KR101359515B1 - 액화물 저장탱크 - Google Patents

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KR101359515B1
KR101359515B1 KR1020120001908A KR20120001908A KR101359515B1 KR 101359515 B1 KR101359515 B1 KR 101359515B1 KR 1020120001908 A KR1020120001908 A KR 1020120001908A KR 20120001908 A KR20120001908 A KR 20120001908A KR 101359515 B1 KR101359515 B1 KR 101359515B1
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윤정욱
윤종현
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

액화물 운반선의 저장탱크가 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액화물 운반선의 저장탱크는 액화물이 적재되는 내부공간이 형성되는 화물창, 상기 화물창에 적재된 상기 액화물이 이송되는 파이프, 상기 화물창의 내부공간에 구비되며 상기 화물창에 적재되는 액화물을 흡수하는 적어도 하나 이상의 충전재를 포함한다.

Description

액화물 저장탱크{Liquid Cargo Tank}
본 발명은 액화물이 적재되는 저장탱크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저장탱크 내부에 충전재를 포함하여 선박의 이동중에 발생하는 슬로싱을 방지할 수 있는 액화물 저장탱크에 관한 것이다.
일반적으로 LNG FPSO나 LPG 등과 같은 액화물을 담고 있는 화물창의 내부에는 파도나 바람 등에 의한 선체의 움직임에 의해 액화물과 탱크 사이에서 상대적인 운동인 슬로싱(sloshing)이 일어난다. 이 때, 화물창 내에서 유동하는 액화물은 화물창의 내벽을 강타하게 되는데, 이러한 슬로싱으로 인한 화물창 내부의 손상 가능성이 매우 높다. 슬로싱은 탱크에 충격력을 발생시키며, 심한 경우에는 구조물의 파손을 일으킬 수 있을 만큼 강한 충격력을 발생시키기도 한다.
상기와 같은 슬로싱으로 인한 화물창 내부의 손상 가능성은 화물창의 크기가 커질수록 높아지는 경향이 있어 화물창의 크기를 대형으로 결정하는 데 많은 제약이 있다. 화물창의 방벽을 두껍게 하고, 지지 구조를 복잡하게 하는 등 슬로싱으로 인한 화물창 내부의 손상을 최소화하기 위한 설계 등의 방안이 있었지만, 이는 근본적으로 슬로싱을 감소시키지는 못하였다.
또한, 종래에는 화물창 내부의 슬로싱을 억제하기 위하여 화물창 내에 안티 슬로싱 벌크헤드를 설치하는 방법, 화물창 내의 모서리 부위에 특정표면구조를 설치하는 방법, 저장 탱크의 상면에 완만한 경사를 갖는 턱을 형성하는 방법, 액화물 위에 부력 캡을 띄우는 방법 등 여러가지 방법이 개발되었으나, 이러한 종래의 방법들은 화물창 내의 특정 부분에 대한 구조를 변형하거나, 별도의 구조물을 더 설치한 것으로, 슬로싱 감소 효과는 부분적으로 나타날 뿐 전반적인 슬로싱 감소 기능을 하지는 못하였다.
따라서, 근본적인 슬로싱 감소 기능을 가지는 액화물 저장 탱크에 대한 필요성이 요구된다.
선행문헌 1: 한국공개특허 2010-0076152 선행문헌 2: 한국등록특허 0961864
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.
첫째, 본 발명은 슬로싱을 방지할 수 있는 액화물 저장탱크를 제공하고자 한다.
둘째, 본 발명은 슬로싱을 방지함으로써 구조를 단순화할 수 있는 액화물 저장탱크를 제공하고자 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화물 저장탱크는 액화물이 적재되는 내부공간이 형성되는 화물창, 상기 화물창에 적재된 상기 액화물이 이송되는 파이프, 상기 화물창의 내부공간에 구비되며 상기 화물창에 적재되는 상기 액화물을 흡수하는 적어도 하나 이상의 충전재를 포함할 수 있다.
상기 충전재는 내부에 상기 액화물을 함유할 수 있는 극공이 무수히 형성된 다공성 재질로 이루어질 수 있다.
상기 화물창의 상기 파이프 하단부 주변에는 상기 화물창의 바닥면보다 함몰되어 중력에 의해 상기 액화물이 모이는 함몰부가 형성될 수 있다.
상기 파이프 하단부 주변에는 상기 충전재 또는 상기 충전재의 조각이 상기 파이프로 흡입되지 않도록 망이 설치될 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화물 운반선에는 상기 충전재가 상기 액화물에 부유하지 않도록 상기 충전재를 감싸서 상기 내부공간의 일측에 고정할 수 있는 고정부재가 더 구비될 수 있다.
