KR101802397B1

KR101802397B1 - 선박용 2중각 탱크 구조 및 액화 가스 운반선

Info

Publication number: KR101802397B1
Application number: KR1020157032759A
Authority: KR
Inventors: 료스케 우라구치; 타쿠미 요시다; 아사코 무라카미; 나루요시 이즈미; 켄타로 오쿠무라; 오사무 무라기시
Original assignee: 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date: 2013-04-23
Filing date: 2014-04-21
Publication date: 2017-11-28
Also published as: JP6027678B2; JPWO2014174820A1; BR112015025930A2; KR20150143797A; WO2014174820A1; EP2990715A1; CN105102875A; EP2990715A4; BR112015025930A8; EP2990715B1; CN105102875B; US20160075412A1; US9656729B2

Abstract

선박에 탑재되는 수평 방향으로 배치되는 원통형 2중각 탱크(8)의 구조는 액화 가스를 저장하는 내조(2)와, 내조(2)와의 사이에 진공 공간을 확보하는 외조(3)를 구비하고 있다. 내조(2)와 외조(3) 사이에는 내조(2)를 지지하는 한 쌍의 지지부(4A,4B)가 배치되어 있다. 각 지지부는 각각의 축 방향이 탱크(8)의 반경 방향과 일치하도록 탱크(8)의 둘레 방향으로 배열된 복수의 통형체와, 통형체의 내조(2) 측 단부를 유지하는 복수의 내측 부재와, 통형체의 외조(3) 측 단부를 유지하는 복수의 외측 부재를 포함한다. 상기 통형체 각각은 유리 섬유 강화 플라스틱으로 이루어진다.

Description

선박용 2중각 탱크 구조 및 액화 가스 운반선{DOUBLE-SHELL TANK STRUCTURE FOR USE ON SHIP AND LIQUEFIED GAS CARRIER}

본 발명은 선박에 탑재되는 2중각(二重殼) 탱크의 구조, 및 그 탱크 구조를 갖는 2중각 탱크를 구비한 액화 가스 운반선에 관한 것이다.

액화 가스를 해상 운송하기 위한 액화 가스 운반선에 있어서는 다양한 형상의 탱크가 이용되고 있다. 그 중에서도 수평 방향으로 배치된 원통형 탱크는 당해 탱크의 축 방향으로 서로 이격된 한 쌍의 새들(saddle)에 의해 지지되는 경우가 있다. 새들은 선박이 동요(탱크의 축 방향이 선박 길이 방향과 일치하고 있는 경우에는 롤링)했을 때에도 탱크의 하중을 받칠 수 있도록, 탱크의 외주면을 따른 원호형 지지면을 가지고 있다.

수평 방향으로 배치된 원통형 탱크로는 액화 가스를 저장하는 내조(內槽)와 이를 감싸는 외조(外槽)의 사이가 진공으로 유지된 2중각 탱크가 알려져 있다. 예를 들면, 특허문헌1에는 외조가 한 쌍의 새들에 지지되며, 외조와 내조 사이의 각 새들 상에 2개씩 총 4개의 지지부가 배치된 2중각 탱크가 개시되어 있다.

각 새들 상의 2개의 지지부는 탱크의 중심을 지나는 수직선에 대해 대칭으로 배치되어 있으며, 탱크의 반경 방향으로 복수의 판형 부재가 적층된 구성을 가지고 있다. 구체적으로, 각 지지부는 외조의 내주면 상에 배치된 외조측 지지부재와, 내조의 외주면 상에 배치된 내조측 지지부재와, 그 사이에 개재된 단열재로 이루어진다.

일본특허출원공개 평6-159593호 일본특허출원공개 소60-245899호

그런데 특허문헌1에 기재되어 있는 바와 같은 판형 부재를 적층한 지지부에서는 당해 지지부를 통해 외부로부터 많은 열이 내조 안으로 침입할 우려가 있다. 운송 때 액화 가스의 증발을 억제하기 위해서는 지지부의 전열성을 감소시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 전열 면적을 줄이기 위해, 지지부를 단면적이 작은 중공으로 만드는 것을 생각할 수 있다. 하지만, 지지부를 중공으로 만들었을 경우에는 어떠한 구조로 하면, 선박 동요 때에 지지부가 내용물을 포함한 내조의 하중을 견딜 수 있는지가 문제가 된다.

또한, 특허문헌2에는 종래기술로서, 내조와 외조 사이에 중간 실드판을 설치한, 수직 방향으로 배치된 원통형 3중각 탱크가 개시되어 있다. 탱크 바닥의 중심에는 외조와 내주 사이에 지지 장치가 배치되어 있다. 이 지지 장치는 외조와 중간 실드판을 연결하는 GDRP제의 외측 통형체와, 중간 실드판과 내조를 연결하는 외측 통형체보다 직경이 작은 CFRP제의 내측 통형체와, 중간 실드판에 일체로 설치된, 외측 통형체 안에서 내측 통형체를 유지하기 위한 컵형 유지부로 이루어진다. 따라서 이 지지 장치는 수직 방향으로 배치된 원통형 탱크에 있어서 내조의 중량을, 당해 내조의 중량이 집중되는 하향 반구형 정점인 한 점에서 지지하기 위한 것이며, 그 기술 사상을 한 쌍의 새들로 지지되는 수평 방향으로 배치된 원통형 탱크에 적용할 수는 없다. 또한, 특개소60-245899호 공보에는 동일한 지지 장치를 탱크의 몸통부에도 수평 방향으로 배치하는 것이 개시되어 있지만, 수평형 지지 장치에는 내조의 중량이 걸리지 않기 때문에, 수평형 지지 장치의 역할은 내조를 기립한 상태로 유지하는 것(단순한 전도 방지)이라고 추측된다.

