KR101418210B1 - 액화가스 저장용 탱크 및 이를 구비한 선박 - Google Patents

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이명섭
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현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 액화가스 저장용 탱크 및 이를 구비한 선박에 관한 것으로서, 상호 결합되어 액화가스 저장용 탱크의 일부를 구성하고, 골부와 산부가 반복된 구조로 이루어져 주름진 형태의 단면을 갖는 제1 보강판으로 구성되는 좌/우 측벽, 전/후 측벽 및 천장; 및 상기 제1 보강판과 결합되어 상기 액화가스 저장용 탱크의 나머지 부분을 구성하며, 제2 보강판으로 구성되는 바닥면을 포함하되, 상기 좌/우 측벽 및 상기 전/후 측벽을 구성하는 상기 제1 보강판은, 상기 골부와 상기 산부가 상하방향으로 연장되어 병렬로 배치되고, 상기 천장을 구성하는 상기 제1 보강판은, 상기 골부와 상기 산부가 전후방향으로 연장되어 병렬로 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액화가스 저장용 탱크 및 이를 구비한 선박은, 좌/우 측벽의 제1 보강판과 전/후 측벽의 제1 보강판 각각의 골부와 산부가 상하방향으로 연장되어 병렬로 배치되도록 구성하고, 천장의 제1 보강판의 골부와 산부가 전후방향으로 연장되어 병렬로 배치되도록 구성함으로써, 좌/우 측벽의 제1 보강판과 천장의 제1 보강판 각각의 골부와 산부가 엇갈리게 배치되고, 전/후 측벽의 제1 보강판과 천장의 제1 보강판 각각의 골부와 산부가 연속적으로 배치되어, 선박의 롤링 또는 피칭으로 발생되는 슬로싱 현상이나, 선박의 호깅/새깅 현상으로 인해 제1 보강판이 변형되거나 파손되는 것을 억제시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

액화가스 저장용 탱크 및 이를 구비한 선박 {A liquefied gas storage tank and a ship having the tank}
본 발명은 액화가스 저장용 탱크 및 이를 구비한 선박에 관한 것이다.
일반적으로 액화천연가스와 같은 액체화물을 생산기지에서 인수기지까지 운반하기 위하여 LNG선이 주로 이용되고 있으며, 이러한 LNG선에는 액체화물을 저장을 위한 액화가스 저장용 탱크가 마련되어 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 액화가스 저장용 탱크의 정면도이고, 도 2는 도 1의 액화가스 저장용 탱크를 구성하는 보강판의 사시도이다.
액화가스 저장용 탱크(1)는, 복수 개의 보강판(10)이 상호 연결되어 액체화물의 저장을 위한 밀폐된 공간(S)을 형성하도록 구성되어 있다.
이때 각각의 보강판(10)은, 평판형의 구조를 갖는 외판(11)의 안쪽에 액체화물의 하역에 따라 발생되는 온도차나 외력에 의한 외판(11)의 변형을 억제하면서 액화가스 저장용 탱크(1)에 요구되는 강도를 갖도록 하는 복수 개의 보강재(12)가 설치된 것으로 구성되어 있다.
한편, 복수 개의 보강재(12)는 외판(11)의 길이방향으로 연장되는 복수 개의 제1 보강재(12a)와, 제1 보강재(12a)와 직교하는 구조를 갖도록 연장되는 제2 보강재(12b)로 구성된다.
도 3은 도 1의 액화가스 저장용 탱크에서 내부 압력에 의하여 외판에 가해지는 굽힘 모멘트를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 1의 액화가스 저장용 탱크에서 내부 압력에 의한 보강재의 단면 및 전단지연에 의한 외판의 유효 폭 감소를 나타낸 도면이다.
상기와 같은 보강판(10)으로 구성되는 액화가스 저장용 탱크(1)의 경우, 외판(11)이 단순히 평판 형태로 구성됨으로써, 외판(11)에는 도 3과 같은 굽힘 모멘트가 가해지게 되며, 이로 인하여 제1 보강재(12a)의 설치간격을 통상 1m 미만으로 형성해야만 한다.
그러나 제1 보강재(12a)의 설치간격을 1m 미만으로 형성하는 경우, 액화가스 저장용 탱크의 제작 시 요구되는 제1 보강재(12a)의 수가 증가되고, 이와 마찬가지로 제2 보강재(12b)의 수 또한 증가하게 되므로, 액화가스 저장용 탱크(1)의 제작비용을 상승시키고, 액화가스 저장용 탱크(1)의 무게를 증가시키며, 액화가스 저장용 탱크(1)의 내부 용적을 감소시키게 되는 문제점이 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 평판 형태로 구성된 외판(11)은 응력분포가 균일하지 못할 뿐만 아니라, 제1 보강재(12a)의 높이(H)가 낮아 단면 계수가 작고, 외판(11)에 전단지연 현상이 발생되어 보강판(10)의 강도 및 강성이 감소됨으로써, 액화가스 저장용 탱크(1)의 외벽을 이루는 구조부재로서의 효율성이 저하되는 문제점이 있다.
