KR20130092238A - 액화천연가스 화물창의 단열구조 - Google Patents

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Abstract

액화천연가스 화물창의 단열구조가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 단열구조는 선체의 코너부에 설치되는 코너패널부; 선체의 바닥면 및 측면에 각각 설치되는 플랫 패널부; 상기 플랫 패널부 상부에 결합되고, 복수개의 제1 코러게이션 멤브레인으로 형성되는 2차 방벽부; 상기 2차 방벽부 상면에 배치되는 스페이서 합판; 및 상기 스페이서 합판 상부에 결합되고, 복수개의 제2 코러게이션 멤브레인으로 형성되는 1차 방벽부를 포함한다.

Description

액화천연가스 화물창의 단열구조 {INSULATION STRUCTURE OF CARGO TANK FOR LNG}
본 발명은 화물창의 단열구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액화천연가스 화물창의 단열구조에 관한 것이다.
천연가스를 초저온상태(-163℃)로 액화시킨 액화천연가스(Liquified Natural Gas: LNG)는 대기압보다 높은 증기압을 가지고 매우 낮은 비등온도를 가지므로, 이러한 액화천연가스를 안전하게 보관하고 저장하는 화물창의 설계는 매우 중요하다.따라서, 액화천연가스 화물창을 구비한 선박의 화물창 설계에서는, 외부로부터의 열전달에 의한 액화천연가스의 비등을 방지하는 단열기술 및 액화천연가스의 누출을 방지하는 기술이 가장 중요한 비중을 차지하고 있다.
한편, 상기 선박의 종류에는 LNG 캐리어(LNG Carrier), LNG-RV(LNG-Regasification Vessel), FSRU(Floating Storage Regasification Unit), LNG-FPSO(LNG-Floating Production Storage and Offloading)등이 포함될 수 있다.
상기 화물창을 제작하는 방식에는 독립구형(MOSS), 독립방형, 멤브레인형, 일체형등 여러 가지 방식이 존재하고, 그 중 멤브레인(Membrane) 방식이 가장 널리 사용되고 있다. 이 방식은 멤브레인의 재질 및 설계방식에 따라 구분되고, 화물창의 재료로 INVAR(Invariable의 약어로, 36% 니켈강과 스테인리스 스틸강의 합금으로 제조됨)와 스테인리스 스틸강이 사용되고 있다.
도 1은 종래 액화천연가스 화물창의 단열구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 액화천연가스 화물창을 구비하는 선박의 선체 내측면(1)에는 하부 인슐레이션 패널(2)이 하부면에 부착된 하부합판(2a)을 매개로 하여 결합 및 고정된다. 상기 결합 및 고정을 위해, 에폭시 매스틱(1a, Epoxy Mastic) 및 스터드 볼트(1b, Stud Bolt)가 이용된다.
하부 인슐레이션 패널(2) 상부면에는 리지드 트리플렉스(5, Rigid Triplex)가 부착되어 2차 방벽을 형성하고, 리지드 트리플렉스(5) 상부면에 상부 인슐레이션 패널(3)이 부착된다.
한편, 하부 인슐레이션 패널(2) 사이에는 글라스 울(Glass Wool) 재질의 플랫 조인트(1c)가 간극(g)을 두어 부착되고, 상부 인슐레이션 패널(3) 사이에는 탑 브리지 패널(7)이 부착된다. 탑 브리지 패널(7)을 부착할 때에는 리지드 트리플렉스(5) 상에 서플 트리플렉스(6, Supple Triplex)를 부착하고, 그 위에 탑 브리지 패널(7)을 부착시킨다.
상부 인슐레이션 패널(3) 및 탑 브리지 패널(7)의 상부는 동일 평면을 가지며, 상기 동일 평면 상에 주름형상을 구비하는 코러게이션 멤브레인(Corrugated Membrane, 4)이 부착되어 액화천연가스 화물창의 단열구조가 완성된다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래 액화천연가스 화물창 단열구조에서는 리지드 트리플렉스(5)와 서플 트리플렉스(6)를 접착하는 시공을 수행할 때 접착제가 고르지 못하게 시공되거나, 액화천연가스의 반복된 하역 작업으로 인하여 열 사이클이 반복되어 접착강도가 약해지는 문제점이 있었다. 이는 액화천연가스 화물창 단열구조의 밀폐 효과를 저하시켜, 액화천연가스의 누설 가능성을 높이는 원인으로 작용한다는 문제를 야기하였다.
본 발명의 실시예들은 1차 방벽 및 2차 방벽을 코러게이션 멤브레인으로 형성하여 화물창의 밀폐성능 및 조립성을 향상시킨 액화천연가스 화물창의 단열구조를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체의 코너부에 설치되는 코너패널부; 선체의 바닥면 및 측면에 각각 설치되는 플랫 패널부; 상기 플랫 패널부 상부에 결합되고, 복수개의 제1 코러게이션 멤브레인으로 형성되는 2차 방벽부; 상기 2차 방벽부 상면에 배치되는 스페이서 합판; 및 상기 스페이서 합판 상부에 결합되고, 복수개의 제2 코러게이션 멤브레인으로 형성되는 1차 방벽부를 포함하는, 액화천연가스 화물창의 단열구조가 제공될 수 있다.
이 때, 상기 코너패널부는, 상기 선체의 바닥면과 일측면이 직각을 가지는 제1 코너부, 상기 선체의 바닥면과 일측면이 둔각을 가지는 제2 코너부 및 상기 선체의 바닥면과 두 개의 측면이 이루는 제3 코너부 중 적어도 하나의 위치에 설치될 수 있다.
또한, 상기 코너패널부는, 복수 개의 코너패널 유닛; 및 상기 선체의 바닥면 및 측면과 상기 코너패널 유닛 사이에 설치되는 코너패널 조인트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 코너패널부는, 상기 플랫 패널부 및 상기 코너패널 조인트 사이에 설치되는, 조인트 패널을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 단열구조는 상기 조인트 패널의 일측면 또는 양측면에 설치되는 플랫 조인트를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 플랫 패널부는 복수 개의 플랫 패널 유닛을 포함하고, 상기 2차 방벽부는 상기 플랫 패널 유닛 상부에 각각 배치되는 2차 멤브레인부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 코너패널부는 복수 개의 코너패널 유닛을 포함하고, 상기 2차 방벽부는 상기 코너패널 유닛 상부에 각각 배치되는 2차 앵글피스부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 2차 방벽부는 상기 2차 앵글피스부 사이에 각각 배치되는 2차 코너 멤브레인부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 2차 방벽부는 상기 2차 멤브레인부 사이에 배치되는 2차 조인트 멤브레인부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 2차 방벽부는 상기 2차 멤브레인부 및 상기 2차 코너 멤브레인부 사이에 배치되는 2차 코너 조인트 멤브레인부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 1차 방벽부는 상기 2차 멤브레인부와 대응하는 위치에 배치되는 1차 멤브레인부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 1차 방벽부는 상기 2차 앵글피스부와 대응하는 위치에 배치되는 1차 앵글피스부를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 1,2차 앵글피스부는, 상기 1,2차 앵글피스부의 플랫부 사이의 간격보다 굽힘부 사이의 간격이 더 크도록 배치될 수 있다.
한편, 상기 1차 방벽부는 상기 2차 코너 멤브레인부와 대응하는 위치에 배치되는 1차 코너 멤브레인부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 1차 방벽부는 상기 2차 조인트 멤브레인부와 대응하는 위치에 배치되는 1차 조인트 멤브레인부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 1차 방벽부는 상기 2차 코너 조인트 멤브레인부와 대응하는 위치에 배치되는 1차 코너 조인트 멤브레인부를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 1,2차 코너 조인트 멤브레인부의 단부에는 상방향 또는 하방향으로 단차부가 형성될 수 있다.
