KR102128795B1 - 부유식 구조물 및 선체 계류용 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 심해에서도 적용 가능한 부유식 구조물을 제안한다. 본 발명에서 제안하는 부유식 구조물은, 선체; 선체의 측면에 형성되는 적어도 두 개의 서포터; 각각의 서포터와 결합하여 선체를 지지하는 적어도 두 개의 파일; 및 적어도 두 개의 파일의 일단부에 결합되어 선체의 회전 운동을 억제하는 결합 부재를 포함하며, 서포터와 파일의 가이드에 따라 히브 운동을 한다.

Description

부유식 구조물 및 선체 계류용 조립체 {Floater and assembly for mooring floater}
본 발명은 선체를 계류하는 데에 이용되는 조립체와 이 조립체를 구비하는 부유식 구조물에 관한 것이다.
오늘날 원유, 천연가스 등의 해양 자원을 개발하기 위해 다양한 해양 구조물이 해상에 건설되고 있다. 이러한 해양 구조물은 오랜 시간동안 해상에 부유하므로, 그것의 움직임을 제한하거나 위치를 고정시킬 필요가 있는데, 이를 위해 해양 구조물에 파일(pile), 앵커(anchor) 등의 기초를 이용하는 계류 시스템(mooring system)이 적용되고 있다.
한국공개특허 제10-2016-0070263호 (공개일: 2016.06.20.)
파일을 이용하여 부유식 구조물을 계류하는 경우, 파일은 부유식 구조물을 효율적으로 계류하기 위해 해저의 지반에 관입된다. 그런데 부유식 구조물이 심해에 위치하는 경우, 이 부유식 구조물을 계류하기 위해서는 파일의 길이가 매우 길어져야 한다. 그러나 파일의 길이가 너무 길어지면 구조적으로 취약해지며, 파일이 좌굴(buckling)될 수 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 심해에서도 적용 가능한 부유식 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 부유식 구조물의 일 면(aspect)은, 선체; 상기 선체의 측면에 형성되는 적어도 두 개의 서포터(supporter); 각각의 서포터와 결합하여 상기 선체를 지지하는 적어도 두 개의 파일(pile); 및 적어도 두 개의 상기 파일의 일단부에 결합되어 상기 선체의 회전 운동을 억제하는 결합 부재를 포함하며, 상기 서포터와 상기 파일의 가이드에 따라 히브 운동(heave motion)을 한다.
상기 결합 부재는 적어도 두 개 구비되며, 각각의 결합 부재는 상기 선체의 일측면에 일렬로 배치되어 있는 적어도 두 개의 상기 파일의 일단부에 결합되거나, 상기 선체의 양측면에 나란히 배치되어 있는 적어도 한 쌍의 상기 파일의 일단부에 결합될 수 있다.
상기 결합 부재는 상기 파일의 개수에 대응하여 상기 파일이 삽입되는 홀(hole)을 구비하거나, 각각의 파일의 일측에 부착되는 제1 판(plate) 형태로 형성되거나, 또는 적어도 두 개의 상기 파일을 둘러싸는 제2 판 형태로 형성될 수 있다.
상기 결합 부재는 상기 홀을 구비하는 경우 상기 홀의 내주면에 형성되는 나사산과 상기 파일의 일단부에 형성되는 나사산을 이용하여 상기 파일의 일단부와 결합되며, 상기 제1 판 형태 또는 상기 제2 판 형태로 형성되는 경우 볼팅(bolting) 또는 용접을 이용하여 상기 파일의 일단부에 결합될 수 있다.
상기 결합 부재는 수중에서 부식되지 않는 소재로 형성되거나, 그 표면에 부식 방지제가 코팅될 수 있다.
상기 부유식 구조물은 상기 선체에 부력을 제공하는 것으로서, 상기 결합 부재의 상측에서 적어도 두 개의 상기 파일과 결합되는 부력 제공부를 더 포함할 수 있다.
