KR101571426B1 - 1차방벽용 보강유닛 - Google Patents

Abstract

1차방벽용 보강유닛이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 1차방벽용 보강부재는 1차방벽의 코러게이션 내측에 층층이 배치되며, 서로 간에 공극이 형성된 복수의 보강부재; 및 단열보드 상부에 배치되며, 보강부재를 지지하는 지지부재를 포함한다.

Description

1차방벽용 보강유닛{REINFORCEMENT UNIT USED FOR MEMBRANE }

본 발명은 1차방벽용 보강유닛에 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 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 보강유닛을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 1차방벽의 코러게이션 내측에 층층이 배치되며, 서로 간에 공극이 형성된 복수의 보강부재; 및 단열보드 상부에 배치되며, 상기 보강부재를 지지하는 지지부재를 포함하는 1차방벽용 보강유닛이 제공될 수 있다.

상기 보강부재는 금속환봉과 상기 금속환봉을 둘러싼 탄성부재를 포함할 수 있다.

상기 보강부재는 원통형으로 마련되고, 하부의 보강부재는 상위의 보강부재에 비해 큰 직경을 가질 수 있다.

각각의 상기 보강부재는 적어도 일면이 상기 코러게이션 내면에 접촉되며, 상기 접촉된 면을 서로 연결할 경우 상기 코러게이션에 대응되는 형상을 가질 수 있다.

상기 보강부재 간 서로 접촉되는 계면은 접착제에 의해 접착될 수 있다.

상기 보강부재는 결속수단에 의해 묶여진 상태로 상기 코러게이션 내측에 삽입될 수 있다.

상기 결속수단이 상기 보강부재의 외면 바깥쪽으로 돌출되지 않도록 상기 보강부재의 외주면에는 상기 결속수단이 삽입되는 삽입홈이 형성될 수 있다.

상기 지지부재는 일정 간격으로 형성된 복수의 돌출부와, 상기 보강부재 중 하위의 보강부재가 안착되도록 상기 돌출부 사이에 형성된 안착부와, 상기 돌출부 중 바깥쪽 돌출부로부터 양측으로 연장 형성된 곡면부를 포함하고, 상기 안착부는 상기 보강부재의 외면과 대응되는 오목 형상을 가질 수 있다.

상기 지지부재의 폭은 상기 코러게이션의 폭에 대응되는 크기를 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 1차방벽용 보강유닛은 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 보강유닛을 포함하는 선박 화물창의 방벽구조의 단면도이다.
도 2와 도 3은 도 1에 도시된 보강유닛과 1차방벽 코러게이션 간의 결합관계를 사시도로 도시한 것이다.
도 4는 도 2에 도시된 보강유닛의 부강부재가 결속수단에 의해 묶여진 형태를 도시한 것이다.
도 5는 도 2에 도시된 보강유닛의 지지부재에 통로부가 형성된 형태를 사시도로 도시한 것이다.
도 6은 도 5의 통로부에 삽입된 고정클립이 코러게이션 간의 교차부위에 끼워지는 형태를 도시한 것이다.
도 7은 도 1의 지지부재가 상부단열보드에 형성된 결합영역에 삽입되는 형태를 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 1과 도 2를 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 보강유닛을 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. 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.

1차방벽(100)은 LNG와 직접 접촉되며, 스테인리스 스틸(SUS) 등과 같은 금속 소재로 제작되어 다양한 형태 및 방식으로 상부단열보드(30) 상부에 설치될 수 있다. 또, 1차방벽(100)은 알루미늄 합금, 인바(Invar), 9% 니켈강 등 저온 취성에 강한 재질로 제작될 수도 있다. 1차방벽(100)은 주름진 형태의 코러게이션(101)과, 용접 접합되는 부위인 접합부(102)를 가진다. 코러게이션(101)은 예컨대 단면 형상이 반원형상일 수 있다.

보강유닛은 보강부재(210) 및 지지부재(220)를 포함한다. 도 2와 도 3을 참조하면, 보강부재(210)는 복수 개로 마련되어 1차방벽(100)의 코러게이션(101) 내측에 층층이 배치되며, 서로 간에 공극이 형성된다. 보강부재(210)는 금속환봉(211)과 금속환봉(211)을 둘러싼 탄성부재(212)를 포함할 수 있다. 금속환봉(211)은 스테인리스 스틸, 알루미늄, 인바(Invar) 등에 의해 제작될 수 있다. 탄성부재(212)는 실리콘폼과, EPE(Expanded Polyethylene) 및 EPDM (Ethylene propylene diene monomer) 등의 발포형 고분자 재료에 의해 제작될 수 있다. 이는 보다 효과적으로 외력으로부터 코러게이션(101)의 변형을 방지하기 위함이다.

또 보강부재(210)는 원통형으로 마련되고, 보강부재(210) 중 적어도 하나는 다른 직경을 가질 수 있다. 예컨대, 하위의 보강부재(210)는 상위의 보강부재(210)에 비해 큰 직경을 가질 수 있고, 이를 통해 상위의 보강부재(210)를 안정적으로 지탱하면서 슬로싱 하중에 대한 효과적인 저항력을 갖도록 할 수 있다.

또 각각의 보강부재(210)는 적어도 일면이 코러게이션(101) 내면에 접촉되며, 접촉된 면을 서로 연결할 경우 코러게이션(101)에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 보강부재(210) 간 서로 접촉되는 계면은 접착제에 의해 접착될 수 있다.

