WO2017119618A1 - 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체 - Google Patents

해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체 Download PDF

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WO2017119618A1
WO2017119618A1 PCT/KR2016/014254 KR2016014254W WO2017119618A1 WO 2017119618 A1 WO2017119618 A1 WO 2017119618A1 KR 2016014254 W KR2016014254 W KR 2016014254W WO 2017119618 A1 WO2017119618 A1 WO 2017119618A1
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WO
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impact
absorbing portion
shock absorbing
offshore
offshore structure
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PCT/KR2016/014254
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French (fr)
Inventor
정광효
전호환
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부산대학교 산학협력단
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls

Definitions

  • the present invention relates to a structure installed on a ship or offshore plant to reduce wave impact load, and more particularly, installed on a deck or side wall surface of an offshore structure such as ship or offshore plant.
  • the present invention relates to a wave impact load reduction structure of an offshore structure that can prevent damage or overturning of the offshore structure.
  • Green water refers to the phenomenon of waves over the deck of marine structures such as ships or offshore plants due to the high sea level. Since such green water occurs under natural conditions, it can be said that it is virtually impossible to artificially suppress the origin of green water. However, if the vessel is left unprotected against such green water, it can cause catastrophic damage to the equipment or superstructure on the deck and, if severe, can cause overturning.
  • the equipment or other mechanical parts on the top of the deck may be damaged by green water, and in the case of Floating Production Storage and Offloading (FPSO) pipe or turret structures
  • FPSO Floating Production Storage and Offloading
  • Republic of Korea Patent No. 10-1531369 discloses a marine green water protector that can block the green water to protect the vessel or offshore structure from the green water.
  • the marine green water protector of the registered patent is configured to withstand the lateral pressure due to the green water protruding to the upper deck while the elongated plate-shaped blocking plate is moved up and down the hull.
  • the conventional green water protector as described above is difficult to endure the large impact load caused by the green water with only a blocking plate, and thus requires a plurality of supports to withstand the lateral pressure. There is a situation that does not actually apply.
  • the present invention is to solve the above problems, an object of the present invention can simplify the structure, effectively absorb the large impact load by the green water to prevent damage to the marine structure by the green water To provide a wave impact load reduction structure of the structure.
  • Wave impact reduction structure of the marine structure according to an aspect of the present invention for achieving the above object is a polyhedral or curved surface of the impact having a plurality of grid plates arranged in a grid form on the edge of the upper surface of the marine structure It characterized in that it comprises an absorber.
  • Wave impact reduction structure of the marine structure characterized in that it comprises a polyhedral or curved side-side shock absorbing portion having a plurality of grid plates arranged in a grid form on the side wall surface of the offshore structure do.
  • the flow field energy of the green water is drastically reduced by the shock absorbing part of the grid structure installed on the upper surface or the side wall surface of the marine structure, thereby protecting various structures installed on the upper surface of the marine structure from the impact load of the blue wave. It becomes possible.
  • FIG. 1 is a front view of an offshore structure showing a wave impact load reduction structure of an offshore structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the wave impact load reduction structure shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a structure of a portion of an impact absorbing portion of the wave impact load reduction structure shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a structure of a part of the discharge guide portion of the wave impact load reduction structure shown in FIG.
  • FIG. 5 is a front view of an offshore structure showing a wave impact load reduction structure of an offshore structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a structure of a portion of the shock absorbing portion of the wave impact load reduction structure shown in FIG.
  • FIG. 7 is a front view of an offshore structure showing a wave impact load reduction structure of an offshore structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating a shock absorbing part of the wave impact load reducing structure shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a front view of an offshore structure showing a wave impact load reduction structure of an offshore structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a longitudinal cross-sectional view illustrating an impact absorbing part of the wave impact load reducing structure illustrated in FIG. 9.
  • FIG. 11 is a front view of an offshore structure showing a wave impact load reduction structure of an offshore structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a longitudinal cross-sectional view illustrating a shock absorbing part of the wave impact load reducing structure illustrated in FIG. 11.
  • drain port 30 side shock absorbing portion
  • FIG. 1 to 4 show a wave impact load reduction structure of an offshore structure according to an embodiment of the present invention
  • the wave impact load reduction structure of this embodiment is arranged in a grid form on the upper edge portion of the offshore structure (1)
  • a polyhedral or curved surface of the shock absorbing portion 10 having a plurality of grid plates (10a, 10b) to be formed, and the discharge guide portion interposed between the upper surface of the marine structure (1) and the lower surface of the impact absorbing portion (10) 20 and the cover frame 40 is installed to be seated on the upper portion of the shock absorbing portion 10 and a plurality of water passages 41 are formed in a lattice form.
