KR101467406B1 - 화물창 방벽구조 - Google Patents

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Abstract

화물창 방벽구조가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방벽구조는 화물창 내벽과 2차방벽 사이에 마련된 하부단열보드; 2차방벽 상부에 적층된 상부단열부재와, 상부단열부재와 1차방벽 사이에 배치되며, 삽입홈과 관통된 형태의 체결홀을 형성한 상부보호판을 포함하는 상부단열보드; 삽입홈에 삽입되며, 단차를 가진 함몰부를 형성한 앵커스트립; 및 함몰부를 통해 체결홀에 체결되어 상부보호판과 앵커스트립을 결합시키며, 극저온 유체의 열응력에 의한 1차방벽의 수축팽창에 따라 움직이도록 마련된 고정장치;를 포함한다.

Description

화물창 방벽구조{CARGO BARRIER STRUCTURE}
본 발명은 화물창 방벽구조에 관한 것이다.
극저온 유체(예컨대 LNG)를 운반하는 선박 화물창의 내부 방벽구조는 통상적으로 1차방벽, 상부단열보드, 2차방벽 및 하부단열보드가 순차적으로 결합된 구조이다. 이는, 1차방벽에 소량의 극저온 유체의 누출이 있을 경우, 2차방벽에서 해당 유체의 추가적인 누출을 방지하기 위함이다. 만약, 2차방벽에 추가적인 손상이 생길 경우, 극저온 유체가 다공질인 플랫 조인트(Flat joint)(또는 글라스 울(Glass wool)) 부분 등을 거쳐 내측 선체(Inner Hull)까지 도달하여 선체에 치명적인 손상을 끼칠 수 있으므로, 선박 화물창의 방벽구조에 대한 다양한 연구개발이 이루어지고 있다.
이러한 화물창 내부의 방벽 설치과정은 통상적으로 화물창 내벽에 동일한 두께를 가지는 복수의 하부단열보드를 고정시키고, 하부단열보드 상부에 2차방벽을 설치하고, 2차방벽 상부에 상부단열보드 및 1차방벽을 설치하는 과정으로 이루어진다. 이때, 하부단열보드, 2차방벽 및 상부단열보드가 일체로 형성된 단열보드를 서로 이웃하여 화물창 내벽에 결합시킨 상태에서, 하부단열보드 상부의 주 2차방벽 상부와 상부단열보드 사이의 공간에 보조 2차방벽 및 연결보드를 설치하고, 상부단열보드 상부에 1차방벽을 설치할 수 있다.
도 1과 도 2는 종래의 상부단열보드 상부에 앵커스트립이 설치된 형태를 도시한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 1차방벽(미도시)과의 용접을 위해 상부단열보드(20) 상부에는 앵커스트립(9)이 설치된다. 이때 앵커스트립(9)의 양측은 리벳, 스크류 등의 고정부재(9a)에 의해 상부단열보드(20) 상부에 고정된다.
그러나, 도시하지는 않았지만, 앵커스트립(9) 상부에 접합되는 1차방벽이 극저온 유체에 의한 열응력으로 수축팽창될 경우, 앵커스트립(9)이 고정부재(9a)에 의해 단단히 체결되어 고정된 상태이므로, 1차방벽의 수축팽창에 따라 제대로 대응하지 못하여 화물창 방벽구조의 안정성에 영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 실시 예는 극저온 유체의 열응력에 의한 1차방벽의 수축팽창에 따라 고정장치가 움직일 수 있도록 마련되어, 열응력 완화를 통해 화물창 방벽의 내구성을 향상시킬 수 있는 화물창 방벽구조를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 화물창 내벽과 2차방벽 사이에 마련된 하부단열보드; 상기 2차방벽 상부에 적층된 상부단열부재와, 상기 상부단열부재와 1차방벽 사이에 배치되며, 삽입홈과 관통된 형태의 체결홀을 형성한 상부보호판을 포함하는 상부단열보드; 상기 삽입홈에 삽입되며, 단차를 가진 함몰부를 형성한 앵커스트립; 및 상기 함몰부를 통해 상기 체결홀에 체결되어 상기 상부보호판과 상기 앵커스트립을 결합시키며, 극저온 유체의 열응력에 의한 상기 1차방벽의 수축팽창에 따라 움직이도록 마련된 고정장치;를 포함하는 화물창 방벽구조가 제공될 수 있다.
