KR101701739B1 - 액체 화물 저장장치 - Google Patents

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Abstract

액체 화물 저장장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 액체 화물 저장장치는 탱크; 상기 탱크 내부에서 상하 방향으로 이동 가능하고, 액체 화물을 저장하기 위해 상기 탱크의 천장과 함께 형성하는 저장공간의 바닥을 구성하는 바닥부재; 상기 저장공간으로 액체 화물을 공급하기 위한 공급라인; 및 상기 바닥부재를 승강시키는 구동부를 포함한다.

Description

액체 화물 저장장치{Apparatus for storing LNG}
본 발명은 액체 화물 저장장치에 관한 것이다.
엘앤지(LNG)를 생산, 저장하는 설비인 에프엘앤지(FLNG)와 엘앤지를 운반하는 엘앤지 캐리어(LNG CARRIER)는 엘앤지 저장탱크를 포함한다.
통상적으로 에프엘앤지에 저장된 엘앤지를 엘앤지 운반선으로 적재하는 과정에서 에프엘앤지 또는 엘앤지 캐리어의 측면에 설치된 로딩 암(loading arm)이 사용된다.
이와 같은 로딩 암을 사용하여 엘앤지를 적재하는 과정에서 에프엘앤지와 엘앤지 운반선 상호 간의 상대 운동이 일정 수준 이하로 유지되어야 한다. 만약 상대 운동이 일정 수준 이상이 되면, 로딩 암의 구조적 안정성을 보장할 수 없어 적재 작업이 중단된다. 따라서 엘앤지 적재 과정에서 선박 상호 간의 상대 운동이 일정 수준으로 유지되는 것이 중요하다.
본 발명의 실시예는, 액체 화물의 안정적인 적재가 수행되도록 구성된 액체 화물 저장장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 탱크; 상기 탱크 내부에서 상하 방향으로 이동 가능하고, 액체 화물을 저장하기 위해 상기 탱크의 천장과 함께 형성하는 저장공간의 바닥을 구성하는 바닥부재; 상기 저장공간으로 액체 화물을 공급하기 위한 공급라인; 및 상기 바닥부재를 승강시키는 구동부를 포함하는, 액체 화물 저장장치가 제공될 수 있다.
상기 바닥부재는, 액체 화물이 공급되는 과정에서 하강할 수 있다.
상기 바닥부재가 하강하는 동안 상기 저장공간은 소정의 적재율을 갖도록 부분적으로 채워질 수 있다.
상기 적재율은 70% 이상 100% 미만의 범위를 가질 수 있다.
상기 바닥부재의 하강이 완료되면, 상기 저장공간은 100% 적재율을 갖도록 모두 채워질 수 있다.
상기 구동부는, 상기 바닥부재의 상측에 배치되는 윈치; 및 일단이 상기 바닥부재에 고정되고, 상기 윈치에 의해 감기거나 풀리는 와이어를 포함할 수 있다.
상기 액체 화물 저장장치는, 상기 저장공간 내부로 공급된 액체 화물의 양을 측정하는 센서; 및 상기 센서에서 측정된 측정값을 기초로 상기 바닥부재의 하강 속도를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 액체 화물의 적재과정에서 선박의 무게중심이 상대적으로 높게 형성되도록 저장공간의 바닥을 구성하는 바닥부재가 액체 화물이 공급되는 과정에서 하강함으로써, 선박의 동요가 저감되고, 안정적인 액체 화물의 하역이 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 화물 저장장치를 나타낸 도면이고,
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 화물 저장장치에 액체 화물이 적재되어 저장되는 과정을 설명하는 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 화물 저장방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 화물 저장장치를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 액체 화물 저장장치(100)는 탱크(110)와 바닥부재(120)와 공급라인(130)과 구동부(140)를 포함한다.
액체 화물 저장장치(100)는 일례로 액체 화물을 운반하기 위한 선박(10)에 제공 또는 탑재된다. 액체 화물 저장장치(100)는 외부에서 액체 화물을 공급받아 저장한다.
예컨대 액체 화물은 엘앤지(LNG), 원유(crude oil), 엘피지(LPG) 등을 포함할 수 있으나 이에 국한되지 않는다.
탱크(110)는 액체 화물을 저장한다. 탱크(110)는 선체(11) 내부에 배치된다. 이때, 탱크(110)는 도 1과 같이 멤브레인(Membrane) 타입을 가질 수 있다. 또는 도시되지 않았으나 탱크는 모스(Moss) 타입을 가질 수 있고, 이외에도 다양한 형태를 가질 수 있다.
탱크(110) 내부에는 바닥부재(120)가 배치된다. 바닥부재(120)는 탱크(110)의 천장과 함께 액체 화물을 저장하기 위한 저장공간(125)을 형성한다. 바닥부재(120)는 저장공간(125)의 바닥을 구성한다. 바닥부재(120)는 탱크(110) 내부에서 상하 방향으로 이동 가능하다. 바닥부재(120)가 승강하면 저장공간(125)의 사이즈가 증감한다.
공급라인(130)은 저장공간(125)에 액체 화물을 공급한다. 액체 화물이 배출되는 공급라인(130)의 배출구는 저장공간(125)에 위치한다.
구동부(140)는 바닥부재(120)를 승강시키는 구동력을 제공한다.
일례로, 구동부(140)는 윈치(141)와 와이어(143)를 포함할 수 있다.
윈치(141)는 바닥부재(120)의 상측에 배치된다. 이때, 윈치(141)는 도 1과 같이 탱크(110)의 상측면에 고정될 수 있다. 와이어(143)의 일단은 바닥부재(120)에 고정된다. 와이어(143)는 윈치(141)에 의해 감기거나 풀린다.
이와 같이 구성된 구동부(140)는 윈치(141)가 와이어(143)를 풀거나 감을 때 바닥부재(120)가 탱크(110) 내에서 승강한다. 이외에도 다양한 구동부 제안될 수 있음은 물론이다.
본 실시예에 따르면, 바닥부재(120)는 액체 화물이 공급되는 과정에서 하강한다. 이 경우, 바닥부재(120)와 탱크(110)의 천장이 형성하는 저장공간(125)은 선체(11)의 바닥으로부터 상대적으로 높은 위치에 놓인다.
