KR101314820B1 - 슬로싱 억제 장치 - Google Patents

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Abstract

슬로싱 억제 장치가 제공된다. 본 발명의 일 측면에 따른 슬로싱 억제 장치는, 복수의 부력 블록 및 상기 복수의 부력 블록을 상호 연결하는 연결 수단을 포함하고, 액체 화물 저장 탱크 내부의 액체 화물 표면에 부유될 수 있으며, 상기 액체 화물 저장 탱크의 내벽과 마주보는 면을 갖는 복수의 부력 블록 중 적어도 하나의 부력 블록은, 상기 액체 화물 저장 탱크의 내벽과 마주보는 면에 완충 블록이 설치된다.

Description

슬로싱 억제 장치{ ANTI SLOSHING APPARATUS }
본 발명은 슬로싱 억제 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 해상으로 액체 화물을 운반하기 위하여 여러 가지 형태의 선박들이 제작되고 있다. 예를 들면 LNG(liquefied natural gas), LPG(liquefied petroleum gas), 원유(crude oil) 등의 액체 화물을 옮기기 위하여 각각의 화물 특징에 따라 선체가 제작되고, 이러한 선체에 화물을 저온 또는 고압 등으로 밀폐, 보온되도록 하기 위하여 특수한 형태의 액체 화물 저장 탱크들이 적용되고 있다.
이러한 선체 및 액체 화물 저장 탱크를 제작함에 있어서 주요한 하중 조건 중의 하나가 슬로싱(sloshing) 문제인데, 슬로싱이란 액체 화물이 선체의 움직임으로 인해 운동에너지를 계속적으로 받게 됨으로써 자유 표면을 가지는 액체 화물이 급격히 흔들리면서 저장 공간(즉, 액체 화물 저장 탱크)의 내측벽에 강한 충격을 유발하는 유체의 거동을 지칭하는 것으로서, 이러한 슬로싱은 선체 및 액체 화물 저장 탱크의 제작 초기부터 고려된다.
이와 같이, 선체와 액체 화물 저장 탱크의 형태는 액체 화물에 의한 슬로싱을 최소화함과 동시에 예상되는 슬로싱 하중을 충분히 견딜 수 있도록 설계되어 왔고, 이러한 과정에서 구조적으로 견디기 어려운 슬로싱 하중을 피하기 위하여 선주들은 화물의 적재량이 제한되는 조건부 운항 조건을 받아들여야 했다. 그럼에도 불구하고, 슬로싱 하중의 불확실성으로 인하여 예상치 못한 액체 화물 저장 탱크의 손상에 대한 여러 가지 문제점들이 계속해서 발생되고 있다.
이러한 슬로싱의 문제는 선박뿐만 아니라 우주, 항공, 자동차 분야의 연료탱크에서도 동일하게 해결해야 하는 과제였으며, 오히려 선박과 달리, 우주선이나 항공기의 경우 연료 탱크가 360도 회전과 같은 급 기동에 의해 발생하는 급격한 유체의 거동으로 인해 단순히 연료 탱크의 구조를 보강하는 문제가 아니라 오히려 연료의 공급을 원활하게 하는 것이 더 중요한 문제였기 때문에, 액체 화물-예컨대 액체 연료-의 유동을 제어하는 방향으로 슬로싱 문제를 해결해 왔다.
이와 같은 슬로싱 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 출원인은 한국 등록 특허 제 1043622호(선행문헌 1)에서, 액체의 표면에 부유되도록 부력을 가지는 복수의 부력체, 액체를 흡수하도록 오픈 셀(open cell) 구조를 가지며 부력체를 둘러싸는 폼부재 및 인접한 부력체들을 서로 연결시키는 연결수단을 포함하는 슬로싱 억제 장치를 제시한 바 있다.
이 때, 상기 선행문헌 1에 개시된 슬로싱 억제 장치에서는 부력체를 둘러싸는 폼부재를 포함하는 부력 블록이 정육면체 형상으로 이루어져 있는 예가 제시되어 있다.
이 때, 상기 선행문헌 1에 개시된 슬로싱 억제 장치는 액체 화물의 표면 상에 또는 표면에 인접하게 부유된 상태로 액체 화물이 움직임에 따라 함께 움직이면서 액체 화물의 유동에 의한 슬로싱을 억제하도록 구성되기 때문에 지속적으로 슬로싱 억제 장치의 부력 블록이 액체 화물 저장 탱크의 내부와 부딪히게 된다.
이와 같이 슬로싱 억제 장치의 부력 블록이 액체 화물 저장 탱크 내부와 부딪히면 부력 블록의 표면을 감싸는 커버 및 폼부재와 액체 화물 저장 탱크의 내부가 손상되는 문제가 발생한다.
선행문헌 1 : 한국 등록 특허 제1043622호
본 발명의 일 실시예는 슬로싱 억제 장치의 부력 블록 및 액체 화물 저장 탱크 내벽의 손상을 방지할 수 있는 구조를 갖는 슬로싱 억제 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 부력 블록 및 상기 복수의 부력 블록을 상호 연결하는 연결 수단을 포함하고, 액체 화물 저장 탱크 내부의 액체 화물 표면에 부유될 수 있는 슬로싱 억제 장치로서, 상기 액체 화물 저장 탱크의 내벽과 마주보는 면을 갖는 복수의 부력 블록 중 적어도 하나의 부력 블록은, 상기 액체 화물 저장 탱크의 내벽과 마주보는 면에 완충 블록이 설치되는 슬로싱 억제 장치가 제공된다.