더욱이, 기존 액화가스 저장용 탱크(1)의 외판(11)은 평판 형태로 구성되어 있어, 선박의 롤링 또는 피칭으로 발생되는 슬로싱 현상이나, 선박의 호깅/새깅 현상 시에 외판(11)이 쉽게 변형되거나 파손되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 선박의 롤링 또는 피칭으로 발생되는 슬로싱 현상이나, 선박의 호깅/새깅 현상으로 인해 액화가스 저장용 탱크의 외벽을 이루는 보강판이 변형되거나 파손되는 것을 억제시킬 수 있게 하는 액화가스 저장용 탱크 및 이를 구비한 선박을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 평판형의 단면을 갖는 보강판을 이용하여 액화가스 저장용 탱크의 바닥을 구성함으로써, 액체화물의 하역작업 시 액체화물이 특정 부분에 고이지 않고 원활하게 배출될 수 있도록 하는 액화가스 저장용 탱크 및 이를 구비한 선박을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 이중저 구조로 이루어진 선박에서 액화가스 저장용 탱크의 측벽 하단부를 선체의 이중저 구조에 대응하여 경사진 구조로 형성함으로써, 액화가스 저장용 탱크의 용적을 극대화시키고, 평판형의 바닥 보강판과 주름진 구조의 두 측면 보강판이 만나는 모서리 부위에 두 측면 보강판을 향하여 상방향으로 경사진 구조를 갖는 경사부를 더 형성하여 3개의 보강판이 자연스럽게 연결될 수 있도록 하는 액화가스 저장용 탱크 및 이를 구비한 선박을 제공함에 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 액화가스 저장용 탱크 및 이를 구비한 선박은, 상호 결합되어 액화가스 저장용 탱크의 일부를 구성하고, 골부와 산부가 반복된 구조로 이루어져 주름진 형태의 단면을 갖는 제1 보강판으로 구성되는 좌/우 측벽, 전/후 측벽 및 천장; 및 상기 제1 보강판과 결합되어 상기 액화가스 저장용 탱크의 나머지 부분을 구성하며, 제2 보강판으로 구성되는 바닥면을 포함하되, 상기 좌/우 측벽 및 상기 전/후 측벽을 구성하는 상기 제1 보강판은, 상기 골부와 상기 산부가 상하방향으로 연장되어 병렬로 배치되고, 상기 천장을 구성하는 상기 제1 보강판은, 상기 골부와 상기 산부가 전후방향으로 연장되어 병렬로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 액화가스 저장용 탱크 및 이를 구비한 선박은, 골부와 산부를 갖는 주름진 형태의 단면구조로 이루어지며, 상호 결합되어 액체화물이 저장되는 액화가스 저장용 탱크의 일부를 구성하는 복수 개의 제1 보강판; 및 상기 제1 보강판과 결합되어 상기 액화가스 저장용 탱크의 나머지 부분을 구성하되, 평판형의 단면구조로 이루어진 하나 이상의 제2 보강판으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액화가스 저장용 탱크 및 이를 구비한 선박은, 좌/우 측벽의 제1 보강판과 전/후 측벽의 제1 보강판 각각의 골부와 산부가 상하방향으로 연장되어 병렬로 배치되도록 구성하고, 천장의 제1 보강판의 골부와 산부가 전후방향으로 연장되어 병렬로 배치되도록 구성함으로써, 좌/우 측벽의 제1 보강판과 천장의 제1 보강판 각각의 골부와 산부가 엇갈리게 배치되고, 전/후 측벽의 제1 보강판과 천장의 제1 보강판 각각의 골부와 산부가 연속적으로 배치되어, 선박의 롤링 또는 피칭으로 발생되는 슬로싱 현상이나, 선박의 호깅/새깅 현상으로 인해 제1 보강판이 변형되거나 파손되는 것을 억제시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 주름진 형태의 단면구조를 갖는 보강판을 이용하여 액체화물의 저장을 위한 액화가스 저장용 탱크를 구성함에 있어서, 평판형의 단면구조를 갖는 보강판을 이용하여 액화가스 저장용 탱크의 바닥면을 구성함으로써, 액체화물의 하역작업이 액체화물이 특정부위에 고이는 것을 방지함으로써, 액체화물의 원활한 하역작업이 가능한 효과가 있다.
또한, 선박이 이중저 구조에 따라 일부 보강판의 하단부를 경사지게 형성하되, 주름진 형태의 단면을 갖는 두 보강판과 평판형의 단면구조를 갖는 하나의 보강판이 만나 형성되는 모서리 부위에 3면 연결부재를 설치하여 3개의 보강판이 자연스럽게 연결되게 함으로써, 응력의 집중을 방지하고, 구조적으로 보다 안정된 액화가스 저장용 탱크를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 주름진 형태의 단면을 갖는 보강판과 평판형의 보강판이 제1, 2, 3 바닥 보강재에 의해 연결되어 구조의 연속성을 유지토록 하면서, 연결 보강재를 이용하여 응력을 분산시킴으로써, 구조적이 안정성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 액화가스 저장용 탱크의 정면도이다.
도 2는 도 1의 액화가스 저장용 탱크를 구성하는 보강판의 사시도이다.
도 3은 도 1의 액화가스 저장용 탱크에서 내부 압력에 의하여 외판에 가해지는 굽힘 모멘트를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 액화가스 저장용 탱크에서 내부 압력에 의한 보강재의 단면 및 전단지연에 의한 외판의 유효 폭 감소를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장용 탱크의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장용 탱크의 정면도이다.
도 7은 도 5의 액화가스 저장용 탱크의 내부 구조를 일부 나타낸 확대 사시도이다.
도 8은 도 5의 액화가스 저장용 탱크의 외부 구조를 일부 나타낸 확대 사시도이다.
도 9는 도 5의 액화가스 저장용 탱크의 외부 구조를 다른 각도에서 일부 나타낸 확대 사시도이다.
도 10은 도 5의 액화가스 저장용 탱크의 외판만을 일부 나타낸 확대 사시도이다.
도 11은 도 5의 제1 보강판의 구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 12는 도 7의 연결 보강재의 설치구조를 나타낸 상세도이다.
도 13은 두 개의 제1 보강판과 제2 보강판이 만나 형상되는 모서리의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 14는 3면 연결부재의 설치구조를 나타낸 사시도이다.
