KR101337655B1 - 슬로싱 억제 장치 - Google Patents

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Abstract

슬로싱 억제 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치는, 액체 화물 저장 탱크 내에 저장된 액체 화물 상에 부유되는 복수의 부력 유닛, 및 상기 부력 유닛을 상호 연결하는 체결 부재를 포함하며, 상기 부력 유닛은, 상기 액체 화물 저장 탱크의 외곽부에서 복수 층으로 연결된다.

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, 보온하기 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 연료탱크가 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 제1043622호(선행문헌 1)에서, 액체의 표면에 부유되도록 부력을 가지는 복수의 부력체, 액체를 흡수하도록 오픈 셀(open cell) 구조를 가지며 부력체를 둘러싸는 폼부재, 폼부재에 구비되는 연결 벨트를 포함하는 부력 유닛, 및 이웃하는 부력 유닛들의 연결 벨트를 연결하는 체결 부재를 포함하는 슬로싱 억제 장치를 제시한 바 있다.
이 때, 상기 선행문헌 1에 개시된 슬로싱 억제 장치에서는 부력 유닛이 정육면체 형상으로 이루어져 있는 예가 제시되어 있다. 이 부력 유닛들은 액체 화물 저장 탱크의 내부에서 단층으로 형성되므로 슬로싱이 크게 일어나는 액체 화물 저장 탱크의 외곽부에 위치하는 가장자리에서 슬로싱을 억제 하기 위한 충분한 강성을 가지지 못한다.
선행문헌 1 : 한국 등록 특허 제1043622호
본 발명의 일 실시예는 액체 화물 저장 탱크의 외곽부에 위치하는 가장자리의 강성을 증대시키는 슬로싱 억제 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치는, 액체 화물 저장 탱크 내에 저장된 액체 화물 상에 부유되는 복수의 부력 유닛, 및 상기 부력 유닛을 상호 연결하는 체결 부재를 포함하며, 상기 부력 유닛은, 상기 액체 화물 저장 탱크의 외곽부에서 복수 층으로 연결된다.
상기 부력 유닛은, 액체 화물 흡수 상태의 제1 하중과 제1 부력을 가지는 제1 단위 부력 유닛, 및 액체 화물 흡수 상태에서 상기 제1 하중보다 큰 제2 하중과 상기 제1 부력보다 작은 제2 부력을 가지는 제2 단위 부력 유닛을 포함할 수 있다.
상기 제1 단위 부력 유닛은, 액체 화물의 자유면에 배치되고, 상기 제2 단위 부력 유닛은, 상기 액체 화물 저장 탱크 내의 외곽부에서 상기 제1 단위 부력 유닛의 하측에 연결될 수 있다.
상기 부력 유닛은, 부력을 가지는 부력체, 상기 부력체를 감싸는 폼부재, 및 상기 폼부재를 덮는 커버를 포함하는 부력 블록을 포함하고, 상기 제1 단위 부력 유닛의 부력체의 제1 체적은 상기 제2 단위 부력 유닛의 부력체의 제2 체적보다 크며, 상기 제1 단위 부력 유닛의 폼부재 제3 체적은 상기 제2 단위 부력 유닛의 폼부재의 제4 체적보다 작을 수 있다.
상기 부력 유닛은, 액체 화물 흡수 상태에서 상기 제1 하중과 상기 제2 하중 사이의 제3 하중, 및 상기 제1 부력과 상기 제2 부력 사이의 제3 부력을 가지는 제3 단위 부력 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 제3 단위 부력 유닛은, 상기 제1 단위 부력 유닛과 상기 제2 단위 부력 유닛 사이에 연결될 수 있다.
상기 부력 유닛은, 부력을 가지는 부력체, 상기 부력체를 감싸는 폼부재, 및 상기 폼부재를 덮는 커버를 포함하는 부력 블록을 포함하고, 상기 제1 단위 부력 유닛의 부력체의 제1 체적은 상기 제2 단위 부력 유닛의 부력체의 제2 체적보다 크며, 상기 제1 단위 부력 유닛의 폼부재 제3 체적은 상기 제2 단위 부력 유닛의 폼부재의 제4 체적보다 작고, 상기 제3 단위 부력 유닛의 부력체의 제5 체적은 부력체의 상기 제1 체적과 상기 제2 체적의 사이이고, 상기 제3 단위 부력 유닛에서 폼부재의 제6 체적은 폼부재의 상기 제3 체적과 상기 제4 체적 사이일 수 있다.
