KR101378896B1 - 본딩 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본딩 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액화 천연 가스를 저장하는 저장 탱크에 2차 방벽을 시공하는 본딩 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 슬릿 형상의 토출구가 형성되고, 도포면에 접착제를 토출하는 노즐 헤드를 포함하는 노즐 유닛; 상기 접착제가 토출된 도포면에 시트를 도포하는 시트 도포 유닛; 상기 시트를 가열하는 가열 유닛; 상기 노즐 유닛, 상기 시트 도포 유닛 및 상기 가열 유닛이 설치되는 메인 프레임; 및 상기 메인 프레임을 상기 도포면에 따라 주행시키는 주행 유닛;을 포함하되, 상기 노즐 헤드에는, 상기 접착제가 유입되는 유입구 및 상기 유입구로부터 상기 토출구로 연결되는 관로가 형성되고, 상기 관로는, 상기 접착제의 유량이 일정하게 유지되는 본딩 장치가 제공될 수 있다.

Description

본딩 장치{APPARATUS FOR BONDING}
본 발명은 본딩 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액화 천연 가스를 저장하는 저장 탱크에 2차 방벽을 시공하는 본딩 장치에 관한 것이다.
메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스는 공해물질이 거의 없고, 열량이 우수하여 점차 중요한 에너지 자원으로 대두되고 있다. 천연가스의 보관 및 운송은 주로 부피가 작은 액화 천연 가스(LNG: liquefied natural gas) 상태에서 이루어지며, 이에 따라 최근 액화 천연 가스를 대량으로 운송할 수 있는 액화 천연 가스 운반선(LNGC: LNG carrier)에 대한 수요가 급증하고 있다.
액화 천연 가스 운반선의 화물창(cargo tank)은 액화 천연 가스를 약 -163℃ 이하의 초저온 상태로 냉각시켜 저장하며, 그로 인한 냉기로부터 선체를 보호하기 위해 특수한 이중 단열 구조로 설계된다. 이중 단열 구조는 기본적으로 스테인리스 강(stainless steel)과 같이 내저온성(耐低溫性)이 강한 재질의 멤브레인(membrane) 구조로 형성되는 1차 방벽과 트리플렉스(triplex) 등의 재질로 형성되는 2차 방벽을 가지며, 여기에 다양한 단열 패널(IP: insulation panel)이 추가되어 구성된다.
일반적으로 이러한 이중 단열 구조는 먼저 선체에 단열 패널을 설치한 뒤 2차 방벽 및 1차 방벽을 차례로 시공하여 형성되는데, 이 중 2차 방벽은 기 설치된 단열 패널의 사이에 접착제를 도포한 뒤 시트 형태로 제공되는 트리플렉스를 부착시키는 방식으로 시공된다. 이러한 작업은 현재 수작업으로 진행되고 있는데, 작업자 별 기량이나 그 외의 다양한 환경적 요인에 따라 2차 방벽의 품질에 편차가 발생하여 전체적인 성능이 저하될 뿐 아니라 넓은 구역에 시공하기 위해서는 다수의 작업 인원과 장시간의 작업 시간이 소요된다.
최근에는 이를 개선하기 위하여 2차 방벽을 자동으로 시공하는 자동 본딩 장치(하기의 특허문헌 1)의 개발이 이루어지고 있으나, 장비의 물리적 스펙으로 인해 그 이용이 제한되는 구역이 존재하는 문제가 있다.
특허문헌 1: 한국 등록 특허 제10-0631131호(등록일자: 2006년 09년 26일)
본 발명의 일 과제는 액화천연가스를 저장하는 저장탱크의 2차 방벽 시공 시 이용이 제한되는 구역을 줄이는 본딩 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 도포면 전체에 접착제를 균일하게 토출하여 토출된 접착제를 평탄화하기 위한 별도의 가압 수단이 생략되는 본딩 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 슬릿 형상의 토출구가 형성되고, 도포면에 접착제를 토출하는 노즐 헤드를 포함하는 노즐 유닛; 상기 접착제가 토출된 도포면에 시트를 도포하는 시트 도포 유닛; 상기 시트를 가열하는 가열 유닛; 상기 노즐 유닛, 상기 시트 도포 유닛 및 상기 가열 유닛이 설치되는 메인 프레임; 및 상기 메인 프레임을 상기 도포면에 따라 주행시키는 주행 유닛;을 포함하되, 상기 노즐 헤드에는, 상기 접착제가 유입되는 유입구 및 상기 유입구로부터 상기 토출구로 연결되는 관로가 형성되고, 상기 관로는, 상기 접착제의 유량이 일정하게 유지되는 본딩 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 토출구는, 그 너비가 상기 시트의 너비에 대응되고, 그 두께가 일정할 수 있다.
또한, 상기 관로는, 상기 유입구로부터 상기 토출구로 갈수록 그 너비가 커지고, 상기 유입구에서 상기 토출구로 갈수록 그 두께가 작아질 수 있다.
