KR101814445B1 - 액화가스 화물창용 패널고정장치 및 이를 갖춘 액화가스 화물창 - Google Patents

액화가스 화물창용 패널고정장치 및 이를 갖춘 액화가스 화물창 Download PDF

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Abstract

액화가스 화물창용 패널고정장치 및 이를 갖춘 액화가스 화물창을 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 액화가스 화물창용 패널고정장치는 화물창의 내벽 쪽에 설치된 2차 단열패널 위에 1차 단열패널을 고정시키는 것으로, 2차 단열패널에 고정되는 스터드볼트와, 1차 단열패널의 걸림부를 가압해 고정시키며 중심에 스터드볼트에 결합되는 관통홀이 형성된 원반형 고정부재와, 고정부재를 가압하도록 스터드볼트에 체결되는 조임너트를 포함한다.

Description

액화가스 화물창용 패널고정장치 및 이를 갖춘 액화가스 화물창{PANEL FIXING DEVICE FOR LIQUEFIED GAS TANK, AND LIQUEFIED GAS TANK HAVING THE SAME}
본 발명은 적층되는 단열패널을 상호 결속시키는 액화가스 화물창용 패널고정장치 및 이를 갖춘 액화가스 화물창에 관한 것이다.
액화가스와 같은 극저온 유체를 저장하는 화물창은 유체의 누설을 방지하면서 유체를 극저온상태로 유지할 수 있도록 내벽에 설치된 방벽구조물을 구비한다.
이러한 화물창의 방벽구조물은 극저온 유체와 접하는 내측으로부터 벽체 쪽으로 1차 방벽, 1차 단열패널, 2차 방벽, 2차 단열패널이 순차적으로 적층된 형태다. 예컨대, GTT사의 Mark Ⅲ형 화물창의 방벽구조물은 1차 방벽에서 유체의 누출이 생길 경우, 이를 2차 방벽에서 차단할 수 있는 방식이다. 대한민국 공개특허공보 10-2012-0013233호 (2012.02.14.)는 이러한 형태의 화물창 방벽구조물을 제시하고 있다.
방벽구조물을 설치할 때는 화물창 내벽에 2차 단열패널을 고정시키고, 그 위에 2차 방벽을 설치한다. 또 2차 방벽 위에 1차 단열패널과 1차 방벽을 순차적으로 설치한다. 이 과정에서 나중에 설치되는 1차 단열패널은 패널 고정장치를 이용해 2차 단열패널 위에 고정시킨다.
그러나 종래 패널 고정장치는 그 형태가 복잡할 뿐 아니라, 단열패널들의 모서리부 쪽을 고정하는 고정장치와 단열패널들의 측단 쪽을 고정하는 고정장치의 형태가 다르기 때문에 이를 관리하기 번거롭고 설치공정도 복잡하였다.
대한민국 공개특허공보 10-2012-0013233호(2012.02.14.)
본 발명의 실시 예는 구성을 단순화여 단열패널의 설치작업이 용이하도록 함과 동시에 단열패널의 모서리부나 측단 등을 동일한 장치를 이용하여 결속할 수 있도록 하는 액화가스 화물창용 패널고정장치 및 이를 갖춘 액화가스 화물창을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 화물창의 내벽 쪽에 설치된 2차 단열패널 위에 1차 단열패널을 고정시키는 것으로, 상기 2차 단열패널에 고정되는 스터드볼트와, 상기 1차 단열패널의 걸림부를 가압해 고정시키며, 중심에 상기 스터드볼트에 결합되는 관통홀이 형성된 원반형 고정부재와, 상기 고정부재를 가압하도록 상기 스터드볼트에 체결되는 조임너트를 포함하는 액화가스 화물창용 패널고정장치가 제공될 수 있다.
