KR101285011B1 - 가스충전용 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 해상의 파도나 육상에서의 이동에 따른 흔들림에 의해 액화가스저장탱크 내부에서 액화가스의 쏠림유동을 방지하거나 최소화할 수 있는 구조의 가스충전용 구조물을 제공하는 것이다. 이에 따라 본 발명에 따른 가스충전용 구조물는, 해상에 부유하는 부유선체와, 상기 부유선체의 상부에 설치되는 액화가스저장탱크를 포함하되, 상기 액화가스저장탱크는, 그 내부에 상측으로 가면서 순차적으로 수평으로 설치됨으로써 적층된 다수의 분리공간을 형성시키는 다수의 가로형격판과, 상기 다수의 가로형격판에 각각 설치되어 상기 다수의 분리공간을 서로 연통시키는 연통공을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스충전용 구조물{A structure for gas charging}

본 발명은 가스충전용 구조물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 타 선박, 차량 등에 가스를 주입하기 위하여 해상에서 부유하는 바지선, 선박 또는 육상의 차량 등이 가스저장탱크 등의 설비를 구비한 가스충전용 구조물에 관한 것이다.

통상, LNG, LPG 등 가스연료는 다른 화석연료에 비해 상대적으로 청정하고 비용면에서 큰 장점이 있으므로 그 사용범위가 점차 확대되는 추세이다. 특히, 가스연료를 사용하는 자동차가 크게 증가함에 따라, 가스연료를 충전하기 위한 가스충전시설이 늘어나고 있으며, 한국등록특허공보 제10-1056984호에 개시된 바와 같은 가스충전시설에 대한 기술도 많이 개발되고 있다.

이와 더불어 가스충전을 보다 편리하게 하기 위해, 장소를 이동하면서 가스충전이 가능하도록 이동식 가스충전설비가 개발되어 한국공개특허공보 제2002-0006500호 등에 개시되고 있다.

그러나, 현재까지 가스연료를 사용하는 선박이 없으므로 가스연료를 선박에 주입하기 위해 해상에 설치되는 가스충전설비에 대한 기술은 나타나 있지 않다. 해상에 설치되는 가스충전설비는 저장탱크에 저장된 액화가스가 해상의 파도에 의해 요동함에 따라 가스탱크 내부에 강한 충격을 가하거나, 무게중심을 이동시킬 수 있으므로, 저장탱크의 파손을 최소화하고 그것이 설치되는 바지선, 선박 등의 전복위험성을 해소하기 위해 별도의 구조를 구비할 필요가 있다.

그와 같은 문제점은 가스탱크를 운반하는 차량에서도 유사하게 발생할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 관점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 해상의 파도나 육상에서의 이동에 따른 흔들림에 의해 액화가스저장탱크 내부에서 액화가스의 쏠림유동을 방지하거나 최소화할 수 있는 구조의 가스충전용 구조물을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가스충전용 구조물에 있어서, 해상에 부유하는 부유선체와, 상기 부유선체의 상부에 설치되는 액화가스저장탱크를 포함하되, 상기 액화가스저장탱크는, 그 내부에 상측으로 가면서 순차적으로 수평으로 설치됨으로써 적층된 다수의 분리공간을 형성시키는 다수의 가로형격판과, 상기 다수의 가로형격판에 각각 설치되어 상기 다수의 분리공간을 서로 연통시키는 연통공을 포함하는 것을 특징으로 한다.

다른 과점에서 본 발명에 따른 가스충전용 구조물은, 육상에서 이동하는 차량과, 상기 차량에 설치되는 액화가스저장탱크를 포함하되, 상기 액화가스저장탱크는, 그 내부에 상측으로 가면서 순차적으로 설치됨으로써 적층된 다수의 분리공간을 형성시키는 다수의 가로형격판과, 상기 다수의 가로형격판에 각각 설치되어 상기 다수의 분리공간을 서로 연통시키는 연통공을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에서 액화가스저장탱크로부터 가스를 공급받아 배출하는 가스주입기를 더 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 연통공은 상기 다수의 가로형격판의 일측과 타측에 치우친 위치로 교번하여 형성된 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가스충전용 구조물은 액화가스저장탱크의 내부에 가로형격판이 다수개가 설치됨으로써, 액화가스의 쏠림유동에 의한 액화가스저장탱크의 벽체에 가하는 충격이나, 무게중심의 이동을 현저히 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 가스충전용 구조물을 해상이나 육상이동용으로 안정적으로 운용할 수 있다.

