KR102365242B1

KR102365242B1 - 잔류량 최소화 구조를 가진 카고 펌프 어셈블리

Info

Publication number: KR102365242B1
Application number: KR1020160005862A
Authority: KR
Inventors: 이경록
Original assignee: 현대중공업터보기계 주식회사
Priority date: 2016-01-18
Filing date: 2016-01-18
Publication date: 2022-02-22
Also published as: KR20170086256A

Abstract

본 발명은 카고 펌프의 흡입구 방향으로 액상화물을 모아둘 수 있는 플렉시블 가압부재를 추가로 설치하여 상기 카고 펌프의 유입구 위치보다 낮은 수위의 액상화물을 펌핑할 수 있도록 한 것으로, 카고 탱크의 바닥면에 오목하게 함몰된 집수부; 상기 집수부의 바닥면으로부터 높이를 가지고 유입구가 위치하도록 설치되는 카고 펌프; 상기 유입구와 소통 연결되는 상태로 집수부 내에 설치되며 집수공간을 내부에 형성하고 있는 집수부재; 상기 집수공간과 카고 탱크 간 개폐 위하여 집수부재에 설치되는 제1 및 제2 전자개폐밸브; 상기 제1 및 제2 전자개폐밸브로부터 바깥 방향으로 이격된 집수부재의 상면과 집수부재의 바닥면 간에 연결하여 가압공간이 내부에 마련되도록 한 플렉시블 가압부재; 상기 플렉시블 가압부재로부터 벗어나는 집수부재의 상면에 집수공간과 카고 탱크 간 개폐를 위하여 설치되는 제3 전자개폐밸브; 를 포함하는 잔류량 최소화 구조를 가진 선박용 카고 펌프 어셈블리.

Description

잔류량 최소화 구조를 가진 카고 펌프 어셈블리{Cargo Pump Assembly Providing Structure for Mininizing Liquefy Cargo Remainder}

본 발명은 잔류량 최소화 구조를 가진 선박용 카고 펌프 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카고 펌프의 흡입구 방향으로 액상화물을 모아둘 수 있는 플렉시블 가압부재를 추가로 설치하여 상기 카고 펌프의 유입구 위치보다 낮은 수위의 액상화물을 펌핑할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 선박에서 액화 화물을 하역하거나 적하하는 작업을 위한 이재 장치로 카고 펌프를 사용하게 되며, 도 1에는 이러한 종래 카고 펌프의 일반적인 설치 구조가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 먼저 임펠러(10)를 수용하고 있는 카고 펌프(12)의 흡입구(14)가 카고 탱크(16)의 바닥면으로부터 일정 높이(H1)에 위치하도록 카고 펌프(12)를 설치하고 있다.

따라서, 상기 카고 펌프(12)가 흡입 구동을 하게 되면, 카고 탱크(16)에 저장된 액상화물(18)은 카고 펌프(12)의 흡입구(14)를 통해 임펠러(10)로 유입되며, 상기 임펠러(10)로부터 배출되는 액화화물(18)은 카고 펌프(12)의 배출관(20)을 통해 배출되게 된다.

그런데, 앞서 언급한 바와 같이 상기 카고 펌프(12)의 흡입구(14)는 카고 탱크(16)의 바닥면으로부터 높이(H1)를 가지고 위치하고 있어, 상기 카고 펌프(12)의 흡입구(14) 위치보다 낮은 액상화물(18)은 항상 잔류하게 된다.

다시 말해, 상기 카고 펌프(12)의 흡입구(14) 아래로 액화화물(18)의 수위가 내려가게 되면, 액화화물(18)이 카고 펌프(12)로 흡입되지 못하여 잔류하게 되며, 그로 인해 적지 않은 액상화물(18)을 낭비하게 되는 문제가 있다.

위와 같은 문제를 해소하기 위하여 카고 펌프(12)의 흡입구(14)를 카고 탱크(16)의 바닥면에 최대한 근접하도록 설치하는 것이 바람직하나 지나치게 가까울 경우, 캐비테이션의 발생으로 진동이나 소음이 심해지게 된다. 또한, 카고 펌프(16) 내 유로압력 저항이 커져서 내구성이 저하되고, 그 외에도 카고 펌프(16)의 유지 보수가 어렵다는 문제가 있어 흡입구(14)와 카고 탱크(16)의 바닥면 사이에는 최소한의 간격을 두고 있다.