또한, 상기 노즐 유닛은, 외부로부터 상기 접착제가 공급되는 공급 포트; 및 상기 공급 포트로부터 상기 노즐 헤드로 연결되는 노즐 바;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 가열 유닛은, 상기 메인 프레임에서 상기 시트 도포 유닛의 바로 후방에 배치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 노즐 유닛이 슬릿 형상의 토출구를 통해 도포면 전체에 접착제를 고르게 토출함으로써 롤러 등과 같이 토출된 접착제를 평탄화하기 위한 별도의 가압 수단이 생략될 수 있다.
본 발명에 의하면, 별도의 가압 수단이 생략됨에 따라 본딩 장치의 물리적 길이가 축소되고, 이에 따라 시공이 제한되는 데드존(dead zone)이 감소될 수 있다.
본 발명에 의하면, 별도의 가압 수단이 생략됨에 따라 본딩 장치의 구성이 간결해져 제작이 용이하고, 제작 비용이 절감될 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저장 탱크의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 본딩 장치의 사시도이다.
도 3은 도 2의 본딩 장치의 평면도이다.
도 4는 도 2의 본딩 장치의 측면도이다.
도 5는 도 2의 노즐 유닛의 사시도이다.
도 6은 도 5의 노즐 헤드의 사시도이다.
도 7은 도 6의 a-a 선도에 따른 단면도이다.
도 8은 도 6의 b-b 선도에 따른 단면도이다.
도 9는 도 1의 C 부분에 도 2의 본딩 장치가 인스톨되는 것을 도시한 도면이다.
도 10은 도 2의 본딩 장치가 2차 방벽을 시공하는 과정을 도시한 도면이다.
도 11은 도 2의 본딩 장치가 2차 방벽의 시공을 시작하는 지점에 인스톨 된 상태를 도시한 도면이다.
도 12는 도 2의 본딩 장치가 2차 방벽의 시공을 종료하는 지점에 인스톨 된 상태를 도시한 도면이다.
도 13은 도 2의 본딩 장치를 이용한 2차 방벽의 시공이 제한되는 데드존을 도시한 도면이다
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것이고, 도면에 도시된 형상은 필요에 따라 본 발명의 이해를 돕기 위하여 과장되어 표시된 것이므로, 본 발명이 본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략한다.
본 발명에 따른 본딩 장치(100)는 액화 천연 가스를 저장하는 저장 탱크(10)를 시공하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 저장 탱크(10)는 액화 천연 가스 운반선의 화물창 또는 액화 천연 가스의 저장소로 이용될 수 있다. 저장 탱크(10)는 액화 천연 가스를 약 -163℃ 이하의 초저온 상태로 냉각시켜 액체 상태로 저장하고, 그 냉기가 선체(1)에 영향을 주는 것을 차단한다. 이를 위해 저장 탱크(10)는 이중 단열 구조를 가질 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 저장 탱크(10)의 이중 단열 구조 및 그 시공 방법에 관하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저장 탱크(10)의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 저장 탱크(10)는 1차 방벽(11), 2차 방벽(12) 및 단열 패널들(14, 15, 16)을 포함한다. 저장 탱크(10)는 1차 방벽(11), 내부 단열 패널(15) 및 브릿지 패널(16), 2차 방벽(12), 외부 단열 패널(14)이 그 내부로부터 순서대로 적층되어 형성된다.
1차 방벽(11)은 액화 천연 가스에 직접 접촉하는 저장 탱크(10)의 내벽을 형성한다. 1차 방벽(11)은 액화 천연 가스의 냉기를 일차적으로 차단하고, 액화 천연 가스가 외부로 유출되는 것을 방지한다. 1차 방벽(11)은 예를 들어 스테인리스 강과 같이 내저온성이 강한 재질로 제공될 수 있다.
한편, 1차 방벽(11)은 요철(11a)이 형성된 코러케이티드 멤브레인(corrugated membrane) 구조로 제공될 수 있다. 이러한 요철(11a)은 액화 천연 가스의 냉기에 의한 1차 방벽(11)의 열 변형 시 버퍼 역할을 하여 1차 방벽(11)의 파손을 방지할 수 있다.
단열 패널들(14, 15, 16)은 액화 천연 가스의 냉기를 차단한다. 단열 패널들(14, 15, 16)은 예를 들어 폴리우레탄 폼(polyurethane foam)과 같이 단열성(斷熱性)이 우수한 재질로 제공될 수 있다.
2차 방벽(12)은 외부 단열 패널(14)과 내부 단열 패널(15) 및 브릿지 패널(16)의 사이에 개재된다. 2차 방벽(12)은 1차 방벽(11)에 이어 이차적으로 액화 천연 가스의 냉기를 차단하고, 액화 천연 가스의 외부 유출을 방지한다. 2차 방벽(12)은 트리플렉스로 제공될 수 있는데, 외부 단열 패널(14)과 내부 단열 패널(15)의 사이에는 리지드 트리플렉스(R-triplex: rigid triplex)가 개재되고, 외부 단열 패널(14)과 브릿지 패널(16)의 사이에는 셔플 트리플렉스(S-triplex: supple triplex)가 개재될 수 있다.
