KR20180082426A

KR20180082426A - 굽힘 제한장치

Info

Publication number: KR20180082426A
Application number: KR1020187009248A
Authority: KR
Inventors: 롤프 알브릭츠센; 존 호빅
Original assignee: 맥그리거 노르웨이 에이에스
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2016-09-16
Publication date: 2018-07-18
Also published as: WO2017046336A1; US20180274696A1; EP3350493B1; WO2017046336A8; EP3350493A1

Abstract

세장형 부재(10)가 이 세장형 부재(10)의 허용 굽힘 반경보다 더 작은 굽힘 반경에 이르는 것을 방지하기 위한 굽힘 제한장치(1)가 개시되며, 연결 장치(12, 30)가 굽힘 제한장치(1)의 단부 부분에 위치되어 세장형 부재(10)를 고정 방식으로 계합하도록 제공되고, 굽힘 제한장치(1)는 세장형 부재(10)를 그 길이방향(L)으로 지지하는 길이방향 연장부(ℓ)와 세장형 부재(10)를 그 가로방향(T)으로 지지하는 가로방향 연장부(t)를 포함하는 기본적으로 개방면의(open faced) 접촉 영역(20)을 가지며, 굽힘 제한장치(1)는 이 굽힘 제한장치(1)가 세장형 부재(10)의 길이방향 굽힘을 따르도록 배치된 리테이너 수단(11)을 구비하고, 굽힘 제한장치(1)는 복수의 굽힘 제한장치 섹션(2)을 포함하며, 2개의 굽힘 제한장치 섹션(2)은 세장형 부재(10)의 길이방향 굽힘에 대한 응답으로서 각(角) 변위가 기설정 범위 내에서 발생하도록 배치된 힌지식 조인트로 연결되고, 접촉 영역(20)의 가로방향 연장부(t)는 연결 장치(12, 30)로부터 멀어지는 방향으로 길이방향 연장부(ℓ)를 따라서 증가함으로써, 확장형 접촉 영역(20)을 제공한다.

Description

굽힘 제한장치

본 발명은 세장형 부재가 이 세장형 부재의 허용 굽힘 반경보다 더 작은 반경에 이르는 것을 방지하기 위한 굽힘 제한장치에 관한 것이다.

플렉시블 도관, 엄빌리컬 케이블(umbilical cable), 및 플로우 라인(flow line)과 같은 세장형 부재의 허용 굽힘 반경보다 더 작은 반경에 이르는 것을 방지하기 위해 굽힘 제한장치가 사용되며, 세장형 부재가 임계 굽힘력(critical bending force)을 견뎌야 하는 상황이 발생할 수 있기 때문에 굽힘 제한장치가 사용된다. 굽힘 제한장치는 그 제공에 의해 세장형 부재의 굽힘을 제한함으로써 세장형 부재의 최소 굽힘 직경을 결정하도록 구성된 구조체로 이루어진다. 종래기술의 해법은 다양한 굽힘 제한장치를 개시한다:

특허문헌 US 2010/0228295는 볼(ball)과 볼 수용 장치에 의해 서로 연결된 복수의 척추형 구조체로 형성된 굽힘 제한장치를 보여준다. 하나의 척추형 구조체의 볼 부분은 인접한 척추형 구조체의 볼 수용부에 수납되며, 개별 볼 부분은 굽힘 제한장치의 굽힘 반경을 조절할 수 있도록 볼 수용부에 대해 각도를 조절할 수 있다. 플렉시블 도관의 수용을 위한 중앙 통로가 각각의 척추형 구조체에 배치되어 플렉시블 도관이 복수의 척추형 구조체의 연속 체인을 통과하게 된다.

US 2010/0228295의 굽힘 제한장치는 플렉시블 도관을 완전히 둘러싸는 폐 시스템(closed system)이며, 그래서 이러한 해법은 굽힘 제한장치 내부의 플렉시블 도관의 검사를 꽤 번거롭게 한다. 또한 얼음의 거동(behavior)에 대한 예측을 위한 감시를 수행하는 것이 복잡하게 된다. US 2010/0228295의 해법은 플렉시블 도관 초기 일직선 부분의 회전 중심에 대해 각 척추형 구조체의 코드 길이를 회전할 수 있게 한다. 소정 적용에 있어서, 척추형 구조체들 사이의 연결이 모든 원주방향으로 동일하게 움직임을 제한하고 검사 목적으로는 연결이 이용 가능하지 않다는 것이 US 2010/0228295의 굽힘 제한장치의 결점일 수 있다.

특허문헌 WO 2010/136801은 US 2010/0228295에 도시된 것과 유사한 굽힘 제한장치를 개시한다. WO 2010/136801의 굽힘 제한장치는 암/수 연결에 의해 서로 연결된 복수의 척추형 구조체로 이루어지며, 플로우 라인의 수납을 위해 척추형 구조체를 통해서 길이방향 공동(空洞)이 배치된다. 또한, 특허문헌 EP 2503093은 파이프 또는 케이블을 위한 굽힘 제한장치를 개시하며, 파이프의 둘레에 설치되었을 때 파이프의 굽힘에 대한 제어를 달성할 수 있도록 플렉시블한 요소와 결합된 복수의 경직성(inflexible) 요소를 포함한다.

특허문헌 WO 2008/088550은 굽힘 궤도에서 외측으로 향하는 굽힘 구 절반체에서만 주위로 개방된 고정식의 가변적이지 않은 케이블 커넥터를 위한 굽힘 제한장치에 관한 것이다.

