KR101475193B1 - 액화천연가스 단열패널의 단차 조절구 및 이를 이용하는 단열패널 설치방법 - Google Patents

액화천연가스 단열패널의 단차 조절구 및 이를 이용하는 단열패널 설치방법 Download PDF

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Abstract

액화천연가스 단열패널의 단차 조절구가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 단차 조절구는 스터드 볼트와 나사 결합하는 제1 결합부를 포함하는 몸체부 및 몸체부의 외측에 마련되어 단열패널 단위체를 지지하는 지지부를 포함하고, 지지부는 단열패널 단위체와 결합하기 위한 제2 결합부를 포함하며, 제2 결합부는 제1 결합부의 중심을 중심점으로 하여 원호 모양으로 관통된다.

Description

액화천연가스 단열패널의 단차 조절구 및 이를 이용하는 단열패널 설치방법{LEVEL DIFFERENCE ADJUSTIONG STRUCTURE FOR INSULATION PANEL AND INSULATION PANEL USING THE SAME}
본 발명은 액화천연가스 단열패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단열패널과 선체 사이에 배치되는 단차 조절구 및 이를 이용하는 단열패널 설치방법에 관한 것이다.
액화천연가스(LNG)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 -162°C로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말한다.
이러한 액화천연가스가 에너지 자원으로 사용됨에 따라 이 가스를 에너지로 이용하기 위해서 생산기지로부터 수요지의 인수지까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운송 방안이 검토되어 왔으며, 이러한 노력의 일환으로 대량의 액화천연가스를 해상으로 수송할 수 있는 액화천연가스 운반선이 개발되었다.
그런데, 액화천연가스 운반선에는 초저온상태로 액화시킨 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있는 화물창(Cargo)이 구비되어 있어야 하는데, 이러한 화물창에 요구되는 조건이 매우 까다로워 많은 어려움이 있었다.
즉, 액화천연가스는 대기압 보다 높은 증기압을 가지며, 대략 -162°C 정도의 비등 온도를 갖기 때문에, 이러한 액화천연가스를 안전하게 보관하고 저장하기 위해서는 이를 저장하는 화물창은 초저온에 견딜 수 있는 재료, 예를 들면 알루미늄강, 스테인리스강, 35% 니켈강 등으로 제작되어야 하며, 기타 열응력 및 열수축에 강하고, 열침입을 막을 수 있는 독특한 단열패널 구조로 설계되어야 한다.
종래의 액화천연가스 운반선의 화물창 단열패널 구조는 도 1에 도시한 바와 같이, 액화천연가스 운반선의 선체(10: Hull) 내측면에 매스틱(11: mastic)과 스터드 볼트(12: Stud bolt)에 의해 단열패널(21)이 보강판(22)을 매개로 하여 부착 고정된다.
이 때 선체(10)의 굴곡을 고려하여 다양한 높이의 단차 조절패드(13) 중에서 적절한 높이의 단차 조절패드(13)를 선택하여 선체(10)와 단열패널(21) 사이에 위치시킨다.
스터드 볼트(12)는 선체(10)에 용접되고, 단열패널(21)에는 스터드 볼트(12)가 삽입될 수 있는 관통홀(23)이 미리 마련된다. 관통홀(23)을 통해 너트(24)가 삽입되어 보강판(22)을 사이에 두고 선체(10)와 단열패널(21)을 결합하여 매스틱(11)이 견고하게 경화될 수 있도록 한다.
관통홀(23)의 공간에 폼 플러그(25)를 삽입하여 공간을 채운 후, 단열패널(21) 위를 방벽(26)을 이용하여 밀봉하여 외부의 액화가스 등으로부터 차단한다.
한국 공개특허공보 제10-2009-0067408호(2009. 06. 25. 공개)는 인슐레이션 패널과 선체의 조립장치를 개시하고 있다.
한국 공개특허공보 제10-2012-0009276호(2012. 02. 01. 공개)
본 발명의 실시 예는 다양한 높이의 단차 조절용 패드를 이용할 필요 없이 한 종류의 단차 조절구를 사용하여 액화천연가스 단열패널을 설치할 수 있는 액화천연가스 단열패널의 단차 조절구 및 이를 이용하는 단열패널 설치방법을 제공하고자 한다.
또, 단열패널의 고정을 위해 선체에 부착되는 스터드 볼트의 사용량을 줄일 수 있는 액화천연가스 단열패널의 단차 조절구 및 이를 이용하는 단열패널 설치방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스 단열패널 단위체와 선체 사이에 위치하고 선체에 부착되는 스터드 볼트와 결합하는 단차 조절구에 있어서, 상기 스터드 볼트와 결합할 수 있도록 나사골을 구비하는 제1 결합부를 포함하는 몸체부; 및 상기 몸체부의 측면으로부터 연결되며 상기 단열패널 단위체를 지지하는 지지부;를 포함하는 액화천연가스 단열패널의 단차 조절구가 제공될 수 있다.
상기 지지부는 상기 단열패널 단위체와 결합하기 위한 제2 결합부를 포함하는 액화천연가스 단열패널의 단차 조절구가 제공될 수 있다.
상기 제2 결합부는 상기 제1 결합부의 중심을 중심점으로 하여 원호 모양인 액화천연가스 단열패널의 단차 조절구가 제공될 수 있다.
상기 몸체부는 측면 중 일면 이상을 평면으로 하거나, 측면 중 일면에 홈이 형성되어 회전 도구가 삽입될 수 있는 액화천연가스 단열패널의 단차 조절구가 제공될 수 있다.