도 15는 천장의 보강판과 좌/우 측벽의 보강판의 분리 사시도이다.
도 16 내지 도 18은 도 15의 스커트부재를 이용하여 천장의 보강판과 좌/우 측벽의 보강판을 연결하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 19는 도 15의 스커트부재에 평판부재를 더 이용하여 천장의 보강판과 좌/우 측벽의 보강판을 연결한 상태를 도시한 사시도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장용 탱크의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장용 탱크의 정면도이고, 도 7은 도 5의 액화가스 저장용 탱크의 내부 구조를 일부 나타낸 확대 사시도이고, 도 8은 도 5의 액화가스 저장용 탱크의 외부 구조를 일부 나타낸 확대 사시도이고, 도 9는 도 5의 액화가스 저장용 탱크의 외부 구조를 다른 각도에서 일부 나타낸 확대 사시도이고, 도 10은 도 5의 액화가스 저장용 탱크의 외판만을 일부 나타낸 확대 사시도이고, 도 11은 도 5의 제1 보강판의 구조를 설명하기 위한 사시도이고, 도 12는 도 7의 연결 보강재의 설치구조를 나타낸 상세도이고, 도 13은 두 개의 제1 보강판과 제2 보강판이 만나 형상되는 모서리의 구조를 나타낸 사시도이고, 도 14는 3면 연결부재의 설치구조를 나타낸 사시도이고, 도 15는 천장의 보강판과 좌/우 측벽의 보강판의 분리 사시도이고, 도 16 내지 도 18은 도 15의 스커트부재를 이용하여 천장의 보강판과 좌/우 측벽의 보강판을 연결하는 방법을 설명하기 위한 도면들이고, 도 19는 도 15의 스커트부재에 평판부재를 더 이용하여 천장의 보강판과 좌/우 측벽의 보강판을 연결한 상태를 도시한 사시도이다.
도 5 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장용 탱크(V)는, 액화천연가스와 같은 액체화물을 생산기지에서 인수기지까지 운반하기 위한 LNG선에 설치될 수 있으며, 선박(도시하지 않음)의 좌현과 우현 방향으로 위치되는 좌/우 측벽(V1), 선박의 선수와 선미 방향으로 위치되는 전/후 측벽(V2), 선박의 상갑판 방향으로 위치되는 천장(V3), 선박의 선저상판 방향으로 위치되는 바닥면(V4)을 포함하여 구성될 수 있다. 좌/우 측벽(V1), 전/후 측벽(V2), 천장(V3) 및 바닥면(V4) 각각은 상호 연결되어, 액화가스 저장용 탱크(V)가 박스 형태를 이루도록 구성될 수 있다. 여기서, 액화가스 저장용 탱크(V)의 좌 측벽과 우 측벽을 도면 부호 'V1'으로 함께 지정하고, 액화가스 저장용 탱크(V)의 전 측벽과 후 측벽을 도면 부호 'V2'로 함께 지정한 것은, 상호 대칭되게 구성될 수 있어, 중복 설명을 피하기 위함이다.
좌/우 측벽(V1), 전/후 측벽(V2) 및 천장(V3) 각각은, 골부(111)와 산부(112)가 반복된 구조로 이루어져 전체적으로 주름진 형태의 단면을 갖도록 형성된 부재인 제1 보강판(100)에 의하여 형성될 수 있다.
좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)은, 액체화물을 운송하는 선박이 높은 파도와 같은 외부 요인에 의해 좌우로 롤링(rolling)할 때 발생되는 슬로싱(sloshing) 현상시 액체화물의 충격력으로부터 변형되거나 파손되는 것을 최대한 억제시킬 수 있도록, 보강재의 기능을 겸하는 골부(111)와 산부(112)가 상하방향으로 연장되어 병렬로 배치되도록 구성될 수 있다.
전/후 측벽(V2)의 제1 보강판(100b)은, 선박이 전후로 피칭(pitching)할 때 발생되는 슬로싱 현상시 액체화물의 충격력으로부터 변형되거나 파손되는 것을 최대한 억제시킬 수 있도록, 보강재의 기능을 겸하는 골부(111)와 산부(112)가 상하방향으로 연장되어 병렬로 배치되도록 구성될 수 있다.
천장(V3)의 제1 보강판(100c)은, 액체화물을 운송하는 선박이 높은 파도와 같은 외부 요인에 의해 선박의 중앙부분이 솟아오르는 호깅(hogging) 현상 또는 선박의 중앙부분이 내려앉는 새깅(sagging) 현상시 변형되거나 파손되는 것을 최대한 억제시킬 수 있도록, 보강재의 기능을 겸하는 골부(111)와 산부(112)가 전후방향으로 연장되어 병렬로 배치되도록 구성될 수 있다.
좌/우 측벽(V1), 전/후 측벽(V2) 및 천장(V3) 각각의 제1 보강판(100)은, 제1 외판(110), 제1 내측 보강재(120), 제2 내측 보강재(130), 제1 외측 보강재(140)로 구성될 수 있다.
제1 외판(110)은, 골부(111)와 산부(112)가 반복되어 주름진 형태의 단면을 갖도록 형성되며, 골부(111)의 단면 형상은 암키와(Concave tile), 호(Arc), 반원형, 반타원형, 사다리꼴, 다각형 중 선택된 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.
제1 내측 보강재(120)는, 제1 외판(110)의 안쪽에서 산부(112)를 따라 연장된 구조를 갖도록 산부(112)에 설치될 수 있다. 이러한 제1 내측 보강재(120)는, 제1 외판(110)에 마련된 복수 개의 산부(112)에 각각 설치될 수 있도록 복수 개로 구성될 수 있으며, 액화가스 저장용 탱크(V)의 내측으로 돌출되는 구조를 갖게 되며, 'T'자 혹은 'L'와 같은 단면모양을 갖는 형강재로 구성될 수 있다.