상기 고정장치는 상기 함몰부를 통해 상기 체결홀 내측으로 진입하는 진입부와, 상기 함몰부의 단차턱에 걸리도록 마련된 헤드와, 상기 앵커스트립과 일정 공간을 형성하도록 상기 헤드와 상기 진입부 사이에 배치되며, 상기 상부보호판에 의해 주변부가 지지되는 스페이서와, 상기 진입부 하측 주변부에 마련되며, 상기 진입부가 상기 함몰부를 통해 상기 체결홀 내측으로 진입한 경우에는 접힌 상태로 유지되다가 상기 체결홀 바깥쪽으로 빠져 나온 이후에는 탄성력에 의해 펼쳐져 상기 앵커스트립과 상기 상부보호판이 결합되도록 하는 체결부를 포함할 수 있다.
상기 체결부는 상기 진입부가 상기 함몰부를 통해 상기 체결홀 내측으로 진입한 경우에는 접힌 상태로 유지되다가 상기 체결홀 바깥쪽으로 빠져 나온 이후에는 탄성력에 의해 펼쳐지는 형태로 마련될 수 있다.
상기 상부단열부재는 상기 체결홀 바깥쪽으로 빠져 나온 상기 진입부의 하측 일부가 위치하도록 상기 체결홀과 대응되는 위치에 홈을 형성하되, 상기 홈은 상기 체결부가 펼쳐졌을 때의 크기보다 크게 형성될 수 있다.
상기 함몰부는 상기 상부보호판과 상기 앵커스트립이 결합된 상태에서 상기 헤드가 상기 함몰부 바깥쪽으로 돌출되지 않도록 상기 헤드를 수용할 수 있는 크기로 마련될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방벽구조는 극저온 유체의 열응력에 의한 1차방벽의 수축팽창에 따라 고정장치가 움직일 수 있도록 마련되어, 열응력 완화를 통해 화물창 방벽의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또, 고정장치의 상부 헤드가 앵커스트립의 함몰부 바깥쪽으로 돌출되지 않도록 마련되어, 헤드와 그 상부에 배치되는 1차방벽 간 간섭이 발생하지 않고, 이를 통해 앵커스트립과 1차방벽 간의 용접작업의 효율성 및 그로 인한 화물창 방벽의 구조적인 안정성을 높일 수 있다.
도 1과 도 2는 종래의 상부단열보드 상부에 앵커스트립이 설치된 형태를 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 선박 화물창의 방벽구조를 단면도로 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 화물창 방벽구조에서 앵커스트립 고정장치에 의해 상부단열보드 상부에 앵커스트립이 결합된 형태를 확대한 단면도이다.
도 5는 도 4의 고정장치가 상부보호판의 체결홀 내측으로 진입한 경우, 고정장치의 체결부가 접힌 상태로 유지되는 모습을 단면도로 도시한 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 선박 화물창의 방벽구조를 단면도로 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 극저온 유체(예컨대, 액화천연가스(LNG))를 저장하는 선박 화물창의 방벽구조는 하부단열보드(10), 상부단열보드(20), 연결보드(30) 및 앵커스트립 고정장치(100)를 포함한다.
하부단열보드(10)는 화물창 내벽(2)과 2차방벽(50) 사이에 마련되며, 하부보호판(11) 및 하부단열부재(12)를 포함한다. 하부보호판(11)은 화물창 내벽(2)에 매스틱(4), 스터드 볼트(미도시) 등에 의해 고정된다. 하부보호판(11)은 예컨대, 플라이우드(Plywood) 등의 재료로 제작될 수 있다. 또 하부단열부재(12)는 폴리 우레탄폼 재질(PUF, Polyurethane Form), 강화 폴리우레탄폼(RPUF, Reinforced PUF) 등으로 제작되어 극저온 상태의 유체로부터 선체를 보호할 수 있다. 하부단열부재(12)는 하부보호판(11)의 상부에 접착제(예컨대 글루 등)에 의해 접합될 수 있다. 그리고, 하부단열부재(12)의 사이의 공간에는 단열 성능을 유지시키기 위해 글레스 울(Glass wool) 등과 같은 충진부재(6)가 삽입 충진될 수 있다.
상부단열보드(20)는 1차방벽(60)과 2차방벽(50) 사이에 마련되며, 복수의 단위이동블록 형태의 상부단열부재(21) 및 상부단열부재(21) 상부의 상부보호판(22)을 포함한다. 상부단열부재(21)는 하부단열부재(12)와 동일한 재료로 제작될 수 있으며, 상부보호판(22)은 플라이우드(Plywood) 등의 재료로 제작될 수 있다. 여기서, 상부보호판(22)에는 앵커스트립(200)이 슬라이딩 가능하게 삽입되는 삽입홈(22a)이 함몰된 형상으로 형성되어 있다.
연결보드(30)는 양측의 상부단열보드(20) 사이에 개재되며, 상부단열부재(21) 사이에 개재되는 연결부재(31)와 연결부재(31) 상부의 연결보호판(32)을 포함한다. 연결부재(31)는 상부단열부재(21)와 동일한 재료로 제작될 수 있으며, 연결보호판(32)은 상부보호판(22)과 마찬가지로 플라이우드(Plywood) 등의 재료로 제작될 수 있다.