한편, 상기 2차 멤브레인부, 상기 2차 조인트 멤브레인부 및 상기 2차 코너 조인트 멤브레인부는 하방향으로 굴곡되는 제1 코러게이션부를 포함하고, 상기 1차 멤브레인부, 상기 1차 조인트 멤브레인부 및 상기 1차 코너 조인트 멤브레인부는 상방향으로 굴곡되는 제2 코러게이션부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 2차 앵글피스부 및 상기 2차 코너 멤브레인부는 상방향으로 굴곡되는 제1 코러게이션부를 포함하고, 상기 1차 앵글피스부 및 상기 1차 코너 멤브레인부도 상방향으로 굴곡되는 제2 코러게이션부를 포함할 수 있다.
한편, 상기 코너패널부는 복수 개의 코너패널 유닛을 포함하고, 상기 코너패널 유닛은, 선체의 바닥면과 일단이 결합되는 제1 지지부; 선체의 측면과 일단이 결합되는 제2 지지부; 상기 제1 지지부 및 제2 지지부의 타단에 결합되는 2차 코너 방벽부; 및 상기 2차 코너 방벽부 상부에 형성되는 1차 코너 방벽부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 코너패널 유닛의 상기 1차 코너 방벽부는 상기 2차 코너 방벽부의 크기보다 작은 크기로 형성될 수 있다.
또한, 상기 코너패널 유닛은 상기 1차 코너 방벽부 및 2차 코너 방벽부 사이에 삽입되는 스페이서 합판 유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 코너패널 유닛의 상기 제1 지지부 및 제2 지지부는 상기 선체 내측면에 설치되는 체결부에 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 1차 방벽부 및 2차 방벽부를 코러게이션 멤브레인으로 형성함으로써, 화물창의 밀폐 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 1차 방벽부 및 2차 방벽부의 코러게이션 방향을 서로 다르게 형성함으로써, 열변형 또는 슬로싱에 의한 충격 발생시에 1차 방벽 및 2차 방벽이 서로 간섭되지 않아 화물창의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 1,2차 앵글피스부에서 플랫부보다 굽힘부의 간격이 더 크도록 배치함으로써, 1,2차 앵글피스부를 동일 크기로 제작하여 제작 단가 및 공정 측면에서 효율적이다.
또한, 1,2차 코너 조인트 멤브레인의 단부에 단차부를 형성함으로써, 전체 구조의 평탄도를 균일하게 유지 가능하다.
또한, 코너부에 설치되는 코너패널부를 복수 개의 코너패널 유닛으로 유닛화시킴으로써, 공정 및 유지 보수 측면에서 효율적이다.
또한, 제1 용접부 및 제2 용접부를 동일 선상에 결합 배치하여 1차 방벽 및 2차 방벽을 동일 위치에서 용접 설치함으로써, 공정을 보다 단순화시킬 수 있다.
도 1은 종래 액화천연가스 화물창의 단열구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 단열구조의 공정을 순차적으로 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 Ⅹ-Ⅹ선에 따른 단면도이다.
도 11는 도 10에서 C부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 12는 제1 코너패널 유닛의 사시도이다.
도 13은 제2 코너패널 유닛의 사시도이다.
도 14는 제3 코너패널 유닛의 사시도이다.
도 15는 제1 코너패널부의 조립상태를 도시한 도면이다.
도 16은 도 15에서 플랫 패널부가 추가적으로 배치된 상태를 도시한 도면이다.
도 17은 도 4의 플랫 패널부를 도시한 도면이다.
도 18은 도 17의 플랫 패널부 상부에 결합되는 2차 방벽부, 스페이서 합판 및 1차 방벽부를 분리하여 도시한 도면이다.
도 19는 도 18에서 플랫 패널부 상부에 2차 방벽부가 결합하는 모습을 도시한 도면이다.
도 20 및 도21는 도 19에서 스페이서 합판에 제2 용접부가 조립되는 모습을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
또한, 이하에서 설명할 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 단열구조는 선박에 구비될 수 있으며, 상기 선박은 LNG 캐리어(LNG Carrier), LNG-RV(LNG-Regasification Vessel), FSRU(Floating Storage Regasification Unit), LNG-FPSO(LNG-Floating Production Storage and Offloading)등이 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 단열구조는 선체의 코너부에 설치되는 코너패널부와, 상기 선체의 바닥면 및 측면에 각각 설치되는 플랫 패널부와, 상기 플랫 패널부 상부에 결합되는 2차 방벽부와, 상기 2차 방벽부 상면에 배치되는 스페이서 합판, 그리고 상기 스페이서 합판 상부에 결합되는 1차 방벽부를 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 화물창의 단열구조(이하, LNG 화물창의 단열구조)의 공정 순서를 중심으로, 각 구성에 대하여 설명하도록 한다.
도 2 내지 도 9는 LNG 화물창의 단열구조(1000)의 공정을 순차적으로 나타낸 사시도이다.
도 2를 참조하면, 선박의 내부에는 액화천연가스를 저장하기 위한 공간이 마련된다. 상기 공간은 탱크 형태로 형성되는 데, 설명의 편의를 위해서 도 2에서는 상기 탱크 내부의 일부분만 도시하였으며, 이하에서는 상기 탱크 내부의 일부분을 선체(10)라고 칭하기로 한다.
선체(10)는 바닥면(11) 및 측면(12)을 포함하여 구성되고, 상기 측면(12)은 제1 측면(12) 및 제2 측면(13)을 포함한다. 바닥면(11)과 제1측면(12) 및 제2측면(13) 중 어느 하나 이상이 접하는 부분은 선체(10)의 가장자리를 구성한다. 이하에서는, 바닥면(11)과 제1측면(12) 및 제2측면(13) 중 어느 하나 이상이 접하는 부분을 코너부(14)라고 칭하기로 한다.
바닥면(11)과 제1측면(12) 또는 바닥면(11)과 제2측면(13)이 각각 이루는 각도는 직각 또는 둔각일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 바닥면(11)과 제1 측면(12)이 이루는 각도가 직각이고, 바닥면(11)과 제2 측면(13)이 이루는 각도가 둔각인 경우를 중심으로 설명하도록 한다. 또한, 바닥면(11)과 제1 측면(12)이 접하는 부분을 제1 코너부(14a)라 하고, 바닥면(11)과 제2 측면(13)이 접하는 부분을 제2 코너부(14b)라고 칭하기로 한다. 또한 바닥면(11)과 제2 측면(13)이 이루는 각도는 90도에서 180도까지 다양하게 이루어질 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 바닥면(11)과 제2 측면(13)이 이루는 각도가 둔각 중에서 135도인 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
한편, 선체(10)의 코너부(14)에서 바닥면(11), 제1 측면(12) 및 제2 측면(13)이 모두 접하는 부분이 추가적으로 존재할 수 있다. 이와 같이 세 개의 면이 접하는 부분에서는 바닥면(11)과 제1 측면(12)이 직각으로 접하고, 바닥면(11)과 제2 측면(13)이 둔각, 예를 들어 135도로 접하고, 제1 측면(12)에는 제2 측면(13)이 일정 각도, 예를 들어 45도 기울어진 형태로 접하게 된다. 이하에서는, 바닥면(11), 제1 측면(12) 및 제2 측면(13)이 접하여 구성되는 부분을 제3 코너부(14c)라 칭하기로 한다.
선체(10)에는 복수 개의 체결부(20)가 설치될 수 있다. 체결부(10)는 후술할 코너패널부 및 플랫 패널부를 고정 설치하는 역할을 수행하는 것으로, 웨지(wedge, 21) 및 고정볼트(22)를 포함할 수 있다.
웨지(21)는 상기 코너패널부 및 플랫 패널부를 선체(10)와 소정 간격을 유지한 채로 부착시키는 역할을 수행하는 것으로, 에폭시 매스틱(Epocy Mastic)일 수 있다. 한편, 고정볼트(22)는 웨지(21)를 관통하여 설치되거나 웨지(21)와 인접하여 설치되는 것으로, 스터드 볼트일 수 있다. 고정볼트(22)는 너트(미도시)등의 체결부재와 더불어 상기 코너패널부 및 플랫 패널부를 선체(10)에 고정시키는 역할을 수행할 수 있다.