상기 체결부재는 상기 부력 유닛의 한 쌍의 연결 고리에 삽입되는 한 쌍의 단위 체결 부재, 및 상기 한 쌍의 단위 체결 부재를 체결하는 연결 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 액체 화물 저장 탱크의 외곽부에 위치하는 슬로싱 억제 장치 가장자리의 강성을 증대시키므로 액체 화물 저장 탱크의 외곽부에서 슬로싱 억제 기능을 유지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치를 액체 화물 저장 탱크 내에 설치한 상태의 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 1의 A부분을 외부 상측에서 본 사시도이다.
도 5는 도 1의 B부분을 내부 하측에서 본 사시도이다.
도 6은 도 1에 적용되는 부력 유닛의 사시도이다.
도 7은 도 6의 부분 단면 사시도이다.
도 8은 이웃하는 부력 유닛에서 체결 부재를 분해한 상태의 사시도이다.
도 9는 이웃하는 부력 유닛를 체결 부재로 결합한 상태의 평면도이다.
도 10은 부력 유닛을 연결하는 체결 부재에 커버 부재를 설치한 상태의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치의 작동 상태도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치를 액체 화물 저장 탱크 내에 설치한 상태의 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예의 슬로싱 억제 장치는 액체 화물 저장 탱크(1) 내에 저장된 액체 화물(2) 상에 부유되는 부력 유닛들(10), 및 부력 유닛들(10)을 연결하는 체결 부재(31~36, 도 4 및 도 5 참조)를 포함한다. 액체 화물 저장 탱크(1)는 LNG를 저장하기 위한 화물창일 수 있다.
복수의 부력 유닛들(10)은 액체 화물 저장 탱크(1) 내에 저장된 LNG(liquefied natural gas), LPG(liquefied petroleum gas), 및 원유(crude oil) 등과 같은 액체 화물(2)의 자유면을 덮도록 격자 구조로 배치되며, 체결 부재(31~36)에 의하여 서로 연결됨으로써, 액체 화물(2)의 자유면 상에 부유되는 슬로싱 억제 장치를 구현한다.
슬로싱 억제 장치는 체결 부재(31~36)에 의하여 서로 연결되는 부력 유닛들(10)로 액체 화물(2)의 자유면을 덮음으로써, 선박이 운항 중, 피치(pitch), 롤(roll), 요(yaw), 위빙(weaving) 등 여러 방향으로 움직일 경우, 액체 화물 저장 탱크(1) 내에서 액체 화물(2)의 슬로싱을 효과적으로 억제할 수 있다.
이 때, 슬로싱 억제 장치는 액체 화물 저장 탱크(1)에 저장될 수 있는 액체, 예를 들어, LNG를 이송하기 위한 복수의 배관(4) 등과 부딪히지 않도록 하거나, 액체 화물 저장 탱크(1)의 모서리 부분 등과 부딪히지 않도록 일부 영역에서 부력 유닛을 구비하지 않을 수 있다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 3을 참조하면, 일 실시예의 슬로싱 억제 장치는 액체 화물 저장 탱크(1)의 외곽부에 위치하는 부력 유닛(10) 가장자리의 강성을 증대시키기 위하여, 외곽부에 위치하는 부력 유닛들(10)을 복수 층으로 연결한다.
슬로싱 억제 장치는 부력 유닛들(10)을 2층, 3층 또는 그 이상의 복수 층으로 연결될 수 있으나, 본 실시예에서는 3층으로 연결되는 구조를 예시하고, 2층으로 연결되는 구조 및 3층으로 연결되는 구조에 대하여 설명한다.
슬로싱 억제 장치에서, 부력 유닛들(10)을 2층 이상으로 연결하는 경우, 부력 유닛들(10)은 동일 체적의 두 가지 이상의 타입으로 형성될 수 있다. 이때, 부력 유닛들(10)은 설치되는 층의 위치에 대응하여 설정되는 부력과 이 부력에 따라 설정되는 하중을 가지게 된다.
