KR20120081591A

KR20120081591A - 모래 운송 및 유동화 하역을 위한 벌크선의 장치

Info

Publication number: KR20120081591A
Application number: KR1020127008010A
Authority: KR
Inventors: 토르 한샌-탕엔
Original assignee: 바이킹 드레드징 에이에스
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-07-19
Also published as: CN102596706A; JP2013503780A; SG180259A1; EP2473398A4; EP2473398A1; AU2010290191A1; NO20092951A1; WO2011028127A1; US20120237303A1; SG169261A1

Abstract

하역용 파이프(24)가 벌크선(1)의 화물실(2) 중 적어도 하나와 연결되는, 모래 운송 및 유동화 하역을 위한 상기 벌크선 장치(1)에 있어서, 상기 하역용 파이프(24)가 물에 잠긴 파이프 커넥터(30)에 연결된 것을 포함하는 모래 운송 및 유동화 하역을 위한 벌크선 장치에 관한 것이다.

Description

모래 운송 및 유동화 하역을 위한 벌크선의 장치{A device of a bulk ship for sand transport and fluidized unloading}

본 발명은 모래 운송 및 유동화 하역을 위한 벌크선에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 하역용 파이프가 벌크선의 화물실과 적어도 한 개와 연결되어 있는 모래 운송 및 유동화 하역을 위한 벌크선과 관련된다.

토지 개간을 위해 해상지역을 메우는 경우, 많은 양의 암석이 종종 필요하다. 종래기술로는 소위 자체-하역 준설선인 TSHD("호퍼준설선(Trailing Suction Hopper Dredgers)“)이 일반적으로 사용된다. 선적지에서 하역지로 운송하는 동안, 암석은 배안의 사일로 모양의 격실에 위치한다. 암석은 예를 들면 서로 상대적으로 이동하는 것을 허용하는 방식으로 구성된 두 개의 부분으로 형성된 선체의 주요 부분을 이용하여 배의 바닥을 개방하여 하역될 수 있다.

그러나 상기 언급된 방식의 선박은 특별히 다량의 암석을 원거리 운반하고 공해상을 가로질러 운반시 적당하지 않다는 문제가 된다. 이러한 것은 경제성과 관련된다. 상대적으로 제한된 운송량 때문에 상기 선박은 건조 및 작동에 있어서 상대적으로 고가의 비용이 소요된다.

하역 전이나 하역 중에 암석을 유동화시키는 방법은 알려져 있다. 그러한 것으로, 미국특허 제3445008호에는 배의 화물실의 아래 부분이 물로 채워진 펌프로 물과 바위를 퍼내기 전에 물로 배의 화물실 아래 부분을 채우는 방법 및 장비를 기술하고 있다.

미국특허 제4033470호에는 화물을 유동화하기 위해 가압 하에서 노즐 및 물을 사용하는 것이 알려져 있다.

화물실에서 암석을 이동하는 것은 일반적으로 화물실이 밀폐될 것을 요구하고, 공해에서 운송하는 동안 화물은 건조한 상태로 분류되어야 한다.

준설물을 수송하는데 이용되는 드라이 벌크선의 용도가 제안되어 왔고 노르웨이 특허출원 제19986101호에는 화물의 표면에 위치하는 하역 장비를 기술하고 있으며, 상기 장비는 화물을 유동화시키고 펌프로 퍼내는 방식으로 구성된다. 그러나, 상기 해결방법은 하역 능력이 충분하지 못하다는 것이 입증된 바 있다.

이하에서 벌크선(bulk ships)은 건조 벌크 화물선(Dry bulk Carriers)을 포함하는 것으로 한다.

토지 개간을 위해 해상지역을 메우는 경우, 많은 양의 암석이 종종 필요하다. 종래기술로는 소위 자체-하역 준설선인 TSHD("호퍼준설선(Trailing Suction Hopper Dredgers)“)이 일반적으로 사용된다 선적지에서 하역지로 운송하는 동안, 암석은 배안의 사일로 모양의 격실에 위치한다. 암석은 예를 들면 서로 상대적으로 이동하는 것을 허용하는 방식으로 구성된 두 개의 부분으로 형성된 선체의 주요 부분을 이용하여 배의 바닥을 개방하여 하역될 수 있다.