상기 제2 결합부는 상기 단열패널 단위체와 리벳 결합하는 액화천연가스 단열패널의 단차 조절구가 제공될 수 있다.
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본 발명의 다른 측면에 따르면, 선체에 단열패널 단위체를 이격적으로 배치하여 액화천연가스 단열패널을 설치하는 방법에 있어서, 상기 선체에 스터드 볼트를 부착하는 단계; 상기 스터드 볼트에 상기 청구항 제1항에 따른 단차 조절구를 결합하는 단계; 상기 선체로부터 상기 지지부의 상부면까지의 높이를 상기 선체와 상기 단열패널 단위체 간의 단차로 하여 상기 단차 조절구의 회전 정도를 조절하는 단계; 상기 단열패널 단위체 간의 이격된 공간 사이에 상기 스터드 볼트가 위치하도록 상기 지지부 상에 상기 복수의 단열패널 단위체를 배치하는 단계; 및 상기 단열패널 단위체의 결합 부위와 상기 제2 결합부를 결합구를 이용하여 결합하는 단계;를 포함하는 액화천연가스 단열패널 설치방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 액화천연가스 단열패널의 단차 조절구 및 이를 이용하는 단열패널 설치방법은 한 종류의 단차 조절구를 이용하여 다양한 단차를 가지는 단열패널을 설치함으로 인하여 정밀한 단차 조절이 가능하고 시공의 편리함을 도모하며 시공 시간을 단축시킬 수 있다.
또, 본 발명의 실시 예에 따른 액화천연가스 단열패널의 단차 조절구 및 이를 이용하는 단열패널 설치방법은 선체에 부착되는 스터드 볼트의 사용량을 줄여 시공의 편리함을 도모하고 시공 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 종래에 사용되는 단차 조절용 패드의 사용을 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래에 사용되는 단차 조절용 패드의 사용을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단차 조절구의 사용을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단차 조절구의 사용을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단차 조절구의 분해도이다.
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 1은 종래에 사용되는 단차 조절용 패드의 사용을 나타내는 단면도이고, 도 2는 사시도이다.
액화천연가스용 저장탱크의 단열패널(21)은 선체(10)에 스터드 볼트(12)(Stud Bolt)와 너트(24)를 이용한 기계적 체결 방법에 의해 결합된다. 스터드 볼트(12)는 단열패널(21)의 결합 전에 선체(10)에 적절한 간격으로 용접 결합되고, 단열패널(21)은 이 스터드 볼트(12)들에 단단히 고정된다.
하나의 단열패널 단위체(20)는 보통 네 모서리에 스터드 볼트(12)가 결합된다. 스터드 볼트(12)의 결합을 위해 단열패널(21)은 미리 관통홀(23)이 마련된다. 관통홀(23)을 통해 스터드 볼트(12)가 삽입되고 보강판(22)을 사이에 두고 너트(24)를 이용하여 결합한다. 스터드 볼트(12)와 단열패널 단위체(20)가 견고하게 결합되었으면 관통홀(23)을 메우기 위해 폼 플러그(25)를 삽입한다.
선체(10), 즉 화물창(Tank)의 외벽은 그 표면이 편평한 것이 이상적이나, 그 크기가 매우 커서(예컨대, 30m×30m×40m 이상) 시공오차 또는 선체(10) 자체의 무게 등의 요인으로 그 표면에 불규칙한 곡면이 생길 수 있다. 선체(10)의 표면에 불규칙한 곡면이 있으면 단열패널(21)의 시공 시 단열패널(21)에 구조적인 결함이 생길 수 있으므로, 단차 조절용 부재를 이용하여 선체(10)에 결합되는 단열 패널의 편평도를 맞추게 된다.
여기서 단차란 선체(10)와 단열패널 단위체(20) 사이와의 거리를 말한다. 선체(10)와 단열패널 단위체(20)는 밀착하지 않고 그 사이에 매스틱(11)이 삽입된다. 매스틱(11)은 압력에 따라 그 형태가 변하기 때문에 단차를 조절하는 데 사용할 수 없다.
종래에는 단차 조절용 부재로서 단차 조절패드(13)를 이용하였다. 단차 조절패드(13)는 높이에 따라 생산되는 것이며 단차의 크기는 매우 다양하기 때문에 다양한 높이를 지니는 단차 조절패드(13)가 준비되어야 한다. 이 때 각각의 단차에 맞는 단차 조절패드(13)를 찾거나 단차에 정확히 들어맞는 단차 조절패드(13)가 없는 경우 오차를 무시하고 사용하거나 정확한 높이를 가지도록 별개의 과정을 거쳐 제작하여야 하므로 설치에 어려움이 있었다.
본 발명의 실시 예는 한 종류의 단차 조절용 부재를 이용하여 다양한 단차에 적용이 가능한 액화천연가스 단열패널(21)의 단차 조절구를 제공하고자 한다. 또한 단열패널 단위체(20)의 네 모서리 마다 스터드 볼트(12)를 마련할 필요 없이 단열패널 단위체(20)의 사이에 스터드 볼트(12)를 마련할 수 있도록 하여 제작 과정을 간편하게 할 수 있는 단차 조절구를 제공하고자 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단차 조절구의 사용을 나타내는 단면도, 도 4는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단차 조절구의 분해도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 단차 조절구는 선체(10)와 단열패널 단위체(20) 사이에 위치한다는 점에서 종래의 단차 조절패드(13)와 유사하다. 그러나 스터드 볼트(12)와 결합한다는 점에서 단차 조절패드(13)와 차이점이 있다. 기존의 단차 조절패드(13)는 단지 선체(10)와 단열패널 단위체(20) 사이에 위치할 뿐 스터드 볼트(12)와 결합하지 않는다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 단차 조절구는 스터드 볼트(12)와 결합하는 몸체부(100)와 단열패널 단위체(20)를 지지하는 지지부(200)로 이루어진다.
