KR200489929Y1 - 저장탱크용 수평 및 경사도계 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 저장탱크의 수평 및 경사도 측정을 위한 측정 포인트에 용이하게 측정센서 케이블을 이송 및 고정시킬 수 있도록 그 구조가 개선된 저장탱크용 수평 및 경사도계 이송장치에 관한 것이다.
본 고안은 지면에 대해 이격된 높이의 상면을 가지며 상기 상면에 수평계가 마련되고 하부 모서리에 상기 상면의 높이를 조절하는 높이조절나사가 구비된 지지대와; 상기 지지대의 일측에 공회전 가능하게 마련되고 측정센서 케이블의 단부를 지지하는 가이드롤러와; 상기 지지대의 상면에 우측과 좌측에 마련되고 상기 측정센서 케이블의 장력을 조절하는 제1,2장력조절부와; 상기 제1,2장력조절부 사이에 마련되고 에어의 압력으로 상기 측정센서 케이블을 클램핑하는 에어레버 척; 및 상기 지지대의 상면에 마련된 리니어 가이드를 따라 이송되며 외부로부터 공압이 공급됨에 따라 상기 측정센서 케이블이 클램핑된 상기 에어레버 척을 좌,우 방향으로 이동시키는 공압실린더;로 구성된다.

Description

저장탱크용 수평 및 경사도계 이송장치{TRANSFERRING DEVICE FOR HORIZONTAL INCLINATION GUAGE}

본 고안은 저장탱크용 수평 및 경사도계 이송장치에 관한 것으로, 특히 저장탱크의 수평 및 경사도 측정을 위한 측정 포인트에 용이하게 측정센서 케이블을 이송 및 고정시킬 수 있도록 그 구조가 개선된 저장탱크용 수평 및 경사도계 이송장치에 관한 것이다.

토목공사시에 필연적으로 사용되는 절개면 및 옹벽, 축대 등의 구조물은 기존의 토양구조가 지니는 안정된 경사구조를 변경하게 되므로, 토압의 변화, 단층 발생, 우수의 유입 등에 의한 토양 수분 함습도의 변동 등으로 인하여, 경사가 변경되고 극단적인 경우 붕괴되는 위험성을 지니고 있다.

이러한 경사면의 관리를 위하여 일반적으로 사용되는 방법은, 파이프 형태의 관속에 일정한 진동수로 진동하는 현(Wire)을 내장하는 방식의 진동현식 경사계를 토양에 수직으로 삽입하거나 수평으로 설치한 후, 경사의 변동에 따른 파이프의 기울기의 변동량을 검출하는 센서를 사용하는 것이다.

국가 주요 구조물인 댐, 터널의 경우 지중의 변화로 인해 기존에 계측하던 센서의 파손및 망실로 인하여 재설치가 요구될 경우 지중변화로 인하여 계측 홀(hole)이 좁아지거나 휘어지는 현상으로 인해 재설치가 불가한 문제점이 있었다.

운용시 토양에 설치하는 과정 및 추후 회수과정이 복잡하며, 그 가격이 고가인 문제점이 있다.

실제 대형 토목공사의 경우, 상당한 양의 설치형 경사계가 사용되므로, 이로 인하여 경사계 설치 및 운용의 비용이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 각각의 경사계는 유선으로 연결되거나 특정한 데이터 로거(Data Logger)를 통하여 전달되는 구조를 지니므로, 측정장치의 수가 많은 경우 데이터의 실시간 처리가 곤란해지는 문제점이 있다.

기존 경사 및 수평측정장치와 관련된 선행기술로는 한국 공개특허공보 제 10-2009-21864호 "경사 및 수평, 수직구조의 정밀경사측정장치"는 내부면에 수직방향으로 레일홈이 형성된 지중매립 배관부; 상기 지중매립 배관부의 레임홈에 장착되어 이동할 수 있도록 가이드휠이 좌우측에 형성되고 측면에 파이버 글라스로드부의 장착구가 형성된 정밀감지센서부; 상기 정밀감지센서부를 고정하기 위한 장착구에 삽입하여 다수개 배열하여 이동할 수 있도록 구성한 파이버 글라스로드부; 상기 정밀감지센서부가 배관부의 레일홈을 이동하여 침하변위를 측정하여 측정된 데이터를 내선을 통하여 수신 및 발신으로 하는 무선계측기부; 로 이루어진 구조를 갖는다.

