KR101358630B1 - 저장 탱크 격납 장치 - Google Patents

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KR101358630B1
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토마스 램
레구 라무
모한 파사사라시
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토마스 램
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Abstract

본 발명은, 많은 양의 유체, 예컨대 액체 천연 가스를 효과적으로 저장하고 운송하기 위해, 원통형 벽을 갖는 외부 셸 및 원통형 벽을 상호연결하는 내부 십자형 버팀대를 구비하는 입방형 탱크를 포함하는 저장 탱크 격납 장치에 관한 것이다.

Description

저장 탱크 격납 장치{STORAGE TANK CONTAINMENT SYSTEM}
본 발명은 통상적으로 저장 탱크에 관한 것이고, 더 구체적으로는 액체와 가스를 포함하는 유체를 위한 저장 탱크에 관한 것이다.
액체 또는 압축 가스를 수용하는데 이용되는 산업용 저장 탱크가 통상적이고 산업에 필수적이다. 저장 탱크는 현지 위치에서 유체를 일시적으로 또는 영구하게 저장하는데 이용될 수 있거나 육상으로 또는 해상으로 유체를 운송하는데 이용될 수 있다. 유체 저장 탱크의 구조적 구성에 대한 수많은 발명이 수년 동안 만들어져 왔다. 입방체형 구성과 지지 구조를 갖는 비전통적 유체 저장 탱크의 일례가 Thomas Lamb의 미국 특허 제3,944,106호에서 발견되며, 이 특허 문헌의 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.
액체 천연 가스(LNG)와 같은 유체의 효율적 저장 및 장거리 운송, 특히 대형 원양 탱커 또는 수송선에 의해 해상 운송에 대한 요구가 점점 증가하고 있다. LNG와 같은 유체를 더 경제적으로 운송하려는 노력으로, 이러한 LNG 수송선의 수용 또는 저장 용량이 1965년에는 약 26,000 ㎥에서 2005년에는 200,000 ㎥ 이상으로 현저하게 증가하였다. 자연히, 이러한 초대형 수송선의 길이, 선폭 및 흘수 또한 더 큰 선적용량을 허용하도록 증가하였다. 그러나, 이러한 초대형 수송선의 크기를 더 증가시키는 능력은 제조 및 이용에 실질적인 한계를 갖는다.
해양 수송선에 의한 운송을 통해, 유체, 특히 액체 형태의 유체를 저장 및 운송하는데 어려움을 겪었다. 대형 LNG 수송선에 대한 추세는 나란히 배치된 멤브레인형 대형 탱크 및 단열 박스 지지형 탱크를 이용하는 것이었다. 운송되는 유체의 부피가 증가함에 따라, 탱크 격납 벽에 대한 하중이 현저히 증가한다. 탱크의 이러한 멤브레인형 및 단열형은, 바다를 지나는 수송선의 자연적인 운동으로 인해 탱크 내의 액체의 "출렁거리는" 움직임을 관리해야 하는 단점이 있다. 결과적으로, 이러한 유형의 탱크의 유효한 수용 용량은 탱크 라이닝 및 단열재의 손상을 막도록 탱크 만재시의 80 % 이상 혹은 만재의 10 % 미만으로 제한된다. 이러한 탱크의 단점 및 한계는, 수송선의 크기가 증가함에 따라 증가하는 것이 예상된다.
미국 특허 제3,944,106호의 종래 탱크가 예컨대 유사한 크기의 기하학적 입방체 탱크에 대비하여 대형 LNG 해양 수송선에서의 대용량 LNG 격납에 대해 평가되었다. 상기 미국 특허('106)의 탱크는 기하학적 입방체 탱크의 벽 두께의 3분의 1을 이용한 경우에도 더 튼튼해진 것으로 판명되었다. 또한 상기 미국 특허('106)에 따른 탱크는 유속을 현저히 감소시키고, 탱크에 전달되는 에너지를 감소시키며, 유체에 의해 탱크로 전달되는 힘을 감소시켜, 기하학적 입방체 탱크에 비해 탱크의 변형이 실질적으로 덜하였다.
그러나, 또한 상기 미국 특허('106)에 따라 구성된 탱크는 대형 LNG 수송선 환경에서 대형 LNG 용량을 취급하는데 적절하지 않은 것으로 판명되었다.
