KR100872864B1 - 엘엔지 저장탱크를 위한 단열체 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, LNG 저장탱크를 위한 단열체 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, LNG 저장탱크내에 설치되어 열전달에 의해 LNG가 기화하지 않도록 하는 단열기능을 수행하는 동시에 하중지지 기능을 수행할 수 있는 LNG 저장탱크를 위한 단열체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 LNG 저장탱크를 위한 단열체는, 주기적 파형을 갖는 다수의 굴곡부에 의해 계란판 형태로 형성된 보강층; 및 상기 보강층이 내부에 수용되도록 덧씌워져 판형몸체를 형성하되, 상기 굴곡부의 마루 부분이 상기 판형몸체의 상하 표면상으로 노출되도록 형성한 단열층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 고분자 폼으로 형성된 단열층에 의해 단열기능이 수행되어 LNG의 기화를 방지할 수 있는 동시에 단열층의 내부에 계란판 형태로 형성된 보강층에 의해 LNG로부터 인가되는 하중을 지지할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 단열체의 구조가 단순, 간결하여 LNG 저장탱크의 건조시에 용이하게 적용할 수 있고, LNG 저장공간을 감소시키지 않으면서 LNG의 동적 및 정적 하중에 대한 지지력을 확보할 수 있다.
LNG 저장탱크, 단열체, 단열기능, 하중지지 기능, 멤브레인

Description

엘엔지 저장탱크를 위한 단열체 및 그의 제조방법{HEAT INSULATOR FOR LNG STORAGE TANK AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 LNG 저장탱크를 위한 단열체 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, LNG 저장탱크내에 설치되어 열전달에 의해 LNG가 기화하지 않도록 하는 단열기능을 수행하는 동시에 하중지지 기능을 수행할 수 있는 LNG 저장탱크를 위한 단열체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액화천연가스(LNG:Liquefied Natural Gas, 이하 'LNG'라 함)는 탄화수소 계열의 천연가스로서 가격에 비해 열량이 우수하여 석유 대체에너지로 널리 사용되고 있다.
LNG는 채굴된 천연가스를 운송과 저장의 편의를 위해 압축냉각 과정을 통해 액화시켜 부피를 1/600로 줄인 상태에서 운송 및 저장하게 된다. 이때, 액화된 LNG는 대기압하에서 비등점이 -162℃인 초저온 액체이므로, 다층 구조로 단열처리된 LNG 저장탱크에 저장하게 된다.
LNG 저장탱크는 LNG의 운반을 위한 LNG 운반선에 구성되는 선박용 저장탱크와, 운반된 LNG를 저장하기 위한 육상 저장탱크로 구분되고, 선박용 저장탱크는 탱크형식에 따라 자립(self supporting)형의 독립탱크(independent tank) 방식과 멤브레인 탱크방식으로 나누어진다.
멤브레인 탱크방식은 독립탱크 방식에 비해 상대적으로 저장용량이 크고 선박의 조종성능과 안전성이 높은 장점을 갖는다. 이로 인해, 최근에 건조되는 LNG 운반선에서 멤브레인 탱크방식(membrane type tank)의 채용이 증가되고 있는 추세에 있다.
멤브레인 탱크방식 구조로는 도1에 도시된 바와 같은 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0325441호의 '예비조립식 패널을 포함하는 불투과성 단열 탱크'가 제시되어 있다. 이 멤브레인 탱크방식 구조는 LNG가 직접 접촉되는 멤브레인 금속패널인 제1 밀봉벽(1), 제1 밀봉벽을 지지해 주는 제1 플라이우드(2), 폴리우레탄 폼으로 이루어진 제1 단열벽(3), 알루미늄 금속판으로 이루어진 제2 밀봉벽(4), 폴리우레탄 폼으로 이루어진 제2 단열벽(5), 제2 플라이우드(6), 및 화물과 단열탱크의 중량을 선체(7)에 전달하는 마스틱(10)을 구비한다.
제1 단열벽(3) 및 제2 단열벽(5)은 저장된 LNG에 의한 하중을 지지하고, 극저온의 LNG가 외부로부터의 열전달에 의해 기화하지 않도록 단열기능을 수행한다.
