KR102051111B1 - 카고탱크의 원유 언로딩장치 - Google Patents

카고탱크의 원유 언로딩장치 Download PDF

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Abstract

카고탱크의 원유 언로딩장치가 소개된다.
카고탱크의 원유 언로딩장치는 원유가 수용된 카고탱크에 장착되고카고탱크 내 원유를 외부로 배출하기 위한 배출경로를 제공하는 오일파이프와, 원유의 배출 압력을 오일파이프에 공급하는 배출펌프와, 카고탱크 내 부력을 이용하여 배출경로를 단속하도록 오일파이프에 구비되는 개폐유닛을 포함할 수 있다.

Description

카고탱크의 원유 언로딩장치{APPARATUS FOR UNLOADING CRUDE OIL OF CARGO TANK}
본 발명은 카고탱크의 원유 언로딩장치에 관한 것이다.
일반적으로, 원유를 소비지로 운반하는 유조선은 일반 화물선과 달리 특수한 선창 구조와 여러 가지 적하역 설비를 갖추고 있다. 적하역 설비는 액체 화물의 운송과 하역을 위한 설비와 함께, 화재 및 폭발을 방지하기 위한 안전 설비를 포함한다.
그리고 유조선에는 여러 종류의 파이프가 설치되어 있다. 그 중에서 가장 중요한 파이프는 원유의 이송을 위한 오일파이프이다. 오일파이프는 원유의 하역 작업시, 카고 탱크(cargo tank) 내 설치된 썩션 벨마우스(suction bellmouth)를 통해 카고 탱크 내 원유를 카고 탱크의 외부로 언로딩(unloading) 한다.
그런데, 종래 원유를 언로딩하기 위한 오일파이프의 경우, 썩션 벨마우스를 개폐하기 위해서, 유압밸브 및 리모트 밸브 컨트롤 패널(remote valve control panel) 등과 같은 부품 등이 추가 사용되므로, 자재비 및 설치 비용이 증가되고, 선주 운영시 유지 보수비용 등이 증가될 수 있다.
이에, 유압밸브 및 리모트 밸브 컨트롤 패널과 같은 부품의 추가 사용없이도, 오일파이프의 썩션 벨마우스를 자동으로 개폐할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
특허문헌: 국내 공개특허 10-2015-0028898호 (2015. 3. 17. 공개)
본 발명의 실시예들은 카고탱크 내 원유의 수위에 따라 언로딩되는 원유의 배출량을 조절할 수 있는 카고탱크의 원유 언로딩장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 카고탱크의 원유 언로딩장치는, 원유가 수용된 카고탱크에 장착되고, 상기 카고탱크 내 원유를 외부로 배출하기 위한 배출경로를 제공하는 오일파이프; 상기 원유의 배출 압력을 상기 오일파이프에 공급하는 배출펌프 및 상기 카고탱크 내 부력을 이용하여 상기 배출경로를 단속하도록 상기 오일파이프에 구비되는 개폐유닛을 포함할 수 있다.
이때, 상기 개폐유닛은 일단이 상기 오일파이프에 삽입되어 상기 오일파이프에 회전 가능하게 설치되는 개폐샤프트; 상기 원유에 의해 부유 가능하도록 상기 개폐샤프트의 타단에 장착되는 부력추; 및 상기 개폐샤프트의 일단에 설치되고, 상기 개폐샤프트가 상기 부력추에 의해 회전될 때, 상기 배출경로를 개폐하는 개폐편을 포함할 수 있다.
또한, 상기 오일파이프는 상기 카고탱크의 상측 내부에 위치되는 제 1 벨마우스와, 상기 제 1 벨마우스를 통해 유입된 원유를 외부로 안내하는 제 1 배출경로를 제 1 파이프; 및 상기 카고탱크의 하측 내부에 위치되는 제 2 벨마우스와, 상기 제 2 벨마우스를 통해 유입된 원유를 외부로 안내하는 제 2 배출경로를 포함하는 제 2 파이프를 포함할 수 있다.