따라서, 육상 또는 해상을 통해 LNG와 같은 대량의 유체를 효과적으로 저장 및 운송하기 위한 저장 탱크를 설계하고 제조하는 것이 유리할 것이다. 대형 탱커를 위한 조선소에서 제조될 수 있고, 또한 구성요소의 수를 최소화하고 탱크에 필요한 재료의 다양한 치수와 두께를 최소화하는 저장 탱크를 제공하는 것이 또한 바람직하다. 관련 기술 분야에서의 설계, 제조 및 이용을 용이하게 하는 모듈러형 탱크 구성을 제공하는 것이 또한 유리하다.
본 발명의 저장 탱크 격납 장치는 통상적으로 6면 입방체형 외부 셸 및 저장 탱크의 6면 중 적어도 5면을 상호연결시키는 내부 십자형 버팀대(cross-brace)를 포함한다.
일례에서, 탱크의 외부 셸은 마주하는 에지에서 서로 상호연결된 12개의 실질적으로 동일한 원통형 벽을 포함한다. 외부 셸은 입방체형 탱크의 코너를 폐쇄하는 8개의 구형 단부 캡을 더 포함한다. 내부 십자형 버팀대는 원통형 벽을 구조적으로 보강하고 또한 유체 내용물의 격납 및 움직임에 기인한 하중을 분배시킨다.
대안적인 예에서, 구조적으로 보강된 칼럼, 각도상으로 반대인 측면 브라켓 및 단부 보강재를 포함하는 상이한 내부 십자형 버팀대가 이용된다.
또 다른 대안적인 예에서, 예컨대 대형 해양 수송선에서, 전방, 후방 및 횡방향 격벽과 선창의 탱크 상단에 탱크의 하중을 전달하고 지지하기 위해서 베이스 플레이트를 따라 내부 십자형 버팀대와 함께 십자형 버팀대 측면 연장부가 이용된다.
탱크 베이스 지지부 및 연장부의 특정 구성은, 탱크의 중량 및 내용물을 지지하고, 탱크가 열적으로 접촉할 때 예컨대 저온 액체가 탱크에 적재될 때, 동일한 위치에서 탱크 중심을 측면으로 배치하는 이점을 제공한다. 각 슬롯 위에서, 거친 바다에서의 움직임 때문에 선박 안의 장착 슬롯으로부터 연장부가 이동하는 것을 막기 위해 로킹 플레이트가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 용례는, 본 발명의 실시를 위해 고려되는 최상의 방식에 대한 이하의 설명을 첨부 도면과 함께 이해할 때 당업자에게 명백하게 될 것이다.
본 명세서에서 첨부 도면을 참조로 하여 설명하고, 동일한 참조번호는 여러 도면을 통하여 동일한 부분을 나타낸다.
도 1은 독립형 탱크 격납 장치 예의 개략적인 사시도이다.
도 2는 예시적인 구형 단부 캡을 제거한 상태로 내부 탱크의 부분을 도시하고 있는 도 1의 탱크의 부분 개략도이다.
도 3은 도 2의 탱크의 원통형 벽 구성요소 하나의 사시도이다.
도 4는 구형 단부 캡을 생략한, 도 2에 도시된 탱크의 대안적인 실시예의 부분 분해도이다.
도 5는 내부 십자형 버팀대의 일실시예의 사시도이다.
도 6은 내부 십자형 버팀대의 대안적인 예의 사시도이다.
도 7은 대안적인 십자형 버팀대 및 십자형 버팀대 측면 연장부를 갖는 대안적인 저장 탱크 격납 장치의 개략적인 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 탱크 하면의 개략적인 사시도이다.
도 9는 도 7에 도시된 대안적인 탱크 및 십자형 버팀대의 부분 절단면도이다.
도 10은 해양 선박 선창 영역 내에 설치된 도 7에 도시된 탱크의 개략적인 측면도이다.
도 11은 도 10의 부분 확대도이다.
도 12는 도 11의 A 방향에서 바라본 도 10에 도시된 저장 탱크의 부분 평면도이다.
