KR101989374B1 - 앵커 체인을 가이드하고 부유식 플랫폼 바닥의 앵커링 장치에 제공되는 도삭기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 앵커 체인(C)을 가이드하고 부유식 플랫폼 바닥의 앵커링 장치(2)에 구비되는 도삭기(1)에 관한 것이다. 상기 도삭기(1)는 상기 대응하는 앵커 체인(C)의 방향 전환을 가이드하는 방향 전환 구조물(10) 및 2개의 조들로 구성된 조 어셈블리를 포함하는 고정 구조물(11)을 포함하고, 2개의 조들은 상기 조들을 역방향으로 회전 이동시키는 수단(22)과 결합된다. 상기 이동 수단(22)은: (a) 상기 조들을 상기 작동 위치로 이동시키고 유지하도록, 상기 조들과 이동 가능하게 결합되고 상기 조들의 작동 위치 및 비작동 위치와 각각 대응하는 하부 위치와 상부 위치 사이에서 높이 조절이 가능한, 소위 "카운터웨이트"라 불리는 자동력이 없는 물체(25); 및 (b) 제어 수단에 의해 제어되고 상기 조들을 상기 작동 위치로부터 상기 비작동 위치로 이동시키고 상기 카운터웨이트(25)를 상기 하부 위치로부터 상기 상부 위치로 이동시키는 액추에이팅 수단(26)을 포함한다.

Description

앵커 체인을 가이드하고 부유식 플랫폼 바닥의 앵커링 장치에 제공되는 도삭기{FAIRLEAD FOR GUIDING AN ANCHORING CHAIN AND INTENDED TO BE PROVIDED TO ANCHORING EQUIPMENT ON THE FLOOR OF A FLOATING PLATFORM}

본 발명은 부유식 플랫폼을 앵커링하는 시스템들에 관한 것으로서, 특히 유정 개발 플랫폼들(ground oil-well exploitation platforms) 또는 (FPSO라고도 알려진) 부유식 생산 저장 및 하역 선박들(floating production storage and offloading vessels)을 앵커링하는 시스템들에 관한 것이다.

통상적으로, 연안의 유정 개발 플랫폼들은 유정 지붕(wellhead)에 연결되고 앵커 체인들(anchor chains)에 의해 지반에 고정된 부유식 구조물들로 이루어진다.

대체로 수평 횡단면이 정사각형인 상기 플랫폼들은 수십 미터 길이의 측면들과 수만 톤(또는 심지어 수십만 톤)에 이르는 무게를 가질 수 있다.

이 플랫폼들은 원유 추출 및 또한 가능한 한 현장 처리에 필요한 모든 수단들을 지지하고; 때로는 또한 선상에 사람이 안전하게 있을 수 있게 하는 장비들을 포함한다.

플랫폼들을 앵커링하기 위해, (그라운드 태클(ground tackles)이라고도 불리는) 몇 개 그룹의 체인들이 매우 일반적으로 사용되며, 각각의 그룹은 플랫폼의 모서리들 중 하나에 배치된다.

각각의 앵커 그룹은 서로 평행하게 배열된 몇 개의 체인들(예를 들면, 3 ~ 8개의 체인들)을 포함한다.

각각의 앵커 체인은 금속 링크들(metal links)의 체인으로 이루어지고, 각각의 금속 링크들은 예를 들면 수십 cm의 길이를 갖고 9 ~ 20cm 직경의 와이어로 만들어진다.

앵커 체인들의 각각의 하단부들은 해저에 매설된 블록을 통해 지반에 고정되도록 하는 수단을 포함한다. 앵커 체인들의 상단부들은 장력 조절 윈치(tensioning winch)에 의해 작동되도록 플랫폼의 흘수선 위에서 플랫폼의 측면에 배치된 작업 스테이션까지 연장된다.

상단부들과 하단부들 사이에서, 체인들의 중간 영역은 일반적으로 도삭기(fairlead)라 불리는 벤딩(bending) 장치와 연결된다.

이러한 도삭기들은 일반적으로 흘수선 높이 아래에서 플랫폼에 고정된다. 도삭기들은 작업 스테이션으로부터 수직방향으로 연장된 상류측 섹션과 해저에 매설된 블록으로 비스듬하게 연장된 하류측 섹션 사이에서, 해당 앵커 체인의 방향 전환을 가이드할 수 있게 한다.

앵커 체인과 연결된 장력 조절 윈치에 의해서 각각의 앵커 체인에 작용된 장력은 스토퍼 수단들에 의해 고정(lock)되고, 스토퍼 수단들 중 일부는 도삭기 자체에 제공될 수 있다.

본 스토퍼 수단들은 서로 평행한 회전축들을 중심으로 관절식으로 연결된 2개의 조들(jaws)로 구성된 하나의 그립 조(grip jaw)를 포함한다.

이 조들은:

- 상류측에서 하류측 방향으로 상기 앵커 체인의 이동(translation)을 고정시키는 활성 위치, 및

- 상기 도삭기 안에서 체인의 이동을 허용하도록 상기 조들이 이격되어 있는 비활성 위치 사이에서,

반대편 방향들로 조들이 회전 작동을 하도록 하는 수단과 연결된다.

해당 작동 수단은 예를 들면, 활성 위치로부터 비활성 위치로의 활성 작동, 그리고 이와 반대인 작동을 보장하는 유압 실린더로 구성된다.

실제로, 앵커 체인들은 특히 체인 링크들의 마찰 마모로 인한 느슨함(slack)짐을 보상하기 위해 일반적으로 1년 또는 2년마다 한 번씩 장력이 재조절될 필요가 있다.

그러나, 앵커 체인들의 영구적인 침습으로 인해, 도삭기에 구비된 그립 조 및 이의 작동 수단은 막힘 및 마모 현상으로 인해 고착될 수 있고, 따라서 적절한 때에 안정적으로 사용될 수 없다. 이는 특히 침습된 실린더 또는 제어 케이블에 대한 경우에 그러하다.