즉, 복수의 부력 유닛들(10)에서, 부력을 설정하는 부력체(121, 221, 321)의 체적 감소로 부력이 감소됨에 따라 부력체(121, 221, 321)를 감싸서 액체 화물(2)을 흡수하여 하중을 설정하는 폼부재(122, 222, 322)의 체적 증가로 하중이 증가된다.
부력 유닛들(10)은 상층에 위치할수록 큰 부력과 작은 하중을 가지며, 하층에 위치할수록 작은 부력과 큰 하중을 가진다. 따라서 부력 유닛들(10)은 액체 화물 저장 탱크(1)의 중심부와 외곽부에서 비슷한 높이의 부유 상태를 유지할 수 있다.
액체 화물 저장 탱크(1) 내의 외곽부에서 부력 유닛들(10)이 2층 구조를 형성하는 경우, 부력 유닛들(10)은 제1 단위 부력 유닛(11)과 제2 단위 부력 유닛(22)을 포함한다(편의상 도 3을 참조).
제1 단위 부력 유닛(11)은 액체 화물(2)의 흡수 상태에서 설정되는 제1 하중과 제1 부력을 가지며, 제2 단위 부력 유닛(22)은 액체 화물(2)의 흡수 상태에서 설정되는 제2 하중과 제2 부력을 가진다. 이때, 제2 하중은 제1 하중보다 크고, 제2 부력은 제1 부력보다 작다.
예를 들면, 제1, 제2 단위 부력 유닛(11, 22)은 서로 다른 체적의 부력체(121, 221)를 각각 가진다. 즉 제1 단위 부력 유닛(11)은 제1 체적의 부력체(121)를 가지며, 제2 단위 부력 유닛(22)은 제1 체적보다 작은 제2 체적의 부력체(221)를 가진다.
따라서 제1 단위 부력 유닛(11)은 액체 화물(2)의 자유면에 부분적으로 잠긴 부유 상태로 배치된다. 제2 단위 부력 유닛(22)은 부유된 제1 단위 부력 유닛들(11)의 하측에 연결되어, 액체 화물 저장 탱크(1) 내의 외곽부에서 액체 화물(2)에 완전히 잠긴 부유 상태로 배치된다.
액체 화물 저장 탱크(1)의 외곽부에서, 제2 단위 부력 유닛(22)의 제2 부력에도 불구하고 제2 단위 부력 유닛(22)의 하중에 의하여, 2층 구조의 제1, 제2 단위 부력 유닛(11, 22)은 슬로싱 억제 장치에서 가장자리의 강성을 강화하면서, 상부 표면을 액체 화물(2)의 자유면 위로 더 솟아 오르지 않고 중앙부와 같은 높이로 유지한다.
이에 더하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 부력 유닛들(10)이 3층 구조를 형성하는 경우, 부력 유닛들(10)은 제1, 제2 단위 부력 유닛(11, 22) 및 제3 단위 부력 유닛(23)을 포함한다.
제3 단위 부력 유닛(23)은 제1, 제2 하중 사이의 제3 하중 및 제1, 제2 부력 사이의 제3 부력을 가진다. 예를 들면, 제3 단위 부력 유닛(23)은 제1, 제2 단위 부력 유닛(11, 22)의 부력체(121, 221)와 다른 제3 체적의 부력체(321)를 가진다. 따라서 제3 단위 부력 유닛(23)은 액체 화물(2) 중에서, 제1 단위 부력 유닛(11)과 제2 단위 부력 유닛(22) 사이에 연결된다.
액체 화물 저장 탱크(1)의 외곽부에서, 제2, 제3 단위 부력 유닛(22, 23)의 제2, 제3 부력에도 불구하고 제2, 제3 단위 부력 유닛(22, 23)의 하중에 의하여, 3층 구조의 제1, 제2, 제3 단위 부력 유닛(11, 22, 23)은 슬로싱 억제 장치에서 가장자리의 강성을 강화하면서, 상부 표면을 액체 화물(2)의 자유면 위로 더 솟아 오르지 않고 중앙부에서와 같은 높이로 유지한다.
