KR101617037B1 - 화물창 방벽구조 - Google Patents

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Abstract

화물창 방벽구조가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방벽구조는 화물창 내벽 상부에 배열된 하부단열보드; 하부단열보드 상부에 배치되는 2차방벽; 및 2차방벽과 1차방벽 사이에 개재된 상부단열보드;를 포함하되, 2차방벽은 하방향으로 곡면 형상을 가진 주름부를 형성하고, 하부단열보드는 주름부가 배치되도록 주름부에 대응되는 위치에 오목홈을 형성한다.

Description

화물창 방벽구조{CARGO BARRIER STRUCTURE}
본 발명은 화물창 방벽구조에 관한 것이다.
극저온 유체(예컨대, LNG)를 운반하는 선박 화물창의 방벽구조는 통상적으로 1차방벽, 상부단열보드, 2차방벽 및 하부단열보드가 결합된 구조이다. 이는, 1차방벽에 소량의 극저온 유체의 누출이 있을 경우, 2차방벽에서 해당 유체의 추가적인 누출을 방지하기 위함이다.
화물창 방벽설치를 위해, 화물창 내벽에 하부단열보드를 고정시키고, 하부단열보드 상부에 주2차방벽을 설치한다. 다음으로 하부단열보드 간에 형성된 공간을 커버하기 위해 양측의 주2차방벽 상면과 일부가 겹치도록 보조2차방벽을 설치한다. 다음으로, 2차방벽 상부에 상부단열보드, 이들을 연결시키는 연결보드 및 1차방벽을 설치한다. 이때, 2차방벽의 경우 열응력에 효과적으로 대응하기 위해 하방향으로 곡면 형상의 주름부를 형성할 수 있다.
그러나, 주름부가 형성된 2차방벽을 하부단열보드 상부에 배열시킨 경우, 2차방벽의 주름부와 하부단열보드 간 간섭이 발생할 수 있다. 상술한 내용과 관련된 기술로서 한국공개특허 제10-2009-0080651호(2009.07.27. 공개)를 참조하기 바란다.
한국공개특허 제10-2009-0080651호(2009.07.27. 공개)
본 발명의 실시 예는 하부단열보드에 오목홈을 형성하여 2차방벽에 형성된 주름부와 하부단열보드 간 간섭을 효과적으로 방지할 수 있는 화물창 방벽구조를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면 화물창 내벽 상부에 배열된 하부단열보드; 상기 하부단열보드 상부에 배치되는 2차방벽; 및 상기 2차방벽과 1차방벽 사이에 개재된 상부단열보드;를 포함하되, 상기 2차방벽은 하방향으로 곡면 형상을 가진 주름부를 형성하고, 상기 하부단열보드는 상기 주름부가 배치되도록 상기 주름부에 대응되는 위치에 오목홈을 형성한 화물창 방벽구조가 제공될 수 있다.
상기 하부단열보드는 하부보호판과 하부단열부재 및 하부보조패널이 적층된 형태이고, 상기 오목홈은 상기 하부보조패널에 형성되거나, 상기 하부보조패널과 상기 하부단열부재에 걸쳐서 형성될 수 있다.
상기 하부단열보드와 동일 평면 상에 놓이도록 상기 하부단열보드 상부에 형성된 홈에 삽입되며, 상기 주름부와 대응되는 위치에 상기 오목홈이 형성된 보강부재를 더 포함할 수 있다.
상기 하부단열보드는 상부홈에 삽입된 고정편을 마련하고, 상기 고정편 상부에는 스터드볼트가 수직 고정되고, 상기 2차방벽은 상기 스터드볼트에 결합되도록 관통홀을 형성하며, 2개 이상의 상기 하부단열보드 간의 공간을 커버하도록 배치될 수 있다.
