KR20190079234A - 계류 장치 - Google Patents

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Abstract

계류 장치가 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 계류 장치는, 부유식 구조물을 해저면에 계류시키고, 해저면에 고정되는 고정 부재, 고정 부재에 회전 가능하게 제공되는 회전 부재, 회전 부재의 둘레면에 감겨지고, 일 단부가 부유식 구조물에 연결되는 계류 라인 및 계류 라인의 타 단부에 회전 가능하게 연결되고, 수중에 부유하도록 제공되는 부력 부재를 포함한다.

Description

계류 장치{MOORING APPARATUS}
본 발명은 계류 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 선박, 원유 시추 설비, 건설 플랫폼 등과 같은 부유식 구조물은 생산, 시추, 건설 등과 같은 작업을 수행하기 위해 해상의 일정 지점에 계류될 수 있다. 이를 위해, 부유식 구조물에는 통상적인 체인 또는 로프와 같은 계류 라인을 이용하는 계류 장치가 설치될 수 있다.
이때, 계류 라인은 부유식 구조물과 해저면 사이에 배치되는데, 계류 라인이 배치되는 방향은 파도의 파동에너지 진행 방향 및 부유식 구조물의 이동 방향과 수직이거나 수직에 가까운 각도를 갖는다. 이에 따라, 파도의 파동에너지나 부유식 구조물의 이동에 따른 관성 하중에 의해 계류 라인은 파동에너지 및 관성 하중의 작용방향으로 이동될 수 있다. 이러한 계류 라인의 이동이 부유식 구조물을 향할 경우, 계류 라인이 부유식 구조물과 충돌하여 부유식 구조물이 파손될 수 있다는 문제점이 있다.
뿐만 아니라, 부유식 구조물과 해저면 사이에 설치되는 계류 라인의 길이가 길어지는 경우, 계류 라인을 설치하거나 해체하는 작업이 매우 번거롭고, 광범위한 영역에 계류 라인이 설치됨에 따라, 해양 환경이 파괴되는 문제가 있다.
국내 등록특허공보 제10-1422502호 (2014.07.17. 등록)
본 발명의 실시예들은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점에 착안하여 제안되는 것으로서, 부유식 구조물의 안정적인 계류를 위해 필요한 계류 라인의 길이 및 계류 라인의 설치를 위한 영역을 종래보다 획기적으로 줄일 수 있는 계류 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 부유식 구조물을 해저면에 계류시키기 위해, 상기 해저면에 고정되는 고정 부재, 상기 고정 부재에 회전 가능하게 제공되는 회전 부재, 상기 회전 부재의 둘레면에 감겨지고, 일 단부가 상기 부유식 구조물에 연결되는 계류 라인 및 상기 계류 라인의 타 단부에 회전 가능하게 연결되고, 수중에 부유하도록 제공되는 부력 부재를 포함하는, 계류 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 회전 부재는, 상기 고정 부재에 대하여 회전 가능하게 결합되는 제 1 회전체, 및 상기 제 1 회전체에 대하여 회전 가능하게 결합되고, 둘레면에 상기 계류 라인이 감기는 제 2 회전체를 포함하고, 상기 제 1 회전체는 상기 해저면과 수직하는 제 1 회전축을 중심으로 회전되고, 상기 제 2 회전체는 상기 제 1 회전축과 수직하는 제 2 회전축을 중심으로 회전될 수 있다.
또한, 상기 제 1 회전체는, 상기 고정 부재에 회전 가능하게 결합되는 회전 결합부 및 상기 회전 결합부와 결합되고, 상기 제 2 회전체를 회전 가능하게 지지하는 지지부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지부는, 상기 회전 결합부의 상측에 체결되는 체결단 및 상기 체결단의 양 단부로부터 상측으로 연장 형성되는 연장단을 포함하고, 상기 연장단에는 상기 제 2 회전체의 샤프트가 회전 가능하게 삽입될 수 있다.