상기 고정부재는 체결 시 둘레부가 상기 1차 단열패널의 걸림부에 접하고, 상기 스터드볼트와 결합되는 중심부가 상기 1차 단열패널의 걸림부와 이격될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화가스 수용공간을 둘러싸는 1차 방벽과, 상기 1차 방벽 외측에 설치되는 1차 단열패널과, 상기 1차 단열패널 외측을 둘러싸는 2차 방벽과, 상기 2차 방벽 외측에 설치되는 2차 단열패널과, 상기 2차 단열패널에 상기 1차 단열패널을 고정시키는 패널고정장치를 포함하고, 상기 패널고정장치는 상기 2차 단열패널에 고정되는 스터드볼트와, 상기 1차 단열패널의 걸림부를 가압해 고정시키며, 중심에 상기 스터드볼트에 결합되는 관통홀이 형성된 원반형 고정부재와, 상기 고정부재를 가압하도록 상기 스터드볼트에 체결되는 조임너트를 포함하는 액화가스 화물창이 제공될 수 있다.
상기 2차 단열패널은, 2차 단열부재와, 상기 2차 단열부재 상측에 결합된 2차 상측보강판과, 상기 스터드볼트의 장착을 위해 상기 2차 상측보강판 내측에 설치된 결합부재를 포함할 수 있다.
상기 1차 단열패널은, 1차 단열부재와, 상기 1차 단열부재 상측에 결합된 1차 상측보강판과, 상기 1차 단열부재 하측에 결합되며 모서리부 및 측단에 상기 고정부재에 의해 고정되는 상기 걸림부가 마련된 1차 하측보강판을 포함할 수 있다.
상기 1차 단열패널은 상기 고정부재의 설치를 위해 상기 걸림부 상부영역의 상기 1차 단열부재 및 상기 1차 상측보강판 일부에 부채꼴 또는 반원형 단면구조를 가지도록 개방된 개방부를 구비하고, 상기 개방부는 인접해 설치되는 다른 1차 단열패널의 개방부와 함께 원통형 공간을 이루며, 상기 원통형 공간은 상기 고정부재 설치 후 장착되는 원통형 마개에 의해 폐쇄될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 액화가스 화물창용 패널고정장치는 원반형 고정부재를 체결하여 1차 단열패널의 걸림부를 결속하는 형태이기 때문에 구성이 단순할 뿐아니라 이를 이용하면 1차 단열패널의 설치작업을 용이하게 수행할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 액화가스 화물창용 패널고정장치는 고정부재가 원반형태이기 때문에 1차 단열패널의 모서리부에 마련되는 걸림부와 측단에 마련되는 걸림부를 동일한 장치를 이용해 결속할 수 있다. 따라서 이를 이용하면 설치작업을 용이하게 수행할 수 있고, 부품관리를 손쉽게 할 수 있으며, 부품의 공용화를 통해 설치비용도 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액화가스 화물창의 방벽구조물 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 액화가스 화물창의 방벽구조물 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 패널고정장치의 장착상태 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 패널고정장치의 장착상태 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 패널고정장치의 분해 사시도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 액화가스 화물창은 액화천연가스(LNG: Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(LPG: Liquefied Petroleum Gas), 디메틸에테르(DME: Dimethyl Ether) 등 극저온의 액화가스(liquefied gas)를 저장하는데 이용될 수 있다. 즉 이러한 화물창은 LNG 운반선, LNG RV(Regasification Vessel) 운반선, LPG 운반선, 또는 에틸렌(Ethylene) 운반선 등 액화가스 화물을 운송하는 운반선, 또는 FSRU(Floating Storage Regasification Unit), FPSO(Floating Production Storage Offloading), BMPP(Barge Mounted Power Plant) 등 액화가스의 저장 및 생산을 위한 해상 부유설비에 적용될 수 있다. 또 액화가스 화물창은 해상설비 뿐만 아니라 액화가스를 저장 등을 위한 육상설비에도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액화가스 화물창의 내벽에 설치되는 방벽구조물의 사시도이고, 도 2는 이러한 방벽구조물의 단면도이다.