상술한 1차방벽(60)은 스테인리스 스틸(SUS) 등과 같은 금속 소재로 제작되며, 공지된 다양한 형태 및 방식으로 상부단열보드(20) 상부에 설치될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다. 또, 2차방벽(50)은 주 2차방벽(51)와 보조 2차방벽(52)을 포함한다. 주 2차방벽(51)은 하부단열보드(10) 상부에 적층된다. 주 2차방벽(51)은 예컨대, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 황동, 아연 등의 금속 재료로 제작된 복수의 시트로 구성될 수 있다. 또한, 다른 예로서 주 2차방벽(51)은 금속 시트와 섬유 강화복합재료로 구성된 복합재료시트로 구성될 수 있다. 그리고, 보조 2차방벽(52) 또한 주 2차방벽(51)과 마찬가지로 금속 재료로 제작된 복수의 시트로 구성될 수 있다.
도 4는 도 3의 화물창 방벽구조에서 앵커스트립 고정장치에 의해 상부단열보드 상부에 앵커스트립이 결합된 형태를 확대한 단면도이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 앵커스트립 고정장치(100)(이하, “고정장치(100)”라 함)는 앵커스트립(200)과 상부보호판(22)을 결합시킨다. 앵커스트립(200)은 상위보다 하위의 너비가 좁은 단차를 가진 함몰부(201)를 형성하며, 함몰부(201)는 관통된 형태로 앵커스트립(200)의 중앙 부위에 복수 개로 마련될 수 있다. 고정장치(100)는 함몰부(201)를 통해 관통된 형태로 형성된 상부보호판(22)의 체결홀(H1)에 체결된다. 이때, 고정장치(100)의 상부 헤드(110)가 함몰부(201) 바깥쪽으로 돌출되지 않으므로, 헤드(110)와 그 상부에 배치되는 1차방벽(60) 간 간섭이 발생하지 않는다. 이는, 앵커스트립(200)과 1차방벽(60) 간 용접작업의 효율성 및 그로 인한 화물창 방벽의 구조적인 안정성을 높일 수 있다. 반면, 종래에는 앵커스트립 상부에 용접되는 1차방벽과 앵커스트립에 체결된 고정부재(예컨대, 리벳 등) 간에 간섭이 발생하였다.
상술한 고정장치(100)는 헤드(110), 진입부(120), 스페이서(130) 및 체결부(140)를 포함할 수 있다. 고정장치(100)의 각 구성요소(110~140)는 일체형으로 제작되거나, 일부 또는 전부가 조립되는 형태로 마련될 수 있다.
헤드(110)는 스페이서(130) 상부에 형성되며, 함몰부(201)의 단차턱(203)에 걸리도록 마련된다. 이때, 함몰부(201)는 상부보호판(22)과 앵커스트립(200)이 고정장치(100)에 의해 결합된 상태에서, 고정장치(100)의 헤드(110)가 함몰부(201) 바깥쪽으로 돌출되지 않도록 헤드(110)를 수용할 수 있는 크기로 마련될 수 있다. 즉, 이를 통해, 앵커스트립(200)과 1차방벽(60) 간 용접작업의 효율성 및 그로 인한 화물창 방벽의 구조적인 안정성을 높일 수 있다. 또, 헤드(110)는 함몰부(201)의 단차턱(203) 위쪽 공간보다 작은 너비로 마련되어 움직임이 가능하도록 마련될 수 있다.
진입부(120)은 스페이서(130) 하부에 마련되며, 앵커스트립(200)의 함몰부(201)를 통해 상부보호판(22)의 체결홀(H1)에 진입한다.
스페이서(130)는 헤드(110)와 진입부(120) 사이에 형성되며, 상부보호판(22)에 의해 주변부가 지지된다. 스페이서(130)는 앵커스트립(200)과 일정 공간을 형성하며, 헤드(110)와 함께 움직임이 가능하도록 함몰부(201)의 단차턱(203) 아래 공간보다 작은 너비로 마련될 수 있다.
체결부(140)는 진입부(120)의 하측 주변부에 리본 형상으로 형성될 수 있다. 그러나, 체결부(140)의 형상이 특정 형상에 한정되는 것은 아니며, 탄력있는 재질로 마련되어 접히거나 펼쳐질 수 있는 형태라면 다양한 형태로 제작될 수 있다.
