KR101215629B1 - 액화천연가스 화물창의 코너 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 관한 것으로서, 화물창의 코너부를 이루는 본체와, 본체의 내측면에 일체를 이루도록 마련되며, 곡률을 가지도록 형성됨으로써 본체의 응력 집중을 감소시키는 응력분산부를 포함한다. 따라서, 본 발명은 액화천연가스 화물창의 코너부를 라운드 형태의 곡률을 가지도록 일체형으로 제작함으로써 헐(hull)의 변형 및 열 변형 등에 따른 응력 집중을 방지하고, 이로 인해 2차 방벽의 파괴 가능성을 제거하며, 2차 방벽을 곡률 형태로 제작할 수 있도록 함으로써 2차 방벽의 시공성을 크게 향상시키고, 하드 우드 키 및 합판 등의 사용이 불필요하므로 응력 감소 및 2차 방벽의 신뢰성 향상에 따라 1차 방벽의 두께를 감소시킬 수 있으며, 기존의 화물창 코너부에 비하여 무게를 크게 감소시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.
액화천연가스, 화물창, 코너부, 본체, 응력분산부, 1차 방벽, 2차 방벽

Description

액화천연가스 화물창의 코너 패널{INSULATION PANEL FOR CORNER AREA OF LNG CARGO CONTAINMENT SYSTEM}
본 발명은 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 관한 것이다.
일반적으로, 액화천연가스(LNG)는 메탄(Methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 -162℃로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말한다.
이러한 액화천연가스가 에너지 자원으로 사용됨에 따라 이 가스를 에너지로 이용하기 위해서 생산기지로부터 수요지의 인수지까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운송 방안이 검토되어 왔으며, 이러한 노력의 일환으로 대량의 액화천연가스를 해상으로 수송할 수 있는 액화천연가스 운반선이 개발되었다.
그런데, 액화천연가스 운반선에는 초저온상태로 액화시킨 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있는 화물창(Cargo)이 구비되어 있어야 하는데, 이러한 화물창에 요구되는 조건이 매우 까다로워 많은 어려움이 있었다.
즉, 액화천연가스는 대기압 보다 높은 증기압을 가지며, 대략 -162℃ 정도의 비등 온도를 갖기 때문에, 이러한 액화천연가스를 안전하게 보관하고 저장하기 위 해서는 이를 저장하는 화물창은 초저온에 견딜 수 있는 재료, 예를 들면 알루미늄강, 스테인리스강, 35% 니켈강 등으로 제작되어야 하며, 기타 열응력 및 열수축에 강하고, 열침입을 막을 수 있는 독특한 인슐레이션 구조로 설계되어야 했다.
종래의 액화천연가스 운반선의 화물창 인슐레이션 구조를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 액화천연가스 운반선의 화물창 인슐레이션 구조를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 액화천연가스 운반선의 선체(1) 내측면에 에폭시 매스틱(13: Epoxy mastic)과 스터드 볼트(14: Stud bolt)에 의해 하부 인슐레이션 패널(10: Bottom insulation panel)이 고정판(10a)을 매개로 하여 부착 고정된다.
이 때, 하부 인슐레이션 패널(10)과 상부 인슐레이션 패널(20: Top insulation panel)의 사이에는 리지드 트리플렉스(22: Rigid triplex)가 개재되어 접착되어 있다. 한편, 하부 인슐레이션 패널(10)을 화물창 벽에 부착시킬 때에는 글라스 울(Glass wool) 재질의 플랫 조인트(18: Flat joint)가 서로 간에 형성되는 갭(40)에 삽입될 수 있도록 하부 인슐레이션 패널(10)이 간극을 가지도록 한다.
그런 다음, 상부 인슐레이션 패널(20) 사이에 탑 브리지 패널(28: Top bridge panel)을 부착시키는데, 이 때 기존에 부착되어 있는 리지드 트리플렉스(22)상에 에폭시 글루(24)로 하여 서플 트리플렉스(26: Supple triplex)를 부착시키고, 그 위에 에폭시 글루(24)를 이용하여 탑 브리지 패널(28)을 부착시킨다.
