KR101487665B1 - 화물창 방벽 설치용 지그장치 - Google Patents

화물창 방벽 설치용 지그장치 Download PDF

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문종현
박소영
박홍배
윤인근
이동훈
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Abstract

화물창 방벽 설치용 지그장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 상부단열보드와 하부단열보드 사이에 위치하는 주2차방벽과, 서로 이웃하게 배치되는 주2차방벽의 사이 틈새를 덮는 보조2차방벽의 정렬위치를 표시하기 위한 지그장치는 중앙에 하부를 향해 십자형 빔을 발산하는 레이저포인트를 갖는 평판 형태의 베이스와, 베이스의 네 모서리 부분에 마련되며, 보조2차방벽의 모서리 부분의 정렬위치를 하부단열보드 위의 표면에 표시하기 위한 표시면을 갖는 위치표시부를 포함한다.

Description

화물창 방벽 설치용 지그장치{ZIG APPARATUS FOR INSTALLINGLNG CARGO TANK BARRIER}
본 발명은 화물창 방벽 설치용 지그장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보조2차방벽의 정렬위치를 표시하기 위한 화물창 방벽 설치용 지그장치에 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 화물창의방벽구조에 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 주2차방벽 상부와 상부단열보드 사이의 공간에 보조2차방벽 및 연결보드를 설치하고, 상부단열보드 상부에 1차방벽을 설치할 수 있다. 한편 주2차방벽의 사이에 보조2차방벽을 용접하기 위하여는 각 보드간의 정확한 설치위치가 확인되어야 하나, 실질적으로 화물창 내벽에 설치된 각 보드는 미소한 설치공차를 갖게 되므로 보조2차방벽의 정렬위치를 정확히 확인하기는 대단히 어려운 문제가 있었다.
한국공개특허 제10-2012-0013256호(2012.02.14 공개)
본 발명의 실시 예들은 화물창 내면에 그어진 가이드라인을 기준으로 보조2차방벽의 정렬위치를 표시할 수 있는 지그장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상부단열보드와 하부단열보드 사이에 위치하는 주2차방벽과, 서로 이웃하게 배치되는 상기 주2차방벽의 사이 틈새를 덮는 보조2차방벽의 정렬위치를 표시하기 위한 지그장치로서, 중앙에 하부를 향해 십자형 빔을 발산하는 레이저포인트를 갖는 평판 형태의 베이스와, 상기 베이스의 네 모서리 부분에 마련되며, 상기 보조2차방벽의 모서리 부분의 정렬위치를 상기 하부단열보드 위의 표면에 표시하기 위한 표시면을 갖는 위치표시부를 포함하는 화물창 방벽 설치용 지그장치가 제공될 수 있다.
또한 상기 베이스는 사각 형상으로 이루어지고, 상기 표시면은 상기 베이스의 모서리 부분에서 외측방향으로 돌출되어 연장 형성되되 서로 이웃하는 상기 베이스의 측면과 소정 각도를 형성할 수 있다.
또한 상기 베이스에는 상기 십자형 빔의 위치 확인을 위한 절개된 형태의 적어도 하나 이상의 확인홀이 마련될 수 있다.
또한 상기 베이스의 상면 중앙에서 상부로 돌출된 손잡이부를 더 포함한다.
또한 상기 위치표시부의 돌출된 전면은 대응하는 상기 주2차방벽의 모서리에 이웃하는 두 면을 감싸는 형상으로 마련될 수 있다.
또한 상기 베이스는 상면 중앙에 돌출된 손잡이부와, 상기 손잡이부의 둘레 방향을 따라 이격 배치되되 상기 베이스에 절개된 적어도 하나 이상의 확인홀을 갖는 사각 형상으로 마련되고,상기 표시면은 이웃하는 상기 베이스의 측면과 소정각도를 이루도록 상기 베이스의 네 모서리 부분에서 각각 서로 평행하게 돌출되는 한 쌍을 구비하며,서로 이웃하는 상기 베이스의 측면과 상기 표시면에 의해 상기 보조2차방벽의 정렬위치를 표시할 수 있다.
