KR101908562B1 - 멤브레인형 연료탱크 - Google Patents

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Abstract

연료로서 사용되는 액화가스를 저장하기 위해 선체의 내부에 설치되는 멤브레인형 연료탱크로서, 밀봉벽을 형성하기 위해 단열벽 상에 배열되는 다수의 금속제 스트립을 지지하기 위해 상기 선체에 설치되는 지지 구조물을 포함하며, 상기 지지 구조물은 상기 선체의 좌현 및 우현을 향하도록 상기 연료탱크의 좌측 및 우측에 위치되는 벽면의 가장자리를 따라서 설치되며, 상기 금속제 스트립의 말단이 상기 지지 구조물에 연결되는, 멤브레인형 연료탱크가 제공될 수 있다.

Description

멤브레인형 연료탱크 {MEMBRANE TYPE FUEL TANK}
본 발명은, 선박이나 해양 플랜트에서 사용되는 연료를 저장하기 위한 연료탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액화가스 연료를 저장하기 위한 멤브레인형 연료탱크에 관한 것이다.
일반적으로, 선박은 연료의 연소에 의해 동력을 발생시키는 엔진에 의해 추진력을 가지게 되는데, 선박의 연료로서 사용되는 경유, 중유, MOD(Marine Diesel Oil), MFO(Marine Fuel Oil) 등은 연소 과정에서 발생되는 다량의 유해물질로 인하여 환경 오염을 유발하는 원인이 되고 있다. 따라서, 친환경 선박(Green-ship)으로 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)를 연료로 사용하는 선박(LNG Fueled Ship, 이하 "LFS"라 함)이 개발되어 각국의 선급으로부터 공식인증(Approval In Principle, AIP)을 승인받아 환경 규제로 인한 청정에너지로의 전환 요구를 충족시키고 있다.
이러한 LFS는 컨테이너선, 탱커선 등을 비롯하여 다양한 선종에 적용될 수 있다. 또, LFS에 탑재되는 가스 추진 엔진은, 동급 출력의 디젤 엔진에 비하여, 이산화탄소, 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 등의 발생을 감소시킬 수 있는 특성을 가질 뿐만 아니라, LNG는 기존의 선박 연료에 비해 단위 열량당 가격이 상당히 저렴하여 경제성도 만족시키고 있다.
그런데, LNG는 상압에서 비등점이 대략 -162℃ 정도인 초저온 액체이기 때문에, LNG를 저장하기 위한 탱크는 단열 및 밀봉을 위한 특수한 구조를 가져야 한다. LNG 저장을 위해 사용되는 탱크는, LNG의 하중이 단열재에 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립형(Independent type) 탱크와 멤브레인형(Membrane type) 탱크로 분류할 수 있으며, 독립형 탱크와 멤브레인형 탱크는 그 구조, 밀봉벽을 형성하는 소재의 종류, 단열재의 종류 등에 따라 각각 세분화된다.
멤브레인형 탱크는, 통상, 선체의 내부표면에 설치되어 탱크 내부로의 열전달을 차단하는 2차 단열벽과, 2차 단열벽 상에 배열되는 2차 밀봉벽과, 2차 밀봉벽 상에 배열되는 1차 단열벽과, 1차 단열벽 상에 배열되어 저장된 LNG와 직접 접촉하는 1차 밀봉벽이 순차적으로 적층되어 형성된다.
인바(Invar) 강을 밀봉벽으로 사용하는 멤브레인형 탱크(이하, NO96형 탱크라 함)는, 대략 1mm 이하의 두께, 예컨대 0.7mm의 두께를 가지는 인바강을 1차 및 2차 밀봉벽으로 사용한다. 또한, NO96형 탱크의 1차 및 2차 단열벽은 예컨대 플라이우드(Plywood) 박스(즉, 단열박스) 및 펄라이트(Perlite) 등으로 이루어진다.
NO96형 탱크는, 제작시, 1차 및 2차 밀봉벽을 형성하기 위해 기다란 띠 형상의 인바강 스트립을 용접으로 이어붙이는 작업을 수행하기 때문에 전체적인 용접작업 길이는 길지만, 인바강 스트립의 형상이 단순하여 용접작업의 자동화에 유리하다.
그런데, 종래의 NO96형 탱크는 화물로서의 LNG를 저장한 상태로 운반할 목적으로 만들어졌기 때문에, 탱크의 크기, 형상 및 구조 등의 측면에서 연료로서의 LNG를 저장하기 위한 멤브레인형 연료탱크와는 서로 상이하며, 그에 따라 멤브레인형 연료탱크의 최적화된 구조 및 제작방법에 대한 연구가 지속적으로 이루어질 필요가 있다.