제2 내측 보강재(130)는, 복수 개의 제1 내측 보강재(120)와 교차되는 구조를 갖도록 제1 외판(110)의 내면에 설치될 수 있다. 이러한 제2 내측 보강재(130)는 복수 개로 구성될 수 있으며, 복수 개의 제2 내측 보강재(130)는 서로 소정 간격 이격된 구조로 설치될 수 있으며, 내측 끝단에는 끝단부의 강성을 증가시키기 위하여 2열로 배치된 페이스부(131)가 설치될 수 있다.
제1 외측 보강재(140)는, 제1 외판(110)의 바깥쪽에서 제2 내측 보강재(130)를 따라 연장되는 구조를 갖도록 설치될 수 있다. 이러한 제1 외측 보강재(140)는 제2 내측 보강재(130)와 마찬가지로 복수 개로 구성될 수 있다.
이와 같은 구조로 설치되는 제2 내측 보강재(130)와 제1 외측 보강재(140)에 의하여, 제1 보강판(100)에 마련된 복수 개의 골부(111)와 산부(112)가 서로 연결되므로, 액체화물의 하역에 따라 발생되는 온도차나 외력에 의해 제1 보강판(100)이 변형되는 것을 억제할 수 있게 된다.
즉, 단순히 주름진 형태의 단면구조를 갖는 보강판의 경우, 골부와 산부가 보강재의 기능을 겸하게 되므로, 길이방향에 대한 변형은 효과적으로 억제할 수 있으나, 폭방향에 대한 변형에는 대응이 불가능하므로 액체화물의 하역에 따른 온도변화나 외력에 의하여 골부와 산부에 신축변형이 발생될 수 있으나, 상기와 같이 제2 내측 보강재(130)와 제1 외측 보강재(140)를 이용하여 복수 개의 골부(111)와 산부(112)를 서로 연결시킴으로써, 좌/우 측벽(V1), 전/후 측벽(V2) 및 천장(V3) 각각을 구성하는 제1 보강판(100)의 신축변형을 방지하여 구조적으로 보다 안정된 액화가스 저장용 탱크(V)를 구성할 수 있게 된다.
더욱이, 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)은, 보강재의 기능을 겸하는 골부(111)와 산부(112)가 상하방향으로 연장되어 병렬로 배치되도록 구성되어 있어, 액체화물을 운송하는 선박이 높은 파도와 같은 외부 요인에 의해 좌우로 롤링(rolling)할 때 발생되는 슬로싱(sloshing) 현상시 액체화물의 충격력으로부터 변형되거나 파손되는 것을 최대한 억제시킬 수 있게 하고, 전/후 측벽(V2)의 제1 보강판(100b) 역시 골부(111)와 산부(112)가 상하방향으로 연장되어 병렬로 배치되도록 구성되어 있어, 선박이 전후로 피칭(pitching)할 때 발생되는 슬로싱 현상시 액체화물의 충격력으로부터 변형되거나 파손되는 것을 최대한 억제시킬 수 있게 한다.
또한, 천장(V3)의 제1 보강판(100c)은, 보강재의 기능을 겸하는 골부(111)와 산부(112)가 전후방향으로 연장되어 병렬로 배치되도록 구성되어 있어, 액체화물을 운송하는 선박이 높은 파도와 같은 외부 요인에 의해 선박의 중앙부분이 솟아오르는 호깅(hogging) 현상 또는 선박의 중앙부분이 내려앉는 새깅(sagging) 현상시 변형되거나 파손되는 것을 최대한 억제시킬 수 있게 한다.
게다가, 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)과 천장(V3)의 제1 보강판(100c) 각각의 골부(111)와 산부(112)가 엇갈리게 배치되어 있어, 선박의 롤링으로 인한 슬로싱 현상시 제1 보강판(100a, 100c)이 변형되거나 파손되는 것을 더욱 억제시킬 수 있게하고, 또한 전/후 측벽(V2)의 제1 보강판(100a)과 천장(V3)의 제1 보강판(100c) 각각의 골부(111)와 산부(112)가 연속적으로 배치되어 있어, 선박의 호깅/새깅 현상 또는 선박의 피칭으로 인한 슬로싱 현상시 제1 보강판(100b, 100c)이 변형되거나 파손되는 것을 더욱 억제시킬 수 있게 한다.
상기와 같이 구성된 좌/우 측벽(V1), 전/후 측벽(V2) 및 천장(V3) 각각의 제1 보강판(100)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 외판(110)이 복수 개의 골부(111)와 산부(112)를 갖도록 주름진 형태로 이루어져, 제1 외판(110)의 단면이 암키와, 호, 반원, 반타원으로 형성된 경우, 액화가스 저장용 탱크의 내부에 저장된 액체화물의 압력에 의해 제1 외판(110)에 발생하는 굽힘 응력이 원환 응력(Hoop Stress)으로 변환되고, 제1 외판(110)의 단면이 사다리꼴, 다각형으로 형성된 경우, 액화가스 저장용 탱크의 내부에 저장된 액체화물의 압력에 의해 제1 외판(110)에 발생하는 굽힘 응력이 종래의 평판형 외판(11)에 비하여 감소된다. 또한 제1 내측 보강재(120)의 높이가 산부(112)의 높이만큼 증가하게 되므로 보강판의 강도 및 강성을 상승시킴과 동시에 제1 외판(110)에 발생되는 전단지연 현상을 감소시킬 수 있다.
