KR101991966B1 - anti-vibration and raw material reduction structure of independent tank for ship - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종래 육면체 형상의 독립형 유체 탱크 형상을 십면체 형상으로 변경함으로써 구조 강성을 높여 탱크의 고유진동수를 높이고 또한 동일 용량 대비 탱크의 표면적을 줄임으로써 사용되는 원자재의 양을 줄이는 것을 목적으로 한다.The present invention aims at reducing the amount of raw materials used by increasing the natural rigidity of a tank by changing the shape of a conventional hexahedral independent fluid tank to a dodecahedron shape and by reducing the surface area of the tank with respect to the same capacity.

Description

과도 진동 방지 및 원자재 절감을 위한 선박의 독립형 유체 탱크 형상{anti-vibration and raw material reduction structure of independent tank for ship}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an anti-

본 발명은 과도 진동 방지 및 원자재 절감을 위한 선박의 독립형 유체 탱크 형상에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a stand-alone fluid tank shape of a ship for preventing excessive vibration and reducing raw materials.

선박에는 기름을 저장하는 기름 탱크를 비롯하여 다양한 유체 탱크가 있으며, 선체에 종속되어 있는 것(종속형 유체 탱크)과 독립적으로 되어 있는 것(독립형 유체 탱크)(도 1)으로 크게 나눌 수 있다.
There are various oil tanks including oil tanks for storing oil, and there can be roughly divided into those which are dependent on the hull (dependent tanks) and those which are independent (independent tanks) (Fig. 1).

이 중 독립형 유체 탱크의 구조적 특징을 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.The structural characteristics of the independent type fluid tank will be described with reference to FIG.

1. 유체를 담는 탱크는 육면체 형상이다.1. The tank containing the fluid has a hexahedral shape.

2. 탱크의 각 육면은 평판으로 되어 있으며 유체 압력을 견디기 위해 보강재가 부착되어 있다.2. Each side of the tank is flat and has a stiffener to withstand fluid pressure.

3. 평판의 두께는 탱크 크기에 따라 다르지만 보통 10mm 정도이고, 보강재는 대체로 50mm(웨브) X 9mm(두께)인 플랫 바(flat bar)를 사용한다.3. The thickness of the plate depends on the size of the tank, but is usually about 10 mm, and the stiffener is usually a flat bar of 50 mm (web) x 9 mm (thickness).

4. 탱크의 하부에는 찬넬(channel)이 설치되어 있고 찬넬의 레그(leg)를 통해 탱크가 선체에 용접되어 설치된다.
4. A channel is installed at the bottom of the tank and the tank is welded to the hull through the legs of the channel.

상술한 바와 같이, 독립형 유체 탱크의 각 육면은 구조 및 진동을 고려하여 평판에 보강재가 부착되어 있으나 각종 배관이나 밸브들로 인해 보강재의 크기가 제한되고 이로 인해 선박의 특정 운항 속도에서는 탱크 벽면의 과도한 진동이 발생하고 심할 경우 균열이 발생하는 경우도 있다.
As mentioned above, each side of a stand-alone type of fluid tank has a stiffener attached to the plate in consideration of structure and vibration, but the size of the stiffener is limited due to various piping and valves. As a result, In some cases, vibration occurs and cracks occur in severe cases.

선박에 설치되는 독립형 유체 탱크의 경우 고유진동수가 약 10Hz 내외로(도 3) 선박 운전 영역(약 20Hz) 내에 존재하여 따라서 선박 운항 중에 특정 회전 RPM에서 공진에 의한 과도 진동이 발생한다.
In the case of a stand-alone type fluid tank installed on a ship, the natural frequency is within about 10 Hz (FIG. 3) within the operation range of the ship (about 20 Hz), and therefore transient vibrations due to resonance occur at a certain rotational RPM during ship operation.

이러한 독립형 유체 탱크의 과도 진동을 방지하기 위해서는 진동을 유발하는 기진력 성분과의 공진 회피가 이루어지도록 독립형 유체 탱크를 설계해야 하지만, 탱크 평판에 배관 등이 설치됨에 따라 무한정으로 보강재 수나 치수를 증가시킬 수 없기 때문에 공진 회피 설계가 매우 어렵다.
In order to prevent the transient vibration of such a free-standing fluid tank, it is necessary to design a stand-alone type fluid tank so as to avoid resonance with the excitation force component causing vibration. However, since piping is installed on the tank plate, the number of stiffeners and the dimension The resonance avoidance design is very difficult.

또한 독립형 유체 탱크는 선박의 주 기진력인 메인 엔진이 위치한 기관실에 설치되기 때문에 독립형 유체 탱크에 작용하는 동하중이 크고 반복적으로 작용하여 상대적으로 취약한 용접부에 과도 진동에 의한 균열이 발생하는 경우도 있다(도 4).In addition, since the stand-alone type fluid tank is installed in the engine room where the main engine of the ship is installed, there is a case where the dynamic load acting on the independent type fluid tank is large and repeated and cracks due to the excessive vibration occur in the relatively weak welded portion 4).

