KR20040014439A - 사고 영향을 방지하기 위한 수단을 갖춘 진공 릴리프 유닛 - Google Patents

사고 영향을 방지하기 위한 수단을 갖춘 진공 릴리프 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대기와 탱커내의 탱크사이의 압력 균형을 위한 진공 릴리프 유닛에 관한 것이며, 상기 진공 릴리프 유닛은 a) 탱크와 연통할 수 있는 제 1개구(12)와 밸브체(40)용 시트(30)를 가진 제 2개구(24)를 갖춘 밸브 하우징(10)과 b) 탱커가 적어도 부분적으로 빠질 때와 같은 사고의 경우에 밸브 하우징(10)을 통해서 해수 통로를 방지하기 위해서 만들어진 기구(100)를 포함하며, 상기 밸브체용 시트(30)가 탱크로 공기의 유입을 허용하도록 밸브 하우징(10)으로 운반가능하게 만들어져 있으며, 상기 기구(100)가 밸브 하우징(10) 외측에 배치되어 있고, 해수의 액압에 의해 이동이 제어될 수 있는 제 1가동부(160)와, 밸브 하우징(10) 내에 전진될 수 있고 제 1가동부(160)에 가동가능하게 결합되어 있는 제 2가동부(150)를 가진다. 상기 제 2가동부(150)는 상기 제 1가동부(160)의 이동을 증가시켜 상기 밸브체(40)상에 인접하도록 운반될 수 있어 상기 밸브체(40)가 상기 시트(30)상의 인접 위치로 복귀시키는 것을 특징으로 한다.

Description

사고 영향을 방지하기 위한 수단을 갖춘 진공 릴리프 유닛{VACUUM RELIEF UNIT WITH MEANS PREVENTING THE EFFECTS OF AN ACCIDENT}
진공 릴리프 유닛은 특히, 예를 들어 미국 특허 제 5,607,001호에 기술한 바와 같이, 선박의 탱크가 비워질 때 압력 균형을 보장하고 탱커 충전 플랜트의 에러작동의 경우에 안전 조치로서 역할하기 위해서 탱커내에 사용된다.
미국 특허 제 5,607,001호는 특히 참고 번호 50으로 도시한 진공 릴리프 유닛을 공지한다. 진공 릴리프 유닛은 정해진 압력차에서 밸브 시트로부터 자동적으로 멀리 운반되어 탱크로 공기의 유입을 허용하는 밸브체를 가진다.
이와 유사한 진공 릴리프 유닛과 관련한 하나의 종래 기술은 통상적으로 진공 릴리프 유닛이 탱커가 해수로 완전히 또는 부분적으로 빠지는, 사고가 날 수 있는 특별한 상황을 고려하지 않고 있다. 이런 상황에서, 물과 밸브체의 직접 접촉은 밸브체를 밸브 시트로부터 멀리 이동시킬 수도 있으므로, 해수가 탱크로 유입되어 오일 및 화학물의 내용물과 느리게 치환되어질 수 있다. 그럼으로써, 해수의 오염이 일어난다.
이전에는 사고의 경우에 탱크로의 해수의 유입을 방지할 수 있는 진공 릴리프 유닛을 제공하는 시도가 있어왔다. 이런 진공 릴리프 유닛는 미국 특허 제 3,868,921호에 기술되어 있다. 그러나, 이런 해결책은 많은 부품을 가지기 때문에 복잡한 구조를 이루며, 이는 한편으로는 유닛의 제조 비용을 증가시키고 다른 한편으로는 많은 부품들중 단 하나가 고장나는 경우에도 유닛의 오기능 위험을 증가시킨다.
