KR102063710B1 - 응력 분산용 보조 주름부를 갖춘 멤브레인 및 상기 멤브레인을 포함하는 액화가스 저장탱크 - Google Patents

Abstract

액화가스를 저장하기 위한 저장탱크의 밀봉벽을 형성하기 위한 멤브레인이 개시된다.
멤브레인(10; 20; 30)은, 인접한 다른 멤브레인과 함께 협력하여 하나의 온전한 주름을 형성하는 복수의 주름부(11, 12; 21, 22; 31, 32)와, 상기 주름부 중 하나와 일직선상에 놓이며 단독으로 온전한 주름을 형성하는 보조 주름부(14; 24; 34)를 포함할 수 있다.

Description

응력 분산용 보조 주름부를 갖춘 멤브레인 및 상기 멤브레인을 포함하는 액화가스 저장탱크 {MEMBRANE HAVING CORRUGATED PORTION FOR STRESS REDUCTION AND LIQUEFIED GAS STORAGE TANK INCLUDING THE MEMBRANE}

본 발명은 멤브레인 타입 저장탱크에 설치되어 1차 밀봉벽을 형성하는 멤브레인에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 멤브레인의 강성을 증대시킬 수 있도록 형성된 응력 분산용 보조 주름부를 갖춘 멤브레인 및 상기 멤브레인을 포함하는 액화가스 저장탱크에 관한 것이다.

세계적으로 친환경 사업에 대한 관심이 증가하고 있는 가운데 석유, 석탄 등과 같은 기존의 에너지원을 대체할 수 있는 청정연료의 수요가 점차 증가하고 있다. 이러한 상황에서 천연가스는 청정성, 안정성, 편리성을 두루 갖춘 주요 에너지원으로 다양한 분야에서 사용되고 있다.

우리나라는 배관을 통해 천연가스를 직접 공급받는 미국이나 유럽과 달리 천연가스를 초저온으로 액화시킨 액화천연가스(LNG: Liquefied Natural Gas)를 LNG 운반선을 통해 운반하여 소비자에게 공급하고 있다. 따라서, 국내의 천연가스의 수요증가와 함께 액화천연가스를 저장 및 운반하기 위한 LNG 운반선의 수요 역시 증가하고 있다.

천연가스(natural gas)는 메탄(methane)을 주성분으로 하고, 소량의 에탄(ethane), 프로판(propane) 등을 포함하는 화석연료로서, 최근 다양한 기술 분야에서 저공해 에너지원으로서 각광받고 있다.

천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 운반선의 LNG 저장탱크에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃ 이하)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들어 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

액화천연가스 운반선에는 천연가스를 냉각하여 액화시킨 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있는 저장탱크(화물창이라고도 함)가 구비된다. 액화천연가스의 끓는점은 대기압에서 약 -162℃ 정도이므로, 액화천연가스의 저장탱크는 액화천연가스를 안전하게 보관하고 저장하기 위해 알루미늄강, 스테인리스강, 35% 니켈강 등과 같은 초저온에 견딜 수 있는 재료로 제작될 수 있으며, 열응력 및 열수축에 강인하고, 열침입을 막을 수 있는 구조로 설계된다.

LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 운반선과, LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel)는 물론, 최근에는 예를 들어 LNG FPSO (Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU (Floating, Storage, and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 LNG 저장탱크가 설치된다.

LNG FPSO는, 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 운반선으로 옮겨 싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다. 또 LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 운반선으로부터 하역되는 LNG를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.

근래에는 질소 및 황산화물의 배출을 규제하는 환경규제가 강화됨에 따라 LNG를 연료로 하는 선박의 건조가 늘어나고 있고, 이러한 선박에 LNG를 공급하기 위한 LNG Bunkering Vessel(LNG BV)도 필요하여 건조되고 있다. 이러한 LNG Bunkering Vessel에도 LNG선과 같은 저장탱크가 사용된다.

이와 같이 LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 운반선, LNG RV, LNG BV 등의 선박이나, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물 내에는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 저장탱크가 설치되어 있다.

이러한 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있다.

일반적인 멤브레인형의 LNG 저장탱크는, 선체 내벽 위에 설치되는 2차 단열층과, 2차 단열층 위에 설치되는 2차 밀봉층과, 2차 밀봉층 위에 설치되는 1차 단열층과, 1차 단열층 위에 설치되는 1차 밀봉층을 포함한다.