상술한 이중 단열 구조의 저장 탱크(10)의 시공 방법은 다음과 같을 수 있다.
먼저 외부 단열 패널(14)이 선체(1)에 설치된다. 외부 단열 패널(14)은 선체(1)에 배치된 지지 척(support chuck, 2)에 의해 고정판(18)을 매개로 지지되고, 스터드 볼트(stud bolt, 3)에 의해 선체(1)에 고정된다. 여기서, 고정판(18)은 외부 단열 패널(14)에 강성을 부여하여 외부 단열 패널(14)이 변형되는 것을 방지한다. 고정판(18)은 플라이우드(flywood) 재질일 수 있다.
한편, 외부 단열 패널들(14) 간에는 유격이 발생할 수 있는데, 서로 인접한 외부 단열 패널(14)의 사이에는 플랫 조인트(flat joint, 14a)를 삽입하여 그 틈새를 봉쇄한다. 플랫 조인트(14a)는 글래스 울(glass wool) 등의 유리 섬유 재질일 수 있다.
외부 단열 패널(14)이 설치되면 그 상부에 내부 단열 패널(15)이 적층된다. 또 외부 단열 패널(14)과 내부 단열 패널(15)의 사이에는 리지드 트리플렉스와 같은 2차 방벽(12)이 개재된다.
내부 단열 패널들(15)은 외부 단열 패널(14) 상에 서로 일정한 거리를 두고 이격되어 배치되는데, 내부 단열 패널(15)들의 사이에 위치하는 외부 단열 패널(14)에 셔플 트리플렉스 등을 부착하여 2차 방벽(12)을 시공한 뒤, 브릿지 패널(16)을 삽입한다. 이때 브릿지 패널(16)과 내부 단열 패널(15)은 동일한 높이를 가지고 평면을 이룰 수 있다. 또 내부 단열 패널(15)와 브리짓 패널(16)의 사이의 유격에는 플랫 조인트(14a)와 유사하게 유리 섬유 등이 삽입되어 그 틈새가 봉쇄될 수 있다.
마지막으로 브릿지 패널(16)과 내부 단열 패널(15)에 외부 단열 패널(14)과 마찬가지로 고정판(18)이 부착되고, 1차 방벽(11)이 고정판(18)에 앵커 스트립(anchor strip) 등을 이용하여 설치된다. 이로써 저장 탱크(10)가 시공이 완료된다.
본 발명에 따른 본딩 장치(100)는 브릿지 패널(16)의 삽입 전에 외부 단열 패널(14)에 2차 방벽(12)을 시공하는데 이용될 수 있다.
도 1의 B 부분은 브릿지 패널(16)이 삽입되기 전의 저장 탱크(10)를 도시한 것이다. 도 1의 B 부분을 참조하면, 내부 단열 패널(15)에는 슬롯(15a)이 형성되어 있는데, 본딩 장치(100)는 슬롯(15a)에 삽입되어 외부 단열 패널(14) 상에 인스톨되어 접착제(20)를 외부 단열 패널(14)의 노출면에 접착제(20) 및 셔플 트리플렉스 등의 시트(30)를 도포함으로써 2차 방벽(12)을 시공할 수 있다. 이처럼 본딩 장치(100)를 이용한 2차 방벽(12)의 시공에 관한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 장치(100)의 구성에 관하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 본딩 장치(100)의 사시도이고, 도 3은 도 2의 본딩 장치(100)의 평면도이고, 도 4는 도 2의 본딩 장치(100)의 측면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본딩 장치(100)는 메인 프레임(110), 주행 유닛(120), 노즐 유닛(130), 시트 제공 유닛(140), 시트 도포 유닛(150) 및 가열 유닛(160)을 포함한다.
메인 프레임(110)은 본딩 장치(100)의 몸체를 이룬다. 예를 들어, 메인 프레임(110)은 대차형 골격을 가지는 구조물로 제공될 수 있다. 이러한 메인 프레임(110)에는 노즐 유닛(130), 시트 도포 유닛(150), 가열 유닛(160)이 일 방향에 따라 순서대로 설치된다.
메인 프레임(110)은 도포면 상에 인스톨된다. 여기서, 도포면은 브릿지 패널(16)의 삽입 전에 외부 단열 패널(14)이 내부 단열 패널(15) 사이로 노출된 면일 수 있다. 이때 내부 단열 패널(15) 사이의 공간에는 서로 인접한 두 개의 외부 단열 패널(14)이 노출되며, 두 외부 단열 패널(14) 간에 유격에 의한 틈새가 도포면의 중심선을 따라 형성될 수 있다. 메인 프레임(110)이 도포면 상에 인스톨됨으로써, 메인 프레임(110)에 설치된 다른 구성 요소들이 도포면에 접착제(20) 및 시트(30)를 도포하여 2차 방벽(12)을 시공할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 일 방향을 길이 방향으로 지칭하고, 상부에서 볼 때 상기 길이 방향에 수직한 방향을 너비 방향으로 지칭한다. 또 길이 방향에서 노즐 유닛(130) 쪽 방향을 전방, 가열 유닛(160) 쪽 방향을 후방으로 정의한다.
