KR101440366B1 - 카고 탱크의 지지 구조, 부체 구조물 및 카고 탱크의 지지 방법 - Google Patents

카고 탱크의 지지 구조, 부체 구조물 및 카고 탱크의 지지 방법 Download PDF

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재팬 마린 유나이티드 코포레이션
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Abstract

본 발명에 따른 카고 탱크(2)의 지지 구조는 카고 탱크(2)의 바닥부(2a)에 분산 배치된 복수의 제 1 지지부(3)와, 부체 구조물(1)의 긴 쪽 방향(X)을 따라 연속적으로 형성되는 동시에 카고 탱크(2)의 바닥부(2a)에 배치된 제 2 지지부(4)와, 수용부(11)의 바닥부(11a)측에 제 2 지지부(4)의 긴 쪽 방향(X)을 따라 형성되는 동시에 제 2 지지부(4)와 계지 가능한 계지부(5)를 갖고, 적어도 제 1 지지부(3)에 의해 카고 탱크(2)의 수직 하중(Fz)을 지지하고, 적어도 제 2 지지부(4)와 계지부(5)에 의해 카고 탱크(2)의 수평 하중(제 1 수평 하중(Fy))을 지지할 수 있도록 구성되어 있다.

Description

카고 탱크의 지지 구조, 부체 구조물 및 카고 탱크의 지지 방법{SUPPORT STRUCTURE FOR CARGO TANK, FLOATING STRUCTURE, AND SUPPORT METHOD FOR CARGO TANK}
본 발명은 카고 탱크(cargo tank)의 지지 구조, 부체(浮體) 구조물 및 카고 탱크의 지지 방법에 관한 것으로, 특히 부체 구조물에 탑재되는 카고 탱크의 수직 하중 및 수평 하중을 지지하기 위한 지지 구조, 해당 지지 구조를 구비한 부체 구조물 및 상기 카고 탱크의 지지 방법에 관한 것이다.
석유, LPG(액화 석유 가스), LNG(액화 천연 가스) 등의 액체 화물을 운반 또는 저장하는 운반선이나 해상 부체 설비 등의 부체 구조물에서는 이들 액체 화물을 수용하는 카고 탱크를 부체 구조물로부터 독립시킨 독립 탱크 방식의 것이 널리 사용되고 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2 참조).
또한, 항해중 또는 정박중인 부체 구조물에는 파도의 영향에 의해 상하로 직선적으로 흔들리는 히빙(heaving), 좌우로 직선적으로 흔들리는 스웨잉(swaying), 전후로 직선적으로 흔들리는 서징(surging), 중앙부를 중심으로 두미(頭尾)가 상하로 진동하는 피칭(pitching), 중앙부를 중심으로 두미가 좌우로 진동하는 요잉(yawning), 중심선을 축으로 측부가 상하로 진동하는 롤링(rolling)의 운동이 생기고, 실제로는 이들 운동이 서로 얽힌 복잡한 운동이 생긴다. 따라서, 부체 구조물에 대하여 상대 이동 가능한 독립 탱크 방식의 카고 탱크에서는 카고 탱크를 안정적으로 지지하는 것이 중요해진다.
특허 문헌 1의 도 5 및 도 6에는 베어링 시트(bearing sheet), 플로팅 초크(floating choke) 및 롤링 초크에 의해 카고 탱크를 지지하는 구조가 개시되어 있다. 여기에서, 베어링 시트는 카고 탱크의 수직 하중을 지지하는 지지 구조이고, 롤링 초크는 선체의 롤링에 의해 카고 탱크가 횡방향으로 흔들렸을 경우의 수평 하중을 지지하는 지지 구조이며, 플로팅 초크는 침수시에 있어서의 카고 탱크의 부상(浮上)을 억제하는 지지 구조이다. 따라서, 부체 구조물의 자중 및 상술한 파도의 영향에 의해 생기는 부체 구조물의 운동에 의한 하중은 주로 베어링 시트 및 롤링 초크에 의해 지지된다. 그리고, 특허 문헌 1에 기재된 바와 같이, 베어링 시트는 선체의 바닥부에 배치되고, 롤링 초크는 선체 천정부 및 바닥부에 배치된다.
특허 문헌 2의 도 6에는 독립 탱크를 지지하는 지지 부재를, 각 지지 부재의 반력의 크기에 따라 성글게 또는 조밀하게 배치한 구조가 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 2에 개시된 지지 구조에서는 카고 탱크의 수직 하중의 분포에 착안한 발명이고, 특허 문헌 1의 베어링 시트에 상당하는 지지 구조만이 개시되어 있다.
(특허 문헌 1) 일본 공개 특허 2000-177681호 공보, 도 5 및 도 6 (특허 문헌 2) 일본 공개 실용신안 소59-5492호 공보, 도 6
특허 문헌 1에 기재된 카고 탱크의 지지 구조에서는 카고 탱크의 수직 하중을 지지하는 지지 부재(베어링 시트)와 카고 탱크의 수평 하중을 지지하는 지지 부재(롤링 초크)를 갖는 동시에, 수평 하중을 지지하는 지지 부재가 부체 구조물 천정부에도 배치되어 있기 때문에, 해당 지지 부재가 바닥부와 천정부에 분산되고 있어, 부체 구조물 및 카고 탱크의 양쪽의 건조(建造) 공사에 많은 시간을 요하는 문제가 있었다. 또한, 지지 부재에 의해 카고 탱크가 지지되는 부분에는 그 반력을 받기 위해 카고 탱크의 내측에 보강 부재를 배치할 필요가 있고, 지지 부재의 수량이 많거나 배치 개소가 분산되는 경우에는 카고 탱크의 건조 공사에 더 많은 시간을 요하게 되어, 제조 가격이 증대되었다.