따라서, 본 발명은 선박의 동요 때에 내용물을 포함한 내조의 하중을 견딜 수 있는 중공의 지지부를 구비한 2중각 탱크 구조 및 그 탱크 구조를 갖는 2중각 탱크를 구비한 액화 가스 운반선을 제공하는 것을 목표로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 선박용 2중각 탱크 구조는 선박에 탑재되는 수평 방향으로 배치되는 원통형 2중각 탱크의 구조이며, 액화 가스를 저장하는 내조와, 상기 내조와의 사이에 진공 공간을 확보하는 외조와, 상기 내조와 상기 외조 사이에 배치된, 상기 탱크의 축 방향으로 서로 이격되는 위치에서 상기 내조를 지지하는 한 쌍의 지지부를 구비하고, 상기 한 쌍의 지지부 각각은 각각의 축 방향이 상기 탱크의 반경 방향과 일치하도록 상기 탱크의 둘레 방향으로 배열된 복수의 통형체와, 상기 내조의 외주면 상에서 상기 통형체의 상기 내조측 단부를 각각 유지하는 복수의 내측 부재와, 상기 외조의 내주면 상에서 상기 통형체의 상기 외조측 단부를 각각 유지하는 복수의 외측 부재를 포함하고, 상기 통형체 각각은 유리 섬유 강화 플라스틱으로 이루어진다.

여기서, "탱크의 둘레 방향"이라 함은 탱크의 축 방향과 직교하는 평면 상의, 탱크 중심 주위의 방향이고, "탱크의 반경 방향"이라 함은 탱크의 축 방향과 직교하는 평면 상의, 탱크 중심에서 펼쳐지는 방향이다.

상기 구성에 따르면, 탱크의 둘레 방향으로 배열된 통형체 및 이를 끼워 넣는 내측 부재 및 외측 부재에 의해, 탱크의 둘레 방향으로 전개되는 중공의 하중 전달 구조가 구성된다. 게다가 각 통형체의 축 방향이 탱크의 반경 방향과 일치하고 있기 때문에, 지지부는 선박 동요 때에도 내용물을 포함한 내조의 하중을 주로 통형체의 축 방향 압축력으로 분산할 수 있어 내조의 하중을 견딜 수 있다. 또한, 각 통형체를 구성하는 재료로서 열전도율이 낮은 유리 섬유 강화 플라스틱(GFRP)를 사용했기 때문에, 지지부를 통한 열 침입을 더욱더 억제할 수 있다.

상기 통형체 각각의 내주면 및 외주면 상에는 금속 도금층이 형성되어 있어도 좋다. 이런 구성에 따르면, GFRP로 이루어진 통형체에서 아웃가스가 나오는 것을 방지할 수 있다.

상기 내측 부재 각각은 상기 통형체의 상기 내조측 단부와 감합하는 내측 감합부를 포함해도 좋다. 이런 구성에 따르면, 통형체의 내조측 단부를 간단한 형상으로 유지할 수 있다.

상기 내측 감합부는 상기 통형체의 상기 내조측 단부가 상기 내측 감합부의 내부로 들어가는 고리형을 이루고 있어도 좋다. 이런 구성에 따르면, 내측 부재가 내조와 함께 열수축을 했을 때에 내측 감합부와 통형체 사이에 간극이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

예를 들면, 상기 내측 부재 각각은 상기 통형체의 상기 내조측 개구를 막는 내면판을 포함하고, 상기 내측 감합부는 상기 내면판에서 돌출하여도 좋다.

상기 내면판의 상기 내조측 제1 주면은 상기 내조의 외주면과 곡률 중심이 동일한 곡면이고, 상기 내면판의 상기 통형체 측 제2 주면은 상기 탱크의 반경 방향에 수직인 평면이어도 좋다. 이런 구성에 따르면, 제2 주면이, 내조의 외주면과 곡률 중심이 동일한 곡면인 경우에 비해 내측 부재를 더욱 간단한 형상으로 만들 수 있다.

상기 내측 부재 각각은 상기 통형체의 상기 내조측 단부가 끼이는 홈이 형성된 고리형 부재이어도 좋다. 이런 구성에 따르면, 내측 부재를 예를 들어 단일 부품으로 만들 수 있어 부품 수를 줄일 수 있다.

상기 외측 부재 각각은 상기 통형체의 상기 외조측 단부와 감합하는 외측 감합부를 포함해도 좋다. 이런 구성에 따르면, 통형체의 외조측 단부를 간단한 형상으로 유지할 수 있다.

예를 들면, 상기 외측 부재 각각은 상기 통형체의 상기 외조측 개구를 막는 외면판을 포함하고, 상기 외측 감합부는 상기 외면판에서 돌출하고 있어도 좋다.

상기 외면판의 상기 외조측 제1 주면은 상기 외조의 내주면과 곡률 중심이 동일한 곡면이고, 상기 외면판의 상기 통형체 측 제2 주면은 상기 탱크의 반경 방향에 수직인 평면이어도 좋다. 이런 구성에 따르면, 제2 주면이, 외조의 내주면과 곡률 중심이 동일한 곡면인 경우에 비해 외측 부재를 더 심플한 형상으로 만들 수 있다.