상기 부력 제공부는 상기 결합 부재가 적어도 두 개 구비되는 경우 적어도 두 개의 상기 결합 부재 중에서 선택된 두 개의 결합 부재 사이에 형성될 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 선체 계류용 조립체의 일 면(aspect)은, 상기 부유식 구조물에 구비되어 선체를 계류할 때에 결합되는 조립체로서, 상기 선체의 측면에 형성되는 각각의 서포터와 결합하여 상기 선체를 지지하는 적어도 두 개의 파일; 적어도 두 개의 상기 파일의 일단부에 결합되어 상기 선체의 회전 운동을 억제하는 결합 부재; 및 상기 선체에 부력을 제공하는 것으로서, 상기 결합 부재의 상측에서 적어도 두 개의 상기 파일과 결합되는 부력 제공부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부유식 구조물의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 부유식 구조물의 평면도이다.
도 3은 부유식 구조물에 구비되는 결합 부재의 결합 구조를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 부유식 구조물에 구비되는 결합 부재의 결합 방식을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 5는 부유식 구조물에 구비되는 결합 부재의 결합 방식을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 6은 부유식 구조물에 구비되는 결합 부재의 결합 방식을 설명하기 위한 제3 예시도이다.
도 7은 부유식 구조물에 구비되는 결합 부재의 결합 방식을 설명하기 위한 제4 예시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 구조물의 정면도이다.
도 9는 부유식 구조물에 구비되는 부력 제공부의 다양한 형태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 선체 계류용 조립체와 선체의 연결 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성요소들과 다른 소자 또는 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
수심이 깊지 않은 천해역에 설치되는 부유식 구조물은 제티(jetty)나 돌핀(dolphin)에 계류하여 위치를 유지한다. 하지만 이러한 계류 방법은 부유식 구조물의 운동을 크게 구속하지 못하기 때문에, 태풍이 발생하면 계류선을 제거하고 부유식 구조물을 대피시켜야 한다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법 중 하나로 파일을 이용한 계류 방법(pile mooring)이 제안되고 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부유식 구조물의 개념도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 부유식 구조물(100)은 파일(pile)을 이용하여 선체(110)를 계류한다(mooring). 즉 부유식 구조물(100)은 선체(110)를 계류할 때에 파일 무어링(pile mooring)을 이용한다.
파일 무어링은 제티, 돌핀 등 기타 시설물 구축이 필요한 종래의 계류 시스템보다 설치 시간과 설치 비용을 줄일 수 있으며, 선체(110)의 움직임을 크게 구속하기 때문에 종래의 계류 시스템보다 더 높은 환경 하중을 견뎌낼 수 있다.
하지만 파일이 해저의 지반에 관입되어야 하고, 파일의 길이가 너무 길어질 경우 구조적으로 취약해지기 때문에, 파일 무어링은 천해에서만 한정적으로 사용되고 있다.
또한 해상의 환경 상태를 고려할 경우, 선체(110)의 롤 운동(roll motion)과 피치 운동(pitch motion)을 효과적으로 구속하기 위해서는 파일, 서포터(supporter) 등 인터페이스의 크기가 커져야 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 부유식 구조물(100)은 이를 위해 천해 뿐만 아니라 심해에서도 적용 가능한 것을 특징으로 한다. 또한 부유식 구조물(100)은 인터페이스의 크기를 확장시키지 않으면서도 선체(110)의 롤 운동과 피치 운동을 효과적으로 구속할 수 있는 것을 특징으로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 부유식 구조물(100)은 선체(110), 파일(120), 서포터(130) 및 결합 부재(140)를 포함한다.
파일(120)은 기둥 형태의 것으로서, 선체(110)를 계류시키기 위해 선체(110)의 측면에 연결되어 하방으로 길이 형성된다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로 파일(120)은 선체(110)를 관통하여 하방으로 길이 형성되는 것도 가능하다.
파일(120)은 외압(ex. 파도)에 대해 쉽게 파손되지 않고 선체(110)를 유효하게 지탱할 수 있도록 내구성이 우수한 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 일례로 파일(120)은 강철(steel)을 소재로 하여 형성될 수 있다.
파일(120)은 선체(110)를 계류시키기 위해 복수 개 구비될 수 있다. 일례로 파일(120)은 선체(110)의 일측에 복수 개 구비될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 파일(120)은 선체(110)의 일측에 한 개 구비되는 것도 가능하다.
