KR101458609B1 - 해상 공급 라인 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각각 재킷 파이프(jacket pipe), 재킷 파이프에 배열되는 적어도 두 개의 내부 라인(inner line), 및 연결될 라인 요소에 수밀 연결부(watertight connection)을 형성하도록 라인 요소의 적어도 하나의 말단에 배열되는 연결 요소(connecting element)를 포함하는 적어도 두 개의 라인 요소(line element)를 가지는 해상 공급 라인에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 연결 요소는 연결될 라인 요소의 연결 플랜지의 반지름 방향으로 돌출하는 칼라(radially projecting collar)가 배치될 수 있는, 반지름 방향으로 돌출하는 칼라를 가지는 연결 플랜지를 포함한다. 수밀 연결부(watertight connection)를 형성하기 위해 두 개의 반지름 방향으로 돌출하는 칼라는 적어도 하나의 텐션 클램프(tensioning clamp)에 의해 통합되고 서로에 대하여 축 방향으로 장력이 작용하고 있다.

Description

해상 공급 라인{MARITIME SUPPLY LINE}

본 발명은 각각 재킷 파이프(jacket pipe), 재킷 파이프에 배열되는 적어도 두 개의 내부 라인(inner line), 및 연결될 라인 요소에 수밀 연결부(watertight connection)을 형성하도록 라인 요소의 적어도 하나의 말단에 배열되는 연결 요소(connecting element)를 포함하는 적어도 두 개의 라인 요소(line element)를 가지는 해상 공급 라인에 관한 것이다.

예를 들면 그런 공급 라인은 공급선(supply vessel)에 수중 유닛(underwater unit)을 연결하는 역할을 한다. 예를 들면, 에너지 공급 라인에 의해 데이터 및 다양한 유체가 수중 유닛(underwater unit)으로 공급되어 바다 또는 호수의 바닥부에서 원하는 방법으로 작용할 수 있다. 이러한 공급 라인은 제공될 공급에 대응하는 재킷 파이프(jacket pipe) 안에 다양한 라인을 포함한다.

다른 작업 깊이에 적응하기 위해, 공급 라인은 연결 요소를 통해 서로 연결될 수 있는 복수의 라인 요소로부터 생성된다.

해상 공급 라인에서의 이러한 연결 요소는 매우 다양한 요구를 충족해야 한다. 한편으로, 연결 요소는 내부 라인의 안정적인 연결을 보장해야 한다. 다른 한편으로, 외부 재킷의 기계적으로 안정한 그리고 수밀한(watertight) 또한 내압(pressure-resistant) 연결을 보장해야 한다.

공지된 해상 공급 라인의 예로 US 4 138 178을 들 수 있다. 여기에 나타난 연결 요소에는, 내부 라인을 위한 플러그 연결부(plug connection)가 제공되고, 반면 외부 재킷 파이프(jacket pipe)는 스레드 연결부(thread connection)를 통해 클램핑 너트(clamping nut)와 연결된다. 내부 플러그 연결부(plug connection) 및 외부에 놓여 있는 클램핑 너트의 조합은 항상 연결부의 마감에 있어 클램핑 너트의 특정한 축 방향의 작용(axial play)을 요구하며, 그로 인하여 이는 특정한 실링 조치(sealing measures)가 필요하게 된다. 원칙적으로, 스레드 연결부(thread connection)는 큰 지름을 가지는 공급 라인에서 훌륭한 재료(resouces)로 이용할 수 있다. 혹독한 해양에서 이용하는 경우, 스레드가 또한 손상되는 경향이 있다. 또한, 이 공지된 연결부가 축 방향 및 반지름 방향의 측면에서 비교적 크고, 그로 인하여 드럼에 공급 라인을 감는 것이 상당히 어렵거나 심지어 불가능하다.

본 발명의 목적은 간단하고 기계적으로 안정적으로 서로 연결될 수 있는 적어도 두 개의 라인 요소(line element)를 가지는 해상 공급 라인을 제공하는 것이다.

이런 목적은 청구항 1의 특징을 가지는 해상 공급 라인을 통해 이루어질 것이다. 바람직한 구체예는 종속항에 나타난다.