이 때, 상기 연결 수단은 상기 부력 블록의 표면을 가로지르도록 상기 부력 블록에 설치되는 제 1 연결 벨트; 및 상기 부력 블록의 제 1 연결 벨트와 상기 부력 블록에 이웃하는 다른 부력 블록의 제 1 연결 벨트를 연결하는 체결 부재를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 연결 벨트는 상기 부력 블록의 상부면 및 하부면에 십자형으로 배열될 수 있다.
이 때, 상기 제 1 연결 벨트의 양 단부에는 제 1 연결 고리가 형성될 수 있다.
이 때, 상기 제 1 연결 고리는 상기 부력 블록의 모서리부에 위치될 수 있다.
이 때, 상기 체결 부재는, 인접한 한 쌍의 상기 제 1 연결 고리에 양단부가 각각 삽입 가능하도록 만곡된 형상을 갖는 한 쌍의 단위 체결 부재를 포함하며, 상기 한 쌍의 단위 체결 부재는 각각의 양단부가 대향하도록 배치되어 서로 체결될 수 있다.
이 때, 슬로싱 억제 장치는 상기 체결 부재와 상기 액체 화물 저장 탱크 간 접촉을 방지하도록 상기 체결 부재를 커버하는 커버 부재를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 체결 부재는 인접한 한 쌍의 상기 제 1 연결 고리를 통과하여 인접한 한 쌍의 상기 제 1 연결 고리를 서로 연결하는 로프(rope)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 체결 부재는 상기 제 1 연결 벨트와 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 체결 부재는 인접한 한 쌍의 상기 제 1 연결 벨트의 단부를 재봉에 의해 서로 연결하는 실을 포함할 수 있다.
한편, 상기 체결 부재는 원형의 링 형태로 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 체결 부재는 2겹의 링이 감겨진 열쇠 고리 형태로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 부력 블록은, 액체의 표면에 부유되도록 부력을 갖는 부력체; 상기 부력체를 둘러싸며 상기 액체를 흡수할 수 있는 제 1 폼부재 및 상기 제 1 폼부재를 감싸는 제 1 커버를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 부력체는, 기체를 포함하는 구조체이거나, 폐쇄 셀(CLOSED CELL) 구조의 폼 재질로 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 부력 블록은 육면체 형상으로 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 내벽은 상기 액체 화물 저장 탱크의 측벽 또는 상부벽일 수 있다.
한편, 상기 완충 블록은, 상기 액체를 흡수할 수 있는 제 2 폼부재 및 상기 체결 부재에 의하여 상기 폼 부재를 상기 부력 블록의 일측에 연결할 수 있도록 상기 제 2 폼부재에 결합되는 제 2 연결 벨트를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 완충 블록은, 상기 제 2 폼부재를 둘러싸는 제 2 커버를 더 포함하며, 상기 제 2 연결 벨트는 상기 제 2 커버에 결합될 수 있다.
이 때, 상기 제 2 커버의 일 측면은 상기 부력 블록의 일면에 대응하는 형상으로 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 제 2 커버의 타 측면에는 상기 제 2 연결 벨트가 상기 제 2 커버의 타 측면을 가로지르도록 배열될 수 있다.
이 때, 상기 제 2 연결 벨트의 양단부에는 제 2 연결 고리가 형성될 수 있다.
이 때, 상기 제 2 커버의 타 측면은 상기 일 측면의 반대 방향으로 볼록하게 돌출된 형태로 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 제 2 폼부재는 복수의 알갱이 형태의 폼부재가 상기 제 2 커버 내부에 채워지거나 또는 단일체 형태의 폼부재가 상기 제 2 커버에 의하여 둘러싸인 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 슬로싱 억제 장치의 부력 블록과 탈착가능하게 결합될 수 있는 완충 블록을 구비함으로써 슬로싱 억제 장치의 부력 블록의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 슬로싱 억제 장치에 설치되는 완충 블록을 용이하게 교체할 수 있어 손쉽게 유지 보수가 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 슬로싱 억제 장치의 부력 블록과 액체 화물 저장 탱크가 충돌하여 액체 화물 저장 탱크가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치가 액체 화물 저장 탱크 내에 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치가 액체 화물 저장 탱크 내에 설치된 상태를 나타낸 평면도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치의 부력 블록과 완충 블록이 결합된 상태의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치를 구성하는 부력 블록과 제 1 연결 벨트가 결합된 사시도이다.
도 5는 부력 블록의 부분 절개 사시도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치를 구성하는 완충 블록과 제 2 연결 벨트가 결합된 사시도이다.
도 7은 완충 블록의 단면도이다.
도 8은 완충 블록이 부력 블록에 결합된 상태를 도시한 측면도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치의 체결 부재가 제 1 및 제 2 연결 벨트에 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치의 체결 부재 상에 커버 부재가 설치된 상태를 나타낸 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치의 체결 부재의 변형례를 나타낸 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치의 연결 벨트 및 체결 부재의 변형례를 나타낸 평면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치의 체결 부재의 다른 변형례를 나타낸 평면도이다.