본 발명은 적어도 그립 조의 활성 위치로의 신뢰성 있는 그립 조의 작동을 제공하는 도삭기를 제시함으로써 상기한 문제점들을 보완하기 위한 것이다.

상기한 목적을 위해, 본 발명에 따른 도삭기는:

(i) 상기 해당 앵커 체인의 방향 전환을 가이드하는 벤딩 구조물, 및

(ⅱ) 서로 평행한 회전축들을 중심으로 관절식으로 연결된 2개의 조들로 구성된 그립 조를 포함하는 고정 구조물을 포함하는 유형이고, 여기서 상기 조들은, 상류측에서 하류측 방향으로의 상기 앵커 체인의 이동을 고정시키는 활성 위치 및 상기 도삭기 안에서 체인의 이동을 허용하도록 상기 조들이 이격되어 있는 비활성 위치 사이에서, 반대편 방향들로 조들을 회전 작동시키는 수단과 연결된다.

그리고 이 도삭기는 상기 작동 수단이:

(a) 상기 조들을 상기 활성 위치로 작동시키고 유지하도록, 상기 조들과 이동 가능하게 결합되고 상기 조들의 상기 활성 위치 및 상기 비활성 위치와 각각 대응되는 하부 위치 및 상부 위치 사이에서 높이 방향으로 작동 가능한, "카운터웨이트(counterweight)"라 불리는 자동력이 없는 물체(inert mass), 및

(b) 상기 조들을 상기 활성 위치로부터 상기 비활성 위치로 작동시키고 상기 카운터웨이트를 상기 하부 위치로부터 상기 상부 위치로 작동시키기 위해, 제어 수단에 의해 구동되는 액추에이터 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 실제로, 카운터웨이트는 조들을 활성 위치에 유지할 수 있다.

앵커 체인의 이동을 해제하기 위해, 액추에이터 수단은 해당 조들을 비활성 위치로 작동시킨다. 이 작동은 또한 카운터웨이트가 상부 위치로 이동되도록 하여, 조들의 활성 위치로의 자동 복귀를 위해 기계적인 위치 에너지(이 경우, 중력 위치 에너지)를 저장하는 것을 보장한다.

고정 구조물은 바람직하게는 벤딩 구조물에 인접한 상류측 단부 및 벤딩 구조물과 이격된 하류측 단부를 포함하고; 카운터웨이트는 바람직하게는 고정 구조물의 상기 하류측 단부에 연장된다.

이 경우, 카운터웨이트는 바람직하게는 상기 조들의 회전축과 평행하게 연장된 동일한 회전축을 중심으로 피벗되도록 형성된 2개의 크랭크 아암들에 의해 지지되고; 상기 카운터웨이트는 하부 위치 및 상부 위치에서 바람직하게는 카운터웨이트의 크랭크 아암들의 상기 회전축에 대해서 하류측에 편향(offset)된다.

또한 이 경우, 고정 구조물은 바람직하게는 하류측 출구 덕트를 포함하고; 카운터웨이트는 바람직하게는 상기 출구 덕트 상부로 이동 가능하고 하부 위치에서 상기 출구 덕트를 끼우도록 되어 있는 형상을 갖는 하부면을 포함한다.

카운터웨이트와 액추에이터 수단은 바람직하게는 2개의 조들 중 어느 하나와 조립되고; 상기 2개의 조들은 바람직하게는 회전방향 및 반대편 방향으로 조들을 동기화하는 전달 수단을 통해 기계적으로 결합된다.

이 경우에 그리고 바람직한 실시예에 따르면, 각각의 조는 적어도 하나의 크랭크 아암에 의해 연장되고; 카운터웨이트 및 액추에이터는 상기 조들 중 어느 하나의 상기 크랭크 아암들 중 적어도 하나와 연결되고; 2개의 조들의 크랭크 아암들 중 적어도 2개는 커넥팅 로드에 의해 함께 연결된다.

그러면 카운터웨이트의 크랭크 아암들은 바람직하게는 조들 중 하나의 양측면에 결합된 2개의 크랭크 아암들로 구성되고, 상기 크랭크 아암들의 회전축은 상기 해당 조의 회전축과 병합된다.

특수한 실시예에 따르면, 액추에이터 수단은, 하나의 단부가 그립 조의 조들 중 하나의 크랭크 아암의 단부에 부착되는 풀링 케이블로 구성된다.

다른 실시예에서, 이 액추에이터 수단은 고정 구조물에 구비된 선형 액추에이터, 및 그립 조의 적어도 하나의 조들의 적어도 하나의 크랭크 아암과 협력하는 적어도 하나의 이동 단부를 포함한다.

그리고 선형 액추에이터는 바람직하게는 공압 실린더로 구성되고, 해당 크랭크 아암은 상기 선형 액추에이터의 이동 단부가 그립 조의 활성 위치로부터 비활성 위치로 그립 조를 작동시키기 위한 힘을 가하는 베어링 면을 구비한다.

한편, 도삭기의 고정 구조물은 회전 자유도를 갖는 벤딩 구조물에 부착되고; 상기 고정 구조물의 회전축은 바람직하게는 조들의 회전축들과 평행하다.