도 4를 참조하면, 상술한 보강부재(210)는 결속수단(202)에 의해 묶여진 상태로 코러게이션(101) 내측에 삽입될 수 있다. 여기서 결속수단(202)이 보강부재(210)의 외면 바깥쪽으로 돌출되지 않도록 보강부재(210)의 외주면에는 결속수단(202)이 삽입되도록 삽입홈(202a)이 형성될 수 있다.

도 2와 도 3을 참조하면, 지지부재(220)는 보강부재(210)를 지지하며, 일정 간격으로 형성된 복수의 돌출부(221)와, 보강부재(210) 중 하위의 보강부재(210)가 안착되도록 돌출부(221) 사이에 형성된 안착부(222)와, 돌출부(221) 중 바깥쪽 돌출부(221)로부터 양측으로 연장 형성된 곡면부(223a,223b)를 포함한다. 이러한 지지부재(220)의 폭은 코러게이션(101)의 폭에 대응되는 크기로 형성될 수 있다.

여기서, 안착부(222)는 보강부재(210)의 외면과 대응되는 오목 형상을 가질 수 있다. 이는 원형의 보강부재(210)가 안정적으로 안착되도록 하고, 외력으로부터 코러게이션(101)의 변형을 방지하기 위함이다.

또, 곡면부(223a,223b)는 접촉되는 1차방벽(100)의 코러게이션(101) 내면과 대응되는 형상으로 마련되고, 코러게이션(101)의 내면에 접착제, 용접 등에 의해 접합될 수 있다.

또, 도 5와 도 6을 참조하면, 상술한 지지부재(220)의 돌출부(221)는 길이방향으로 하부에 통로부(224)를 형성할 수 있다. 그리고, 제1지지부재(220)와 제2지지부재(220) 간의 통로부(224)에 양단부가 삽입되는 고정클립(205)이 마련될 수 있다. 고정클립(205)을 코러게이션(101) 간의 교차부위(105)에 끼우는 방식으로 지지부재(220)와 코러게이션(101) 간의 결합이 효과적으로 이루어질 수 있다.

도 7의 (a)와 (b)를 참조하면, 지지부재(220)는 하부가 상부단열보드(30)에 형성된 결합영역(S1)에 삽입되는 형태로 마련될 수 있으며, 리벳 등을 포함하는 결합부재(7)에 의해 상부단열보드(30)에 기계식으로 결합될 수 있다. 여기서, 지지부재(220)는 지지부재(220)의 외면 바깥쪽으로 돌출되지 않도록 결합부재(7)가 결합되는 체결홈(H1)을 형성할 수 있다. 결합부재(7)가 지지부재(220)의 체결홈(H1)을 통해 상부단열보드(30;31,32)의 결합홈(H2)에 체결되는 방식으로 지지부재(220)와 상부단열보드(30) 간 결합이 이루어질 수 있다.

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 210: 보강부재
220: 지지부재

Claims (9)

1차방벽의 코러게이션 내측에 층층이 배치되며, 서로 간에 공극이 형성된 복수의 보강부재; 및
단열보드 상부에 배치되며, 상기 보강부재를 지지하는 지지부재;를 포함하되,
각각의 상기 보강부재는 적어도 일면이 상기 코러게이션 내면에 접촉되며, 상기 접촉된 면을 서로 연결할 경우 상기 코러게이션에 대응되는 형상을 가지는 1차방벽용 보강유닛.

제1항에 있어서,
상기 보강부재는 금속환봉과 상기 금속환봉을 둘러싼 탄성부재를 포함하는 1차방벽용 보강유닛.

제2항에 있어서,
상기 보강부재는 원통형으로 마련되고, 하부의 보강부재는 상위의 보강부재에 비해 큰 직경을 가진 1차방벽용 보강유닛.

삭제

제1항에 있어서,
상기 보강부재 간 서로 접촉되는 계면은 접착제에 의해 접착되는 1차방벽용 보강유닛.

제1항에 있어서,
상기 보강부재는 결속수단에 의해 묶여진 상태로 상기 코러게이션 내측에 삽입되는 1차방벽용 보강유닛.

제6항에 있어서,
상기 결속수단이 상기 보강부재의 외면 바깥쪽으로 돌출되지 않도록 상기 보강부재의 외주면에는 상기 결속수단이 삽입되는 삽입홈이 형성된 1차방벽용 보강유닛.

1차방벽의 코러게이션 내측에 층층이 배치되며, 서로 간에 공극이 형성된 복수의 보강부재; 및
단열보드 상부에 배치되며, 상기 보강부재를 지지하는 지지부재;를 포함하되,
상기 지지부재는 일정 간격으로 형성된 복수의 돌출부와,
상기 보강부재 중 하위의 보강부재가 안착되도록 상기 돌출부 사이에 형성된 안착부와,
상기 돌출부 중 바깥쪽 돌출부로부터 양측으로 연장 형성된 곡면부를 포함하고,
상기 안착부는 상기 보강부재의 외면과 대응되는 오목 형상을 가진 1차방벽용 보강유닛.

제8항에 있어서,
상기 지지부재의 폭은 상기 코러게이션의 폭에 대응되는 크기를 갖도록 형성된 1차방벽용 보강유닛.

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