  • the shock absorbing unit 10 is installed along the edge of the upper surface (for example, deck) of the offshore structure 1, such as a ship or offshore plant to absorb the fluid flow field energy of waves passing over the top surface of the offshore structure It acts to reduce.
  • the shock absorbing portion 10 is provided to cross the horizontal grating 10a and a plurality of horizontal gratings 10a installed in a vertical direction with respect to the ground, and to support the horizontal grating 10a. It includes the vertical grating 10b.
  • the horizontal grating 10a and the vertical grating 10b are made of a material having excellent impact resistance such as metal or high strength resin.
  • the horizontal gratings 10a are arranged at predetermined intervals from the outer side (edge portion) of the offshore structure 1 to the inner side (center of the upper surface), and energy is absorbed while sea water passes through each horizontal grating 10a.
  • a plurality of through-holes 11 are formed to penetrate so as to be able to penetrate. It is preferable that the through hole 11 is not formed in the horizontal grating 10a disposed at the innermost side of the offshore structure 1 of the horizontal grating 10a.
  • a plurality of through holes 11 may be formed in the vertical grating 10b together with the horizontal grating 10a.
  • the through holes 11 formed in the horizontal grating 10a are arranged to be smaller toward the inside of the marine structure 1, as shown in FIG. 3, so that the shock absorbing part 10 absorbs the impact of the blue step by step. It is desirable to be able to do so. That is, the through hole 11 of the horizontal grating 10a disposed at the outermost side of the marine structure 1 among the horizontal gratings 10a is the largest, and the opening 11 of the horizontal grating 10a disposed immediately therein is Second is big. In this way, the size of the through hole 11 is gradually reduced toward the inner horizontal grating 10a.
  • the through hole 11 may be formed in a circular shape as in one embodiment, but may alternatively be formed in an oval or polygonal shape.
  • the shock absorbing part 10 may include a plurality of horizontal gratings 10a and vertical gratings 10b and may have a structure in which both top and bottom surfaces are open, but horizontal plates are coupled to the whole or part of the upper and lower parts. The entire upper part and the lower part or part of the lower part may be closed by the flat plate.
  • the shock absorbing unit 10 may be in a state in which the flow field energy reducing function cannot be performed later.
  • a discharge induction part 20 is installed below the shock absorbing part 10 to induce discharge of seawater.
  • the discharge guide portion 20 is formed so that the upper surface is open and the lower surface is formed in a wedge shape (angle triangle shape) inclined downward to the outside to discharge the seawater passing through the lower portion of the shock absorbing portion 10 to the outside. Perform the function.
  • a plurality of support plates 21 supporting the shock absorbing portion 10 are disposed in the vertical direction on the lower surface of the discharge guide portion 20.
  • the lower surface of the discharge induction part 20 may be placed in contact with the upper surface of the offshore structure 1, but the offshore structure ( When the upper surface of 1) is made of a flat surface as a whole, the inner end of the discharge guide portion 20 may be supported by a pillar member (not shown) spaced apart from the upper surface of the marine structure 1 by a predetermined distance.
  • the shock absorbing portion 10 has a lattice structure with an open upper surface. Therefore, the cover frame 40 is seated on the upper portion of the shock absorbing portion 10 to prevent a person or other objects from falling through the open space of the upper portion of the shock absorbing portion 10.
  • the cover frame 40 is formed of a long metal bar in the form of a lattice, a plurality of water holes 41 through which seawater can pass between the metal bar is formed so that the seawater horizontal grid plate (10a) of the shock absorbing portion (10) And the vertical grating 10b can be introduced into the space formed.
  • the cover frame 40 prevents a person or an object from falling into the space inside the shock absorbing unit 10, and also reduces the flow field energy of the seawater to increase the flow field energy reduction effect.
  • the wave impact load reduction structure of the present invention configured as described above operates as follows.
  • the seawater flows over the upper surface of the offshore structure 1 due to the high crest of the sea, the seawater flows into the shock absorbing portion 10 installed at the edge of the offshore structure 1 and the horizontal grating 10a and the vertical
  • the flow field energy is reduced while hitting the grid plate 10b sequentially.
  • the flow field energy is reduced step by step while the seawater passes through the through holes 11 of the horizontal lattice 10a.
  • the seawater in which the flow field energy is drastically reduced while flowing into the shock absorbing part 10 is introduced into the discharge induction part 20 below through the open lower surface of the shock absorbing part 10, and then, It flows down along the lower surface and then is discharged to the outside through the drain hole (23).
