KR100206257B1 - Corrugation structure for membrane of storage tank - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
본 발명은 저온액체 저장탱크의 코너 맴브레인 코러게이션구조에 관한 것이다.The present invention relates to a corner membrane corrugation structure of a low temperature liquid storage tank.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention
제작이 용이하고 온도변화 및 압력변하에 따른 수축 및 팽창량을 작은 압력상태를 유지하면서 흡수할 수 있고 용접길이가 짧은 저온 액체 저장탱크의 맴브레인의 코너 코러게이션 구조의 제공.Provides corner corrugation structure of membrane of low temperature liquid storage tank which is easy to manufacture, absorbs shrinkage and expansion amount due to temperature change and pressure change while maintaining small pressure state and short welding length.
3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention
단일형 코러게이션과 십자형 코러게이션과 평탄부를 갖도록 맴브레인의 코너 코러게이션을 구성함.The corner corrugation of the membrane is constructed to have a single corrugation, cross corrugation and a flat part.
4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
본 발명은 극저온액체 저장탱크의 내벽에 설치하여 저장탱크의 온도변화에 따른 변형을 최소화 할 수 있다.The present invention can be installed on the inner wall of the cryogenic liquid storage tank can minimize the deformation caused by the temperature change of the storage tank.
Description
본 발명은 액화천연가스(액화온도 -162℃)등과 같은 극저온액체를 저장하는 탱크의 내벽중 측부에 있는 벽과 바닥부에 있는 벽이 서로 만나는 코너영역에 부착시켜서 액체 혹은 기체의 액밀성과 기밀성을 유지함과 동시에 저장액체의 주입 및 송출에 의한 온도변화 및 압력변화에 기인한 코너부재의 수축 및 팽창을 유연하게 흡수하는 기능을 수행하는 저온액체 저장탱크 코너 멤브레인 코러게이션 구조에 관한 것이다.The present invention is attached to the corner area where the wall at the side and the bottom of the inner wall of the tank for storing the cryogenic liquid such as liquefied natural gas (liquefied temperature -162 ℃) and the like meet each other liquid and gas tightness The present invention relates to a low temperature liquid storage tank corner membrane corrugation structure that simultaneously maintains the function and flexibly absorbs the contraction and expansion of the corner member due to the temperature change and pressure change caused by the injection and delivery of the storage liquid.
종래에는 액화천연가스 등과 같은 극저온액체를 저장하는 탱크에서 측벽과 바닥벽을 잇는 내벽의 코너에 제1도와 같은 멤브레인을 설치하였다.Conventionally, in a tank for storing cryogenic liquids, such as liquefied natural gas, a membrane as shown in FIG. 1 is installed at a corner of an inner wall connecting a side wall and a bottom wall.
극저온액체 저장탱크는 탱크기능으로서 저장액체를 일정기간 보관 후 재사용을 위하여 저장액체의 주입과 송출 등의 반복작업 및 보수를 해야 하므로 주입시의 온도 강하와 송출 및 보수시의 온도상승을 반복적으로 받는다.Cryogenic liquid storage tank is a tank function, which requires repeated operations and maintenance such as storage liquid injection and discharge for reuse after storage of the storage liquid for a certain period of time, so that the temperature drop during injection and the temperature rise during discharge and repair are repeatedly received. .
따라서 저온액체와 접촉하는 탱크측벽과 바닥부에 제1도와 같은 멤브레인을 미리 설치하여 온도변화에 의한 수축과 팽창을 흡수하도록 한다.Therefore, the membrane as shown in FIG. 1 is pre-installed in the tank side wall and bottom contacting the low temperature liquid to absorb the shrinkage and expansion caused by the temperature change.