한편, 액화가스 저장탱크는 액화산소(-183℃), 액화질소(-196℃) 및 액화아르곤(-186℃) 등과 같은 초저온 유체를 저장하기 위한 평저 원통형 2중탱크를 말하는 것이다.

액화가스 저장탱크와 같은 초저온 저장탱크는 액화가스를 저장하는 초저온용 재질의 내조와, 내조에 저장된 초저온 액화가스의 온도를 유지시켜주는 외조의 이중구조로 구성되어 있고, 내조와 외조 사이에 약 1000mm의 공간을 두고 이곳에 초경량의 다공질로 입도분포 범위가 넓은 비금속광물 가공물인 단열재 펄라이트(perlite) 분말을 충전상태로 유지하여 열침입을 최소화시켜 액화가스의 증발을 최대한 억제할 수 있는 구조로 되어 있다.

이때 충전된 펄라이트는 액화가스 저장탱크사용 중 온도강하시 내조의 수축 및 사용중 발생하는 진동에 의하여 펄라이트의 체밀화로 침하하게 된다.

이에 펄라이트의 침하를 완화하기 위하여 액화가스 저장탱크 건설할 때 내부진동기(internal vibrator)로 강제 다짐을 하고, 탱크내부 상부에 공간을 두고 펄라이트를 일부 비축하여 사용 중 침하되었을 때는 펄라이트가 보충되도록 하고 있다.

그러나 강제다짐은 자연침하의 완화효과는 있으나 온도 강하시 내조의 수축에 의한 침하는 막을 수 없어, 상부공간에 비축된 펄라이트로 보충하고도 부족한 경우가 발생하여 내조의 일부가 드러나게 되고 내조에서 공간부를 통하여 냉기가 외조로 전달되어 결로, 결빙 등의 현상이 발생하고 있다.

이로 인하여 저장탱크 내의 열손실로 기화가스 발생량이 높아져 운전비용이 증가하게 된다.

이러한 현상을 방지하기 위하여 온도강하 이후 침하에 의하여 만들어진 공간에 펄라이트를 보충하고 있다.

기존 액화가스 저장탱크의 펄라이트 보충과 관련된 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-1207930호 "액화가스 저장탱크의 펄라이트 보충장치 및 그 방법"(등록일자 : 2012.11.28)에 개시된 바와 같이, 체결프레임에서 브라켓을 분리하는 단계, 노즐에 장착되어 있는 플랜지의 고정볼트를 좌우 1쌍만 남기고 모두 제거하는 단계, 체결프레임을 노즐 상부에 위치시키되 이동부재의 플랜지 제거공과 플랜지가 일치되도록 한 후 플랜지 제거공을 조여서 플랜지를 고정하는 단계, 체결프레임과 노즐에 브라켓을 체결하여 노즐에서 체결프레임의 흔들림을 방지하는 단계, 플랜지의 나머지 고정볼트를 제거하는 단계, 체결프레임의 스크류를 이용하여 이동부재를 이동시켜 보충관이 노즐 상부에 위치하도록 하는 단계, 보충관을 하향시켜 보충관 하부가 노즐로 인입되도록 하는 단계, 밸브를 개방하여 펄라이트를 공급하는 단계로 된 준비과정과; 준비과정이 끝나면 펄라이트 저장탱크를 개방한 후 펄라이트를 충진하는 단계, 펄라이트 저장탱크에 구비된 밸브를 열어 압력이 0.32 ~ 0.4mpa가 되도록 유지하는 단계, 밸브12를 오픈한 후 밸브5 서서히 열어 압력계가 0.04mpa가 되도록 조정하되, 동시에 밸브18을 오픈한 후 밸브6을 서서히 열어 압력계가 0.05mpa가 되도록 유지하는 단계, 밸브12, 밸브18 선단에서 배출되는 가스를 측정하여 산소농도가 0.5~1% 이하가 되면 밸브12→밸브 5, 밸브18→밸브 6의 순서로 잠그는 단계, 밸브 17을 오픈하고 밸브14를 오픈한 다음 밸브 5를 오픈하여 0.1mpa로 유지시킨 후 밸브 4를 열어 0.15mpa로 조절하면서 SG(싸이트그라스,내부확인창)를 통하여 보충상태를 점검하는 단계, SG를 통화여 펄라이트 보충작업의 완료를 확인한 후 밸브4,5를 잠근 후 밸브 14를 잠그고 밸브 17을 잠그고 밸브 16을 오픈하여 펄라이트 저장탱크의 내부 압력을 제거하고, 밸브18을 오픈하여 관내의 압력을 제거한 후 가스 저장탱크에 보충된 펄라이트 양만큼 다시 펄라이트를 펄라이트 저장탱크에 충진하는 단계; 다른 펄라이트 저장탱크를 개방하여 펄라이트를 연속적으로 보충하는 단계로 된 보충과정을 포함하는 것이다.