상기 외측 부재 각각은 상기 통형체의 상기 외조측 단부가 끼이는 홈이 형성된 고리형 부재이어도 좋다. 이런 구성에 따르면, 외측 부재를 예를 들어 단일 부품으로 만들 수 있어 부품 수를 줄일 수 있다.

상기 내측 부재는 상기 내조에 고정되어 있고, 상기 한 쌍의 지지부 중 하나의 상기 외측 부재는 상기 외조에 대한 상기 탱크의 축 방향 변위가 구속되도록 구성되어 있고, 상기 한 쌍의 지지부 중 다른 하나의 상기 외측 부재는 상기 외조의 내주면 상을 상기 탱크의 축 방향으로 슬라이드할 수 있도록 구성되어 있어도 좋다. 이런 구성에 따르면, 내조의 열수축으로 인한 길이 축소에 대응할 수 있다.

상기 한 쌍의 지지부 각각에 있어서의 인접한 상기 외측 부재 사이에는 상기 탱크의 둘레 방향에 있어서의 각 외측 부재의 이동을 가능하게 하는 간극이 형성되어 있어도 좋다. 이런 구성에 따르면, 내조가 열수축으로 인해 직경 축소를 했을 때에 외측 부재를 통형체와 함께 이동시킬 수 있다.

상기 한 쌍의 지지부 중 다른 하나의 상기 외측 부재와 상기 외조의 내주면 사이에는 윤활 라이너가 끼여 있어도 좋다. 이런 구성에 따르면, 간단한 구성으로 외측 부재와 외조의 내주면의 마찰을 줄일 수 있다. 이로써 통형체에 과도한 전단력이 작용하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 선박용 2중각 탱크 구조를 갖는 수평 방향으로 배치된 원통형 2중각 탱크와, 상기 한 쌍의 지지부와 대응하는 위치에서 상기 탱크를 지지하는 한 쌍의 새들을 구비한 액화 가스 운반선을 제공한다.

본 발명에 따르면, 선박 동요 때에 내용물을 포함한 내조의 하중을 견딜 수 있는 중공의 지지부를 구비한 2중각 탱크 구조를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 2중각 탱크 구조를 갖는 2중각 탱크가 탑재된 액화 가스 운반선의 측면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.
도 3은 슬라이드 측 제2 지지부의 요부를 나타내는 정면단면도이다.
도 4는 슬라이드 측 제2 지지부의 요부를 나타내는 측면단면도이다.
도 5는 고정 측 제1 지지부의 요부를 나타내는 정면단면도이다.
도 6은 고정 측 제1 지지부의 요부를 나타내는 측면단면도이다.
도 7은 변형예의 내측 부재 및 외측 부재를 나타내는 정면단면도이다.
도 8은 다른 변형예의 내측 부재 및 외측 부재를 나타내는 정면단면도이다.

도 1 및 도 2에, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 2중각 탱크 구조를 갖는 2중각 탱크(8)가 탑재된 액화 가스 운반선(1)을 나타낸다. 본 실시예에서는 액화 가스 운반선(1)에, 수평 방향으로 배치된 원통형의 2개의 2중각 탱크(8)가 선박 길이 방향으로 나란히 탑재되어 있다.

각 2중각 탱크(8)는 액화 가스(9)를 저장하는 내조(2)와, 내조(2)를 감싸는 외조(3)를 포함한다. 액화 가스(9)는 예를 들어, 액화 석유 가스(LPG, 약 -45℃), 액화 에틸렌 가스(LEG, 약 -100℃), 액화 천연 가스(LNG, 약 -160℃), 액화 수소(LH₂, 약 -250℃)이다.

내조(2)는 일정한 단면 형상이며 수평 방향(선박 길이 방향)으로 연장되는 몸통부와, 이 몸통부의 양측 개구를 막는 반구형 폐쇄부로 구성되어 있다. 또한, 폐쇄부는 수직 방향으로 평행한 플랫이어도 좋고, 접시형이어도 좋다. 외조(3)는 내조(2) 주위에 일정한 두께의 공간을 확보하는 것과 같은 형상을 하고 있다. 외조(3)와 내조(2) 사이의 공간은 진공 공간이다.

액화 가스 운반선(1)의 선체(12)에는 각 탱크(8)에 대응하고, 당해 탱크(8)의 축 방향으로 서로 이격된 한 쌍의 새들(11)이 설치되어 있다. 한 쌍의 새들(11)은 내조(2)의 몸통부 양단 근처에서 탱크(8)를 지지한다.

각 새들(11)은 외조(3)의 외주면과 면접촉하는 지지면(11a)을 가지고 있다. 본 실시예에서는 지지면(11a)이, 탱크(8)의 축 방향에서 봤을 때에 외조(3)의 바로 아래에서 양측으로 거의 90도씩 벌어져 있다. 바꾸어 말하면, 지지면(11a)에 의해, 외조(3)의 거의 절반이 끼이는 반원형 오목부가 형성되어 있다.

외조(3)와 내조(2) 사이에는 탱크(8)의 축 방향으로 서로 이격된 한 쌍의 지지부(4A,4B)가 배치되어 있다. 한 쌍의 지지부(4A,4B)의 배치 위치는 한 쌍의 새들(11)의 배치 위치와 일치하고 있다. 각 지지부(4A 또는 4B)는 외조(3)의 내주면 상에서 내조(2)를 지지한다.

