KR100943456B1 - 입열량 감소를 위한 액화 천연가스 화물창 앵커구조 - Google Patents

입열량 감소를 위한 액화 천연가스 화물창 앵커구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유리섬유를 포함하는 강성 단열 소재로 몸체부를 구성하여 화물창 내부로의 입열량을 최소화함으로써 천연가스 화물창에서 발생하는 기화가스(BOG)를 감소시키는 입열량 감소를 위한 액화 천연가스 화물창 앵커구조에 관한 것으로, 멤브레인을 선박 화물창 내벽에 고정시키고 상기 멤브레인과 내벽사이를 지지하도록 형성되는 액화 천연가스 화물창 앵커구조에 있어서, 상기 멤브레인과 용접이음되는 금속소재의 상부 캡; 상기 상부 캡의 하부와 일체형으로 형성되되, 상기 선박 화물창 내벽에서 상기 금속소재의 상부 캡으로 열전도가 최소화되도록 유리섬유를 포함한 강성 단열 소재로 이루어진 몸체부;및 상기 몸체부의 하부와 일체형으로 형성되되 화물창 내벽에 형성된 스터드볼트와 볼트결합하는 하부플렌지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입열량 감소를 위한 액화 천연가스 화물창 앵커구조를 제공한다.
본 발명에 따르면 열전도 차단효과가 큰 유리섬유를 포함하는 강성 단열 소재를 화물창 앵커구조에 사용하여 멤브레인을 화물창 내벽에 고정시키고 이를 지지하는데 필요한 강성을 그대로 유지하면서도 화물창 내벽으로부터의 입열량을 최소화하여 화물창 내부에서 기화가스(BOG)가 발생하는 것을 줄 일 수 있는 이점이 있다.
멤브레인, 화물창 앵커구조, 기화가스(BOG)

Description

입열량 감소를 위한 액화 천연가스 화물창 앵커구조{Anchoring structure to minimize the heat ingress of LNG cargo}
본 발명은 액화 천연가스 화물창의 내벽에 설치되는 멤브레인을 화물창 내벽에 고정시키고 멤브레인과 내벽사이를 지지하도록 형성되는 액화 천연가스 화물창 앵커구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유리섬유를 포함하는 강성 단열 소재로 몸체부를 구성하여 화물창 내부로의 입열량을 최소화함으로써 천연가스 화물창에서 발생하는 기화가스(BOG)를 감소시키는 입열량 감소를 위한 액화 천연가스 화물창 앵커구조에 관한 것이다.
일반적으로, 액화 천연가스는 대기압하에서 비등점이 -162°C인 초저온 액체이다. 액화 천연가스는 대기압 하에서 -162°에 이르게 되면 액체상태를 유지하므로, 단열기능을 가진 화물창에 액체상태로 저장 할 수 있다.
액체상태로 저장된 천연가스의 기화를 방지하기 위해서는 화물창 내부로 외부의 열량이 전달되지 않도록 하여야 한다. 따라서 화물창의 외부는 폴리 우레탄 폼과 같은 단열재로 감싸고 있으나, 일반적으로 단열재는 액체 또는 기체상태의 천연가스의 투과를 효과적으로 차단하지 못하므로 멤브레인을 단열재와 저장되는 액화천연가스 사이에 배치하여 액체화물의 용기 기능을 수행하도록 하고 있다.
상기 멤브레인은 극저온 상태의 액화 천연가스와 직접적으로 접촉하게 되므로 열수축 변형에 대응 할 수 있는 알루미늄 합금, 인버(Invar), 9% 니켈강등 저온취성이 적게 나타나는 재질의 금속이 사용되며, 반복적인 온도변화 및 저장액체의 하중변화에 따라 팽창 및 수축이 용이하도록 일반적으로 코루게이션이 형성되어 있다.
위와 같은 멤브레인을 화물창 내벽에 고정설치하기 위한 기존의 액화 천연가스 화물창 앵커구조를 이하 살펴본다.
도 1은 종래의 액화 천연가스 화물창 앵커구조를 나타낸 단면도이다.
도1의 경우는 액화 천연가스와 직접 접촉하는 금속재의 멤브레인(2)을 화물창의 내벽(T)에 고정시키기 위한 종래의 화물창 앵커구조의 단면을 도시한 것으로, 육면체 형태의 앵커구조체(A)내에 일체형으로 형성된 원추형태의 체결바디(10)가 삽입되어 있는 형태이다.