특허 문헌 2에 기재된 카고 탱크의 지지 구조에서는 각 지지 부재에 생기는 반력을 부체 구조물마다 계측해서 지지 부재의 배치 개소나 형상을 개별적으로 설계해야 하므로, 설계 작업에 시간을 요한다는 문제가 있었다. 또한, 지지 부재에 생기는 반력을 지지하는 것만으로는 부체 구조물의 롤링, 스웨잉, 요잉 등의 운동에 의해 생기는 큰 수평 하중을 지지하는 것은 곤란하므로, 특허 문헌 1에 기재된 롤링 초크와 같은 수평 하중을 지지하는 지지 부재를 배치할 필요가 있으며, 그 결과 특허 문헌 1과 마찬가지의 문제를 일으킨다.
본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 창안된 것이며, 지지 부재의 수량 및 배치 개소를 삭감할 수 있고, 건조 공사에 요하는 시간을 저감할 수 있으며, 건조 가격을 삭감할 수 있는 카고 탱크의 지지 구조, 부체 구조물 및 카고 탱크의 지지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의하면, 부체 구조물에 형성된 수용부에 탑재되는 카고 탱크의 지지 구조에 있어서, 상기 카고 탱크의 바닥부에 분산 배치된 복수의 제 1 지지부와, 상기 부체 구조물의 긴 쪽 방향(이하 '긴 쪽 방향'이라 함은 즉 부체 구조물의 '길이 방향'과 동일한 방향을 의미한다)을 따라 연속적으로 형성되는 동시에 상기 카고 탱크의 바닥부에 배치된 제 2 지지부와, 상기 수용부의 바닥부측에 상기 제 2 지지부의 긴 쪽 방향을 따라 형성되는 동시에 상기 제 2 지지부와 계지 가능한 계지부(係止部)를 갖고, 적어도 상기 제 1 지지부에 의해 상기 카고 탱크의 수직 하중을 지지하고, 적어도 상기 제 2 지지부와 상기 계지부에 의해 상기 카고 탱크의 수평 하중을 지지할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 카고 탱크의 지지 구조가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 부력에 의해 물 위에 지지되는 본체부와, 해당 본체부에 형성되어 카고 탱크가 탑재되는 수용부를 갖는 부체 구조물로서, 상기 카고 탱크의 지지 구조는 상기 카고 탱크의 바닥부에 분산 배치된 복수의 제 1 지지부와, 상기 부체 구조물의 긴 쪽 방향을 따라 형성되는 동시에 상기 카고 탱크의 바닥부에 배치된 제 2 지지부와, 상기 수용부의 바닥부측에 상기 제 2 지지부의 긴 쪽 방향을 따라 형성되는 동시에 상기 제 2 지지부와 계지 가능한 계지부를 갖고, 적어도 상기 제 1 지지부에 의해 상기 카고 탱크의 수직 하중을 지지하고, 적어도 상기 제 2 지지부와 상기 계지부에 의해 상기 카고 탱크의 수평 하중을 지지할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 부체 구조물이 제공된다.
상술한 카고 탱크의 지지 구조 및 부체 구조물에 있어서, 상기 제 2 지지부는 상기 긴 쪽 방향의 중심선을 따라 배치되어 있어도 좋다. 또한, 상기 수용부는 상기 카고 탱크를 덮는 천정부를 갖고, 해당 천정부는 상기 카고 탱크의 수평 하중을 지지하는 지지부를 가지지 않도록 해도 좋다.
또한, 상기 제 2 지지부에 의해 상기 카고 탱크의 수직 하중을 지지하도록 구성해도 좋다. 또한, 상기 수용부의 바닥부에 배치되어 상기 제 1 지지부를 슬라이딩 가능하게 지지하는 제 1 대좌부(臺座部)와, 상기 수용부의 바닥부에 배치되어 상기 제 2 지지부를 지지하는 제 2 대좌부를 갖고, 상기 계지부는 상기 제 2 대좌부에 형성되어 있어도 좋다.
또한, 상기 수평 하중을, 상기 부체 구조물의 짧은 쪽 방향(이하 '짧은 쪽 방향'이라 함은 부체 구조물의 '폭 방향'과 동일한 방향을 의미한다.)에 생기는 제 1 수평 하중과, 상기 부체 구조물의 긴 쪽 방향에 생기는 제 2 수평 하중으로 분리하고, 상기 제 1 수평 하중을 상기 제 2 지지부와 상기 계지부에 의해 지지하고, 상기 제 2 수평 하중을 상기 제 1 지지부에 의해 지지할 수 있도록 구성해도 좋다.
또한, 상기 수용부의 바닥부측에 상기 부체 구조물의 짧은 쪽 방향을 따라 형성되는 동시에 상기 제 1 지지부와 계지 가능한 계지부를 갖고, 해당 계지부와 상기 제 1 지지부에 의해 상기 제 2 수평 하중을 지지하도록 해도 좋다.
또한, 상기 제 1 지지부 및 상기 제 2 지지부는 하방이 개방된 오목부를 갖는 틀부와, 해당 틀부에서 하방으로 돌출하도록 상기 오목부에 고정되는 지지 블록을 가지고 있어도 좋다.
또한, 상기 카고 탱크는 그 바닥부의 내측에 상기 긴 쪽 방향을 따라 병렬 배치되는 복수의 보강 부재를 갖고, 상기 지지 블록은 서로 이웃하는 상기 보강 부재의 간격보다도 좁은 폭으로 형성되어 있어도 좋다.
