KR100259313B1 - 선박을 선적 또는 하역용부이에 연결하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해안에 정박되어 있는 물에 잠긴 선적/하역용 부이(2)에 부유성 배(1)를 회전가능하도록 장착시키고, 상기 부이(2)는 배(1)내의 물에 잠겨서 하향 개방식 수납 공간(3)내로 도입되고 해제가능한 방식으로 고정될 수 있도록 적용된 형태로 이루어져 있고, 가동되는 동안 상기 부이(2)는 적어도 하나의 전송 라인(4)에 연결되고 이러한 라인(4)과 상기 배상의 튜브 시스템(10) 사이에 전송 연결부를 형성시키는 장치이다. 상기 부이(2)는 수납 공간(3)에 견고하게 고정될 수 있도록 배열된 외부 부재(15)와 상기 부이(2)가 상기 수납 공간(3)에 고정될 때 상기 배(1)가 중앙 부재(16) 주위를 회전 할 수 있도록 상기 외부 부재(15)에 회전 가능하도록 장착된 중앙 내부 부재(16)로 구성되고 상기 중앙 부재(16)의 상단부는 선회수단(31)을 통해서 적어도 하나의 가요성 조인트 수단을 통해서 배의 튜브 시스템(10)에 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

선박을 선적 또는 하역용 부이에 연결하기 위한 장치

본 발명은 떠있는 선박을 해저에 정박되어 있는 잠수된 선적 또는 하역용 부이에 회전가능하게 연결하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 부이는 선박내의 하향 개방 수납 공간내에 도입되고 분리가능하게 고정될 수 있도록 배치되고, 상기 부이는 상기 수납 공간에 고정되도록 배치된 외부 부력 부재와, 그위에 상기 외부 부력 부재가 회전 가능하게 장착되는 중앙 부재를 포함하며, 상기 중앙 부재는 상기 외부 부력 부재가 상기 수납 공간에 고정될 때 선박이 상기 외부 부력 부재와 함께 상기 중앙 부재를 중심으로 회전할 수 있도록 해저에 정박되며, 상기 중앙 부재의 하단부는 중앙 부재를 거쳐 매체를 이송하기 위한 하나 이상의 이송 라인에 연결된다.

전술한 유형의 부이 선적 장치 형태로 된 계선 장치는 미국 특허 제4,490,121호에 개시되어 있다. 상기 특허 명세서는 전술한 유형의 부이를 갖는 실시예를 포함하는 다수의 상이한 실시예를 도시하고 있다. 이러한 실시예에 있어서, 부이 수납 공간은 수면 위에서 선박으로부터 돌출되고 선박에 고정된 아암에 배치되며, 그에따라 부이는 수납 공간에 배치될 때 수면의 외부로 부분적으로 또는 완전히 상승되게 된다. 따라서, 수납 공간 및 부이 양자는 거칠거나 격심한 표면 상태를 겪게 된다. 그러한 장치는 연결 및 분리시의 실행의 어려움으로 인해, 또 바람이 세고 파도가 높은 해상에서의 어려운 조건하에서 선원에 대한 안전성의 결여로 인해 실질적인 날씨 제한을 받고 또 파도가 높은 바다에서 작동가능하지 않게 될 것임은 명확할 것이다.

공지된 부이 구조체에 있어서, 부이의 중앙 부재는 회전체 또는 터릿으로 구성되며, 상기 회전체에는 그의 상단부가 회전가능한 파이프 커플링, 즉 스위블을 통해 선박의 파이프 장치에 결합되는 축방향 연장 파이프가 배치되어 있다.

다른 유형의 계선 장치 또는 부이 선적 장치는 미국 특허 제4,604,961호에 개시되어 있다. 상기 장치는 관통 갑판 개구 또는 달웅덩이(moonpool)를 구비한 선박을 기본으로 한 것으로서, 그것의 하단부는 수납 공간을 구성하고 상기 수납 공간내에는 선박의 선체내에 회전가능하게 장착되는 회전체 또는 터릿이 배치되며 상기 수납 공간은 부이를 수납 및 부착하도록 설계된다. 회전체는 선체에 장착되어 있기 때문에, 부이로부터 발생되는 토오크에 의해 극복해야 할 큰 마찰력이 발생된다. 이러한 토오크는 회전체의 큰 직경으로 인하여 비교적 크며, 그 결과 부하가 커진다. 또한, 그것은 큰 관성력 때문에 장치의 회전을 제어할 수 없게 하는 결과를 초래할 수도 있고, 그에따라 회전체의 보유를 위한 제동 장치를 사용할 필요가 있게 된다. 회전을 원하는 경우에, 제동 장치는 해제되며, 회전체는 작동 수단에 의해 제어된 방식으로 회전한다.