종래기술의 해법은 호스를 수용하기 위한 중앙 통로를 갖는 반개방(semi opended) 구조체 및 폐(closed) 구조체에 의해 제공되는 굽힘 제한장치를 개시한다. 폐 구조체는 주기적인 검사를 행하는 것을 번거롭게 하며, 이러한 해법을 이용하는 것에 의해서는 얼음의 축적을 예측하는 것이 어렵다. 또한 종래기술의 해법에 따르면, 반개방 구조체에 있어서의 세장형 부재의 임계 굽힘에 대한 제한은 기하학적 구조에 의해 영구 고정된다.

종래기술의 해법에 의하면, 고정 방식으로 연결 장치에 부착된 일 단부를 갖는 세장형 부재를 위한 굽힘 제한장치에 대한 필요성이 대두되며, 굽힘 제한장치는 세장형 부재에 굽힘이 발생할 때 다양한 자유도로 세장형 부재를 제한하도록 구성되고, 작동 상황 및 세장형 부재의 길이방향 위치에 따라 특정 필요성에 의거하여 하나 또는 수개의 지정 영역이 선택된다.

굽힘 제한장치는 급가속도로 발생할 수 있는 호스의 순간적인 갑작스런 움직임에 응답하도록 제작된다. 세장형 부재의 이러한 움직임은 밀기, 당기기, 및 회수 동작 또는 호스가 끌어당김, 낚아챔, 잡아당김 등에 노출되는 다른 상황에서 나타날 수 있다.

본 발명의 목적은 사용자에 의해 설정된 특정 필요에 따라 호스의 적어도 일부가 보호되며 다양한 임계 굽힘 상황에 적용 가능한 다용성의 해법을 제공하는 것이다. 호스 단부는 연결, 분리, 및 대응하는 매니폴드 등에 연결될 때 특히 임계 굽힘력에 노출된다.

본 발명에 따른 굽힘 제한장치는 다양한 동작 및 보관 위치 사이에서 사용될 수 있는 세장형 부재에 특히 적용할 수 있다. 굽힘 제한장치는 호스를 통한 유체의 이송, 호스 단부의 이송, 내려놓음, 연결, 및 분리와 같은 중요한 상황에서 세장형 부재를 보호할 뿐만 아니라 긴급 해제 상황에서도 호스를 보호하도록 제공된다. 다양한 동작 위치에서 호스를 보호하는 것에 더해서, 굽힘 제한장치는 이 굽힘 제한장치가 호스에 장착된 상태에서 호스의 보관 위치가 달성될 수 있도록 또한 배치될 수 있다. 그래서, 본 발명에 따른 굽힘 제한장치는 세장형 부재가 수직 위치로 배치될 수 있는 보관 위치와 같은 펼쳐진 일직선 구성으로부터 세장형 부재의 적어도 일부가 굽힘 위치로 배치될 수 있는 위치로 이동될 때 세장형 부재의 구성 및 움직임을 따르도록 제공된다.

본 발명은 독립항에 개시 및 구체화되어 있는 한편, 종속항은 본 발명의 다른 특징을 기술한다.

굽힘 제한장치는 세장형 부재가 이 세장형 부재의 허용 굽힘 반경보다 더 작은 굽힘 반경에 이르는 것을 방지하기 위한 것이다. 연결 장치가 굽힘 제한장치의 단부 부분에 위치되어 세장형 부재를 고정 방식으로 계합하도록 제공된다. 굽힘 제한장치는 세장형 부재를 그 길이방향으로 지지하는 길이방향 연장부와 세장형 부재를 그 가로방향으로 지지하는 가로방향 연장부를 포함하는 기본적으로 개방면의 접촉 영역을 갖는다. 굽힘 제한장치는 이 굽힘 제한장치가 세장형 부재의 길이방향 굽힘을 따르도록 배치된 리테이너 수단을 구비한다. 길이방향 굽힘은 세장형 부재의 하나의 단부 부분이 고정 방식으로 연결 장치에 계합되는 실질적으로 수직 평면에서의 세장형 부재의 굽힘 경로로 정의될 수 있다. 그래서, 본 발명에 따른 굽힘 제한장치는 기본적으로 개방면의 접촉 영역을 가지며, 굽힘 섹션의 각 변위(angular displacement)가 실질적으로 수직 평면에서 세장형 부재의 굽힘 경로를 따르도록 허용하는 힌지식 조인트 장치에 의해 서로 순차적으로 부착된 복수의 굽힘 제한장치 섹션을 포함한다. 굽힘 제한장치는 복수의 굽힘 제한장치 섹션을 더 포함하며, 2개 즉, 이웃한 굽힘 제한장치 섹션들은 세장형 부재의 길이방향 굽힘에 대한 응답으로서 각(角) 변위가 기설정 범위 내에서 발생하도록 배치된 힌지식 조인트로 연결된다. 길이방향 연장부에 수직으로 배치된 접촉 영역의 가로방향 연장부는 연결 장치로부터 멀어지는 굽힘 제한장치의 방향으로 증가하며, 그에 따라 확장형 접촉 영역을 제공한다. 즉, 굽힘 제한장치 섹션들은 연결 장치로부터 멀어지는 방향으로 이동할 때 수직 평면에 대해 가로방향으로 지속적으로 증가하는 폭을 갖도록 배치됨으로써, 세장형 부재의 실질적으로 수직 굽힘 평면에 가로 방향으로 세장형 부재의 움직임을 허용한다.