온도강하 이후 및 저장탱크 운용시 저장탱크 내부는 15kPa ~ 20kPa 압력으로 기화가스가 채워져 있고 지속적인 탱크내부의 액화가스 표면으로부터 기화가스가 발생하고, 발생된 기화가스로 인하여 탱크내부 압력이 상승하므로 운전압력으로 유지하기 위하여 펌프를 가동시켜 재액화하여 운전 적정압력을 유지한다.

기존 저장탱크의 밑판(bottom slab)의 거동 파악 및 상재 하중에 따른 구조물 전단면 침하량 계측으로 탱크 구조체의 안정성을 확보하는 정보를 휙득하기 위해서는 작업자가 수작업으로 복수의 포인트를 찾아서 측정센서 케이블을 고정한 후에 데이터를 측정하고, 측정된 데이터를 데이터 로거에 저장하고 저장된 데이터를 분석하여 구조물의 전단면 침하량을 연도별로 비교하여 저장탱크의 안정성을 확인하게 된다.

그런데, 기존 저장탱크의 수평 및 경사도를 측정하기 위해서 작업자가 불편한 자세로 측정작업을 장시간 수행해야 하므로, 작업시간이 길어지게 될 뿐만 아니라, 측정센서 케이블을 포인트 지점에 장시간 고정해야 하므로 작업자의 근골격계 질환이 우려된다.

또한, 수작업으로 작업자가 데이터를 획득할 경우 인적 물적 에러가 발생하여 데이터의 오차범위를 벗어나게 되어 데이터에 대한 신뢰도가 저하될 우려가 있다.

한국 공개특허공보 제 10-2009-21864호 "경사 및 수평, 수직구조의 정밀경사측정장치"(공개일자 : 2009.03.04) 한국 등록특허공보 제10-1207930호 "액화가스 저장탱크의 펄라이트 보충장치 및 그 방법"(등록일자 : 2012.11.28)

본 고안은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창안된 것으로서, 그 목적은 저장탱크의 수평 및 경사도 측정을 위한 측정 포인트에 용이하게 측정센서 케이블을 이송 및 고정시킬 수 있도록 그 구조가 개선된 저장탱크용 수평 및 경사도계 이송장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 지면에 대해 이격된 높이의 상면을 가지며 상기 상면에 수평계가 마련되고 하부 모서리에 상기 상면의 높이를 조절하는 높이조절나사가 구비된 지지대와; 상기 지지대의 일측에 공회전 가능하게 마련되고 측정센서 케이블의 단부를 지지하는 가이드롤러와; 상기 지지대의 상면에 우측과 좌측에 마련되고 상기 측정센서 케이블의 장력을 조절하는 제1,2장력조절부와; 상기 제1,2장력조절부 사이에 마련되고 에어의 압력으로 상기 측정센서 케이블을 클램핑하는 에어레버 척; 및 상기 지지대의 상면에 마련된 리니어 가이드를 따라 이송되며 외부로부터 공압이 공급됨에 따라 상기 측정센서 케이블이 클램핑된 상기 에어레버 척을 좌,우 방향으로 이동시키는 공압실린더;를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 제1,2장력조절부는 상기 지지대의 상면에 일정 높이로 마련되고 상기 측정센서 케이블이 통과되는 제1,2조절대와, 상기 제1,2조절대의 상측에 마련되고 단부가 상기 측정센서 케이블을 눌러서 장력을 조절하기 위한 제1,2장력조절볼트를 포함하여 된 것이다.

본 고안은 수작업이 아닌 공압을 이용한 측정센서 케이블의 이송방식으로 저장탱크의 정확한 침하량을 측정할 수 있게 되고 정확하고 신뢰도 있는 측정 데이터를 수집할 수 있게 된다.