단열층은 외부의 열이 화물창 내부로 침입하지 못하게 하여 액화천연가스가 가열되지 않도록 하기 위한 것이고, 밀봉층은 액화천연가스가 저장탱크의 외부로 누출되지 않도록 하기 위한 것으로, 하나의 밀봉층이 파손되더라도 다른 밀봉층이 액화천연가스의 누출을 막을 수 있도록 화물창의 밀봉구조는 이중으로 구성된다.

이러한 액화천연가스 저장탱크의 단열층 및 밀봉층을 설치하기 위해서는, 우선 선체의 내벽 위에 복수의 2차 단열패널을 결합시키고, 복수의 2차 단열패널 위에 2차 밀봉벽을 설치하고, 2차 밀봉벽 위에 1차 단열패널을 설치하고, 마지막으로 1차 단열패널 위에 1차 밀봉벽을 설치하는 과정을 통해 제작된다.

한편, 최근에 한국가스공사에서 개발된, 하나의 단열층과 2개의 밀봉층을 갖는 KC-1 형 탱크의 경우, 액화천연가스 저장탱크의 단열층 및 밀봉층은, 우선 선체의 내벽 위에 복수의 단열패널을 결합시켜 하나의 단열층을 형성하고, 복수의 단열패널 위에 2차 밀봉벽을 설치하고, 2차 밀봉벽 위에 1차 밀봉벽을 설치하는 과정을 통해 제작된다.

도 1에는 KC-1 형 탱크의 1차 밀봉벽의 평면도가 부분적으로 예시되어 있다. 1차 밀봉벽은 다수의 멤브레인(100)을 용접에 의해 서로 연결함으로써 형성될 수 있다. 다수의 멤브레인(100)들은 앵커 구조체(200)를 통해 선체 측에 연결되어 지지될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 멤브레인(100)에는 극저온의 LNG로 인한 수축 및 팽창시 발생할 수 있는 열응력을 흡수하기 위한 다수의 주름부(110, 120)가 형성될 수 있다.

예를 들어, 하나의 멤브레인(100)에 형성된 주름부(110, 120)는, 인접한 다른 멤브레인(100)에 형성된 주름부(110, 120)와 함께 협력하여 하나의 온전한 주름을 형성할 수 있다. 도 1을 참조하면, 주름부는, 하나의 온전한 주름의 절반 폭에 해당하는 폭 치수를 가지는 제1 주름부(110)와, 하나의 온전한 주름의 절반 길이에 해당하는 길이 치수를 가지는 제2 주름부(120)를 포함할 수 있다.

제1 주름부(110)의 길이는 하나의 온전한 주름의 길이와 동일한 치수를 가진다. 2개의 멤브레인(100)이 서로 접할 때. 하나의 멤브레인(100)에 형성된 제1 주름부(110)는 다른 하나의 멤브레인(100)에 형성된 제1 주름부(110)와 함께 폭방향으로 연결되어 하나의 온전한 주름을 형성한다.

제2 주름부(120)의 폭은 하나의 온전한 주름의 폭과 동일한 치수를 가진다. 2개의 멤브레인(100)이 서로 접할 때. 하나의 멤브레인(100)에 형성된 제2 주름부(120)는 다른 하나의 멤브레인(100)에 형성된 제2 주름부(120)와 함께 길이방향으로 연결되어 하나의 온전한 주름을 형성한다.

그런데, 액화천연가스 등의 액화가스는 극저온 상태이므로, 저장탱크에 액화천연가스 등의 액화가스가 수용될 때, 특히 액화가스와 직접 접촉하는 1차 밀봉벽을 형성하는 멤브레인(100)에는 열변형이 상대적으로 크게 발생한다. 열변형으로 인한 변형 벡터의 방향은 도 1에서 화살표로 나타낸다.