그러나, 제1 단열벽(3) 및 제2 단열벽(5)은 폴리우레탄 폼으로 구성되어 단열기능은 뛰어나지만, 재질의 특성상 강성이 취약하여 차후 초대형 멤브레인형 LNG 운반선이 개발될 경우 LNG 저장량의 증가에 따른 하중증가에 의해 추가적으로 변형 될 수 있다.
이에 따라, 최근에는 점차 대형화 되어가는 탱크 규모에 적절하게 대응하기 위한 방안으로 유리 단섬유를 함침한 고분자 폼을 개발하여 사용하고 있다. 하지만, 고분자 폼에 대량의 유리 단섬유를 함침시키는 것은 기술적으로 매우 어렵고, 유리 단섬유를 함침하더라도 단열벽의 강성 및 강도 향상특성을 획기적으로 증가시킬 수 없는 실정에 있다.
특히, 멤브레인 탱크방식의 초대형 LNG 운반선의 경우에는 높은 LNG 압력과 선박의 이동시에 파도에 의한 슬러싱(sloshing) 현상에서 비롯한 동적하중을 지지해야 하지만, 고분자 폼으로 형성한 종래 단열벽에 의한 하중지지에는 한계점을 갖는다.
따라서, 충분한 하중지지를 위해서는 단열벽의 수량이나 두께를 증가하거나 별도의 보강구조를 구성하여 동적하중에 대한 지지력을 갖도록 하여야 하지만, 이럴 경우, LNG의 저장공간이 크게 감소되고 선박의 건조비용과 건조기간이 증가되는 등 다양한 문제점을 수반하게 된다.
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 단열기능과 하중지지 기능이 동시에 수행되도록 한 LNG 저장탱크를 위한 단열체 및 그의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, LNG 저장공간을 감소시키지 않도록 구조가 단순, 간결하면서도 정적 및 동적 하중에 대한 지지력을 갖도록 한 LNG 저장탱크를 위한 단열체 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체는, 단열체에 있어서, 주기적 파형을 갖는 다수의 굴곡부에 의해 계란판 형태로 형성된 보강층; 상기 보강층이 내부에 수용되도록 덧씌워져 판형몸체를 형성하되, 상기 굴곡부의 마루 부분이 상기 판형몸체의 상하 표면상으로 노출되도록 형성된 단열층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체는,단열체에 있어서, 주기적 파형을 갖는 다수의 굴곡부에 의해 계란판 형태로 형성된 보강층; 상기 보강층이 내부에 수용되도록 덧씌워져 판형몸체를 형성하되, 상기 굴곡부의 마루 부분이 상기 판형몸체의 상하 표면상으로 노출되도록 형성된 단열층; 및 상기 단열층의 경화과정에서 그 전후면상에 일체로 부착되어 밀봉 기능이 수행되도록 구성된 밀봉 벽을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 보강층의 재질은 섬유강화 복합재료로 형성되고, 상기 단열층의 재질은 고분자 폼으로 구성될 수 있다.
상기 굴곡부는 사인파, 구형파, 및 사다리꼴 파형 중에서 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법은, 단열체의 제조방법에 있어서, 주기적 파형을 갖는 다수의 굴곡부가 형성된 계란판 형태의 하부금형에 섬유강화 복합재료 프리프레그를 덧씌우고, 상기 하부금형과 대응되게 형성된 상부금형을 결합하여 계란판 형태의 보강층을 성형하는 보강층 성형단계; 상기 보강층 성형단계에 의해 형성된 상기 보강층을 사각 박스 형태의 성형틀에 투입하고 고분자 수지를 주입하여 빈 공간부에 단열층이 발포되어 형성되도록 하는 단열층 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법은, 단열체의 제조방법에 있어서, 주기적 파형을 갖는 다수의 굴곡부가 형성된 계란판 형태의 하부금형에 섬유매트를 덧씌우고, 상기 하부금형과 대응되게 형성된 상부금형을 결합한 후, 액상의 수지를 주입하여 계란판 형태의 보강층을 열경화하여 형성하는 보강층 성형단계; 상기 보강층 성형단계에 의해 형성된 상기 보강층을 사각 박스 형태의 성형틀에 투입하고 고분자 수지를 주입하여 빈 공간부에 단열층이 발포되어 형성되도록 하는 단열층 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 단열층 성형단계는, 상기 굴곡부의 마루 