또한, 상기 부력 부재는, 내부에 중공을 포함하는 본체부 및 상기 본체부의 하측에 회전 가능하게 제공되고, 상기 계류 라인이 연결되는 회전 연결부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 부력 부재는, 상기 부력 부재는, 상기 본체부의 둘레면으로부터 돌출되는 형상으로 형성되고, 상기 본체부와 상호 연통되는 돌출부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체부는 상기 중공에 해수가 선택적으로 유입될 수 있도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 부유식 구조물의 안정적인 계류를 위해 필요한 계류 라인의 길이 및 계류 라인의 설치를 위한 영역을 종래보다 획기적으로 줄일 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계류 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 계류 장치의 회전 부재의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 회전 부재를 측면에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 1의 계류 장치의 회전 부재의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 계류 장치의 부력 부재를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 부력 부재를 저면에서 바라본 도면이다.
도 7은 도 1의 계류 장치가 해수면의 높이 변화에 따른 동작되는 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 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 것으로서 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
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.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하에서는, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 계류 장치에 대하여 설명하겠다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 계류 장치(10)는 부유식 구조물(20)을 해저면(30)에 계류시키기 위한 장치로서, 고정 부재(100), 회전 부재(200), 계류 라인(300), 및 부력 부재(400)를 포함할 수 있다.
고정 부재(100)는 해저면(30)에 고정되는 부분으로, 부유식 구조물(20)이 해저면(30)에 견고하게 계류될 수 있도록 한다. 이러한 고정 부재(100)는 부유식 구조물(20)이 배치되는 해상에 발생하는 파도의 파동 에너지의 크기 등을 고려하여 선택될 수 있다.
회전 부재(200)는 고정 부재(100)에 상대 회전되도록 제공될 수 있으며, 회전 부재(200)는 제 1 회전체(210) 및 제 2 회전체(220)를 포함할 수 있다.
제 1 회전체(210)는 고정 부재(100)에 대하여 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이때, 제 1 회전체(210)는 해저면(30)과 수직한 방향으로 연장 형성되는 제 1 회전축(A)을 중심으로 회전될 수 있다.
구체적으로, 제 1 회전체(210)는 고정 부재(100)에 회전 가능하게 결합되는 회전 결합부(211) 및 회전 결합부(211)와 결합되어 제 2 회전체(220)를 회전 가능하게 지지하는 지지부(212)로 구분될 수 있다.
이때, 회전 결합부(211)에는 베어링과 같은 회전 보조 수단(미도시)이 개재됨에 따라, 제 1 회전체(210)가 고정 부재(100)에 대하여 상대 회전될 수 있다.
지지부(212)는 회전 결합부(211)의 상측에 체결되는 체결단(212a)과, 체결단(212a)의 양 단부로부터 상측으로 연장 형성되는 연장단(212b)으로 구분될 수 있다. 이러한 연장단(212b)에는 후술할 제 2 회전체(220)의 샤프트(221)가 회전 가능하게 삽입될 수 있다.
제 2 회전체(220)는 제 1 회전체(210)에 대하여 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이러한 제 2 회전체(220)의 둘레면에는 계류 라인(300)이 감길 수 있으며, 제 2 회전체(220)의 회전 방향에 따라 계류 라인(300)이 제 2 회전체(220)에 풀리거나 감길 수 있다. 이때, 제 2 회전체(220)는 해저면(30)과 평행한 방향으로 연장 형성되는 제 2 회전축(B)을 중심으로 회전될 수 있다. 이때, 제 1 회전축(A)과 제 2 회전축(B)은 서로 수직일 수 있다.
한편, 제 2 회전체(220)는 계류 라인(300)을 잡아주기 위해, 일 예로, 다각 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과하다. 제 2 회전체(220)는 계류 라인(300)의 종류에 따라 그 형상이 달라질 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 계류 라인(300)이 로프로 구성되는 경우, 제 2 회전체(220)는 원기둥 형상을 가질 수 있다.