또한, 본 발명의 가로형격판에는 연통공이 다수의 가로형격판의 일측과 타측에 치우친 위치로 교번하여 형성됨으로써, 외부에서 가해지는 운동에 의한 액화가스의 쏠림유동의 발생시간을 지연시킬 수 있다. 이에 따라, 급격한 무게중심의 이동이나 충격발생이 쏠림유동의 지연으로 완화될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스충전용 구조물의 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가스충전용 구조물에서 액화가스저장탱크의 단면구성도
도 3은 가스충전용 구조물에서 액화가스저장탱크에 가로형격판이 설치되지 않은 경우에서 액화가스의 쏠림유동에 대한 설명도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가스충전용 구조물에서 액화가스저장탱크에 다수의 가로형격판이 설치된 상태에서 액화가스의 쏠림유동에 대한 설명도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가스충전용 구조물의 부유선체에서 액화가스저장탱크의 설치높이를 낮춘 구성을 도시하는 구성도
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스충전용 구조물의 구성도

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 해상에 설치되는 본 발명의 실시예에 따른 가스충전용 구조물이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가스충전용 구조물의 액화가스저장탱크의 내부구조를 도시하고 있다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예의 해상에 설치되는 가스충전용 구조물은 해상에 부유하는 부유선체(10)와, 상기 부유선체(10)에 설치되는 액화가스저장탱크(20)와, 상기 액화가스저장탱크(20)로부터 가스를 공급받아 배출하는 가스주입기(30)를 포함하되, 상기 액화가스저장탱크(20)는, 그 내부에 상측으로 가면서 순차적으로 설치됨으로써 적층된 다수의 분리공간(26)을 형성시키는 다수의 가로형격판(24)과, 상기 다수의 가로형격판(24)에 각각 설치되어 상기 다수의 분리공간(26)을 서로 연통시키는 연통공(25)을 포함한다.

상기 부유선체(10)는 해상에 부유하는 바지선 또는 선박으로서, 액화가스저장탱크(20)와 가스주입기(30)가 상부에 설치된다. 부유선체(10)는 부두 등의 해변에 정박한 상태에서 엘엔지(LNG) 등의 가스를 연료로 사용하는 선박(40)이 접근하여 가스를 공급받는다.

상기 액화가스저장탱크(20)는 부유선체(10)의 상부에 고정설치되고, 엘엔지(LNG) 등의 가스가 액화되어 저장되고 있다. 액화가스저장탱크(20)의 내부는 분리공간(26)이 구획되도록 다수의 가로형격판(24)이 설치된다.

상기 가로형격판(24)은 액화가스저장탱크(20)의 내부공간에 설치되어 상측으로 가면서 순차적으로 분리공간(26)을 형성한다. 즉, 상기 가로형격판(24)은 액화가스저장탱크(20)의 내부에서 상측으로 가면서 순차적으로 수평으로 설치됨으로써, 구분되는 다수의 분리공간(26)들이 적층된 형태로 형성되고 있다.

그러한, 상기 가로형격판(24)는 수평을 이루는 판상체뿐 아니라, 연통공(25)을 향해 액화가스(60)가 쉽게 흐를 수 있도록 가운데 부분이 약간 융기되거나, 약간의 경사를 가진 판상체의 형상도 포함하는 것으로, 일측방에서 타측방으로 연결되는 판상체를 포함한다.

한편, 상기 연통공(25)은 가로형격판(24)에 의해 구분되는 다수의 분리공간(26)을 서로 연통시켜 액화가스의 이동이 가능하도록 하고 액화가스저장탱크(20) 내부에 액화가스(60)를 유입 또는 유출시키는 작업이 하나의 연속작업으로 이루어질 수 있도록 한다. 각 가로형격판(24)에는 모두 연통공(25)이 설치되고, 가로형격판(24)에 의해 발생하는 다수의 분리공간(26)들은 상기 연통공(25)에 의해서만 서로 연결되고 있다.

상기 연통공(25)은 다수의 가로형격판(24)의 일측과 타측에 치우친 위치로 교번하여 형성되거나, 여러 위치에 분포되는 다수의 작은 구멍으로 형성될 수 있다.

상기 연통공(25)들은 그 구멍의 면적이 가로형격판(24)의 면적에 비해 현저히 작으므로 하부에 위치하는 분리공간(20)들에서 상부에 있는 분리공간(20)들로 액화가스(60)가 이동하는 시간을 지연시킬 수 있다. 이에 따라, 파도에 의해 액화가스저장탱크(20)가 일측으로 기울어진 후, 다시 자세를 잡거나 반대측인 타측으로 기울어지는 시간 동안 액화가스(60)의 유동을 지연시켜 쏠림유동이 완전히 발생하지 않도록 한다.

