KR100280022B1 - 잠수된 적재 또는 하역용부이를 수용공간에 안내하는 장치 - Google Patents

잠수된 적재 또는 하역용부이를 수용공간에 안내하는 장치 Download PDF

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에겔란트 큐욀프 에.
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Abstract

본 발명은 선적/하역용 부이(2)를 특히 끌어올리는 동안 선박(1)의 바닥의 수납공간(3)으로 안내하는 장치(10)로서, 상기 장치는 가이드 요소들을 부이(2)에 더욱 가깝게 하기 위하여 모니터 수단(32)으로 모니터하면서, 측면의 안정을 유지하여 종방향으로 변위할 수 있는 가이드 실린더(11)상에 가이드 요소(41)를 가진다.

Description

잠수된 적재 또는 하역용 부이를 수용 공간에 안내하는 장치
본 발명은 원형 또는 다른 단면 형상을 갖는 안내 실린더(guide cylinder)를 주요 구성 요소로 하고 있고 또 선저부의 수용 공간 위의 기밀상태로 폐쇄 가능한 샤프트(air-tightly closable shaft)에 대해 변위 가능한 안내 장치에 관한 것이다. 수용 공간은 적재 또는 하역용 부이(loading/unloading buoy)의 외부 형상에 적합하며, 특히 본 발명의 안내 장치의 목적은 부이를 수용 공간내의 정확한 위치로 끌어올리는 동안 부이를 신뢰성 있고 원활하게 안내하여 고정시키기 위한 것이다.
적재 또는 하역용 부이는 항상 라인에 의해 해저에 계류된다. 가요성 상승기(riser)의 형태로 된 운송 라인(transfer line)이 부이의 하부로부터 해저의 설치물 등까지 하방으로 연장된다. 통상적으로, 유동성 매체는 탄화수소(오일 또는 가스)이며, 예를들면 분말 또는 미립자 형태의 다른 유동성 물질일 수도 있다.
부이가 선박하부의 수용 공간내로 끌어 올려지고 적소에 고정된 후 선박의 배관에 접속된 결합 유닛이 체결됨으로써, 매체의 운송이 수행된다.
부유 상태의 선박에 적재용 부이를 연결하고, 선박의 내부 또는 외부로 매체를 운송하는 시스템은 국제 특허 출원 제 PCT/NO 92/00053 호 및 제 PCT/NO 92/00054 호에 이미 공지되어 있고, 그러한 연결 및 운송을 위해 특수하게 구성된 선박은 대응 국제 특허 출원 제 PCT/NO 92/00055 호에 개시되어 있으며, 그러한 선박의 수용 공간내에 수용하기에 적합한 적재 또는 하역용 부이는 국제 특허 출원 제 PCT/NO 92/00056 호에 개시되어 있다.
이러한 문헌에 개시된 기술은 매체의 운송에 있어 상당한 이점을 가지며, 특히 기상 조건이 부분적으로 매우 가혹한 상테에서도 운송 자체 뿐만 아니라 연결 또는 분리를 수행하는 것이 가능하다. 그러나, 부이를 선박에 접속하기 위해 끌어 올리는 동안 부이가 선저부의 레벨에 도달한 다음 하부의 수용 공간내로 도입되는 결정적 단계를 용이하고 안전하게 수행하기 위해서는, 양호한 안내 설비가 필요한 것으로 밝혀졌다. 종래 기술에 따른 해결책에 있어서, 수용 공간은 적절한 형상 및 표면 구조를 가지며, 그에 따라 대응하는 형상 및 표면을 갖는 부이가 손상 또는 오정렬의 위험이 전혀 없이 적소로 이동할 수 있도록 하는 것이 주요 관건이었다. 상이한 원추면을 갖는 부품으로 분할된 대체로 원추형 외부 형상의 부이가 바람직할 것이며, 이는 수용 공간의 내부 형상에도 적용될 것이다. 또 다른 수단으로는, 적재 또는 하역용 부이를 선박 내부로 끌어올리는 픽업 라인(pick-up line)을 중심에 배치하고 그에따라 2차적으로 부이 자체가 안내되도록 하는 방법이 있다. 픽업 라인이 하부에서 분기되고 또 여러개의 라인, 예를 들면 3개의 라인을 갖는 소위 리프팅 브라이들(lifting bridle)을 형성하는 경우에, 2차적으로 부이를 적소에 보다 양호하게 안내하는 것이 가능할 것이다. 이러한 원리는 본 발명에서 추가로 이용되며, 본 발명의 장치에 구비된 안내 요소는 픽업 라인에 의해서 안내 하기에 특히 적합하며, 픽업 라인의 단부에는 수렴 라인 (converging line)을 갖는 리프팅 브라이들을 형성하고 있다.