본 발명은, 화물로서 LNG를 수송하기 위해 선체 내에 설치되는 화물탱크에 비해 상대적으로 작은 크기를 갖는 연료탱크를 제작함에 있어서, 인바강 스트립의 자동용접장치의 작업효율을 증가시킬 수 있고, 그에 따라 제작에 소요되는 시간, 비용 및 노력을 감소시킬 수 있는 구조를 가지는 멤브레인형 연료탱크를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 연료로서 사용되는 액화가스를 저장하기 위해 선체의 내부에 설치되는 멤브레인형 연료탱크로서, 상기 선체의 내부표면에 설치되어 탱크 내부로의 열전달을 차단하는 2차 단열벽과; 상기 2차 단열벽 상에 배열되어 상기 액화가스의 누출을 방지하는 2차 밀봉벽과; 상기 2차 밀봉벽 상에 배열되는 탱크 내부로의 열전달을 차단하는 1차 단열벽과; 상기 1차 단열벽 상에 배열되어 저장된 액화가스와 직접 접촉하는 1차 밀봉벽과; 상기 1차 및 2차 밀봉벽을 형성하기 위해 상기 1차 및 2차 단열벽 상에 배열되는 다수의 금속제 스트립을 지지하기 위해 상기 선체에 설치되는 지지구조물; 을 포함하며, 상기 지지구조물은 상기 선체의 좌현 및 우현을 향하도록 상기 연료탱크의 좌측 및 우측에 위치되는 벽면의 가장자리를 따라서 설치되며, 상기 금속제 스트립의 말단이 상기 지지구조물에 연결되는, 멤브레인형 연료탱크가 제공될 수 있다.
상기 연료탱크는, 상기 선체의 폭방향을 따라 측정한 상기 연료탱크의 좌측벽과 우측벽 사이의 거리가 상기 선체의 길이방향을 따라 측정한 상기 연료탱크의 전방벽과 후방벽 사이의 거리보다 클 수 있다.
상기 연료탱크는 다수의 벽면에 의해 둘러싸인 형상을 가지며, 상기 지지구조물은 상기 연료탱크를 형성하는 각각의 벽면에 있어서 길이가 짧은 변을 따라서 설치될 수 있다.
상기 금속제 스트립의 연장방향은 각각의 벽면에 있어서 길이가 긴 변과 평행할 수 있다.
상기 연료탱크는 좌측벽 및 우측벽을 포함하며, 상기 지지구조물은 상기 좌측벽 및 우측벽의 가장자리를 따라 설치될 수 있다.
상기 연료탱크는 하부 좌측 경사벽 및 하부 우측 경사벽을 포함하며, 상기 지지구조물은 상기 하부 좌측 경사벽 및 하부 우측 경사벽의 가장자리를 따라 설치될 수 있다.
상기 연료탱크는 상부 좌측 경사벽 및 상부 우측 경사벽을 포함하며, 상기 지지구조물은 상기 상부 좌측 경사벽 및 상부 우측 경사벽의 가장자리를 따라 설치될 수 있다.
상기 지지구조물은, 상기 금속제 스트립의 말단이 접합되는 인바 튜브와, 상기 인바 튜브를 상기 선체의 코너 부분에 연결하는 연결부와, 단열을 위해서 상기 인바 튜브의 내부 및 상기 인바 튜브와 선체 사이에 설치되는 인슐레이션 부재를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제작시, 인바강 스트립의 자동용접장치의 작업효율을 증가시킬 수 있는 구조를 가지는 멤브레인형 연료탱크가 제공될 수 있다.
그에 따라 본 발명의 멤브레인형 연료탱크에 의하면, 연료탱크의 제작에 소요되는 재료를 절감할 수 있는 동시에, 제작에 소요되는 시간, 비용 및 노력을 감소시킬 수 있게 된다.
도 1은 화물로서의 LNG를 저장하기 위한 화물탱크의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 2는 NO96형 탱크의 밀봉벽 및 단열벽의 구조를 설명하기 위한 일부 사시도이다.
도 3은 NO96형 탱크의 밀봉벽 및 단열벽의 구조를 설명하기 위한 일부 단면도이다.
도 4는 연료로서의 LNG를 저장하기 위한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료탱크의 사시도이다.
도 5는 연료로서의 LNG를 저장하기 위한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료탱크의 사시도이다.
도 6은 연료로서의 LNG를 저장하기 위한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 연료탱크의 사시도이다.
도 1에는 화물로서의 LNG를 저장하여 운반할 목적으로 제작된 NO96형 탱크, 즉 화물탱크의 일례가 도시되어 있다. 화물탱크는, 일반적으로 LNG 운반선의 선체 내부공간에 대략 4 내지 5개가 설치되며, 화물의 저장공간을 최대한 확보할 수 있도록 LNG 운반선의 선체 내부공간을 대부분 차지한다. 그에 따라 각각의 화물탱크는 선체의 길이방향을 따라 측정한 치수가 폭방향을 따라 측정한 치수보다 커서, 전체적으로 선수 및 선미 방향으로 긴 8각기둥 형상을 가질 수 있다.
도 2 및 도 3에는 NO96형 탱크의 구조가 개략적으로 도시되어 있다. NO96형 탱크는, 선체(10)의 내부표면에 설치되어 탱크 내부로의 열전달을 차단하는 2차 단열벽(20)과, 2차 단열벽 상에 배열되는 2차 밀봉벽(30)과, 2차 밀봉벽 상에 배열되는 1차 단열벽(40)과, 1차 단열벽 상에 배열되어 저장된 LNG와 직접 접촉하는 1차 밀봉벽(50)이 순차적으로 적층되어 형성된다.
2차 단열벽(20)은 다수의 2차 단열박스(22)를 연속적으로 배열함으로써 형성될 수 있다. 각각의 2차 단열박스(22)는, 단열박스의 배열 전에 미리 선체에 설치해 둔 스터드 볼트(12)와 같은 결합수단에 의해서 선체(10)의 내부표면에 설치된다.
2차 밀봉벽(30)은, 2차 단열박스(22)의 상부에 설치되어 있는 텅(tongue) 부재(24)에 기다란 띠 형상의 인바강 스트립(32)을 용접에 의해 접합시킴으로써 형성된다.