다음으로 도 3을 참조하면, 선체(10)의 코너부(14)에는 코너패널부(100)가 설치된다. 코너패널부(100)는 선체(10)의 코너부(14)의 단열을 위한 것으로, 제1 코너부(14a), 제2 코너부(14b) 및 제3 코너부(14c)에 모두 설치될 수 있다.
이하에서는, 제1 코너부(14a)에 설치되는 코너패널부(100)를 제1 코너패널부(100a), 제2 코너부(14b)에 설치되는 코너패널부(100)를 제2 코너패널부(100b), 제3 코너부(14c)에 설치되는 코너패널부(100)를 제3 코너패널부(100c)로 칭하기로 한다.
코너패널부(100)는 코너패널 유닛(110) 및 코너패널 조인트(120)를 포함한다. 코너패널 유닛(110)은 복수 개이며, 코너부(14)를 따라 횡방향으로 배치되어 코너패널부(100)를 구성할 수 있다. 이하에서는, 제1 코너패널부(100a)를 이루는 코너패널 유닛(110)은 제1 코너패널 유닛(110a), 제2 코너패널부(100b)를 이루는 코너패널 유닛(110)은 제2 코너패널 유닛(110b), 제3 코너패널부(100c)를 이루는 코너패널 유닛(110)은 제3 코너패널 유닛(110c)으로 칭하기로 한다. 한편, 코너패널 유닛(110)의 세부 구성에 대해서는 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
코너패널 조인트(120)는 선체(10) 바닥면(11) 및 제1,2 측면(12,13)과 코너패널 유닛(110) 사이에 설치되는 것으로, 코너패널 유닛(110)을 지지함으로써 코너패널 유닛(110)이 안정적으로 선체(10) 코너부(14)에 설치될 수 있게 한다. 또한, 코너패널 조인트(120)는 폴리우레탄 등의 단열재로 구성됨으로써, 그 자체로 코너부(14)의 단열을 유지하는 역할을 수행할 수 있다. 코너패널 조인트(120)는 선체(10)에 배치된 체결부(20)에 결합함으로써, 선체(10)에 고정될 수 있다.
다음으로 도 4를 참조하면, 선체(10)의 바닥면(11) 및 제1,2 측면(12,13)에는 플랫 패널부(200)가 각각 설치될 수 있다. 다만, 도 4에서는 선체(10)의 바닥면(11)에 설치된 플랫 패널부(200)만 도시하였음을 밝혀둔다.
플랫 패널부(200)는 폴리우레탄 등의 단열재로 구성되는 것으로, 선체(10)에 배치된 체결부(20)에 결합함으로써, 선체(10)에 고정될 수 있다.
플랫 패널부(200)는 필요에 따라 블록화되어 복수 개의 플랫 패널 유닛(210)으로 구성될 수 있다. 플랫 패널 유닛(210)의 개수 및 크기는 한정되지 아니한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 플랫 패널부(200)는 8개의 플랫 패널 유닛(210)으로 구성될 수 있으며, 각각의 플랫 패널 유닛(210)은 블록을 기준으로 하여 3*10 블록 크기를 가지는 것이 가능하다. 이와 같이 다양한 크기를 가질 수 있는 플랫 패널 유닛(210)은 공장에서 일체로 제작되어 제작현장에 공급될 수 있다. 한편, 플랫 패널부(200)의 세부 구성에 대해서는 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
다음으로 도 5 및 도 6을 참조하면, LNG 화물창의 단열구조(1000)는 조인트 패널(130) 및 플랫 조인트(140)을 더 포함할 수 있다.
조인트 패널(130)은 폴리우레탄 등의 단열재로 구성되는 것으로, 플랫 패널부(200) 및 코너패널 조인트(120) 사이에 설치될 수 있다. 조인트 패널(130)은 플랫 패널부(200)와 코너패널 조인트(120) 사이에 존재할 수 있는 공간을 메움과 동시에 단열시키는 역할을 수행할 수 있다.
플랫 조인트(140)는 폴리우레탄 등의 단열재로 구성되는 것으로, 조인트 패널(130)의 일측면 또는 양측면에 삽입 설치될 수 있다. 플랫 조인트(140)는 조인트 패널(130)의 설치시, 플랫 패널부(200)와 조인트 패널(130) 또는 코너패널 조인트(120)와 조인트 패널(130) 사이에 존재 가능한 소정 간격의 틈을 메움과 동시에 단열시키는 역할을 수행할 수 있다.
다음으로 도 7을 참조하면, 플랫 패널부(200) 상부에는 2차 방벽부(300)가 형성된다. 2차 방벽부(300)는 복수 개의 코러게이션 멤브레인이 용접 등을 통해 일체화되어 형성되는 것으로, 이하에서는 2차 방벽부(300)를 구성하는 코러게이션 멤브레인을 제1 코러게이션 멤브레인(301)이라 칭하고, 제1 코러게이션 멤브레인(301)의 코러게이션 부분(굴곡된 부분)은 제1 코러게이션부(301a)로 칭하기로 한다.
제1 코러게이션 멤브레인(301)은 인바(INVAR) 합금, 스테인리스 강 및 알루미늄 합금 등의 금속 소재 중에서 선택되는 소재로 제조될 수 있다. 또한, 제1 코러게이션부(301a)는 화물창의 열변형을 방지하기 위하여 주름진 형태를 가지며 일자형 또는 십자형으로 형성될 수 있다.
2차 방벽부(300)는 상기와 같은 제1 코러게이션 멤브레인(301)이 배치되는 위치에 따라 구분되는 2차 멤브레인부(310), 2차 앵글피스부(320), 2차 코너멤브레인부(330), 2차 조인트 멤브레인부(340) 및 2차 코너 조인트 멤브레인부(350)를 포함할 수 있다. 2차 방벽부(300)는 플랫 패널부(200) 상부면에 용접 결합을 통해 배치될 수 있으며, 이에 대해서는 다른 도면을 참조하여 상세히 후술하기로 한다.
이하, 2차 방벽부(300)의 각 구성에 대하여 설명하도록 한다.
2차 멤브레인부(310)는 플랫 패널부(200) 상부면에 배치되는 것으로, 제1 코러게이션부(301a)가 하방향으로 굴곡되어 십자형으로 형성될 수 있다. 또한, 플랫 패널부(200)가 복수 개의 플랫 패널 유닛(210)으로 구분되어 있는 경우에, 2차 멤브레인부(310)는 개개의 플랫 패널 유닛(210) 또는 2 이상의 플랫 패널 유닛(210)을 그룹(group)지어 놓은 플랫 패널 유닛(210) 상부면에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 플랫 패널부(200)가 2개의 플랫 패널 유닛(210)을 그룹화하여 구성되는 총 4개의 플랫 패널 유닛(210)으로 이루어지는 경우에는, 상기 플랫 패널 유닛(210) 상부에 각각 2차 멤브레인부(310)가 배치될 수 있다.
2차 앵글피스부(320)는 코너패널 유닛(110) 상부에 각각 배치되는 것으로, 제1 코러게이션부(301a)가 상방향으로 굴곡되어 일자형으로 형성될 수 있다. 2차 앵글피스부(320)는 용접 결합을 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 2차 앵글피스부(320)는 코너패널 유닛(110)과 다른 코너패널 유닛(110) 사이에 존재하는 공간에 종방향으로 용접되어 배치될 수 있다.
또한, 2차 앵글피스부(320)는 코너부(14)의 형성 각도에 대응하는 각도로 굽힘 변형되어 형성될 수 있다. 즉, 2차 앵글피스부(320)가 제1 코너부(14a)에 배치되는 경우에는 2차 앵글피스부(320)의 제1 코러게이션부(301a)는 90도로 굽힙되어 형성될 수 있으며, 2차 앵글피스부(320)가 제2 코너부(14b)에 배치되는 경우에는 2차 앵글피스부(320)의 제1 코러게이션부(301a)는 135도로 굽힙되어 형성되는 것이 가능하다. 또한, 2차 앵글피스부(320)에서 제1 코러게이션부(301a)의 양 단부는 연장 형성되어, 상기 단부가 조인트 패널(130) 및 플랫 조인트(140) 상부에 결합할 수 있다(도 7 참조).