또한 화물창 내면에 격자 형태로 표시된 가이드라인을 더 포함하고,상기 레이저포인트는 상기 가이드라인의 교차점과 일치되도록 상기 십자형 빔을 발산할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 화물창 내면에 표시된 가이드라인의 교차점을 기준으로 보조2차방벽의 정렬위치를 표시할 수 있는 지그장치를 제공함으로써 단열구조체의 설치오차에 의한 영향을 줄여 주2차방벽과 보조2차방벽의 용접성 향상에 따른 2차방벽의 안정성을 증가시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방열시스템을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 저장탱크 내면에 단열구조체가 정렬되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 보조2차방벽이 설치되는 과정을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 지그장치가 장착된 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 의한 지그장치의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 의한 지그장치의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 의한 가이드라인의 교차선에 조사된 빔을 도시한 것이다.
도 8은 도 4의 A부분의 확대도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 의한 지그장치에 의해 표기된 정렬선을 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 1은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방열시스템을 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 저장탱크 내면에 단열구조체가 정렬되는 상태를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 보조2차방벽이 설치되는 과정을 나타낸 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본발명의 실시 예에 따른 화물창 방열시스템은 액화천연가스 저장탱크 내면(10)에 서로 이웃하게 정렬 배치된 다수의 단열구조체(100)를 포함한다. 단열구조체(100)는 상부단열보드(110)와 하부단열보드(120)를 구비하며 상부단열보드(110)는 하부단열보드(120) 상부에 적층된 구조를 가진다. 또 단열구조체(100)는 상부단열보드(110)와 하부단열보드(120) 사이에 배치되는 주2차방벽(130)을 포함한다.
상부단열보드(110)와 하부단열보드(120)는 고밀도의 액체 폴리우레탄(polyurethane)과 유리섬유(glass fiber)를 함께 사용하여 라미네이터(laminator)에 주입하는 연속공정으로 생산하여 강성을 강화시킨 복합재료(Reinforced Polyurethane Foam, R-PUF)로서 슬로싱 등과 같은 유체 충격력을 흡수하는 구조로 형성되어 극저온 화물창 내부 온도가 선각에 전달되지 않도록 하는 방열 역할을 수행한다. 상부단열보드(110)와 하부단열보드(120)는 소정두께를 갖는 장방형 형태로 마련되며 하부단열보드(120) 위에 적층되는 상부단열보드(110)는 하부단열보드(110)에 비해 너비가 더 좁은 형태를 가짐에 의해 단열구조체(100)의 전체적인 형상은 단차를 갖는 계단 형태로 마련될 수 있다.
하부단열보드(120)는 하면과 상면에 각각 부착되는 하부합판(121)과 상부합판(122)을 포함하고, 하부합판(121)과 상부합판(122)은 플라이우드(plywood) 재질로 형성될 수 있다. 하부합판(121)과 상부합판(122)은 하부단열보드(120)의 하면과 상면에 각각 접착제 또는 볼트, 리벳과 같은 체결부재에 의하여 서로 고정될 수 있다. 또 하부합판(121)은 매스틱(mastic)과 같은 접착제(123)에 의해 화물창의 내면(10)에 고정될 수 있다.
주2차방벽(130)은 상부단열보드(110)와 하부단열보드(120) 사이에 개재되어 완충작용을 수행함과 동시에 후술하는 1차방벽(160)이 손상된 경우 극 저온 유체가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위해 소정 두께를 갖는 알루미늄 또는 스테인리스 스틸(SUS)과 같은 금속재질로 형성될 수 있다. 또 주2차방벽(130)은 열변형에 의한 수축 및 팽창이 가능하도록 상부단열보드(110)와 하부단열보드(120) 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 코러게이션(corrugation)(133)을 가질 수 있다.
