KR101007700B1

KR101007700B1 - 유체 저장용 화물창

Info

Publication number: KR101007700B1
Application number: KR1020080095270A
Authority: KR
Inventors: 변철욱; 안만희; 박태근
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2011-01-13
Also published as: KR20100035892A

Abstract

유체 저장용 화물창이 개시된다. 유체저장탱크, 화물창의 일 측면벽에 수평 방향으로 고정설치되는 프레임, 프레임의 양단에 각각 결합되며, 일 측벽면에 이웃한 두 측벽면에 각각 밀착되는 고정부 및 고정부를 일 측면벽에 이웃한 두 측면벽에 각각 밀착시키기 위하여 고정부를 가압하도록 프레임의 양 단부측에 각각 설치된 가압장치를 포함하는 유체 저장용 화물창은 화물창의 벽면에 추가적인 가공 없이, 슬로싱 저감장치의 고정을 견고하게 할 수 있어, 슬로싱에 의한 충격을 효과적으로 분산, 완화시킬 수 있다.

LNG선, 화물창(Cargo Containment), 슬로싱

Description

유체 저장용 화물창{Cargo Containment for liquid}

본 발명은 선박의 화물창에서 발생하는 슬로싱을 감소시키기 위한 슬로싱 저감장치를 구비한 유체 저장용 화물창에 관한 것이다.

LNG 운반선은 화물창(Cargo Containment)을 어떤 형식으로 만드냐에 따라 여러 종류로 나뉘며, 크게 독립된 탱크를 갖춘 타입과 배안에 멤브레인 화물창을 만든 타입으로 분류된다. 독립탱크형은 다시 모스(MOSS)형과 S.P.B.형, 멤브레인형은 Gaz Transport(GT, NO96)형과 Technigaz(TGZ, Mark III)형으로 구분된다.

독립탱크형은 화물탱크와 이를 지지하는 부분, 배 몸체인 선각이 서로 독립적이다. 탱크 자체만으로도 충분한 강도를 갖고 있어 외부 충격에 강하다. 따라서 충돌과 좌초로 인한 손상확률이 다른 형식보다 낮다. 구조용 재질은 AL 5083-0이나 9%니켈강이 쓰인다. 2차 방벽부분도 1차 방벽(탱크 구조재)과 같은 재료를 사용한다.

멤브레인형은 독립탱크형과 달리 화물탱크는 하중을 받지 않고 단순히 화물 을 담는 역할만 한다. 따라서 하중은 선각 구조가 맡게 된다. 화물창 안쪽에 보온재 및 얇은 금속재인 멤브레인을 부착해 두 겹으로 만드는 이중구조 형태를 갖추고 있다. 독립탱크형에 비해 가격이 싸고, 설계의 변형이 자유로운 장점이 있다. 도 1은 멤브레인형 화물창의 단면사시도로서, 펌프타워(4)가 내부에 위치하며, 벽면에 격자형 멤브레인(1)이 형성되어 있고, 바깥쪽으로 보온재(2) 및 외피구조(3)의 층상 구조로 되어 있다.

현재 운항되고 있는 LNG 운반선의 52%는 MOSS 구형탱크로 초기에는 안전성 측면에서 구형탱크를 선호하였으나 최근에는 멤브레인을 선호하는 추세로 전세가 역전되었으며 향후 멤브레인 시스템이 우위를 점할 것으로 예측된다.

LNG운반선의 화물창 시스템은 극저온의 LNG를 안전한 상태로 수송할 수 있도록 설계되어야 하기 때문에 수밀, 방열 등의 여러 가지 측면에서 안전성이 요구되는데 특히 LNG운반선의 화물창 시스템 개발에 있어 가장 중요한 기술적 사항중의 하나는 탱크내 슬로싱 현상이다.

슬로싱 현상은 선박이 다양한 해상 상태에서 운동을 하게 될 때 화물창내 LNG가 심하게 움직이며 화물창내의 벽면에 심한 충격을 주는 현상을 말한다. 이러한 슬로싱 현상은 선박의 운항중에 필연적으로 발생하며, 특히 멤브레인형 LNG운반선의 경우에는 구조 특성상 내부재(Internal Structural Members)가 없기 때문에 슬로싱 문제에 보다 취약할 수밖에 없다. 이러한 슬로싱 문제를 해결하기 위해서는 정확하고 합리적인 방법으로 슬로싱 발생 가능성 및 슬로싱에 의한 하중을 예측하는 기술이 필수적이며 아울러 화물창내의 슬로싱을 저감시킬 수 있는 디자인으로 설계하여야 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 화물창의 벽면에 설치하여 선박의 운행에 따른 슬로싱을 감소 시킬 수 있는 슬로싱 저감장치를 구비한 유체 저장용 화물창을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 유체저장탱크, 유체저장탱크의 일 측면벽에 수평 방향으로 고정설치되는 프레임, 프레임의 양단에 각각 결합되며, 일 측벽면에 이웃한 두 측벽면에 각각 밀착되는 고정부 및 고정부를 일 측면벽에 이웃한 두 측면벽에 각각 밀착시키기 위하여 고정부를 가압하도록 프레임의 양 단부측 또는 일 단부측에 설치된 가압장치를 포함하는 유체 저장용 화물창이 제공된다.

