KR101732504B1 - 고온 파이프 지지 구조체 - Google Patents

Abstract

고온 파이프 지지 구조체가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 바닥판에 형성되는 제1 관통 홀보다 작은 외경을 가지면서 상기 제1 관통 홀을 통해 상기 바닥판을 관통하는 고온 파이프를 지지하는 고온 파이프 지지 구조체에 있어서, 상기 바닥판에 결합되는 파형관; 및 상기 파형관의 일단에 결합되고, 상기 고온 파이프를 지지하는 지지 플레이트를 포함하는 고온 파이프 지지 구조체가 제공될 수 있다.

Description

고온 파이프 지지 구조체{STRUCTURES FOR SUPPORTING HIGH TEMPERATURE PIPE}

본 발명은 고온 파이프 지지 구조체에 관한 것이다.

선체 내부에서는 다양한 종류의 고온 유체가 생성 또는 발생할 수 있다. 이러한 고온 유체 중 일부는 배출 파이프를 통해 선체 외부로 배출될 수도 있다. 예를 들어, 선박 엔진에서는 약 400℃ 이상의 고온의 배기가스가 발생할 수 있고, 배기가스는 배기가스 배출 파이프를 통해 연돌(funnel)로 이송된 후 연돌을 통해 대기 중으로 배출될 수 있다. 배기가스 배출 파이프는 선체 내부에 설치되는 선박 엔진과 선체 외부에 설치되는 연돌을 연결하기 위하여 선박 데크(deck)를 상하로 관통하여 연장될 수 있다. 배기가스 배출 파이프에 직접 또는 간접적으로 접하는 선박 데크에서는 고온의 배기가스에서 전달되는 열로 인하여 열 손상이 발생할 수 있으므로, 이에 대한 대책이 강구될 필요가 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0024728호(2015. 03. 09, 선박용 배기가스 파이프 지지구조체)에 개시되어 있다.

본 발명의 실시예들은 바닥판을 관통하는 고온 파이프를 안정적으로 지지하는 고온 파이프 지지 구조체를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 바닥판에 형성되는 제1 관통 홀보다 작은 외경을 가지면서 상기 제1 관통 홀을 통해 상기 바닥판을 관통하는 고온 파이프를 지지하는 고온 파이프 지지 구조체에 있어서, 상기 바닥판에 결합되는 파형관; 및 상기 파형관의 일단에 결합되고, 상기 고온 파이프를 지지하는 지지 플레이트를 포함하는 고온 파이프 지지 구조체가 제공될 수 있다.

상기 파형관의 측벽은 외부로 돌출된 산부가 상기 파형관의 길이 방향으로 연장되는 파형으로 이루어질 수 있다.

상기 파형관의 단면은 상기 파형관의 길이 방향을 따라 동일하게 유지될 수 있다.

상기 파형관은 파형강판(keystone plate)으로 이루어질 수 있다.

상기 지지 플레이트에 형성되는 제2 관통 홀에 결합되고, 상기 고온 파이프의 외주면에 밀착되어 상기 고온 파이프의 길이 방향으로 연장되는 슬리브를 더 포함할 수 있다.

상기 슬리브의 내주면에 결합되는 완충부재를 더 포함할 수 있다.

상기 파형관과 상기 고온 파이프 사이의 공간에 개재되는 단열부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 고온 파이프가 바닥판에 직접적으로 접촉하는 것을 방지함으로써, 바닥판의 열 손상을 최소화할 수 있다. 특히, 고온 파이프의 열이 바닥판으로 직접 전달되는 것을 차단하는 파형관은 대기와의 접촉 면적을 넓힘으로써 방열 성능을 향상시킬 수 있고, 고온 파이프의 하중으로 인해 발생할 수 있는 좌굴(buckling)에 대한 저항력도 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 고온 파이프의 설치 형태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 파이프 지지 구조체를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 파이프 지지 구조체를 선박 데크에 설치된 상태로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 파이프 지지 구조체를 도 3의 I - I´에서 절단하여 나타낸 도면이다.

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, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성요소가 각 구성요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성요소에 각 구성요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성요소의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 본 발명에 따른 고온 파이프 지지 구조체의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 종래 고온 파이프의 설치 형태를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 고온 파이프(20)는 고온의 유체를 이송하는 파이프이며 바닥판에 관통하여 설치될 수 있다.

