WO2018093070A1 - 해상부유체의 계류시 뒤틀림을 수동적으로 방지하는 장치 - Google Patents

해상부유체의 계류시 뒤틀림을 수동적으로 방지하는 장치 Download PDF

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WO2018093070A1
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floating
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main body
mooring
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PCT/KR2017/012198
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이강수
박병재
기민석
김현석
김도엽
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한국해양과학기술원
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    • B66D1/40—Control devices
    • B66D1/48—Control devices automatic
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    • B66D2700/035—Fluid operated braking devices

Definitions

  • the present invention relates to a device for preventing distortion during mooring of mooring vessels, and more particularly, to a device for passively preventing distortion during mooring of an offshore fluid while controlling the recovery speed of mooring ropes through pressurization by external force. will be.
  • bridges for connecting islands far from land in the sea dolphin-type eyepieces or breakwaters are structures installed at sea and are usually made of reinforced concrete.
  • Such marine structures are used in the production of various marine structures because floating structures floating on the sea surface are very advantageous in terms of city parks, rather than gravity structures that are self-supporting by their own weight.
  • Such a floating structure is floating on the sea surface with a part of the main body submerged in the sea surface, there is a floating space for providing buoyancy to the structure therein is provided with a mooring device to prevent the push by the waves have.
  • Such a conventional floating structure is produced by each unit unit in advance in the land fabrication site near the shore using concrete material, then launched by sea using a crane or the like, gradually increasing the unit units connected to each other Can be built.
  • each floating concrete unit in a dry dock facing the sea then open the dry dock's gate to fill the seawater and launch the unit to the sea to bring these floating concrete unit units to each other. It can also be connected long and build the body as a structure.
  • a floating dock of a large structure may be floated on the sea, each of the floating concrete unit units may be manufactured in the floating dock, and then the floating dock may be submerged to some extent, and the floating concrete unit units may be separated from each other. You can also build long by connecting.
  • the mooring device provided in the conventional floating structure uses a conventional cable or chain, and connects a plurality of cables or chains to the lower portion of the floating structure, and fixes the end of the floating structure to an anchor. It is to prevent the rain caused by the above, such a conventional mooring device is difficult to properly respond to the change in the water level due to the difference between the wave or tidal current generated at sea.
  • one end of the cable or chain is fixed to the lower end of the main body of the floating structure, the other end is fixed to the anchor, so when the sea level is lowered due to the difference between tides, The position is lowered so that the cable or chain is drooped and sag down, the position of the floating structure is changed, and it is difficult to obtain a stable mooring effect.
  • the floating structure rises with the sea level.
  • the tension of the cable or the chain is excessive, and there is a fear of breaking. Therefore, in order to prevent this, when designing a cable, a chain, and an anchor, the margin of overdesign should be greatly overdesigned, so that it is difficult to construct a stable offshore floating structure as well as the rise of the city park.
  • the present invention was created to improve the problems of the prior art as described above, the external force to set the set allowable limit of the tension lower than the MLB (Mooring Breaking Limit) so that the twist limit angle (theta) due to weathering
  • An object of the present invention is to provide a device for passively preventing distortion during mooring of an offshore fluid having a function of controlling by pressurization.
  • the apparatus for passively preventing warpage during the mooring of the offshore fluid has a set allowance for the tension acting on the rope connected to the offshore fluid when the offshore fluid is moored at sea.
  • An apparatus for controlling and preventing twisting of the offshore fluid comprising: a floating main body connected to the rope and fixed at sea to provide floating and floating space; A winch installed at an upper portion of the floating main body to recover or release the rope fixing the floating main body at sea; A fairlead installed at a portion of the floating main body and guiding the rope to the winch while penetrating the rope; And a braking unit installed at a portion of the floating body in a state where the distance set to the fairlead is spaced apart and controlling the speed at which the rope passes through the fairlead and the rope is recovered to the winch at a set speed.
  • the braking unit may control a recovery speed of the rope recovered through the winch by pressurization by an external force at a set speed.
  • the braking unit may include: a first braking member installed between the fairlead and the winch at the floating body to control a recovery speed of the rope at a speed set by pressurization by an external force; And a second braking member which is manufactured in the same configuration as the first braking member and installed under the fairlead to control a recovery speed of the rope at a set speed.
  • the first and second braking members may include: a rope holder installed at a portion of the floating body and through which the rope is passed; And a stopper installed at a portion of the rope holder to control a recovery speed of the rope recovered at a predetermined speed.
  • the stopper may include an air tube manufactured to correspond to the inner circumferential surface of the rope holder and installed along the inner circumferential surface of the rope holder to wrap the rope upward; A hydraulic pump installed at an upper portion of the floating body to provide or discharge hydraulic pressure to the air tube through pressurization by an external force; And a hydraulic line connected to each of the hydraulic pump and the air tube through a hole formed in the rope holder to provide a passage through which the hydraulic pressure moves.