2차 코너 멤브레인부(330)는 조인트 패널(130) 상부에 각각 배치되는 것으로, 제1 코러게이션부(301a)가 상방향으로 굴곡되어 일자형으로 형성될 수 있다. 또한, 2차 코너 멤브레인부(330)는 용접 결합을 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 2차 코너 멤브레인부(330)는 조인트 패널(130) 상부에 배치되되, 2차 앵글피스부(320) 사이에 각각 배치되는 것이 가능하다. 이 때, 2차 코너 멤브레인부(330)의 제1 코러게이션부(301a)는 2차 앵글피스부(320)의 제1 코러게이션부(301a)에 영향을 주지 않도록, 상기 2차 앵글피스부(320)의 제1 코러게이션부(301a)와는 소정 간격 이격되도록 형성될 수 있다. 한편, 제1 코너부(14a)에서와 같이 조인트 패널(130)의 폭이 넓은 경우에는 2차 코너 멤브레인부(330)의 제1 코러게이션부(301a)가 복수개 형성될 수 있다.
2차 조인트 멤브레인부(340)는 2차 멤브레인부(310) 사이에 배치되는 것으로, 2차 멤브레인부(310)와 연결되어 일체화될 수 있다. 2차 조인트 멤브레인부(340)는 제1 코러게이션부(301a)가 하방향으로 굴곡되어 십자형으로 형성될 수 있다. 2차 조인트 멤브레인부(340)는 2차 멤브레인부(310)와 형성되는 위치만 다를 뿐, 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
2차 코너 조인트 멤브레인부(350)는 2차 멤브레인부(310) 및 2차 코너 멤브레인부(330) 사이에 배치되는 것으로, 2차 멤브레인부(310)의 둘레를 따라 형성될 수 있다. 2차 코너 조인트 멤브레인부(350)는 2차 멤브레인부(310) 및 2차 조인트 멤브레인부(340)와 용접 등의 방법을 통해 연결되어 일체화될 수 있다. 한편, 2차 코너 조인트 멤브레인부(350)는 제1 코러게이션부(301a)가 하방향으로 굴곡되어 십자형으로 형성될 수 있다. 2차 코너 조인트 멤브레인부(350)는 2차 멤브레인부(310) 또는 2차 조인트 멤브레인부(340)와 형성되는 위치만 다를 뿐, 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
다음으로 도 8을 참조하면, 2차 방벽부(300) 상면에는 스페이서 합판(400)이 배치될 수 있다. 스페이서 합판(400)은 2차 방벽부(300)와 후술할 1차 방벽부(500)가 서로 맞닿지 않도록 이격시키는 역할을 수행할 수 있다. 스페이서 합판(400)은 목재 또는 합성수지로 제조될 수 있다. 이와 같은 스페이서 합판(400)은 2차 방벽부(300) 상면과 접착제를 이용하여 접착될 수 있으며, 별도의 부재를 사용하여 용접 등의 방법으로 결합하는 것이 가능하다. 이와 관련해서는 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
한편, 2차 방벽부(300)에서 2차 앵글피스부(320) 및 2차 코너 멤브레인부(330)는 제1 코러게이션부(301a)가 상방향으로 형성될 수 있으므로, 이 경우에 스페이서 합판(400)이 제1 코러게이션부(301a)로 인하여, 2차 방벽부(300)에 결합시 평탄도가 저하될 수 있다. 따라서, 스페이서 합판(400) 가장자리에 홈을 형성하여 2차 앵글피스부(320) 및 2차 코너 멤브레인부(330)의 제1 코러게이션부(301a)가 상기 홈에 수용되도록 함으로써, 평탄도 저하를 방지할 수 있다.
예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 스페이서 합판(400)과 2차 코너 멤브레인부(330)가 접하는 부분(A로 표시된 부분)에 대해서는, 스페이서 합판(400)에 홈(미표기)을 형성함으로써 2차 코너 멤브레인부(330)의 제1 코러게이션부(301a)를 상기 홈에 끼워 수용되도록 할 수 있다.
한편, 2차 앵글피스부(320)의 제1 코러게이션부(301a)와의 간섭을 막기 위하여, 스페이서 합판(400)과 동일 또는 유사한 재질의 스페이서 합판 유닛(401)을 2차 앵글피스부(320)의 양측에 배치하는 것이 가능하다.
예를 들면, 도 8에 도시된 바와 같이, 2차 앵글피스부(320)의 상부에는 스페이서 합판(400)을 배치하지 않고(B로 표시된 부분), 2차 앵글피스부(320)의 제1 코러게이션부(301a) 양측에 스페이서 합판 유닛(401)을 각각 배치함으로써, 상기 스페이서 합판 유닛(401)이 스페이서 합판(400)의 역할을 대체하도록 할 수 있다.
다음으로 도 9를 참조하면, 스페이서 합판(400) 상부에는 1차 방벽부(500)가 형성된다. 1차 방벽부(500)는 복수 개의 코러게이션 멤브레인이 용접 등을 통해 일체화되어 형성되는 것으로 상술한 2차 방벽부(300)와 동일 또는 유사하다. 본 발명의 일 실시예에서는 1차 방벽부(500)와 2차 방벽부(300)를 모두 코러게이션 멤브레인으로 형성함으로써, 화물창의 밀폐 성능을 향상시키는 것을 일 특징으로 한다.
한편, 이하에서는 2차 방벽부(300)와의 구분을 위하여, 1차 방벽부(500)를 구성하는 코러게이션 멤브레인을 제2 코러게이션 멤브레인(501)이라 칭하고, 제2 코러게이션 멤브레인(501)의 코러게이션 부분(굴곡된 부분)은 제2 코러게이션부(501a)로 칭하기로 한다(2차 방벽부에 대해서는 도 7 참조).
제2 코러게이션 멤브레인(501)은 인바(INVAR) 합금, 스테인리스 강, 알루미늄 합금의 금속 소재 중에서 선택된 소재로 제조될 수 있다. 제2 코러게이션부(501a)는 화물창의 열변형을 방지하기 위하여 주름진 형태를 가지며 일자형 또는 십자형으로 형성될 수 있다.
1차 방벽부(500)는 상기와 같은 제2 코러게이션 멤브레인(501)이 배치되는 위치에 따라 구분되는 1차 멤브레인부(510), 1차 앵글피스부(520), 1차 코너멤브레인부(530), 1차 조인트 멤브레인부(540) 및 1차 코너 조인트 멤브레인부(550)를 포함할 수 있다. 1차 방벽부(500)는 스페이서 합판(400) 상부면에 용접 결합을 통해 배치될 수 있으며, 이에 대해서는 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
이하, 1차 방벽부(500)의 각 구성에 대하여 설명하도록 한다.
1차 멤브레인부(510)는 스페이서 합판(400)의 상부면에 배치되되, 2차 방벽부(300)의 2차 멤브레인부(310)와 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 1차 멤브레인부(510)는 제2 코러게이션부(501a)가 상방향으로 굴곡되어 십자형으로 형성될 수 있다. 즉, 1차 멤브레인부(510)는 2차 멤브레인부(310)의 코러게이션 방향과 반대되는 방향으로 코러게이션이 형성될 수 있다. 따라서, 열변형 또는 슬로싱에 의한 충격 발생 시에 1차 멤브레인부(510) 및 2차 멤브레인부(320)가 서로 영향을 받지 않아 화물창의 내구성이 향상될 수 있다. 한편, 1차 멤브레인부(510)는 2차 방벽부(300)의 2차 멤브레인부(310)와 비교할 때, 위치 및 코러게이션 방향을 제외하고는 서로 동일 또는 유사하므로, 중복 설명은 생략하기로 한다.