1차 단열벽(40)은, 2차 단열벽(20)과 마찬가지로, 다수의 1차 단열박스(42)를 연속적으로 배열함으로써 형성될 수 있다.
1차 밀봉벽(50)은, 2차 밀봉벽(30)과 마찬가지로, 1차 단열박스(42)의 상부에 설치되어 있는 텅 부재(44)에 기다란 띠 형상의 인바강 스트립(52)을 용접에 의해 접합시킴으로써 형성된다.
1차 및 2차 밀봉벽(50, 30)을 형성하기 위한 인바강 스트립(52, 32)은, 전술한 바와 같이, 폭이 좁고 길이가 긴 띠 형상을 갖는다. 띠 형상의 인바강 스트립(52, 32)은, 다수개가 순차적으로 텅 부재(44, 24)에 용접됨으로써 1차 및 2차 밀봉벽(50, 30)을 형성한다. 1차 밀봉벽(50)을 형성하기 위한 인바강 스트립(52)과 2차 밀봉벽(30)을 형성하기 위한 인바강 스트립(32)은, 동일한 소재로 동일한 두께 및 폭을 가지도록 만들어진 것일 수 있다.
인바강 스트립을 용접하는 작업은 통상 자동용접장치(도시생략)를 사용하게 되는데, NO96형 탱크의 제작에 사용되는 인바강 스트립은 가장자리가 단순한 직선형상이므로 용접작업의 자동화에 유리하다.
한편, 1차 및 2차 밀봉벽(50, 30)에 가해지는 각종 하중, 예컨대, 극저온 상태인 액화가스, 예컨대 LNG를 선적 혹은 하역할 때의 열변형, 수용된 액화가스의 무게, 액체상태인 액화가스의 슬로싱 현상 등에 의해 야기되는 하중을 지지할 수 있도록, 인바강 스트립의 말단 부분은 트랜스버스(transverse) 구조체(60)를 통하여 선체(10)와 기계적으로 연결된다.
트랜스버스 구조체(60)는, 탱크 내에 수용된 액화가스, 예컨대 LNG에 의해 발생하는 각종 하중을 선체(10)로 전달하기 위하여, 인바강 스트립의 말단이 접합되는 인바 튜브(62)와, 인바 튜브(62)를 선체(10)의 코너 부분에 연결하는 연결부재(64)와, 단열을 위해서 인바 튜브(62)의 내부 및 인바 튜브와 선체(10) 사이에 설치되는 인슐레이션 부재(66)를 포함한다.
NO96형 탱크의 1차 및 2차 밀봉벽(50, 30)을 형성하기 위해 배열되는 인바강 스트립(52, 32)은, 그 말단이 트랜스버스 구조체(60)에 의해 지지되도록 구성됨으로써, 1차 및 2차 밀봉벽(50, 30)에 가해지는 각종 하중을 선체(10) 측으로 전달할 수 있다. 이와 같이 인바강 스트립(52, 32)과 트랜스버스 구조체(60)를 연결하기 위해서, 탱크의 코너 부분을 따라서 설치되는 트랜스버스 구조체(60)가 연장하는 방향은 인바강 스트립이 연장하는 방향과 서로 직교하는 관계를 가지게 된다.
도 1을 참조하여 이미 설명한 바와 같이, 화물탱크는 선체의 길이방향으로 긴 형상을 갖는다. 이 경우, 트랜스버스 구조체(60)는 탱크의 전방벽 및 후방벽의 가장자리를 따라 설치된다. 또한, 탱크의 상부벽 및 하부벽, 좌측벽 및 우측벽, 상부 좌우측 경사벽, 그리고 하부 좌우측 경사벽에 설치되는 인바강 스트립은, 탱크의 길이방향을 따라 연장된다.
한편, 연료탱크의 크기는 선박이 항해할 때 필요한 연료, 즉 LNG의 양을 기준으로 정해지기 때문에, 화물로서 LNG를 수송하기 위해 설치되는 화물탱크에 비해 상대적으로 작은 크기를 갖는다. 또한 LNG 운반선의 경우에는 복수의 화물탱크가 선체 내에 설치되는 것에 비해, 연료탱크는 선체 내에 한 개만 설치될 수 있다. 따라서, 화물탱크의 제작시 적용했던 트랜스버스 구조체의 설치위치 및 인바강 스트립의 연장 및 용접방향을 그대로 연료탱크에 적용할 경우, 연료탱크의 제작시 비효율적인 경우가 발생한다.
도 4 내지 도 6에는 연료로서의 LNG를 저장하기 위한, 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 연료탱크의 사시도가 도시되어 있다.
도 4 내지 도 6에 도시된 화살표 X, Y, 및 Z는 각각 다음과 같은 방향을 의미한다. 즉, 화살표 X 방향은 연료탱크가 탑재된 선체의 좌우현 폭방향을 의미하고, 화살표 Y 방향은 연료탱크가 탑재된 선체의 상하방향을 의미하고, 화살표 Z 방향은 연료탱크가 탑재된 선체의 길이방향을 의미한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 연료탱크(100)는, 화살표 X 방향으로 측정한 연료탱크의 좌측벽(110)과 우측벽(120) 사이의 거리(W11)가 화살표 Z 방향으로 측정한 연료탱크의 전방벽(102)과 후방벽(104) 사이의 거리(D1)보다 크다.