실제로, 부이의 이송 라인이 그의 아랫쪽으로 들어가는 위치에서 큰 부하력이 발생될 수도 있다. 이러한 위치에서, 부분적으로는 바람 및 파도의 영향을 받는 선박의 상하요동(pitching) 및 좌우요동(rolling) 때문에, 그리고 부분적으로는 선박의 방향전환(turning)과 회전체와 선박의 선체 사이에 발생되는 마찰력 때문에, 이송 라인상에 큰 굽힘 모멘트 및 비틀림이 발생되고 그에따라 큰 응력이 발생될 수도 있다.

따라서, 본 발명의 일반적 목적은 종래 기술에 따른 장치의 전술한 결함들을 제거한 유형의 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 보다 특별한 목적은 부이를 신속하고 안전한 방식으로 선박의 파이프 장치에 부이를 연결하는 것을 가능하게 하고, 또한 연결 구조체는 거친 해상에서 비교적 큰 허용 오차를 흡수할 수 있으며, 그에따라 부이를 수납 공간내에 원격 제어식으로 연결하기에 적합한 연결 장치를 제공하는 것이다.

전술한 목적은 해저에 정박된 잠수된 선적 또는 하역용 부이에 떠있는 선박을 회전가능하게 연결하기 위한 장치에 의해 달성되는 바, 상기 장치는 선박을 사용할 때 잠수되고 하향으로 개방되도록 배치되는 수납 공간과 부이를 포함하며, 상기 부이는 선박내의 수납 공간에 수납되고 분리가능하게 고정되도록 배치되며, 또한 부이는 수납 공간내에 고정되도록 배치되는 외부 부력 부재와 그 위에서 상기 외부 부력 부재가 회전가능하게 장착되는 중앙 부재를 포함하고 있고, 상기 중앙 부재는 해저에 정박되며, 그것에 의해 선박은 외부 부력 부재가 수납 공간에 고정될 때 외부 부재와 함께 중앙 부재를 중심으로 회전하는 것이 가능하고, 중앙 부재의 하단부는 매체 이송을 위한 적어도 하나의 이송 라인에 연결가능하고, 중앙 부재의 상단부는 회전 수단을 통해 선박상의 튜브 장치에 연결가능하며, 중앙 부재는 연결 축을 중심으로 각변위를 허용하는 적어도 하나의 가요성 조인트를 통해 그의 상단부에서 회전 수단에 결합되는 중공 샤프트를 구성하고, 그에따라 사용할 때 적어도 하나의 이송 라인과 선박상의 튜브 장치 사이에서 이송되는 매체는 상기 중공 샤프트에 의해 운반된다.

부이의 중앙 부재가 중공 샤프트를 구성한다는 사실의 결과로서, 상기 중앙 부재는 종래 기술에 따른 비교할만한 부이 구조체에 비해 작은 직경을 갖는다. 종래 기술에 있어서 중앙 부재는 큰 직경을 갖는 코어 또는 "터릿" 형태로 되어 있다. 회전 장치가 부이 자체의 일부이기 때문에, 선박의 일부분으로서의 고가의 장착장치가 필요없게 된다. 회전 베어링의 직경이 작으면 결과적으로 회전 저항과 회전량이 작고, 따라서 회전 장치의 작동 제어 또는 제동이 필요하지 않다. 중앙 부재의 상단부에 있는 연결점에 하나 이상의 가요성 조인트를 사용하는 것에 의해, 상이한 선박내의 수납 공간에 상이한 부이를 연결할 때 연결 수단이 치수 편차의 비교적 큰 허용 오차를 수용하는 것이 가능하다. 그것에 의해, 부이를 선박의 파이프 장치에 원격 제어식으로 연결하는 경우에도 신속하고 안전한 연결이 이루어진다. 또한, 연결점에서 굽힘 모멘트 및 마찰력이 제거되고, 따라서 장치의 구성요소의 마모가 적고 사용 수명이 길어진다.