또한, 상기 개폐유닛은 상기 부력추가 부력에 의해 상기 카고탱크의 내부에서 상승할 때, 상기 제 1 배출경로를 개방하고, 상기 부력추가 중력에 의해 상기 카고탱크의 내부에서 하강할 때, 상기 제 1 배출경로를 폐쇄하는 제 1 개폐유닛; 및 상기 부력추가 부력에 의해 상기 카고탱크의 내부에서 상승할 때, 상기 제 1 배출경로를 폐쇄하고, 상기 부력추가 중력에 의해 상기 카고탱크의 내부에서 하강할 때, 상기 제 1 배출경로를 개방하는 제 2 개폐유닛을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 오일파이프를 통해 배출되는 상기 원유에서 가스를 분리하기 위한 세퍼레이터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 파이프의 내경은 상기 제 2 파이프의 내경보다 더 큰 직경을 갖을 수 있다.
본 발명의 실시예들은 유압밸브 및 리모트 밸브 컨트롤 패널과 같은 부품의 추가 사용없이도, 카고탱크 내 원유의 수위에 따라 언로딩되는 원유의 배출량을 자동으로 조절할 수 있다는 이점이 있다.
특히, 본 발명의 실시예들은 카고탱크 내 원유의 부력을 이용하여, 오일파이프의 썩션 벨마우스를 자동으로 개폐함으로써, 카고탱크 내 원유를 신속하게 언로딩할 수 있고, 원유의 언로딩 작업에 대한 작업 안전성을 확보할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카고탱크의 원유 언로딩장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 "A"부를 확대하여 도시한 확대 사시도이다.
도 3은 도 1의 "B"부를 확대하여 도시한 확대 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카고탱크의 원유 언로딩장치에서, 카고탱크 내 원유의 수위가 하측에 위치되는 상태를 도시한 측면도이다.
도 5는 도 4의 "C"부를 확대하여 도시한 확대 사시도이다.
도 6은 도 4의 "D"부를 확대하여 도시한 확대 사시도이다.
도 7은 본 발명의 변형예에 따른 카고탱크의 원유 언로딩장치를 도시한 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 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.
그리고 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카고탱크의 원유 언로딩장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1의 "A"부를 확대하여 도시한 확대 사시도이고, 도 3은 도 1의 "B"부를 확대하여 도시한 확대 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카고탱크의 원유 언로딩장치에서, 카고탱크 내 원유의 수위가 하측에 위치되는 상태를 도시한 측면도이고, 도 5는 도 4의 "C"부를 확대하여 도시한 확대 사시도이며, 도 6은 도 4의 "D"부를 확대하여 도시한 확대 사시도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 카고탱크의 원유 언로딩장치(10)는, 오일파이프(100), 개폐유닛(200) 및 배출펌프(300)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 오일파이프(100)는 카고탱크(T)에 원유(O)를 로딩하거나 카고탱크(T) 내 원유(O)를 외부로 언로딩하기 위한 파이프로, 벨마우스가 카고탱크(T)의 내부에 위치되도록 카고탱크(T)에 장착될 수 있다.
이러한 오일파이프(100)는 카고탱크(T) 내 원유(O)를 외부로 배출하기 위한 제 1 파이프(110) 및 제 2 파이프(100)를 포함할 수 있다.
제 1 파이프(110)는 카고탱크(T)의 상측 내부에 수용된 원유(O)를 흡입하도록 카고탱크(T)의 상측 내부에 위치되는 제 1 벨마우스(111)와, 제 1 벨마우스(111)를 통해 유입된 원유(O)를 외부로 안내하는 제 1 배출경로(112)를 제공할 수 있다. 그리고 제 2 파이프(100)는 카고탱크(T)의 하측 내부에 수용된 원유(O)를 흡입하도록 카고탱크(T)의 하측 내부에 위치되는 제 2 벨마우스(121)와, 제 2 벨마우스(121)를 통해 유입된 원유(O)를 외부로 안내하는 제 2 배출경로(122)를 제공할 수 있다.
이때, 벨마우스(예를 들어, 제 1 벨마우스(111) 및 제 2 벨마우스(121))와 카고탱크(T)의 바닥면 간 거리가 가까우면, 카고탱크(T) 내 좁은 썩션 공간으로 인해, 원유(O)의 배출이 이루어지는 벨마우스 부근에서, 저항이 증가하고 와류가 발생될 수 있다.