본 발명의 해상 공급 라인은 연결 요소가 반지름 방향으로 돌출하는 칼라(radially projecting collar)를 가지는 연결 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하며, 라인 요소에 연결될 연결 플랜지의 반지름 방향으로 돌출하는 칼라(radially projecting collar)를 상기 연결 요소에 배치할 수 있고, 수밀 연결부(watertight connection)를 형성하기 위해, 두 개의 반지름 방향으로 돌출하는 칼라(radially projecting collar)가 적어도 하나의 텐션 클램프(tensioning clamp)에 의해 둘러싸여 있고 서로에 대하여 축 방향으로 장력이 작용하고(tension) 있다.

본 발명의 한 측면에 따르면, 플랜지 연결부가 공급 라인의 라인 요소(line element)에 제공된다. 두 개의, 바람직하게 동일하게 형성된 축 방향의 정렬부를 통해, 플랜지가 또한 고압에 저항할 수 있는 액밀 연결부(liquid-tight connection)를 만들 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 연결 플랜지가 적어도 하나의 텐션 클램프(tensioning clamp)에 둘러싸이고 서로에 대해 축 방향으로 장력이 작용하고 있는 반지름 방향으로 돌출하는 칼라(radially projecting collar)를 포함하는 것이 필수적이다. 특히 안정적으로 적용될 인장력에 대응하며 실링된 연결부가 성립된다.

스레드와 달리, 본 발명의 플랜지 연결부는 간단하고 빠르게 해상 공급 라인에서 작동할 수 있다. 또한, 거칠고 가혹한 해상에서 이용해도 기계적으로 간단하고 소형의 부품이 거의 고장나지 않는다.

텐션 클램프(tensioning clamp)에 의해, 원칙적으로 두 연결 플랜지에 축 방향의 힘을 적용할 수 있는 다른 텐션 요소(tensioning element)를 이용할 수 있다. 본 발명에 따르면, 텐션 클램프(tensioning clamp)가 적어도 두 개의 텐션 클램프 셸(tensioning clamp shell)에 의해 환상으로(annularly) 형성되는 것이 특히 바람직하다. 링 일부의 형상인 이러한 텐션 클램프 셸(tensioning clamp shell)이 연결 플랜지 주위에서 부가적으로 외부에 배치되는 보호부(protection)를 형성한다.

본 발명에 따르면, 라인 요소(line element)의 연결 플랜지의 배치(placing)를 위해 환상의 인접 영역(abutment region)이 연결 플랜지에 정렬되며, 텐션 영역(tensioning region)이 인접 영역(abutment region)에서 다른 방향을 향하는(facing away from) 칼라의 뒷부분 쪽에 제공되는 것이 특이 유리하다. 인접 영역 및 반대쪽 연결 플랜지의 텐션 영역(tensioning region)은 바람직하게 동일하게 형성된다. 이 배열에서, 실링을 위해 제공되는 정밀한 인접 영역(abutment region)이 다른 것에 대하여 하나가 배치되며, 반면 후면 텐션 영역(tensioning region)은 칼라에서 바깥쪽으로 뾰족하게 나와 있다.

본 발명의 특정 구체예에 따르면, 인접 영역(abutment region)은 평면 반지름 방향의 실링 벽(planar radial sealing wall)을 포함하며, 텐션 영역(tensioning region)은 환상 원뿔형 텐션 플랭크(annular conical tensioning flank)로 원뿔꼴로(conically) 형성되어 있다. 평면 환상 실링 벽에 의해 큰 실링면이 이루어지고, 이는 양호한 실링에 유리하다.