이 때, 상기 고정부재는 상기 고정부재에 복수개 연결되어 상기 고정부재를 상기 화물창의 내부공간에 고정하는 와이어를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 와이어는 윈치에 의해 길이가 조절되어 상기 고정부재의 위치를 조절 가능하도록 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 화물창 내부에 적재되는 액화물의 수위에 따라 상기 와이어의 길이를 결정하여 상기 윈치를 구동시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 고정부재는 그물망으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 고정부재는 상기 충전재들의 상측을 덮도록 형성되는 멤브레인으로 이루어질 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화물 저장탱크에 의하면 화물창의 내부공간에 다공성 재질의 충전재를 포함하여 화물창 내에서 발생되는 슬로싱을 방지할 수 있다.
둘째, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화물 저장탱크에 의하면 다공성 재질의 충전재에 의해 슬로싱이 방지됨으로써 저장탱크의 방벽 및 지지 구조가 매우 단순해질 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화물 저장탱크의 내부공간에 충전재가 가득 채워진 모습을 나타낸 단면도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화물 저장탱크에 충전재를 모두 감싸는 그물망이 구비된 모습을 나타낸 단면도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화물 저장탱크에 충전재를 일부 감싸는 그물망이 구비된 모습을 나타낸 단면도;
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화물 저장탱크에 멤브레인이 구비된 모습을 나타낸 단면도; 및
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화물 저장탱크에 맴브레인이 구비된 모습을 나타낸 투시도이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
그리고, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래기술의 구성요소와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화물 저장탱크의 내부공간에 충전재가 가득 채워진 모습을 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액화물 저장탱크의 구성 및 구조에 대해 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화물 저장탱크는 화물창(100)과 파이프(120) 및 충전재(130)를 포함할 수 있다.
화물창(100)의 내부에는 액화물이 적재되는 내부공간(110)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 내부공간(110)의 일측에는 펌프에 연결되는 파이프(120)가 구비되어 액화물이 파이프(120)를 통해 이송되도록 이루어질 수 있다.
일반적으로 LNG FPSO나 원유운반선 등에 탑재되는, 액화물을 담고 있는 화물창의 내부에는 파도나 바람 등에 의한 선체의 움직임에 의해 액화물과 탱크 사이에서 상대적인 운동인 슬로싱(sloshing)이 일어난다. 이 때, 화물창 내에서 유동하는 액화물은 화물창의 내벽을 강타하게 되는데, 이러한 슬로싱으로 인하여 화물창 내부의 손상이 발생할 가능성이 매우 높다. 슬로싱은 탱크에 충격력을 발생시키며, 심한 경우에는 구조물의 파손을 일으킬 수 있을 만큼 강한 충격력을 발생시키기도 한다. 이러한 슬로싱으로 인한 화물창의 손상을 줄이기 위해 화물창의 방벽을 두껍게 설계하고 지지구조 또한 복잡하게 설계되었다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 액화물 저장탱크에는 상기와 같은 슬로싱을 방지하기 위하여 화물창(100)의 내부공간(110)에 액화물의 양에 따라 적어도 하나 이상의 충전재(130)가 구비되며, 충전재(130)는 화물창(100)에 적재되는 액체를 흡수하여 선박의 이동 중 슬로싱을 방지할 수 있다.
충전재(130)는 내부에 액체를 함유할 수 있는 극공이 무수히 형성된 다공성 재질로 이루어질 수 있다. 충전재(130)는 화물창(100)에 적재되는 액화물의 온도 및 특성에 맞는 재료가 선정될 수 있으며, 충전재(130)는 화물창(100) 내부에 규칙적 또는 불규칙적으로 채워질 수 있다. 본 실시예에서는 충전재(130)로 액체를 함유하는 특성이 뛰어난 멜라민폼이 적용되는 것을 예로 들어 설명하겠으나, 충전재(130)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니며, 화물창(100)에 적재되는 액화물에 따라 다양한 재질이 적용될 수 있다.
또한, 내부공간(110)에 채워지는 액화물의 양에 따라 충전재(130)의 양을 조절할 수 있다. 이 때, 충전재(130)가 함유할 수 있는 액체의 양이 내부공간(110)에 채워지는 액화물의 양보다 많다면 선박의 운항 또는 파도 등의 외부환경에 의한 슬로싱이 거의 일어나지 않을 수 있다.