  • the rope holder, the engaging piece protruding the length set from both sides to the outer side along the longitudinal direction to be detachably coupled to the floating body and formed with at least one screw hole; And a coupling bolt detachably coupled to a fixing hole formed in the floating body corresponding to the screw hole formed in the coupling piece and the screw hole.
  • the air tube may be manufactured using a synthetic resin.
  • the device for passively preventing distortion during mooring of an offshore fluid in the present invention includes a braking unit installed on a part of the floating body to have a small MBL (Mooring Breaking Limit) when mooring a mooring line at sea. It is possible to use a thin rope while controlling the pressure through the hydraulic pump, thereby reducing the cost.
  • MBL Moving Breaking Limit
  • FIG. 1 is a perspective view of a device for passively preventing distortion during mooring of an offshore fluid according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a side view of the anti-twist device.
  • FIG. 4 shows another embodiment of the braking unit.
  • FIG. 1 is a perspective view of a device for passively preventing distortion during mooring of a marine fluid according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a partially enlarged view of the braking unit
  • Figure 3 is a side view of the distortion prevention device
  • 4 shows another embodiment of the braking unit.
  • the present invention may include a floating body 100, the winch 200, the fairlead 300 and the braking unit 400.
  • weather vaning means that a ship or a floating structure is directed by a ship in the direction of wind, current, or blue action. The movement to make a turn.
  • the rope 30 can be used by adopting a steel wire or chain chain method of increasing the strength by twisting a plurality of strands of wire as pretzel.
  • the floating body 100 is connected to the rope 30 and can be fixed at the sea while floating to provide space for offshore work.
  • the floating body 100 is very excellent in corrosion resistance, mechanical strength and recyclability, and can be easily and firmly adhered and assembled by heat fusion method, preferably medium density polyethylene (MDPE) or high density polyethylene ( It is made of synthetic resin such as HDPE), which not only simplifies the installation process but also prevents the buoyancy material from being easily damaged by waves or external shocks, which improves the life and safety, and the floating area with the floating body installed on the debris away from the buoyancy material. Marine pollution caused by this can be prevented.
  • MDPE medium density polyethylene
  • HDPE high density polyethylene
  • the winch 200 may be installed at the upper portion of the floating body 100 to recover or loosen the rope 30 for fixing the floating body 100 at sea.
  • the fairlead 300 may be installed at a portion of the floating body 100 and guide the rope 30 to the winch 200 while penetrating the rope 30.
  • the fair lead 320 may be composed of rollers as a facility for preventing the wear of the mooring rope (chock) and the mooring rope is a hole through which the mooring rope exits outboard.
  • the braking unit 400 is installed on a part of the floating body 100 in a state in which the distance set in the fairlead 300 is separated, and the rope 30 penetrates along with the fairlead 300, and the rope 30 is
  • the speed recovered to the winch 200 may be controlled to a set speed.
  • the braking unit 400 may control the recovery speed of the rope 30 recovered through the winch 200 by pressing the rope 30 through an external force at a set speed.
  • the braking unit 400 may include a first braking member 410 and a second braking member 420.
  • the first braking member 410 is installed between the fairlead 300 and the winch 200 in the floating body 100 to control the speed of recovery of the rope 30 to a speed set by the pressure by the external force. have.
  • the second braking member 420 may be manufactured in the same configuration as the first braking member 410 and installed under the fairlead 300 to control the recovery speed of the rope 30 at a set speed.
  • the first and second braking members 410 and 420 may include a rope holder 500 and a stopper 600.
  • the rope holder 500 may be installed at a portion of the floating body 100 and the rope 30 may pass therethrough.
  • the rope holder 500 may include a coupling piece 510 and a coupling bolt 520.
  • the coupling piece 510 may have a configuration in which at least one screw hole 500 is formed and protrudes a length set outwardly from both sides along the longitudinal direction so as to be detachably coupled to the floating body 100.
  • the coupling bolt 520 may be detachably coupled to the fixing hole 70 formed in the floating body 100 corresponding to the screw hole 50 and the screw hole 50 formed in the coupling piece 510.
  • the rope holder 500 is made to be detachable to the floating body 100 to facilitate the repair or management by easy separation through the removal of the coupling bolt 520 when the failure or wear.
  • the rope holder 500 may be installed on the floating body 100 by a coupling rail and a slide corresponding to the corresponding portions of the floating body 100 and the rope holder 500. It is also possible to remove or install the clamp on the floating main body 100 and to fix the rope holder 500.
  • the stopper 600 may be installed at a portion of the rope holder 500 to control the recovery speed of the rope 30 to be recovered at a set speed.