파일(120)은 선체(110)의 양측에 구비될 수 있다. 이때 선체(110)의 각 측에 구비되는 파일(120)의 개수는 한 개이거나 그 이상(두 개 이상)이 될 수 있다. 또한 선체(110)의 양측에는 동일한 개수의 파일(120)이 구비될 수 있지만, 본 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
파일(120)은 선체(110)의 양측 뿐만 아니라 전방, 후방 등에도 구비될 수 있다. 이 경우도 위의 경우와 마찬가지로 선체(110)의 각 측에 구비되는 파일(120)의 개수는 한 개이거나 그 이상(두 개 이상)이 될 수 있다. 또한 선체(110)의 각 측에는 동일한 개수의 파일(120)이 구비될 수 있지만, 본 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서는 선체(110)를 효과적으로 계류하기 위해 파일(120)이 선체(110)의 적어도 양측에 적어도 한 쌍으로 구비되는 것이 바람직하다.
파일(120)은 그 단면이 원형인 원기둥 형태로 형성될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로 파일(120)은 그 단면이 타원형인 타원기둥 형태로 형성되거나, 그 단면이 다각형인 다각기둥 형태로 형성되는 것도 가능하다.
파일(120)은 선체(110)에 탑재된 것일 수 있다. 이 경우, 파일(120)은 선체(110)에 탑재된 채 선체(110)가 계류될 장소로 이동하여 해당 장소에서 선체(110)를 계류하는 데에 이용될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 파일(120)은 선체(110)에 탑재되지 않고, 선체(110)가 계류될 장소에 미리 설치되어 있는 것도 가능하다.
서포터(130)는 선체(110)의 측면에 형성되는 것으로서, 파일(120)과 결합하여 선체(110)를 계류시키는 역할을 한다. 서포터(130)는 파일(120)과의 결합을 통해 선체(110)의 수평 방향 운동(ex. surge, sway 등)을 구속한다. 그러나 서포터(130)는 선체(110)의 수직 방향 운동(ex. heave)에 대해서는 구속하지 않는다. 선체(110)는 파일(120)과 서포터(130)의 체결을 통해 해상에 계류될 경우, 파일(120)과 서포터(130)의 가이드에 따라 히브 운동(heave motion)을 수행할 수 있다.
서포터(130)는 파일(120)과의 결합을 통해 선체(110)를 고정시키기 위해 파일(120)이 선체(110)의 측면에 밀착되면 이 파일(120)의 둘레를 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 이때 서포터(130)는 ㄷ 형태로 파일(120)의 둘레를 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로 서포터(130)는 반원 형태로 형성되거나 삿갓 형태로 형성되는 것도 가능하다.
서포터(130)는 파일(120)의 삽입이 가능하도록 그 내부에 관통 홀(hole)이 형성되어 있다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 부유식 구조물의 평면도이다.
도 2를 참조하면, 서포터(130)는 그 양측이 선체(110)의 측면에 고정되어 형성될 수 있다. 이 경우 파일(120)은 서포터(130)의 관통 홀(131)을 통해 상측에서 하방으로 이동시켜 삽입될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로 서포터(130)는 힌지(hinge)를 이용하여 선체(110)의 측면에 고정되는 것도 가능하다. 이 경우 파일(120)은 힌지에 의해 서포터(130)의 일측이 개방(open)될 때 좌측 또는 우측으로 이동시켜 서포터(130)의 관통 홀(131)로 삽입될 수 있다. 한편 서포터(130)의 일측은 파일(120)을 삽입한 후 선체(110)의 측면에 체결될 수 있도록 잠금 장치가 장착되어 있는 것이 바람직하다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
서포터(130)는 파일(120)과 결합되는 것임을 참작하여, 파일(120)과 동일한 개수만큼 선체(110)의 측면에 구비될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 두 개 이상의 파일(120)이 한 개의 서포터(130)에 결합되는 것도 가능하므로, 서포터(130)는 이 점을 고려하여 파일(120)보다 적은 개수로 선체(110)의 측면에 구비되는 것도 가능하다. 이 경우 서포터(130)와 관련한 제조 비용을 감축시키는 효과를 얻을 수 있다.
한편 본 실시예에서는 선체(110)에 대한 각 파일(120)의 결속력을 향상시키기 위해, 한 개의 파일(120)이 일렬로 배치되어 있는 복수 개의 서포터(130)와 결합하는 것도 가능하다. 이 경우 복수 개의 서포터(130)는 선체(110)의 일측에서 미리 정해진 간격을 두고 수직 방향으로 일렬로 형성될 수 있다. 복수 개의 서포터(130)는 동일한 간격으로 형성될 수 있지만, 서로 다른 간격으로 형성되는 것도 가능하다.