또한, 본 발명에 의하면, 부체 구조물에 형성된 수용부에 탑재되는 카고 탱크의 지지 방법에 있어서, 상기 카고 탱크의 수직 하중 및 수평 하중을 지지하는 지지부를 상기 수용부의 바닥부측에 집약하여 배치한 것을 특징으로 하는 카고 탱크의 지지 방법이 제공된다.
상술한 본 발명에 따른 카고 탱크의 지지 구조, 부체 구조물 및 카고 탱크의 지지 방법에 의하면, 카고 탱크의 수직 하중 및 수평 하중을 지지하는 지지부를 수용부의 바닥부에 집약하는 동시에, 부체 구조물의 긴 쪽 방향을 따라 연속적으로 형성된 제 2 지지부에서 수평 하중을 지지할 수 있도록 한 것에 의해 카고 탱크의 수직 하중 및 수평 하중을 지지할 수 있는 것은 물론이고, 지지부의 수량 및 배치 개소를 삭감할 수 있으며, 건조 공사에 요하는 시간을 저감할 수 있어, 건조 가격을 삭감할 수 있다. 또한, 천정부에 있어서의 초크를 생략하는 것에 의해 선체로부터의 독립성을 높일 수 있고, 선체상 갑판의 설계나 건조의 자유도를 높일 수 있으며, 가격 삭감과 함께 폭넓은 적용을 가능하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 카고 탱크의 지지 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2A는 도 1에 나타낸 지지 구조의 제 1 지지부의 부분 확대도이다.
도 2B는 도 1에 나타낸 지지 구조의 제 2 지지부의 부분 확대도이다.
도 3A는 도 1에 나타낸 지지 구조의 카고 탱크의 저면의 배치도이다.
도 3B는 도 1에 나타낸 지지 구조의 수용부의 저면의 배치도이다.
도 4A는 종래 기술에 있어서의 수평 하중의 지지 방법에 관한 카고 탱크의 바닥부의 설명도이다.
도 4B는 종래 기술에 있어서의 수평 하중의 지지 방법에 관한 카고 탱크의 상부의 설명도이다.
도 5A는 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 카고 탱크의 지지 구조를 나타내는 도면이다.
도 5B는 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 카고 탱크의 지지 구조를 나타내는 도면이다.
도 5C는 본 발명의 제 4 실시 형태에 따른 카고 탱크의 지지 구조를 나타내는 도면이다.
도 5D는 본 발명의 제 5 실시 형태에 따른 카고 탱크의 지지 구조를 나타내는 도면이다.
도 6A는 본 발명의 제 6 실시 형태에 따른 카고 탱크의 지지 구조를 나타내는 도면이다.
도 6B는 본 발명의 제 7 실시 형태에 따른 카고 탱크의 지지 구조를 나타내는 도면이다.
도 7A는 본 발명의 실시 형태에 따른 부체 구조물인 선박을 나타내는 전체 개략 구성도이다.
도 7B는 본 발명의 실시 형태에 따른 부체 구조물인 해상 부체 설비를 나타내는 전체 개략 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도 1 ~ 도 7을 이용하여 설명한다. 여기에서, 도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 카고 탱크의 지지 구조를 나타내는 단면도이다. 또한, 도 2A는 도 1에 나타낸 지지 구조의 제 1 지지부의 부분 확대도, 도 2B는 제 2 지지부의 부분 확대도를 나타내고 있다. 또한, 도 3A는 도 1에 나타낸 지지 구조의 카고 탱크의 저면의 배치도, 도 3B는 수용부의 저면의 배치도를 나타내고 있다. 또한, 도 1 ~ 도 3에 있어서, 설명의 편의상, 부체 구조물(1)의 긴 쪽 방향을 X축, 짧은 쪽 방향을 Y축, 높이 방향을 Z축으로 하여 좌표를 설정하고 있다.
본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 카고 탱크의 지지 구조는 도 1 ~ 도 3에 나타낸 바와 같이, 부체 구조물(1)에 형성된 수용부(11)에 탑재되는 카고 탱크(2)의 지지 구조로서, 카고 탱크(2)의 바닥부(2a)에 분산 배치된 복수의 제 1 지지부(3)와, 부체 구조물(1)의 긴 쪽 방향(X)을 따라 연속적으로 형성되는 동시에 카고 탱크(2)의 바닥부(2a)에 배치된 제 2 지지부(4)와, 수용부(11)의 바닥부(11a)측에 제 2 지지부(4)의 긴 쪽 방향(X)을 따라 형성되는 동시에 제 2 지지부(4)와 계지 가능한 계지부(5)를 갖고, 적어도 제 1 지지부(3)에 의해 카고 탱크(2)의 수직 하중(Fz)을 지지하고, 적어도 제 2 지지부(4)와 계지부(5)에 의해 카고 탱크(2)의 수평 하중(특히, 제 1 수평 하중(Fy))을 지지할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 수평 하중은 부체 구조물(1)의 짧은 쪽 방향(Y)에 생기는 제 1 수평 하중(Fy)과 부체 구조물(1)의 긴 쪽 방향(X)에 생기는 제 2 수평 하중(Fx)으로 분리할 수 있다.
상기 부체 구조물(1)은 예를 들면 자립각형(自立角型) 방식의 LNG선(船)이다. 자립각형 방식의 LNG선(부체 구조물(1))은 도 1에 나타낸 바와 같이, 이중 격벽 선체(12)를 갖고, 그 내측에 카고 탱크(2)를 수용하는 공간을 형성하는 수용부(11)를 가지고 있다. 여기에서는 카고 탱크(2)가 각형을 가지고 있기 때문에, 수용부(11)도 각형의 공간을 가지고 있다. 이러한 수용부(11)는 카고 탱크(2)의 바닥부(2a)와 대치하는 바닥부(11a) 및 카고 탱크(2)의 상부를 덮는 천정부(1lb)를 갖는다. 그리고, 본 실시 형태에 있어서, 천정부(1lb)는 카고 탱크(2)의 수평 하중을 지지하는 지지부를 가지고 있지 않으며, 이러한 지지부는 후술하는 바와 같이 바닥부(2a)에 집약되어 있다.