본 발명은 단지 예로써만 제공되고 첨부된 도면들에 도시된 2개의 특정 실시예들에 의해 이하에 자세기 설명될 것이나, 이에 한정되지는 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 앵커 시스템을 구비한 부유식 플랫폼을 약간 투시하여 부분적으로 도시한 도면이다.
도 2는 병치된(juxtaposed) 앵커 체인들을 관측할 수 있게 하는 관점에 따른, 도 1의 앵커 시스템의 상부를 확대한 도면이다.
도 3은 그립 조의 조들(미도시)이 활성 위치에 있고 해당 카운터웨이트가 하부 위치에 있고, 그리고 조들을 비활성 위치로 작동시키는 카운터웨이트의 액추에이터 수단이 풀링 케이블(pulling cable)로 구성된, 도 1에 따른 앵커 시스템에 구비되어 있는 카운터웨이트형 도삭기들(counterweighted fairleads) 중 하나를 확대한 사시도이다.
도 4는 도 3의 도삭기의 측면도이다.
도 5는 조들이 활성 위치로 도시되어 있는 도 4의 도삭기의 단면도이다.
도 6은 조들(미도시)이 비활성 위치에 있고 해당 카운터웨이트가 상부 위치에 있는, 도 3 내지 5의 도삭기를 도시한 도면이다.
도 7은 도 6에 따른 도삭기의 측면도이다.
도 8은 비활성 위치에 있는 도삭기의 조들을 도시한, 도 7의 도삭기의 단면도이다.
도 9는 조들을 작동시키는 액추에이터 수단이 공압 실린더 유형의 선형 작동기로 구성된, 본 발명에 따른 도삭기의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 10 및 11은 각각 조들(미도시)의 활성 위치 및 비활성 위치에 대한 작동 수단의 구성을 도시한 도 9의 도삭기의 측면도들이다.

도 1에 개략적으로 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 스토퍼를 구비한 도삭기들(1)은 부유식 플랫폼(P)(여기서 플랫폼(P)은 부분적으로만 도시됨)을 지반에 앵커링하는 시스템(2)의 일부로 되어 있다.

플랫폼(P)은 해저의 지반(S) 상부에 있고 흘수선(F)을 정의하는 수괴(mass of water; M) 상에 부유한다.

앵커 시스템(2)은 예를 들면 플랫폼(P)의 모서리들 중 하나에 각각 배열된 몇 개의 앵커 그룹들(G)로 구성된다(도 1에는, 이 앵커 그룹들(G) 중 하나만이 도시된다).

도 2에 도시된 것처럼, 각각의 앵커 그룹(G)은 병치되고 서로 평행하게 배열되거나 실질적으로 평행하게 배열된 복수의 앵커 체인들(C)(여기서는 7개의 앵커 체인들(C))을 포함한다.

각각의 앵커 체인(C)은 2×2로 얽혀있는 복수의 금속 체인 링크들로 형성된다.

이 체인 링크들은 강(steel)으로 만들어지고; 체인 링크들의 길이는 대략 50 ~ 120cm일 수 있고, 체인 링크들의 폭은 대략 30 ~ 80cm일 수 있다. 체인 링크들은 직경이 예를 들면 9 ~ 20cm로 이루어진 와이어로 만들어진다.

앵커 체인들(C)의 하류측 하단부(C1)는, 임의의 적절한 수단에 의해, 해저의 지반(S) 상에 놓여진 블록(T) 또는 바람직하게는 지반(S)에 매설된 블록(T)에 고정된다(도 1에서는, 체인들(C) 중 하나의 하단부(C1)만이 도시된다).

다른 체인들(C)의 상류측 상단부(C2)는 흘수선(F) 상부에서, 이 경우에는 플랫폼(P)의 상부에서 플랫폼(P)에 구비된 작업 스테이션(3)까지 연장된다.

(특히 도 2에 도시된) 이 작업 스테이션(3)에는, 특히:

- 각각의 체인(C)의 이동을 확실히 고정할 수 있도록 형성된 스토퍼 수단들(4), 및

- 여기서 앵커 그룹(G)을 구성하는 각각의 체인들(C)의 장력을 조절하기 위해서 스토퍼 수단들(4) 위에 이동 가능하게 장착된 하나의 장력 조절 윈치를 포함하는 장력 조절 수단(5)이 존재한다.

각각의 체인(C)과 협력하는 스토퍼 수단들(4)은 수평축들을 중심으로 관절식으로 연결된 2개의 조들을 포함하는 그립 조 유형의 기구들로 구성된다.

상류측에서 하류측 방향으로 해당 앵커 체인(C)의 이동을 고정시키는 활성 위치 및 체인(C)의 이동을 허용하도록 조들이 이격되어 있는 비활성 위치 사이에서, (예를 들면 작동 휠에 의해) 이 조들은 서로에 대해 반대편 방향들로 작동 가능하다.

장력 조절 윈치(5)는 장력 조절 윈치와 연결된 앵커 체인(C)을 두 방향들로 작동시키도록 형성된 예를 들면 전기 윈치로 구성된다.

이 장력 조절 윈치(5)는 여기서 레일 구조물에 의해 가이드되는 롤링 프레임 상에 장착되고, 레일 구조물은 스토퍼 수단들(4)과 평행한 롤링 트랙을 따라 배열된다.

도시하진 않았지만 대안으로서, 앵커 체인들(C) 각각의 상단부(C2)는 그 자체의 고정된 장력 조절 윈치와 연결된다.

각각의 앵커 체인(C)은 또한 앵커 체인의 하단부(C1) 및 상단부(C2) 사이에 연장된 중간 영역(C3)을 구비한다.

이 중간 영역(C3)은 여기서 플랫폼의 흘수선(F)의 수준 아래에서 플랫폼(P)에 고정된 도삭기들(1) 중 하나와 협력한다.

이 도삭기(1)는 흘수선(F) 아래에서 해당 앵커 체인(C)이 플랫폼(P)으로부터 벗어나는 지점을 편향(offset)시킬 수 있다(도 1 참조).

따라서, 각각의 도삭기(1)는:

- 작업 스테이션(3)(더 정확하게는 해당 스토퍼 수단들(4))으로부터 도삭기(1)를 향하여 아래로 연장된 수직방향 상류측 섹션(C4)(또는 수직 상류측 스트랜드(strand), 및

- 하방 경사를 따라 이 도삭기(1)로부터 지반(S)에 앵커링하기 위한 그 블록(T)을 향하여 아래로 연장된 비스듬한 하류측 섹션(C5)(또는 비스듬한 하류측 스트랜드) 사이에서, 앵커 체인(C)의 중간 영역(C3)의 방향 전환을 가이드하는 것을 보장한다.