  • the stopper 600 may include an air tube 610, a hydraulic pump 620, and a hydraulic line 630.
  • the air tube 610 is a component manufactured to correspond to the inner circumferential surface of the rope holder 500 and installed along the inner circumferential surface of the rope holder 500 to surround the rope 30.
  • the air tube 610 may be manufactured using a synthetic resin having excellent elasticity and durability.
  • Synthetic resin used as the material of the air tube 610 is styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), ethylene propylene rubber (EPR), polyurethane (PU), polymethyl methacrylate (PMMA), poly4- Vinylphenol (P4VP), polystyrene-butadiene-block (SBS), polyimide (PI), polyurethane (PU), polyacrylonitrile (PAN), polyvinylchloride (PVC), polypropylene (PP), acrylo Nitrile Butadiene Styrene (ABS), Polycarbonate / Acrylonitrile Butadiene Styrene (PC / ABS), Polyethylene (PE), Polyethylene Terephthalate (PET), Polybutylene Terephthalate (PBT), Polyphenylene Sulfide (PPS) ), Polycarbonate (PC), nylon, low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), crosslinked polyethylene (XLPE), tetraorthos
  • the air tube 610 may also be manufactured to be detachably attached to the rope holder 500. That is, the air tube 610 may be detachably coupled to the hydraulic line 630 and the screw through the hole formed in the rope holder 500, Velcro to each of the air tube 610 or the rope holder 500.
  • fasteners, magnets, or the like or by forming bolt holes, it is possible to combine using bolts to separate only the air tube 610, thereby enabling simple replacement of damaged or worn air tubes.
  • the hydraulic pump 620 may be installed on the upper part of the floating body 100 to provide or discharge hydraulic pressure to the air tube 610 through pressurization by external force.
  • Hydraulic pump 620 is a device for converting the mechanical energy supplied from the external to the pressure energy of the hydraulic system hydraulic fluid, a high pressure is required, so a positive displacement type (positive displacement type) is mainly used.
  • a gear type pressurized by using a gap between two rotating gear teeth a vane type which presses and compresses hydraulic fluid using a vane installed on a rotating shaft, and is perpendicular to a rotating shaft.
  • a rotary piston type that compresses by making the volume in several cylinders installed in parallel smaller in accordance with the rotational direction of the shaft, and a reciprocating type that presses the hydraulic fluid in the cylinder with a piston by converting the rotational motion into a reciprocating motion. piston type).
  • the pushed volume can be divided into a fixed delivery type (fixed delivery type) and a variable delivery type (variable delivery type) that can change the volume during operation.
  • fixed delivery type fixed delivery type
  • variable delivery type variable delivery type
  • the operator manually controls a button or a control valve provided in the hydraulic pump 620 to control the air pressure of the air tube 610 while providing or discharging the hydraulic pressure to the air tube 610 through the hydraulic line 630 It is possible to control the recovery speed of the rope 30 by tightening or loosening the rope 30.
  • the hydraulic line 630 may be connected to the hydraulic pump 620 and the air tube 610 through holes formed in the rope holder 500 to provide a passage through which the hydraulic pressure moves.
  • the present invention may further include an alarm that is installed in a part of the floating main body 100 to inform it when the recovery speed of the mooring rope 30 connected to the floating main body 100 exceeds the set speed.
  • the operator is to recover the floating body 100 while recovering the rope 30 by using the winch 200 installed in the floating body 100
  • the winch 200 installed in the floating body 100
  • the operator is to recover the floating body 100 while recovering the rope 30 by using the winch 200 installed in the floating body 100
  • the recovery speed of the mooring rope 30 is controlled by controlling the recovery speed of the mooring rope 30 while controlling the operation of the braking unit 400 installed in a portion of the floating body 100 in close proximity to the fairlead 300 .
  • the operator specifically, the air tube 610 installed inside the rope holder 500 by manually operating a button or control valve provided in the hydraulic pump 620 directly through the hydraulic line 630 through the air tube It is possible to control the recovery speed of the rope 30 by tightening or releasing the rope 30 by adjusting the air pressure of the air tube 610 while providing or discharging the hydraulic pressure to the 610.
  • a braking unit in the case of mooring the mooring line at sea, a braking unit is installed in a part of the floating body to have a small MBL (Mooring Breaking Limit) to control the recovery rate of the rope through pressurization of the hydraulic pump, It can be used, which reduces the cost.