연료로서의 LNG를 수용하기 위한 연료탱크는, 화물탱크와 마찬가지로 극저온 물질인 LNG를 수용할 수 있도록 형성된다. 그에 따라 제1 실시예에 따른 연료탱크(100)도, 2차 단열벽, 2차 밀봉벽, 1차 단열벽 및 1차 밀봉벽이 선체의 내부표면에 순차적으로 적층되어 형성된다.
또한, 1차 및 2차 밀봉벽을 형성하기 위한 금속제 스트립, 예컨대 인바강 스트립을 설치하기 위해, 연료탱크(100)의 좌측 및 우측에 위치된 각 벽면의 가장자리(도 4의 점선으로 표시된 구역)를 따라서 지지구조물(즉, 트랜스버스 구조물)이 설치된다. 상세하게는, 제1 실시예에 따른 연료탱크(100)는, 상부 좌측 경사벽(112), 상부 우측 경사벽(122), 좌측벽(110), 우측벽(120), 하부 좌측 경사벽(114), 그리고 하부 우측 경사벽(124)의 가장자리를 따라서 트랜스버스 구조물이 설치된다.
트랜스버스 구조물은 연료탱크(100)의 각 벽면에 있어서 길이가 짧은 변을 따라서 설치되며, 인바강 스트립의 연장방향 및 용접작업 방향은 각 벽면에 있어서 길이가 긴 변과 평행한 방향으로 정해진다.
연료탱크(100)의 각 벽면에 있어서 인바강 스트립의 연장방향 및 용접작업 방향을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
연료탱크(100)의 전방벽(102) 및 후방벽(104)에 있어서의 인바강 스트립의 연장방향은 화살표 X 방향이다. 전방벽 및 후방벽은 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 화살표 X 방향으로 측정한 전방벽 및 후방벽의 폭방향 치수(즉, W11)는 화살표 Y 방향으로 측정한 전방벽 및 후방벽의 전체 높이보다 큰 값을 가질 수 있으므로, 인바강 스트립은 화살표 X 방향으로 연장하도록 설치될 수 있다.
이를 위해, 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 전방벽(102) 및 후방벽(104)과 상부 좌측 경사벽(112) 사이의 코너 부분, 전방벽(102) 및 후방벽(104)과 상부 우측 경사벽(122) 사이의 코너 부분, 전방벽(102) 및 후방벽(104)과 좌측벽(110) 사이의 코너 부분, 전방벽(102) 및 후방벽(104)과 우측벽(120) 사이의 코너 부분, 전방벽(102) 및 후방벽(104)과 하부 좌측 경사벽(114) 사이의 코너 부분, 그리고 전방벽(102) 및 후방벽(104)과 하부 우측 경사벽(124) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다.
연료탱크(100)의 상부벽(106) 및 하부벽(108)에 있어서의 인바강 스트립의 연장방향은, 연료탱크(100)의 전방벽(102) 및 후방벽(104)에 있어서의 인바강 스트립의 연장방향과 마찬가지로, 화살표 X 방향이다. 상부벽 및 하부벽은 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 화살표 X 방향으로 측정한 상부벽의 폭방향 치수(즉, W12)는 화살표 Z 방향으로 측정한 치수(즉, D1)보다 큰 값을 가질 수 있으므로, 인바강 스트립은 화살표 X 방향으로 연장하도록 설치될 수 있다.
이를 위해, 상부벽(106)의 경우에 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 상부벽(106)과 상부 좌측 경사벽(112) 사이의 코너 부분, 그리고 상부벽(106)과 상부 우측 경사벽(122) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다. 또한, 하부벽(108)의 경우에 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 하부벽(108)과 하부 좌측 경사벽(114) 사이의 코너 부분, 그리고 하부벽(108)과 하부 우측 경사벽(124) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다.
연료탱크(100)의 상부 좌측 경사벽(112) 및 상부 우측 경사벽(122)에 있어서의 인바강 스트립의 연장방향은, 각 경사벽의 경사방향 즉 길이가 긴 변의 방향과 평행하다. 상부 좌측 경사벽(112)과 상부 우측 경사벽(122)은 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 상부 좌측 경사벽(112) 및 상부 우측 경사벽(122)의 경사방향을 따라 측정한 치수(즉, L11)는 화살표 Z 방향으로 측정한 치수(즉, D1)보다 큰 값을 가질 수 있으므로, 인바강 스트립은 각 경사벽의 경사방향과 평행한 방향으로 연장하도록 설치될 수 있다.
이를 위해, 상부 좌측 경사벽(112)의 경우에 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 상부 좌측 경사벽(112)과 상부벽(106) 사이의 코너 부분, 그리고 상부 좌측 경사벽(112)과 좌측벽(110) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다. 또한, 상부 우측 경사벽(122)의 경우에 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 상부 우측 경사벽(122)과 상부벽(106) 사이의 코너 부분, 그리고 상부 우측 경사벽(122)과 우측벽(120) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다.
연료탱크(100)의 좌측벽(110) 및 우측벽(120)에 있어서의 인바강 스트립의 연장방향은, 화살표 Y 방향이다. 좌측벽(110)과 우측벽(120)은 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 좌측벽(110) 및 우측벽(120)의 화살표 Y 방향으로 측정한 치수(즉, L12)는 화살표 Z 방향으로 측정한 치수(즉, D1)보다 큰 값을 가질 수 있으므로, 인바강 스트립은 화살표 Y 방향으로 연장하도록 설치될 수 있다.