상기 카고 탱크(2)는 예를 들어 석유, LPG, LNG등의 액체 화물을 수용하는 탱크이다. 여기에서는 LNG을 수용하는 경우를 상정하고 있다. LNG는 기체의 천연 가스를 -162℃ 이하의 온도로 냉각해서 액체로 한 것이며, 저온으로 유지할 필요가 있다. 그래서, 카고 탱크(2)의 외주에는 패널(panel) 형상의 단열재(21)가 둘러쳐져 있다. 이러한 카고 탱크(2)는 선체(12)로부터 독립해서 건조된 독립 탱크이며, 수용부(11)의 내부에 재치(載置)된다. 이 때, 카고 탱크(2)의 자중을 지지하는 동시에, 선체(12)로부터의 전열을 억제하기 위해서, 카고 탱크(2)의 바닥부(2a)에 지지 부재(예를 들어, 제 1 지지부(3) 및 제 2 지지부(4))가 배치되어, 이러한 지지 부재를 통해 수용부(11)의 바닥부(11a)상에 재치된다. 본 발명은 이러한 카고 탱크(2)의 지지 구조에 특징을 갖는 발명이다. 또한, 카고 탱크(2)의 내측에는 여러 보강 부재가 배치되어 있지만, 도 1에는 선체(12)의 긴 쪽 방향(X)을 따라 병렬 배치되는 보강 부재(22)만을 도시하고 있다.
상기 제 1 지지부(3)는 카고 탱크(2)의 자중, 즉, 수직 하중(Fz)을 지지하는 지지 부재이다. 도 2A에 나타내는 바와 같이, 제 1 지지부(3)는 하방이 개방된 오목부를 갖는 틀부(31)와 틀부(31)로부터 하방으로 돌출하도록 오목부에 고정되는 지지 블록(32)을 갖는다. 지지 블록(32)은 틀부(31)의 오목부에 끼워 맞춰져 있고, 틀부(31)에 고정된다. 지지 블록(32)은 예를 들어 각형의 목재에 의해 구성되고, 틀부(31)에 밀어 넣어지는 것에 의해 고정된다. 물론, 지지 블록(32)은 고정 금구(金具)에 의해 틀부(31)에 고정해도 좋다. 또한, 틀부(31)의 외주에는 적절히 보강재(31a)가 배치된다. 또한, 지지 블록(32)에는 종래의 지지 블록과 같은 것을 적절히 사용할 수 있고, 예를 들어 고무나 수지 등의 열전도율이 낮고 탄성력을 갖는 소재에 의해 구성된 것이나, 이들 소재를 각재의 표면에 고정한 것을 사용해도 좋다.
또한, 도 2A에 나타내는 바와 같이, 제 1 지지부(3)와 대치하는 수용부(11)는 바닥부(11a)에 배치되어 제 1 지지부(3)를 슬라이딩 가능하게 지지하는 제 1 대좌부(13)를 갖는다. 제 1 대좌부(13)는 중공(中空), 중실(中實) 또는 '井'형상의 금속 부품에 의해 구성되어 있으며, 상면이 거의 평판 형상으로 형성되어 있다. 또한, 제 1 대좌부(13)의 외주에는 적절히 보강재(13a)가 배치된다. 그리고, 제 1 대좌부(13)의 상면에 제 1 지지부(3)의 지지 블록(32)이 슬라이딩 가능하게 재치된다. 또한, 제 1 대좌부(13)는 수용부(11)의 바닥부(11a) 그 자체를 요철 형상으로 형성하여 구성해도 좋고, 불필요한 경우에는 생략해서 지지 블록(32)을 바닥부(11a)에서 직접 받도록 해도 좋다.
또한, 도 3A에 나타내는 바와 같이, 제 1 지지부(3)는 부체 구조물(1)의 중심선(L)을 사이에 두고 양측부에 배열되며, 카고 탱크(2)의 바닥부(2a)에 분산 배치된다. 여기에서는 제 1 지지부(3)는 우현(右舷)측과 좌현(左舷)측의 각각에 2행 8열로 배치되어 있다. 또한, 제 1 대좌부(13)는 도 3B에 나타내는 바와 같이, 제 1 지지부(3)와 대응하는 위치에 배치된다.
여기에서, 제 1 수평 하중(Fy)을 제 2 지지부(4)와 계지부(5)에 의해 지지하고, 제 2 수평 하중(Fx)을 제 1 지지부(3)에 의해 지지할 수 있도록 구성해도 좋다. 구체적으로는 도 3B에 나타내는 바와 같이, 도면의 왼쪽에서 2열째의 제 1 대좌부(13)에는 후술하는 계지부(5)와 같은 형상의 계지부(15)가 형성된다. 이러한 계지부(15)는 수용부(11)의 바닥부(11a)측에 부체 구조물(1)의 짧은 쪽 방향(Y)을 따라 형성되는 동시에 제 1 지지부(3)와 계지 가능하며, 계지부(15)와 제 1 지지부(3)에 의해 제 2 수평 하중(Fx)을 지지한다. 이러한 계지부(15)를 배치하는 것에 의해 여러 수평 하중을 지지할 수 있다. 또한, 계지부(15)의 배치는 임의이며, 도시한 개수보다도 늘려도 좋고, 다른 장소에 배치해도 좋으며, 제 2 수평 하중(Fx)이 제 1 수평 하중(Fy)과 비교해서 무시할 수 있을 정도로 작은 값인 경우에는 계지부(15)를 생략해도 좋다.
