KR102275629B1 - Lng 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트 - Google Patents

Lng 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액화천연가스(LNG) 선박의 적재 및 하역에 사용하는 로딩암(Loading arm)의 각 배관들의 연결부위에 설치되면서 배관의 회전동작시 액화천연가스의 누설방지 및 회전동작과정에서의 긴밀한 결합구조를 가지는 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트(10)에 관한 것으로서, 양측으로 관통된 내부로 제1유로(101)가 형성되면서 일측의 외주에 플랜지(110)와 타측의 내주에 제1결합홈(121)이 형성된 제1결합부(120)로 구성된 지지몸체(100);와, 상기 지지몸체(100)의 제1결합부(120)가 위치한 내부에 결속되어 제1결합홈(121)에 대응된 위치의 외주에 원호형의 제2결합홈(221)이 형성된 일측의 제2결합부(220)와 타측의 외주에 플랜지(210)가 형성되며, 상기 지지몸체(100)의 제1유로(101)와 연통되도록 양측으로 관통된 내부로 제2유로(201)가 형성된 회전몸체(200);와, 상기 지지몸체(100)의 제1결합홈(121)에 결합되면서 내주면에 제1볼가이드홈(301)이 형성된 지지외륜(300); 및, 상기 회전몸체(200)의 제2결합홈(221)에 결합되면서 제1볼가이드홈(301)의 위치에 대응된 외주면에 제2볼가이드홈(401)이 형성되어 제1볼가이드홈(301)과 제2볼가이드홈(401) 사이에 볼베어링(500)이 수용되는 고정내륜(400);을 포함하며, 이때 상기 고정내륜(400)은 제1내륜(410a)과 제2내륜(410b)으로 이등분으로 분할 구성되며, 상기 지지외륜(300)은 상측의 제1외륜(310a), 하측의 제2외륜(310b), 좌측의 제3외륜(310c) 및 우측의 제4외륜(310d)으로 4개로 분할 구성되되, 상기 지지외륜(300)의 원호방향을 기준으로 상측의 제1외륜(310a) 하부 양측에 각각 형성된 수평절단면(311a)과 하측의 제2외륜(310b) 상부 양측에 각각 형성된 수평절단면(311b)이 서로 마주하도록 대응된 위치에 형성되며, 이때 좌측의 제3외륜(310c) 상부 및 하부 각각의 수평절단면(311c)과 우측의 제4외륜(310d) 상부 및 하부 각각의 수평절단면(311d)이 서로 마주하도록 대응된 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트{Swivel joint for loading arm using LNG bunkering}
본 발명은 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액화천연가스(LNG) 선박의 적재 및 하역에 사용하는 로딩암(Loading arm)의 각 배관들의 연결부위에 설치되면서 배관의 회전동작시 액화천연가스의 누설방지 및 회전동작과정에서의 긴밀한 결합구조를 가지는 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트에 관한 것이다.
일반적으로, 원유나 액화천연가스 등과 같은 유체는 특수 제작된 선박, 예를 들어 원유선이나 LNG선박 등을 이용하여 수송하게 되며, 이러한 선박들은 액체상태의 화물(유체화물)를 저장하기 위하여 특별히 제작된 화물창과, 유체화물을 선적하거나 하역하기 위한 배관망이 구성되어 있다.
이에, 일반적인 화물들이 컨테이너에 적재되어 크레인에 의해 하역되는 것과 달리, 액체상태의 화물은 선박의 배관망과 연결되는 별도의 장치를 이용하여 하역되며, 이를 위하여 사용되는 장치를 로딩암(Loading arm)이라고 한다.
종래의 기술을 살펴보면, 유체화물은 절곡이 가능하도록 구성된 파이프 라인을 이용하여 선박에 선적하거나 육상으로 하역하게 된다.
이때, 연결된 두 개의 파이프 라인이 다양한 각도로 회전이 가능하도록 하기 위하여, 각 파이프 라인의 연결부위에는 스위블 조인트(Swivel joint)가 설치되어 있다.
이러한, 스위블 조인트는 일측을 기준으로 다른 일측이 회전이 가능하도록 구성됨과 동시에, 하역되는 유체가 유출되지 않도록 기밀성을 유지되어야 한다.
또한, 종래의 로딩암을 통해 하역되는 유체가 초저온 상태인 경우, 외기온도와 하역되는 유체의 온도 차이로 인해, 각 구성들이 팽창과 수축을 반복하게 되므로, 실링(Sealing)의 개수가 많으면 많을수록, 실링의 탄력저하 및 손상 등으로 인한 누설확률이 점점 더 증가하게 된다는 문제점이 있다.
1. 대한민국 등록특허 제10-1781957호(발명의 명칭 : 유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트) 2. 대한민국 공개특허 제10-2016-0064812호(발명의 명칭 : 초저온 로딩암용 스위블 조인트) 3. 대한민국 등록특허 제10-2003050호(발명의 명칭 : LNG 벙커링 로딩암)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 지지몸체와 상기 지지몸체에 결합되어 회전되는 회전몸체 및 이들 결합에 볼베어링을 수용하여 회전을 지지하는 고정내륜과 지지외륜의 결합구조로 구성되어 고정내륜 및 지지외륜이 복수 개의 분할 구분된 형태로 조립되어 설치 및 유지보수가 용이하한 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명의 고정내륜 내주면에 완충부재가 마련되어 회전몸체의 회전으로 고정내륜으로 전달되는 진동을 완화하여 회전몸체의 피로도를 감소하도록 하는 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명의 일실시예는 양측으로 관통된 내부에 제1유로가 형성되면서 일측의 외주에 플랜지와 타측의 내주에 제1결합홈이 형성된 제1결합부로 구성된 지지몸체와,
상기 지지몸체의 제1결합부가 위치한 내부에 결속되어 제1결합홈에 대응된 위치의 외주에 제2결합홈이 형성된 일측의 제2결합부와 타측의 외주에 플랜지가 형성된 회전몸체와,
상기 지지몸체의 제1결합홈에 결합되면서 내주면에 제1볼가이드홈이 형성된 지지외륜 및,
상기 회전몸체의 제2결합홈에 결합되면서 제1볼가이드홈의 위치에 대응된 외주면에 제2볼가이드홈이 형성되어 제1, 2볼가이드홈 사이에 볼베어링이 수용되는 고정내륜을 포함하는 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트를 제공한다.