본 발명의 목적은 상기 선행발명의 단점들 중 최소 하나 이상을 제거하거나 줄여주는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은 하기 상세한 설명 및 청구항에 기술된 특징에 기인하여 성취될 수 있다.

모래 운송 및 유동화 하역용 벌크선이 제공되고, 상기 벌크선은 하역용 파이프가 적어도 벌크선의 화물실 하나와 연결되는 것을 포함한다. 상기 벌크선은 하역용 파이프가 물속에 잠긴 파이프 커넥터(pipe connector)에 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 형태의 벌크선은 상대적으로 흘수(吃水)가 깊어서, 상대적으로 흔히 탱크탑(the tank top)으로 명명되는 상기 화물실의 바닥으로부터 상기 갑판 까지 상당한 높이를 갖게 된다. 수면 아래로 커넥터를 배치하여 상기 하역용 파이프는 상기 벌크선의 갑판을 가로질러 상기 하역용 파이프를 연장할 필요 없이 외부 슬러리 펌프에 연결될 수 있다.

실제 조건에 따라, 상기 파이프 커넥터는 모래 리시버(receiver)에 연결을 위해 상기 벌크선의 측면, 하부 또는 적당한 위치에 위치할 수 있으며, 바람직하게는 물에 잠긴 슬러리 펌프가 제공된다.

상기 파이프 커넥터는 상기 벌크선에 연결된 제1의 연결부와 상기 모래 리시버에 연결된 풀림이 가능한 제2의 연결부로 구성될 수 있다.

상기 풀림이 가능한 제2의 연결부는 밧줄, 선, 체인 형태의 가이드 로프(guide rope) 또는 상기 연결부에 연결되는 것들이 공급될 수 있다. 상기 로프는 전형적으로 상기 제1의 연결부 위로 상기 제2의 연결부를 견인하기 위해 사용된다.

상기 풀림이 가능한 제2의 연결부는 또한 벌크선의 외부에 위치한 조종용 암(arm)에 의해 제1의 연결부의 내부 또는 상부로 이동이 가능할 수 있다.

상기 풀림이 가능한 제2의 연결부는 상기 벌크선 위의 도입부(lead-in portion) 속으로 맞춰질 수 있도록 상호보완적 방법에 의한 형태를 가질 수 있다. 상기 도입부는 예를 들어 깔때기 형태를 가지거나 가이드(guide)로 구성될 수 있다.

상기 하역용 파이프는 바닷물 유입구(inlet)에 선택적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 바닷물 유입구는 하역이 시작되기 전에 화물실에 바닷물을 채우고 상기 슬러리 펌프가 가동되는 동안 상기 하역용 파이프를 통하여 배출되도록 사용될 수 있다.

상기 하역용 파이프는 선택적으로 적어도 하나의 화물실의 배수용 파이프들에 연결될 수 있다. 그렇게 함으로써, 상기 하역용 파이프는 유동화된 모래를 선적하는 동안 상기 화물실로부터 배출수의 배수를 위해 사용될 수 있다. 상기 하역용 파이프는 선택적으로 상기 화물실과 상기 벌크선 외부로의 배출수의 운반을 위해 배수용 펌프에 연결될 수 있다. 유리하게, 상기 배수용 펌프는 상기 벌크선의 선상(船上)에 위치할 수 있다.

상기 벌크선은 상기 화물실의 특정 수위에 도달시 물이 배출될 수 있도록 배의 측면에 폐쇄가능한 배수용 구멍을 제공할 수 있다.

상기 벌크선을 따라 연장되어 있는 선적용 파이프는 선택적으로 상기 화물실들에 연결되어 진다. 상기 유동화된 모래가 드레저(dredger)로부터 선적용 커넥터(loading connector)를 통해 공급되어 지고, 목표로 하는 화물실 내부로 운반되어 져서 분산용 기기(spreading device)에 의해 뿌려지게 된다.