본 발명은 대기와 탱커내의 탱크사이의 압력 균형을 위한 진공 릴리프 유닛의 개선에 관한 것으로, 진공 릴리프 유닛은 a) 탱크와 연통할 수 있는 제 1개구와 밸브체용 시트를 가진 제 2개구를 갖춘 밸브 하우징과 b) 탱커가 적어도 부분적으로 빠질 때와 같은 사고의 경우에 밸브 하우징을 통해서 물의 통로를 방지하기 위해서 만들어진 기구를 포함하며, 상기 밸브체용 시트는 탱크로 공기의 유입을 허용하도록 밸브 하우징으로 운반가능하게 만들어져 있으며, 상기 기구는 밸브 하우징 외측에 배치되어 있고, 해수의 액압에 의해 이동이 제어될 수 있는 제 1가동부와, 밸브 하우징 내에 전진될 수 있고 제 1가동부에 가동가능하게 결합되어 있는 제 2가동부를 가진다. 본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "가동가능하게 결합"은 제 1부분의 이동이 제 2부분의 이동으로 전달되는 것을 가르키는 것이다.
이런 형태의 진공 릴리프 유닛에 대한 중요한 응용 분야는 오일 제품과 화학물용 탑재 탱커에 사용하는 것이다.
도 1은 탱커상에 장착하기 위한 진공 릴리프 유닛의 양호한 실시예의 단면도.
도 2는 도 1의 확대 단면도.
상술한 바와 같이, 본 발명은 진공 릴리스 유닛을 개선함으로써, 적절한 수의 부품으로 선박 난파시 밸브 시트로부터 밸브체의 이동 범위를 제한할 수 있다. 본 발명은 특히 미국 특허 제 5,607,001호에 공지된 종류의 밸브 장치와 연관해서사용하기에 적합하다. 그러나 또한 압력 릴리프 장치를 특징으로 하지 않은 밸브 장치와 연결해서도 사용될 수 있다. 본 발명은 상술한 특허 명세서에 기술한 바로 그 종류의 이미 존재하고 있는 밸브 장치를 재구성함으로써 이용하기에 적합한 것을 특징으로 한다.
상술한 장점은 청구범위 제 1항에서의 밸브체를 시트상의 인접위치(abutment)로 복귀시키기 위해서 제 1가동부의 이동을 증가시키므로 인해 밸브체에 인접하도록 운반되기 위해서 형상되어 있는 제 2가동부에 의해서 달성된다. 그러므로, 본 발명은 선박이 빠질 때 밸브체를 밸브 시트상의 지지대로부터 멀어지게 이동시키려고 하는 유압이 유압 자체에 의해 영향을 받고 밸브 시트를 향해서 밸브체를 이동할 수 있는 힘에 의해서 밸브체에 영향을 주는 수단을 제공함으로써 밸브체를 폐쇄하는데 사용될 수 있다는 것에 기초한 것이다.
본 발명의 양호한 실시예는 독립항에 나타나 있고, 그러므로 진공 릴리프 유닛은 간단한 방법으로 청구항 제 4항에 기재한 바와 같이 형상될 수 있다.
본 발명은 도면을 참고로 보다 상세히 설명하겠다.
본 발명에서 또한 진공 릴리프 유닛을 포함하는 밸브 장치를 일체형으로 도시하고 있을지라도, 본 발명에 따라서 진공 릴리프 유닛은 분명히 압력 릴리프 장치로부터 별도로 탱커를 만드는 유닛으로서 형성될 수 있다.
도면에서, 도면부호 I은 소켓(4)을 가진 양호하게 수직으로 방위된 밸브를 가르키며, 소켓(4)의 하단부에는 탱커내의 하나 이상의 탱크에 연결되어 있는 압력 균형 관의 상단부에 또는 탱크상의 비드(bead)에 볼트 결합될 수 있는 플랜지(5)를 가진다. 소켓(4)은 본 발명에 따른 진공 릴리프 유닛(10)이 연결되어 있는 측면 개구(6)를 가진다. 측면 개구(6) 위에 배열되어 있는 압력 릴리프 유닛(8)은 본 발명의 일부분을 이루는 요소가 아니기 때문에 더 상세한 설명은 생략하도록 하겠다. 압력 릴리프 장치(8)는 예를 들어 미국 특허 제 5,607,001호에 기술한 종류일 수 있다.
