KR20020070277A - 화물이 새는 것을 방지하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

유조선에 내장된 강철제 격실 내에 오일을 운송하기 위해 비삼투성 블래더(136; non-permeable bladder)가 사용된다. 이 블래더는 각각의 금속 탱크 내에 현가된 중간 골격(100; meso-skeleton) 내에 담겨 있고, 이는 이 중간 골격이 없으면 블래더를 뚫을 수도 있는 임의의 작용력이 블래더 외측에 걸쳐 균일하게 퍼지게 하고 블래더 내부의 유체가 체크 밸브(142)를 통해 유조선에 탑재되어 유지되거나 또는 유조선이 그위에 이동하고 있는 물로 배출될 수 있는 하나 이상의 작은 용기로 배출된다.

Description

화물이 새는 것을 방지하는 방법 및 장치{Method and apparatus for preventing cargo spills}

현재 사용되는 기술

현재, 석유화학 제품 수송 선박의 선각이 파손됨으로 인한 생태학적 피해의 위험도를 상당히 낮추기 위해 고려되는 것은 단 한가지의 수송 프로세스:중선각(The Double Hull)뿐이다. 1990년의 오일 오염 조항(OPA'90; Oil Pollution Act)은 현재 및 앞으로 건조되는 유조선이, 좌초 및 충돌로 인한 오일 누출 및 이로 인한 환경에 대한 악영향의 위험도를 감소시키기 위해 중선각 구조를 사용할 것을 요구한다. 비록 중선각을 사용하는 것은 올바른 방향으로 한걸음 나아간 것이지만, 큰 사고의 경우에 안쪽의 선각이 뚫려 오일이 누출될 가능성을 완전히 제거한 것은 아니다. 미국 알라스카의 프린스 윌리엄 만(sound)의 블라이 모래톱(Bligh Reef)에서의 1989년의 엑슨 발데즈 호의 사건과 같은 대형 오일 누출 사고는 환경을 황폐화시키며, 오일 회수 및 환경 복원 비용이 매우 높을 수 있다. 비록 중선각이 이 문제에 대한 가장 "정치적으로 올바른" 대안으로 대중 및 정치인들에게 현재 인식되고 있지만, 중선각 개념은 결함을 갖고 있으며, 단일 선각과 같은 이유로 파손될 수 있다. 기존의 나머지 탱커, 바지(barge) 선, 중간급 선박들 모두를 파괴하고 중선각 선박을 건조하는 수십 억 달러의 비용에도 불구하고, 중선각 선박은 물체의 힘이 선각의 강도를 넘는다면 다가오는 물체에 의해 여전히 뚫리거나 또는 부셔질 수 있다. 중선각 지지자들은 그저 두 개의 선각으로 충분하기를 바랄 뿐이다. 최근의 역사는 두 개의 선각이라도 충분하지 않음을 재확인시켜준다. 이러한 지식에도 불구하고, 입법적인 힘, 매우 유력하고 재정적으로 풍족한 압력 단체 및 현재의 수송수단에 중선각 선박을 자발적으로 사용하려는 경향에 의해 움직여지는 석유산업계는, 중요한 석유화학업계의 관심사 중에서 선박 구조 결함 문제를 수정하는 비용은 수용할 시장을 찾지 못할 것이라는 공감이 형성되고 있다. 다시 말해, 당업계에는 석유화학 화물 누출을 "사업을 하는데 있어서의 다른 위험"으로 받아들이는것으로 보인다.

앞서의 특허들은 명백히 다양한 형태의 블래더 및 보강물을 사용하여 선각 파손 위험을 최소화하는 것만을 다뤘다. 또한, 이러한 특허 각각은 선각 파손 중에 블래더와 그 보강부가 뚫리면 화물 손실이 일어날 것을 시인한다.

석유화학제품 수송 역사

지표 아래의 저장지로부터 오일이 채취되는 곳의 위치가 널리 분산되어 있기 때문에, 정유를 위해 지면 또는 바다에 위치한 곳으로부터 전세계에 걸쳐 여러 장소로 원유를 수송할 필요가 있다. 역사책에는 원유를 수송하는 선박의 선각(hull)이 파손됨으로 인해 이러한 수송상태 중에 다량의 원유가 누출된 것 및 이로 인한 치명적인 생태학적 피해가 기록되어 있다. 오일 누출 방지가 본 발명의 주 목적이기도 하지만, 본 발명은 다양한 타입의 액체 및 가스, 주로 석유화학 업계의 액체 및 가스 누출 방지에 대한 것이다.

본 출원은 본 출원인과 동일인인 케이스 에이. 로빈슨이 1999년 11월 13일 출원한 발명의 명칭이 "화물 누설 방지 방법 및 장치"인 미국 특허 가출원 제 60/165,421호의 우선권을 주장한다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 포함하는 선박 선각의 절단도.

도 2는 본 발명에 따른 중간 골격(meso-skeleton) 구조와 데크 선각 지지 장치(deck hull hanging device)를 도시하는 데크를 제거한 선박의 상면도.

도 3은 선박의 일단부에서 본(선미), 선박에 설치된 본 발명의 중간 골격 구조의 도면.

도 4는 선박의 선각에 설치된 본 발명에 따른 중간 골격의 사시도.

도 5는 선박 내의 본 발명에 따른 블래더를 도시하는 선박의 측면도.

도 6은 블래더와 중간 골격이 설치된 선박 선각 내의 방호 시스템의 사시도.

도 7은 블래더 내에 수송되는 제품이 있는 상태의 선박 내에 설치된 블래더 및 중간 구조를 도시하는 선박의 단부도.

도 8은 본 발명에 따른 하역 시스템의 일 실시예의 측면도.

도 9는 특정한 선박 선창(ship hold) 상의 하역 시스템의 본 발명에 따른 일 실시예의 상면도.

도 10은 하역 시스템의 본 발명에 따른 다른 실시예의 도면.

도 11은 선박 상에 설치된 하역 시스템의 본 발명에 따른 일 실시예를 나타내는 선박의 단부도.

도 1a는 본 발명에 따른 기본적인 중간 골격 유닛의 측면도.

도 1b는 중간 골격을 함께 결합하는 본 발명에 따른 너클 장치의 두 도면.

도 12a는 본 발명에 따른 장치를 장비할 수 있는 종래의 중선각 유조선의 도면.

도 12b는 도 12a에 예시된 유조선의 평면도.

도 13은 도 12a 및 도 12b에 예시된 화물 탱크 내측에 설치된 본 발명에 따른 장치를 구비한, 도 12a 및 도 12b에 예시된 유조선의 평면도

도 14는 도 12a 및 도 12b에 예시된 화물 탱크 내측에 설치된 본 발명에 따른 장치를 구비한, 도 12a 및 도 12b에 예시된 유조선의 횡단면도

도 15a 및 도 15b는 도 12a 및 도 12b에 예시된 화물 탱크 내측에 설치된 본 발명에 따른 장치를 구비한, 도 12a 및 도 12b에 예시된 유조선의 선각 내면도.

도 16은 본 발명에 따른 장치 내의 구조를 형성하는데 사용되는 보강재(stiffener)의 도면.

도 17(a) 내지 도 17(e)는 본 발명의 양호한 실시예의 일부분을 이루는 강철 판과 강철 체인 링크로 이루어진 중간 골격 구조의 예시도.

도 18(a) 및 도 18(b)는 그 안에 설치된 본 발명에 따른 장치를 포함하며 도 12a 및 도 12b에 예시된 선박의 다른 도면.

도 19는 선박이 항해하는 물의 아래에서 선박이 좌초하는 영향을 개략적으로 예시하는 도면.

도 20은 다른 항해중인 선박과 도 12a 및 도 12b에 예시된 유조선이 측면 충돌하는 결과를 예시하는 도면.