이때, 고정부는 유체저장탱크 내부 측면벽에 형성된 격자 사이에 맞춤결합 가능한 육면체 형상일 수 있고, 고정부는 탄성재질로 이루어질 수 있다.

프레임의 하부는 프레임이 설치된 측면벽으로부터 유체저장탱크의 내측방향으로 위로 볼록한 곡면형상일 수 있으며, 프레임은 내부에 중공이 형성되어 있으며, 프레임의 표면에는 중공과 연결되는 홀이 형성되어 있을 수 있다.

가압장치는 랙 앤드 피니언 기어를 이용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 화물창의 벽면에 추가적인 가공 없이, 슬로싱 저감장치의 고정을 견고하게 할 수 있어, 슬로싱에 의한 충격을 효과적으로 분산, 완화시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱(SLOSHING) 저감장치(20)와 유체저장탱크의 결합을 나타낸 투시도이다.

슬로싱 저감장치(20)는 수평방향으로 긴 프레임(21)과, 프레임(21)의 양 단에 위치하는 고정부(29) 그리고, 고정부(29)를 가압하도록 프레임(21)의 양 단부측에 각각 설치된 가압장치(25)로 구성된다.

이하 슬로싱 저감장치(20)가 설치되는 벽면이 제1 측벽면(10), 그 제 1 측벽면(10)에 이웃하는 두 측벽면이 제2 측벽면(11,12)으로 규정하여 설명한다. 이때, 이며, 제1 측벽면(10) 및 제2 측벽면(11,12)은 슬로싱 저감장치(20)가 설치되는 벽면이 달라지면 그에 따라 달라질 수 있다. 또한, 도면상에는 일면에만 설치된 슬로싱 저감장치(20)만 도시하였으나, 4개의 벽면 전부에 형성할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 측벽면(10)에 수평방향으로 긴 프레임이 결합한다. 프레임의 양단에 형성된 고정부(29)는 제1 측벽면(10)에 이웃한 두 측벽면인 제2 측벽면(11.12)에 밀착된다. 가압장치를 이용해 고정부(29)를 제2 측벽면(11,12) 방향으로 압착할 수 있다.

도 3은 유체 저장용 화물창의 슬로싱 저감장치(20)의 일 실시예를 나타낸 부분 확대도로서, 이하에서는 도 3을 참조하여 유체 저장용 화물창의 슬로싱 저감장치(20)의 각 구성요소의 형상과 기능에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다.

프레임(21)은 슬로싱 저감장치(20)의 가장 기본이 되는 부재로 유체의 슬로싱(SLOSHING)을 차단하는 방지턱 역할을 하며, 도 3에 도시된 바와 같이 유체의 슬로싱을 방지할 수 있도록 폭이 넓은 플레이트 형상일 수 있다. 프레임(21)이 결합되는 제1 측벽면(10)의 수평길이에 상응하는 것이 바람직 하다.

슬로싱 저감장치(20)의 프레임(21)은 제1 측벽면(10)에 용접 또는 볼트 등을 이용해서 결합될 수 있다. 다만, 유체저장탱크의 내벽은 그 두께가 얇아 용접을 하거나 볼트로 체결하는 등의 방법으로 고정하더라도, 슬로싱에 의한 힘에 대해 저항하지 못하고 제1 측벽면 및 슬로싱 저감장치(20)가 파손 될 우려가 있다.

본 실시예에서는 유체저장탱크의 벽면에 손상을 주지 아니하고, 슬로싱 저감장치(20)의 설치를 더욱 견고하게 할 수 있는 구조를 제시한다. 이를 위해 고정부(29)가 프레임(21)의 양단에 형성되며, 고정부(29)에 압력을 가해 제2 측벽면(11,12)과 밀착시키는 방법으로 슬로싱 저감장치(20)의 고정을 견고하게 할 수 있다.