한편, 상기 고정내륜은 제1내륜과 제2내륜으로 이등분으로 분할 구성되며,
상기 지지외륜은 상측의 제1외륜, 하측의 제2외륜, 좌측의 제3외륜 및 우측의 제4외륜으로 4개로 분할 구성되되,
상기 지지외륜의 원호방향을 기준으로 상측의 제1외륜 하부 양측에 각각 형성된 수평절단면과 하측의 제2외륜 상부 양측에 각각 형성된 수평절단면이 동일한 대응 위치에 형성되며, 이때 좌측의 제3외륜 상부 및 하부 각각의 수평절단면과 우측의 제4외륜 상부 및 하부 각각의 수평절단면이 동일한 대응위치에 형성되는 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트를 제공한다.
한편, 상기 제2볼가이드홈이 위치한 고정내륜 내주에 원주형으로 결합되도록 제2볼가이드홈이 위치한 상기 고정내륜의 내주면에 제1홈과 상기 제1홈에 연계되면서 서로 연계된 일측의 제2홈과 타측의 제3홈으로 구성된 단위가 제1홈을 기준으로 양측에 상호 대칭으로 형성되되, 상기 제1홈은 내주면 중앙의 수평면과 상시 수평면을 기준으로 양측에 서로 대칭으로 형성된 경사면을 가지는 형태이며,
상기 제1홈의 수평면과 경사면의 형태에 대응되어 외주면이 원호형으로 돌출되면서 상기 외주면에 대응되는 내주면에 외주면 형태에 대응되는 형태의 제1수용홈을 형성하는 완충형상부와 상기 완충형상부의 양측단에 각각 연결되어 제2홈에 밀착결합되는 가이드부로 구성되는 일체의 완충지지부와,
상기 완충지지부의 완충형상부 내주면에 형성된 제1수용홈에 결속되어 제1수용홈의 형태 및 단면적에 대응되면서 내부에 단면이 역방향의 이등변삼각형태를 가진 제1가압공이 형성된 탄성부 및,
상기 제3홈에 긴밀히 결합되면서 완충지지부의 가이드부 자유단이 측부에 밀착되는 금속판링을 포함하는 완충부재가 더 포함되는 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트를 제공한다.
한편, 상기 고정내륜 내주 양단에 각각 원주형으로 결합되도록 고정내륜의 내주면에 설치홈이 형성되며,
상기 설치홈의 내주면에 외주면이 밀착 결합되며, 상기 외주면에 대응되는 내주면 중앙에 내측으로 요입된 결속홈이 형성되면서 상기 결속홈 중앙에 반구형으로 돌출되면서 내부 중앙에 제2가압공이 형성된 탄성가압편이 형성된 가압형상부와,
상기 가압형상부의 내주면에 결합되며, 상기 탄성가압편을 수용하도록 외주면에 제2수용홈을 형성하되, 상기 탄성가압편 내주면과 제2수용홈 외주면 사이에 빈 공간의 완충공간이 형성되며, 상기 결속홈에 긴밀히 밀착되도록 제2수용홈 양측에 가압돌기가 형성된 가압지지부를 포함하는 가압부재가 더 포함되는 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트를 제공한다.
본 발명의 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트에 의하면, 지지몸체와 상기 지지몸체에 결합되어 회전되는 회전몸체 및 이들 결합에 볼베어링을 수용하여 회전을 지지하는 고정내륜과 지지외륜의 결합구조로 구성되어 고정내륜 및 지지외륜이 복수 개의 분할 구분된 형태로 조립되어 설치 및 유지보수가 용이하며, 상기 고정내륜 내주면에 완충부재가 마련되어 회전몸체의 회전으로 고정내륜으로 전달되는 진동을 완화하여 회전몸체의 피로도를 감소하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트에서 지지몸체-회전몸체-지지외륜-고정내륜-볼베어링의 결합된 일부 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트의 지지몸체 단면 구조도.
도 5는 본 발명에 따른 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트의 회전몸체 단면 구조도.
도 6은 본 발명에 따른 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트에서 지지외륜의 정면 단면도(a)와 측면 단면도(b).
도 7은 본 발명에 따른 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트에서 지지외륜의 분할된 분리 결합 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트에서 고정내륜의 정면 단면도(a)와 측면 단면도(b).
도 9는 본 발명에 따른 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트에서 고정내륜의 분할된 분리 결합 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트에서 고정내륜에 완충부재가 설치된 단면 구조도.
도 11은 본 발명에 따른 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트에서 고정내륜에 완충부재가 설치된 단면도.
도 12는 본 발명에 따른 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트에서 완충부재의 단면도.
도 13은 본 발명에 따른 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트에서 고정내륜에 가압부재가 설치된 단면 구조도.
도 14는 본 발명에 따른 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트에서 고정내륜에 가압부재가 설치되는 구조를 나타낸 단면 도면.
상기한 목적을 달성하기 위해 하기와 같은 실시예를 도면을 통해 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트(10)는 지지몸체(100), 회전몸체(200), 지지외륜(300) 및 고정내륜(400)을 포함하며, 상기 지지내륜(300)과 고정내륜(400) 사이에 볼베어링(500)을 포함하는 구조를 가진다.
