KR102017911B1 - 카고탱크 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카고탱크 구조는, 챔퍼가 형성되는 카고탱크 구조에 있어서, 저장공간이 형성되도록 내측면을 이루는 제1 구조물; 및 상기 제1 구조물에 연결되어 외측을 이루는 제2 구조물을 포함하되, 상기 제2 구조물은, 상기 제1 구조물의 상하부, 좌우 둘레면에 대응하는 위치 상에서 종방향을 이루는 종부재; 및 상기 챔퍼가 상부에 마련되는 위치의 상기 제1 구조물 상에서 횡방향을 이루는 횡부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 카고탱크 구조는, 액체화물탱크 상부의 챔퍼 상에 종부재를 대체하여 횡부재로 보강함으로써, 종부재에 대비하여 용접양(용접장 길이)이 감소되어 작업공수가 감소될 수 있다

Description

카고탱크 구조{Structure for cargo tank}

본 발명은 선박의 전체 하중을 줄일 수 있는 액화가스 운반선에 적용되는 카고탱크 구조에 관한 것이다.

최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.

액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 반면 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다. 액화석유가스는 액화천연가스와 마찬가지로 무색무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다.

이와 같은 액화가스는 지상에 설치되어 있는 액화가스 저장탱크에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송수단인 선박에 구비되는 액화가스 저장탱크에 저장되는데, 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다.

여기서, 액체상태의 액화천연가스는 약 -165℃의 초저온을 이루며, 액화천연가스를 저장 또는 운반하기 위해 액화천연가스 저장탱크를 사용한다. 액화천연가스 저장탱크는, 설치 위치에 따라 지상에 설치되거나 지중에 매립되는 육상형 저장탱크(지상저장탱크, 매립형저장탱크, 반매립형저장탱크를 포함)와, 차량, 선박 등 운송수단에 설치되는 이동형 저장탱크로 구분된다.

특히, 이동형 저장탱크로서의 액화가스 운반선은 액화가스를 보관 및 저장할 수 있는 화물창으로서 선체 내부에 액체화물 저장탱크(독립탱크 또는 멤브레인탱크 등)를 포함한다. 액체화물 저장탱크는 단열구조체를 이루어, 선체로 액화가스의 온도가 전달되는 것을 감소시킨다.

그런데, 액화가스 운반선은 안전상의 이유로 일정량 이상의 화물이 선적되는 것이 금지되며, 액화가스 운반선의 자체 하중을 감소시켜 선적되는 화물의 양을 증가시켜 선박의 운항효율을 향상시키기 위한 노력이 이루어지고 있다.

본 발명은 종래기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액화가스 운반선의 자체 하중을 감소시켜 선적되는 화물의 양을 증가시킬 수 있는 카고탱크 구조를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카고탱크 구조는, 챔퍼가 형성되는 카고탱크 구조에 있어서, 저장공간이 형성되도록 내측면을 이루는 제1 구조물; 및 상기 제1 구조물에 연결되어 외측을 이루는 제2 구조물을 포함하되, 상기 제2 구조물은, 상기 제1 구조물의 상하부, 좌우 둘레면에 대응하는 위치 상에서 종방향을 이루는 종부재; 및 상기 챔퍼가 상부에 마련되는 위치의 상기 제1 구조물 상에서 횡방향을 이루는 횡부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 종부재는 상기 제1 구조물과 수평을 이루고, 상기 횡부재는 이웃한 상기 종부재 사이를 연결하되, 일부분이 제1 구조물의 내측 방향으로 오목하게 이루어지는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 횡부재는, 둔각을 이루어 오목하게 이루어지는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 횡부재는, 일부분이 제1 구조물의 내측 방향으로 오목하게 함몰된 곡선을 이루는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 제1 구조물은 상기 횡부재에 의해 상기 상부의 챔퍼 상에서 외부로 노출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 카고탱크 구조는, 액체화물탱크 상부의 챔퍼 상에 종부재를 대체하여 횡부재로 보강함으로써, 종부재에 대비하여 용접양(용접장 길이)이 감소되어 작업공수가 감소될 수 있다.

또한, 종부재에 대비하여 횡부재의 자제량이 감소되어 자재비를 절감할 수 있음은 물론, 액화가스 운반선 전체 하중이 감소되어, 선박의 하중을 감소에 대응하여 선적화물의 양을 증가시킬 수 있어 선박의 운항 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카고탱크 구조가 마련되는 액화가스 운반선을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카고탱크 구조를 수직 절단하여 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카고탱크 구조의 중심을 일부 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카고탱크 구조를 수직 절단하여 도시한 정면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카고탱크 구조가 마련되는 액화가스 운반선을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카고탱크 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카고탱크 구조를 수직 절단하여 도시한 정면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 카고탱크 구조(100)는 제1 구조물(110) 및 제2 구조물(220)을 포함하고, 상하부 각 모서리에는 챔퍼(chamfer, 100A, 100B)가 형성되며, 본 실시예의 카고탱크 구조(100)는 일례로 액화가스 운반선(10)에 마련된다.