도 13은 선창의 슬롯에 배치된 측면 연장부를 도시하는 도 12의 화살표 B에서 바라본 개략적인 측면도이다.
도 14는 도 7에 도시된 측면 연장부의 대안적인 실시예의 사시도이다.
도 15는 대안적인 내부 십자형 버팀대의 개략적인 사시도이다.
도 16은 각 선창에 배치된 4개의 저장 탱크를 갖는 초대형 LNG 수송선의 예의 개략적인 측면도이다.
대표적으로 이용되는 저장 탱크 격납 장치의 여러 예가 도 1 내지 도 16에 도시되어 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 격납 장치는 통상적으로 6면 입방체 구성을 갖는 저장 탱크(10)를 포함한다. 탱크(10)는 12개의 독립적인, 실질적으로 동일한 원통형 벽(30)을 포함한다. 원통형 벽(30)은 도 2에 도시한 것처럼 통상적으로 배치되고 구성되는 4개의 수직 원통형 벽(34) 및 8개의 수평 원통형 벽(40)을 포함하도록 배치된다. 원통형 벽(30)은 상면(14), 하면(18) 및 4개의 중간면(20)을 포함하는 6면을 구비한 탱크(10)의 외부 셸을 형성한다. 결합된 원통형 벽은 재료 또는 바람직하게는 대기 압력 이상에서 유지되는 액체 및/또는 가스를 포함하는 유체를 격납시키기 위한 내부 저장 챔버(66)를 획정한다.
도 3에 최상으로 도시한 것처럼, 각 원통형 벽(30)은 제1 단부(50), 인접 에지(52) 및 제2 단부(56)를 갖는 원통형 중심부(46)를 포함한다. 도 2에 도시한 것처럼, 각 원통형 벽(30)은 에지(52)를 통해 4개의 인접한 원통형 벽과 상호 연결한다. 탱크(10) 구조의 바람직한 일례에서, 원통형 벽(30)이 서로 연결하는 국부 영역(80)이 더 높은 치수의 벽 두께로 구성될 수 있다. 유사하게는 원통형 벽(30)의 잔여부는 낮은 치수의 장갑으로 구성될 수 있다. 이는 당업자에게 알려진 맞춤용접강판(tailor-welded blanks) 또는 다른 제조방법이나 조립 방법을 통해 이루어질 수 있다.
도 1에 도시한 바람직한 일례에서, 8개의 단부 캡(60)이 입방체형 탱크(10)의 8개 코너를 봉하여 폐쇄하는데 이용된다. 단부 캡(60)은 구형이고, 3개의 인접한 원통형 벽(30), 즉 2개의 수평 원통형 벽(46) 및 1개의 수직 원통형 벽(34)의 형상 및 배향으로 보충된다. 이러한 구성에서, 원통형 벽(30)은 탱크(10)의 6면의 각각에 탱크 측면 개구(64)를 형성한다. 내부 저장 챔버(66)에 접근하는 하나 이상의 입구 포트(미도시)가 탱크 내용물을 효과적으로 채우고, 추출하고 관찰하기 위해 이용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 탱크(10)의 외부 셸의 대안적인 예가 도시되어 있다. 본 예에서, 각각의 대안적인 원통형 벽(70)은 도 1에 도시된 단부 캡(60)에 대한 필요 성이 없어진 코너부(74)를 포함한다.
도 5를 참조하면, 탱크(10)는 내부 십자형 버팀대(84)를 포함한다. 통상적으로, 내부 십자형 버팀대(84)는 이하에 더 완전하게 기술된 것처럼 원통형 벽(30)에 의해 획정된 탱크(10)의 각 6면에 바람직하게 연결하기 위해 서로에 대해 각도 배향된 6개의 브라켓(98)을 포함한다. 두 개의 수직 배향된 브라켓(98)은 제1 축선(110)을 획정하는 상단(104) 및 하단(108)을 갖는 칼럼(100)을 형성한다. 브라켓(98)은 제2 축선(118)을 획정하는 제1 측면 버팀대(112) 및 제3 축선(120)을 획정하는 제2 측면 버팀대(114)를 형성한다. 제1 축선, 제2축선 및 제3 축선은 중심점(미도시)에서 교차한다. 바람직한 예에서, 중심점은 대략 탱크(10)의 무게중심에 위치한다. 내부 십자형 버팀대(84)는 바람직한 유체를 수용하는 내부 저장 챔버(66) 외측의 탱크(10)의 6면 사이에 위치한다. 내부 십자형 버팀대(84)는 관형 또는 빌트업(built-up) I-비임 단면(미도시)일 수 있다.