1차 앵글피스부(520)는 2차 방벽부(300)의 2차 앵글피스부(320) 상부에 배치되는 것으로, 제2 코러게이션부(501a)가 상방향으로 굴곡되어 일자형으로 형성될 수 있다. 따라서, 1차 앵글피스부(520)는 2차 앵글피스부(320) 상부에 포개지도록 배치될 수 있다. 또한, 1차 앵글피스부(520)는 2차 앵글피스부(320)의 제1 코러게이션부(301a) 양측에 배치되는 스페이서 합판 유닛(401)에 의해 2차 앵글피스부(320)와 소정 간격 이격된 형태로 결합될 수 있다. 이에 대해서는 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
1차 코너 멤브레인부(530)는 2차 방벽부(300)의 2차 코너 멤브레인부(320) 상부에 배치되는 것으로, 제2 코러게이션부(501a)가 상방향으로 굴곡되어 일자형으로 형성될 수 있다. 따라서, 1차 코너 멤브레인부(530)는 2차 코너 멤브레인부(330) 상부에 포개지도록 배치될 수 있다. 이 때, 2차 코너 멤브레인부(330)의 제1 코러게이션부(301a) 양측에는 스페이서 합판(400)이 존재하므로, 2차 코너 멤브레인부(330)와 소정 간격 이격된 형태로 결합 가능하다. 1차 코너 멤브레인부(530)는 2차 코너 멤브레인부(530)와 동일 또는 유사하므로, 중복 설명은 생략하기로 한다.
1차 조인트 멤브레인부(540)는 스페이서 합판(400)의 상부면에 배치되되, 2차 방벽부(300)의 2차 조인트 멤브레인부(340)와 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 1차 조인트 멤브레인부(540)는 제2 코러게이션부(501a)가 상방향으로 굴곡되어 십자형으로 형성될 수 있다. 즉, 1차 조인트 멤브레인부(540)는 2차 조인트 멤브레인부(340)의 코러게이션 방향과 반대되는 방향으로 코러게이션이 형성될 수 있다. 또한, 1차 조인트 멤브레인부(540)는 1차 멤브레인부(510) 사이에 배치되고, 1차 멤브레인부(510)와 용접 등의 방법을 통해 연결되어 일체화될 수 있다. 1차 조인트 멤브레인부(540)는 1차 멤브레인부(510)와 형성되는 위치만 다를 뿐, 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
1차 코너 조인트 멤브레인부(550)는 1차 코너 멤브레인부(530) 및 1차 멤브레인부(510) 사이에 배치되는 것으로, 스페이서 합판(400)의 상부면에 배치되되 2차 방벽부(300)의 2차 코너 조인트 멤브레인부(350)와 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 1차 코너 조인트 멤브레인부(550)는 1차 멤브레인부(510)의 둘레를 따라 형성될 수 있으며, 1차 멤브레인부(510) 및 1차 조인트 멤브레인부(540)와 연결되어 일체화될 수 있다.
1차 코너 조인트 멤브레인부(550)는 제2 코러게이션부(501a)가 상방향으로 굴곡되어 십자형으로 형성될 수 있다. 즉, 1차 코너 조인트 멤브레인부(550)는 2차 코너 조인트 멤브레인부(350)의 코러게이션 방향과 반대되는 방향으로 코러게이션이 형성될 수 있다. 한편, 1차 코너 조인트 멤브레인부(550)는 1차 멤브레인부(510) 및 1차 조인트 멤브레인부(540)와 형성되는 위치만 다를 뿐, 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이, 1차 방벽부(500)를 스페이서 합판(400) 상부에 배치함으로써 LNG 화물창의 단열구조(1000)가 완성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 화물창의 단열구조(1000)는 1차 방벽부(500) 및 2차 방벽부(300)를 모두 코러게이션 멤브레인으로 구성하되, 1차 방벽부(500) 및 2차 방벽부(300)의 코러게이션 방향을 서로 다르게 형성하는 것을 일 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 2차 방벽부(300)를 구성하는 코러게이션 멤브레인 중, 2차 멤브레인부(310), 2차 조인트 멤브레인부(340) 및 2차 코너 조인트 멤브레인부(350)는 하방향으로 굴곡되는 제1 코러게이션부(301a)를 포함한다. 반면에, 1차 방벽부(500)를 구성하는 코러게이션 멤브레인 중, 1차 멤브레인부(510), 1차 조인트 멤브레인부(540) 및 1차 코너 조인트 멤브레인부(550)는 상방향으로 굴곡되는 제2 코러게이션부(501a)를 포함한다.
따라서, 열변형 또는 슬로싱에 의한 충격 발생시에 1차 방벽부(500) 및 2차 방벽부(300)의 코러게이션들이 서로 영향을 받지 않아 화물창의 내구성을 향상시킬 수 있다.
한편, 2차 방벽부(300)를 구성하는 코러게이션 멤브레인 중, 2차 앵글피스부(320) 및 2차 코너 멤브레인부(330)는 상방향으로 굴곡되는 제1 코러게이션부(301a)를 포함한다. 또한, 1차 방벽부(500)를 구성하는 코러게이션 멤브레인 중, 1차 앵글피스부(520) 및 1차 코너 멤브레인부(530)는 상방향으로 굴곡되는 제2 코러게이션부(501a)를 포함한다. 즉, 플랫 패널부(200) 상부에 설치되는 1,2차 방벽부(300,500)와는 달리, 코너패널부(100) 상부에 설치되는 1,2차 방벽부(300,500)의 경우 코러게이션이 동일한 방향으로 형성된다.
이와 같이 코너패널부(100) 상부에서의 코러게이션이 동일한 방향으로 형성되는 이유는 선체(10)의 코너부(14)에서는 코러게이션 멤브레인과, 상기 코러게이션 멤브레인 상부에 배치되는 스페이서 합판을 평평하게 배치시킬 수 없기 때문이다.
이와 관련하여, 도 10은 도 9에 도시된 Ⅹ-Ⅹ선에 따른 단면도이다.
도 10을 참조하면, 2차 앵글피스부(320) 및 1차 앵글피스부(520)는 포개져서 결합되는 데, 이 때, 2차 앵글피스부(320) 및 1차 앵글피스부(520)의 간격을 일정하게 유지하지 않으면 코르게이션부의 간섭이 발생할 위험성이 있다. 이와 같은 간섭을 방지하기 위해서는 1차 앵글피스부(520)를 2차 앵글피스부(320)보다 다소 큰 크기로 제작하여야 한다. 그러나, 이와 같은 경우에는 1차 앵글피스부(520) 및 2차 앵글피스부(320)의 크기를 다르게 형성하여야 하기 때문에, 이들을 제작하는 금형을 별개로 운용하여야 하므로 제작 단가 및 공정상 효율성이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 도 10에 도시된 바와 같이, 2차 앵글피스부(320) 양측(굽힙부)에 배치되는 스페이서 합판 유닛(401)의 높이 조절을 통하여 1,2차 앵글피스부(320,520)의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 1,2차 앵글피스부(320,520)의 플랫부(a) 사이에 배치되는 스페이서 합판(400)의 높이보다, 1,2차 앵글피스부(320,520)의 굽힘부(b) 사이에 배치되는 스페이서 합판 유닛(401)의 높이를 높게 조절함으로써, 1,2차 앵글피스부(320,520)의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있다.
예를 들면, 플랫부(a) 사이에 배치되는 스페이서 합판(400)의 높이(또는 두께)는 12mm로 형성하고, 굽힘부(b) 사이에 배치되는 스페이서 합판 유닛(401)의 높이는 19mm로 형성하는 것이 가능하다.
상술한 것과 같이, 스페이서 합판 유닛(401)의 높이를 스페이서 합판(400)의 높이보다 높게 형성함으로써, 1,2차 앵글피스부(320,520) 사이의 간격을 일정하게 유지 가능하므로 1,2차 앵글피스부(320,520)를 동일한 크기로 제작할 수 있다. 즉, 하나의 금형을 이용하여 1,2차 앵글피스부(320,520)를 제작 가능하므로, 제작 단가 및 공정상 효율성이 높아지는 효과가 있다.
도 11은 도 10의 C부분을 확대하여 도시한 도면이다. 도 11을 참조하면, 1,2차 코너 조인트 멤브레인부(350,550)의 일단은 1,2차 앵글피스부(320,520)와 결합되는 데, 이 경우 1,2차 코너 조인트 멤브레인부(350,550)와 1,2차 앵글피스부(320,520)의 코러게이션 방향에 차이가 있어 상기 결합 부위에서의 평탄성이 저하될 수 있다.
