KR20240051156A - 잠몰식 펌프를 위한 급전 장치 및 급전 방법 - Google Patents

잠몰식 펌프를 위한 급전 장치 및 급전 방법 Download PDF

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슈이치로 혼다
데츠지 가사타니
하야토 이케다
미츠타카 이와미
게이 와타지
휴가 기쿠치
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명은 액화 암모니아나 액화 천연가스(LNG)나 액체 수소 등의 액화 가스를 이송하기 위한 잠몰식 펌프에 전력을 공급하기 위한 급전 장치 및 급전 방법에 관한 것이다. 급전 장치(15)는 잠몰식 펌프(7)에 고정되고, 또한 잠몰식 펌프(7)의 전동기(7a)에 전기적으로 접속된 제1 전기 접점(21)과, 제1 전기 접점(21)에 접촉하는 제2 전기 접점(22)과, 제2 전기 접점(22)에 전기적으로 접속된 전력 케이블(25)을 구비하고 있다. 제2 전기 접점(22)의 적어도 일부는, 잠몰식 펌프(7)가 수용되는 펌프 컬럼(10) 내에 배치되어 있다.

Description

잠몰식 펌프를 위한 급전 장치 및 급전 방법
본 발명은 액화 암모니아나 액화 천연가스(LNG)나 액체 수소 등의 액화 가스를 이송하기 위한 잠몰식 펌프에 전력을 공급하기 위한 급전 장치 및 급전 방법에 관한 것이다.
천연가스는, 화력 발전이나 화학 원료로서 널리 이용되고 있다. 또한, 암모니아나 수소는, 지구 온난화의 원인이 되는 이산화탄소를 발생시키지 않는 에너지로서 기대되고 있다. 에너지로서의 수소의 용도에는, 연료 전지 및 터빈 발전 등을 들 수 있다. 천연가스, 암모니아, 및 수소는, 상온에서는 기체의 상태이기 때문에, 이들의 저장 및 운반을 위해, 천연가스, 암모니아, 및 수소는 냉각되어, 액화된다. 액화 천연가스(LNG)나 액화 암모니아나 액체 수소 등의 액화 가스는, 일단 액화 가스 저류조에 저장된 후에, 펌프에 의해 발전소나 공장 등에 이송된다.
도 37은 액화 가스가 저장된 액화 가스 저류조와, 액화 가스를 퍼 올리기 위한 펌프의 종래예를 나타내는 모식도이다. 펌프(500)는, 액화 가스 저류조(501)에 설치된 종형 펌프 컬럼(505) 내에 설치된다. 펌프(500)의 전동기에는 전력 케이블(515)이 접속되어 있고, 전력 케이블(515)로부터 전력이 펌프(500)의 전동기에 공급된다. 전력 케이블(515)은 펌프 컬럼(505)의 내부에서 외부로 연장되어 있고, 도시하지 않은 전원(예를 들어 상용 전원)에 접속되어 있다.
펌프 컬럼(505) 내는 액화 가스로 채워지고, 펌프(500)의 전체 및 전력 케이블(515)은 액화 가스 중에 침지된다. 따라서, 펌프(500)는, 액화 가스 중에서 운전 가능한 잠몰식 펌프이다. 펌프(500)가 운전되면, 액화 가스 저류조(501) 내의 액화 가스는 펌프 컬럼(505) 내에 흡입되어, 펌프 컬럼(505) 내에서 상승하고, 그리고 펌프 컬럼(505)으로부터 배출된다.
펌프(500)는, 그 상부에 케이블(508)이 접속된 상태에서, 펌프 컬럼(505) 내에 수용되어 있다. 케이블(508)의 상부는, 상부 덮개(510)로부터 펌프 컬럼(505) 내에서 연장되는 케이블 보유 지지부(511)에 권취되어 있고, 케이블 보유 지지부(511)에 보유 지지되어 있다. 케이블(508)의 하단은 펌프(500)에 접속되어 있다. 따라서, 케이블(508)도, 펌프(500)와 마찬가지로, 펌프 컬럼(505) 내에 수용된다.
케이블(508)은, 펌프(500)를 펌프 컬럼(505) 내에 반입할 때, 및 펌프 컬럼(505)으로부터 끌어올릴 때 사용된다. 케이블(508)을 펌프(500)에 접속된 채로 해 둠으로써, 펌프(500)를 끌어올릴 때 케이블(508)을 펌프(500)에 연결하는 작업을 생략할 수 있다. 펌프(500)의 운전 중에는, 케이블(508)은, 펌프(500)와 함께 펌프 컬럼(505) 내에서, 액화 가스 중에 침지된다.
도 38은 펌프(500)를 펌프 컬럼(505) 내에 반입하는 작업, 및 펌프(500)를 펌프 컬럼(505)으로부터 끌어올리는 작업을 설명하는 도면이다. 펌프(500)를 펌프 컬럼(505) 내에 설치할 때, 및 메인터넌스 등의 목적으로 펌프(500)를 펌프 컬럼(505)으로부터 끌어올릴 때, 케이블(508)의 상단은 권상기(512)에 접속된다. 펌프(500)는 케이블(508)에 매달려, 권상기(512)에 의해 펌프 컬럼(505) 내에서 상승 및 하강된다. 펌프(500)의 상승 및 하강에 수반하여, 전력 케이블(515)도 상승 및 하강된다.
펌프(500)는 소모 부재를 포함하는 기계이기 때문에, 정기적인 메인터넌스를 필요로 한다. 펌프(500)를 처음에 펌프 컬럼(505) 내에 설치할 때, 및 메인터넌스가 실시된 펌프(500)를 펌프 컬럼(505)으로 되돌릴 때, 공기가 펌프(500)에 동반하여 펌프 컬럼(505) 내에 침입하는 것을 방지할 필요가 있다. 만약, 공기가 펌프(500)와 함께 펌프 컬럼(505) 내에 침입하면, 공기 중의 수분이 초저온의 액화 가스에 의해 냉각되어 응고되어, 펌프(500)의 회전 동작을 저해해 버린다. 특히, 액화 가스가 액체 수소일 경우, 공기 중의 질소 및 산소가 액화 또는 고화되어, 액화 가스 중에 혼입되어 버릴 우려가 있다. 질소나 산소가 고화되면 기기에 손상을 끼치는 경우가 있고, 또한 액화 산소가 액체 수소에 혼입되면, 폭발이 일어날 위험성이 있다.
메인터넌스 등의 목적으로 펌프(500)를 펌프 컬럼(505)으로부터 빼낼 때에도, 주위의 공기가 펌프 컬럼(505) 내에 침입하는 것을 방지할 필요가 있다. 즉, 액화 가스에 접촉하고 있던 펌프(500)는 초저온이며, 이러한 펌프(500)에 공기가 접촉하면, 공기 중에 포함되는 질소 등의 성분이 펌프(500)의 표면 상에서 액화되고, 펌프 컬럼(505) 내에 적하하여 액화 가스에 혼입되어 버릴 우려가 있다. 특히, 액화 가스가 액체 수소일 경우, 이하와 같은 문제가 일어날 가능성이 있다. 즉, 액체 수소의 온도는 -253℃ 이하이기 때문에, 펌프 컬럼(505)으로부터 막 빼낸 펌프(500)도 액체 수소와 동등한 초저온이 된다. 이러한 초저온의 펌프(500)에 공기가 접촉하면, 공기 중의 질소뿐만 아니라, 산소도 액화되어 버린다. 액화 산소가 액화 가스 저류조(501) 내에 적하하여 액체 수소에 혼입되면, 폭발이 일어날 가능성이 있어, 극히 위험하다.
이에 따라, 상기와 같은 문제를 회피하기 위해, 펌프(500)를 펌프 컬럼(505) 내에 반입하기 전에, 펌프(500)를 퍼지 용기 내에서 퍼지 가스에 노출시켜 펌프(500)에 접촉하고 있는 공기 및 수분을 내보내는 드라이 업이 행해진다. 마찬가지로, 펌프(500)를 펌프 컬럼(505)으로부터 반출한 직후에, 펌프(500)를 퍼지 용기 내에서 퍼지 가스에 노출시켜 펌프(500)를 가온하는 핫 업이 행해진다.
일본 특허 제3197645호 공보 일본 특허 제3198248호 공보 일본 특허 제3472379호 공보
상술한 드라이 업 및 핫 업에 의하면, 펌프(500)에 관련하여 일어나는 상기 문제는 해결할 수 있다. 그러나, 펌프(500)뿐만 아니라, 전력 케이블(515)에 기인하여 마찬가지의 문제가 일어날 수 있다. 퍼지 용기 내에서 전력 케이블(515)에 대하여 드라이 업 및 핫 업하는 것은 하나의 해결책이다. 그러나, 액화 가스용의 펌프 컬럼(505)은, 일반적으로, 연직 방향으로 매우 길고, 수십미터에도 달하는 경우가 있다. 결과적으로, 펌프 컬럼(505)의 저부에 설치된 펌프(500)에 접속된 전력 케이블(515)도 필연적으로 길어진다. 이러한 긴 전력 케이블(515)을 퍼지 용기 내에 수용하는 작업은 상당히 수고가 든다. 또한, 펌프(500)의 펌프 컬럼(505)으로의 반입 및 펌프 컬럼(505)으로부터의 반출에 수반하여, 전력 케이블(515)이 손상되는 경우가 있다. 전력 케이블(515)이 손상되면, 전력 케이블(515)의 수리 또는 전력 케이블(515)의 교환이 필요하게 되고, 노동력과 비용을 수반한다.
이에 따라, 본 발명은 전력 케이블을 펌프와 함께 펌프 컬럼 내에 반입할 필요가 없고, 또한 전력 케이블을 펌프와 함께 펌프 컬럼으로부터 반출할 필요가 없는 급전 장치 및 급전 방법을 제공한다.
일 양태에서는, 액화 가스를 이송하기 위해 사용되는 잠몰식 펌프에 전력을 공급하기 위한 급전 장치이며, 상기 잠몰식 펌프에 고정되고, 또한 상기 잠몰식 펌프의 전동기에 전기적으로 접속된 제1 전기 접점과, 상기 잠몰식 펌프가 수용되는 펌프 컬럼에 고정되고, 또한 상기 제1 전기 접점에 접촉하는 제2 전기 접점과, 상기 제2 전기 접점에 전기적으로 접속된 전력 케이블을 구비하고 있는, 급전 장치가 제공된다.