내부 십자형 버팀대(84), 더 구체적으로 제1 측면 버팀대(112) 및 제2 측면 버팀대(114) 상의 4개의 단부(116)가 도 5에서 최상으로 도시한 바와 같이 4개면 및 상하면 각각의 측면 개구(64)에서 원통형 벽(30)에 연결된다. 각각의 원통형 벽(30) 및 내부 십자형 버팀대(84) 사이의 단단한 구조적 연결은, 종래 탱크 이상의 현저히 더 강하고 구조적으로 강화된 탱크(10)를 제공한다.
도 1 내지 도 3 및 도 5에 도시된 대표적인 탱크(10)를 위한 재료의 바람직한 예에서, 원통형 벽(30), 단부 캡(60), 및 내부 십자형 버팀대(84)는 모두 니켈강으로 제조되고, 장갑 또는 탱크 구성 요소 내의 예상 응력에 적합하도록 장갑의 위치, 탱크의 크기 및 탱크의 예상 내용물에 의존하는 다양한 치수 또는 두께를 갖는다. 각 구성 요소는 탱크의 강도 및 봉인력을 위해 모든 연결 조인트를 따라 연속적인 시임 용접(seam welding)을 통해 함께 연결될 수 있다. 당업자에게 알려진 상이한 재료, 치수 및 연결 방법이 사용될 수 있음이 이해된다.
실질적으로 도 5에 도시한 것과 같은 내부 십자형 버팀대를 갖는 통상적으로 도 1 및 도 2에 도시한 것과 같은 대표적인 구성에서, 탱크(10)의 적절한 구조는 이하의 특징을 가질 수 있다. 대형 탱크, 예컨대 초대형 LNG 해양 수송선의 경우, 길이, 폭 및 높이가 각각 대략 36.6 미터인 탱크가 이용될 수 있다. 탱크는 210,000 MPa의 모듈러스 및 0.3의 프아송비를 갖는 니켈강으로 제조될 수 있다. 알루미늄 또는 선택된 강을 포함하는 다른 재료가 탱크(10)를 형성하도록 이용될 수 있다. 내용물은 탱크(10) 가용 부피의 약 95 %를 차지하는 0.5의 비중을 갖는 액체 천연 가스(LNG)일 수 있다. 본 예에서, 해석적 테스트는, 탱크의 정수압 하중 때문에 원통형 벽(30)의 조인트와 원통형 벽(34, 40)의 영역(80)에서 탱크(10) 내의 더 높은 응력 영역을 표시하였다.
탱크(10)의 바람직한 대안적인 예에서, 도 2 및 도 6 내지 도 13에 최상으로 도시한 바와 같이, 대안적인 탱크(10) 구성은 대안적인 십자형 버팀대(122) 및 측면 보강재(162)를 포함한다. 이러한 대안적인 구성은 탱크의 응력 특성을 증가시키고 내부 십자형 버팀대를 대표적인 수송선 선체 구조에 연결시키기 위한 대표적인 방법을 개시한다. 도 2 및 도 6을 참조하여, 대안적인 탱크(10)는 전술한 것처럼 12개의 실질적으로 동일한 원통형 벽(30) 및 단부 캡(60)을 포함한다. 대안적인 십 자형 버팀대(122)는 제1 축선(110)을 획정하는 대략 서로에 대해 수직하게 배치되는 제1 벽(126) 및 제2 벽(128)을 포함하는 칼럼(124)으로 이루어진다. 십자형 버팀대(122)는 칼럼(124)의 하부에 연결되는 베이스(132) 및 베이스 보강재(136)를 더 포함한다. 내부 십자형 버팀대(122)는 제2 축선(118) 및 제3 축선(120)을 각각 획정하는 대안적인 제1 버팀대(137) 및 대안적인 제2 버팀대(138)를 더 포함한다. 제1 축선, 제2 축선 및 제3 축선은 전술한 것처럼 중심점에서 모인다.