도 1과 2에 도시한 바와 같이, 액화가스 화물창의 방벽구조물은 액화가스가 담기는 저장공간 쪽으로부터 화물창의 내벽(1) 쪽으로 순차 설치된 1차 방벽(10), 1차 단열패널(20), 2차 방벽(30), 2차 단열패널(40)을 포함한다. 설치 순서에 의하면, 내벽(1)으로부터 2차 단열패널(40), 2차 방벽(30), 1차 단열패널(20), 1차 방벽(10)이 순차 적층된 형태다. 1차 단열패널(20)은 패널고정장치(100)에 의해 2차 단열패널(40)에 고정된다.
1차 방벽(10)은 저장유체가 수용되는 저장공간의 밀봉을 구현한다. 1차 방벽(10)은 초저온 상태에서도 물리적 및 화학적 안정성을 유지할 수 있도록 인바 합금(INVAR), 스테인리스강(SUS), 알루미늄 합금 등 금속재료를 이용할 수 있다. 1차 방벽(10)은 다수의 1차 방벽 시트(sheet)를 맞대어 연결하는 방식으로 설치할 수 있고, 밀봉을 위해 서로 간에 용접될 수 있다.
1차 방벽(10)은 초 저온 저장유체와 직접 접촉하기 때문에 열수축과 열팽창이 반복되면서 피로가 누적될 수 있다. 따라서 1차 방벽(10)은 열팽창과 열수축에 대응하기 위한 주름부(11, corrugation)를 포함할 수 있다. 주름부(11)는 탄력적으로 변형됨으로써 1차 방벽(10)에 열변형이 생기더라도 용접 부위의 응력을 줄일 수 있다.
1차 단열패널(20)은 1차 방벽(10)을 지지하며, 저장유체를 외부와 단열시켜 초 저온 상태를 유지할 수 있도록 한다. 1차 단열패널(20)은 1차 단열부재(21), 1차 단열부재(21) 상측에 결합된 1차 상측보강판(22), 1차 단열부재(21) 하측에 결합되는 1차 하측보강판(23)을 포함한다. 즉 1차 단열부재(21), 1차 상측보강판(22), 1차 하측보강판(23)이 적층된 상태로 일체로 마련된다.
1차 상측보강판(22)과 1차 하측보강판(23)의 소재는 플라이우드(Plywood)일 수 있고, 1차 단열부재(21)는 폴리우레탄폼(PUF, Polyurethane Foam), 강화 폴리우레탄폼(RPUF, Reinforced PUF) 등일 수 있다. 1차 상측보강판(22)에는 그 위에 1차 방벽(10)을 용접하기 위한 1차 방벽 연결부재(24)가 설치될 수 있다.
2차 방벽(30)은 1차 단열패널(20)과 2차 단열패널(40) 사이에 밀봉을 유지하도록 설치되어 유체의 누설을 차단한다. 2차 방벽(30)을 추가로 설치하여 1차 방벽(10)의 파손 시 유체의 누설을 차단할 수 있도록 한 것이다. 2차 방벽(30)도 1차 방벽(10)과 마찬가지로 인바 합금(INVAR), 스테인리스강(SUS), 알루미늄 합금 등을 소재로 하는 금속시트를 밀봉상태로 연결하는 방식으로 설치할 수 있다. 또 열수축과 열팽창에 대응하도록 주름부(31)를 가질 수 있다.
2차 단열패널(40)은 2차 방벽(30)을 지지하며, 1차 단열패널(20)과 마찬가지로 외부와 단열시켜 저장유체가 초 저온 상태를 유지할 수 있도록 한다. 2차 단열패널(40)은 2차 단열부재(41), 2차 단열부재(41) 상측에 결합된 2차 상측보강판(42), 2차 단열부재(41) 하측에 결합되는 2차 하측보강판(43)을 포함하며, 이들이 일체로 결합된 형태다.