상기 제 2 지지부(4)는 적어도 카고 탱크(2)에 생기는 수평 하중(제 1 수평 하중(Fy))을 지지하는 지지 부재이다. 항해중 또는 정박중인 부체 구조물(1)에는 파도의 영향에 의해 여러 가지 운동(히빙, 스웨잉, 서징, 피칭, 요잉, 롤링)이 생기기 때문에, 카고 탱크(2)에는 선체의 긴 쪽 방향(X) 및 짧은 쪽 방향(Y)의 하중, 즉, 제 1 수평 하중(Fy) 및 제 2 수평 하중(Fx)이 생긴다. 제 2 지지부(4)는 이 제 1 수평 하중(Fy)을 지지하는 기능을 갖는다. 특히, LNG선과 같은 가늘고 긴 선체(12)인 경우에는 짧은 쪽 방향(Y)에 큰 하중이 걸리는 일이 많아, 제 1 수평 하중(Fy)은 제 2 수평 하중(Fx)보다도 큰 값이 된다.
이러한 제 2 지지부(4)는 도 2B에 나타내는 바와 같이, 하방이 개방된 오목부를 갖는 틀부(41)와 틀부(41)로부터 하방으로 돌출하도록 오목부에 고정되는 지지 블록(42)을 갖는다. 지지 블록(42)은 틀부(41)의 오목부에 끼워 맞춰져 있으며, 틀부(41)에 고정된다. 지지 블록(42)은 예를 들어 각형의 목재에 의해 구성되고, 틀부(41)에 밀어 넣어지는 것에 의해 고정된다. 물론, 지지 블록(42)은 고정 금구에 의해 틀부(41)에 고정해도 좋다. 또한, 틀부(41)의 외주에는 적절히 보강재(41a)가 배치된다. 또한, 지지 블록(42)에는 종래의 지지 블록과 같은 것을 적절히 사용할 수 있으며, 예를 들어 고무나 수지 등의 열전도율이 낮고 탄성력을 갖는 소재에 의해 구성된 것이나, 이들 소재를 각재의 표면에 고정한 것을 사용해도 좋다.
또한, 도 2B에 나타내는 바와 같이, 제 2 지지부(4)와 대치하는 수용부(11)는 바닥부(11a)에 배치되어 제 2 지지부(4)를 지지하는 제 2 대좌부(14)를 갖는다. 제 2 대좌부(14)는 중공, 중실 또는 '井'형상의 금속 부품에 의해 구성되어 있으며, 상면이 거의 평판 형상으로 형성되어 있다. 또한, 제 2 대좌부(14)의 외주에는 적절히 보강재(14a)가 배치된다. 이러한 제 2 대좌부(14)는 제 1 대좌부(13)와 높이를 맞추기 위한 부품이다. 그리고, 제 2 대좌부(14)의 상면에는 제 2 지지부(4)의 지지 블록(42)이 재치된다. 이러한 구성에 의하면, 제 2 지지부(4)에 의해 카고 탱크(2)의 수직 하중(Fz)을 지지할 수도 있다. 제 2 지지부(4)에 수직 하중(Fz)을 지지시키는 것에 의해 제 1 지지부(3)의 부담이 경감되어, 제 1 지지부(3)의 개수를 줄이거나 제 1 지지부(3)의 크기를 작게 할 수 있다.
상기 계지부(5)는 도 2B에 나타내는 바와 같이, 제 2 대좌부(14)에 형성되어 있다. 이러한 계지부(5)는 예를 들어 단면 'L'자 형상의 강재나 평판 형상의 강재 등에 의해 형성되며, 제 2 대좌부(14)의 양측부에 긴 쪽 방향(X)을 따라 용접 등에 의해 고정된다. 계지부(5)는 제 2 대좌부(14)의 상면에 배치되어 있어도 좋고, 측면에 배치되어 있어도 좋다. 이러한 계지부(5)를 배치하는 것에 의해 제 2 대좌부(14)상에 재치된 지지 블록(42)의 짧은 쪽 방향(Y)의 이동을 구속할 수 있고, 제 1 수평 하중(Fy)을 지지할 수 있다.
또한, 도 3A에 나타내는 바와 같이, 제 2 지지부(4)는 부체 구조물(1)의 긴 쪽 방향(X)의 중심선(L)을 따라 배치되어 있다. 마찬가지로, 도 3B에 나타내는 바와 같이, 제 2 대좌부(14) 및 계지부(5)도 부체 구조물(1)의 긴 쪽 방향(X)의 중심선(L)을 따라 배치되어 있다. 이와 같이, 긴 쪽 방향(X)으로 길게 제 2 지지부(4) 및 계지부(5)를 형성하는 것에 의해 제 1 수평 하중(Fy)의 지지에 필요한 수압(受壓) 면적을 충분히 확보할 수 있다. 여기에서는 제 2 대좌부(14)의 긴 쪽 방향(X)의 전체 길이에 걸쳐 계지부(5)를 배치하고 있지만, 지지하고 싶은 제 1 수평 하중(Fy)의 크기에 의해 계지부(5)의 길이를 임의로 조정할 수 있으며, 긴 쪽 방향(X)에 분할해서 배치하도록 해도 좋다.
여기에서, 도 4A는 종래 기술에 있어서의 수평 하중의 지지 방법에 관한 카고 탱크의 바닥부의 설명도, 도 4B는 종래 기술에 있어서의 카고 탱크의 상부의 설명도를 나타내고 있다.