바람직한 예에서, 제1 버팀대(137) 및 제2 버팀대(138) 각각은 통상적으로 도시한 것처럼 상하단 플레이트(140) 및 내벽(142)을 포함한다. 내벽(142)은 도시한 것처럼 두 개의 분리된 내벽을 형성할 수 있다.
바람직한 예에서, 제1 버팀대(137) 및 제2 버팀대(138) 각각은 제2 축선(118) 및 제3 축선(120)을 따라 내벽(142)으로부터 바깥쪽으로 축방향으로 연장되는 연장부(150)를 포함할 수 있다. 연장부(150)는 내벽(142)으로부터 바깥쪽으로 축방향으로 연장되어 단부(158)에서 종결되는 상하단 플레이트(155) 및 한 쌍의 측벽(154)을 각각 포함할 수 있다. 도 6 및 도 9에 도시한 바와 같이, 연장부(150)는, 이하에 더 기술한 것처럼 탱크(10)를 선창의 내벽에 연결하기 위해 탱크 측면(20)을 약간 넘어 돌출할 수 있다.
도 6, 도 7 및 도 9에 도시된 바람직한 예에서, 탱크(10)의 4면(20)의 각각에서, 4개의 대안적인 측면 보강재(162)가 연장부(150)에 단단하게 부착되고 제2 축선(118) 및 제3 축선(120)으로부터 바깥쪽으로 축방향 및 반경방향으로 돌출하여 도 7에 최상으로 도시한 것처럼 원통형 벽(30)의 만곡된 외부 표면을 실질적으로 보충한다. 칼럼(124)의 베이스(132) 및 보강재(136)가 탱크(10)의 바닥(18)을 보강하도록 제공된다.
도 8을 참조하면, 대안적인 탱크(10)는 대양 수송선 또는 다른 운송 장치에서 탱크(10)를 선창의 선상 또는 선체에 구조적으로 연결하기 위해 이용되는 베이스 플레이트(170)를 포함할 수 있다. 본 예에서, 십자형 버팀대 베이스 칼럼(124), 베이스(132) 및 베이스 보강재(136)가 베이스 플레이트(170)에 단단하게 연결된다. 이러한 구조는, 바닥(18) 위의 측면 보강재(162)를 따라, 대형 LNG 대양 수송선의 대표적인 선창에서 탱크(10) 및 탱크 바닥(18)의 수직 및 측면 지지부를 제공한다.
도 7, 도 9 내지 도 12를 참조하면, 대안적인 내부 십자형 버팀대(122)의 측면 연장부(190)가 도 6에 도시된 연장부(150)와 상이하게 도시되어 있다. 본 예에서, 대안적인 측면 연장부(190)는 바람직하게는 탱크(10)의 바닥(18)을 향해 직면하는 베벨(196: bevel)을 포함하고 전술한 바와 같은 단부 보강재(162)에 단단하게 연결된다. 바람직하게는 대안적인 측면 연장부(190)는 격벽 측면(202), 각진 지지 표면(204) 및 선체 측면(208)에 의해 획정된 선창 격벽(200) 내의 슬롯에 위치한다. 격벽(200), 측면(202), 및 각진 지지 표면(204)은 탱크 측면 연장부(190)를 격벽 경사 표면(204)(단지 설명을 위해 196과 204 사이에 갭 도시) 아래로 활주하게 하여, 예컨대 저온 유체가 탱크에 적재될 때 열적 수축에 기인한 탱크 크기의 임의 감소에 적응한다. 수직 로킹 플레이트(미도시)는 이전에 설치된 연장부(190)의 수직 이동을 막기 위해서 슬롯(203) 내의 연장부(190) 위에 배치될 수 있다. 대안적으로, 연장부(190)는 격벽 또는 선체에 단단하게 부착될 수 있다.
도 14를 참조하면, 내부 십자형 버팀대(122)의 대안적인 측면 연장부가 도시되어 있다. 본 예에서, 도 6에 도시한 것처럼, 벽(154)이 도시되어 있다. 게다가, 보강재(160)가 단부(144)로부터 축방향으로 연장되어 전술한 것처럼 선체 또는 선창 격벽에 부착된다.