특허출원 제10-2005-0062409호 (연료 탱크 진동 방지장치)Patent Application No. 10-2005-0062409 (fuel tank vibration preventing device)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 종래 육면체 형상의 독립형 유체 탱크 형상을 십면체 형상으로 변경함으로써 구조 강성을 높여 탱크의 고유진동수를 높이고 또한 동일 용량 대비 탱크의 표면적을 줄임으로써 사용되는 원자재의 양을 줄이는 것을 목적으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to improve the structural rigidity by increasing the natural frequency of the tank and reducing the surface area of the tank to the same capacity by changing the shape of the conventional hexagonal independent- The aim is to reduce the amount of raw materials used.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

팔각기둥의 십면체 형상으로, 상면 및 하면은 팔각형 평판으로 이루어지고, 8개의 벽면은 직사각형 평판으로 이루어지며, 상면 및 하면과 벽면에는 보강재가 부착되는 것을 특징으로 하는, 과도 진동 방지 및 원자재 절감을 위한 선박의 독립형 유체 탱크 형상을 제공한다.Characterized in that the octagonal shape of the octagonal column has an upper surface and a lower surface made of an octagonal flat plate, eight wall surfaces are formed of a rectangular flat plate, and a stiffener is attached to the upper and lower surfaces and the wall surface. Of the ship.

일반적으로 선박의 가진주파수는 20Hz 미만에 존재하는데, 종래 육면체 형상의 독립형 유체 탱크(도 2)는 선박 운항 영역 내에 고유 진동수(10Hz 내외)가 존재하나(도 3), 본 발명에 따른 독립형 유체 탱크(도 5)의 고유진동수는 20Hz 이상(도 6)이기 때문에 공진을 회피할 뿐만 아니라, 동일 용량 대비 탱크의 표면적이 작아지기 때문에 탱크 제작에 소요되는 원자재의 양도 기존 대비 92% 수준으로 절감할 수 있다.In general, the vibration frequency of a ship exists at less than 20 Hz. In the conventional hexahedral independent type fluid tank (FIG. 2), natural frequencies (about 10 Hz or less) exist in the ship operating area (FIG. 3) (Fig. 5) is 20 Hz or more (Fig. 6), resonance is avoided and the surface area of the tank is reduced compared to the same capacity, so that the amount of raw materials required for manufacturing the tank can be reduced to 92% have.

도 1은 종래의 독립형 유체 탱크.
도 2는 종래의 독립형 유체 탱크의 구조.
도 3은 종래의 독립형 유체 탱크의 고유진동 해석결과.
도 4는 종래의 독립형 유체 탱크에서 용접부에 과도 진동에 의한 균열이 발생한 모습.
도 5는 본 발명에 따른 독립형 유체 탱크의 구조.
도 6은 본 발명에 따른 독립형 유체 탱크의 고유진동 해석결과.1 is a conventional stand-alone fluid tank.
2 shows a structure of a conventional free-standing fluid tank.
Fig. 3 shows results of natural vibration analysis of a conventional independent type fluid tank.
Fig. 4 is a view showing a state where cracks due to excessive vibration are generated in a welded portion in a conventional free-standing fluid tank.
5 shows a structure of a free-standing fluid tank according to the present invention.
FIG. 6 is a result of natural vibration analysis of a free-standing fluid tank according to the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명에 따른 독립형 유체 탱크의 구조를 보여준다. 그리고 도 6은 본 발명에 따른 독립형 유체 탱크의 고유진동 해석결과를 보여준다.
5 shows the structure of a free-standing fluid tank according to the present invention. And Fig. 6 shows results of natural vibration analysis of the independent type fluid tank according to the present invention.

본 발명에 따른 독립형 유체 탱크는, 팔각기둥의 십면체 형상으로, 상면(1) 및 하면(2)은 팔각형 평판으로 이루어지고, 8개의 벽면(3)은 직사각형 평판으로 이루어지며, 상면(1) 및 하면(2)과 벽면(3)에는 보강재(4)가 부착되는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 상면(1) 및 하면(2)은 크기가 동일한 정팔각형 평판으로 이루어지므로, 탱크의 상하 구조는 대칭을 이루게 된다.
The independent type fluid tank according to the present invention has an octagonal columnar octahedron shape in which the upper surface 1 and the lower surface 2 are formed as octagonal flat plates and the eight wall surfaces 3 are formed as rectangular flat plates, And a reinforcing member (4) is attached to the lower surface (2) and the wall surface (3). In this case, since the upper surface 1 and the lower surface 2 are formed of a regular octagonal flat plate of the same size, the upper and lower structures of the tank are symmetrical.

본 발명에 따른 독립형 유체 탱크의 경우에도, 탱크의 하부에는 찬넬(5)이 설치되어 있고 찬넬(5)의 레그(6)를 통해 탱크가 선체에 용접되어 설치된다.
Even in the case of the independent type fluid tank according to the present invention, the channel 5 is provided at the lower part of the tank and the tank is welded to the hull through the legs 6 of the channel 5.