상기 선적용 파이프는 선택적으로 상기 화물실의 하부에 위치한 유동화용 파이프에 연결될 수 있다. 그렇게 함으로써, 하역하는 동안 모래의 유동화를 위한 물이 하역이 이루어지는 상기 화물실의 상부쪽으로 상기 선적용 커넥터와 상기 선적용 파이프를 통해 공급될 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 벌크선의 유동화된 모래가 하역되는 동안 외부 슬러리 펌프의 사용을 감안한 것이다. 그리하여 상대적으로 저렴한 비용으로 종래의 벌크선이 그러한 운송에 준비될 수 있는 한, 본 발명은 모래의 원거리 운송이 경제적으로 실현가능하도록 기여한다.

바람직한 실시예는 하기에서 기술되며 하기 도면으로 설명된다.

도 1은 본 발명에 따라 준비된 벌크선의 중앙부분의 측면도를 나타낸 것이다.

도 2는 도 1의 벌크선의 평면도를 나타낸 것이다.

도 3은 도 2의 IIa-IIa 단면도를 나타낸 것이다.

도 4는 도 1의 I-I의 단면도를 나타낸 것이다.

도 5는 도 2의 Ilb-IIb 단면도의 부분 확대도를 나타낸 것이다.

도 6은 도2의 IIc-IIc의 단면도를 나타낸 것이다.

도 7은 도 2의 Ild-IId의 단면도를 나타낸 것이다.

도 8은 제1의 연결부 속으로 이동되어 지는 제2의 연결부를 가지는 본 발명에 따른 파이프 커넥터의 부분 확대도를 나타낸 것이다.

도 9는 도 8의 제2의 연결부 속으로 상기 제2의 연결부가 이동한 후의 도 8의 파이프 커넥터를 나타내 것이다.

도 10은 도 9의 단면도의 부분 확대도를 나타낸 것이다.

도 11은 파이프 커넥터(a pipe connector)의 예비적 실시예를 나타낸 것이다.

상기 도면을 참고하여, 도면 부호 1은 해치(hatch)를 가지는 화물실(2)로 구성된 화물선을 나타낸다. 상기 화물실(2)은 칸막이 벽(6)으로 분리가 된다. 상기 해치(4)는 선적 및 하역이 이루어지는 동안 폐쇄될 수 있다.

그 자체로 알려져 있는 디자인 형태의 선적용 커넥터(10)가 연결된 선적용 파이프(8)는 상기 화물실(2) 위로 상기 벌크선(1)을 따라 연장된다.

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상기 선적용 파이프(8)에는 선적용 밸브(12)가 모든 화물실(2)을 위해 공급된다. 일부 화물실(2)은 화물용으로 사용되지 않는다. 그 이유는 상기 화물실의 선적 관련 상태에 따르거나 기술적 장치를 위한 예비용일 수 있다.

상기 화물실(2)의 내부로 유입되는 유동화된 모래를 분배하기 위해, 분배기(14)는 각 선적용 밸브(12)의 하부에 배치된다.

유동화 밸브(16)와 수직홈통(18)을 통해, 상기 선적용 파이프(8)는 탱크탑(22) 위에 있는 그 자체로 알려져 있는 디자인 형태의 유동화용 파이프(20)에 연결된다.

하역용 파이프(24)는 도 3과 도 4에서 보듯이, 상기 벌크선을 따라 칸막이 벽(6)을 통해 연장될 수 있도록 탱크탑(22)의 위에 배치된다. 각각의 하역용 밸브(26)를 통해, 상기 하역용 파이프(24)는 모래 화물용으로 사용되는 상기 화물실(2)과 통해져 있다. 연결밸브(28)를 통해 상기 하역용 파이프(24)의 중간 부분이 파이프 커넥터(30)와 연결된다. 유입밸브(32)를 통해 상기 하역용 파이프(24)의 종말 부분에는 바닷물 유입구(3)와 연결된다.