고정부(29)가 고무와 같은 탄성 재질이고, 마찰력이 큰 재질로 이루어지는 경우에는 고정부(29)와 제2 측벽면(11,12)의 밀착력을 향상시킬 수 있다. 특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 측벽면에 사각형상 격자가 형성된 유체저장탱크의 경우는 고정부(29)의 형상을 격자와 형상 맞춤결합 가능한 육면체 형상으로 디자인한다면, 슬로싱 저감장치(20)의 고정이 더욱 견고하게 될 수 있다

프레임(21)의 단부측에 설치된 가압장치(25)는 고정부(29)를 제2 측벽면(11,12)에 밀착시키기 위하여 고정부(29)에 압력을 가할 수 있다. 가압장치(25)는 고정부(29)가 형성된 프레임(21)의 양 단부측에 각각 설치 될 수도 있고, 일 단부측에만 형성되더라도, 작용반작용에 의해 타측의 고정부에까지 압력을 가할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 측면에 따른 유체 저장용 화물창의 슬로싱 저감장치(20)의 가압장치(25)의 일 실시예를 나타낸 투시도로써, 랙 앤드 피니언(RACK-pinion)장치가 도시되어 있다. 랙 앤드 피니언(RACK-pinion)장치는 회전운동을 길이 방향의 이동으로 변환시키는 기어이다. 본 실시예에서는 프레임은 피니언(26)이 고정된 제1 프레임(23)과 랙(27)이 고정된 제2 프레임(24)으로 나누어지며, 피니언(26)을 회전시키면 피니언(26)에 형성되어 있는 톱니바퀴와 맞물릴 수 있는 홈이 형성된 랙(27)이 이동하며 제2 프레임(24)을 움직인다. 가압장치(25)는 랙 앤드 피니언 장치에 국한되지는 아니한다.

도 5는 본 발명의 유체 저장용 화물창의 슬로싱 저감장치(30)의 다른 실시예를 나타낸 부분 확대도로서, 하부에 프레임이 설치된 제1 측벽면(10)으로부터 유체저장탱크의 내측방향으로 위로 볼록한 곡면이 형성된 형상의 프레임(31)이 도시되 어 있다. 이러한 곡면이 형성된 프레임(31)을 이용하면 유체의 흐름을 거스르지 아니하면서 슬로싱을 억제할 수 있어 슬로싱에 의한 힘이 효과적으로 분산될 수 있다.

또한, 슬로싱 저감장치(30)의 부피만큼 유체저장탱크(5)의 저장공간이 줄어드는 것을 방지하기 위해 도 5에 도시된 바와 같이 프레임(31)의 내부에 중공을 형성하고, 중공과 연결되는 복수의 홀을 형성할 수 있다.

도 6는 본 발명의 일 측면에 따른 슬로싱 저감장치(30)를 구비한 유체저장탱크(5)에 유체가 채워진 것을 나타낸 단면도이다. 슬로싱 저감장치(30)를 제1 측벽면에 복수개 형성할 수 있으며, 하부에 형성된 슬로싱 저감장치(30)의 위치보다 위에까지 유체를 채워야 하는 경우에 도 5에 도시된 슬로싱 저감장치(30)의 프레임(31)을 이용하면 유체가 프레임(31)의 중공으로 들어갈 수 있어 유체저장탱크(5)의 저장능력을 감소시키지 아니하면서, 슬로싱을 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 저감장치에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

도 1은 멤브레인형 화물창의 단면투시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 저감장치가 설치된 유체 저장용 화물창의 내부를 나타낸 투시도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 저장용 화물창의 슬로싱 저감장치를 나타낸 부분 확대도.

도 4는 도 3에 도시된 슬로싱 저감장치에 설치되는 가압장치의 일 실시예를 나타낸 투시도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 저장용 화물창의 슬로싱 저감장치를 나타낸 부분 확대도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 저장용 화물창에 유체가 채워진 상태를 나탄낸 단면도.

-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-

5: 유체저장탱크

10: 제1 측벽면 11,12: 제2 측벽면

20,30: 슬로싱 저감장치 21, 31: 프레임

23: 제1 프레임 24: 제2 프레임

25: 가압장치 26: 피니언(pinion)

27: 랙(Rack) 29: 고정부

Claims

유체저장탱크;

상기 유체저장탱크의 일 측면벽에 수평 방향으로 고정설치되는 프레임;

상기 프레임의 양단에 각각 결합되며, 상기 일 측벽면에 이웃한 두 측벽면에 각각 밀착되는 고정부; 및

상기 고정부를 상기 일 측면벽에 이웃한 두 측면벽에 각각 밀착시키기 위하여 상기 고정부를 가압하도록 상기 프레임의 양 단부측 또는 일 단부측에 설치된 가압장치를 포함하는 유체 저장용 화물창.
제 1항에 있어서,

상기 고정부는 상기 유체저장탱크 내부 측면벽에 형성된 격자 사이에 맞춤결합 가능한 육면체 형상인 것을 특징으로 하는 유체 저장용 화물창.
제 1항에 있어서,

상기 고정부는 탄성재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유체 저장용 화물창.
제1항에 있어서,

상기 가압장치는 랙 앤드 피니언 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 저장용 화물창.
제1항에 있어서,

상기 프레임의 하부는

상기 프레임이 설치된 측면벽으로부터 상기 유체저장탱크의 내측방향으로 위로 볼록한 곡면형상인 것을 특징으로 하는 유체 저장용 화물창.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 프레임은 내부에 중공이 형성되어 있으며,

상기 프레임의 표면에는 상기 중공과 연결되는 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 저장용 화물창.