상기 상부단열보드는 상부보조패널, 상부단열부재 및 상부보호판이 적층된 형태이고, 상기 스터드볼트에 결합되는 내부홀을 형성하며, 하나 이상의 상기 하부단열보드와 대응되도록 제작되어 상기 2차방벽 상부에 배치될 수 있다.
상기 내부홀을 통해 상기 스터드볼트에 결합되며, 상기 상부보조패널에 의해 지지되는 와셔와, 상기 스터드볼트에 결합되어 상기 와셔 상부에서 하방으로 힘이 가해지도록 조여지는 너트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방벽구조는 하부단열보드에 오목홈을 형성하여 2차방벽에 형성된 주름부와 하부단열보드 간 간섭을 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 화물창 방벽구조의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 방벽구조 중 코너부 및 평탄부에 하부단열보드가 설치된 형태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 하부단열보드 상부에 2차방벽이 설치되는 형태를 분해 사시도로 도시한 것이다.
도 4 내지 도 6은 도 3의 2차방벽의 주름부에 대응되는 하부단열보드 위치에 오목홈이 형성된 형태를 단면도로 나타낸 것이다.
도 7은 도 1에 도시된 상부단열보드와 하부단열보드 간의 결합관계를 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 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 극저온 유체(예컨대, 액화천연가스(LNG))를 저장하는 화물창의 방벽구조는 평탄부 및 코너부에 설치된다. 화물창의 평탄부에 설치되는 방벽구조는 하부단열보드(110), 2차방벽(120), 상부단열보드(130) 및 1차방벽(140)을 포함한다.
하부단열보드(110)는 화물창 내벽 상부에 나란히 배열되고, 하부보호판(111), 하부단열부재(112) 및 하부보조패널(113)이 적층된 형태로 제작될 수 있다. 하부단열보드(110)는 선체(2)에 고정된 스터드볼트(미도시)에 결합되는 방식으로 고정될 수 있으며, 해당 스터드볼트(미도시)에 결합되는 내부홀을 형성할 수 있다. 하부단열보드(110)는 일체형의 단일체로 복수 개 제작되어 화물창 내벽에 배열될 수 있다. 예컨대, 하부단열보드(110)는 가로와 세로 길이가 1ｍ x 2ｍ 크기(1:2 비율)인 직사각형 형상으로 제작될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 가로와 세로 길이가 동일한 비율의 정사각형 형상으로 제작될 수도 있다. 하부단열보드(110) 간에 형성된 공간에는 글라스 울(glass wool)과 같은 충진부재가 삽입될 수 있다. 그러나, 이웃하는 하부단열보드(110)가 서로 밀착되도록 배열된 경우나, 밀착된 형태로 하부단열보드(110)가 여러 개 묶여져 일체형으로 제작된 경우에는 충진부재가 생략될 수도 있다.
하부보호판(111)은 선체(2) 내벽에 매스틱, 스터드볼트 등에 의해 고정될 수 있다. 하부보호판(111)은 예컨대, 플라이우드 등으로 제작될 수 있다. 하부단열부재(112)는 하부보호판(111) 상부에 배치되며, 폴리우레탄폼(PUF, Polyurethane Foam), 강화 폴리우레탄폼(RPUF, Reinforced PUF) 등으로 제작되어 극저온 상태의 유체로부터 선체를 보호할 수 있다. 하부단열부재(112)는 하부보호판(111)의 상부에 접착제(예컨대 글루 등)에 의해 접합될 수 있다.
하부보조패널(113)는 상부에 형성된 홈에 가로 및 세로 방향으로 스트립부재(114)를 마련할 수 있다. 하부보조패널(113)은 플라이우드 등으로 제작될 수 있다. 하부보조패널(113) 상부에 마련된 고정편(210)에는 스터드볼트(211)가 수직 고정될 수 있다. 다른 예로서 고정편(210)에 고정홀이 형성된 경우에는 해당 고정홀에 스터드볼트(211)를 나사 결합하는 형태로 고정시킬 수도 있다.