본 실시예에서는 선미 측에 위치하는 지지부(4A)가 고정 측 제1 지지부이고, 선수 측에 위치하는 지지부(4B)가 슬라이드 측 제2 지지부이다. 다만, 고정 측 제1 지지부(4A)가 선수 측에 배치되고, 슬라이드 측 제2 지지부(4B)가 선미 측에 배치되어 있어도 좋다.

제1 지지부(4A)와 제2 지지부(4B) 각각은 도 3 ~ 도 6에 나타낸 바와 같이, 탱크(8)의 둘레 방향으로 배열된 복수의 통형체(5)와, 통형체(5)와 내조(2) 사이에 개재된 복수의 내측 부재(6)와, 통형체(5)와 외조(3) 사이에 개재된 복수의 외측 부재(7)를 포함한다. 또한, 제1 지지부(4A)와 제2 지지부(4B) 각각은 내조(2)의 외주면(2a)에 접합된, 탱크(8)의 둘레 방향으로 연장되는 띠 모양의 보강판(41)을 포함한다. 또한, 각각의 지지부의 고유한 구성으로서, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이 제1 지지부(4A)는 모든 외측 부재(7)를 사이에 두도록 외조(3)의 내주면(3a) 상에 고정된 한 쌍의 원호형 바(43)를 포함하는 한편, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 제2 지지부(4B)는 외조(3)의 내주면(3a)과 모든 외측 부재(7) 사이에 끼인 원호형 윤활 라이너(42)를 포함한다.

각 통형체(5)는 당해 통형체(5)의 축 방향이 탱크(8)의 반경 방향과 일치하도록 배치되어 있다. 또한, 모든 통형체(5)는 반드시 탱크(8)의 둘레 방향으로 연장되는 동일 직선 상에 배열되어 있을 필요는 없고, 지그재그로 배열되어 있어도 좋다. 본 실시예에서는 각 통형체(5)의 단면 형상은 원 형상이지만, 각 통형체(5)의 단면 형상은 다각 형상이어도 좋다.

각 통형체(5)는 유리 섬유 강화 플라스틱(GFRP)으로 구성된다. 본 실시예와 같이 진공 2중각의 경우에는 각 통형체(5)의 내주면 및 외주면 상에, 당해 통형체(5)가 도금 처리됨으로써 금속 도금층(미도시)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 도금층은 진공 공간에 면하는 GFRP로 이루어진 통형체(5)에서 아웃가스가 나오는 것을 방지하기 위한 것이다.

또한, 내조(2)의 외주면(2a)은 통형체(5)의 내측 및 외측 모두에서 직접 또는 보강판(41) 및 내측 부재(6)를 개재시키고 방열재(미도시)로 덮여 있어도 좋다. 또한, 통형체(5)의 외주면 및 내주면도 방열재로 덮여 있어도 좋다.

각 내측 부재(6)는 내조(2)의 외주면(2a) 상에서 각 통형체(5)의 내조(2) 측 단부를 유지한다. 내측 부재(6)는 용접 등으로 보강판(41)을 개재시키고 내조(2)의 외주면(2a)에 고정되어 있다. 또한, 그 밖에도, 예를 들어 내측 부재(6)의 주위에, 보강판(41)에서 돌출한 부재를 설치하고, 그 부재에 내측 부재(6)를 체결 등으로 고정해도 좋다.

통형체(5)를 내측 부재(6)에 유지시키려면, 접착제를 사용하여 통형체(5)를 내측 부재(6)에 접착하는 것도 가능하다. 다만, 이 경우에는 접착제 주위가 진공 환경이기 때문에, 접착제에서 아웃가스가 나올 우려가 있다. 본 실시예에서는 이를 방지하기 위해, 감합 구조가 채용되어 있다.

구체적으로, 각 내측 부재(6)는 통형체(5)의 내조(2) 측 개구를 막는 내면판(61)과, 내면판(61)에서 돌출하여 통형체(5)의 내조(2) 측 단부와 감합하는 내측 감합부(62)를 포함한다. 내측 감합부(62)는 내면판(61)과는 별개의 몸체이며, 용접 등으로 내면판(61)에 고정되어 있다. 다만, 내측 감합부(62)는 내면판(61)과 일체로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 내면판(61)은 반드시 통형체(5)의 내조(2) 측 개구를 전면적으로 막을 필요는 없고, 중앙에 큰 구멍이 형성되어 있어도 좋다. 또한, 내면판(61)이 생략되고 내측 부재(6)가 내측 감합부(62)만을 포함하고 있어도 좋다. 또한, 작업성 관점에서는 통형체(5)와 내측 감합부(62)를 핀 등으로 연결해도 좋다.

내면판(61)은 동일한 두께로 내조(2)의 외주면(2a)을 따라 전개되어 있으며, 내조(2) 측 제1 주면(61a) 및 통형체(5) 측 제2 주면(61b)이 모두 내조(2)의 외주면(2a)과 곡률 중심이 동일한 곡면으로 되어 있다.

내측 감합부(62)는 통형체(5)의 내조(2) 측 단부가 상기 내측 감합부의 내부로 들어가는 고리형을 이루고 있다. 구체적으로, 내측 감합부(62)는 단면 L자형을 이루고 있으며, 통형체(5)의 외주면과 서로 겹치는 주벽(64)과, 주벽(64)의 내조(2) 측 단부에서 반경 방향 내측으로 돌출하여 통형체(5)의 단면과 접촉하는 링부(63)를 가진다.

