KR101623159B1 - 시프트 연동 로딩암 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해상 또는 육상에서 액상 화물을 이송하는 이송 주체로부터 액상 화물을 유입받기 위한 유입부 및 액상 화물을 제공받는 이송 객체로 액상 화물을 유출시키기 위한 유출부를 가지고, 복수의 배관 및 복수의 배관 간에 형성되는 관절부를 포함함으로써 어느 배관이 이웃하는 배관을 기준으로 회전 가능한 로딩암 장치에 있어서, 상기 배관은, 일 단에 상기 이송 주체와 이송 객체 간의 상대적 시프트(shift)에 연동하여 액상 화물의 이송량을 제어할 수 있는 시프트 연동 유닛이 고정 결합된 시프트 연동 배관인 것을 특징으로 하는 시프트 연동 로딩암 장치로서, 본 발명에 의하면, 화물을 공급하는 측과 공급받는 측 중 어느 하나가 고정시설이 아니어서 상대적 이동이 발생하는 경우에 로딩암 장치를 이용하여 액상 화물을 하역함에 있어서 위험성을 줄일 수 있게 된다.

Description

시프트 연동 로딩암 장치{SHIFT SYNCHRONIZED LOADING ARM APPARATUS}

본 발명은 해양구조물 화물 하역 시스템에서 화물의 하역을 위한 로딩암 장치에 관한 것으로서, 보다 상세히는 로딩암 장치에 부가되는 시프트 연동 유닛에 관한 것이다.

액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스(Natural Gas, 이하 "NG"라 함)를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, NG와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 갖는다. 따라서, NG의 이송 시 LNG로 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있으며, 이를 위해 LNG를 해상에서 수송(운반)할 수 있는 LNG 운반선이 사용되고 있다.

또한, 최근에는 해상에서 NG를 채취하여 액화한 후 저장할 수 있는 LNG 부유식 생산 저장 설비(LNG Floating, Production, Storage and Offloading, 이하 "LNG FPSO"라 함)가 사용되고 있다.

LNG FPSO는 해상의 특정 지점에 계류되어, 해저의 가스정으로부터 NG를 채취하여 액화한 후 저장탱크에 저장한다. LNG FPSO에 저장된 LNG는 LNG 운반선으로 옮겨져 목적지로 이송될 수 있다.

도 1은 LNG와 같은 액화천연가스 등의 액체화물을 생산설비에서 운송선으로 또는 운송선에서 육상 저장설비로 이송하기 위한 로딩암 장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.

예를 들면, LNG FPSO에 저장된 LNG는 LNG 운반선(LNG shuttle)(1)이 가스 생산설비(예를 들어, LNG FPSO)(2)에 계류된 상태에서 LNG 운반선(1)으로 이동된다. 이를 위해 LNG FPSO(2)에는 다수의 관절을 갖는 도관 형태의 로딩암(loading arm)(3)이 설치되고, LNG 운반선(1)에는 로딩암(3)에 대응되는 매니폴드(manifold)가 설치될 수 있으며, 로딩암이 매니폴드(4)에 연결되어 LNG를 LNG 운반선으로 이송할 수 있다.

또한, 운송선에서 육상 저장설비로 화물을 이송하는 데에도 동일 또는 유사한 이송 구성이 적용된다.

그런데, 이러한 로딩암 장치는 육상이나 해상에 고정되어 있는 관계로 선박이 일정범위 이상으로 움직이게 되면 공급이 중단되게 된다. 특히, 해양구조물에서 운송선으로의 이송과 같이 해상에서 해상으로 운송을 하게 되는 경우가 증가하고 있는데, 이러한 상황에서 일정 거리 이상으로 움직였을 때, LNG가 로딩암에서 누출됨으로써 화물을 공급하는 측과 공급 받는 측 모두가 위험한 상황에 놓이는 문제점이 있다.

