KR101312949B1 - 독립형 저장탱크의 충격완화장치 - Google Patents

독립형 저장탱크의 충격완화장치 Download PDF

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Abstract

독립형 저장탱크의 충격완화장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 독립형 저장탱크의 충격완화장치는 독립형 저장탱크의 외부표면과 상기 독립형 저장탱크의 주위를 둘러싸는 선체의 내부표면 사이에 존재하는 선체내부공간에 연결 배치되는 복수 개의 에어쿠션을 포함하는 에어쿠션부; 및 상기 에어쿠션부의 일단 또는 양단에 연결되어 상기 에어쿠션부 내부의 공기압을 조절하는 에어조절부를 포함한다.

Description

독립형 저장탱크의 충격완화장치 {SHOCK ABSORBING DEVICE OF INDEPENDENT TYPED STORAGE TANK}
본 발명은 충격완화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 독립형 저장탱크의 충격완화장치에 관한 것이다.
천연가스를 초저온상태(-163℃)로 액화시킨 액화천연가스(Liquified Natural Gas, LNG)는 대기압보다 높은 증기압을 가지고 매우 낮은 비등온도를 가지는 것으로, 이러한 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선이나, LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasificaiton Vessel)는 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크를 포함한다.
또한, 근래에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating, Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 이러한 부유식 해상 구조물에도 상술한 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 저장탱크를 포함한다.
상기 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립형 저장탱크(Independent Type)와 멤브레인형 저장탱크(Membrane Type)로 분류할 수 있으며, 이 중에서 상기 독립형 저장탱크는 다시 SPB(Self-supporting Prismatic Bulkhead) 방식과 구형(球型)의 MOSS 방식으로 구분된다.
도 1은 종래 독립형 저장탱크(1)의 개략 단면도이다. 도 1을 참조하면, 독립형 저장탱크(1)는 선체(3)의 내부표면(4)으로부터 이격된 상태로 배치된다. 선체(3)의 내부표면(4) 및 외부표면(5) 사이에는 복수 개의 거더(6)가 설치된다. 한편, 독립형 저장탱크(1)의 외부표면(2)과 선체(3)의 내부표면(4) 사이에 존재하는 선체내부공간(7)에는 복수 개의 지지부(8)가 배치되어, 독립형 저장탱크(1)의 모든 면을 지지한다.
그런데, 이러한 지지부(8)는 독립형 저장탱크(1)를 모든 면에서 지지하도록 설치되어야 하므로, 지지부(8) 제작에는 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있을 뿐더러, 지지부(8)의 유지보수에 있어서도 같은 문제점이 발생하였다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 하나의 예로, 특허문헌 1에서는 선체의 내부 표면과 독립형 저장탱크 사이에 물을 채워 독립형 저장탱크를 부양시키는 독립형 저장탱크의 지지구조를 개시하고 있다. 특허문헌 1과 같은 독립형 저장탱크의 지지구조에서는 종래 지지부의 개수를 줄일 수 있다는 효과가 있으나, 선체 거동에 의한 영향을 단지 물에 의한 부력으로만 상쇄하고자 하는 것으로 효과가 다소 미진하고, 독립형 저장탱크의 선체 거동에 따른 충격을 완화시키는 효과를 기대할 수 없다는 문제가 있다.
특허문헌 1: 한국공개특허 제10-2010-0113663호(2010.10.22 공개)
본 발명의 실시예들은 선체내부공간에 배치되는 복수 개의 에어쿠션 내부의 공기압을 선체 변형에 따라 조절함으로써, 독립형 저장탱크의 선체 거동에 의한 영향을 상쇄시키고 충격을 완화시키는 독립형 저장탱크의 충격완화장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 독립형 저장탱크의 외부표면과 상기 독립형 저장탱크의 주위를 둘러싸는 선체의 내부표면 사이에 존재하는 선체내부공간에 연결 배치되는 복수 개의 에어쿠션을 포함하는 에어쿠션부; 및 상기 에어쿠션부의 일단 또는 양단에 연결되어 상기 에어쿠션부 내부의 공기압을 조절하는 에어조절부를 포함하는 독립형 저장탱크의 충격완화장치가 제공될 수 있다.