액체 화물 저장 탱크(1) 내에서 슬로싱 강도를 비교해 보면, 선박의 선수와 선미 방향(x축 방향)으로 일어나는 슬로싱 강도에 비하여, 선박의 좌현과 우현 방향(y축 방향)으로 일어나는 슬로싱 강도가 더 크다.
따라서 슬로싱 억제 장치는 선수와 선미 방향(x축 방향) 및 좌현과 우현 방향(y축 방향) 중 한 방향의 슬로싱을 억제하도록 선택적으로 구성할 수도 있으나, 본 실시예에서는 네 방향의 슬로싱을 억제하도록 구성한다.
3층 구조의 슬로싱 억제 장치는 2층 구조를 포함하므로 이하에서는 3층 구조를 예로 설명한다.
도 4는 도 1의 A부분을 외부 상측에서 본 사시도이고, 도 5는 도 1의 B부분을 내부 하측에서 본 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 일 실시예의 슬로싱 억제 장치에서, 제1 단위 부력 유닛들(11)은 액체 화물 저장 탱크(1) 내에서 액체 화물(2)의 자유면을 전체적으로 덮는 구조로 설치된다.
제3 단위 부력 유닛들(23)은 액체 화물 저장 탱크(1)의 외곽측에서 제1 단위 부력 유닛(11)의 하측에 연결되고, 제2 단위 부력 유닛(22)은 제3 단위 부력 유닛(23)의 하측에 더 연결된다.
이웃하는 제1 단위 부력 유닛들(11, 11)은 액체 화물(2)의 자유면(xy)에서 상면과 하면에서 연결부재(31, 32)로 연결된다. 제1, 제3 단위 부력 유닛(11, 23)은 액체 화물(2) 중에서 연결되는 평면(xz, yz)에 연결부재(33, 34)로 연결된다. 제3, 제2 단위 부력 유닛(23, 22)은 액체 화물(2) 중에서 연결되는 평면(xz, yz)에 연결부재(35, 36)로 연결된다.
제1, 제2, 제3 단위 부력 유닛(11, 22, 23)에서, 부력체(121, 221, 321)의 제1, 제2, 제5 체적은 서로 다르고, 폼부재(122, 222, 322)의 제3, 제4, 제6 체적은 서로 다르지만, 제1, 2, 3 단위 부력 유닛(11, 22, 23)의 전체적인 구조 및 이들의 연결 구조는 동일하다. 따라서 제1 단위 부력 유닛(11)을 예로 들어, 제1 단위 부력 유닛(11)의 구조 및 제1 단위 부력 유닛들(11)의 연결 구조를 설명한다.
도 6은 도 1에 적용되는 부력 유닛의 사시도이고, 도 7은 도 6의 부분 단면 사시도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 단위 부력 유닛(11)은 액체 화물 저장 탱크(1) 내에 저장된 액체 화물(2) 상에 부유되도록 부력을 가지는 부력 블록(12)과, 이웃하는 부력 블록들(12)을 연결하는 연결 벨트(13)를 포함한다.
부력 블록(12)은 가로, 세로 및 높이가 1.0∼1.5m의 길이를 갖는 정육면체 또는 직육면체 형상을 가지며, 액체 화물 저장 탱크(1) 내부 공간의 크기에 따라 다양한 크기 및 다양한 형상을 가질 수 있다.
부력 블록(12)은 부력을 가지는 부력체(121), 부력체(121)를 감싸는 폼부재(122), 및 폼부재(122)를 덮는 커버(123)를 포함한다. 제1 단위 부력 유닛(11)에서, 부력체(121)는 도시된 바와 같이 구로 형성되며, 타원체, 직육면체 또는 그 밖의 다양한 구조체(미도시)로 이루어질 수 있다.
부력체(121)는 액체 화물(2)에 부유되기 위한 부력을 가지며, 액체 화물(2)이 LNG인 경우 극저온에서도 액상 전환이 이루어지지 않는 기체를 내부에 충전할 수 있도록 기밀 공간의 중공 구조로 이루어질 수 있다. 부력체(121)는 이와 같이 구조적인 특성으로 부력을 제공할 수 있으며, 그 밖에도 재질의 특성으로 부력을 제공할 수도 있다.