다시 말해서, 해양구조물에서 운반선으로의 이송과 같이 화물(액상화물)을 해상에서 해상으로 이송하는 과정에서, 화물을 공급하는 측과 공급받는 측 모두가 고정된 시설이 아니므로 상대적 움직임(이동)이 증가하고, 이에 따른 공급 중단이 빈번하게 발생할 수 있어 이송 효율성을 떨어트리고, 기존 방식대로 일정거리 이상거리가 떨어질 때, 공급이 즉시 중단되지 않으면 많은 양의 화물이 누설되어 인명 및 자연재해와 같은 위험이 존재하는 문제점이 있다.

(문헌1) 대한민국 공개특허공보 10-2010-0026848(2010.03.10) (문헌2) 대한민국 공개특허공보 10-2011-0047865(2011.05.09) (문헌3) 대한민국 공개특허공보 10-2013-0011255(2013.01.30) (문헌4) 대한민국 공개특허공보 10-1993-0012563(1993.07.20)

본 발명은 상술한 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 화물을 공급하는 측과 공급받는 측 중 어느 하나가 고정시설이 아니어서 상대적 이동이 발생하는 경우에 로딩암 장치를 이용하여 액상 화물을 하역함에 있어서 위험성을 줄일 수 있는 수단 및 그를 포함하는 로딩암 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 로딩암 장치의 시프트 연동 유닛은, 해상 또는 육상에서 액상 화물을 이송하는 이송 주체로부터 액상 화물을 제공받는 이송 객체로 화물을 이송시키기 위해서, 복수의 배관과 배관 간에 형성되는 관절부를 포함함으로써 어느 배관이 이웃하는 배관을 기준으로 회전 가능한 로딩암 장치의 상기 관절부 내측에 마련되어, 상기 이송 주체와 이송 객체 간의 상대적 시프트(shift)에 연동하여 액상 화물의 이송량을 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 시프트 연동 유닛은, 유입구와 유출구를 가진 볼(BAll) 형상인 것을 구체적인 특징으로 하며,

상기 유입구와 유출구는 상기 관절부를 기준으로 이웃하는 양 배관과 연통 가능한 것을 보다 구체적인 특징으로 하고,

상기 시프트 연동 유닛은, 이웃하는 양 배관 중 하나의 배관에 고정 결합됨으로써, 결합된 배관이 회전함에 따라 함께 회전되며,

상기 이웃하는 양 배관의 길이 방향이 이루는 각도는 직각일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 로딩암 장치의 시프트 연동 배관은, 해상 또는 육상에서 액상 화물을 이송하는 이송 주체로부터 액상 화물을 제공받는 이송 객체로 화물을 이송시키기 위한 로딩암 장치의 관절부를 기준으로 회전 가능하게 마련되고, 이송되는 액상 화물의 이송로를 형성하며, 일 단에는 상기 이송 주체와 이송 객체 간의 상대적 시프트(shift)에 연동하여 액상 화물의 이송량을 제어할 수 있는 시프트 연동 유닛이 고정 결합된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 시프트 연동 유닛은, 상기 관절부 내측에 마련되며, 유입구와 유출구를 가진 볼(Ball) 형상인 것을 구체적인 특징으로 하며,

상기 유입구와 유출구의 방향이 형성하는 각도는 직각인 것을 보다 구체적인 특징으로 한다.

다음으로, 본 발명에 따른 시프트 연동 로딩암 장치는, 해상 또는 육상에서 액상 화물을 이송하는 이송 주체로부터 액상 화물을 유입받기 위한 유입부 및 액상 화물을 제공받는 이송 객체로 액상 화물을 유출시키기 위한 유출부를 가지고, 복수의 배관 및 복수의 배관 간에 형성되는 관절부를 포함함으로써 어느 배관이 이웃하는 배관을 기준으로 회전 가능한 로딩암 장치에 있어, 상기 배관이 일 단에 상기 이송 주체와 이송 객체 간의 상대적 시프트(shift)에 연동하여 액상 화물의 이송량을 제어할 수 있는 시프트 연동 유닛이 고정 결합된 시프트 연동 배관인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 시프트 연동 유닛은, 상기 관절부 내측에 마련되며, 유입구와 유출구를 가진 볼(Ball) 형상인 것을 구체적인 특징으로 하며,

상기 유입구와 유출구의 방향이 형성하는 각도는 직각인 것을 보다 구체적인특징으로 한다.