바닥판은 고온 파이프(20)를 지지하는 플레이트 형상의 구조물로서 본 명세서에서는 선박 데크(10)로 설명하나 이에 한정되지는 않는다.

선박 데크(10)에는 고온 파이프(20)가 관통하여 설치될 수 있다. 본 명세서에서, 선박은 좁은 의미의 선박뿐만 아니라 부유식 해양 구조물, 예를 들어 부유식 원유생산저장하역설비(FPSO, Floating Production Storage and Offloading), 부유식 원유생산설비(FPU, Floating Production Unit), 부유식 가스생산저장하역설비(LNG-FPSO, Liquefied Natural Gas - Floating Production Storage and Offloading), 부유식 가스생산설비(LNG-FPU, Liquefied Natural Gas - Floating Production Unit), 고정식 해양 구조물(fixed platform) 등을 포함하는 것으로 본다. 종래에는 고온 파이프(20)가 선박 데크(10)에 직접적으로 접촉한 상태에서 선박 데크(10)에 의해 지지됨으로써, 선박 데크(10)에는 고온 파이프(20)에서 전달되는 열로 인하여 열 손상이 발생될 가능성이 높았다. 또한, 선박 데크(10)의 하부 공간을 완전 밀폐시킬 필요가 있는 경우에, 종래에는 고온 파이프(20)가 선박 데크(10)에 용접됨으로써, 선박 데크(10)의 열 손상을 가중시키기도 하였다.

고온 파이프(20)는 고온 유체, 예를 들어 약 400℃ 이상의 배기가스를 이송하는 배기가스 배출 파이프일 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 파이프 지지 구조체를 나타낸 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 파이프 지지 구조체를 선박 데크에 설치된 상태로 나타낸 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 파이프 지지 구조체를 도 3의 I - I´에서 절단하여 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 파이프 지지 구조체(30)는 선박 데크(10)를 관통하는 고온 파이프(20)를 지지할 수 있다.

선박 데크(10)에는 고온 파이프(20)가 관통할 수 있도록 제1 관통 홀(11)이 형성될 수 있다.

제1 관통 홀(11)은 고온 파이프(20)의 외경보다 큰 직경을 가질 수 있다. 그 결과, 고온 파이프(20)는 선박 데크(10)에 직접적으로 접촉하지 않고도 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 파이프 지지 구조체(30)에 의해 안정적으로 지지될 수 있으므로, 선박 데크(10)의 열 손상이 최소화될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고온 파이프 지지 구조체(30)는 파형관(100) 및 지지 플레이트(200)를 포함할 수 있고, 슬리브(300) 및 단열부재(400)를 더 포함할 수 있다.

파형관(100)은 선박 데크(10)에 결합 내지 고정될 수 있다.

파형관(100)의 하단에는 플랜지부(110)가 형성될 수 있다. 플랜지부(110)는 선박 데크(10)에 밀착된 상태에서 볼트(B)에 의해 선박 데크(10)에 결합 내지 고정될 수 있다.

파형관(100)은 측벽이 파형, 즉 물결 모양으로 이루어지는 관을 의미할 수 있다.

파형관(100)은 관의 측벽이 파형으로 이루어짐으로써 대기와의 접촉 면적을 확장시켜 우수한 방열 성능을 확보할 수 있다. 즉, 고온 파이프(20)에서 전달되는 열의 대부분은 파형관(100)에서 방열된 후에 극히 일부만이 선박 데크(10)로 전달될 수도 있다.

파형관(100)의 측벽은 파형관(100)의 외부로 돌출되는 산부(120)와 파형관(100)의 내부로 함몰되어 형성되는 골부(130)가 교번적으로 반복되는 형상으로 이루어질 수 있는데, 특히 산부(120) 및 골부(130)는 파형관(100)의 길이 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 산부(120) 및 골부(130)는 파형관(100)의 길이 방향이 아닌 파형관(100)의 원주를 따라 교번적으로 반복될 수 있다. 그 결과, 파형관(100)은 고온 파이프(20)의 하중을 지지함으로써 발생할 수 있는 좌굴(buckling)에 대한 저항력을 향상시킬 수 있고, 그로 인하여 파형관(100)의 두께를 줄일 수 있으며 나아가 고온 파이프(20)의 유동성까지 확보할 수 있다.