따라서, 상기 평탄성을 향상시키기 위하여, 1,2차 코너 조인트 멤브레인부(350,550)의 단부에 단차부(350a, 550a)를 형성하는 것이 가능하다. 예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같이, 2차 코너 조인트 멤브레인부(350)의 단부에 하방향으로 단차를 갖는 단차부(350a)를 형성하고, 1차 코너 조인트 멤브레인부(550)의 단부에는 상방향으로 단차를 갖는 단차부(550a)를 형성할 수 있다. 이 경우, 1,2차 앵글피스부(320,520)의 단부가 1,2차 코너 조인트 멤브레인부(350,550)의 단차부(350a,550a)에 의해 형성된 공간에 수용 될 수 있으므로, 전체 구조의 평탄도를 균일하게 유지할 수 있다.
이하에서는, 코너패널부(100)에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 12는 제1 코너패널 유닛(110a)의 사시도이고, 도 13은 제2 코너패널 유닛(110b)의 사시도이고, 도 14는 제3 코너패널 유닛(110c)의 사시도이다.
도 12 내지 14를 참조하면, 코너패널부(100)는 복수개의 코너패널 유닛(110)이 횡방향으로 배치되어 구성되고(도 3 참조), 코너패널 유닛(110)은 배치되는 위치에 따라 제1 코너패널 유닛(110a), 제2 코너패널 유닛(110b) 및 제3 코너패널 유닛(110c)로 분류될 수 있다.
코너패널 유닛(110)은 스틸 재질로 일체화되어 형성될 수 있으며, 공장에서 사출 성형 등을 통하여 일체로 제작되어 제작현장에 공급될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 화물창의 단열구조(1000)에서 코너패널부(100)를 복수 개의 코너패널 유닛(110)으로 유닛화 함으로써, 코너패널부(100)를 코너패널 유닛(110)들의 조립을 통해 제작 가능하여 제작공정이 보다 간편해지고, 효율적으로 유지 보수가 가능하다는 장점이 있다.
이와 같은 코너패널 유닛(110)은 제1 지지부(111), 제2 지지부(112), 2차 코너 방벽부(113) 및 1차 코너 방벽부(114)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 지지부(111)는 코너패널 유닛(110)을 종방향으로 지지해주는 역할을 수행하는 것으로, 선체(10)의 바닥면(11)과 일단이 결합될 수 있다. 예를 들면, 선체(10)의 바닥면(11)에 형성된 체결부(20)에 제1 지지부(111)가 결합될 수 있다.
제2 지지부(112)는 코너패널 유닛(110)을 횡방향으로 지지해주는 역할을 수행하는 것으로, 선체(10)의 측면(12,13)과 일단이 결합될 수 있다. 예를 들면, 선체(10)의 측면(12,13)에 형성된 체결부(20)에 제2 지지부(112)가 결합될 수 있다. 또한, 제1 지지부(111) 및 제 2 지지부(112)는 설치의 편의를 위해서 다양한 각도의 경사를 가지도록 배치될 수 있다.
2차 코너 방벽부(113)는 제1 지지부(111) 및 제2 지지부(112) 타단에 결합되어 형성되는 것으로, 배치 위치에 따라 적어도 1회 이상 소정 각도로 굽힙 변형되어 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 코너패널 유닛(110a)에서는 2차 코너 방벽부(113)가 135도 각도로 2번 굽힙 변형됨으로써, 양단의 연장선이 만나는 각도가 90도로 형성되도록 할 수 있다. 또한, 제2 코너패널 유닛(110b)에서는 2차 코너 방벽부(113)가 157.5도 각도로 2번 굽힙 변형됨으로써, 양단의 연장선이 만나는 각도가 135도로 형성되도록 할 수 있다.
이와 같은 2차 코너 방벽부(113)는 LNG 화물창의 단열구조(1000)에서 2차 방벽부(300)에 대응하는 부재로, 코러게이션 멤브레인의 역할을 대체하여 수행할 수 있다.
1차 코너 방벽부(114)는 2차 코너 방벽부(113) 상부에 형성되는 것으로, 2차 코너 방벽부(113)와 일체로 형성되는 것이 가능하다. 또한, 1차 코너 방벽부(114)는 2차 코너 방벽부(113)와 소정 간격 이격되어 결합하고, 상기 간격에는 스페이서 합판 유닛(401)이 배치될 수 있다. 스페이서 합판 유닛(401)은 1차 코너 방벽부(114) 및 2차 코너 방벽부(113)의 간격을 유지하는 역할을 수행할 수 있다.
예를 들어, 도 12 및 13에서는 제1 코너패널 유닛(110a) 및 제2 코너패널 유닛(110b)에 있어서 1차 코너 방벽부(114)가 2차 코너 방벽부(113)와 소정 간격 이격되어 결합된 모습이 도시되어 있으며, 도 14에서는 제3 코너패널 유닛(110c)에 있어서 1차 코너 방벽부(114)가 2차 코너 방벽부(113)와 간격 없이 일체로 결합된 모습이 도시되어 있다. 1차 코너 방벽부(114)는 2차 코너 방벽부(113)의 형상에 대응하도록 적어도 1회 이상 소정 각도로 굽힙 변형되어 형성될 수 있다.
한편, 1차 코너 방벽부(114)의 크기는 2차 코너 방벽부(113)의 크기보다 작은 크기로 형성되는 것이 가능하다. 따라서, 2차 코너 방벽부(113)에서는 1차 코너 방벽부(114)가 차지하는 면적을 제외한 여분의 면적이 발생할 수 있으며, 상기 여분의 면적에 2차 앵글피스부(320)를 결합시킬 수 있다(도 7 참조).
이하에서는, 코너패널부(100)의 조립방법에 대하여 설명하도록 한다. 다만, 설명의 편의를 위하여 제1 코너패널부(100a)의 조립방법을 중심으로 설명하도록 하고, 제2 코너패널부(100b) 및 제3 코너패널부(100c)는 제1 코너패널부(100a)의 조립방법과 동일 또는 유사한 방법을 통해 조립될 수 있음을 밝혀둔다.
도 15는 제1 코너패널부(100a)의 조립상태를 도시한 도면이고, 도 16은 도 15에서 플랫 패널부(200)가 추가적으로 배치된 상태를 도시한 도면이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 제1 코너패널부(100a)는 복수 개의 제1 코너패널 유닛(110a)이 횡방향으로 배치되어 형성된다. 이 때, 제1 코너패널 유닛(110a)의 제1 지지부(111) 및 제2 지지부(112)와 선체(10) 사이에는 코너패널 조인트(120)가 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 코너패널부(100a)를 형성하기 위하여, 우선 코너패널 조인트(120)를 제1 코너부(14a)에 배치한다. 다음으로, 제1 코너패널 유닛(110a)의 제1 지지부(111)를 코너 패널 조인트(120)의 측면에 밀착시키고, 제2 지지부(112)를 코너 패널 조인트(120)의 상부면에 밀착시켜 배치한다. 다음으로, 제1 코너패널 유닛(110a)을 위치시키고자 하는 위치로 슬라이딩 시켜 이동시킨 후에, 선체(10)에 형성되어 있는 체결부(20)에 제1 지지부(111) 및 제2 지지부(112)를 결합함으로써 고정시킬 수 있다. 그리고, 상술한 작업을 반복함으로써 복수 개의 제1 코너패널 유닛(110a)을 횡방향으로 배치시킬 수 있다.
이 때, 코너 패널 조인트(120)의 형상은 제1 지지부(111) 및 제2 지지부(112)가 만나서 이루는 각도에 대응하여 다양하게 형성될 수 있다. 이와 관련하여 상술한 '코너 패널 조인트(120)의 측면', '코너 패널 조인트(120)의 상부면'이라는 기재의 명확한 이해를 위하여, 도 15에서는 제1 지지부(111) 및 제2 지지부(112)가 서로 직각을 이루도록 배치된 경우의 단면도를 도시하였다.