대한민국등록실용신안공보 20-0439895호

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 카고 펌프의 흡입구 방향으로 액상화물을 모아둘 수 있는 플렉시블 가압부재를 추가로 설치하여 상기 카고 펌프의 유입구 위치보다 낮은 수위의 액상화물을 펌핑할 수 있도록 함으로써 카고 바닥에 액상화물이 잔류하지 않도록 한 잔류량 최소화 구조를 가진 선박용 카고 펌프 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 카고 탱크의 바닥면에 오목하게 함몰된 집수부; 상기 집수부의 바닥면으로부터 높이를 가지고 유입구가 위치하도록 설치되는 카고 펌프; 상기 유입구와 소통 연결되는 상태로 집수부 내에 설치되며 집수공간을 내부에 형성하고 있는 집수부재; 상기 집수공간과 카고 탱크 간 개폐를 위하여 집수부재에 설치되는 제1 및 제2 전자개폐밸브; 상기 집수부재의 상면과 집수부재의 바닥면 간에 연결하여 집수공간 내에 가압공간이 별도로 마련되도록 한 플렉시블 가압부재; 상기 집수공간과 카고 탱크 간 개폐를 위하여 가압부재에 설치되는 제3 전자개폐밸브;를 포함하여 구성되는 잔류량 최소화 구조를 가진 선박용 카고 펌프 어셈블리가 제공된다.

또한, 본 발명에서는 제1 내지 제3 전자개폐밸브에 각각 설치되어 액상화물을 감지하는 제1 및 제3 수위감지센서; 상기 제1 및 제2 수위감지센서에 각각 전기적으로 신호 연결되는 제어부; 상기 제어부와 제 1 내지 제3 전자개폐밸브 간에 전기적 신호로 연결되는 제1 내지 제3 제어신호선;을 포함하여 구성되는 잔류량 최소화 구조를 가진 선박용 카고 펌프 어셈블리가 제공된다.

또한, 본 발명에서는 플렉시블 가압부재는 집수부재의 내부 상면에 일단이 연결되고 타단은 바깥 방향을 향해 포물선을 그리며 집수부재의 바닥면에 연결되는 잔류량 최소화 구조를 가진 선박용 카고 펌프 어셈블리가 제공된다.

본 발명에 따른 잔류량 최소화 구조를 가진 선박용 카고 펌프 어셈블리를 사용하게 되면, 카고 펌프의 유입구 위치보다 낮은 수위의 액상화물을 펌핑할 수 있게 됨으로써, 액상화물의 잔류로 인한 낭비를 방지하게 되어 경제적인 이득을 취할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 일반적인 선박용 카고 펌프가 카고 탱크 내에 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 잔류량 최소화 구조를 가진 선박용 카고 펌프 어셈블리의 설치 구조와 펌핑 상태를 나타낸 것으로, 도 2a는 카고 펌프의
유입구보다 액화화물의 수위가 높은 경우를 나타낸 것이고, 도 2b는 카고 펌프의 유입구보다 액화화물의 수위가 낮은 상태를 나타낸 것이다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 잔류량 최소화 구조를 가진 선박용 카고 펌프 어셈블리의 펌핑 상태를 나타낸 것으로, 도 2a에서는 카고 펌프의 흡입구보다 액화화물의 수위가 높은 경우를 나타낸 것이고, 도 2b에서는 카고 펌프의 흡입구보다 액화화물의 수위가 낮은 경우를 나타낸 것이다.

도면에서 보듯이, 먼저 카고 펌프(12)가 설치될 때 카고 펌프(12)의 흡입구(14)가 배치되는 카고 탱크(16)의 일부 바닥면에는 오목하게 함몰된 집수부(30)가 면적을 가지고 형성되어 있다.

상기 집수부(30)에는 앞서 언급한 바와 같이 카고 펌프(12)의 흡입구(14)가 집수부(30)의 바닥면으로부터 높이(H2)를 가지고 높게 설치되는데, 이때 상기 흡입구(14)는 상기 카고 탱크(16)의 바닥면과 동일선상에 위치하도록 배치된다.

또한, 상기 집수부(30)의 내부에는 집수부(30)의 내면 구조와 동일한 집수공간(32)을 형성하고 있는 집수부재(34)가 수용 설치되어 있고, 상기 집수부재(34)의 연결부(36)는 상기 카고 펌프(12)의 흡입구(14) 단부에 연결되어 있다. 아울러 상기 집수부재(34)의 연결부(36) 옆에는 카고 탱크(16)와 개폐되는 제1 및 제2 전자개폐밸브(38, 40)가 각각 설치되어 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 전자개폐밸브(38, 40)가 설치되는 집수부재(34)의 내부 상면(34a)에는 일단이 연결되고 타단은 바깥 방향을 향해 포물선을 그리며 집수부재(34)의 바닥면(34b)에 연결되는 플렉시블 가압부재(42)가 설치되어 있다.