그리고, 상부 인슐레이션 패널(20)과 탑 브리지 패널(28)의 상부는 동일 평 면을 갖게 되고, 이러한 동일 평면상에 코러게이티드 멤브레인(30: Corrugated membrane)이 앵커 스트립(32)을 매개로 부착되어 화물창 벽면이 완성된다.
여기서, 액화천연가스 운반선의 선체(1) 내측면과 하부 인슐레이션 패널(10)의 조립 방법을 좀 더 살펴보면, 선체(1)의 내벽에 저항 용접에 의해 스터드 볼트(14)를 부착하고, 하부 인슐레이션 패널(10)에는 스터드 볼트(14)가 삽입될 수 있는 홀을 미리 형성시킨다. 따라서, 스터드 볼트(14)에 너트(14a)를 체결하고, 하부 인슐레이션 패널(10)에 형성된 홀에 원기둥 형태의 폼 플러그(15)를 삽입함으로써 조립이 완성된다.
그리고, 종래의 기술에 따른 액화천연가스 운반선의 화물창 구조에서 코너부의 경우, 평판부와 달리 강건하게 제작할 필요성이 있는데, 이러한 액화천연가스 운반선의 화물창 코너부 구조를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 종래의 일 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 화물창 인슐레이션 코너부 구조를 도시한 단면도로서, 미국등록특허 제6,035,795호이다.
도시된 바와 같이, 2개의 인슐레이팅 재질의 시트(51)가 교차하며 화물창의 코너부를 이루고, 이러한 시트(51)의 교차하는 부위에서 화물창 내부를 향하는 내측에 인슐레이팅 시트(insulating sheet; 52)가 설치되되, 이러한 인슐레이팅 시트(52)는 2개의 우든 보드(wooden boards; 53) 사이에 접착된다. 따라서, 헐(hull)의 변형 및 극저온 LNG로 인한 열변형 등에 따른 2차 방벽의 파손을 방지하기 위하여 평판부와 달리 코너부에 합판인 우든 보드(53)가 이용된다.
도 3은 종래의 다른 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 화물창 인슐레이 션 코너부 구조를 도시한 단면도로서, 미국등록특허 제6,378,722호이다.
도시된 바와 같이, 화물창의 코너부에 해당하는 인슐레이션 레이어(61)의 교차 부위에 플렉시블 가스켓(62)이 설치되고, 열수축에 의한 코너부의 응력 집중을 막기 위하여 1차 방벽(미도시)에 주름(미도시)을 형성하여 코너부에 작용하는 응력을 줄이도록 한다.
다시 도 1을 참조하면, 1차 방벽인 코러게이티드 멤브레인(30)에는 액화천연가스가 직접 접촉된다. 그런데, 화물창의 용량이 큰 경우, 액화천연가스 운반선이 파도나 바람 등의 외력에 의해 롤링(Rolling)이나 피칭(Pitching) 등을 하게 되는 경우, 화물창 내에서는 액화천연가스의 출렁임(Sloshing, 이하 '슬로싱'이라 칭함)이 발생되고, 이 슬로싱에 의해 화물창에 압력이 가해진다.
슬로싱에 의한 압력은 액화천연가스가 직접 접촉되는 코러게이티드 멤브레인(30) 및 코러게이티드 멤브레인(30)과 접하고 있는 상부 인슐레이션 패널(20)에 작용하게 된다. 이때, 압력에 의한 충격하중 및 응력(Stress)이 코러게이티드 멤브레인(30)및 상부 인슐레이션 패널(20)의 강도를 초과하면, 영구변형(Plastic deformation) 및 파손이 발생되어 액화천연가스 화물창의 안전성이 저하된다.
특히, 1차 방벽인 코러게이티드 멤브레인(30)과 단열재인 상부 인슐레이션 패널(20)의 접합부는 선체의 변형 및 슬로싱에 의한 충격하중 및 응력에 더욱 취약하다.