부력체(121)는 부력에 의해 형태가 변화되지 않을 정도의 강도를 가지는 재질로 제작되며, LNG 등과 같은 액체 화물(2)에 의한 극저온 상태에서도 변형되지 않고 강도를 충분히 유지할 수 있도록 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 부력체는 폐쇄 셀(closed cell) 구조를 갖는 폼재질로 이루어질 수도 있다(미도시). 즉, 부력체가 중공 구조를 갖는 것이 아니라 부력체 자체가 폐쇄 셀 구조를 갖는 폼재질로 이루어질 수 있다. 여기서 폐쇄 셀 구조는 부력체의 내부로 액체를 흡수하지 않아 부력을 가질 수 있는 구조이다.
이와 같이 부력체가 폐쇄 셀의 폼재질로 이루어짐에 따라, 열 하중, 압축 하중 등에 의해 부력체의 표면에 크랙(crack)이 발생되더라도 부력체의 내부로 액체 화물(2)이 스며들지 못한다. 따라서 부력체는 부력을 안정적으로 유지할 수 있다.
예를 들면, LNG와 같은 액체 화물이 액상을 유지하는 극저온에서도 탄성을 유지할 수 있도록 부력체는 페놀 수지, 멜라민 수지 및 이들의 합성수지 중 어느 하나를 포함하는 고분자 소재로 형성될 수 있다.
한편, 액체 화물 저장 탱크(1)의 내부에 액체 화물(2)이 충전되어 만재 상태인 경우(도 11 참조), 부력 유닛들(10)은 액체 화물(2)의 유동에 의하여 액체 화물(2)로부터 압축 하중(F1)을 받을 수 있다.
압축 하중(F1)은 부력 블록(12)의 폼부재(122)와 부력체(121)에 집중 하중으로 작용할 수 있다. 이와 같은 집중 하중은 부력 블록(12)을 형성하는 폼부재(122) 또는 부력체(121)를 손상시킬 수도 있다.
폼부재(122)는 부력체(121)의 외측면을 둘러싸서 부력 블록(12)의 전체적인 형상을 정육면체 또는 직육면체로 형성한다. 폼부재(122)는 액체 화물(2)을 흡수하여 슬로싱을 보다 효과적으로 억제하기 위하여 개방 셀 구조(open cell structure)를 가질 수 있다.
여기서, 개방 셀 구조는 폼부재(122)의 내부와 외부를 관통하는 구멍을 폼부재(122)의 외주면에 형성하는 구조로서, 폼부재(122)의 표면적을 극대화한다. 따라서 개방 셀 구조는 폼부재(122)에 의한 액체 화물(2)의 흡수를 촉진할 수 있다.
이와 같이 폼부재(122)가 개방 셀 구조로 형성되어 액체 화물(2)을 흡수함으로써 부력 블록(12)은 액체 화물(2)의 표면에 일부 잠긴 상태로 부유하여 액체 화물(2)의 자유면을 덮는다. 이에 따라 액체 화물 저장 탱크(1) 내에서 액체 화물(2)의 슬로싱이 보다 효과적으로 억제될 수 있다.
폼부재(122)는 고분자 소재 등으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 LNG와 같은 액체 화물(2)이 액상을 유지하는 극저온에서도 액체 화물(2)을 흡수할 수 있고, 탄성을 유지할 수 있는 페놀 수지, 멜라민 수지 및 이들의 합성수지 중 어느 하나를 포함하는 고분자 소재로 형성될 수 있다.
커버(123)는 폼부재(122)의 외면을 감싸서 폼부재(122)의 부서짐을 방지하고, 일부 손상된 폼부재(122)의 부스러기로 인한 액체 화물(2)의 오염을 방지한다. 커버(123)는 극저온에서도 상온에서와 같은 내구성을 가질 수 있는 재질로 이루어질 수 있다.
연결 벨트(13)는 부력 블록(12)에 설치되며, 체결 부재(31, 32)가 삽입되도록 양단에 형성되는 연결 고리(135)를 가진다. 예를 들면, 연결 벨트(13)는 부력 블록(12)의 일면 및 타면(도 6의 상면과 하면)에서 부력 블록(12)의 중심부를 가로질러서 각각 설치된다.