  • the wave impact reduction structure of the present invention rapidly reduces the flow field energy while the horizontal lattice 10a and the vertical lattice 10b of the lattice-shaped shock absorbing portion 10 collide with the seawater, and thus, the marine structure 1 Several structures installed on the upper surface of the to act to protect from the impact load of the blue.
  • the wave impact load reduction structure of this second embodiment is a horizontal grating 10a and a vertical grating 10b of the impact absorbing portion 10 )
  • the lower inclined plate 12 is installed at the lower end of the horizontal grating plate 10a and the vertical grating plate 10b of the impact absorbing unit 10 at an angle with respect to the upper surface of the marine structure through the lower inclined plate 12. Seawater can naturally flow outward.
  • the lower slope plate 12 may be configured by combining a separate flat plate with the lower end of the shock absorbing unit 10.
  • the lower slope plate 12 may have a bottom structure formed integrally with the upper edge portion of the offshore structure 1. It can also be used.
  • the shock absorbing part 10 has a wedge shape, that is, a rectangular triangular shape as a whole, the seawater introduced into the shock absorbing part 10 without forming the discharge induction part 20 as in the first embodiment described above is external. It has the advantage of being able to discharge smoothly.
  • the through hole 11 of the horizontal grating 10a is smaller in size as it is disposed inside the marine structure 1.
  • the wave impact load reduction structure of the above-described embodiment is installed on the edge portion of the upper surface of the marine structure (1) to reduce the impact load due to the wave, but as shown in another embodiment in Figures 7 to 12 It may be configured on the side wall surface of the structure.
  • the impact shock reduction structure shown in FIGS. 7 and 8 includes a side impact absorbing portion 30 having a polyhedron or a curved surface having a plurality of grid plates 30a and 30b arranged in a lattice form on the sidewall surface of the offshore structure.
  • the cover frame 40 is mounted on the side of the side shock absorbing part 30.
  • the lattice structure of the side impact absorbing unit 30 is formed by a plurality of horizontal lattice boards 30a which are installed substantially horizontally on the ground, and a plurality of vertical lattice boards 30b that vertically cross the horizontal lattice boards 30a. Is implemented.
  • the horizontal grid plate 30a of the side impact absorbing unit 30 is formed so that a plurality of through-holes 31 through which seawater is absorbed are penetrated.
  • the through hole 31 of the horizontal grating 30a is preferably smaller to the upper side of the offshore structure 1, so that it is possible to absorb the impact by the blue in steps. That is, the through hole 31 of the horizontal grating plate 30a located at the lowermost side of the horizontal grating plate 30a is the largest, and the through hole 31 of the horizontal grating plate 30a directly above is second largest, and the through hole is upward.
  • the smaller the number 31, the smaller the size of the through-hole 31 of the horizontal grid plate 30a located on the uppermost side.
  • the outer end of the side shock absorbing portion 30 may be formed to be open so that the energy is reduced while the blue strikes the horizontal grid 30a and the vertical grid 30b, but as in this embodiment, the side shock absorbing portion A cover plate 32 is provided at the outer end to close the inside of the side shock absorbing part 30, and a plurality of drain holes 33 are formed in the cover plate 32 so that blue is applied to the cover plate 32.
  • the energy may be dissipated by the horizontal grating 30a while hitting first and then flowing inward through the drain hole 33 of the cover plate 32.
  • the seawater introduced into the inner space of the side impact absorbing part 30 through the cover plate 32 hits the horizontal grid plate 30a and passes through the through hole 31 to dissipate the flow field energy and then flows downward again to the drainage outlet. It is discharged to the outside through 33.
  • the cover frame 40 has a structure in which a plurality of water passages 41 through which seawater passes through the metal bars are formed in a lattice form and pass through the metal bars. Prevents a person or an object from falling into the inner space of the side impact frame 30.
  • the cover frame 40 may be formed with a plurality of water passages 41 as shown in FIG.
  • the side impact absorbing portion 30 may have a variety of polyhedron shapes or curved surface shapes.
  • the side impact absorbing portion 30 has a width as the horizontal grating 30a moves toward the upper side of the marine structure 1. As it increases, the side shock absorbing portion 30 has a rectangular triangle shape as a whole.
  • the horizontal grid 30a of the side impact absorbing portion 30 increases in width toward the upper side of the offshore structure 1, and then becomes smaller in width, thereby reducing the side impact absorbing portion 30.