상기 지지몸체(100) 및 회전몸체(200) 각각에 구비된 플랜지(110)(210) 중 지지몸체(100)에 마련된 플랜지(110)에 어느 하나의 로딩암배관이 연결되며, 상기 회전몸체(200)의 플랜지(210)는 다른 하나의 로딩암배관과 연결되어 지지몸체(100)를 기준으로 축회동하도록 구성된다.
더욱 구체적으로 설명하면, 도 1 내지 도 9에 나타낸 바와 같이 본 발명의 일실시예는 양측으로 관통된 내부로 제1유로(101)가 형성되면서 일측의 외주에 플랜지(110)와 타측의 내주에 제1결합홈(121)이 형성된 제1결합부(120)로 구성된 지지몸체(100)와,
상기 지지몸체(100)의 제1결합부(120)가 위치한 내부에 결속되어 제1결합홈(121)에 대응된 위치의 외주에 원호형의 제2결합홈(221)이 형성된 일측의 제2결합부(220)와 타측의 외주에 플랜지(210)가 형성되며, 상기 지지몸체(100)의 제1유로(101)와 연통되도록 양측으로 관통된 내부로 제2유로(201)가 형성된 회전몸체(200)와,
상기 지지몸체(100)의 제1결합홈(121)에 결합되면서 내주면에 제1볼가이드홈(301)이 형성된 지지외륜(300) 및,
상기 회전몸체(200)의 제2결합홈(221)에 결합되면서 제1볼가이드홈(301)의 위치에 대응된 외주면에 제2볼가이드홈(401)이 형성되어 제1, 2볼가이드홈(301)(401) 사이에 볼베어링(500)이 수용되는 고정내륜(400)을 포함하는 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트(10, 이하 ‘스위블 조인트’라 칭함.)를 제공한다.
도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 지지몸체(100)는 양측으로 관통된 내부에 제1유로(101)가 형성되면서 일측의 외주에 플랜지(110)와 타측의 내주에 원호형의 제1결합홈(121)이 형성된 제1결합부(120)로 구성되며, 상기 제1결합부(120)를 제외한 플랜지(110)를 포함한 길이방향의 지지몸체(100) 내부에는 동일 내경의 제1유로(101)가 형성되며, 상기 제1결합부(120)의 내부에는 제1유로(101)와 연통되면서 제1유로(101)의 내경에 비해 큰 내경을 가진 제1결합홈(121)을 형성한다.
상기 제1결합부(120)의 외주에 한 쌍의 제1통공(127)이 제1결합홈(121)으로 관통 형성되며, 후술되는 지지외륜(300)에 상기 제1통공(127)의 위치에 대응되는 지지외륜(30))의 외주에 제2통공(302)이 제1볼가이드홈(301) 내부로 관통 형성된다.
상기 지지몸체(100)의 제1결합부(120) 외주면에 제1단속공(129)이 내부로 관통 형성되며, 이때 제1결합부(120)의 외주면에 제1단속공(129)이 서로 대향되는 위치에 각각 형성되며, 상기 제1단속공(129)을 통해 체결볼트를 채워 제1결합부(120)의 제2결합홈(121)에 결합된 지지외륜(300)을 고정시키게 되며, 이때 상기 제1단속공(129)의 위치에 대응되도록 지지외륜(300)의 외주면에 내부로 관통된 제2단속공(303)이 형성된다.
그리고, 도 2, 도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 회전몸체(200)는 지지몸체(100)의 제1결합부(120)가 위치한 내부에 결속되어 제1결합홈(121)에 대응된 위치의 외주에 원호형의 제2결합홈(221)이 형성된 일측의 제2결합부(220)와 타측의 외주에 플랜지(210)가 형성되며, 상기 지지몸체(100)의 제1유로(101)와 연통되도록 양측으로 관통된 내부로 제2유로(201)가 형성되어 제1유로(101)의 내경과 동일한 제2유로(201)의 내경을 가지도록 형성된다.
상기 제2결합부(220)의 외주에 원호형으로 형성된 제2결합홈(221) 양측 외주에 각각 원주형으로 돌출된 가압돌기(222a)(222b)가 형성되되, 상기 회전몸체(200)의 플랜지(210)에 근접한 가압돌기(222b)의 외주 일면에 원주형으로 요입된 제1실링홈(223)이 형성되며, 이때 상기 회전몸체(200)의 제2결합부(220) 외주에 형성된 가압돌기(222b)가 결합될 수 있도록 가압돌기(222b)의 위치 및 형태에 대응되는 지지몸체(100)의 제1결합부(120) 내주에 돌기밀착홈(122-1)이 형성되며, 상기 제1실링홈(223)에 제1실링(224)이 결합되어 지지몸체(100)와 회전몸체(200) 결합 후 제1, 2유로(101)(201)로 이동되는 유체의 누출을 방지하도록 한다.
그리고, 상기 지지몸체(100)와 회전몸체(200)가 상호 결합시 상기 제1실링홈(223)이 형성된 가압돌기(222b)는 제1결합부(120)의 내부 내주단에 위치하며, 즉 제1결합부(120)의 제1결합홈(121) 타측인 바깥쪽의 내주면에 가압돌기(222b)가 위치하면서 상기 제1결합홈(121) 타측인 바깥쪽의 내주면은 상기 가압돌기(222b)의 외경에 대응되는 내경을 가지며, 다른 하나의 가압돌기(222a)는 제1결합부(120)의 제1결합홈(121) 일측인 안쪽의 내주면에 위치하면서 상기 제1결합부(120)의 제1결합홈(121) 일측인 안쪽의 내주면은 다른 하나의 가압돌기(122a) 외경과 동일한 내경을 가진다.