고정편(210)은 예컨대, 스테인리스 스틸 등을 포함하는 금속재료로 제작될 수 있다. 고정편(210)은 하부보조패널(113)에 형성된 결합홈(113a)에 결합되어 리벳 등과 같은 체결부재(R1)에 의해 고정될 수 있다. 고정편(210)은 사각, 원형 형상 등으로 제작될 수 있다.
2차방벽(120)은 스터드볼트(211)에 결합되도록 설정된 간격으로 관통홀(H1)을 형성하며, 하부보조패널(113)의 상부에 설치된다. 이를 통해 2차방벽(120)을 간편하고 효율적으로 설치할 수 있다. 2차방벽(120)은 서로 이웃하는 2개 이상의 하부단열보드(110) 사이의 공간을 커버하도록 하부단열보드(110) 간에 걸쳐서 배치된다. 2차방벽(120)은 하방향으로 곡면 형상을 가진 주름부(120a)를 형성하여 수축 팽창함으로써 극저온 유체에 의한 열응력에 효과적으로 대응할 수 있다.
2차방벽(120)의 관통홀(H1) 주변부는 고정편(210)에 원용접 방식으로 용접(W, 도 7 참조) 접합될 수 있다. 서로 이웃하는 2차 방벽의 주변부는 스트립부재(114) 상부에서 일부분이 겹쳐지게 용접될 수 있다. 예컨대, 겹치기용접, 맞대기용접, 레이저용접, 플라즈마 용접 등의 용접방식이 사용될 수 있다. 2차방벽(120)은 예컨대, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 황동, 아연 등의 금속 재료로 제작된 복수의 시트로 구성될 수 있다. 또한, 다른 예로서 금속 시트와 섬유 강화복합재료로 구성된 복합재료시트로 마련될 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 하부단열보드(110)에는 2차방벽(120)의 주름부(120a)와 하부단열보드(110)간 간섭이 발생하지 않도록 2차방벽(120)에 형성된 주름부(120a)에 대응되는 위치에 오목홈(110a)이 형성될 수 있다. 오목홈(110a)은 미리 설계에 따라 형성되어 있거나, 2차방벽(120) 배치 시 실시간 작업으로 형성될 수 있다. 오목홈(110a)의 깊이는 주름부(120a)가 배치될 수 있도록 주름부(120a) 높이에 대응되게 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 하부보조패널(113)의 두께(T1)가 주름부(120a)의 높이(T2)보다 작게 제작된 경우, 오목홈(110a)은 하부보조패널(113)과 하부단열부재(112)에 걸쳐서 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 다른 예로서 하부보조패널(113)의 두께(T1)가 주름부(120a)의 높이(T2)보다 크게 제작된 경우, 하부보조패널(113)에만 오목홈(110a)이 형성될 수 있다. 이를 통해 단열 성능을 더 향상시키면서, 2차방벽(120)의 주름부(120a)와 하부단열보드(110)간 간섭을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 6을 참조하면, 또 다른 예로서 하부보조패널(113)의 두께(T1)가 주름부(120a)의 높이(T2)보다 작게 제작된 경우, 하부단열보드(110)와 동일 평면 상에 놓이도록 하부단열보드(110) 상부에 형성된 홈에 보강부재(115)가 삽입될 수 있다. 보강부재(115)에는 주름부(120a)와 대응되는 위치에 오목홈(110a)이 형성되어 있다. 보강부재(115)는 하부보조패널(113)과 동일한 플라이우드로 제작되거나, 금속재 및 복합재 중 하나 이상에 의해 제작될 수 있다.