화물창(100) 내부에 채워지는 충전재(130)는 구형, 타원형, 입방형, 다이아몬드형 등의 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 충전재(130)의 크기 또한 화물창(100)의 점검, 보수 및 충전재(130)의 교체 등의 편의성을 위하여 적절히 조절될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액화물 저장탱크에 의하면, 화물창(100)의 내부공간(110)에 충전재(130)를 채워 넣음으로써 슬로싱에 의한 화물창(100)의 방벽 및 지지장치에 가해지는 압력이 획기적으로 감소할 수 있다. 따라서, 방벽의 두께와 강도를 감소시킬 수 있고, 체결구조가 단순화될 수 있으며, 펌프타워나 선체 내부의 구조 등을 경량화시킬 수도 있으므로 비용 감소의 효과가 있다.
또한, 슬로싱에 의한 화물창(100)의 손상이 감소되어 유지 및 보수에 드는 비용 또한 절감될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 화물창(100)의 상기 파이프(120) 하단부 주변에는 상기 화물창(100)의 바닥면보다 함몰되어 중력에 의해 액화물이 모이는 함몰부(102)가 형성될 수 있다.
충전재(130)가 함유하고 있는 액화물은 중력에 의해 함몰부(102)로 모일 수 있다. 그리고, 파이프(120)의 일측에는 펌프(미도시)가 설치되어 파이프(120)로 들어오는 액화물을 흡입하게 된다. 이 때, 펌프(미도시)의 흡입력에 의해 충전재(130) 또는 충전재(130)의 조각이 파이프(120)로 흡입되어 펌프(미도시)의 고장의 원인이 될 수 있다. 따라서, 파이프(120) 하단부의 주변에는 충전재(130) 또는 충전재(130)의 조각이 파이프(120)로 흡입되지 않도록 망(140)이 설치될 수 있다.
한편, 충전재(130)가 함유할 수 있는 액체의 양이 화물창(100) 내에 적재되는 액화물의 양보다 적다면 충전재(130)가 액화물에 부유할 수 있다. 따라서, 화물창(100)의 내부에는 충전재(130)의 유동을 최소화하도록 충전재(130)를 감싸서 내부공간(110)의 일측에 고정할 수 있는 고정부재(150)가 더 구비될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화물 저장탱크에 충전재를 모두 감싸는 그물망이 구비된 모습을 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화물 저장탱크에 충전재를 일부 감싸는 그물망이 구비된 모습을 나타낸 단면도 이다.
도 2에 도시된 바와 같이 고정부재(150)는 그물망(150)으로 이루어져 충전재(130)를 완전히 감싸도록 이루어질 수도 있으며, 또는 도 3에 도시된 바와 같이 고정부재(150)가 충전재(130)의 상부만을 덮도록 이루어질 수도 있다.
그리고, 그물망(150)에는 그물망(150)을 화물창(100) 내부에 고정하여 충전재(130)가 액화물에 부유하는 것을 방지하는 와이어(160)가 더 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일다른 실시예에 따른 액화물 저장탱크에 멤브레인이 구비된 모습을 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른일 실시예에 따른 액화물 저장탱크에 맴브레인이 구비된 모습을 나타낸 투시도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의하면 고정부재(150)는 충전재(130)들의 상측을 덮도록 형성되는 멤브레인(150)으로 이루어질 수도 있다. 그리고, 멤브레인(150)의 테두리부에는 멤브레인(150)을 고정하는 복수개의 와이어(160)가 더 구비될 수 있다.
와이어(160)는 내부공간(110)의 벽면 또는 내부공간(110)의 바닥면에 고정될 수 있다. 이 때, 와이어(160)는 윈치(170)에 의해 길이가 조절되어 멤브레인(150)의 위치 조절이 가능하도록 이루어질 수 있다.
이 때, 윈치(170)는 별도로 구비되는 제어부의 신호를 받아 와이어(160)의 길이를 조절할 수 있다. 제어부는 액화물의 수위를 측정할 수 있는 센서를 포함하여 화물창(100) 내부의 액화물의 수위에 따라 와이어(160)의 길이를 조절할 수도 있다. 또한 제어부는 화물창(100) 내부에 슬로싱이 최소화될 수 있는 높이에 충전재(130)를 위치시키도록 이루어질 수도 있다.
또는, 도면에 도시되지는 않았지만, 멤브레인(150)의 끝단에는 롤러가 설치되고, 멤브레인(150)의 끝단에 대응되는 화물창(100) 내부의 모서리에는 레일이 구비되어 멤브레인(150)이 레일을 따라 상, 하로 이동하도록 이루어질 수도 있다.