가로방향 연장부에서의 확장형 접촉 영역의 배치에 의해, 세장형 부재는 연결 장치로부터 멀어지게 이동할 때 가로 방향으로 증가된 자유도를 허용한다. 이러한 배치는 세장형 부재로 하여금 이 세장형 부재의 가로방향으로 소정의 이동도(degree of movement)를 허용할 수 있는 가능성을 부여한다. 본 발명의 굽힘 제한장치의 접촉 영역의 구성은 세장형 부재의 이동을 제한하며 세장형 부재가 허용 굽힘보다 더 작은 반경에 이르는 것을 방지한다. 또한, 세장형 부재를 지지하기 위한 기본적으로 개방면의 접촉 영역은 세장형 부재와 굽힘 제한장치의 검사를 수행하는 것을 용이하게 한다. 굽힘 제한장치의 길이방향 연장부에 수직인, 즉 가로방향 연장부의 횡단면인 접촉 영역의 측면(profile)은 곡면 또는 일직선 형상을 가질 수 있다. 굽힘 제한장치의 길이방향 연장부를 따라 배향된 접촉 영역의 횡단면은 일직선 또는 곡선 형상을 가질 수 있다.

접촉 영역의 형상과 이웃한 굽힘 제한장치 섹션들의 허용된 힌지식 변위의 결합은 지지되는 호스 부분의 굽힘 반경을 결정한다.

접촉 영역의 횡단면이 일직선 형상을 가지면, 무하중 조건에서의 굽힘 제한장치의 전체적인 형상은 굽힘 제한장치 섹션들이 기본적으로 그 굽힘 제한장치의 길이방향 궤도를 따라서 일직선 패턴으로 순차적으로 배치된 것으로 보일 수 있다. 그리고 굽힘이 발생하면, 굽힘 제한장치는 세장형 부재의 길이방향 궤도에 대해서 세장형 부재의 굽힘을 따르는 곡선형의 판 구조체로 보일 수 있다.

굽힘 제한장치의 일 실시예에서, 확장형 접촉 영역은 연결 장치로부터 멀어짐에 따라 점진적으로 증가한다. 굽힘 제한장치는 패널 또는 판 구조체로 각각 설계된 복수의 굽힘 제한장치 섹션으로 이루어질 수 있다. 굽힘 제한장치를 구성하는 이웃한 굽힘 제한장치 섹션들은 연결 장치로부터 멀어지는 방향으로 이동함에 따라 가로방향 연장부가 순차적으로 증가할 수 있다.

일직선의 가로방향의 접촉 영역의 배치는 가로방향의 곡선형 횡단면을 갖는 굽힘 제한장치와 비교하여 본 발명의 굽힘 제한장치에 유익한 특징을 제공한다. 접촉 영역의 가로방향 횡단면이 곡선형 횡단면을 가지면, 굽힘 제한장치의 전체적인 형상은 무하중 상태에서 증가하는 직경을 갖는 길이방향으로 이분(二分)된 파이프처럼 보이게 되며, 굽힘이 발생하게 되면 굽힘 제한장치는 대략적으로 트럼펫 형상을 취하게 된다.

트럼펫 형상의 굽힘 제한장치는 모든 방향에서 세장형 부재의 자유로운 움직임을 억제한다. 세장형 부재의 가로방향 움직임은 이 세장형 부재의 길이방향에 수직한 방향으로 발생한다. 접촉 영역에 일직선 또는 직선 형상을 부여하는 것은 본 발명의 굽힘 제한장치에 트럼펫 형상의 굽힘 제한장치에서는 존재하지 않거나 또는 적어도 아주 제한된 가로방향의 조작 자유도(freedom of operation)를 제공하는데, 트럼펫 형상의 굽힘 제한장치는 세장형 부재의 가로방향 움직임에 이용 가능한 공간을 거의 남겨놓지 않는다.

그 결과, 일직선 또는 직선의 횡단면을 갖는 본 발명의 굽힘 제한장치는 세장형 부재의 가로방향 움직임이 예상될 때 선호되는 선택이다. 예를 들면, 두 선박이 그 길이방향으로 서로 상대 이동할 것으로 예상되고 두 선박 사이에 호스가 배치되는 것과 같이 두 수평면이 그 수평면 내에서 이동하면, 일직선 또는 직선의 횡단면을 갖는 굽힘 제한장치는 곡선형 횡단면을 갖는 굽힘 제한장치에 비해 이점을 갖는다. 본 발명의 굽힘 제한장치는 세장형 부재의 가로방향 및 길이방향 모두에서 이 세장형 부재의 움직임을 제한하게 된다.

세장형 부재의 단부가 예컨대 선상(船上) 커넥터와 연결 위치에 있으면, 이 세장형 부재의 연결 영역에 가까운 세장형 부재의 구역은 특히 굽힘력을 받게 된다. 세장형 부재의 굽힘 반경을 제한하기 위해, 굽힘 제한장치는 그에 따라 굽힘력이 큰 이 동일한 구역에 사용될 수 있다. 또한, 굽힘 제한장치가 세장형 부재에 대해서 적소에서 유지되도록 하기 위해, 굽힘 제한장치에는 예를 들면 세장형 부재의 단부에서 커넥터에 부착되도록 배치된 말단 인클로져(termination enclosure)와 같은 연결 장치가 제공된다. 연결 장치는 개방면이면서 호스 커넥터를 수용하도록 배치된 호스 커넥터 지지부를 포함할 수 있다. 또한, 연결 장치는 호스에 대해 고정된 위치를 제공하도록 호스 커넥터의 둘레에 끼워지는 링 디바이스와 같은 연결 요소를 포함할 수 있다.

