KR101680290B1 - 액화연료 탱크 - Google Patents

Abstract

액화연료를 수용하는 바디부, 상기 바디부의 내부에 구비되며, 복수의 삽입홀이 형성된 제1 보강재 및 상기 제1 보강재와 수직한 방향으로 구비되며, 상기 복수의 삽입홀 각각을 관통하는 관통프레임을 포함하는 제2 보강재를 포함하는 액화연료 탱크가 개시된다.

Description

액화연료 탱크{Liquefied Fuel Tank}

본 발명은 액화연료 탱크에 관한 것이다.

액화연료는 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas) 또는 액화석유가스(LPG; Liquefied Petroleum Gas)일 수 있다. 액화천연가스 및 액화석유가스의 온도는 각각 약 -162℃, 약 -47℃로서 대기 중 상온보다 낮다.

액화연료는 선박에 설치된 액화연료 탱크에 장시간 수용되게 되는데, 액화연료 탱크의 외부로부터 열침투가 발생하거나 액화연료를 액화연료 탱크 외부로 빼내거나 넣을 때 생기는 열팽창 및 열수축이 발생할 수 있다. 이에 따라 액화연료 탱크 내부에 압력이 증가하게 되고, 액화연료 탱크의 내압을 견디기 위한 많은 연구가 필요하다.

한국공개특허 10-2012-0001995 (공개일: 2012.06.30)

본 발명은 내압을 견딜 수 있는 보강재를 포함한 액화연료 탱크를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 복수의 보강재를 용접연결 없이 연결한 액화연료 탱크를 제공하기 위한 것이다.

본 출원의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면, 액화연료를 수용하는 바디부, 상기 바디부의 내부에 구비되며 복수의 삽입홀이 형성된 제1 보강재 및 상기 제1 보강재와 수직한 방향으로 구비되며, 상기 복수의 삽입홀 각각을 관통하는 관통프레임을 포함하는 제2 보강재를 포함하는 액화연료 탱크가 개시된다.

상기 제2 보강재는, 상기 관통프레임의 양단에 구비되며, 상기 관통프레임과 상기 바디부의 내측면을 연결하는 연결프레임을 포함할 수 있다.

상기 삽입홀의 서로 이격된 일측과 타측 사이를 연결하여 상기 관통프레임을 지지하는 지지부를 포함할 수 있다.

상기 제1 보강재는 중력방향으로 배치되고, 상기 제2 보강재는 상기 중력방향의 수직한 방향으로 배치되며, 상기 관통프레임이 상기 삽입홀을 관통할 경우, 상기 지지부가 중력으로 인한 상기 관통프레임의 처짐을 방지할 수 있다.

상기 관통프레임이 상기 삽입홀의 하면에 지지되도록 배치될 수 있다.

상기 삽입홀의 둘레로부터 돌출되는 보조부재를 더 포함할 수 있다.

상기 보조부재는 상기 삽입홀의 코너에 국부적으로 형성될 수 있다.

상기 바디부의 하부는 상기 바디부가 설치된 설치표면에 대해 기울어질 수 있다.

상기 액화연료를 빼내도록 상기 바디부의 하부에 구비된 배관라인을 더 포함할 수 있다.

상기 바디부의 외표면은 주름진 형상을 지니거나 평평한 형상을 지닐 수 있다.

상기 바디부의 외표면이 평평한 형상을 지닐 경우, 상기 바디부의 내부표면으로부터 돌출되며, 상기 제1 보강재 및 제2 보강재를 지지하도록, 상기 제1 보강재 및 제2 보강재와 각각 수직한 방향으로 연결되는 외판 보강재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 액화연료 탱크는 내부에 보강재를 구비함으로써 내압을 견딜 수 있다.

본 발명의 액화연료 탱크는 삽입홀에 보강재를 삽입함으로써 보강재가 용접연결 없이 연결될 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

아래에서 설명하는 본 출원의 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크의 내외부를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크 표면을 나타낸다.
도 3은 평평한 외표면을 지니는 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크의 내외부를 나타낸다.
도 4는 도 1의 A구역을 나타낸다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크의 제1 보강재의 다양한 형태를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크의 제1 삽입홀에 보조부재가 형성된 상태를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크의 하부가 기울어진 상태를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크에 배관라인이 설치된 상태를 나타낸다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.

