KR101540328B1 - 1차방벽용 보강부재 - Google Patents

Abstract

1차방벽용 보강부재가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 1차방벽용 보강부재는 1차방벽의 코러게이션 내측에 삽입되는 1차방벽용 보강부재에 있어서, 단열보드 상부에 배치되는 공동지지부; 및 공동지지부로부터 코러게이션 내면 쪽으로 연장 형성되되, 공동지지부 상면에 서로 이격되게 배치된 복수의 보강지지부;를 포함한다.

Description

1차방벽용 보강부재{REINFORCEMENT MEMBER USED FOR MEMBRANE }

본 발명은 1차방벽용 보강부재에 관한 것이다.

운반선의 액화천연가스(LNG) 화물창은 대략 -163℃로 냉각된 액화천연가스를 저장하므로, 극저온에 견딜 수 있는 재료로 제작되며, 열응력 및 열수축에 강하고, 열침입을 차단할 수 있는 인슐레이션 구조로 이루어진다. 화물창은 화물창 내측으로부터 외측 방향으로 1차방벽, 상부단열보드, 2차방벽 및 하부단열보드를 구비하고, 내부선체(inner hull)와 결합된 상태로 제공된다.

여기서, 1차방벽은 주름진 형태의 코러게이션을 갖도록 형성되며, 코러게이션은 열수축 발생 시 일정량 변형됨으로써 용접 부위에서의 열응력을 줄여준다. 1차방벽은 예컨대 스테인리스 스틸 등과 같은 금속 소재로 이루어질 수 있다. 이러한 1차방벽은 극저온 유체인 LNG와 직접적으로 접촉되고 운항 중에는 LNG 슬러싱(sloshing)이 발생하기 때문에, 슬러싱 하중에 대한 저항력을 보강하기 위하여 코러게이션 내부에 보강부재를 삽입할 필요성이 있다.

이에 한국공개특허 제2009-0094505호(2009.09.08 공개)는 금속 멤브레인(1차방벽)의 코러게이션 내부로 일정 형태를 가지는 불연성 폼의 충진재를 채워 넣어 강성을 보강한 기술을 공개한 바 있다.

한국공개특허 제2009-0094505호(2009.09.08 공개)

본 발명의 실시 예는 슬러싱 하중에 대한 저항력을 보강하여 1차방벽 코러게이션의 변형을 방지하는 1차방벽용 보강부재를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 1차방벽의 코러게이션 내측에 삽입되는 1차방벽용 보강부재에 있어서, 단열보드 상부에 배치되는 공동지지부; 및 상기 공동지지부로부터 상기 코러게이션 내면 쪽으로 연장 형성되되, 상기 공동지지부 상면에 서로 이격되게 배치된 복수의 보강지지부;를 포함하는 1차방벽용 보강부재가 제공될 수 있다.

상기 보강지지부는 상기 코러게이션의 형상에 대응되는 패턴으로 상기 공동지지부 상면에 배치될 수 있다.

상기 공동지지부는 중앙부위에 볼록하게 형성된 통로부와, 상기 통로부로부터 양측으로 연장 형성된 평탄부를 포함할 수 있다.

상기 보강지지부는 상기 통로부 상단에 일정 간격으로 세로로 배치된 평판형의 지지플레이트와, 상기 지지플레이트의 길이방향으로 각각의 상기 지지플레이트의 끝단부에 형성되며, 상기 코러게이션과 대면하는 부위가 상기 코러게이션의 곡면에 대응되게 형성된 곡면플레이트를 포함할 수 있다.

상기 지지플레이트는 각각의 상기 곡면플레이트가 형성하는 패턴이 상기 코러게이션과 대응되는 형상을 갖도록 상기 통로부 상단에 방사형으로 배치될 수 있다.

상기 평탄부는 양측 단부가 상기 곡면플레이트와 반원형상을 형성하도록 상측으로 일정 길이로 절곡 연장될 수 있다.

상기 통로부를 가로질러 형성되며, 상기 공동지지부를 지지하는 연결부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 1차방벽용 보강부재 및 이를 포함하는 화물창 방벽구조는 슬러싱 하중에 대한 저항력을 보강하여 1차방벽 코러게이션의 변형을 방지할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 보강부재를 포함하는 선박 화물창의 방벽구조의 단면도이다.
도 2와 도 3은 도 1에 도시된 보강부재가 1차방벽의 코러게이션 내측에 삽입된 형태를 단면도와 사시도로 각각 도시한 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 보강부재의 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 보강부재간의 연결을 위해 보강부재의 통로부에 연결부재가 마련된 형태를 사시도로 도시한 것이다.
도 6은는 도 5에 도시된 보강부재가 서로 연결된 형태를 사시도로 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 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 극저온 유체(예컨대, 액화천연가스(LNG))를 저장하는 선박 화물창의 방벽구조는 하부단열보드(10), 2차방벽(20), 상부단열보드(30), 연결보드(40), 스트립부재(50), 1차방벽(100) 및 보강부재(200)를 포함한다.