이 때, 상기 에어조절부는 상기 선체내부공간 네 귀퉁이에 설치될 수 있다.
한편, 상기 독립형 저장탱크의 하부 외측면과 상기 선체 내부표면의 바닥면 사이에 적어도 하나 이상 설치되어 상기 독립형 저장탱크를 지지하는 지지부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 에어쿠션부는 상기 복수 개의 에어쿠션 사이에 배치되어 상기 에어쿠션들을 서로 연결시키는 연결부재를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 연결부재에는 적어도 하나의 개폐 밸브가 설치될 수 있다.
또한, 상기 에어쿠션부의 복수 개의 에어쿠션은 내부에 개폐 가능한 복수개의 격벽을 구비할 수 있다.
이 때, 상기 복수개의 격벽은 고강성을 갖는 재료로 형성될 수 있으며, 유선 또는 무선신호에 의해 각각 개폐될 수 있다.
또한, 상기 선체내부공간에 복수 개 배치되어 상기 선체의 위치 변형을 계측하고, 계측된 변형 정보를 상기 에어조절부로 실시간으로 전송하는 계측센서부를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 에어조절부는 상기 계측센서부로부터 전송받은 상기 변형 정보를 기초로 하여 상기 에어쿠션부 내부의 공기압을 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 복수 개의 에어쿠션 내부의 공기압을 선체 위치 변형에 따라 조절함으로써, 독립형 저장탱크의 선체 거동에 의한 영향을 상쇄시키고 충격을 완화할 수 있다.
또한, 독립형 저장탱크를 지지하는 지지부의 개수를 줄일 수 있으므로, 지지부 제작 및 유지보수에 들어가는 시간 및 비용을 절감할 수 있을 뿐더러, 전체적인 구조를 경량화 할 수 있다.
도 1은 종래 독립형 저장탱크의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 독립형 저장탱크의 충격완화장치의 개략 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 표시된 A부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 2에 도시된 독립형 저장탱크의 충격완화장치의 작동상태도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 독립형 저장탱크의 충격완화장치(100)의 개략 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 독립형 저장탱크의 충격완화장치(100)는 에어쿠션부(110)와, 에어쿠션부(110)와 연결되어 에어쿠션부(110) 내부의 공기압을 조절하는 에어조절부(120)를 포함한다.
독립형 저장탱크(10)는 선체(30)의 내부표면(40)으로부터 이격된 상태로 배치되고, 선체(30)의 내부표면(40) 및 외부표면(50) 사이에는 복수 개의 거더(60)가 설치될 수 있다. 이 때, 독립형 저장탱크(10)의 외부표면(20)과 선체(30)의 내부표면(40) 사이에는 빈 공간인 선체내부공간(s)이 존재할 수 있다.
이 때, 에어쿠션부(110)는 상기 선체내부공간(s)에 배치될 수 있다. 에어쿠션부(110)는 내부 공기압에 따라 팽창 또는 수축함으로써(도 5 및 6 참고) 독립형 저장탱크(10)의 위치 변형시 발생하는 충격을 완화시키는 역할을 수행할 뿐만 아니라, 독립형 저장탱크(10)을 지지하는 역할을 수행할 수 있다.
에어쿠션부(110)는 복수 개의 에어쿠션(111)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 선체내부공간(s)의 상부 및 하부에는 각각 3개의 에어쿠션(111)이 연결부재(112)를 매개로 하여 연결 배치되고, 선체내부공간(s)의 양측에는 각각 4개의 에어쿠션(111)이 연결부재(112)를 매개로 하여 연결 배치될 수 있다. 에어쿠션(111)의 개수는 한정되지 않으며, 선체내부공간(s)의 크기에 대응하여 여러 개를 연결시키는 것이 가능하다.