원추형태의 상기 체결바디(10)의 상부는 제 1및 제2멤브레인(2a,2b)과 직접용접되어 연결되고 상기 체결바디(10)의 하부는 화물창 내벽(T)에 설치된 스터드볼트(S)와 볼트결합한다.
위와 같은 구성을 갖는 액화 천연가스 화물창 앵커구조는 액화 천연가스와 직접 접촉하는 멤브레인(2)을 화물창 내벽(T)에 고정시켜주고 폴리 우레탄 폼과 같 은 단열재(1)가 설치되는 상기 멤브레인(2)과 화물창 내벽(T)사이를 구조적으로 지지해주는 역할을 한다. 다만, 원추형태의 상기 체결바디(10)는 스테인리스 강을 소재로 하는 금속판으로 구성되기 때문에, 극저온의 액화 천연가스와 직접 접촉하는 상기 멤브레인(2)과 접하는 상기 체결바디(10)의 상부는 금속소재가 갖는 열전도성으로 인하여 화물창 내벽(T)의 열이 쉽게 전도되어 화물창 내부로 입열량을 증가시키는 결과를 초래한다.
이렇게 입열량이 증가하면 화물창 내부에서는 극저온의 액화 천연가스가 기화하여 기화가스(BOG)가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 멤브레인을 화물창 내벽에 고정시키기 위한 종래의 화물창 앵커구조의 기존강성은 그대로 유지하면서 화물창 내벽에서 화물창 내부로 열전도를 최소화하고 이를 통해 화물창 내부의 기화가스(BOG)를 줄일 수 있는 입열량 감소를 위한 액화 천연가스 화물창 앵커구조를 제공하는데 있다.
상기와 같은 과제는 멤브레인을 선박 화물창 내벽에 고정시키고 상기 멤브레인과 내벽사이를 지지하도록 형성되는 액화 천연가스 화물창 앵커구조에 있어서, 상기 멤브레인과 용접이음되는 금속소재의 상부 캡; 상기 상부 캡의 하부와 일체형으로 형성되되, 상기 선박 화물창 내벽에서 상기 금속소재의 상부 캡으로 열전도가 최소화되도록 유리섬유를 포함한 강성 단열 소재로 이루어진 몸체부;및 상기 몸체부의 하부와 일체형으로 형성되되, 화물창 내벽에 형성된 스터드볼트와 볼트결합하는 하부플렌지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입열량 감소를 위한 액화 천연가스 화물창 앵커구조에 의해 실현된다.
바람직하게는 상기 상부 캡의 하부에는 상기 몸체부로부터 상기 상부 캡이 이탈하는 것을 방지하는 제 1 이탈방지 돌출부가 형성될 수 있다.
바람직하게는 상기 하부플렌지의 상부에는 상기 몸체부로부터 상기 하부플렌 지가 이탈하는 것을 방지하는 제 2 이탈방지 돌출부가 형성될 수 있다.
상기 제 1,2 이탈방지 돌출부는 단면이 톱니형상인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 몸체부는 원추, 원기둥, 다각형 단면형상을 갖는 기둥중 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 입열량 감소를 위한 액화 천연가스 화물창 앵커구조에 의하면 열전도 차단효과가 큰 유리섬유를 포함하는 강성 단열 소재를 화물창 앵커구조에 사용하여 멤브레인을 화물창 내벽에 고정시키고 이를 지지하는데 필요한 강성을 그대로 유지하면서도 화물창 내벽으로부터의 입열량을 최소화하여 화물창 내부에서 기화가스(BOG)가 발생하는 것을 줄일 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 입열량 감소를 위한 액화 천연가스 화물창 앵커구조의 일 실시예를 나타낸 측면도이다.
도 3a은 도 2에서 도시한 상부 캡의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 3b는 도 2에서 도시한 상부 캡의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 4a는 도 2에서 도시한 하부플렌지의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 4b는 도 2에서 도시한 하부플렌지의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 1에서 도시한 몸체부가 원통형으로 형성된 액화 천연가스 화물창 앵커구조를 나타낸 단면도이다.
도 2에서 도시한 바와 같이, 일 실시예는 멤브레인(2)과 용접이음되는 금속소재의 상부 캡(300)과 일체형으로 형성되되, 상기 선박 화물창 내벽(T)에서 상기 금속소재의 상부 캡(300)으로 열전도가 최소화되도록 유리섬유를 포함한 강성 단열 소재로 이루어진 몸체부(100); 및 상기 몸체부(100)의 하부와 일체형으로 형성되되, 화물창 내벽(T)에 형성된 스터드볼트(S)와 볼트결합하는 하부플렌지(200);를 포함하여 구성된다.