액화가스 운반선(10)은 더블바텀구조를 이루는 선체(탱크를 가지는 선박으로서 독립탱커라고도 함, 11)의 내부에 액체화물을 저장하는 액체화물탱크(부호도시하지 않음)가 마련된다. 여기서, 액체화물탱크는 카고탱크 구조(100)에 의해 형성되어 내부에 공간이 이루어져 액체화물을 저장한다.

여기서 액체화물은 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스일 수 있다. 액체화물탱크에 저장되는 액체화물은 단순히 저장되거나 엔진과 같은 수요처(도시하지 않음)에 공급될 수도 있다. 액체화물탱크는 액화가스를 액체상태로 보관할 수 있다.

본 실시예의 카고탱크 구조(100)는 박막형으로서 선체(11)와 일체화를 이루어, 선체(11)의 내측에 액체화물탱크가 구비되는 구조를 이룰 수 있다. 이외에도 액화가스 운반선은 독립형 카고탱크(도시하지 않음)를 이루어 독립형 카고탱크가 선체 내부에 지지되는 구조를 이룬다. 독립형 카고탱크는 롤링(rolling) 및 피칭(pitching)과 같은 선체(11)의 운동으로 인하여 카고탱크가 횡방향 및 종방향으로 이동하는 것을 방지하기 위해, 카고탱크의 상하부에 선박 센터 라인(ship center line)을 따라 횡요 및 종요 방지구조가 형성되어야 한다.

본 실시예의 카고탱크 구조(100)는 선체(11)와 일체화를 이루며, 액체화물탱크의 하부에 마련되는 챔퍼(100B)에 밸러스트 탱크(ballast tank, 도시하지 않음)가 마련되어 발라스트 수(일례로 해수를 이용)의 유출입에 의해 선체(11)의 발라스트를 조절한다.

여기서, 액화가스 운반선(10)은 선적 화물이 충분하지 않을 경우 물속에서 추진기 및 방향타의 효율적인 작동과 균형 유지 및 안정성을 높이기 위해 밸러스트 탱크에 해수와 같은 발라스트 수를 담은 상태로 운항될 수 있으며, 밸러스트 탱크 내에 적재되는 물을 일반적으로 밸러스트 수(ballast water)라 부른다. 발라스트 탱크는 액체화물탱크의 하부에 형성되는 챔퍼(100B) 이외에도 선체(11)의 좌우 둘레면에도 마련될 수 있다.

한편, 액체화물탱크의 상부에 마련되는 챔퍼(100A)상에서 내측면을 이루는 구조물은 선체(11)로부터 노출된다. 이에 대하여 후술하기로 한다.

또한, 카고탱크 구조(100)에 의해 형성되는 액체화물탱크의 내부에는 액체화물을 배출하기 위한 펌프타워(도시하지 않음)가 마련될 수 있다. 펌프타워는 액체화물탱크 내부의 액체화물을 가압하여 외부로 배출시킬 수 있다.

이하에서는 선체(11)의 이중선체구조인 카고탱크 구조(100)의 중앙부를 기준으로 하여 설명하며, 본 실시예에서 사용하는 종방향, 횡방향, 횡부재(122), 종부재(121) 등의 용어는 카고탱크 구조(100)의 중앙부에 대한 상대적인 표현으로 이루어질 수 있다.

제1 구조물(110)과 제2 구조물(220)은 선체(11)의 이중선체구조를 이룬다.

여기서, 액화가스 운반선(10)은 300m 이상의 대형 구조물로서, 선박 건조시 블록 건조법으로 조립되어진다. 블록 건조법은 수십 개 혹은 수백 개의 블록으로 분할하여 개개의 블록들을 조립제작하는 것으로서, 제1 구조물(110)과 제2 구조물(220)은 하나의 블록(100C)을 이룰 수 있고, 이러한 블록(100C) 복수개가 용접의 방법으로 서로 연결되어 선체(11)의 이중선체구조를 이룰 수 있다.

제1 구조물(110)은 내조탱크로서, 저장공간이 형성되도록 좌우 둘레면을 둘러 내측면(내벽)을 이룸으로써 내부에 액체화물과 직접 맞닿는다. 제2 구조물(220)은 외곽을 이루는 외조탱크로서, 제1 구조물(110)에 연결되어 외측을 이루며, 종부재(121) 및 횡부재(122)를 포함한다.

