KR100793624B1 - 제품하역조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제 1 부지에 설치되고 그 암의 한 단부를 통해 베이스(18) 상에 장착되어 있고 다른 단부가 관절형 파이프라인 암을 제 2 부지에 설치된 커플링 수단(29)에 연결하는 연결 시스템(28)을 구비하는 관절형 파이프라인 암(15, 16)들을 갖는 균형잡힌 적재 및 하역용 암(14)을 포함하는 조립체에 대한 것이다. 이 조립체는 그 한 단부를 통해 연결 시스템(28)에 링크되고 다른 단부를 통해 상기 케이블에 일정한 장력을 걸어주는 수단에 링크되는 케이블(32)과, 연결 시스템(29)을 커플링 수단(29)에 연결되는 위치로 가져가기 위한 연결용 케이블(41)이 그 위에 감겨 있는 연결용 윈치(42)를 또한 포함한다.

암, 장력, 석유, 덕트, 풀리

Description

유체 제품을 싣고 내리기 위한 관절형 암을 갖는 조립체{Assembly with articulated arm for loading and unloading products, in particular fluid products}

본 발명은 제품, 특히 예를 들어 석유 제품(액화 천연가스 등)과 같은 유체 제품을 싣고 내리기 위한 관절형 암에 대한 것이다.

보다 상세하게는, 나란히 정박된 두 선박들 사이, 나란히 정박된 플랫폼 또는 플로팅 바지(floating barge)와 선박 사이, 또는 균형식 적하용 암(balanced loading arm)이 그 위에 설치된 부두(jetty)와 상기 부두를 따라 정박된 선박 사이에서 전달이 이루어지게 하는 유체 커플링(hydraulic coupling)을 구비한 균형잡힌 적재용 암에 대한 것이다.

이러한 유형의 암의 일예가 독일 특허 GB-2 042 466호에 설명되어 있다. 이러한 암의 단부를 커플링 수단에 연결하는 것은 어렵고, 바다의 상태가 안좋을 때는 실시하는 것이 불가능하기까지 하다. 더욱이, 이러한 상태 하에서는 상기 단부와 커플링 수단 간의 충돌 위험이 크다. 대다수의 경우, 이러한 충돌은 커플링 수단 또는 암의 단부를 구성하는 구성요소들에 손상이 일어나게 한다.

본 발명의 목적은 이러한 단점을 극복하는 것이다. 특히, 본 발명은 바다의 상태가 안좋을 때 선박으로/선박으로부터 적재용 암을 연결/분리할 수 있게 하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 제 1 부지에 설치되며, 컴퍼스-스타일의 덕트 시스템(compass-style duct system)을 구비하며, 그 일 단부가 베이스(base)에 장착되고 그 다른 단부가 컴퍼스-스타일의 덕트 시스템의 연결 시스템과 함께 그 다른 단부에서 제 2 부지에 설치된 커플링 수단(coupling mean)에 제공된 균형식 하역용 암(loading and unloading arm)을 포함하는 제품 하역 조립체에 있어서, 그 일 단부가 상기 연결 시스템에 결합되고 그 다른 단부가 케이블에 일정한 장력을 가하기에 적합한 수단에 결합된 케이블과, 연결 시스템에 결합 된 케이블에 작용하는 일정 장력에 대항하여, 연결 시스템이 커플링 수단에 대한 연결 위치에 가게 하기 위해 연결용 윈치(winch) 위에 연결용 케이블이 감겨있는 연결용 윈치를 추가로 포함하는 제품 하역 조립체를 제안한다.

이러한 조립체 덕분에, 지금까지 언급한 요구사항에 대한 해답이 제공된다. 사실상, 상기 조립체는 연결 시스템이 선박과 같은 움직이는 장소에 설치된 커플링 수단에 접근할 수 있게 하고, 양호한 조건 하에서 연결할 수 있게 한다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 하기에 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 하역 조립체의 측입면도.

도 2는 도 1의 화살표 A의 방향에서 본 파단면도(broken view).

도 3은 도 1의 조립체의 연결 시스템의 확대된 측입면도.

도 4는 도 3과 유사하며, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 연결 시스템을 도 시하는 도면.

도 5 내지 도 8은 상기 조립체의 하역용 암을 커플링 수단에 연결하는 절차의 특정 단계들을 도시하는 도 1의 조립체의 측입면도들.

도 1은 부두 옆에 대어지고, 부두(12)에의 정박용 로프(11)에 의해 정박된 탱커(10; tanker)를 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 하역 조립체(13)는 액화 천연 가스의 경우에 탱커(10)로부터 부두(12) 상에 또는 부두에 인접하게 설치되고 유체 전달 조립체(13)에 연결된 탱크들에 전달하거나 또는 그 반대 방향의 전달이 이루어지게 한다.