이를 위해, 좌측벽(110)의 경우에 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 좌측벽(110)과 상부 좌측 경사벽(112) 사이의 코너 부분, 그리고 좌측벽(110)과 하부 좌측 경사벽(114) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다. 또한, 우측벽(120)의 경우에 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 우측벽(120)과 상부 우측 경사벽(122) 사이의 코너 부분, 그리고 우측벽(120)과 하부 우측 경사벽(124) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다.
연료탱크(100)의 하부 좌측 경사벽(114) 및 하부 우측 경사벽(124)에 있어서의 인바강 스트립의 연장방향은, 각 경사벽의 경사방향 즉 길이가 긴 변의 방향과 평행하다. 하부 좌측 경사벽(114)과 하부 우측 경사벽(124)은 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 하부 좌측 경사벽(114) 및 하부 우측 경사벽(124)의 경사방향을 따라 측정한 치수(즉, L13)는 화살표 Z 방향으로 측정한 치수(즉, D1)보다 큰 값을 가질 수 있으므로, 인바강 스트립은 각 경사벽의 경사방향과 평행한 방향으로 연장하도록 설치될 수 있다.
이를 위해, 하부 좌측 경사벽(114)의 경우에 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 하부 좌측 경사벽(114)과 좌측벽(110) 사이의 코너 부분, 그리고 하부 좌측 경사벽(114)과 하부벽(108) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다. 또한, 하부 우측 경사벽(124)의 경우에 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 하부 우측 경사벽(124)과 우측벽(120) 사이의 코너 부분, 그리고 하부 우측 경사벽(124)과 하부벽(108) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다.
연료탱크(100)의 용량을 증가시키기 위해서 연료탱크(100)의 전방벽과 후방벽 사이의 거리(D1)가 도 4에 도시된 것보다 길게 제작되어, 하부 좌측 경사벽(114) 및 하부 우측 경사벽(124)의 경사방향을 따라 측정한 치수(즉, L13)가 화살표 Z 방향으로 측정한 치수(즉, D1)보다 작은 값을 가지게 되는 경우에는, 인바강 스트립은 화살표 Z 방향을 따라서 연장하도록 설치될 수 있다.
이 경우에는, 전방벽(102) 및 후방벽(104)의 인바강 스트립의 설치를 위해서 이미 설치되어 있는 트랜스버스 구조물, 즉, 전방벽 및 후방벽과 하부 좌우측 경사벽 사이의 코너 부분에 설치된 트랜스버스 구조물을 활용하여 인바강 스트립을 설치할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 연료탱크(200)는, 화살표 X 방향으로 측정한 연료탱크의 좌측벽(210)과 우측벽(220) 사이의 거리(W21)가 화살표 Z 방향으로 측정한 연료탱크의 전방벽(202)과 후방벽(204) 사이의 거리(D2)보다 크다.
연료로서의 LNG를 수용하기 위한 연료탱크는, 화물탱크와 마찬가지로 극저온 물질인 LNG를 수용할 수 있도록 형성된다. 그에 따라 제2 실시예에 따른 연료탱크(200)도, 2차 단열벽, 2차 밀봉벽, 1차 단열벽 및 1차 밀봉벽이 선체의 내부표면에 순차적으로 적층되어 형성된다.
또한, 1차 및 2차 밀봉벽을 형성하기 위한 인바강 스트립을 설치하기 위해, 연료탱크(200)의 좌측 및 우측에 위치된 각 벽면의 가장자리(도 5의 점선으로 표시된 구역)를 따라서 트랜스버스 구조물이 설치된다. 상세하게는, 제2 실시예에 따른 연료탱크(200)는, 좌측벽(210) 및 우측벽(220), 그리고 하부 좌우측 경사벽(214, 224)의 가장자리를 따라서 트랜스버스 구조물이 설치된다.
트랜스버스 구조물은 연료탱크(200)의 각 벽면에 있어서 길이가 짧은 변을 따라서 설치되며, 인바강 스트립의 연장방향 및 용접작업 방향은 각 벽면에 있어서 길이가 긴 변과 평행한 방향으로 정해진다.
연료탱크(200)의 각 벽면에 있어서 인바강 스트립의 연장방향 및 용접작업 방향을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
연료탱크(200)의 전방벽(202) 및 후방벽(204)에 있어서의 인바강 스트립의 연장방향은 화살표 X 방향이다. 전방벽 및 후방벽은 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 화살표 X 방향으로 측정한 전방벽 및 후방벽의 폭방향 치수(즉, W21)는 화살표 Y 방향으로 측정한 전방벽 및 후방벽의 전체 높이보다 큰 값을 가질 수 있으므로, 인바강 스트립은 화살표 X 방향으로 연장하도록 설치될 수 있다.
이를 위해, 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 전방벽(202) 및 후방벽(204)과 좌측벽(210) 사이의 코너 부분, 전방벽(202) 및 후방벽(204)과 우측벽(220) 사이의 코너 부분, 전방벽(202) 및 후방벽(204)과 하부 좌측 경사벽(214) 사이의 코너 부분, 그리고 전방벽(202) 및 후방벽(204)과 하부 우측 경사벽(224) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다.
연료탱크(200)의 상부벽(206)에 있어서의 인바강 스트립의 연장방향은, 연료탱크(200)의 전방벽(202) 및 후방벽(204)에 있어서의 인바강 스트립의 연장방향과 마찬가지로, 화살표 X 방향이다. 화살표 X 방향으로 측정한 상부벽의 폭방향 치수(즉, W21)는 화살표 Z 방향으로 측정한 치수(즉, D2)보다 큰 값을 가질 수 있으므로, 인바강 스트립은 화살표 X 방향으로 연장하도록 설치될 수 있다.