그리고, 상기 제1결합홈(121)을 기준으로 바깥쪽의 내주면을 제1삽입홈(122)이라고 칭하면서 안쪽의 내주면을 제2삽입홈(123)으로 칭한다.
그리고, 상기 가압돌기(222a)(222b) 중 제1실링홈(223)이 형성된 가압돌기(222b)를 타측 가압돌기(222b)라면 다른 하나의 가압돌기(222a)를 일측 가압돌기(222a)라 칭할 때, 상기 일측 가압돌기(222a)에서 수평 연장되어 제2유로(201)와 연통된 내부를 가진 연장부(225)가 형성되며, 상기 연장부(225)가 결속되어 위치한 제2삽입홈(123)의 일측 내주면인 제3삽입홈(124)의 내주면 내경은 연장부(225)의 외경과 동일하면서 연장부(225)의 외주면 중앙 위치에 대응되는 제3삽입홈(124)의 내주면에 원호형의 제2실링홈(125)이 형성되며, 상기 제2실링홈(125)에 결합되는 제2실링(126)이 결합되어 제1유로(101)로 노출 및 돌출된 제2실링(126)이 연장부(225)의 중앙 외주면을 원호형으로 가압 밀착하여 제1, 2유로(101)(201)를 통과하는 유체의 누출 방지 및 기밀을 유지하게 된다.
그리고, 도 2, 도 3 및 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 지지외륜(300)은 지지몸체(100)의 제1결합홈(121)에 결합되면서 내주면에 한 쌍의 제1볼가이드홈(301)이 원주형으로 형성되며, 상기 지지몸체(100)의 외주면에 형성된 제1통공(127)에 대응되는 위치의 지지외륜(300) 외주면에 내부로 통공된 한 쌍의 제2통공(302)이 형성되며, 이때 상기 지지몸체(100)의 제1통공(127)으로 유입된 다수 개의 볼베어링(500)이 지지외륜(300)의 제2통공(302)을 통해 지지외륜(300) 내주면에 형성된 제1볼가이드홈(301)으로 삽입되게 된다.
상기 지지외륜(300)의 외경은 제1결합홈(121)의 내경과 동일하여 제1결합홈(121)에 지지외륜(300)이 긴밀하게 조립된다.
상기 지지외륜(300)은 지지몸체(100)의 제1결합홈(121)에 결합되면서 볼베어링(500)의 삽입 후 제1, 2통공(127)(302)으로부터 볼베어링(500)의 이탈을 방지하도록 지지몸체(100)의 제1통공(127)을 밀폐하면서 끝단부가 제2통공(302) 상부를 끼움결합 또는 나사결합되는 체결플러그(128)가 결합하게 되며, 이때 체결플러그(128)의 결합으로 지지몸체(100)의 제1결합홈(121)에 지지외륜(300)을 고정 결합하게 된다.
그리고, 도 2, 도 3 및 도 8에 나타낸 바와 같이 상기 고정내륜(400)은 회전몸체(200)의 제2결합홈(221)에 결합되면서 제1볼가이드홈(301)의 위치에 대응된 외주면에 제2볼가이드홈(401)이 원주형으로 형성되어 제1, 2볼가이드홈(301)(401) 사이에 볼베어링(500)이 수용되며, 상기 지지몸체(100)의 제1통공(127)과 지지외륜(300)의 제2통공(302)을 통해 볼베어링(500)이 합치된 제1, 2볼베어링홈(301)(401)으로 삽입되어 다수 개의 볼베어링(500)이 원주형태로 압입되어 볼베어링(500)을 기준으로 회전몸체(200)가 회전 가능하게 된다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 고정내륜(400)의 내경이 제2결합홈(221)의 외경과 동일하여 제2결합홈(221)에 고정내륜(400)이 긴밀히 밀착 고정하게 되며, 이때 상기 고정내륜(400)의 내주면 중앙에 내주에 하나 이상의 제1회전방지홈(402)을 형성하면서 상기 제1회전방지홈(402)의 위치에 대응된 제2결합홈(221)의 외주면에 제2회전방지홈(226)이 형성되며, 서로 합치된 상기 제1회전방지홈(402)과 제2회전방지홈(226) 사이에 회전방지키(403)가 삽입됨으로서 제2결합홈(221)으로부터 고정내륜(400)이 고정되어 볼베어링(500)에 의한 회전몸체(200)의 회전시 고정내륜(400)이 회전몸체(200)의 제2결합홈(221) 외주로 회전하지 않는 고정구조를 가진다.
상기 고정내륜(400)의 제2볼가이드홈(401)과 제2볼가이드홈(401) 사이의 외주면에 제3실링홈(408)이 원주형으로 형성되면서 상기 제3실링홈(408)에 원주형의 제3실링(409)이 긴밀히 밀착 삽입되어 고정내륜(400)과 지지외륜(300)의 기밀성을 유지하게 된다.
그리고, 상기 고정내륜(400)과 지지외륜(300)이 각각 복수 개로 구분되어 상호 결합된 구조를 가짐으로서, 각각의 분리된 위치에서 마모, 변형 등 형태의 물리적인 변형이 발생시 그 위치의 구성물만을 교체가 용이하도록 다음과 같은 구조를 가진다.
도 6 내지 도 9에 나타낸 바와 같이 상기 고정내륜(400)은 제1내륜(410a)과 제2내륜(410b)으로 이등분으로 분할 구성되며,
상기 지지외륜(300)은 상측의 제1외륜(310a), 하측의 제2외륜(310b), 좌측의 제3외륜(310c) 및 우측의 제4외륜(310d)으로 4개로 분할 구성되되,
상기 지지외륜(300)의 원호방향을 기준으로 상측의 제1외륜(310a) 하부 양측에 각각 형성된 수평절단면(311a)과 하측의 제2외륜(310b) 상부 양측에 각각 형성된 수평절단면(311b)이 서로 마주하도록 대응된 위치에 형성되며, 이때 좌측의 제3외륜(310c) 상부 및 하부 각각의 수평절단면(311c)과 우측의 제4외륜(310d) 상부 및 하부 각각의 수평절단면(311d)이 서로 마주하도록 대응된 위치에 형성되는 스위블 조인트(10)를 제공한다.