배수용 밸프(36)를 통해, 상기 하역용 파이프(24)는 그 자체로 알려진 디자인의 배수용 타워(drainage towers) 형태를 이루는 배수용 파이프(38)와 연결된다.

삼방(three-way) 펌프 밸브(42)를 통해, 배수용 펌프(40)는 상기 하역용 파이프(24)와 해수용 펌프 유입구(43)에 연결된다. 상기 배수용 펌프(40)의 상기 유출구(44)는 상기 벌크선(1) 의 외부 및 물 위 또는 물 아래로 배수가 되도록 한다. 삼방(three-way) 밸브(45)와 중간 파이프(47)를 통해, 상기 유출구(44)는 유동화용 물이 도 3과 도 5 에 보듯이, 상기 화물실(2)로 운반될 수 있도록 상기 선적용 파이프(8)에 연결된다.

바람직한 실시예로서, 상기 파이프 커넥터(30)는 상기 벌크선의 측면(46)에 배치되며, 제1의 연결부(48)가 깔때기 형태의 도입부(50)에 의해 상기 배의 측면(46)에 연결된다.

예를 들어 튜브 형태를 갖는 가요성(可撓性) 파이프(54)를 통해, 제2의 연결부(52)는 모래 리시버(receiver)(도시되지 않음)에 연결된다. 상기 제2의 연결부(52)는 가이드 로프(guide rope)(56)에 의해 상기 제1의 연결부(48) 내부로 견인되도록 하는 방식의 구조로 이루어진다.

상기 커넥터 밸브(28)들을 통해, 상기 하역용 파이프(24)는 상기 제1의 연결부(48)에 연결된다. 상기 제1의 연결부(48)는 상기 하역용 파이프(24)의 외부 직경보다 내부 직경이 더 큰 주 파이프(58)로 구성된다. 상기 주 파이프(58)는 상기 하역용 파이프(24)가 연결되어 있는 어댑터 슬리브(adapter sleeve)(60)로부터 상기 도입부(50)의 상방으로 연장된다. 상기 주 파이프(58)는 상기 하역용 파이프(24)와 선측면(46) 사이의 봉합된 연결부를 형성한다.

도 10에서 보듯이, 바람직하게 2개의 패킹박스(stuffing box)(62)를 통해, 상기의 가이드 로프(56)는 상기 어댑터 슬리브(60)를 통해 유동 방향으로 연장된다. 유리하게, 누출 탐지기(도시되지 않음)가 패킹박스(62)들 사이에 설치될 수 있다.

상기 제1의 연결부(48)속으로 접해있는 상기 하역용 파이프(24)의 종말부는 원뿔 모양의 봉합표면(a sealing surface)(64)으로 구성된다.

내부적으로 상기 주 파이프(58)에 바람직하게 팽창 가능한 링실(ring seal)(68)을 가지고 있는 2개의 링실홀더(ring seal holder)(66)가 공급된다. 가이드 슬리브(guide slleve)(70)는 상기 링실홀더(66)사이에 배치된다.

각각의 풀인 방식의 호크(pull-in hook)(76)에 연결된 수압실린더 형태의 작동기(74)는 상기 가이드 슬리브(70) 내부 구석진 부분(72)에 배치된다. 경사진 꺾쇠(dog)(78)에 지탱되어 있는 상기 풀인 방식의 호크(76)는 상기 주 파이프(58) 내부에서 상기 하역용 파이프(24) 방향으로 이동될 때, 주 파이프(58)와 관련하여 내부의 반지름 방향으로 이동하는 방식의 구조로 되어 있다.

상기 제2의 연결부(52)는 외부 가이드 파이프(guide pipe)(80)와 상기 가요성(可撓性) 파이프(54)에 연결된 내부 파이프(82)로 구성된다. 상기 가요성(可撓性) 파이프(54) 종단에, 상기 제2의 연결부(52)는 상기 하역용 파이프(24)의 원뿔모양의 봉합표면(64) 위로 상호보완적인 방법으로 맞춰 지도록 하기 위해 내부 원뿔모양의 엔드링(end ring)(84)으로 이루어져 있다. 상기 외부 가이드 파이프(80)에서 상기 내부 파이프(82)로 연결된 상기 엔드링(84)에느 상기 가이드 로프(56)을 위해 어태치먼트(attachment)(86)이 공급된다. 상기 풀인 후크(76)에 의해 죄어져 있는 후크 링(hook ring)(88)은 상기 가이드 로프(80)을 둘러 싼다.