도시한 바와 같이, 진공 릴리프 유닛(10)은 한 단부에 연결부(22)를 가지는 밸브 하우징(20)을 가지므로, 종래 연결 수단에 의해서 측면 개구(6)에, 압력 균형 관에 또는 선박내의 탱크에 직접 연결될 수 있다. 연결부(22)는 밸브 하우징(20)의 제 1개구(12)를 형성한다.
밸브 하우징(20)은 또한 밸브 시트(30)가 배열되며 밸브 바(45)용 가이드(32)를 형성하는 제 2개구(24)를 가진다. 밸브 시트(30)는 상기 밸브 바(45)를 지탱하는 밸브체(40)용 지지대를 형성하고, 밸브 하우징(20) 내부를 향해서 직면하는 측면은 페이스부(44)를 옆에 두고 있는 중앙 영역(42)을 가진다. 밸브 시트(30)로부터 멀리 그리고 향해서 이동을 하는 밸브체(40)의 내부와 외부 압력 영향을 받은 표면은 제각기 영역(A3)을 가진다.
밸브체(40)는 소정 질량을 가지고, 선택적으로 스프링 편의될 수 있다. 그럼으로써, 어떤 지지력(F1)은 밸브체(40)와 밸브 시트(30)사이에 얻어짐으로써, 제 2개구(24)의 밀봉을 확보할 수 있다. 탱크내의 압력이 대기압 아래인 경우에, 밸브체(40)가 밸브 시트(30)상의 지지대로부터 멀리 상승되어지며, 그래서 선반의 정상 작동 상태에서의 공기는 외측으로부터 탱크로 흘러서 압력 균형을 이루는 것으로 이해할 수 있다.
밸브 시트(30) 아래에, 푸시버튼형 장치(21)가 또한 배치되어 정상 작업 동안 진공 릴리프 유닛(10)의 성능을 체크할 수 있다.
상부에서, 밸브 하우징(10)은 밸브 하우징(10)내의 제 3개구(26)를 이루는 플랜지(28)를 가지며, 플랜지에 기구(100)가 확고히 볼트결합되어 아래에 보다 상세히 설명되어진 바와 같이 선체가 침몰하는 경우에 자동적으로 해체할 수 있다. 이와는 별도로, 밸브 하우징(10)의 형상은 미국 특허 제 5,607,001 호의 내용에 대응하고, 상기 제 3개구는 확고히 볼트결합된 보드에 의해 덮여진다.
기구(100)는 도 2에 확대해서 도시되어 있으며 플랜지(28)상의 기지대에 폐쇄 상태로 고정되려는 바닥판(110)을 포함한다. 바닥판(110)으로부터 상향으로, 양호하게 원통형 하우징(120)이 연장하고 장착 구멍(134)을 가진 상부 커버판(130)을 가진다. 하우징(120)은 밀봉 수단(116)에 의해서 바닥판(110)상의 지지대에 폐쇄상태로 장착되어 있다. 커버판(130)은 장착 구멍(134)을 통해서 연장하고 바닥판(110)내의 톱니모양의 오목부(114)내에 장착되어 있는 바 요소(140)에 의해서 바닥판(110)에 고정되어 있다. 볼트(145)에 의해서, 커버판(130)을 제거해서기구(100)의 내부에 접근하는 것이 가능하다.
하우징(120)의 내부에는, 제 1가동부가 피스톤 로드(150)의 형태의 제 2가동부에 확고하게 연결되고 표면적(A1)을 가지는 피스톤(160)형태로 배치되어 있다. 하우징(120), 피스톤(160)과 바닥판(110)은 이들 사이에 공기 또는 다른 쉽게 압축가능한 가스로 양호하게 채워질 수 있는 공간(102)을 만든다. 피스톤 로드(150)는 바닥판(110)내의 관통 구멍(112)내에 이동가능하게 축지지 되어 있어서, 피스톤은 화살표 P방향으로 이동될 수 있다. 스프링(155)은 도 1 및 도 2에 도시한 시작 위치를 향하는 방향으로 피스톤(160)을 가압하는 역할을 한다. 피스톤 로드(150)를 피스톤(160)에 고정하는 역할을 하는 볼트(152)의 상부면은 커버판(130)의 하래측에 인접해 있다. 스프링(155)과 함께 공간(102)내의 가스의 압력(Pc)은 어느 정도 피스톤(160)의 하향 이동에 반작용할 것이다.