상기 고정내륜(400)은 내경이 동일한 내주면 전체를 가지면서 외경이 동일한 외주면 전체를 가진 원통형이며, 이때 원통형의 고정내륜(400)을 수직방향으로 이등분하며, 즉 고정내륜(400)이 반원통형의 제1내륜(410a)과 제2내륜(410b)으로 이등분되게 분리되어 결합된 형태를 가진다.
상기 제1내륜(410a)과 제2내륜(410b)이 서로 면접되는 각각의 단부면이 평면을 형성함으로서 서로 면접시 외주면과 내주면에 단차가 없는 면접부위를 가진다.
상기 지지외륜(300)은 내경이 동일한 내주면 전체를 가지면서 외경이 동일한 외주면 전체를 가진 원통형이며, 이때 상기 지지외륜(300)은 상측의 제1외륜(310a), 하측의 제2외륜(310b), 좌측의 제3외륜(310c) 및 우측의 제4외륜(310d)으로 4개로 분할하게 된다.
이때, 상기 지지외륜(300)의 원호방향을 기준으로 상측의 제1외륜(310a) 하부 양측에 각각 형성된 수평절단면(311a)과 하측의 제2외륜(310b) 상부 양측에 각각 형성된 수평절단면(311b)이 각각 동일한 대응 위치에 형성되며, 즉 제1외륜(310a)의 양측단에 형성된 수평절단면(311a)이 제1외륜(310a)의 중앙을 기준으로 상호 좌우대칭으로 형성되며, 그리고 제2외륜(310b)의 양측단에 형성된 수평절단면(311b)이 제2외륜(310b)의 중앙을 기준으로 상호 좌우대칭으로 형성되며, 이때 원호형의 지지외륜(300)에 중앙을 기준으로 제1외륜(310a)의 양측단 각각에 형성된 수평절단면(311a) 위치와 제2외륜(310b)의 양측단 각각에 형성된 수평절단면(311b) 위치가 서로 수직으로 마주하게 대응된 위치를 가진다.
그리고, 상기 좌측의 제3외륜(310c) 상부 및 하부 각각의 수평절단면(311c)과 우측의 제4외륜(310d) 상부 및 하부 각각의 수평절단면(311d)이 서로 마주하도록 대응된 위치에 형성되며, 즉 제3외륜(310c)의 상단 및 하단에 각각 형성된 수평절단면(311c)이 제3외륜(310c)의 중앙을 기준으로 상호 상하대칭으로 형성되며, 그리고 제4외륜(310d)의 상단 및 하단에 각각 형성된 수평절단면(311d)이 제4외륜(310d)의 중앙을 기준으로 상호 상하대칭으로 형성되며, 이때 원호형의 지지외륜(300)에 중앙을 기준으로 제3외륜(310c)의 상단 및 하단 각각에 형성된 수평절단면(311c) 위치와 제4외륜(310d)의 상단 및 하단 각각에 형성된 수평절단면(311d) 위치가 서로 수평으로 마주하게 대응된 위치를 가진다.
상기 제1외륜(310a)의 양측단 중 일단의 수평절단면(311a)이 제3외륜(310c)의 상하단 중 상단의 수평절단면(311c)이 상호 면접 그리고 상기 제1외륜(310a)의 양측단 중 타단의 수평절단면(311a)이 제4외륜(310d)의 상하단 중 상단의 수평절단면(311d)이 상호 면접 및, 상기 제2외륜(310b)의 양측단 중 일단의 수평절단면(311b)이 제3외륜(310c)의 상하단 중 하단의 수평절단면(311c)이 상호 면접 그리고 상기 제2외륜(310b)의 양측단 중 타단의 수평절단면(311b)이 제4외륜(310d)의 상하단 중 하단의 수평절단면(311d)이 상호 면접됨으로서 원호형의 지지외륜(300)을 형성하면서 지지외륜(300)의 외주면과 내주면에 단차가 없는 면접부위를 가진다.
이에, 상기 지지외륜(300)이 제1, 2, 3, 4외륜(310a)(310b)(310c)(310d)이 상호 면접 결합된 상태에서 어느 하나의 외륜이 마모시 이 외륜에 이웃하는 다른 외륜과 상호 수평절단면으로 면접 결합되어 쉽게 마모된 외륜을 교체할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 회전몸체(200)에 고정된 고정내륜(400)이 볼베어링(500)을 기준으로 지지몸체(100)에 고정된 지지외륜(300)의 외주방향으로 회전시 볼베어링(500)이 위치한 고정내륜(400)의 제2볼가이드홈(401)에 진동 및 충격이 집중 가해져 회전몸체(200)로 전달됨으로서 고정내륜(400) 내주면과 회전몸체(200)의 외주면 사이가 이격 또는 변형되게 되는 현상을 방지하도록 볼베어링(500)의 회전 또는 고정내륜(400)의 회전시 발생되는 충격 또는 마찰력을 흡수하면서 지지력을 강화 및 열변형에 대응하도록 완충부재(600)가 설치된다.