상기한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 액화천연가스 운반선의 화물창 코너부 구조는 하드 우드 키(hard-wood key)라고 불리는 두꺼운 합판을 이용하여 강건 하게 제작되거나, 주름을 이용하여 응력을 줄이려는 구조를 가지나, 불연속적인 구조를 가지게 됨으로써 슬로싱(sloshing), 헐(hull)의 변형 및 온도 변화에 따라 발생하는 응력이 코너부에 집중되며, 코너부가 예리한 각도를 이룸으로써 2차 방벽의 시공이 어렵고, 합판 등의 사용으로 인해 무게가 크게 증가하는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 헐(hull)의 변형 및 열 변형 등에 따른 액화천연가스 화물창의 코너부에 응력이 집중되는 것을 방지하고, 2차 방벽의 파괴 가능성을 제거함과 아울러 시공성을 향상시키며, 1차 방벽의 두께를 감소시키고, 슬로싱에 의한 충격하중 및 응력을 완화시키며, 기존의 코너부에 비하여 무게를 감소시키도록 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스 화물창의 코너 패널로서, 화물창의 모서리 부분에 배치되고 내측면은 곡률을 갖도록 형성된 본체와, 본체의 내측면에 외측면이 부착되는 곡률부재를 갖고 본체의 응력 집중을 감소시키는 응력분산부를 포함하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널이 제공된다.
여기서 본체는, 본체 및 곡률부재 사이에 개재되는 2차 방벽을 더 포함할 수 있다. 그리고, 2차 방벽은 곡률을 가져서 본체의 내측면 및 곡률부재의 외측면에 양면이 밀착될 수 있다. 2차 방벽은 리지드 트리플렉스 또는 금속 포일로 이루어질 수 있다.
응력분산부의 외측면의 면적은 본체의 내측면의 면적보다 좁고, 응력분산부는 본체의 내측면 중심부에 부착되어, 본체의 내측면 가장자리 부분이 응력분산부 주위로 노출될 수 있다.
응력분산부는, 곡률부재의 내측면에 부착되는 1차 방벽을 더 포함할 수 있다. 1차 방벽은 스테인리스스틸로 이루어지고, 1차 방벽의 내측면에는 스터드 볼트가 설치될 수 있다. 응력분산부는, 곡률부재 및 1차 방벽과의 사이에 개재되는 유리 섬유 복합체를 더 포함할 수 있다.
본체의 내측면 및 곡률부재의 외측면부 사이에는 슬릿이 형성될 수 있다.
또는, 곡률부재의 가장자리에는 평면 또는 곡면 형상의 경사면이 형성될 수 있다.
응력분산부는, 곡률부재 및 1차 방벽 사이에 개재되는 충격흡수부재를 더 포함할 수 있다. 충격흡수부재의 양면에는 윤활제가 도포될 수 있다.
응력분산부는, 곡률부재 및 충격흡수부재 사이에 개재되는 복합재 또는 플라이우드 패널을 더 포함할 수 있다. 복합재의 소재는 유리섬유, 탄소섬유 또는 그 혼합물에 에폭시 수지를 혼합하여 성형한 것일 수 있다. 충격흡수부재는 플레이트, 시트 및 메시 중 어느 하나일 수 있다. 충격흡수부재는 중공부가 형성된 복수의 튜브일 수 있다. 충격흡수부재는 복수의 탄성체일 수 있는데, 탄성체로는 스프링이 사용될 수 있다.
응력분산부는, 곡률부재 및 1차 방벽 사이에 배치되는 복합재 또는 플라이우드 패널과, 복합재 또는 플라이우드 패널 및 1차 방벽 사이에 배치되는 보조충격흡수부재와, 보조충격흡수부재 및 1차 방벽 사이에 배치되는 금속부착판과, 보조충격흡수부재 및 금속부착판을 복합재 또는 플라이우드 패널에 결합시키는 복수의 체결부재를 포함하고, 1차 방벽의 가장자리 부분은 금속부착판의 상면에 용접될 수 있다.
본 발명은, 액화천연가스 화물창의 코너부를 라운드 형태의 곡률을 가지도록 일체형으로 제작함으로써 헐(hull)의 변형 및 열 변형 등에 따른 응력 집중을 방지하고, 이로 인해 2차 방벽의 파괴 가능성을 제거하며, 2차 방벽을 곡률 형태로 제작할 수 있도록 함으로써 2차 방벽의 시공성을 크게 향상시키고, 하드 우드 키 및 합판 등의 사용이 불필요하므로 응력 감소 및 2차 방벽의 신뢰성 향상에 따라 1차 방벽의 두께를 감소시킬 수 있으며, 기존의 화물창 코너부에 비하여 무게를 크게 감소시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.