에어쿠션(111)은 고기능성 폴리머 등의 복합재(composite material)로 형성될 수 있으며, 탄성력이 높아 내부 공기압에 따라 팽창 또는 수축할 수 있다. 한편, 연결부재(112)는 에어쿠션(111)과 동일하거나 다른 복합소재로 형성될 수 있으며, 예를 들면, 연결부재(112) 양측에 개개의 에어쿠션(111)을 본딩 또는 재봉 결합시킬 수 있다.
에어조절부(120)는 에어쿠션부(110) 내부에 에어를 주입하거나, 에어쿠션부(110) 내부로부터 에어를 흡입합으로써 에어쿠션부(110) 내부의 공기압을 조절하는 역할을 수행할 수 있다. 에어조절부(120)는 에어쿠션부(110)의 일단 또는 양단에 연결되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 에어조절부(110)는 선체내부공간(s)의 네 귀퉁이에 설치됨으로써, 에어쿠션부(110) 및 에어조절부(120)가 선체내부공간(s)을 따라 일체로 연결되어 배치될 수 있다.
에어조절부(120)는 제어부(미도시)와 연결되고, 상기 제어부의 제어에 따라 에어쿠션부(110)의 공기압을 조절할 수 있다. 이에 대해서는 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 독립형 저장탱크의 충격완화장치(100)는 독립형 저장탱크(10)를 지지하는 지지부(130)를 더 포함할 수 있다. 지지부(130)는 독립형 저장탱크(10)의 하부 외측면과 선체(30) 내부표면(40)의 바닥면 사이에 적어도 1 이상 설치될 수 있으며, 스틸 재질로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 에어쿠션부(110)를 선체내부공간(s)에 배치하여 독립형 저장탱크(10)를 지지하도록 함으로써, 요구되는 지지부(130)의 개수를 줄일 수 있다. 따라서, 지지부(130) 제작 및 유지보수에 들어가는 시간 및 비용을 절감할 수 있으며, 스틸 재질로 제작되는 지지부(130)의 개수를 줄임으로써 전체적인 구조를 경량화 할 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 2에 표시된 A 부분을 확대하여 도시한 도면이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 독립형 저장탱크의 충격완화장치(100)에서 에어쿠션부(110)의 에어쿠션(111)은 내부에 복수 개의 격벽(111a)을 구비할 수 있다.
격벽(111a)은 에어쿠션(111) 내부를 구획하는 것으로, 개수는 한정되지 않는다. 또한 복수 개의 격벽(111a)이 개별적으로 개폐 가능하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 격벽(111a) 중앙에 개폐문을 형성하거나, 격벽(111a)이 슬라이드식으로 개폐될 수 있도록 구성될 수 있으며 특정 구성으로 한정되지 않는다. 설명의 편의를 위해서 도 3 및 도 4에서는 격벽(111a) 중앙에 개폐문이 형성된 경우를 도시하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 독립형 저장탱크의 충격완화장치(100)는 격벽(111a)을 복수 개 설치하여 에어쿠션(111) 내부를 구획지음으로써, 에어쿠션(111)의 일부분에 대해서 공기압을 조절할 수 있다. 따라서, 독립형 저장탱크(10)의 하중 분산을 보다 원활하게 할 수 있으며, 격벽(111a) 자체가 에어쿠션(111)의 강성을 유지하도록 할 수 있다. 이를 위하여, 격벽(111a)은 에어쿠션(111)과는 다르게, 다른 재질의 복합재 또는 강철과 같이 높은 강성을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 따라서 격벽(111a)이 폐쇄되어 있는 경우에는 에어쿠션(111)의 강성을 유지함과 동시에, 독립형 저장탱크(10)를 지지하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 격벽(111a)을 통해 에어쿠션(111)이 구획되어 있으므로, 예상하지 못한 충격에 의해 에어쿠션(111)의 일부분이 파손되더라도 에어쿠션(111)의 파손되지 않은 부분에 대해서는 여전히 활용 가능하다. 따라서, 에어쿠션(111)의 유지 보수에 들어가는 비용을 절감할 수 있다.