도 1과 도 2를 참조하면, 상부단열보드(130)는 2차방벽(120)과 1차방벽(140) 사이에 개재되며, 상부보호판(131)과 그 하부의 상부단열부재(132)를 포함한다. 상부보호판(131)은 플라이우드(Plywood) 등의 재료로 제작될 수 있다. 상 부보호판(131)에 형성된 홈에 스트립부재(160)가 마련될 수 있다. 스트립부재(160)의 상부에는 1차방벽(140)이 배치되며, 1차방벽(140)의 수축팽창에 따라 스트립부재(160)가 함께 슬라이딩될 수 있다. 스트립부재(160)는 예컨대, 스테인리스 스틸 등의 재료로 제작될 수 있다. 상부단열부재(132)는 폴리우레탄폼 재질, 강화 폴리우레탄폼 등으로 제작되어 극저온 상태의 유체로부터 선체를 보호할 수 있다.
상부단열보드(130)는 하부단열보드(110) 상부의 스터드볼트(211)와 결합되는 방식으로 2차방벽(120) 상부에 밀착되게 효율적으로 설치될 수 있다. 상부단열보드(130)는 각각 동일한 크기와 형태를 갖도록 제작되어 배열될 수 있다. 상부단열보드(130)는 하측의 하부단열보드(110)와 일대일로 대응되도록 하부단열보드(110)와 동일한 크기를 갖도록 제작될 수 있다. 다른 예로서 하부단열보드(110)의 가로와 세로 길이가 동일하게 제작된 정사각형 형상인 경우, 상부단열보드(130)는 2개 이상의 하부단열보드(110)와 대응되도록 제작되어, 2차방벽(120) 상부에 나란히 배치될 수 있다.
또, 상부단열보드(130)는 서로 이웃하는 다른 상부단열보드(130)의 측면과 접하여 계면을 형성할 수 있다. 상부단열보드(130) 간 형성된 계면은 그 하측의 하부단열보드(110) 간 형성된 계면과 일치할 수 있다.
종래에는 상부단열보드 사이에 연결보드를 삽입시켜 상부단열보드 사이를 연결시켰다. 그러나, 본 발명의 실시 예를 통해 연결보드 없이도 상부단열보드(130) 간 연결이 이루어져 간편한 방벽 설치 작업이 이루어질 수 있다.
또, 종래에는 상부단열보드 상단에 형성된 홈에 앵커플레이트를 끼우고, 앵커플레이트의 양단부 중 어느 한쪽을 고정시켜 다른 쪽이 이웃하는 상부단열보드를 가압시키는 방식으로 상부단열보드를 서로 결속시켰다. 그러나, 상술한 본 발명의 실시 예에 의해, 상부단열보드(130)를 서로 연결시키기 위한 별도의 부재가 사용되지 않아도 되며, 작업시간 및 부재 제작에 따른 비용을 줄이고 보다 효율적으로 방벽 설치작업이 이루어질 수 있다.
도 7을 참조하면, 상부단열보드(130)는 상부단열부재(132)와 2차방벽(120) 사이에 개재된 상부보조패널(134)과, 상부보조패널(134)과 2차방벽(120) 사이에 개재되어 화물창 내부에 저장되는 액화가스에 의한 슬로싱(sloshing) 충격으로부터 화물창 방벽을 보호하는 충격흡수층(133)을 더 포함할 수 있다. 충격흡수층(133)은 다른 예에서 생략될 수도 있다. 상부보조패널(134)은 플라이우드 등으로 제작될 수 있다. 충격흡수층(133)은 예컨대 폼 재료로서 멜라민폼(melamine foam)으로 제작될 수 있다. 멜라민폼은 아미노수지 계열인 멜라민 수지를 기반으로 한 개방형 폼으로서 충격을 흡수할 수 있을 뿐만 아니라 단열 성능도 우수하다. 그러나, 이에 한정되지는 않으며 충격흡수층(133)은 화물창 내부에 저장되는 액화가스에 의한 슬로싱 충격으로부터 화물창 방벽을 보호할 수 있는 다양한 재료로 제작될 수 있다.