  • MBL Mooring Breaking Limit

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Abstract

본 발명은 해상부유체를 해상에서 계류할 시에 해상부유체에 연결된 로프에 작용하는 장력을 설정된 허용한도로 제어하여 상기 해상부유체의 뒤틀림을 방지하는 장치에 있어서, 상기 로프에 연결되며 해상에서 고정되어 부유하면서 해상 작업을 위한 공간을 제공하는 부유본체; 상기 부유본체의 상부에 설치되어 상기 부유본체를 고정시키는 상기 로프를 해상에서 회수하거나 풀어주는 윈치; 상기 부유본체의 일부분에 설치되며 상기 로프를 관통시키면서 상기 로프를 상기 윈치로 가이드 하는 페어리드; 및 상기 페어리드에 설정된 거리가 이격된 상태로 상기 부유본체의 일부분에 설치되며 상기 페어리드와 함께 상기 로프가 관통되고, 상기 로프가 상기 윈치로 회수되는 속도를 설정된 속도로 제어하는 제동유닛을 포함하고, 상기 제동유닛은, 외력에 의한 가압으로 상기 윈치를 통해 회수되는 상기 로프의 회수속도를 설정된 속도로 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

해상부유체의 계류시 뒤틀림을 수동적으로 방지하는 장치
본 발명은 계류선의 계류시 뒤틀림을 방지하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 외력에 의한 가압을 통해 계류로프의 회수속도를 제어하면서 해상부유체의 계류시 뒤틀림을 수동적으로 방지하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 바다에서 육지로부터 멀리 떨어진 섬들을 연결하기 위한 교량이나, 돌핀식 접안시설 또는 방파제 등은 해상에 설치되는 구조물로서 통상 철근 콘크리트로 제작된다.
이와 같은 해양 구조물들은 그 자중에 의해서 자립(自立) 되는 중력식 구조물보다는 해상 표면에 떠 있는 부유식 구조물이 시공원가 측면에서 매우 유리하여 여러가지 해상 구조물의 제작에 활용되고 있다.
이와 같은 부유식 구조물은 본체부의 일부가 해수면에 잠긴 상태로 해상 표면에 떠 있게 되며, 그 내부에는 구조물에 부력을 제공하기 위한 부유 공간이 마련되고 파도에 의한 밀림을 방지하기 위하여 계류장치가 구비되어 있다.
이와 같은 종래의 부유식 구조물은 콘크리트 재료를 이용하여 해안에 근접한 육상 제작장에서 사전에 각각의 단위 유닛들이 제작한 다음, 크레인 등을 이용하여 해상에 진수시키고, 점차 단위 유닛들을 길게 이어서 서로 연결된 구조물을 구축할 수 있다.
또는, 해상에 접한 드라이 도크(dry dock)에서 각각의 부유식 콘크리트 단위 유닛들을 제작한 다음, 드라이 도크의 수문을 열어서 해수를 채우고 단위 유닛들을 해상으로 진수시켜서 이들 각각의 부유식 콘크리트 단위 유닛들을 서로 길게 연결하고 하나의 구조물로서 본체부를 구축할 수도 있다.
또는, 다르게는 대형 구조의 플로팅 도크(floating dock)를 해상에 띄워 놓고, 상기 플로팅 도크에서 각각의 부유식 콘크리트 단위 유닛들을 제작한 다음, 플로팅 도크를 어느 정도 가라앉히고, 부유식 콘크리트 단위 유닛들을 서로 연결하여 길게 구축할 수도 있다.
한편 이와 같은 종래의 부유식 구조물에 구비된 계류 장치는 통상적인 케이블 또는 체인을 이용하는 것으로서, 부유식 구조물의 하부에 복수의 케이블 또는 체인을 연결하고, 그 끝단을 앵커(anchor)에 고정하여 파도에 의한 밀림을 방지하도록 된 것인데, 이와 같은 종래의 계류 장치는 해상에서 발생되는 파도 또는 조류 간만의 차이에 의한 수위변화에 적절하게 대응하기 어렵다.
예를 들면 종래의 계류 장치는 케이블 또는 체인의 일측 단부가 부유식 구조물의 본체부 하단에 고정되고, 타측 단부는 앵커에 고정된 것이어서, 조수간만의 차이로 인하여 해상 수위가 낮아지면 부유식 구조물의 위치가 낮아지게 되어 케이블 또는 체인이 하부로 늘어지고 처지게 되어 부유식 구조물의 위치가 변동되고, 안정된 계류효과를 얻기 어렵다.