본 발명에 따르면, 텐션 클램프는 두 개의 반지름 방향으로 길게 형성된 텐션 표면(radially extending tensioning surface)을 가지는 U자형 단면으로 형성되며, 적어도 하나의 텐션 표면(tensioning surface)은 컬러의 원뿔 텐션 영역(tensioning region)에 대응하도록 원뿔형으로(conically) 형성되는 것이 특히 바람직하다. 텐션 클램프의 두 개의 거의 반원 형상 셸을 하나 위에 다른 하나를 배치하여, 연결 플랜지 위의 환상 원뿔형 텐션 플랭크(annular conical tensioning flank)와 협력하여 텐션 클램프의 원뿔형 텐션 표면에 의하여 반지름 방향의 움직임이 연결 플랜지의 축 방향 움직임으로 쐐기형 밸브 장치(wedge type valve mechanism)로 유사하게 전환될 수 있다. 그로 인하여 실링 벽에 큰 접촉력이 형성될 수 있다. 강제-잠금(force-locking) 및 형상-잠금(shape-locking) 연결이 이루어진다.

높은 장력(tensioning force)을 생성하기 위해, 본 발명에 따르면 환상 텐션 클램프(tensioning clamp)는 당기는 수단(pulling means)을 포함하며, 이 당기는 수단을 통해 적어도 두 개의 텐션 클램프 셸(tensioning clamp shell)을 함께 당길 수 있다. 일반적인 도구로 간단한 경우에 스크류 볼트일 수 있는 이 당기는 수단(pulling means)은 텐션 클램프(tensioning clamp)에 높은 당김력(pulling force)을 적용하는 간단한 방식으로 허용해서 연결 플랜지에 큰 접촉력을 서로에 대하여 배치한다.

원칙적으로, 실링 벽에 별개의 실링 요소가 필요치 않는 간단한 방식으로 실링 벽을 정밀하게 기계적으로 가공할 수 있다. 원칙적으로, 실링 수단으로서 실링액, 실링 페이스트 또는 플랫 실이 가능하다. 특히 본 발명에 따르면 적어도 하나의 실링 링이 인접 영역(abutment region)의 환상 실링 벽에 정렬되는 것이 특히 바람직하다. 이 연결에서, 실링 링을 수용하는 수용 홈(receiving groove)이 양쪽 실링 벽 중 하나 또는 모두에 제공될 수 있다.

예를 들면 데이터 케이블, 전기 케이블 또는 유체 라인으로 형성된 복수의 내부 라인이 재킷 파이프(jacket pipe)에 정렬된다. 복수의 라인이 멀티-포인트 플러그 요소(multi-point plug element)에 삽입될 수 있어서, 삽입되는 움직임을 통해 복수의 내부 라인이 동시에 연결된다. 본 발명에 따르면, 내부 라인이 그 말단에 별개의 연결 요소를 포함하는 것이 유리하다. 따라서, 내부 라인이 서로 독립적으로 연결 또는 해체될 수 있다.

본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 내부 라인의 연결 요소를 위한 중간 플러그 요소(intermediate plug element)를 가지는 연결 플레이트가 연결 요소 사이에 배열되어 있다. 연결 플레이트는 연결 요소의 관형 샤프트의 환상 내부 공간에 고정되고 실링되도록 삽입될 수 있다. 또한, 이를 통해 재킷 파이프(jacket pipe)의 내부로 수분이 침투하는 것이 방지된다. 부가적으로 개별 라인 요소(line element)의 다른 내부 라인의 함께 중간 플러그 요소를 가지는 연결 플레이트를 간단하게 당길 수 있다.