도 4A 및 도 4B에 나타내는 바와 같이, 종래 기술에 있어서의 카고 탱크(20)의 지지 구조는 일반적으로 카고 탱크(20)의 바닥부(20a)에 분산 배치된 복수의 탱크 서포트(30)와, 카고 탱크(20)의 상부(20b)에 선체의 중심선(L)을 따라 배치된 복수의 롤링 초크(40)를 갖는다. 카고 탱크(20)는 수용부의 바닥부에 탱크 서포트(30)를 통해 재치되는 동시에, 수용부의 천정부에 배치된 계지부에 롤링 초크(40)가 계지되어 이루어진다. 따라서, 카고 탱크(20)의 수직 하중은 탱크 서포트(30)에 의해 지지되고, 수평 하중은 롤링 초크(40) 및 일부의 탱크 서포트(30)에 의해 지지된다. 또한, 카고 탱크(20)의 정상부에는 LNG의 반출 입구나 메인터넌스(maintenance)시의 출입구를 구성하는 탱크 돔(dome)(20c)이 형성되어 있다.
상술한 종래 기술에서는 지지 부재(탱크 서포트(30) 및 롤링 초크(40))가 바닥부(20a)와 상부(20b)에 분산되어 있으며, 부체 구조물 및 카고 탱크(20)의 양쪽의 건조 공사에 많은 시간을 요하는 등의 문제가 있었다. 그래서, 본 실시 형태에서는 상술한 바와 같이, 롤링 초크(40)의 기능을 카고 탱크(2)의 바닥부(2a)에 집약하고 있다. 즉, 본 실시 형태는 부체 구조물(1)에 형성된 수용부(11)에 탑재되는 카고 탱크(2)의 지지 방법으로서, 카고 탱크(2)의 수직 하중(Fz) 및 수평 하중(제 1 수평 하중(Fy) 및 제 2 수평 하중(Fx))을 지지하는 지지부를 수용부(11)의 바닥부(11a)측에 집약하여 배치한 것이다. 따라서, 본 실시 형태에 의하면, 카고 탱크(2)의 수평 하중(제 1 수평 하중(Fy) 및 제 2 수평 하중(Fx))을 지지하는 지지부를 카고 탱크(2)의 상부측에 배치할 필요가 없어, 지지 부재의 배치 개소를 삭감하거나 지지 부재의 크기를 축소할 수 있으므로, 건조 공사에 요하는 시간을 저감할 수 있다.
또한, 도 3A에 나타낸 바와 같이, 제 2 지지부(4)를 긴 쪽 방향(X)으로 연속한 1열의 반복 구조로 하는 것에 의해 종래 기술에 있어서 제 2 지지부(4)의 위치에 섬 형상으로 분산 배치된 탱크 서포트(30)의 외주에 배치한 단열재(21)의 배치를 간소화할 수 있으며, 건조 공사에 요하는 시간을 저감할 수 있다.
다음에, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 카고 탱크의 지지 구조에 대해서 설명한다. 여기에서, 도 5A는 본 발명의 제 2 실시 형태, 도 5B는 제 3 실시 형태, 도 5C은 제 4 실시 형태, 도 5D는 제 5 실시 형태에 따른 카고 탱크의 지지 구조를 각각 나타내는 도면이다. 또한, 도 6A는 본 발명의 제 6 실시 형태, 도 6B는 제 7 실시 형태에 따른 카고 탱크의 지지 구조를 각각 나타내는 도면이다. 또한, 상술한 제 1 실시 형태와 동일 구성부품에 대해서는 동일 부호를 붙여 중복한 설명을 생략한다.
도 5A ~ 도 5D에 나타낸 제 2 ~ 제 5 실시 형태는 제 1 지지부(3) 및 제 2 지지부(4)의 배치를 변경한 것이다. 또한, 도 5A~도 5D에 나타낸 도면은 도 3A와 마찬가지로 카고 탱크(2)의 바닥부(2a)를 도시한 것이다.
도 5A에 나타내는 제 2 실시 형태는 제 2 지지부(4)를 복수로 분할한 것이다. 여기에서는 제 2 지지부(4)를 2분할한 경우를 도시했지만, 이것에 한정되지 않으며, 3분할 이상으로 분할하도록 해도 좋다. 이와 같이, 제 2 지지부(4)를 분할하는 것에 의해 제 2 지지부(4)의 양측을 왕래하기 위한 통로를 형성할 수 있으므로, 메인터넌스 등을 할 때에 편리하다.
도 5B에 나타낸 제 3 실시 형태는 제 2 지지부(4)를 긴 쪽 방향(X)의 중심선(L)으로부터 벗어난 장소에 배치한 것이다. 제 2 지지부(4)는 일반적으로는 중심선(L)상에 배치되는 것이 바람직하지만, 제 3 실시 형태와 같이 제 2 지지부(4)를 배치하는 것에 의해 선종(船種), 적하 상태, 항로 등에 의한 수평 하중의 발생 조건이나 경향에 맞춰서 제 2 지지부(4)를 임의의 열에 배치할 수 있다.
도 5C에 나타낸 제 4 실시 형태는 제 2 지지부(4)를 긴 쪽 방향(X)의 중심선(L)이외의 장소에도 배치한 것이다. 여기에서는 제 2 지지부(4)를 3개로 분할하고, 중앙의 제 2 지지부(4)를 카고 탱크(2)의 바닥부(2a)의 가장자리부에 배치하고, 양단(兩端)의 제 2 지지부(4)를 중심선(L)상에 배치하고 있다. 이와 같이, 제 2 지지부(4)를 분산 배치하는 것에 의해 선종, 적하 상태, 항로 등에 의한 수평 하중의 발생 조건이나 경향, 배치의 제한이 있는 선체의 상태 등에 맞춰서 제 2 지지부(4)를 임의로 배치할 수 있다.