바닥면(V4)은, 평판형의 단면을 갖도록 형성된 부재인 제2 보강판(200)에 의하여 형성될 수 있다.
제2 보강판(200)은, 평판형의 단면구조로 형성된 하나 이상의 부재로써, 제1 보강판(100)에 의해 형성된 액화가스 저장용 탱크의 나머지 부분을 형성하도록 제1 보강판(100)에 결합되며, 바람직하게는 액화가스 저장용 탱크의 바닥면(V4)을 구성하도록 설치될 수 있다. 이처럼 액화가스 저장용 탱크(V)의 바닥면(V4)을 평판형의 제2 보강판(200)을 이용하여 구성하게 되면, 액체화물이 바닥면(V4)의 특정 부위에 고이는 것을 방지함으로써, 액체화물의 하역작업을 보다 원활히 실시할 수 있게 한다.
이와 같은 기능을 갖는 제2 보강판(200)은 제2 외판(210), 제1 바닥보강재(220), 제2 바닥 보강재(230), 제3 바닥 보강재(240), 연결 보강재(250)를 포함하여 구성될 수 있다.
제2 외판(210)은, 평판형의 구조로 형성될 수 있다. 이러한 제2 외판(210)은 액체화물의 하역작업시 잔류한 액체화물이 한 곳으로 흘러 모일 수 있도록 경사지게 형성될 수 있으며, 바람직하게는 액화가스 저장용 탱크(V)의 좌우측에 잔류한 액체화물이 중앙으로 흘러 모일 수 있도록 중앙부를 향하여 V자형의 경사진 구조로 형성될 수 있다(도 6참조).
한편, 제2 보강판(200)의 제2 외판(210)을 평판형으로 구성하여 액체화물이 바닥면(V4)의 특정 부위에 고이는 것을 방지할 수 있어, 액체화물의 하역작업을 보다 원활히 실시할 수 있게 하지만, 액화가스 저장용 탱크(V)의 안정성을 우선시 한다면, 전술한 천장(V3)의 제1 보강판(100c)을 구성하는 제1 외판(110)의 기능과 동일한 기능을 수행하게 할 수 있도록, 제2 외판(210)을 천장(V3)의 제1 보강판(100c)을 구성하는 제1 외판(110)과 같이 보강재의 기능을 겸하는 골부와 산부가 전후방향으로 연장되어 병렬로 배치되도록 구성시킬 수 있다.
제1 바닥 보강재(220)는, 제2 외판(210)의 내면에서 제1 외판(110)의 좌우 방향으로 연장되게 설치되되, 액화가스 저장용 탱크의 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)에 설치된 제1 내측 보강재(120a) 중 일부와 연속된 구조를 갖도록 설치되며, 액체화물의 유동을 위한 복수 개의 유동홀(211)이 형성된 것으로 구성될 수 있다.
이러한 제1 바닥 보강재(220)는, 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)에 마련된 복수 개의 제1 내측 보강재(120a)와 연결될 수 있도록 복수 개로 구성될 수 있다.
제2 바닥 보강재(230)는, 제1 바닥 보강재(220)와 교차하며 격자형의 보강구조를 형성하도록 제2 외판(210)의 내면에서 전후방향으로 연장되게 설치되되, 액화가스 저장용 탱크의 전/후 측벽(V2)을 구성하는 제1 보강판(100b)에 설치된 제1 내측보강재(120b)와 연속된 구조를 갖도록 설치될 수 있다.
이러한 제2 바닥 보강재(230)는, 전/후 측벽(V2)을 구성하는 제1 보강판(100b)에 마련된 복수 개의 제1 내측 보강재(120b)와 각각 연결될 수 있도록 복수 개로 구성될 수 있다.
제3 바닥 보강재(240)는, 제2 바닥 보강재(230)와 평행한 구조를 갖도록 제2 외판(210)의 내면에 설치되며, 끝단이 액화가스 저장용 탱크(V)의 전/후 측벽(V2)을 구성하는 제1 보강판(100b)의 골부(111)에 연결될 수 있다.
이러한 제3 바닥 보강재(240)는, 이웃한 두 제2 바닥 보강재(230)의, 사이에 하나 이상이 설치될 수 있도록 복수 개로 구성될 수 있으며, 도 7에는 이웃한 두 제2 바닥 보강재(230)의 사이에 2개의 제3 바닥 보강재(240)가 설치된 구조가 도시되어 있다.
연결 보강재(250)는, 전/후 측벽(V2)을 구성하는 제1 보강판(100b)의 골부(111)에 설치되어 제3 바닥 보강재(240)의 끝단을 상호 연결하고, 더불어 이웃한 두 제1 내측 보강재(120)를 상호 연결할 수 있게 한다.
이러한 연결 보강재(250)는, 제3 바닥 보강재(240)와 제1 보강판(100b)의 연결부위에 집중되는 응력을 분산시키는 기능을 제공할 수 있으며, 바람직하게는 균일한 폭을 유지한 채로 골부(111)의 곡률을 따라 연장되게 형성된 플레이트로 구성될 수 있다(도 12 참조).
한편, 액화가스 저장용 탱크(V)의 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)의 외측에는 액화가스 저장용 탱크(V)의 천장(V3)을 구성하는 제1 보강판(100c)에 설치된 제1 외측 보강재(140c)와 연속된 구조를 갖는 제2 외측 보강재(150)가 더 설치될 수 있다.
한편, 액화가스 저장용 탱크(V)의 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)의 하단부(100-1)를 선박의 이중저 구조에 대응하여 액화가스 저장용 탱크(V)의 내측을 향하여 경사진 구조로 형성하는 것이 액화가스 저장용 탱크(V))의 용적 확보차원에서 바람직하다.