본 실시예에서는 상온에 있어서 주벽(64)의 내경은 통형체(5)의 외경과 거의 동일하다. 내조(2) 안에 저온의 액화 가스(9)가 투입되면, 내조(2)가 열수축을 한다. 또한, 내조(2)에 고정되어 있는 내측 부재(6)도 저온이 되기 때문에 열수축을 한다. 내측 감합부(62)가 통형체(5)에 외측으로부터 감합하고 있으면, 내측 부재(6)가 열수축을 했을 때에 내측 감합부(62)와 통형체(5) 사이에 간극이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

링부(63)는 내면판(61)의 곡면인 제2 주면(61b)과 통형체(5)의 플랫한 단면의 사이를 메우기 위한 것이다. 즉, 링부(63)의 두께는 탱크(8)의 둘레 방향에 있어서 통형체(5)의 축심에서 멀어짐에 따라 점차 두껍게 되어 있다. 다만, 내측 감합부(62)는 주벽(64)만을 가지고 있어도 좋다. 이 경우에는 통형체(5)의 단면을 곡면으로 가공하면 좋다. 그러나 GFRP로 이루어진 통형체(5)의 단면을 곡면으로 가공하는 것은 쉽지는 않기 때문에, 내측 감합부(62)는 링부(63)를 가지고 있는 것이 바람직하다.

또한, 내측 부재(6)는 반드시 탱크(8)의 둘레 방향으로 분리되어 있을 필요는 없고, 모든 내측 부재(6)가 연결되어 있어도 좋다. 예를 들어, 모든 내측 부재(6)의 내면판(61)이 연속된 한 장의 판을 구성하고 있어도 좋다. 이 경우, 보강판(41)은 생략 가능하다.

각 외측 부재(7)는 외조(3)의 내주면(3a) 상에서, 각 통형체(5)의 외조(3) 측 단부를 유지한다. 고정 측 제1 지지부(4A)에서는 도 6에 나타낸 바와 같이, 상술한 한 쌍의 바(43)에 의해, 외조(3)의 내주면(3a) 상에 탱크(8)의 둘레 방향으로 연장되는 홈이 형성되어 있다. 제1 지지부(4A)의 외측 부재(7)는 그 홈에 끼여 있으며, 외조(3)의 내주면(3a)에 직접 접촉하고 있다. 이로써 제1 지지부(4A)의 외측 부재(7)에 대해서는 외조(3)의 내주면(3a)에 대한 탱크(8)의 축 방향 변위가 구속되어 있다. 또한, 바(43) 대신에, 각 외측 부재(7)마다 탱크(8)의 축 방향에 있어서의 외측 부재(7)의 변위를 구속하는 블록을 배치하여도 좋다.

한편, 슬라이드 측 제2 지지부(4B)에서는 도 4에 나타낸 바와 같이, 상술한 윤활 라이너(42)를 개재시키고 외측 부재(7)가 외조(3)의 내주면(3a)과 접촉하고 있다. 윤활 라이너(42)는 슬라이딩성이 양호한 재료(예를 들면, 불소 수지, 이황화 몰리브덴)로 이루어진다. 탱크(8)의 축 방향에 있어서, 윤활 라이너(42)의 폭은 외측 부재(7)의 폭보다 크고, 윤활 라이너(42)가 외측 부재(7)의 양측으로 돌출하고 있다. 따라서 제2 지지부(4B)의 외측 부재(7)는 외조(3)의 내주면(3a) 상을 탱크(8)의 축 방향으로 슬라이드 가능하게 되어 있다.

또한, 도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 지지부(4A)에서도 제2 지지부(4B)에서도 인접한 외측 부재(7)의 사이에는 간극이 형성되어 있다. 이 간극에 의해, 내조(2)가 열수축으로 인해 직경 축소가 되었을 때에, 각 외측 부재(7)가 탱크(8)의 둘레 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 제1 지지부(4A)에서는 제2 지지부(4B)와 같이 외측 부재(7)와 외조(3)의 내주면(3a) 사이에 윤활 라이너(42)가 끼워져 있지 않지만, 제2 지지부(4B)와 마찬가지로 외측 부재(7)와 외조(3)의 내주면(3a) 사이에 윤활 라이너(42)가 끼워져 있어도 좋다.

외측 부재(7)에서도, 내측 부재(6)와 마찬가지로 접착제를 사용하지 않는다는 관점에서 감합 구조가 채용되어 있다. 구체적으로, 각 외측 부재(7)는 통형체(5)의 외조(3) 측 개구를 막는 외면판(71)과, 외면판(71)에서 돌출하여 통형체(5)의 외조(3) 측 단부와 감합하는 외측 감합부(72)를 포함한다. 외측 감합부(72)는 외면판(71)과는 별개의 몸체이며, 용접 등으로 외면판(71)에 고정되어 있다. 다만, 외측 감합부(72)는 외면판(71)과 일체로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 외면판(71)은 반드시 통형체(5)의 외조(3) 측 개구를 전면적으로 막을 필요는 없고, 중앙에 큰 구멍이 형성되어 있어도 좋다. 또한, 외면판(71)이 생략되고 외측 부재(7)가 외측 감합부(72)만을 포함하고 있어도 좋다. 또한, 작업성 관점에서는 통형체(5)와 외측 감합부(72)를 핀 등으로 연결해도 좋다.