상기 벌크선(1)이 선적 중일 때, 상기 드레저(dredger)(도시 되지 않음)는 상기 선적용 커넥터(10)에 연결된다. 선적이 되는 상기 화물실(2)과 일치하는 상기 선적용 밸브(12)가 개방이 되면, 유동화된 모래가 상기 선적용 커넥터(10), 상기 선적용 파이프(8) 및 상기 특정 선적용 밸브(12)를 통해 상기 화물실(2) 내부로 펌프되어 진다. 상기 유동화된 모래가 상기 분배기(14)의 위로 낙하하게 되고 화물실(2) 내부로 뿌려진다. 동시에, 과잉수는 상기 화물실(2)로부터 흘러나와 상기 배수용 파이프(38), 상기 배수용 밸브(36), 상기 하역용 파이프(24), 상기 펌프 밸브(42), 상기 하역용 펌프(40) 및 상기 유출구(44)를 통해 바다 속으로 흐르게 된다. 선적이 완료되면, 상기 배수용 밸브(36)과 상기 펌프 밸브(42)는 상기 배수용 펌프(40)의 작동이 정지될 때 폐쇄된다.

하역에 앞서, 하나 또는 그 이상의 화물실(2)에 상기 바닷물 유입구(34), 상기 유입밸브(32), 상기 하역용 파이프(24) 및 상기 하역용 밸브(26)를 통해 물이 공급될 수 있다. 화물실 내부로 목표량의 물이 채워지면, 상기 하역용 밸브(26)들은 닫혀진다.

상기 가이드 로프(56)는 사용 중이지 않을 때 상기 선측면(46)을 따라 제1의 연결부(48)를 통해 연장되며, 부속장치(attachment)(86)에 의해 제2의 연결부(52)의 상기 엔드링(84)에 연결된다.

그러면 상기 제2의 연결부(52)는 상기 가이드로프(56)에 의해 상기 도입부(50)와 제1의 연결부(48)을 통해 견인되며, 도 8에 보여지듯이 상기 제2의 연결부(52)는 상기 가이드슬리브(70)속으로 견인된다. 도 9에서, 상기 제2의 연결부(52)는 상기 제1의 연결부(48) 내에 연결된 위치에 놓여지며, 상기 작동기(74)는 상기 후크링(hook ring)(88)에 붙여 교대(abutment)속으로 각각의 풀인 방식의 후크(76)를 이동케 하고, 원뿔 모양의 봉합표면(64)에 붙여 봉합 교대(sealing abutment) 속으로 상기 원뿔 모양의 엔드링(end ring)(8)를 이동케 한다. 상기 링실(68)들은 상기 가이드 파이프(80)를 봉합할 수 있도록 활성화 된다. 도시되어 있지 않은 누출 탐지기가 상기 링실(68)들 사이에 배치될 수 있다.

상기 연결밸브(28)는 개방될 수 있고, 상기 슬러리 펌프(도시되지 않음)가 작동이 시작될 수 있다. 물은 상기 하역용 파이프(24), 상기 연결밸브(28), 상기 파이프 커넥터(30) 및 상기 가요성 파이프(54)를 통해 상기 바닷물 유입구(34)로부터 순환될 수 있다. 상기 유입밸브(32)가 폐쇄되고 특정 하역용 밸브(26)들이 개방이 될 때, 유동화된 모래가 상기 하역용 밸브(26), 상기 하역용 파이프(24), 상기 연결밸브(28) 및 상기 파이프 커넥터(30)를 통해 상기 화물실(2)로부터 상기 벌크선(1)의 외부로 흐른다.