또한, 충격흡수부재를 이용하여 1차 방벽에 가해지는 충격하중이나 응력을 완화시킴으로써, 화물창 코너 패널의 안전성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세 한 설명을 생략한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널을 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널을 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널(100)은 액화천연가스 화물창의 코너부를 이루는 본체(110)와, 본체(110)의 내측면에 일체를 이루도록 마련되는 응력분산부(120)를 포함한다.
본체(110)는 화물창의 열 유입을 방지하기 위한 써멀 인슐레이션(Thermal insulation) 재질로 이루어지는데, 일 예로 폴리우레탄 폼으로 제조되고, 화물창에서 2 개의 평판부가 만나는 모서리 부위에 배치되어, 모서리 부위에 인접하게 배치되는 평판부를 서로 연속적으로 연결시키는 역할을 한다.
본체(110)의 내측면과 응력분산부(120)의 사이에는 2차 방벽(111)이 개재된다. 2차 방벽(111)은 본체(11)의 내측면에 접착제에 의해 부착된다.
2차 방벽(111)은 일 예로, 리지드 트리플렉스 또는 금속 포일(Metal foil)로 이루어지고, 시공을 용이하도록 하기 위하여 곡률을 가지도록 형성된다. 여기서, 본체(110)의 내측면은 곡률을 갖도록 형성되는데, 2차 방벽(111)이 본체(110)의 내측면에 밀착될 수 있게 하기 위하여, 본체(11)의 내측면 및 2차 방벽(111)이 동일한 곡률을 갖도록 형성된다.
2차 방벽(111)으로 사용되는 금속 포일은 평편하고 얇은 알루미늄 또는 스테 인레스스틸(Stainless steel) 재질로 이루어지고, 본체(110) 내측면의 면적과 동일한 면적을 가지며, 에폭시 글루 등과 같은 접착제를 이용하여 본체(110)의 내측면에 부착 설치된다. 이때, 본체(110)의 내측면 및 2차 방벽(111) 사이의 접착 강도 향상을 위하여, 2차 방벽(111)의 표면은 샌드 블라스팅 또는 에칭과 같은 표면처리 후 프리머(Primer) 또는 실란(Silane)으로 코팅 처리될 수 있다.
응력분산부(120)는 본체(110)의 내측면, 즉 화물창의 내부를 향하는 면에 본딩에 의해 부착됨으로써 본체(110)와 일체를 이룬다. 즉, 2차 방벽(111)은 응력분산부(120)에 포함되는 곡률부재(121) 및 본체(110)의 내측면 사이에 개재된다. 곡률부재(121)는 서로 교차하는 양측간의 도시되지 않은 평판부를 라운드 형태로 연결시키기 위하여 곡률을 가지도록 형성됨으로써 본체(110)로 집중되는 응력을 감소시킨다.
본체(110)와 평판부의 조립을 용이하게 하기 위해서는 본체(110) 내측면의 가장자리 부분이 응력분산부(120) 주위로 일부 또는 전부 노출되는 것이 유리하다. 따라서, 응력분산부(120)의 외측면의 면적을 본체(110) 내측면의 면적보다 좁게 형성하고, 응력분산부(120)가 본체(110) 내측면의 중심부에 부착되도록 할 수 있다.
응력분산부(120)에는 곡률의 가공을 유리하게 하기 위하여 도시된 바와 같이 곡률을 갖는 곡률부재(121)의 양측에 직육면체부재(122)를 결합시킬 수도 있고, 곡률부재(121) 및 직육면체부재(122)를 일체로 형성할 수도 있다.
응력분산부(120)의 내측면, 즉 곡률부재(121) 및 직육면체부재(122)가 형성하는 화물창의 내부를 향하는 면에는 1차 방벽(123)이 부착된다.
1차 방벽(123)은 일 예로 스테인리스 스틸(Stainless steel) 재질로 이루어질 수 있고, 응력분산부(120)의 내측면이 이루는 곡률과 상응하는 곡률을 가지며, 내측면에 코러게이티드 멤브레인 또는 2차 방벽 설치 치구(도시되지 않음) 등의 고정을 위한 스터드 볼트(124)가 용접에 의해 고정된다.