일반적으로, 본 발명의 장치는 선박의 수용 공간내의 고정 위치로 끌어올리거나 또는 고정 위치로부터 하강시키는 동안 적재 또는 하역용 부이를 안내하는 장치로서, 안내 요소에 의해 안내가 수행되고, 선박은 상기 수용 공간 위에 접속, 검사 및 보수를 위한 기밀식으로 폐쇄 가능한 샤프트를 구비하며, 상기 안내 요소는 안내 실린더상에 배치되고, 상기 안내 실린더는 폐쇄 가능한 샤프트에 대해 동축으로 그리고 상부의 후퇴 정지 위치로부터 안내 영역을 거쳐 하부의 전진 단부 위치까지 종방향으로 변위가능하고, 또 안내 실린더를 그의 정지 위치와 단부 위체에서 또는 그 사이에서 소정 위치까지 동력에 의해 변위시키는 수단과, 안내 실린더의 전진 단부 위치를 결정하는 정지 수단(stop means)과, 안내 실린더의 측면 안정화를 위한 안정화 요소와, 안내 요소를 감시하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 특성은 특허 청구범위 제 1항의 특징부를 형성한다. 본 발명의 추가의 특징은 후속 종속항에 개시되어 있다.
적재 또는 하역용 부이 및 그의 라인을 안내하기 위한 변휘 가능한 안내 실린더를 이러한 방식으로 설치함으로써, 부이를 끌어올리는 동안 험한 해상에서 직면하는 문제 중의 일부, 즉 부이가 수용 공간의 측면에 강력하게 부딪치는 것에 의해 변형을 일으킬 위험이 해소된다. 이러한 문제는 상기 라인 및 리프팅 브라이들 의 안내 요소가 수용 공간상의 샤프트내에 비교적 높게 배치되고, 그것에 의해 긴 회전 아암(swinging arm)에 의한 진자 운동(pendulum movement)이 발생된다는 사실에 기인한다. 본 발명에서 있어서는, 상기 문제점은 안내 요소를 하강가능한 안내 실린더의 하단부에 배치하는 것에 의해서 그러한 진자 운동의 회전축이 부이 및 리프팅 브라이들 쪽으로 상당히 하강하는 것에 의해서 해결된다. 따라서, 부이를 끌어올리는 동안 안내 실린더는 부이와 "만나기"까지 이동하고 그리고 진자 운동은 충분히 짧은 회전 아암을 형성하여 부이와 수용 공간의 벽 사이의 충돌을 방지하게 된다. 끌어올리는 작업이 진행됨에 따라, 안내 실린더는 상승되고, 부이가 수용 공간내의 적소에 고정된 후에도 상승 작업은 계속된다. 최후의 상승 단계에서는 샤프트의 하단부에 충분히 높은 자유 영역이 개방됨으로써, 안내 실린더의 하부면에서 접속, 검사 및 보수를 수행할 수도 있다.
안내 실린더는 원형 또는 장방형 단면을 가질 수도 있다. 안내 실린더는 서비스 샤프트의 내부면에 장착되는 것이 바람직하지만, 외부면상에서 변위 가능한 것을 고려할 수도 있다.
명세서의 도입부에서 언급한 바와 같이, 본 발명을 이용하기 위한 전제 조건은 통상의 선박이 선저에 수용 공간과 그 위의 서비스 샤프트를 포함하는 "수용 모듈(receiving module)"을 구비하거나 또는 필요시에 그러한 모듈을 기존의 종래의 선박에 배치하는것이다. 이것은 상기 언급한 국제 특허 출원 제 PCT/NO 92/00055호에 추가로 개시되어 있다. 상기 모듈이 "초기형(early type)"으로 형성되는 경우, 비교적 적절한 추가 설비[안내 레일, 라인 및 부이용 저장 장소, 정지 수단(stop means), 엑츄에이터용 체결기]에 의해 본 발명의 안내 장치를 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명은 먼저 바람직한 실시예를 설명하는 것에 의해 보다 상세히 이해될 것이며, 또한 관련 도면에도 설명된다.
제1도는 선저부에 원추형 수용 공간과, 그위의 샤프트를 갖는 대형 선박의 선수 부분을 도시한 것으로, 상기 선박은 적재 또는 하역용 부이를 수용하기에 적합하며, 부이를 안내하기 위한 본 발명의 장치를 구비하고 있고 또 장치의 하단부 위치에 안내 실린더가 구비외어 있는 상태를 도시함.
제2도는 제1도와 유사한 도면으로, 안내 실린더가 상부 정지 위치에 위치한 상태를 도시한 도면.
