KR20130113009A

KR20130113009A - 흡입앵커장치

Info

Publication number: KR20130113009A
Application number: KR1020120035223A
Authority: KR
Inventors: 전광헌
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2013-10-15

Abstract

흡입앵커장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 흡입앵커장치는 내부에 중공을 갖는 바디부와, 펌핑장치에 의해 중공 내부에 음압을 형성하고, 음압에 의해 해저면 내부로 관입되며, 바디부의 일측에서 바디부의 외측방향으로 펼침 가능하게 설치되는 적어도 하나 이상의 지지날개를 포함한다.

Description

흡입앵커장치{SUCTION PILE}

본 발명은 흡입앵커장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해양구조물을 해저면에 고정시 파지력을 증대시킬 수 있는 흡입앵커장치에 관한 것이다.

일반적으로 수심이 비교적 깊은 곳에 부유구조체를 건설할 경우 장비운용의 제약이나 경제성 등의 이유로 항타말뚝이나 현장타설말뚝 대신에 앵커와 계류시스템(mooring system)이 조합된 형태로 기초를 설계한다.

현재 해상에서 사용되는 앵커 및 기초의 종류는 여러 가지가 있지만, 시공성과 경제성이 뛰어난 드레그앵커(drag anchor)나 흡입앵커(suction pile)가 가장 많이 쓰인다. 그 중에서도 드레그앵커는 지지력 산정 및 불확실성이 크기 때문에 드레그앵커보다는 흡입앵커가 주로 사용되고 있다.

흡입앵커는 상부는 닫혀 있고 하부는 열려있는 벽이 얇은 실린더 구조물로 이루어져 있으며, 설치방법으로는 자중에 의해 해저면에 일정한 심도 이상 정착된 상태에서 펌프 등을 이용하여 내부의 물을 뽑아내면 해저 지반의 낮은 투수성으로 인해 흡입앵커 내부와 외부의 압력차가 발생하게 되고, 이로 인하여 흡입앵커는 관입되게 된다.

그런데 이러한 흡입앵커는 계류라인의 설치 위치, 흙의 종류 및 흙의 강도 등에 의하여 수평저항력이 달라지게 되므로 그 지지력을 증가시키기 위한 방법이 연구되고 있다.

본 발명의 실시 예는 수평저항력을 증가시킬 수 있는 흡입앵커장치를 제공 하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 중공을 갖는 바디부와, 상기 바디부에 설치되어 상기 중공에 음압을 형성하는 펌핑장치와, 상기 바디부의 일측에서 상기 바디부의 외측방향으로 펼침 가능하게 설치되는 적어도 하나 이상의 지지날개를 포함하는 흡입앵커장치를 제공한다.

또한, 상기 적어도 하나 이상의 지지날개를 구동하기 위한 구동장치를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나 이상의 지지날개는 상기 바디부의 반경방향 전후로 슬라이딩 이동 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 상기 구동장치는 양방향 회전이 가능한 구동모터와, 상기 구동모터의 축에 결합된 피니언과, 상기 적어도 하나 이상의 지지날개에 마련되어 상기 피니언과 치합되는 랙기어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 흡입앵커장치는 복수개 마련되고, 상기 복수개의 흡입앵커장치는 각각 텐돈 파이프(tendon pipe)와 연결되고, 상기 복수개의 텐돈 파이프는 지지브래킷을 통해 서로 연결될 수 있다.

본 발명의 실시 예의 흡입앵커는 해저면에 설치되는 경우 수평저항력이 증가하게 되므로 안정적으로 해상 구조물을 지지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 흡입앵커를 설치하는 상태를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 흡입앵커 내부를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 흡입앵커가 해저면에 관입되는 상태를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 흡입앵커의 지지날개가 펼쳐지는 상태를 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 흡입앵커를 설치하는 상태를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 흡입앵커 내부를 나타낸 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 흡입앵커(20)는 해양설치선(OSV,10)에 의하여 운반된 후 크레인(11)에 의하여 지지된 상태로 해저면(13)에 투하되게 된다.

흡입앵커(20)는 상부는 닫혀 있고 하부는 개방된 원통형 바디부(30)를 구비하고, 바디부(30)의 내부(31)는 중공 형태로 마련된다.

이러한 흡입앵커(20)는 해저면(13)에 투하되기 전 복수개가 하나의 묶음으로 마련되어 하나의 어셈블리를 이루도록 마련될 수 있다. 즉, 흡입앵커(20)는 도 1에 도시한 바와 같이 3개 또는 그 이상이 하나의 어셈블리로 이루어지도록 복수개의 흡입앵커(20)는 각각 텐돈 파이프(tendon pipe,21)에 연결되고, 각 텐돈 파이프(21)는 지지브래킷(25)에 의해 서로 연결되도록 마련될 수 있다. 한편, 본 실시예에서는 도시하지 않았으나, 흡입앵커(20)는 텐돈 파이프(21) 대신에 흡입앵커(20)의 바디부(30)에 체인이 연결되는 패드 아이(Pad Eye)가 마련되고, 패드 아이를 통해 복수개의 흡입앵커(20)가 연결되도록 마련될 수 있음은 물론이다.

이러한 구조를 통하여, 해저면(13)에 투하되는 흡입앵커(20) 어셈블리는 안정적으로 해저면(13)에 안착되게 되므로 충분한 관입 깊이를 확보할 수 있게 된다.

흡입앵커(20)의 밀폐된 상단 캡(31)에는 바디부(31)의 내부(31)에 음압을 형성하기 위한 펌핑장치(40)가 설치될 수 있다.