  • the side shock absorbing part 30 is installed on the side wall surface of the offshore structure 1 and absorbs and dissipates energy while colliding with the blue over the side wall surface of the offshore structure 1.
  • the side impact absorbing portion 30 or the side impact absorbing portion 30 constituting the wave impact reducing structure of the present invention may be configured solely on the upper surface and the sidewall surface of the marine structure 1, but differently Of course, it can also be configured on the upper surface and the side wall surface of the structure (1).
  • the present invention can be applied as a structure to reduce the wave impact load in the ship or offshore plant industry.

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Abstract

본 발명은 그린워터에 의한 큰 충격하중을 효과적으로 흡수하여 그린워터에 의한 해양구조물의 손상을 방지할 수 있는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체는, 해양구조물의 상부면 가장자리 부분에 격자 형태로 배열되는 복수의 격자판을 구비하는 다면체 또는 곡면체 형태의 충격흡수부와; 해양구조물의 측벽면 상부에 격자 형태로 배열되는 복수의 격자판을 구비하는 다면체 또는 곡면체 형태의 측면 충격흡수부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체
본 발명은 선박 또는 해양플랜트에 설치되어 파랑 충격하중을 저감하는 구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박 또는 해양플랜트 등의 해양 구조물의 갑판(deck) 또는 측벽면에 설치되어 그린워터(Green Water)로 인한 해양 구조물의 손상이나 전복을 방지할 수 있는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체에 관한 것이다.
그린워터(Green water)는 해상의 높은 파고에 의해 선박이나 해양플랜트 등의 해양 구조물의 갑판 위로 파도가 넘어오는 현상을 말한다. 이와 같은 그린워터는 자연적인 조건하에서 발생하는 것이므로 인위적으로 그린워터의 원천적인 발생을 억제하는 것은 사실상 불가능하다고 할 수 있다. 그러나, 이러한 그린워터에 대해 선박이 무방비 상태로 놓인다면, 갑판 위에 위치한 장비나 상부 구조물에 치명적인 피해를 줄 수 있으며, 심할 경우 전복의 원인이 되기도 한다.
특히 바다의 일정한 위치에서 장기간 정박해 있는 시추선의 경우, 갑판의 상부에 놓인 의장품이나 기타 기계 부품들이 그린워터로 인해 손상을 받을 수 있고, FPSO(Floating Production Storage and Offloading)의 경우에는 파이프나 터렛 구조물, 스위블 등의 중요한 장비들이 손상을 입을 수 있기 때문에 이를 막기 위한 연구가 필요하다.
대한민국 등록특허 제10-1531369호에는 그린워터로부터 선박이나 해양 구조물을 보호하기 위하여 그린워터를 차단할 수 있는 선박용 그린워터 프로텍터가 개시되어 있다.
상기 등록특허의 선박용 그린워터 프로텍터는 기다란 판상의 차단판이 선체 내외측으로 승강 운동하면서 갑판 상부로 돌출되어 그린워터로 인한 횡압력을 견딜 수 있도록 구성되어 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 그린워터 프로텍터는 차단판 만으로 그린워터로 인한 큰 충격하중을 견디기 어렵기 때문에 횡압력을 견디기 위한 복수의 지지대를 필요로 하므로 구조가 매우 복잡하고, 견딜 수 있는 충격하중에 한계가 있어 실제 적용되지 못하는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 구조를 단순화할 수 있고, 그린워터에 의한 큰 충격하중을 효과적으로 흡수하여 그린워터에 의한 해양구조물의 손상을 방지할 수 있는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따른 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체는, 해양구조물의 상부면 가장자리 부분에 격자 형태로 배열되는 복수의 격자판을 구비하는 다면체 또는 곡면체 형태의 충격흡수부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 한 형태에 따른 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체는, 해양구조물의 측벽면 상부에 격자 형태로 배열되는 복수의 격자판을 구비하는 다면체 또는 곡면체 형태의 측면 충격흡수부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 해양 구조물의 상부면 또는 측벽면에 설치된 격자 구조의 충격흡수부에 의해 그린워터의 유동장 에너지가 급격히 감소되어, 해양구조물의 상부면에 설치된 여러 구조물들을 파랑의 충격하중으로부터 보호할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체를 나타낸 해양구조물의 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 파랑 충격하중 저감 구조체를 나타낸 횡단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 파랑 충격하중 저감 구조체의 충격흡수부의 일부분의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 파랑 충격하중 저감 구조체의 배출유도부의 일부분의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체를 나타낸 해양구조물의 정면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 파랑 충격하중 저감 구조체의 충격흡수부의 일부분의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체를 나타낸 해양구조물의 정면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 파랑 충격하중 저감 구조체의 충격흡수부를 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체를 나타낸 해양구조물의 정면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 파랑 충격하중 저감 구조체의 충격흡수부를 나타낸 종단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체를 나타낸 해양구조물의 정면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 파랑 충격하중 저감 구조체의 충격흡수부를 나타낸 종단면도이다.