도 1 및 2에 도시된 것처럼, 활송(chute) 섹션(6)은 각각의 앵커 체인(C)의 수직 섹션(C4)을 가이드하고 유지하는 것을 돕는다.

본 발명에 따른 도삭기(1)의 구조 및 작동은 도 3 내지 8을 참조하여 이하에 기술되는 제1 실시예의 틀 안에서 더욱 상세히 기술된다.

도 3 및 4에 도시된 것처럼, 도삭기(1)는:

(i) 앵커 체인의 수직 상류측 섹션(C4) 및 비스듬한 하류측 섹션(C5) 사이에서 앵커 체인(C)의 방향 전환을 가이드하는 기어 구조물(10), 및

(ⅱ) 이 도삭기(1)와 협력하는 앵커 체인(C)의 이동을 고정시키는 고정 구조물(11)을 포함한다.

벤딩 구조물(10)은 부유식 플랫폼(P)에 벤딩 구조물을 부착하기 위해 지지부(12)에 구비된다.

이 지지부(12)는 여기서 예를 들면 용접에 의해 및/또는 추가 부품들을 통해(볼트, 리벳 등) 부유식 플랫폼(P)에 부착된 금속 플레이트들의 세트로 구성된다.

이 지지부(12)는 기어 구조물에 수직으로 또는 적어도 대략 수직으로 연장된 축(13)을 중심으로 회전 자유도를 제공하도록 기어 구조물(10)을 구비한다.

이러한 목적을 위해, 지지부(12)는 원통형 평면 베어링(14)(도 5 참조)을 포함하고, 이 원통형 평명 베어링 상에 벤딩 구조물(10)의 (저널 또는 샤프트를 형성하는) 원통형 후방부(15)가 끼워지고 가이드된다.

이 벤딩 구조물(10)은 또한 해당 앵커 체인(C)의 방향 전환을 가이드하는 부분(17)을 구비한다.

이 가이드부(17)는 여기서 'U' 형상 수평 단면을 갖는 부재로 구성되고, 이 부재는 이격되고 서로 대면하는 2개의 수직 측벽들(172)에 의해 연장된 (원통형 후방부(15)로부터 이격된) 전방 금속 벽(171)으로 이루어진다.

전방 금속 벽(171)은 그 대칭면이 상기한 수직 회전축(13)을 관통하도록 배열된 대체로 'V' 형상 단면을 갖는다.

이 전방 금속 벽(171)은 벤딩 구조물(10)의 수직 회전축(13)으로부터 이격되어 연장된 중심 엣지(173)를 포함하고; 전방 금속 벽은 또한 상기한 엣지(173)로부터 후방으로 분기되고 측벽들(172) 중 하나에 의해 각각 연장된 2개의 측면 플랩들(174)을 포함한다.

엣지(173)는 후방부(15)를 향하여 볼록하게 배향된 만곡된 형상을 갖는다. 예를 들면, 이 엣지(173)는 50 ~ 100cm 사이의 반경으로 이루어진 대체로 원호 형상을 갖는다. 이 반경의 중심은 후방부(15)의 반대편에 위치한다.

분기된 플랩들(174)은 작은 직경이 상기한 엣지(173)에 의해 형성되는 대체로 원뿔대 부분 형상을 갖는다.

측벽들(172)은 후방부(15)까지 연장되고, 후방부의 양측면에 고정된다.

후방부(15)에 구비된 가이드부(17)는 따라서 수직 회전축(13)을 중심으로 자유도를 갖는다.

가이드부(17)는 후방부(15)와 함께 앵커 체인(C)이 관통하는 덕트(178)(도 5 참조)를 한정한다.

전방 금속 벽(171)은 덕트(178)의 범위를 정하고 앵커 체인(C)과 협력하여 앵커 체인을 가이드하고 캠버링(cambering)하는 것을 보장하는 (후방부(15) 맞은편에 위치한) 후방면을 갖는다. 마찬가지로, 측벽들(172) 맞은편의 면들은 이 덕트(178)의 측방향 범위를 정하고 앵커 체인(C)의 측방향 고정을 돕는다.

이 가이드부(17)는 앵커 체인(C)을 구성하는 체인 링크들의 크기의 함수로서 치수가 결정된다.

특히, 2개의 대면하는 측벽들(172)의 이격된 거리는 바람직하게는 체인(C)의 체인 링크들의 폭과 동일하거나, 이 폭보다 약간 더 크다.

마찬가지로, 전방 금속 벽(171)의 깊이는 바람직하게는 체인(C)의 체인 링크들의 폭의 절반과 대응한다(또는 상기 값보다 약간 작다).

그러나, 실제로, 이 전방 금속 벽(171)은 다양한 크기들의 체인 링크들을 수용하도록, 또는 심지어 앵커 체인을 설치하는 동안 사용될 수 있는 케이블을 수용하도록 되어 있다.

고정 구조물(11)은 작동 수단(22)과 연결된 그립 조(21)(도 5 참조)를 구비한 지지부(20)를 포함한다.

지지부(20)는 여기서 서로 평행하게 배열되고 서로 이격된 2개의 금속 플레이트들(201)로 구성되고, 금속 플레이트들은 각각:

- 동일한 횡방향 회전축(23)을 중심으로, 가이드부(17)의 측벽들(172) 중 하나에 피벗(pivot) 가능하게 장착된 상류측 단부(202), 및

- 앵커 체인(C)의 하류측 섹션(C5)을 가이드하기 위해 정사각형 단면을 갖는 관형 부재(24)를 함께 구비한 하류측 단부(203)를 포함하는 2개의 단부들을 구비한다.

이 상류측 단부(202)와 하류측 단부(203)는 또한 각각 고정 구조물(11)의 상류측 단부와 하류측 단부를 형성한다.

따라서, 횡방향 회전축(23)은 또한 이 고정 구조물(11)의 회전축을 형성한다. 이 회전축(23)은 여기서 수평방향이고 수직 회전축(13)과 수직으로 연장된다.