하부단열보드(10)는 화물창 내벽(2)과 2차방벽(20) 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(R-PUF, 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.

2차방벽(20)은 주 2차방벽(21)와 보조 2차방벽(22)을 포함한다. 주 2차방벽(21)은 하부단열보드(10) 상부에 적층된다. 주 2차방벽(21)은 예컨대, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 황동, 아연 등의 금속 재료로 제작된 복수의 시트로 구성될 수 있다. 또한, 다른 예로서 주 2차방벽(21)은 금속 시트와 섬유 강화복합재료로 구성된 복합재료시트로 구성될 수 있다. 그리고, 보조 2차방벽(22) 또한 주 2차방벽(21)과 마찬가지로 금속 재료로 제작된 복수의 시트로 구성될 수 있다.

상부단열보드(30)는 1차방벽(100)과 2차방벽(20) 사이에 마련되며, 복수의 단위이동블록 형태의 상부단열부재(31) 및 상부단열부재(31) 상부의 제1보호판(32)을 포함한다. 상부단열부재(31)는 하부단열부재(12)와 동일한 재료로 제작될 수 있으며, 제1보호판(32)은 플라이우드(Plywood) 등의 재료로 제작될 수 있다.

연결보드(40)는 양측의 상부단열보드(30) 사이에 개재되며, 상부단열부재(31) 사이에 개재되는 연결부재(41)와 연결부재(41) 상부의 제2보호판(42)을 포함한다.

스트립부재(50)는 상부단열보드(30)와 1차방벽(100) 사이에 개재된다. 스트립부재(50)는 1차방벽(100)의 수축팽창에 따라 이동 가능하게 상부단열보드(30)의 제1보호판(32)에 형성된 홈 형태의 결합영역에 배치된다. 또, 스트립부재(50)의 상부에는 1차방벽(100)이 용접 접합되며, 열응력에 의해 수축팽창하는 1차방벽(100)의 움직임에 따라 스트립부재(50)가 움직이게 된다. 이를 통해, 열응력을 완화시켜 화물창 방벽의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또, 1차방벽(100)이 스트립부재(50)의 상부를 가압하는 방식으로 설치되어, 1차방벽(100)의 수축팽창에 따라 스트립부재(50)가 함께 움직이도록 할 수도 있다. 이러한 스트립부재(50)는 예컨대, 스테인리스 스틸 등의 재료로 제작될 수 있다.

상술한 1차방벽(100)은 LNG와 직접 접촉되며, 스테인리스 스틸(SUS) 등과 같은 금속 소재로 제작되어 다양한 형태 및 방식으로 상부단열보드(30) 상부에 설치될 수 있다. 1차방벽(100)은 주름진 형태의 코러게이션(101)과, 용접 접합되는 부위인 접합부(102)를 가진다.

보강부재(200)는 1차방벽의 코러게이션(101) 내측에 삽입되며, 슬러싱 하중에 대한 저항력을 보강하여 1차방벽 코러게이션(101)의 변형을 방지한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 보강부재(200)는 상부단열보드(30) 상부에 배치되며, 코러게이션(101)의 길이방향으로 일정 길이로 제작된 공동지지부(201) 및 공동지지부(201)로부터 코러게이션(101) 내면 쪽으로 연장 형성되며, 코러게이션(101)의 형상에 대응되는 패턴으로 공동지지부(201) 상면에 서로 이격되게 배치된 복수의 보강지지부(202)를 포함한다. 보강부재(200)의 보강지지부(202)는 코러게이션(101) 내면에 접촉되거나 일정거리 이격되게 마련될 수 있다. 공동지지부(201)와 보강지지부(202)는 동일한 길이를 가질 수 있다.

공동지지부(201)로부터 코러게이션(101) 내면 쪽으로 연장 형성된 보강지지부(202)가 일정 간격으로 배치되어 있어, 선체 변형에 유동적으로 대응할 수 있다. 보강부재(200)는 그 형성된 패턴이 코러게이션(101)과 대응되는 반원형상을 가질 수 있으며 보강지지부(202)가 일정 간격으로 배치되어 있어, 슬러싱 하중에 의한 코러게이션(101) 변형에 효과적으로 대응할 수 있다. 또, 보강부재(200)는 코러게이션(101) 내측에 배치되되, 코러게이션(101) 내측에 빈 여유 공간이 확보되도록 오픈 구조로 이루어져, 코러게이션(101)을 통해 가스 유동이 자유롭게 이루어지도록 한다. 여기서, 가스는 코러게이션(101)의 기밀 검사 또는 수분 제거용으로 주입되는 가스를 포함할 수 있다.

이러한 보강부재(200)는 코러게이션(101)과 동일한 재질로 제작되거나, 불연성 폼, 나무재, 합판, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 유리섬유 보강형 폴리카보네이트, 폴리에테르 이미드, 확장형 폴리스틸렌 등 하나 이상에 의해 제작될 수 있다. 또, 보강부재(200)는 알루미늄(aluminum)이나 황동(brass) 등 스테인리스 스틸의 경도보다 낮은 경도의 재질로 제작될 수 있다.