굽힘 제한장치에는 호스와 같은 세장형 부재의 검사를 용이하게 하는 기본적으로 개방면의 접촉 영역이 제공되며, 이러한 양태에 따르면 적어도 하나의 굽힘 제한장치 섹션이 개방면 요소로서 배치된다. 개방면 굽힘 제한장치의 이러한 배치는 예를 들면 얼음의 축적의 취급과 같은 유지보수 작업 및 검사를 용이하게 한다.

굽힘 제한장치 섹션들은 예를 들면 힌지 핀에 의해 제공될 수 있는 선회축을 중심으로 서로 선회 또는 힌지 동작하도록 배치된다. 이러한 배치에 의해, 선회식 힌지의 동작 원리를 따르는 간단한 힌지식 조인트가 이웃한 굽힘 제한장치 섹션의 연결에 이용될 수 있다. 힌지식 조인트의 대응 조인트 요소가 그 대응 조인트 요소의 구멍을 관통하여 배치된 힌지 핀 또는 선회축에 의해 서로 연결될 수 있다. 힌지식 조인트는 선회식 운동에 의해 각 변위(angular displacement)를 달성하도록 다양한 방식으로 배치될 수 있다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 힌지식 조인트의 회전축은 굽힘 제한장치의 가로방향 연장부에 기본적으로 평행하게 배치될 수 있다.

굽힘 제한장치 섹션들은 균일하거나 또는 균일하지 않은 구성을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 굽힘 제한장치 섹션들 각각은 연결 장치로부터 멀어지게 이동함에 따라 점진적으로 증가하는 가로방향 연장부를 갖는 접촉 영역을 구비하여 배치된다. 이러한 실시예에서, 하나의 굽힘 제한장치 섹션의 최소 폭(smallest width)이 이웃한 굽힘 제한장치 섹션의 최대 폭(largest width)에 대응하도록 힌지식 조인트의 이웃한 굽힘 제한장치 섹션들의 가로방향 연장부에 대응하는 폭이 존재한다.

일 실시예에서, 적어도 하나의 굽힘 제한장치 섹션은 사다리꼴, 예컨대 이등변 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 모든 굽힘 제한장치 섹션들은 사다리꼴, 예컨대 이등변 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 굽힘 제한장치 섹션들이 기본적으로 정렬된 일직선 배치로 위치되면, 굽힘 제한장치 섹션들은 사다리꼴, 예컨대 이등변 사다리꼴의 전체적인 형상을 구성한다.

힌지식 조인트의 대응 조인트 요소에는 이웃한 굽힘 제한장치 요소의 대응 치형(toothed) 연결 영역과 연결할 수 있도록 배치된 치형 연결 영역이 제공될 수 있다. 상호작용식 치형 연결 영역의 이러한 배치는 힌지식 조인트에 대한 안정적인 안내를 달성할 수 있는 추가적인 수단을 제공한다. 상호작용식 치형 연결 영역은 세장형 부재의 굽힘에 대한 응답으로서 힌지식 굽힘 제한장치 섹션들의 제어된 규칙적인 회전을 용이하게 한다.

굽힘 제한장치는 세장형 부재의 기본적으로 정렬된 일직선 위치에 대한 적응 및 다양한 동작 위치에서의 세장형 부재의 다양한 굽힘 상태에 대한 조절이 가능하다. 이러한 동작 위치는 적어도 일부의 굽힘 제한장치 섹션이 서로에 대해 변위를 일으키고 그에 따라 수평축으로부터 멀어지게 굽힘 제한장치의 각 편위(angular deviation)를 형성하는 동작 굽힘 위치를 포함한다.

굽힘 제한장치의 동작 위치는 이 굽힘 제한장치의 기본적인 수평 위치도 또한 포함할 수 있는데, 이 위치에서는 세장형 부재의 굽힘이 전혀 또는 거의 발생하지 않으므로 굽힘 제한장치 섹션들은 기본적으로 정렬된 일직선 배치로 위치된다. 이러한 수평 위치에서는, 굽힘 제한장치 섹션들이 기본적으로 수평축을 따라서 배치된다.

굽힘 제한장치는 과도(過度) 굽힘 위치도 또한 가질 수 있는데, 이 위치에서는 굽힘 제한장치가 동작 굽힘 위치에서 발생하는 각 편위와는 반대 방향으로 수평축으로부터 멀어지는 각 편위로 위치된다.

다양한 동작 위치에 더해서, 굽힘 제한장치는 또한 보관 위치로 배치될 수도 있다. 굽힘 제한장치는 굽힘 제한장치 섹션들이 수직축을 따라서 기본적으로 일직선 배치로 정렬되도록 위치될 수 있다. 이러한 수직 위치는 세장형 부재에 대한 보관 위치로 기능할 수 있다.

힌지식 조인트에는 적어도 하나 또는 몇몇의 동작 위치와 보관 위치에서 이웃한 굽힘 제한장치 섹션들 사이에 허용된 힌지식 변위가 발생하는 것을 제어하기 위한 단부 멈춤 위치를 제공하는 멈춤 수단이 제공될 수 있다. 굽힘 제어장치 섹션들은 세장형 부재의 길이방향 굽힘에 대한 응답으로서 기설정 각(角) 변위가 발생하는 것을 허용하도록 배치된다. 멈춤 수단의 배치는 굽힘 제한장치 섹션들의 각 변위가 멈춤 위치들 사이에서 서로에 대해 자유롭게 발생하도록 제공된다. 멈춤 위치는 세장형 부재의 길이방향 굽힘에 대한 응답으로서 허용된 각 변위가 발생하는 기설정 범위를 규정한다.