일 양태에서는, 상기 제1 전기 접점 및 상기 제2 전기 접점은, 서로 접촉하면서, 상기 펌프 컬럼의 길이 방향에 있어서 서로 상대적으로 이동 가능하다.
일 양태에서는, 상기 제2 전기 접점은 상기 펌프 컬럼 내에 배치되어 있고, 상기 전력 케이블의 적어도 일부는 상기 펌프 컬럼 내에 배치되어 있다.
일 양태에서는, 상기 제2 전기 접점의 일부는 상기 펌프 컬럼 외에 배치되어 있고, 상기 전력 케이블의 전체는 상기 펌프 컬럼 외에 배치되어 있다.
일 양태에서는, 상기 급전 장치는, 상기 잠몰식 펌프의 주위 방향에 있어서의 상기 제1 전기 접점과 상기 제2 전기 접점의 상대 위치를 정하는 위치 결정 기구를 더 구비하고 있다.
일 양태에서는, 상기 전력 케이블은, 상기 펌프 컬럼의 내면 또는 외면에 고정되어 있다.
일 양태에서는, 상기 전력 케이블은, 상기 액화 가스의 비점 이하의 저온에 대한 구조적 내성을 갖고 있다.
일 양태에서는, 상기 급전 장치는, 상기 제1 전기 접점을 상기 제2 전기 접점에 압박 접촉시키는 스프링과, 상기 제1 전기 접점을 이동 가능하게 지지하는 지지 구조체를 더 구비하고, 상기 제1 전기 접점과 상기 지지 구조체 사이에는, 수평 방향의 간극이 있다.
일 양태에서는, 상기 제1 전기 접점은, 테이퍼면을 갖고, 상기 제2 전기 접점은, 상기 테이퍼면에 적합한 형상의 역테이퍼면을 갖는다.
일 양태에서는, 상기 급전 장치는, 상기 잠몰식 펌프의 주위 방향에 있어서의 상기 제1 전기 접점과 상기 제2 전기 접점의 상대 위치를 정하는 위치 결정 기구를 더 구비하고 있고, 상기 위치 결정 기구는, 가이드 레일과 가이드 팔로어의 조합을 갖고 있고, 상기 제1 전기 접점과 상기 지지 구조체 사이의 상기 수평 방향의 간극은, 상기 가이드 레일과 상기 가이드 팔로어 사이의 수평 방향의 간극보다 크다.
일 양태에서는, 상기 급전 장치는, 상기 제2 전기 접점을 상기 제1 전기 접점에 압박 접촉시키는 스프링과, 상기 제2 전기 접점을 이동 가능하게 지지하는 지지 구조체를 더 구비하고, 상기 제2 전기 접점과 상기 지지 구조체 사이에는, 수평 방향의 간극이 있다.
일 양태에서는, 상기 제2 전기 접점은, 테이퍼면을 갖고, 상기 제1 전기 접점은, 상기 테이퍼면에 적합한 형상의 역테이퍼면을 갖는다.
일 양태에서는, 상기 급전 장치는, 상기 잠몰식 펌프의 주위 방향에 있어서의 상기 제1 전기 접점과 상기 제2 전기 접점의 상대 위치를 정하는 위치 결정 기구를 더 구비하고 있고, 상기 위치 결정 기구는, 가이드 레일과 가이드 팔로어의 조합을 갖고 있고, 상기 제2 전기 접점과 상기 지지 구조체 사이의 상기 수평 방향의 간극은, 상기 가이드 레일과 상기 가이드 팔로어 사이의 수평 방향의 간극보다 크다.
일 양태에서는, 상기 급전 장치는, 상기 펌프 컬럼 내에 배치된 복수의 도르래 및 급전 커넥터와, 상기 급전 커넥터에 전기적으로 접속된 급전 라인을 더 구비하고 있고, 상기 전력 케이블은, 무단 전력 케이블이며, 상기 무단 전력 케이블은, 상기 복수의 도르래에 의해 이동 가능하게 지지되어 있고, 상기 제2 전기 접점은, 상기 무단 전력 케이블에 연결된 복수의 전기 커넥터를 갖고, 상기 복수의 전기 커넥터 중 하나는, 상기 제1 전기 접점에 떼어내기 가능하게 연결되고, 상기 복수의 전기 커넥터 중 다른 하나는, 상기 급전 커넥터에 떼어내기 가능하게 연결되어 있다.
일 양태에서는, 상기 전력 케이블은, 상기 펌프 컬럼의 내면에 매설된 금속 배선과, 상기 금속 배선에 전기적으로 접속된 급전 라인을 구비하고 있다.
일 양태에서는, 상기 급전 장치는, 상기 펌프 컬럼의 내면을 따라 종방향으로 연장되는 현수 구조체를 더 구비하고 있고, 상기 현수 구조체는, 상기 펌프 컬럼 내에 떼어내기 가능하게 배치되어 있고, 상기 제2 전기 접점은, 상기 현수 구조체에 보유 지지되어 있다.
일 양태에서는, 상기 현수 구조체는, 상기 펌프 컬럼의 상부로부터 하부까지 연장되어 있다.
일 양태에서는, 상기 현수 구조체는, 상기 잠몰식 펌프에 마련된 가이드 팔로어가 걸림 결합되는 가이드 홈 또는 가이드 레일을 갖고 있다.
일 양태에서는, 상기 제2 전기 접점은, 상기 펌프 컬럼의 상부로부터 하부까지 종방향으로 연장되는 전극 레일이다.
일 양태에서는, 상기 제1 전기 접점은, 상기 전극 레일에 걸림 결합되면서, 상기 전극 레일 상을 이동 가능하게 구성되어 있다.
일 양태에서는, 상기 제2 전기 접점은, 상기 펌프 컬럼의 내면에 매설된 전극 바이다.
일 양태에서는, 액화 가스를 이송하기 위한 잠몰식 펌프와, 상기 잠몰식 펌프가 내부에 수용된 펌프 컬럼과, 상기 급전 장치를 구비하고 있는, 펌프 시스템이 제공된다.
일 양태에서는, 액화 가스를 저류하기 위한 액화 가스 저류조와, 상기 액화 가스 저류조 내에 배치된 펌프 컬럼과, 상기 펌프 컬럼 내에 배치되어, 상기 액화 가스를 이송하기 위한 잠몰식 펌프와, 상기 급전 장치를 구비하고 있는, 액화 가스 탱크 설비가 제공된다.
일 양태에서는, 액화 가스를 이송하기 위해 사용되는 잠몰식 펌프에 전력을 공급하기 위한 급전 방법이며, 승강 장치에 의해 상기 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에서 하강시키고, 상기 잠몰식 펌프에 고정되고, 또한 상기 잠몰식 펌프의 전동기에 전기적으로 접속된 제1 전기 접점을, 상기 펌프 컬럼에 고정되어 있는 제2 전기 접점에 접촉시키고, 상기 제2 전기 접점에 전기적으로 접속된 전력 케이블로부터 상기 제2 전기 접점 및 상기 제1 전기 접점을 경유하여 상기 전동기에 전력을 공급하는, 급전 방법이 제공된다.
일 양태에서는, 상기 잠몰식 펌프가 상기 펌프 컬럼 내의 운전 위치까지 하강되었을 때, 상기 제1 전기 접점은 상기 제2 전기 접점에 접촉한다.
일 양태에서는, 상기 승강 장치에 의해 상기 잠몰식 펌프를 상기 운전 위치로부터 끌어올렸을 때, 상기 제1 전기 접점은 상기 제2 전기 접점으로부터 분리된다.
일 양태에서는, 상기 액화 가스는 전기 절연성을 갖고 있다.
본 발명에 따르면, 제1 전기 접점과 제2 전기 접점이 접촉했을 때, 제1 전기 접점과 제2 전기 접점의 전기적인 접속이 확립된다. 제1 전기 접점은 제2 전기 접점으로부터 분리될 수 있으므로, 전력 케이블 및 제2 전기 접점을 펌프 컬럼에 상설할 수 있다. 따라서, 펌프를 펌프 컬럼에 반입할 때, 및 펌프를 펌프 컬럼으로부터 반출할 때, 전력 케이블을 펌프와 함께 펌프 컬럼에 반입 및 반출할 필요가 없다.
도 1은 액화 가스 탱크 설비의 일 실시 형태를 나타내는 모식도이다.
도 2는 펌프 컬럼, 잠몰식 펌프, 및 급전 장치를 포함하는 펌프 시스템의 일 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 3a는 제1 전기 접점 및 제2 전기 접점을, 펌프 컬럼의 반경 방향에서 본 도면이다.
도 3b는 제1 전기 접점 및 제2 전기 접점을, 펌프 컬럼의 반경 방향에서 본 도면이다.
도 4는 도 2에 나타내는 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에 수용하는 양태를 설명하는 도면이다.
도 5는 급전 장치의 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 나타내는 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에 수용하는 양태를 설명하는 도면이다.
도 7은 3쌍의 제1 전기 접점 및 제2 전기 접점이 마련된 일 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 8은 제1 접점 조립체 및 제2 접점 조립체의 일 실시 형태를 나타내는 확대도이다.
도 9는 제1 접점 조립체 및 제2 접점 조립체를 포함하는 펌프 시스템의 일 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 10은 제1 접점 조립체의 제1 전기 접점이, 제2 접점 조립체의 제2 전기 접점에 접촉하는 양태를 나타내는 확대도이다.
도 11은 도 9의 A-A선 단면도이다.
도 12는 제1 접점 조립체 및 제2 접점 조립체의 다른 실시 형태를 나타내는 확대도이다.
도 13은 제1 접점 조립체의 제1 전기 접점이, 제2 접점 조립체의 제2 전기 접점에 접촉하는 양태를 나타내는 확대도이다.
도 14는 급전 장치의 다른 실시 형태를 포함하는 펌프 시스템의 일 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 15는 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼으로부터 빼내는 공정을 설명하는 도면이다.
도 16은 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼으로부터 빼내는 공정을 설명하는 도면이다.
도 17은 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼으로부터 빼내는 공정을 설명하는 도면이다.
도 18은 급전 장치의 또 다른 실시 형태를 구비한 펌프 시스템을 나타내는 도면이다.
도 19는 도 18에 나타내는 펌프 컬럼의 측벽의 확대 단면도이다.
도 20은 도 18에 나타내는 펌프 컬럼의 수평 단면도이다.