또한 벤딩 구조물(10)에 구비된 이 고정 구조물(11)은 상기한 수직방향 회전축(13)을 중심으로 이동된다는 것을 알 수 있다.

(지지 요소의 하류측 단부(203)에서) 지지 요소(20)의 2개의 측면 플레이트들(201) 사이에 매설된 그립 조(21)는 하부 조(211a)와 상부 조(211b)의 2개의 조들(211)로 구성된다(도 5 참조).

이 조들(211)은 각각:

- 회전축(213)(각각 213a 및 213b)을 중심으로 관절식으로 연결된 하류측 단부(212), 및

- 앵커 체인(C)의 체인 링크들과 협력하는, 특히 수직 평면에 연장된 체인 링크들의 하류측 단부와 협력하는 상류측 단부(214)(도 5 참조)의 2개의 단부들을 포함한다.

이 2개의 조들(211)의 회전축(213)은 서로 평행한, 그리고 또한 이 고정 구조물(11)의 횡방향 회전축(23)과 평행한 수평방향으로 연장된다.

이 조들(211)은 조들의 회전 작동을 위한 수단들(22), 즉:

- 하부 위치(도 3 내지 5 참조)와 상부 위치(도 6 내지 8 참조) 사이에서 이동 가능하고 제1 회전방향으로 조들을 이동시키기 위해 조들(211)과 이동 가능하게 결합된 "카운터웨이트(counterweight)"라 불리는 자동력이 없는 물체(25; inert mass), 및

- 반대편 회전방향으로 조들(211)을 작동시키는 액추에이터 수단(26)과 협력한다.

이 작동 수단들(22)은 또한 각각 일종의 크랭크를 형성하는 아암들(27, 28, 29)을 포함하고, 조들(211), 카운터웨이트(25) 및 액추에이터 수단(26) 사이의 협력을 보장한다.

크랭크 아암들(27, 28, 29)은 상기 2개의 조들(211)의 작동을 위해 2개의 조들(211) 중 어느 하나로 연장된다.

카운터웨이트(25)는 고정 구조물(11)의 관형 부재(24)를 둘러싸거나 끼우기 위해 하부 위치에서 대체로 하방으로 개방된 'V' 또는 'U' 형상을 갖는다(도 3 내지 5 참조 - 횡방향 체인 링크 하류측에 지지된 종방향 체인 링크는 조들의 폐쇄를 고정하고, 따라서 카운터웨이트(25)의 하방 이동은 관형 부재(24)의 바로 위에 있고 관형 부재와 접촉하지 않는다).

이 카운터웨이트(25)는 예를 들면 100 ~ 2000kg 사이의 질량을 갖는다.

이 카운터웨이트(25)는 그립 조(21)의 하부 조(211a)에 연결된 2개의 제1 크랭크 아암들(27)에 구비된다.

각각의 제1 크랭크 아암(27)은 카운터웨이트(25)의 측단부에 부착된 하류측 단부(271) 및 하부 조(211a)에 부착된 상류측 단부(272)를 포함한다.

이 2개의 단부들(271, 272) 사이의 거리, 또는 다시 말해서 카운터웨이트(25)의 회전 반경은 바람직하게는 1 ~ 2m 사이이다.

이 제1 크랭크 아암들(27)은 각각 대체로 만곡된 형상을 갖는다.

이 제1 크랭크 아암들(27) 중 하나의 상류측 단부(272)는 상류측 연속부(273)(제2 실시예에 대한 도 9에만 도시됨)에 의해 연장된다.

제1 크랭크 아암들(27)은 따라서 하부 조(211a)의 양측면에 결합되고, 이 크랭크 아암들(27)의 작동 및 상기 해당 하부 조(211a)의 회전축(213a)에 따른 해당 카운터웨이트(25)의 작동을 보장한다.

액추에이터 수단(26)은 여기서 풀링 케이블(261)로 구성되고, 풀링 케이블의 하류측 단부는 하부 조(211a)에 또한 결합된 제2 크랭크 아암(28)에 착탈 가능하게 고정되도록 하는 부재(262)를 구비한다.

여기서 이 고정 부재(262)는 이 경우에 삼각형의 슬롯(263)을 구비한 플레이트로 구성된다.

이 풀링 케이블(261)의 상류측 단부는 작업 스테이션(3)의 장력 조절 수단(5)에 위치한 보조 윈치(미도시)와 연결된다.

해당 제2 크랭크 아암(28)은 (하부 조(211a)와 이격된) 그 자유 단부에 간격 유지 로드(미도시)에 구비된 플레이트(281)를 포함한다.

이 플레이트(281)는 또한 함께 열쇠 타입 시스템(keyed type system)을 형성하도록 고정 부재(262)의 슬롯(263)의 형상과 상호 보완적인 삼각형상을 갖는다.

이 플레이트(281)는 플레이트의 윤곽이 해당 고정 부재(262)의 슬롯(263)에 대해서 바람직하게는 180° 피벗되도록 배열된다.

고정 부재(262)를 분리하기 위해, 고정 부재의 슬롯(263)이 플레이트(281)와 대응하여 위치되도록 플레이트는 180° 피벗되어야 하고; 그러면 고정 부재(262)는, 자신과 평행한 측방향 이동을 함으로써, 플레이트(281)가 고정 부재(262)의 슬롯(263)을 관통하도록 분리될 수 있다.

또한 풀링 케이블(261)은 고정 구조물(11)의 횡방향 회전축(23)에서 벤딩 구조물(10)에 고정된 벤딩 부재(265)에 의해 가이드된다.

제3 크랭크 아암(29)은 그립 조(21)의 상부 조(211b)와 결합된다.

커넥팅 로드(30)는 상기 3개의 크랭크 아암들(27, 28, 29) 중 적어도 2개와 연결되어 회전방향 및 반대편 회전방향으로의 조들(211)의 동기화를 보장하는 전달 수단을 형성한다.