부분이 상기 단열층의 상하표 면상에 노출되도록, 상기 보강층의 높이와 동일한 높이를 갖도록 형성된 성형틀상에서 이루어질 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법은, 단열체의 제조방법에 있어서, 주기적 파형을 갖는 다수의 굴곡부가 형성된 계란판 형태의 보강층을 성형하는 보강층 성형단계; 상기 보강층 성형단계에 의해 형성된 상기 보강층의 전후면상으로 고분자 수지를 주입하는 주입공정, 상기 주입공정에 의해 주입되어 발포되는 고분자 수지가 압축되도록 상기 보강층의 전후면상으로 가압판을 소정 거리만큼 이동, 압축하는 압축공정, 및 상기 압축공정에 의해 정위치된 상기 가압판의 위치를 유지하면서 고분자 수지를 경화하여 단열층을 형성하는 경화공정을 포함하는 단열층 성형단계; 및 상기 단열층 성형단계에 의해 성형된 판형 단열체를 소정 크기로 절단하는 단열체 절단단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 단열층 성형단계에 의해 형성된 상기 단열층의 전후면에 부착된 상기 가압판을 분리하여 제거하는 가압판 제거단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 LNG 저장탱크를 위한 단열체는, LNG 저장탱크 내에 설치된 상태에서 고분자 폼으로 형성된 단열층에 의해 단열기능이 수행되어 LNG의 기화를 방지할 수 있는 동시에 단열층의 내부에 계란판 형태로 형성된 보강층에 의해 LNG로부터 인가되는 하중을 지지할 수 있는 효과가 발휘된다.
특히, 단열체의 구조가 단순, 간결하여 LNG 저장탱크의 건조시에 용이하게 적용할 수 있고, LNG 저장공간을 추가로 감소시키지 않으면서 LNG의 동적 및 정적 하중에 대한 지지력을 확보할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체를 나타내는 사시도, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 보강층을 나타내는 사시도이다.
도2 및 도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체(100)는, LNG 저장탱크의 내벽면에 설치되어 LNG에 의해 발생되는 하중을 지지하는 동시에 단열기능을 수행하는 패널 형태의 부재로서, 단열층(110)과, 이 단열층의 내부에 형성되는 보강층(120)을 구비한다.
보강층(120)은 박판상에 주기적 파형을 갖는 다수의 굴곡부(121)가 형성된 것으로, 대략 계란판 형태로 형성된다.
보강층(120)은 고분자 폼에 비하여 고강성과 고강도 특성을 갖는 섬유강화 복합재료로 형성된다. 섬유강화 복합재료는 케블라(kevlar, 듀폰사에 개발한 폴리아미드 인조섬유의 일종임)와 에폭시를 포함하는 재료, 유리섬유와 에폭시를 포함하는 재료 등으로 적용될 수 있다.
도4a 내지 도4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체 의 보강층을 설명하기 위한 요부 확대도 및 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 보강층(120)의 굴곡부(121)는 주기적 파형특성을 갖는다면 다양한 형태로 구성될 수 있다. 즉, 도4b 내지 도4d에 도시된 바와 같이 굴곡부(121)는 주기적 파형을 이루되, 상하 마루 부분을 평면구조 또는 곡면구조로 형성하여 구성할 수 있다.
그리고, 굴곡부(121)는 사인파, 구형파, 및 사다리꼴 파형 중에서 어느 하나이거나, 혼합된 형태로 형성될 수 있고, LNG 저장탱크의 용량, 크기, 형태, 및 동적하중의 작용유무 등에 따라 굴곡부의 각도, 파장, 진폭 등을 조절하거나 두께를 조절하여 구성할 수 있다.
단열층(110)은 보강층(120)의 외부에 덧씌워지도록 발포, 형성되는 것으로, 보강층(120)이 내부에 수용되도록 판형몸체로 형성하되, 보강층(120)의 굴곡부(121) 마루(122) 부분이 판형몸체의 상하 표면상으로 노출되도록 형성한다. 이와 같이 단열층(110)의 상하 표면상으로 노출되는 마루(122) 부분은 LNG 저장탱크에 설치된 상태에서 내부에 수용된 LNG로부터 인가되는 하중을 지지하게 된다.
