KR101701704B1 - 화물창 방벽구조 설치방법 - Google Patents

화물창 방벽구조 설치방법 Download PDF

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Abstract

화물창 방벽구조 및 이의 설치방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방벽구조는 화물창의 하부단열보드와 선체 내벽 사이에 배치되며, 선체 내벽에 고정된 스터드볼트와 결합되는 지지보드; 및 지지보드와 선체 내벽 사이의 공간에 충진되는 수지층;을 포함한다.

Description

화물창 방벽구조 설치방법{METHOD FOR SETTING CARGO BARRIER STRUCTURE}
본 발명은 화물창 방벽구조 및 이의 설치방법에 관한 것이다.
선박의 화물창은 극저온 유체(예컨대, 액화천연가스(LNG))를 저장하므로, 선체(hull) 보호를 위해 극저온에 견딜 수 있고, 열응력 및 열수축에 강하며, 열침입을 차단할 수 있는 단열구조로 이루어진다. 예컨대, LNG 운반선이나 LNG RV(Regasification Vessel) 선박, LNG FPSO(Floating Production Storage and Offloading), LNG FSRU(Floating Storage Regasification Unit) 등을 포함하는 부유식 해상 구조물에는 LNG 저장을 위한 화물창(저장 탱크)이 마련된다. 이러한 화물창의 방벽구조는 1차방벽, 상부단열보드, 2차방벽 및 하부단열보드가 결합된 구조이다. 이는 1차방벽에 소량의 극저온 유체의 누출이 있을 경우, 2차방벽에서 해당 유체의 추가적인 누출을 방지하기 위함이다.
상술한 종래의 화물창의 하부단열보드는 선체 내벽에 배치되며, 매스틱과 스터드볼트에 의해 고정된다. 통상적으로 매스틱은 에폭시(epoxy)를 포함하며, 선체 내벽 상부에 일정 간격으로 배치된다.
이때, 선체 내벽 쪽으로 슬로싱 등을 포함한 하중이 작용하면 매스틱이 존재하지 않는 부위는 매스틱이 존재하는 부위에 비해 큰 힘을 받게 되어 선체 변형이 발생할 수 있다. 즉, 일정 간격을 두고 매스틱이 배치되어 있어, 하중 분산이 효과적으로 이루어지지 않아 특정 부위에 가해지는 힘이 집중될 수 있다. 상술한 매스틱과 스터드볼트를 이용한 화물창 방벽구조와 관련하여 한국공개특허 제10-2011-0020494호(2011.03.03. 공개)를 참조하기 바란다.
한국공개특허 제10-2011-0020494호(2011.03.03. 공개)
본 발명의 실시 예는 슬로싱 등을 포함한 하중의 분산 효과를 높이는 화물창 방벽구조 및 이의 설치방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면 화물창의 하부단열보드와 선체 내벽 사이에 배치되며, 상기 선체 내벽에 고정된 스터드볼트와 결합되는 지지보드; 및 상기 지지보드와 상기 선체 내벽 사이의 공간에 충진되는 수지층;을 포함하는 화물창 방벽구조가 제공될 수 있다.
상기 지지보드는 상기 스터드볼트와 결합되는 결합홀 및 수지가 충진되는 충진홀을 포함할 수 있다.
상기 지지보드는 폼 재질로 마련되고, 상기 수지층은 접착성 폴리우레탄 재질로 마련될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 (a) 상기 지지보드를 부착한 지지프레임을 상기 스터드볼트에 결합시키는 단계; (b) 상기 지지보드에 형성된 충진홀을 통해 수지를 상기 지지보드와 상기 선체 내벽 사이의 공간에 충진시키는 단계; 및 (c) 상기 충진된 수지의 경화가 이루어진 후, 상기 지지프레임을 제거하는 단계;를 포함 하는 화물창 방벽구조 설치방법이 제공될 수 있다.
상기 (b) 단계에서, 상기 지지프레임의 가장자리에 마련된 밀봉층에 의해 상기 지지보드가 둘러싸이도록 밀봉된 상태에서 상기 수지의 충진이 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방벽구조 및 이의 설치방법은 슬로싱 등을 포함한 하중의 분산 효과를 높일 수 있다.