도 1은 본 고안에 따른 저장탱크용 수평 및 경사도계 이송장치의 구성을 나타낸 구성도.
도 2는 본 고안 에어레버 척의 공압회로도.

하기에서 본 고안을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 고안이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.

본 고안에 따른 저장탱크용 수평 및 경사도계 이송장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 지면에 대해 이격된 높이의 상면(110)을 가지며 상기 상면(110)에 수평계(700)가 마련되고 하부 모서리에 상기 상면(110)의 높이를 조절하는 높이조절나사(120)가 구비된 지지대(100)와; 상기 지지대(100)의 일측에 공회전 가능하게 마련되고 측정센서 케이블(10)의 단부를 지지하는 가이드롤러(200)와; 상기 지지대(100)의 상면(110)에 우측과 좌측에 마련되고 상기 측정센서 케이블(10)의 장력을 조절하는 제1,2장력조절부(310,320)와; 상기 제1,2장력조절부(310,320) 사이에 마련되고 에어의 압력으로 상기 측정센서 케이블(10)을 클램핑하는 에어레버 척(400); 및 상기 지지대(100)의 상면(110)에 마련된 리니어 가이드(510)를 따라 이송되며 외부로부터 공압이 공급됨에 따라 상기 측정센서 케이블(10)이 클램핑된 상기 에어레버 척(400)을 좌,우 방향으로 이동시키는 공압실린더(500);를 포함하여 이루어진다.

도 1을 참조하면, 상기 지지대(100)는 하부 모서리 부위에 상면(110)의 수평 조절을 위해 각각의 높이조절나사(120)가 구비된다.

상기 높이조절나사(120)는 지지대(100)를 원하는 위치에 이동할 때 지면이 평평하지 않은 지반 상황에서도 수평계(700)를 이용하여 상면(110)의 수평을 유지할 수 있도록 조절하는 기능을 수행하게 된다.

상기 가이드롤러(200)는 지지대(100)의 상면(110) 일측에 외측으로 돌출되도록 마련되고, 안착된 측정센서 케이블(10)의 단부의 이송을 가이드하도록 공 회전 가능하게 지지된 구조를 갖는다.

상기 에어레버 척(400)은 공압으로 전,후 동작되어 전진동작시 측정센서 케이블(10)을 전,후 양측에서 물어서 클램핑할 수 있으며, 이와 반대로 후진동작시 측정센서 케이블(10)을 분리할 수 있는 구조로 된 것이다.

도 2는 본 고안 에어레버 척(400)의 공압회로(600)로서, 에어레버 척(400)에 로드레스 실린더(610)의 전,후진 동작이 PLC(620)와 솔레노이드밸브(630)에 구동제어되며, 에어 공급라인(640)으로 공급되는 에어가 에어 레귤레이터(650)를 통해 로드레스 실린더(610)의 전,후진 동작을 수행하도록 공급된다.

또한, 상기 에어레버 척(400)의 선단에는 소음기(660), 솔레노이드밸브(630)를 장착하여 구동 제어를 하며, 클램핑 동작의 정확성을 유지하도록 단차(스피드콘; 670))을 장착할 수 있다.

상기 리니어 가이드(510)는 상기 지지대(100)의 상면(110)에 가로 방향으로 길게 형성되어 상기 에어레버 척(400)의 좌,우 이동을 가이드하게 된다.

상기 공압실린더(500)는 지지대(100)의 하측에 마련된 공압회로에 의해 동작되며, 외부의 유압이 공급됨에 따라 에어레버 척(400)을 좌,우 이송시키는 이송력을 부여하게 된다.

상기 공압실린더(500)에 제공되는 유압은 LNG 생산기지에 적합한 방폭구조의 공압이 제공되며, 에어는 저장탱크 Interconnecting Area의 Air Receiver Drum의 Air를 사용할 수 있다.

상기 제1,2장력조절부(310,320)는 상기 지지대(100)의 상면(110)에 일정 높이로 마련되고 상기 측정센서 케이블(10)이 통과되는 제1,2조절대(312,322)와, 상기 제1,2조절대(312,322)의 상측에 마련되고 단부가 상기 측정센서 케이블(10)을 눌러서 장력을 조절하기 위한 제1,2장력조절볼트(315,325)를 포함하여 된 것이다.