본 실시예에서 단열층(110)은 폴리우레탄 폼과 같은 고분자 폼이 발포되어 형성되도록 하였지만, 단열특성이 우수하고 소정의 강성을 갖는 재질이라면 제한 없이 채용하여 구성할 수 있을 것이다.
한편, 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 변형예를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체(100)의 변형예는, 주기적 파형을 갖는 다수의 굴곡부(121)에 의해 계란판 형태로 형성된 보강층(120) 과, 보강층(120)이 내부에 수용되도록 덧씌워져 굴곡부(121)의 마루(122) 부분이 판형몸체의 상하 표면상으로 노출되도록 형성된 단열층(110)을 포함하되, 단열층(110)의 전후면상에 일체로 부착되어 밀봉 기능이 수행되도록 하는 밀봉벽(130)을 더 포함한다.
밀봉벽(130)은 단열층(110)의 경화과정에서 그 전후면상에 밀착되어 일체로 부착되거나 마루(122) 부분에 접착제를 도포하여 부착되도록 구성할 수도 있다. 이때, 밀봉벽(130)은 통상의 멤브레인 탱크방식에서 단열체의 밀봉벽으로 이용되는 소재의 판형부재로 구성될 수 있고, 일 예로서 알루미늄 금속판 혹은 섬유강화 복합재료판이 적용될 수 있다.
첨부도면, 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 작용을 설명하기 위한 개략적인 설치단면도로서, 본 실시예에 따른 단열체(100)를 멤브레인 탱크방식 구조의 LNG 운반선에 적용하여 설치한 후, 요부가 나타나도록 횡단면을 도시한 것이다. 첨부 도면에서 단열체(100)의 설치 수량을 2개로 하여 도시하였지만, 이는 하나의 설치 예에 불과하고 단열체의 두께를 협소하게 구성하여 다수의 단열체를 반복 배치함으로써 보다 강성을 증가시킬 수 있을 것이다.
도6을 참조하면, 선체는 외벽(20)과 내벽(30)이 소정 간격으로 이격되어 내부에 바닷물(40)이 수용되는 이중 격벽 구조로 형성되고, 본 실시예에 따른 단열체(100)의 내측 및 외측 면에 밀봉벽(50,60,70,80)이 위치되는 형태가 되도록, 선체의 내벽(30)에 두 개의 단열체(100)가 연이어 배치된다. 즉, LNG 저장공간으로부터 LNG와 직접 접촉되는 멤브레인 금속패널인 제1 밀봉벽(50), 제1 단열체(100), 및 제2 밀봉벽(60)이 위치되고, 제2 밀봉벽(60)과 접하여 제3 밀봉벽(70), 제2 단열체(100'), 및 제4 밀봉벽(80) 순으로 설치된다.
이러한, 단열체의 설치구조에 따르면, 제1 밀봉벽(50)은 LNG와 기밀적으로 직접 접촉되고, 내부에 위치된 제1 단열체(100)는 단열특성이 우수한 고분자 폼으로 형성된 단열층(110)에 의해 외부로부터의 열전달을 한번 더 차단하여 LNG가 기화하지 않도록 단열기능을 수행한다.
연이어 형성되는 제2 밀봉벽(60), 제3 밀봉벽(70), 및 제4 밀봉벽(80)에 의해 LNG 저장공간과의 기밀은 더욱 안정적으로 유지되고, 제2 단열체(100')는 선체의 내벽(30)측으로부터의 열전달에 의해 LNG가 기화하지 않도록 하는 단열기능을 수행한다.
특히, 본 실시예에 따른 단열체(100)는 단열기능을 수행함과 동시에 내부에 형성된 보강층(120)에 의해 LNG의 하중(액압)을 지지하는 보강구조로서의 기능을 수행하게 된다. 즉, 보강층(120)의 마루(122) 부분이 외부로 노출되어 밀봉벽에 밀착되므로 LNG로부터 밀봉벽에 가해지는 하중을 전달받아 지지하게 된다. 이때, 밀봉벽으로부터 전달되는 하중이 보강층(120)의 마루(122) 부분을 통해 전달 지지되므로 단열층(110)에서의 변형을 최소화함으로 구조의 치수안정화가 보장되어 균일한 단열기능을 수행한다.