이를 위해, 상부벽(206)의 경우에 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 상부벽(206)과 좌측벽(210) 사이의 코너 부분, 그리고 상부벽(206)과 우측벽(220) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다.
연료탱크(200)의 하부벽(208)에 있어서의 인바강 스트립의 연장방향은, 연료탱크(200)의 상부벽(206)에 있어서의 인바강 스트립의 연장방향과 마찬가지로, 화살표 X 방향이다. 화살표 X 방향으로 측정한 하부벽의 폭방향 치수(즉, W23)는 화살표 Z 방향으로 측정한 치수(즉, D2)보다 큰 값을 가질 수 있으므로, 인바강 스트립은 화살표 X 방향으로 연장하도록 설치될 수 있다.
이를 위해, 하부벽(208)의 경우에 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 하부벽(208)과 하부 좌측 경사벽(214) 사이의 코너 부분, 그리고 하부벽(208)과 하부 우측 경사벽(224) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다.
연료탱크(200)의 좌측벽(210) 및 우측벽(220)에 있어서의 인바강 스트립의 연장방향은, 화살표 Y 방향이다. 좌측벽(210)과 우측벽(220)은 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 좌측벽(210) 및 우측벽(220)의 화살표 Y 방향으로 측정한 치수(즉, L21)는 화살표 Z 방향으로 측정한 치수(즉, D1)보다 큰 값을 가질 수 있으므로, 인바강 스트립은 화살표 Y 방향으로 연장하도록 설치될 수 있다.
이를 위해, 좌측벽(210)의 경우에 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 좌측벽(210)과 상부벽(206) 사이의 코너 부분, 그리고 좌측벽(210)과 하부 좌측 경사벽(214) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다. 또한, 우측벽(220)의 경우에 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 우측벽(220)과 상부벽(206) 사이의 코너 부분, 그리고 우측벽(220)과 하부 우측 경사벽(224) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다.
연료탱크(200)의 하부 좌측 경사벽(214) 및 하부 우측 경사벽(224)에 있어서의 인바강 스트립의 연장방향은, 각 경사벽의 경사방향 즉 길이가 긴 변의 방향과 평행하다. 하부 좌측 경사벽(214)과 하부 우측 경사벽(224)은 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 하부 좌측 경사벽(214) 및 하부 우측 경사벽(224)의 경사방향을 따라 측정한 치수(즉, L22)는 화살표 Z 방향으로 측정한 치수(즉, D2)보다 큰 값을 가질 수 있으므로, 인바강 스트립은 각 경사벽의 경사방향과 평행한 방향으로 연장하도록 설치될 수 있다.
이를 위해, 하부 좌측 경사벽의 경우에 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 하부 좌측 경사벽(214)과 좌측벽(210) 사이의 코너 부분, 그리고 하부 좌측 경사벽(214)과 하부벽(208) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다. 또한, 하부 우측 경사벽(224)의 경우에 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 하부 우측 경사벽(224)과 우측벽(220) 사이의 코너 부분, 그리고 하부 우측 경사벽(224)과 하부벽(208) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다.
연료탱크(200)의 용량을 증가시키기 위해서 연료탱크(200)의 전방벽과 후방벽 사이의 거리(D2)가 도 5에 도시된 것보다 길게 제작되어, 하부 좌측 경사벽(214) 및 하부 우측 경사벽(224)의 경사방향을 따라 측정한 치수(즉, L22)가 화살표 Z 방향으로 측정한 치수(즉, D2)보다 작은 값을 가지게 되는 경우에는, 인바강 스트립은 화살표 Z 방향을 따라서 연장하도록 설치될 수 있다.
이 경우에는, 전방벽(202) 및 후방벽(204)의 인바강 스트립의 설치를 위해서 이미 설치되어 있는 트랜스버스 구조물, 즉, 전방벽 및 후방벽과 하부 좌우측 경사벽 사이의 코너 부분에 설치된 트랜스버스 구조물을 활용하여 인바강 스트립을 설치할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 연료탱크(300)는, 화살표 X 방향으로 측정한 연료탱크의 좌측벽(310)과 우측벽(320) 사이의 거리(W3)가 화살표 Z 방향으로 측정한 연료탱크의 전방벽(302)과 후방벽(304) 사이의 거리(D3)보다 크다.
연료로서의 LNG를 수용하기 위한 연료탱크는, 화물탱크와 마찬가지로 극저온 물질인 LNG를 수용할 수 있도록 형성된다. 그에 따라 제3 실시예에 따른 연료탱크(300)도, 2차 단열벽, 2차 밀봉벽, 1차 단열벽 및 1차 밀봉벽이 선체의 내부표면에 순차적으로 적층되어 형성된다.
또한, 1차 및 2차 밀봉벽을 형성하기 위한 인바강 스트립을 설치하기 위해, 연료탱크(300)의 좌측 및 우측에 위치된 각 벽면의 가장자리(도 6의 점선으로 표시된 구역)를 따라서 트랜스버스 구조물이 설치된다. 상세하게는, 제3 실시예에 따른 연료탱크(300)는, 좌측벽(310) 및 우측벽(320)의 가장자리를 따라서 트랜스버스 구조물이 설치된다.