도시한 실시예에서, 피스톤(160)은 강성판 형태이고, 그리고 다른 방법으로 피스톤 로드(150)에 연결되는 탄성 막(resilient membrane)으로 형상될 수 있다. 막이 탄성인 경우에 스프링(155)이 제거되는 효과를 가져온다.
도시한 시작 위치에서, 공간(103)은 커버판(130)과 피스톤(160)의 상부면사이에서 만들어지고, 이 공간(103)은 커버판(130)내의 개구(132)를 통해서 외부와 연통한다. 커버판(130)위에, 개방 메시 그리드(105; open-mesh grid) 등은 양호하게 배치되어 단지 기구(100)에 곤충 등의 침입을 방지하는 역할을 한다.
도시한 바와 같이, 피스톤(160)은 밀봉 수단(165)에 의해 하우징(120)의 내측에 대해서 밀봉되어 있으며, 피스톤 로드(150)는 밀봉 수단(117)에 의해 밸브 하우징(20)의 내부에 대해서 밀봉되어 있다. 또한 도시한 바와 같이, 피스톤 로드(150)는 단부(152)를 가지고, 피스톤 로드의 표면적(A2)은 피스톤(160)의 표면적(A1)보다 훨씬 작다. 상기 단부(152)는 도 1에 분명히 도시한 바와 같이, 밸브체(40)의 중앙 영역(42) 바로 위로 밸브 하우징(20) 내부로 들어간다. 피스톤 로드(150)와 밸브체(40)가 양호하게, 단부(152)와 중앙 영역(42)이 제각기 피스톤(160)과 밸브체(40)상의 압력 영향에 의해서 서로를 향해서 선형으로 이동하도록 제어되는 것을 알 수 있다.
피스톤(160)의 면적(A1), 피스톤 로드(150)의 길이, 스프링(155)의 스프링 력과 하우징(120)의 내부(102)의 압력(Pc)에 의한 피스톤(160)의 이동에 대한 저항력은 본 발명에 따라서 피스톤 로드(150)의 단부(152)가, 탱크내에서 통상적으로 우세하게 대기압 아래에 있는 경우에, 밸브체(40)의 중앙 영역(42)을 향해서 이동하지만, 밸브체(40)가 밸브 시트(30)로부터 약간 떨어져 압력의 차이의 균형을 허락하기 전까지, 단부(152)가 그렇게 멀지 않게 중앙 영역(42)에 인접하게 도달하도록 치수설정되어 있다. 이런 압력 균형 다음에, 피스톤(160)은 시작 위치로 다시 이동할 것이다.
그러므로, 이런 치수 설정은 밸브체(40)와 밸브 시트(30)사이의 지지력(F1)(abutment force)을 고려해서 이루어진다.
배가 어떤 거리 이상으로 수면 아래로 빠지는 사고가 난 경우에, 해수는 커버판(130)과 피스톤(160)의 상부면사이의 공간(103)으로 흐르고 유압에 대응하는 하향 방위력으로 피스톤(160)에 영향을 줌으로써, 피스톤(160)은 아래로 이동된다.피스톤 로드(150)의 단부(152)는 물의 유압이 밸브체를 밸브 시트(30)상의 지지대로부터 멀리 이동시킨 직후에 밸브체(40)의 중앙 영역(42)에 도달할 것이다. 선박이 더 침몰해져서 유압이 증가할 때, 피스톤 로드(150)의 단부(152)는 추가로 밸브 하우징(20)으로 이동할 것이고 밸브체(40)가 다시 밸브 시트(30)상의 지지대로 가압한다. 그럼으로써, 추가의 해수의 흐름을 피한다.