도 14a 및 14b는 도 13에 도시된 체결 부재의 사시도 및 측면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치가 액체 화물 저장 탱크 내에 설치된 상태를 나타낸 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치가 액체 화물 저장 탱크 내에 설치된 상태를 나타낸 평면도이다. 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치의 부력 블록과 완충 블록이 결합된 상태의 평면도이다.
본 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 액체 화물 저장 탱크(1) 내에 저장된 액체 화물(2) 상에 복수로 배치되는 부력 블록(110), 복수의 부력 블록(110)의 측면 중 액체 화물 저장 탱크(1)의 내벽과 마주보는 면에 결합되는 완충 블록(130) 및 및 이들 부력 블록(110) 및 완충 블록(130)을 서로 연결시키는 연결 수단을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 부력 블록(110)은 정육면체 형태로 이루어지며 부력을 가지는 단위체 형태로 이루어질 수 있다. 부력 블록(110)의 구체적인 구성에 대하여는 후술한다.
도 2을 참조하면, 부력 블록(110)은 제 1 방향(도 2에서 볼 때 횡방향) 및 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 이웃하여 나란하게 격자 형태로 배열되어, 전체적으로 액체 화물 저장 탱크(1)에 저장되는 액체 화물(2)의 표면을 덮을 수 있도록 전체적으로 직사각형 형태로 이루어진다.
이 때, 슬로싱 억제 장치(10)는 액체 화물 저장 탱크(1)에 저장될 수 있는 액체, 예를 들어, LNG를 이송하기 위한 복수의 배관(4) 등과 슬로싱 억제 장치(10)가 부딪히지 않도록 하거나 또는 액체 화물 저장 탱크의 모서리 부분 등과 부딪히지 않도록 일부 영역에 부력 유닛이 설치되지 않을 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 부력 블록(110) 및 부력 블록(110), 또는 부력 블록(110) 및 완충 블록(130)을 서로 연결 시키기 위한 연결 수단은 부력 블록(110) 및 완충 블록(130)의 표면에 형성된 제 1 및 제 2 연결 벨트(122, 142) 및 연결 벨트를 상호 체결하기 위한 체결 부재(150)를 포함한다.
이 때, 본 실시예에서는 부력 블록(110) 및 완충 블록(130)을 연결하기 위한 연결 수단으로서 제 1 및 제 2 연결 벨트(122, 142) 및 체결 부재(150)를 예시하였으나, 부력 블록 및 완충 블록을 연결하기 위한 연결 수단은 이에 제한되지 않으며, 공지의 연결 수단, 예를 들어 벨크로 테이프 또는 지퍼 등을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이와 같은 직사각 형태로 서로 연결되어 있는 부력 블록(110)들의 외측 둘레부는 완충 블록(130)이 설치되지 않는 상태에서 액체 화물 저장 탱크(1)의 내측면과 마주보도록 형성되는데, 이와 같은 부력 블록(110)들의 외측 둘레부에는 완충 블록(130)이 설치된다. 완충 블록(130)은 부력 블록(110)을 서로 연결하기 위한 연결 수단에 의하여 부력 블록(110)에 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 부력 블록(110)들의 외측 둘레부에 완충 블록(130)이 설치되어 부력 블록(110)들의 외측 둘레부를 보호한다.
이와 같은 완충 블록(130)은 부력 블록(110) 보다 작은 크기를 가지며 교체가 용이하므로, 슬로싱 억제 장치(10)의 부력 블록(110)이 액체 화물 저장 탱크(1)의 내부에서 쉽게 손상되는 것을 방지한다. 또한, 인접한 부력 블록(110)을 연결하는 체결 부재(130)에 의해 액체 화물 저장 탱크(1)가 손상되는 것을 방지한다.
이하 도면을 달리하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치(10)의 각각의 구성에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 이 때, 본 명세서에서는 부력 블록 및 완충 블록을 구성하는 구성 요소를 보다 명확하게 구별하기 위하여, 부력 블록 및 완충 블록에 모두 포함될 수 있는 구성 요소 중, 부력 블록의 일부를 구성하거나 부력 블록에 설치되는 구성요소를 '제 1' 구성 요소로 명명하고, 완충 블록의 일부를 구성하거나 완충 블록에 설치되는 구성 요소를 '제 2' 구성 요소로 명명하여 슬로싱 억제 장치의 구성을 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치를 구성하는 부력 블록과 제 1 연결 벨트가 결합된 사시도이다. 도 5는 부력 블록의 부분 절개 사시도이다.
부력 블록(110)은 액체 화물 저장 탱크(1) 내에 저장된 액체 화물(2) 상에 부유되도록 부력을 가지는 구성으로서, 보다 구체적으로 도 5에 도시된 바와 같이, 액체화물에 부유하기 위한 부력을 가지는 부력체(112)와, 부력체(112)를 감싸는 제 1 폼부재(114)와, 제 1 폼부재(114)를 감싸는 제 1 커버(116)로 이루어질 수 있다.
부력 블록(110)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 가로, 세로 및 높이가 1.0∼1.5m의 길이를 갖는 정육면체 또는 직육면체 형상을 가질 수 있으며, 액체 화물 저장 탱크(1)의 내부 공간의 크기에 따라 크기나 형상이 다양하게 변경될 수 있다.
부력체(112)는 도 5에 도시된 바와 같이, 구 형상을 갖거나 타원체 또는 그 밖의 다양한 구조체로 이루어질 수 있다.