트랜스버스 구조물은 연료탱크(300)의 각 벽면에 있어서 길이가 짧은 변을 따라서 설치되며, 인바강 스트립의 연장방향 및 용접작업 방향은 각 벽면에 있어서 길이가 긴 변과 평행한 방향으로 정해진다.
연료탱크(300)의 각 벽면에 있어서 인바강 스트립의 연장방향 및 용접작업 방향을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
연료탱크(300)의 전방벽(302) 및 후방벽(304)에 있어서의 인바강 스트립의 연장방향은 화살표 X 방향이다. 전방벽 및 후방벽은 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 화살표 X 방향으로 측정한 전방벽 및 후방벽의 폭방향 치수(즉, W3)는 화살표 Y 방향으로 측정한 전방벽 및 후방벽의 높이(즉, L3)보다 큰 값을 가질 수 있으므로, 인바강 스트립은 화살표 X 방향으로 연장하도록 설치될 수 있다.
이를 위해, 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 전방벽(302) 및 후방벽(304)과 좌측벽(310) 사이의 코너 부분, 그리고 전방벽(302) 및 후방벽(304)과 우측벽(320) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다.
연료탱크(300)의 상부벽(306) 및 하부벽(308)에 있어서의 인바강 스트립의 연장방향은, 연료탱크(300)의 전방벽(302) 및 후방벽(304)에 있어서의 인바강 스트립의 연장방향과 마찬가지로, 화살표 X 방향이다. 상부벽 및 하부벽은 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 화살표 X 방향으로 측정한 상부벽 및 하부벽의 폭방향 치수(즉, W3)는 화살표 Z 방향으로 측정한 치수(즉, D3)보다 큰 값을 가질 수 있으므로, 인바강 스트립은 화살표 X 방향으로 연장하도록 설치될 수 있다.
이를 위해, 상부벽(306)의 경우에 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 상부벽(306)과 좌측벽(310) 사이의 코너 부분, 그리고 상부벽(306)과 우측벽(320) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다. 또한, 하부벽(308)의 경우에 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 하부벽(308)과 좌측벽(310) 사이의 코너 부분, 그리고 하부벽(308)과 우측벽(320) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다.
연료탱크(300)의 좌측벽(310) 및 우측벽(320)에 있어서의 인바강 스트립의 연장방향은, 화살표 Y 방향이다. 좌측벽(310)과 우측벽(320)은 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 좌측벽(310) 및 우측벽(320)의 화살표 Y 방향으로 측정한 치수(즉, L3)는 화살표 Z 방향으로 측정한 치수(즉, D3)보다 큰 값을 가질 수 있으므로, 인바강 스트립은 화살표 Y 방향으로 연장하도록 설치될 수 있다.
이를 위해, 좌측벽(310)의 경우에 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 좌측벽(310)과 상부벽(306) 사이의 코너 부분, 그리고 좌측벽(310)과 하부벽(308) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다. 또한, 우측벽(320)의 경우에 인바강 스트립의 말단이 연결되는 트랜스버스 구조물은, 우측벽(320)과 상부벽(306) 사이의 코너 부분, 그리고 우측벽(320)과 하부벽(308) 사이의 코너 부분에 각각 설치된다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 선체
20: 2차 단열벽
22: 2차 단열박스
30: 2차 밀봉벽
32, 52: 금속제 스트립으로서의 인바강 스트립
40: 1차 단열벽
42: 1차 단열박스
50: 1차 밀봉벽
60: 트랜스버스 구조체
62: 인바 튜브
64: 연결부재
66: 인슐레이션 부재
100, 200, 300: 연료탱크

Claims (8)

  1. 연료로서 사용되는 액화가스를 저장하기 위해 선체(10)의 내부에 설치되는 멤브레인형 연료탱크(100, 200, 300)로서,
    상기 선체(10)의 내부표면에 설치되어 탱크 내부로의 열전달을 차단하는 2차 단열벽(20)과;
    상기 2차 단열벽(20) 상에 배열되어 상기 액화가스의 누출을 방지하는 2차 밀봉벽(30)과;
    상기 2차 밀봉벽(30) 상에 배열되어 탱크 내부로의 열전달을 차단하는 1차 단열벽(40)과;
    상기 1차 단열벽(40) 상에 배열되어 저장된 액화가스와 직접 접촉하는 1차 밀봉벽(50)과;
    상기 1차 및 2차 밀봉벽(50, 30)을 형성하기 위해 상기 1차 및 2차 단열벽(40, 20) 상에 배열되는 다수의 금속제 스트립(52, 32)을 지지하기 위해 상기 선체에 설치되는 지지구조물(60);
    을 포함하며,
    상기 연료탱크(100, 200, 300)는, 전방벽(102, 202, 302), 후방벽(104, 204, 304), 상부벽(106, 206, 306), 하부벽(108, 208, 308), 좌측벽(110, 210, 310) 및 우측벽(120, 220, 320)을 포함하며,