이와 같은 구조로 설치되는 상기 플렉시블 가압부재(42)에 의해 상기 플렉시블 가압부재(42)의 내부에는 집수공간(32)과 구획되는 가압공간(44)이 마련 되게 된다.

또한, 상기 플렉시블 가압부재(42)로부터 벗어나는 집수부재(34)의 상면(34a)에는 상기 집수공간(32)을 개폐하는 제3 전자개폐밸브(46)가 설치되어 있다. 이러한 상기 제3 전자개폐밸브(46)는 제1 및 제2 전자개폐밸브(38, 40)와 동일선상에 배치되는 것이 좋다.

한편, 상기 제1 내지 제3 전자개폐밸브(38, 40, 46)의 표면에는 액상화물(18)을 감지하는 제1 및 제2 수위감지센서(48, 50)가 각각 설치되어 있고, 상기 제1 및 제2 수위감지센서(48, 50)는 각각 연결되는 제1 및 제2 수위감지신호선(54, 56)을 통해 제어부(60)와 신호 연결되어 있다.

또한, 상기 제어부(60)는 제1 내지 제3 제어신호선(62, 64, 66)을 통해 상기 제1 내지 제3 전자개폐밸브(38, 40, 46)와 각각 전기적으로 신호 연결되어 있다.

하기에서는 잔류량 최소화 구조를 가진 선박용 카고 펌프 어셈블리의 펌핑 동작을 설명하기로 한다.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이 액화화물(18)의 수위가 카고 펌프(12)의 흡입구(14)보다 높은 경우, 제1 및 제2 수위감지센서(48, 50)는 액상화물(18)에 잠겨진 상태이므로 이에 대한 감지 신호가 제1 및 제2 수위감지신호선(54, 56)을 통해 제어부(60)로 각각 입력되게 된다.

상기 제어부(60)에서는 제1 및 제2 수위감지센서(48, 50)로부터 입력된 신호에 해당하는 입력 프로그램의 실행으로 인하여 해당 제어 신호를 발생하게 되고, 그 제어 신호는 제1 내지 제3 제어신호선(62, 64, 66)을 통해 제1 내지 제3 전자개폐밸브(38, 40, 46)로 각각 입력되게 된다. 그에 따라 상기 제1 및 제2 전자개폐밸브(38, 40)는 개방되고, 제3 전자개폐밸브(46)은 폐쇄되는 상태가 된다.

위와 같은 상태에서 카고 펌프(12)가 구동을 하여 액상화물(18)을 흡입하게 되면, 상기 카고 탱크(16)에 수용된 액상화물(18)은 제1 및 제2 전자개폐밸브(38, 40)를 통해 플렉시블 가압부재(42)의 가압공간(44)으로 유입되게 되고, 상기 가압공간(44)으로 모여지는 액상화물(18)은 카고 펌프(12)의 흡입구(14)를 통해 카고 펌프(12)의 배출관(20)으로 배출되는 과정을 거친다.

위와 같이 액상화물(18)이 배출되면서 액상화물(18)의 수위가 제1 및 제2 수위감지센서(48, 50)의 아래로 낮아지게 되면, 도 2b에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 수위감지센서(48, 50)가 이에 대한 감지 신호를 제어부(60)로 입력하게 된다.

상기 제어부(60)에서는 제1 및 제2 수위감지센서(48, 50)로부터 입력된 신호에 해당하는 입력 프로그램의 실행으로 인하여 해당 제어 신호를 발생하게 되고, 상기 제어 신호는 제1 내지 제3 제어신호선(62, 64, 66)을 통해 제1 내지 제3 전자개폐밸브(38, 40, 46)로 각각 입력되게 된다. 그에 따라 상기 제1 및 제2 전자개폐밸브(38, 40)는 폐쇄되고, 제3 전자개폐밸브(46) 개방되는 상태가 된다.

그에 따라 상기 카고 펌프(12)는 흡입 구동을 하고 있는 상태이므로 플렉시블 가압부재(42)가 흡입구(14) 방향으로 흡입되려고 하는 상태이고, 상기 카고 탱크(16)에 존재하는 에어는 제3 전자개폐밸브(46)를 통해 집수공간(32)으로 유입되면서 플렉시블 가압부재(42)를 카고 펌프(12)의 흡입구(14) 방향으로 미는 압력으로 작용하게 됨으로써, 상기 플렉시블 가압부재(42)는 흡입구(14) 방향으로 오므려지는 탄성 변형을 일으키게 된다.