몸체부(100)와 지지부(200)는 별개의 구성일 수 있으며, 일체로 형성되는 것도 가능하다.
몸체부(100)는 중심에 스터드 볼트(12)와 결합할 수 있는 제1 결합부(110)를 구비한다. 제1 결합부(110)는 스터드 볼트(12)의 나사산에 대응하는 나사골을 내부에 구비하기 때문에 몸체부(100)를 회전하여 스터드 볼트(12)와 결합시키게 된다.
지지부(200)는 단열패널 단위체(20)를 지지하기 위한 것으로 몸체부(100)의 측면으로부터 연결된다. 지지부(200)는 몸체부(100)에 의해 상하 방향으로 고정되어 있기 때문에 몸체부(100)가 회전에 의해 스터드 볼트(12)에 결합할수록 선체(10)에 가까워지게 된다. 즉, 단차가 작은 곳에서는 몸체부(100)를 스터드 볼트(12)에 많이 결합시켜 지지부(200)가 선체(10)에 가까워지도록 하고, 단차가 큰 곳에서는 반대로 몸체부(100)를 스터드 볼트(12)에 결합하는 회전수를 줄여 지지부(200)가 선체(10)로부터 멀어지도록 한다.
이처럼 몸체부(100)의 회전에 따라 지지부(200)와 선체(10)와의 거리가 달라지며, 이는 몸체부(100)의 회전량에 따라 미세한 정도의 단차를 조절하는 것을 가능하게 한다. 도 1에 도시된 종래의 단차 조절패드(13)가 미세한 정도의 단차를 조절하기 위해서는 별도의 가공을 거쳐야 하는 것과는 달리 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 단차 조절구는 간단히 몸체부(100)의 회전량을 조절함으로써 미세하게 단차를 조절할 수 있게 된다.
지지부(200)는 단열패널 단위체(20)의 저면을 지지하는 지지면(260)을 포함한다. 지지부(200)의 상면을 단열패널 단위체(20)를 지지하는 면이라 하여 지지면(260)으로 표현하였다. 즉, 여기서 말하는 단차란 선체(10)와 단열패널 단위체(20) 사이의 거리로써, 선체(10)와 지지면(260)까지의 거리와 같게 된다.
지지부(200)는 단열패널 단위체(20)를 지지하는 동시에 단열패널 단위체(20)와 결합하게 된다. 지지부(200)는 제2 결합부(210)를 구비하여 단열패널 단위체(20)의 관통홀(23)을 통해 리벳(300) 등을 통해 결합한다. 제2 결합부(210)와 관통홀(23)이 일치하는 경우 리벳(300) 등을 이용하여 결합한 후 폼 플러그(25)를 이용하여 구멍을 메우게 된다.
이 때 지지부(200)가 몸체부(100)와 일체로 형성되는 경우에도 몸체부(100)의 회전 정도에 상관없이 제2 결합부(210)가 단열패널 단위체(20)의 관통홀(23)과 결합할 수 있도록 하기 위해 제2결합부(210)는 연속된 곡면을 형성할 수 있다. 즉, 단차 조절구의 회전축, 즉 제1 결합부(110)를 중심으로 하여 원호 모양을 이룰 수 있다. 이로써 지지부(200)가 회전하더라도 제2 결합부(210)은 관통홀(23)과 일치할 수 있게 된다.
몸체부(100)가 스터드 볼트(12)와 결합하는 것을 용이하게 하기 위해 몸체부(100)의 상면에는 회전 도구 삽입부(120)가 형성될 수 있다. 회전 도구의 형상에 맞도록 몸체부(100)에는 일면 이상이 평면으로 되거나 측면 중 일면에 홈이 형성될 수 있다. 회전 도구를 이용하는 경우 미세한 회전량을 조절하여 단차를 정확하게 맞추기 편하고, 단열패널 단위체(20)가 지지부(200) 위에 올라간 경우에도 단열 패널 단위체 사이의 좁은 공간으로 회전 도구를 삽입하는 경우 결합이 용이할 수 있다.
종래의 단열패널 단위체(20)가 선체(10)와 결합되기 위해서는 4모서리마다 스터드 볼트(12)가 결합되어야 함은 앞에서 본 바와 같다. 이와 비교하여 단차 조절구는 하나의 스터드 볼트(12)와 결합하여 2개 또는 4개의 단열패널 단위체(20)와 결합이 가능하다. 즉, 2개의 단열패널 단위체(20) 사이에 단차 조절구를 설치하는 경우에는 그 사이에 존재하는 스터드 볼트(12)와 단차 조절구가 결합하고 지지부(200)의 양 옆에 단열패널 단위체(20)가 위치하여 관통홀(23)과 제2 결합부(210)를 통해 리벳(300) 등으로 결합되게 된다. 또는 4개의 단열패널 단위체(20) 사이에 단차 조절구를 설치하는 경우에는 하나의 스터드 볼트(12)를 설치하여 그 주위의 4개의 단열패널 단위체(20)를 선체(10)와 결합시킬 수 있게 된다.
이로 인해 선체(10)와 용접되는 스터드 볼트(12)의 개수를 줄이고 작업을 용이하고 빠르게 할 수 있도록 도와준다.
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본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 선체, 11: 매스틱,
12: 스터드 볼트, 13: 단차 조절패드,
20: 단열패널 단위체, 21: 단열패널,
22: 보강판, 23: 관통홀,
24: 너트, 25: 폼 플러그,
26: 방벽, 100: 몸체부,
110: 제1 결합부, 120: 회전 도구 삽입부,
130: 지지부 상면 걸림턱, 140: 지지부 하면 걸림턱,
200: 지지부, 210: 제2 결합부,
300: 리벳, 400: 볼트.