본 발명은 다양한 규모로 석유화학제품 수송 선박으로서 기능하는 기존의 대, 중, 소의 단일 선각 및 중선각 선박과, VLCC(초대형원유수송선; Very Large Crude Carriers)을 예측되지 않은 선각 압력에 대해 물리적으로 예측가능하고, 생태학적으로 보다 안전하게 전환 및 개장(retrofitted)할 수 있게 한다. 본 발명의 주문 생산 방식(custom nature) 때문에, 다양한 사이즈의 선박에 적용가능하다.

기존의 개장된 선박을 사용하여 기대되는 몇몇 절약 효과;

본 발명을 기존의 개장된 선박에 사용하면:

1) 새로운 매우 고가의 대체 선박을 건조하는데 드는 문자 그대로 수십억 달러가 절약된다. 절약된 돈은 기존의 선박이 소실되거나 또는 기계적인 고장으로 인해 실제 대체될 필요가 있기 전에 새로운 선박을 구입하는데 소진되는 것보다 훨씬 높은 고수익의 이윤으로 투자될 수 있다.

2) 보다 무거운 중선각 유조선을 움직이는데 필요한 부가적인 연료가 보존되면서, 수송되는 원유의 수익 하중 체적은 보존된다. 이러한 절감이 의무적인 교환기간까지 선박의 수명 중에 모든 선박의 여정(journey)마다 이루어지는 것을 고려하면, 이는 본 발명을 전세계에 걸쳐 사용하는 것이 보다 타당하게 하는 환경 및 재정적으로 커다란 절감이다.

3) 전세계의 유조선 중의 불필요한 파손으로 인한 좌초된 (일반적으로 대양저(ocean floor)에 가라앉은) 선박 잔해가 감소되어 세계의 폐기물 문제 및 해양-쓰레기의 산화 및 바다로의 이온 방출에 대한 환경에 대한 영향을 줄일 수 있다.

4) 그리고, 당업계는 방호(containment)에 대한 다른 발명을 수용하여 단지 위험도를 최소화시키는 것이 아니라 실질적인 석유화학제품 방호 문제를 최종적으로 처리하게 된다. 투출된 제품의 환경에 대한 잠재적인 손해 및 재정적인 정화 비용 또는 생화학적 복원(remediation)은 당면한 실질적인 문제를 처리하지 않기에는 너무 큰 위험이다.

본 발명을 사용하는 것의 긍정적인 측면

본 발명으로 개장될 기존의 단일 선각 선박들에서 본 발명을 사용하는 것에 대한 많은 긍정적인 이유가 있다.

1) 기존의 선박에서 예측되지 않은 선각 완전성 문제를 처리하는 것에 대한 개선;

2) 석유화학제품 누출로 인한 생태학적인 비극의 방지;

3) 해수가 선박에 들어오는 경우에 선각의 파손에 따른 선박 수송 셀의 무결성(vessel transport cell integrity)을 다시 보장함;

4) 하적된 원유를 다시 한번 방호해줌(pre-containment);

5) 과압이 가해진 격실 내용물의 하역을 위한 다중 백업 시스템;

6) 선박의 사용 중지 시간을 최소화하면서 본 발명을 설치할 수 있음;

7) 선박 정박 유지보수 비용의 저감;

8) 교차 오염(cross-contamination)으로부터 안전하고 보다 쉽게 화물 타입을 바꿀 수 있는 능력;

9) 수송 셀을 청소하는 사람에 대한 안전성 증가; 및

10) 하적된 제품이 위해를 입지 않게 하는 능력.

본 발명의 요약

본 발명의 목적은 개선된 화물선을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 선박의 선각이 파손되는 경우에 탄화수소 누출, 또는 다른 타입의 화물 누출을 방지하는 것이다.

본 발명의 장점은 선박의 선각 또는 중선각이 파손된 후에도 탄화수소 화물 또는 다른 타입의 화물을 담아주는 수단이다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 화물 캐리어에 탑재된 화물을 담는 본 발명의 방법 및 장치는 캐리어 내에 장착된 비삼투성 및 가요성 블래더를 포함하며, 이 블래더에는 화물이 배치되고, 블래더는 체크 밸브가 없는 경우에 터져 내용물이 누출될 수 있는 하나 이상의 물체와 블래더가 접촉하는 경우에 수송되는 화물이 이러한 하나 이상의 체크 밸브를 통해 나갈 수 있게 하는 하나 이상의 체크 밸브를 포함하는 출구 포트를 갖는다.

그러므로, 본 발명의 일 실시예에서, 본 발명은 그 안에 화물이 배치되는 선박 내 장착되는 비삼투성 가요성 블래더와, 이 가요성 블래더를 지지하는 다수의 상대이동가능한 요소로 이루어지며 가요성 블래더에 인접하게 배치되는 골격(skeleton)을 포함하는, 선박에서 선각 파손이 있을 경우에 화물을 담아주는 장치를 공개한다. 골격은 가요성일 수 있고 가요성 블래더의 형상을 따를 수 있다. 골격을 형성하는 다수의 상대이동가능한 요소는 본 발명의 일 실시예에서, 금속제 링크들 및/또는 금속 판을 포함할 수 있다. 금속 판에는 상호연결용 금속제 링크들이 장착될 수 있다.

본 발명은 유조선에 탑재되어 수송되는 화물의 누출을 방지하는 신규하고 개선된 방법 및 장치에 대해 설명 및 예시한다. 그러나, 본 발명은 다른 수송 수단, 예를 들어 바지(barge)선, 비행중에 다른 비행기를 재급유하는 탱커로서 사용되는 비행기, 고속도로로 오일 또는 다른 액상 화물을 수송하는데 사용되는 탱커 트럭 등에서 다양한 화물의 누출을 방지하는 데에도 이러한 장치 및 방법을 사용하는 것을 고려할 수 있다.

본 발명은 선각 파손으로 인한 블래더 내의 급격한 압력 증가를 보상하기 위해 블래더로부터의 유동을 허용하는 수단을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 압력 감지 밸브가 비삼투성 및 가요성 블래더에 고정된다. 하나 이상의 압력 감지 밸브가 선각 파손으로 인한 비삼투성 블래더 내의 급격한 압력 증가에 반응하여 화물을 방출하도록 개방되게 작동될 수 있다. 이 밸브는 일단 압력이 정상값으로 감소되면 가요성 블래더 내의 나머지 화물을 밀봉하기 위해 닫힐 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 다수의 탱크가 구비되며, 각각의 탱크는 가요성 블래더보다 훨씬 더 작을 수 있다. 그 다음에, 압력 감지 밸브가 선각 파손으로 인한 유출을 다루기 위해 이 다수의 탱크에 화물을 방출할 수 있다. 양호하게는, 각각의 다수의 탱크는 팽창할 수 있어 보관하는데 작고 경제적이다. 선각 파손에 반응하는 압력 감지 밸브로부터 화물을 받아들이도록 헤더(header)가 구비될 수 있다. 헤더가 채워지면, 팽창가능한 탱크는 과잉량만큼 채워진다.

작동에 있어서, 본 발명은 선박에서 선각 파손 중에 화물을 담는 방법을 제공한다. 본 발명의 방법은 선각 파손에 의해 이루어지는 가요성 용기 내의 증가된 압력에 반응하여 밸브를 통해 가용성 용기로부터 화물을 방출하는 단계와, 방출되는 화물을 선박의 헤더로 안내하는 단계와 같은 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 방법은 양호하게는 방출되는 화물로 하나 이상의 팽창가능한 탱크를 채우는 것과 같은 다른 단계를 포함할 수 있고, 이 방출되는 화물로 채워진 후 이 하나 이상의 팽창가능한 탱크를 배 밖으로 방출하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 방법은 양호하게는 서로 휠 수 있게 상호연결된 다수의 지지 요소로 가요성 용기를 지지하는 것을 포함할 수 있다.