본 발명에 따르면 내부 라인의 연결 및 해체는 내부 라인이 재킷 파이프(jacket pipe)의 길이에 대해서 추가 길이로 라인 섹션에서 형성되고 내부 라인이 내부 라인의 추가 길이를 수용하는 자유 공간을 가지는 재킷 파이프(jacket pipe) 내에 배열되는 점에서 더 향상된다. 추가 길이 때문에, 내부 라인이 외부 재킷 파이프(jacket pipe)에 대하여, 떨어진 상태로(in drawn apart state), 돌출한다. 이 축 방향의 돌출부로 인하여 연결될 파이프 요소의 대응하는 플러그 요소에 간단하게 연결될 수 있다. 이어서 재킷 파이프가 연결된 내부 라인 위로 밀릴 수 있고 그로 인하여 재킷 파이프의 상술한 외부 플랜지 연결부가 닫힌다. 다른 라인 요소가 라인 요소의 반대쪽에 연결될 경우, 내부 라인이 함께 축 방향으로 압착되어서 라인이 측면 방향으로 기울어진다. 추가 길이는 또한 내부 라인의 기계적인 과부하, 특히 공급 라인의 인장성 하중(tensile loading)의 경우 방지된다. 내부 라인의 추가 길이는 정의된 방식으로 제공되는 재킷 파이프(jacket pipe)의 자유 공간에 수용될 수 있다. 재킷 파이프(jacket pipe)의 내부 중공 공간의 단면 영역이 거기에 배열되는 모든 내부 라인의 단면 영역보다 큰 자유 공간을 형성한다.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 재킷 파이프의 외경이 환상 칼라의 외경보다 큰 것이 특히 유리하다. 재킷 파이프(jacket pipe)의 외경이 환상 텐션 클램프(tensioning clamp)의 외경 이상인 것이 더 바람직하다. 이로써 라인 요소(line element)의 연결 영역이 재킷 파이프 위로 반지름 방향에서(radially) 돌출하지 않는 것을 보장할 수 있다. 이를 통해 예를 들면 공급선의 측면에서 해상 공급 라인을 물로 하강시켜야 할 경우 등, 해상 공급 라인의 취급이 용이해진다. 또한 바람직하지 않은 스내깅(snagging) 및 그로 인한 공급 라인 손상의 위험이 감소된다. 연결 영역이 이렇게 조밀하게 형성되어 드럼이나 코일에 공급 라인이 효율적으로 감길 수 있다. 이는 또한 해상 공급 라인의 마모를 줄일 수 있다.

도면에 개략적으로 도시한 바람직한 구체예를 통해 본 발명을 하기에서 자세히 설명한다:
도 1은 본 발명에 따른 해상 공급 라인의 정면도를 도시한다.
도 2는 완전히 연결된 라인 요소에 대해 A-A 부에 따른 도 1의 공급 라인의 단면도를 도시한다.
도 3은 개방된 재킷 파이프를 가지는 공급 라인의 도 2에 대응하는 단면도를 도시한다.
도 4는 개방된 재킷 파이프를 가지는 두 개의 라인 요소의 연결 영역의 상세 사시도이다.
도 5는 닫힌 재킷 파이프를 가지는 도 4에 대응하는 상세 사시도이다.

본 발명에 따른 해상 공급 라인(10)의 기본 구조를 먼저 도 1 및 3과 관련하여 설명한다. 도 2 및 3에 도시된 것처럼, 본 발명의 공급 라인(10)의 도시하는 구체예는 세 개의 라인 요소(line element; 12a, 12b, 12c)로 구성된다. 모든 부품과 함께 라인 요소(12a 12b, 12c)는 각각 동일하게 형성되므로 그 구조는 라인 요소(12a)를 참조하여 설명한다.

복수의 내부 라인(16)이 유연한 재킷 파이프(14) 내에서 정렬된다. 동일하게 형성된 금속 연결 요소(30a)가 재킷 파이프(14)의 두 외부 말단의 각각에 배열된다. 따라서 연결 요소(30a)는 연결 플랜지(32a)의 형성을 위해 반지름 방향으로 돌출하는 칼라(radially projecting collar; 36a)로 자유 가장자리에서 연결하는 슬리브-유사 샤프트(34a)를 포함한다. 연결될 라인 요소(12b)의 반대쪽 연결 요소(30b)가 샤프트(34b) 및 반지름 방향으로 돌출한 칼라(36b)를 가지는 연결 플랜지(32b)와 동일하게 형성된다. 구조를 도 4 및 5에 관련하여 아래에서 자세히 설명한다.