부력체(112)는 액체 화물(2)에 부유되기 위한 부력을 가질 수 있으며, 액체 화물(2)이 LNG인 경우 극저온에서도 액상 전환이 이루어지지 않는 기체가 내부에 충진되는 것이 가능하도록 기밀 공간을 갖는 중공 구조로 이루어질 수 있다.
부력체(112)는 이와 같이 구조적인 특성에 의해 부력을 가질 수 있으며, 그 밖에도 재질의 특성에 의해 부력을 가질 수도 있다.
부력체(112)는 부력에 의해 형태가 변화되지 않을 정도의 강도를 가지는 재질로 제작될 수 있으며, LNG 등과 같은 액체 화물(2)에 의한 극저온 상태에서도 충분히 그 역할을 수행할 수 있도록 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다.
한편, 부력체(112)는 기체를 포함하는 구조체일 수 있다.
이 때, 부력체(112)는 액체 화물(2)이 LNG인 경우 극저온에서도 액상 전환이 이루어지지 않는 기체가 내부에 충전되는 것이 가능하도록, 기밀 공간을 갖는 중공 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 부력체(112)는 이와 같은 구조적인 특성에 의해 부력을 가질 수 있으나, 그 밖에도 재질의 특성에 의해 부력을 가질 수도 있는데, 본 발명의 다른 실시예로서 부력체(112)는 폐쇄 셀(CLOSED CELL) 구조의 폼 재질로 이루어질 수 있다.
이 때, 폐쇄 셀 구조란 유체가 폼 재질 구조체의 내부와 외부를 통과할 수 있는 구멍이 형성되어 있지 않는 구조로서, 액체 화물(2)이 스며들 수 없도록 형성된 구조를 의미한다. 즉, 부력체(112)가 중공 구조를 갖는 것이 아니라 부력체(112) 자체가 폐쇄 셀 구조를 가는 폼재질로 이루어질 수 있다. 이와 같이 부력체(112)가 폐쇄 셀의 폼재질로 이루어짐에 따라, 열 하중, 압축 하중 등에 의해 부력체(112)의 표면에 크랙(crack)이 발생되더라도 부력체(112) 내부로 액체 화물(2)이 스며들지 못하므로 부력체는 부력을 안정적으로 유지할 수 있게 된다.
예를 들면, LNG와 같은 액체 화물이 액상을 유지하는 극저온에서도 탄성을 유지할 수 있도록 부력체(112)는 페놀 수지, 멜라민 수지 및 이들의 합성 수지 중 어느 하나를 포함하는 고분자 소재로 형성될 수 있다.
제 1 폼부재(114)는 도 5에 도시된 바와 같이, 부력체(112)의 외측면을 둘러싸고, 전체적인 형상이 정육면체로 이루어질 수 있다.
이 경우, 제 1 폼부재(114)는 액체 화물(2)이 스며들어 슬로싱을 보다 효과적으로 방지할 수 있도록 오픈 셀 구조(open cell structure)를 가질 수 있다. 여기서, 오픈 셀 구조는 제 1 폼부재(114)의 내부와 외부를 관통하는 구멍이 외주면에 형성되어 있는 구조로서, 제 1 폼부재(114)의 표면적을 극대화할 수 있으므로, 이에 따라 액체 화물(2)의 흡수를 촉진할 수 있다.
이와 같이 제 1 폼부재(114)가 오픈 셀 구조로 형성되어 액체 화물(2)이 제 1 폼부재(114) 내로 스며들게 됨으로써 부력 블록(110)이 액체 화물(2)의 표면에 일부가 잠긴 상태로 부유하여 액체 화물(2)의 자유면을 덮게 되며, 이에 따라 액체 화물 저장 탱크(1) 내의 액체 화물(2)에 의한 슬로싱이 보다 효과적으로 억제될 수 있다.
제 1 폼부재(114)는 고분자 소재 등으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 LNG와 같은 액체 화물(2)이 액상을 유지하는 극저온에서도 액체 화물(2)의 흡수가 가능하며, 탄성을 유지할 수 있는 페놀 수지, 멜라민 수지 및 이들의 합성 수지 중 어느 하나를 포함하는 고분자 소재로 형성될 수 있다.
제 1 커버(116)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 폼부재(114)를 감싸게 되며, 이에 따라 제 1 폼부재(114)가 부서지는 것을 방지하고, 일부 손상된 제 1 폼부재(114)의 부스러기로 인해 액체 화물(2)이 오염되는 것 또한 방지할 수 있다.
제 1 커버(116)는 극저온에서도 상온에서와 같은 내구성을 가질 수 있는 재질로 이루어질 수 있다.
제 1 연결 벨트(122)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 부력 블록(110)의 표면을 가로지르도록 부력 블록(110) 표면에 설치될 수 있다. 보다 구체적으로, 제 1 연결 벨트(122)는 도 4에 도시된 바와 같이 부력 블록(110)의 상부면 및 하부면에 각각 설치될 수 있으며, 부력 블록(110)의 상부면 및 하부면의 중심부를 지나도록 설치될 수 있다.