종부재(121)는 액화가스 운반선(10)의 외곽인 선체(11)의 외측을 이루는 구성으로서, 제1 구조물(110)의 상하부, 좌우(앞뒤 포함) 둘레면에 대응하는 위치 상에서 종방향을 이룬다. 즉, 종부재(121)는 외조탱크를 이루도록 제1 구조물(110)과 수평을 이룬다.

여기서, 제1 구조물(110)과 종부재(121)는 수십 또는 수백개의 블록(100C)으로 분할되어 복수개로 마련되는 블록(100C)이 서로 연결되어 조립되는 것으로서, 제1 구조물(110)과 종부재(121)는 블록(100C) 조립시 길이방향으로 연장되는 수직판(부호도시하지 않음, 블록에서 좌우측벽)에 의해 연결될 수 있다.

제2 구조물(220)의 횡부재(122)는 액화가스 운반선(10)의 전체 하중을 감소시키도록 상부의 챔퍼(100A) 상에서 종부재(121)의 구조물을 대체하되 제1 구조물(110)의 강성을 보강하는 구성으로서, 상부의 챔퍼(100A)에 마련되는 위치의 제1 구조물(110) 상에서 횡방향을 이룬다.

여기서, 횡부재(122)는 이웃한 종부재(121) 사이를 연결하되 제1 구조물(110)의 내측방향으로 오목하게 이루어질 수 있다. 횡부재(122)의 면적을 감소시켜 자제를 줄이고 전체 하중을 줄이도록 내측방향으로 절단된 형태를 이루어 일례로, 횡부재(122)는 둔각을 이루어 오목하게 이루어질 수 있다. 이와 달리, 제2 구조물(220)의 횡부재(222)는 도 4에 도시한 바와 같이, 곡선을 이룰 수 있다. 다른 실시예의 횡부재(222)는 일 실시예와 직선 및 곡선의 형태만 달리 이루며 그 기능이 동일 또는 유사하다.

한편, 본 실시예에서는 횡부재(122)가 상부의 챔퍼(100A)의 길이방향의 중심에 형성되고, 종부재(121)가 상부의 챔퍼(100A)의 양단에 마련되어, 종부재(121)가 횡부재(122)에 의해 연결되는 것은 물론, 횡부재(122)에 의해 챔퍼(110A)의 상부에 마련되는 종부재(121)가 지지될 수 있다.

이와 같이 본 실시예는, 액화가스 운반선(10)의 자체 하중을 감소시켜 선적되는 화물의 양을 증가시켜 선박의 운항 효율을 향상시킬 수 있으며, 챔퍼(100A) 상에 종부재(121)를 대체하여 횡부재(122)로 보강하여 종부재(121)에 대비하여 용접양(용접장 길이)이 감소되어 작업공수가 감소될 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10: 액화가스 운반선 11: 선체
100A,100B: 챔퍼 100C: 블록
110: 제1 구조물 120: 제2 구조물
121: 종부재 122: 횡부재

Claims (8)

1. 챔퍼가 형성되는 카고탱크 구조에 있어서,
   저장공간이 형성되도록 내측면을 이루는 제1 구조물; 및
   상기 제1 구조물에 연결되어 외측을 이루는 제2 구조물을 포함하되,
   상기 제2 구조물은,
   상기 제1 구조물의 상하부, 좌우 둘레면에 대응하는 위치 상에서 선체의 종방향을 따라 마련되는 종부재; 및
   상기 챔퍼가 상부에 마련되는 위치의 상기 제1 구조물 상에서 상기 선체의 횡방향을 따라 마련되는 횡부재를 포함하되,
   상기 종부재는 상기 제1 구조물과 수평을 이루고,
   상기 횡부재는 이웃한 상기 종부재 사이를 연결하되, 일부분이 제1 구조물의 내측 방향으로 오목하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 카고탱크 구조.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 횡부재는,
   둔각을 이루어 오목하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 카고탱크 구조.
4. 제1항에 있어서, 상기 횡부재는,
   일부분이 제1 구조물의 내측 방향으로 오목하게 함몰된 곡선을 이루는 것을 특징으로 하는 카고탱크 구조.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 구조물은 상기 횡부재에 의해 상기 상부의 챔퍼 상에서 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 카고탱크 구조.
6. 제1항에 있어서,
   상기 횡부재들의 상단 및 하단을 제외한 외측에는 상기 종부재가 마련되지 않는 것을 특징으로 하는 카고탱크 구조.
7. 제1항에 있어서,
   상기 횡부재들의 상단 및 하단을 제외한 외측 변은 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 카고탱크 구조.
8. 제1항에 있어서,
   상기 횡부재들 사이의 공간은 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 카고탱크 구조.

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