따라서 저장공간(125)으로 적재하는 과정에서 선박(10)의 무게중심이 상대적으로 높게 위치할 수 있다. 선박(10)의 무게중심이 높게 위치하면 선박(10)의 메타센터와 무게중심 간의 거리가 가까워져 선박(10)의 동요주기가 길어지기 때문에 선박(10)의 동요가 상대적으로 작아진다.
선박(10)의 동요가 작아지면 액체 화물 저장장치(100)가 탑재된 선박(10)과 액체 화물 저장장치(100)로 액체 화물을 공급하는 선박과의 상대 운동이 작아져 안정적인 하역이 이루어질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 바닥부재(120)가 하강하는 동안 저장공간(125)은 소정의 적재율을 갖도록 부분적으로 채워진다. 여기서 적재율이란 저장공간의 총용적에 대한 저장되는 액체 화물의 용적의 비를 의미한다.
본 실시에에서 적재율은 70% 이상 100% 미만의 범위를 가질 수 있다.
만약, 적재율이 70% 미만인 경우 액체 화물의 슬로싱 현상이 현저하게 나타나 저장공간(125)의 내벽이 손상될 가능성이 크다.
그리고 적재율이 100% 미만으로 저장공간(125)이 부분적으로 채워지는 경우 저장공간(125) 내 액체 화물의 자유표면이 존재한다. 자유표면이 출렁이는 과정에서 자유표면의 면적 관성 모멘트가 발생하여 선박(10)의 무게 중심을 높인다. 선박(10)의 무게 중심이 높아지면 액체 화물을 공급하는 선박(10)과의 상대 운동이 작아져 안정적인 하역이 이루어질 수 있다.
바닥부재(120)의 하강이 완료되면, 저장공간(125)은 100% 적재율을 갖도록 모두 채워진다.
본 실시예에 따르면, 액체 화물 저장장치(100)는 센서(150) 및 제어부(170)를 더 포함할 수 있다.
센서(150)는 저장공간(125) 내부로 공급된 액체 화물의 양을 측정한다.
센서(150)는 공급라인(130)의 배출구에서 배출되는 액체 화물의 유량을 측정하는 유량 센서일 수 있다.
센서(150)에서 측정된 측정값은 제어부(170)로 보내진다. 제어부(170)는 센서(150)의 측정값을 기초로 바닥부재(120)의 하강속도를 제어한다. 이때, 제어부(170)는 저장공간(125)이 소정의 적재율로 부분적으로 채워지도록 바닥부재(120)의 하강속도를 제어한다.
일례로, 제어부(170)는 윈치(141)의 와이어(143)의 푸는 속도를 제어하는 방식으로 바닥부재(120)의 하강속도를 제어할 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 화물 저장장치에 액체 화물이 적재되어 저장되는 과정을 설명하는 도면이다. 참고로 도 2 내지 도 4는 편의상 도 1에 도시된 센서(150) 및 제어부(170)에 대한 내용을 생략하여 도시하였다.
이하 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 화물 저장장치에 액체 화물이 적재되어 저장되는 과정을 설명한다.
먼저 도 2를 참조하면, 바닥부재(120)가 초기 위치에 놓인다. 공급라인(130)을 통해 저장공간(125)에 액체 화물이 공급된다. 이때, 저장공간(125)은 액체 화물에 대해 소정의 적재율을 갖도록 부분적으로 채워진다. 여기서 적재율은 70% 이상 100 % 미만의 범위를 가진다.
바닥부재(120)가 초기 위치에 놓인 상태에서 저장공간(125)이 소정의 적재율을 갖도록 부분적으로 채워지면, 바닥부재(120)는 하강한다.
이후, 도 3을 참조하면, 바닥부재(120)가 하강하는 과정에서 저장공간(125)의 사이즈가 증가하고 액체 화물은 지속적으로 저장공간(125)으로 유입된다. 이때, 저장공간(125)은 소정의 적재율을 갖도록 부분적으로 채워진다.
위와 같이 저장공간(125)의 바닥을 구성하는 바닥부재(120)가 액체 화물이 공급되는 과정에서 하강하는 경우, 저장공간(125)은 선체(11)의 바닥으로부터 상대적으로 높은 위치에 놓이게 되어 액체 화물을 적재하는 과정에서 선박(10)의 무게중심이 상대적으로 높게 형성된다.
선박(10)의 무게중심이 상대적으로 높게 형성되면, 선박(10)의 동요가 저감되고, 액체 화물을 공급하는 선박(10)과의 상대 운동이 저감되어 액체 화물의 안정적인 적재가 가능하다.
또한 액체 화물의 적재 과정에서 저장공간(125)이 소정의 적재율을 갖도록 부분적으로 채워는 경우, 액체 화물의 슬로싱에 의해 저장공간(125)의 내벽이 손상되는 것이 방지된다.
그리고 액체 화물의 자유표면의 면적 관성 모멘트가 발생하여 선박(10)의 무게 중심을 높여 선박(10)의 무게중심을 높인다. 따라서 선박(10)의 동요가 저감되고, 액체 화물을 공급하는 선박(10)과의 상대 운동이 저감되어 액체 화물의 안정적인 하역이 이루어질 수 있다.
이후, 도 4와 같이 바닥부재(120)의 하강이 종료되면, 도 4와 같이 저장공간(125)은 100% 적재율을 갖도록 모두 채워진다.
일례로, 바닥부재(120)는 탱크(110)의 바닥측으로 하강하는 과정에서 탱크(110)의 하부 내측면과 접촉하는 모서리부가 바닥부재(120)의 몸체 측으로 수축하는 구조를 가질 수 있다. 이러한 구조를 가지는 바닥부재(120)는 탱크(110)의 바닥에 밀착할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 화물 저장방법을 나타내는 순서도이다. 도 1 및 도 5를 참조하면, 먼저, 탱크(110)의 천장과 탱크(110) 내부에 배치된 바닥부재(120)가 형성하는 저장공간(125)에 액체 화물을 공급한다(S110).
이후, 바닥부재(120)를 하강시킨다(S130). 바닥부재(120)가 하강하는 과정에서 저장공간(125)의 사이즈는 증가한다. 증가된 저장공간(125)은 지속적으로 소정의 적재율을 갖도록 채워진다. 이를 위해 제어부(170)는 저장공간(125)에 공급되는 액체 화물의 양을 기초로 바닥부재(120)의 하강 속도를 제어한다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10 : 선박
11 : 선체
100 : 액체 화물 저장장치
110 : 탱크
120 : 바닥부재
125 : 내부공간
130 : 공급 라인
150 : 센서
170 : 제어부