도 21은 급전 장치의 또 다른 실시 형태를 구비한 펌프 시스템을 나타내는 도면이다.
도 22는 도 21에 나타내는 현수 구조체의 일 실시 형태를 나타내는 정면도이다.
도 23은 도 21의 B-B선 단면도이다.
도 24는 도 21의 C-C선 단면도이다.
도 25는 현수 구조체를, 제2 전기 접점과 함께, 펌프 컬럼으로부터 빼내는 양태를 나타내는 도면이다.
도 26은 잠몰식 펌프에 고정되어 있는 제1 전기 접점을, 현수 구조체 상의 제2 전기 접점에 접촉시키는 양태를 나타내는 도면이다.
도 27은 가이드 팔로어가 가이드 홈에 걸림 결합되어 있는 상태를 나타내는 수평 단면도이다.
도 28은 급전 장치의 또 다른 실시 형태를 포함하는 펌프 시스템의 일 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 29는 도 28에 나타내는 펌프 시스템의 수평 단면도이다.
도 30은 급전 장치의 또 다른 실시 형태를 포함하는 펌프 시스템의 일 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 31은 도 30에 나타내는 펌프 시스템의 수평 단면도이다.
도 32는 급전 장치의 또 다른 실시 형태를 포함하는 펌프 시스템의 일 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 33은 도 32에 나타내는 펌프 시스템의 수평 단면도이다.
도 34는 급전 장치의 또 다른 실시 형태를 포함하는 펌프 시스템의 일 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 35는 도 33에 나타내는 펌프 시스템의 수평 단면도이다.
도 36은 잠몰식 펌프에 고정되어 있는 제1 전기 접점을, 현수 구조체 상의 제2 전기 접점에 접촉시키는 양태를 나타내는 도면이다.
도 37은 액화 가스가 저장된 액화 가스 저류조와, 액화 가스를 퍼 올리기 위한 펌프의 종래예를 나타내는 모식도이다.
도 38은 도 37에 나타내는 펌프를 펌프 컬럼 내에 반입하는 작업, 및 펌프를 펌프 컬럼으로부터 끌어올리는 작업을 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 액화 가스 탱크 설비의 일 실시 형태를 나타내는 모식도이다. 액화 가스 탱크 설비(1)는, 액화 가스를 저류하기 위한 액화 가스 저류조(3)와, 액화 가스 저류조(3) 내의 액화 가스를 퍼 올리기 위한 펌프 시스템(5)을 구비하고 있다. 액화 가스의 예로서는, 액화 암모니아, 액체 수소, 액체 질소, 액화 천연가스, 액화 에틸렌 가스, 액화 석유 가스 등을 들 수 있다. 펌프 시스템(5)은, 액화 가스를 이송하기 위한 잠몰식 펌프(7)와, 잠몰식 펌프(7)가 내부에 수용된 펌프 컬럼(10)과, 잠몰식 펌프(7)에 전력을 공급하기 위한 급전 장치(15)를 구비하고 있다.
펌프 컬럼(10)은, 액화 가스가 저류되는 액화 가스 저류조(3) 내에 설치되어 있다. 펌프 컬럼(10)은, 연직 방향으로 연장된 중공형의 용기이며, 그 상부는 액화 가스 저류조(3)로부터 상방으로 돌출되어 있다. 잠몰식 펌프(7)는 펌프 컬럼(10)의 저부에 설치된다. 또한, 펌프 컬럼(10)은, 도 1에 나타내는 것 이외의 형상이어도 된다.
도 2는 펌프 컬럼(10), 잠몰식 펌프(7), 및 급전 장치(15)를 포함하는 펌프 시스템(5)의 일 실시 형태를 나타내는 도면이다. 펌프 컬럼(10)의 상부에는, 퍼지 가스 도입 포트(12)와, 액화 가스 배출 포트(13)가 마련되어 있다. 펌프 컬럼(10)의 상단 개구는, 상부 덮개(14)에 의해 닫혀 있다. 펌프 컬럼(10)의 저부에는 흡입 밸브(6)가 마련되어 있다. 흡입 밸브(6)의 구성은, 특별히 한정되지는 않지만, 본 실시 형태에서는, 흡입 밸브(6)는 잠몰식 펌프(7)의 자중에 의해 흡입 밸브(6)가 열리는 타입이다. 일 실시 형태에서는, 흡입 밸브(6)는 액추에이터 구동형 밸브(예를 들어 전동 밸브)여도 된다. 일 실시 형태에서는, 퍼지 가스 도입 포트(12)를 마련하지 않아도 된다.
잠몰식 펌프(7)의 상단은, 상부 덮개(14)로부터 매달린 현수 케이블(17)에 접속되어 있다. 잠몰식 펌프(7)의 전동기(7a)에는, 도시하지 않은 전원으로부터 급전 장치(15)를 경유하여 전력이 공급된다. 잠몰식 펌프(7)는, 급전 장치(15)를 경유하여 전력이 공급되면 구동되어, 흡입 밸브(6)로부터 펌프 컬럼(10) 내에 유입된 액화 가스를 퍼 올린다. 잠몰식 펌프(7)에 의해 퍼 올려진 액화 가스는, 액화 가스 배출 포트(13)를 통하여 펌프 컬럼(10)으로부터 배출된다. 잠몰식 펌프(7)의 전동기(7a)의 타입은 특별히 한정되지는 않고, 교류 전동기(예를 들어 유도 전동기 또는 동기 전동기) 또는 직류 전동기(예를 들어 브러시리스 DC 모터)가 사용된다.
급전 장치(15)는, 잠몰식 펌프(7)의 전동기(7a)에 전기적으로 접속된 제1 전기 접점(21)과, 제1 전기 접점(21)에 접촉하는 제2 전기 접점(22)과, 제2 전기 접점(22)에 전기적으로 접속된 전력 케이블(25)을 구비하고 있다. 제1 전기 접점(21)은 잠몰식 펌프(7)에 고정되고, 제2 전기 접점(22)은 펌프 컬럼(10)에 고정되어 있다. 제1 전기 접점(21)은, 잠몰식 펌프(7)의 외면에 고정되어 있고, 잠몰식 펌프(7)의 외면으로부터 그 반경 방향 외측으로 돌출되어 있다. 제2 전기 접점(22)은, 펌프 컬럼(10) 내에 배치되어 있고, 펌프 컬럼(10)의 내면에 고정되어 있다. 제2 전기 접점(22)은, 잠몰식 펌프(7)의 반경 방향 외측에 위치하고 있다. 제1 전기 접점(21)은, 잠몰식 펌프(7)와 일체로 이동 가능하고, 한편, 제2 전기 접점(22)의 위치는 고정되어 있다.
제1 전기 접점(21) 및 제2 전기 접점(22)은, 액화 가스에 접촉하고 있지만, 본 실시 형태에서 사용되는 액화 가스는 전기 절연성을 갖고 있다. 따라서, 제1 전기 접점(21) 및 제2 전기 접점(22)을 통하여 누전은 일어나지 않는다.
전력 케이블(25)의 일부는 펌프 컬럼(10) 내에 배치되어 있고, 전력 케이블(25)의 다른 부분은 펌프 컬럼(10) 외에 배치되어 있다. 전력 케이블(25)은, 펌프 컬럼(10)의 측벽을 관통하여 연장되어 있고, 전력 케이블(25)의 일부는, 펌프 컬럼(10)의 내면에 고정되어 있다. 전력 케이블(25)의 단부는 펌프 컬럼(10) 내에 위치하고, 제2 전기 접점(22)에 접속되어 있다. 전력 케이블(25)은, 액화 가스의 비점 이하의 저온에 대한 구조적 내성을 갖고 있다. 보다 구체적으로는, 전력 케이블(25)은, 극저온 하에서도 플렉시블한 특성을 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 전력 케이블(25)의 구체예로서는, 가요 꼬임의 도체, 폴리에스테르 수지 테이프의 다층 감기 구조를 갖는 전력 케이블 및 대외상성을 구비한 스테인리스 편조 구조의 전력 케이블을 들 수 있다.
급전 장치(15)는, 잠몰식 펌프(7)의 주위 방향에 있어서의 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)의 상대 위치를 정하는 위치 결정 기구(30)를 더 구비하고 있다. 이 위치 결정 기구(30)는, 펌프 컬럼(10)의 내면에 고정된 가이드 레일(30A)과, 가이드 레일(30A)에 걸림 결합되는 가이드 팔로어(30B)를 갖고 있다. 가이드 레일(30A)은, 펌프 컬럼(10)의 길이 방향(즉 연직 방향)으로 연장되어 있다. 가이드 팔로어(30B)는, 잠몰식 펌프(7)의 외면으로부터 반경 방향 외측으로 돌출되어 있다. 가이드 팔로어(30B)는 잠몰식 펌프(7)로부터 떼어내기 가능해도 되고, 잠몰식 펌프(7)와 일체 구조여도 된다. 가이드 팔로어(30B)는, 가이드 레일(30A)에 걸림 결합되면서, 가이드 레일(30A)을 따라 펌프 컬럼(10)의 길이 방향으로 이동 가능한 형상을 갖고 있다. 보다 높은 위치 결정 정밀도를 달성하기 위해, 복수조의 가이드 레일(30A) 및 가이드 팔로어(30B)를 구비한 복수의 위치 결정 기구(30)가 마련되어도 된다.
도 3a는 제1 전기 접점(21) 및 제2 전기 접점(22)을, 펌프 컬럼(10)의 반경 방향에서 본 도면이다. 제1 전기 접점(21)은, 펌프 컬럼(10)의 길이 방향을 따라 연장되는 제1 접촉면(21a)을 갖는다. 마찬가지로, 제2 전기 접점(22)은, 펌프 컬럼(10)의 길이 방향을 따라 연장되는 제2 접촉면(22a)을 갖는다. 본 실시 형태에 있어서는, 제1 전기 접점(21)은 평탄한 판 형상을 갖고 있고, 제2 전기 접점(22)은, 제1 전기 접점(21)을 사이에 위치시키는 클램프 형상을 갖고 있다. 일 실시 형태에서는, 제2 전기 접점(22)은 평탄한 판 형상을 갖고 있고, 제1 전기 접점(21)은, 제2 전기 접점(22)을 사이에 위치시키는 클램프 형상을 가져도 된다.
