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KR-20260060584-A - Hull lifting assistance apparatus and hull lifting method using air bag

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Abstract

에어백을 이용한 선체 승강 보조 장치 및 선체 승강 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 승강 보조 장치는 레그에 의해 해상 작업 위치에 고정되어 지정된 작업을 수행하는 작업선의 승강을 보조하는 장치로서, 상기 작업선이 상기 레그를 따라 승강하는 과정 중에 보조 부력을 제공하는 에어백; 및 상기 작업선의 선체 하부에 설치되며, 끝단에 상기 에어백이 설치된 승강바를 포함할 수 있다.

Inventors

  • 박종우
  • 서영수

Assignees

  • 삼성중공업 주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241025

Claims (7)

  1. 레그에 의해 해상 작업 위치에 고정되어 지정된 작업을 수행하는 작업선의 승강을 보조하는 장치에 있어서, 상기 작업선이 상기 레그를 따라 승강하는 과정 중에 보조 부력을 제공하는 에어백; 및 상기 작업선의 선체 하부에 설치되며, 끝단에 상기 에어백이 설치된 승강바를 포함하는 선박 승강 보조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 승강바는 제어신호에 의해 하강 길이가 조정되는, 선박 승강 보조 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 에어백은 상기 승강바가 하강하여 해수면 아래에 위치할 경우 공기가 주입되어 부풀린 상태가 되며, 상기 작업선의 승강이 완료된 이후에는 내부의 공기가 배출되어 최소 부피 상태로 보관되는, 선박 승강 보조 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 승강바는 하단에 설치되며, 상기 에어백의 팽창 방향을 가이드하는 반원통 형상의 가이드구를 포함하는, 선박 승강 보조 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 에어백은 부풀린 상태를 유지하는 선박 승강 보조 장치.
  6. 레그에 의해 해상 작업 위치에 고정되어 지정된 작업을 수행하는 작업선을 해상 고정하기 위해 선체 승강하는 방법으로서, 상기 레그를 하강시켜 해저에 파지하는 단계; 하단에 에어백이 설치된 선박 승강 보조 장치의 승강바를 선체로부터 해수면 아래로 하강시키는 단계; 상기 에어백의 보조 부력을 이용하여 상기 선체를 상기 레그를 따라 상승시키는 단계; 상기 선체의 상승이 완료되면, 상기 선체를 상기 레그에 고정하는 단계; 및 상기 선박 승강 보조 장치의 승강바를 상승시키는 단계를 포함하는 작업선의 선박 승강 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 승강바를 하강시키는 단계 이후 상기 에어백에 공기를 주입하여 부풀리는 단계를 포함하고, 상기 승강바를 상승시키는 단계 이후 상기 에어백의 공기를 배출시키는 단계를 포함하는 작업선의 선박 승강 방법.