상기 가스주입기(30)는 액화가스저장탱크(20)에 저장된 가스를 공급받아 접근하는 선박(40)에 가스를 충전시키는 장치이다. 통상의 엘엔지(LNG) 등의 가스주입기(30)를 사용할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 가스충전용 구조물의 작용을 설명한다.

해상에서는 항상 파도가 발생하여 부유선체(10)를 요동시키게 된다. 이에 따라, 부유선체(10)에 고정된 액화가스저장탱크(20)도 경사요동이 발생하여 그 내부에 저장된 액화가스(60)가 요동하게 된다.

만일, 액화가스저장탱크(20) 내부에 액화가스(60)가 가득 찬 상태라면 파도에 의한 요동이 있더라도 큰 문제가 되지 않으나, 가스주입기(30)에 의해 선박(40)에 가스를 충전시켜 액화가스저장탱크(20)에 저장된 액화가스(60)를 소비시키면, 액화가스저장탱크(20) 내부에는 하부의 액화가스(60)와 그 상부의 기체가스(61)로 존재한다. 그 상태에서 파도 등에 의해 발생하는 요동은 액화가스(60)를 액화가스저장탱크(20) 내부에서 일측과 타측으로 반복적으로 가속시키게 된다.

도 3은 액화가스저장탱크(20)에 가로형격판(24)이 설치되지 않은 경우에서 액화가스(60)의 쏠림유동을 도시하고 있다.

도 3에서 도시하는 바와 같이, 부유선체(10)가 좌측으로 기울면 액화가스저장탱크(20) 내부의 액화가스(60)는 좌측으로 몰려가면서 쏠림유동이 발생하고, 부유선체(10)가 우측으로 기울면 액화가스저장탱크(20) 내부의 액화가스(60)는 우측으로 몰려가면서 쏠림유동이 발생한다.

상기와 같은 쏠림유동은 액화가스저장탱크(20)의 내부에서 심한 충격을 유발하게 되고, 액화가스저장탱크(20)를 지지하는 부유선체(10)의 무게중심을 이동시켜 전복위험을 유발한다.

그러나, 도 4와 같이 본 실시예에 의한 가로형격판(24)의 형성 시, 가로형격판(24)이 일측으로 쏠리는 액화가스(60)의 유동을 저지시키고 있고, 상부에 위치하는 일부의 액화가스(63)만이 유동하여 그 영향을 미미하게 한다.

즉, 도 4의 (a)와 같이 부유선체(10)가 좌측으로 기울게 되면, 액화가스저장탱크(20) 내부의 액화가스(60) 중 액화가스(60)의 최상면(64)이 위치하는 분리공간(26b)에서 액화가스(60)가 좌측으로 쏠리게 되고, 그 아래 분리공간(26c)에 저장되는 액화가스(60)는 가로형격판(24b)에 막혀 좌측으로 거의 이동하지 못하고, 그 가로형격판(24b)에 형성된 연통공(25b)을 통해서만 일부의 액화가스가 이동한다. 가로형격판(24b)의 중간에 구멍이 형성되어 있더라도 가로형격판(24b)에 비해 상대적으로 작은 구멍을 통해 유동하는 액화가스(60)의 양이 많지 않으므로 액화가스(60)의 갑작스런 쏠림은 제한되고 있다.

따라서, 상기 가로형격판(24b) 이상에 저장된 액화가스(63)가 좌측으로 이동하여 액화가스저장탱크(20)의 벽체에 약간의 충격을 주고, 무게중심을 미소하게 좌측으로 이동시킬 수 있으나, 상기 가로형격판(24b) 아래의 대부분의 액화가스(60)는 분리공간(26c,26d 등)에 거의 충만한 상태를 유지하여 이동이 거의 없으므로 충격을 발생시키거나 무게중심의 이동이 제한된다.

또한, 도 4의 (b)와 같이 부유선체(10)가 우측으로 기우는 경우에도, 상기 가로형격판(24b) 상측의 액화가스(63)는 우측으로 이동하여 액화가스저장탱크(20)의 벽체에 약간의 충격을 주고, 무게중심을 미소하게 우측으로 이동시킬 수 있으나, 상기 가로형격판(24b) 아래의 대부분의 액화가스(60)는 각각의 분리공간(26c,26d 등)에 가득한 상태로 거의 이동이 없으므로 충격을 발생시키거나 무게중심을 이동시키지 않는다.

따라서, 본 실시예의 가로형격판(24)에 의해 부유선체(10)에 고정되는 액화가스저장탱크(20)의 벽체에 가하는 충격이나, 무게중심의 이동을 현저히 감소시킴으로써 가스충전용 구조물을 해상에서 안정적으로 운용할 수 있다.