그러나 상기와 같이 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)의 하단부(100-1)를 경사지게 형성하는 경우, 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)과, 전/후 측벽(V2)을 구성하는 제1 보강판(100b) 및 바닥면(V4)을 형성하는 제2 보강판(200)이 만나 형성되는 액화가스 저장용 탱크(V)의 모서리가 도 13에 도시된 바와 같이 조악한 구조를 형성하게 되므로, 제작이나 유지보수가 용이하지 못할 뿐만 아니라, 응력 집중이 발생되어 구조적인 결점을 야기하게 되는 문제가 있다.
이에 본 발명에 따른 액화가스 저장용 탱크(V)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 두 개의 제1 보강판(100a, 100b)과 하나의 제2 보강판(200)이 만나 형성되는 액화가스 저장용 탱크(V)의 모서리 부위에 3면 연결부재(300)를 설치하여, 두 개의 제1 보강판(100a, 100b)과 하나의 제2 보강판(200)이 자연스러운 구조로 연결되도록 하였다.
3면 연결부재(300)는, 제2 보강판(200)으로부터 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)과, 전/후 측벽(V2)을 구성하는 제1 보강판(100b)을 향하여 상향 경사진 채로 연장되게 설치될 수 있으며, 이러한 3면 연결부재(300)를 이용하여 이웃한 두 제1 보강판(100a, 100b)의 골부(111)를 자연스럽게 연결할 수 있게 한다.
이를 통해 본 실시예는, 액화가스 저장용 탱크(V)의 좌/우 측벽(V1), 전/후 측벽(V2) 및 천장(V3)이 주름진 형태의 단면구조를 갖는 제1 보강판(100)에 의해 형성됨으로써, 제1 보강판(100)의 제1 외판(110)에 발생하는 굽힘 응력이 제1 외판(110)의 단면 형상에 따라 원환 응력으로 변환하거나 감소함으로써 액화가스 저장용 탱크(V)의 안전성을 높일 수 있으며, 특히 제1 내측 보강재(120)의 높이가 산부(112)의 높이만큼 증가하여, 평판형태의 종래 제1 외판(11)에 형성되는 전단지연 현상보다 주름진 형태의 제1 외판(110)에 형성되는 전단지연 현상이 균일한 응력분포를 나타내게 되어 제1 내측 보강재(120)의 유효판폭을 증가시켜 주는 효과가 있기 때문에 제1 내측 보강재(120)의 강성을 증가시킬 수 있으며, 이러한 특성으로 인하여 기존의 평판형의 보강판보다 보강재의 간격을 넓게하여 보강재의 수를 줄임으로써, 제작비 및 재료비를 절감할 수 있게 한다.
또한, 액화가스 저장용 탱크(V)의 바닥면(V4)을 평판형의 단면구조를 갖는 제2 보강판(200)을 이용하여 구성하게 되면, 액체화물이 바닥면(V4)의 특정 부위에 고이지 않고 원활히 유동할 수 있게 되므로, 액체화물의 하역작업을 보다 원활히 실시할 수 있으며, 액화가스 저장용 탱크의 제작 및 유지보수의 편의성을 높일 수 있다. 반면, 액화가스 저장용 탱크(V)의 안정성을 우선시 할 경우, 액화가스 저장용 탱크(V)의 바닥면(V4)의 제2 보강판(200)을 천장(V3)의 제1 보강판(100c)과 같이 주름진 형태의 단면구조를 갖도록 하여, 주름진 형태의 좌/우 측벽(V1), 전/후 측벽(V2), 천장(V3)와 함께 액화가스 저장용 탱크(V)의 안정성을 더욱 높일 수 있다.
또한, 제1 내측 보강재(120)와 제2 내측 보강재(130)를 이용하여 제1 보강판(100)과 제2 보강판(200)의 연결부에서 구조의 연속성을 유지하면서, 연결 보강재(250)를 이용하여 제1 내측 보강재(120)와 제1 보강판(100b)이 접하는 부위에서 발생되는 응력을 분산시킴으로써, 구조적으로 보다 안정된 액화가스 저장용 탱크(V)를 구성할 수 있게 한다.
또한, 선박의 이중저 구조에 대응하여 액화가스 저장용 탱크(V)의 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)의 하단부를 경사지게 형성한 경우, 두 개의 제1 보강판(100a, 100b)과 하나의 제2 보강판(200)이 만나 형성되는 모서리 부위에 별도의 3면 연결부재(300)를 설치하여, 두 개의 제1 보강판(100a, 100b)과 하나의 제2 보강판(200)이 자연스러운 연결구조가 형성되도록 함으로써, 제작의 편의성을 높일 수 있고, 조악한 구조로 인하여 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있다.
게다가, 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)을 보강재의 기능을 겸하는 골부(111)와 산부(112)가 상하방향으로 연장되어 병렬로 배치되도록 구성함으로써, 선박이 롤링(rolling) 될 때 발생되는 슬로싱(sloshing) 현상으로 제1 보강판(100a)이 변형 또는 파손되는 것을 억제시킬 수 있고, 전/후 측벽(V2)의 제1 보강판(100b) 역시 골부(111)와 산부(112)가 상하방향으로 연장되어 병렬로 배치되도록 구성함으로써, 선박이 피칭(pitching) 될 때 발생되는 슬로싱 현상으로 제1 보강판(100b)이 변형 또는 파손되는 것을 억제시킬 수 있고, 천장(V3)의 제1 보강판(100c)을 골부(111)와 산부(112)가 전후방향으로 연장되어 병렬로 배치되도록 구성함으로써, 선박의 호깅(hogging) 현상 또는 새깅(sagging) 현상으로 제1 보강판(100c)이 변형 또는 파손되는 것을 억제시킬 수 있고, 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)과 천장(V3)의 제1 보강판(100c) 각각의 골부(111)와 산부(112)를 엇갈리게 배치되도록 구성함으로써, 선박이 롤링 될 때 발생되는 슬로싱 현상으로 제1 보강판(100a, 100c)이 변형 또는 파손되는 것을 억제시킬 수 있고, 또한 전/후 측벽(V2)의 제1 보강판(100a)과 천장(V3)의 제1 보강판(100c) 각각의 골부(111)와 산부(112)를 연속적으로 배치되도록 구성함으로써, 선박의 호깅/새깅 현상 또는 선박이 피칭될 때 발생되는 슬로싱 현상으로 제1 보강판(100b, 100c)이 변형 또는 파손되는 것을 억제시킬 수 있게 한다.