* 부호의 설명 *
1 : 해양구조물 10 : 충격흡수부
10a : 가로 격자판 10b : 세로 격자판
11 : 통공 12 : 하부경사판
20 : 배출유도부 21 : 지지판
23 : 배수구 30 : 측면 충격흡수부
30a : 수평 격자판 30b : 수직 격자판
31 : 통공 32 : 커버판
40 : 커버프레임 41 : 통수구
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체를 나타낸 것으로, 이 실시예의 파랑 충격하중 저감 구조체는 해양구조물(1)의 상부면 가장자리 부분에 격자 형태로 배열되는 복수의 격자판(10a, 10b)을 구비하는 다면체 또는 곡면체 형태의 충격흡수부(10)와, 해양구조물(1)의 상부면과 상기 충격흡수부(10)의 하부면 사이에 개재되는 배출유도부(20)와, 상기 충격흡수부(10)의 상부에 안착되게 설치되며 격자 형태로 다수의 통수구(41)가 형성되어 있는 커버프레임(40)을 포함한다.
상기 충격흡수부(10)는 선박 또는 해양플랜트 등의 해양구조물(1)의 상부면(예를 들어 갑판)의 가장자리를 따라 설치되어 해양구조물의 상부면으로 넘어오는 파도의 유체 유동장 에너지를 흡수하여 저감시키는 작용을 한다. 이를 위해 상기 충격흡수부(10)는 지면(地面)에 대해 연직방향으로 설치된 복수의 가로 격자판(10a)과, 상기 가로 격자판(10a)에 교차하도록 설치되어 가로 격자판(10a)을 지지하는 복수의 세로 격자판(10b)을 포함한다. 상기 가로 격자판(10a)과 세로 격자판(10b)은 금속이나 고강도 수지 등 내충격성이 우수한 재료로 만들어진다.
상기 가로 격자판(10a)은 해양구조물(1)의 외측(가장자리 부분)에서 내측(상부면 중심부)으로 소정의 간격을 두고 배열되고, 각각의 가로 격자판(10a)에는 해수가 통과하면서 에너지가 흡수될 수 있도록 복수의 통공(11)이 관통되게 형성되어 있다. 상기 가로 격자판(10a) 중 해양구조물(1)의 가장 안쪽에 배치되는 가로 격자판(10a)에는 통공(11)이 형성되지 않는 것이 바람직하다.
물론 가로 격자판(10a)과 함께 상기 세로 격자판(10b)에도 복수의 통공(11)이 형성될 수 있다.
상기 가로 격자판(10a)에 형성되는 통공(11)은 도 3에 도시된 것과 같이 해양구조물(1)의 내측으로 갈수록 작아지게 배열되어, 충격흡수부(10)가 단계적으로 파랑에 의한 충격을 흡수할 수 있도록 된 것이 바람직하다. 즉, 가로 격자판(10a) 중 해양구조물(1)의 가장 외측에 배치되는 가로 격자판(10a)의 통공(11)이 가장 크고, 바로 그 안쪽에 배치된 가로 격자판(10a)의 통공(11)이 두번째로 크다. 이러한 방식으로 내측의 가로 격자판(10a)으로 갈수록 통공(11)의 크기가 순차적으로 작아진다.
상기 통공(11)은 일 실시예와 같이 원형으로 이루어질 수 있지만, 이와 다르게 타원형 또는 다각형으로 이루어질 수도 있다.
상기 충격흡수부(10)는 복수의 가로 격자판(10a)과 세로 격자판(10b) 만으로 이루어져 상부면과 하부면이 모두 개방된 구조를 가질 수 있지만, 상단부와 하단부 전체 또는 일부에 수평한 평판이 결합되어 상단부와 하단부 전체 또는 일부가 상기 평판에 의해 폐쇄될 수도 있다.
한편, 해양구조물(1)의 측벽면을 타고 넘어 상기 충격흡수부(10)의 내측으로 넘쳐 흐른 해수(그린워터)는 충격흡수부(10)의 가로 격자판(10a) 및 세로 격자판(10b)에 의해 유동장 에너지가 저감된 다음 충격흡수부(10) 내측에 포집되어 고여 있게 되면 충격흡수부(10)가 이후에 유동장 에너지 저감 기능을 수행할 수 없는 상태가 될 수 있다.