멈춤 수단은 굽힘 제한장치 전체에 걸쳐서 세장형 부재의 동일한 굽힘 반경을 허용하도록 제공되거나, 또는 멈춤 수단은 다양한 굽힘 제한장치 섹션들의 다양한 연결에서 상이한 굽힘 반경이 허용되도록 제공될 수 있다.

멈춤 수단은 다양한 장치에 의해 제공되거나, 또는 일 실시예에서는 이웃한 굽힘 제한장치 섹션들에 배치된 제1의 멈춤 표면을 포함할 수 있는데, 이 제1의 멈춤 표면은 서로 접촉하게 될 때 이웃한 굽힘 제한장치 섹션들의 각 변위를 제한하게 된다. 제1의 멈춤 영역, 즉 제1의 멈춤 표면은 동작 굽힘 위치를 취할 때 허용된 각 변위가 발생하는 것을 규정하도록 지정될 수 있다. 굽힘 제한장치의 수평 위치에서 굽힘 섹션들의 위치를 제어하기 위해 멈춤 수단을 제공하는 것도 가능하지만, 대부분의 상황에서는 굽힘 섹션들이 제한 없이 그 위치를 자유롭게 취하게 된다. 예를 들면 보관 용도로 달성되는 수직 위치로 굽힘 섹션들의 기본적으로 일직선 정렬이 이루어지는 것을 보장하도록 멈춤 수단이 또한 제공될 수도 있지만, 대부분의 상황에서는 굽힘 제한장치가 수직 위치를 달성하기 위해 특정된 제한 없이 자유롭게 매달린 수직 위치를 취하게 된다. 수직 위치의 세장형 부재는 자유롭게 매달린 수직 위치와 같은 자유단이 하향(下向)이 되도록 매달리거나, 또는 세장형 부재의 자유단이 위로 향하도록 매달릴 수도 있다.

멈춤 수단은 역시 이웃한 굽힘 제한장치 섹션들에 배치된 예를 들면 제2의 멈춤 표면과 같은 수단을 또한 포함할 수 있다. 제2의 멈춤 표면은 과도 굽힘 위치를 취할 때 허용된 힌지식 변위가 발생하는 것을 규정하도록 지정될 수 있다.

수평 및 수직 위치를 취하기 위한 위치에 굽힘 섹션들을 확보하기 위해 수평 및 수직 위치를 달성하는 수단이 또한 제공될 수 있음을 언급할 필요가 있으나, 위에서 언급한 바와 같이 수평 및 수직 위치는 추가의 멈춤 수단을 필요로 함이 없이 달성될 수 있다.

두 개의 이웃한 굽힘 제한장치 섹션들 사이에 발생하는 힌지식 변위를 감쇄하기 위해 운동 저지 수단이 제공될 수 있다.

적어도 하나의 굽힘 제한장치 섹션에는 적어도 하나의 굽힘 제한장치 섹션이 세장형 부재의 굽힘을 따르도록 구성된 리테이너 수단이 제공될 수 있다. 리테이너 수단은 세장형 부재의 반경 방향으로의 세장형 부재의 변위가 굽힘 제한장치 섹션에 대해 제한되도록 구성될 수 있다. 이러한 장치에 의해, 세장형 부재의 굽힘은 굽힘 제한장치로 전달되며, 굽힘 제한장치는 기설정 굽힘 반경에 이르게 되면 더 이상의 굽힘을 방지하게 된다.

일 실시예에서 리테이너 수단은 세장형 부재를 둘러쌀 수 있다. 리테이너 수단은 세장형 부재를 둘러싸는 적어도 하나의 후프형 리테이너 디바이스를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 후프형 리테이너 디바이스의 높이는, 세장형 부재의 반경 방향으로 이 세장형 부재가 타이트하게 끼워지고 세장형 부재의 굽힘이 굽힘 제한장치로 전달되는 것을 확실히 하도록, 세장형 부재의 직경에 기본적으로 대응한다. 후프형 리테이너 디바이스는 일 실시예에서 적어도 하나의 굽힘 제한장치 섹션에 연결됨으로써 세장형 부재의 일부를 수용하기 위한 링 형상의 내부를 제공하는 리테이너 링일 수 있다. 적어도 하나의 후프형 리테이너 디바이스는 탈착 가능한 방식으로 굽힘 제한장치에 연결될 수 있다.

후프형 리테이너 디바이스는 다양한 방식으로 제공될 수 있으며, 일 실시예에서는 후프형 리테이너 디바이스가 굽힘 제한장치 섹션의 폭과 대응하거나 또는 더 큰 폭을 갖는다. 굽힘 제한장치 섹션의 폭은 굽힘 제한장치의 가로방향 연장부와 동일한 방향으로 배향되며, 접촉 표면의 가로방향 연장부에 대응될 수 있다. 이러한 배치에 의해, 세장형 부재는 접촉 영역의 가로방향 연장부를 따라서 가로방향으로 약간의 움직임이 허용된다.

굽힘 제한장치에는 복수 또는 수 개의 후프형 리테이너 디바이스가 제공될 수 있으며, 개별 후프형 리테이너 디바이스의 크기와 형상은 다르거나 또는 일정하다. 일 실시예에서, 각각의 굽힘 제한장치 섹션에는 굽힘 제한장치가 세장형 부재의 움직임을 따르도록 세장형 부재의 굽힘 동작이 각각의 굽힘 제한장치 섹션으로 전달되도록 하기 위해 하나의 후프형 리테이너 디바이스가 제공된다.