외면판(71)은 동일한 두께로 외조(3)의 내주면(3a)을 따라 전개되어 있으며, 외조(3) 측 제1 주면(71a) 및 통형체(5) 측 제2 주면(71b)이 모두 외조(3)의 내주면(3a)과 곡률 중심이 동일한 곡면으로 되어 있다.

본 실시예에서는 외측 감합부(72)는 통형체(5)의 외조(3) 측 단부가 상기 외측 감합부(72)의 내부로 들어가는 고리형을 이루고 있다. 다만, 외조(3)는 내조(2) 안에 저온의 액화 가스(9)가 투입되어도 상온 그대로이기 때문에, 내측 부재(6)와 달리 외측 부재(7)의 온도는 그다지 낮아지지 않는다. 따라서 외측 감합부(72)는 본 실시예와 같이 통형체(5)에 외측에서 감합하고 있어도 좋고, 본 실시예와는 반대로 통형체(5)에 내측에서 감합하고 있어도 좋다.

구체적으로, 외측 감합부(72)는 단면 L자형을 이루고 있으며, 통형체(5)의 외주면과 서로 겹치는 주벽(74)과, 주벽(74)의 외조(3) 측 단부에서 반경 방향 내측으로 돌출하여 통형체(5)의 단면과 접촉하는 링부(73)를 가진다.

링부(73)는 외면판(71)의 곡면인 제2 주면(71b)과 통형체(5)의 플랫한 단면의 사이를 메우기 위한 것이다. 즉, 링부(73)의 두께는 탱크(8)의 둘레 방향에 있어서 통형체(5)의 축심에서 멀어짐에 따라 점차 얇게 되어 있다. 다만, 외측 감합부(72)는 주벽(74)만을 가지고 있어도 좋다. 이 경우에는 통형체(5)의 단면을 곡면으로 가공하면 좋다. 그러나 GFRP로 이루어진 통형체(5)의 단면을 곡면으로 가공하는 것은 쉽지 않기 때문에, 외측 감합부(72)는 링부(73)를 갖고 있는 것이 바람직하다.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시예의 2중각 탱크 구조에서는 탱크(8)의 둘레 방향으로 배열된 통형체(5) 및 이를 끼워 넣는 내측 부재(6) 및 외측 부재(7)에 의해, 탱크(8)의 둘레 방향으로 전개되는 중공의 하중 전달 구조가 구성된다. 게다가 각 통형체(5)의 축 방향이 탱크(8)의 반경 방향과 일치하고 있기 때문에, 내용물을 포함한 내조(2)의 하중은 선박의 자세에 상관없이 각 통형체(5)의 축 방향 압축력으로 분산된다. 따라서 제1 지지부(4A) 및 제2 지지부(4B) 각각은 선박 동요 때에도 내조(2)의 하중을 견딜 수 있다. 또한, 각 통형체(5)를 구성하는 재료로서 열전도율이 낮은 GFRP를 사용했기 때문에, 지지부(4A,4B)를 통한 열 침입을 더욱더 억제할 수 있다.

또한, 내측 부재(6)가 내조(2)에 고정되고, 제1 지지부(4A)의 외측 부재(7)가 탱크(8)의 축 방향으로 구속되고, 제2 지지부(4B)의 외측 부재(7)가 탱크(8)의 축 방향으로 슬라이드 가능하므로 내조(2)의 열수축으로 인한 길이 축소에 대응할 수가 있다.

또한, 제1 지지부(4A) 및 제2 지지부(4B) 모두에 있어서, 인접한 외측 부재(7) 사이에는 탱크(8)의 둘레 방향에 있어서 각 외측 부재(7)의 이동을 가능하게 하는 간극이 형성되어 있으므로 내조(2)가 열수축으로 인해 직경 축소를 했을 때에 외측 부재(7)를 통형체(5)와 함께 이동시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 각 외측 부재(7)가 외측 감합부(72)를 포함하고 있기 때문에, 통형체(5)의 외조(3) 측 단부를 간단한 형상으로 유지할 수 있다. 또한, 각 외측 부재(7)는 외면판(71)도 포함하고 있기 때문에, 외면판(71)을 외조(3)의 내주면(3a)에 큰 면적으로 접촉시켜 접촉 압력을 줄일 수 있기 때문에 외측 부재(7)를 원활하게 슬라이드시킬 수 있다.

마찬가지로, 각 내측 부재(6)도 내측 감합부(62)를 포함하기 때문에, 통형체(5)의 내조(2) 측 단부를 간단한 형상으로 유지할 수 있다.

<변형예>

(1) 내측 부재

내측 부재(6)의 내측 감합부(62)는 반드시 통형체(5)에 외측에서 감합할 필요는 없고, 통형체(5)에 내측에서 감합하고 있어도 좋다. 예를 들어, 내측 감합부(62)는 통형체(5)의 내조(2) 측 개구 안으로 들어가는 원반형을 이루고 있어도 좋다. 다만, 상기 실시예에서 설명한 바와 같이, 내측 부재(6)가 저온이 되었을 때 내측 감합부(62)와 통형체(5) 사이에 간극이 형성되는 것을 방지한다는 관점에서는 내측 감합부(62)는 통형체(5)에 외측에서 감합하는 것이 바람직하다.