제3도는 적재 또는 하역용 부이를 끌어올리는 동안 운항중인 선박의 선저부의 이동 상태를 도시한 것으로, 롤러 형태로 된 안내 실린더의 안내 요소가 부이를 향해 하부로 멀리 이동함으로써, 리프팅 브라이들의 하나의 라인이 내부로 절곡된 상태를 도시한 도면.
제1도는 선저부에 수용 공간(3)을 갖는 선박(1)의 선수 부분의 단면을 도시한 것이다. 선박은 유조선, 예를 들면 소위 단거리 왕복 유조선이며, 수용 공간(3)은 오일 또는 가스를 운송하기 위한 적재 또는 하역용 부이를 수용하기에 적합하다. 제1도에는 부이를 도시하지 않았다. 최초의 상황에서, 부이는 해저에 계류되고 심해에 배치되어 해상 운송에 지장을 주는 위험을 나타내지 않게 한다. 오일과 같은 유동성 매체의 제1운송 단계는 수용 공간(3)이 계류된 적재 또는 하역용 부이의 거의 바로 위에 배치되는 위치까지 선박(1)이 이동하는 것에 의해서 개시된다. 도시된 선박의 선수 부분에는 병렬로 배치된 3개의 프로펠러, 소위 선수스러스터(bow thruster)가 제공되고, 상기 프로펠러는 선박의 주 프로펠러 및 동력학적 위치 조절 시스템과 함께 정확한 위치를 제공한다. 부이의 픽업 라인은, 예를 들면 싱크 라인 및/또는 보조 라인에 의해서 적절한 방법으로 지지되고 그리고 수용 공간(3)과 접근 또는 서비스 샤프트(9)를 통해 끌어올려지고, 상기 서비스 샤프트는 그로부터 상부로 선박의 갑판(8)까지 연장되어 있다. 서비스 샤프트(9)는 셔터에 의해서 기밀식으로 폐쇄 가능하며, 최상측 위치의 셔터(66)가 도면에 도시되어 있다. 마킹 부이(marking buoy)를 갖는 예비 라인(spare line)의 저장 공간(67)을 샤프트(9)의 상단부에 의해 횡방향으로 배치하는 것이 바람직하다.
끌어올리는 동안 부이를 소정 위치에 안내하기 위한 본 발명의 장치(10)는, 또한 부이를 해제하고 하강시킬 때 안내에 사용하는 것이 가능할 것이며, 주요 부재로서 안내 실린더(11)를 구비한다. 상기 안내 실린더는 폐쇄 가능한 서비스 사프트(9)에 대해 동축으로 배치되도, 상부의 후퇴 정지위치(제2도에 도시됨)로부터 적재 또는 하역용 부이를 안내하는 안내 영역을 거쳐 제1도에 도시된 하부의 돌출된 전진 단부 위치까지 종방향으로 변위가능하다. 변위 운동은, 바람직하게는 유압식의 하나 이상의 긴 실린더 엑츄에이터(12)에 의해서 수행된다. 상기 엑츄에이터(12)는 상단부에서 선박의 선체에 고정된 동력 실린더(13)를 구비하며, 그것의 피스톤 로드(14)의 하단부는 안내 실린더(11)의 최하부에 연결된다. 실린더 엑츄에이터 및 안내 실린더의 이동 범위를 크게 하여, 실린더가 그의 전진 단부 위치 및 그 위의 안내 영역내에서 부이의 상부가 수용 공간(3)내로 도입되는 초기의 끌어 올림 단계에서 미리 부이의 픽업 라인과 리프팅 브라이들의 양호한 안내를 제공하여야 한다. 동시에, 수리 요원의 접근 가능한 공간이 서비스 샤프트(9)의 하단부와 안내 실린더의 하부에 형성되도록 안내 실린더(11)를 높이 끌어올리는 것이 가능하여야 한다. 또한 이러한 공간내에서, 부이와 선박의 배관계가 접속된다. 제1도 및 제2도에 있어서, 그러한 접속은 U자 형상의 회전 가능한 커플링유닛(52)으로 도시되어 있다.
제1도에서 도시된 바와 같이, 안내 실린더(11)의 횡방향 안정화는 상부 안정화 롤러(stabilizing roller)(15) 및 하부 안정화 러그(stabilizing rug)(16)에 의해서 수행된다. 이러한 안정화 러그는 안내 실린더(11)의 하부 확장부(17)의 원주 둘레에 분포되거나, 또는 개별 안정화 러그 대신에 연속적으로 둘러싼 안내 플랜지(guide flange)를 배치할 수도 있다. 게다가, 안정화 러그(16) 또는 안정화 플랜지의 일부의 대신에, 안정화 롤러를 안내 실린더의 하단부에 장착할 수도 있다. 따라서, 롤러, 러그, 플랜지 등의 목적은 안정화, 즉 수직 운동과 동시에 횡방향 지지를 허용하기 위한 것이다. 도시된 실시예에 있어서, 안내 실린더(11)는 서비스 샤프트(9) 내부에 배치되어 있다. 다른 해결 방법은 안내 실린더가 샤프트를 완전히 또는 부분적으로 둘러싸도록 하는 것이다. 그러한 경우에 있어서, 안정화 요소는 샤프트의 내부에 배치되고, 또 샤프트의 외부의 대응 요소를 지지할 것이다. 도시된 실시예에 있어서는, 안정화 러그(16)를 안내하는 한쌍의 대향 슬라이드 레일(18)이 도시되어 있는 반면, 상부 안정화 롤러(15)는 서비스 샤프트의 대향벽에 직접 접촉한 상태로 도시되어 있다.