뿐만 아니라, 해상 수위가 높아지게 되면 해상 수위와 함께 부유식 구조물이 상승되는데, 이와 같은 경우에는 케이블 또는 체인의 장력이 과다하게 되어 파단의 우려도 있다. 따라서 이를 방지하기 위하여 케이블 또는 체인 및 앵커 등의 설계시, 그 여유 공차를 크게 과다 설계하여야 함으로써 시공원가의 상승은 물론, 안정된 해상 부유식 구조물을 구축하기 어려운 문제점이 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
대한민국 공개특허번호 제10-2009-0129003호(발명의 명칭: 중량체를 이용한 부유식 구조물 계류장치)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 웨더베이닝으로 인한 뒤틀림 한도각도(theta)가 제한되도록 장력의 설정된 허용한도를 MLB(Mooring Breaking Limit) 보다 낮게 설정되도록 외력에 의한 가압으로 제어하는 기능이 구비된 해상부유체의 계류시 뒤틀림을 수동적으로 방지하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해상부유체의 계류시 뒤틀림을 수동적으로 방지하는 장치는, 해상부유체를 해상에서 계류할 시에 해상부유체에 연결된 로프에 작용하는 장력을 설정된 허용한도로 제어하여 상기 해상부유체의 뒤틀림을 방지하는 장치에 있어서, 상기 로프에 연결되며 해상에서 고정되어 부유하면서 해상 작업을 위한 공간을 제공하는 부유본체; 상기 부유본체의 상부에 설치되어 상기 부유본체를 고정시키는 상기 로프를 해상에서 회수하거나 풀어주는 윈치; 상기 부유본체의 일부분에 설치되며 상기 로프를 관통시키면서 상기 로프를 상기 윈치로 가이드 하는 페어리드; 및 상기 페어리드에 설정된 거리가 이격된 상태로 상기 부유본체의 일부분에 설치되며 상기 페어리드와 함께 상기 로프가 관통되고, 상기 로프가 상기 윈치로 회수되는 속도를 설정된 속도로 제어하는 제동유닛을 포함하고, 상기 제동유닛은, 외력에 의한 가압으로 상기 윈치를 통해 회수되는 상기 로프의 회수속도를 설정된 속도로 제어할 수 있다.
또한, 상기 제동유닛은, 상기 부유본체에서 상기 페어리드와 상기 윈치 사이에 설치되어 상기 로프의 회수속도를 외력에 의한 가압에 의해 설정된 속도로 제어하는 제 1제동부재; 및 상기 제 1제동부재와 동일한 구성으로 제작되며 상기 페어리드 하부에 설치되어 상기 로프의 회수속도를 설정된 속도로 제어하는 제 2제동부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1, 2제동부재는, 상기 부유본체의 일부분에 설치되며 상기 로프가 관통되는 로프홀더; 및 상기 로프홀더의 일부분에 설치되어 회수되는 상기 로프의 회수속도를 설정된 속도로 제어하는 스토퍼를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스토퍼는, 상기 로프홀더의 내주면에 대응하게 제작되고 상기 로프홀더의 내주면을 따라 설치되어 상로 로프를 감싸는 에어튜브; 상기 부유본체의 상부에 설치되어 외력에 의한 가압을 통해 상기 에어튜브에 유압을 제공하거나 배출시키는 유압펌프; 및 상기 로프홀더에 형성된 홀을 통해서 상기 유압펌프와 상기 에어튜브에 각각 연결되어 유압이 이동하는 통로를 제공하는 유압라인을 포함할 수 있다.
또한, 상기 로프홀더는, 상기 부유본체에 분리가능하게 결합이 가능하도록 길이방향을 따라 양측면에서 외측으로 설정된 길이를 돌출시키고 적어도 하나의 나사공이 형성된 결합편; 및 상기 결합편에 형성된 나사공과 상기 나사공에 대응하여 상기 부유본체에 형성된 고정홀에 분리가능하게 결합되는 결합볼트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 에어튜브는 합성수지를 이용하여 제작될 수 있다.
본 발명 해상부유체의 계류시 뒤틀림을 수동적으로 방지하는 장치는, 계류선을 해상에 계류시킬 경우에 작은 MBL(Mooring Breaking Limit)을 갖도록 하기 위해 부유본체의 일부분에 제동유닛을 설치하여 로프의 회수속도를 유압펌프의 가압을 통해 제어하면서 얇은 로프를 사용할 수 있고 이로 인해 비용이 절감되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해상부유체의 계류시 뒤틀림을 수동적으로 방지하는 장치의 사시도.
도 2는 상기 제동유닛의 부분확대도.
도 3은 뒤틀림 방지 장치의 측면도.
도 4는 상기 제동유닛의 다른 실시예를 나타낸 도면.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다.　이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.　본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다.　예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다.　또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.　따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.　도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해상부유체의 계류시 뒤틀림을 수동적으로 방지하는 장치의 사시도이고, 도 2는 상기 제동유닛의 부분확대도이며, 도 3은 뒤틀림 방지 장치의 측면도이고, 도 4는 상기 제동유닛의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 1내지 도 4에 도시된 바와 같이, 해상부유체를 해상에서 계류할 시에 해상부유체에 연결된 로프에 작용하는 장력을 설정된 허용한도로 제어하여 상기 해상부유체의 뒤틀림을 방지하는 장치에 있어서, 본 발명은 부유본체(100), 윈치(200), 페어리드(300) 및 제동유닛(400)을 포함할 수 있다.