도 3b에 나타내는 바와 같이, 제1 접촉면(21a)이 제2 접촉면(22a)에 접촉할 때까지, 제1 전기 접점(21)을 제2 전기 접점(22)을 향하여 이동시킬 수 있다. 제1 접촉면(21a) 및 제2 접촉면(22a)은 서로 평행하며, 또한 펌프 컬럼(10)의 길이 방향으로 연장되어 있다. 따라서, 제1 전기 접점(21) 및 상기 제2 전기 접점(22)은, 서로 접촉하면서, 펌프 컬럼(10)의 길이 방향에 있어서 서로 상대적으로 이동 가능하다.
도 4는 도 2에 나타내는 잠몰식 펌프(7)를 펌프 컬럼(10) 내에 수용하는 양태를 설명하는 도면이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 가이드 팔로어(30B)가 가이드 레일(30A)에 걸림 결합된 상태에서, 잠몰식 펌프(7)는, 현수 케이블(17)에 접속된 승강 장치(31)에 의해 펌프 컬럼(10) 내를 하강된다. 승강 장치(31)는, 호이스트 또는 윈치 등을 구비하고 있다. 주위의 공기가 펌프 컬럼(10) 내에 침입하는 것을 방지하기 위해, 퍼지 가스 도입 포트(12)를 통하여 펌프 컬럼(10) 내에 퍼지 가스(예를 들어, 질소 가스 또는 헬륨 가스 등의 불활성 가스)가 공급된다.
제1 전기 접점(21)은, 잠몰식 펌프(7)와 일체로 하강한다. 펌프 컬럼(10) 내에서의 잠몰식 펌프(7)의 주위 방향의 위치는, 위치 결정 기구(30)를 구성하는 가이드 레일(30A) 및 가이드 팔로어(30B)에 의해 고정된다. 따라서, 제1 전기 접점(21)은, 잠몰식 펌프(7)를 펌프 컬럼(10) 내에서 하강시켰을 때, 제2 전기 접점(22)에 접촉할 수 있다. 잠몰식 펌프(7)가 펌프 컬럼(10) 내의 운전 위치(도 2에 나타내는 잠몰식 펌프(7)의 위치)까지 하강되었을 때, 제1 전기 접점(21)은 제2 전기 접점(22)에 접촉한다. 이에 의해 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)의 전기적 접속이 확립된다(도 2 참조). 전력은, 전력 케이블(25)로부터 제2 전기 접점(22) 및 제1 전기 접점(21)을 경유하여 잠몰식 펌프(7)의 전동기(7a)에 공급되고, 이에 의해 잠몰식 펌프(7)가 작동한다.
수리 또는 메인터넌스를 위해 잠몰식 펌프(7)를 펌프 컬럼(10)으로부터 반출할 때는, 도 4와 마찬가지로 하여, 잠몰식 펌프(7)는, 현수 케이블(17)에 접속된 승강 장치(31)에 의해 펌프 컬럼(10) 내를 끌어올려진다. 승강 장치(31)에 의해 잠몰식 펌프(7)를 상기 운전 위치로부터 끌어올렸을 때, 제1 전기 접점(21)은 제2 전기 접점(22)으로부터 분리된다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)이 접촉했을 때, 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)의 전기적인 접속이 확립된다. 제1 전기 접점(21)은 제2 전기 접점(22)으로부터 분리될 수 있으므로, 전력 케이블(25) 및 제2 전기 접점(22)을 펌프 컬럼(10)에 상설할 수 있다. 따라서, 펌프(7)를 펌프 컬럼(10)에 반입할 때, 및 펌프(7)를 펌프 컬럼(10)으로부터 반출할 때, 전력 케이블(25)을 펌프(7)와 함께 펌프 컬럼(10)에 반입 및 반출할 필요가 없다.
도 5는 급전 장치(15)의 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성 및 동작은, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 제2 전기 접점(22)의 일부는 펌프 컬럼(10) 외에 배치되어 있고, 전력 케이블(25)의 전체는 펌프 컬럼(10) 외에 배치되어 있다. 전력 케이블(25)은, 펌프 컬럼(10)의 외면에 고정되어 있다. 제2 전기 접점(22)은, 펌프 컬럼(10)의 측벽을 관통하여 연장되어 있다. 따라서, 제2 전기 접점(22)은, 펌프 컬럼(10) 외에 위치하는 외측 부분과, 펌프 컬럼(10) 내에 위치하는 내측 부분을 갖는다. 전력 케이블(25)의 단부는, 제2 전기 접점(22)의 외측 부분에 접속되어 있다. 제2 전기 접점(22)의 내측 부분은, 도 3a 및 도 3b 참조하여 설명한 제2 접촉면(22a)을 갖고 있다.
도 6은 도 5에 나타내는 잠몰식 펌프(7)를 펌프 컬럼(10) 내에 수용하는 양태를 설명하는 도면이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 가이드 팔로어(30B)가 가이드 레일(30A)에 걸림 결합된 상태에서, 잠몰식 펌프(7)는, 현수 케이블(17)에 접속된 승강 장치(31)에 의해 펌프 컬럼(10) 내를 하강된다. 주위의 공기가 펌프 컬럼(10) 내에 침입하는 것을 방지하기 위해, 퍼지 가스 도입 포트(12)를 통하여 펌프 컬럼(10) 내에 퍼지 가스(예를 들어, 질소 가스 또는 헬륨 가스 등의 불활성 가스)가 공급된다.
제1 전기 접점(21)은, 잠몰식 펌프(7)와 일체로 하강한다. 펌프 컬럼(10) 내에서의 잠몰식 펌프(7)의 주위 방향의 위치는, 위치 결정 기구(30)를 구성하는 가이드 레일(30A) 및 가이드 팔로어(30B)에 의해 고정된다. 따라서, 제1 전기 접점(21)은, 제2 전기 접점(22)에 접촉할 수 있다. 잠몰식 펌프(7)가 펌프 컬럼(10) 내의 운전 위치(도 5에 나타내는 잠몰식 펌프(7)의 위치)까지 하강되었을 때, 제1 전기 접점(21)은 제2 전기 접점(22)에 접촉한다. 이에 의해 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)의 전기적 접속이 확립된다(도 5 참조). 전력은, 전력 케이블(25)로부터 제2 전기 접점(22) 및 제1 전기 접점(21)을 경유하여 잠몰식 펌프(7)의 전동기(7a)에 공급되고, 이에 의해 잠몰식 펌프(7)가 작동한다.
수리 또는 메인터넌스를 위해 잠몰식 펌프(7)를 펌프 컬럼(10)으로부터 반출할 때는, 도 6과 마찬가지로 하여, 잠몰식 펌프(7)는, 현수 케이블(17)에 접속된 승강 장치(31)에 의해 펌프 컬럼(10) 내를 끌어올려진다. 승강 장치(31)에 의해 잠몰식 펌프(7)를 상기 운전 위치로부터 끌어올렸을 때, 제1 전기 접점(21)은 제2 전기 접점(22)으로부터 분리된다.
도 1 내지 도 6에서는, 1쌍의 제1 전기 접점(21) 및 제2 전기 접점(22)이 그려져 있지만, 잠몰식 펌프(7)의 전동기(7a)가 삼상 교류 전력에 의해 구동되도록 구성되어 있는 경우에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 3쌍의 제1 전기 접점(21) 및 제2 전기 접점(22)이 마련된다. 가이드 레일(30A) 및 가이드 팔로어(30B)를 각각 갖는 복수의 위치 결정 기구(30)가 마련되어도 된다. 잠몰식 펌프(7)의 주위 방향에 있어서의 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)의 상대 위치를 정하는 정밀도를 높이기 위해, 4개 또는 그보다 많은 위치 결정 기구(30)가 마련되어도 된다.
다음으로, 급전 장치(15)의 또 다른 실시 형태에 대하여 도 8 내지 도 11을 참조하여 설명한다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성 및 동작은, 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다.
급전 장치(15)는, 잠몰식 펌프(7)에 고정된 제1 접점 조립체(41)와, 펌프 컬럼(10)에 고정된 제2 접점 조립체(42)를 구비하고 있다. 제1 접점 조립체(41)는, 제1 전기 접점(21)과, 제1 전기 접점(21)을 제2 전기 접점(22)에 압박 접촉시키는 스프링(44)과, 제1 전기 접점(21)을 이동 가능하게 지지하는 지지 구조체(45)를 구비하고 있다. 지지 구조체(45)는, 잠몰식 펌프(7)에 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 지지 구조체(45)는, 잠몰식 펌프(7)에 고정된 베이스 브래킷(47)과, 베이스 브래킷(47)에 보유 지지된 절연체(48)를 갖는다. 절연체(48)는, 제1 전기 접점(21)이 관통하여 연장되는 통과 구멍(48a)을 갖고 있다. 제1 전기 접점(21)은, 그 상단에 플랜지(50)를 갖고 있고, 플랜지(50)는 제1 전기 접점(21)이 절연체(48)로부터 낙하하는 것을 방지한다.
제1 전기 접점(21)은, 종방향으로 연장되는 형상을 갖고 있고, 그 선단(하단)은 테이퍼면(54)으로 구성되어 있다. 테이퍼면(54)은, 원뿔대의 형상을 갖는다. 테이퍼면(54)은, 각뿔대 등의 다른 형상을 가져도 된다. 제1 전기 접점(21)은, 전동기(7a)에 접속된 리드선(57)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 전기 접점(21)과 지지 구조체(45) 사이에는, 수평 방향의 간극 G1이 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 전기 접점(21)은, 절연체(48)의 통과 구멍(48a)에 삽입되어 있으므로, 수평 방향의 간극 G1은, 통과 구멍(48a)을 형성하는 내면과, 제1 전기 접점(21)의 외면 사이에 형성되어 있다.
제2 접점 조립체(42)는, 제2 전기 접점(22)과, 제2 전기 접점(22)을 보유 지지하는 전기 접점 홀더(59)를 갖고 있다. 제2 전기 접점(22)은, 제1 전기 접점(21)의 테이퍼면(54)에 적합한 형상의 역테이퍼면(55)을 갖고 있다. 전기 접점 홀더(59)는, 펌프 컬럼(10)에 고정되어 있고, 펌프 컬럼(10)으로부터 잠몰식 펌프(7)를 향하여 연장되어 있다. 제2 전기 접점(22)은, 전기 접점 홀더(59) 내에 배치된 도전체(60)를 통해 전력 케이블(25)에 전기적으로 접속되어 있다. 전력 케이블(25)은, 펌프 컬럼(10) 외에 배치되어 있다.