안내 실린더의 하단부 위치는 안정화 러그(16) 또는 안전화 플랜지가 특수하게 배치된 정지 러그(19) 또는 대응하는 포위 플랜지에 지탱하는 것에 의해서 결정된다.
서비스 샤프트(9)의 상단부에는 보조 픽업 라인 및 마킹 부이의 저장 공간(67)이 배치된다. 이러한 저장 공간은 도시된 바와 같이 깔때기 형상이 될 수도 있다. 적재하는 동안 셔터(66)가 폐쇄될 때, 보조 라인은 통상적으로 픽업 라인(30)에 고정되어, 부이(2)가 긴급한 상황에서 자유롭게 낙하될 수 있도록 한다.
안내 실린더(11)의 상단부에는 중앙 구멍을 갖는 내측 하부(21)를 구비한 깔때기 형상의 확대부(20)가 형성된다. 그러한 깔때기 형상은 여러가지 이유에서 실용적일 수도 있다. 그 중에서 부이를 갖는 픽업 라인이 샤프트(9)의 상단부의 저장 공간(67)으로부터 안내 실린더를 자유롭게 통과할 수 있도록 하기 위해서이다.
제3도는 적재 또는 하역용 부이(2)를 본 발명의 안내 장치(10)에 의해 안내하는 방법을 개략적으로 도시한 것이다. 도시된 실시예에 있어서, 부이(2)는 상부 원추형 부재(35) 및 하부 원추형 부재(36)로 구성된다. 또한, 부이는 상부 원추형 부재(35)의 외주 주위에 120°의 각간 거리로 고정된, 예를 들면 3개의 고정 라인(40)을 갖는 리프팅 브라이들(39)을 구비한다[도면에 있어서, 후방의 좌측 고정 라인(40)은 전방의 고정 라인에 가려져 있다]. 이 고정 라인은 상방향으로 수렴하고 또 그들의 상단부에서 단일의 픽업 라인(30)에 함께 고정된다. 리프팅 브라이들(39)이 적어도 2개의 고정 라인(40)을 구비하기 때문에, 부이에 외부 원추 형상의 확대부가 형성된다.
또한, 제3도에는 하부 원추형 부재(36)의 하부의 보강부(51)에 고정된 부이의 정박 라인(5)과, 부이의 하부에 제공된 운송 라인(6)이 도시되어 있다. 도시된 상태에 있어서, 부이는 수직인 반면, 선박(1)은 상당히 좌우요동(roll)하거나 또는 상하요동(pitch)하므로 부이가 수용 공간(3)내에 도입되면 다소 기울어지게된다. 도시된 상태에 있어서, 본 발명의 안내 장치(10)의 안내 실린더(11)는 안정화 러그 등이 도시된 정지 플랜지(31)에 접촉하는 것에 의해서 결정되는 하부의 전진 단부 위치 위에서 소정 거리로 안내 영역내에 배치된다. 안내 장치의 실제 안내 요소(41)는 안내 롤러(guide roller)의 형태로 되어 있으며, 도시된 실시예에 있어서 안내 롤러는 안내 실린더(11)의 확대부(17)의 하단부에 대략 연속된 내부링으로 형성되어 있다. 안내 롤러가 링의 형태로 형성되어 있으므로, 고정 라인(40)은 부이 또는 그것의 회전가능한 외측 부분의 회전 위치와는 관계없이 선박의 종방향에 대해 항상 회전 지지(rolling support)를 실현할 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 안내 요소(41)가 서로 직교하는 한쌍의 대향된 그룹으로 배치될 수도 있다. 고정 라인이 각각의 롤러 사이의 코너부 안에 끼어드는 것을 방지하기 위해서 특수 기구를 추가로 배치하여야 한다.
도시된 바와 같이, 리프팅 브라이들(39)이 120°의 각간 거리로 배치된 3개의 고정 라인을 갖는 경우에, 또한 부이(2)의 외부 부재가 정박 라인(5) 및 운송 라인(6)에 대해 동시에 회전 가능한 경우에는, 비스듬하게 도입되거나 픽업 라인(30)이 안내 장치(10)의 종축에 대해 약간 비스듬하게 끌어올려지더라도, 리프팅 브라이들은 또한 120°의 각간 거리를 갖는 3개의 위치중 하나의 위치로 회전하게 될 것이다. 이것은 부이를 수용 공간에 도입하고 고정시키는 것에 관하여 유리할 수도 있다. 부이를 끌어올리는 동안 또한 하강시키는 동안 감시를 위해서, 카메라(32)를 안내 실린더(11)의 내부면에 배치할 수도 있다.