즉, 해상부유체에 웨더베이닝으로 인해 발생하는 계류로프의 뒤틀림을 방지하는 장치로서, 웨더베이닝(weather vaning)이란, 선박이나 부유 구조물이 바람, 조류, 또는 파랑의 작용 방향으로 선수가 향하도록 선회하는 움직임을 말한다.
또한, 로프(30)는 여러가닥의 강선을 꽈배기처럼 꼬아서 강도를 증가시킨 강선와이어나 체인사슬 방식을 채택하여 사용이 가능하다.
상기 부유본체(100)는 로프(30)에 연결되며 해상에서 고정되어 부유하면서 해상 작업을 위한 공간을 제공할 수 있다.
부유본체(100)는 내부식성과 기계적 강도 및 재활용성이 매우 우수하며, 열융착 방식에 의하여 손쉽고 견고하게 접착 및 조립이 가능한 폴리에틸렌(PE), 바람직하게는 중밀도 폴리에틸렌(MDPE) 또는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 등의 합성수지로 제작되어, 설치 과정의 간소화 뿐만아니라, 파도나 외부의 충격에 의하여 부력재가 쉽게 파손되지 않아, 수명과 안전성이 향상되고 부유본체가 설치된 수상영역이 부력재로부터 떨어져 나온 파편들에 의한 해상오염을 방지할 수 있다.
상기 윈치(200)는 부유본체(100)의 상부에 설치되어 부유본체(100)를 고정시키는 로프(30)를 해상에서 회수하거나 풀어줄 수 있다.
상기 페어리드(300)는 부유본체(100)의 일부분에 설치되며 로프(30)를 관통시키면서 로프(30)를 윈치(200)로 가이드 할 수 있다.
페어리드(320)(fair-lead)는 계류 로프 등이 선외로 빠져 나가는 구멍인 계선공(chock)과 계선 로프의 마모를 방지하기 위한 설비로써 롤러들로 구성되어 있을 수 있다.
상기 제동유닛(400)은 페어리드(300)에 설정된 거리가 이격된 상태로 부유본체(100)의 일부분에 설치되며 페어리드(300)와 함께 로프(30)가 관통되고, 로프(30)가 윈치(200)로 회수되는 속도를 설정된 속도로 제어할 수 있다.
제동유닛(400)은 외력을 통해 로프(30)를 가압하여 윈치(200)를 통해 회수되는 로프(30)의 회수속도를 설정된 속도로 제어할 수 있다.
제동유닛(400)은 제 1제동부재(410)와 제 2제동부재(420)를 포함할 수 있다.
상기 제 1제동부재(410)는 부유본체(100)에서 페어리드(300)와 윈치(200) 사이에 설치되어 로프(30)의 회수되는 속도를 외력에 의한 가압에 의해 설정된 속도로 제어할 수 있다.
상기 제 2제동부재(420)는 제 1제동부재(410)와 동일한 구성으로 제작되며 페어리드(300) 하부에 설치되어 로프(30)의 회수속도를 설정된 속도로 제어할 수 있다.
제 1, 2제동부재(410, 420)는 로프홀더(500)와 스토퍼(600)를 포함할 수 있다.
상기 로프홀더(500)는 부유본체(100)의 일부분에 설치되며 로프(30)가 관통될 수 있다.
로프홀더(500)는 결합편(510)과 결합볼트(520)를 포함할 수 있다.
상기 결합편(510)은 부유본체(100)에 분리가능하게 결합이 가능하도록 길이방향을 따라 양측면에서 외측으로 설정된 길이를 돌출시키고 적어도 하나의 나사공(500)이 형성된 구성일 수 있다.
상기 결합볼트(520)는 결합편(510)에 형성된 나사공(50)과 나사공(50)에 대응하여 부유본체(100)에 형성된 고정홀(70)에 분리가능하게 결합될 수 있다.
즉, 로프홀더(500)를 부유본체(100)에 탈부착이 가능하게 제작하여 고장이나 마모시 결합볼트(520)의 제거를 통해 손쉬운 분리로 수리나 관리 등이 편리하다.
로프홀더(500)를 부유본체(100)에 설치하는 방식으로는 상기와 같은 방식이외에도 부유본체(100)와 로프홀더(500)의 대응하는 부분에 각각 결합레일과 이에 대응하는 슬라이드를 구비하고 간편하게 탈부착시키는 방식이나 부유본체(100)에 클램프를 설치하고 로프홀더(500)를 고정시키는 방식으로도 가능하다.