일반적으로 액화물이 적재되는 화물창(100) 내부는 극저온이기 때문에 화물창(100) 내부의 작은 손상이 치명적인 결함으로 이어질 수 있다. 따라서, 멤브레인(150)에 롤러를 설치하여 레일을 따라 이동 가능하게 함으로써 멤브레인(150)으로 인해 화물창(100) 내부에 손상이 생기는 것을 최소화할 수 있다.
멤브레인(150)의 위치는 상술한 바와 같이 별도로 구비되는 제어부의 신호를 받아 조절될 수 있다.
따라서, 내부공간(110)에 충전재(130)가 많이 채워질 때에는 와이어(160)의 길이를 길게 하여 멤브레인(150)의 위치를 높일 수 있고, 내부공간(110)에 충전재(130)가 적게 채워질 때에는 와이어(160)의 길이를 짧게 하여 멤브레인(150)의 높이를 낮출 수 있다.
또한, 멤브레인(150)은 내부공간(110)에 액화물이 채워졌을 때 충전재(130)가 액화물에 부유하지 않도록 충전재(130)의 위치를 제한할 수 있다.
그리고, 도면에는 도시되지 않았지만, 화물창(100)의 일측에는 선택적으로 개폐 가능한 흡입구가 형성될 수 있다. 따라서, 점검 및 보수 시 흡입기구 또는 Unloder 등을 이용해 화물창(100)에서 충전재(130)를 꺼낼 수 있도록 이루어질 수 있다. 화물창(100)의 내부는 단열로 인해 장시간 극저온을 유지하고 있는 상태이므로, 화물창(100) 내부에서 충전재(130)를 꺼낼 때 공기의 유동을 통해 화물창(100) 내부의 온도를 높여 점검 및 보수를 위하여 대기하는 시간을 최소화하도록 이루어질 수도 있다.
또한, 흡입기구(미도시) 등을 이용하여 화물창(100) 내부에서 충전재(130)를 꺼낼 경우 충전재(130)의 크기는 흡입기구가 충전재(130)를 흡입할 수 있을 만큼 충분히 작은 크기로 이루어질 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100 : 화물창 110 : 내부공간
120 : 파이프 130 : 충전재
140 : 망 150 : 고정부재
160 : 와이어 170 : 윈치

Claims (10)

  1. 액화물이 적재되는 내부공간이 형성되는 화물창;
    상기 화물창에 적재된 상기 액화물이 이송되는 파이프; 및
    상기 화물창의 내부공간에 구비되며, 상기 화물창에 적재되는 상기 액화물을 흡수하는 적어도 하나 이상의 충전재;를 포함하며,
    상기 충전재는 상기 액화물을 모두 흡수할 수 있을 만큼 상기 내부공간에 채워지는 액화물 저장탱크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 충전재는,
    내부에 액화물을 함유할 수 있는 극공이 형성된 다공성 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액화물 운반선의 저장탱크.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 파이프의 하단부 주변에는,
    상기 화물창의 바닥면보다 함몰되어 중력에 의해 상기 액화물이 모이는 함몰부가 형성되는 것을 특징으로 하는 액화물 운반선의 저장탱크.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 파이프의 하단부 주변에는,
    상기 충전재 또는 상기 충전재의 조각이 상기 파이프로 흡입되지 않도록 망이 설치되는 것을 특징으로 하는 액화물 운반선의 저장탱크.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 충전재가 상기 액화물에 부유하지 않도록 상기 충전재를 감싸서 상기 내부공간의 일측에 고정할 수 있는 고정부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 액화물 운반선의 저장탱크.
  6. 제 5항에 있어서
    상기 고정부재에 복수개 연결되어 상기 고정부재를 상기 화물창의 내부공간에 고정하는 와이어를 더 포함하는 액화물 운반선의 저장탱크.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 와이어는,
    윈치에 의해 길이가 조절되어 상기 고정부재의 위치 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 액화물 운반선의 저장탱크.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 화물창 내부에 적재되는 액화물의 수위에 따라 상기 와이어의 길이를 결정하여 상기 윈치를 구동시키는 제어부를 더 포함하는 액화물 운반선의 저장탱크.
  9. 제 5항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정부재는,
    그물망으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액화물 운반선의 저장탱크.
  10. 제 5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정부재는,
    상기 충전재의 상측을 덮도록 형성되는 멤브레인으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액화물 운반선의 저장탱크
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