2차 상측보강판(42)과 2차 하측보강판(43)의 소재는 플라이우드(Plywood)일 수 있고, 2차 단열부재(41)는 폴리우레탄폼(PUF, Polyurethane Foam), 강화 폴리우레탄폼(RPUF, Reinforced PUF) 등일 수 있다. 2차 상측보강판(42)에는 그 위에 2차 방벽(30)을 용접하기 위한 2차 방벽 연결부재(44)가 설치될 수 있다.
2차 단열패널(40)은 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 화물창 내벽(1)에 접착력이 있는 매스틱(51, mastic)과 단차를 조절하기 위한 레벨패드(52)를 설치한 상태에서 2차 하측보강판(43)을 부착시킬 수 있다. 매스틱(51)은 접착력과 탄성을 동시에 가지기 때문에 화물창 내벽(1)과 2차 단열패널(40)의 결합을 구현함과 동시에 완충기능을 할 수 있다.
2차 단열패널(40)은 도 2에 도시한 바와 같이, 2차 하측보강판(43)이 화물창 내벽(1)에 고정된 스터드볼트(53)에 체결됨으로써 고정될 수 있다. 이러한 체결을 위해 2차 하측보강판(43) 코너부에는 스터드볼트(53)가 체결하는 체결공(54)이 형성되고, 2차 단열부재(41)와 2차 상측보강판(42)에는 너트(55)의 체결을 위한 관통홀(56)이 형성되며, 관통홀(56)에는 원통형 마개(57)가 설치될 수 있다. 또 상호 인접하여 설치되는 2차 단열패널(40) 사이에는 간극을 채우는 것으로 글라스울이나 단열재로 이루어진 충전재(58)가 설치될 수 있다.
이러한 방식으로 2차 단열패널(40)이 설치된 후, 2차 단열패널(40) 상부에 금속시트로된 2차 방벽(30)이 설치되고, 2차 방벽(30) 위에 전술한 바와 같은 1차 단열패널(20)이 패널고정장치(100)에 의해 고정되도록 설치된다.
패널고정장치(100)는 도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 2차 단열패널(40)의 2차 상측보강판(42) 상부로 돌출하도록 설치된 스터드볼트(110)와, 1차 단열패널(20)의 1차 하측보강판(23) 모서리부 또는 측단에 마련되는 걸림부(25)를 가압해 고정시키며 중심에 스터드볼트(110)에 결합되는 관통홀(121)이 형성된 원반형 고정부재(120)와, 고정부재(120)를 가압하도록 스터드볼트(110)에 체결되는 조임너트(130)를 포함한다.
1차 단열패널(20)은 도 1과 도 3에 도시한 바와 같이, 원반형 고정부재(120)의 설치를 위해 걸림부(25) 상부영역의 1차 단열부재(21) 및 1차 상측보강판(22) 일부에 부채꼴 또는 반원형 단면구조를 가지도록 개방된 개방부(26)를 구비한다. 이 개방부(26)는 인접해 설치되는 다른 1차 단열패널(20)의 개방부(25)와 함께 원통형 공간을 이루며, 이 원통형 공간은 고정부재(120) 설치한 후 장착되는 원통형 마개(27)에 의해 폐쇄된다.
이러한 패널고정장치(100)는 고정부재(120)가 원반형태이기 때문에 1차 단열패널(20)의 모서리부에 마련된 걸림부(25)의 결속 뿐 아니라, 1차 단열패널(20)의 측단 쪽에 마련되는 걸림부(25)의 결속에도 이용할 수 있다. 즉 1차 단열패널(20)의 모서리부나 측단 등을 모두 동일한 패널고정장치(100)를 이용하여 결속할 수 있기 때문에 설치작업이 용이하고 부품들을 쉽게 관리할 수 있으며, 부품 공용화를 통해 설치비용도 줄일 수 있다.
도 4와 도 5를 참조하면, 2차 단열패널(40)의 2차 상측보강판(42) 내에는 스터드볼트(110)의 장착을 위해 금속재질로 마련된 결합부재(45)가 설치될 수 있다.