Claims (8)

  1. 부유된 선박(1)의 선저부의 수용 공간(3)내의 고정 위치로 상승시키거나 그로부터 하강시키는 동안 잠수된 적재 또는 하역용 부이(2)를 상기 수용 공간(3)에 안내하는 장치(10)로서, 상기 부이(2)는 계선 라인에 의해 해저에 고정되고 그리고 고정된 위치에서 선박의 배관에 접속 가능하며, 상기 수용 공간(3)에 대해 부이(2)의 이동을 안내하는 안내 요소(41)에 의해 안내가 수행되며, 상기 안내 요소는 선박(1)의 수용 공간(3)위에 배치된 샤프트(9)의 하단부에 배치되어 있는 안내 장치에 있어서, 상기 안내 요소(41)는 안내 실린더(11)상에 배치되고, 상기 안내 실린더는 상부 후퇴위치와 하부 전진위치 사이에서 상기 샤프트(9)의 종방향으로 또 상기 샤프트(9)에 대해 동축으로 변위가능하며, 상기 안내 실린더(11)를 소망의 위치로 변위시키는 구동 수단(12)과 상기 안내 실린더(11)의 측면 안정화를 위한 안정화 요소(15, 16, 18)와, 상기 안내 요소(41)를 감시하는 수단(32)이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 잠수된 적재 또는 하역용 부이를 수용 공간에 안내하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 부이(2)는 수렴 고정 라인(40)을 갖는 리프팅 브라이들(39)을 거쳐 픽업 라인(30)에 연결되며, 상기 안내 요소(41)는 상기 픽업 라인(30) 및 상기 수렴 고정 라인(40)과 안내 접촉하는 안내 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 잠수된 적재 또는 하역용 부이를 수용 공간에 안내하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 안내 요소(41)는 안내 실린더(11)의 하단부에 연속된 내부 링을 형성하는 안내 롤러인 것을 특징으로 하는 잠수된 적재 또는 하역용 부이를 수용 공간에 안내하는 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 안내 요소(41)는 끌어올리는 동안 부이가 제한된 수의 각도 결정 위치중 하나에 위치하도록 적재 또는 하역용 부이(2)의 회전가능한 외부 부재를 회전시키는 회전 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수된 적재 또는 하역용 부이를 수용 공간에 안내하는 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안내 실린더(11)는 상기 샤프트(9)내에 배치되고 그리고 내부 안정화 요소(18)에 대해 안착되는 것을 특징으로 하는 잠수된 적재 또는 하역용 부이를 수용 공간에 안내하는 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안내 실린더(11)는 상기 샤프트(9)의 외부에 배치되고 또 외부 안정화 요소에 의해 측면방향으로 안정화 되는 것을 특징으로 하는 잠수된 적재 또는 하역용 부이를 수용 공간에 안내하는 장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안정화 요소는 종방향으로 연장된 레일(18)과 롤러(15) 또는 안정화 러그(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수된 적재 또는 하역용 부이를 수용 공간에 안내하는 장치.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안내 실린더(11)의 하부 위치를 결정하기 위한 정지 수단(16, 19, 31)을 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수된 적재 또는 하역용 부이를 수용 공간에 안내하는 장치.
KR1019950700267A 1992-07-24 1993-07-23 잠수된 적재 또는 하역용부이를 수용공간에 안내하는 장치 KR100280022B1 (ko)

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KR950702487A KR950702487A (ko) 1995-07-29
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ID=19895332

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