일 실시예에서, 적어도 하나의 후프형 리테이너 디바이스는 굽힘 제한장치 섹션의 길이방향 연장부에 대응하는 길이방향 연장부를 가질 수 있다. 적어도 하나의 후프형 리테이너 디바이스는 곡선형 횡단면을 가질 수 있다. 일 실시예에서는, 세장형 부재를 보호하기 위해 적어도 두 개의 후프형 리테이너 디바이스의 사이에 덮개(cover)가 끼워질 수 있다.

본 발명의 특징과 함께 추가적인 기술 특성 및 기능이 비한정적인 실례(實例)를 보여주는 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 사용자에 의해 설정된 특정 필요에 따라 호스의 적어도 일부가 보호되며 다양한 임계 굽힘 상황에 적용 가능한 다용성의 해법을 제공하는 등의 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 굽힘 제한장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 굽힘 제한장치의 정면도.
도 3은 도 1에 도시된 굽힘 제한장치의 측면도.
도 4a와 도 4b는 도 1에 도시된 굽힘 제한장치의 저면도.
도 5a와 도 5b는 도 1에 도시된 굽힘 제한장치의 힌지식 조인트의 상세도.
도 6 내지 도 9는 호스의 굽힘이 임계치일 수 있는 상황에서 굽힘 제한장치에 의한 호스의 보호를 도시하는 도면.
도 10은 일직선 위치에서 굽힘 제한장치에 의한 호스의 보호를 도시하는 도면.
도 11은 본 발명의 굽힘 제한장치와 트럼펫 형상의 굽힘 제한장치를 비교하는 도면.

본 발명에 따른 굽힘 제한장치(1)는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 복수의 굽힘 제한장치 섹션(2)의 조립체로 구성된다. 본 발명에 따른 굽힘 제한장치(1)는 플렉시블 호스(10)와 같은 세장형(細長型) 부재가 설정된 굽힘 반경에 도달하는 것을 방지하도록 제공된다. 굽힘 제한장치(1)는 호스의 단부에 인접한 호스의 일부, 예를 들면 선상(船上)에서 연결 목적으로 배치된 호스 커넥터(13)를 지지하기 위해 사용될 수 있다. 도시된 굽힘 제한장치(1)는 기본적으로 호스(10)와 호스 커넥터(13)의 검사 및 얼음의 축적의 모니터링을 용이하게 하는 개방면 유닛(open faced unit)으로 배치된다. 도시된 각 굽힘 제한장치(1)는 판형 구조(plate structure)로 제공되어 호스(10)에 대한 개방면 접촉 영역(20)을 구비하는데, 이 접촉 영역(20)은 호스(10)를 그 길이방향(L)으로 지지하는 길이방향 연장부(ℓ)와 호스(10) 또는 세장형 부재를 그 가로방향(T)으로 지지하는 가로방향 연장부(t)를 갖는다. 접촉 영역(20)은 호스(10)를 지지하기 위해 일직선(rectilinear) 형상을 갖는데, 즉 하나의 굽힘 제한장치 섹션(2)의 최소 폭(smallest width)이 이웃한 굽힘 제한장치 섹션(2)의 최대 폭(largest width)에 대응하도록 이웃한 굽힘 제한장치 섹션(2)의 가로방향 연장부(t)에 대응하는 폭이 존재하게 된다.

각각의 굽힘 제한장치 섹션(2)은 이웃한 굽힘 제한장치 섹션(2)의 대응 조인트 요소(4)와 연결될 수 있도록 배치된 조인트 요소(3)를 갖는다. 도 1 내지 도 5에서 조인트 요소(3, 4)는 이웃한 굽힘 제한장치 섹션(2)의 대응 치형(toothed) 연결 영역과 상호작용하도록 배치된 치형 연결 영역으로 제공된다. 힌지식 조인트를 제공하기 위해 힌지 핀과 같은 선회축(5)이 조인트 요소(3, 4)의 연결에 사용될 수 있다. 도 1 내지 도 5에 도시된 실시예에서, 굽힘 제한장치 섹션의 제한된 또는 기설정의 힌지식 변위를 허용하는 멈춤 수단이 이웃한 굽힘 제한장치 섹션(2)에 배치된 제1의 멈춤 표면(6, 7)으로 제공된다. 제1의 멈춤 표면(6, 7)은 서로 접촉 상태로 위치되도록 구성되거나 배치됨으로써, 이웃한 굽힘 제한장치 섹션(2)에 대해 개별 굽힘 제한장치 섹션(2)의 최대 각(角) 위치를 설정할 수 있다.

굽힘 제한장치 섹션은 기본적으로 수직 평면에서 발생하는 플렉시블 호스(10)의 굽힘에 대한 응답으로서 선회축(5)을 중심으로 서로 상대적으로 선회할 수 있도록 배치된다. 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 굽힘 제한장치 섹션(2)은 세장형 부재(10)의 굽힘이 발생할 때에 그 응답으로서 힌지식 변위를 실행하도록 선회축(5)을 중심으로 선회하도록 배치된다. 도 1 내지 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 선회축(5)은 호스(10)의 길이방향 축에 대해 수직으로 배치된다. 도 6, 7, 8a, 및 8b는 호스(10)의 호스 단부 둘레에 각각 배치된 복수의 굽힘 제한장치(1)를 도시한다. 도 6, 7, 8a, 및 8b의 굽힘 제한장치(1)는 호스(10)의 곡률에 따라 도 6, 7, 8a, 및 8b에서 다양한 위치로 예시되어 있다.