본 실시 형태에서는, 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)의 전기적 접속을 향상시키기 위해, 제1 전기 접점(21)은, 그 테이퍼면(54)에 장착된 멀티 콘택트(63)를 가져도 된다. 멀티 콘택트(63)는, 탄성을 가진 도전 구조체로 구성되어 있고, 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)의 전기적 접속을 확실하게 할 수 있다. 이러한 멀티 콘택트(63)는, 시장에서 입수하는 것이 가능하다. 스프링(44)의 양단은, 제1 전기 접점(21) 및 지지 구조체(45)에 접촉하고 있고, 제1 전기 접점(21)을 제2 전기 접점(22)을 향하여 가압하고 있다. 또한, 스프링(44)이 있음으로써, 잠몰식 펌프(7)에 고정된 베이스 브래킷(47)과 펌프 컬럼(10)에 고정된 전기 접점 홀더(59)의 연직 방향의 위치 결정을 정확하게 행할 필요가 없어진다.
도 8에서는, 1쌍의 제1 접점 조립체(41) 및 제2 접점 조립체(42)가 그려져 있지만, 잠몰식 펌프(7)의 전동기(7a)가 삼상 교류 전력에 의해 구동되도록 구성되어 있는 경우에는, 3쌍의 제1 접점 조립체(41) 및 제2 접점 조립체(42)가 마련된다. 마찬가지로, 3개의 제2 접점 조립체(42)에 접속된 3개의 전력 케이블(25)이 마련된다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 잠몰식 펌프(7)가 펌프 컬럼(10) 내의 소정의 운전 위치까지 하강되면, 제1 전기 접점(21)은, 제2 전기 접점(22)에 전기적으로 접촉한다. 보다 구체적으로는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제1 전기 접점(21)의 테이퍼면(54)은, 제2 전기 접점(22)의 역테이퍼면(55)에 전기적으로 접촉한다. 본 실시 형태에서는, 제1 전기 접점(21)의 테이퍼면(54)은, 멀티 콘택트(63)를 통하여 제2 전기 접점(22)의 역테이퍼면(55)에 전기적으로 접촉한다. 일 실시 형태에서는, 멀티 콘택트(63)는 마련되지 않아도 된다.
제1 전기 접점(21)의 테이퍼면(54)은, 스프링(44)에 의해 제2 전기 접점(22)의 역테이퍼면(55)에 압박 접촉되므로, 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)의 접촉이 확보된다. 또한, 잠몰식 펌프(7)가 상하 방향으로 흔들렸을 때에도, 스프링(44)은 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)의 접촉을 유지할 수 있다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)이 전기적으로 접촉하고 있을 때, 제1 전기 접점(21)과 지지 구조체(45) 사이에는 수평 방향의 간극 G1이 있다. 이 간극 G1은, 지지 구조체(45)가 제1 전기 접점(21)에 대하여 상대적으로 이동하는 것을 허용한다. 이 간극 G1을 마련한 이유는 다음과 같다. 잠몰식 펌프(7)의 시동 시나 지진 발생 시에 잠몰식 펌프(7)가 흔들리면, 서로 접촉하는 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)에 과대한 부하가 가해진다. 그 결과, 제1 전기 접점(21) 및/또는 제2 전기 접점(22)이 파괴될 우려가 있다. 제1 전기 접점(21)과 지지 구조체(45) 사이에 있는 간극 G1은, 잠몰식 펌프(7)가 펌프 컬럼(10)에 대하여 상대적으로 이동하는 것을 허용한다. 따라서, 잠몰식 펌프(7)의 요동에 기인하는 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)에 대한 과대한 부하가 저감된다.
도 11은 도 9의 A-A선 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 제1 전기 접점(21)과 지지 구조체(45) 사이의 간극 G1(도 10 참조)은 각 위치 결정 기구(30)를 구성하는 가이드 레일(30A)과 가이드 팔로어(30B) 사이의 수평 방향의 간극보다 크다. 따라서, 잠몰식 펌프(7)의 요동에 기인하는 부하는, 가이드 레일(30A)과 가이드 팔로어(30B)에 의해 받아지고, 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)에는 가해지지 않는다. 결과적으로, 잠몰식 펌프(7)의 요동에 기인하는 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)에 대한 과대한 부하는 실질적으로 방지된다.
다음으로, 급전 장치(15)의 또 다른 실시 형태에 대하여 도 12 및 도 13을 참조하여 설명한다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성 및 동작은, 도 8 내지 도 11을 참조하여 설명한 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 급전 장치(15)는, 잠몰식 펌프(7)에 고정된 제1 접점 조립체(41)와, 펌프 컬럼(10)에 고정된 제2 접점 조립체(42)를 구비하고 있다.
제2 접점 조립체(42)는, 제2 전기 접점(22)과, 제2 전기 접점(22)을 제1 전기 접점(21)에 압박 접촉시키는 스프링(74)과, 제2 전기 접점(22)을 이동 가능하게 지지하는 지지 구조체(75)를 구비하고 있다. 지지 구조체(75)는, 펌프 컬럼(10)에 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 지지 구조체(75)는, 펌프 컬럼(10)에 고정된 베이스 브래킷(77)과, 베이스 브래킷(77)에 보유 지지된 절연체(78)를 갖는다. 절연체(78)는, 제2 전기 접점(22)이 관통하여 연장되는 통과 구멍(78a)을 갖고 있다.
제2 전기 접점(22)은, 종방향으로 연장되는 형상을 갖고 있고, 그 선단(상단)은 테이퍼면(84)으로 구성되어 있다. 테이퍼면(84)은, 원뿔대의 형상을 갖는다. 테이퍼면(84)은, 각뿔대 등의 다른 형상을 가져도 된다. 제2 전기 접점(22)은, 전력 케이블(25)에 전기적으로 접속되어 있다. 제2 전기 접점(22)과 지지 구조체(75) 사이에는, 수평 방향의 간극 G1이 있다. 본 실시 형태에서는, 제2 전기 접점(22)은, 절연체(78)의 통과 구멍(78a)에 삽입되어 있으므로, 수평 방향의 간극 G1은, 통과 구멍(78a)을 형성하는 내면과, 제2 전기 접점(22)의 외면 사이에 형성되어 있다.
제1 접점 조립체(41)는, 제1 전기 접점(21)과, 제1 전기 접점(21)을 보유 지지하는 전기 접점 홀더(89)를 갖고 있다. 제1 전기 접점(21)은, 제2 전기 접점(22)의 테이퍼면(84)에 적합한 형상의 역테이퍼면(85)을 갖고 있다. 전기 접점 홀더(89)는, 잠몰식 펌프(7)에 고정되어 있고, 잠몰식 펌프(7)로부터 펌프 컬럼(10)을 향하여 연장되어 있다. 제1 전기 접점(21)은, 전동기(7a)에 접속된 리드선(57)에 전기적으로 접속되어 있다.
본 실시 형태에서는, 제2 전기 접점(22)과 제1 전기 접점(21)의 전기적 접속을 향상시키기 위해, 제2 전기 접점(22)은, 그 테이퍼면(84)에 장착된 멀티 콘택트(93)를 가져도 된다. 멀티 콘택트(93)는, 탄성을 가진 도전 구조체로 구성되어 있고, 제2 전기 접점(22)과 제1 전기 접점(21)의 전기적 접속을 확실하게 할 수 있다. 스프링(74)의 양단은, 제2 전기 접점(22) 및 지지 구조체(75)에 접촉하고 있고, 제2 전기 접점(22)을 제1 전기 접점(21)을 향하여 가압하고 있다. 또한, 스프링(74)이 있음으로써, 잠몰식 펌프(7)에 고정된 전기 접점 홀더(89)와 펌프 컬럼(10)에 고정된 베이스 브래킷(77)의 연직 방향의 위치 결정을 정확하게 행할 필요가 없어진다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 잠몰식 펌프(7)가 펌프 컬럼(10) 내의 소정의 운전 위치까지 하강되면, 제1 전기 접점(21)은, 제2 전기 접점(22)에 전기적으로 접촉한다. 보다 구체적으로는, 제1 전기 접점(21)의 역테이퍼면(85)은, 제2 전기 접점(22)의 테이퍼면(84)에 전기적으로 접촉한다. 본 실시 형태에서는, 제1 전기 접점(21)의 역테이퍼면(85)은, 멀티 콘택트(93)를 통하여 제2 전기 접점(22)의 테이퍼면(84)에 전기적으로 접촉한다. 일 실시 형태에서는, 멀티 콘택트(93)는 마련되지 않아도 된다.
제2 전기 접점(22)의 테이퍼면(84)은, 스프링(74)에 의해 제1 전기 접점(21)의 역테이퍼면(85)에 압박 접촉되므로, 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)의 접촉이 확보된다. 또한, 잠몰식 펌프(7)가 상하 방향으로 흔들렸을 때에도, 스프링(74)은 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)의 접촉을 유지할 수 있다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)이 전기적으로 접촉하고 있을 때, 제2 전기 접점(22)과 지지 구조체(75) 사이에는 수평 방향의 간극 G1이 있다. 이 간극 G1은, 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)이 지지 구조체(75)에 대하여 상대적으로 이동하는 것, 즉, 잠몰식 펌프(7)가 펌프 컬럼(10)에 대하여 상대적으로 이동하는 것을 허용한다. 따라서, 잠몰식 펌프(7)의 요동에 기인하는 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)에 대한 과대한 부하를 저감시킬 수 있다.
본 실시 형태에서는, 제2 전기 접점(22)과 지지 구조체(75) 사이의 간극 G1은, 도 11에 나타내는 각 위치 결정 기구(30)를 구성하는 가이드 레일(30A)과 가이드 팔로어(30B) 사이의 수평 방향의 간극보다 크다. 따라서, 잠몰식 펌프(7)의 요동에 기인하는 부하는, 가이드 레일(30A)과 가이드 팔로어(30B)에 의해 받아지고, 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)에는 가해지지 않는다. 결과적으로, 잠몰식 펌프(7)의 요동에 기인하는 제1 전기 접점(21)과 제2 전기 접점(22)에 대한 과대한 부하는 실질적으로 방지된다.
급전 장치(15)의 또 다른 실시 형태에 대하여 도 14 내지 도 17을 참조하여 설명한다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성 및 동작은, 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다.