이러한 구성을 갖는 본 고안은 측정센서 케이블(10)의 선단부를 가이드롤러(200)에 안착시키고, 제1장력조절부(310)와 에어레버 척(400)을 통과시킨 후에 제2장력조절부(320)에 안착시키도록 결합한 후에, 수평계(700)를 이용하여 지지대(100)의 상면(110) 수평상태를 확인하고, 수평이 맞지 않을 경우 지지대(100)의 하부 모서리에 각각 구비된 높이조절나사(120)를 이용하여 각각 조절하여 수평상태를 유지한다.

이때, 상기 PLC(620)와 솔레노이드밸브(630)를 통해 에어가 공급됨에 따라 에어레버 척(400)이 전진동작되어 측정센서 케이블(10)이 에어레버 척(400)에 클램핑된 상태를 유지하게 된다.

이후에, 공압실린더(500)에 외부의 공압이 전달됨에 따라 에어레버 척(400)을 도면상의 우측으로 이송시켜 측정센서 케이블(10)의 단부가 저장탱크의 측정 포인트측에 도달하도록 한다.

이어서, 측정센서 케이블(10)의 단부가 저장탱크의 측정 포인트에 접촉되어 저장탱크의 수평 및 경사도를 측정하여 데이터화한 후에 데이터 로거 측에 전송하게 된다.

측정이 완료된 후에는 공압실린더(500)에 후진 동작이 이루어지게 되어 에어레버 척(400)을 도면상의 좌측으로 이송시켜 측정센서 케이블(10)의 단부가 저장탱크의 측정 포인트로부터 이격되도록 한다.

이후에 지지대(100)를 다음 측정 위치까지 이동한 후에 앞서 설명한 방식으로 복수회 측정작업을 반복 수행한다.

이에 따라 본 고안은 수작업이 아닌 공압을 이용한 측정센서 케이블(10)의 이송방식으로 저장탱크의 정확한 침하량을 측정할 수 있게 되고 정확하고 신뢰도 있는 측정 데이터를 수집할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 고안의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 고안의 범주에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 고안의 범위는 앞서 설명된 실시 예에 국한되어 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 이상에서와 같이 설명한 본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10 : 측정센서 케이블 100 : 지지대
110 : 상면 120 : 높이조절나사
200 : 가이드롤러 310,320 : 제1,2장력조절부
312,322 : 제1,2조절대 315,325 : 제1,2장력조절볼트
400 : 에어레버 척 500 : 공압실린더
510 : 리니어 가이드 600 : 공압회로부
610 : 로드레스 실린더 620 : PLC
630 : 솔레노이드밸브 640 : 에어 공급라인
650 : 에어 레귤레이터 660 : 소음기
670 : 단차 700 : 수평계

Claims (2)

1. 지면에 대해 이격된 높이의 상면(110)을 가지며 상기 상면(110)에 수평계(700)가 마련되고 하부 모서리에 상기 상면(110)의 높이를 조절하는 높이조절나사(120)가 구비된 지지대(100)와;
   상기 지지대(100)의 일측에 공회전 가능하게 마련되고 측정센서 케이블(10)의 단부를 지지하는 가이드롤러(200)와;
   상기 지지대(100)의 상면(110)에 우측과 좌측에 마련되고 상기 측정센서 케이블(10)의 장력을 조절하는 제1,2장력조절부(310,320)와;
   상기 제1,2장력조절부(310,320) 사이에 마련되고 에어의 압력으로 상기 측정센서 케이블(10)을 클램핑하는 에어레버 척(400); 및
   상기 지지대(100)의 상면(110)에 마련된 리니어 가이드(510)를 따라 이송되며 외부로부터 공압이 공급됨에 따라 상기 측정센서 케이블(10)이 클램핑된 상기 에어레버 척(400)을 좌,우 방향으로 이동시키는 공압실린더(500);를 구비한 것을 특징으로 하는 저장탱크용 수평 및 경사도계 이송장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1,2장력조절부(310,320)는 상기 지지대(100)의 상면(110)에 일정 높이로 마련되고 상기 측정센서 케이블(10)이 통과되는 제1,2조절대(312,322)와,
   상기 제1,2조절대(312,322)의 상측에 마련되고 단부가 상기 측정센서 케이블(10)을 눌러서 장력을 조절하기 위한 제1,2장력조절볼트(315,325)를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 저장탱크용 수평 및 경사도계 이송장치.

Images