사고 시나리오를 고려하기 위해서, 그러므로 기구(100) 및 밸브체(40)의 치수 결정은 상술한 상태가 되도록 확실하게 해야한다. 예시적 실시예에서, 아래 조건을 따라야 한다:
(A3×Py) - (A3 ×Pi) + F1 =(A1×Py + F2) - (A1 ×Pc +F4)
여기서, Py는 유압;
Pi는 탱크내의 압력;
F2는 피스톤(160)의 질량에 따른 힘이고;
Fc 및 F4는 제각기, 피스톤(160)의 단부(152)가 밸브체를 향해서 전진 할 때, 기구의 내부(102)의 압력과 스프링력이다.
도면에, 피스톤 로드(150)는 밸브체(40)와 바로 반대편에 배치되도록 도시되어 있고, 그러므로 밸브체(40)의 이동 방향과 반대로 이동할지라도, 분명히 피스톤 로드(150)가 피스톤 로드의 이동에 의해서 밸브체(40)를 밸브 시트(30)상에 인접시키는 한, 어느 다른 방법으로 기구가 배열되어도 상관없다.

Claims (7)

  1. 대기와 탱커내의 탱크사이의 압력 균형을 위한 진공 릴리프 유닛으로,
    a) 탱크와 연통할 수 있는 제 1개구(12)와 밸브체(40)용 시트(30)를 가진 제 2개구(24)를 갖춘 밸브 하우징(10)과
    b) 탱커가 적어도 부분적으로 빠질 때와 같은 사고의 경우에 상기 밸브 하우징(10)을 통해서 해수 통로를 방지하기 위해서 만들어진 기구(100)를 포함하며,
    상기 밸브체용 시트(30)가 탱크로 공기의 유입을 허용하도록 밸브 하우징(10)으로 운반가능하게 만들어져 있으며,
    상기 기구(100)가 상기 밸브 하우징(10) 외측에 배치되어 있고, 해수의 액압에 의해 이동이 제어될 수 있는 제 1가동부(160)와, 상기 밸브 하우징(10) 내에 전진될 수 있고 제 1가동부(160)에 가동가능하게 결합되어 있는 제 2가동부(150)를 가지는 진공 릴리프 유닛에 있어서,
    상기 제 2가동부(150)는 상기 제 1가동부(160)의 이동을 증가시키므로 인해 상기 밸브체(40)에 인접하도록 운반될 수 있어 상기 밸브체(40)가 상기 시트(30)상의 지지대로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 진공 릴리프 유닛.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 밸브체(40)는 상기 밸브 하우징(20)으로 본질적으로는 선형으로 운반되기 위해서 형상되어져 있으며,
    상기 제 2가동부는 밸브체의 운반 방향과 반대로 상기 밸브 하우징(20)으로선형으로 운반되기 위해서 형성되어져 있는 것을 특징으로 하는 진공 릴리프 유닛.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 밸브 하우징(10)은 제 3개구(26)를 포함하며,
    상기 기구(100)는 상기 개구(26)와 관련해서 배치된 하우징(120)을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 릴리프 유닛.
  4. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1가동부(160)는 피스톤이고, 상기 제 2가동부(150)는 상기 피스톤(160)에 확고히 연결되어 있는 피스톤 로드이며,
    상기 피스톤(160)과 상기 하우징(120)은 밀봉 공간(102)을 형성하며,
    상기 피스톤(160)은 상기 유압에 의해 직접 영향을 받을 수 있도록 형상져 있는 표면을 가지며,
    상기 피스톤 로드(150)는 상기 개구(26)를 통해서 상기 밸브 하우징(10)으로 전진될 수 있는 것을 특징으로 하는 진공 릴리프 유닛.
  5. 전 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기구는 또한 상기 피스톤(160)의 이동에 대한 저항력을 제공하기 위해서 형상된 스프링(155)을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 릴리프 유닛.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 하우징(120)은 구멍(132)이 제공된 커버판(130)을 포함함으로써, 상기 피스톤(160)은 상기 유압에 의해 영향을 받을 수 있고, 상기 커버판은 상기 피스톤(160)의 이동을 제한하는 구성을 특징으로 하는 진공 릴리프 유닛.
  7. 제 3항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3개구(26)는 상기 밸브 하우징(20)의 탈착가능한 벽부(110)내에 형상져 있는 것을 특징으로 하는 진공 릴리프 유닛.
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