KR20100022679A - 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스 - Google Patents

액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스에 관한 것으로서, 코너 패널의 라운드진 내측면을 따라 동일 곡률을 가지는 라운드 형태의 몸체와, 몸체의 곡률면의 길이를 따라 중앙에 반원 형태로 돌출되어 응력 집중을 분산시키는 응력분산부를 포함한다. 따라서 본 발명에 의하면 화물창의 코너 패널 사이 갭에 설치되는 앵글피스의 형상이 전체적으로 라운드 형태의 곡률을 가지도록 형성되되, 응력 분산이 이루어지도록 중앙에 반원 형태로 돌출된 응력분산부를 형성함으로써, 헐(hull)의 변형 및 열 변형 등에 따른 액화천연가스 화물창의 코너부에 응력이 집중되는 것을 방지하고, 용접 시공성을 향상시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.
화물창, 코너 패널, 응력, 앵글피스

Description

액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스{ANGLE PIECES FOR MOUNTED ON CORNER PANEL OF LNG CARGO CONTAINMENT SYSTEM}
본 발명은 액화천연가스 화물창의 코너부에서 헐(hull)의 변형 및 열 변형 등에 따른 응력 집중을 방지하고, 이로 인해 2차 방벽의 파괴 가능성을 제거함과 아울러 용접 시공성을 크게 향상시킬 수 있는 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스에 관한 것이다.
일반적으로, 액화천연가스(LNG)는 메탄(Methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 -163℃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 위해서는 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 브릿지 패널(28)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 브릿지 패널(28)을 부착시킨다.
그리고, 상부 인슐레이션 패널(20)과 탑 브릿지 패널(28)의 상부는 동일 평면을 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.
한편, 종래의 기술에 따른 액화천연가스 운반선의 화물창 구조에서 코너부의 경우 평판부와 다르게 제작할 필요성이 있는데, 이러한 액화천연가스 운반선의 화물창 코너부에 적용되는 코러게이티드 멤브레인은 화물창 코너부 형상에 적합하도록 단품 형태 (앵글 피스)로 제작된다.
도 2는 종래의 기술에 따른 액화천연가스 운반선의 화물창 인슐레이션 코너부 구조에 적용되는 앵글피스를 도시한 단면도로서, 미국 특허 US809742이다.
도시된 바와 같이, 화물창의 코너부에 설치되는 앵글 피스(40:angle piece)는 두 평면부가 직각으로 만나며, LNG 적재시 화살표 방향으로의 1차 방벽 수축에 대응하기 위해 주름이 존재하고, 두 주름부가 직각으로 교차하는 부위는 복잡한 내 부 주름이 추가적으로 구비된 것이다.
상기한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 액화천연가스 운반선의 화물창 코너부에 적용되는 단열의 코너 패널(미도시) 구조는 교차부의 곡률 반경이 직각으로 접힌 형태이기 때문에 선체 변형에 의해 두 면이 이루는 각도가 변할 때 상부에 적용된 멤브레인 구조의 직각으로 접힌 부분에서 응력집중이 발생하는 단점이 있었다. 이러한 응력집중을 막기 위하여 근래에는 화물창의 코너 패널 구조가 직각에서 라운드 형태로 바뀌어 가고 있으므로 이에 적합한 화물창 코너용 앵글 피스의 제작이 요구된다. 또한, 주름을 기준으로 양쪽 하부에 서로 다른 코너 패널이 위치되고, 이를 앵글 피스로 연결하는데, 두 코너 패널에 단차가 있을 경우 앵글 피스를 어느 정도 구부려 용접하여야 하는데, 이때 도 2의 화살표 방향으로 굽힘 강성이 커서 변형시키는데 어려운 단점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 화물창의 코너패널 사이 갭에 설치되는 앵글피스를 코너패널 형상과 동일 곡률을 가지도록 전체적으로 라운드 형태로 형성시키고, 응력 분산이 이루어지도록 중앙에 반원 형태로 돌출된 응력분산부를 형성함으로써, 헐(hull)의 변형 및 열 변형 등에 따른 액화천연가스 화물창의 코너부 멤브레인 구조에 응력이 집중되는 것을 방지하고, 용접 시공성을 향상시키도록 한다.
본 발명에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스에 있 어서, 코너 패널의 라운드진 내측면을 따라 동일 곡률을 가지는 라운드 형태의 몸체와, 몸체의 곡률면의 길이를 따라 중앙에 반원 형태로 돌출되어 응력 집중을 분산시키는 응력분산부를 포함하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스를 제공한다.
그리고 바람직하게 앵글피스는, SUS(Steel Use Stainless) 재질로 하여 압출로 제작되며, 1차 방벽인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게 응력분산부에는 주름부가 하나 이상 형성되되, "V"자 또는 "U"자 형태의 골 주름이며, 단면 형상이 곡률을 따라 일정 비율로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 화물창의 코너 패널 사이 갭에 설치되는 앵글피스의 형상이 전체적으로 라운드 형태의 곡률을 가지도록 형성되되, 응력 분산이 이루어지도록 중앙에 반원 형태로 돌출된 응력분산부를 형성함으로써, 헐(hull)의 변형 및 열 변형 등에 따른 액화천연가스 화물창의 코너부에 응력이 집중되는 것을 방지하고, 용접 시공성을 향상시킬 수 있는 효과를 가지고 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 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 앵글피스를 적용한 화물창 코너부의 일부 사시도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 앵글피스를 적용한 화물창 코너부의 일부 사시도이다.