Claims (7)

  1. 탱크;
    상기 탱크 내부에서 상하 방향으로 이동 가능하고, 액체 화물을 저장하기 위해 상기 탱크의 천장과 함께 형성하는 저장공간의 바닥을 구성하는 바닥부재;
    상기 저장공간으로 액체 화물을 공급하기 위한 공급라인; 및
    상기 바닥부재를 승강시키는 구동부를 포함하고,
    상기 바닥부재는, 액체 화물이 공급되는 과정에서 하강하는, 액체 화물 저장장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바닥부재가 하강하는 동안
    상기 저장공간은 소정의 적재율을 갖도록 부분적으로 채워지는, 액체 화물 저장장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적재율은 70% 이상 100% 미만의 범위를 가지는, 액체 화물 저장장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 바닥부재의 하강이 완료되면,
    상기 저장공간은 100% 적재율을 갖도록 모두 채워지는, 액체 화물 저장장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 바닥부재의 상측에 배치되는 윈치; 및
    일단이 상기 바닥부재에 고정되고, 상기 윈치에 의해 감기거나 풀리는 와이어를 포함하는, 액체 화물 저장장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 저장공간 내부로 공급된 액체 화물의 양을 측정하는 센서; 및
    상기 센서에서 측정된 측정값을 기초로 상기 바닥부재의 하강 속도를 제어하는 제어부를 포함하는, 액체 화물 저장장치.
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