    상기 지지구조물(60)은 상기 연료탱크(100, 200, 300)의 각 벽면에 있어서 길이가 짧은 변을 따라서 설치되고, 상기 금속제 스트립(52, 32)의 연장방향 및 용접작업 방향은 각 벽면에 있어서 길이가 긴 변과 평행한 방향으로 정해지며,
    상기 연료탱크(100, 200, 300)는, 상기 선체의 폭방향을 따라 측정한 상기 연료탱크의 좌측벽(110, 210, 310)과 우측벽(120, 220, 320) 사이의 거리가 상기 선체의 길이방향을 따라 측정한 상기 연료탱크의 전방벽(102, 202, 302)과 후방벽(104, 204, 304) 사이의 거리보다 크며,
    상기 지지구조물은, 전방벽(102, 202, 302)과 좌측벽(110, 210, 310) 사이의 코너 부분, 후방벽(104, 204, 304)과 좌측벽(110, 210, 310) 사이의 코너 부분, 전방벽(102, 202, 302)과 우측벽(120, 220, 320) 사이의 코너 부분, 그리고 후방벽(104, 204, 304)과 우측벽(120, 220, 320) 사이의 코너 부분에 각각 설치되며,
    상기 금속제 스트립(52, 32)의 말단이 상기 지지구조물(60)에 연결되며,
    상기 연료탱크의 전방벽(102, 202, 302) 및 후방벽(104, 204, 304)에 있어서의 상기 금속제 스트립(52, 32)의 연장방향은 선체의 좌우현 폭방향이고, 상기 연료탱크의 좌측벽(110, 210, 310) 및 우측벽(120, 220, 320)에 있어서의 상기 금속제 스트립(52, 32)의 연장방향은 선체의 상하방향이며,
    상기 지지구조물(60)은, 상기 금속제 스트립의 말단이 접합되는 인바 튜브(62)와, 상기 인바 튜브를 상기 선체의 코너 부분에 연결하는 연결부재(64)와, 단열을 위해서 상기 인바 튜브의 내부 및 상기 인바 튜브와 선체 사이에 설치되는 인슐레이션 부재(66)를 포함하는, 멤브레인형 연료탱크.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지구조물은, 상부벽(306)과 좌측벽(310) 사이의 코너 부분, 상부벽(306)과 우측벽(320) 사이의 코너 부분, 하부벽(308)과 좌측벽(310) 사이의 코너 부분, 그리고 하부벽(308)과 우측벽(320) 사이의 코너 부분에 각각 설치되며,
    상기 연료탱크의 상부벽(306) 및 하부벽(308)에 있어서의 상기 금속제 스트립(52, 32)의 연장방향은 선체의 좌우현 폭방향인, 멤브레인형 연료탱크.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료탱크(100, 200)는 하부 좌측 경사벽(114, 214) 및 하부 우측 경사벽(124, 224)을 더 포함하며,
    상기 지지구조물(60)은, 전방벽(102, 202)과 하부 좌측 경사벽(114, 214) 사이의 코너 부분, 후방벽(104, 204)과 하부 좌측 경사벽(114, 214) 사이의 코너 부분, 전방벽(102, 202)과 하부 우측 경사벽(124, 224) 사이의 코너 부분, 후방벽(104, 204)과 하부 우측 경사벽(124, 224) 사이의 코너 부분, 좌측벽(110, 210)과 하부 좌측 경사벽(114, 214) 사이의 코너 부분, 우측벽(120, 220)과 하부 우측 경사벽(124, 224) 사이의 코너 부분, 하부벽(108, 208)과 하부 좌측 경사벽(114, 214) 사이의 코너 부분, 그리고 하부벽(108, 208)과 하부 우측 경사벽(124, 224) 사이의 코너 부분에 각각 설치되며,
    상기 연료탱크의 하부 좌측 경사벽(114, 214) 및 하부 우측 경사벽(124, 224)에 있어서의 상기 금속제 스트립(52, 32)의 연장방향은 각 경사벽의 경사방향과 평행한 방향이고, 상기 연료탱크의 하부벽(108, 208)에 있어서의 상기 금속제 스트립(52, 32)의 연장방향은 선체의 좌우현 폭방향인, 멤브레인형 연료탱크.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 지지구조물은, 상부벽(206)과 좌측벽(210) 사이의 코너 부분, 그리고 상부벽(206)과 우측벽(220) 사이의 코너 부분에 더 설치되며,
    상기 연료탱크의 상부벽(206)에 있어서의 상기 금속제 스트립(52, 32)의 연장방향은 선체의 좌우현 폭방향인, 멤브레인형 연료탱크.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 연료탱크(100)는 상부 좌측 경사벽(112) 및 상부 우측 경사벽(122)을 포함하며,
    상기 지지구조물(60)은, 전방벽(102)과 상부 좌측 경사벽(112) 사이의 코너 부분, 후방벽(104)과 상부 좌측 경사벽(112) 사이의 코너 부분, 전방벽(102)과 상부 우측 경사벽(122) 사이의 코너 부분, 후방벽(104)과 상부 우측 경사벽(122) 사이의 코너 부분, 좌측벽(110)과 상부 좌측 경사벽(112) 사이의 코너 부분, 우측벽(120)과 상부 우측 경사벽(122) 사이의 코너 부분, 상부벽(106)과 상부 좌측 경사벽(112) 사이의 코너 부분, 그리고 상부벽(106)과 상부 우측 경사벽(122) 사이의 코너 부분에 각각 설치되며,
    상기 연료탱크의 상부 좌측 경사벽(112) 및 상부 우측 경사벽(122)에 있어서의 상기 금속제 스트립(52, 32)의 연장방향은 각 경사벽의 경사방향과 평행한 방향이고, 상기 연료탱크의 상부벽(106)에 있어서의 상기 금속제 스트립(52, 32)의 연장방향은 선체의 좌우현 폭방향인, 멤브레인형 연료탱크.
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