이러한 격벽(111a)의 개폐는 유선 또는 무선신호에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들면, 별도의 제어부(미도시)를 두고, 상기 제어부의 유선 또는 무선 신호에 의해 격벽(111a)이 개폐될 수 있다. 또한, 상기 제어부에서 에어조절부(120)의 제어 및 격벽(111a) 제어를 모두 수행하게 하는 것도 가능하다.
예를 들어, 에어조절부(120)로부터 에어(a)를 공급하고 격벽(111a)을 개방시키는 경우에는, 공급된 에어(a)에 의해 에어쿠션(111) 내부의 공기압이 증가할 수 있다. 반대로, 격벽(111a)이 개방되어 있는 동안, 에어조절부(120)가 에어쿠션(111) 내부의 에어(a)를 흡입하는 경우에는 에어쿠션(111) 내부의 공기압이 감소할 수 있다(도 3 참조).
반면, 에어쿠션(111) 내부의 공기압을 일정 수준으로 유지하고자 하는 경우에는, 에어쿠션(111) 내부로 상기 수준에 대응하는 에어(a)를 공급한 후에 격벽(111a)을 닫음으로써 에어쿠션(111) 내부의 공기압을 유지할 수 있다(도 4 참조).
이와 더불어, 에어쿠션(111)을 연결하는 연결부재(112)에는 적어도 하나 이상의 개폐 밸브(112a)가 설치되는 것이 가능하다. 개폐 밸브(112a)는 에어쿠션들(111) 사이의 공기 흐름을 열거나 막음으로써, 에어쿠션(111)을 독립적으로 운용하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 개폐 밸브(112a)는 상술한 격벽(111a)과 마찬가지로 에어쿠션(111) 및 연결부재(112) 내의 공기압을 조절시킬 수 있다. 개폐 밸브(112a)의 개수는 한정되지 아니하며, 개폐를 위해 통상적으로 이용되는 밸브를 사용하여 구성 가능하다. 또한, 개폐 밸브(112a)의 개폐는 유선 또는 무선신호에 의해 이루어질 수 있으며, 에어조절부(120) 및 격벽(111a)의 제어와 더불어 개폐 밸브(112a)의 제어를 하나의 제어부에서 수행하게 하는 것도 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 독립형 저장탱크의 충격완화장치(100)는 계측센서를 이용하여, 충격완화장치(100)가 실시간으로 발생하는 선체 변형에 대응하여 작동되도록 구성 가능하다.
이와 관련하여, 도 5 및 도 6은 도 2에 도시된 독립형 저장탱크의 충격완화장치(100)의 작동상태도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 독립형 저장탱크의 충격완화장치(100)는 선체(30)의 변형을 계측하는 계측센서부(140)를 더 포함할 수 있다.
계측센서부(140)는 선체내부공간(s)에 복수 개 배치될 수 있다. 예를 들어, 계측센서부(140)는 독립형 저장탱크(10)의 외부표면(20)을 따라 상부면, 하부면, 양측면에 일정 간격을 두어 배치될 수 있다. 또한, 선체(30)의 내부표면(40)을 따라 역시 상부면, 하부면, 양측면에 일정 간격을 두어 배치될 수 있다. 배치되는 계측센서부(140)의 위치 및 개수는 한정되지 않는다.
계측센서부(140)는 선체(30)의 변형을 계측하는 역할을 수행할 수 있으며, 이를 위하여 통상적으로 사용되는 위치계측 센서(position sensor)가 사용될 수 있다. 또한, 계측센서부(140)는 계측된 선체(30) 변형 정보를 에어조절부(120)로 실시간으로 전송하는 역할을 함께 수행할 수 있다. 따라서, 에어조절부(120)에서 실시간으로 에어쿠션부(110)의 내부 공기압을 조절하도록 할 수 있다.
예를 들어, 선체(30)가 일정 정도 기울어질 경우, 선체(30)를 통하여 외부 하중이 독립형 저장탱크(10)에 전달되게 된다. 이 때, 계측센서부(140)에서는 이러한 선체(30)의 위치 변형 정보를 계측하여, 실시간으로 에어조절부(120)에 전달하게 된다. 에어조절부(120)에서는 전송받은 상기 변형 정보를 기초로 하여 에어쿠션부(110) 내부의 공기압을 즉시 조절할 수 있다.