또한, 보강층(120)은 섬유강화 복합재료에 의해 형성되므로 가볍고 얇은 구조에 의해서도 강도 및 강성의 향상특성이 발휘되므로 LNG의 저장공간을 축소시키지 않으면서 하중 지지력과 단열기능이 우수한 멤브레인 탱크방식의 LNG 저장탱크 를 구현할 수 있다.
한편, 본 실시예의 변형예에 따른 단열체(100)를 멤브레인 탱크방식 구조의 LNG 운반선에 적용하여 설치할 경우, 단열층의 전후면에 밀봉벽이 일체로 구비되어 있으므로 단열층에 별도로 밀봉벽을 설치할 필요가 없게 되어, 선박의 건조기간이 단축되고 생산성이 향상될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법의 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법은, 프리프레그를 준비하는 단계, 준비된 프리프레그를 이용하여 보강층을 형성하는 보강층 성형단계, 및 보강층 성형단계에 의해 형성된 보강층상에 단열층을 형성하는 단열층 성형단계를 포함한다.
프리프레그(Prepreg)를 준비하는 단계는, 섬유강화 복합재료를 이용하여 반 경화상태의 패드를 형성하는 단계이다. 섬유강화 복합재료로는 유리섬유 또는 탄소섬유에 열경화성 수지를 침투시켜 형성할 수 있다.
보강층 성형단계는, 주기적 파형을 갖는 다수의 굴곡부가 형성된 계란판 형태의 하부금형과, 이 하부금형과 대응되게 형성된 상부금형을 이용하여 계란판 형태의 보강층을 성형하는 공정이다. 즉, 하부금형의 표면에 프리프레그를 덧씌운 다음 상부금형을 결합하여 성형하게 된다.
보다 구체적으로는, 프리프레그가 내부에 수용되도록 하부금형과 상부금형이 서로 결합한 상태에서, 금형 내부의 공기를 진공펌프와 같은 장치에 의해 빼냄으로 써 프리프레그가 금형의 내면에 밀착, 경화되도록 하는 진공백성형법(Vacuum bag molding), 금형을 압축하여 프리프레그가 금형의 내면에 밀착 경화되도록 하는 고온압축성형법 또는 상온압축성형법이나, 일반적으로 사용되는 사출성형법에 의해 보강층을 성형할 수 있을 것이다.
단열층 성형단계는 보강층 성형단계에 의해 형성된 보강층을 사각 박스 형태의 성형틀에 투입하고 폴리우레탄 폼과 같은 고분자 수지를 주입하여 빈 공간부에 단열층이 발포되어 형성되도록 하는 단계이다.
이때, 성형틀의 높이는 보강층의 높이와 동일한 높이를 갖도록 형성하여 성형완료된 단열층의 상하 표면상에 보강층에 형성된 굴곡부의 마루 부분이 노출되도록 하고, 성형틀의 가로 및 세로 길이 또한 보강층의 가로 및 세로 길이와 일치되도록 형성한다.
아울러, 성형틀의 높이를 다소 높게 하거나 고분자 수지를 충분히 주입하여 보강층 전체가 매입되도록 형성한 상태에서, 단열층의 표면상으로 굴곡부의 마루 부분이 노출되도록 단열층 두께 일부를 연마할 수도 있다. 이 경우 성형틀을 단순화할 수 있고, 성형틀을 저렴하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 고분자 수지의 주입을 용이하게 수행할 수 장점이 있다.
LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법으로는 전술한 제1 실시예 외에도 다음의 제2실시예에 의해서도 구현할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법은, 섬유매트를 준비하는 단계, 준비된 섬유매트와 수지를 이용하여 보강층을 형성하는 보강층 성형단계, 및 보강층 성형단계에 의해 형성된 보강층상에 단열층을 형성하는 단열층 성형단계를 포함한다.
섬유매트를 준비하는 단계는, 천연 및 합성섬유나 유리섬유 및 탄소섬유 등으로 이루어진 섬유사를 이용하여 매트 형태로 직조하여 준비하는 단계로서, 후술되는 금형에 용이하게 삽입할 수 있도록 소정 크기로 재단하여 준비한다.