일 실시예의 경우 원추형태의 몸체부(100)가 멤브레인(2)을 화물창 내벽(T)에 고정시키고 지지하는 역할을 하고 있다. 다만 종래와 달리 상기 멤브레인(2)과 용접이음되는 상부 캡(300)및 화물창 내벽(T)에 설치된 스터드볼트(S)와 볼트결합하는 하부플렌지(200)가 상기 몸체부(100)와 일체식으로 제작 또는 조립된다. 이는 금속소재의 상기 멤브레인(2)과의 용접접합성 및 상기 스터드볼트(S)와 볼트결합성을 고려할 때, 유리섬유를 포함한 강성 단열 소재로 구성된 일 실시예의 몸체부(100)는 상기 멤브레인(2)과의 직접적인 용접 및 스터드볼트(S)와 볼트결합에는 부적절하기 때문이다.
상기 몸체부(100)는 유리섬유를 포함한 강성 단열 소재로 구성되어 화물창 내벽의 열이 멤브레인 및 화물창 내부로 전달되는 것을 최대한 방지한다.
유리섬유를 포함한 강성 단열 소재는 경량임에도 불구하고 외부하중에 대한 구조적 안전성이 뛰어난 고강도 소재로 최근 많은 용도로 개발되어 사용되고 있는 실정이다. 보통 유리섬유와 폴리에스테르 수지 및 비닐에스테르 수지등을 혼합하여 제조한다.
한편, 상기 몸체부(100)는 원추형태를 갖고 있어 상기 멤브레인(2)과 화물창 내벽(T)사이를 지지하는데 유리한 구조를 갖고 있으며, 상기 몸체부(100)의 내부 및 주변에는 폴리 우레탄 폼과 같은 단열재(1)를 주입하여 일체화시킴으로써 상기 몸체부(100) 설치로 인한 액화 천연가스 화물창 방벽의 방열효과가 감소되는 것을 최소화 하도록 한다.
상기 몸체부(100)는 여러 형상을 갖는 각 화물창의 종류에 따른 앵커구조에 대응하여 그 형상을 원추, 원기둥, 다각형 단면형상을 갖는 기둥등 다양하게 형성될 수 있다.
그 예로 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 몸체부(100)가 원통형으로 구성되고 상기 상부 캡(300) 및 하부플렌지(200)의 형상도 상기 원통형 몸체부(100)에 대 응하여 형성될 수 있다.
도 2에서 도시한 바와 같이 상기 상부 캡(300)은 상기 멤브레인(2)이 용접이음되는 곳이다.
상기 상부 캡(300)의 상부에는 제 1,2 멤브레인(2a, 2b)이 도 2에서 도시한 바와 같이 용접이음되고, 도 2,도 3a및 도 3b에서 도시한 바와 같이 상기 상부 캡(300)의 하부에는 상기 몸체부(100)로부터 상기 상부 캡(300)이 이탈하는 것을 방지하는 제 1 이탈방지 돌출부(310)가 형성된다.
일 실시예의 경우 상기 제 1 이탈방지 돌출부(310)가 단면이 톱니형상을 갖고 있기 때문에 상기 제 1 이탈방지 돌출부(310)가 상기 몸체부(100)의 상부와 일체식으로 제작 또는 조립되면 외력 또는 상기 상부 캡(300)의 자체하중으로 인하여 상기 몸체부(100)로부터 상기 상부 캡(300)이 이탈하는 것을 방지 할수 있다.
그리고 상기 제 1 이탈방지 돌출부(310)는 상기 상부 캡(300)과 상기 몸체부(100)의 이음강도를 높여 상기 멤브레인(2)에서 발생하는 각종 인장력, 압축력 및 전단력등을 견딜수 있게 한다.
상기 상부 캡(300)은 제 1,2멤브레인(2a, 2b)과 용접이음되기 용이하도록 상기 제 1,2멤브레인(2a,2b) 소재와 유사한 금속소재로 이루어진다. 그리고 상기 상부 캡(300)의 형상, 특히 상기 제 1 이탈방지 돌출부(310)의 형상은 상기 몸체부(100)의 형상에 대응하여 다양하게 형성될 수 있다.