상기와 같은 구조에서 가로형격판(24)이 액화가스저장탱크(20)의 내부공간을 과도하게 잠식하지 않기 위해서는 가능한 한 얇은 판상체로 구성할 필요가 있고, 그러한 다수의 판상체는 중간에서 지지하는 수직의 지치체를 설치하는 것이 바람직하다. 상기 수직의 지지체가 수직격판인 경우, 상기 가로형격판(24b) 상측의 액화가스(63)가 좌우측 방향으로 쏠려 이동하는 거리를 소정폭으로 제한할 수 있을 것이다.

한편, 도 5는 전술한 실시예의 부유선체(10)에 설치되는 액화가스저장탱크(20)의 설치높이를 낮추어 부유선체(10)의 전복위험을 감소시킨 구조이다.

즉, 부유선체(10′)에는 액화가스저장탱크(20)가 안착할 수 있도록 하측으로 오목한 안착공간(13)이 형성되어 액화가스저장탱크(20)가 설치된다. 이에 따라, 액화가스저장탱크(20)의 무게중심이 낮아지게 되어 액화가스저장탱크(20)가 설치된 부유선체(10′)의 운용이 매우 안정적으로 이루어질 수 있다.

한편, 도 6은 차량(70)에 설치된 액화가스저장탱크(20)를 도시하는 것이다.

차량(70)에 있어서도, 차량(70)의 정지 및 출발에 따른 가속력에 의해 액화가스저장탱크(20) 내부의 액화가스(60)는 전후로 유동하게 될 것이므로 이에 따른 액화가스(60)의 쏠림유동을 최소화하도록 가로형격판(24)이 상측으로 가면서 순차적으로 수평으로 설치되어 적층된 다수의 분리공간(26)을 형성시키고 있다.

이에 따라, 가로형격판(24)이 액화가스(60)의 전후방 쏠림을 전술한 바와 같이 잡아줄 수 있으므로 발생하는 충격이나 무게중심의 이동을 현저히 감소시킬 수 있고, 차량의 전복위험도 감소시키게 된다.

그와 같은 효과는 상기 차량의 액화가스저장탱크(20) 내부에 액화가스(60)가 가득 차 있지 않은 경우를 설명한 것으로써, 차량이 장소를 이동하면서 액화가스저장탱크(20)에서 저장된 가스를 가스주입기(30)를 이용하여 타 차량 등에 수시로 충전해주는 구조에서 매우 효과적이라 할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.

10,10′; 부유선체 13; 안착공간
20; 액화가스저장탱크 24,24a,24b,24c; 가로형격판
25,25a,25b; 연통공 26,26a,26b,26c,26d; 분리공간
30; 가스주입기 40; 선박
60,63; 액화가스 61; 기체가스
64; 최상면 70; 차량

Claims (3)

1. 해상에 부유하는 부유선체(10)와,
   상기 부유선체(10)에 설치되어 내부에 액화가스가 저장되는 저장공간을 가지는 액화가스저장탱크(20)를 포함하되,
   상기 액화가스저장탱크(20)는,
   각각이 상기 저장공간의 일측방에서 타측방으로 향하도록 가로로 설치된 판상체이고, 상기 저장공간에서 상측으로 가면서 순차적으로 설치됨으로써 상기 저장공간을 적층된 다수의 분리공간(26)으로 형성시키는 다수의 가로형격판(24)과,
   상기 다수의 가로형격판(24)에 각각 설치되어 상기 다수의 분리공간(26)을 서로 연통시키는 연통공(25)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스충전용 구조물
2. 육상에서 이동하는 차량(70)과,
   상기 차량(70)에 설치되어 내부에 액화가스가 저장되는 저장공간을 가지는 액화가스저장탱크(20)를 포함하되,
   상기 액화가스저장탱크(20)는,
   각각이 상기 저장공간의 일측방에서 타측방으로 향하도록 가로로 설치된 판상체이고, 상기 저장공간에서 상측으로 가면서 순차적으로 설치됨으로써 상기 저장공간을 적층된 다수의 분리공간(26)으로 형성시키는 다수의 가로형격판(24)과,
   상기 다수의 가로형격판(24)에 각각 설치되어 상기 다수의 분리공간(26)을 서로 연통시키는 연통공(25)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스충전용 구조물
3. 제1항에 있어서,
   부유선체(10)의 상면에는 하측방향으로 오목한 안착공간(13)이 형성되고,
   상기 액화가스저장탱크(20)가 상기 안착공간(13)에 안착된 것을 특징으로 하는 가스충전용 구조물

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