또한 멤브레인에는, 도 1에서 소용돌이 방향의 열변형 벡터로 표시된 바와 같은 응력을 비롯하여, 해상에서 부유된 상태로 사용되는 선박 혹은 해상 구조물의 특성상 저장탱크 내에는 유체의 유동으로 인한 슬로싱 하중이 발생하게 된다. 따라서, 각종 하중이 가해지더라도 밀봉벽의 기밀성을 유지하도록 멤브레인의 소형 변형률을 감소시키기 위한 연구 및 개발이 지속될 필요가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 멤브레인 타입 저장탱크에 설치되어 1차 밀봉벽을 형성하는 멤브레인에 있어서, 멤브레인의 국부적인 응력 집중을 분산시킬 수 있도록 형성된 응력 분산용 보조 주름부를 갖춘 멤브레인을 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스를 저장하기 위한 저장탱크의 밀봉벽을 형성하기 위한 멤브레인으로서, 인접한 다른 멤브레인과 함께 협력하여 하나의 온전한 주름을 형성하는 복수의 주름부와; 상기 주름부 중 하나와 일직선상에 놓이며 단독으로 온전한 주름을 형성하는 보조 주름부; 를 포함하는, 응력 분산용 보조 주름부를 갖춘 멤브레인이 제공될 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 보조 주름부는 복수의 상기 주름부로부터 이격되어 있을 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 주름부는, 하나의 온전한 주름의 절반 폭에 해당하는 폭 치수를 가지는 제1 주름부와, 하나의 온전한 주름의 절반 길이에 해당하는 길이 치수를 가지는 제2 주름부를 포함할 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 보조 주름부는, 상기 제1 주름부와 평행하게 배치되는 동시에 상기 제2 주름부와 일직선상에 놓이도록 배치될 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 멤브레인은 4개의 변을 갖는 사각형의 판 형상을 가지며, 상기 멤브레인의 가장자리에는 상기 제1 주름부가 배치되고, 상기 멤브레인의 각각의 변에 있어서 상기 제1 주름부로부터 상기 멤브레인의 안쪽에는, 상기 제1 주름부와 평행하게 연장하도록 상기 제2 주름부가 배치될 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 보조 주름부는, 상기 제1 주름부로부터 상기 멤브레인의 안쪽에서 상기 제1 주름부와 평행한 동시에 상기 제2 주름부와 일직선상에 놓이도록 배치될 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 보조 주름부의 일단과 상기 제2 주름부 사이에는 간격이 형성될 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 보조 주름부의 타단과 상기 제1 주름부의 말단 사이에는, 상기 보조 주름부의 길이방향으로 볼 때 간격이 형성될 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 보조 주름부의 타단과 상기 제1 주름부의 말단 사이에는, 상기 보조 주름부의 길이방향으로 볼 때 간격이 형성되지 않고, 상기 보조 주름부의 타단은 폭방향으로 볼 때 상기 제1 주름부의 말단과 일직선상에 도달할 때까지 연장될 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 보조 주름부의 폭은 상기 주름부의 폭과 동일한 치수를 가질 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 보조 주름부의 폭은 상기 주름부의 폭보다 작은 값을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크로서, 선체 내벽 위에 설치되는 단열층과, 상기 단열층 위에 설치되는 2차 밀봉층과, 상기 2차 밀봉층 위에 설치되는 1차 밀봉층을 포함하며, 상기 1차 밀봉층을 형성하기 위한 멤브레인은, 인접한 다른 멤브레인과 함께 협력하여 하나의 온전한 주름을 형성하는 복수의 주름부와, 상기 주름부 중 하나와 일직선상에 놓이며 단독으로 온전한 주름을 형성하는 보조 주름부를 포함하는, 액화가스 저장탱크가 제공될 수 있다.

본 발명에 따르면, 멤브레인 타입 저장탱크에 설치되어 1차 밀봉벽을 형성하는 멤브레인에 있어서, 멤브레인의 국부적인 응력 집중을 분산시킬 수 있도록 형성된 응력 분산용 보조 주름부를 갖춘 멤브레인이 제공될 수 있다.

그에 따라 본 발명의 응력 분산용 보조 주름부를 갖춘 멤브레인에 의하면, 응력이 집중될 수 있는 영역 주변에 강성을 갖는 보조 주름을 배치함으로써 소성변형률을 감소시킬 수 있게 된다. 또한, 응력이 집중되지 않고 분포될 수 있도록 하여 멤브레인들 사이의 경계면에서의 반력을 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 보조 주름부를 형성할 때, 기존의 주름부를 형성하기 위한 기존 금형을 그대로 사용할 수 있어, 보조 주름부를 형성하기 위한 추가 비용을 최소화할 수 있다.