보강층 성형단계는 주기적 파형을 갖는 다수의 굴곡부가 형성된 계란판 형태의 하부금형과, 이 하부금형과 대응되게 형성된 상부금형을 준비하고, 하부금형에 섬유매트를 덧씌우고 상부금형을 결합한 후, 액상의 수지를 주입하여 계란판 형태의 보강층을 열경화하여 형성하게 된다.
단열층 성형단계는 보강층 성형단계에 의해 형성된 보강층을 사각 박스 형태의 성형틀에 투입하고 폴리우레탄 폼과 같은 고분자 수지를 주입하여 빈 공간부에 단열층이 발포되어 형성되도록 한다.
이때, 성형틀의 높이는 보강층의 높이와 동일한 높이를 갖도록 형성하여 성형완료된 단열층의 상하 표면상에 보강층에 형성된 굴곡부의 마루 부분이 노출되도록 하고, 성형틀의 가로 및 세로 길이 또한 보강층의 가로 및 세로 길이와 일치되도록 형성하는 것이 바람직하다.
도7a 및 도7b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도7a 및 도7b를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법은, 주기적 파형을 갖는 다수의 굴곡부가 형성된 계란판 형태 의 보강층을 성형하는 보강층 성형단계, 보강층 성형단계에 의해 형성된 보강층상에 단열층을 형성하는 단열층 성형단계, 및 단열층 성형단계에 의해 성형된 판형 단열체를 소정 크기로 절단하는 단열체 절단단계를 포함한다.
보강층 성형단계는 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법에서 적용되는 보강층의 성형단계 중에서 어느 하나를 이용하여 보강층(120)을 형성할 수 있다.
단열층 성형단계는, 고분자 수지를 주입하는 주입공정, 주입, 발포되는 고분자 수지를 압축하는 압축공정, 및 고분자 수지를 경화하는 경화공정을 포함한다.
주입공정은 보강층 성형단계에 의해 준비된 보강층(120)의 전후면상으로 고분자 수지(220)를 주입하여 발포되도록 하는 공정으로, 이때 주입되는 고분자 수지(220)로는 폴리우레탄 폼이 사용될 수 있다.
압축공정은 주입공정에 의해 주입되어 발포되는 고분자 수지(220)를 압축하여 단열층(110)의 두께를 설정된 두께로 형성하는 동시에 밀도가 증가되도록 하는 공정으로, 평판 구조를 갖는 가압판(210)을 보강층(120)의 전후면상을 향하도록 소정 거리만큼 이동하여, 발포되는 고분자 수지가 압축되도록 시행한다.
이러한, 압축공정은 도7a에 도시된 바와 같이 주입공정을 통해 보강층(120)의 전후면 양방향으로 고분자 수지(220)를 주입하도록 한 상태에서 보강층(120)의 전후면으로 전후가압판(210)을 동시에 이동시켜 가압함으로써 한 번의 압축공정을 통해 보강층(120)의 전후 양면에 단열층(110)이 형성되도록 시행할 수 있다.
그리고, 도7b에 도시된 바와 같이 먼저 보강층(120)의 전면으로 고분자 수 지(220)를 주입하여 가압판(210)에 의한 압축공정을 시행(제1 압축공정)하고, 후술되는 경화공정을 통해 전면측 단열층(110)이 경화된 후, 보강층(120)의 후면으로 고분자 수지(220)를 주입하고 가압판(210)에 의해 압축공정을 다시 한 번 시행(제2 압축공정)하는 방식으로도 시행할 수 있다.
또한, 가압판(210)의 가압방식은 가압판의 자중에 의해 발포되는 고분자 수지를 압축하는 단순 가압방식이나, 가압판(210)을 별도의 구동장치에 의해 동작되는 구동로드에 의해 전후진되도록 하여 압축하는 방식 등이 적용될 수 있다.
경화공정은 압축공정에 의해 정위치된 가압판(210)의 위치를 소정 시간동안 유지하면서 보강층(120)과 가압판(210) 사이에 압축된 고분자 수지(220)를 경화되도록 하는 공정이다. 이때, 가압판(210)은 단열층을 형성하는 고분자 수지와 일체로 경화되면서 도5에 도시된 바와 같이 단열체의 변형예에 구비되는 밀봉벽(130)을 형성하게 된다.