따라서 상기 충격흡수부(10) 내측으로 유입된 해수가 충격흡수부(10) 내측에 고여 있지 않고 바로 외부로 배출될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 충격흡수부(10)의 하측에 해수의 배출을 유도하는 배출유도부(20)가 설치된다.
상기 배출유도부(20)는 상부면이 개방되게 형성되고 하부면은 외측으로 하향 경사지게 형성된 쐐기 형태(직각삼각기둥 형태)로 되어 상기 충격흡수부(10)의 하부를 통과한 해수를 외부로 배출하는 기능을 수행한다. 상기 배출유도부(20)의 외측면에는 해수가 배출되는 복수의 배수구(23)가 관통되게 형성되어 있다. 그리고 상기 배출유도부(20)의 하부면에는 충격흡수부(10)를 지탱하는 복수의 지지판(21)이 연직방향으로 설치되어 있다.
해양구조물(1)의 상부면 양측이 내측에서 외측으로 하향 경사진 형태를 가질 경우에는 상기 배출유도부(20)의 하부면이 해양구조물(1)의 상부면에 연접하게 놓여질 수 있지만, 해양구조물(1)의 상부면이 전체적으로 편평한 면으로 이루어질 경우 상기 배출유도부(20)의 내측 단부를 기둥부재(미도시)로 해양구조물(1)의 상부면에 대해 일정 거리 이격되게 지지할 수도 있을 것이다.
전술한 것과 같이 상기 충격흡수부(10)는 상부면이 개방된 격자 구조를 갖는다. 따라서 충격흡수부(10)의 상부의 개방된 공간을 통해 사람이나 기타 물체가 빠지는 것을 방지하기 위하여 상기 충격흡수부(10)의 상부에 커버프레임(40)이 안착된다. 상기 커버프레임(40)은 기다란 금속 바아가 격자 형태로 형성되면서 금속 바아 사이에 해수가 통과할 수 있는 다수의 통수구(41)가 형성되어 해수가 충격흡수부(10)의 가로 격자판(10a)과 세로 격자판(10b)이 이루는 공간 내측으로 유입될 수있게 된다.
이러한 커버프레임(40)은 사람이나 물체가 충격흡수부(10) 내측 공간으로 빠지는 것을 방지함과 더불어 해수의 유동장 에너지를 1차적으로 감소시켜 유동장 에너지 저감 효과를 더욱 증대시키는 작용도 하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 파랑 충격하중 저감 구조체는 다음과 같이 작동한다.
해상의 높은 파고에 의해 해양구조물(1)의 상부면 위로 해수가 넘어오게 되면, 해양구조물(1)의 가장자리 부분에 설치된 충격흡수부(10) 내측으로 해수가 유입되면서 가로 격자판(10a) 및 세로 격자판(10b)에 순차적으로 부딪히면서 유동장 에너지가 저감된다. 이와 동시에 해수가 가로 격자판(10a)의 통공(11) 들을 통과하면서 유동장 에너지가 단계적으로 저감된다.
상기 충격흡수부(10) 내측으로 유입되면서 유동장 에너지가 급격히 감소된 해수는 충격흡수부(10)의 개방된 하부면을 통해 하측의 배출유도부(20)로 유입된 후, 배출유도부(20)의 하부면을 따라 외측으로 흘러 내려간 다음 배수구(23)를 통해 외부로 배출된다.
이와 같이 본 발명의 파랑 충격하중 저감 구조체는 격자 구조로 된 충격흡수부(10)의 가로 격자판(10a) 및 세로 격자판(10b)이 해수와 부딪히면서 유동장 에너지를 급격히 감소시키고, 따라서 해양구조물(1)의 상부면에 설치된 여러 구조물들을 파랑의 충격하중으로부터 보호할 수 있는 작용을 하게 된다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 파랑 충격하중 저감 구조체의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이 두번째 실시예의 파랑 충격하중 저감 구조체는 충격흡수부(10)의 가로 격자판(10a) 및 세로 격자판(10b)이 해양구조물의 내측으로 갈수록 높이가 작아져, 충격흡수부(10)가 전체적으로 상단부는 수평하고 하단부는 외측으로 하향 경사진 쐐기형태로 이루어진다.