따라서, 원유(O)의 빠른 썩션을 위해서는, 벨마우스와 카고탱크(T)의 바닥면 간 이격 거리는 적정한 거리로 유지되는 것이 바람직하다. 일 예로, 제 1 벨마우스(111)와 카고탱크(T)의 바닥면 간 이격 거리는 최소 350mm 이상의 거리를 유지하고, 제 2 벨마우스(121)와 카고탱크(T)의 바닥면 간 이격 거리는 최소 35mm 이상의 거리를 유지한다.
그리고 제 1 파이프(110)의 내경은 제 2 파이프(100)의 내경보다 더 큰 직경을 갖을 수 있다. 이에 따라, 제 1 파이프(110)는 제 1 벨마우스(111)를 통해 카고탱크(T)의 상측에서 많은 량의 원유(O)를 외부로 배출할 수 있다.
아울러, 제 2 파이프(100)의 내경은 제 1 파이프(110)의 내경보다 더 작은 직경을 제공함으로써, 카고탱크(T)의 하측에서 제 1 파이프(110)보다 적은 량의 원유(O)를 외부로 배출할 수 있다. 제 2 파이프(100)에서는 제 2 벨마우스(121) 및 카고탱크(T)의 바닥면 간 좁은 썩션 공간으로 인해, 저항이 증가될 수 있기 때문이다.
개폐유닛(200)은 카고탱크(T) 내 부력을 이용하여 오일파이프(100)의 배출경로를 단속할 수 있다. 이를 위해, 개폐유닛(200)은 오일파이프(100)에 회전 가능하게 설치되는 개폐샤프트(201)와, 원유(O)에 의해 부유 가능하도록 개폐샤프트(201)에 장착되는 부력추(202)와, 개폐샤프트(201)가 부력추(202)에 의해 회전될 때, 배출경로를 개폐하는 개폐편(203)을 포함할 수 있다.
여기서, 부력추(202)는 내부가 빈 공간을 제공하는 챔버 형태로 제공될 수 있다. 부력추(202)는 고밀도 자재(일 예로, 철)로 구성되어 일정 중량을 제공함으로써, 카고탱크(T) 내 원유(O)의 수위(L)가 낮아져 부력이 없어지면, 부력추(202)는 중력에 의해 카고탱크(T)의 하방향으로 이동될 수 있다.
그리고 개폐샤프트(201)의 일단은 오일파이프(100)의 회전홀(101)을 통해 오일파이프(100)의 내부 공간으로 삽입될 수 있다. 이때, 개폐샤프트(201)의 일단에는 개폐편(203)이 장착될 수 있다. 개폐샤프트(201)의 타단은 오일파이프(100)의 외부에 노출될 수 있다. 이때, 개폐샤프트(201)의 타단에는 부력추(202)가 설치될 수 있다. 그리고 회전홀(101)에는 개폐샤프트(201)와 오일파이프(100) 간의 패킹을 위한 실링부재(미도시)가 마련될 수 있다.
이에 따라, 부력추(202)가 부력 또는 중력에 의해 이동되면, 개폐샤프트(201)는 부력추(202)의 이동력을 회전력으로 전환하여 개폐편(203)에 전달되고, 개폐샤프트(201)의 회전에 의해, 개폐편(203)은 오일파이프(100)를 개폐할 수 있다. 이때, 배출펌프(300)에 의한 원유(O)의 배출 압력은 부력추(202)에 의한 개폐편(203)의 회전력보다 작게 설계되므로, 개폐편(203)의 회전 상태는 배출펌프(300)에 의한 배출 압력에 의해 영향을 받지 아니한다.
개폐유닛(200)은 제 1 파이프(110)에 설치되는 제 1 개폐유닛(200)과, 제 2 파이프(100)에 설치되는 제 2 개폐유닛(200)으로 구분될 수 있다. 이들 제 1 개폐유닛(200) 및 제 2 개폐유닛(200)은 카고탱크(T) 내 동일한 높이에 위치될 수 있다.