메인 프레임(110)은 양측 축 부재(111), 연결 부재(112), 삽입 부재(113) 및 보조 바퀴(114)를 포함할 수 있다.
양측 축 부재(111)와 연결 부재(112)는 메인 프레임(110)의 골격을 이룬다. 양측 축 부재(111)는 길이 방향에 따라 서로 평행하게 배치되는 두 개의 바(bar)로 제공되고, 연결 부재(112)는 양측 축 부재(111) 사이에 너비 방향으로 배치되어 양측 축 부재(111)를 연결한다. 연결 부재(112)는 필요에 따라 하나 또는 복수일 수 있다. 축 부재(111)와 연결 부재(112)는 강성이 뛰어나고 무게가 가벼운 재질, 예를 들어 알루미늄 재질일 수 있다. 메인 프레임(110)에 설치되는 본딩 장치(100)의 다른 구성 요소들은 양측 축 부재(111) 사이에 설치될 수 있다.
삽입 부재(113)는 양측 축 부재(111) 각각에 너비 방향에 따라 외측으로 돌출되도록 설치된다. 삽입 부재(113)는 내부 단열 패널(15)에 형성된 슬롯(15a)에 삽입될 수 있다. 이에 따라 본딩 장치(100)가 도포면 상에 인스톨될 수 있다. 예를 들어, 삽입 부재(113)는 축 부재(111)의 외측에 요철 형상으로 형성되는 날개 형태로 제공될 수 있다. 다른 예를 들어, 삽입 부재(113)는 축 부재(111)의 외측에 결합되는 ‘ㄱ’자 형태의 브래킷(bracket)으로 제공될 수 있다.
보조 바퀴(114)는 양측 축 부재(111)에 하나 또는 복수로 설치될 수 있다. 보조 바퀴(114)는 내부 단열 패널(15)에 부착된 고정판(18)과 구름 접촉을 할 수 있다. 이에 따라 보조 바퀴(114)는 본딩 장치(100)의 주행 시 그 주행 경로를 안내할 수 있다. 구체적으로 보조 바퀴(114)는 본딩 장치(100)가 자중에 의해 쏠리거나 또는 본딩 장치(100)의 주행선이 도포면의 중심선을 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
주행 유닛(120)은 메인 프레임(110)을 주행시킬 수 있다. 주행 유닛(120)은 구동 바퀴(121) 및 구동기(122)를 포함할 수 있다. 구동 바퀴(121)는 양측 축 부재(111)에 설치될 수 있다. 구동 바퀴(121)는 보조 바퀴(114)와 유사하게 고정판(18)과 구름 접촉할 수 있다. 구동기(122)는 구동력을 발생시켜 구동 바퀴(121)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 구동기(122)는 모터(motor)일 수 있다.
도포면 상에 인스톨된 메인 프레임(110)은 구동 바퀴(121)가 고정판(18)과 접촉한 상태에서 구동기(122)에 의해 회전함으로써 도포면을 따라 주행할 수 있다.
노즐 유닛(130)은 접착제(20)를 토출한다. 노즐 유닛(130)은 외부로부터 접착제(20)를 공급받아 도포면에 접착제(20)를 토출할 수 있다. 이때 노즐 유닛(130)은 도포면의 너비 전체에 대해 접착제(20)를 토출할 수 있다.
노즐 유닛(130)은 메인 프레임(110)에 설치될 수 있다. 노즐 유닛(130)은 양측 축 부재(111) 사이에 설치될 수 있다.
도 5는 도 2의 노즐 유닛(130)의 사시도이다.
도 5를 참조하면, 노즐 유닛(130)은 공급 포트(131), 노즐 바(132) 및 노즐 헤드(135)를 포함한다.
공급 포트(131)는 외부의 공급 라인과 연결되고, 공급 라인으로부터 접착제(20)를 공급받는다. 노즐 바(132)는 공급 포트(131)로부터 노즐 헤드(135)로 연결되고, 공급 포트(131)로 공급된 접착제(20)가 노즐 헤드(135)로 이동되는 통로를 제공한다. 노즐 헤드(135)는 노즐 바(132)의 단부에 연결되고, 접착제(20)를 도포면으로 토출한다.
공급 포트(131) 또는 노즐 바(132)에는 접착제(20)의 유량을 조절하는 밸브 또는 실린더가 추가로 설치될 수 있다. 밸브 또는 실린더는 노즐 헤드(135)에서 접착제(20)의 토출여부 및 토출양 등을 조절할 수 있다.
도 6은 도 5의 노즐 헤드(135)의 사시도이다.
도 6을 참조하면, 노즐 헤드(135)는 전체적으로 직육면체의 형상으로 제공될 수 있다. 노즐 헤드(135)에는 유입구(136), 관로(137), 토출구(138)가 형성된다.