또, 선체 내벽의 굴곡에 따른 단차를 지지보드와 수지층을 이용하여 효과적으로 평탄화시킴으로써 면밀한 방벽구조를 형성할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선박 화물창 방벽구조의 사시도이다.
도 2는 도 1의 방벽구조 중 하부단열보드 배치 형태의 사시도이다.
도 3은 도 2의 하부단열보드 상부에 2차방벽이 설치된 형태를 사시도로 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 2차방벽 상부에 상부단열보드가 설치된 형태를 사시도로 도시한 것이다.
도 5는 도 4의 상부단열보드와 하부단열보드에 마련된 스터드볼트 간의 결합관계를 단면도로 도시한 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 극저온 유체(예컨대, 액화천연가스(LNG))를 저장하는 선박 화물창의 방벽구조는 화물창의 하부단열보드(30)와 선체 내벽(2) 사이에 배치되며, 선체 내벽(2)에 고정된 스터드볼트(4)와 결합되는 지지보드(10)와, 지지보드(10)와 선체 내벽(2) 사이의 공간(S)에 충진되는 수지층(20)을 포함한다.
지지보드(10) 상부에는 하부단열보드(30), 2차방벽(40) 및 상부단열보드(50)가 적층된다. 하부단열보드(30)는 선체 내벽(2)에 고정된 스터드볼트(4)와 결합되며, 하부보호판(31), 하부단열부재(32) 및 2차방벽(40)과 하부단열부재(32) 사이에 개재된 하부보조패널(33)을 포함할 수 있다. 하부보호판(31)과 하부보조패널(33)은 예컨대, 플라이우드 등의 재료로 제작될 수 있다. 하부단열부재(32)는 하부보호판(31) 상부에 배치되며, 예컨대 강화폴리우레탄폼(R-PUF, Reinforced PUF)으로 제작되어 극저온 상태의 유체로부터 선체를 보호할 수 있다. 하부단열부재(32)는 하부보호판(31)의 상부에 접착제(예컨대 글루 등)에 의해 접합될 수 있다.
2차방벽(40)은 예컨대, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 황동, 아연 등의 금속 재료로 제작된 복수의 시트로 구성될 수 있다. 또한, 다른 예로서 금속 시트와 섬유 강화복합재료로 구성된 복합재료시트로 마련될 수 있다.
상부단열보드(50)는 상부보호판(51), 상부단열부재(52), 및 2차방벽(40)과 상부단열부재(52) 사이에 개재된 상부보조패널(53)을 포함한다. 상부보호판(51)과 상부보조패널(53)은 플라이우드(plywood) 등의 재료로 제작될 수 있다. 상부단열부재(52)는 예컨대 강화폴리우레탄폼으로 제작되어 극저온 상태의 유체로부터 선체를 보호할 수 있다. 상부단열보드(50) 상부에 배치되는 1차방벽(미도시)은 극저온 유체에 직접적으로 접촉되며, 스테인리스 스틸(SUS) 등과 같은 금속 소재로 제작될 수 있다.
상술한 지지보드(10)는 폼 재질로 마련될 수 있으며, 수지층(20)은 접착성 폴리우레탄 재질로 마련될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지는 않으며, 지지보드(10)는 단열성을 가진 모든 단열 재질을 포함하고, 수지층(20)은 접착성을 가진 모든 수지 재질을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 지지보드(10)는 스터드볼트(4)와 결합되는 제1결합홀(10a)과 수지가 충진되는 충진홀(10b)을 형성한다. 충진홀(10b)은 제1결합홀(10a)에 비해 가장자리에 형성될 수 있고, 일부는 중심부 쪽에 형성될 수 있다. 지지보드(10)는 평판 형태로 제작될 수 있다. 제1결합홀(10a)과 충진홀(10b)의 크기는 필요에 따라 다양하게 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 화물창의 방벽구조 설치를 위해 지지프레임(100)이 사용될 수 있다. 지지프레임(100)은 가장자리프레임(101)과, 가장자리프레임(101)의 각 모서리 쪽에 마련되며, 스터드볼트(4)와 결합되는 제2결합홀(100a)이 형성된 대각프레임(103)과, 지지보드(10)를 상측에서 지지하도록 격자형태로 형성된 수평프레임(105)을 포함한다. 제2결합홀(100a)은 상술한 지지보드(10)의 제1결합홀(10a)과 일치되는 위치에 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 지지프레임(100)은 하단에 지지보드(10)를 부착한 상태에서 스터드볼트(4)에 결합된다. 지지보드(10)는 지지프레임(100)에 형성된 고정핀(P)에 착탈 가능하게 고정될 수 있다. 하지만 고정핀(P)외에도 공지된 다양한 수단이 사용될 수도 있다.