도 5D에 나타내는 제 5 실시 형태는 제 1 지지부(3)를 거의 직사각형으로 구성한 것이다. 여기에서는 제 1 지지부(3)의 짧은 쪽 방향(Y)의 길이가 긴 쪽 방향(X)의 길이보다도 크게 되도록 형성하고 있지만, 제 1 지지부(3)의 긴 쪽 방향(X)의 길이가 짧은 쪽 방향(Y)의 길이보다도 크게 되도록 형성해도 좋다. 이와 같이, 종래의 제 1 지지부(3)의 복수개를 하나에 집약한다, 즉, 정사각형으로부터 직사각형으로 변경하는 것에 의해 수직 하중(Fz)을 지지 가능한 수압 면적을 확보하면서, 제 1 지지부(3)의 수량을 저감할 수 있어, 건조 공사에 요하는 시간을 저감할 수 있다.
도 6A 및 도 6B에 나타낸 제 6 실시 형태 및 제 7 실시 형태는 제 2 지지부(4)의 구조를 변경한 것이다. 또한, 도 6A 및 도 6B에 나타낸 도면은 도 2B와 마찬가지로 제 2 지지부(4)를 도시한 것이다.
도 6A에 나타낸 제 6 실시 형태는 제 2 대좌부(14)를 생략한 것이다. 예를 들어, 제 1 대좌부(13)가 생략되어 있는 경우나 제 2 지지부(4)에서 수직 하중(Fz)을 지지하지 않는 경우에는 제 2 대좌부(14)를 생략할 수 있다. 이 경우, 도시한 바와 같이, 계지부(5)는 수용부(11)의 바닥부(11a)에 직접 배치된다. 계지부(5)의 외면에는 보강재(5a)를 배치하도록 해도 좋다. 또한, 여기에서는 제 2 지지부(4)가 수직 하중(Fz)을 지지하지 않는 경우(제 1 지지부(3)만으로 수직 하중(Fz)을 지지할 경우), 즉, 지지 블록(42)이 수용부(11)의 바닥부(11a)에 접촉하지 않은 상태를 도시하고 있지만, 지지 블록(42)을 바닥부(11a)에 접촉시켜서 수직 하중(Fz)을 지지할 수 있도록 해도 좋다.
도 6B에 나타낸 제 7 실시 형태는 카고 탱크(2)가 바닥부의 내측에 긴 쪽 방향(X)을 따라 병렬 배치되는 복수의 보강 부재(22)를 갖고, 지지 블록(42)을, 서로 이웃하는 보강 부재(22, 22)의 간격(Yg)보다도 좁은 폭(Yb)으로 형성한 것이다. 이러한 구성에 의하면, 카고 탱크(2)의 단열재(21)에 의해 덮여 있지 않은 부분을 저감할 수 있어, 보냉 효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 패널 형상의 단열재(21)를 사용한 경우에는 패널 사이의 틈에 제 2 지지부(4)를 용이하게 배치할 수 있으며, 단열재(21)의 불연속 부분을 저감할 수 있는 동시에, 단열재(21)의 부착 공사를 용이하게 행할 수 있다. 또한, 이러한 실시 형태는 제 1 지지부(3)에도 적용할 수 있다.
마지막으로, 본 발명에 따른 부체 구조물(1)의 실시 형태에 대해서 설명한다. 여기에서, 도 7A는 본 발명의 실시 형태에 따른 부체 구조물인 선박을 나타내는 전체 개략 구성도, 도 7B는 부체 구조물인 해상 부체 설비를 나타내고 있다.
도 7A 및 도 7B에 나타낸 부체 구조물(1)은 부력에 의해 물 위에 지지되는 본체부(1a)와, 본체부(1a)에 형성되어 카고 탱크(2)가 탑재되는 수용부(11)를 갖는다. 구체적으로는 도 7A에 나타낸 부체 구조물(1)은 자립각형 방식의 LNG선이며, 본체부(1a)는 선체(12)에 상당한다. 또한, 부체 구조물(1)은 자립각형의 카고 탱크(2)를 갖는 선박이라면, 석유 수송선, LPG선, 케미컬 탱커(chemical tanker) 등이어도 좋다.
또한, 도 7B에 나타낸 부체 구조물(1)은 자립각형 방식의 LNG해상 부체 설비이다. 이러한 LNG해상 부체 설비는 예를 들어 FPSO(Floating Production, Storage and Offloading system)이다. FPSO는 계류삭(係留索)(1b)에 의해 해상에 계류된 부체 구조물(1)로서, 데크(deck)상에 LNG를 생산하는 생산 설비(1c)를 갖고, 생산한 LNG를 설비내의 카고 탱크(2)에 저장하여, 수송선에 출하를 행하는 설비이다. 이러한 FPSO는 석유나 LPG에 사용되는 것이어도 좋다. 또한, 이들 연료의 생산을 행하지 않는 경우에는 부체 구조물(1)은 생산 설비(1c)를 갖지 않는 해상 부체 설비인 FSO(Floating Storage and Offloading system)이어도 좋다. FSO는 연료의 저장 및 출하만을 행한다.
그리고, 상술한 부체 구조물(1)은 본체부(1a)로부터 독립한 카고 탱크(2)를 갖고, 이러한 카고 탱크(2)는 상술한 본 발명에 따른 제 1 실시 형태 ~ 제 7 실시 형태를 적절히 채용한 지지 구조에 의해 지지되어 있다. 따라서, 카고 탱크(2)의 수직 하중(Fz) 및 수평 하중(제 1 수평 하중(Fy) 및 제 2 수평 하중(Fx))을 지지하는 지지부를 수용부(11)의 바닥부(11a)측에 집약한 것에 의해 지지 부재의 수량 및 배치 개소를 삭감할 수 있고, 부체 구조물(1)의 건조 공사에 요하는 시간을 저감할 수 있어, 부체 구조물(1)의 건조 가격을 삭감할 수 있다.