도 15를 참조하면, 대안적인 내부 십자형 버팀대(214)가 도시되어 있다. 바람직하게는, 대안적인 십자형 버팀대(214)는 칼럼(216), 제1 측면 버팀대(220) 및 제2 측면 버팀대(222)를 포함한다. 도 6에 유사하게, 십자형 버팀대(214)는 제1 축선(110), 제2 축선(118) 및 제3 축선(120)을 포함한다. 통상적으로 도시한 것처럼, 십자형 버팀대(214)는 통상적인 I-비임 구조를 포함하고 전술한 것과 유사한 방법으로 탱크(10)의 6면(미도시)에 연결된다. 바람직하게는 십자형 버팀대(214)는 통상적으로 도시한 바와 같은 I-비임 칼럼, 측면 버팀대 및 십자형 버팀대를 보강하기 위해서 여러 보강 거싯(226: reinforcement gusset)(도 15에서 6개 도시) 및 플레이트(230)(6개 도시)를 포함한다. 또한 십자형 버팀대(214)는 이하에 더 기술되는 방식으로 운송 차량의 격벽 또는 선체에 연결될 수 있다.
도 10 내지 도 13을 참조하면, 대형 LNG 수송선의 대표적 이용에서의 탱크(10)는 운반선(198) 또는 다른 운송 차량의 선창 또는 화물칸 영역(206)에 배치될 수 있다. 바람직한 예에서, 탱크(10)가 미리 제조되어 선창(206)에 크레인에 의해 내려지거나, 선창(206)에 일체로 만들어진다. 탱크(10)는 화물 선상에 위치하는 베이스 플레이트(170)에 의해 수직으로 지지된다. 바람직한 베벨(196)을 포함하는 십자형 버팀대 측면 연장부(190)가 격벽 측면(202) 사이에 배치되고 격벽 표 면(204)과 지지 접촉하도록 위치하여 탱크 전체 치수가 가변 화물 온도에 따라 변할 때에도 탱크를 측면 위치에 로킹한다. 이러한 지지 및 고정 구성은 실질적으로 임의의 기계적 연결에 대한 필요성을 없앤다. 이러한 견지에서, 탱크(10)는 육상으로 또는 해상으로 운송하기 위한 고체 또는 유체(예컨대 LNG)의 수용 및 격납을 위해 선창(206)에 수직 및 측면으로 지지된다. 구조적 컨테이너 탱크(10)가 예컨대 내부 저장 챔버(66) 용량의 0 내지 약 95 % 범위에서 LNG로 채워질 수 있다.
탱크(10)는 예컨대 내부 저장 챔버(66)의 약 95 % 용량까지 LNG로 채워질 수 있다. 이하의 표에 나타난 바와 같이, 탱크(10) 구성(CDTS)의 부피 효율은 종래의 탱크 구성 및 제안된 PRISM 멤브레인 탱크 시스템(Nobel 2005)과 비교된다. 탱크를 49,108 ㎥의 고체 입방체에 비교할 때, 각각의 부피 및 효율이 나타나 있다.
탱크 부피 효율의 비교
탱크 유형 부피 효율
사방정계 자립형 46,162 0.94
멤브레인형 43,706 0.88
멤브레인 PRISM형 38,304 0.78
CDTS형 40,000 0.8145
구형 25,713 0.5236
표는 탱크(10)(CDTS)가 비교되는 구형 탱크보다 60 % 더 효과적이고 PRISM 탱크 구성 이상의 개선점을 갖는다는 점을 나타낸다.
또한, 대형 해양 수송선 또는 선박 화물구역의 이용을 비교하였다. 이하의 표는 138,000 ㎥ 수송선 및 400,000 ㎥ 수송선에 대하여 비교한 이하의 탱크 구성의 각각에 필요한 선창 공간을 나타낸다. 괄호 안의 숫자는 멤브레인 탱크형 라이닝 시스템과 비교한 비율을 나타낸다.