스터드볼트(211)와 결합되는 상부단열보드(130)의 결합부위에는 내부홀(130a)이 가공되어 있어 내부홀(130a)을 통해 삽입된 와셔(212)와 너트(213)가 충격흡수층(133)과 상부보조패널(134)의 관통홀을 통해 내부홀(130a) 쪽으로 돌출된 스터드볼트(211)에 체결되어, 너트(213)의 조임에 의해 와셔(212)가 상부보조패널(134)을 가압하게 된다. 내부홀(130a)에는 폼(foam) 등으로 충진된 플러그부재(미도시)가 배치될 수 있고, 플라이우드 등으로 제작된 마개(135, 도 1 참조)에 의해 내부홀(130a) 상단이 마감 처리될 수 있다.
도 1을 참조하면, 상술한 1차방벽(140)은 극저온 유체에 직접적으로 접촉되며, 스테인리스 스틸(SUS) 등과 같은 금속 소재로 제작될 수 있다. 또 1차방벽(140)은 열응력에 대응할 수 있도록 곡면 형태의 주름부(140a)를 형성할 수 있다.
이하, 화물창의 코너부에 설치되는 방벽구조에 대해서 설명한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 화물창의 코너부에 설치되는 방벽구조는 코너부 하부단열보드(10), 곡면형 2차방벽(12), 코너부 상부단열보드(20) 및 코너부 1차방벽(22)을 포함한다.
코너부 하부단열보드(10)는 각각 단일체로 분리 제작된 제1코너부 단열보드(10a)와 제2코너부 단열보드(10b)를 포함한다. 제1코너부 단열보드(10a)는 화물창의 코너부 바닥면에 횡방향으로 배치되고, 제2코너부 단열보드(10b)는 화물창의 코너부 측면에 종방향으로 배치된다. 화물창 측면 쪽으로 경사면을 형성하는 제1코너부 단열보드(10a)의 일측에는 제2코너부 단열보드(10b)의 경사면이 밀착되어 계면(B)을 형성한다. 코너부 하부단열보드(10)는 상부 모서리 부위가 경사진 형태로 모따기 처리되어, 2차방벽 주름부의 교차되는 부위가 해당 부위에 적합하게 배치되도록 할 수 있다.
화물창 코너부위 형태에 따라 제1코너부 단열보드(10a)와 제2코너부 단열보드(10b)는 예컨대, 90도, 135도 각도 등으로 배치될 수 있다. 코너부 하부단열보드(10)는 상술한 화물창 평탄부에 설치되는 하부단열보드(110)와 동일한 적층 구조일 수 있다. 각각 단일체로 분리 제작되어 화물창의 코너부에 횡방향과 종방향으로 설치되는 제1코너부 단열보드(10a)와 제2코너부 단열보드(10b)를 포함하는 코너부 하부단열보드(10)를 마련함으로써, 극저온 유체에 의한 열응력과 선체 변형에 따른 박리응력 및 전단응력 등에 효율적으로 대응할 수 있다.
곡면형 2차방벽(12)은 지지부재(11) 상부에 배치되되, 계면(B)을 중심으로 곡면 형상의 코너부위(12a)가 배치된다. 곡면형 2차방벽(12)은 곡면형의 코너부위(12a)로부터 양측으로 평탄부위(12b)를 연장 형성하며, 제1코너부 단열보드(10a)와 제2코너부 단열보드(10b) 간 결합각도에 따라 코너부위(12a)의 굽어진 정도가 미리 설계 및 제작될 수 있다.
곡면형 2차방벽(12)은 리벳 등을 포함하는 체결부재에 의해 양쪽 평탄부위(12b)의 단부 측이 제1코너부 단열보드(10a)와 제2코너부 단열보드(10b) 상부에 각각 결합된다. 이와 같이, 제1코너부 단열보드(10a)와 제2코너부 단열보드(10b)는 상부에 배치되는 곡면형 2차방벽(12)에 의해 서로의 경사면이 밀착된 상태로 효과적으로 결합될 수 있다.