달리 말해, 화물이 그 안에 배치되며 선박 내에 장착되는 비삼투성 블래더와, 이 비삼투성 블래더를 둘러싸는 관계인 가요성 지지 구조물과, 블래더에 고정되는 밸브와 같은 구성요소들을 양호하게는 포함하는, 선박에서 선각 파손 중에 화물을 담아주는 장치가 제공된다. 상기 밸브는 양호하게는 선각 파손에 반응하여 밸브를 통해 화물을 방출하기 위해 개방되도록 작동될 수 있다. 가요성 지지 구조물은 서로 움직일 수 있게 링크된 다수의 구성요소와 같은 많은 형태를 취할 수 있다. 양호한 일 실시예에서, 선각 파손에 반응하여 채워지도록 밸브와 통하게 배치된 하나 이상의 팽창가능한 탱크가 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 밸브는 선각 파손으로 인한 압력 증가에 반응하여 개방될 수 있다. 헤더 파이프가 화물을 받아들이고 화물을 안내하기 위해 밸브에 고정되고, 필요하다면, 이 파이프로부터 화물을 받아들이기 위해 헤더에 고정되어 있는 다수의 팽창가능한 탱크에 고정된다.

하기의 정의는 본 발명을 설명하는데 사용되는 것이다.

중간 골격은 선창에서 선박 선각에 대해 수동적으로 배치되도록 전개되는 의도적으로 변형될 수 있는 보호용 하부구조(infrastructure)이다. 이 중간 골격은 선창에서 최소의 공간을 점유하면서, 선각이 파손되는 순간에 힘을 분산시키는 중요한 보호 기능을 제공한다.

중간 골격 요소(도 1a에서 너클 조인트와 함께 삼각형을 이룸)는 중간 골격 요소 조인트를 갖는 관형 부재(200; tubular member)와, 관절 돌기 부재(201)와, 너클 조인트(202)를 갖는다. 또한 관형 부재들은 관형 부재 상의 슬리브(204)를 갖는다.

중간 골격 요소 조인트(202)는 인접한 중간 골격 요소의 3개의 접촉 볼 요소(contacting ball element)가 여러 축에서 넓은 운동 범위를 갖게 하는 너클로서 형성된다.

골격 스트립(도시되지 않음)은 양호한 실시예에서 슬리브 커넥터(205)를 사용하여 함께 중간 골격(100)을 형성하는 두 개의 관형 부재를 연결하기 위해 관형 부재(200) 상에 걸릴(latching) 수 있는 연결 슬리브를 사용하여 형성되며, 그렇지 않으면, 너클/중간 골격 요소 조인트가 기본적 요소들을 함께 연결한다.

도 2는 봉(105; rod)과 하나 이상의, 양호하게는 다수의 판(104)을 갖는 데크 선각 지지 장치(103)를 도시한다. 중간 리벳(106)이 상기 판을 데크의 선각과 지지 구조물에 부착시킨다.

선박 칸막이 벽(101; ships bulkheads)은 셀(cell)들을 기능 유닛들로 나누는 역할을 한다.

도 3은 두 개 이상의 지지용 스트러트(132, 134)를 갖는 데크 선각 지지 장치(103)를 도시한다.

도 4는 데크 선각에 부착된 블래더용 입구 포트(102)를 도시한다.

도 5 및 도 6은 선박의 선창에 수용된 블래더(136)를 도시한다.

블래더 네크(138; bladder neck)는 포트(102) 내로 연장하도록 배치된다.

도 7은 블래더 지지 수단(140)을 도시한다. 압력 감지 밸브(142)도 도시된다.

도 1a는 중간 골격을 형성하는데 사용되는 등변 삼각형을 도시한다. 이들은 관형 부재(200), 관형 슬리브(204), 슬라이딩 연결 수단(200, 201, 202)을 포함한다.

하역 장치(offloading device)가 도 8 내지 도 11에 도시된다. 특히 도 8에서 제품을 수용하는 압축된 캡슐(144)이 도시되어 있다. 5웨이 하역 장치가 도 9에예시되어 있고, 병렬 하역 장치(parallel offloading device)가 도 8 및 도 10에 예시되어 있다. 저장 또는 다른 배치를 위해 적재된 캡슐(144)을 수송하는 하역용 홈통(110; offloading troughs)이 도 8 및 도 10에 예시되어 있다.

본 발명은 선각 파손 방호 시스템용 방법 및 장치에 대한 것이다.

본 발명의 상세한 설명이 하기에 기술된다.

중간 골격 요소:

보다 상세히 도 1a를 참조하면, 중간 골격 요소들은 양호하게는 관형 부재(200)의 각 단부에 관절 돌기 부재(201)를 갖는 3개의 관형 부재(200)로 구성된 등변 삼각형인, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치이다. 이 실시예에서, 각각의 관형 부재는 0.5 내지 1.5 인치(1.27 내지 3.81cm) 범위인 외경, 바람직하게는 0.75인치(1.905 cm)의 외경을 갖는다. 바람직한 실시예에서 관형 부재는 중실(solid)일 수 있다. 각각의 관형 부재는 하나 이상의 관형 부재에 부착될 수 있어 3개의 평면에서의 운동을 제공하는 조인트 또는 너클(202; 도 1b 참조)을 가질 수 있으며, 3축에서 180도 까지 움직일 수 있는 것이 양호한 실시예의 중점이다.

상기 등변 삼각형은 양호하게는 스테인리스 강이고, 양호하게는 중실(solid)이지만, 본 발명의 범위 내에서 견고하거나 또는 보강된 중공 부재도 사용될 수 있다. 삼각형은 관형, 직사각형 또는 8각형인 레그(leg)로 이루어질 수 있다. 독특한 관형 조인트로 함께 결합될 수 있다면 본 발명의 범위 내에서 다른 형상도 사용될 수 있다.

중간 골격 요소의 바람직한 사이즈는 양호한 실시예에서 레그당 1피트(30.48cm) 길이이지만, 6인치(15.24cm)만큼 짧은 것으로부터 18인치(45.72cm)만큼 길게 변할 수 있다. 더 길거나 더 짧은 레그도 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 더 긴 레그는 그래파이트 복합재(graphite composite) 또는 초강도 재료(ultra strong material)로 구성될 필요가 있어 중간 골격 요소(도 1b)가 기능 유닛으로서 압력이 가해졌을 때 자체가 변형할 수 없게 된다.

중간 골격의 관형 부재는 부가적으로 관형 슬리브(204)로 덮힐 수 있으며, 상기 슬리브는 바람직하게는 관형 부재와 동일한 재료로 이루어진, 압연 강판(roll sheet metal)으로 이루어지지만, 관형 부재의 부식을 방지하고 관형 부재가 파열되지 않고 본발명의 블래더 조합체에 대해 관형부재가 부가적으로 구를(rolli1ng) 수 있게 하며 블래더에 대해 관형 부재가 고착될 가능성을 제거하는 파우더 코팅 강철(powder coated steel), 또는 실리콘 또는 탄성체 또는 중합체가 안에 대어진(lined) 재료일 수도 있다.

선택적으로, 중간 골격 요소는 중실 삼각형 재료 또는 견고한 지지 측면을 갖는 다른 재료로 구성될 수 있다. 중실 재료는 측면 구조 부재를 덮고 블래더에 대해 부가적인 완충작용을 하는 직물(fabric)일 수 있다. 블래더에 대한 커버는 예를 들어, 가죽, 천(cloth), 플라스틱 또는 다른 가요성 재료로 제조될 수 있다. 특정한 예로서, 커버는 미국 델러웨어 윌밍턴 소재의 I.E. duPont de Nemours and Company사 제조의 케블라(KEVLAR) 제품으로 제조될 수 있다. 케블라는 듀퐁 사의 상표명이다. 케블라는 무엇보다도 방탄조끼를 만드는데 쓰였던 고 인장 강도의 가요성 합성섬유이다. 현시점에서 말할 수 있는 것은, 본 발명의 중간 골격 소자에 의해 형성되는 커버에 의해 제공되는 기능은 다른 선박의 선각과 같은 침입하는 물체가 커버를 밀도록 즉, 본 발명의 여러 목적을 수행하기 위해 블래더를 밀도록 여러가지 다른 재료에 의해 수행될 수도 있다는 점이다.