혹은 내측 부재(6)는 반드시 내측 감합부(62)를 가질 필요는 없다. 예를 들어, 통형체(5)에 플랜지가 일체로 설치되어 있고, 이 플랜지가 내면판(61)에 돌출된 볼트에 너트로 체결되어도 좋다. 또는 L자형 쇠장식을 이용하여 통형체(5)와 내면판(61)을 체결해도 좋다.

또한, 내면판(61)의 통형체(5) 측 제2 주면(61b)은 반드시 내조(2)의 외주면(2a)과 곡률 중심이 동일한 곡면일 필요는 없고, 도 7에 나타낸 바와 같이, 탱크(8)의 반경 방향에 수직인 평면이어도 좋다. 이런 구성이면, 내측 부재(6)를 더 심플한 형상으로 만들 수 있다.

혹은 내측 부재(6)는 도 8에 나타낸 바와 같이, 통형체(5)의 내조(2) 측 단부가 끼이는 홈(65a)이 형성된 고리형 부재(65)이어도 좋다. 이런 구성이면, 내측 부재(6)를 예를 들어 단일 부품으로 만들 수 있어 부품 수를 줄일 수 있다.

(2) 외측 부재

외측 부재(7)는 반드시 탱크(8)의 둘레 방향으로 분리되어 있을 필요는 없고, 외측 부재(7) 중 일부 또는 모두가 연결되어 있어도 좋다. 다만, 적어도 슬라이드 측 지지부(4B)에서는 인접한 외측 부재(7) 사이에 간극이 형성되어 있어 각 외측 부재(7)가 탱크(8)의 축 방향뿐만 아니라 둘레 방향으로도 이동 가능한 것이 바람직하다. 이런 구성이면, 외측 부재(7)를 탱크(8)의 축 방향으로 슬라이드 가능하게 한 구성(상기 실시예에서는 윤활 라이너(42))을 합리적으로 이용하여 내조(2)의 직경 축소에도 대응할 수 있다.

외측 부재(7)는 반드시 외측 감합부(72)를 가질 필요는 없다. 예를 들어, 통형체(5)에 플랜지가 일체로 설치되어 있고, 이 플랜지가 외면판(71)에 돌출된 볼트에 너트로 체결되어도 좋다. 또는 L자형 쇠붙이를 이용하여 통형체(5)와 외면판(71)을 체결해도 좋다.

또한, 외면판(71)의 통형체(5) 측 제2 주면(71b)은 반드시 외조(3)의 내주면(3a)과 곡률 중심이 동일한 곡면일 필요는 없고, 도 7에 나타낸 바와 같이, 탱크(8)의 반경 방향에 수직인 평면이어도 좋다. 이런 구성이면, 외측 부재(7)를 더 심플한 형상으로 만들 수 있다.

혹은 외측 부재(7)는 도 8에 나타낸 바와 같이, 통형체(5)의 외조(3) 측 단부가 끼이는 홈(75a)이 형성된 고리형 부재(75)이어도 좋다. 이런 구성이면, 외측 부재(7)를 예를 들어 단일 부품으로 만들 수 있어 부품 수를 줄일 수 있다.

슬라이드 측 제2 지지부(4B)에서는 반드시 외측 부재(7)와 외조(3)의 내주면(3a) 사이에 윤활 라이너(42)가 끼여 있을 필요는 없다. 예를 들어, 외측 부재(7)의 외면판(71)을, 슬라이딩성이 양호한 수지로 구성하는 것도 가능하다. 혹은 외측 부재(7)의 외면판(71)을 금속으로 구성했을 경우에도, 외면판(71)이 접하는 외조(3)의 내주면(3a) 상에 윤활유를 도포해도 좋다.

다만, 상기 실시예와 같이 제2 지지부(4B)의 외측 부재(7)와 외조(3)의 내주면(3a) 사이에 윤활 라이너(42)가 끼여 있으면, 간단한 구성으로 외측 부재(7)와 외조(3)의 내주면(3a)의 마찰을 줄일 수 있다. 이로써 통형체(5)에 과도한 전단력이 작용하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 선박용 2중각 탱크 구조는 저온의 액화 가스를 해상 운송하는 액화 가스 운반선에 특히 유용하다.

1: 액화 가스 운반선 2: 내조
2a: 외주면 3: 외조
3a: 내주면 4A: 제1 지지부
4B: 제2 지지부 42: 윤활 라이너
5: 통형체 6: 내측 부재
61: 내면판 61a: 제1 주면
61b: 제2 주면 62: 내측 감합부
65: 고리형 부재 65a: 홈
7: 외측 부재 71: 외면판
71a: 제1 주면 71b: 제2 주면
72: 외측 감합부 75: 고리형 부재
75a: 홈 8: 2중각 탱크