이 경우, 커넥팅 로드(30)는:

- (상부 조(211b)와 결합된) 제3 크랭크 아암(29)의 자유 단부, 및

- 하부 조(211a)와 결합된 제1 크랭크 아암들(27)의 상류측 연속부(273)(제2 실시예에 대한 도 9에 도시됨)에 피벗 가능하게 링크된다.

제3 크랭크 아암(29)의 이 자유 단부는 조들(211)의 회전축들(213)을 관통하는 평면에 대해서 제1 측면(하류측 측면) 상에 연장된다. 제1 크랭크 아암들(27)은 또한 이 제1 측면(하류측) 상에 연장된다.

제2 크랭크 아암(28)과 제1 크랭크 아암들(27)의 상류측 연속부(273)는 조들(211)의 회전축들(213)을 관통하는 상기 평면에 대해서 제2 측면(상류측 측면) 상에 연장된다.

실제로, 상류측에서 하류측 방향으로의 앵커 체인(C)의 이동을 고정하기 위해, 그립 조(21)의 조들(211)은 활성 위치로 작동된다(도 5 참조).

이 조들(211)의 서로 가까워지는 상류측 단부들(214)은 그러면 이 앵커 체인(C)의 체인 링크들 중 하나에 접하게 되고(즉, 여기서 체인 링크는 종방향으로 연장되고 플레이트들(201)과 평행하다); 이 조들(211)은 그러면 조들의 하류측 단부들(212)로부터 조들의 상류측 단부들(214)로 서로 모이게 된다.

이 활성 위치는 크랭크 아암들(27)을 통해 하부 조(211a)에 결합된, 하부 위치의 카운터웨이트(25)에 의해 유지된다.

카운터웨이트(25)는 여기서 하방 덕트(24) 위에 놓이고, 따라서 앵커 체인(C)의 하류측 섹션(C5) 바로 위에서 연장된다.

따라서 이 카운터웨이트(25)는 크랭크 아암들(17)을 통해 하부 조(211a)에 제1 회전방향(도면들에서 시계방향)으로 모멘트 힘을 가하고; 커넥팅 로드(30)는 제3 크랭크 아암(29)을 통해 상부 조(211b)에 제2 회전방향(반시계방향)으로 모멘트 힘을 발생시킨다.

앵커 체인(C)이 앵커 시스템(2) 안에서 특히 상류측에서 하류측 방향으로 이동되어야 할 때, 조들(211)은 비활성 위치로 작동된다(도 8 참조).

이러한 목적을 위해, 예를 들면 작업자에 의해 제어 수단들이 구동되어, 풀링 케이블(261)이 하류측에서 상류측 방향으로 이동된다.

따라서 풀링 케이블의 단부 부재(262)는 해당 크랭크 아암(28)에 하류측에서 상류측 방향으로 당김 힘(pulling force)을 가한다. 그러면 이 당김 힘은 단부 부재와 결합된 하부 조(211a)가 제1 회전방향(도 3 내지 8에서 반시계방향)으로 피벗되도록 한다.

이 동작은 커넥팅 로드(30)에 의한 (도 3 내지 8에서 시계방향으로) 힘의 전달에 의해 반대편 방향으로 상부 조(211b)의 회전을 일으킨다.

따라서 조들(211)은 도삭기(1) 안에서 체인(C)의 이동을 해제하도록 조들의 단부들(214)이 이격되는 비활성 위치에 도달한다(도 8 참조).

그립 조(21)의 이 작동 중에, 카운터웨이트(25)는 카운터웨이트의 하부 위치(하류측 관형 섹션(24) 근처 - 도 3 내지 5 참조)로부터 상부 위치(하류측 관형 섹션(24)과 이격된 위치 - 도 6 내지 8 참조)로 이동된다.

이 상부 위치로 작동된 카운터웨이트(25)는 기계적인 위치 에너지, 특히 중력 위치 에너지를 저장한다.

하부 위치(도 3 내지 5 참조) 및 상부 위치(도 6 내지 8 참조)의 카운터웨이트(25)는 그 회전축(213a)에 대해서 하류측에 편향된다(즉, 해당 크랭크 아암들(27)의 회전축에 대해서 더 하류측에 편향된다)는 것을 알 수 있다. 따라서 카운터웨이트의 무게 중심은 이 회전축(213a)을 관통하는 수직 평면에 대해서 하류측 측면에 항상 머물고, 따라서 도 3 내지 8에 따른 시계방향으로 카운터웨이트를 피벗하는 것이 쉬워진다.

따라서, 도삭기(1)에 앵커 체인(C)을 고정하기 위해, 풀링 케이블(261)이 바로 해제된다.

카운터웨이트(25)는 크랭크 아암들(27)에 의해 하부 조(211a)에 시계 회전방향으로 모멘트 힘을 가하고, 커넥팅 로드(30)는 상부 조(211b)에 반시계 회전방향으로 모멘트 힘을 전달한다.

조들(211)을 활성 위치로 작동 및 유지하기 위한 상기 카운터웨이트(25)의 존재는 또한 앵커 체인(C)의 장력 조절 중에 또는 약간 느슨한 앵커 체인(C)을 조이는데 유용하다.

실제로, 당김 힘은 하류측에서 상류측 방향으로 앵커 체인(C)에 바로 가해져야 하고; 조들(211)은 해당 카운터웨이트(25)의 작동 하에서 래칫 현상(ratchet phenomenon)을 보장한다(조들(211)은 체인의 각각의 종방향 링크의 통로에서 이격된다).

도 9 내지 11은 본 발명의 제2 실시예를 도시한다.

이 도삭기(1)는 고정 구조물(11)을 구비한 기어 구조물(10)을 포함한다는 점에서 도 3 내지 8을 참조하여 위에서 기술된 도삭기와 유사하다.

또한 관절식으로 연결된 조들(211)로 구성된 그립 조(21)가 존재하고(도 9 내지 11에는 도시되지 않음), 이 조들은 앞에서 언급한 활성 위치 및 비활성 위치 사이에서 회전 작동될 수 있다.