본 발명에 따른 독립형 유체 탱크(도 5)는, 종래 육면체 형상의 독립형 유체 탱크(도 2)에 비해 각 벽면(3)의 면적이 감소하면서 그 개수는 증가(종래 4개에서 8개로 증가)하므로, 이에 따른 탱크 전체의 강성이 증가하게 된다.
5), the number of the wall surfaces 3 decreases and the number of the wall surfaces 3 increases (from four to eight in the prior art) as compared with the conventional hexahedral independent type fluid tank (FIG. 2) , Thereby increasing the rigidity of the entire tank.

따라서 본 발명에 따른 독립형 유체 탱크(도 5)는, 종래 육면체 형상의 독립형 유체 탱크(도 2)와는 달리 탱크의 강성을 높이기 위하여 벽면(3)에 수직 방향의 보강재를 별도로 부착할 필요가 없다. 즉, 도 2에서 보면, 종래 육면체 형상의 독립형 유체 탱크의 경우 벽면에 수직 방향의 보강재(a)가 부착되어 있으나, 도 5에서 보면, 본 발명에 따른 독립형 유체 탱크의 경우 종래와 같은 수직 방향의 보강재가 부착되어 있지 않다.
Therefore, in the independent type fluid tank (FIG. 5) according to the present invention, it is not necessary to separately attach a reinforcing material in the vertical direction to the wall surface 3 in order to increase the rigidity of the tank, unlike the conventional hexahedral independent type fluid tank (FIG. In other words, in FIG. 2, in the case of a conventional hexahedral fluid tank, a stiffener a in a direction perpendicular to the wall is attached. However, in the case of the independent type fluid tank according to the present invention, No stiffener is attached.

한편, 독립형 유체 탱크의 과도 진동을 방지하기 위해서는 선박 운항 영역보다 높은 영역에서 독립형 유체 탱크의 고유진동수가 존재하도록 설계해야 한다.
On the other hand, in order to prevent the transient vibration of the independent type fluid tank, the natural frequency of the independent type fluid tank should be designed to exist in a region higher than the ship operation region.

일반적으로 선박의 가진주파수는 20Hz 미만에 존재하는데, 종래 육면체 형상의 독립형 유체 탱크(도 2)는 선박 운항 영역 내에 고유 진동수(10Hz 내외)가 존재하나(도 3), 본 발명에 따른 독립형 유체 탱크(도 5)의 고유진동수는 20Hz 이상(도 6)이기 때문에 공진을 회피할 뿐만 아니라, 동일 용량 대비 탱크의 표면적이 작아지기 때문에 탱크 제작에 소요되는 원자재의 양도 기존 대비 92% 수준으로 절감할 수 있다.
In general, the vibration frequency of a ship exists at less than 20 Hz. In the conventional hexahedral independent type fluid tank (FIG. 2), natural frequencies (about 10 Hz or less) exist in the ship operating area (FIG. 3) (Fig. 5) is 20 Hz or more (Fig. 6), resonance is avoided and the surface area of the tank is reduced compared to the same capacity, so that the amount of raw materials required for manufacturing the tank can be reduced to 92% have.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and accompanying drawings. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

1 : 상면 2 : 하면
3 : 벽면 4 : 보강재
5 : 찬넬 6 : 레그1: upper surface 2:
3: wall surface 4: stiffener
5: Channel 6: Leg

Claims (3)

팔각기둥의 십면체 형상으로, 상면(1) 및 하면(2)은 크기가 동일한 정팔각형 평판으로 이루어지고, 8개의 벽면(3)은 직사각형 평판으로 이루어지며, 상면(1) 및 하면(2)과 벽면(3)에는 보강재(4)가 부착되고, 또한
상기 벽면(3)에는 수직 방향의 보강재(4)가 부착되지 않으며,
하부에는 찬넬(5)이 설치되어 찬넬(5)의 레그(6)가 선박의 선체에 용접설치되되, 고유진동수가 20Hz 이상에 해당됨에 따라 20Hz 미만의 가진주파수를 가지는 선박의 공진이 회피되는 것을 특징으로 하는, 과도 진동 방지 및 원자재 절감을 위한 선박의 독립형 유체 탱크 형상.The upper surface 1 and the lower surface 2 are made of a regular octagonal flat plate of the same size and the eight wall surfaces 3 are formed of a rectangular flat plate. And a reinforcing member 4 is attached to the wall surface 3,
A vertical reinforcement 4 is not attached to the wall surface 3,
And the legs 6 of the channel 5 are welded to the hull of the ship with the channel 5 at the bottom and the resonance of the ship having an excitation frequency of less than 20 Hz is avoided Features of a stand-alone fluid tank for ships to prevent excessive vibration and reduce raw materials. 삭제delete 삭제delete
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