도 1은 다수의 멤브레인에 의해 형성되는 1차 밀봉벽의 부분적인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 멤브레인의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 멤브레인의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 멤브레인의 평면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 작용을 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

액화가스 저장탱크는, 특히 LNG, LPG 등과 같이 극저온에서 액화되는 탄화수소성분을 포함하는 액체화물을 저장하기 위해 사용될 수 있다. 또, 액화가스 저장탱크는, LNG와 같은 극저온 액체화물을 저장할 수 있도록 밀봉 및 단열방벽을 갖는 멤브레인형 탱크일 수 있다. 밀봉 및 단열방벽은, 저장탱크의 내부에 수용되어 있는 액화가스의 누출을 방지하고 외부로부터의 열전달을 차단하기 위해, 저장탱크의 모든 방향의 벽면, 즉 전방벽, 후방벽, 좌측벽, 우측벽, 상부벽 및 하부벽에 모두 적층 설치된다.

하나의 단열층과 2개의 밀봉층을 갖는 KC-1 형 탱크의 경우, 액화천연가스 저장탱크의 단열층 및 밀봉층은, 우선 선체의 내벽 위에 복수의 단열패널을 결합시켜 하나의 단열층을 형성하고, 복수의 단열패널 위에 2차 밀봉벽을 설치하고, 2차 밀봉벽 위에 1차 밀봉벽을 설치하는 과정을 통해 제작된다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 멤브레인에 의해 1차 밀봉벽을 형성한 액화가스 저장탱크는 해양 구조물의 선체 내에 설치될 수 있다. 본 명세서에서 해양 구조물이란, LNG 운반선(LNG carrier)과 같은 각종 액화가스 운반선, LNG RV (LNG Regasification Vessel), LNG BV(LNG Bunkering Vessel) 등의 선박을 비롯하여, LNG FPSO (LNG Floating, Production, Storage and Off-loading), LNG FSRU (LNG Floating Storage and Regasification Unit), LNG FRU (LNG Floating and Regasification Unit), BMPP (Barge Mounted Power Plant), FSPP (Floating and Storage Power Plant) 등의 플랜트까지도 모두 포함하는 개념이다.

도 2에는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 멤브레인의 평면도가 도시되어 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 멤브레인형 액화가스 저장탱크의 1차 밀봉벽은 다수의 멤브레인(10)을 용접에 의해 서로 연결함으로써 형성될 수 있다. 다수의 멤브레인(10)들은 앵커 구조체를 통해 선체 측에 연결되어 지지될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 멤브레인(10)에는 극저온의 LNG로 인한 수축 및 팽창시 발생할 수 있는 열응력을 흡수하기 위한 다수의 주름부(11, 12)가 형성될 수 있다.

예를 들어, 하나의 멤브레인(10)에 형성된 주름부(11, 12)는, 인접한 다른 멤브레인(10)에 형성된 주름부(11, 12)와 함께 협력하여 하나의 온전한 주름을 형성할 수 있다. 멤브레인(10)에 형성되는 주름부는, 하나의 온전한 주름의 절반 폭에 해당하는 폭 치수를 가지는 제1 주름부(11)와, 하나의 온전한 주름의 절반 길이에 해당하는 길이 치수를 가지는 제2 주름부(12)를 포함할 수 있다.

제1 주름부(11)의 길이는 하나의 온전한 주름의 길이와 동일한 치수를 가진다. 2개의 멤브레인(10)이 서로 접할 때. 하나의 멤브레인(10)에 형성된 제1 주름부(11)는 다른 하나의 멤브레인(10)에 형성된 제1 주름부(11)와 함께 폭방향으로 연결되어 하나의 온전한 주름을 형성한다.

제2 주름부(12)의 폭은 하나의 온전한 주름의 폭과 동일한 치수를 가진다. 2개의 멤브레인(10)이 서로 접할 때. 하나의 멤브레인(10)에 형성된 제2 주름부(12)는 다른 하나의 멤브레인(10)에 형성된 제2 주름부(12)와 함께 길이방향으로 연결되어 하나의 온전한 주름을 형성한다.

제1 실시형태의 멤브레인(10)은 4개의 변을 갖는 대략 사각형의 판 형상을 갖는다. 멤브레인(10)의 가장자리, 즉, 멤브레인(10)의 각각의 변에는 제1 주름부(11)가 배치되어 있다. 멤브레인(10)의 각각의 변에 있어서, 제1 주름부(11)로부터 멤브레인(10)의 안쪽에는, 제1 주름부(11)와 평행하게 연장하는 제2 주름부(12)가 배치되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 제1 주름부(11)로부터 멤브레인(10)의 안쪽에는, 제1 주름부(11)와 평행한 동시에 제2 주름부(12)와 일직선상에 놓이는 보조 주름부(14)가 배치되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 보조 주름부(14)는 제2 주름부(12)의 길이방향을 따라 연장되며, 보조 주름부(14)의 일단과 제2 주름부(12) 사이에는 간격 A가 형성된다. 또, 보조 주름부(14)의 길이방향을 따라서 측정한 보조 주름부(14)의 타단과 제1 주름부(11)의 말단 사이에는 간격 B가 형성된다. 부호 C는 보조 주름부(14)의 길이를 나타낸다.