Description

에어백을 이용한 선체 승강 보조 장치 및 선체 승강 방법{Hull lifting assistance apparatus and hull lifting method using air bag} 본 발명은 에어백을 이용한 선체 승강 보조 장치 및 선체 승강 방법에 관한 것이다. 해상에서 작업하는 작업선은 해상 상태에 따라 작업공간이 흔들리거나 해류 등으로 위치가 이동할 수 있으므로 이를 제어하기 위한 장치가 필요하다. 가장 많이 사용하는 방법은 무어링(mooring)이며, 수심이 깊은 경우에는 방향 전환이 가능한 추진 장치를 이용하여 위치를 제어하기도 한다. 좀더 확실하게 위치를 고정하고 작업 플랫폼(선체)을 안정적으로 고정할 필요가 있는 경우에는 선체에 위아래로 움직이는 레그(leg)를 장치하는 방법이 있다. 이런 선박은 작업 지역까지 이동시에는 레그를 위로 올려서 이동하고, 작업 지역에 도달한 후에 해저까지 레그를 내리게 된다. 레그가 해저에 닿은 상태에서 계속 레그를 내리면 선체는 수면 위로 들어올려지며, 이때부터는 부력이 아닌 자중과 레그로 해저에 고정되게 되므로 해상 환경과 무관한 안정적인 작업 공간이 확보된다. 도 1은 레그에 의한 선체 해상 위치 고정 과정을 나타낸 도면이다. 1) 작업 해역 이동 : 레그(20)에 의한 저항이 작업선(1)의 이동에 방해가 되므로, 레그(20)를 최대한 올려서 이동한다. 2) 작업 위치 조정 : 작업 위치에 도착하여 고정할 위치를 정밀하게 맞춘다. 선체(10)에 설치된 추력기 중 일부의 추력 방향을 제어하여 작업 위치 조정이 수행될 수 있다. 3) 레그 하강 : 레그 승강 시스템을 사용하여 레그(20)의 끝단이 해저에 박힐 때까지 내린다. 4) 선체 리프팅 : 레그 하강 장치를 사용하여 선체(10)를 수면 위로 들어올린다. 이 발명의 배경이 되는 기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경 이해를 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이라고 단정될 수는 없다. 도 1은 레그에 의한 선체 해상 위치 고정 과정을 나타낸 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 승강 보조 장치를 이용한 선체 승강 방법의 순서도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 승강 보조 장치를 구비한 작업선에서의 선체 승강 작업을 도시한 도면, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선체 승강 보조 장치를 구비한 작업선을 나타낸 도면. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 레그를 사용하여 해저에 선체를 고정시키는 선박 또는 플랫폼을 이하 '작업선'이라 한다. 작업선에서는 레그를 하강 혹은 상승시키기 위해 레그 승강 시스템이 적용될 수 있다. 이러한 레그 승강 시스템은 선체와 레그에 연결된 유압 기어 시스템으로 작동할 수 있다. 유압 기어 시스템은 큰 힘을 낼 수 있으며, 레그의 하강 시 속도 혹은 승강량의 정밀 제어가 용이하여 널리 사용된다. 다만, 도 1의 4)에 도시된 것과 같이 선체 리프팅 시에 매우 강한 부하가 걸리게 된다. 선체 리프팅은 작업선의 해상 고정 과정 중의 한 단계이며, 해상에서의 전체 작업 시간과 비교하면 매우 짧은 시간이다. 하지만, 모든 장비가 선체 리프팅 과정의 부하에 맞춰 설계되어야 한다. 따라서, 레그 승강 시스템에 대해 보조적으로 본 실시예에 따른 승강 가능한 구조를 가지며 임시 부력을 만들어 낼 수 있는 선체 승강 보조 장치를 적용할 경우 부가적인 임시 부력을 얻을 수 있어 레그 승강 시스템의 부담을 줄일 수 있다. 이하에서는 작업선에 적용되는 선체 승강 보조 장치 및 이를 이용한 선체 승강 방법에 대해 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 승강 보조 장치를 이용한 선체 승강 방법의 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 승강 보조 장치를 구비한 작업선에서의 선체 승강 작업을 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 작업선(200)은 레그(20)를 사용하여 해저에 선체(210)를 고정시키는 선박 또는 플랫폼일 수 있다. 작업선(200)은 소정 길이를 가지며, 하단이 해저면에 파지되어 선체(210)의 위치(수평좌표)를 고정시키는 레그(20)와, 레그(20)를 선체(210)에 대해 상대적으로 이동시키는 레그 승강 시스템을 포함할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 작업선(200)은 선체(210) 하부에 설치되며, 승강 가능한 구조를 가지는 선박 승강 보조 장치(220)를 포함할 수 있다. 선박 승강 보조 장치(220)는 선체(210)에 보조 부력을 제공하는 보조 부력 장치일 수 있다. 선박 승강 보조 장치(220)는 선체(210)의 하부에서 제어신호에 따라 하강하는 길이가 조정되는 승강바(221)와, 승강바(221)의 하단에 설치되는 에어백(223)을 포함할 수 있다. 