연결 벨트(13)는 단순히 부력 블록(12)의 단부 또는 부력 블록(12)의 국부적인 영역에 설치되는 것이 아니라, 상술한 바와 같이 부력 블록(12)의 표면을 가로질러 설치되어 부력 블록(12)과의 접착 면적을 최대화 한다. 따라서 부력 블록(12)의 유동에 의해 연결 벨트(13)와 부력 블록(12) 사이의 계면에 작용하는 하중은 부력 블록(12)의 표면에 고르게 분산될 수 있다, 이에 따라, 슬로싱 억제 장치는 구조적으로 안정성을 가진다.
연결 벨트(13)는 부력 블록(12)의 커버(123)와 동일한 재질로 이루어져 커버(123)에 재봉질로 설치될 수 있으며, 부력 블록(12)의 표면에 접착제(미도시)로 설치될 수 있다.
연결 벨트(13)는 한 쌍의 단위 벨트(131, 132)와 이에 교차하는 다른 한 쌍의 단위 벨트(131, 132)로 구비되어, 부력 블록(12)의 일면과 타면에 각각 교차하여 설치된다.
연결 벨트(13)가 교차 설치됨으로써, 격자 구조로 배치되는 단위 부력 유닛들(11)은 x축 방향 및 y축 방향으로 연결될 수 있다. 연결 벨트(13), 즉 단위 벨트(131, 132)는 각각의 양단부에 연결 고리(135)를 형성한다.
도 8은 이웃하는 부력 유닛에서 체결 부재를 분해한 상태의 사시도이고, 도 9는 이웃하는 부력 유닛을 체결 부재로 결합한 상태의 평면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 이웃하는 제1 단위 부력 유닛들(11, 11)은 단위 벨트(131, 132)와 단위 벨트(131, 132)의 연결 고리(135, 135)의 양측에서 "U" 형상의 단위 체결 부재(311)을 걸고, 양측의 단위 체결 부재(311, 311)의 나사부에 연결 부재(312)를 체결함으로써, 서로 연결된다. 편의상, 연결 부재(31)를 예로 설명한다.
인접한 한 쌍의 연결 고리(135, 135)에 각각 삽입된 한 쌍의 단위 체결 부재(311, 311)의 양단부는 도 9에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 단위 벨트(131, 132)와 다른 한 쌍의 단위 벨트(131, 132) 사이의 이격된 공간 상에 위치되며, 한 쌍의 단위 체결 부재(311, 311)는 이 공간 상에서 연결 부재(312)로 체결될 수 있다. 단위 체결 부재(311) 및 연결 부재(312)는 극저온에서 사용될 수 있도록 알루미늄 또는 스테인레스강, 그 밖의 복합 소재로 이루어질 수 있다.
체결 부재는 이에 제한되지 않으며, 예를 들어 열쇠 고리 형태로 이루어지는 링형 연결 부재 또는 전체적으로 사각 형태의 체결 부재를 이용하거나 또는 벨트와 동일한 재질의 연결 부재를 이용하여 부력 블록을 상호 연결하는 것도 가능할 것이다.
도 10은 부력 유닛을 연결하는 체결 부재에 커버 부재를 설치한 상태의 평면도이다. 도 10을 참조하면, 커버 부재(139)는 체결 부재(31)를 덮어서, 체결 부재(31)와 액체 화물 저장 탱크(1)의 천정 사이에서 접촉을 방지하고, 이 접촉에 의한 액체 화물 저장 탱크(1)의 손상을 방지한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치의 작동 상태도이다. 도 11을 참조하면, 액체 화물 저장 탱크(1) 내부에 액체 화물(2)이 만재된 상태에서, 액체 화물(2)의 유동시, 슬로싱 억제 장치의 부력 유닛들(10)은 액체 화물(2)의 자유면에 잠긴 상태로 부유하면서 체결 부재(31~36)를 통하여 유동하면서 액체 화물(2)에 의한 슬로싱을 억제한다.