도 2 에서 도시한 바와 같이 상기 하부플렌지(200)는 화물창 내벽(T)에 위치한 스터드볼트(S)와 볼트결합하는 곳이다.
도 2, 도 4a및 도 4b에서 도시한 바와 같이, 상기 하부플렌지(200)의 상부에도 상기 몸체부(100)로부터 상기 하부플렌지(200)가 이탈하는 것을 방지하는 제 2 이탈방지 돌출부(210)가 형성된다.
일 실시예의 경우 상기 제 2 탈방지 돌출부(210)도 단면이 톱니형상을 갖고 있지만, 상기 제 1,2 이탈방지 돌출부(310,210)는 이탈방지를 위한 다양한 형상들이 제안될 수 있다.
한편, 상기 제 2 이탈방지 돌출부(210)도 상기 몸체부(100)의 하부와 일체식으로 제작 또는 조립되어 상기 몸체부(100)로부터 상기 하부플렌지(200)가 이탈하는 것을 방지하고 상기 몸체부(100)와 이음강도를 높이는 역할을 한다.
한편, 상기 하부플렌지(200)의 하부에는 화물창 내벽(T)에 위치한 다수개의 스터드볼트(S)에 대응하여 상기 스터드볼트(S)가 삽입되는 볼트홀(230)이 다수개 형성된다. 상기 볼트홀(230)에 상기 스터드볼트(S)를 삽입하고 너트로 고정함으로써 상기 상부 캡(300)에 용접이음된 멤브레인(2)을 화물창 내벽(T)에 고정시킨다.
상기 하부플렌지(200)도 상기 스터드볼트(S)와 볼트결합을 위한 강성을 위해서 금속소재로 이루어지는 것이 바람직하며 상기 상부 캡(300)와 마찬가지로 상기 하부플렌지(200)의 형상, 특히 상기 제 2 이탈방지 돌출부(210)의 형상은 상기 몸체부(100)의 형상에 대응하여 다양하게 형성될 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예에 대해 설명하였으나, 본 기술 분야의 당업자라면 첨부된 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
도 1은 종래의 액화 천연가스 화물창 앵커구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 입열량 감소를 위한 액화 천연가스 화물창 앵커구조의 일 실시예를 나타낸 측면도이다.
도 3a은 도 2에서 도시한 상부 캡의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 3b는 도 2에서 도시한 상부 캡의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 4a는 도 2에서 도시한 하부플렌지의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 4b는 도 2에서 도시한 하부플렌지의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 1에서 도시한 몸체부가 원통형으로 형성된 액화 천연가스 화물창 앵커구조를 나타낸 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 몸체부 200 : 하부플렌지
300 : 상부 캡 2 : 멤브레인
310 : 제 1 이탈방지 돌출부 210 : 제 2 이탈방지 돌출부

Claims (5)

  1. 멤브레인을 선박 화물창 내벽에 고정시키고 상기 멤브레인과 내벽사이를 지지하도록 형성되는 액화 천연가스 화물창 앵커구조에 있어서,
    상기 멤브레인과 용접이음되는 금속소재의 상부 캡;
    상기 상부 캡의 하부와 일체형으로 형성되되, 상기 선박 화물창 내벽에서 상기 금속소재의 상부 캡으로 열전도가 최소화되도록 유리섬유를 포함한 강성 단열 소재로 이루어진 몸체부;및
    상기 몸체부의 하부와 일체형으로 형성되되 상기 선박 화물창 내벽에 형성된 스터드볼트와 볼트결합하는 하부플렌지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입열량 감소를 위한 액화 천연가스 화물창 앵커구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상부 캡의 하부에는 상기 몸체부로부터 상기 상부 캡이 이탈하는 것을 방지하는 제 1 이탈방지 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 입열량 감소를 위한 액화 천연가스 화물창 앵커구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 하부플렌지의 상부에는 상기 몸체부로부터 상기 하부플렌지가 이탈하는 것을 방지하는 제 2 이탈방지 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 입열량 감소를 위한 액화 천연가스 화물창 앵커구조.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 이탈방지 돌출부 및 제 2 이탈방지 돌출부는 단면이 톱니형상인 것을 특징으로 하는 입열량 감소를 위한 액화 천연가스 화물창 앵커구조.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체부는 원추, 원기둥, 다각형 단면형상을 갖는 기둥중 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 입열량 감소를 위한 액화 천연가스 화물창 앵커구조.
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