상부단열보드(110)는 그 상면에 적층되며 플라이우드(plywood) 재질로 형성된 상부합판(113)과 하면에 부착되는 플라이우드 재질로 형성된 하부합판(114)을 포함하고, 상부합판(113)의 상면에는 1차방벽(160)의 용접을 위한 앵커 스트립(115)이 리벳으로 고정될 수 있다.
이러한 단열구조체(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 화물창의 내면(10)에 다수의 열을 갖는 형태로 이웃하게 배치될 수 있다. 이를 위해 화물창의 내면(10)에는 단열구조체(100)가 일정 간극을 유지할 수 있도록 배치 위치를 안내하는 가이드라인(15)이 마련될 수 있다. 가이드라인(15)은 화물창의 내면(10)에 격자(grid) 형태로 그려지고, 가이드라인(15)의 교차선을 중심으로 스터드볼트(12)의 설치 위치가 결정되어 단열구조체(100)가 화물창의 내면(10)에 고정될 수 있다. 스터드볼트(12)는 도 1에 도시된 바와 같이 화물창의 내면(10)에 일정 간격으로 고정 설치되며 하부단열보드(120)의 하부합판(121)을 관통하여 중공의 홀(125)에 삽입될 수 있다. 홀(125)에 삽입된 스터드볼트(12)에는 너트(13)가 체결되며 너트(13)는 하부합판(121)의 표면에 압착되어 고정될 수 있다. 또 홀(125)에는 스티로폼이나 글래스 울(glass wool)과 같은 폼부재(126)가 삽입될 수 있다.
화물창의 내면(10)에 그어진 가이드라인(15)을 기준으로 일정 간극을 유지하게 배치되는 단열구조체(100)들 사이의 간극은 플랫 조인트(140), 보조2차방벽(135) 및 연결보드(150)에 의해 메워질 수 있고, 단열구조체(100)의 최상부에는 1차방벽(160)이 적층된다.
플랫 조인트(140)는 글래스 울(glass wool) 재질로 형성된 소정두께의 장방형 형상을 가지며, 서로 이웃하는 하부단열보드(120) 사이 간극에 삽입될 수 있고, 연결보드(150)는 폴리우레탄폼(polyurethane foam) 재질로 이루어져 서로 이웃하는 상부단열보드(110) 사이 간극에 삽입될 수 있다.
1차방벽(160)은 스테인리스 스틸 등과 같은 금속재질로 이루어진 다수의 방벽시트가 용접 결합되며 액화천연가스와 직접 접하는 면의 열수축 및 팽창이 용이하도록 융기된 다수의 코러게이션(161)이 구비될 수 있다.
보조2차방벽(135)은 도 3에 도시된 바와 같이 하부단열보드(120) 상부의 주2차방벽(130)과 이에 이웃하는 다른 하부단열보드(120) 상부의 주2차방벽(130) 사이 간극을 덮도록 마련되는 장방형 형상의 판으로 마련될 수 있고, 주2차방벽(130)과 보조2차방벽(135)이 접하는 부분은 용접에 의해 서로 연결될 수 있다. 이러한 주2차방벽(130)과 보조2차방벽(135)의 용접을 위해서는 방벽(130,135)들간의 정확한 설치위치가 확인되어야 하므로 본 발명의 실시 예에서는 보조2차방벽(135)의 설치 위치를 표기하기 위한 지그장치(300)가 제공된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 지그장치가 장착된 상태를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 의한 지그장치의 측면도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 의한 지그장치의 평면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 지그장치(300)는 소정 두께를 갖는 평판 형태의 베이스(310)와, 베이스(310)의 네 모서리 부분에 마련된 위치표시부(320)와, 베이스(310)의 하측 중앙부분에 구비되어 십자형 빔을 발산하는 레이저포인트(330)를 포함한다.