승강바(221)의 상단은 선체(210) 내에 체결되어 있으며 그 위치가 고정되어 있어, 승강바(221)의 길이에 따라 하단에 설치된 에어백(223)의 위치(특히, 높이)가 조정될 수 있다. 승강바(221) 내에는 공기가 지나가는 유로가 형성되어 있어, 제어신호에 따라 에어백(223)에 공기를 주입하거나 배출시킬 수 있다. 승강바(221)의 유로는 선체(210) 내에 구비된 에어탱크(미도시)와 연결되어 있을 수 있다. 또한, 승강바(221)는 그 끝단에 설치되어 에어백(223)이 펼쳐지는 방향을 가이드하는 가이드구(222)를 포함할 수 있다. 가이드구(222)는 하면이 개구된 반원통(semi-cylinder) 형상을 가지고 있어, 에어백(223)에 공기가 주입되어 펼쳐질 경우 하방을 향해 펼쳐지도록 가이드할 수 있다. 에어백(223)은 승강바(221)의 하단, 특히 가이드구(222) 내에 설치될 수 있다. 에어백(223)은 내부에 공기가 채워지면 부력을 제공해주는 부력 제공 장치로서 기능한다. 에어백(223)은 충분한 강도의 탄성체로 이루어지며, 실린더와 같은 원통 형상의 풍선과 같은 형태를 가질 수 있다. 내부에는 승강바(221)의 유로를 통해 공급된 고압의 공기가 채워질 수 있다. 또는 평소 보관 시에는 내부의 공기를 배출시켜 부피를 최소화한 상태로 보관되게 할 수 있다. 이 경우 부피가 최소화된 에어백(223)은 가이드구(222) 내의 공간에 완전 수용될 수 있다. 공기가 주입된 에어백(223)은 부력을 제공해 줄 수 있다. 본 실시예에 따른 에어백(223)은 침몰된 선박을 인양하는 과정에서 사용되는 부력 에어백과 같은 기능을 발휘할 수 있다. 또는 선박의 부력이 확보되지 않은 상태에서 진수하는 경우에도 안전을 위해 선체에 장착하여 부가적인 부력을 얻게 하는 부력 에어백과 같은 기능을 발휘할 수도 있다. 본 실시예에서 작업선(200)은 작업 위치에서 높은 파도에도 잠기지 않기 위해 수면에서 충분한 높이까지 승강해야 한다. 이 경우 승강이 완료되는 지점에서도 부력을 제공하는 에어백(223)이 해수면 아래에 잠겨 있다면 선체(210)에 부력을 제공해 줄 수 있게 된다. 따라서, 승강바(221)의 하강 길이는 작업선(200)의 희망 위치에 상응하여 설정될 수 있다. 예컨대, 작업선의 희망 위치로부터 해수면까지의 거리에 상응하여 승강바(221)의 하강 길이가 설정될 수 있으며, 이 경우 선박 승강 과정 중에 항상 에어백(223)이 해수면 아래에 위치하게 할 수 있다. 선박 승강이 완료되면, 승강바(221)는 원래 길이로 복귀하여 에어백(223)을 상승시킴으로써, 해상 작업 중에 선박 승강 보조 장치(220)가 수선면에 닿지 않게 할 수 있다. 승강바(221)의 승강, 에어탱크의 작동(에어백(223)으로의 공기 주입 혹은 에어백(223)으로부터의 공기 배출)에 관한 제어신호는 작업선(200)에 탑재된 제어부(미도시)에 의해 제공될 수 있다. 제어부는 컴퓨팅 장치로서, 제어신호를 생성 및 출력하기 위한 프로세서와, 제어신호의 생성에 필요한 데이터를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 에어백(223)을 이용한 선박 승강 보조 장치(220)가 적용된 작업선(200)에서의 선체 승강 시 에어백(223)에 의한 보조 부력이 발생하는 과정은 다음과 같다. 우선 레그(20) 하단을 하강시켜 해저에 파지시킨다(단계 S110, 도 3의 (a)). 해저 파지가 완료되면, 선박 승강 보조 장치(220)가 작동하여 승강바(221)가 선체(210)로부터 하강한다(단계 S120, 도 3의 (b)). 여기서, 승강바(221)의 하강 길이는 선체(210)를 해상 고정하고자 하는 높이에 상응하여 설정될 수 있다. 승강바(221)의 하강에 따라 에어백(223)은 해수면 아래에 충분히 잠겨 있게 된다. 승강바(221)의 하강이 완료되면, 에어탱크를 작동시켜 에어백(223)에 공기를 주입한다(단계 S130, 도 3의 (c)). 승강바(221)의 유로를 통해 에어탱크 내의 고압 공기가 에어백(223)으로 공급될 수 있다. 해수면 아래에 있는 에어백(223)에 공기가 주입되면, 에어백(223)의 확장된 부피로 인해 부력을 받게 된다. 해당 부력은 승강바(221)를 통해 선체(210)에 전달되어, 선체(210) 자체가 가지는 부력 이외에 보조 부력으로서 작용하게 된다. 에어백(223)이 모두 펼쳐지면, 레그 승강 시스템을 작동시켜 선체(210)가 레그(20)를 따라 기대 높이까지 상승되게 한다(단계 S140, 도 3의 (d)). 기대 높이는 해당 작업선(200)의 작업 높이로서, 해당 작업 구역의 해상 환경에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 선박 상승 높이는 높은 파도에도 선체(210), 특히 하면에 닿지 않을 정도의 높이일 수 있다. 선체가 상승되는 과정 중에 선체(210)가 해수면 위로 올라간 상태에서도 에어백(223)은 해수면 아래에 위치하여 보조 부력을 선체(210)에 계속 제공해 줄 수 있다. 따라서, 레그 승강 시스템은 보조 부력이 없는 선체(210)의 중량을 그대로 부하로