이를 위해, 조립체(13)는 내부 튜브(15)와 외부 튜브(16)를 포함하며 공통의 베이스(18) 상에 놓인 두 개의 분지부(branch)를 갖는 컴퍼스-스타일의 지지부(17)에 의해 지지되는 컴퍼스-스타일의 덕트 시스템을 갖는 하역용 암(14)을 포함한다.

상기 암(14)은 이 경우에 서로에 대해 케이블(21)에 의해 연결된 두 개의 풀리(19, 20)와 두 개의 평형추(22, 23)를 포함하는 평형추 시스템에 의해 균형잡힌다. 평형추(22)는 풀리(20) 상에 장착되고, 평형추(23)는 베이스(18)에 의해 지지된 컴퍼스-스타일의 지지부(17)의 분지부 상에 장착된다.

고정된 덕트는 베이스(18)의 내부를 따라 연장하고, 두 개의 90° 만곡부(bend)와 두 개의 스위블 조인트(swivel joint), 이 경우 극저온 타입 및 칙산(Chiksan^®) 스위블 조인트 타입을 포함하는 관절부(24; articulation)에 의해 내 부 튜브(15)에 연결되어 있다.

두 개의 만곡부와 하나의 스위블 조인트를 포함하는 관절부(25)는 내부 튜브(15)가 외부 튜브(16)에 연결되게 한다.

컴퍼스-스타일의 지지부(17)의 분지부들 사이 및 컴퍼스와 베이스(18) 사이의 관절부는 관절부(24, 25)를 각각 둘러싸는 볼 베어링(26, 27)에 의해 실현된다.

도 1에 도시되지 않은 유압 잭들은 하역용 암(14)이 움직일 수 있게 한다.

연결 시스템(28)은 외부 튜브(16)가 탱커(10) 상에 위치한 다기관(manifold : 29)에 의해 형성된 커플링 수단에 연결되게 한다.

이러한 연결 시스템(28)은 만곡부들과 스위블 조인트들에 의해 외부 튜브(16)에 연결된 유체 커플링(30)을 포함한다. 또한, 이들 만곡부들과 스위블 조인트들에 의해 형성된 도관 부분은 긴급 분리 시스템(31)을 구비한다.

지금까지 설명한 하역 조립체(13)는 당업자에게 공지된 것이므로, 본원에서 더 이상 상세히 설명하지 않는다.

본 발명에 따르면, 케이블(32)이 그 일 단부에서 연결 시스템(28)에 튼튼히 고정된 지지부(33)에 연결되어 있다.

케이블(32)의 다른 단부는 케이블이 일정 장력을 받게 하기에 적합한 수단(34)에 연결되어 있다.

이러한 수단(34)은 이 경우에 U자형 고리 장착부(36; clevis mounting)에 의해 부두(12)에 고정된 복동식(double-acting) 유압잭(35)을 포함한다. 이는 베이스(18)에 평행하게 연장한다.

수단(34)은 그 둘레에 케이블(32)이 감기는 두 개의 복귀 풀리(return pulley)를 각각 갖는 두 세트의 풀리(37, 38)를 또한 포함한다.

상기 풀리 세트(38)들은 그 U자형 고리 장착부에 의해 잭(35)의 피스톤 로드(39)에 고정되고, 풀리 세트(37)의 U자형 고리 장착부는 베이스(18)에 고정되어 있다. 그러므로 케이블(32)의 범위를 8배 증가시킬 수 있다.

베이스(18)와 지지부(33) 사이에서 연장하는 케이블의 길이 및 속도에 무관하게 케이블에 일정 장력을 가하기 위해, 잭(35)이 일정 유압을 공급받는다.

또한, 지지부(33)에 고정되며 그 링(ring)을 통해 케이블(32)이 지나가는 링을 구비한 로드(40; rod)는 연결 시스템(28)이 케이블(32)에 대한 정렬을 유지하게 하고, 연결 케이블(41)은 연결 시스템(28)이 다기관(29)에 대한 연결 위치로 가게 한다.

상기 연결 케이블(41)은 지지부(33)에 또한 고정되어 있는 일정 속도로 작동하는 윈치(42) 상에 감겨 있다.

이에 관하여, 연결 시스템(28)에 대한 케이블(32, 41) 부착 지점들 간의 거리가 클수록, 이들 케이블(32, 41)에 관한 상기 시스템(28)의 정렬이 향상된다. 도 1에서 볼 수 있듯이, 로드(40)는 이러한 거리가 증가되게 한다.

케이블(32)이 지지부(33)에 부착되어 있다고 가정하면, 인장 하중(tensile load)은 상기 정렬용 로드(40)에 전부 걸리지 않는다. 사실상, 연결 시스템(28)의 정렬이 어긋났을 경우에 측방향 성분만이 상기 로드(40)에 걸린다.