상기 스토퍼(600)는 로프홀더(500)의 일부분에 설치되어 회수되는 로프(30)의 회수속도를 설정된 속도로 제어할 수 있다.
스토퍼(600)는 에어튜브(610), 유압펌프(620) 및 유압라인(630)을 포함할 수 있다.
상기 에어튜브(610)는 로프홀더(500)의 내주면에 대응하게 제작되고 로프홀더(500)의 내주면을 따라 설치되어 로프(30)를 감싸는 구성요소이다.
에어튜브(610)는 신축성 및 내구성이 탁월한 합성수지를 이용하여 제작될 수 있다.
에어튜브(610)의 소재로 사용되는 합성수지는 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 에틸렌 프로필렌 고무(EPR), 폴리우레탄(PU), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리4-비닐페놀(P4VP), 폴리스티렌-부타디엔-블록(SBS), 폴리이미드(PI), 폴리우레탄(PU), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리프로필렌(PP), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리카르보네이트/아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(PC/ABS), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리카르보네이트(PC), 나일론, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 가교 폴리에틸렌(XLPE), 테트라오르토실리케이트(TEOS), 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT), 폴리이미드, 폴리스티렌술포네이트(PSS), 폴리피롤, 폴리아세틸렌, 폴리p-페닐렌, 폴리p-페닐렌 설파이드, 폴리p-페닐렌 비닐렌, 폴리티오펜-폴리티에닐렌비닐렌, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리에틸렌 나프탈레이트 및 폴리비닐알코올(PVA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 소재로 이루어질 수 있다.
에어튜브(610)도 로프홀더(500)에 분리가능하게 제작이 가능하다. 즉, 에어튜브(610)는 로프홀더(500)에 형성된 홀을 통해서 유압라인(630)과 나사결합을 통해서 분리 가능하게 결합될 수 있는데, 에어튜브(610)나 로프홀더(500) 각각에도 벨크로 파스너나 자석 등을 설치하거나 볼트공들을 형성시켜서 볼트를 이용한 결합이 가능하여 에어튜브(610)만을 분리하여 손상되거나 마모된 에어 튜브의 간단한 교체가 가능하다.
상기 유압펌프(620)는 부유본체(100)의 상부에 설치되어 외력에 의한 가압을 통해 에어튜브(610)에 유압을 제공하거나 배출시킬 수 있다.
유압펌프(620)(hydraulic pump)는 외부에서 공급되는 기계적 에너지를 유압 시스템 작동유의 압력 에너지로 변환시키는 장치로서, 고압이 요구되므로 용적식(positive displacement type)이 주로 사용된다.
일반적으로, 회전하는 두 개의 기어 이빨 사이의 공극을 이용하여 가압하는 기어형(gear type), 회전하는 축에 설치된 베인을 이용하여 작동유를 밀어 압축시키는 베인형(vane type), 회전하는 축에 수직 또는 평행하게 설치된 여러 개의 실린더 안의 부피를 축의 회전방향에 따라 작아지게 만들어 압축하는 회전피스톤형(rotary piston type), 회전운동을 왕복운동으로 바꾸어 바로 실린더 안의 작동유를 피스톤으로 가압하는 왕복피스톤형(reciprocating piston type) 등으로 나눌 수 있다.
또한, 밀어내는 부피가 일정한 정용량형(fixed delivery type)과 그 부피를 운전중에 변화시킬 수 있는 가변용량형(variable delivery type)으로 나눌 수 있다.
구체적으로, 작업자는 유압펌프(620)에 마련된 버튼이나 조절밸브를 수동으로 조작하여 유압라인(630)을 통해서 에어튜브(610)에 유압을 제공하거나 배출시키면서 에어튜브(610)의 공기압을 조절하여 로프(30)를 조이거나 풀어줌으로써 로프(30)의 회수속도의 제어가 가능하다.
상기 유압라인(630)은 로프홀더(500)에 형성된 홀을 통해서 유압펌프(620)와 에어튜브(610)에 각각 연결되어 유압이 이동하는 통로를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 부유본체(100)의 일부분에 설치되어 부유본체(100)에 연결된 계류 로프(30)의 회수속도가 설정된 속도를 초과하는 경우에 이를 알려주는 경보기를 더 포함할 수 있다.
본 발명 해상부유체의 계류시 뒤틀림을 수동적으로 방지하는 장치의 작동방법으로, 작업자는 부유본체(100)에 설치된 윈치(200)를 이용하여 로프(30)를 회수하면서 부유본체(100)를 해상에 안정적으로 부유시키기 위해서 페어리드(300)에 근접하여 부유본체(100)의 일부분에 설치된 제동유닛(400)의 작동을 제어하면서 계류 로프(30)의 회수속도를 제어하여 계류시 부유본체(100)가 뒤틀어지는 것을 방지할 수 있다.