제1 실시형태에 따르면, 보조 주름부(14)의 폭은 제2 주름부(12)의 폭과 동일한 치수를 가질 수 있다.

전술한 바와 같이, 제1 실시형태의 멤브레인(10)은, 4의 변을 가지는 사각형 판 형태를 갖는다. 여기서, 각각의 변의 가장자리에는 하나의 온전한 주름의 절반 폭에 해당하는 폭 치수를 가지는 제1 주름부(11)가 배치되고, 이 제1 주름부(11)로부터 멤브레인(10)의 내측에는 하나의 온전한 주름의 절반 길이에 해당하는 길이 치수를 가지는 제2 주름부(12)가 배치된 상태에서, 제2 주름부(12)의 길이방향으로 일정한 간격을 두고 이격되도록 형성되는 동시에 제2 주름부(12)와 일직선상으로 형성되는 보조 주름부(14)가 배치된다.

이상과 같이 형성되는 보조 주름부(14)를 갖춘 제1 실시형태의 멤브레인(10)에 의하면, 보조 주름부가 형성되지 않은 멤브레인에 비해, 소성변형률, 최대 응력값, 경계면 반력 등의 수치가 감소되고, 강도 보강이 이루어질 수 있게 된다.

또한, 제1 실시형태의 멤브레인(10)에 의하면, 보조 주름부(14)의 폭이 제2 주름부(12)의 폭과 동일한 치수를 가지므로, 보조 주름부(14)를 형성하기 위한 금형을 별도로 준비할 필요가 없다.

도 3에는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 멤브레인의 평면도가 도시되어 있다. 제2 실시형태에 따른 멤브레인(20)은, 보조 주름부(24)의 길이에 있어서 제1 실시형태에 따른 멤브레인(10)과 상이하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 멤브레인(20)에 형성된 주름부(21, 22)는, 인접한 다른 멤브레인(20)에 형성된 주름부(21, 22)와 함께 협력하여 하나의 온전한 주름을 형성할 수 있다. 제1 실시형태에서와 마찬가지로, 제2 실시형태에 따른 멤브레인(20)에 형성되는 주름부는, 하나의 온전한 주름의 절반 폭에 해당하는 폭 치수를 가지는 제1 주름부(21)와, 하나의 온전한 주름의 절반 길이에 해당하는 길이 치수를 가지는 제2 주름부(22)를 포함할 수 있다.

제1 주름부(21)의 길이는 하나의 온전한 주름의 길이와 동일한 치수를 가진다. 2개의 멤브레인(20)이 서로 접할 때. 하나의 멤브레인(20)에 형성된 제1 주름부(21)는 다른 하나의 멤브레인(20)에 형성된 제1 주름부(21)와 함께 폭방향으로 연결되어 하나의 온전한 주름을 형성한다.

제2 주름부(22)의 폭은 하나의 온전한 주름의 폭과 동일한 치수를 가진다. 2개의 멤브레인(20)이 서로 접할 때. 하나의 멤브레인(20)에 형성된 제2 주름부(22)는 다른 하나의 멤브레인(20)에 형성된 제2 주름부(22)와 함께 길이방향으로 연결되어 하나의 온전한 주름을 형성한다.

제2 실시형태의 멤브레인(20)은 4개의 변을 갖는 대략 사각형의 판 형상을 갖는다. 멤브레인(20)의 가장자리, 즉, 멤브레인(20)의 각각의 변에는 제1 주름부(21)가 배치되어 있다. 멤브레인(20)의 각각의 변에 있어서, 제1 주름부(21)로부터 멤브레인(20)의 안쪽에는, 제1 주름부(21)와 평행하게 연장하는 제2 주름부(22)가 배치되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 제1 주름부(21)로부터 멤브레인(20)의 안쪽에는, 제1 주름부(21)와 평행한 동시에 제2 주름부(22)와 일직선상에 놓이는 보조 주름부(24)가 배치되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 보조 주름부(24)는 제2 주름부(22)의 길이방향을 따라 연장되며, 보조 주름부(24)의 일단과 제2 주름부(22) 사이에는 간격 A가 형성된다. 부호 C는 보조 주름부(24)의 길이를 나타낸다.