또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크가 선박에 탑재된 것을 예를 들어 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 육상에 설치된 설비에 적용되는 것도 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크 내외부를 나타낸다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크는 바디부(100), 제1 보강재(200) 및 제2 보강재(300)를 포함한다.

바디부(100)는 액화연료를 수용한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 보강재(200)는 바디부(100)의 내부에 구비되며 복수의 삽입홀(220)이 형성되어 있다.

제2 보강재(300)는 제1 보강재(200)와 수직한 방향으로 구비되며, 상기 복수의 삽입홀(220) 각각을 관통하는 관통프레임(330)을 포함한다.

제2 보강재(300)는 연결프레임(340)을 더 포함할 수 있다. 연결프레임(340)은 관통프레임(330)의 양단에 구비되어, 상기 관통프레임(330)과 바디부(100) 내측면을 연결할 수 있다. 이에 따라 관통프레임(330)은 바디부(100) 내측면에 고정될 수 있다.

한편 액화연료는 액화천연가스 또는 액화석유가스일 수 있는데, 액화천연가스 및 액화석유가스의 온도는 각각 약 -162℃, 약 -47℃로서 대기 중 상온보다 낮다. 액화연료가 액화연료 탱크에 장시간 수용될 경우, 액화연료 탱크의 외부로부터 열침투가 발생하거나, 액화연료를 액화연료 탱크 외부로 빼내거나 넣을 때 열팽창 및 열수축이 발생할 수 있다. 이에 따라 액화연료 탱크에 스트레스가 커질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크의 내부에 제1 보강재(200) 및 제2 보강재(300)가 서로 교차되도록 삽입되므로 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크는 상기 스트레스를 견딜 수 있다.

이와 같은 제2 보강재(300)의 관통프레임(330)은 제1 보강재(200)에 형성된 삽입홀(220)에 삽입되기 때문에, 용접작업을 통해 연결되지 않을 수 있다. 따라서 용접작업이 감소하여 작업시간 및 비용절감의 효과가 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 주름은 바디부(100)의 외부표면에 형성되어 있으나, 이에 한정되지 않고 바디부(100)의 내부 표면에도 형성될 수 있다.

바디부(100)는 표면에 반구가 형성된 실린더 형상의 제1 단위 부재(150)들과 반구 형상의 제2 단위 부재(155)들이 서로 용접되어 제작될 수 있다. 즉, 상기 반구와 상기 실린더의 측면이 연속적으로 배치되어 주름이 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크의 바디부(100)가 열팽창 및 열수축을 할 경우, 액화연료 탱크의 표면에 형성된 주름은 열팽창 및 열수축으로 인해 생성된 스트레스를 분산시킬 수 있다.

다만 바디부(100)는 표면에 주름이 형성된 구조로 한정되지 않으며, 도 3에 도시된 바와 같이 바디부(100)의 외부 및 내부 표면이 평평한 구조로 구비될 수 있다.

도 4는 도 1의 A구역을 나타낸다.

도 4에 도시된 바와 같이, 지지부(400)는 삽입홀(220)의 서로 이격된 일측(240)과 타측(260) 사이를 연결하여 제2 보강재(300)의 관통프레임(330)을 지지할 수 있다.

이 때 제1 보강재(200)는 중력방향으로 배치될 수 있고, 제2 보강재(300)는 중력방향의 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 관통프레임(330)이 제1 삽입홀(220)을 관통할 경우, 지지부(400)와 관통프레임(330)은 서로 인접하게 되며 중력으로 인한 관통프레임(330)의 처짐을 방지할 수 있다.

또한 제1 보강재(200)는 중력 방향으로 배치되므로 중력에 의한 처짐이 발생하지 않아 상기 제1 보강재(200)에 형성된 홀에는 지지부(400)가 구비되지 않을 수 있다.

도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크의 제1 보강재의 다양한 형태를 나타낸다.

도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 보강재(200)의 양측은 바디부(100)의 내측과 연결되게 되는데, 이 때 제1 보강재(200) 양측의 형상은 바디부(100)의 내측에 형성된 주름의 형상과 같을 수 있으며, 복수의 삽입홀(220) 전체에 지지부(400)가 각각 구비될 수 있다.