제 1 연결 벨트(122)가 단순히 부력 블록(110)의 단부 또는 부력 블록(110)의 국부적인 영역에 설치되는 것이 아니라, 상술한 바와 같이 부력 블록(110)의 표면을 가로질러 설치되어 부력 블록(110)과 제 1 연결 벨트(122) 간 결합 면적이 최대화됨으로써, 부력 블록(110)의 유동에 의해 제 1 연결 벨트(122)와 부력 블록(110) 사이의 계면에 작용하는 하중이 부력 블록(110)의 표면에 고르게 분산될 수 있으며, 이에 따라 결과적으로 슬로싱 억제 장치(10)의 구조적 안정성이 현저히 향상될 수 있다.
이러한 제 1 연결 벨트(122)는 부력 블록(110)의 제 1 커버(116)와 동일한 재질로 이루어져, 재봉 등의 방식에 의해 부력 블록(110)의 제 1 커버(116)에 설치될 수 있으며, 이 외에도 접착제 등을 이용하여 부력 블록(110)의 표면에 설치될 수도 있을 것이다.
이 경우 제 1 연결 벨트(122)는 도 4에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제 1 연결 벨트(122)가 서로 교차되도록 한 쌍으로 배치될 수 있으며, 이러한 교차된 한 쌍의 제 1 연결 벨트(122)는 도 4에 도시된 바와 같이, 부력 블록(110)의 상부면 및 하부면에 각각 설치될 수 있다.
이와 같이 제 1 연결 벨트(122)가 교차 설치됨으로써, 도 2에 도시된 바와 같이 격자 구조로 배치된 복수의 부력 블록(110)이 제 1 방향 및 제 2 방향으로 효과적으로 연결될 수 있다.
또한, 이러한 제 1 연결 벨트(122)는 도 4에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 단위 벨트로 이루어질 수 있으며, 이들 단위 벨트는 서로 나란하게 배치되고, 서로 일정 간격 이격되도록 설치될 수 있다.
이와 같이 한 쌍의 단위 벨트가 서로 이격되게 배치됨으로써, 체결 부재(150)의 보다 용이한 결합을 위한 공간을 제공할 수 있게 된다. 이에 대해서는 이하 체결 부재(150)를 설명하는 부분에서 보다 구체적으로 설명한다.
한편, 제 1 연결 벨트(122)의 양단부에는 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 연결 고리(124)가 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 인접한 제 1 연결 고리(124)에 체결 부재(150)가 설치됨에 따라 인접한 부력 블록(110)이 서로 연결될 수 있다.
이 경우 제 1 연결 고리(124)는 제 1 연결 벨트(122)의 일부가 다른 일부와 대향하도록 제 1 연결 벨트(122)가 만곡된 상태에서 제 1 연결 벨트(122)의 일부가 다른 일부와 접합됨으로써 형성될 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 연결 벨트(122)의 일부가 다른 일부와 마주보도록 제 1 연결 벨트(122)를 겹쳐 놓은 상태에서 그 일부 및 다른 일부를 서로 재봉 등의 방식에 의해 접합시킴으로써, 별도의 추가적인 부재를 이용하지 않고도 제 1 연결 벨트(122)의 단부에는 제 1 연결 고리(124)가 형성될 수 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에서 부력 블록과 제 1 연결 벨트가 결합된 단위체는 부력 유닛으로 지칭될 수 있다. 부력 유닛은 체결 부재에 의하여 상호 연결될 수 있으며, 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치(10)는 부력 유닛이 체결 부재(150)에 의하여 격자 형태로 연결됨으로써 형성되는 것으로 이해되어질 수 있을 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치를 구성하는 완충 블록과 제 2 연결 벨트가 결합된 사시도이다. 도 7은 완충 블록의 단면도이다. 도 8은 완충 블록이 부력 블록에 결합된 상태를 도시한 측면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 완충 블록(130)은 일측면(132)이 부력 블록(110)의 일 측면에 대응하는 형태 및 크기, 예를 들어 정사각형 형태로 이루어지며, 이에 대향하는 타 측면(133)이 측방향, 도 7에서 볼 때 좌측 방향으로 볼록하게 돌출된 형태를 갖는다.
완충 블록(130)의 외표면은 제 2 커버(136)에 의하여 둘러싸이도록 형성된다. 이 때, 제 2 커버(136)는 부력 블록(110)의 제 1 커버(116)와 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 제 2 커버(136)의 내부에는 복수의 알갱이 형태의 제 2 폼부재(134)가 위치된다. 본 발명의 일 실시예에서 복수의 알갱이 형태란 직경이 대략 1cm 내지 20cm 정도 될 수 있는 크기의 구형 또는 다면체 형태를 의미할 수 있다.
그러나, 제 2 커버 내부에 내장되어 완충 블록(130)을 형성할 수 있는 제 2 폼 부재(134)의 형태는 그 크기 및 형상에 제한이 있는 것은 아니며 폼 부재의 작은 조각으로서 일 측면의 넓이가 대략 1m ~1.5m 정도의 크기일 수 있는, 제 2 커버(136)의 내부에 위치될 수 있는 정도의 조각 부재로 이루어질 수 있다면 충분하다.
한편, 제 2 폼부재(134)는 단일체로 형성되어 완충 부재(130)의 외표면을 형성하는 제 2 커버(136)의 내부에 위치될 수 있는 형태 및 크기를 갖도록 형성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 완충 블록(130)의 타측면에는 제 2 연결 벨트(142)가 설치된다. 제 2 연결 벨트(142)는 도 6에서 알 수 있는 바와 같이 완충 블록(130)의 타측면 중앙에 상하 방향으로 배열된다. 그러나 이에 한정되지 않고, 완충 블록(130)이 부력 블록(110)의 상부에 설치될 때는 제 2 연결 벨트(142)가 완충 블록(130)의 타측면을 가로지르도록 배열될 수도 있다.