제2 실시형태에 따르면, 보조 주름부(24)의 폭은 제1 실시형태에서와 마찬가지로 제2 주름부(22)의 폭과 동일한 치수를 가질 수 있다. 다만, 보조 주름부(24)의 길이는 제1 실시형태의 보조 주름부(14)의 길이에 비해 길게 형성된다. 그에 따라 제2 실시형태에 따른 멤브레인(20)에 있어서는, 보조 주름부(24)의 길이방향을 따라서 측정한 보조 주름부(24)의 타단과 제1 주름부(21)의 말단 사이에는 간격이 존재하지 않는다. 즉, 보조 주름부(24)의 타단은, 폭방향으로 볼 때 제1 주름부(21)의 말단과 일직선상에 도달할 때까지 연장된다.

전술한 바와 같이, 제2 실시형태의 멤브레인(20)은, 4의 변을 가지는 사각형 판 형태를 갖는다. 여기서, 각각의 변의 가장자리에는 하나의 온전한 주름의 절반 폭에 해당하는 폭 치수를 가지는 제1 주름부(21)가 배치되고, 이 제1 주름부(21)로부터 멤브레인(20)의 내측에는 하나의 온전한 주름의 절반 길이에 해당하는 길이 치수를 가지는 제2 주름부(22)가 배치된 상태에서, 제2 주름부(22)의 길이방향으로 일정한 간격을 두고 이격되도록 형성되는 동시에 제2 주름부(22)와 일직선상으로 형성되는 보조 주름부(24)가 배치된다.

이상과 같이 형성되는 보조 주름부(24)를 갖춘 제2 실시형태의 멤브레인(20)에 의하면, 보조 주름부가 형성되지 않은 멤브레인에 비해, 소성변형률, 최대 응력값, 경계면 반력 등의 수치가 감소되고, 강도 보강이 이루어질 수 있게 된다.

또한, 제2 실시형태의 멤브레인(20)에 의하면, 보조 주름부(24)의 폭이 제2 주름부(22)의 폭과 동일한 치수를 가지므로, 보조 주름부(24)를 형성하기 위한 금형을 별도로 준비할 필요가 없다.

도 4에는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 멤브레인의 평면도가 도시되어 있다. 제3 실시형태에 따른 멤브레인(30)은, 보조 주름부(34)의 폭 치수에 있어서 제1 실시형태에 따른 멤브레인(10)과 상이하다.

도 4에 도시된 바와 같이, 멤브레인(30)에 형성된 주름부(31, 32)는, 인접한 다른 멤브레인(30)에 형성된 주름부(31, 32)와 함께 협력하여 하나의 온전한 주름을 형성할 수 있다. 제1 실시형태에서와 마찬가지로, 제3 실시형태에 따른 멤브레인(30)에 형성되는 주름부는, 하나의 온전한 주름의 절반 폭에 해당하는 폭 치수를 가지는 제1 주름부(31)와, 하나의 온전한 주름의 절반 길이에 해당하는 길이 치수를 가지는 제2 주름부(32)를 포함할 수 있다.

제1 주름부(31)의 길이는 하나의 온전한 주름의 길이와 동일한 치수를 가진다. 2개의 멤브레인(30)이 서로 접할 때. 하나의 멤브레인(30)에 형성된 제1 주름부(31)는 다른 하나의 멤브레인(30)에 형성된 제1 주름부(31)와 함께 폭방향으로 연결되어 하나의 온전한 주름을 형성한다.

제2 주름부(32)의 폭은 하나의 온전한 주름의 폭과 동일한 치수를 가진다. 2개의 멤브레인(30)이 서로 접할 때. 하나의 멤브레인(30)에 형성된 제2 주름부(32)는 다른 하나의 멤브레인(30)에 형성된 제2 주름부(32)와 함께 길이방향으로 연결되어 하나의 온전한 주름을 형성한다.