도 5는 도 4의 고정장치가 상부보호판의 체결홀 내측으로 진입한 경우, 고정장치의 체결부가 접힌 상태로 유지되는 모습을 단면도로 도시한 것이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 상술한 체결부(140)는 진입부(120)이 앵커스트립(200)의 함몰부(201)를 통해 상부보호판(22)의 체결홀(H1) 내측으로 진입한 경우에는 헤드(110) 방향 또는 그 반대 방향으로 접힌 상태로 유지되다가 해당 체결홀(H1) 바깥쪽으로 빠져 나온 이후에는 탄성력에 의해 다시 펼쳐져 고정장치(100)에 의해 앵커스트립(200)과 상부보호판(22)이 결합되도록 한다.
체결부(140)가 체결홀(H1) 바깥쪽으로 빠져 나온 이후에는 자연스럽게 상부보호판(22)과 진입부(120) 사이에 일정 공간이 형성된다. 그리고, 체결홀(H1) 바깥쪽으로 빠져 나온 체결부(140) 및 진입부(120)의 하측 일부는 체결홀(H1)과 대응되는 위치에 형성된 상부단열부재(21)의 홈(H2)에 위치한다. 여기서, 상부단열부재(21)의 홈(H2)은 진입부(120)의 하측 주변부에 형성된 체결부(140)가 펼쳐졌을 때의 크기보다 크게 형성되어, 체결부(140)가 펼쳐질 때 간섭되지 않도록 한다.
이와 같이 고정장치(100)는 앵커스트립(200)의 함몰부(201) 및 상부보호판(22)의 체결홀(H1)과 일정 스페이스를 유지하면서, 앵커스트립(200)과 상부보호판(22) 간 기계적인 결합이 이루어지도록 한다. 따라서, 극저온 유체의 열응력에 의한 1차방벽(60)의 수축팽창에 따라 고정장치(100)가 움직일 수 있게 되어 극저온 유체에 의한 열응력을 완화시켜 화물창 방벽의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또, 함몰부(201)가 형성된 앵커스트립(200)의 중앙 부위에만 고정장치(100)를 설치하여도 앵커스트립(200)과 상부보호판(22) 간 효과적인 결합이 이루어질 수 있으므로, 작업비용감소 및 작업의 효율성을 높일 수 있다. 반면, 종래에는 도 2에 도시한 바와 같이, 고정부재(9a)를 복수 개로 설치하여 앵커스트립을 고정해야 했다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
10: 하부단열보드 20: 상부단열보드
21: 상부단열부재 22: 상부보호판
30: 연결보드 50: 2차방벽
60: 1차방벽 100: 앵커스트립 고정장치
110: 헤드 120: 진입부
130: 스페이서 140: 체결부
200: 앵커스트립

Claims (5)

  1. 화물창 내벽과 2차방벽 사이에 마련된 하부단열보드;
    상기 2차방벽 상부에 적층된 상부단열부재와, 상기 상부단열부재와 1차방벽 사이에 배치되며, 삽입홈과 관통된 형태의 체결홀을 형성한 상부보호판을 포함하는 상부단열보드;
    상기 삽입홈에 삽입되며, 단차를 가진 함몰부를 형성한 앵커스트립; 및
    상기 함몰부를 통해 상기 체결홀에 체결되어 상기 상부보호판과 상기 앵커스트립을 결합시키며, 극저온 유체의 열응력에 의한 상기 1차방벽의 수축팽창에 따라 움직이도록 마련된 고정장치;를 포함하는 화물창 방벽구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정장치는 상기 함몰부를 통해 상기 체결홀 내측으로 진입하는 진입부와,
    상기 함몰부의 단차턱에 걸리도록 마련된 헤드와,
    상기 앵커스트립과 일정 공간을 형성하도록 상기 헤드와 상기 진입부 사이에 배치되며, 상기 상부보호판에 의해 주변부가 지지되는 스페이서와,
    상기 진입부 하측 주변부에 마련되며, 상기 앵커스트립과 상기 상부보호판이 체결되도록 하는 체결부를 포함하는 화물창 방벽구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 체결부는 상기 진입부가 상기 함몰부를 통해 상기 체결홀 내측으로 진입한 경우에는 접힌 상태로 유지되다가 상기 체결홀 바깥쪽으로 빠져 나온 이후에는 탄성력에 의해 펼쳐지는 형태로 마련된 화물창 방벽구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상부단열부재는 상기 체결홀 바깥쪽으로 빠져 나온 상기 진입부의 하측 일부가 위치하도록 상기 체결홀과 대응되는 위치에 홈을 형성하되, 상기 홈은 상기 체결부가 펼쳐졌을 때의 크기보다 크게 형성된 화물창 방벽구조.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 함몰부는 상기 상부보호판과 상기 앵커스트립이 결합된 상태에서 상기 헤드가 상기 함몰부 바깥쪽으로 돌출되지 않도록 상기 헤드를 수용할 수 있는 크기로 마련된 화물창 방벽구조.
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