사방정계형, 멤브레인형, 구형 및 CDTS형에 필요한 유지 공간의 비교
길이 폭 덮는 깊이 공간 사용량
용량 138,000 ㎥
사방정계 자립형 176(95) 44(100) 35(103) 0.51(106)
멤브레인 원형 186(100) 44(100) 34(100) 0.48(100)
구형 192(103) 48(109) 43(126) 0.35(73)
CDTS형 168(90) 41(93) 41(121) 0.49(102)
용량 400,000 ㎥
사방정계 자립형 240(94) 64(100) 49(102) 0.53(104)
멤브레인 원형 255(100) 64(100) 48(100) 0.51(100)
구형 285(138) 67(105) 57(119) 0.37(73)
CDTS형 230(94) 58(91) 58(121) 0.52(102)
표는 일정한 탱크 시스템상에서 탱크(10)를 이용하는 대형 해양 수송선에서 현저한 크기 감소 및 이용 비율의 증가를 달성할 수 있음을 나타낸다.
제조 방법의 바람직한 예에서, 도 6 내지 도 13에 도시된 대안적인 탱크(10)의 각 구성요소는 바람직하게는 용례에 적합한 치수를 실질적으로 변화시켜 니켈 강으로 제조되고 전술한 것처럼 시임 용접된다. 탱크(10)가 상이한 크기로 제조될 수 있고, 특정한 내용물 및 용례에 적합한 대안적인 재료 및 부착 기술을 이용하여 제조되고 조립될 수 있음이 이해된다.
탱크(10)는 종래 탱크 이상의 수많은 다른 이점을 포함한다. 탱크(10)의 대표적인 이점은 다음을 포함한다: 탱크 용량의 약 5 % 내지 약 95 % 범위로 수용되는 유체 양의 탄력성; 선창에 단열재와 라이닝을 도포하기 위해 선창을 계획(stage)할 필요가 없음; 스트립을 고정하는 라이닝과 단열재 및 선박에 적재한 라이닝을 상당하게 용접할 필요가 없음; 탱크(10)가 선박 제조 공정에서 가장 효과적인 시간에 일부품으로 설치될 수 있음; 탱크(10)가 상이한 재료로 구성될 수 있고 모듈러형 구성임; 탱크(10)가 종래의 도구를 이용하여 수많은 선박 및 운송 차량 조립 현장에서 제조될 수 있음; 탱크(10)는 선박 또는 운송 차량에 설치하기 전에 누설 시험될 수 있음; 탱크(10)는 멤브레인형 탱크 격납 장치와 비교될 수준으로 낙하하는 선적물(dropped item)로 인해 손상되는 일이 없고, 탱크(10)는 구형 탱크의 주변 스커트부와 비교하여 보다 작은 기부 지지용 "점유 면적(foot print)"을 필요로 함. 당업자에게 알려진 다른 이점이 얻어질 수 있다.
본 발명이 현재 가장 실제적이고 바람직한 실시예로 고려되는 것과 연결하여 기술되었지만, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되는 것이 아니라, 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주 내에 포함되는 다양한 변경 및 등가의 배치를 커버하는 것으로 의도되고, 상기 범주는 법이 허락할 때 모든 상기의 변경 및 등가의 구조를 포함하도록 가장 광범위한 해석이 허용되어야 한다는 점을 이해하여야 한다.

Claims (17)

  1. 저장 탱크로서,
    내부 저장 챔버를 획정하는 6개의 상호연결된 탱크 면을 획정하는 입방체 형상의 외부 셸; 및
    6면 사이에 배치되고 상기 내부 저장 챔버의 중심으로부터 연장하여 6면 중 적어도 4면을 상호연결하는 십자형 버팀대(cross brace)
    를 포함하고,
    상기 십자형 버팀대는 탱크의 상면과 하면을 획정하는 탱크의 두 개의 대항하는 면에 연결되는 칼럼을 더 포함하고, 상기 십자형 버팀대는 칼럼에 연결되고 서로에 대해 각을 이루어 배치된 제1 측면 브라켓 및 제2 측면 브라켓을 더 구비하며, 상기 칼럼과 제1 측면 브라켓 및 제2 측면 브라켓은 각각 외부 셸의 6면 중 서로 다른 면에 연결되는 것인 저장 탱크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 외부 셸은 12개의 실질적으로 동일한 원통형상의 벽을 포함하며, 각각의 원통형 벽은 십자형 버팀대 및 4개의 인접한 원통형 벽에 연결되는 것인 저장 탱크.