1차 방벽(123)은 접착제를 이용한 본딩에 의해 응력분산부(120)의 내측면에 부착될 수 있고, 또는 리벳을 이용한 기계적인 방법에 의해 부착될 수도 있다. 기계적인 방법을 이용한 부착일 경우, 응력분산부(120)의 곡률부재(121) 내측면에 유리 섬유 복합체(125)를 본딩하고, 유리 섬유 복합체(125) 위에 1차 방벽(123)을 리벳으로 부착한다. 즉, 응력분산부(120)의 내측면 및 1차 방벽(123) 사이에 유리 섬유 복합체(125)가 개재되고, 1차 방벽(213)은 유리 섬유 복합체(125)를 매개로 하여 응력분산부(120)에 부착된다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널(100)은, 화물창에서 2개의 평판부가 직교함으로써 코너부가 직각을 이루는 경우를 예로 든 것이다. 도 6에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널(200)은 코너부가 직각 이상인 경우를 예로 든 것이며, 도 7에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널(300)은 다수의 평판부, 예컨대 3개의 평판부가 교차하는 화물창의 꼭지점 부분에 배치되는 것을 예로 든 것이다. 즉, 본발명에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 페널들은 화물창 내에서 배치될 부분에 따라 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
한편, 도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패 널을 도시한 단면도로서, 제 4 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널(400)은 본체(410)와 응력분산부(420) 사이에 슬릿(430)이 형성되며, 이로 인해 응력이 슬릿(430)에 의해 차단됨으로써 응력의 집중을 감소시킨다. 이 때, 슬릿(430)은 본체(410)와 응력분산부(420) 사이의 가장자리 중 일부 또는 전부에 형성될 수 있는데, 도시된 바와 같이, 이러한 가장자리 중에서 평판부를 향하는 양측에 형성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널을 도시한 단면도이다.
제 5 실시예 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널(500)은 응력분산부(520)의 가장자리 중에서 전부 또는 일부에 경사면(526)이 형성되며, 이로 인해 응력이 경사면(526)에 의해 분산됨으로써 응력의 집중을 감소시킨다.
이 때, 경사면(526)은 도시된 바와 같이 평면 형상으로 형성되거나, 도시되지는 않았으나 곡면 형상으로 형성될 수도 있다. 경사면(526)은 응력분산부(520)에서 평판부를 향하는 양측에 형성될 수 있으며, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널(400)에서와 같이, 경사면(526)과 슬릿(530)이 동시에 형성될 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 액화천연가스 화물창의 코너부를 이루는 본체(110)에 라운드 형태의 곡률을 가지는 응력분산부(120)를 일체형으로 제작함으 로써 헐(hull)의 변형 및 열 변형 등에 따른 응력 집중을 방지한다.
또한, 본체(110)와 응력분산부(120)와의 사이에 마련되는 2차 방벽(111)의 파괴 가능성을 제거하도록 하고, 액화천연가스 화물창의 코너부에 대한 제작 공정을 용이하도록 하며, 2차 방벽(111)을 곡률을 갖는 형태로 제작할 수 있도록 함으로써, 2차 방벽(111)의 시공성을 크게 향상시키고, 종래의 하드 우드 키 및 합판 등의 사용이 불필요하므로 응력 감소 및 2차 방벽(111)의 신뢰성 향상에 따라 1차 방벽(123)의 두께를 감소시킬 수 있으며, 기존의 화물창 코너부에 비하여 무게를 크게 감소시키게 된다.
그리고, 응력분산부(120)는 유리 섬유 복합체(125)를 매개로 1차 방벽(123)이 본딩 또는 기계적인 결합 방식에 의해 부착됨으로써 1차 방벽(123)의 시공을 용이하도록 한다.
한편, 본 실시예에서의 액화천연가스 화물창의 코너 패널(100)은 2개의 평판부가 직교함으로써 직각을 이루는 코너부를 이루도록 제작될 뿐만 아니라 화물창의 코너부가 그 외의 각도, 예컨대 도 6에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널(200)에서와 같이, 직각 보다 큰 각도를 가지는 코너부를 이루도록 제작될 수 있으며, 도 7에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널(300)에서와 같이, 3개의 평판부가 교차하는 코너부를 이루도록 제작될 수 있다.