Claims

선박에 탑재되는 수평 방향으로 배치되는 원통형 2중각 탱크의 구조로서,
액화 가스를 저장하는 내조와,
상기 내조와의 사이에 진공 공간을 확보하는 외조와,
상기 내조와 상기 외조 사이에 배치되고, 상기 탱크의 축방향으로 서로 이격되는 위치에서 상기 내조를 아래에서 지지하는 한 쌍의 지지부를 구비하고,
상기 한 쌍의 지지부 각각은, 각각의 축방향이 상기 탱크의 반경 방향과 일치하고, 상기 탱크의 둘레 방향에 있어서 상기 내조의 바로 아래로부터 양측에 복수의 통형체가 각각 위치하도록 상기 탱크의 둘레 방향으로 배열된 복수의 통형체와, 상기 내조의 외주면 상에서 상기 통형체의 상기 내조측 단부를 각각 유지하는 복수의 내측 부재와, 상기 외조의 내주면 상에서 상기 통형체의 상기 외조측 단부를 각각 유지하는 복수의 외측 부재를 포함하며,
상기 통형체 각각은 유리 섬유 강화 플라스틱으로 이루어지고,
인접하는 상기 통형체 사이의 거리는, 1개의 통형체의 폭 또는 상기 내조와 상기 외조의 사이의 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 선박용 2중각 탱크 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 통형체 각각의 내주면 및 외주면 상에는 금속 도금층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박용 2중각 탱크 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 내측 부재 각각은 상기 통형체의 상기 내조측 단부와 감합하는 내측 감합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 2중각 탱크 구조.
선박에 탑재되는 수평 방향으로 배치되는 원통형 2중각 탱크의 구조로서,
액화 가스를 저장하는 내조와,
상기 내조와의 사이에 진공 공간을 확보하는 외조와,
상기 내조와 상기 외조 사이에 배치되고, 상기 탱크의 축방향으로 서로 이격되는 위치에서 상기 내조를 아래에서 지지하는 한 쌍의 지지부를 구비하고,
상기 한 쌍의 지지부 각각은, 각각의 축방향이 상기 탱크의 반경 방향과 일치하고, 상기 탱크의 둘레 방향에 있어서 상기 내조의 바로 아래로부터 양측에 복수의 통형체가 각각 위치하도록 상기 탱크의 둘레 방향으로 배열된 복수의 통형체와, 상기 내조의 외주면 상에서 상기 통형체의 상기 내조측 단부를 각각 유지하는 복수의 내측 부재와, 상기 외조의 내주면 상에서 상기 통형체의 상기 외조측 단부를 각각 유지하는 복수의 외측 부재를 포함하며,
상기 통형체 각각은 유리 섬유 강화 플라스틱으로 이루어지고,
상기 내측 부재 각각은 상기 통형체의 상기 내조측 단부와 감합하는 내측 감합부를 포함하며,
상기 내측 감합부는, 상기 통형체의 상기 내조측 단부가 상기 내측 감합부의 내부로 들어가는 고리형을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 선박용 2중각 탱크 구조.
제 3 항에 있어서,
상기 내측 부재 각각은 상기 통형체의 상기 내조측 개구를 막는 내면판을 포함하고, 상기 내측 감합부는 상기 내면판으로부터 돌출하는 것을 특징으로 하는 선박용 2중각 탱크 구조.
제 5 항에 있어서,
상기 내면판의 상기 내조측 제1 주면은, 상기 내조의 외주면과 곡률 중심이 동일한 곡면이고, 상기 내면판의 상기 통형체측 제2 주면은 상기 탱크의 반경 방향에 수직하는 평면인 것을 특징으로 하는 선박용 2중각 탱크 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 내측 부재 각각은 상기 통형체의 상기 내조측 단부가 끼워지는 홈이 형성된 고리형 부재인 것을 특징으로 하는 선박용 2중각 탱크 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 외측 부재 각각은 상기 통형체의 상기 외조측 단부와 감합하는 외측 감합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 2중각 탱크 구조.
제 8 항에 있어서,
상기 외측 부재 각각은 상기 통형체의 상기 외조측 개구를 막는 외면판을 포함하고, 상기 외측 감합부는 상기 외면판으로부터 돌출하는 것을 특징으로 하는 선박용 2중각 탱크 구조.
제 9 항에 있어서,
상기 외면판의 상기 외조측 제1 주면은 상기 외조의 내주면과 곡률 중심이 동일한 곡면이고, 상기 외면판의 상기 통형체측 제2 주면은 상기 탱크의 반경 방향에 수직인 평면인 것을 특징으로 하는 선박용 2중각 탱크 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 외측 부재 각각은 상기 통형체의 상기 외조측 단부가 끼워지는 홈이 형성된 고리형 부재인 것을 특징으로 하는 선박용 2중각 탱크 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 내측 부재는 상기 내조에 고정되어 있고,
상기 한 쌍의 지지부 중 하나의 상기 외측 부재는 상기 외조에 대한 상기 탱크의 축방향의 변위가 구속되도록 구성되어 있고,
상기 한 쌍의 지지부 중 다른 하나의 상기 외측 부재는 상기 외조의 내주면 상을 상기 탱크의 축방향으로 슬라이드할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박용 2중각 탱크 구조.
제 12 항에 있어서,
상기 한 쌍의 지지부 각각에서 인접하는 상기 외측 부재의 사이에는 상기 탱크의 둘레 방향에서 각 외측 부재의 이동을 가능하게 하는 간극이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박용 2중각 탱크 구조.
제 12 항에 있어서,
상기 한 쌍의 지지부 중 다른 하나의 상기 외측 부재와 상기 외조의 내주면 사이에는 윤활 라이너가 개재되는 것을 특징으로 하는 선박용 2중각 탱크 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 선박용 2중각 탱크 구조를 갖는 수평 방향으로 배치된 원통형 2중각 탱크와,
상기 한 쌍의 지지부와 대응하는 위치에서 상기 탱크를 지지하는 한 쌍의 새들을 구비한 것을 특징으로 하는 액화 가스 운반선.
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