도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

제1도는 본 발명에 따라 제작된 부이를 수납하기 위한 수납 공간을 구비한 선박의 부분 측단면도,

제2도는 선박내의 수납 공간과 그에 적합한 부이의 측면 단면도,

제3도는 제2도의 단면도에 대해 직각으로 도시한 개략적 단면도,

제1도에 도시된 선박(1)에 있어서, 부이(2)는 선박의 뱃머리의 하부에 배치된 모듈의 일부부인 잠수된 수납 공간(3)내에 수납된다. 부이는 잠수형이며, 유조선상의 탱크로 또는 그로부터 유동가능한 매체, 특히 탄화수소를 이송한다. 이를 위해서, 부이는 가요성 이송 라인(4)에 연결되어 있으며, 또 도면부호(5)로 표시된 다수의 계선 라인에 의해 해저에 정박된다. 수납 공간(3)은 접근 또는 서비스 샤프트(7)를 통하여 선박의 갑판(6)과 연결되어 있다. 수납 공간에는 셔터(8)가 장착되어 있는데, 상기 셔터(8)는 수납 공간이 사용되지 않을 경우, 즉 부이(2)를 수납하지 않을 경우에는 해수로부터 수납 공간(3)의 상부와 서비스 샤프트(7)를 차단시킨다. 이것은 수납 공간의 상부에 배치된 장치, 예를들면 모니터링 및 제어용 센서와 TV 카메라 등을 검사하는 것을 가능하게 한다.

부이(2)와 수납공간(3)의 하부는 서로 일치하는 원추형상이어서, 부이가 들어올려져서 수납 공간에 도입될 때 부이를 수납 공간내에 정확히 위치설정하는 것을 보장한다. 제1도에 도시된 바와 같이, 수납 공간(3)의 상부에는 작동시에 부이(2)에 연결되고 또 선박(1)상의 탱크(도시되지 않음)로 이어진 튜브 장치(10)에 연결되어 있는 커플링 장치(9)가 배치되어 있다.

부이(2)와 커플링 장치(9)의 구조는 제2도에 도시되어 있다. 제2도에 도시된 바와 같이, 부이는 외부 부력 부재(15)와 중앙 부재(16)를 포함하고, 상기 중앙 부재는 상기 외부 부력 부재내에 회전가능하게 장착되고 또 부이를 경유하여 매체를 이송시키는 관통로(17)를 구비하고 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 외부 부력 부재(15)는 상부 및 하부 원추형 부재(18, 19)로 구성되고, 상부 원추형 부재는 하향 칼라(collar)(20)와 로킹 장치(제3도 참조)의 일부분을 형성하는 로킹 부재와 결합시키기 위한 환형 접촉 연부(21)로 구성된다. 외부 부력 부재(15)는 몇개의 수밀 부력실(22)로 나뉘어져 있으며, 중앙 부재(16)용의 하부 반경방향 베어링(24)과 상부 축 베어링(25)을 갖는 교체가능한 중앙 베어링 지지 부재(23)를 더 포함한다. 필요시에, 베어링 지지 부재(23)는 부품을 검사 및 교체하기 위해 외부 부력 부재(15)로부터 위로 들어올릴 수 있다.

중공 샤프트 형태의 중앙 부재(16)에는 부이(2)의 계선 라인(5)(제2도에는 도시되지 않음)을 부착하기 위한 다수의 외측으로 돌출한 아암(27)을 갖춘 하부 보강부(26)를 포함한다.

수납 공간(3)의 상부에 있는 커플링 장치(9)는 적하 위치와 연결 위치(제2도에 도시됨)사이에서 유압 실린더(29)에 의해 피봇 회전할 수 있는 곡선형 커플링 튜브(28)를 포함하며, 튜브의 일단부에는 부이가 수납 공간내의 적소에 있을 때 부이의 중앙 부재(16)의 상단부에 연결시키기 위한 커플링 헤드(30)가 장착되어 있다. 이러한 결합은 부이의 중앙 부재(16)의 상부에 배치된 회전 수단(31)을 통해 이루어진다. 상기 커플링 헤드(30)는 회전 수단(31) 쪽으로 커플링 헤드를 안내하고 안전한 상호 접속을 제공하기 위한 외주에 배치된 다수의 로킹 아암(32)을 구비한다. 또한, 커플링 헤드(30)는 부이를 다른 선박에 연결할 때 가요성을 제공하고 비교적 큰 치수 허용 오차를 허용할 수 있도록 하기 위해 가요성 조인트(33)를 구비한다. 또한, 가요성 조인트(34)가 중앙 부재(16)와 회전 수단(31) 사이에 설치되어 부가적인 가요성을 제공하고 또 상호연결시 응력과 마모를 감소시킨다. 커플링 헤드(30)는 회전 수단에 정확히 연결하기 위하여, 예컨데 유압 작동에 의해서 탐색 운동을 수행할 수 있도록 설치된다. 상술한 바와 같이, 예를 들면 센서와 TV 카메라의 조합체와 같은 모니터링 수단이 추가로 제공될 수도 있다. 이러한 가요성 조인트는, 예컨데 볼 조인트 또는 가요성 재료의 조인트일 수도 있다.