베이스(310)는 상면(311), 하면(312) 및 네 측면(313)을 가지는 사각 형상으로 이루어질 수 있고, 베이스(310)의 상면(311) 중앙에는 사용자의 용이한 파지를 위하여 돌출 형성된 손잡이부(340)가 마련될 수 있다. 또 베이스(310)에는 레이저포인트(330)에 의해 베이스(310)의 하방을 향해 발산되는 십자형 빔의 위치를 확인하기 위한 절개된 형태의 확인홀(350)이 마련될 수 있다. 본 실시 예에서는 확인홀(350)은 손잡이부(340)의 둘레 방향을 따라 등간격으로 이격 배치된 4개가 구비된 구조를 도시하였으나 확인홀(350)의 개수는 필요에 따라 적절히 변경 가능하다. 또 확인홀(350)은 베이스(310)에서 절개되어 관통 형성된 구조를 도시하였으나 확인홀(350)에는 투명한 재질의 부재가 장착될 수 있음은 물론이다.
위치표시부(320)는 하부단열보드(120) 위의 표면에 보조2차방벽(135)의 설치 위치를 표기하기 위한 부분으로 보조2차방벽(135)의 모서리 부분의 형상과 대응하는 형상을 가지도록 베이스(310)의 네 모서리 부분에서 각각 돌출될 수 있다. 본 실시 예에서는 보조2차방벽(135)의 모서리 부분이 각진(chamfer) 형상을 가지므로 위치표시부(320)는 이에 대응하는 형상을 갖도록 구비될 수 있다.
즉 위치표시부(320)는 베이스(310)의 네 모서리 부분에서 각각 서로 이웃하는 베이스(310)의 측면(313)과 소정 각도를 형성하도록 돌출되어 연장 형성되는 한 쌍의 표시면(321)을 가지며, 표시면(321)과 이에 이웃하는 베이스(310)의 측면(313)에 의하여 보조2차방벽(135)의 모서리 부분과 대응하는 각진(chamfer) 형상을 형성할 수 있다. 물론 보조2차방벽(135)의 모서리가 직각 형태를 가지는 경우에는 한 쌍의 표시면(321)은 이웃하는 측면과 직각 형태로 연장될 수 있음은 당연하다. 또 한 쌍의 표시면(321)을 서로 연결하는 위치표시부(320)의 전면(323)은 하부단열보드(120) 위에 배치된 주2차방벽(130)의 각 모서리에 인접한 두 면을 감싸도록 서로 직각을 이루는 두 면(323a,323b)을 가질 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 의한 지그장치를 이용한 보조2차방벽의 정렬 위치를 표시하는 방법 및 효과에 대하여 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 화물창의 내면(10)에 그어진 가이드라인(15)을 기준으로 격자 형태로 배열된 단열구조체(100)의 하부단열보드(120) 상부에 지그장치(300)를 배치한다. 이때 단열구조체(100)는 화물창 내면(10)에 그어진 가이드라인(15)을 기준으로 대략 3mm 설치공차(S)(도9참조)를 가진 상태로 화물창 내면(10)에 설치된 스터드볼트(12)에 의해 고정된 상태를 유지할 수 있다. 따라서 단열구조체(100)를 기준으로 보조2차방벽(135)의 정렬위치를 정하게 되면 인접한 단열구조체(100)들간의 간격이 일정치 못하게 되므로 정렬위치의 불균일 등으로 용접 품질의 저하를 유발할 수 있게 된다. 이를 해소하고자 본 발명의 실시 예에 따른 지그장치(300)는 가이드라인(15)의 교차점을 향하여 레이저포인트(330)의 십자형 빔을 발산시킨다. 레이저포인트(330)에 의해 발산된 십자형 빔의 위치는 확인홀(350)을 통하여 용이하게 식별이 가능하게 되므로 도 7에 도시된 바와 같이 십자형 빔과 가이드라인(15)의 교차점이 일치되도록 사용자는 손잡이부(340)를 잡은 상태로 하부단열보드(120) 위에 놓여진 베이스(310)의 위치를 이동시킨다. 십자형 빔과 가이드라인(15)의 교차점이 일치된 상태에서는 작업자는 마킹펜을 이용하여 도 8에 도시된 바와 같이 베이스(310)의 네 모서리 부분에서 서로 이웃하는 위치표시부(320)의 표시면(321)과 베이스(310)의 측면(313)을 따라 선을 긋는다. 