단열체 절단단계는 단열층 성형단계에 의해 성형된 판형 단열체를 소정 크기로 절단하여 단열체를 완성하는 단계이다. 또한, 단열체 절단단계는 압축공정의 시행과정에서 가압판(210)의 가장자리측으로 배출되는 잉여 수지 부분을 절단, 제거하는 마감처리 기능을 수행한다.
한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법에서는 단열층 성형단계에서 단열층(110)의 전후면에 부착된 가압판(210)을 분리하여 제거하는 가압판 제거단계를 선택적으로 시행할 수 있다. 즉, 가압판 제거단계는 도2에 도시된 바와 같이 단열층(110)의 전후면에 밀봉벽이 일체로 형성되지 않 은 단열체(100)의 제조를 위해 추가로 진행되어야 할 단계이고, 도5에 도시된 바와 같이 단열층(110)의 전후면에 밀봉벽(130)이 구비되는 단열체(100)의 제조시에는 불필요함으로 생략하는 단계이다.
그리고, 전술한 제3 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법에 따르면, 보강층(120)의 전후면에 고분자 수지(220)를 주입하고 가압판(210)을 가압하여 단열체(100)를 성형할 수 있으므로, 단열층을 형성하기 위한 별도의 성형틀이나 금형이 요구되지 않으면서 다양한 크기의 단열체를 간편하게 형성할 수 있게 되어 제조과정이 단순해지고 제작비가 절감될 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체 및 그의 제조방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
도1은 종래 LNG 저장탱크의 단면구조를 설명하기 위한 도면,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체를 나타내는 사시도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 보강층을 나타내는 사시도,
도4a 내지 도4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 보강층을 설명하기 위한 요부 확대도 및 단면도,
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 변형예를 나타내는 단면도,
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 작용을 설명하기 위한 개략적인 설치단면도,
도7a 및 도7b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
100:단열체 110:단열층
120:보강층 121:굴곡부
122:마루 부분 130:밀봉벽
210:가압판 220:고분자 수지

Claims (11)

  1. 단열체에 있어서,
    주기적 파형을 갖는 다수의 굴곡부에 의해 계란판 형태로 형성된 보강층;
    상기 보강층이 내부에 수용되도록 덧씌워져 판형몸체를 형성하되, 상기 굴곡부의 마루 부분이 상기 판형몸체의 상하 표면상으로 노출되도록 형성된 단열층을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크를 위한 단열체.
  2. 단열체에 있어서,
    주기적 파형을 갖는 다수의 굴곡부에 의해 계란판 형태로 형성된 보강층;
    상기 보강층이 내부에 수용되도록 덧씌워져 판형몸체를 형성하되, 상기 굴곡부의 마루 부분이 상기 판형몸체의 상하 표면상으로 노출되도록 형성된 단열층; 및
    상기 단열층의 경화과정에서 그 전후면상에 일체로 부착되어 밀봉 기능이 수행되도록 구성된 밀봉벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크를 위한 단열체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보강층의 재질은 섬유강화 복합재료로 형성되고,
    상기 단열층의 재질은 고분자 폼인 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크를 위한 단열체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 굴곡부는 사인파, 구형파, 및 사다리꼴 파형 중에서 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크를 위한 단열체.
  5. 단열체의 제조방법에 있어서,
    주기적 파형을 갖는 다수의 굴곡부가 형성된 계란판 형태의 하부금형에 섬유강화 복합재료 프리프레그를 덧씌우고, 상기 하부금형과 대응되게 형성된 상부금형을 결합하여 계란판 형태의 보강층을 성형하는 보강층 성형단계;
    상기 보강층 성형단계에 의해 형성된 상기 보강층을 사각 박스 형태의 성형틀에 투입하고 고분자 수지를 주입하여 빈 공간부에 단열층이 발포되어 형성되도록 하는 단열층 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법.