또한, 상술한 카고 탱크(2)의 지지 구조, 부체 구조물(1) 및 카고 탱크(2)의 지지 방법에 관한 설명에 있어서, 「수직 하중」이란 부체 구조물(1)이 정지 수면상에 지지되어 있는 경우에 연직 방향으로 작용하는 하중을 의미하고, 「수평 하중」이란 부체 구조물(1)이 정지 수면상에 지지되어 있는 경우에 수평 방향으로 작용하는 하중을 의미하며, 이들 하중이 작용하는 방향을 나타내는 좌표는 부체 구조물(1)의 요동에 대응하여 변화하는 상대 좌표이어도 좋고, 부체 구조물(1)의 요동에 대응하여 변화하지 않는 절대 좌표이어도 좋다.
본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 플로팅 초크를 갖는 부체 구조물(1)에 적용해도 좋으며, 카고 탱크(2)의 상부에 수용부(11)의 천정부(1lb)를 가지지 않는 부체 구조물(1)에 적용해도 좋은 등, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능한 것은 물론이다.
1 : 부체 구조물 1a : 본체부
2 : 카고 탱크 2a : 바닥부
3 : 제 1 지지부 4 : 제 2 지지부
5 : 계지부(係止部) 11 : 수용부
11a: 바닥부 1lb : 천정부
13 : 제 1 대좌부(臺座部) 14 : 제 2 대좌부
15 : 계지부 22 : 보강 부재
31, 41 : 틀부 32, 42 : 지지 블록

Claims (11)

  1. 부체 구조물에 형성된 수용부에 탑재되는 카고 탱크의 지지 구조에 있어서,
    상기 카고 탱크의 바닥부에 분산 배치된 복수의 제 1 지지부와,
    상기 부체 구조물의 긴 쪽 방향을 따라 연속적으로 형성되는 동시에 상기 카고 탱크의 바닥부에 배치된 제 2 지지부와,
    상기 수용부의 바닥부측에 상기 제 2 지지부의 긴 쪽 방향을 따라 형성되는 동시에 상기 제 2 지지부와 계지 가능한 계지부(係止部)를 갖고,
    상기 수용부는 상기 카고 탱크를 덮는 천정부를 갖되, 상기 천정부는 상기 카고 탱크의 수평 하중을 지지하는 지지부를 갖지 않으며,
    적어도 상기 제 1 지지부에 의해 상기 카고 탱크의 수직 하중을 지지하고, 적어도 상기 제 2 지지부와 상기 계지부에 의해 상기 카고 탱크의 수평 하중을 지지할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 카고 탱크의 지지 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 지지부는 상기 긴 쪽 방향의 중심선을 따라 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 카고 탱크의 지지 구조.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 지지부에 의해 상기 카고 탱크의 수직 하중을 지지하도록 구성한 것을 특징으로 하는 카고 탱크의 지지 구조.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 수용부의 바닥부에 배치되어 상기 제 1 지지부를 슬라이딩 가능하게 지지하는 제 1 대좌부(臺座部)와, 상기 수용부의 바닥부에 배치되어 상기 제 2 지지부를 지지하는 제 2 대좌부를 갖고, 상기 계지부는 상기 제 2 대좌부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 카고 탱크의 지지 구조.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 수평 하중을, 상기 부체 구조물의 짧은 쪽 방향에 생기는 제 1 수평 하중과, 상기 부체 구조물의 긴 쪽 방향에 생기는 제 2 수평 하중으로 분리하고, 상기 제 1 수평 하중을 상기 제 2 지지부와 상기 계지부에 의해 지지하고, 상기 제 2 수평 하중을 상기 제 1 지지부에 의해 지지할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 카고 탱크의 지지 구조.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 수용부의 바닥부측에 상기 부체 구조물의 짧은 쪽 방향을 따라 형성되는 동시에 상기 제 1 지지부와 계지 가능한 계지부를 갖고, 해당 계지부와 상기 제 1 지지부에 의해 상기 제 2 수평 하중을 지지하는 것을 특징으로 하는 카고 탱크의 지지 구조.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 지지부 및 상기 제 2 지지부는 하방이 개방된 오목부를 갖는 틀부와, 해당 틀부에서 하방으로 돌출하도록 상기 오목부에 고정되는 지지 블록을 갖는 것을 특징으로 하는 카고 탱크의 지지 구조.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 카고 탱크는 그 바닥부의 내측에 상기 긴 쪽 방향을 따라 병렬 배치되는 복수의 보강 부재를 갖고, 상기 지지 블록은 서로 이웃하는 상기 보강 부재의 간격보다도 좁은 폭으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 카고 탱크의 지지 구조.
  10. 부력에 의해 물 위에 지지되는 본체부와, 해당 본체부에 형성되어 카고 탱크가 탑재되는 수용부를 갖는 부체 구조물로서,
    상기 카고 탱크의 지지 구조는 청구항 1, 청구항 2, 청구항 4 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 카고 탱크의 지지 구조에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 부체 구조물.
  11. 부체 구조물에 형성된 수용부에 탑재되는 카고 탱크의 지지 방법에 있어서,
    상기 카고 탱크의 수직 하중 및 수평 하중을 지지하는 지지부를 상기 수용부의 바닥부측에만 집약하여 배치한 것을 특징으로 하는 카고 탱크의 지지 방법.
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