따라서, 액화천연가스 화물창은 평판부가 교차하는 각도 및 형상에 따라 다양한 형상을 갖는 액화천연가스 화물창의 코너 패널로 이루어질 수 있으며, 도 10 에 도시된 바와 같이, 이러한 여러 가지의 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널(100, 200, 300)의 조합에 의해 제작될 수 있다.
그리고, 도 8에 도시된 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널(400)에서와 같이, 코너부에 집중되는 응력을 차단하도록 본체(410)와 응력분산부(420) 사이에 슬릿(430)을 형성함으로써 응력의 집중을 감소시키게 되며, 도 9에 도시된 본 발명의 제 5 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널(500)에서와 같이, 응력분산부(520)의 가장자리에 직선 또는 곡률을 갖는 경사면(526)이 형성됨으로써 응력의 집중을 현저하게 감소시키게 된다.
이상과 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 액화천연가스 화물창의 코너부를 라운드 형태의 곡률을 가지도록 일체형으로 제작함으로써 헐(hull)의 변형 및 열 변형 등에 따른 응력 집중을 방지하고, 이로 인해 2차 방벽의 파괴 가능성을 제거하며, 2차 방벽을 곡률 형태로 제작할 수 있도록 함으로써 2차 방벽의 시공성을 크게 향상시키고, 하드 우드 키 및 합판 등의 사용이 불필요하므로 응력 감소 및 2차 방벽의 신뢰성 향상에 따라 1차 방벽의 두께를 감소시킬 수 있으며, 기존의 화물창 코너부에 비하여 무게를 크게 감소시킬 수 있다.
도 11에는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 적용된 충격흡수부재의 일 예가 도시되어 있다.
도 11을 참조하면, 응력분산부(120)의 곡률부재(121) 및 직육면체부재(122)가 형성하는 화물창 내측 방향의 면, 즉 내측면 및 1차 방벽(123) 사이에는 충격흡수부재(140)가 개재된다. 여기서, 1차 방벽(123)은 주름(123a)이 형성된 코러게이 티드 멤브레인인 것을 예로 들기로 한다.
충격흡수부재(140)는, 슬로싱에 의해 1차 방벽(123)에 가해지는 충격하중이나 응력을 흡수하는 부재로서, 인슐레이팅 재질인 곡률부재(121) 및 직육면체부재(122) 보다 강성이 낮은 고분자수지 또는 고무 등의 소재로 제작될 수 있다. 그리고, 충격흡수부재(140)는 플레이트(142: plate), 시트(sheet, 도시되지 않음) 및 메시(mesh, 도시되지 않음) 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
따라서, 1차 방벽(123)에 충격하중이나 응력이 가해지는 경우, 충격흡수부재(140)가 이를 흡수하여 곡률부재(121) 및 직육면체부재(122)가 변형 또는 파손되는 것을 방지한다.
그런데, 곡률부재(121) 및 직육면체부재(122)의 내측면은, 1차 방벽(123)에 가해지는 충격하중이나 응력에 의해 1차 방벽(123)과 마찰하게 되는 경우 손상될 수도 있다. 따라서, 충격흡수부재(140)의 양면에는 윤활제가 도포되어 마찰력이 감소되도록 할 수 있다.
곡률부재(121) 및 직육면체부재(122)의 내측면 및 충격흡수부재(140) 사이에는 복합재 또는 플라이우드 패널(141: plywood panel)이 개재된다. 복합재 또는 플라이우드 패널(141)은 1차 방벽(123)에 가해지는 충격하중 또는 응력이 작은 면적에 집중적으로 작용할 때에 곡률부재(121) 및 직육면체부재(122)의 내측면이 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다. 여기서, 복합재는 수지와 섬유 소재를 혼합하여 성형한 것이다. 예를 들면, 복합재는 유리섬유, 탄소섬유 또는 유리섬유와 탄소섬유의 혼합물에 에폭시 수지를 혼합하여 필요한 형상으로 성형한 것일 수 있다.