하나가 다른 하나에 들어가는 두 개의 튜브 섹션(43, 44)은 연결 시스템이 다기관(29)의 플랜지에 가깝게 도달하였을 때 연결 시스템(28)이 안내되게 한다.

수컷형(male)의 섹션(43)은 탱커(10) 상에 장착되어 있고, 다기관(29) 아래에서 연장한다. 연결 케이블(41)이 체결될 그 앞단부는 다기관(29)의 플랜지 앞쪽에 위치한다.

암컷형(female)의 섹션(44)은 연결 케이블(41)이 가로지르고, 유체 커플링(30) 아래에서 지지부(33)에 고정되어 있다.

그러므로, 커플링(30)과 다기관(29)의 플랜지가 충돌할 가능성이 제한된다.

또한, 가이드 튜브 섹션(43, 44)의 각각의 자유단은 중심조정용 원추부(45, 46; centering cone)로 형성되어 있다.

또한, 암 튜브 섹션(44)의 내경은 막히는(jamming) 위험을 피하기 위해 수 튜브 섹션(43)의 외경보다 크다.

일단, 이들 두 가이드 튜브 섹션(43, 44)이 서로 결합하면, 유체 커플링(30)과 다기관(29)의 플랜지 간에 아직 가능한 유일한 운동은 이들 두 튜브 간의 유극(play)으로 인해 이루어진다. 이러한 운동은 유체 커플링(30) 상에 존재하는 안내 수단에 의해 쉽게 보상된다.

도면에서 볼 수 없는 로프가 사용되어 연결 케이블(41)을 연결 절차의 시작에서 튜브 섹션(43)의 앞 단부에 가져가는데 사용된다.

이러한 연결 절차 중에서, 하역용 암(14)은 상기 암(14)의 유압식 조정 잭(manoeuvring jack)들의 챔버들을 공유하여 자유롭게("free wheel") 움직일 수 있다. 바람직하게는, 암의 진동을 제한하기 위해, 각각의 상기 잭의 두 챔버들 사 이에서 연장하는 유압 라인에 일정유량 밸브(flow limiter)가 사용된다.

마지막으로, 긴급 분리 시스템의 유압 잭은 케이블(32)의 단부의 링과 지지부(33)에 고정된 핀 홀더(pin holder)로부터 핀(47; 도 3 참조)을 빼내어 지지부(33)로부터 케이블(32)이 분리될 수 있게 한다.

상기 잭은 핀(47)과 정렬되어 있기 때문에 도면들에 나타나 있지 않다.

연결 절차는 다음과 같다:

1) 조작자는 먼저 원격제어 패널을 사용하여 연결 시스템(28)을 다기관(29) 위로 들어올린다(도 5 참조). 잭(35)에 가해지는 압력이 감소되어 이 상태에서 케이블(32)이 느슨해지는 것을 피할 수 있다. 그 다음에, 연결 케이블(41)이 윈치(42)로부터 풀리고, 연결 케이블을 가이드 섹션에 고정하기 위해 보조 라인(messenger line)에 의해 가이드 섹션(43)의 단부로 가게 된다(도 6 참조).

2) 그 다음에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 하역용 암(14)이 보관 상태와 연결 상태의 중간 위치로 기동하고, 상기 암의 "자유 운동(free wheel)" 모드가 작동된다.

3) 그 다음에, 케이블(32)이 유압 잭(35; 도 7 참조)에 일정 압력을 가하여 작동된다. 이러한 작용은 암(14)이 자유 운동 모드가 아니라면 불가능하다.

4) 그 다음에, 풀린 연결용 케이블(41)의 길이가 짧아지고 가이드 섹션(43, 44)의 결합이 이루어지도록 연결 윈치(42)가 작동된다(도 1 참조). 동시에, 케이블(32)은 일정 장력을 받게 된다.

따라서, 하역용 암(14)이 다기관(29)에 가까울수록, 도 5에서 볼 수 있는 바 와 같이 선박(10)의 움직임을 보다 잘 추종하게 된다. 유체 커플링(30)이 상기 다기관(29)의 플랜지에 도달하기 전에 최종 정렬이 이루어진다.

5) 그 다음에, 도 8에 도시된 바와 같이, 유체 커플링(30)이 다기관(29)의 플랜지에 연결되고, 유압식 일정유량 밸브가 연결 윈치(42)를 자동적으로 정지시킨다.

하역 작업이 시작되기 전에, 케이블(32)에 가해지는 장력이 케이블이 팽팽한 상태를 유지하는데 필요한 최소의 장력으로 감소된다. 또한, 긴급 분리 시스템이 작동할 수 있도록 된다.

그 다음에, 냉각, 하역 절차들이 시작될 수 있다.

분리 절차는 역순으로 동일한 논리(logic)를 따른다.