다만 이에 한정되는 것은 아니며 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 바디부(100)의 내측이 평평할 경우, 제1 보강재(200)의 양측은 평평한 형상을 지닐 수 있다.

전술한 바와 같이, 주름진 외표면을 지닌 바디부(100)가 열팽창 및 열수축을 할 경우, 바디부(100)의 표면에 형성된 주름은 열팽창 및 열수축으로 인해 생성된 스트레스를 분산시킬 수 있다.

반면에 도 3에 도시된 바와 같이, 평평한 외표면을 지닌 바디부(100)가 열팽창 및 열 수축을 할 경우를 대비하여, 외판 보강재(800)가 바디부(100)에 구비될 수 있다. 이 때 외판 보강재(800)는 열팽창 및 열수축으로 인해 생성된 스트레스 분산시켜, 평평한 외표면을 지닌 바디부(100)의 안정성을 높일 수 있다.

바디부(100)의 표면이 평평할 경우, 외판 보강재(800)는 바디부(100)의 표면으로부터 돌출되어 제1 보강재(200) 및 제2 보강재(300)와 수직한 방향으로 연결될 수 있다.

이 때 외판 보강재(800)는 복수의 홈(미도시)을 지니며, 상기 홈에 제1 보강재(200) 및 제2 보강재(300)가 삽입될 수 있다. 이 때 제1 보강재(200) 및 제2 보강재(300)는 상기 홈에 삽입된 상태로 외판 보강재(800)와 용접연결될 수 있다.

따라서 외판 보강재(800)는 액화연료의 슬로싱 또는 외력에 의해 제1 보강재(200) 및 제2 보강재(300)가 전복되지 않도록 제1 보강재(200) 및 제2 보강재(300)을 지지할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제1 보강재(200)는 복수의 삽입홀(220) 중 일부에 지지부(400)가 구비된 형상일 수 있다. 이 때 지지부(400)는, 삽입홀 그룹(IHG)에 포함되어 수평하게 배치된 복수의 삽입홀(220) 중 일부에 구비되어, 관통프레임(330)을 지지할 수 있다.

관통프레임(330)이 일부 삽입홀(220)에 구비된 지지부(400)에 의하여 지지되므로 각 삽입홀 그룹(IHG)에 포함된 삽입홀(220) 전체에 지지부(400)가 구비될 필요가 없다. 이 때 삽입홀 그룹(IHG)은 가로방향으로 제1 보강재(200)에 형성된 복수의 삽입홀(220)을 포함할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 관통프레임(330)은 삽입홀(220)의 하면에 지지되도록 배치될 수 있다. 이에 따라 관통프레임(330)과 제1 보강재(200)는 접촉할 수 있다. 이 때 제1 보강재(200)의 삽입홀(220)은 도 5 내지 도 7에 도시된 제1 보강재(200)의 삽입홀(220) 보다 작을 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 삽입홀 그룹(IHG)에 포함되어 수평하게 배치된 복수의 삽입홀(220) 중 일부의 삽입홀(220) 하면 상에 관통프레임(330)을 지지할 수 있다.

이 때 복수의 삽입홀(220)은 크기가 큰 삽입홀(220)과 크기가 작은 삽입홀(220)을 포함할 수 있으며, 제1 보강재(200)는 상기 크기가 작은 삽입홀(220)의 하면 상에 접촉하여 배치된 관통프레임(330)을 지지할 수 있다. 관통프레임(330)이 복수의 삽입홀(220)의 일부인 상기 크기가 작은 삽입홀(220)에 의해 지지되므로, 삽입홀 그룹(IHG)에 포함된 삽입홀(220)이 모두 상기 크기가 작은 삽입홀(220)일 필요가 없다.

도 10의 (a)는 보조부재(500)가 삽입홀(220)의 둘레 전체가 형성된 상태를 나타내고, 도 10의 (b)는 보조부재(500)가 삽입홀(220)의 코너에 국부적으로 형성된 상태를 나타낸다.

상기 보조부재(500)는 액화연료의 슬로싱에 의해 삽입홀(220)의 둘레가 파손되는 것을 방지할 수 있는데, 이 때 삽입홀(220)의 코너는, 삽입홀(220)의 코너를 제외한 구역과 비교하여 액화연료의 슬로싱에 의한 압력에 취약할 수 있다. 이에 따라 보조부재(500)는 삽입홀(220)의 코너에 국부적으로 형성되거나 삽입홀(220)의 둘레 전체에 형성될 수 있다.