도 10 내지 도 12에 나타낸 바와 같이 상기 제2볼가이드홈(401)이 위치한 고정내륜(400) 내주에 원주형으로 결합되도록 제2볼가이드홈(401)이 위치한 상기 고정내륜(400)의 내주면에 제1홈(404)과 상기 제1홈(404)에 연계되면서 서로 연계된 일측의 제2홈(405)과 타측의 제3홈(406)으로 구성된 단위가 제1홈(404)을 기준으로 양측에 상호 대칭으로 형성되되, 상기 제1홈(404)은 내주면 중앙의 수평면(404-1)과 상시 수평면(404-1)을 기준으로 양측에 서로 대칭으로 형성된 경사면(404-2)을 가지는 형태이며,
상기 제1홈(404)의 수평면(404-1)과 경사면(404-2)의 형태에 대응되어 외주면이 원호형으로 돌출되면서 상기 외주면에 대응되는 내주면에 외주면 형태에 대응되는 형태의 제1수용홈(611-1)을 형성하는 완충형상부(611)와 상기 완충형상부(611)의 양측단에 각각 연결되어 제2홈(405)에 밀착 결합되는 가이드부(612)로 구성되는 일체의 완충지지부(610)와,
상기 완충지지부(610)의 완충형상부(611) 내주면에 형성된 제1수용홈(611-1)에 결속되어 제1수용홈(611-1)의 형태 및 단면적에 대응되면서 내부에 단면이 역방향의 이등변삼각형태를 가진 제1가압공(621)이 형성된 탄성부(620) 및,
상기 제3홈(406)에 긴밀히 결합되면서 완충지지부(610)의 가이드부(612) 자유단이 측부에 밀착되는 금속판링(630)으로 구성되는 완충부재(600)가 더 포함되는 스위블 조인트(10)를 제공한다.
먼저, 상기 완충부재(600)가 설치되도록 제2가이드홈(401)이 위치한 고정내륜(400) 내주에 원주형으로 완충부재(600)가 결합되며, 상기 제2가이드홈(401)이 위치한 고정내륜(400)의 내주면에 원주형의 제1홈(404)과 상기 제1홈(404)에 연계되면서 서로 연계된 일측의 제2홈(405)과 타측의 제3홈(406)으로 구성된 원주형의 단위가 제1홈(404)을 기준으로 양측에 상호 대칭으로 형성되며, 즉 상기 제1홈(404) 양측에 각각 제2홈(405)과 제3홈(406)의 일체가 상호 대칭형태로 형성되되, 상기 제1홈(404)은 내주면 중앙의 수평면(404-1)과 상시 수평면(404-1)을 기준으로 양측에 서로 대칭으로 형성된 경사면(404-2)을 가지는 형태로 형성되며, 상기 제2홈(405)의 내주면 내경은 제3홈(406)의 내주면 내경에 비해 작은 내경을 가지며, 상기 제1홈(404)의 수평면(404-1) 내경은 제3홈(406)의 내주면 내경과 동일한 내경을 가진다.
그리고, 상기 완충부재(600)는 완충지지부(610), 탄성부(620) 및 금속판링(630)으로 구성되는 일체의 결합구조를 가진다.
상기 완충지지부(610)는 원주형으로서 상기 제1홈(404)의 수평면(404-1)과 경사면(404-2)의 형태에 대응되어 외주면이 원호형으로 돌출되면서 상기 외주면에 대응되는 내주면에 외주면 형태에 대응되는 형태의 제1수용홈(611-1)을 형성하는 완충형상부(610)와 상기 완충형상부(610)의 양측단에 각각 연결되어 제2홈(405)에 밀착 결합되는 가이드부(612)로 구성되는 일체의 구조를 가지며, 상기 완충형상부(611)는 외주면은 제1홈(404)의 수평면(404-1)과 경사면(404-2)에 대응된 형태를 가지어 완충지지부(610)의 외주면 중앙에 돌출된 형태를 가지며, 상기 완충형상부(611)의 내부에는 빈 공간의 제1수용홈(611-1)을 형성하면서 완충형상부(611) 외주면에 대응된 형태의 제1수용홈(611-1) 내주면을 형성한다.
상기 가이드부(612)는 완충형상부(611)의 양단에 각각 수평 연결되어 제2홈(405)에 긴밀히 밀착하게 된다.
그리고 상기 탄성부(620)는 원주형으로서 완충지지부(610)의 완충형상부(611) 내주면에 형성된 제1수용홈(611-1)에 결속되어 제1수용홈(611-1)의 형태 및 단면적에 대응되면서 내부에 단면이 역방향의 이등변삼각형태를 가진 제1가압공(621)이 형성되며, 상기 제1수용홈(611-1)으로 전달되는 충격을 탄성부(620)가 흡수하게 되며, 이때 상기 탄성부(620)의 내부에 형성된 제1가압공(621)으로 인해 탄성부(620)의 복원력을 증대하게 되어 탄성부(620)의 복원과 동시에 완충형상부(611)의 원래상태로 복원되는 것을 빠르게 수행할 뿐만 아니라 완충부재(600) 설치부위의 기밀성을 유지하도록 된다.
그리고, 상기 금속판링(630)은 원주형으로서 제3홈(406)에 긴밀히 결합되면서 완충지지부(610)의 가이드부(612) 자유단이 측부에 밀착되며, 상기 완충지지부(610) 및 탄성부(620)의 지지력을 강화하면서 제2볼가이드홈(401)의 내부 양측면에 가해지는 마찰력으로 제2볼가이드홈(401)의 변형 또는 고정내륜(400)의 자체의 열변형을 방지하도록 받침역할을 하게 된다.
또한, 상기 볼베어링(500)의 회전 또는 고정내륜(400)의 회전시 발생되는 진동 등의 외력 및 마찰력으로 고정내륜(400)의 내주면과 상기 고정내륜(400)의 내주면 위치에 대응된 회전몸체(200)의 제2결합부(220) 외주면에 기밀성이 저하되는 것을 방지하도록 가압부재(700)가 설치된다.