중간 골격 요소 조인트:

삼각형의 레그들은 너클 타입의 조인트와 유사한 회전가능한 조인트(202)로 서로 연결되어, 세 연결부의 다축회전 및 각각의 레그로부터의 작용력을 조인트를 통해 변환(translation)시킨다.

골격 스트립:

중간 골격 요소는 골격 스트립에 미리 결합된다. 양호한 실시예에서, 스트립들은 (도 4에서와 같이)하나, 둘, 셋 또는 그 이상의 중간 골격 요소의 폭으로 형성될 수 있고, 스트립들은 5개의 요소 내지 150 개 이상의 요소의 길이일 수 있다. 스트립들은 일단부가 데크 선각 지지 장치(도 1 내지 도 5, 도 7 내지 도 11)에 부착된 다음, 스트립들은 가용접(tack welding)하여 서로 연결되고 선각 내측면에 대해 접합된다.

중간 골격 스트립들은 인접한 골격 스트립에 도 1b의 연결 슬리브(205)를 관형 부재가 슬리브로 둘러싸이게 배치하여 하나의 연결 슬리브로 두 개의 관형 부재가 슬리브-연결되게 하여 서로 연결될 수 있다. 연결 슬리브는 현장에서 설치가 용이하도록 슬리브 상에 클램핑(clamping)할 수 있는 힌지식 장치(hinged device)일 수 있다.

데크 선각 지지 장치:

데크 선각 지지 장치는 선박의 뱃머리로부터 선미까지 연장하는 일련의 편평한 직사각형 판(104)을 포함하고, 각각의 판은 상세하게는 선박의 선창의 하나의 칸막이 벽의 가장자리로부터 선박의 선창의 다음 칸막이 벽의 가장자리까지 연장한다. 판들은 선박의 선각 데크 경계면의 가장자리에 가능한 한 가깝게 위치된다. 판들은 선박의 각각의 측면에서 뱃머리로부터 선미까지 및 우현으로부터 좌현까지 연장한다. 이러한 장치는 선박의 선미에 걸쳐 연장하여 선박의 모든 노출된 측면을 보호하도록 사용될 수도 있다. 판들은 뱃머리의 격실들이 통상적으로 오일이나 또는 이와 유사한 물질과 같은 화물을 담지 않기 때문에 뱃머리에서 만나기 전에 중단될 수도 있다.

판들은 데크의 상부 구조물(superstructure)에 볼트 연결, 리벳 연결 또는 용접되어 데크 선각 지지 장치가 판들을 최대한 지지해주면서 중간 골격에 연결된다. 주 지지봉(105; main hanging support rod)이 선창에서 데크 아래에 위치되고 데크 상에 있는 판들과 정렬되어 있다. 봉은 데크와 판을 통과해 연장하는 볼트를 통해 각각의 판에 연결되며 판들에 볼트 결합, 용접 또는 리벳 결합된다. 판들이 선박의 전체 길이에 걸쳐 연장하지 않으면, 선창의 각각의 화물 격실 내에 본 발명의 범위 내에서 두 개의 봉이 사용될 수 있다. 지지봉을 지지하는 데크 판들은 수직판에 중량을 전달 또는 부하를 전달하기 위한 것이다.

봉을 선박의 내측 선각에 연결하기 위한 지지용 스트러트(134; 도 2 내지 도 4 및 도 11)는 양호한 실시예에서 측방향의 중량 전달 또는 부하 전달을 제공하여중간 골격의 응력으로 인해 봉에 영향을 주기 위해 사용된다. 중간 골격의 중량에 따라, 지지용 스트러트를 사용하지 않고 데크 판만을 사용하여 중간 골격을 잡아주는 봉을 지지할 수 있다. 봉 하나당 2 개 이상의 지지용 스트러트를 고려할 수 있지만, 선박의 선창의 사이즈에 따라 지지용 스트러트를 추가할 수 있다. 양호하게는, 봉이 데크에 연결될 때마다, 지지용 스트러트는 선박의 선각 내측에 대해 사용되어야 한다.

지지용 스트러트는 선각에 용접되거나 다르게는 선박의 선각 내측에 리벳 연결될 수 있다.

스테인리스 강 루프(loop) 또는 코팅된 금속 루프 또는 유사한 슬라이딩가능한 메커니즘과 같은 도 1b의 슬라이딩 연결 수단(205)이 봉에 중간 골격을 잡아주기 위해 사용될 수 있다. 슬라이딩 연결 수단은 봉에 평행한 중간 골격 요소의 관형 슬리브상에 고정되어 중간 골격에 부착된다.

블래더(136):

목 부분과 하나 이상의 블래더 지지 수단을 갖는 블래더(도 5 참조)가 본 발명에 사용된다. 블래더는 양호하게는 고무, 케블라, PEEK, PFTE 또는 이와 유사한 가요성 초강성 직물형 재료(fabric-like material)로 이루어진다. 테플론 코팅된 나일론 또는, 강하고 염수 및 탄화수소 감성(degradation) 및 다른 화학적 부식에 대한 저항성을 갖는다면 다른 코팅된 중합체 재료도 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있다. 직포(woven materials) 또는 부직포도 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있다.

블래더는 이 블래더가 들어가게 되는 선박 선창의 사이즈에 정확히 맞추기 위해 사이즈가 주문 설계된다. 블래더는 중간 골격 구조에 의해 측방향 및 내측에 담기도록 설계된다. 블래더는 데크 포트를 통해 선창에 내려진 다음,먼저 선박의 선각에 삽입되어 있는 중간 골격에 대해 블래더가 놓이도록 부분적으로 팽창된다. 오일, 물, 비료, 곡물 또는 와인이나 맥주를 포함하는 다른 유체와 같은 화물이, 바람직하게는 블래더의 윗표면에 위치하는 종래의 충전 및 방출용 포트를 통해 블래더로 유입될 수 있다. 그 다음에, 잔류 공기가 블래더 안으로부터 뽑아내져 블래더가 화물만을 담고 있게 된다. 그 다음에, 블래더는 예정된 설정값으로 화물의 압력을 모니터링 및 유지할 수 있는 압력 감지 밸브(142)와 같은 것으로 밀봉된다.

블래더는 양호하게는 풍선과 같은 형상이다. 블래더 재료의 두께는 양호하게는 0.25인치(0.635cm) 내지 약 1인치(2.54cm)이다. 블래더는 하나의 재료로만 이루어지거나, 적층 구조일 수 도 있다. 블래더 재료는 휠 수 있고 선각 파손 조건에서 기대되는 고 인장 강도를 견딜 수 있을 필요가 있다.

양호하게는 블래더 재료는 불연성(nonflammable) 또는 적어도 방화성(flame resistant)이다.

블래더는 양호하게는 블래더를 들어 선박 선창으로 넣거나 끄집어내는데 사용될 수 있는 지지 수단(140)을 갖도록 설계된다. 지지 수단은 양호하게는 블래더의 일 측면 이상에 부착되고, 설치 또는 제거 중에 빈 블래더를 지지하기 충분한 강도를 갖는다.

압력 감지 밸브(142)는 양호하게는 포트에 위치하여 유체가 블래더로부터 나가는 것만을 허용하는, 화물이 블래더의 목 부분을 통해 블래더를 나가게 하는 종래의 1웨이 체크 밸브이다. 이러한 압력 감지 밸브는 블래더 내의 화물의 압력을 모니터링하는 압력 감지 및 모니터링 장치이고, 화물의 압력이 소정의 설정값에 도달하면 자동적으로 개방될 수 있거나 또는 배의 선원의 필요에 따라 수동으로 작동할 수 있는 밸브이다. 이러한 압력 감지 밸브는 하역 장치에 직접 연결된다.

양호한 실시예에서, 압력 감지 밸브는 "2중 안전(fail-safe)" 모드로 작동하도록 설계되고, 선원이 블래더 내의 화물의 압력이 소정의 임계 한계값에 도달하였을 때 밸브를 개방할 수 없거나 개방하려 하지 않을 때 개방되어 하역 장치로 화물을 하역할 수 있다.

