 있다.

이를 위해, 제2 앵커(200)는 제2 연결라인(220)을 통해 해상의 구조물(예를 들어, 선박이나 부유식 해상구조물)에 연결될 수 있다. 따라서, 제2 연결라인(220)은 제1 앵커(100) 및 제2 앵커(200)가 해저면(10) 내부로 관입된 이후에 해상의 구조물을 해저면(10)에 지지시키는 무어링라인(mooring line)으로 기능하게 된다.

한편, 제2 앵커(200)에는 제1 앵커(100)가 내부에 결합되도록, 외부로 개방된 결합홈(210)이 형성될 수 있다. 결합홈(210)은 제1 앵커(100)의 횡단면에 대응되도록 제2 앵커(200)에 하나 이상 형성될 수 있다. 또한, 결합홈(210)은 제2 앵커(200)의 하단이 외부로 개방되도록 상하방향으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 앵커(100)는 해저면(10)의 관입지점에 충돌시 제2 앵커(200)의 하측으로부터 분리되어 상기 관입지점에 보다 깊게 관입될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 앵커 장치(1000)는, 제2 앵커(200)의 첨두에 설치되어 해저 관입지점과의 충돌을 감지하는 충돌 감지 센서(400); 및 결합홈(210)에 설치되어, 충돌 감지 센서(400)에서 제공되는 신호에 따라 폭발하여 제1 앵커(100)를 제2 앵커(200)로부터 분리시키며, 제1 앵커(100)에 추가 관입력을 제공하는 폭발부(300)를 더 포함할 수 있다.

충돌 감지 센서(400)는 제2 앵커(200)의 첨두에 설치되어 제2 앵커(200)가 해저면(10)의 관입지점에 충돌하는 것을 감지할 수 있다. 충돌 감지 센서(400)는 제2 앵커(200)에 하나 이상 설치됨으로써, 보다 정확하게 제2 앵커(200)가 관입지점에 충돌하는 것을 감지할 수 있다.

충돌 감지 센서(400)는 압력의 변화를 감지함으로써 제2 앵커(200)가 관입지점에 도달되면, 상기 관입지점에 대한 제2 앵커(200)의 충돌 신호를 폭발부(300)로 전달할 수 있다.

폭발부(300)는 제2 앵커(200)와 제1 앵커(100) 사이에 설치될 수 있다. 이때, 폭발부(300)는 제1 앵커(100)를 제2 앵커(200)에 임시로 고정시키는 역할을 할 수 있다. 따라서, 제1 앵커(100)가 제2 앵커(200)에 결합된 채로 관입지점으로 낙하하는 도중에 제2 앵커(200)로부터 분리되는 경우를 방지할 수 있다. 참고로, 제1 앵커(100)는 폭발부(300)가 폭발함으로써 제2 앵커(200)로부터 분리될 수 있다.

도 2를 참조하면, 폭발부(300)는 제2 앵커(200)의 결합홈(210) 내측에 설치되어 충돌 감지 센서(400)의 신호에 따라 폭발함으로써 충돌에 따른 관성과 함께 제1 앵커(100)에 추가적인 관입력을 제공할 수 있다.

구체적으로, 폭발부(300)는 폭약 수용체(310)를 포함할 수 있다. 폭약 수용체(310)는 내부에 폭약을 수용하며 충돌 감지 센서(400)에서 전달되는 신호에 따라 폭발할 수 있도록 구성될 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따르면, 제2 앵커(200)가 해저의 관입지점에 충돌함으로써 결합홈(210)에 결합된 다수의 제1 앵커(100)에는 상기 관입지점으로 움직이려는 관성이 발생하게 되고, 이와 동시에 폭발부(300)의 폭발로 인해 제1 앵커(100)에는 상기 관입지점 측으로 이동하려는 추가 관입력이 발생하게 된다.

즉, 제2 앵커(200)가 관입지점에 충돌하면, 다수의 제1 앵커(100)는 관입지점 측으로 움직이려는 관성과 함께, 제2 앵커(200)와 제1 앵커(100)사이에서 폭발하는 폭발부(300)를 통해서 추가적인 관입력을 제공받아, 높은 관입력으로 상기 관입지점에 관입될 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 앵커장치(1000)는, 다수의 제1 앵커(100)를 보다 정확하게 관입지점에 운반시킬 수 있고 이와 동시에 높은 관입력으로 상기 관입지점에 관입시킬 수 있다.

이하에서는, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 앵커 장치(1000)의 동작 원리를 살펴보도록 한다.

제2 앵커(200)는 결합홈(210)에 제1 앵커(100)를 결합시킨 상태로, 해상으로부터 해저면(10)의 관입지점으로 낙하될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 낙하되는 제2 앵커(200)가 목표로 하는 관입지점에 충돌하면, 제2 앵커(200)는 도 4에 도시된 바와 같이 계속 직진하려는 관성에 의해 해저면(10)의 지반 내부로 소정의 깊이로 진입하게 된다.