단, 충격흡수부재(140)가 도시된 바와 같이 평판 형상일 경우에는 복합재 또는 플라이우드 패널(141)을 설치하지 않을 수도 있다.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 적용된 충격흡수부재의 다른 예가 도시되어 있다.
도 12를 참조하면, 충격흡수부재(140)로서 복수의 튜브(143)가 적용되어 있다. 튜브(143)는 중공부가 형성되어, 길이방향에 대하여 수직한 방향으로 힘이 가해지면 변형되었다가, 힘이 가해지지 않을 때에는 신속히 원형으로 복귀된다.
따라서, 1차 방벽(123)에 충격하중이나 응력이 작용되면, 튜브(143)가 이를 흡수하여 곡률부재(121) 및 직육면체부재(122)를 보호한다.
이때, 곡률부재(121) 및 직육면체부재(122) 및 튜브(143)가 접하는 부분에는 1차 방벽(123)에 충격하중이나 응력이 작용하였을 때 이에 의한 힘이 집중될 수 있다. 이렇게 집중된 힘이 곡률부재(121) 또는 직육면체부재(122)에 작용되면 손상 또는 변형이 발생될 수 있다.
따라서, 곡률부재(121)와 직육면체부재(122)의 내측면 및 충격흡수부재(140) 사이에 복합재 또는 플라이우드 패널(141)을 개재시킴으로써, 곡률부재(121)와 직육면체부재(122)의 내측면이 손상되거나 변형되는 것을 방지한다.
도 13은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 적용된 충격흡수부재의 또 다른 예가 도시되어 있다.
도 13을 참조하면, 충격흡수부재(140)로서 복수의 탄성체(144)가 적용되어 있다. 탄성체(144)로는 코일스프링, 볼류트 스프링(Volute spring), 접시 스프 링(Disc spring), 겹판 스프링(Leaf spring) 등이 사용될 수 있다.
따라서, 1차 방벽(123)에 충격하중이나 응력이 작용되면, 탄성체(144)가 이를 흡수하여 곡률부재(121) 및 직육면체부재(122)를 보호한다.
이때, 곡률부재(121) 및 직육면체부재(122) 및 튜브(143)가 접하는 부분에는 1차 방벽(123)에 충격하중이나 응력이 작용하였을 때 이에 의한 힘이 집중될 수 있다. 이렇게 집중된 힘이 곡률부재(121) 또는 직육면체부재(122)에 작용되면 손상 또는 변형이 발생될 수 있다.
따라서, 곡률부재(121)와 직육면체부재(122)의 내측면 및 충격흡수부재(140) 사이에 복합재 또는 플라이우드 패널(141)을 개재시킴으로써, 곡률부재(121)와 직육면체부재(122)의 내측면이 손상되거나 변형되는 것을 방지한다.
도 14는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 적용된 보조충격흡수부재의 일 예가 도시되어 있다.
도 14를 참조하면, 응력분산부(120)가 인접한 평판 형상의 패널과 연결되는 부분에 보조충격흡수부재(145)가 적용되어 있다.
플라이우드 패널(141) 상에 보조충격흡수부재(145)가 배치되고, 보조충격흡수부재(145) 상에는 금속부착판(146)이 배치되며, 보조충격흡수부재(145) 및 금속부착판(146)은 리벳과 같은 체결부재(147)에 의해 플라이우드 패널(141)에 결합된다. 금속부착판(146)의 상면에는 1차 방벽(123)의 가장자리 부분(148)이 용접된다.
여기서, 보조충격흡수부재(145)의 소재로는 고분자수지 또는 고무 등이 사용될 수 있고, 플레이트(142: plate), 시트(sheet, 도시되지 않음) 및 메시(mesh, 도 시되지 않음) 등 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
따라서, 1차 방벽(123)에 충격하중이나 응력이 가해지는 경우, 이에 의한 힘은 금속부착판(146)을 경유하여 보조충결흡수부재(145)로 전달되어 흡수된다. 여기서, 미설명부호는 전체가 도시되지 않은 평판 형상의 패널에 배치된 상부 인슐레이션 패널(20)이다.