이 때에는, 부력 블록(110)의 모서리 일부분에 별도의 연결 벨트(미도시) 및 연결 고리(미도시)가 설치되어 부력 블록(110)의 상부에 설치되는 완충 블록(130)의 제 2 연결 벨트와 별도의 체결 부재(미도시)로 체결될 수 있다.
제 2 연결 벨트(142)는 한 쌍의 단위 벨트로 형성될 수 있으며, 제 2 연결 벨트(142)의 양 단부에는 완충 블록(130)의 상측 및 하측 모서리부에 인접하여 제 2 연결 고리(144)가 형성된다.
제 2 연결 벨트(142) 및 제 2 연결 고리(144)의 구성은 부력 블록(110)에 설치되는 제 1 연결 벨트(122) 및 제 1 연결 고리(124)의 구성과 유사하게 형성될 수 있는 바 그에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 도 8를 참조하면, 완충 블록(130)을 부력 블록(110)에 연결하고자 할 경우 완충 블록(130)의 일 측면, 예를 들어 도 7에서 볼 때 우측 방향으로 향하는 일 측면(132)을 부력 블록(110)의 일 측면, 도 8에서 볼 때, 부력블록(110)의 좌측면에 맞접하도록 한 후, 완충 블록(130)의 상측 및 하측 모서리부에 위치된 제 2 연결 고리(144)와 부력 블록(110)의 상측 및 하측 모서리부에 위치된 제 1 연결 고리(124)를 체결 부재(150)에 의하여 상호 연결한다.
본 발명의 일 실시예에서 하나의 완충 블록(130)은 하나의 부력 블록(110)과 결합될 수 있도록 형성된다. 그러나, 하나의 완충 블록(130)의 크기를 크게 형성하여 하나 이상의 부력 블록(110)의 측면에 대응하도록 형성하면 하나의 완충 블록(130)을 이용하여 복수의 부력 블록(110)의 측면을 보호할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 완충 블록(130)이 슬로싱 억제 장치의 외측 둘레부에 위치되는 부력 블록(110)의 측면에 결합되는 것을 예시하였으나, 완충 블록(130)은 부력 블록(110)의 상부면에 결합될 수도 있다. 이와 같이 완충 블록(130)이 부력 블록(110)의 상부면에 결합되면 부력 블록(110)의 상부 표면이 액체 화물 저장 탱크(1)의 상측벽과 부딪힘으로써 부력 블록(110)의 상부 표면이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 인접한 부력 블록(110)을 연결하는 체결 부재(130)에 의해 액체 화물 저장 탱크(1)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치의 체결 부재가 제 1 및 제 2 연결 벨트에 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
체결 부재(150)는 도 3 및 도 9에 도시된 바와 같이, 인접한 부력 블록(110), 또는 부력 블록(110) 및 완충 블록(130)이 서로 연결되도록, 인접한 한 쌍의 제 1 및 제 2 연결 고리(124, 144)를 서로 연결할 수 있다.
한편, 체결 부재(150)는 도 9에 도시된 바와 같이, 서로 대칭되도록 배치되는 한 쌍의 단위 체결 부재(152)로 이루어질 수 있다.
즉, 체결 부재(150)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 인접한 한 쌍의 제 1 및 제 2 연결 고리(124, 144)에 양단부가 각각 삽입 가능하도록 만곡된 형상을 갖는 한 쌍의 단위 체결 부재(152)로 이루어질 수 있으며, 이들 한 쌍의 단위 체결 부재(152)는 각각의 양단부가 대향하도록 배치되어 볼트와 같은 연결 부재(154)에 의해 서로 체결될 수 있다.
보다 구체적으로 한 쌍의 단위 체결 부재(152)는 도 9에 도시된 바와 같이, 'U'자 형상을 가질 수 있으며, 이러한 한 쌍의 단위 체결 부재(152)의 양단부는 인접한 한 쌍의 제 1 및 제 2 연결 고리(124, 144)에 도 9을 기준으로 상부에서 하부로, 하부에서 상부로 각각 삽입될 수 있다.
이와 같이 인접한 한 쌍의 제 1 및 제 2 연결 고리(124, 144)에 각각 삽입된 한 쌍의 단위 체결 부재(152)의 양단부는 도 9에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제 1 및 제 2 연결 벨트(122, 142) 사이의 이격된 공간 상에 위치될 수 있으며, 한 쌍의 단위 체결 부재(152)는 이러한 공간 상에서 볼트와 같은 연결 부재(154) 등에 의해 용이하게 체결될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 체결 부재(150) 상에는 체결 부재가 액체 화물 저장 탱크 내부와 접촉하지 않도록 하기 위하여 커버 부재가 설치될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치(10)의 체결 부재(150) 상에 커버 부재(160)가 설치된 상태를 나타낸 평면도이다.
커버 부재(160)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 체결 부재(150)와 액체 화물 저장 탱크(1) 간 접촉을 방지하도록 체결 부재(150)를 커버할 수 있다.