제3 실시형태의 멤브레인(30)은 4개의 변을 갖는 대략 사각형의 판 형상을 갖는다. 멤브레인(30)의 가장자리, 즉, 멤브레인(30)의 각각의 변에는 제1 주름부(31)가 배치되어 있다. 멤브레인(30)의 각각의 변에 있어서, 제1 주름부(31)로부터 멤브레인(30)의 안쪽에는, 제1 주름부(31)와 평행하게 연장하는 제2 주름부(32)가 배치되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 제1 주름부(31)로부터 멤브레인(30)의 안쪽에는, 제1 주름부(31)와 평행한 동시에 제2 주름부(32)와 일직선상에 놓이는 보조 주름부(34)가 배치되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 보조 주름부(24)는 제2 주름부(22)의 길이방향을 따라 연장되며, 보조 주름부(24)의 일단과 제2 주름부(22) 사이에는 간격 A가 형성된다. 또, 보조 주름부(34)의 길이방향을 따라서 측정한 보조 주름부(34)의 타단과 제1 주름부(31)의 말단 사이에는 간격 B가 형성된다. 또한 제1 주름부(31)의 말단과 동일하게 형성되어 간격 B가 없을 수도 있다. 부호 C는 보조 주름부(34)의 길이를 나타낸다.

또한 보조 주름부(34)의 길이는, 도 3을 참조하여 설명한 제2 실시형태의 보조 주름부(24)의 경우와 마찬가지로, 도 4에 도시된 것보다 길게 형성되도록 변형될 수 있다. 즉, 보조 주름부(34)의 타단과 제1 주름부(31)의 말단 사이에 간격이 존재하지 않아, 간격 B가 0의 값을 가질 수도 있다.

제3 실시형태에 따르면, 보조 주름부(34)의 길이는 제1 실시형태에서와 마찬가지로 정해질 수 있다. 다만, 제3 실시형태의 보조 주름부(34)의 폭은 제1 실시형태의 보조 주름부(14)의 폭에 비해 작은 값을 갖도록 형성된다. 예를 들어, 제3 실시형태의 보조 주름부(34)의 폭은 제1 실시형태의 보조 주름부(14)의 폭의 70% 이하의 값을 가질 수 있으며, 예컨대 50% 또는 33.3%의 값을 가질 수 있다.

전술한 바와 같이, 제3 실시형태의 멤브레인(30)은, 4의 변을 가지는 사각형 판 형태를 갖는다. 여기서, 각각의 변의 가장자리에는 하나의 온전한 주름의 절반 폭에 해당하는 폭 치수를 가지는 제1 주름부(31)가 배치되고, 이 제1 주름부(31)로부터 멤브레인(30)의 내측에는 하나의 온전한 주름의 절반 길이에 해당하는 길이 치수를 가지는 제2 주름부(32)가 배치된 상태에서, 제2 주름부(32)의 길이방향으로 일정한 간격을 두고 이격되도록 형성되는 동시에 제2 주름부(32)와 일직선상으로 형성되는 보조 주름부(34)가 배치된다.

이상과 같이 형성되는 보조 주름부(34)를 갖춘 제3 실시형태의 멤브레인(30)에 의하면, 보조 주름부가 형성되지 않은 멤브레인에 비해, 소성변형률, 최대 응력값, 경계면 반력 등의 수치가 감소되고, 강도 보강이 이루어질 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명의 실시형태를, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

10, 20, 30: 멤브레인
11, 21, 31: 제1 주름부
12, 22, 32: 제2 주름부
14, 24, 34: 보조 주름부
A: 보조 주름부의 일단과 제2 주름부 사이의 간격
B: 보조 주름부의 길이방향을 따라서 측정한 보조 주름부의 타단과 제1 주름부의 말단 사이의 간격
C: 보조 주름부의 길이

Claims (12)