여기서, 상기 충격흡수부(10)의 가로 격자판(10a) 및 세로 격자판(10b)의 하단부에는 하부경사판(12)이 해양구조물의 상부면에 대해 일정 각도로 경사지게 설치되어 하부경사판(12)를 통해 해수가 자연스럽게 외부로 흘러 나갈 수 있다. 상기 하부경사판(12)은 별도의 평판을 충격흡수부(10)의 하단에 결합하여 구성할 수 있지만, 이와 다르게 해양구조물(1)의 상부면 가장자리 부분에 일체로 형성된 바닥 구조물을 하부경사판(12)으로 이용할 수도 있다.
이와 같이 충격흡수부(10)가 전체적으로 쐐기형태, 즉 직각삼각기둥 형태를 가지면 전술한 첫번째 실시예와 같이 배출유도부(20)를 구성하지 않아도 충격흡수부(10)의 내측으로 유입된 해수를 외부로 원활하게 배출할 수 있는 이점이 있다.
이 두번째 실시예에서도 상기 가로 격자판(10a)의 통공(11)은 해양구조물(1)의 내측에 배치된 것으로 갈수록 그 크기가 작아지는 것이 바람직하다.
한편 전술한 실시예의 파랑 충격하중 저감 구조체는 해양구조물(1)의 상부면 가장자리 부분에 설치되어 파랑에 의한 충격하중을 저감시키는 작용을 하지만, 도 7 내지 도 12에 다른 실시예로 나타낸 것과 같이 해양구조물의 측벽면에 구성될 수도 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 파랑 충격하중 저감 구조체는 해양구조물의 측벽면 상부에 격자 형태로 배열되는 복수의 격자판(30a, 30b)을 구비하는 다면체 또는 곡면체 형태의 측면 충격흡수부(30)와, 상기 측면 충격흡수부(30)의 상부에 안착되는 커버프레임(40)을 포함한다.
상기 측면 충격흡수부(30)의 격자 구조는 지면(地面)에 대략 수평하게 설치되는 복수의 수평 격자판(30a)과 상기 수평 격자판(30a)을 수직하게 가로지르는 복수의 수직 격자판(30b)에 의해 구현된다.
상기 측면 충격흡수부(30)의 수평 격자판(30a)에는 해수가 통과하면서 충격이 흡수되는 복수의 통공(31)이 관통되게 형성된다. 상기 수평 격자판(30a)의 통공(31)은 해양구조물(1)의 상측으로 갈수록 작아지면서 단계적으로 파랑에 의한 충격을 흡수할 수 있도록 된 것이 바람직하다. 즉, 상기 수평 격자판(30a) 중 가장 하측에 위치하는 수평 격자판(30a)의 통공(31)이 가장 크고, 바로 그 위의 수평 격자판(30a)의 통공(31)이 두번째로 크며, 위로 갈수록 통공(31)이 작아지다가 가장 상측에 위치한 수평 격자판(30a)의 통공(31)의 크기가 가장 작아지게 배열된다.
상기 측면 충격흡수부(30)의 외측 단부는 개방되게 형성되어 파랑이 바로 수평 격자판(30a)과 수직 격자판(30b)에 부딪히면서 에너지가 저감되게 할 수도 있지만, 이 실시예에서와 같이 측면 충격흡수부의 외측 단부에 측면 충격흡수부(30) 내부를 폐쇄하는 커버판(32)을 설치하고, 상기 커버판(32)에 복수의 배수구(33)를 관통되게 형성하여, 파랑이 커버판(32)에 먼저 부딪힌 다음 커버판(32)의 배수구(33)를 통해 내측으로 유입되면서 수평 격자판(30a)에 의해 에너지가 소산될 수 있게 할 수도 있다.
상기 커버판(32)을 통해 측면 충격흡수부(30)의 내측 공간으로 유입된 해수는 수평 격자판(30a)에 부딪히고 통공(31)을 통과하면서 유동장 에너지가 소산된 다음 다시 하측으로 흘러 내려 배수구(33)를 통해 외부로 배출된다.
상기 커버프레임(40)은 전술한 첫번째 실시예의 커버프레임(40)과 마찬가지로 기다란 금속 바아가 격자 형태로 형성되면서 금속 바아 사이에 해수가 통과할 수 있는 다수의 통수구(41)가 형성된 구조로 되어 사람이나 물체가 측면 충격프레임(30)의 내측 공간으로 빠지는 것을 방지한다.
여기서 상기 커버프레임(40)은 도 3에 도시된 것처럼 다수의 통수구(41)가 형성될 수도 있지만 전체가 완전히 막힌 평판으로 이루어질 수도 있다.