유입구(136)는 노즐 헤드(135)에서 노즐 바(132)와 연결되는 일측에 형성되고, 노즐 바(132) 내부의 중공된 통로와 연통된다. 토출구(138)는 노즐 헤드(135)에서 유입구(136)가 형성된 측면의 반대측에 형성된다. 관로(137)는 유입구(136)로부터 토출구(138)로 연결되도록 노즐 헤드(135)의 내부에 형성된다. 이에 따라 노즐 헤드(135)에서 접착제(20)는 노즐 바(132)로부터 유입구(136)를 통해 유입되고, 관로(137)를 통해 토출구(138)로 토출될 수 있다.
토출구(138)는 노즐 헤드(135)에 슬릿 형상으로 제공될 수 있다. 슬릿 형상은 전체적으로 사각형일 수 있는데, 그 너비는 도포면의 너비에 대응되고, 너비에 수직한 방향의 두께는 일정할 수 있다. 이러한 슬릿 형상의 토출구(138)는 도포면의 너비 전체에 대해 접착제(20)를 일정하게 토출할 수 있다. 이에 따라 도포면에는 너비 방향에 따라 전체적으로 접착제(20)가 일정한 두께로 도포될 수 있다.
도 7은 도 6의 a-a 선도에 따른 단면도이고, 도 8은 도 6의 b-b 선도에 따른 단면도이다.
도 7을 참조하면, 토출구(138)는 그 너비가 실질적으로 도포면의 너비에 대응되므로 유입구(136)에 비해 너비가 비교적 넓다. 이에 따라 관로(137)는 유입구(136)로부터 토출구(138)로 갈수록 그 너비가 점차 커진다. 또 도 8을 참조하면, 관로(137)는 유입구(136)로부터 토출구(138)로 갈수록 그 두께가 점차 작아진다. 관로(137)는 토출구(138)로 갈수록 너비가 점차 커지는 대신 두께가 작아지므로 관로(137)를 통과하는 접착제(20)의 유량이 일정하게 유지되고, 이에 따라 토출구(138)에서 접착제(20)가 안정적으로 스퀴즈 아웃(squeeze out)될 수 있다.
이러한 구조의 노즐 헤드(135)는 도포면 너비 전체에 대해 일정하게 접착제(20)를 토출하여 본딩 장치(100)가 주행함에 따라 도포면 전체에 접착제(20)가 균일한 두께로 도포되도록 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 본딩 장치(100)에는 접착제(20)를 도포면 전체에 고르게 퍼지도록 하는 롤러 등과 같은 가압 수단이 생략될 수 있다.
시트 제공 유닛(140)은 시트 도포 유닛(150)으로 시트(30)를 제공한다. 시트 제공 유닛(140)은 거치 부재(141) 및 장력 조절 부재(145)를 포함할 수 있다.
거치 부재(141)에는 시트(30)가 거치된다. 예를 들어, 거치 부재(141)는 봉 형태로 제공되고, 시트(30)는 봉 형태의 거치 부재(141)에 롤 형태로 감겨서 거치될 수 있다. 이때 시트(30)의 너비는 도포면의 너비와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 도포면, 시트(30) 및 슬릿 형태의 토출구(138)는 그 너비가 모두 실질적으로 동일할 수 있다. 롤 형태로 감긴 시트(30)는 일단이 풀려서 시트 도포 유닛(150)으로 제공될 수 있다.
장력 조절 부재(145)는 시트 도포 유닛(150)으로 제공되는 시트(30)의 장력을 조절한다. 예를 들어, 장력 조절 부재(145)는 사이에 시트(30)가 삽입되는 한 쌍의 장력 롤러(146)로 제공될 수 있다. 한 쌍의 장력 롤러(146)는 서로 간의 거리가 조절될 수 있으며, 장력 롤러(146) 간의 거리에 따라 시트(30)의 장력이 조절될 수 있다. 장력 조절 부재(145)는 시트(30)의 장력을 조절하여 시트 도포 유닛(150)에 시트(30)를 팽팽한 상태로 제공할 수 있다.
시트 도포 유닛(150)은 도포면에 시트(30)를 도포한다. 시트 도포 유닛(150)은 시트 제공 유닛(140)으로부터 시트(30)를 제공받아 이를 도포면으로 안내하여 도포되도록 한다.
시트 도포 유닛(150)은 안내 부재(151) 및 마감 부재(152)를 포함할 수 있다.
안내 부재(151)는 시트(30)를 도포면으로 안내한다. 안내 부재(151)는 복수의 안내봉으로 구성될 수 있다. 안내봉은 원호를 이루면서 배치될 수 있다. 안내봉은 시트 제공 유닛(140)으로부터 제공되는 시트(30)를 도포면으로 안내할 수 있다. 도포면으로 안내된 시트(30)는 본딩 장치(100)가 주행함에 따라 도포면에 토출되어 있는 접착제(20)에 임시로 부착되면서 바닥면에 도포될 수 있다.