상술한 공동지지부(201)는 중앙부위에 볼록하게 형성된 통로부(201a)와, 통로부(201a)로부터 양측으로 연장 형성된 평탄부(201b)를 포함한다. 통로부(201a)는 코러게이션(101)과 대응되는 반원형상으로 형성될 수 있다. 통로부(201a)는 공동지지부(201)의 길이 방향으로 형성될 수 있으며, 다른 예로서 다각형 형상으로 형성될 수도 있다. 평탄부(201b)는 상부단열보드(30)에 접하도록 평평하게 마련되되, 그 양측 단부가 후술할 곡면플레이트(202b)와 반원형상을 형성하도록 상측으로 일정 길이로 절곡 연장될 수 있다.

보강지지부(202)는 통로부(201a) 상단에 일정 간격으로 세로로 배치된 평판형의 지지플레이트(202a)와, 각각의 지지플레이트(202a)의 끝단부에 지지플레이트(202a)에 대해 가로로 형성되며, 코러게이션(101)과 대면하는 부위가 코러게이션(101)의 곡면에 대응되게 형성된 곡면플레이트(202b)를 포함한다. 여기서, 지지플레이트(202a)는 각각의 곡면플레이트(202b)가 형성하는 패턴이 코러게이션(101)과 대응되는 반원형상을 갖도록 통로부(201a) 상단에 방사형으로 배치될 수 있다. 곡면플레이트(202b)는 지지플레이트(202a)에 대해 가로로 형성될 수 있으며, 지지플레이트(202a)의 길이방향으로 길게 마련될 수 있다.

도 5와 도 6을 참조하면, 상술한 보강부재(200)는 코러게이션(101) 내측에 복수 개로 설치될 수 있다. 이 경우, 보강부재(200) 간의 연결을 위해 통로부(201a)를 가로질러 형성되며, 공동지지부(201)를 지지하는 연결부재(210)가 마련될 수 있다. 이때, 교차된 부위에서 각 연결부재(210)는 결속부재(220)에 의해 서로 연결된다. 연결부재(210)는 예컨대, 1차방벽(100) 또는 공동지지부(201)와 동일한 재료로 제작될 수 있다. 연결부재(210)를 통해 보강부재(200) 간의 연결이 이루어짐으로써, 보강부재(200) 간의 연속성을 가질 수 있다. 또, 코러게이션(101) 내측에 필요한 만큼 일정 간격으로 보강부재(200)를 설치하여 시공 상의 편의 및 슬러싱 하중에 의한 코러게이션(101) 변형을 방지할 수 있다. 또, 보강부재(200)는 코러게이션(101)과 일정거리 이격되게 설치되므로, 보강부재(200)의 움직임(떨림)을 줄일 수 있다. 참고로, 상술한 도 4 내지 도 5에서는 이해를 돕기 위해 1차방벽의 코러게이션(101)은 도시하지 않았다.

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: 2차방벽
30: 상부단열보드 40: 연결보드
50: 스트립부재 100: 1차방벽
101: 코러게이션 200: 보강부재
201: 공동지지부 202: 보강지지부

Claims (7)

1차방벽의 코러게이션 내측에 삽입되는 1차방벽용 보강부재에 있어서,
단열보드 상부에 배치되는 공동지지부; 및
상기 공동지지부로부터 상기 코러게이션 내면 쪽으로 연장 형성되되, 상기 공동지지부 상면에 서로 이격되게 배치된 복수의 보강지지부;를 포함하되,
상기 공동지지부는 중앙부위에 볼록하게 형성된 통로부를 포함하고,
상기 보강지지부는 상기 통로부 상단에 일정 간격으로 세로로 배치된 평판형의 지지플레이트와, 상기 지지플레이트의 길이방향으로 각각의 상기 지지플레이트의 끝단부에 형성되며, 상기 코러게이션과 대면하는 부위가 상기 코러게이션의 곡면에 대응되게 형성된 곡면플레이트를 포함하는 1차방벽용 보강부재.

제1항에 있어서,
상기 보강지지부는 상기 코러게이션의 형상에 대응되는 패턴으로 상기 공동지지부 상면에 배치된 1차방벽용 보강부재.

제1항에 있어서,
상기 공동지지부는 상기 통로부로부터 양측으로 연장 형성된 평탄부를 더 포함하는 1차방벽용 보강부재 .

삭제

제1항에 있어서,
상기 지지플레이트는 각각의 상기 곡면플레이트가 형성하는 패턴이 상기 코러게이션과 대응되는 형상을 갖도록 상기 통로부 상단에 방사형으로 배치된 1차방벽용 보강부재.

제3항에 있어서,
상기 평탄부는 양측 단부가 상기 곡면플레이트와 반원형상을 형성하도록 상측으로 일정 길이로 절곡 연장된 1차방벽용 보강부재.

제3항에 있어서,
상기 통로부를 가로질러 형성되며, 상기 공동지지부를 지지하는 연결부재를 더 포함하는 1차방벽용 보강부재.

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