파형관(100)의 단면은 원형 또는 사각형 유사의 형상을 가질 수 있고, 파형관(100)의 길이 방향을 따라 동일한 크기로 유지될 수 있다. 하지만, 파형관(100)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 파형관(100)은 원형 유사의 형상을 가지는 단면이 길이 방향을 따라 점차 크기가 감소하는 돔(dome) 유사의 형상으로 이루어질 수도 있다.

파형관(100)은 파형강판(keystone plate)을 구부려서 양단을 접합함으로써 제조될 수도 있다.

지지 플레이트(200)는 파형관(100)의 상단에 용접 등으로 결합될 수 있다.

지지 플레이트(200)는 고온 파이프(20)에 직접 또는 간접적으로 접촉하여 고온 파이프(20)를 지지할 수 있다.

지지 플레이트(200)는 고리 형상으로 이루어질 수 있다. 즉, 지지 플레이트(200)의 중앙부에는 고온 파이프(20)가 삽입될 수 있는 제2 관통 홀(210)이 형성될 수 있다. 제2 관통 홀(210)의 직경은 제1 관통 홀(11)의 직경보다 작게 형성됨으로써 고온 파이프(20)가 선박 데크(10)에 직접적으로 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

슬리브(300)는 지지 플레이트(200), 구체적으로는 제2 관통 홀(210)의 내주면에 결합될 수 있다.

슬리브(300)는 고온 파이프(20)의 길이 방향으로 연장되는 중공의 원통 형상으로 이루어질 수 있고, 고온 파이프(20)의 외주면에 밀착됨으로써 고온 파이프(20)를 안정적으로 지지할 수 있다.

슬리브(300)의 내주면에는 탄성 재질의 완충부재(310)가 결합될 수 있다. 완충부재(310)는 탄성 재질로 이루어짐으로써, 고온 파이프(20)를 통해 이송되는 고온 유체의 유동으로 인해 발생할 수 있는 고온 파이프(20)의 진동 및 열 변형이 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 파이프 지지 구조체(30)의 다른 구성요소 및 선박 데크(10)까지 전파되는 것을 최소화할 수 있다.

단열부재(400)는 파형관(100)과 고온 파이프(20) 사이의 공간에 개재될 수 있다.

단열부재(400)는 파형관(100)과 고온 파이프(20) 사이의 빈 공간을 빈틈없이 채움으로써 고온 파이프(20)의 하중을 분산 지지할 수 있고, 그로 인해 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 파이프 지지 구조체(30)의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 단열부재(400)는 고온 파이프(20)의 열이 복사선의 형태로 선박 데크(20)로 전달되는 것을 방지할 수도 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성요소의 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 데크 11: 제1 관통 홀
20: 고온 파이프 30: 지지 구조체
100: 파형관 110: 플랜지부
120: 산부 130: 골부
200: 지지 플레이트 210: 제2 관통 홀
300: 슬리브 310: 완충부재
400: 단열부재

Claims (5)

1. 바닥판에 형성되는 제1 관통 홀보다 작은 외경을 가지면서 상기 제1 관통 홀을 통해 상기 바닥판을 관통하는 고온 파이프를 지지하는 고온 파이프 지지 구조체에 있어서,
   상기 바닥판에 결합되는 파형관; 및
   상기 파형관의 일단에 결합되고, 상기 고온 파이프를 지지하는 지지 플레이트를 포함하고,
   상기 파형관은 상기 파형관의 길이 방향으로 연장되는 산부와 골부가 상기 파형관의 원주 방향으로 교번적으로 반복되는 형상으로 이루어지고,
   상기 산부는 상기 파형관의 외부로 돌출되는 형상으로 이루어지고,
   상기 골부는 상기 파형관의 내부로 함몰되는 형상으로 이루어지고,
   상기 파형관의 타단에는 상기 바닥판에 밀착되어 볼트에 의해 상기 바닥판에 결합되는 플랜지부가 형성되는 고온 파이프 지지 구조체.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 지지 플레이트에 형성되는 제2 관통 홀에 결합되고, 상기 고온 파이프의 외주면에 밀착되어 상기 고온 파이프의 길이 방향으로 연장되는 슬리브를 더 포함하는 고온 파이프 지지 구조체.
4. 제3항에 있어서,
   상기 슬리브의 내주면에 결합되는 완충부재를 더 포함하는 고온 파이프 지지 구조체.
5. 제1항에 있어서,
   상기 파형관과 상기 고온 파이프 사이의 공간에 개재되는 단열부재를 더 포함하는 고온 파이프 지지 구조체.

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