마감 부재(152)는 시트(30)의 양단을 도포면에 고정시킬 수 있다. 마감 부재(152)는 도포면에 도포된 시트(30)의 양단에 배치되는 한 쌍의 테이프 카트리지로 제공될 수 있다. 테이프 카트리지에는 테이프가 롤 형태로 감긴다. 테이프는 본딩 장치(100)가 주행함에 따라 시트(30)의 양단을 도포면에 도포면에 부착시킬 수 있다. 테이프는 시트(30)의 양 가장자리를 덮어 도포면에 토출된 접착제(20)를 시트(30) 하부에 가둘 수 있다.
가열 유닛(160)은 도포면을 가열한다. 가열 유닛(160)은 메인 프레임(110) 상에서 시트 도포 유닛(150)의 바로 후방에 배치된다. 노즐 유닛(130)이 도포면 전체에 접착제(20)를 고루 토출하므로 본딩 장치(100)에 별도로 접착제(20)를 도포면에 평탄하게 도포하기 위한 수단이 구비될 필요가 없다. 따라서, 가열 유닛(160)이 도포면을 가열하여 접착제(20)를 경화시키기 전에 시트(30) 하부에 토출된 접착제(20)를 도포면 전체에 고르게 퍼뜨리기 위한 별도의 과정이 요구되지 않으므로, 곧바로 접착제(20)를 경화시켜도 무방하다. 이에 따라 가열 유닛(160)이 시트 도포 유닛(150)과 인접하여 바로 그 후방에 배치될 수 있고, 그 사이에 별도의 가압 수단 등이 생략될 수 있다.
가열 유닛(160)은 링크(161), 액추에이터(162), 가열 플레이트(163) 및 히터(164)를 포함할 수 있다. 링크(161)는 메인 프레임(110)으로부터 도포면으로 연장되도록 설치될 수 있다. 액추에이터(162)는 링크(161)의 길이를 조절하거나 링크(161)를 이동시킬 수 있다. 가열 플레이트(163)는 링크(161)의 단부에 결합된다. 가열 플레이트(163)는 판 형상으로 제공될 수 있다. 액추에이터(162)가 링크(161)를 도포면을 향해 연장시키면 가열 플레이트(163)는 도포면에 도포된 시트(30)에 접촉할 수 있다. 히터(164)는 가열 플레이트(163)를 소정의 온도로 가열한다. 예를 들어, 히터(164)는 가열 플레이트(163)의 내부에 부설되는 전열선일 수 있다. 가열 플레이트(163)가 시트(30)에 접촉된 상태에서 히터(164)에 의해 가열되면 시트(30) 및 접착제(20)에 열이 전달되고, 이에 따라 시트(30)가 경화되면서 시트(30)가 도포면에 부착될 수 있다.
한편, 본딩 장치(100)는 제어기를 더 포함할 수 있다. 제어기는 신호를 받아 정보를 처리하고 이에 따라 본딩 장치(100)의 다른 구성 요소를 제어할 수 있다. 제어기는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 구동기(122)로 제어신호를 송출하여 본딩 장치(100)의 주행을 제어할 수 있다.
하드웨어적으로 제어기는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 마이크로콘트롤러(micro-controllers), 마이크로프로세서(microprocessors)나 이들과 유사한 제어기능을 수행하는 전기적인 장치로 구현될 수 있다.
또 소프트웨어적으로 제어기는 하나 이상의 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어코드 또는 소프트웨어어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어는 하드웨어적으로 구현된 제어부에 의해 실행될 있다. 또 소프트웨어는 서버 등의 외부 기기로부터 상술한 하드웨어적인 구성으로 송신됨으로써 설치될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 2차 방벽(12)의 본딩 방법에 관하여 설명한다.
먼저 본딩 장치(100)가 도포면 상에 인스톨된다. 도 9는 도 1의 C 부분에 도 2의 본딩 장치(100)가 인스톨되는 것을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 메인 프레임(110)의 삽입 부재(113)가 내부 단열 패널(15)에 형성된 슬릿에 삽입될 수 있다. 슬릿에 삽입된 삽입 부재(113)는 본딩 장치(100)의 자중을 지탱하고 이에 따라 본딩 장치(100)가 도포면 상에 위치될 수 있다.
삽입 부재(113)가 슬릿에 삽입된 상태에서 양측 축 부재(111)에 배치된 보조 바퀴(114) 및 구동 바퀴(121)는 내부 단열 패널(15)에 부착된 고정판(18)과 구름 접촉을 한다. 구동기(122)가 구동 바퀴(121)를 회전시키면, 구동 바퀴(121)의 회전에 따라 본딩 장치(100)가 도포면 상을 주행한다. 이때 본딩 장치(100)는 서로 인접한 한 쌍의 내부 단열 패널(15)의 틈새를 그 중심선으로 하여 주행할 수 있다. 보조 바퀴(114)는 본딩 장치(100)의 주행 경로를 안내할 수 있다.
도 10은 도 2의 본딩 장치(100)가 2차 방벽(12)을 시공하는 과정을 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 메인 프레임(110)이 인스톨된 상태에서 주행하면 노즐 유닛(130), 시트 도포 유닛(150), 가열 유닛(160)이 전방으로부터 설치된 순서대로 도포면에 2차 방벽(12)을 시공한다.