이 도삭기(1)는 또한:

(i) 활성 위치에서 조들(211)을 작동 및 유지하는 카운터웨이트(25), 및

(ⅱ) 조들(211)을 활성 위치로부터 비활성 위치로 작동시키고 카운터웨이트(25)를 그 하부 위치로부터 상부 위치로 작동시키기 위해, 제어 수단(미도시)에 의해 구동되는 액추에이터 수단(35)을 포함하는 작동 수단(22)을 포함한다.

다시, 카운터웨이트(25)는 대응하는 회전축(213a)을 중심으로 카운터웨이트에 회전 운동을 가하도록 2개의 제1 아암들(27)에 의해 하부 조(211a)에 회전식으로 결합된다.

이 실시예는 액추에이터 수단(35)이 여기서 고정 구조물(11)에, 특히 고정 구조물의 측면 플레이트들(201) 중 하나의 외측면에 구비된 선형 액추에이터로 구성된다는 점이 다르다.

선형 액추에이터(35)는 여기서 공압 실린더로 구성되고, 작업 스테이션(3)에 위치된 공압 제공기(36) 및 공압 분배기(미도시)와 연결된다.

더 정확하게는, 이 선형 액추에이터(35)는 단일-효용(single-effect) 공압 실린더이고, 그립 조(21)의 상부 조(211b)와 회전식으로 결합된 크랭크 아암(29)과 협력한다.

선형 액추에이터(35)는 여기서 임의의 자유도 없이 고정되고 그립 조(21)의 조들(211)의 회전축들(213)을 관통하는 평면과 평행하거나 적어도 대략 평행한 평면으로 연장된다.

이 선형 액추에이터(35)는 실린더(351)와 이동 로드(352)를 포함한다.

로드(352)는 상방으로 연장 가능하고; 로드의 자유 단부(353)는 대체로 구형 캡의 형상을 갖는다(특히 도 11 참조).

이 선형 액추에이터(35)와 협력하는 크랭크 아암(29)은 여기서 해당 조(211b)의 회전축(213b)의 양측면에 연장된 2개의 섹션들, 즉;

- 결합 로드(30)를 통해 제1 크랭크 아암(27)의 상류측 연장부(273)와 협력하는 하류측 섹션(295), 및

- 이 선형 액추에이터(35)와 협력하는 상류측 섹션(296)을 포함한다.

이 크랭크 아암(29)의 상류측 섹션(296)은 횡방향 플레이트(297)를 구비하고, 이 횡방향 플레이트는 직접적으로 또는 도 10 및 11에 도시된 것처럼 추가된 플레이트(299)를 통해, 액추에이터(35)의 이동 로드(352)의 자유 단부(353)에 대한 베어링 면으로서 작용하는 하부면(298)을 포함한다.

플레이트(299)는 바람직하게는 낮은 마찰계수 및 내식성을 갖는 소재(예를 들면, 합성 화이버 충진 수지(synthetic fiber filled resin) 유형의 복합 재료)로 구성된다.

활성 위치 및 비활성 위치 사이에서 이 도삭기(1)의 작동 및 도삭기의 조들(211)의 작동은 도 3 내지 8을 참조하여 전술한 것과 유사하다.

특히, 앵커 체인(C)의 이동을 고정하기 위해, 선형 액추에이터(35)의 로드(352)는 선형 액추에이터의 실린더(351) 안으로 후퇴한다(도 10 참조).

카운터웨이트(25)는 하부 위치에 있고, 크랭크 아암들(27, 29)을 통해 가해진 힘 때문에 조들(211)이 활성 위치에 유지된다.

앵커 체인(C)을 특히 상류측에서 하류측 방향으로 작동시키기 위해, 로드(352)의 실린더(351)로부터 로드(352)가 인출되도록 제어 수단들이 구동된다(도 9 및 11 참조).

그러면 이 작동은 베어링 면(298/299)에 위치한 로드(352)의 단부(353)를 이동시키고, 따라서 베어링 면은 제2 크랭크 아암(29)이 그 회전축(213b)을 중심으로 시계방향으로 피벗되도록 한다.

이 운동은 커넥팅 로드(30)를 통해 제1 크랭크 아암(27)에 전달되고, 제1 크랭크 아암이 반대방향(도 11에서 반시계방향)으로 피벗되도록 한다.

그러면 2개의 크랭크 아암들(27, 29)의 반대방향들로의 이 회전 운동은 크랭크 아암들과 연결된 조들(211)의 피벗을 보장하고, 따라서 활성 위치로부터 비활성 위치로의 작동을 제공한다.

이 작동 중에, 카운터웨이트(25)는 그 하부 위치로부터 상부 위치로 작동된다(도 11 참조).

그리고 나서 앵커 체인(C)은 도삭기(1) 안에서 두 방향들로 이동할 수 있다.

조들(211)의 활성 위치로의 복귀를 위해서, 액추에이터(35)의 공압은 바로 억제되어야 한다.

그러면 카운터웨이트(25)는 로드(352)를 실린더(351) 안으로 후퇴시키고, 다시 크랭크 아암들(27, 29)을 반대방향들로 그리고 해당 조들(211)을 활성 위치로 피벗시킨다(도 10 참조).

선형 액추에이터(35)를 구비한 이 실시예는 단 하나의 단일-효용 액추에이터(따라서 하나의 가스켓)의 사용을 통해 간단하고 신뢰할 수 있다는 점에서 장점을 갖는다.

이 실시예에서, 카운터웨이트(25)는 또한 후킹(hooking) 플레이트(251)를 구비하고, 후킹 플레이트에는 후크가 부착될 수 있어 상방으로의 당김 힘이 이 카운터웨이트(25)에 가해질 수 있고, 따라서 카운터웨이트를 하부 위치에서 상부 위치로 이동시킬 수 있다. 이 플레이트(251)는 특히 공압 시스템의 장애가 발생한 경우에 조들을 개방하고 도삭기(1) 안에서 체인(C)을 해제할 수 있는 여분의 안전 수단으로서 유용하다.