이를 위해서, 작업자는 구체적으로, 로프홀더(500)의 내부에 설치된 에어튜브(610)를 유압펌프(620)에 구비된 버튼이나 조절밸브를 직접 수동으로 조작하여 유압라인(630)을 통해서 에어튜브(610)에 유압을 제공하거나 배출시키면서 에어튜브(610)의 공기압을 조절하여 로프(30)를 조이거나 풀어줌으로써 로프(30)의 회수속도의 제어가 가능하다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시 예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.
[부호의 설명]
10 : 뒤틀림 방지 장치
30 : 로프
50 : 나사공
70 : 고정홀
100 : 부유본체
200 : 윈치
300 :　페어리드
400 : 제동유닛
410 : 제 1제동부재
420 : 제 2제동부재
500 : 로프홀더
510 : 결합편
520 : 결합볼트
600 : 스토퍼
610 : 에어튜브
620 : 유압펌프
630 : 유압라인
본 발명에 따르면, 계류선을 해상에 계류시킬 경우에 작은 MBL(Mooring Breaking Limit)을 갖도록 하기 위해 부유본체의 일부분에 제동유닛을 설치하여 로프의 회수속도를 유압펌프의 가압을 통해 제어하면서 얇은 로프를 사용할 수 있고 이로 인해 비용이 절감되는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 해상부유체를 해상에서 계류할 시에 해상부유체에 연결된 로프에 작용하는 장력을 설정된 허용한도로 제어하여 상기 해상부유체의 뒤틀림을 방지하는 장치에 있어서,
    상기 로프에 연결되며 해상에서 고정되어 부유하면서 해상 작업을 위한 공간을 제공하는 부유본체;
    상기 부유본체의 상부에 설치되어 상기 부유본체를 고정시키는 상기 로프를 해상에서 회수하거나 풀어주는 윈치;
    상기 부유본체의 일부분에 설치되며 상기 로프를 관통시키면서 상기 로프를 상기 윈치로 가이드 하는 페어리드; 및
    상기 페어리드에 설정된 거리가 이격된 상태로 상기 부유본체의 일부분에 설치되며 상기 페어리드와 함께 상기 로프가 관통되고, 상기 로프가 상기 윈치로 회수되는 속도를 설정된 속도로 제어하는 제동유닛을 포함하고,
    상기 제동유닛은,
    외력을 통해 상기 로프를 가압하여 상기 윈치를 통해 회수되는 상기 로프의 회수속도를 설정된 속도로 제어하는 것을 특징으로 하는 해상부유체의 계류시 뒤틀림을 수동적으로 방지하는 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제동유닛은,
    상기 부유본체에서 상기 페어리드와 상기 윈치 사이에 설치되어 상기 로프의 회수속도를 외력에 의한 가압에 의해 설정된 속도로 제어하는 제 1제동부재; 및
    상기 제 1제동부재와 동일한 구성으로 제작되며 상기 페어리드 하부에 설치되어 상기 로프의 회수속도를 설정된 속도로 제어하는 제 2제동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상부유체의 계류시 뒤틀림을 수동적으로 방지하는 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1, 2제동부재는,
    상기 부유본체의 일부분에 설치되며 상기 로프가 관통되는 로프홀더; 및
    상기 로프홀더의 일부분에 설치되어 회수되는 상기 로프의 회수속도를 설정된 속도로 제어하는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상부유체의 계류시 뒤틀림을 수동적으로 방지하는 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 스토퍼는,
    상기 로프홀더의 내주면에 대응하게 제작되고 상기 로프홀더의 내주면을 따라 설치되어 상로 로프를 감싸는 에어튜브;
    상기 부유본체의 상부에 설치되어 외력에 의한 가압을 통해 상기 에어튜브에 유압을 제공하거나 배출시키는 유압펌프; 및
    상기 로프홀더에 형성된 홀을 통해서 상기 유압펌프와 상기 에어튜브에 각각 연결되어 유압이 이동하는 통로를 제공하는 유압라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상부유체의 계류시 뒤틀림을 수동적으로 방지하는 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 로프홀더는,
    상기 부유본체에 분리가능하게 결합이 가능하도록 길이방향을 따라 양측면에서 외측으로 설정된 길이를 돌출시키고 적어도 하나의 나사공이 형성된 결합편; 및
    상기 결합편에 형성된 나사공과 상기 나사공에 대응하여 상기 부유본체에 형성된 고정홀에 분리가능하게 결합되는 결합볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상부유체의 계류시 뒤틀림을 수동적으로 방지하는 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 에어튜브는 합성수지를 이용하여 제작되는 것을 특징으로 하는 해상부유체의 계류시 뒤틀림을 수동적으로 방지하는 장치.
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