굽힘 제한장치(1)는 도 6에 도시된 바와 같이 이송 및 회수 동작시에 호스(10)에 의해 형성된 곡률에 적합하게 된다. 도 7에 도시된 바와 같이 유체의 이송을 위한 연결 위치로 호스(10)를 배치함에 따라 호스(10)의 곡률이 변경되면, 굽힘 제한장치(1)는 그에 따라 굽힘 제한장치 섹션(2)의 서로에 대한 힌지식 변위에 의해 변경되며, 그 결과 도 6에 도시된 바와 같이 수직 평면에서 굽힘이 발생할 때의 굽힘 제한장치(1)의 곡률과는 다른 굽힘 제한장치(1)의 곡률이 달성된다. 도 8a 및 8b는 다른 상황의 호스(10) 및 호스(10)의 다양한 위치로의 이동에 따른 굽힘 제한장치(1)의 다양한 곡률을 도시한다.

도 10은 자유롭게 매달린, 기본적으로 하향의 일직선의 수직 위치의 호스(10)를 도시하는데, 이 위치는 또한 호스(10)의 보관 위치일 수도 있다. 도시된 수직 위치에서, 호스의 굽힘 제한장치(1)는 굽힘 제한장치 섹션(2)이 기본적으로 정렬된 비곡선의 수직 위치로 배치되어 있다. 굽힘 제한장치 섹션(2)은 호스(10)를 그 곡선 위치로부터 도 10에 도시된 바와 같은 일직선 위치로 이동시키는 것에 응답하여 서로 상대적으로 선회된다. 수직 위치와 같은 기본적으로 일직선 위치에서 굽힘 제한장치(1)를 확실히 유지시키기 위해, 호스(10)의 멈춤 수단은 이웃한 굽힘 제한장치 섹션(2)에 제공된 제2의 멈춤 표면(8, 9)을 또한 포함할 수 있다(도 5a 참조). 제2의 멈춤 표면(8, 9)은 서로 접촉 상태로 위치되도록 배치되며, 이 위치에서 개별 굽힘 제한장치 섹션(2)은 이웃한 굽힘 제한장치 섹션(2)에 대해 정렬된 위치로 배치된다.

도면에 도시된 바와 같이, 굽힘 제한장치(1)는 수직 평면에 있는 호스의 굽힘을 밀접하게 따르도록 배치된 후프형 리테이너 디바이스와 같은 리테이너 수단(11)을 구비하여 배치된다. 후프형 리테이너 디바이스는 호스(10)를 둘러싸는 높이를 갖도록 배치되며, 이 높이는 기본적으로 호스(10)의 직경에 대응하도록 선택된다. 도면에 도시된 실시예에서, 굽힘 제한장치의 굽힘 제한장치 섹션(2) 각각에는 후프형 리테이너 디바이스(11)가 구비된다. 물론, 굽힘 제한장치 섹션(2)에 2개 이상의 후프형 리테이너 디바이스(11)가 구비되도록 배치되는 것도 또한 가능하다.

도면에 도시된 바와 같이, 후프형 리테이너 디바이스는 동일 크기 및 형상이 제공되지만, 통상의 기술자는 후프형 리테이너 디바이스가 개별적으로 다른 크기 및/또는 형상으로 제공될 수 있음을 인지할 것이다. 굽힘 제한장치 섹션(2)은 도면에 도시된 굽힘 제한장치의 평면도에서 볼 수 있는 바와 같이 가로방향 확장 구성을 갖는다. 도면에 도시된 바와 같은 굽힘 제한장치(1)의 배치에서, 호스 커넥터(13)에 더 가까운 굽힘 제한장치 섹션(2)의 가로방향 연장부(t)는 호스 커넥터(13)로부터 더 멀리 떨어진 상대적으로 더 넓은 가로방향 연장부보다 더 작다. 굽힘 제한장치(1)의 이러한 구성은 이 호스(10)의 길이방향(L)에 가로인 방향으로 호스(10)의 약간의 움직임을 허용한다. 도면에 도시된 바와 같이, 연결 장치는 개방면이면서 호스 커넥터(13)를 수용하도록 배치된 호스 커넥터 지지부(12)를 포함할 수 있다. 또한, 연결 장치는 여기서 호스(10)에 대해 고정된 위치를 제공하도록 호스 커넥터(13)의 둘레에 끼워지는 링 디바이스로서 배치된 연결 요소(30)를 포함할 수 있다.

도 11은 일직선 형상의 가로방향 연장부(t)를 갖는 본 발명의 굽힘 제한장치(1)를 c-d 선 및 c'-d' 선으로 예시된 곡선 형상인 가로방향 연장부를 갖는 굽힘 제한장치와 비교하는 도면이다. 접촉 영역의 가로방향 연장부(t)가 c-d 선 및 c'-d' 선으로 도시된 바와 같이 곡선 형상을 가지면, 굽힘 제한장치의 전체적인 형상은 무하중 상태에서 증가하는 직경을 갖는 길이방향으로 이분(二分)된 파이프 라인처럼 보이게 되며, 굽힘이 발생하게 되면 굽힘 제한장치는 대략적으로 트럼펫 형상을 취하게 된다.

트럼펫 형상의 굽힘 제한장치는 세장형 부재의 가로방향(T)으로의 자유로운 이동을 억제하는데 반해, 도 11에 도시된 바와 같이 일직선 형상의 가로방향 연장부(t)를 갖는 접촉 표면, 즉 접촉 영역(20)을 갖는 굽힘 제한장치(1)는 세장형 부재(10)가 가로방향(T)으로 움직일 수 있게 허용하는 비교적 더 넓은 공간을 갖는다. 이들 두 굽힘 제한장치 사이의 동작의 자유도의 차이는 A, A', B, 및 B'의 빗금친 영역으로 예시되어 있다. 그 결과, 일직선 형상의 가로방향 연장부(t)를 갖는 접촉 영역을 갖는 본 발명의 굽힘 제한장치는 호스(또는 세장형 부재)(10)의 가로방향 움직임이 예상될 때 이점을 갖는다.