서포터(130)는 파일(120)과 마찬가지로 쉽게 파손되지 않도록 내구성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 그러나 서포터(130)와 파일(120)이 모두 철을 소재로 하여 형성되는 경우, 파도, 해일 등에 의해 서포터(130) 내에서 파일(120)이 움직일 때마다 서포터(130)와 파일(120) 사이에 마찰력이 생겨 서포터(130)와 파일(120)이 마모되는 현상이 발생할 수 있다. 본 실시예에서는 이러한 측면을 고려하여, 관통 홀(131)이 형성된 서포터(130)의 내주면에 마찰력을 감소시키는 소재를 부착하는 것도 가능하다. 일례로 스펀지와 같은 완충재가 서포터(130)의 내주면에 부착될 수 있다.
결합 부재(140)는 복수 개의 파일(120)에 결합되는 것으로서, 각 파일(120)에서 해상으로 노출되지 않은 일단부들에 상호 결합되어 형성된다. 이러한 결합 부재(140)는 판(plate) 형태의 것으로 형성될 수 있다.
결합 부재(140)는 선체(110)의 적어도 일측에 위치하는 복수 개의 파일(120)에 다양한 구조로 결합되어 형성될 수 있다. 도 3은 부유식 구조물에 구비되는 결합 부재의 결합 구조를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3을 참조하면, 결합 부재(140)는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 복수 개의 파일(120)이 그 내부로 삽입되는 구조로 형성될 수 있다. 이 경우 결합 부재(140)는 각 파일(120)의 일단부가 삽입되는 복수 개의 홀(hole; 미도시)을 구비한다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로 결합 부재(140)는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 일렬로 배치되어 있는 복수 개의 파일(120)의 일측에 부착되는 구조로 형성되거나, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 복수 개의 파일(120)의 일둘레를 감싸는 구조로 형성되는 것도 가능하다.
결합 부재(140)는 선체(110)를 효과적으로 계류하기 위해 하방으로 하중이 가중되도록 무거운 재질의 것으로 형성될 수 있다. 일례로 결합 부재(140)는 강철판(steel plate)을 소재로 하여 형성될 수 있다.
결합 부재(140)는 선체(110)를 계류하고 있는 동안 계속하여 수중에 위치하고 있는 점을 고려하여 물에 쉽게 부식되지 않는 소재 즉, 부식에 강한 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로 결합 부재(140)는 그 표면에 부식 방지제가 코팅되어 형성되는 것도 가능하다.
결합 부재(140)는 본 실시예에서 한 개 구비되어 선체(110)의 양측에 연결되어 있는 모든 파일(120)과 결합할 수 있다. 이 경우 결합 부재(140)는 저항 면적의 증가로 롤 운동(roll motion), 피치 운동(pitch motion) 등 선체(110)의 회전 운동을 효과적으로 억제하는 것이 가능해진다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로 결합 부재(140)는 두 개 이상 구비되는 것도 가능하다. 이하 이에 대해 설명한다.
결합 부재(140)가 복수개일 때, 각각의 결합 부재(140)는 선체(110)의 적어도 일측에 위치하는 복수 개의 파일(120)을 다양한 방식으로 결합시켜 형성될 수 있다. 도 4는 부유식 구조물에 구비되는 결합 부재의 결합 방식을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 4를 참조하면, 결합 부재(140)는 선체(110)의 양측에 나란히 위치하는 한 쌍의 파일(121, 122)과 결합하여 형성될 수 있다. 선체(110)의 양측에 위치하는 한 쌍의 파일(121, 122)이 해저의 지반에 관입되어 있지 않다면, 선체(110)는 파도, 해일 등 외압에 의해 피치 운동(pitch motion)을 할 수 있다. 그런데 폭풍 등에 의해 선체(110)에 가해지는 외압이 커질 때 피치 운동의 회전 각도도 커질 수 있으며, 이에 따라 선체(110)의 계류에 어려움이 따를 수 있다. 본 실시예에서는 결합 부재(140)가 선체(110)의 양측에 위치하는 한 쌍의 파일(121, 122)과 결합하기 때문에, 선체(110)의 피치 운동에 대한 제어력을 높이는 효과를 얻을 수 있다.