  3. 제2항에 있어서, 8개의 구형 단부 캡을 더 포함하고, 각 단부 캡은 입방체 탱크의 8개 코너 중 하나에 배치되어 3개의 인접한 원통형 측벽에 밀폐되게 연결되는 것인 저장 탱크.
  4. 제1항에 있어서, 4개의 측면 연장부를 더 포함하고, 각 연장부는 선박 또는 운송 차량의 격벽(bulkhead)에 연결하기 위해 십자형 버팀대 측면 브라켓 중 하나로부터 바깥쪽으로 축방향으로 연장되는 것인 저장 탱크.
  5. 선박 또는 운송 차량에서 이용하기 위한 개선된 입방체 저장 탱크로서,
    내부 저장 챔버 및 입방체 탱크의 6면을 획정하는 12개의 상호연결된 원통형 벽과 8개의 구형 단부 캡; 및
    6면 사이에 배치되고 상기 내부 저장 챔버의 중심으로부터 연장하여 입방체 탱크의 모든 6면을 상호연결하는 십자형 버팀대
    를 포함하고
    상기 십자형 버팀대는 탱크의 상면과 하면을 획정하는 6면 중 2면을 연결하는 칼럼 및, 서로에 대해 각을 이루어 배치되고 칼럼 및 탱크의 인접면에 연결되는 제1 측면 버팀대와 제2 측면 버팀대를 더 포함하는 것인 입방체 저장 탱크.
  6. 제5항에 있어서, 각 측면 버팀대는 상단 플레이트, 하단 플레이트 및 내벽을 포함하는 것인 입방체 저장 탱크.
  7. 제5항에 있어서, 하면에서 탱크를 운송 차량의 격벽에 연결하기 위해 십자형 버팀대 칼럼의 하부에 연결되는 베이스 플레이트를 더 포함하는 것인 입방체 저장 탱크.
  8. 제5항에 있어서, 측면 버팀대의 적어도 2개는 탱크를 운송 차량의 인접 격벽에 연결되도록 탱크 측면으로부터 바깥쪽으로 축방향으로 연장되는 버팀대 연장부를 포함하는 것인 입방체 저장 탱크.
  9. 제8항에 있어서, 각 연장부는 측면 버팀대로부터 바깥쪽으로 축방향 및 반경방향으로 연장되고 인접한 원통형 벽에 연결되는 4개의 측면 보강재를 포함하는 것인 입방체 저장 탱크.
  10. 제7항에 있어서, 적어도 하나의 측면 버팀대는 양 단부에서 적어도 두 개의 측면 연장부를 포함하고, 각 연장부는 격벽에 대한 탱크의 측방향 지지 연결을 위한 베벨 표면(beveled surface)을 포함하는 것인 입방체 저장 탱크.
  11. 입방체 저장 탱크의 제조 방법으로서,
    에지에서 서로에 대해 상호연결되어 내부 저장 챔버 및 탱크의 6면을 획정하는 12개의 실질적으로 동일한 원통형 벽을 제공하는 단계; 및
    6면 사이에 배치되고 6면의 각각에 연결되는 십자형 버팀대를 제공하는 단계
    를 포함하는 것인 입방체 저장 탱크의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 8개의 구형 단부 캡을 제공하는 단계로서, 각 단부 캡은 유체 저장용 밀폐 탱크를 형성하도록 3개의 인접한 원통형 벽에 부착되는 것인 단계를 더 포함하는 것인 입방체 저장 탱크의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서, 선박 또는 운송 차량 내의 격벽에 탱크를 지지하기 위해 십자형 버팀대에 연결되는 4개의 연장부를 제공하는 단계를 더 포함하는 것인 입방체 저장 탱크의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 십자형 버팀대로부터 바깥쪽으로 축방향 및 반경방향으로 연장되고 인접한 원통형 벽을 연결하는 4개의 보강재를 제공하는 단계를 더 포함하는 것인 입방체 저장 탱크의 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서, 탱크의 내부 저장 챔버를 유체로 채우는 단계를 더 포함하는 것인 입방체 저장 탱크의 제조 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
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