상기 화물실(2) 내부의 모래의 유동화를 위한 바닷물이 상기 선적용 커넥터(10), 상기 선적용 파이프(8), 상기 특정 유동화 밸브(16), 상기 수직홈통(18) 및 상기 유동화 파이프(20)를 통해 펌프되어 진다. 선택적으로 유동화를 위한 바닷물은 상기 펌프 유입구(43), 상기 펌프 밸브(42), 상기 배수용 펌프(40), 상기 3방(three-way) 밸브(45) 및 중간 파이프(47)를 통해 상기 선적용 파이프(8) 내부로 펌프될 수 있다.

하역이 진행되면, 상기 제2의 연결부(52)는 상기 기술된 것과는 역순으로 제1의 연결부(48)로부터 분리된다.

예비 실시예로서, 도 11에서 보듯이 상기 파이프 커넥터(30)는 파이프 플렌지(flange)(90)이 공급되는 제2의 연결부(52)로 구성된다. 상기 파이프 플렌지(90)는 상기 선측면(46)에 고정된 가이드 형태(guide-shape)의 도입부(94) 내로 이동되어 진다. 상기 파이프 플렌지(90)는 상기 제1의 연결부(48)의 위에 봉합부분(94)과 일치하며, 팽창이 가능한 봉합부(96)로 구성된 상기 봉합부분(94)을 포함한다. 상기 봉합부분(94)에 상기 가이드 형태(guide-shape)의 도입부(92)가 상기 선측면(46)을 향한 방향으로 편향될 수 있다.

이러한 예비 실시예에 따른 상기 제2의 연결부(52)가 상기 제1의 연결부(48)에 연결되어 질 때, 상기 파이프 플렌지(90)는 상기 가이드 형태(guide-shape)의 도입부(92) 내에 엔게이지먼트(engagement) 속으로 이동되어 진다. 그 후 상기 제2의 연결부(52)는 상기 파이프 플렌지(90)가 상기 봉합부분(94)과 일치할 때까지 가이드 형태(guide-shape)의 도입부를 따라 이동된다. 그 결과 상기 봉합부(96)는 활성화된다. 분리는 상기 역순으로 실행된다.

Claims

하역용 파이프(24)가 벌크선(1)의 화물실(2) 중 적어도 하나와 연결되는, 모래 운송 및 유동화 하역을 위한 상기 벌크선 장치(1)에 있어서, 상기 하역용 파이프(24)가 물에 잠긴 파이프 커넥터(30)에 연결된 것을 특징으로 하는 모래 운송 및 유동화 하역을 위한 벌크선 장치.
제1항에 있어서, 상기 파이프 커넥터(30)가 상기 벌크선(1)의 측면(46)에 연결된 것을 특징으로 하는 벌크선 장치.
제1항에 있어서, 상기 파이프 커넥터(30)가 상기 벌크선(1)의 저면에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 벌크선 장치.
제1항에 있어서, 상기 파이프 커넥터(30)가 상기 벌크선(1)에 연결된 제1의 연결부(48)와 모래용 리시버에 연결된 풀림이 가능한 제2의 연결부(52)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 벌크선 장치.
제4항에 있어서, 상기 풀림이 가능한 제2의 연결부(52)에 가이드 로프(56)가 공급되는 것을 특징으로 하는 벌크선 장치.
제4항에 있어서, 상기 풀림이 가능한 제2의 연결부(52)가 상기 벌크선(1)의 도입부(50, 92) 속으로 상호보완적 방법으로 맞추어지는 것을 특징으로 하는 벌크선 장치 .
제1항에 있어서, 상기 하역용 파이프(24)가 선택적으로 바닷물 유입구(34)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 벌크선 장치.
제1항에 있어서, 상기 하역용 파이프(24)가 적어도 하나의 화물실(2) 내부의 배수용 파이프(38)에 선택적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 벌크선 장치.
제1항에 있어서, 상기 하역용 파이프(24)가 배수용 펌프(40)에 선택적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 벌크선 장치.
제9항에 있어서, 상기 배수용 펌프(40)가 상기 벌크선(1)의 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 벌크선 장치.