상기 코너에 국부적으로 보조부재(500)가 배치될 경우, 상기 둘레 전체에 보조부재(500)를 설치하는 것보다 재료비가 절감될 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크의 하부가 기울어진 상태를 나타내고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크에 배관라인(600)이 설치된 상태를 나타낸다.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 바디부(100)의 하부는 상기 바디부(100)가 설치된 설치표면(700)에 대해 기울어지게 구비될 수 있다. 바디부(100)의 하부를 구성하는 제1 단위 부재(150)가 설치표면(700)에 기울어져 있으므로 액화연료가 바디부(100)의 하부에 모일 수 있는 경사면이 형성될 수 있다.

상기 액화연료는 상기 경사면을 따라 이동하여 바디부(100) 내부의 일측부에 고여서 모일 수 있다. 이 때 바디부(100)의 하부에 배관라인(600)이 설치되어 상기 액화연료를 빼낼 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크에서 액화연료를 빼낼 경우, 바닥에 고인 액화연료를 액화연료 탱크의 외부로 남김없이 빼낼 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 상기 배관라인(600)은 복수의 제1 단위 부재(150)에 각각 연결되어 구비될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기울어진 바디부(100)의 하부를 관통하는 하나의 배관라인(600)이 구비될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 바디부
150: 제1 단위 부재
155: 제2 단위 부재
200: 제1 보강재
220: 삽입홀
240: 일측
260: 타측
300: 제2 보강재
330: 관통프레임
340: 연결프레임
400: 지지부
500: 보조부재
600: 배관라인
700: 설치표면
800: 외판 보강재
IHG: 삽입홀 그룹

Claims (11)

1. 액화연료를 수용하는 바디부;
   상기 바디부의 내부에 구비되며, 복수의 삽입홀이 형성된 제1 보강재;
   상기 제1 보강재와 수직한 방향으로 구비되며, 상기 복수의 삽입홀 각각을 관통하는 관통프레임을 포함하는 제2 보강재; 및
   상기 삽입홀의 서로 이격된 일측과 타측 사이를 연결하여 상기 관통프레임을 지지하는 지지부를 포함하는 액화연료 탱크.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 보강재는,
   상기 관통프레임의 양단에 구비되며, 상기 관통프레임과 상기 바디부의 내측면을 연결하는 연결프레임을 포함하는 액화연료 탱크.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 보강재는 중력방향으로 배치되고, 상기 제2 보강재는 상기 중력방향의 수직한 방향으로 배치되며,
   상기 관통프레임이 상기 삽입홀을 관통할 경우, 상기 지지부가 중력으로 인한 상기 관통프레임의 처짐을 방지하는 액화연료 탱크.
5. 제1항에 있어서,
   상기 관통프레임이 상기 삽입홀의 하면에 지지되도록 배치되는 액화연료 탱크.
6. 제1항에 있어서,
   상기 삽입홀의 둘레로부터 돌출되는 보조부재를 더 포함하는 액화연료 탱크.
7. 제6항에 있어서,
   상기 보조부재는 상기 삽입홀의 코너에 국부적으로 형성된 액화연료 탱크.
8. 제1항에 있어서,
   상기 바디부의 하부는 상기 바디부가 설치된 설치표면에 대해 기울어진 액화연료 탱크.
9. 제8항에 있어서,
   상기 액화연료를 빼내도록 상기 바디부의 하부에 구비된 배관라인을 더 포함하는 액화연료 탱크.
10. 제1항 내지 제2항, 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바디부의 외표면은 주름진 형상을 지니거나 평평한 형상을 지니는 액화연료 탱크.
11. 제10항에 있어서,
    상기 바디부의 외표면이 평평한 형상을 지닐 경우, 상기 바디부의 내부표면으로부터 돌출되며,
    상기 제1 보강재 및 제2 보강재를 지지하도록, 상기 제1 보강재 및 제2 보강재와 각각 수직한 방향으로 연결되는 외판 보강재를 더 포함하는 액화연료 탱크.

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