급전 장치(15)는, 펌프 컬럼(10) 내에 배치된 복수의 도르래(96) 및 급전 커넥터(97)와, 급전 커넥터(97)에 전기적으로 접속된 급전 라인(99)을 더 구비하고 있다. 급전 라인(99)은, 펌프 컬럼(10)의 외부에서 내부로 연장되어 있다. 급전 라인(99)은, 덮개(14)를 관통하여 연장되어 있다. 일 실시 형태에서는, 급전 라인(99)은, 펌프 컬럼(10)의 측벽을 관통하여 연장되어도 된다.
전력 케이블(25)은, 무단 전력 케이블이다(이하, 무단 전력 케이블(25)이라고 칭함). 무단 전력 케이블(25)은, 복수의 도르래(96)에 의해 이동 가능하게 지지되어 있다. 제2 전기 접점(22)은, 무단 전력 케이블(25)에 연결된 복수의 전기 커넥터(100A, 100B)를 갖고 있다. 본 실시 형태에서는, 2개의 전기 커넥터(100A, 100B)가 무단 전력 케이블(25)에 연결되어 있다. 이들 전기 커넥터(100A, 100B)는, 무단 전력 케이블(25)과 함께 이동 가능하다. 3개 또는 그보다 많은 전기 커넥터가 무단 전력 케이블(25)에 연결되어도 된다.
무단 전력 케이블(25)의 전체, 및 복수의 전기 커넥터(100A, 100B)는, 펌프 컬럼(10) 내에 배치되어 있다. 복수의 전기 커넥터(100A, 100B) 중 하나인 전기 커넥터(100A)는, 제1 전기 접점(21)에 떼어내기 가능하게 연결되어 있다. 제1 전기 접점(21)은, 복수의 전기 커넥터(100A, 100B)의 각각에 전기적으로 연결 가능한 전기 커넥터이다. 복수의 전기 커넥터(100A, 100B) 중 다른 하나인 전기 커넥터(100B)는, 급전 커넥터(97)에 떼어내기 가능하게 연결되어 있다.
전력은, 급전 라인(99), 급전 커넥터(97), 전기 커넥터(100B), 전력 케이블(25), 전기 커넥터(100A), 및 제1 전기 접점(21)을 경유하여, 잠몰식 펌프(7)의 전동기(7a)에 공급된다.
잠몰식 펌프(7)를 펌프 컬럼(10)으로부터 빼낼 때는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 상부 덮개(14)를 떼고, 작업원은, 상측의 전기 커넥터(100B)와 급전 커넥터(97)를 분리한다. 이어서, 도 16에 나타내는 바와 같이, 승강 장치(도 4의 부호 31 참조)에 의해 잠몰식 펌프(7)를 펌프 컬럼(10) 내에서 끌어올려, 하측의 전기 커넥터(100A)와 제1 전기 접점(21)을, 펌프 컬럼(10)의 상부 개구의 근처에 위치시킨다. 잠몰식 펌프(7), 전기 커넥터(100A), 및 제1 전기 접점(21)의 상승에 수반하고, 전기 커넥터(100B)는 하방으로 이동한다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 작업원은, 하측의 전기 커넥터(100A)와 제1 전기 접점(21)을 분리한다. 그리고, 상기 승강 장치에 의해 잠몰식 펌프(7)를 펌프 컬럼(10)으로부터 빼낸다.
잠몰식 펌프(7)를 펌프 컬럼(10) 내에 반입할 때는, 상기 스텝이 반대의 순번으로 실행된다. 즉, 승강 장치(도 4의 부호 31 참조)에 의해 잠몰식 펌프(7)를 하강시켜, 잠몰식 펌프(7)와 제1 전기 접점(21)을, 펌프 컬럼(10)의 상부 개구의 근처에 위치시킨다. 작업원은, 전기 커넥터(100A)와 제1 전기 접점(21)을 접속한다. 이어서, 승강 장치에 의해 잠몰식 펌프(7)를 펌프 컬럼(10) 내에서 하강시키고, 잠몰식 펌프(7)를 소정의 운전 위치에 배치함과 함께, 전기 커넥터(100B)를, 펌프 컬럼(10)의 상부 개구의 근처까지 상승시킨다. 작업원은, 전기 커넥터(100B)와 급전 커넥터(97)를 접속한다. 이에 의해, 잠몰식 펌프(7), 전력 케이블(25), 및 급전 라인(99)이 전기적으로 접속된다.
급전 장치(15)의 또 다른 실시 형태에 대하여 도 18 내지 도 20을 참조하여 설명한다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성 및 동작은, 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 도 18은 급전 장치(15)의 또 다른 실시 형태를 구비한 펌프 시스템을 나타내는 도면이며, 도 19는 도 18에 나타내는 펌프 컬럼(10)의 측벽의 확대 단면도이며, 도 20은 도 18에 나타내는 펌프 컬럼(10)의 수평 단면도이다.
도 18에 나타내는 바와 같이, 펌프 컬럼(10) 내에 위치하는 전력 케이블(25)의 부분은, 펌프 컬럼(10)의 내면에 매설되어 있다. 보다 구체적으로는, 도 19 및 도 20에 나타내는 바와 같이, 각 전력 케이블(25)은, 펌프 컬럼(10)의 내면에 매설된 금속 배선(25A)과, 금속 배선(25A)에 전기적으로 접속된 급전 라인(25B)을 갖고 있다. 금속 배선(25A)은, 펌프 컬럼(10)의 내면에 형성된 배선 홈(도시하지 않음) 내에 매립되어 있다. 금속 배선(25A) 및 배선 홈은, 펌프 컬럼(10)을 따라 종방향으로 연장되어 있고, 금속 배선(25A)의 하단은, 제2 전기 접점(22)에 접속되어 있다. 금속 배선(25A)의 상단은, 급전 라인(25B)에 접속되어 있다. 급전 라인(25B)은, 펌프 컬럼(10)의 내부에서 외부로 연장되어, 도시하지 않은 전원에 전기적으로 접속되어 있다.
본 실시 형태에 따르면, 펌프 컬럼(10) 내를 연장되는 금속 배선(25A)이 펌프 컬럼(10) 내에 매설되어 있으므로, 전력 케이블(25)과, 펌프 컬럼(10) 또는 잠몰식 펌프(7)의 미끄럼 접촉에 기인하는 전력 케이블(25)의 손상을 방지할 수 있다.
급전 장치(15)의 또 다른 실시 형태에 대하여 도 21 내지 도 27을 참조하여 설명한다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성 및 동작은, 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 도 21은 급전 장치(15)의 또 다른 실시 형태를 구비한 펌프 시스템을 나타내는 도면이다. 도 21에서는, 급전 장치(15)의 설명을 위해, 잠몰식 펌프(7)는 점선으로 그려져 있다.
도 21에 나타내는 바와 같이, 급전 장치(15)는, 펌프 컬럼(10) 내에 분리 가능하게 배치된 현수 구조체(105)를 구비하고 있다. 이 현수 구조체(105)는, 펌프 컬럼(10)의 내면을 따라 종방향으로 연장되어 있고, 펌프 컬럼(10)의 상부로부터 하부까지 연장되어 있다. 현수 구조체(105)는, 펌프 컬럼(10)의 상부로부터 매달려 있다. 일 실시 형태에서는, 현수 구조체(105)는, 상부 덮개(14)로부터 매달려 있어도 된다. 제2 전기 접점(22)은, 현수 구조체(105)에 보유 지지되어 있다. 현수 구조체(105)는, 잠몰식 펌프(7)에 마련된 가이드 팔로어(후술함)가 걸림 결합되는 복수의 가이드 홈(107)을 갖고 있다.
도 22는 도 21에 나타내는 현수 구조체(105)의 일 실시 형태를 나타내는 정면도이며, 도 23은 도 21의 B-B선 단면도이며, 도 24는 도 21의 C-C선 단면도이다. 현수 구조체(105)는, 펌프 컬럼(10)을 따라 종방향으로 연장되는 종연신 구조체(111)와, 종연신 구조체(111)의 저부로부터 펌프 컬럼(10)의 반경 방향에 있어서 내측으로 돌출되는 전기 접점 홀더(112)를 갖고 있다. 제2 전기 접점(22)은, 전기 접점 홀더(112)에 보유 지지되어 있다.
본 실시 형태의 종연신 구조체(111) 및 전기 접점 홀더(112)는, 원호상의 수평 단면 형상을 갖고 있지만, 일 실시 형태에서는, 종연신 구조체(111) 및 전기 접점 홀더(112)는 다른 수평 단면 형상을 가져도 된다. 종연신 구조체(111)는, 종방향을 따라 복수의 분할체로 분할되어도 된다. 이들 분할체는, 볼트 및 너트의 조합 등의 체결구에 의해 분리 가능하게 연결된다.
전력 케이블(25)은, 현수 구조체(105)의 배면 측과, 펌프 컬럼(10)의 내면 사이의 간극을 연장되어 있다. 또한, 전력 케이블(25)은, 도 21에 나타내는 바와 같이, 상부 덮개(14)를 관통하여 상방으로 연장되어 있다. 일 실시 형태에서는, 도 18 내지 도 20을 참조하여 설명한 바와 같이, 전력 케이블(25)의 일부는, 현수 구조체(105)의 배면 측에 매설된 금속 배선으로 구성되어도 된다.
종연신 구조체(111)는, 그 하부에 통과 구멍(111a)을 갖고 있다. 전력 케이블(25)은, 현수 구조체(105)의 배면 측으로부터 통과 구멍(111a)을 통하여 현수 구조체(105)의 표면 측까지 연장되어, 제2 전기 접점(22)에 접속되어 있다. 종연신 구조체(111)는, 잠몰식 펌프(7)에 마련된 가이드 팔로어(후술함)가 걸림 결합되는 복수의 가이드 홈(107)을 갖고 있다. 이들 가이드 홈(107)은, 종방향으로 평행하게 연장되어 있고, 종연신 구조체(111)의 내면에 형성되어 있다. 제2 전기 접점(22)은, 도 8 내지 도 11을 참조하여 설명한 제2 전기 접점(22)과 동일한 구성을 가져도 된다.
도 25에 나타내는 바와 같이, 잠몰식 펌프(7)를 펌프 컬럼(10)으로부터 빼낸 후, 현수 구조체(105)를, 제2 전기 접점(22)과 함께, 펌프 컬럼(10)으로부터 빼낼 수 있다. 따라서, 제2 전기 접점(22)의 세정 또는 수리 또는 교환 등의 메인터넌스를 실행할 수 있다.