하역 장치

본 발명에서, 중간 골격 구조가 설치되고 블래더가 제 위치에 있고 화물 또는 제품이 블래더 내에 배치되어 있고 선박의 선각이 파손되면, 본 발명에 따른 하기의 단계가 선박 주변의 바다를 화물이 오염시키는 것을 방지하기 위해 수행된다. 먼저, 선각이 파손되어 선각의 변형이 내측으로 일어난다. 중간 골격이 움직여 블래더 상에 균일하게 압력을 가한다. 블래더 목 부분에 있는 센서가 블래더 내용물의 압력 변화를 검출하고 밸브를 개방한다. 화물이 밸브를 통해 이동하고 하나 이상의 하역 튜브를 통해 분배된다. 양호한 실시예에서, 5개의 하역용 튜브가 칸막이 벽에 의해 봉쇄된 각각의 선박 선창에 사용되는 것을 고려할 수 있다.

각각의 하역용 튜브에서, 화물을 수용하기 위한 플래퍼 밸브(flapper valve)를 일단부에 갖는 압축된 캡슐이 있다. 화물이 캡슐로 이동하고, 캡슐은 팽창되어그 용량이 채워진 다음, 선박의 데크에 저장되거나 또는 부이(buoys) 또는 화물이 떠있게 할 수 있는 다른 부유 장치에 의해 지지되는 어부들의 망(fisherman's netting)과 같은 밧줄로 잡아매는 수용 장치(tethered containment device)로 수면에 띄워질 수 있다. 오일 또는 다른 수송되는 화물이 물보다 낮은 비중을 갖는다고 가정하면, 그 캡슐 내의 화물은 물 위에 뜰 것이다. 밧줄로 잡아매는 수용 장치는 선박에 묶여 있거나 선박으로부터 떨어져 작동하는 선박에 묶여 팽창된 캡슐이 선박으로 떨어져 있게 하여 선박 자체나 또는 선각 파손으로 인한 위험으로부터 수용 장치에 대한 손상을 방지할 수 있다.

일 실시예에서, 하역 시스템은 압축된 캡슐을 수용 및 수송하도록 설계된 하나 이상의 홈통을 포함할 수 있다. 일단 채워진 캡슐은 계속 홈통 시스템을 통해 진행하여 수표면에 띄워지는 플랫폼으로 갈 수 있다. 이러한 진수된 것(launch)은 선박에 묶이거나, 선박 또는 담겨진 재료에 유해할 가능성이 있는 곳으로부터 떨어져서 작동하도록 이동된다. 선창 내의 압력을 평형화시키기 위해 화물이 충분히 제거되면, 압력 감지 밸브가 닫혀 선창 내의 블래더 내의 잔류 화물에 대한 방호가 재설정된다. 선각 파손으로 인해 선창으로 물이 유입하게 되면, 블래더 내의 화물을 오염시키지 않게 물이 선창으로 들어올 수 있어 선박이 격실 내를 다소 안정화시킬 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예를 참조하여 설명되었다. 그러나, 실시예의 수정, 예를 들어 하기의 보다 바람직한 실시예에 따른 수정도 고려된다.

도 12 내지 도 20의 실시예는 하기의 요소를 포함한다.

(a) 각각의 오일 탱크에 설치되는 주문생산된 블래더. 이들은 내부 탱크 구조에 맞도록 형성되고 좌초하거나 충돌하는 경우에 파열되지 않고 변형하기에 충분하도록 가요성이다.

(b) 각각의 화물 탱크 내에서 블래더를 개별적으로 둘러싸고 수동적으로 지지하고, 블래더가 파열하지 않게 보호하며 블래더 표면 가까이에서 변형하는, 중간 골격 시스템. 중간 골격은 필요에 따라 내부 탱크 둘레를 둘러싸지만 메인 데크 이외에는 부착되지 않는다.

(c) 유조선 데크에 배치되어 좌초 또는 충돌로 인해 화물 탱크 경계부가 변형하는 경우에 블래더로부터 유출하는 오일을 담아주는 오일 유출 방호 시스템.

본 발명에 따른 시스템은 일반적으로 하기와 같은 사고시에 작동하는 것이다: 충분한 강도의 충돌 또는 좌초, 유조선의 중선각 또는 이중저(double bottom)가 파열하는 경우. 이렇게 선각이 관통된 결과, 블래더와 중간 골격이 필요한 만큼 변형하며, 중간 골격은 휠 수 있으면서도 보호해주는 장벽(barrier)을 제공하여 블래더 자체의 손상을 방지한다. 그러므로, 이렇게 관통되어 배출되는 다량의 오일은 파손된 선각으로부터 유출되지 않고 탱크 상부의 목부분을 통해 블래더로부터 메인 데크 상의 큰 직경의 헤더 파이프로 짜내어진다. 다른 화물 탱크에 유사한 손상이 일어나면, 추가로 오일이 각각의 블래더로부터 헤더 파이프로 가압수송된다. 배출되는 오일의 총 량(resulting volume)이 헤더 파이프 자체의 용량을 초과하면, 헤더 파이프에 부착된 일련의 팽창가능한 백(bag)이 필요에 따라 채워진다. 일단 채워지면, 이러한 백들은 이들이 안전하게 회수될 수 있을 때까지 배밖으로 띄워보내질 수 있다.

본 발명의 시스템의 각 구성요소에 대한 설명이 하기에 제공된다.

본 발명의 시스템을 설명하기 위해 사용되는 기준적인 선박(300)은 일반적인 125,000 DWT(적화(積貨) 톤수)의 중선각 유조선이다. 이러한 유조선의 스케치가 도 12a 및 도 12b에 도시되어 있다. 선박(300)은 가로방향으로 2개의 화물 탱크(302, 304)를 가지며, OPA'90의 규제에 따른 중선각 구조를 갖는다. 선각 사이의 폭은 6피트 8인치(2m)이며, 이중저(306)는 9피트 10인치(3m) 높이이다. 이러한 선박(300)은 알래스카 대 캘리포니아 무역에서의 대표적인 유조선이기 때문에 본 발명에 따른 시스템의 설치를 위해 선택되었다. 이러한 무역 루트는 미국의 환경적으로 가장 민감한 해변 지역을 따라 지나간다.

시스템을 설명하기 위해 사용되는 유조선(300)은 종래의 종방향의 프레임구조의 유조선이다. 화물 탱크는 횡방향 칸막이 벽(308; 310)에 의해 이물로부터 고물까지(fore and apt) 그리고 측면에서는 중앙선의 종방향 칸막이 벽(312; 안쪽임)과 선박의 중선체(314; 바깥쪽임)에 의해 구역지어져 있다. 가로 늑골 웨브 프레임(316; transverse web frame)들은 15피트(4.57m) 이격되어 있다. 바깥쪽 칸막이 벽, 뒤쪽 칸막이 벽, 및 탱크 바닥은 각각의 탱크에 대해 (외측이 강화된)실질적으로 매끄러운 판들이다. 도 13 내지 도 15는 각각의 화물 탱크 내측의 블래더와 중간 골격이 각각의 스케치에서 두꺼운 선으로 표현된, 각각 유조선의 평면도, 횡단면도, 내부도이다.

블래더와 중간 골격 시스템은 실제적인 상황을 고려하면 도 16에 도시된 바와 같이 수많은 작은 보강재로 둘러싸이지 않고, 도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이 큰 보강재(즉, 웨브 프레임 및 수평 종통재(138; stringer))에 의해 둘러싸인다. 도 16에서, L자형 칸막이벽 보강재(500)는 중간 골격(137)과 블래더(136)에 안정성을 제공하기 위해 안쪽 바닥(502)과 중앙 칸막이 벽(312)과 연계되어 사용된다. 도 18은 본 발명에 따른 오일 유출 방호 시스템의 배치를 도시한다.