본 발명에 따른 하역 조립체(13) 덕분에 안 좋은 해양 상태에서도 원활하게 연결 또는 분리 절차를 실시할 수 있음이 이해될 것이다.

또한, 본 발명을 따르게 하는데 기존의 조립체를 크게 수정할 필요가 없다.

복잡한 수단을 사용할 필요도 없다.

마지막으로, 연결 및 분리 절차는 조작자의 능력(dexterity)에 의존하지 않으며, 비교적 큰 움직임 없이 실시될 수 있다.

도 1 내지 도 8의 실시예의 경우에, 지지부(33)와, 지지부에 고정되는 부재들이 유체 커플링(30) 아래에 배치되어 있다.

그러나, 이러한 지지부(33)는 바람직하게는 도 4에 도시된 바와 같이 유체 커플링(30) 옆에 배치된다. 이러한 해법은 하기의 장점을 제공한다:

- 수컷형 가이드 섹션(43)은 다기관(29)에 평행하고 그 옆에 배치되고, 다기관(29)으로의 액세스 플랫폼을 제공할 수 있고, 다기관(29) 아래의 자유 공간은 유지보수 작업이 탱커(10) 상에서 실시될 수 있게 한다.

- 연결 케이블(41)의 축이 상기 커플링(30)의 축과 (수직 방향에서) 동일한 레벨에 배치되기 때문에 유체 커플링(30)의 움직임이 감소된다.

다른 실시예에서, 유압 잭(35)은 일정 유압을 공급받는 유압 변속기에 의해 작동되는 윈치로 대체될 수 있다.

또한, 하역 조립체(13)는 자체-지지 방식의 컴퍼스-스타일의 덕트 시스템 타입일 수 있고, 균형 조절은 다른 수단으로 실시될 수 있다.

물론, 본 발명은 예시만을 위해 주어진 설명 및 예시된 실시예들에 제한되지 않는다.

특히, 본 발명은 설명된 수단의 기술적 등가물을 구성하는 모든 수단 및 이들의 조합을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 조립체(13)는 액화 천연가스 이외의 유체를 전달하는데에도 사용될 수 있다. 이러한 유체들 중에, 액화 석유가스와 그 응축물이 특히 언급될 수 있다.

Claims (8)

1. 제품 하역용 조립체에 있어서, 제 1 부지에 설치되며, 컴퍼스-스타일의 덕트 시스템(15, 16)을 구비하며, 그 일 단부가 베이스(18)에 장착되고 그 다른 단부가 컴퍼스-스타일의 덕트 시스템(15, 16)의 연결 시스템(28)과 함께 그 다른 단부에서 제 2 부지에 설치된 커플링 수단(28)에 제공된 균형잡힌 하역용 암(14)을 포함하고,

   그 일 단부가 상기 연결 시스템(28)에 결합되고 그 다른 단부가 케이블(32)에 일정한 장력을 가하기에 적합한 수단(35 내지 39)에 결합된 케이블(32)과, 연결 시스템에 결합된 케이블에 작용하는 일정 장력에 대항하여, 연결 시스템(28)이 커플링 수단(29)에 대한 연결 위치에 가게 하기 위해 연결용 윈치(41) 위에 연결용 케이블이 감겨있는 연결용 윈치(41)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 하역 조립체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 케이블(32)에 일정한 장력을 가하기에 적합한 수단은 유압 잭(35; hydraulic jack)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 하역 조립체.
3. 제 2 항에 있어서,

   일정한 장력을 받게 할 케이블이 잭 둘레에 케이블이 감겨 있는 두 세트의 풀리(37, 38)를 경유해 유압 잭(35)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 제품 하역 조립체.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   연결 시스템(28)은 다기관(29)으로 구성된 커플링 수단에 연결하고자 하는 유체 커플링(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 하역 조립체.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   제 2 부지에 설치되고 커플링 수단에 가깝게 도달했을 때 튜브 섹션(44)을 안내하기 위해 연결 시스템(28)에 고정된 튜브 섹션(44)으로 들어가게 되는 가이드 튜브 섹션(43)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 하역 조립체.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   긴급 분리 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 하역 조립체.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   일정 장력을 받게 될 케이블(32)과 연결 케이블(41)로 연결 시스템(28)을 정렬하기 위한 정렬용 로드(40; alignment rod)를 포함하고, 상기 로드(40)는 연결 시스템(28)에 고정되고 그 링(ring)을 통해 일정 장력을 받게 될 케이블(32)이 지나가는 링을 갖는 것을 특징으로 하는 제품 하역 조립체.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 케이블(32)에 일정한 장력을 가하기에 적합한 수단은 일정 유압을 공급받는 유압 변속기에 의해 작동되는 윈치를 포함하는 제품 하역 조립체.

Images