제2 전기 접점(22)의 메인터넌스 후에는, 현수 구조체(105)를 펌프 컬럼(10) 내에 배치하고, 또한 도 26에 나타내는 바와 같이, 잠몰식 펌프(7)를 펌프 컬럼(10) 내에서 하강시키고, 잠몰식 펌프(7)에 고정되어 있는 제1 전기 접점(21)을, 현수 구조체(105) 상의 제2 전기 접점(22)에 접촉시킨다. 이에 의해, 잠몰식 펌프(7)의 전동기(7a)와 전력 케이블(25)의 전기적 접속이 확립된다. 제1 전기 접점(21)은, 도 8 내지 도 11을 참조하여 설명한 제1 전기 접점(21)과 동일한 구성을 가져도 된다.
도 26에 나타내는 바와 같이, 잠몰식 펌프(7)는, 현수 구조체(105)의 내면에 형성되어 있는 상기 가이드 홈(107)(도 21, 도 24 참조)에 걸림 결합되는 복수의 가이드 팔로어(114)를 갖고 있다. 도 26에서는, 1개의 가이드 팔로어(114)만이 그려져 있지만, 복수의 가이드 홈(107)에 대응하여 복수의 가이드 팔로어(114)가 마련되어 있다. 이들 가이드 팔로어(114)는, 잠몰식 펌프(7)의 측면으로부터 돌출되어 있다.
도 27에 나타내는 바와 같이, 가이드 팔로어(114)는, 가이드 홈(107)에 걸림 결합되고, 이에 의해 현수 구조체(105) 및 제2 전기 접점(22)에 대한 잠몰식 펌프(7)의 상대적인 위치 결정이 달성된다. 일 실시 형태에서는, 가이드 홈(107) 대신에, 가이드 레일이 현수 구조체(105)의 내면(보다 구체적으로는, 종연신 구조체(111)의 내면)에 마련되어도 된다. 가이드 레일의 구체적 구성 예로서는, 도 11에 나타내는 가이드 레일(30A)을 들 수 있다. 가이드 팔로어(114)는, 가이드 레일에 걸림 결합되고, 이에 의해 현수 구조체(105) 및 제2 전기 접점(22)에 대한 잠몰식 펌프(7)의 상대적인 위치 결정이 달성된다.
급전 장치(15)의 또 다른 실시 형태에 대하여 도 28 및 도 29를 참조하여 설명한다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성 및 동작은, 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 도 28은 급전 장치(15)의 또 다른 실시 형태를 포함하는 펌프 시스템의 일 실시 형태를 나타내는 도면이며, 도 29는 도 28에 나타내는 펌프 시스템의 수평 단면도이다.
도 28에 있어서, 잠몰식 펌프(7)는, 펌프 컬럼(10)의 내부에 고정적으로 배치된, 제2 전기 접점으로서의 전극 레일(120)을 따라 승강된다. 전극 레일(120)의 상부는, 펌프 컬럼(10)을 가로지르는 빔(121)에 의해 지지되어 있고, 각 전극 레일(120)은, 펌프 컬럼(10)의 상부로부터 저부를 향하여 종방향으로 연신되어 있다. 전극 레일(120)은 도전성 재료로 구성되며, 전력 케이블(25)에 접속되어 있다. 전극 레일(120)은, 펌프 컬럼(10)의 외부의 전원(도시하지 않음)에 전력 케이블(25)을 통해 전기적으로 접속되어 있다.
전극 레일(120)과 접촉하는 잠몰식 펌프(7)의 제1 전기 접점(21)은, 도전체이다. 잠몰식 펌프(7)를 펌프 컬럼(10)의 저부에 설치했을 때, 제1 전기 접점(21)과, 제2 전기 접점인 전극 레일(120)은, 전기적으로 접속된다. 전극 레일(120)의 하부 이외의 부분은, 절연 재료로 피복되어도 된다. 제1 전기 접점(21)은, 제2 전기 접점인 전극 레일(120)과 걸림 결합된 상태에서, 전극 레일(120) 상을 이동 가능하게 구성된다.
도 29에 나타내는 바와 같이, 제1 전기 접점(21)과, 제2 전기 접점인 전극 레일(120)의 걸림 결합에 의해, 잠몰식 펌프(7)는 승강 시에 회전하거나 흔들리거나 하는 일 없이, 소정의 운전 위치에 잠몰식 펌프(7)를 적확하게 설치할 수 있음과 함께, 전력 공급을 확실하게 행할 수 있다. 또한, 잠몰식 펌프(7)에 전원 케이블을 접속한 채로 잠몰식 펌프(7)를 승강할 필요가 없어져, 전원 케이블의 권취기가 불필요하게 된다. 잠몰식 펌프(7)에 연결된 제1 전기 접점(21)은, 도시하지 않은 스프링 등으로 전극 레일(120)에 압박 접촉되게 되어 있고, 제1 전기 접점(21)이 마모된 경우에는, 제1 전기 접점(21)을 교환하는 것이 가능하다. 즉 제1 전기 접점(21)의 메인터넌스를 위해, 펌프 컬럼(10)의 저부에 작업원이 강하할 필요가 없다.
도 30은 급전 장치(15)의 또 다른 실시 형태를 포함하는 펌프 시스템의 일 실시 형태를 나타내는 도면이며, 도 31은 도 30에 나타내는 펌프 시스템의 수평 단면도이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은, 도 28 및 도 29를 참조하여 설명한 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서는, 펌프 컬럼(10)의 내경은, 잠몰식 펌프(7)의 외경보다 약간 크다. 따라서, 전극 레일(120)의 배치를 위해, 앞서 설명한 빔(121)을 사용하지 않고, 펌프 컬럼(10)의 내면에 모든 전극 레일(120)을 고정할 수 있다. 이 경우, 전극 레일(120)과 펌프 컬럼(10)의 외부의 전원의 접속을 위한 전력 케이블(25)은, 임의의 높이에서 펌프 컬럼(10)의 측벽을 통과하는 것이 가능하다.
도 32는 급전 장치(15)의 또 다른 실시 형태를 포함하는 펌프 시스템의 일 실시 형태를 나타내는 도면이며, 도 33은 도 32에 나타내는 펌프 시스템의 수평 단면도이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은, 도 30 및 도 31을 참조하여 설명한 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다.
본 실시 형태의 급전 장치(15)는, 잠몰식 펌프(7)의 주위 방향의 이동을 구속하는 위치 결정 기구(30)와, 잠몰식 펌프(7)에 고정된 제1 전기 접점(21)과, 펌프 컬럼(10)의 내면에 매설된 제2 전기 접점으로서의 전극 바(123)를 구비하고 있다. 도 33에 나타내는 바와 같이, 위치 결정 기구(30)는, 펌프 컬럼(10)에 고정된 가이드 레일(30A)과, 잠몰식 펌프(7)에 고정된 가이드 팔로어(30B)를 갖는다. 위치 결정 기구(30)의 상세한 구성은, 상술한 실시 형태의 그것과 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다.
제2 전기 접점으로서의 전극 바(123)는, 펌프 컬럼(10)의 내면에 매설된 금속으로 구성되며, 펌프 컬럼(10)의 길이 방향을 따라 종방향으로 연장되어 있다. 전극 바(123)는, 펌프 컬럼(10)의 내면에 위치하는 노출면을 갖고 있다. 전극 바(123)의 노출면과, 펌프 컬럼(10)의 내면 사이에는 단차는 없고, 전극 바(123)의 노출면과 펌프 컬럼(10)의 내면은 매끄러운 곡면을 형성하고 있다. 이러한 구성에 의해, 전극 바(123)의 주변에 공기가 정체하거나 고이거나 하지 않고, 공기와 액체 수소 등의 액화 가스가 전극 바(123)의 근방에서 반응하는 것을 방지할 수 있다.
전극 바(123)는, 가이드 레일(30A)과 동일하게 펌프 컬럼(10)의 상부로부터 하부까지 연신되어도 되고, 펌프 컬럼(10)의 저부에 설치되었을 때의 잠몰식 펌프(7)와 동일한 높이에 배치해도 된다. 전극 바(123)와 펌프 컬럼(10)의 외부의 전원의 접속을 위한 전력 케이블(25)은, 펌프 컬럼(10)의 측벽을 통하여 연장되어 있다.
도 34는 급전 장치(15)의 또 다른 실시 형태를 포함하는 펌프 시스템의 일 실시 형태를 나타내는 도면이며, 도 35는 도 34에 나타내는 펌프 시스템의 수평 단면도이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은, 도 32 및 도 33을 참조하여 설명한 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다.
본 실시 형태의 급전 장치(15)는, 잠몰식 펌프(7)의 주위 방향의 이동을 구속하는 위치 결정 기구(30)와, 잠몰식 펌프(7)에 고정된 제1 전기 접점(21)과, 펌프 컬럼(10)의 내면에 고정된 제2 전기 접점(22)을 구비하고 있다. 위치 결정 기구(30)는, 펌프 컬럼(10)에 고정된 가이드 레일(30A)과, 잠몰식 펌프(7)에 고정된 가이드 팔로어(30B)를 갖는다. 위치 결정 기구(30)의 상세한 구성은, 상술한 실시 형태의 그것과 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다.
제1 전기 접점(21)은, 잠몰식 펌프(7)의 측면에 고정되어 있고, 비스듬히 아래를 향하고 있다. 제2 전기 접점(22)은, 펌프 컬럼(10)의 내면으로부터 직경 방향 내측으로 돌출되는 받침대(130)의 경사 상면에 고정되어 있다. 제2 전기 접점(22)은, 비스듬히 위를 향하고 있다. 제1 전기 접점(21)의 접촉면과, 제2 전기 접점(22)의 접촉면은 경사져 있다. 이러한 구성에 의해, 제1 전기 접점(21) 및 제2 전기 접점(22)의 주변에 공기가 정체하거나 고이거나 하지 않고, 공기와 액체 수소 등의 액화 가스가 제1 전기 접점(21) 및 제2 전기 접점(22)의 근방에서 반응하는 것을 방지할 수 있다.