제1도의 (a)는 종래에 사용되는 저온액체 저장탱크의 측벽, 바닥벽 및 이를 연결하는 코너벽의 구조를 나타낸다. 제1도(a)의 코너 멤브레인(3)은 측벽과 바닥벽이 교차하는 영역의 각도를 완만히 하기위하여 일정길이로 45°모따기하거나 혹은 모따기없이 90°의 코너부로 구성된다.(A) of FIG. 1 shows a structure of a side wall, a bottom wall, and a corner wall connecting the low temperature liquid storage tank used in the related art. The
상기 저온액체 저장탱크의 측벽과 바닥벽에는 측벽 멤브레인(1)과 바닥벽 멤브레인(2)을 설치하고 저온액체와 접촉하는 상기 코너벽에도 코게이션을 갖는 코너 멤브레인(3)을 미리 설치하여 온도변화에 따른 수축 및 팽창량을 흡수시킨다. 이것은 탱크용량에 따라 달라지는 원주방향의 피치(4)의 길이에 따라 의존한다. 또한 코너 멤브레인(3)은 저장액체의 압력 수두를 받으며 따라서 이 외력에 대한 변형 저항성도 가져야 한다.A
코너 멤브레인은 탱크측벽에 부착되는 십자형 멤브레인(6)과는 달리 원주 방향으로의 수축 및 팽창만을 고려하며 따라서 종방향으로 코러게이션이 배열되어야 한다. 높이 방향의 수축과 팽창은 코너 멤브레인(3)에 인접한 십자형 멤브레인(6)에서 종방향 피치를 작게하여 수축량을 인접 십자형 멤브레인(6)에서 종방향 피치를 작게하여 수축량을 인접 십자형 멤브레인(6)으로 흡수하게 한다.The corner membrane, unlike the
종래의 코러게이션의 형상 중의 하나인 제1도(b)에서는 온도변화에 따른 멤브레인의 수축과 팽창시 최대응력과 변형률은 횡방향의 바같쪽으로 튀어나온 곡율부분과 단일형 코러게이션(7)의 끝단부 45°경사부분(8)에서 발생한다.In FIG. 1 (b), which is one of the shapes of the conventional corrugation, the maximum stress and strain during contraction and expansion of the membrane due to temperature change are the curvature portion protruding toward the bar in the transverse direction and the end of the
종래 코러게이션 형상중의 하나인 제1도(c)에서는 온도변화에 따른 멤브레인의 수축과 팽창시 부재에 걸리는 응력은 제1도(b)와 같은 경향을 갖게 된다.In FIG. 1 (c), which is one of the conventional corrugation shapes, the stress applied to the member during contraction and expansion of the membrane due to temperature change has the same tendency as that of FIG.
또한 제1도(d)와 같은 종래의 코러게이션 형상은 온도변화에 따른 멤브레인의 수축과 팽창시 부재에 걸리는 응력은 상대적으로 작으나 여러 조각의 형상을 조합하여 용접공정을 통하여 만들어지기 때문에 용접길이가 길어지며 제작비용이 많이 소요된다.In addition, in the conventional corrugation shape as shown in FIG. 1 (d), the stress on the member during shrinkage and expansion of the membrane due to temperature change is relatively small, but the welding length is made by combining the shapes of several pieces. Longer and more expensive to manufacture.
이상과 같이 종래의 코러게이션 구조는 복잡한 형상으로 구성되며 이에 따라 거의 대부분의 경우 큰 접선응력과 굽힘응력이 발생하기 쉬우며, 제작공정이 복잡하고 용접길이가 길어진다는 단점을 갖고 있다.As described above, the conventional corrugation structure has a complicated shape, and thus, in most cases, large tangential stress and bending stress are easily generated, and the manufacturing process is complicated and the welding length is long.
본 발명은 상기와 같은 종래의 멤브레인 코러게이션 구조가 갖는 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로 제작이 용이하고 온도변화 및 압력변화에 따른 수축 및 팽창량을 작은 응력 상태를 유지하면서 흡수할 수 있는 강도적으로 신뢰성을 높인 그리고 용접길이가 짧은 극저온 액체 저장탱크 코너 멤브레인의 코러게이션구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the conventional membrane corrugation structure as described above is easy to manufacture and the strength that can absorb the shrinkage and expansion amount due to temperature changes and pressure changes while maintaining a small stress state The aim of the present invention is to provide a corrugated structure of a cryogenic liquid storage tank corner membrane with improved reliability and a short welding length.
이와 같은 목적은 45°~90°로 만나는 평면위에 위치된 두 개의 단일형 코러게이션과 상기 단일형 코러게이션의 단면과 같은 형상으로 이루어진 그리고 상기 단일형 코러게이션 사이에 위치된 십자형 코너 코러게이션으로 구성된 분 발명에 따른 저온액체 저장탱크 코너 멤브레인의 코러게이션구조로써 달성될 수 있는 바 첨부도면을 참조로 이하에 상세히 설명한다.This object is achieved in the invention of two monolithic corrugations located on a plane that meets between 45 ° and 90 ° and a cross-shaped corner corrugation of the same shape as the cross-section of the single corrugation and located between the single corrugations. With reference to the accompanying drawings, which can be achieved by the corrugation structure of the low temperature liquid storage tank corner membrane according to the following.
제1a, b, c, d도는 종래의 멤브레인 코러게이션의 사시도.1a, b, c, d are perspective views of a conventional membrane corrugation.
제2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사시도.2 is a perspective view according to a preferred embodiment of the present invention.
제3도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사시도.3 is a perspective view according to another embodiment of the present invention.