볼 조인트일 수도 있는 제3 가요성 조인트(35)는 부이의 중앙 부재의 하단부와 이송 라인(4)사이에 배치된다. 이러한 가요성 조인트는 이송 라인(4)으로부터 부이(2)로 모멘트가 없는 이송력을 제공하고, 또한 부이가 용이하게 적소에서 활주할 수 있도록 수납 공간(3)에 대한 부이의 위치설정을 용이하게 한다.

수납 공간(3)의 상부에 있는 폐쇄 셔터(8)는 유압 실린더(36)에 의해서 작동된다.

부이가 수납 공간(3)내에 위치될 때 부이를 분리가능하게 로킹하기 위한 로킹 장치가 제3도에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 실시예에 있어서, 로킹 장치는 유압 장치에 의해 작동되며 수납 공간(3)의 직경방향 대향측에서 수평축(41)을 중심으로 회전가능한 한 쌍의 로킹 도그(40)를 포함한다. 상기 로킹 도그를 작동시키기 위한 유압 작동기(도시되지 않음)는, 예를 들면 유압 실린더일 수도 있다. 로킹 도그(40)를 작동시키면, 이것은 상부 원추형 부재(18)의 하향 접촉 연부(21)와 결합하도록 수직면에서 피봇회전한다. 유압 실린더는 유압 구동 장치에 평행하게 연결되어, 유압 실린더가 접촉 연부에서의 불균일성을 자동적으로 보상할 수 있는 이점이 있다. 로킹 도그(40)는 부이의 외부 부력 부재(21)를 수납 공간(3)에 견고하게 로킹시키며, 선박(1)은 외부 부력 부재(15)에 회전가능하게 장착된 중앙 부재(16)를 중심으로 회전하게 되고, 커플링 튜브(28)가 부이에 결합된 후에 회전 수단(31)이 그러한 회전을 가능하게 한다. 유압 작동기는 기계적 로킹 수단(도시하지 않음)을 작동시키도록 설치되며, 그에따라 유압 장치가 고장난 경우에도 부이(2)가 로킹 위치에서 적소에 견고하게 유지되게 한다.

Claims (4)

1. 떠있는 선박을 해저에 정박되어 있는 잠수된 선적 또는 하역용 부이(2)에 회전가능하게 연결하기 위한 장치로서, 선박을 사용할 때 잠수되고 하향으로 개방되도록 배치되는 수납 공간과 부이를 포함하며, 상기 부이(2)는 선박(1)내의 하향 개방 수납 공간(3)에 수납되고 분리가능하게 고정될 수 있도록 배치되고, 상기 부이(2)는 상기 수납 공간(3)에 고정되도록 배치된 외부 부력 부재(15)와, 그위에 상기 외부 부력 부재(15)가 회전 가능하게 장착되는 중앙 부재(16)를 포함하며, 상기 중앙 부재(16)는 상기 외부 부력 부재가 상기 수납 공간에 고정될 때 선박이 상기 외부 부력 부재와 함께 상기 중앙 부재(16)를 중심으로 회전할 수 있도록 해저에 정박되며, 상기 중앙 부재(16)의 하단부는 매체를 이송하기 위한 하나 이상의 이송 라인(4)에 연결 가능하고, 상기 중앙 부재(16)의 상단부는 회전 수단(31)을 통해서 선박상의 튜브 장치(10)에 연결가능하며, 상기 중앙 부재는 그 상단부에서 연결 축을 중심으로 각 변위를 허용하는 하나 이상의 가요성 조인트(34)를 통해서 상기 회전 수단(31)에 연결되는 중공 샤프트를 구성하며, 사용할 때 상기 하나 이상의 이송 라인과 선박상의 튜브 장치 사이에서 이송되는 매체는 상기 중공 샤프트에 의해 이송되는 것을 특징으로 하는 선박을 선적 또는 하역용 부이에 연결하기 위한 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 회전 수단(31)은 튜브 장치(10)와 연통하는 커플링 장치(9)내의 커플링 헤드(30)에 연결되어 있으며, 상기 커플링 헤드(30)는 상기 커플링 장치에 연결된 가요성 조인트(33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박을 선적 또는 하역용 부이에 연결하기 위한 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 중앙 부재(16)는 상기 이송 라인(4)으로부터 상기 부이(2)로 모멘트 없는 힘을 전달하기 위해 그 하단부에 가요성 조인트(35)를 구비하는 것을 특징으로 하는 선박을 선적 또는 하역용 부이에 연결하기 위한 장치.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 가요성 조인트(33, 34, 35)가 구형 조인트인 것을 특징으로 하는 선박을 선적 또는 하역용 부이에 연결하기 위한 장치.