상술한 지지부재(11)는 상부에 배치되는 곡면형 2차방벽(12)을 지지하도록 제1코너부 단열보드(10a)와 제2코너부 단열보드(10b)에 걸쳐서 계면(B)을 중심으로 밀착되게 배치된다. 지지부재(11)는 제1코너부 단열보드(10a)와 제2코너부 단열보드(10b) 간 결합각도에 대응되는 후면 모서리부(11a)와, 곡면형 2차방벽(12)의 코너부위(12a) 형상에 대응되는 오목 형상의 상단부(11b)를 가진다. 이러한 지지부재(11)는 곡면형 2차방벽(12)의 코너부위(12a)와 코너부 하부단열보드(10) 간의 틈새에 밀착되게 배치되므로, 곡면형 2차방벽(12)과 코너부 하부단열보드(10) 간 보다 안정적인 결합이 이루어지도록 하여, 여러 조건에서 작용하는 하중에 효과적으로 대응할 수 있도록 한다.
코너부 상부단열보드(20)는 일체형으로 제작되어 코너부 하부단열보드(10)와 대응되도록 2차방벽 상부에 배치된다. 코너부 상부단열보드(20)는 상술한 화물창 평탄부에 설치되는 상부단열보드(130)와 동일한 적층 구조일 수 있다.
코너부 1차방벽(22)은 코너부 상부단열보드(20)에 배치된다. 코너부 1차방벽(22)은 화물창의 평탄부에 설치되는 1차방벽(140)과 서로 연결될 수 있다.
상술한 2차방벽의 주름부와 대응되는 부위에 오목홈(110a)을 형성한 실시 예들은 화물창 코너부에 2차방벽을 설치할 경우에도 적용될 수 있다. 또, 1차방벽 주름부와 대응되는 부위에도 적용될 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: 코너부 하부단열보드 12: 곡면형 2차방벽
20: 코너부 상부단열보드 22: 코너부 1차방벽
110: 하부단열보드 110a: 오목홈
115: 보강부재 111: 하부보호판
112: 하부단열부재 113: 하부보조패널
120: 2차방벽 130: 상부단열보드
131: 상부보호판 132: 상부단열부재
133: 충격흡수층 134: 상부보조패널
140: 1차방벽

Claims (6)

  1. 화물창 내벽 상부에 배열된 하부단열보드;
    상기 하부단열보드 상부에 배치되며, 하방향으로 곡면 형상을 가진 주름부를 형성하는 2차방벽;
    상기 2차방벽과 1차방벽 사이에 개재된 상부단열보드; 및
    상기 하부단열보드와 동일 평면 상에 놓이도록 상기 하부단열보드 상부에 형성된 홈에 삽입되며, 상기 주름부가 배치되도록 상기 주름부와 대응되는 위치에 오목홈을 형성한 보강부재;를 포함하는 화물창 방벽구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하부단열보드는 상부홈에 삽입된 고정편을 마련하고,
    상기 고정편 상부에는 스터드볼트가 수직 고정되고,
    상기 2차방벽은 상기 스터드볼트에 결합되도록 관통홀을 형성하며, 2개 이상의 상기 하부단열보드 간의 공간을 커버하도록 배치되는 화물창 방벽구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상부단열보드는 상부보조패널, 상부단열부재 및 상부보호판이 적층된 형태이고, 상기 스터드볼트에 결합되는 내부홀을 형성하며, 하나 이상의 상기 하부단열보드와 대응되도록 제작되어 상기 2차방벽 상부에 배치되는 화물창 방벽구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 내부홀을 통해 상기 스터드볼트에 결합되며, 상기 상부보조패널에 의해 지지되는 와셔와,
    상기 스터드볼트에 결합되어 상기 와셔 상부에서 하방으로 힘이 가해지도록 조여지는 너트를 더 포함하는 화물창 방벽구조.
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