이때, 선체 내벽(2)에는 굴곡진 부분(2a)이 있어 크고 작은 단차를 가질 수 있다. 직사각형 또는 정사각형 형태의 평평한 지지보드(10)는 굴곡진 부분(2a) 상부에 수평 상태로 위치하여, 굴곡진 부분(2a)을 커버하는 형태로 배치된다. 이해를 돕기 위해 도 4에서는 선체 내벽(2)의 굴곡진 부분(2a)과 지지보드(10) 사이가 상당 부분 이격되게 도시하였으나, 돌출된 높이가 가장 큰 선체 내벽(2)의 굴곡진 부분(2a)에 최대한 근접하게 지지보드(10)를 위치시킬 수 있다. 이를 통해 다른 굴곡진 부분을 모두 커버할 수 있다.
하단에 지지보드(10)를 부착한 지지프레임(100)은 가장자리프레임(101)에 지지보드(10)를 둘러싸도록 마련된 밀봉층(110)에 의해 지지된다. 밀봉층(110)은 탄성 재질로 마련되거나, 수지와 동일한 접착성 재질로 마련될 수 있다.
다음으로 도 5를 참조하면, 지지보드(10)에 형성된 충진홀(10b)을 통해 충진용 수지를 지지보드(10)와 선체 내벽(2) 사이의 공간(S, 도 4 참조)에 충진시킨다. 수지는 충진홀(10b)까지 충진될 수 있다. 이때, 지지프레임(100)의 가장자리프레임(101) 하단에 마련된 밀봉층(110)에 의해 지지보드(10)가 둘러싸이도록 밀봉된 상태에서 수지의 충진이 이루어질 수 있다. 이를 통해, 수지층(20)이 밀봉층(110) 바깥으로 흘러내리지 않은 상태에서 지지보드(10)와 대응되는 일정 크기로 형성될 수 있다.
다음으로 도 6을 참조하면, 충진된 수지의 경화가 이루어진 후, 지지프레임(100)을 제거한다. 이때, 밀봉층(110)이 지지프레임(100)과 일체형으로 제작된 경우, 밀봉층(110)도 함께 제거될 수 있다. 또는, 밀봉층(110)이 수지층(20)과 동일한 접착성 재질로 마련된 경우, 수지층(20)과 접착된 상태로 유지될 수 있다.
다음으로 도 7을 참조하면, 스터드볼트(4)에 하부단열보드(30)를 결합시키고, 순차적으로 2차방벽(40), 상부단열보드(50)를 적층시킨다.
이와 같이, 지지보드(10)와 수지층(20)에 의해 선체 내벽(2)의 굴곡에 따른 단차를 효과적으로 평탄화시킴으로써 면밀한 방벽구조를 형성할 수 있다. 또, 수지층(20)이 선체 내벽(20) 위에 전반적으로 평탄하게 형성됨으로써 슬로싱 등에 의해 작용하는 하중이 효과적으로 분산되어 선체 변형 등을 막을 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
2: 선체 내벽 4: 스터드볼트
10: 지지보드 20: 수지층
100: 지지프레임 101: 가장자리프레임
103: 대각프레임 105: 수평프레임

Claims (5)

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  4. 화물창의 하부단열보드와 선체 내벽 사이에 배치되며, 상기 선체 내벽에 고정된 스터드볼트와 결합되고, 충진홀을 형성한 지지보드와, 상기 지지보드와 상기 선체 내벽 사이의 공간에 상기 충진홀을 통해 수지를 충진시켜 평탄하게 형성한 수지층을 포함하는 화물창 방벽구조의 설치방법에 있어서,
    (a) 상기 지지보드를 부착한 지지프레임을 상기 스터드볼트에 결합시키는 단계;
    (b) 상기 지지보드에 형성된 충진홀을 통해 수지를 상기 지지보드와 상기 선체 내벽 사이의 공간에 충진시키는 단계; 및
    (c) 상기 충진된 수지의 경화가 이루어진 후, 상기 지지프레임을 제거하는 단계;를 포함하는 화물창 방벽구조 설치방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 상기 지지프레임의 가장자리에 마련된 밀봉층에 의해 상기 지지보드가 둘러싸이도록 밀봉된 상태에서 상기 수지의 충진이 이루어지는 화물창 방벽구조 설치방법.
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