두 라인 요소(12a, 12b)를 연결하기 위해서, 먼저 플러그-유사 연결 요소(18)가 디스크-유사 연결 플레이트(22)에 배열된 중간 플러그(23)로 내부 라인(16)의 말단에서 연결된다. 두 연결 요소(30a, 30b)의 샤프트(34a, 34b)의 원통형 중공 공간으로 고정되고 실링되도록 연결 플레이트(22)를 밀 수 있다. 도 2에 도시된 함께 밀린 상태에서, 하나의 옆에 하나가 놓여 있는 연결 요소(30a, 30b)가 환상 텐션 클램프(50)에 의해 통합되며 서로에 대하여 실링 방식으로 장력이 작용하고 있다. 두 라인 요소(12a, 12b) 사이의 수밀 연결부(watertight connection; 25)가 전체에 대하여 형성된다.

말단 홀더(70)는 해상 공급 라인(10)의 두 말단 영역의 각각에 배열되며, 이 말단 홀더(70)는 특히 도 1의 정면도에 도시되어 있다. 말단 홀더(70)는 중간 통로(76)를 포함하는 환상 커버 플레이트(73)를 가지는 원통형 밀폐 요소(closing element; 72)를 포함한다. 고정 브라켓(holding bracket; 78)이 커버 플레이트(73)의 외부 쪽에 용접되어 특히 수송 목적 및 공급 라인(10)을 고정하는 역할을 한다. 말단 홀더(70)는 어댑터 플랜지(74)에 의해 인접한 라인 요소(12a)의 대응하는 연결 요소(30)를 통해 연결되어 있다.

도 4는 두 라인 요소(12a, 12b)를 연결하는 동안의 중간 상태를 도시한다. 연결될 라인 요소(12b)의 내부 라인(16)의 연결 요소(18)는 이미 연결 플레이트(22)에서 중간 플러그(23)와 연결되어 있다. 연결 플레이트(22)를 라인 요소(12a)의 반대쪽 연결 요소(30a)의 관상 샤프트(34)에 고정되고 실링되도록 민다. 라인 요소(12b)의 연결 요소(30b)와 함께 재킷 파이프(14)가 연결된 내부 라인(16) 위로 밀릴 수 있다. 이렇게 함께 밀리는 동안, 인접 영역(abutment region; 38)이 두 개의 연결 플랜지(32)에 서로 접하게 된다. 인접 영역(38)은 각각 평면 환상 실링 벽(39)을 포함한다. 실링 링(42)을 수용하는 홈이 실링 벽(33) 안에 통합된다. 원뿔형 텐션 플랭크(conical tensioning flank; 41)를 가지는 텐션 영역(tensioning region; 40)이 인접 영역(38)의 반대쪽에 위치한 후면에서 반지름 방향으로 돌출하는 칼라(radially projecting collar; 36)에 형성된다.

텐션 플랭크(41)의 작용은 부분 단면도에서 연결된 라인 요소(12a, 12b)를 도시하는 도 5와 관련하여 자세히 설명한다. 하나에 대하여 다른 하나가 배열되는 두 연결 플랜지(32)가 텐션 클램프(tensioning clamp; 50)에 의해 통합되며, 개별 텐션 클램프 셸(tensioning clamp shell; 52)의 일부만 도시되어 있다. 텐션 클램프 셸(52)은 중앙 내부 홈을 가지는 U-자형 단면을 포함한다. 반지름 방향에 대하여 각을 이루는 텐션 표면(tensioning surface; 54)을 가지는 제1 텐션 벽 및 텐션 표면(tensioning surface; 56)을 가지는 제2 텐션 벽이 형성된다.

두 텐션 표면(54, 56)의 각은 연결 플랜지(30)의 양 후면에서 원뿔 텐션 플랭크(41)의 원뿔 각도에 대응한다. 스레드 보어만 도시되어 있는, 당기는 장치(60)에 의해 원주 방향으로 텐션 클램프(50)의 텐션 클램프 셸(52)을 함께 당겨서, 두 텐션 클램프 셸을 서로를 향해 당긴다. 두 클램프 스크류(미도시)를 조여 반지름 방향으로 함께 당겨서, 텐션 표면(54, 56)의 원뿔 및 라인 요소(12a, 12b)의 두 연결 플랜지(30)를 서로를 향하게 하는 연결된 텐션 플랭크(41)의 형성을 통해 인장력이 유발된다. 동시에 특히 강력하고 조밀하게 모든 기계적으로 안정되고 실링된 연결이 형성된다.