Claims (10)

  1. 액화천연가스 단열패널 단위체와 선체 사이에 위치하고 선체에 부착되는 스터드 볼트와 결합하는 단차 조절구에 있어서,
    상기 스터드 볼트와 나사 결합하는 제1 결합부를 포함하는 몸체부; 및
    상기 몸체부의 외측에 마련되어 상기 단열패널 단위체를 지지하는 지지부;를 포함하고,
    상기 지지부는 상기 단열패널 단위체와 결합하기 위한 제2 결합부를 포함하며,
    상기 제2 결합부는 상기 제1 결합부의 중심을 중심점으로하여 원호 형상으로 관통되는 홈을 포함하는 액화천연가스 단열패널의 단차 조절구.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 몸체부는 측면 중 일면 이상을 평면으로 하거나, 측면 중 일면에 홈이 형성되어 회전 도구가 삽입될 수 있는 액화천연가스 단열패널의 단차 조절구.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 결합부는 상기 단열패널 단위체와 리벳 결합하는 액화천연가스 단열패널의 단차 조절구.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 선체에 단열패널 단위체를 이격적으로 배치하여 액화천연가스 단열패널을 설치하는 방법에 있어서,
    상기 선체에 스터드 볼트를 부착하는 단계;
    상기 스터드 볼트에 상기 청구항 제1항에 따른 단차 조절구를 결합하는 단계;
    상기 선체로부터 상기 지지부의 상부면까지의 높이를 상기 선체와 상기 단열패널 단위체 간의 단차로 하여 상기 단차 조절구의 회전 정도를 조절하는 단계;
    상기 단열패널 단위체 간의 이격된 공간 사이에 상기 스터드 볼트가 위치하도록 상기 지지부 상에 상기 복수의 단열패널 단위체를 배치하는 단계; 및
    상기 단열패널 단위체의 결합 부위와 상기 제2 결합부를 결합구를 이용하여 결합하는 단계;를 포함하는 액화천연가스 단열패널 설치방법.
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