노즐 유닛(130)의 노즐 헤드(135)가 도포면에 접착제(20)를 토출한다. 공급 포트(131)로 접착제(20)가 공급되면 노즐 바(132)를 통해 노즐 헤드(135)가 접착제(20)를 토출할 수 있다. 토출구(138)는 도포면 또는 시트(30)의 너비에 대응되는 너비를 가지는 슬릿 형태를 가지므로, 도포면의 너비 전체에 대해서 접착제(20)를 토출할 수 있다. 또 토출구(138)는 그 두께가 일정하게 제공되므로 접착제(20)는 일정한 양으로 토출되어 도포면에 고르게 도포될 수 있다.
이때 유입구(136)로부터 토출구(138)로 접착제(20)를 공급하는 관로(137)는 유입구(136)로부터 토출구(138)로 갈수록 너비가 커지는 대신 두께가 작아지도록 형성됨으로써 접착제(20)의 유량이 저하되는 것이 방지되고, 토출구(138)에서 접착제(20)가 고르게 토출될 수 있다.
시트 도포 유닛(150)은 접착제(20)가 도포된 도포면에 시트(30)를 도포한다. 거치 부재(141)에 거치된 시트(30)가 장력 조절 부재(145)를 거쳐 팽팽한 상태로 안내봉에 따라 도포면으로 안내되고, 마감 부재(152)가 도포면으로 안내된 시트(30)의 양단에 테이프를 부착함으로써 시트(30)가 도포면에 임시로 부착될 수 있다. 이에 따라 시트(30)가 정위치에서 이탈되는 것이 방지되고, 시트(30) 하부의 접착제(20)가 시트(30) 밖으로 이탈되는 것이 방지될 수 있다.
이때 노즐 유닛(130)에 의해 접착제(20)가 도포면 전체에 고루 도포된 상태에서 도포면에 시트(30)가 도포된다. 따라서, 시트(30) 도포 후 시트(30) 하부의 접착제(20)의 스퀴즈 아웃 형상을 일정하게 하기 위하여 롤러와 같은 별도의 가압 수단으로 시트(30)를 가압할 필요가 없다.
가열 유닛(160)은 열을 가하여 접착제(20)를 경화시킨다. 가열 유닛(160)은 시트 도포 유닛(150)의 바로 뒤를 따라 주행한다. 액추에이터(162)가 링크(161)를 조절하여 가열 플레이트(163)가 시트(30)에 접촉하거나 근접한 상태에서 히터(164)가 발열하면 시트(30)를 통해 접착제(20)로 열이 전달되어 접착제(20)가 경화된다 이에 따라 시트(30)가 도포면에 고정 부착될 수 있다. 이로써 2차 방벽(12)이 시공될 수 있다.
상술한 본딩 방법에 따라 본딩 장치(100)가 2차 방벽(12)을 시공하기 위해서는 노즐 유닛(130), 시트 도포 유닛(150), 가열 유닛(160)이 모두 도포면 상을 주행하여야 한다. 따라서, 이들 유닛이 주행할 수 없는 공간에 대해서는 본딩 장치(100)를 이용하여 2차 방벽(12)을 시공할 수 없다. 즉, 본딩 장치(100)의 물리적인 스펙에 의해 본딩 장치(100)가 주행하지 못해 2차 방벽(12)을 시공할 수 없는 데드존이 발생한다.
따라서, 본딩 장치(100)의 전체 길이가 축소되면 데드존이 감소될 수 있다. 그러나, 메인 프레임(110)의 물리적인 구조 상 동시에 두 가지 유닛이 중첩적으로 배치될 수 없으며 각 구성 요소들은 순차적으로 배치되어야 한다. 이와 같은 제약 조건 하에서 노즐 헤드(135)의 토출구(138)를 시트(30) 또는 도포면의 너비에 대응되는 너비의 슬릿 형상으로 제공하여 노즐 유닛(130)이 도포면의 너비 방향 전체에 대해 접착제(20)를 평탄하게 토출, 도포하도록 하면, 롤러 등과 같이 도포면에 접착제(20)를 일정하게 스퀴즈 아웃하기 위한 별도의 가압 수단을 생략되어 본딩 장치(100)의 전체 길이가 감소될 수 있고, 따라서 데드존이 감소할 수 있다.
도 11은 도 2의 본딩 장치(100)가 2차 방벽(12)의 시공을 시작하는 지점에 인스톨 된 상태를 도시한 도면이고, 도 12는 도 2의 본딩 장치(100)가 2차 방벽(12)의 시공을 종료하는 지점에 인스톨 된 상태를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 본딩 장치(100)가 2차 방벽(12)의 시공을 시작하는 지점에 인스톨 된 상태로, 메인 프레임(110)의 후단이 액화 천연 가스를 저장하는 저장 탱크(10)의 측벽(W)에 접촉한 상태이다. 이 상태에서는 접착제(20)를 토출하는 노즐 헤드(135)가 위치하는 지점의 후방으로는 접착제(20)가 토출될 수 없다. 따라서, 노즐 헤드(135)의 후방에 데드존(Ds)이 발생한다. 데드존(Ds)의 길이는 메인 프레임(110)의 후단부로부터 노즐 헤드(135)의 토출구(138)까지의 길이와 실질적으로 동일하다.