본 발명에 따르면,

간단한 구성임에도 불구하고 로딩암 장치를 이용하여 액상 화물을 하역시 상대적 이동이 발생하는 경우 그에 연동하여 하역 유량을 효과적으로 조절할 수 있어 LNG와 같은 위험성을 갖는 액상 화물이 누출되는 것을 최소화할 수 있다.

그리고, 복수의 관절에 복수의 본 발명에 따른 시프트 연동 유닛을 적용함으로써 단계적으로 누출을 방지시킬 수 있기 때문에 로딩암 장치의 안전성을 획기적으로 보장할 수 있다.

도 1은 로딩암 장치를 이용한 액상 화물 하역을 설명하기 위한 개념적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시프트 연동 유닛 및 이에 의한 작동 상태를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 시프트 연동 로딩암 장치를 이용하여 액상 화물의 하역시 수평적 이동의 경우를 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 시프트 연동 로딩암 장치를 이용하여 액상 화물의 하역시 수직적 이동의 경우를 설명하기 위해 도시한 것이다.

이하에서 설명되는 본 발명에 따른 시프트 연동 유닛, 시프트 연동 배관 및 시프트 연동 로딩암 장치는 LNG 등과 같은 액체 화물을 하역하기 위하여 로딩암 장치를 구비하는 하역 시스템을 갖추는 해양구조물, 운송선, 육상 하역 설비 등 모든 화물 하역 시스템에 적용될 수 있다.

이에 적용됨으로써, 생산설비와 운송선 또는 운송선과 육상 저장설비의 상대적 시프팅(shifting)에 연동하여 액상화물의 이송량을 제어할 수 있도록 하여 화물의 손실, 선체의 파손 및 자연재해 등의 이차 사고를 방지하고, 보다 안전한 시스템을 사용하여 사용자의 신뢰도 증가 및 안전성을 현저히 증가시킬 수 있으며, 또한 화물의 하역 과정에서 화물의 이송 중단을 최소화할 수 있어 시간 및 위험성을 감소시킬 수 있고, 화물의 손실, 선체 파손 및 자연재해 등의 이차 사고를 최소화 또는 방지할 수 있어 이에 따른 비용 발생을 줄여 경제성을 증대시킬 수 있게 된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지의 명확화를 위하여 그 상세한 설명을 생략하거나 간략히 한다.

도 1은 로딩암 장치를 이용한 액상 화물 하역을 설명하기 위한 개념적인 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 시프트 연동 유닛 및 이에 의한 작동 상태를 도시한 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 시프트 연동 로딩암 장치는, 해상 또는 육상에서 액상 화물을 이송하는 이송 주체로부터 액상 화물을 유입받기 위한 유입부 및 액상 화물을 제공받는 이송 객체로 액상 화물을 유출시키기 위한 유출부를 가진다.

유입부는 이송 주체 측에 시설되는 로딩암의 하단 기저부에 해당한다. 도 1에서는 FPSO의 데크에 해당하고, 그 외의 해상 구조물 내지 선박일 수 있음은 당연하다.

유입부는 데크 하단의 액상 화물 저장탱크와 배관에 의해 연결되어 저장탱크에 구비되는 펌프의 작용에 의해서 액상 화물이 로딩암으로 유입되게 된다.

유출부는 이송 객체 측의 매니폴더(4)와 연결되어 액상 화물 저장탱크로부터의 액상 화물이 이송 객체로 이송될 수 있도록 액상 화물을 분출시키기 위한 구성이다.