도 13과 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 고정내륜(400) 내주 양단에 각각 원주형으로 결합되도록 고정내륜(400)의 내주면에 설치홈(407)이 형성되며,
상기 설치홈(407)의 내주면에 외주면이 밀착 결합되며, 상기 외주면에 대응되는 내주면 중앙에 내측으로 요입된 결속홈(712)이 형성되면서 상기 결속홈(712) 중앙에 반구형으로 돌출되면서 내부 중앙에 제2가압공(711-1)이 형성된 탄성가압편(711)이 형성된 가압형상부(710)와,
상기 가압형상부(710)의 내주면에 결합되며, 상기 탄성가압편(711)을 수용하도록 외주면에 제2수용홈(721)을 형성하되, 상기 탄성가압편(711) 내주면과 제2수용홈(721) 외주면 사이에 빈 공간의 완충공간(723)이 형성되며, 상기 결속홈(712)에 긴밀히 밀착되도록 제2수용홈(721) 양측에 각각 가압돌기(722)가 형성된 가압지지부(720)로 구성되는 가압부재(700)가 더 포함되는 스위블 조인트(10)를 제공한다.
먼저, 상기 고정내륜(400) 내주 양단에 각각 원주형으로 가압부재(700)가 결합되기 위해 가압부재(700)의 설치위치에 대응된 고정내륜(400)의 내주면에 설치홈(407)이 형성된다.
상기 가압부재(700)는 원주형으로서 가압형상부(710)와 가압지지부(720)로 구성되는 일체의 결합구조를 가지며, 상기 가압형상부(710)는 설치홈(407)의 내주면에 외주면이 밀착 결합되며, 상기 외주면에 대응되는 내주면 중앙에 내측으로 요입된 결속홈(712)이 형성되면서 상기 결속홈(712) 중앙에 반구형으로 돌출되면서 내부 중앙에 제2가압공(711-1)이 형성된 원주형의 탄성가압편(711)을 형성한다.
그리고, 상기 가압지지부(720)는 원주형으로서 가압형상부(710)의 내주면에 결합되며, 상기 탄성가압편(711)을 수용하도록 외주면 중앙에 제2수용홈(721)을 형성하되, 상기 탄성가압편(711) 내주면과 제2수용홈(721) 외주면 사이에 빈 공간의 완충공간(723)이 형성되며, 상기 결속홈(712)에 긴밀히 밀착되도록 제2수용홈(721) 양측에 각각 돌출된 원주형의 가압돌기(722)가 형성된다.
상기 가압형상부(710)의 내주면 양측단에 각각 하향 돌출된 부위가 가압지지부(720)의 외주면 양단에 각각 밀착 면접되어 상호 지지하게 되면서 동시에 상기 결속홈(712)에 가압돌기(722)가 긴밀히 밀착 결합되어 상호간 결속력을 강화하며, 이때 가압형상부(710)와 가압지지부(720)가 고정내륜(400)과 회전몸체(200) 사이의 기밀성을 유지할 뿐만 아니라 볼베어링(500) 또는 고정내륜(400)의 회전으로 발생되는 마찰력에 의한 발열로 인해 고정내륜(400)의 팽창 또는 수축에 대응하여 기밀성을 지속적으로 유지하게 된다.
그리고, 상기 탄성가압편(711) 내주면과 제2수용홈(721) 외주면 사이에 빈 공간의 완충공간(723)이 형성되어 볼베어링(500) 또는 회전몸체(200) 회전시 발생된 진동을 흡수하면서 마찰에 따른 열전달의 고정내륜(400) 변형에 의한 가압부재(700)의 형상과 치수가 복원되도록 압축공간을 형성하는 역할을 하게 되며, 상기 탄성가압편(711)의 제2가압공(711-1)도 동일한 치수복원의 역할을 하게 된다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
스위블 조인트 10 지지몸체 100 제1결합부 110
제1결합홈 121 제1삽입홈 122 제2삽입홈 123
제3삽입홈 124 제2실링홈 125 제2실링 126
제1통공 127 회전몸체 200 제2결합부 220
제2결합홈 221 가압돌기 222a, 222b 제1실링홈 223
제1실링 224 연장부 225 제2회전방지홈 226
지지외륜 300 제1볼가이드홈 301 제2통공 302
제1외륜 310a 제2외륜 310b 제3외륜 310c
제4외륜 310d 고정내륜 400 제2볼가이드홈 401
제1회전방지홈 402 회전방지키 403 제1홈 404
수평면 404-1 경사면 404-2 제2홈 405
제3홈 406 설치홈 407 제1내륜 410
제2내륜 410b 볼베어링 500 완충부재 600
완충지지부 610 완충형상부 611 제1수용홈 611-1
가이드부 612 탄성부 620 제1가압공 621
금속판링 630 가압부재 700 가압형상부 710
탄성가압편 711 제2가압공 711-1 결속홈 712
가압지지부 720 제2수용홈 721 가압돌기 722
완충공간 723

Claims (5)

  1. 양측으로 관통된 내부로 제1유로(101)가 형성되면서 일측의 외주에 플랜지(110)와 타측의 내주에 제1결합홈(121)이 형성된 제1결합부(120)로 구성된 지지몸체(100);와,
    상기 지지몸체(100)의 제1결합부(120)가 위치한 내부에 결속되어 제1결합홈(121)에 대응된 위치의 외주에 원호형의 제2결합홈(221)이 형성된 일측의 제2결합부(220)와 타측의 외주에 플랜지(210)가 형성되며, 상기 지지몸체(100)의 제1유로(101)와 연통되도록 양측으로 관통된 내부로 제2유로(201)가 형성된 회전몸체(200);와,
    상기 지지몸체(100)의 제1결합홈(121)에 결합되면서 내주면에 제1볼가이드홈(301)이 형성된 지지외륜(300);와,