1. 액화가스를 저장하기 위한 저장탱크의 밀봉벽을 형성하기 위한 멤브레인(10, 20, 30)으로서,
   인접한 다른 멤브레인과 함께 협력하여 하나의 온전한 주름을 형성하는 복수의 주름부와;
   상기 주름부 중 하나와 일직선상에 놓이며 단독으로 온전한 주름을 형성하는 보조 주름부(14, 24, 34);
   를 포함하며,
   상기 주름부는, 하나의 온전한 주름의 절반 폭에 해당하는 폭 치수를 가지며 하나의 온전한 주름의 길이와 동일한 치수를 가지는 제1 주름부(11, 21, 31)와, 하나의 온전한 주름의 절반 길이에 해당하는 길이 치수를 가지며 하나의 온전한 주름의 폭과 동일한 치수를 가지는 제2 주름부(12, 22, 32)를 포함하며,
   상기 멤브레인(10, 20, 30)은 4개의 변을 갖는 사각형의 판 형상을 가지며, 상기 멤브레인(10, 20, 30)의 각각의 변의 가장자리에는 상기 제1 주름부(11, 21, 31)가 각각 배치되고, 상기 멤브레인(10, 20, 30)의 각각의 변에 있어서 상기 제1 주름부(11, 21, 31)로부터 상기 멤브레인(10, 20, 30)의 안쪽에는, 상기 제1 주름부(11, 21, 31)와 평행하게 연장하도록 상기 제2 주름부(12, 22, 32)가 각각 배치되며,
   상기 보조 주름부(14, 24, 34)는, 상기 제1 주름부(11, 21, 31)로부터 상기 멤브레인(10, 20, 30)의 안쪽에서 상기 제1 주름부(11, 21, 31)와 평행한 동시에 상기 제2 주름부(12, 22, 32)와 일직선상에 놓이도록 배치되는,
   응력 분산용 보조 주름부를 갖춘 멤브레인.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 보조 주름부(14, 24, 34)의 일단과 상기 제2 주름부(12, 22, 32) 사이에는 간격(A)이 형성되는, 응력 분산용 보조 주름부를 갖춘 멤브레인.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 보조 주름부(14, 24, 34)의 타단과 상기 제1 주름부(11, 21, 31)의 말단 사이에는, 상기 보조 주름부(14, 24, 34)의 길이방향으로 볼 때 간격(B)이 형성되는, 응력 분산용 보조 주름부를 갖춘 멤브레인.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 보조 주름부(14, 24, 34)의 타단과 상기 제1 주름부(11, 21, 31)의 말단 사이에는, 상기 보조 주름부(14, 24, 34)의 길이방향으로 볼 때 간격이 형성되지 않고, 상기 보조 주름부(14, 24, 34)의 타단은 폭방향으로 볼 때 상기 제1 주름부(11, 21, 31)의 말단과 일직선상에 도달할 때까지 연장되는, 응력 분산용 보조 주름부를 갖춘 멤브레인.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조 주름부(14, 24)의 폭은 상기 주름부의 폭과 동일한 치수를 가지는, 응력 분산용 보조 주름부를 갖춘 멤브레인.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 보조 주름부(34)의 폭은 상기 주름부의 폭보다 작은 값을 가지는, 응력 분산용 보조 주름부를 갖춘 멤브레인.
12. 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크로서,
    선체 내벽 위에 설치되는 단열층과,
    상기 단열층 위에 설치되는 2차 밀봉층과,
    상기 2차 밀봉층 위에 설치되는 1차 밀봉층
    을 포함하며,
    상기 1차 밀봉층을 형성하기 위한 멤브레인(10, 20, 30)은,
    인접한 다른 멤브레인과 함께 협력하여 하나의 온전한 주름을 형성하는 복수의 주름부와, 상기 주름부 중 하나와 일직선상에 놓이며 단독으로 온전한 주름을 형성하는 보조 주름부(14, 24, 34)를 포함하며,
    상기 주름부는, 하나의 온전한 주름의 절반 폭에 해당하는 폭 치수를 가지며 하나의 온전한 주름의 길이와 동일한 치수를 가지는 제1 주름부(11, 21, 31)와, 하나의 온전한 주름의 절반 길이에 해당하는 길이 치수를 가지며 하나의 온전한 주름의 폭과 동일한 치수를 가지는 제2 주름부(12, 22, 32)를 포함하며,
    상기 멤브레인(10, 20, 30)은 4개의 변을 갖는 사각형의 판 형상을 가지며, 상기 멤브레인(10, 20, 30)의 각각의 변의 가장자리에는 상기 제1 주름부(11, 21, 31)가 각각 배치되고, 상기 멤브레인(10, 20, 30)의 각각의 변에 있어서 상기 제1 주름부(11, 21, 31)로부터 상기 멤브레인(10, 20, 30)의 안쪽에는, 상기 제1 주름부(11, 21, 31)와 평행하게 연장하도록 상기 제2 주름부(12, 22, 32)가 각각 배치되며,
    상기 보조 주름부(14, 24, 34)는, 상기 제1 주름부(11, 21, 31)로부터 상기 멤브레인(10, 20, 30)의 안쪽에서 상기 제1 주름부(11, 21, 31)와 평행한 동시에 상기 제2 주름부(12, 22, 32)와 일직선상에 놓이도록 배치되는,
    액화가스 저장탱크.

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