그리고, 본 발명에 따른 시프트 연동 로딩암 장치는, 액상 화물의 이송 유로가 되는 복수의 배관을 포함하고, 복수의 배관 간에는 관절부가 형성됨으로써 관절부(A, B)의 동작에 의해서 로딩암의 유출부가 매니폴더 내지 다른 수단에 정확하게 결합될 수 있도록 위치를 제어하게 된다.

이 같은 관절부의 회전은 롤러 등에 의해 기계식으로 동작될 수도 있고 전자식의 제어에 의해서도 가능하다.

본 발명에서 시프트 연동 로딩암 장치를 구성하는 복수의 배관은, 일 방향으로 유로를 형성하는 일반적인 배관의 형태에 일 단에 시프트 연동 유닛이 고정 결합되어 형성된다.

시프트 연동 유닛은 관절부 내측에 마련되며, 상기 이송 주체와 이송 객체 간의 상대적 시프트(shift)에 연동하여 액상 화물의 이송량을 제어할 수 있도록 하는 유닛이다.

이를 위해 시프트 연동 유닛(200)은, 유입구(201)와 유출구(202)를 가지는 볼(BAll) 형상의 유닛으로서, 유입구(201)와 유출구(202)를 통해 시프트 연동 배관과 함께 이송 유로를 형성하게 된다.

즉, 유입구(201)와 유출구(202)는 각각 해당 관절부에 이웃하는 배관과 연통되도록 형성되고, 유입구(201)와 유출구(202)가 형성하는 각도는 로딩암 장치의 배관 구성에 따라 달라질 수 있으나 로딩암 장치의 배관 구성이 일반적인 경우에는 직각인 것이 바람직하다.

이와 같이 시프트 연동 유닛(200)은 이웃하는 양 배관 중 하나의 배관에 고정 결합되어 결합된 배관, 즉 본 발명에 따른 시프트 연동 배관이 회전될 경우 함께 회전됨으로써 유입구 또는 유출구 중 배관과 결합된 측은 항상 개방이 된 상태가 되게 되고, 타 측은 시프트 연동 유닛(200)은 회전하지만 결합되지 않은 타 측 배관은 고정되기 때문에 이송 주체와 이송 객체 간의 상대적 시프트에 따라 일부 닫히거나 완전히 닫히게 되어 이송량을 조절 내지 차단시키게 된다.

이를 위해 시프트 연동 배관의 외측에는 시프트 연동 유닛(200)과 결합되지 않은 배관과 결합되는 케이싱이 더 구비되고, 케이싱과 배관의 이중 구조로 로딩암이 형성되어, 이와 같은 구조에 의해 미량의 유출이 있더라도 이중 구조 내에 갇힐 수 있게 된다.

또한, 제한된 범위 내에서 시프트 연동 배관이 회전될 수 있도록 케이싱과 일체로 형성되는 관절부의 형상이 제한될 수 있음은 물론이다.

도 2에서는 시프트 연동 유닛의 유입구(201) 측은 배관과 연결되지 않고 배관 외측의 케이싱과 연결되며, 유출구(202) 측은 배관과 고정 결합된 것을 예시하였다.

반대적 구성도 가능하지만, 일반적으로는 이와 같은 구성이 보다 바람직할 수 있다.

도시와 같이 유출구(202) 측 배관이 회전되는 경우, (b)와 같이 시프트 연동 유닛(200)이 회전됨에 따라 액상 화물은 바로 차단되지 못하더라도 더 이상 로딩암 장치를 통해서는 이송되지는 못하게 제어가 가능해진다.

이와 같이 일차적인 이송 제지가 가능하여 저장탱크의 펌프를 정지하는 등의 완전 제어시까지의 시간적 간격에도 위험 상황을 예방할 수 있게 된다.

다음으로, 도 3은 수평적 이동(horizontal shift)의 경우를 도시한 것이고, 도 4는 수직적 이동(vertical shift)의 경우를 도시한 것이다.