도 3에 도시된 일 실시예의 앵글피스(100)는, 액화천연가스 화물창의 코너부를 구성하는 코너 패널(110)들의 갭 사이에서 신축성을 가지는 1차 방벽용 재질로 밀폐시키기 위하여 설치되는 것으로서, 몸체(102)와, 몸체(102)상에 일체로 돌출 형성되는 응력분산부(104)로 이루어진다.
몸체(102)는 판상의 SUS(Steel Use Stainless) 재질에 응력분산부(104)가 형성되도록 압출로 제작되며, 2차 방벽인 코너 패널(110)의 내측면에 설치되어 1차 방벽을 구성하게 된다.
이러한 몸체(102)는 화물창의 코너부(120)에 곡률을 가지면서 라운드진 형태의 코너 패널(110)을 따라 동일 곡률을 가지는 라운드 형태로 형성된다.
그리고 응력분산부(104)는 몸체(102)의 곡률면의 길이를 따라 중앙에 반원 형태로 돌출되어 반복되는 수축과 팽창력에 대해 응력 집중을 분산시키게 된다.
이러한 응력분산부(104)에는 도 5의 다른 실시예에서와 같이, 주름부(106)가 하나 이상 형성되되, 주름부(106)는 "V"자 또는 "U"자 형태의 골 주름으로 형성된다.
덧붙여 주름부(106)는, 단면 형상이 곡률을 따라 일정 비율로 형성되며, 더욱이 복수의 주름부(106)는 몸체(102)의 길이 방향과 직교하는 중앙으로부터 대향하도록 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스의 설치와 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 4 내지 도 6에서와 같이, 화물창에서 2 개의 평판부가 만나는 모서리 부위에 위치하여 평판부를 서로 연속적으로 연결시키는 역할의 코너 패널(110)이 설치된다.
코너 패널(110)은 하부 패널(112)과 상부 패널(114)로 구성되며, 화물창의 열 유입을 방지하기 위한 써멀 인슐레이션(Thermal insulation) 재질로 이루어지는데, 일 예로 폴리우레탄 폼으로 제조된다.
그리고 코너 패널(110)은 화물창의 코너를 구성함에 있어 직각 또는 둔각으로 절곡되는 코너부(120)의 내측면에 곡률을 가지고서 설치된다.
또한, 코너 패널(110)의 상부패널(114) 상면으로는 1차 방벽에 해당하는 서스패널(116)이 설치되어 화물창 평판부의 1차 방벽을 구성하는 코러게이티드 멤브레인(미도시)과 연결된다.
한편, 코너 패널(110)에서 길이 방향으로 이어지는 상부패널(114)의 사이에는 갭(gap)이 발생하고, 이 갭을 신축성을 가지고서 밀폐시키도록 본 발명의 앵글피스(100)의 몸체(102) 양단이 서스패널(116)에 용접으로 부착 설치되어 평판부의 1차 방벽과 함께 화물창의 전체 밀폐 기능을 수행하게 된다.
즉, 상부패널(114)의 사이에서 곡률을 따라 몸체(102)가 용접으로 설치된다.
그러므로 앵글피스(100)는 곡률을 가지는 라운드진 형태의 몸체(102)를 통하여 코너 패널(110) 사이 갭에 용이하게 용접되어 시공성이 증대될 수 있으며, 평판부의 1차 방벽과 같이 화물창 전체의 밀폐기능을 완성하고, 두꺼운 코너 패널(110)들 사이를 주름진 응력분산부(104)로 하여 선체 변형 시 앵글피스(100)에서 발생할 수 있는 응력 집중을 감소시킬 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 화물창의 코너 패널 형상과 동일 곡률을 가지도록 전체적으로 라운드 형태를 이루며, 응력 분산이 이루어지도록 중앙에 반원 형태로 돌출된 응력분산부를 형성함으로써, 헐(hull)의 변형 및 열 변형 등에 따른 액화천연가스 화물창의 코너부에 응력이 집중되는 것을 방지하고, 용접 시공성을 향상시킬 수 있다.
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 포함된다 할 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 액화천연가스 운반선의 화물창 인슐레이션 구조를 도시한 단면도이고,
도 2는 종래의 기술에 따른 액화천연가스 운반선 화물창의 코너부에 설치되는 앵글 피스를 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스를 도시한 사시도이고,
도 4는 도 3의 앵글피스를 적용한 화물창 코너부의 일부 사시도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스를 도시한 사시도이고,
도 6은 도 5의 앵글피스를 적용한 화물창 코너부의 일부 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 앵글피스 102 : 몸체
104 : 응력분산부 106 : 주름부
110 : 코너패널 112 : 하부패널
114 : 상부패널 116: 서스패널
120 : 코너부

Claims (6)

  1. 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스에 있어서,
    상기 코너 패널의 라운드진 내측면을 따라 동일 곡률을 가지는 라운드 형태의 몸체와,
    상기 몸체의 곡률면의 길이를 따라 중앙에 반원 형태로 돌출되어 응력 집중을 분산시키는 응력분산부
    를 포함하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 앵글피스는, SUS(Steel Use Stainless) 재질로 하여 압출로 제작되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 앵글피스는, 1차 방벽인 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 응력분산부에는,
    주름부가 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코 너 패널에 설치되는 앵글피스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 응력분산부의 주름부는, "V"자 또는 "U"자 형태의 골주름인 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 응력분산부의 주름부는,
    단면 형상이 곡률을 따라 일정 비율로 형성되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스.
KR1020080081314A 2008-08-20 2008-08-20 액화천연가스 화물창의 코너 패널에 설치되는 앵글피스 KR20100022679A (ko)

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