펌핑장치(40)는 흡입앵커(20)의 바디부(31)에 일체로 마련되고, 흡입앵커(20)의 하단이 그 자중에 의하여 해저면(13)에 소정깊이 정착된 경우 동작되도록 마련될 수 있다.

펌핑장치(40)의 동작에 의해 바디부(31) 내부(31)의 물은 외부로 펌핑되게 되고, 바디부(31) 내,외부의 압력차에 의하여 흡입앵커(20)는 해저면(13)에 관입되게 된다.

또한, 바디부(30)의 내부(31)에는 흡입앵커(20)가 소정 깊이 해저면(13)에 관입된 상태에서 바디부(30)의 외측방향으로 펼쳐지는 적어도 하나 이상의 지지날개(50)가 마련될 수 있다.

적어도 하나 이상의 지지날개(50)는 바디부(30)의 내부(31)에서 반경방향 전후로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 플레이트 형상으로 이루어지고, 구동장치(60)에 의해 동작되도록 마련될 수 있다.

구동장치(60)는 양방향 회전이 가능한 구동모터(61)와, 구동모터(61)의 축에 결합된 피니언(62)과, 피니언(62)과 치합되도록 적어도 하나 이상의 지지날개(50)에 구비된 랙기어부(63)를 포함한다.

구동모터(61)의 회전력은 피니언(62)을 통하여 랙기어부(63)에 전달되고, 랙기어부(63)는 구동모터(61)의 회전력을 전달받아 전후로 이동함에 따라 적어도 하나 이상의 지지날개(50)는 바디부(30)의 외측방향으로 돌출되게 된다.

한편, 본 실시 예에서는 도시하지 않았으나 바디부(30)의 내부(31)에 마련된 적어도 하나 이상의 지지날개(50) 및 구동장치(60)는 이를 감싸는 별도의 하우징 내부에 설치될 수 있음은 물론이다.

또한, 구동장치(60)는 구동모터(61)에 의해 반경방향 전후로 이동하는 랙기어부(63)를 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 적어도 하나 이상의 지지날개(50)를 바디부(30)의 외측으로 이동시킬 수 있는 것이라면 공지된 다양한 수단(링크 구조 등)이 적용될 수 있음은 물론이다.

또한, 적어도 하나의 지지날개(50)는 플레이트 형상으로 이루어지고, 바디부(30)의 외면에 절개 형성된 슬롯(33)을 통하여 돌출되도록 마련하였으나, 바디부(30)의 원주방향으로 회전되어 바디부(30)의 외부로 펼쳐지도록 구성할 수 있음은 물론이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 흡입앵커에 의하여 해저면에 앵커링하는 설치 과정에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 흡입앵커가 해저면에 관입되는 상태를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 흡입앵커의 지지날개가 펼쳐지는 상태를 나타낸 것이다.

먼저, 본 실시 예의 흡입앵커(20)는 시추선(10)으로부터 크레인(11)에 지지된 상태로 해저면(13)에 투하되게 되고, 해저면(13)에 투하된 흡입앵커(20)의 하단은 그 자중에 의하여 해저면(13)에 일정한 심도 이상으로 정착되게 된다.

그리고, 도 3에 도시한 바와 같이 펌핑장치(40)를 동작시키면 바디부(30)의 내부(31)의 물은 외부로 배출됨에 따라 바디부(30)의 내,외부의 압력차가 발생하고, 이러한 압력차에 의하여 흡입앵커(20)는 해저면(13) 내부로 관입되게 된다.

그리고, 흡입앵커(20)가 소정 깊이 해저면(13) 내부에 관입된 상태에서는 도 4에 도시된 바와 같이 구동장치(60)를 동작시키면, 적어도 하나 이상의 지지날개(50)는 바디부(30)의 슬롯(33)을 통하여 바디부(30)의 외측으로 펼쳐지게 됨으로써, 해저면(13) 하부에서의 흡입앵커(20)의 수평저항력은 증대하게 되고, 이에 따라 흡입앵커(20)의 파지력은 향상되게 된다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

10: 해양설치선(OSV), 11: 크레인,
20: 흡입앵커, 21: 텐돈 파이프,
25: 지지브래킷, 30: 바디부,
33: 슬롯, 40: 펌핑장치,
50: 지지날개, 60: 구동장치,
61: 구동모터, 62: 피니언,
63: 랙기어부.

Claims

내부에 중공을 갖는 바디부와,
상기 바디부에 설치되어 상기 중공에 음압을 형성하는 펌핑장치와,
상기 바디부의 일측에서 상기 바디부의 외측방향으로 펼침 가능하게 설치되는 적어도 하나 이상의 지지날개를 포함하는 흡입앵커장치.
제 1항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 지지날개를 구동하기 위한 구동장치를 더 포함하는 흡입앵커장치.
제 1항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 지지날개는 상기 바디부의 반경방향 전후로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 흡입앵커장치.
제 2항에 있어서,
상기 구동장치는
양방향 회전이 가능한 구동모터와,
상기 구동모터의 축에 결합된 피니언과,
상기 적어도 하나 이상의 지지날개에 마련되어 상기 피니언과 치합되는 랙기어부를 포함하는 흡입앵커장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡입앵커장치는 복수개로 마련되고,
상기 복수개의 흡입앵커장치는 각각 텐돈 파이프(tendon pipe)와 연결되며,
상기 복수개의 텐돈 파이프는 지지브래킷을 통해 서로 연결되는 흡입앵커장치.