여기서, 수평적 이동은 예를 들면 두 선박이 마주하는 방향에서 멀어지는 것을 뜻한 것이고, 수직적 이동은 예를 들면 두 선박이 도시와 같이 바라보는 방향으로 이동이 발생하는 것을 뜻한 것이다.

도 4에서 210으로 표시된 시프트 연동 유닛은 로딩암 장치의 기저부(A)의 관절 내에 형성되는 유닛을 나타낸 것이고, 220으로 표시된 시프트 연동 유닛은 로딩암 장치의 타게팅을 위해 회전되는 다른 관절부(B)에 형성되는 유닛을 나타낸 것으로서, 도시와 같이, 수평적으로 시프트가 발생할 때 각각 그에 따라 회전되어 최대한 연결을 유지하게 되고, 연결이 유지되거나 연결이 어긋나는 경우가 발생하더라도 본 발명에 따른 시프트 연동 유닛이 회전됨에 따라 이송 유로를 줄이거나 폐쇄하여 액상 화물의 이송을 제지시키게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 화물 하역 시스템의 시프트 연동 유닛, 시프트 연동 배관 및 시프트 연동 로딩암 장치는, 생산설비와 운송선 또는 운송선과 육상 저장설비의 상대적 시프팅(shifting)에 연동하여 액상화물의 이송량을 제어할 수 있도록 하여 화물의 손실, 선체의 파손 및 자연재해 등의 이차 사고를 방지하고, 보다 안전한 시스템을 사용하여 사용자의 신뢰도 증가 및 안전성을 현저히 증가시킬 수 있으며, 또한 화물의 하역 과정에서 화물의 이송 중단을 최소화할 수 있어 시간 및 위험성을 감소시킬 수 있고, 화물의 손실, 선체 파손 및 자연재해 등의 이차 사고를 최소화 또는 방지할 수 있어 이에 따른 비용 발생을 줄여 경제성을 증대시키는 이점이 있다.

이러한 본 발명에 따른 화물 하역 시스템의 로딩암 장치 등은 LNG 등과 같은 액체 화물을 하역하기 위하여 로딩암 장치를 구비하는 하역 시스템을 갖추는 해양구조물, 운송선, 육상 하역 설비 등 모든 화물 하역 시스템에 적용될 수 있다.

이상과 같이 본 발명은, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시 예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

200, 210, 220 : 시프트 연동 유닛
201 : 유입구
202 : 유출구
A : 기저부
B : 관절부

Claims (11)

1. 해상에 계류하여 액상 화물을 이송하는 이송 주체 측에 연결되는 배관과, 상기 이송 주체에 인접해서 해상에 계류하여 액상 화물을 제공받는 이송 객체 측에 연결되는 배관을 포함하는 복수의 배관; 및
   상기 복수의 배관 간에 형성되는 관절부를 포함하며,
   상기 이송 주체 측 배관 및 상기 이송 객체 측 배관의 일단에는, 유입구와 유출구를 가진 볼 형상으로 상기 유입구와 상기 유출구가 상기 관절부를 기준으로 이웃하는 양 배관과 연통되는 시프트 연동 유닛이 결합되어,
   상기 이송 주체로부터 상기 이송 객체로의 액상 화물의 로딩 중에, 해상 상황에 따라서 상기 해상에 계류하는 상기 이송 주체와 상기 이송 객체 간에 상대적 시프트(shift)가 발생함에 따라,
   상기 이송 주체 측 배관 및 상기 이송 객체 측 배관이 상기 상대적 시프트(shift)에 연동하여 이웃하는 배관을 기준으로 자연적으로 회전 동작됨으로써,
   상기 복수의 배관을 통해 이송되는 액상 화물의 이송량이 상기 이송 주체와 상기 이송 객체 간에 자연적으로 발생하는 상대적 시프트(shift)에 따라 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는,
   시프트 연동 로딩암 장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 이웃하는 양 배관의 길이 방향이 이루는 각도는 직각인 것을 특징으로 하는 시프트 연동 로딩암 장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

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