이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 액화천연가스 운반선의 화물창 인슐레이션 구조를 도시한 단면도이고,
도 2는 종래의 일 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 화물창 인슐레이션 코너부 구조를 도시한 단면도이고,
도 3은 종래의 다른 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 화물창 인슐레이션 코너부 구조를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널을 도시한 분해 사시도이고,
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널을 도시한 사시도이고,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널을 도시한 사시도이고,
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널을 도시한 사시도이고,
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널을 도시한 단면도이고,
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널을 도시한 단면도이고,
도 10은 본 발명에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널이 적용된 액화천 연가스 화물창을 도시한 부분 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 적용된 충격흡수부재의 일 예를 도시한 단면도.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 적용된 충격흡수부재의 다른 예를 도시한 단면도.
도 13은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 적용된 충격흡수부재의 또 다른 예를 도시한 단면도.
도 14는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 적용된 보조충격흡수부재의 일 예를 도시한 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200, 300, 400, 500: 액화천연가스 화물창의 코너 패널
110, 410, 510: 본체 111: 2차 방벽
120, 420, 520: 응력분산부 121: 곡률부재
122: 직육면체 123: 1차 방벽
124: 스터드 볼트 125: 유리 섬유 복합체
430, 530: 슬릿 526: 경사면

Claims (19)

  1. 액화천연가스 화물창의 코너 패널로서,
    상기 화물창의 모서리 부분에 배치되고, 상기 모서리 부분에 인접한 평판부를 연속적으로 연결시키고, 내측면이 곡률을 갖도록 형성된 본체; 및
    상기 본체의 내측면에 외측면이 부착되고 인접한 평판부를 연속적으로 라운드지게 연결하여 응력을 분산시키도록 곡률을 갖는 곡률부재를 포함하고, 상기 본체의 응력 집중을 감소시키는 응력분산부를 포함하고,
    상기 본체의 내측면 및 상기 곡률부재의 외측면부 사이에 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체는,
    상기 본체 및 상기 곡률부재 사이에 개재되는 2차 방벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 2차 방벽은 곡률을 가져서 상기 본체의 내측면 및 상기 곡률부재의 외측면에 양면이 밀착되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 2차 방벽은 리지드 트리플렉스 또는 금속 포일로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 응력분산부의 폭 및 길이는 상기 본체의 폭 및 길이보다 각각 짧고, 상기 응력분산부는 상기 본체의 내측면 중심부에 부착되어, 상기 본체의 내측면 가장자리 부분이 상기 응력분산부 주위로 노출되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 곡률부재의 내측면에 부착되는 1차 방벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 1차 방벽은 스테인리스스틸로 이루어지고, 상기 1차 방벽의 내측면에는 스터드 볼트가 설치되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 응력분산부는,
    상기 곡률부재 및 상기 1차 방벽과의 사이에 개재되는 유리 섬유 복합체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널.
  9. 삭제
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 곡률부재의 가장자리에는 평면 또는 곡면 형상의 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 응력분산부는,
    상기 곡률부재 및 상기 1차 방벽 사이에 개재되는 충격흡수부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 충격흡수부재의 양면에는 윤활제가 도포되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 응력분산부는,
    상기 곡률부재 및 상기 충격흡수부재 사이에 개재되는 복합재 또는 플라이우드 패널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 복합재의 소재는 유리섬유, 탄소섬유 또는 그 혼합물에 에폭시 수지를 혼합하여 성형한 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 충격흡수부재는 플레이트, 시트 및 메시 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 충격흡수부재는 중공부가 형성된 복수의 튜브인 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 충격흡수부재는 복수의 탄성체인 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 탄성체는 스프링인 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널.
  19. 제 6 항에 있어서,
    상기 응력분산부는,
    상기 곡률부재 및 상기 1차 방벽 사이에 배치되는 복합재 또는 플라이우드 패널;
    상기 복합재 또는 플라이우드 패널 및 상기 1차 방벽 사이에 배치되는 보조충격흡수부재;
    상기 보조충격흡수부재 및 상기 1차 방벽 사이에 배치되는 금속부착판; 및
    상기 보조충격흡수부재 및 상기 금속부착판을 상기 플라이우드 패널에 결합시키는 복수의 체결부재를 포함하고,
    상기 1차 방벽의 가장자리 부분은 상기 금속부착판의 상면에 용접되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널.
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