그러면 도 9에 도시된 바와 같이 하부단열보드(120)의 상면에는 보조2차방벽(135)의 모서리 부분의 정렬위치를 표시하는 정렬선(L)이 표기된 상태에 있게 된다. 그리고 도 3에 도시된 바와 같이 하부단열보드(120) 위에 보조2차방벽(135)을 정렬하는 경우에는 도 9에 도시된 하부단열보드(120) 위에 표시된 마킹선(L)의 부분에 보조2차방벽(135)의 모서리 부분을 각각 일치시키면서 맞춤 작업을 수행하여 정렬시키고, 정렬이 완료된 후에는 보조2차방벽(135)과 주2차방벽(130)의 접하는 부분을 용접을 통해 서로 결합시킨다. 이에 따라 작업자는 보조2차방벽(135)의 정확한 설치 위치를 알 수 있어 보조2차방벽(135)의 용접시 설치 오차에 의한 용접성 저하를 방지할 수 있게 된다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 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: 저장탱크 내면, 100: 단열구조체,
110: 상부단열보드, 120: 하부단열보드,
130: 주2차방벽, 135: 보조2차방벽,
300: 지그장치, 310: 베이스,
313: 측면, 320: 위치표시부,
321: 표시면, 323: 전면,
330: 레이저포인트, 340: 손잡이부,
350: 확인홀.

Claims (7)

  1. 상부단열보드와 하부단열보드 사이에 위치하는 주2차방벽과, 서로 이웃하게 배치되는 상기 주2차방벽의 사이 틈새를 덮는 보조2차방벽의 정렬위치를 표시하기 위한 지그장치로서,
    중앙에 하부를 향해 십자형 빔을 발산하는 레이저포인트를 갖는 평판 형태의 베이스;
    상기 베이스의 네 모서리 부분에 마련되며, 상기 보조2차방벽의 모서리 부분의 정렬위치를 상기 하부단열보드 위의 표면에 표시하기 위한 표시면을 갖는 위치표시부;를 포함하는 화물창 방벽 설치용 지그장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스는 사각 형상으로 이루어지고, 상기 표시면은 상기 베이스의 모서리 부분에서 외측방향으로 돌출되어 연장 형성되되 서로 이웃하는 상기 베이스의 측면과 소정 각도를 형성하는 화물창 방벽 설치용 지그장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스에는 상기 십자형 빔의 위치 확인을 위한 절개된 형태의 적어도 하나 이상의 확인홀이 마련되는 화물창 방벽 설치용 지그장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스의 상면 중앙에서 상부로 돌출된 손잡이부를 더 포함하는 화물창 방벽 설치용 지그장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 위치표시부의 돌출된 전면은 대응하는 상기 주2차방벽의 모서리에 이웃하는 두 면을 감싸는 형상으로 마련되는 화물창 방벽 설치용 지그장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스는 상면 중앙에 돌출된 손잡이부와, 상기 손잡이부의 둘레 방향을 따라 이격 배치되되 상기 베이스에 절개된 적어도 하나 이상의 확인홀을 갖는 사각 형상으로 마련되고,
    상기 표시면은 이웃하는 상기 베이스의 측면과 소정각도를 이루도록 상기 베이스의 네 모서리 부분에서 각각 서로 평행하게 돌출되는 한 쌍을 구비하며,
    서로 이웃하는 상기 베이스의 측면과 상기 표시면에 의해 상기 보조2차방벽의 정렬위치를 표시하는 화물창 방벽 설치용 지그장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저포인트는 화물창 내면에 격자 형태로 표시된 가이드라인의 교차점과 일치되도록 상기 십자형 빔을 발산하는 화물창 방벽 설치용 지그장치.
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