체결 부재(150)는 극저온에서 사용될 수 있도록 알루미늄 또는 SUS, 그 밖의 복합 소재로 이루어질 수 있으므로, 이러한 체결 부재(150) 상에 커버 부재(160)를 설치함으로써, 슬로싱 억제 장치(10)의 유동에 따라 체결 부재(150)가 액체 화물 저장 탱크(1)의 내벽에 부딪쳐 액체 화물 저장 탱크(1)에 손상을 가하는 문제를 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 부력 블록 및 부력 블록, 또는 부력 블록과 완충 블록을 상호 연결하기 위한 체결 부재로서 한 쌍의 U자형 단위 체결 부재를 예시하였으나, 체결 부재는 이에 제한되지 않으며, 예를 들어 열쇠 고리 형태로 이루어지는 링형 연결 부재를 이용하여 연결 벨트를 연결하거나, 또는 벨트와 동일한 재질의 연결 부재를 이용하여 부력 블록 또는 완충 블록을 상호 연결하는 것도 가능하다.
이하 체결 부재의 다양한 변형례에 대하여 도면을 달리하여 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치(10)의 체결 부재(150)의 변형례를 나타낸 평면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이 체결 부재(150)는 인접한 한 쌍의 제 1 및 제 2 연결 고리(124, 144)를 통과하여 인접한 한 쌍의 제 1 연결 고리(124) 및 제 2 연결 고리(144)를 서로 연결하는 로프일 수 있다. 즉, 체결 부재(150)는 인접한 한 쌍의 제 1 연결 고리(124) 및 제 2 연결 고리(144)를 통과한 후 그 양단부가 연결 부재(154)에 의해 결합됨으로써 인접한 한 쌍의 제 1 연결 고리(124) 및 제 2 연결 고리(144)를 서로 연결할 수 있다. 그리고 이와 같은 로프 및 연결부재(154) 중 어느 하나 이상은 제 1 연결 벨트(122) 및 제 2 연결 벨트(142)와 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
이와 같이 체결 부재(150)로서 제 1 연결 벨트(122) 및 제 2 연결 벨트(142)와 동일한 재질을 갖는 로프를 이용함으로써, 별도의 커버 부재 없이도 슬로싱 억제 장치(10)의 유동에 따라 체결 부재(150)가 액체 화물 저장 탱크(1)의 내벽에 부딪힐 때, 체결 부재(150)가 액체 화물 저장 탱크(1)에 손상을 가하는 문제를 미연에 방지할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치(10)의 제 1 연결 벨트(122), 제 2 연결 벨트(142) 및 체결 부재(150)의 다른 변형례를 나타낸 평면도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 체결 부재(150)는 인접한 한 쌍의 제 1 연결 벨트(122) 및 제 2 연결 벨트(142)의 단부를 휴대용 재봉틀 등을 이용한 재봉에 의해 서로 연결하는 실일 수 있다.
이 경우, 한 쌍의 제 1 연결 벨트(122) 및 제 2 연결 벨트(142)의 양단부에는 별도의 연결 고리가 형성되지 않으며, 그 대신 한 쌍의 제 1 연결 벨트(122) 및 제 2 연결 벨트(142)의 양단부는 부력 블록(110)의 외측으로 돌출되도록 연장될 수 있다. 이와 같이 부력 블록(110)의 외측으로 연장된 연결 벨트(122)의 단부는 서로 포개어진 후 재봉 방식에 따라 실과 같은 체결 부재(150)에 의해 서로 연결될 수 있다.
이와 같이 한 쌍의 제 1 연결 벨트(122) 및 제 2 연결 벨트(142)의 양단부를 실로 재봉하여 연결함으로써 간단하게 한 쌍의 제 1 연결 벨트(122) 및 제 2 연결 벨트(142)의 양단부를 연결할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치의 체결 부재의 또 다른 변형례를 나타낸 평면도이다. 도 14a 및 14b는 도 13의 체결 부재의 사시도 및 측면도이다.
도 13을 참조하면, 체결 부재(150)는 링 형태로 이루어질 수 있다. 보다 상세히, 체결 부재(150)는, 도 14a 및 14b에서 알 수 있는 바와 같이, 2겹의 링이 겹쳐진 형태의 열쇠 고리 형태로 이루어질 수 있다.
이와 같은 열쇠 고리 형태의 링은 한 쌍의 제 1 연결 벨트(122) 및 제 2 연결 벨트(142) 각각을 상호 연결하도록 한 쌍으로 이루어질 수 있다.