1: 굽힘 제한장치 2: 굽힘 제한장치 섹션
3, 4: 조인트 요소 5: 선회축
6, 7: 제1의 멈춤 표면 8, 9: 제2의 멈춤 표면
10: 플렉시블 호스 11: 리테이너 수단(리테이너 디바이스)
12: 호스 커넥터 지지부 13: 호스 커넥터
20: 접촉 영역 ℓ: 길이방향 연장부
t: 가로방향 연장부

Claims

세장형 부재(10)가 이 세장형 부재(10)의 허용 굽힘 반경보다 더 작은 굽힘 반경에 이르는 것을 방지하기 위한 굽힘 제한장치(1)에 있어서,
연결 장치(12, 30)가 굽힘 제한장치(1)의 단부 부분에 위치되어 세장형 부재(10)를 고정 방식으로 계합하도록 제공되고,
굽힘 제한장치(1)는 세장형 부재(10)를 그 길이방향(L)으로 지지하는 길이방향 연장부(ℓ)와 세장형 부재(10)를 그 가로방향(T)으로 지지하는 가로방향 연장부(t)를 포함하는 기본적으로 개방면의(open faced) 접촉 영역(20)을 가지며,
굽힘 제한장치(1)는 이 굽힘 제한장치(1)가 세장형 부재(10)의 길이방향 굽힘을 따르도록 배치된 리테이너 수단(11)을 구비하고,
굽힘 제한장치(1)는 복수의 굽힘 제한장치 섹션(2)을 포함하며,
2개의 굽힘 제한장치 섹션(2)은 세장형 부재(10)의 길이방향 굽힘에 대한 응답으로서 각(角) 변위가 기설정 범위 내에서 발생하도록 배치된 힌지식 조인트로 연결되고,
접촉 영역(20)의 가로방향 연장부(t)는 연결 장치(12, 30)로부터 멀어지는 방향으로 길이방향 연장부(ℓ)를 따라서 증가함으로써, 확장형 접촉 영역(20)을 제공하는,
굽힘 제한장치.
제1항에 있어서,
확장형 접촉 영역(20)은 연결 장치(12, 30)로부터 멀어짐에 따라 점진적으로 증가하는, 굽힘 제한장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
접촉 영역(20)의 가로방향 연장부(t)는 일직선 형상(rectilinear shape)을 갖는, 굽힘 제한장치.
상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
접촉 영역(20)의 길이방향 연장부(ℓ)는 일직선 또는 곡선 형상을 갖는, 굽힘 제한장치.
상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 굽힘 제한장치 섹션(2)에는 리테이너 수단(11)이 제공되고,
리테이너 수단(11)은 세장형 부재(10)를 둘러싸는,
굽힘 제한장치.
제4항에 있어서,
리테이너 수단(11)은, 적어도 하나의 굽힘 제한장치 섹션(2)에 연결되어 세장형 부재(10)의 일부를 수용하기 위한 링 형상의 내부를 제공하는 적어도 하나의 후프형(hooped shaped) 리테이너 디바이스(11)를 포함하는, 굽힘 제한장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
적어도 하나의 후프형 리테이너 디바이스(11)는 탈착 가능한 방식으로 굽힘 제한장치(1)에 연결되는, 굽힘 제한장치.
제6항 또는 제7항에 있어서,
적어도 하나의 후프형 리테이너 디바이스(11)의 높이는 기본적으로 세장형 부재(10)의 직경에 대응하는, 굽힘 제한장치.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
후프형 리테이너 디바이스(11)는 굽힘 제한장치 섹션(20)의 폭과 대응하거나 또는 더 큰 폭을 갖는, 굽힘 제한장치.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
굽힘 제한장치(1)에는 복수의 후프형 리테이너 디바이스(11)가 제공되고, 개별 후프형 리테이너 디바이스(11)의 크기와 형상은 다르거나 또는 일정한, 굽힘 제한장치.
제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 후프형 리테이너 디바이스(11)는 굽힘 제한장치 섹션(20)의 길이방향 연장부에 대응하는 길이방향 연장부를 갖는, 굽힘 제한장치.
제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 후프형 리테이너 디바이스(11)는 곡선형 횡단면을 갖는, 굽힘 제한장치.
제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 두 개의 후프형 리테이너 디바이스(11)의 사이에 덮개(cover)가 끼워지는, 굽힘 제한장치.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
힌지식 조인트의 회전축은 굽힘 제한장치(1)의 가로방향 연장부(t)에 기본적으로 평행하게 배치되는, 굽힘 제한장치.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
힌지식 굽힘 제한장치 섹션들(2)은 선회축(5)에 의해 연결되는, 굽힘 제한장치.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
멈춤 수단(6, 7)이 적어도 하나의 이웃한 굽힘 제한장치 섹션(20)의 단부 멈춤 위치를 제공하는, 굽힘 제한장치.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
두 개의 이웃한 굽힘 제한장치 섹션들(2) 사이에 발생하는 힌지식 변위를 감쇄하기 위한 운동 저지 수단이 제공되는, 굽힘 제한장치.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
굽힘 제한장치 섹션들(2)은 세장형 부재(10)의 보관 위치와 적어도 하나의 동작 위치 사이에서 서로에 대해 힌지식 동작을 행하도록 배치되는, 굽힘 제한장치.