상기 측면 충격흡수부(30)는 다양한 다면체 형태 또는 곡면체 형태를 가질 수 있는데, 이 실시예에서 상기 측면 충격흡수부(30)는 수평 격자판(30a)이 해양구조물(1)의 상측으로 갈수록 폭이 커지면서 측면 충격흡수부(30)가 전체적으로 직각삼각기둥 형태를 갖는다.
혹은 도 9 및 도 10에 도시한 것과 같이, 측면 충격흡수부(30)의 수평 격자판(30a)이 해양구조물(1)의 상측으로 갈수록 폭이 커지다가 다시 폭이 작아지면서 측면 충격흡수부(30)가 전체적으로 삼각기둥 형태를 갖거나, 도 11 및 도 12에 도시한 것처럼 반원기둥 형태를 가질 수도 있다.
이와 같이 측면 충격흡수부(30)는 해양구조물(1)의 측벽면 상부에 설치되어 해양구조물(1)의 측벽면을 타고 넘어오는 파랑과 부딪히면서 에너지를 흡수하여 소산시키는 작용을 하게 된다.
본 발명의 파랑 충격하중 저감 구조체를 구성하는 측면 충격흡수부(30) 또는 측면 충격흡수부(30)는 각각 해양구조물(1)의 상부면과 측벽면에 단독으로 구성될 수도 있지만, 이와 다르게 해양구조물(1)의 상부면과 측벽면에 함께 구성될 수도 있음은 물론이다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
본 발명은 선박 또는 해양플랜트 산업분야에서 파랑 충격하중을 저감하는 구조물로서 적용될 수 있다.

Claims (16)

  1. 해양구조물의 상부면 가장자리 부분에 격자 형태로 배열되는 복수의 격자판을 구비하는 다면체 또는 곡면체 형태의 충격흡수부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 충격흡수부의 격자판에는 해수가 통과하면서 충격이 흡수되는 복수의 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 격자판의 통공은 해양구조물의 내측으로 갈수록 작아지면서 단계적으로 파랑에 의한 충격을 흡수하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 해양구조물의 상부면과 상기 충격흡수부의 하부면 사이에 개재되며, 상부면이 개방되게 형성되고 하부면은 외측으로 하향 경사지게 형성된 배출유도부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 배출유도부의 외측면에는 복수의 배수구가 관통되게 형성된 것을 특징으로 하는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체.
  6. 제4항에 있어서, 상기 배출유도부의 하부면에 충격흡수부를 지탱하는 복수의 지지판이 연직방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충격흡수부의 상부에 안착되게 설치되며 격자 형태로 다수의 통수구가 형성되어 있는 커버프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 충격흡수부의 격자판은 해양구조물의 내측으로 갈수록 높이가 작아져, 충격흡수부가 전체적으로 상단부는 수평하고 하단부는 외측으로 하향 경사진 쐐기형태를 갖는 것을 특징으로 하는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체.
  9. 제8항에 있어서, 상기 충격흡수부의 격자판의 하단부에 결합되어 해양구조물의 상부면에 대해 일정 각도로 경사지게 설치되는 하부경사판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체.
  10. 해양구조물의 측벽면 상부에 격자 형태로 배열되는 복수의 격자판을 구비하는 다면체 또는 곡면체 형태의 측면 충격흡수부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 측면 충격흡수부의 격자판에는 해수가 통과하면서 충격이 흡수되는 복수의 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체.
  12. 제11항에 있어서, 상기 격자판의 통공은 해양구조물의 상측으로 갈수록 작아지면서 단계적으로 파랑에 의한 충격을 흡수하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체.
  13. 제10항에 있어서, 상기 측면 충격흡수부의 격자판 중 지면(地面)에 대해 수평한 격자판은 해양구조물의 상측으로 갈수록 폭이 커지면서 측면 충격흡수부가 전체적으로 직각삼각기둥 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체.
  14. 제10항에 있어서, 상기 측면 충격흡수부의 격자판 중 지면(地面)에 대해 수평한 격자판은 해양구조물의 상측으로 갈수록 폭이 커지다가 다시 폭이 작아지면서 측면 충격흡수부가 전체적으로 반원기둥 또는 삼각기둥 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측면 충격흡수부의 외측 단부에 결합되어 측면 충격흡수부 내부를 폐쇄하며, 하부에 복수의 배수구가 관통되게 형성되어 있는 커버판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체.
  16. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측면 충격흡수부의 상부에 안착되게 설치되며 격자 형태로 다수의 통수구가 형성되거나 전체가 막혀 있는 평판으로 이루어진 커버프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물의 파랑 충격하중 저감 구조체.
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