  6. 단열체의 제조방법에 있어서,
    주기적 파형을 갖는 다수의 굴곡부가 형성된 계란판 형태의 하부금형에 섬유매트를 덧씌우고, 상기 하부금형과 대응되게 형성된 상부금형을 결합한 후, 액상의 수지를 주입하여 계란판 형태의 보강층을 열경화하여 형성하는 보강층 성형단계;
    상기 보강층 성형단계에 의해 형성된 상기 보강층을 사각 박스 형태의 성형틀에 투입하고 고분자 수지를 주입하여 빈 공간부에 단열층이 발포되어 형성되도록 하는 단열층 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 단열층 성형단계는, 상기 굴곡부의 마루 부분이 상기 단열층의 상하표면상에 노출되도록, 상기 보강층의 높이와 동일한 높이를 갖도록 형성된 성형틀상에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법.
  8. 단열체의 제조방법에 있어서,
    주기적 파형을 갖는 다수의 굴곡부가 형성된 계란판 형태의 보강층을 성형하는 보강층 성형단계;
    상기 보강층 성형단계에 의해 형성된 상기 보강층의 전후면상으로 고분자 수지를 주입하는 주입공정, 상기 주입공정에 의해 주입되어 발포되는 고분자 수지가 압축되도록 상기 보강층의 전후면상으로 가압판을 소정 거리만큼 이동, 압축하는 압축공정, 및 상기 압축공정에 의해 정위치된 상기 가압판의 위치를 유지하면서 고분자 수지를 경화하여 단열층을 형성하는 경화공정을 포함하는 단열층 성형단계; 및
    상기 단열층 성형단계에 의해 성형된 판형 단열체를 소정 크기로 절단하는 단열체 절단단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단열층 성형단계에 의해 형성된 상기 단열층의 전후면에 부착된 상기 가압판을 분리하여 제거하는 가압판 제거단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 보강층 성형단계는 주기적 파형을 갖는 다수의 굴곡부가 형성된 계란판 형태의 하부금형에 섬유강화 복합재료 프리프레그를 덧씌우고, 상기 하부금형과 대응되게 형성된 상부금형을 결합하여 계란판 형태의 보강층을 성형하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 보강층 성형단계는 주기적 파형을 갖는 다수의 굴곡부가 형성된 계란판 형태의 하부금형에 섬유매트를 덧씌우고, 상기 하부금형과 대응되게 형성된 상부금형을 결합한 후, 액상의 수지를 주입하여 계란판 형태의 보강층을 열경화하여 형성하는 것을 특징으로 하는 LNG 저장탱크를 위한 단열체의 제조방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101087674B1 (ko) 2009-11-25 2011-11-30 삼성중공업 주식회사 최적의 증발가스 발생량을 고려한 ｌｎｇ 선박의 화물시스템 설계방법
JP2013246442A (ja) * 2012-05-25 2013-12-09 Samsung Electronics Co Ltd 液晶ディスプレイ装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000255481A (ja) 1999-03-10 2000-09-19 Takayoshi Asai 円筒形液化ガスタンクの底面構造
KR20050108692A (ko) * 2004-05-13 2005-11-17 현대중공업 주식회사 내구성 및 용접 작업성이 우수한 ｌｎｇ 운반선용단열탱크의 멤브레인 금속패널
KR20060109110A (ko) * 2005-04-15 2006-10-19 한국가스공사 액화천연가스 저장탱크 및 그 제조용 모듈
JP2007046744A (ja) 2005-08-11 2007-02-22 Foomutekku:Kk 障壁材およびメンブレン型液化天然ガスタンク用断熱性複合パネル

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000255481A (ja) 1999-03-10 2000-09-19 Takayoshi Asai 円筒形液化ガスタンクの底面構造
KR20050108692A (ko) * 2004-05-13 2005-11-17 현대중공업 주식회사 내구성 및 용접 작업성이 우수한 ｌｎｇ 운반선용단열탱크의 멤브레인 금속패널
KR20060109110A (ko) * 2005-04-15 2006-10-19 한국가스공사 액화천연가스 저장탱크 및 그 제조용 모듈
JP2007046744A (ja) 2005-08-11 2007-02-22 Foomutekku:Kk 障壁材およびメンブレン型液化天然ガスタンク用断熱性複合パネル

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101087674B1 (ko) 2009-11-25 2011-11-30 삼성중공업 주식회사 최적의 증발가스 발생량을 고려한 ｌｎｇ 선박의 화물시스템 설계방법
JP2013246442A (ja) * 2012-05-25 2013-12-09 Samsung Electronics Co Ltd 液晶ディスプレイ装置

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