    상기 회전몸체(200)의 제2결합홈(221)에 결합되면서 제1볼가이드홈(301)의 위치에 대응된 외주면에 제2볼가이드홈(401)이 형성되어 제1볼가이드홈(301)과 제2볼가이드홈(401) 사이에 볼베어링(500)이 수용되는 고정내륜(400); 및,
    상기 고정내륜(400) 내주 양단에 각각 원주형으로 결합되도록 고정내륜(400)의 내주면에 설치홈(407)이 형성되며, 상기 설치홈(407)의 내주면에 외주면이 밀착 결합되며, 상기 외주면에 대응되는 내주면 중앙에 내측으로 요입된 결속홈(712)이 형성되면서 상기 결속홈(712) 중앙에 반구형으로 돌출되면서 내부 중앙에 제2가압공(711-1)이 형성된 탄성가압편(711)이 형성된 가압형상부(710)와, 상기 가압형상부(710)의 내주면에 결합되며, 상기 탄성가압편(711)을 수용하도록 외주면에 제2수용홈(721)을 형성하되, 상기 탄성가압편(711) 내주면과 제2수용홈(721) 외주면 사이에 빈 공간의 완충공간(723)이 형성되며, 상기 결속홈(712)에 긴밀히 밀착되도록 제2수용홈(721) 양측에 각각 가압돌기(722)가 형성된 가압지지부(720)로 구성되는 가압부재(700);가 포함되는 것을 특징으로 하는 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2결합부(220)의 외주에 원호형으로 형성된 제2결합홈(221) 양측 외주에 각각 원주형으로 돌출된 가압돌기(222a)(222b)가 형성되되,
    상기 회전몸체(200)의 플랜지(210)에 근접한 가압돌기(222b)의 외주 일면에 원주형으로 요입된 제1실링홈(223)이 형성되며, 이때 상기 회전몸체(200)의 제2결합부(220) 외주에 형성된 가압돌기(222b)가 결합될 수 있도록 가압돌기(222b)의 위치 및 형태에 대응되는 지지몸체(100)의 제1결합부(120) 내주에 돌기밀착홈(122-1)이 형성되고,
    상기 가압돌기(222a)(222b) 중 제1실링홈(223)이 형성된 가압돌기(222b)를 타측 가압돌기(222b)라면 다른 하나의 가압돌기(222a)를 일측 가압돌기(222a)라 칭할 때, 상기 일측 가압돌기(222a)에서 수평 연장되어 제2유로(201)와 연통된 내부를 가진 연장부(225)가 형성되며,
    상기 연장부(225)가 결속되어 위치한 제2삽입홈(123)의 일측 내주면인 제3삽입홈(124)의 내주면 내경은 연장부(225)의 외경과 동일하면서 연장부(225)의 외주면 중앙 위치에 대응되는 제3삽입홈(124)의 내주면에 원호형의 제2실링홈(125)이 형성되며, 상기 제2실링홈(125)에 결합되는 제2실링(126)이 결합되는 것을 특징으로 하는 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고정내륜(400)은 제1내륜(410a)과 제2내륜(410b)으로 이등분으로 분할 구성되며,
    상기 지지외륜(300)은 상측의 제1외륜(310a), 하측의 제2외륜(310b), 좌측의 제3외륜(310c) 및 우측의 제4외륜(310d)으로 4개로 분할 구성되되,
    상기 지지외륜(300)의 원호방향을 기준으로 상측의 제1외륜(310a) 하부 양측에 각각 형성된 수평절단면(311a)과 하측의 제2외륜(310b) 상부 양측에 각각 형성된 수평절단면(311b)이 서로 마주하도록 대응된 위치에 형성되며, 이때 좌측의 제3외륜(310c) 상부 및 하부 각각의 수평절단면(311c)과 우측의 제4외륜(310d) 상부 및 하부 각각의 수평절단면(311d)이 서로 마주하도록 대응된 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2볼가이드홈(401)이 위치한 고정내륜(400) 내주에 원주형으로 결합되도록 제2볼가이드홈(401)이 위치한 상기 고정내륜(400)의 내주면에 제1홈(404)과 상기 제1홈(404)에 연계되면서 서로 연계된 일측의 제2홈(405)과 타측의 제3홈(406)으로 구성된 단위가 제1홈(404)을 기준으로 양측에 상호 대칭으로 형성되되, 상기 제1홈(404)은 내주면 중앙의 수평면(404-1)과 상시 수평면(404-1)을 기준으로 양측에 서로 대칭으로 형성된 경사면(404-2)을 가지는 형태이며,
    상기 제1홈(404)의 수평면(404-1)과 경사면(404-2)의 형태에 대응되어 외주면이 원호형으로 돌출되면서 상기 외주면에 대응되는 내주면에 외주면 형태에 대응되는 형태의 제1수용홈(611-1)을 형성하는 완충형상부(611)와 상기 완충형상부(611)의 양측단에 각각 연결되어 제2홈(405)에 밀착 결합되는 가이드부(612)로 구성되는 일체의 완충지지부(610)와,
    상기 완충지지부(610)의 완충형상부(611) 내주면에 형성된 제1수용홈(611-1)에 결속되어 제1수용홈(611-1)의 형태 및 단면적에 대응되면서 내부에 단면이 역방향의 이등변삼각형태를 가진 제1가압공(621)이 형성된 탄성부(620) 및,
    상기 제3홈(406)에 긴밀히 결합되면서 완충지지부(610)의 가이드부(612) 자유단이 측부에 밀착되는 금속판링(630)으로 구성되는 완충부재(600)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 LNG 벙커링에 사용되는 로딩암용 스위블 조인트.
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