다시 말해, 상기 카고 탱크(16)에 존재하는 에어는 제3 전자개폐밸브(46)를 통해 집수부재(34)의 집수공간(32)으로 흡입되게 되며, 상기 집수공간(32)에 채워지는 에어가 플렉시블 가압부재(42)의 외면을 가압하게 된다.

위와 같이 상기 플렉시블 가압부재(42)가 가압공간(44)의 방향으로 오므려지는 탄성 변형을 일으키게 되면, 상기 가압공간(44)에 모여진 액상화물(18)이 카고 펌프(12)의 흡입구(14) 측으로 더 몰리는 상태로 모여지게 되면서 카고 펌프(12)의 흡입구(14)로 빨려들어가게 됨으로써, 상기 카고 탱크(16)에 액상화물(18)에 대한 잔류량이 남지 않는 상태로 펌핑 되게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 잔류량 최소화 구조를 가진 선박용 카고 펌프 어셈블리를 적용하게 되면, 앞서 설명된 바와 같이 카고 탱크의 바닥에 액상화물에 대한 잔류량이 남지 않게 되어 적지 않은 액상화물의 낭비를 방지하게 되고, 그로 인해 경제적인 이득을 취할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 설명에 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 본 발명을 여러 가지 형태로 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 그러한 변경 실시는 본 발명의 기술적 범위에 해당된다고 할 것이다.

10 : 임펠러 12 : 카고 펌프
14 : 흡입구 16 : 카고 탱크
18 : 액상화물 20 : 배출관
30 : 집수부 32 : 집수공간
34 : 집수부재 36 : 연결부
38 : 제1 전자개폐밸브 40 : 제2 전자개폐밸브
42 : 플렉시블 가압부재 44 : 가압공간
46 : 제3 전자개폐밸브 48 : 제1 수위감지센서
50 : 제2 수위감지센서 54 : 제1 수위감지신호선
56 : 제2 수위감지신호선 60 : 제어부
62 제1 제어신호선 64 : 제2 제어신호선
66 : 제3 제어신호선

Claims

카고 탱크(12)의 바닥면에 오목하게 함몰된 집수부(30);
상기 집수부(30)의 바닥면으로부터 높이(H2)를 가지고 유입구(14)가 위치하도록 설치되는 카고 펌프(12);
상기 유입구(14)와 소통 연결되는 상태로 집수부(30) 내에 설치되며 집수공간(32)을 내부에 형성하고 있는 집수부재(34);
상기 집수공간(32)과 카고 탱크(16) 간 개폐를 위하여 집수부재(34)에 설치되는 제1 및 제2 전자개폐밸브(38, 40);
상기 집수부재(34)의 상면(34a)과 집수부재(34)의 바닥면(34b) 간에 연결하여 집수공간(32) 내에 가압공간(44)이 별도로 마련되도록 한 플렉시블 가압부재(42);
상기 집수공간(32)과 카고 탱크(16) 간 개폐를 위하여 가압부재(42)에 설치되는 제3 전자개폐밸브(46);
를 포함하여 구성되는 잔류량 최소화 구조를 가진 선박용 카고 펌프 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 내지 제3 전자개폐밸브(38, 40, 46)에 각각 설치되어 액상화물(18)을 감지하는 제1 및 제3 수위감지센서(48, 50);
상기 제1 및 제2 수위감지센서(48, 50)에 각각 전기적으로 신호 연결되는 제어부(60);
상기 제어부(60)와 제 1 내지 제3 전자개폐밸브(38, 40,46) 간에 전기적 신호로 연결되는 제1 내지 제3 제어신호선(62, 64, 66);
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 잔류량 최소화 구조를 가진 선박용 카고 펌프 어셈블리.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 플렉시블 가압부재(42)는 집수부재(34)의 내부 상면(34a)에 일단이 연결되고 타단은 바깥 방향을 향해 포물선을 그리며 집수부재(34)의 바닥면(34b)에 연결되는 것을 특징으로 하는 잔류량 최소화 구조를 가진 선박용 카고 펌프 어셈블리.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제1 내지 제3 전자개폐밸브(38, 40, 46)는 동일선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 잔류량 최소화 구조를 가진 선박용 카고 펌프 어셈블리.