따라서, 본 발명에 따른 도삭기(1)는 활성 위치에서 그립 조를 효율적으로 유지하는 장점을 갖는 한편, 상기 유지를 위해 마모되는 기계적인 수단이 없어서 신뢰할 수 있다.

Claims (10)

1. 부유식 플랫폼(P)을 지반(S)에 앵커링하는 시스템(2)에 구비된 앵커 체인(C) 가이드용 도삭기(1)로서, 상기 도삭기(1)는:
   (i) 상기 앵커 체인(C)의 방향 전환을 가이드하는 벤딩 구조물(10), 및
   (ⅱ) 서로 평행한 회전축들(213)을 중심으로 관절식으로 연결된 2개의 조들(211)로 구성된 그립 조(21)를 포함하는 고정 구조물(11)을 포함하고,
   상기 조들(211)은:
   - 상류측에서 하류측으로의 방향에서의 상기 앵커 체인(C)의 이동을 고정시키는 활성 위치, 및
   - 상기 도삭기(1) 안에서 체인(C)이 이동할 수 있도록 상기 조들(211)이 이격되어 있는 비활성 위치 사이에서, 서로 반대방향으로의 회전 작동을 위한 수단(22)과 연결되고,
   상기 작동 수단(22)은:
   (a) 상기 조들(211)을 상기 활성 위치에서 작동시키고 상기 활성 위치에 유지하도록, 상기 조들(211)과 이동 가능하게 결합되고 상기 조들(211)의 상기 활성 위치 및 상기 비활성 위치와 각각 대응되는 하부 위치 및 상부 위치 사이에서 높이 방향으로 작동 가능한, "카운터웨이트"라 불리는 자동력이 없는 물체(inert mass; 25), 및
   (b) 상기 조들(211)을 상기 활성 위치로부터 상기 비활성 위치로 작동시키고 상기 카운터웨이트(25)를 상기 하부 위치로부터 상기 상부 위치로 작동시키기 위해, 제어 수단에 의해 구동되는 액추에이터 수단(26, 35)을 포함하는 것을 특징으로 하는 도삭기.
   
2. 제1항에 있어서,
   고정 구조물(11)은 벤딩 구조물(10)에 인접한 상류측 단부(202) 및 벤딩 구조물(10)과 이격된 하류측 단부(203)를 포함하고, 카운터웨이트(25)는 고정 구조물(11)의 상기 하류측 단부(203)에 연장되는 것을 특징으로 하는 도삭기.
   
3. 제2항에 있어서,
   카운터웨이트(25)는 상기 조들(211)의 회전축(213)과 평행하게 연장된 동일한 회전축(213a)을 중심으로 피벗되도록 되어 있는 2개의 크랭크 아암들(27)에 의해 지지되고, 상기 카운터웨이트(25)는 하부 위치 및 상부 위치에서 상기 회전축(213a)에 대해서 하류측에 편향되는 것을 특징으로 하는 도삭기.
   
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   고정 구조물(11)은 하류측 출구 덕트(24)를 포함하고, 카운터웨이트(25)는 상기 하류측 출구 덕트(24) 상부로 이동 가능하고 하부 위치에서 상기 하류측 출구 덕트(24)를 끼우기에 적합한 형상을 갖는 하부면을 포함하는 것을 특징으로 하는 도삭기.
   
5. 제1항에 있어서,
   카운터웨이트(25)와 액추에이터 수단(26, 35)은 2개의 조들 중 어느 하나와 조립되고, 상기 2개의 조들(211)은 회전방향 및 반대편 방향으로 조들을 동기화하는 전달 수단(30)을 통해 기계적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 도삭기.
   
6. 제5항에 있어서,
   각각의 조(211)는 적어도 하나의 크랭크 아암(27, 28, 29)에 의해 연장되고, 카운터웨이트(25) 및 액추에이터 수단(26, 35)은 상기 조들(211) 중 어느 하나의 상기 크랭크 아암들(27, 28, 29) 중 적어도 하나와 연결되고, 2개의 조들(211)의 상기 크랭크 아암들(27, 28, 29) 중 적어도 2개는 커넥팅 로드(30)에 의해 함께 연결되는 것을 특징으로 하는 도삭기.
   
7. 제6항에 있어서,
   카운터웨이트(25)는 상기 조들(211)의 회전축(213)과 평행하게 연장된 동일한 회전축(213a)을 중심으로 피벗되도록 되어 있는 2개의 크랭크 아암들(27)에 의해 지지되고, 상기 카운터웨이트(25)는 하부 위치 및 상부 위치에서 상기 회전축(213a)에 대해서 하류측에 편향되고,
   카운터웨이트(25)의 크랭크 아암들(27)은 조들(211a) 중 하나의 양측면에 결합된 2개의 크랭크 아암들(27)로 구성되고, 상기 크랭크 아암들(27)의 회전축(213a)은 상기 조들(211a)의 회전축(213a)과 병합되는 것을 특징으로 하는 도삭기.
   
8. 제6항에 있어서,
   액추에이터 수단(26)은, 하나의 단부(262)가 그립 조(21)의 조들(211a) 중 하나의 크랭크 아암(28)의 단부에 부착되는 풀링 케이블(261)로 구성된 것을 특징으로 하는 도삭기.
   
9. 제6항에 있어서,
   액추에이터 수단(35)은 고정 구조물(11)에 구비된 선형 액추에이터를 포함하고, 상기 선형 액추에이터는 그립 조(21)의 적어도 하나의 조들(211b)의 적어도 하나의 크랭크 아암(29)과 협력하는 이동 단부(353)을 포함하는 것을 특징으로 하는 도삭기.
   
10. 제9항에 있어서,
    선형 액추에이터는 공압 실린더로 구성되고, 크랭크 아암(29)은 상기 선형 액추에이터가 활성 위치로부터 비활성 위치로 조들(211)을 작동시키기 위한 힘을 가하는 베어링 면(298, 299)을 구비한 것을 특징으로 하는 도삭기.

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