고정부재(120)는 단면의 형상이 뒤집은 접시형상으로 마련됨으로써 둘레부(122)가 1차 단열패널(20)의 걸림부(25) 상면에 접하고 스터드볼트(110)와 결합되는 중심부(123)가 1차 단열패널(20)의 걸림부(25)와 이격된다. 따라서 이를 체결하면, 둘레부(122)가 1차 단열패널(20)의 걸림부(25)를 큰 힘으로 가압함으로써 1차 단열패널(20)을 견고히 결속할 수 있다.
원반형 고정부재(120)와 조임너트(130)를 체결해 1차 단열패널(20)을 결속한 후에는 고정부재(120) 상측의 개방부(26)에 원통형 마개(27)를 체결함으로써 체결부분의 단열이 유지될 수 있도록 한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 패널고정장치(100)의 체결을 위해 마련되는 개방부(26)는 1차 단열패널(20)의 모서리부 쪽이나 측단 쪽이 모두 동일하기 때문에 여기에 설치되는 마개(27)도 동일한 것을 이용할 수 있다. 따라서 설치공정을 간소화할 수 있다.
이러한 방식으로 1차 단열패널(20)을 설치한 후에는 1차 단열패널(20) 위에 1차 방벽(10)을 설치하는 것으로 화물창 방벽구조물의 설치를 완료할 수 있다.
10: 1차 방벽, 20: 1차 단열패널,
21: 1차 단열부재, 22: 1차 상측보강판,
23: 1차 하측보강판, 26: 개방부,
27: 마개, 30: 2차 방벽,
40: 2차 단열패널, 41: 2차 단열부재,
42: 2차 상측보강판, 43: 2차 하측보강판,
100: 패널고정장치, 110: 스터드볼트,
120: 고정부재, 130: 조임너트.

Claims (7)

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  3. 액화가스 수용공간을 둘러싸는 1차 방벽과, 상기 1차 방벽 외측에 설치되는 1차 단열패널과, 상기 1차 단열패널 외측을 둘러싸는 2차 방벽과, 상기 2차 방벽 외측에 설치되는 2차 단열패널과, 상기 2차 단열패널에 상기 1차 단열패널을 고정시키는 패널고정장치를 포함하고,
    상기 패널고정장치는,
    상기 2차 단열패널에 고정되는 스터드볼트와,
    상기 1차 단열패널의 걸림부를 가압해 고정시키며, 중심에 상기 스터드볼트에 결합되는 관통홀이 형성된 원반형 고정부재와,
    상기 고정부재를 가압하도록 상기 스터드볼트에 체결되는 조임너트를 포함하고,
    상기 고정부재는 체결 시 둘레부가 상기 1차 단열패널의 걸림부에 접하고,
    상기 스터드볼트와 결합되는 중심부가 상기 1차 단열패널의 걸림부와 이격되고,
    상기 2차 단열패널은, 2차 단열부재와, 상기 2차 단열부재 상측에 결합된 2차 상측보강판과, 상기 스터드볼트의 장착을 위해 상기 2차 상측보강판 내측에 설치된 결합부재를 포함하고,
    상기 1차 단열패널은, 1차 단열부재와, 상기 1차 단열부재 상측에 결합된 1차 상측보강판과, 상기 1차 단열부재 하측에 결합되며 모서리부 및 측단에 상기 고정부재에 의해 고정되는 상기 걸림부가 마련된 1차 하측보강판을 포함하고,
    상기 1차 단열패널은 상기 고정부재의 설치를 위해 상기 걸림부 상부영역의 상기 1차 단열부재 및 상기 1차 상측보강판 일부에 부채꼴 또는 반원형 단면구조를 가지도록 개방된 개방부를 구비하고,
    상기 개방부는 인접해 설치되는 다른 1차 단열패널의 개방부와 함께 원통형 공간을 이루며,
    상기 원통형 공간은 상기 고정부재 설치 후 장착되는 원통형 마개에 의해 폐쇄되는 액화가스 화물창.
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