결합 부재(140)는 체결부(141)를 구비하여 파일(120)과의 결속력을 높일 수 있다. 체결부(141)는 파일(120)의 일단부에 형성되어 있는 홈을 통해 체결되는 볼트(bolt) 형태로 구현될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로 체결부(141)는 파일(120)의 일단부에 형성되어 있는 나사산을 통해 체결되는 나사산 형태로 구현되는 것도 가능하다. 체결부(141)의 이러한 형태는 결합 부재(140)가 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 형성될 때 적용 가능하다.
한편 본 실시예에서 결합 부재(140)는 체결부(141)를 구비하지 않고 용접(welding) 등을 통해 파일(120)과 체결되는 것도 가능하다.
결합 부재(140)는 본 실시예에서 선체(110)의 양측에 나란히 위치하는 한 쌍의 파일(121, 122)과 결합하여 형성되는 것에 한정되지 않는다. 일례로 결합 부재(140)는 선체(110)의 양측에 위치하는 한 쌍의 파일(121, 122)과 더불어 선체(110)를 관통하는 파일과 결합하여 형성되는 것도 가능하다.
도 5는 부유식 구조물에 구비되는 결합 부재의 결합 방식을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 5를 참조하면, 결합 부재(140)는 선체(110)의 양측에 위치하는 한 쌍의 파일(121, 122) 및 선체(110)를 관통하는 파일(123)과 결합하여 형성될 수 있다.
선체(110)를 관통하는 파일(123)은 선체(110)의 양측에 위치하는 한 쌍의 파일(121, 122)과 일렬로 배치되며, 본 실시예에서 적어도 하나 구비될 수 있다.
결합 부재(140)는 선체(110)의 일측에 일렬로 배치되는 복수 개의 파일(120)과 결합하여 형성되는 것도 가능하다.
도 6은 부유식 구조물에 구비되는 결합 부재의 결합 방식을 설명하기 위한 제3 예시도이다.
선체(110)의 일측에 배치되는 복수 개의 파일(120)이 해저의 지반에 관입되어 있지 않다면, 선체(110)는 파도, 해일 등 외압에 의해 롤 운동(roll motion)을 할 수 있다. 그런데 폭풍 등에 의해 선체(110)에 가해지는 외압이 커질 때 롤 운동의 회전 각도도 커질 수 있으며, 이에 따라 선체(110)의 계류에 어려움이 따를 수 있다. 본 실시예에서는 결합 부재(140)가 선체(110)의 일측에 배치되는 복수 개의 파일(120)과 결합하기 때문에, 선체(110)의 롤 운동에 대한 제어력을 높이는 효과를 얻을 수 있다.
결합 부재(140)는 도 6에 도시된 바와 같이 선체(110)의 일측에 일렬로 배치되어 있는 세 개의 파일(124, 125, 126)과 결합하여 형성될 수 있다. 그러나 본 실시예에서 선체(110)의 일측에 일렬로 배치되어 있는 복수 개의 파일(120) 중 결합 부재(140)와 결합되는 파일의 개수가 세 개에 한정되는 것은 아니다. 일례로 결합 부재(140)와 결합되는 파일의 개수는 두 개이거나 네 개 이상일 수도 있다.
결합 부재(140)는 선체(110)의 양측에 위치하는 적어도 두 쌍의 파일(120)과 결합하여 형성되는 것도 가능하다.
도 7은 부유식 구조물에 구비되는 결합 부재의 결합 방식을 설명하기 위한 제4 예시도이다.
도 7을 참조하면, 결합 부재(140)는 선체(110)의 양측에 배치되는 두 쌍의 파일(121, 122, 127, 128)과 결합하여 형성될 수 있다. 이때 선체(110)의 양측에 위치하는 각 쌍의 파일(121과 122, 127과 128)은 나란하게 배치되며, 선체(110)의 각 측에 위치하는 두 개의 파일(121과 127, 122와 128)도 일렬로 배치된다. 결합 부재(140)가 도 7에 도시된 바와 같이 형성되는 경우, 선체(110)의 롤 운동 및 피치 운동에 대한 제어력을 높이는 효과를 얻을 수 있다.