Claims (12)

1. 적어도 두 개의 라인 요소를 가지는 해상 공급 라인(maritime supply line)으로서,
   상기 라인 요소는 각각
   재킷 파이프(jacket pipe),
   상기 재킷 파이프에 배열된 적어도 두 개의 내부 라인(inner line), 및
   연결될 라인 요소가 수밀 연결부(watertight connection)를 형성하도록 상기 라인 요소의 적어도 한 말단에 배열된 연결 요소(connecting element)를 포함하며,
   상기 연결 요소는, 연결될 라인 요소의 연결 플랜지의 반지름 방향으로 돌출하는 칼라가 배치되는, 반지름 방향으로 돌출하는 칼라(radially projecting collar)를 가지는 연결 플랜지를 포함하고,
   수밀 연결부(watertight connection)를 형성하기 위해 두 개의 반지름 방향으로 돌출하는 칼라가 적어도 하나의 텐션 클램프(tensioning clamp)에 의해 통합되어 서로에 대하여 축 방향으로(axially) 장력이 작용하고 있으며, 적어도 하나의 실링 링이 상기 두 개의 반지름 방향으로 돌출하는 칼라 사이에 배열되어 있고,
   상기 내부 라인은 그 말단에 개별 연결 요소(connection element)를 포함하고,
   상기 재킷 파이프의 길이에 대하여 추가적 길이를 가지는 상기 내부 라인은 라인 요소에 형성되며,
   상기 내부 라인은 상기 내부 라인의 추가적 길이를 수용하는 자유 공간을 가지는 재킷 파이프 안에 형성되고,
   연결 플레이트가 상기 연결 요소의 관형 샤프트의 환상 내부 공간에 고정되고 실링되도록 삽입되며, 상기 재킷 파이프(jacket pipe)의 내부로 수분이 침투하는 것이 방지되며,
   상기 재킷 파이프의 외경은 환상 텐션 클램프의 외경보다 큰, 해상 공급 라인.
2. 제1항에 있어서,
   상기 텐션 클램프는 적어도 두 개의 텐션 클램프 셸(tensioning clamp shell)으로 환상으로(annularly) 형성되는 해상 공급 라인.
3. 제1항에 있어서,
   연결될 라인 요소의 연결 플랜지를 배치하기 위한 환상의 인접 영역(annular abutment region)이 연결 플랜지에 배열되며,
   상기 인접 영역에서 반대쪽에 위치한 칼라의 후면에 텐션 영역(tensioning region)이 제공되는 해상 공급 라인.
4. 제3항에 있어서,
   상기 인접 영역은 반지름 방향의 평면 실링벽(planar radial sealing wall)을 포함하며,
   상기 텐션 영역은 환상 원뿔형 텐션 플랭크(annular conical tensioning flank)로 원뿔꼴로(conically) 형성되는 해상 공급 라인.
5. 제4항에 있어서,
   상기 텐션 클램프는 두 개의 반지름 방향으로 형성된 텐션 표면을 가지는 U자형 단면(U-shaped cross-section)으로 형성되며, 상기 적어도 하나의 텐션 표면은 칼라의 원뿔형 텐션 영역에 대응하여 원뿔꼴로(conically) 형성되는 해상 공급 라인.
6. 제2항에 있어서,
   상기 환상의 텐션 클램프는 적어도 두 개의 텐션 클램프를 함께 당길 수 있는, 당기는 수단(pulling means)을 포함하는 해상 공급 라인.
7. 제3항에 있어서,
   적어도 하나의 실링 링(sealing ring)이 상기 인접 영역의 환상 실링벽에 정렬되는 해상 공급 라인.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 내부 라인의 상기 연결 요소를 위한 중간 플러그(intermediate plug)를 가지는 연결 플레이트(connecting plate)가 상기 연결 요소 사이에 정렬되는 해상 공급 라인.
10. 삭제
11. 제1항에 있어서,
    상기 재킷 파이프의 외경은 환상 칼라의 외경보다 큰 해상 공급 라인.
12. 삭제

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