이때, 액체 화물 저장 탱크(1)의 외곽부에 위치하는 제1, 제2, 제3 단위 부력 유닛들(11, 22, 23)은 z축 방향으로 서로 연결되어 슬로싱 억제 장치에서 가장자리의 강도를 증가한다. 즉 일 실시예의 슬로싱 억제 장치에서 가장자리의 상부 표면은 중앙부와 동일한 높이를 유지한다. 따라서 슬로싱 억제 장치는 액체 화물(2)의 슬로싱 억제 상태를 지속적으로 유지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 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 : 부력 유닛들
11, 22, 23 : 제1, 제2, 제3 단위 부력 유닛
12 : 부력 블록
13 : 연결 벨트
31~36 : 체결 부재
311 : 단위 체결 부재
312 : 연결 부재
121, 221, 321 : 부력체
122, 222, 322 : 폼부재
131, 132 : 단위 벨트
135 : 연결 고리
139 : 커버 부재

Claims (8)

  1. 액체 화물 저장 탱크 내에 저장된 액체 화물 상에 부유되는 복수의 부력 유닛; 및
    상기 부력 유닛을 상호 연결하는 체결 부재
    를 포함하며,
    상기 부력 유닛은,
    상기 액체 화물 저장 탱크의 내부의 측벽에 접하는 부분에서 복수 층으로 연결되며,
    상기 부력 유닛은,
    액체 화물의 자유면에 배치되는 제1 단위 부력 유닛, 및
    상기 액체 화물 저장 탱크 내부의 측벽에 접하는 부분에서 상기 제1 단위 부력 유닛의 하측에 연결되는 제2 단위 부력 유닛을 포함하고,
    상기 제1 단위 부력 유닛은, 액체 화물 흡수 상태의 제1 하중과 제1 부력을 가지고,
    상기 제2 단위 부력 유닛은, 액체 화물 흡수 상태에서 상기 제1 하중보다 큰 제2 하중과 상기 제1 부력보다 작은 제2 부력을 가지는 슬로싱 억제 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 부력 유닛은,
    부력을 가지는 부력체,
    상기 부력체를 감싸는 폼부재, 및
    상기 폼부재를 덮는 커버를 포함하는 부력 블록을 포함하고,
    상기 제1 단위 부력 유닛의 부력체의 제1 체적은 상기 제2 단위 부력 유닛의 부력체의 제2 체적보다 크며,
    상기 제1 단위 부력 유닛의 폼부재 제3 체적은 상기 제2 단위 부력 유닛의 폼부재의 제4 체적보다 작은
    슬로싱 억제 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 부력 유닛은,
    액체 화물 흡수 상태에서 상기 제1 하중과 상기 제2 하중 사이의 제3 하중, 및 상기 제1 부력과 상기 제2 부력 사이의 제3 부력을 가지는 제3 단위 부력 유닛
    을 더 포함하는 슬로싱 억제 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제3 단위 부력 유닛은,
    상기 제1 단위 부력 유닛과 상기 제2 단위 부력 유닛 사이에 연결되는
    슬로싱 억제 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 부력 유닛은,
    부력을 가지는 부력체,
    상기 부력체를 감싸는 폼부재, 및
    상기 폼부재를 덮는 커버를 포함하는 부력 블록을 포함하고,
    상기 제1 단위 부력 유닛의 부력체의 제1 체적은 상기 제2 단위 부력 유닛의 부력체의 제2 체적보다 크며,
    상기 제1 단위 부력 유닛의 폼부재 제3 체적은 상기 제2 단위 부력 유닛에서 폼부재의 제4 체적보다 작고,
    상기 제3 단위 부력 유닛의 부력체의 제5 체적은 부력체의 상기 제1 체적과 상기 제2 체적의 사이이고,
    상기 제3 단위 부력 유닛의 폼부재의 제6 체적은 폼부재의 상기 제3 체적과 상기 제4 체적 사이인
    슬로싱 억제 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 체결부재는
    상기 부력 유닛의 한 쌍의 연결 고리에 삽입되는 한 쌍의 단위 체결 부재, 및
    상기 한 쌍 단위 체결 부재를 체결하는 연결 부재
    를 포함하는 슬로싱 억제 장치.
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KR20100077787A (ko) * 2008-12-29 2010-07-08 삼성중공업 주식회사 슬로싱 효과 경감용 카고 탱크

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