한편 본 실시예에서 선체(110)에 배치되는 다수 쌍의 파일(120) 중 결합 부재(140)와 결합되는 파일 쌍의 개수는 두 쌍에 한정되는 것은 아니다. 일례로 결합 부재(140)와 결합되는 파일 쌍의 개수는 세 개 이상일 수도 있다.
결합 부재(140)가 파일(120)과 결합하여 지나치게 큰 하중을 선체(110)에 가하는 경우에도 선체(110)를 계류하는 데에 어려움이 따를 수 있다. 본 실시예에서는 이 점을 고려하여 부력을 제공해줄 수 있는 수단을 더 구비할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 구조물의 정면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 구조물(100)은 부력 제공부(150)를 더 포함할 수 있다.
부력 제공부(150)는 선체(110)에 부력을 제공하기 위한 것으로서, 소정 크기의 케이스에 부력을 부여할 수 있는 수단(ex. 물)을 내장하여 형성될 수 있다.
부력 제공부(150)는 통 형태 또는 박스 형태의 것으로서 내부 공간이 비어 있는 저장용 탱크로 형성될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로 부력 제공부(150)는 다면체 형태의 것으로 형성되는 것도 가능하다.
부력 제공부(150)는 결합 부재(140)와 마찬가지로 선체(110)가 계류되는 동안 계속하여 수중에 위치하는 점을 고려하여 물에 쉽게 부식되지 않는 소재로 형성될 수 있다. 부력 제공부(150)는 그 표면에 부식 방지제가 코팅되어 형성되는 것도 가능하다.
부력 제공부(150)는 결합 부재(140)와 마찬가지로 복수 개의 파일(120)에 결합되는 형태로 형성될 수 있다. 부력 제공부(150)는 도 3을 참조하여 설명한 결합 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한 결합 방식으로 형성되는 것도 가능하다.
부력 제공부(150)는 결합 부재(140)의 위에 형성될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 부력 제공부(150)는 결합 부재(140)의 아래에 형성되는 것도 가능하다.
부력 제공부(150)는 결합 부재(140)와 마찬가지로 상하로 복수 개 구비되는 것도 가능하다. 도 9는 부유식 구조물에 구비되는 부력 제공부의 다양한 형태를 설명하기 위한 예시도이다.
부력 제공부(150)가 한 개인 경우, 부력 제공부(150)는 복수 개의 결합 부재(140)의 위에 형성되거나, 복수 개의 결합 부재(140)의 아래에 형성될 수 있지만, 복수 개의 결합 부재(140) 사이에 형성될 수도 있다.
부력 제공부(150)가 복수 개인 경우도, 복수 개의 결합 부재(140)의 위에 형성되거나, 복수 개의 결합 부재(140)의 아래에 형성될 수 있으며, 복수 개의 결합 부재(140) 사이에 형성되는 것도 가능하다.
도 9의 (a)를 참조하면, 두 개의 부력 제공부(151, 152)는 두 개의 결합 부재(146, 147)의 위에 형성될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로 두 개의 부력 제공부(151, 152)는 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이 두 개의 결합 부재(146, 147) 사이에 형성될 수 있으며, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 어느 하나의 부력 제공부(151)는 두 개의 결합 부재(146, 147)의 위에 형성되고 다른 하나의 부력 제공부(152)는 두 개의 결합 부재(146, 147) 사이에 형성되는 것도 가능하다.
이상 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 부유식 구조물에 대하여 설명하였다. 본 발명은 파일 무어링을 이용하여 천해 이상 깊이에서의 모션(motion) 제어 기능이 가능하도록 한다. 파일이 너무 길어지면 강도 측면에서 구조적으로 취약해지기 때문에 특정 깊이 이상에서는 기본적으로 파일을 지반에 설치하는 계류 방법이 비효율적이다.
따라서 본 발명에서는 파일을 해저면에 직접 설치하는 대신 파일의 하부에 판 구조물과 같은 것을 설치하여 회전 운동(ex. roll, pitch, yaw 등)의 제어력을 높이면서 파일의 아랫단에 체결부가 있어 라인(line)을 이용한 계류도 가능하도록 한다.
또한 본 발명에서는 판 구조로 인한 부력 상실을 보충하고자 그 상단에 필요한 부력만큼 더해줄 수 있는 구조가 위치한다.