다음으로, 제1 지지부(111)의 외측면과 2차 코너 방벽부(113)의 하부면 사이에 형성되는 공간과, 제2 지지부(112)의 상부면과 2차 코너 방벽부(113)의 후면 사이에 형성되는 공간에는 상기 공간 크기에 대응하는 크기를 갖는 코너 패널 조인트(120)를 배치시킴으로써, 제1 코너패널부(100a)를 완성할 수 있다. 이후에는, 코너 패널 조인트(120)와 소정 간격 이격하여 플랫 패널부(120)를 추가적으로 배치함으로써 후속 공정을 이어나갈 수 있다(도 16 참조).
이하에서는, 플랫 패널부(200)에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 17은 도 4의 플랫 패널부(200)를 도시한 도면이다. 도 17을 참조하면, 플랫 패널부(200)는 인슐레이션 패널(211), 상부합판(212) 및 하부합판(213)으로 형성될 수 있다. 인슐레이션 패널(211)은 폴리우레탄 등의 단열재로 구성되며, 상부합판(212) 및 하부합판(213)은 목재 또는 합성수지로 구성될 수 있다. 상부합판(212) 및 하부합판(213)은 접착제를 통해 인슐레이션 패널(211) 상부면 및 하부면에 각각 접착되어 고정될 수 있다.
인슐레이션 패널(211)에는 수직 방향으로 복수개의 관통부(214)가 형성될 수 있다. 관통부(214)의 하부는 선체(10)에 형성된 체결부(20)에 결합되고, 관통부(214) 내부는 인슐레이션 패널(211)과 동일한 단열재 또는 공지의 고성능 단열재가 충진될 수 있다. 본 명세서에서는 인슐레이션 패널(211)의 관통부(214) 내부에 충진되는 단열재를 총칭하여 삽입단열재(미도시)라고 칭하기로 한다.
인슐레이션 패널(211) 상부면에는 관통부(214)와 일정 간격 이격되어 굴곡부(215)가 형성될 수 있다. 굴곡부(215)는 인슐레이션 패널(211)의 내부 방향으로 굴곡지어 형성된다. 굴곡부(215)는 2차 방벽부(300)의 제1 코러게이션부(301a)를 수용하기 위한 것으로, 상기 제1 코러게이션부(301a)의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다.
또한, 인슐레이션 패널(211)에는 굴곡부(215) 중앙에 하방향으로 소정 간격의 틈을 형성하여 구비되는 변형방지부(216)가 형성될 수 있다. 변형방지부(216)는 액화천연가스의 유동 등에 의하여 발생하는 응력에 의한 인슐레이션 패널(211)의 변형을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
이하에서는, 플랫 패널부(200), 2차 방벽부(300), 스페이서 합판(400) 및 1차 방벽부(500)의 결합방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 18은 도 17의 플랫 패널부(200) 상부에 결합되는 2차 방벽부(300), 스페이서 합판(400) 및 1차 방벽부(500)를 분리하여 도시한 도면이다.
도 18을 참조하면, 플랫 패널부(200) 상부에는 제1 용접부(220)가 결합되고, 제1 용접부(220)에 2차 방벽부(300)가 용접되어 설치된다. 그리고 2차 방벽부(300) 상부에는 스페이서 합판(400)이 배치되고, 제2 용접부(420)가 스페이서 합판(400)을 관통하여 제1 용접부(220) 상부에 결합된다. 그리고 제2 용접부(420)에 1차 방벽부(500)가 용접되어 설치된다. 이하에서, 상술한 공정에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 19는 도 18에서 플랫 패널부(200) 상부에 2차 방벽부(300)가 결합하는 모습을 도시한 도면이다.
도 19를 참조하면, 플랫 패널부(200)는 제1 용접부(220)를 더 포함할 수 있다. 제1 용접부(220)는 2차 방벽부(300)를 플랫 패널부(200) 상부에 용접 결합시키기 위하여 스틸 재질로 형성되는 것으로, 제1 용접부(220)는 플랫 패널부(200)의 인슐레이션 패널(211)에 형성된 관통부(214) 상부에 삽입 설치될 수 있다. 이 때, 제1 용접부(220)가 설치되는 방법은 한정되지 아니하며, 예를 들면 볼팅(bolting) 또는 리벳팅(Rivetting) 결합되는 것이 가능하다.
한편, 제1 용접부(220)의 상부 중앙에는 수용홈(221)이 형성될 수 있다. 수용홈(221)은 후술할 제2 용접부(420)를 수용하기 위한 것으로, 관련 내용은 후술하기로 한다.
2차 방벽부(300)는 복수 개의 제1 코러게이션 멤브레인(301)이 일체화되어 형성되는 것으로, 도 19에 도시된 바와 같이 제1 코러게이션 멤브레인(301)의 일부분이 서로 겹치도록 배치되어 용접될 수 있다. 이 경우, 하부에 배치되는 제1 코러게이션 멤브레인(301)은 제1 용접부(220) 상부에 용접되어 고정되고, 상기와 같이 고정된 제1 코러게이션 멤브레인(301)의 상부면 측부에 다른 제1 코러게이션 멤브레인(301)의 하부면 측부가 용접됨으로써 상호 일체화 될 수 있다.
또한, 제1 코러게이션 멤브레인(301)을 일체화하여 2차 방벽부(300)를 형성하는 때에, 플랫 패널부(200)에 결합된 제1 용접부(220)의 수용홈(221)이 노출되도록 할 수 있다. 이는 수용홈(221)을 노출시켜, 후술할 제2 용접부(420)를 상기 수용홈(221)에 수용시켜 결합시키기 위함이다.
한편, 제1 코러게이션 멤브레인(301)의 용접시 발생하는 열에 의한 변형을 방지하기 위하여, 인슐레이션 패널(211)의 상부면 일부에는 제1 열보호부(217)가 형성될 수 있다. 제1 열보호부(217)는 알루미늄 포일(Aluminium Foil)의 양면에 화이바클로스(fiber cloth) 등의 내열섬유가 접합된 형태로 구성될 수 있다. 제1 열보호부(217)는 인슐레이션 패널(211)의 상부면에 십자형의 홈을 형성하고, 상기 홈을 따라 시공될 수 있다.
한편, 제1 코러게이션 멤브레인(301)의 제1 코러게이션부(301a)는 인슐레이션 패널(211)에 형성된 굴곡부(215)에 수용됨으로써, 제1 코러게이션 멤브레인(301)이 인슐레이션 패널(211)과 밀착될 수 있다.
도 20 및 도 21은 도 17에서 스페이서 합판(400)에 제2 용접부(420)가 조립되는 모습을 도시한 도면이다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 스페이서 합판(400)은 1차 방벽부(500)의 용접 결합을 위한 제2 용접부(420)를 포함할 수 있다. 제2 용접부(420)는 스틸 재질로 형성될 수 있다.
플랫 패널부(200) 상부에 2차 방벽부(300)의 용접이 완료된 후에, 2차 방벽부(300) 상부에는 스페이서 합판(400)이 배치된다. 스페이서 합판(400)에는 관통홀(410)이 형성되고, 제2 용접부(420)가 상기 관통홀(410)을 관통하여 스페이서 합판(400)에 결합될 수 있다. 이 때, 관통홀(410)은 플랫 패널부(200) 상부에 결합된 제1 용접부(220)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
예를 들면, 도 20에 도시된 바와 같이, 스페이서 합판(400)의 각 모서리가 관통홀(410)의 1/4에 해당하는 크기를 갖는 파인 형태로 형성되고, 이러한 스페이서 합판(400)이 4개가 합쳐짐으로써 관통홀(410)이 형성될 수 있다. 또는, 상술한 형태에 한정되지 아니하고 스페이서 합판(400)의 일부분에 관통홀(410)이 형성되는 것도 가능하다.