시스템 구성요소

블래더 시스템의 목적은 좌초 또는 충돌에 의해 탱크 경계부가 뚫리는 경우에 각각의 탱크로부터의 오일을 담아주는 것이다. 각각의 블래더는 각각의 탱크의 내부 형상에 맞고 이 형상에 따르도록 주문 설계될 수 있는, 가요성 재료, 양호하게는 고무 또는 다른 탄성 재료 또는 플라스틱 또는 섬유 또는 이들의 조합물로 이루어진다. 블래더들의 상호교환성은 화물 타입의 변화에 따라 교환할 수 있게 한다. 각각의 블래더는 탱크 상부에서 하나 이상의 목 부분을 가져 사고가 일어나는 경우에 오일이 블래더로부터 헤더 파이프로 신속히 나갈 수 있게 한다. 선각 파손부를 통해 탱크로 들어오는 해수는 대부분 블래더에 의해 잔류하는 오일로부터 격리되게 된다.

블래더는:

1. 변형가능하여야 하고,

2. 매우 크고(탱크 자체의 용량과 거의 동일해야 함) 탱크 경계부의 형상에 따를 수 있어야 하고,

3. 상부에서 목 부분이 형성된 개구부가 구비되어야 하고,

4. 염수, 탄화수소 감성 및 다른 화학물질 부식에 대한 저항성이 있어야 하고,

5. 주어진 수압(head pressure), 예를 들어 30psi(2.11kg/cm²)의 수압을 견딜 수 있어야 하고,

6. 메인 데크에 힌지식으로 액세스하여 설치 및 제거할 수 있어야 하고,

7. 수명이 길어야 한다.

중간-골격

도 17에 상세히 예시된 중간 골격(137)의 목적은 다양한 타입으로 충돌하는 경우에 필요한 보호를 유조선의 블래더에 제공하는 것이다. 임의의 주어진 탱크에 대해, 중간 골격은 탱크 주변의 4개의 칸막이 벽을 따라 그리고 탱크의 안쪽 바닥을 따라 보호한다. 각각의 칸막이 벽에 따른 중간 골격 부분은 메인 데크 레벨 근처에 설치된 구조물 지지부에 의해 지지된다.

중간 골격은:

8. 변형가능하여야 하고,

9. 블래더에 대한 손상을 방지할 수 있어야 하고,

10. 정상 조건하 및 충돌하는 경우에 블래더로부터의 압력을 지지할 수 있어야 하고,

11. 염수 및 다른 화학적 부식에 대한 저항성이 있어야 하고,

12. 가능한 한 가벼워야 하고,

13. 메인 데크 측면들을 따라 지지될 수 있어야 한다. 유사한 지지부가 가로칸막이 벽의 각 측면에 존재하여야 한다.

체인 링크 및, 체인 링크와 작고 둥근 판들의 조합을 사용하는 몇몇 중간 골격 형상이 개발되어 있다. 체인 링크는 이들이 중간 골격이 쉽게 변형하는 것을 돕고 블래더의 파열을 방지하는데 필요한 3 방향에서의 회전을 허용하기 때문에 연구되었다. 양호한 형상에 대해서는 하기에 논의한다.

오일 유출 방호 시스템

오일 유출 방호 시스템의 목적은 좌초 또는 충돌로 유조선의 내측 선각이 안쪽으로 변형된 후 블래더 시스템으로부터 배출된 오일을 채집하는 것이다. 이 시스템의 주요 구성요소는

1) 일단부가 블래더의 목 부분(140)에 다른 단부는 헤더 파이프에 연결된 유출 파이프와,

2) 유조선의 메인 데크에 배치된 대구경의 헤더 파이프(336),

3) 각각 위치 특정을 위해 부착되는 종래의 라디오 비콘/스트로브(예시되지 않음; radio beacon/strobe)를 가지며 헤더 파이프(330)를 따라 배치되는 여러 색상의 팽창가능한 백(332)을 포함한다.

도 18에 오일 유출 방호 시스템의 개략도가 도시되어 있다. 유출 파이프(335)는 탱크 사이즈 및 예상 오일 배출률에 따라 탱크당 1, 2 또는 3개 구비된다. 유출 파이프는 거친 바다에서 탱크 간에 화물의 장소이동을 방지하기 위해 체크 밸브를 구비한다. 팽창가능한 백(332)은 게이트 밸브(334)와 급속 분리 장치를 구비하여 가득 찼을 때 자동 분리될 수 있다. 이러한 백의 하나가 도 18b에 채워진 상태로 예시되어 있다.

시스템 작동 및 컨셉트 추정(system operation and concept calculations)

불행히 유조선이 좌초하거나 또는 다른 선박과 충돌하는 경우에, 본 발명의 시스템은 중선각 탱크 경계부가 파손되었어도 오일이 수중으로 유출되는 것을 방지하는 것이다. 이러한 경우에, 탱크 안쪽 바닥 또는 탱크 칸막이 벽 중의 하나가 안쪽으로 변형되어 탱크의 중간 골격과 블래더를 가압한다고 가정한다. 중간 골격은 눌리어도 파열되지 않도록 블래더에 차폐 효과를 제공하기 위한 것이다. 사고가 발생하였을 때 이렇게 압축되면 다량의 오일이 탱크 상부의 개구(opening)를 통해 영향을 받은 블래더로부터 밀려나온다. 그 다음에 블래더 시스템으로부터 제거된 오일은 오일 유출 방호 시스템에 의해 채집된다.

중간 골격 컨셉트 추정(Meso-skeleton Concept calculations)

연구된 것 중에서 가장 바람직한 중간 골격 구성이 도 17에 도시되어 있다. 이는 중량이 가장 가벼우면서도 설계 수압을 견디는데 필요한 강도를 제공한다. 이는 떼어낼 수 있는 강철 체인 링크(402)를 통해 함께 결합되어 있는 일련의 둥근 강철 판(400)으로 구성된다. 이러한 구성은 중간 골격이 충돌 중에 필요한 변형을 할 수 있게 하며, 탱크의 구조 보강 부재(즉, 웨브 프레임 및 수평 종통재(138)) 둘레에서 자신을 편리하게 형성할 수 있게 한다.

시스템을 해석하기 위해 중간 골격 시스템 구성요소의 사이즈를 결정하기 위해 사전 계산(preliminary calculation)되었다. 두 가지 기본적인 경우가 분석에 고려된다.

ㆍ 탱크 바닥에서 칸막이 벽 보강재 사이에서 중간 골격에 대해 눌리는 블래더의 정상 작동 정수압(hydrostatic pressure)을 견디는, 중간 골격의 능력 측정.

ㆍ 중간 골격이 걸쳐져야 하는 안쪽 바닥 구조물에 기다란 구멍이 생기는 좌초 되는 경우에 블래더를 지지하는, 중간 골격의 능력 측정.

부식에 대한 저항을 위해 스테인리스 강(CRES316합금)을 사용한다고 가정하면(그 항복 강도가 CRES316의 32ksi(kips per square inch; 2249.82kg/cm²) 이상이면 아연도금된 연강(galvanized mild steel)이 사용될 수도 있다), 상기 두 시나리오를 만족하기 위해서는 적어도 1/2인치(0.52인치; 1.32cm)의 체인 링크(402)가 필요함이 밝혀졌다. 링크 및 판들의 세부사항에 대해서는 도 17을 참조하라.

오일 유출 채집 컨셉트 추정

오일 유출 방호 시스템의 반응은 두 가지 상이한 타입의 사고에 대해 연구되었다: (1) 좌초, 그리고 (2) 측면 충돌. 이러한 두 가지 다른 타입의 유조선 사고가 도 19 및 도 20에 각각 예시되어 있다. 이러한 사고에 대한 오일 유출 방호 시스템의 반응은 하기에 논의된다.

유조선 좌초에 대한 시스템 반응

유조선의 일측면, 좌현 또는 우현에서 모든 탱크가 뾰족한 바위(600)로부터 긁히는 손상을 받아 용골(keel) 바닥으로부터 배로 20인치(50.8 cm) 관통된다고 가정한다. 배가 앞으로 전진함에 따라 이 바위는 계속 탱크를 찢게 된다. 이는 본 발명의 시스템이 제공하는 회수가 이루어지지 않는 상당한 량의 오일이 누출될 수 있는 대부분의 좌초 경우를 나타내는 것이다. 하기의 가정이 이루어진다.