즉, 선체(30)가 오른쪽으로 기울어질 경우에, 계측센서부(140)에서는 이러한 위치 변형을 즉각 감지하고 위치 변형 정보를 에어조절부(120)에 전달한다. 그리고, 에어조절부(120)에서는 선체내부공간(s)의 우측부 및 하부 우측에 위치한 에어쿠션(111) 내부의 공기압을 증가시킴으로써, 독립형 저장탱크(10)가 받는 외부 하중에 의한 영향을 상쇄시키고 충격을 완화시킬 수 있다(도 6 참조).
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 복수 개의 에어쿠션 내부의 공기압을 선체 위치 변형에 따라 조절함으로써, 독립형 저장탱크의 선체 거동에 의한 영향을 상쇄시키고 충격을 완화시킬 수 있다. 또한, 독립형 저장탱크를 지지하는 지지부의 개수를 줄일 수 있으며, 에어쿠션을 격벽을 통해 구획지어 형성함으로써 지지부 제작 및 유지보수에 들어가는 시간 및 비용을 절감할 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.
1, 10: 독립형 저장탱크 2, 20: 외부표면
3, 30: 선체 4, 40: 내부표면
5, 50: 외부표면 6, 60: 거더
7: 선체내부공간 8: 지지부
100: 독립형 저장탱크의 충격완화장치
110: 에어쿠션부 111: 에어쿠션
111a: 격벽 112: 연결부재
112a: 개폐 밸브
120: 에어조절부 130: 지지부
140: 계측센서부 s: 선체내부공간
a: 에어

Claims (10)

  1. 독립형 저장탱크의 외부표면과 상기 독립형 저장탱크의 주위를 둘러싸는 선체의 내부표면 사이에 존재하는 선체내부공간에 연결 배치되는 복수 개의 에어쿠션을 포함하는 에어쿠션부; 및
    상기 에어쿠션부의 일단 또는 양단에 연결되어 상기 에어쿠션부 내부의 공기압을 조절하는 에어조절부를 포함하고,
    상기 복수 개의 에어쿠션은 내부에 개폐가능한 복수개의 격벽을 구비하는, 독립형 저장탱크의 충격완화장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 에어조절부는 상기 선체내부공간 네 귀퉁이에 설치되는, 독립형 저장탱크의 충격완화장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 독립형 저장탱크의 하부 외측면과 상기 선체 내부표면의 바닥면 사이에 적어도 하나 이상 설치되어 상기 독립형 저장탱크를 지지하는 지지부를 더 포함하는, 독립형 저장탱크의 충격완화장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 에어쿠션부는 상기 복수 개의 에어쿠션 사이에 배치되어 상기 에어쿠션들을 서로 연결시키는 연결부재를 더 포함하는, 독립형 저장탱크의 충격완화장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 연결부재에는 적어도 하나의 개폐 밸브가 설치되는, 독립형 저장탱크의 충격완화장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 복수개의 격벽은 고강성을 갖는 재료로 형성되는, 독립형 저장탱크의 충격완화장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 복수개의 격벽은 유선 또는 무선신호에 의해 각각 개폐될 수 있는, 독립형 저장탱크의 충격완화장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 선체내부공간에 복수 개 배치되어 상기 선체의 위치 변형을 계측하고, 계측된 변형 정보를 상기 에어조절부로 실시간으로 전송하는 계측센서부를 더 포함하는, 독립형 저장탱크의 충격완화장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 에어조절부는 상기 계측센서부로부터 전송받은 상기 변형 정보를 기초로 하여 상기 에어쿠션부 내부의 공기압을 조절하는, 독립형 저장탱크의 충격완화장치.
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JPH01240396A (ja) * 1988-03-22 1989-09-25 Kayseven Co Ltd 貨物固定方法及びその装置ならびに該装置におけるエアバッグ取付構造
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