스페이서 합판(400)의 테두리에는 1차 방벽부(500)를 구성하는 제2 코러게이션 멤브레인(501)의 용접시 발생하는 열에 의한 변형을 방지하기 위하여, 제2 열보호부(402)가 형성될 수 있다. 제2 열보호부(402)는 알루미늄 포일의 양면에 화이바클로스 등의 내열섬유가 접합된 형태로 구성될 수 있다. 제2 열보호부(402)는 스페이서 합판(400)의 테두리를 따라 홈을 형성하고, 상기 홈을 따라 시공될 수 있다.
스페이서 합판(400)이 배치된 다음에는, 관통홀(410)에 제2 용접부(420)가 결합된다. 제2 용접부(420)는 관통홀(410)을 관통하여 결합됨과 동시에, 플랫 패널부(200)에 결합되어 있는 제1 용접부(220) 상부에 결합될 수 있다. 이 때, 제2 용접부(420)는 하부가 돌출되도록 형성되어, 상기 제2 용접부(420)의 하부를 제1 용접부(220) 상부 중앙에 형성된 수용홈(221)에 삽입하여 결합시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 화물창의 단열구조(1000)는 제1 용접부(220) 및 제2 용접부(420)를 동일 선상에 결합 배치하여, 1차 방벽부(500) 및 2차 방벽부(300)를 동일 위치에서 용접 설치함으로써, 공정을 단순화시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 선체 11: 바닥면
12: 제1 측면 13: 제2 측면
14: 코너부 14a: 제1 코너부
14b: 제2 코너부 14c: 제3 코너부
20: 체결부 21: 웨지
22: 고정 볼트 1000: 액화천연가스 화물창의 단열구조
100: 코너패널부 100a: 제1 코너패널부
100b: 제2 코너패널부 100c: 제3 코너패널부
110: 코너패널 유닛 110a: 제1 코너패널 유닛
110b: 제2 코너패널 유닛 110c: 제3 코너패널 유닛
111: 제1 지지부 112: 제2 지지부
113: 2차 코너 방벽부 114: 1차 코너 방벽부
120: 코너패널 조인트 130: 조인트 패널
140: 플랫 조인트 200: 플랫 패널부
210: 플랫 패널 유닛 211: 인슐레이션 패널
212: 하부합판 213: 상부합판
214: 관통부 215: 굴곡부
216: 변형방지부 217: 제1 열보호부
220: 제1 용접부 221: 수용홈
300: 2차 방벽부 301: 제1 코러게이션 멤브레인
301a: 제1 코러게이션부 310: 2차 멤브레인부
320: 2차 앵글피스부 a: 플랫부
b: 굽힙부 330: 2차 코너 멤브레인부
340: 2차 조인트 멤브레인부 350: 2차 코너 조인트 멤브레인부
350a: 단차부 400: 스페이서 합판
401: 스페이서 합판 유닛 402: 제2 열보호부
410: 관통홀 420: 제2 용접부
500: 1차 방벽부 501: 제2 코러게이션 멤브레인
501a: 제2 코러게이션부 510: 1차 멤브레인부
520: 1차 앵글피스부 530: 1차 코너 멤브레인부
540: 1차 조인트 멤브레인부 550: 1차 코너 조인트 멤브레인부

Claims (23)

  1. 선체의 코너부에 설치되는 코너패널부;
    선체의 바닥면 및 측면에 각각 설치되는 플랫 패널부;
    상기 플랫 패널부 상부에 결합되고, 복수개의 제1 코러게이션 멤브레인으로 형성되는 2차 방벽부;
    상기 2차 방벽부 상면에 배치되는 스페이서 합판; 및
    상기 스페이서 합판 상부에 결합되고, 복수개의 제2 코러게이션 멤브레인으로 형성되는 1차 방벽부를 포함하는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 코너패널부는,
    상기 선체의 바닥면과 일측면이 직각을 가지는 제1 코너부, 상기 선체의 바닥면과 일측면이 둔각을 가지는 제2 코너부 및 상기 선체의 바닥면과 두 개의 측면이 이루는 제3 코너부 중 적어도 하나의 위치에 설치되는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 코너패널부는,
    복수 개의 코너패널 유닛; 및
    상기 선체의 바닥면 및 측면과 상기 코너패널 유닛 사이에 설치되는 코너패널 조인트를 포함하는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 코너패널부는,
    상기 플랫 패널부 및 상기 코너패널 조인트 사이에 설치되는, 조인트 패널을 더 포함하는 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 조인트 패널의 일측면 또는 양측면에 설치되는 플랫 조인트를 더 포함하는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 플랫 패널부는 복수 개의 플랫 패널 유닛을 포함하고,
    상기 2차 방벽부는 상기 플랫 패널 유닛 상부에 각각 배치되는 2차 멤브레인부를 포함하는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 코너패널부는 복수 개의 코너패널 유닛을 포함하고,
    상기 2차 방벽부는 상기 코너패널 유닛 상부에 각각 배치되는 2차 앵글피스부를 더 포함하는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 2차 방벽부는 상기 2차 앵글피스부 사이에 각각 배치되는 2차 코너 멤브레인부를 더 포함하는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 2차 방벽부는 상기 2차 멤브레인부 사이에 배치되는 2차 조인트 멤브레인부를 더 포함하는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 2차 방벽부는 상기 2차 멤브레인부 및 상기 2차 코너 멤브레인부 사이에 배치되는 2차 코너 조인트 멤브레인부를 더 포함하는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 1차 방벽부는 상기 2차 멤브레인부와 대응하는 위치에 배치되는 1차 멤브레인부를 포함하는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 1차 방벽부는 상기 2차 앵글피스부와 대응하는 위치에 배치되는 1차 앵글피스부를 더 포함하는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 1,2차 앵글피스부는,
    상기 1,2차 앵글피스부의 플랫부 사이의 간격보다 굽힘부 사이의 간격이 더 크도록 배치되는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 1차 방벽부는 상기 2차 코너 멤브레인부와 대응하는 위치에 배치되는 1차 코너 멤브레인부를 더 포함하는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 1차 방벽부는 상기 2차 조인트 멤브레인부와 대응하는 위치에 배치되는 1차 조인트 멤브레인부를 더 포함하는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 1차 방벽부는 상기 2차 코너 조인트 멤브레인부와 대응하는 위치에 배치되는 1차 코너 조인트 멤브레인부를 더 포함하는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 1,2차 코너 조인트 멤브레인부의 단부에는 상방향 또는 하방향으로 단차부가 형성되는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 2차 멤브레인부, 상기 2차 조인트 멤브레인부 및 상기 2차 코너 조인트 멤브레인부는 하방향으로 굴곡되는 제1 코러게이션부를 포함하고,
    상기 1차 멤브레인부, 상기 1차 조인트 멤브레인부 및 상기 1차 코너 조인트 멤브레인부는 상방향으로 굴곡되는 제2 코러게이션부를 포함하는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 2차 앵글피스부 및 상기 2차 코너 멤브레인부는 상방향으로 굴곡되는 제1 코러게이션부를 포함하고,
    상기 1차 앵글피스부 및 상기 1차 코너 멤브레인부도 상방향으로 굴곡되는 제2 코러게이션부를 포함하는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  20. 제 1항에 있어서,
    상기 코너패널부는 복수 개의 코너패널 유닛을 포함하고,
    상기 코너패널 유닛은,
    선체의 바닥면과 일단이 결합되는 제1 지지부;
    선체의 측면과 일단이 결합되는 제2 지지부;
    상기 제1 지지부 및 제2 지지부의 타단에 결합되는 2차 코너 방벽부; 및
    상기 2차 코너 방벽부 상부에 형성되는 1차 코너 방벽부를 포함하는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 코너패널 유닛의 상기 1차 코너 방벽부는 상기 2차 코너 방벽부의 크기보다 작은 크기로 형성되는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 코너패널 유닛은 상기 1차 코너 방벽부 및 2차 코너 방벽부 사이에 삽입되는 스페이서 합판 유닛을 더 포함하는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
  23. 제 20항에 있어서,
    상기 코너패널 유닛의 상기 제1 지지부 및 제2 지지부는 상기 선체 내측면에 설치되는 체결부에 결합되는, 액화천연가스 화물창의 단열구조.
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