본 발명에서 파일(120), 결합 부재(140), 부력 제공부(150) 등으로 이루어진 선체 계류용 조립체는 선체(110)로부터 분리 가능하게 설계되어 재활용되는 것도 가능하다. 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 선체 계류용 조립체와 선체의 연결 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
본 실시예에서 복수개의 파일(120), 결합 부재(140) 및 부력 제공부(150)를 포함하는 선체 계류용 조립체(200)는 선체(110)와 분리 가능하게 구성된다. 따라서 선체 계류용 조립체(200)는 도 10에 도시된 바와 같이 바지선(barge; 210)을 이용하여 선체(110)를 계류시키고자 하는 해역으로 이동시킨 후 가라앉혀 선체(110)와 연결시킬 수 있다.
FGPP와 같은 설치물의 경우 천해부터 심해까지 설치되며, 전력을 안정적으로 계속 공급해 주어야 하기 때문에 심해에서도 모션 제어가 필요하다. 또한 운용 후에 다른 해역으로 이동할 가능성도 있기 때문에 본 실시예와 같이 이동 가능하면서 제어력을 높일 수 있는 무어링 구조가 효과적이라고 할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 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. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110: 선체 120: 파일
130: 서포터 140: 결합 부재
141: 체결부 150: 부력 제공부
200: 선체 계류용 조립체 210: 바지선

Claims (7)

  1. 선체;
    상기 선체의 측면에 형성되는 적어도 두 개의 서포터(supporter);
    각각의 서포터와 결합하여 상기 선체를 지지하는 적어도 두 개의 파일(pile); 및
    적어도 두 개의 상기 파일의 일단부에 결합되어 상기 선체의 회전 운동을 억제하는 결합 부재를 포함하며,
    상기 서포터와 상기 파일의 가이드에 따라 히브 운동(heave motion)을 하고,
    상기 결합 부재는 상기 선체의 일측에 일렬로 배치되는 복수 개의 파일과 연결되도록 상기 선체의 일측에 일렬로 배치되는 복수 개의 파일의 일단부와 결합하며, 상기 선체의 양측에 나란하게 배치되는 복수 개의 파일과 연결되도록 상기 선체의 양측에 나란하게 배치되는 복수 개의 파일의 일단부와 결합하는 부유식 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합 부재는 적어도 두 개 구비되는 부유식 구조물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합 부재는 상기 파일의 개수에 대응하여 상기 파일이 삽입되는 홀(hole)을 구비하거나, 각각의 파일의 일측에 부착되는 제1 판(plate) 형태로 형성되거나, 또는 적어도 두 개의 상기 파일을 둘러싸는 제2 판 형태로 형성되는, 부유식 구조물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 결합 부재는 상기 홀을 구비하는 경우 상기 홀의 내주면에 형성되는 나사산과 상기 파일의 일단부에 형성되는 나사산을 이용하여 상기 파일의 일단부와 결합되며, 상기 제1 판 형태 또는 상기 제2 판 형태로 형성되는 경우 볼팅(bolting) 또는 용접을 이용하여 상기 파일의 일단부에 결합되는, 부유식 구조물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합 부재는 수중에서 부식되지 않는 소재로 형성되거나, 그 표면에 부식 방지제가 코팅되어 있는, 부유식 구조물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 선체에 부력을 제공하는 것으로서, 상기 결합 부재의 상측에서 적어도 두 개의 상기 파일과 결합되는 부력 제공부
    를 더 포함하는, 부유식 구조물.
  7. 선체를 계류할 때에 결합되는 조립체로서,
    상기 선체의 측면에 형성되는 각각의 서포터와 결합하여 상기 선체를 지지하는 적어도 두 개의 파일;
    적어도 두 개의 상기 파일의 일단부에 결합되어 상기 선체의 회전 운동을 억제하는 결합 부재; 및
    상기 선체에 부력을 제공하는 것으로서, 상기 결합 부재의 상측에서 적어도 두 개의 상기 파일과 결합되는 부력 제공부를 포함하며,
    상기 결합 부재는 상기 선체의 일측에 일렬로 배치되는 복수 개의 파일과 연결되도록 상기 선체의 일측에 일렬로 배치되는 복수 개의 파일의 일단부와 결합하며, 상기 선체의 양측에 나란하게 배치되는 복수 개의 파일과 연결되도록 상기 선체의 양측에 나란하게 배치되는 복수 개의 파일의 일단부와 결합하는 선체 계류용 조립체.
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