제2 전기 접점(22)은, 전력 케이블(25)에 접속되어 있다. 전력 케이블(25)은, 펌프 컬럼(10)의 측벽을 관통하여 연장되어, 도시하지 않은 전원에 접속되어 있다. 도 36에 나타내는 바와 같이, 잠몰식 펌프(7)를 승강 장치(도 4의 부호 31 참조)에 의해 펌프 컬럼(10) 내를 하강시켜, 제1 전기 접점(21)을 제2 전기 접점(22)에 접촉시킨다. 이에 의해, 잠몰식 펌프(7)의 전동기(7a)와 전력 케이블(25)의 전기적 접속이 확립된다.
상술한 실시 형태는, 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있을 것을 목적으로 하여 기재된 것이다. 상기 실시 형태의 다양한 변형예는, 당업자라면 당연히 이룰 수 있는 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 다른 실시 형태에도 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 기재된 실시 형태에 한정되지는 않고, 특허 청구 범위에 의해 정의되는 기술적 사상에 따른 가장 넓은 범위로 해석되는 것이다.
본 발명은 액화 암모니아나 액화 천연가스(LNG)나 액체 수소 등의 액화 가스를 이송하기 위한 잠몰식 펌프에 전력을 공급하기 위한 급전 장치 및 급전 방법에 이용 가능하다.
1: 액화 가스 탱크 설비
3: 액화 가스 저류조
5: 펌프 시스템
6: 흡입 밸브
7: 잠몰식 펌프
7a: 전동기
10: 펌프 컬럼
12: 퍼지 가스 도입 포트
13: 액화 가스 배출 포트
14: 상부 덮개
15: 급전 장치
17: 현수 케이블
21: 제1 전기 접점
21a: 제1 접촉면
22: 제2 전기 접점
22a: 제2 접촉면
25: 전력 케이블
25A: 금속 배선
25B: 급전 라인
30: 위치 결정 기구
30A: 가이드 레일
30B: 가이드 팔로어
41: 제1 접점 조립체
42: 제2 접점 조립체
44: 스프링
45: 지지 구조체
47: 베이스 브래킷
48: 절연체
48a: 통과 구멍
50: 플랜지
54: 테이퍼면
55: 역테이퍼면
57: 리드선
59: 전기 접점 홀더
60: 도전체
63: 멀티 콘택트
74: 스프링
75: 지지 구조체
77: 베이스 브래킷
78: 절연체
78a: 통과 구멍
84: 테이퍼면
85: 역테이퍼면
89: 전기 접점 홀더
93: 멀티 콘택트
96: 도르래
97: 급전 커넥터
99: 급전 라인
100A, 100B: 전기 커넥터
105: 현수 구조체
107: 가이드 홈
111: 종연신 구조체
111a: 통과 구멍
112: 전기 접점 홀더
114: 가이드 팔로어
120: 전극 레일
121: 빔
123: 전극 바
130: 받침대

Claims (27)

  1. 액화 가스를 이송하기 위해 사용되는 잠몰식 펌프에 전력을 공급하기 위한 급전 장치이며,
    상기 잠몰식 펌프에 고정되고, 또한 상기 잠몰식 펌프의 전동기에 전기적으로 접속된 제1 전기 접점과,
    상기 제1 전기 접점에 접촉하는 제2 전기 접점과,
    상기 제2 전기 접점에 전기적으로 접속된 전력 케이블을 구비하고,
    상기 제2 전기 접점의 적어도 일부는, 상기 잠몰식 펌프가 수용되는 펌프 컬럼 내에 배치되어 있는, 급전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전기 접점 및 상기 제2 전기 접점은, 서로 접촉하면서, 상기 펌프 컬럼의 길이 방향에 있어서 서로 상대적으로 이동 가능한, 급전 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전기 접점의 전체는 상기 펌프 컬럼 내에 배치되어 있고, 상기 전력 케이블의 적어도 일부는 상기 펌프 컬럼 내에 배치되어 있는, 급전 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전기 접점의 일부는 상기 펌프 컬럼 외에 배치되어 있고, 상기 전력 케이블의 전체는 상기 펌프 컬럼 외에 배치되어 있는, 급전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 잠몰식 펌프의 주위 방향에 있어서의 상기 제1 전기 접점과 상기 제2 전기 접점의 상대 위치를 정하는 위치 결정 기구를 더 구비하고 있는, 급전 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전력 케이블은, 상기 펌프 컬럼의 내면 또는 외면에 고정되어 있는, 급전 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전력 케이블은, 상기 액화 가스의 비점 이하의 저온에 대한 구조적 내성을 갖고 있는, 급전 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 급전 장치는,
    상기 제1 전기 접점을 상기 제2 전기 접점에 압박 접촉시키는 스프링과,
    상기 제1 전기 접점을 이동 가능하게 지지하는 지지 구조체를 더 구비하고,
    상기 제1 전기 접점과 상기 지지 구조체 사이에는, 수평 방향의 간극이 있는, 급전 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 전기 접점은, 테이퍼면을 갖고,
    상기 제2 전기 접점은, 상기 테이퍼면에 적합한 형상의 역테이퍼면을 갖는, 급전 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 급전 장치는, 상기 잠몰식 펌프의 주위 방향에 있어서의 상기 제1 전기 접점과 상기 제2 전기 접점의 상대 위치를 정하는 위치 결정 기구를 더 구비하고 있고,
    상기 위치 결정 기구는, 가이드 레일과 가이드 팔로어의 조합을 갖고 있고,
    상기 제1 전기 접점과 상기 지지 구조체 사이의 상기 수평 방향의 간극은, 상기 가이드 레일과 상기 가이드 팔로어 사이의 수평 방향의 간극보다 큰, 급전 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 급전 장치는,
    상기 제2 전기 접점을 상기 제1 전기 접점에 압박 접촉시키는 스프링과,
    상기 제2 전기 접점을 이동 가능하게 지지하는 지지 구조체를 더 구비하고,
    상기 제2 전기 접점과 상기 지지 구조체 사이에는, 수평 방향의 간극이 있는, 급전 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 전기 접점은, 테이퍼면을 갖고,
    상기 제1 전기 접점은, 상기 테이퍼면에 적합한 형상의 역테이퍼면을 갖는, 급전 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 급전 장치는, 상기 잠몰식 펌프의 주위 방향에 있어서의 상기 제1 전기 접점과 상기 제2 전기 접점의 상대 위치를 정하는 위치 결정 기구를 더 구비하고 있고,
    상기 위치 결정 기구는, 가이드 레일과 가이드 팔로어의 조합을 갖고 있고,
    상기 제2 전기 접점과 상기 지지 구조체 사이의 상기 수평 방향의 간극은, 상기 가이드 레일과 상기 가이드 팔로어 사이의 수평 방향의 간극보다 큰, 급전 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 급전 장치는,
    상기 펌프 컬럼 내에 배치된 복수의 도르래 및 급전 커넥터와,
    상기 급전 커넥터에 전기적으로 접속된 급전 라인을 더 구비하고 있고,
    상기 전력 케이블은, 무단 전력 케이블이며,
    상기 무단 전력 케이블은, 상기 복수의 도르래에 의해 이동 가능하게 지지되어 있고,
    상기 제2 전기 접점은, 상기 무단 전력 케이블에 연결된 복수의 전기 커넥터를 갖고,
    상기 복수의 전기 커넥터 중 하나는, 상기 제1 전기 접점에 떼어내기 가능하게 연결되고,
    상기 복수의 전기 커넥터 중 다른 하나는, 상기 급전 커넥터에 떼어내기 가능하게 연결되어 있는, 급전 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 전력 케이블은, 상기 펌프 컬럼의 내면에 매설된 금속 배선과, 상기 금속 배선에 전기적으로 접속된 급전 라인을 구비하고 있는, 급전 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 급전 장치는, 상기 펌프 컬럼의 내면을 따라 종방향으로 연장되는 현수 구조체를 더 구비하고 있고,
    상기 현수 구조체는, 상기 펌프 컬럼 내에 떼어내기 가능하게 배치되어 있고,
    상기 제2 전기 접점은, 상기 현수 구조체에 보유 지지되어 있는, 급전 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 현수 구조체는, 상기 펌프 컬럼의 상부로부터 하부까지 연장되어 있는, 급전 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 현수 구조체는, 상기 잠몰식 펌프에 마련된 가이드 팔로어가 걸림 결합되는 가이드 홈 또는 가이드 레일을 갖고 있는, 급전 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전기 접점은, 상기 펌프 컬럼의 상부에서 하부까지 종방향으로 연장되는 전극 레일인, 급전 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 전기 접점은, 상기 전극 레일에 걸림 결합되면서, 상기 전극 레일 상을 이동 가능하게 구성되어 있는, 급전 장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전기 접점은, 상기 펌프 컬럼의 내면에 매설된 전극 바인, 급전 장치.
  22. 액화 가스를 이송하기 위한 잠몰식 펌프와,
    상기 잠몰식 펌프가 내부에 수용된 펌프 컬럼과,
    제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 기재된 급전 장치를 구비하고 있는, 펌프 시스템.
  23. 액화 가스를 저류하기 위한 액화 가스 저류조와,
    상기 액화 가스 저류조 내에 배치된 펌프 컬럼과,
    상기 펌프 컬럼 내에 배치되어, 상기 액화 가스를 이송하기 위한 잠몰식 펌프와,
    제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 기재된 급전 장치를 구비하고 있는, 액화 가스 탱크 설비.
  24. 액화 가스를 이송하기 위해 사용되는 잠몰식 펌프에 전력을 공급하기 위한 급전 방법이며,
    승강 장치에 의해 상기 잠몰식 펌프를 펌프 컬럼 내에서 하강시키고,
    상기 잠몰식 펌프에 고정되고, 또한 상기 잠몰식 펌프의 전동기에 전기적으로 접속된 제1 전기 접점을, 상기 펌프 컬럼 내에 적어도 일부가 배치되어 있는 제2 전기 접점에 접촉시키고,
    상기 제2 전기 접점에 전기적으로 접속된 전력 케이블로부터 상기 제2 전기 접점 및 상기 제1 전기 접점을 경유하여 상기 전동기에 전력을 공급하는, 급전 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 잠몰식 펌프가 상기 펌프 컬럼 내의 운전 위치까지 하강되었을 때, 상기 제1 전기 접점은 상기 제2 전기 접점에 접촉하는, 급전 방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 승강 장치에 의해 상기 잠몰식 펌프를 상기 운전 위치로부터 끌어올렸을 때, 상기 제1 전기 접점은 상기 제2 전기 접점으로부터 분리되는, 급전 방법.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 액화 가스는 전기 절연성을 갖고 있는, 급전 방법.
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