도 12를 참조하면, 본딩 장치(100)가 2차 방벽(12)을 시공을 종료하는 지점에 인스톨 된 상태로, 메인 프레임(110)의 전단이 액화 천연 가스 저장 탱크(10)의 측벽(W)에 접촉한 상태이다. 이 상태에서는 가열 유닛(160)이 위치하는 지점의 전방으로는 접착제(20)를 경화시킬 수 없다. 따라서, 가열 유닛(160)의 전방에 데드존(De)이 발생한다. 데드존(De)의 길이는 메인 프레임(110)의 전단부로부터 가열 플레이트(163)의 후단부까지의 길이와 실질적으로 동일하다.
본딩 장치(100)에서 2차 방벽(12)을 본딩하는 노즐 유닛(130)으로부터 가열 유닛(160)까지의 간격이 증가하면 이러한 데드존의 길이가 증가하게 된다. 따라서, 본딩 장치(100)에서는 노즐 유닛(130) 자체가 도포면 전체에 일정하게 접착제(20)를 스퀴즈 아웃함으로써 롤러 등의 가압 수단이 생략되면 노즐 유닛(130)으로부터 가열 유닛(160)까지의 간격을 축소되고 데드존이 감소할 수 있다.
도 13은 도 2의 본딩 장치(100)를 이용한 2차 방벽(12)의 시공이 제한되는 데드존을 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 롤러 등의 가압 수단이 생략된 경우 그렇지 않은 경우에 비해 데드존이 감소하는 것을 알 수 있다. 데드존은 가압 수단이 차지할 길이(d)만큼 감소된다. 구체적으로 가압 수단의 길이(d)가 생략되면, 본딩 장치(100)에서 메인 프레임(110)의 전단으로부터 가열 플레이트(163)까지의 간격이 그 길이(d)만큼 감소하고, 또한 메인 프레임(110)의 후단으로부터 토출구(138)까지의 간격 역시 그 길이(d)만큼 감소한다. 따라서, 2차 방벽(12)을 시공하는 시작점과 종료점에서 각각 가압 수단의 길이(d)만큼 데드존이 감소될 수 있다.
이상에서는 본딩 장치(100) 및 이를 이용한 본딩 방법에 관하여 액화 천연 가스를 저장하는 저장 탱크(10)의 2차 방벽(12)을 시공하는 것을 중심으로 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것에 불과하며 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 본딩 장치(100)는 벽면에 접착제(20)를 도포하고, 여기에 시트(30)를 접착시켜 소정의 레이어(layer)를 시공하는 작업에 이용될 수 있다. 예를 들어, 본딩 장치(100)는 건물의 벽면에 단열벽이나 방음벽 등의 다양한 기능을 가지는 레이어를 형성할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 선체
10: 저장 탱크 20: 접착제 30: 시트
100: 본딩 장치 110: 메인 프레임 120: 주행 유닛
130: 노즐 유닛 135: 노즐 헤드 136: 유입구
137: 관로 138: 토출구 140: 시트 제공 유닛
150: 시트 도포 유닛 160: 가열 유닛 De, Ds: 데드존

Claims (5)

  1. 슬릿 형상의 토출구가 형성되고, 도포면에 접착제를 토출하는 노즐 헤드를 포함하는 노즐 유닛;
    상기 접착제가 토출된 도포면에 시트를 도포하는 시트 도포 유닛;
    상기 시트를 가열하는 가열 유닛;
    상기 노즐 유닛, 상기 시트 도포 유닛 및 상기 가열 유닛이 설치되는 메인 프레임; 및
    상기 메인 프레임을 상기 도포면에 따라 주행시키는 주행 유닛;을 포함하되,
    상기 노즐 헤드에는, 상기 접착제가 유입되는 유입구 및 상기 유입구로부터 상기 토출구로 연결되는 관로가 형성되고,
    상기 관로는, 상기 접착제의 유량이 일정하게 유지되되,
    상기 관로는, 상기 유입구로부터 상기 토출구로 갈수록 그 너비가 커지고, 상기 유입구에서 상기 토출구로 갈수록 그 두께가 작아지는
    본딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 토출구는, 그 너비가 상기 시트의 너비에 대응되고, 그 두께가 일정한
    본딩 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 노즐 유닛은,
    외부로부터 상기 접착제가 공급되는 공급 포트; 및
    상기 공급 포트로부터 상기 노즐 헤드로 연결되는 노즐 바;를 더 포함하는
    본딩 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가열 유닛은, 상기 메인 프레임에서 상기 시트 도포 유닛의 바로 후방에 배치되는
    본딩 장치.
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