제 1 개폐유닛(200)의 경우, 부력추(202)가 부력에 의해 카고탱크(T)의 내부에서 상승할 때, 제 1 개폐편(203)은 제 1 파이프(110)의 제 1 배출경로(112)를 개방할 수 있고(도 2 참조), 부력추(202)가 중력에 의해 카고탱크(T)의 내부에서 하강할 때, 제 1 개폐편(203)은 제 1 파이프(110)의 제 1 배출경로(112)를 폐쇄할 있다(도 5 참조).
반면에, 제 2 개폐유닛(200)의 경우, 부력추(202)가 부력에 의해 카고탱크(T)의 내부에서 상승할 때, 제 2 개폐편(203)은 제 2 파이프(100)의 제 2 배출경로(122)를 폐쇄할 수 있고(도 3 참조), 부력추(202)가 중력에 의해 카고탱크(T)의 내부에서 하강할 때, 제 2 개폐편(203)은 제 2 파이프(100)의 제 2 배출경로(122)를 개방할 있다(도 6 참조).
예컨대, 도 1과 같이, 부력추(202)가 부력에 의해 기 설정된 수위(예를 들면, 오일파이프에 대한 회전샤프트의 설치 위치)보다 상승하면, 제 1 개폐편(203)은 제 1 파이프(110)의 제 1 배출경로(112)를 개방하는 반면, 제 2 개폐편(203)은 제 2 파이프(100)의 제 2 배출경로(122)를 폐쇄할 수 있다. 도 4와 같이, 부력추(202)가 중력에 의해 기 설정된 수위(예를 들면, 오일파이프에 대한 회전샤프트의 설치 위치)보다 하강하면, 제 1 개폐편(203)은 제 1 파이프(110)의 제 1 배출경로(112)를 폐쇄하는 반면, 제 2 개폐편(203)은 제 2 파이프(100)의 제 2 배출경로(122)를 개방할 수 있다.
배출펌프(300)는 카고탱크(T) 내 원유(O)를 흡입하기 위한 배출 압력을 오일파이프(100)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 배출펌프(300)는 통상의 유압펌프, 스트립핑 펌프(stripping pump) 등이 사용될 수 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3에서 보듯이, 원유(O)가 카고탱크(T)의 상측까지 수용된 경우(원유의 수위가 높은 경우), 배출펌프(300)가 작동되면, 배출펌프(300)의 배출압력에 의해, 카고탱크(T) 내 원유(O)는 제 1 파이프(110)를 통해, 외부로 배출될 수 있다.
이때, 제 1 개폐유닛(200)의 제 1 부력추(202)는 부력에 의해 상승된 상태를 유지하고, 제 1 개폐편(203)은 제 1 파이프(110)의 제 1 배출경로(112)를 개방한 상태를 유지할 수 있다(도 2 참조). 반면에, 제 2 개폐유닛(200)의 제 2 부력추(202)는 부력에 의해 상승된 상태를 유지하지만, 제 2 개폐편(203)은 제 2 파이프(100)의 제 2 배출경로(122)를 폐쇄한 상태를 유지할 수 있다(도 3 참조).
도 4 내지 도 6에서 보듯이, 원유(O)가 카고탱크(T)의 하측까지 수용된 경우(원유의 수위가 낮은 경우), 배출펌프(300)가 작동되면, 배출펌프(300)의 배출압력에 의해, 카고탱크(T) 내 원유(O)는 제 2 파이프(100)를 통해, 외부로 배출될 수 있다.
이때, 제 1 개폐유닛(200)의 제 1 부력추(202)는 중력에 의해 하강된 상태를 유지하고, 제 1 개폐편(203)은 제 1 파이프(110)의 제 1 배출경로(112)를 폐쇄한 상태를 유지할 수 있다(도 5 참조). 반면에, 제 2 개폐유닛(200)의 제 2 부력추(202)는 중력에 의해 하강된 상태를 유지하지만, 제 2 개폐편(203)은 제 2 파이프(100)의 제 2 배출경로(122)를 개방한 상태를 유지할 수 있다(도 6 참조).