따라서, 부유식 구조물(20)이 해저면(30)과 수직한 방향으로 연장 형성되는 축을 중심으로 회전되는 경우, 즉, 제 1 회전체(210)가 고정 부재(100)에 대하여 회전되어 부유식 구조물(20)의 회전으로 인해 계류 장치(10)에 가해질 수 있는 영향을 최소화할 수 있다. 이와 동시에, 제 2 회전체(220)와 연결된 계류 라인(300)도 회전되므로, 계류 라인(300)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
계류 라인(300)은 부유식 구조물(20)을 해저면(30)에 계류시키는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 계류 라인(300)의 일 단부는 부유식 구조물(20)에 연결될 수 있으며, 계류 라인(300)의 타 단부는 부력 부재(400)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 계류 라인(300)은 체인, 로프 등 일 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과하고, 이로 인해 본 발명의 사상이 제한되는 것은 아니다.
부력 부재(400)는 계류 라인(300)의 타 단부에 회전 가능하게 연결되어 수중에 부유하도록 제공됨에 따라, 부유식 구조물(20)의 안정적인 계류를 위해 필요한 계류 라인(300)의 길이 및 계류 라인(300)의 설치를 위한 영역을 종래보다 획기적으로 줄일 수 있다.
이를 위해, 부력 부재(400)는 본체부(410), 회전 연결부(420), 및 돌출부(430)를 포함할 수 있다.
본체부(410)는 양성 부력을 가지도록 제공되어, 수중에서 부유될 수 있도록 제공될 수 있다. 이를 위해, 본체부(410)의 내부에는 중공(411)이 형성될 수 있으며, 일 예로, 이러한 본체부(410)의 내부에 형성된 중공(411)에는 해수가 선택적으로 유입될 수 있어, 부력이 조절될 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 회전 연결부(420)에 계류 라인(300)이 연결되면, 별도의 해수 펌프(미도시)를 이용하여 해수를 수용 공간에 유입시키거나 수용 공간으로부터 해수를 유출시킬 수 있다. 이로써, 중공(411)으로 유입된 해수의 양에 따라 부력 부재(400)가 갖는 부력의 크기가 달라질 수 있다. 그러나 이는 일 예에 불과하며, 본체부(410)는 항상 양성 부력을 갖도록 내부가 비어있는 채로 유지되도록 구성되는 것도 가능하다.
또한, 일 예로, 본체부(410)의 둘레면은 곡면으로 이루어질 수 있으나 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
회전 연결부(420)는 본체부(410)의 하측에 제공될 수 있다. 이러한 회전 연결부(420)는 본체부(410)의 하측에 고정 결합되는 결합체(421)와, 결합체(421)에 회전 가능하게 제공되는 회전체(422)로 구분될 수 있다.
이때, 회전체(422)에는 계류 라인(300)이 연결될 수 있으며, 회전체(422)가 결합체(421)에 대하여 회전 가능하게 제공됨에 따라, 계류 라인(300)이 부력 부재(400)에 대하여 상대 회전될 수 있다. 예를 들어, 회전체(422)는 해저면(30)과 수직하는 축, 예컨대, 제 1 회전축(A)을 중심으로 회전될 수 있다.
돌출부(430)는 본체부(410)의 둘레면으로부터 돌출되는 형상으로 형성되어 본체부(410)가 해류에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 돌출부(430)는 본체부(410)와 상호 연통될 수 있으며, 본체부(410)의 둘레면으로부터 멀어질수록 폭이 좁아지는 형상을 가질 수 있다. 아울러, 돌출부(430)의 둘레면은 곡면으로 이루어지나, 이는 일 예에 불과하고, 이로 인해 본 발명의 사상이 제한되는 것은 아니다.
이하에서는, 도 7을 참조하여 상술한 바와 같은 구성을 갖는 계류 장치(10)의 작용 및 효과에 대하여 설명하겠다.
도 7을 참조하면, 평균 해수면 높이보다 해수면이 높아지는 경우, 해저면(30)에 대한 부유식 구조물(20)의 높이도 상승하게 되고, 계류 라인(300)을 당기게 된다.