상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 저장용 탱크(V)는, 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)과 천장(V3)의 제1 보강판(100c) 각각의 골부(111)와 산부(112)가 엇갈리게 배치되도록 구성되어 있고, 이들 두 개의 제1 보강판(100a, 100b)을 연결하는 연결지점(CP: Connecting Point)이 서로 다른 형태의 면을 이루어 용이하게 연결시키기가 어렵다. 이에 도 15 내지 도 19를 참고하여, 서로 다른 형태의 면이 접촉되는 두 개의 제1 보강판(100a, 100b)을 효율적으로 연결시킬 수 있는 방법을 설명하기로 한다.
도 15에 도시된 바와 같이, 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)과 천장(V3)의 제1 보강판(100c)은 별도로 준비되고, 이들 두 개의 제1 보강판(100a, 100c)은 수직하게 연결될 수 있다. 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)과 천장(V3)의 제1 보강판(100c)을 용이하게 연결시키기 위하여, 천장(V3)의 제1 보강판(100c)의 최외곽 산부(112)를 따라 스커트부재(400)가 형성될 수 있다.
스커트부재(400)는, 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)의 주름진 단면 형상과 동일한 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 도 19에 도시된 바와 같이, 천장(V3)의 제1 보강판(100c)의 최외곽 산부(112)로부터 평판부재(400a)가 연장되어 형성되고, 평판부재(400a)의 일 측단면에 스커트부재(400)가 형성되도록 구성될 수도 있다.
도 15 내지 19를 참조하여, 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)과 천장(V3)의 제1 보강판(100c)을 연결시키는 방법을 설명하면 다음과 같다.
좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)과 천장(V3)의 제1 보강판(100c)을 접촉시켜, 천장(V3)의 제1 보강판(100c)의 최외곽 산부(112)에 연결된 스커트부재(400)가 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)에 밀착되도록 한다.
이때, 스커트부재(400)는 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)의 일 가장자리가 아니라, 일 가장자리에서 일정 거리 이격된 위치에서 접촉하게 되며, 이러한 상태에서 스커트부재(400)와 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)의 접촉 지점을 따라 접촉 지점으로부터 돌출된 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)의 일부분(절단부, V1X)을 절단한다.
이후, 스커트부재(400)와 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)의 접촉 지점을 용접함으로써, 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)과 천장(V3)의 제1 보강판(100c)이 연결된다. 따라서, 도 1에서와 같은 연결 지점(CP)이 형성되는 한편, 도 18에 도시된 바와 같은 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)과 천장(V3)의 제1 보강판(100c)이 연결된 구조를 형성하게 된다.
이를 통해 본 실시예는, 천장(V3)의 제1 보강판(100c)의 산부(112)에 스커트부재(400)가 구비되도록 하고, 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)과 천장(V3)의 제1 보강판(100c)의 일 가장자리에서 일정 거리 이격된 위치에 접촉한 상태에서 절단 및 용접을 할 수 있게 함으로써, 접촉 지점을 맞추어야 하는 작업자의 불필요한 피로를 줄일 수 있으며, 작업 능률을 향상시킬 수 있다.
이와 같이 본 실시예는, 액화가스 저장용 탱크(V)를 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)과 전/후 측벽(V2)의 제1 보강판(100b) 각각의 골부(111)와 산부(112)가 상하방향으로 연장되어 병렬로 배치되도록 구성하고, 천장(V3)의 제1 보강판(100c)의 골부(111)와 산부(112)가 전후방향으로 연장되어 병렬로 배치되도록 구성함으로써, 좌/우 측벽(V1)의 제1 보강판(100a)과 천장(V3)의 제1 보강판(100c) 각각의 골부(111)와 산부(112)가 엇갈리게 배치되고, 전/후 측벽(V2)의 제1 보강판(100a)과 천장(V3)의 제1 보강판(100c) 각각의 골부(111)와 산부(112)가 연속적으로 배치되어, 선박의 롤링 또는 피칭으로 발생되는 슬로싱 현상이나, 선박의 호깅/새깅 현상으로 인해 제1 보강판(100a, 100b, 100c)이 변형되거나 파손되는 것을 억제시킬 수 있다.