도 7은 본 발명의 변형예에 따른 카고탱크의 원유 언로딩장치를 도시한 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변형예에 따른 카고탱크의 원유 언로딩장치(10)는, 오일파이프(100), 개폐유닛(200), 배출펌프(300) 및 세퍼레이터(400)를 포함할 수 있다.
여기서, 세퍼레이터(400)를 제외한 나머지 구성들, 예를 들어, 오일파이프(100), 개폐유닛(200) 및 배출펌프(300) 구성은, 상술한 오일파이프(100), 개폐유닛(200) 및 배출펌프(300) 구성과 대응되므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
세퍼레이터(400)는 배출펌프(300)의 전단측에 배치되어 원유(O)에서 가스를 분리할 수 있다. 세퍼레이터(400)는 오일파이프(100)를 통해 배출되는 원유(O)로부터 가스를 분리함으로써, 원유(O)에 혼합된 유증기/공기 등으로 인해 펌프의 임펠러가 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 유압밸브 및 리모트 밸브 컨트롤 패널과 같은 부품의 추가 사용없이도, 카고탱크 내 원유의 수위에 따라 언로딩되는 원유의 배출량을 자동으로 조절할 수 있고, 원유의 언로딩 작업에 대한 높은 작업 안전성을 확보할 수 있는 등의 우수한 장점을 갖는다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안 되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
100 :오일파이프 110 :제 1 파이프
120 :제 2 파이프 200 :개폐유닛
201 :개폐샤프트 202 :부력추
203 :개폐편 210 :제 1 개폐유닛
220 :제 2 개폐유닛 300 :배출펌프
400 :세퍼레이터

Claims (6)

  1. 원유가 수용된 카고탱크에 장착되고, 상기 카고탱크 내 원유를 외부로 배출하기 위한 배출경로를 제공하는 오일파이프;
    상기 원유의 배출 압력을 상기 오일파이프에 공급하는 배출펌프; 및
    상기 카고탱크 내 부력을 이용하여 상기 배출경로를 단속하도록 상기 오일파이프에 구비되는 개폐유닛;을 포함하고,
    상기 오일파이프는
    상기 카고탱크의 상측 내부에 위치되는 제 1 벨마우스와 상기 제 1 벨마우스를 통해 유입된 원유를 외부로 안내하는 제 1 배출경로를 포함하는 제 1 파이프와, 상기 카고탱크의 하측 내부에 위치되는 제 2 벨마우스와 상기 제 2 벨마우스를 통해 유입된 원유를 외부로 안내하는 제 2 배출경로를 포함하는 제 2 파이프를 포함하고,
    상기 개폐유닛은
    일단이 상기 오일파이프에 삽입되어 상기 오일파이프에 회전 가능하게 설치되는 개폐샤프트와, 상기 원유에 의해 부유 가능하도록 상기 개폐샤프트의 타단에 장착되는 부력추와, 상기 개폐샤프트의 일단에 설치되고 상기 개폐샤프트가 상기 부력추에 의해 회전될 때, 상기 배출경로를 개폐하는 개폐편과, 상기 부력추가 부력에 의해 상기 카고탱크의 내부에서 상승할 때, 상기 제 1 배출경로를 개방하고 상기 부력추가 중력에 의해 상기 카고탱크의 내부에서 하강할 때, 상기 제 1 배출경로를 폐쇄하는 제 1 개폐유닛과, 상기 부력추가 부력에 의해 상기 카고탱크의 내부에서 상승할 때, 상기 제 2 배출경로를 폐쇄하고, 상기 부력추가 중력에 의해 상기 카고탱크의 내부에서 하강할 때, 상기 제 2 배출경로를 개방하는 제 2 개폐유닛을 포함하는 카고탱크의 원유 언로딩장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 오일파이프를 통해 배출되는 상기 원유에서 가스를 분리하기 위한 세퍼레이터를 더 포함하는 카고탱크의 원유 언로딩장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 파이프의 내경은
    상기 제 2 파이프의 내경보다 더 큰 직경을 갖는 카고탱크의 원유 언로딩장치.
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