제4도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 사시도.4 is a perspective view according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 측벽 멤브레인 2 : 바닥벽 멤브레인1: side wall membrane 2: bottom wall membrane
3 : 코너벽 멤브레인 4 : 횡방향 피치3: corner wall membrane 4: transverse pitch
5 : 종방향 피치 6 : 십자형 멤브레인5
7 : 단일형 멤브레인 8 : 45°경사부분7: single membrane 8: 45 ° inclined portion
11 : 단일형 코러게이션 12 : 십자형 코러게이션11: single corrugation 12: cross corrugation
13 : 평탄부13: flat part
14, 14' : 평탕부에서 오목하게 올라가는 코러게이션 일부14, 14 ': part of corrugation that rises concave from the flat
15, 15' : 상부에서 오목하게 올라가는 코러게이션 일부15, 15 ': part of corrugation that rises concave from the top
16 : 오목부 17 : 볼록부16
18 : 직선부18: straight part
19 : 십자형 코러게이션 중앙 오목부19: cross-shaped corrugation center recess
19' : 십자형 코러게이션 중앙 볼록부19 ': Cross-shaped corrugation center convex
20 : 코너벽에 적합시키기 위한 각도20: angle to fit the corner wall
21 : 단일형 코러게이션 끝단부21: single corrugation end
제2도는 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 사시도로서 상기 제2도에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 멤브레인 코너 코러게이션의 구조는 멤브레인에 단일방향(Y-Y축 방향)으로 형성된 단일형 코러게이션(11)과 상기 단일형 코러게이션(11)의 양끝단부에 위치하여 형성된 십자형 코러게이션(12)과 코러게이션이 없는 평탄부(13)로 구성된다.2 is a perspective view according to a preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the structure of the membrane corner corrugation according to the present invention comprises a
또한 코너 멤브레인을 측벽과 바닥벽 사이에 위치시키기위하여 코러게이션이 없는 평탄부(13) 및 십자형 코러게이션(12)이 45°~ 90°로 각도(20)를 부여한 형상으로 코너벽에 적합하도록 구성되며 상기 각도(20)에는 서로 만나는 면에 곡율이 이루어지도록 라운드진 형상으로 구성된다.In addition, the corrugation-free
상기 단일형 코러게이션(11)의 단면 형상은 양쪽에서 오목하게 올라가는 부분(14)과 상부에는 볼록하게 내려오는 부분(15)으로 구성되어 있으며 오목하게 올라가는 부분(14)과 볼록하게 내려오는 부분(15)이 만나는 부분에 직선부가 포함될 수 있는 형상으로 구성되며, 또한 길이 방향으로는 한쪽에는 상기 단면대로 직선부로 뻗어있는 형상이다.The cross-sectional shape of the
상기 단일형 코러게이션(11)은 끝단부(21)는 서로 만나지 않도록 이격되어 있는 형상으로 끝단은 단면과 동일한 형상으로 라운드지게 되어있다. 단일형 코러게이션의 끝단 사이에는 일정각도(20)로 꺽여진 십자형 코러게이션(12)이 위치한다.The
상기 단일형 코러게이션(11)의 기울어진 끝단부에 위치하면서 곡율을 가지면서 일정각도(20)로 휘어진 십자형 코러게이션(12)은 평탄부(13)에서는 오목하게 올라가는 부분(14)과 상부에서 볼록하게 내려오는 부분(15) 그리고 상기 부분들(14,15) 사이에는 직선부가 존재할 수 있는 형상의 단면을 삽자형으로 굴곡시킨 모양이다.The
45°~ 90°로 만나는 두 개의 평탄평면(13)위에 각도(20)를 가지면서 일직선으로 존재하는 단일형 코러게이션(11)의 방향을 휘어진 Y방향으로 두면 각 단일형 코러게이션 끝단부(21) 사이에서 Y축에 45°방향으로 십자형 코러게이션(12)의 바깥단인 볼록부(17)가 형성되며 상기 볼록부(17)와 오목부(16) 사이에는 직선부(18)를 이루며 상기 직선부(18)는 단일형 코러게이션(11)이 간격을 갖고 떨어져 이중으로 병설된 형상을 취하고 있다.When the direction of the single-
상기 십자형 코러게이션(12)의 모서리(20)는 탱크 측벽과 바닥벽이 만나는 모서리에 적합하도록 45°~ 90°의 각도를 가지며 곡율로 라운드지면서 접촉되도록 구성되어 있다.The
상기 십자형 코러게이션(12)의 볼록부(17)는 단일형 코러게이션(11)과 45°방향을 이루면서 길게 튀어나와 있는 구조를 취하고 있다.The
제3도는 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 도면에서와 같이 본 발명의 다른 실시예에서는 단일형 코러게이션(11)의 구조는 45°~ 90°로 만나는 두 개의 평탄평면 위에 일직선으로 존재하는 단일형 코러게이션의 방향을 휘어진 Y방향으로 잡으면 각 단일형 코러게이션 끝단부(21) 사이에서 Y축에 45°방향으로 십자형 코러게이션(12)의 바깥단인 볼록부(17)가 형성되며 단일형 코러게이션 끝단부(21)안쪽에 오목부(16)가 형성되며 상기 볼록부(17)와 오목부(16) 사이에는 폭과 모양이 일정한 직선부(18)로 구성되어 있다.3 is another embodiment of the present invention. In another embodiment of the present invention, as shown in the drawings, the structure of the
상기 단면은 단일형 코러게이션과 유사하게 단면의 양측에서는 오목하게 올라가고 상부에서 볼록하게 내려오는 형상으로 이루어져 있으며 상부에는 제3도와 같이 평탄부(19')가 형성된 구성으로 되어 있다.Similar to the single corrugation, the cross section is concave up from both sides of the cross section and convexly descending from the upper portion, and the flat portion 19 'is formed at the upper portion as shown in FIG.