이 경우, 회전 부재(200)의 제 2 회전체(220)가 일 방향으로 회전되고, 제 2 회전체(220)에 감겨진 계류 라인(300)이 제 2 회전체(220)로부터 풀리면서 계류 라인(300)에 연결된 부력 부재(400)를 하측으로 당기게 된다. 하측으로 이동되는 부력 부재(400)에 의해 계류 라인(300)이 끊어지는 것을 방지할 수 있다.
이와는 달리, 평균 해수면 높이보다 해수면이 낮아지는 경우, 해저면(30)에대한 부유식 구조물(20)의 높이도 낮아진다. 이 경우, 제 2 회전체(220)가 타 방향으로 회전되고, 계류 라인(300)이 제 2 회전체(220)에 감기면서 계류 라인(300)의 단부에 연결된 부력 부재(400)를 상측으로 밀게 된다. 이와 같이 상측으로 이동되는 부력 부재(400)에 의해 계류 라인(300)이 늘어지는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 계류 장치(10)는 부유식 구조물(20)의 안정적인 계류를 위해 필요한 계류 라인(300)의 길이 및 계류 라인(300)의 설치를 위한 영역을 종래보다 획기적으로 줄일 수 있다는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예들에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것으로서 한정적인 것으로서 이해해서는 안 되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
10: 계류 장치 20: 부유식 구조물
30: 해저면 100: 고정 부재
200: 회전 부재 210: 제 1 회전체
211: 회전 결합부 212: 지지부
212a: 체결단 212b: 연장단
220: 제 2 회전체 221: 샤프트
300: 계류 라인 400: 부력 부재
410: 본체부 411: 중공
420: 회전 연결부 421: 결합체
422: 회전체 430: 돌출부

Claims (7)

  1. 부유식 구조물을 해저면에 계류시키기 위한 계류 장치에 있어서,
    상기 해저면에 고정되는 고정 부재;
    상기 고정 부재에 회전 가능하게 제공되는 회전 부재;
    상기 회전 부재의 둘레면에 감겨지고, 일 단부가 상기 부유식 구조물에 연결되는 계류 라인; 및
    상기 계류 라인의 타 단부에 회전 가능하게 연결되고, 수중에 부유하도록 제공되는 부력 부재를 포함하는,
    계류 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 부재는,
    상기 고정 부재에 대하여 회전 가능하게 결합되는 제 1 회전체; 및
    상기 제 1 회전체에 대하여 회전 가능하게 결합되고, 둘레면에 상기 계류 라인이 감기는 제 2 회전체를 포함하고,
    상기 제 1 회전체는 상기 해저면과 수직하는 제 1 회전축을 중심으로 회전되고, 상기 제 2 회전체는 상기 제 1 회전축과 수직하는 제 2 회전축을 중심으로 회전되는,
    계류 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 회전체는,
    상기 고정 부재에 회전 가능하게 결합되는 회전 결합부; 및
    상기 회전 결합부와 결합되고, 상기 제 2 회전체를 회전 가능하게 지지하는 지지부를 포함하는,
    계류 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 회전 결합부의 상측에 체결되는 체결단; 및
    상기 체결단의 양 단부로부터 상측으로 연장 형성되는 연장단을 포함하고,
    상기 연장단에는 상기 제 2 회전체의 샤프트가 회전 가능하게 삽입되는,
    계류 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 부력 부재는,
    내부에 중공을 포함하는 본체부; 및
    상기 본체부의 하측에 회전 가능하게 제공되고, 상기 계류 라인이 연결되는 회전 연결부를 포함하는,
    계류 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 부력 부재는,
    상기 본체부의 둘레면으로부터 돌출되는 형상으로 형성되고, 상기 본체부와 상호 연통되는 돌출부를 더 포함하는,
    계류 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 본체부는 상기 중공에 해수가 선택적으로 유입될 수 있도록 구성되는,
    계류 장치.
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