이 때, 도 13의 열쇠 고리 형태의 링형 체결 부재(150)는, 도 14b에서 A 화살표가 지시하는 틈으로 제 1 및 제 2 연결 벨트(122, 142)의 제 1 및 제 2 연결 고리(124, 144)를 끼워 넣은 후, B 화살표가 지시하는 틈으로 제 1 및 제 2 연결 고리(124, 144)를 빼는 방식으로 링형 체결 부재(150)에 제 1 및 제 2 연결 고리(124, 144)를 끼워 넣을 수 있다. 이와 같이 링형 체결 부재(150)에 제 1 및 제 2 연결 고리(124, 144)를 끼워 넣음으로써 별도의 연결 부재 없이 제 1 및 제 2 연결 고리(124, 144)를 상호 연결 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1 액체 화물 저장 탱크 2 액체 화물
10 슬로싱 억제 장치 110 부력 블록
112 부력체 114 제 1 폼부재
116 제 1 커버 122 제 1 연결 벨트
124 제 1 연결 고리 130 완충 블록
134 제 1 폼부재 136 제 1 커버
142 제 2 연결 벨트 144 제 2 연결 고리
150 체결 부재 152 단위 체결 부재
154 연결 부재

Claims (23)

  1. 복수의 부력 블록 및 상기 복수의 부력 블록을 상호 연결하는 연결 수단을 포함하고, 액체 화물 저장 탱크 내부의 액체 화물 표면에 부유될 수 있는 슬로싱 억제 장치로서,
    상기 액체 화물 저장 탱크의 내벽과 마주보는 면을 갖는 복수의 부력 블록 중 적어도 하나의 부력 블록은,
    상기 액체 화물 저장 탱크의 내벽과 마주보는 면에 완충 블록이 설치되고,
    상기 연결 수단은
    상기 부력 블록의 표면을 가로지르도록 상기 부력 블록에 설치되는 제 1 연결 벨트; 및
    상기 부력 블록의 제 1 연결 벨트와 상기 부력 블록에 이웃하는 다른 부력 블록의 제 1 연결 벨트의 단부를 서로 연결하는 체결 부재를 포함하며,
    상기 부력 블록은,
    액체의 표면에 부유되도록 부력을 갖는 부력체;
    상기 부력체를 둘러싸며 상기 액체를 흡수할 수 있는 제 1 폼부재; 및
    상기 제 1 폼부재를 감싸는 제 1 커버를 포함하고,
    상기 제 1 연결 벨트는 한 쌍으로 이루어져 상기 부력 블록의 표면 상에 서로 교차되도록 배치되고,
    상기 제 1 연결 벨트는 상기 부력 블록의 일면 및 타면에 각각 설치되되, 상기 제 1 연결 벨트와 상기 부력 블록 사이의 계면에 작용하는 하중이 상기 부력 블록의 표면에 고르게 분산될 수 있도록 상기 부력 블록의 표면을 가로질러 설치되며,
    상기 완충 블록은,
    상기 액체를 흡수할 수 있는 제 2 폼부재,
    상기 제 2 폼부재를 둘러싸는 제 2 커버, 및
    상기 체결 부재에 의하여 상기 제 2 폼부재를 상기 부력 블록의 일측에 연결할 수 있도록 상기 제 2 커버에 결합되는 제 2 연결 벨트를 포함하는 슬로싱 억제 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 연결 벨트의 양 단부에는 제 1 연결 고리가 형성되는, 슬로싱 억제 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 연결 고리는 상기 부력 블록의 모서리부에 위치되는, 슬로싱 억제 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 체결 부재는,
    인접한 한 쌍의 상기 제 1 연결 고리에 양단부가 각각 삽입 가능하도록 만곡된 형상을 갖는 한 쌍의 단위 체결 부재를 포함하며,
    상기 한 쌍의 단위 체결 부재는 각각의 양단부가 대향하도록 배치되어 서로 체결되는, 슬로싱 억제 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결 부재와 상기 액체 화물 저장 탱크 간 접촉을 방지하도록 상기 체결 부재를 커버하는 커버 부재를 더 포함하는 슬로싱 억제 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 체결 부재는 인접한 한 쌍의 상기 제 1 연결 고리를 통과하여 인접한 한 쌍의 상기 제 1 연결 고리를 서로 연결하는 로프(rope)를 포함하는 슬로싱 억제 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 체결 부재는 상기 제 1 연결 벨트와 동일한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬로싱 억제 장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 체결 부재는 인접한 한 쌍의 상기 제 1 연결 벨트의 단부를 재봉에 의해 서로 연결하는 실을 포함하는 슬로싱 억제 장치.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 체결 부재는 원형의 링 형태로 이루어지는 슬로싱 억제 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 체결 부재는 2겹의 링이 감겨진 열쇠 고리 형태로 이루어지는 슬로싱 억제 장치.
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 부력체는, 기체를 포함하는 구조체이거나, 폐쇄 셀(CLOSED CELL) 구조의 폼 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 슬로싱 억제 장치.
  15. 제 1 항 및 제 4 항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부력 블록은 육면체 형상으로 이루어진, 슬로싱 억제 장치.
  16. 제 1 항 및 제 4 항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내벽은 상기 액체 화물 저장 탱크의 측벽 또는 상부벽인, 슬로싱 억제 장치.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 커버의 일 측면은 상기 부력 블록의 일면에 대응하는 형상으로 이루어지는, 슬로싱 억제 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 제 2 커버의 타 측면에는 상기 제 2 연결 벨트가 상기 제 2 커버의 타 측면을 가로지르도록 배열되는, 슬로싱 억제 장치.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 제 2 연결 벨트의 양단부에는 제 2 연결 고리가 형성되는, 슬로싱 억제 장치.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 제 2 커버의 타 측면은 상기 일 측면의 반대 방향으로 볼록하게 돌출된 형태로 이루어지는, 슬로싱 억제 장치.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 폼부재는 복수의 알갱이 형태의 폼부재가 상기 제 2 커버 내부에 채워지거나 또는 단일체 형태의 폼부재가 상기 제 2 커버에 의하여 둘러싸인 형태로 이루어지는, 슬로싱 억제 장치.
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