제2 앵커(200)가 관입지점 내부에 소정의 깊이로 박힌 상태에서, 충돌로 인해 정지 상태가 되는 제2 앵커(200)와 달리, 제1 앵커(100)에는 운동 상태를 유지하려는 관성이 작용한다. 따라서, 제1 앵커(100)는 제2 앵커(100)의 하측에서 분리되어 관입지점의 하방향으로 추가 관입될 수 있다.

도 5를 참조하면, 제1 앵커(100)와 제2 앵커(200)가 관입지점의 지반 내부에 깊이 관입된 이후에는, 복수의 제1 앵커(100) 각각은 그에 상응하는 제1 연결라인(110)을 통해 제2 앵커(200)에 연결되며, 제2 앵커(200)는 제2 연결라인(220)을 통해 해상의 구조물과 연결된다. 따라서, 이렇게 관입된 제1 앵커(100)와 제2 앵커(200)에 높은 하중(인발력, 도 5의 실선 화살표 참조)이 작용하더라도 높은 지지력(bearing capacity)으로 상기 하중에 저항할 수 있다.

한편, 도 3 내지 도 5에 도시되지는 않았으나, 충돌 감지 센서(400)와 폭발부(400)를 이용하여 제1 앵커(100)에 추가 관입력을 부여하는 동작원리를 설명하면 다음과 같다.

예를 들어, 제2 앵커(200)가 목표로 하는 관입지점에 충돌하면, 충돌 감지 센서(400)는 제2 앵커(200)의 충돌을 감지하여 폭발부(300)에 신호를 전달하여 폭발부(300)의 폭발을 유도할 수 있다.

이때, 폭발부(300)는 충돌 감지 센서(400)로부터 신호를 전달받아 제2 앵커(200)와 제1 앵커(100)의 사이, 즉 결합홈(210) 내에서 폭발함으로써, 관성에 의해 계속 직진하려는 제1 앵커(100)에 상기 관성과 함께 추가적인 직진력(즉, 추가 관입력)을 부여할 수 있다.

즉, 하나 이상의 제1 앵커(100)는 제2 앵커(200)를 통해 목표로 하는 관입지점까지 보다 정확하게 운반될 수 있고, 상기 관입지점에 도달하면 충돌 감지 센서(400)와 폭발부(300)가 작동하여 관성과 폭발력으로 상기 관입지점에 보다 견고하게 관입될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 앵커 장치는, 제2 앵커(200)를 이용하여 제1 앵커(100)를 해저면의 관입지점에 보다 정확하게 운반하며, 제2 앵커(200)가 상기 관입지점에 충돌될 때, 계속 움직이려는 관성을 통해 상기 제1 앵커(100)를 제2 앵커(200)로부터 분리시켜 보다 깊게 관입시킬 수 있다. 또한, 충돌 감지 센서(400) 및 폭발부(300)를 이용하여 상기 제1 앵커(100)에 추가적인 관입력을 부여할 수 있다.

따라서 본 발명의 실시예들에 따른 앵커 장치는, 앵커를 해저면의 목표로 하는 관입지점에 보다 신속하고 정확하게 운반시킬 수 있고, 이렇게 관입된 앵커가 상기 관입지점의 지반에 견고하게 고정됨으로써, 앵커에 높은 하중이 작용하더라도 높은 지지력(bearing capacity)으로 상기 하중에 저항할 수 있는 새로운 앵커 장치를 구현할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 해저면 1000: 앵커 장치
100: 제1 앵커 110: 제1 연결라인
200: 제2 앵커 210: 결합홈
220: 제2 연결라인 300: 폭발부
310: 폭약수용체 400: 충돌감지센서

Claims (5)

1. 하나 이상의 제1 앵커; 및
   상기 제1 앵커가 내부에 결합되도록 결합홈이 형성되고, 상기 제1 앵커를 해저의 목표 관입지점으로 운반하는 제2 앵커를 포함하며,
   상기 제1 앵커는 상기 제2 앵커가 상기 관입지점과 충돌시 관성에 의해 상기 제2 앵커로부터 분리되어 상기 관입지점으로 관입되는 앵커 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 앵커를 상기 제2 앵커에 연결시키는 제1 연결라인; 및
   상기 제2 앵커를 해상의 구조물에 연결시키는 제2 연결라인을 더 포함하는 앵커 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 결합홈은 상기 제2 앵커의 하단이 개방되도록 상하 방향으로 형성되며,
   상기 결합홈은 상기 제1 앵커의 개수에 상응하는 개수로 형성되는 앵커 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 앵커는 하측으로 갈수록 횡단면이 감소하며, 중량 재질을 포함하는 앵커 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2 앵커의 첨두에 설치되어 상기 관입지점과의 충돌을 감지하는 충돌 감지 센서; 및
   상기 결합홈에 설치되어, 상기 충돌 감지 센서에서 제공되는 신호에 따라 폭발하여 상기 제1 앵커를 상기 제2 앵커로부터 분리시키며, 상기 제1 앵커에 추가 관입력을 제공하는 폭발부를 더 포함하는 앵커 장치.

Images