따라서 본 실시예는, 기존 액화가스 저장용 탱크의 외판이 평판 형태로 구성되어 있어, 선박의 롤링 또는 피칭으로 발생되는 슬로싱 현상이나, 선박의 호깅/새깅 현상 시에 외판이 쉽게 변형되거나 파손되는 종래 문제를 모두 해결할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
V: 액화가스 저장용 탱크 V1: 좌/우 측벽
V2: 전/후 측벽 V3: 천장
V4: 바닥면 100, 100a, 100b, 100c: 제1 보강판
100-1: 제1 보강판 하단부 110: 제1 외판
111: 골부 112: 산부
120, 120a, 120b: 제1 내측 보강재 130: 제2 내측 보강재
131: 페이스부 140, 140a, 140b, 140c: 제1 외측 보강재
150: 제2 외측 보강재 200: 제2 보강판
210: 제2 외판 211: 유동홀
220: 제1 바닥 보강재 230: 제2 바닥 보강재
240: 제3 바닥 보강재 250: 연결 보강재
300: 3면 연결부재 400: 스커트부재
400a: 평탄부재

Claims (12)

  1. 상호 결합되어 액화가스 저장용 탱크의 일부를 구성하고, 골부와 산부가 반복된 구조로 이루어져 주름진 형태의 단면을 갖는 제1 보강판으로 구성되는 좌우 측벽, 전후 측벽 및 천장; 및
    상기 제1 보강판과 결합되어 상기 액화가스 저장용 탱크의 나머지 부분을 구성하며, 제2 보강판으로 구성되는 바닥면을 포함하되,
    상기 좌우 측벽 및 상기 전후 측벽을 구성하는 상기 제1 보강판은, 상기 골부와 상기 산부가 상하방향으로 연장되어 병렬로 배치되고,
    상기 천장을 구성하는 상기 제1 보강판은, 상기 골부와 상기 산부가 전후방향으로 연장되어 병렬로 배치되고,
    상기 좌우 측벽의 상기 제1 보강판과 상기 천장의 상기 제1 보강판 각각의 상기 골부와 상기 산부는, 엇갈리게 배치되고,
    상기 전후 측벽의 상기 제1 보강판과 상기 천장의 상기 제1 보강판 각각의 상기 골부와 상기 산부는 연속적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장용 탱크.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 보강판은,
    상기 골부와 상기 산부가 반복되어 주름진 형태의 단면을 갖는 제1 외판;
    상기 제1 외판의 내면에서 상기 산부를 따라 연장된 구조를 갖도록 상기 산부에 설치되어 상기 액화가스 저장용 탱크의 내측으로 돌출되는 복수 개의 제1 내측 보강재;
    상기 복수 개의 제1 내측 보강재와 교차되는 구조를 갖도록 상기 제1 외판의 내면에 설치되는 복수 개의 제2 내측 보강재; 및
    상기 제1 외판의 바깥쪽에서 상기 제2 내측 보강재를 따라 연장되는 구조를 갖도록 설치되는 복수 개의 제1 외측 보강재를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장용 탱크.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제2 내측 보강재는,
    끝단부의 강성을 증가시키기 위하여, 상기 끝단부에 2열로 배치된 페이스부가 구비되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장용 탱크.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제2 보강판은,
    평판형의 제2 외판;
    상기 제2 외판의 내면에 설치되되, 상기 액화가스 저장용 탱크의 상기 좌우 측벽을 구성하는 상기 제1 보강판에 설치된 상기 제1 내측 보강재와 연속된 구조를 갖도록 설치되며, 액체화물의 유동을 위한 복수 개의 유동홀이 형성된 복수 개의 제1 바닥 보강재;
    상기 제1 바닥 보강재와 교차하며 격자형의 보강구조를 형성하도록 상기 제2 외판의 내면에 설치되되, 상기 액화가스 저장용 탱크의 상기 전후 측벽을 구성하는 상기 제1 보강판에 설치된 상기 제1 내측 보강재와 연속된 구조를 갖도록 설치되는 복수 개의 제2 바닥 보강재;
    상기 제2 바닥 보강재와 평행한 구조를 갖도록 상기 제2 외판의 내면에 설치되며, 상기 전후 측벽을 구성하는 상기 제1 보강판의 상기 골부에 연결되는 다수 개의 제3 바닥 보강재; 및
    상기 제3 바닥 보강재의 끝단을 상호 연결하고, 이웃하는 두 개의 상기 제1 내측 보강재를 상호 연결하도록 상기 전후 측벽을 구성하는 상기 제1 보강판의 상기 골부에 설치되는 연결 보강재를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장용 탱크.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 연결 보강재는,
    균일한 폭을 유지한 채로 상기 골부의 곡률을 따라 연장되게 형성된 플레이트로 구성된 것을 특징으로 하는 액화가스 저장용 탱크.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제2 외판은,
    액체화물의 하역시 잔류한 액체화물이 한 곳으로 흘러 모일 수 있도록 경사지게 형성된 것을 특징을 하는 액화가스 저장용 탱크.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 액화가스 저장용 탱크의 좌우 측벽을 구성하는 상기 제1 보강판의 하단부는 상기 액화가스 저장용 탱크의 내측을 향하여 굽어져 경사지게 형성되되,
    상기 좌우 측벽을 구성하는 상기 제1 보강판, 상기 전후 측벽을 구성하는 상기 제1 보강판, 상기 제2 보강판이 만나 형성되는 상기 액화가스 저장용 탱크의 모서리 부위에는 상기 제2 보강판으로부터 상기 좌우 측벽 및 상기 전후 측벽 각각을 구성하는 상기 제1 보강판을 향하여 상향 경사진 구조로 연장되게 설치되어 상기 3개의 보강판을 연결하는 3면 연결부재가 설치된 것을 특징으로 하는 액화가스 저장용 탱크.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 천장의 상기 제1 보강판은,
    최외곽의 상기 산부를 따라 스커트부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장용 탱크.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 스커트부재는,
    상기 좌우 측벽의 상기 제1 보강판의 주름진 단면 형상과 동일한 형상인 것을 특징으로 하는 액화가스 저장용 탱크.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 천장의 상기 제1 보강판의 최외곽 상기 산부와 상기 스커트부재 사이에 평판부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장용 탱크.
  12. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 11 항 중 하나의 항에 따른 액화가스 저장용 탱크를 구비한 선박.
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