제4도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사시도로서, 상기 도면에서 보는 바와 같이 본 발명의 또다른 실시예에 따른 코러게이션구조는 제3도의 실시예와 같은 구조를 갖되 십자형 코러게이션의 단면은 양측에서는 오목하게 올라가고 상부에서 볼록하게 내려오는 형상으로 이루어지며 상부에는 평탄부가 없는 구성을 갖는다.Figure 4 is a perspective view according to another embodiment of the present invention, as shown in the figure, the corrugation structure according to another embodiment of the present invention has the same structure as the embodiment of Figure 3 cross-sectional cross-section On both sides is formed in a concave up and convex down from the top and has a configuration without a flat portion on the top.
상기와 같은 구성을 통한 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention through the configuration as described above are as follows.
저온액체 저장탱크는 주입 및 송출기능을 반복하며 따라서 저장탱크 내벽에 부착된 그리고 액체와 직접 접촉하는 멤브레인은 액체의 주입, 송출 및 보수에 따른 온도상승과 온도하강에 기인하여 수출 및 팽창을 반복한다. 이것을 작은 응력이나 변형률상태로 유지하면서 흡수할 수 있는 멤브레인의 코너 코러게이션의 구조는 탱크의 안정성 및 신뢰성에 영향을 미치는 중요한 요소이다.The low temperature liquid storage tank repeats the injection and dispensing functions, and thus the membrane attached to the inner wall of the storage tank and in direct contact with the liquid repeats the export and expansion due to the temperature rise and temperature drop due to the liquid injection, discharge and repair. . The structure of the corner corrugation of the membrane, which can absorb it while keeping it at a low stress or strain state, is an important factor affecting the stability and reliability of the tank.
온도변화에 의한 코너 코러게이션의 수축과 팽창은 원주방향으로 동시에 발생하기 때문에 코너벽에 적합하면서도 원주방향쪽으로 신축이 가능한 구조가 되어야 한다.Since the contraction and expansion of the corner corrugation due to the temperature change occur simultaneously in the circumferential direction, it must be suitable for the corner wall and be able to be stretched in the circumferential direction.
본 발명의 코너 코러게이션 구조는 원주방향 쪽으로 수축과 팽창이 가능하도록 미리 굴곡이 주어진 구조로 되어있다. 대신에 원주방향과 수직한 방향으로의 수축과 팽창은 인접한 측벽과 바닥벽에 부착된 십자형 멤브레인에 의하여 흡수된다. 또한 단일형 코러게이션과 직각방향으로는 단일형 코러게이션이 존재하지 않기 때문에 응력집중효과도 감소한다.The corner corrugation structure of the present invention is a structure that is bent in advance so as to be able to contract and expand in the circumferential direction. Instead, the contraction and expansion in the direction perpendicular to the circumferential direction is absorbed by the cruciform membrane attached to the adjacent side wall and the bottom wall. In addition, the stress concentration effect is reduced because there is no single corrugation in the direction perpendicular to the single corrugation.
이상에서와 같이 본 발명은 기존의 멤브레인 코러게이션의 구조를 획기적으로 개선하여 45°~ 90°로 만나는 두 평면 위에 두 개의 단일형 코러게이션(11)과 한 개의 십자형 코러게이션(12)을 갖도록 하여 원주방향으로 신축이 가능하여 온도변화에 따른 멤브레인의 변형을 안정적으로 흡수할 수 있게하여 저장탱크의 파손을 방지하며 저장탱크의 내구성을 높일 수 있다.As described above, the present invention significantly improves the structure of the existing membrane corrugation to have two
또한 본 발명에 따른 단일형 코러게이션(11)과 십자형 코러게이션(12)은 모두 가능한한 큰 곡율을 갖도록 하여 응력집중을 방지하였다. 또한 본 발명에 따른 멤브레인의 코러게이션은 프레스 가공중 굽힘가공과 드로잉가공의 조합으로 간단히 가공가능하므로 제작비용 절감과 설치시 용접길이도 줄일 수 있어서 작업시간을 절감할 수 있게된다.In addition, both the
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