ㆍ 선박의 일측면에서 모든 탱크 체적의 5 퍼센트가 중간 골격 및 블래더 시스템으로부터 밀려나온다. 이 오일은 도 18에 예시된 바와 같이 상방향으로 배출되어 유출 파이프를 통해 헤더 파이프로 배출된 다음에, 팽창가능한 백으로 배출된다.

ㆍ 선박의 초기 속도는 15 노트(knot)였다.

ㆍ 선박은 조정 없이(zero trim) 가득 적재되어 있다.

ㆍ 처음에 바위에 부딪친 후 약 1500 피트(457.2 m)가서 멈추게 된다.

ㆍ 충돌 중에 배의 속도가 점차 감소하므로, 각각의 영향을 받은 탱크의 충돌 시간이 계산된다. 바위의 뾰족한 부분은 배의 속도가 감소함에 따라 긴 시간동안 각각의 탱크를 연이어 충돌한다.

하기는 분석한 것의 요약이다.

1) 헤더 파이프의 직경은 약 9 피트(2.7432m)이다.

2) 유출 파이프의 직경은 약 6 피트(1.8288m)이다.

3) 대부분의 탱크들은 충돌 시간이 짧기 때문에 여러 개의 유출 파이프가 필요하다.

4) 각각 가득 찼을 때 약 8 톤의 중량이고 길이가 약 17피트(5.1816m)인 100개의 팽창가능한 백이 필요하다.

5) 블래더로부터 나오는 오일을 회수하기 위해 각각 가득 찼을 때 약 30톤의 중량이고 길이가 약 73피트(22.2504m)인 28 개의 팽창가능한 백이 필요하다.

6) 각각의 팽창가능한 백은 1 피트(0.3048m) 직경의 파이프를 통해 채워진다.

팽창가능한 백들은 채워진 후에 배 밖으로 방출될 수 있다. 이들 백은 오일의 비중이 해수보다 작기 때문에 뜬다. 이들은 바다로부터 회수된다. 이들은 크레인, 투망에 의해 거룻배(lightering ship)로 회수되거나 또는 예인선에 의해 해변으로 예인된다.

유조선 측면 충돌에 대한 시스템 반응

이러한 타입의 사고는 오일 유출 방호 시스템을 가장 필요로 한다. 도 20은 연구된 측면 충돌 형태를 도시한다. 한 탱크(302)의 내측 선각을 부딪쳐 뚫어버리는 기본적인 유조선과 거의 동일한 사이즈인 선박(700)을 도시한다. 이는 탱크로부터의 오일 방출율 관점에서 가장 심각한 측면 충돌 형태를 나타낸다. 영향을 받는 탱크의 충돌 속도로 인해, 다량의 오일이 매우 짧은 시간 내에 탱크로부터 오일 유출 방호 시스템으로 전달되어야 한다. 잠재적으로 가장 심각한 충돌을 고려하기 위해, 블래더로부터의 오일 유동율이 방호를 위해 다소 높게 된다. 그러므로, 시스템이 좌초 사고를 극복한다고 가정하고, 허용가능한 최대로 심한 정도의 측면 충돌을 계산하였다. 입증된 계산은 본 발명의 시스템이 6초의 충돌 시간동안 측면 충돌되어 도 20에 도시된 바와 같은 하나의 탱크로부터 7퍼센트가 유출될 수 있음을 보였다. 보다 많은 유출량 또는 보다 짧은 충돌 시간인 측면 충돌의 경우에는 블래더가 보다 많은 유출 파이프를 가져 블래더를 나가는 오일의 높은 유동율을 수용할 필요가 있다. 오일 유출 시스템이 견딜 수 있는(6초동안 7% 유출) 측면 충돌이라고 하지만 여전히 심각한 충돌이다. 부딪치는 선박이 유조선과 직각 이외의 다른 각도로충돌하거나, 또는 유조선과 상이한 종방향 위치에서 충돌하여 하나 이상의 탱크가 뚫리면, 탱크당 오일 유출량이 적어지게 되고, 본 발명의 시스템은 이 유출량을 처리할 수 있다.

기존의 유조선 설계에 대한 영향

본 발명의 시스템을 기존의 이중 선각 유조선에 적용하면, 이들 선박의 디자인 및 작동에 몇가지 방식으로 영향을 미친다. 주요한 시스템의 영향은 하기와 같다.

ㆍ 화물 오일 배관 시스템 - 화물의 충전, 배출 및 제거 시스템이 일상적인 화물의 충전 및 제거가 설치되는 블래더 시스템으로 이루어질 수 있도록 수정될 필요가 있다. 자유롭게 부유하는 블래더/골격 개념(free floating bladder/skeleton concept)에 적합하도록, 이들 시스템은 양호하게는 위쪽으로부터를 제외하고는 블래더를 관통하지 않아야 한다. 탱크 바닥까지 도달하는 강성 요소(rigid element)들이 사고로 블래더를 뚫어 시스템을 무효화시킬 수 있다.

ㆍ비용 - 본 발명의 시스템의 다양한 구성요소의 제조 및 설치는 매우 고가일 수 있다. 특히 중간 골격의 조립은 매우 노동집약적이고 비쌀 수 있다. 추가의 비용 영향은 시스템을 설치하는데 필요한 부가적인 오버홀(overhaul) 기간에 힌지식 액세스 도어를 설치하기 위해 메인 데크를 구조적으로 변경하는 것, 및 시스템의 설치를 용이하게 하기 위해 필요할 수 있는 기존의 선박 구조물, 배관 장치들의 수정 또는 제거에 기인한다.

ㆍ 화물 수송 용량의 감소 - 블래더 및 중간 골격 시스템이 보다 작은 칸막이 벽 및 데크 보강재를 둘러싸지 못하며, 블래더 및 중간 골격 자체의 실제 체적 때문에 화물 탱크 체적의 소정의 비율이 오일 수송에 사용되지 않을 수 있다. 이 보고서에 고려된 기준의 유조선에 대해, 총 탱크 용량이 약 6%만큼 감소된다. 이러한 숫자는 상이한 사이즈 및 설정의 유조선에 따라 다르다.

ㆍ 데크의 가용 공간 손실 - 메인 데크의 가용공간이 오일 유출 방호 시스템과 헤더 파이프의 존재 및 부착된 수용 백이 팽창하여 선박의 측면으로 옮겨지는데 필요한 여유만큼 상당히 감소된다.

ㆍ 탱크 보존 - 블래더 시스템이 배치되므로, 내부 탱크 구조물은 오일과 더 이상 직접 접촉하지 않지만, 대신에 습기, 염분, 부식성 대기에 노출된다. 방청 코팅(preservative coating)을 탱크 공간에 적용할 필요가 있다. 이러한 코팅은 코팅에 악영향을 줄 수 있는 중간 골격 및 탱크 구조물 간의 금속 대 금속 접촉으로 인해 빈번히 재개될 필요가 있다.

ㆍ 데크 액세스 - 중간 골격의 초기 설치 및 방호 시스템의 블래더의 설치 및 제거를 용이하게 하기 위해 각각의 화물 탱크 위쪽의 메인 데크에 커다란 헤치가 설치될 필요가 있다.

ㆍ 불활성 가스 시스템 - 블래더의 안쪽 및 바깥쪽의 불활성 가스를 공급하기 위해 탱크용 기존의 불활성 가스 시스템이 수정되어야 한다. 비록 블래더 시스템은 정상적으로는 내부 탱크 구조물로부터 화물을 격리시켜, 사고 발생중에 폭발 가능성을 감소시키지만, 시간이 경과함에 따라 블래더/유출 파이프 부착 영역으로부터 나오는 적은 량의 연료 또는 증기 등이 백의 외측 및 탱크 내측의 대기에 축적될 수 있다. 이러한 증기는 탱크 구조물에 대한 중간 골격의 금속 대 금속 접촉으로 일어나는 불꽃으로부터 점화될 수 있다.

ㆍ 탱크 세척 시스템 - 블래더들을 쉽고 저렴하게 바꾸기에 적합하면 탱크 세척 시스템을 제거할 수 있다.

ㆍ 정박 중에 블래더들을 제거할 수 있는 성능은 정밀검사자가 겪고 있는 닫힌 공간 내에서 위험한 솔벤트에 노출되는 위험을 감소시킬 수 있다. 그러나, 중간 골격이 있어 탱크 구조물의 정밀검사를 수행하는 것이 보다 어려워지므로 검사를 수행하는데 필요한 시간이 늘어난다(중간 골격을 치워놓지 않고는 불가능하다).

ㆍ 선박의 만적 배수량(Full Load Ship Displacement) 감소 - 비록 블래더 및 중간 골격이 선박에 무게를 더하지만, 이러한 증가는 수송되는 오일량 감소로 인한 중량 감소의 차이로 인한 상쇄되는 것보다 적다. 결과적으로 만적 배수량은 본 발명의 시스템을 장착하지 않은 유사한 유조선보다 적은 약 4400LT가 된다. 이러한 량은 상이한 사이즈 또는 설정의 유조선에 따라 다르다. 이러한 선박의 만적 배수량 감소는 유조선의 연료 효율을 약간 증가시킬 수 있다.

ㆍ 종래의 화물 난방 시스템이 오일 제거를 용이하기 위해 블래더에 대해 구비되어야 한다.

Claims (26)

1. 선박의 선각 파손 시에 화물을 수용하는 장치에 있어서,

   화물이 그 안에 배치되는 선박 내에 장착되는 비삼투성 가요성 블래더와,

   상기 가요성 블래더를 지지하는 다수의 상대이동가능한 요소를 포함하며 상기 가요성 블래더에 인접하게 배치되는 골격을 포함하며,

   상기 골격은 휠 수 있고, 상기 가요성 블래더의 형상에 따를 수 있는 수용 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 다수의 상대이동가능한 요소는 금속 링크들을 포함하는 수용 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 다수의 상대이동가능한 요소는 금속 판들을 포함하는 수용 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 금속 판들에 장착되는 상호연결용 링크들을 더 포함하는 수용 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 비삼투성 가요성 블래더에 고정되는 압력 감지 밸브를 더 포함하며, 상기 압력 감지 밸브는 상기 선각 파손으로 인한 상기 비삼투성 블래더의 급격한 압력 증가에 반응하여 상기 화물을 해제하도록 개방되게 작동될 수 있는 수용 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   각각 상기 가요성 블래더보다 훨씬 작은 다수의 탱크를 더 포함하며, 상기 압력 감지 밸브는 상기 화물을 상기 다수의 탱크에 방출하는 수용 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   각각의 상기 다수의 탱크는 팽창가능한 수용 장치.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 선각 파손에 반응하여 상기 압력 감지 밸브로부터 상기 화물을 받아들이는 헤더(header)를 더 포함하는 수용 장치.
9. 제 5 항에 있어서,

   상기 선각 파손에 반응하여 상기 압력 감지 밸브로부터 상기 화물을 받아들이기 위해 하나 이상의 팽창가능한 탱크를 더 포함하는 수용 장치.
10. 선각 파손에 의해 발생하는 가요성 용기 내의 압력 증가에 반응하여 가요성 용기로부터 밸브를 통해 화물이 방출되는 단계와, 상기 방출된 화물을 선박 상의헤더로 안내하는 단계를 포함하는 선박의 선각 파손 중에 화물을 수용하는 방법.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 헤더 내의 방출된 화물로부터 하나 이상의 팽창가능한 탱크를 채우는 단계를 더 포함하는 수용 방법.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 방출된 화물로 채워진 후에 상기 하나 이상의 팽창가능한 탱크를 배 밖으로 방출하는 단계를 더 포함하는 수용 방법.
13. 제 10항에 있어서,

    휠 수 있게 서로 상호연결된 다수의 지지 요소로 상기 가요성 용기를 지지하는 단계를 더 포함하는 수용 방법.
14. 제 10항에 있어서,

    상기 헤더 내의 방출된 화물로부터 다수의 팽창가능한 탱크를 채우는 단계를 더 포함하는 수용 방법.
15. 선박의 선각 파손 시에 화물을 수용하는 장치에 있어서,

    화물이 그 안에 배치되는 선박 내에 장착되는 비삼투성 가요성 블래더와,

    상기 비삼투성 가요성 블래더를 둘러싸는 관계인 가요성 지지 구조물과,

    상기 블래더에 고정되는 밸브를 포함하며,

    상기 밸브는 상기 선각 파손에 반응하는 상기 밸브를 통해 상기 화물을 방출하기 위해 개방되도록 작동될 수 있는 수용 장치.
16. 제 15항에 있어서,

    상기 가요성 지지 구조물은 다수의 이동가능하게 함께 링크된 요소들을 포함하는 수용 장치.
17. 제 15항에 있어서,

    하나 이상의 팽창가능한 탱크를 더 포함하며, 상기 하나 이상의 팽창가능한 탱크는 상기 선각 파손에 반응하여 채우도록 상기 밸브와 서로 통하는 수용 장치.
18. 제 15항에 있어서,

    상기 밸브는 상기 선각 파손으로 인한 상기 블래더 내의 압력 증가에 반응하여 개방되도록 작동될 수 있는 수용 장치.
19. 제 15항에 있어서,

    상기 선각 파손에 반응하여 상기 화물을 받아들이기 위해 상기 밸브에 고정된 헤더 파이프를 더 포함하는 수용 장치.
20. 제 19항에 있어서,

    상기 선각 파손에 반응하여 상기 화물을 받아들이기 위해 상기 헤더에 고정된 다수의 팽창가능한 탱크를 더 포함하는 수용 장치.
21. 선박의 선각 파손 시에 화물을 수용하는 장치에 있어서,

    화물이 그 안에 배치되는 선박 내에 장착되는 비삼투성 가요성 블래더와,

    상기 비삼투성 가요성 블래더를 지지하는 커버와,

    상기 비삼투성 가요성 블래더에 고정된 압력 감지 밸브를 포함하며,

    상기 커버는 가요성이고 상기 가요성 블래더의 형상에 따를 수 있고, 상기 압력 감지 밸브는 상기 선각 파손으로 인한 상기 비삼투성 블래더 내의 급격한 압력 변화에 반응하여 상기 화물을 방출하기 위해 개방되도록 작동될 수 있는 수용 장치.
22. 제 21항에 있어서,

    상기 가요성 블래더보다 작은 하나 이상의 탱크를 더 포함하며, 상기 압력 감지 밸브는 상기 화물을 상기 하나 이상의 탱크로 방출하는 더 포함하는 수용 장치.
23. 제 22항에 있어서,

    상기 하나 이상의 탱크는 팽창가능한 수용 장치.
24. 제 23항에 있어서,

    상기 선각 파손에 반응하여 상기 압력 감지 밸브로부터 상기 화물을 받아들이는 헤더를 더 포함하는 수용 장치.
25. 운반 컨테이너의 벽의 파손시에 화물을 수용하는 장치에 있어서,

    운반 컨테이너 내에 장착되는 비삼투성 가요성 블래더와,

    상기 비삼투성 가요성 블래더를 지지하기 위한 상기 운반 컨테이너 내의 커버와,

    상기 비삼투성 가요성 블래더에 고정된 압력 감지 밸브를 포함하며,

    상기 커버는 가요성이고 상기 가요성 블래더의 형상에 따를 수 있고, 상기 압력 감지 밸브는 상기 벽의 파손으로 인한 상기 비삼투성 블래더 내의 급격한 압력 변화에 반응하여 상기 화물을 방출하기 위해 개방되도록 작동될 수 있는 수용 장치.
26. 제 25항에 있어서,

    하나 이상의 탱크를 더 포함하고, 상기 압력 감지 밸브는 상기 화물을 상기 하나 이상의 탱크로 방출하는 수용 장치.