KR102282095B1 - 액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

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안재혁
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Abstract

본 발명은 단열 벽을 선체에 고정시키는 구조체를 포함하는 액화가스 저장탱크를 개시하며, 이 단열 벽 고정 구조체는 단열 벽을 구성하는 각 단위 단열 벽의 일측에 대응하며 제1 종단에 고정된 스터드 볼트를 통하여 선체에 고정된 체결 로드; 및 체결 로드의, 제1 종단의 반대 종단인 제2 종단에 고정되며, 단위 단열 벽에 대응하는 지지 부재를 포함할 수 있다. 지지 부재에 체결되는 체결 스크류를 통하여 단위 단열 벽을 선체에 대하여 가압, 고정할 수 있다.

Description

액화가스 저장탱크 및 이를 포함하는 선박{Liquefied gas storage tank and vessel comprising the same}
본 발명은 액화가스 저장탱크 및 이를 갖는 선박에 관한 것으로서, 특히 단열 벽을 단열 벽 외부에서 선체에 고정하도록 구성된 액화가스 저장탱크 및 이를 갖는 선박에 관한 것이다.
최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas; LPG) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.
액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액체로 공해 물질이 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. 액화석유 가스는 액화천연가스와 마찬가지로 무색무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다.
이와 같은 액화가스는 지상에 설치되어 있는 액화가스 저장 탱크에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송 수단에 구비되는 액화가스 저장 탱크에 저장되는데, 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다.
예를 들어, 액화천연가스(LNG)는 천연가스를 극저온 (약 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로, 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들어 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 운반선이나, 마찬가지로 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel), 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장하고, 필요시 저장된 LNG를 LNG 운반선으로 옮겨 싣기 위해 사용되는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading), 해상에서 LNG 운반선으로부터 하역되는 LNG를 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)는, LNG의 극저온에 견딜 수 있는 저장 탱크 (소위 "화물창"으로 지칭됨)를 포함한다.
이와 같이, LNG와 같은 액화가스를 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 운반선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해양구조물 내에는 LNG를 극저온 액체 상태로 저장하기 위한 저장 탱크가 설치되어 있다.
이러한 저장 탱크는, 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류될 수 있다. 통상적으로, 멤브레인형 저장 탱크는 NO 96형과 Mark Ⅲ형으로 나눠지고, 독립형 저장 탱크는 MOSS형과 IHI-SPB형으로 나눠진다.
일반적으로, 멤브레인형 저장 탱크 중에서, Mark Ⅲ형 액화가스 저장 탱크는, 스테인리스 강재 멤브레인(membrane) 주름 방벽(corrugation barrier) (또는 파형 주름 방벽)으로 이루어지는 1차 방벽과, 트리플렉스(triplex) 복합 재료로 이루어지는 2차 방벽을 구비한다. 또한, 1차 방벽과 2차 방벽 사이에는 1차 단열 벽이 설치되고, 2차 방벽과 선체 사이에는 2차 단열 벽이 설치된다.
1차 단열 벽은 폴리우레탄 폼(R-PUF)으로 이루어지는 1차 단열 패널의 상면에 1차 플라이우드(Plywood)를 접착함으로써 구성된다. 또한, 2차 단열 벽은 1차 단열 벽과 동일한 폴리우레탄 폼으로 이루어지는 2차 단열 패널의 하면에 2차 플라이우드를 접착한 것이다. 2차 단열 벽은 마스틱(mastic)에 의해 선체에 지지되고 스터드 볼트에 의해 선체에 고정된다.
이러한 Mark Ⅲ형 액화가스 저장 탱크는, 1차 및 2차 단열 벽을 구성하는 1차 및 2차 단열 패널의 단열재로서 폴리우레탄 폼을 사용함에 따라 단열특성이 우수하여 전체 단열 벽의 두께를 NO 96형에 비해 얇게 구성할 수 있고, 그에 따라 액화가스 저장 탱크의 내부 용적이 증가하는 장점이 있다.
액화가스 저장 탱크는, 외부로부터의 열 침입에 의해 증발가스(Boil Off Gas; BOG)가 발생되며, 단열 설계를 통해 증발 가스의 기화 비율인 자연 기화율(Boil Off Rate; BOR)을 낮추는 것이 액화가스 저장 탱크 설계의 핵심 기술이다.
또한, 액화가스 저장 탱크는 슬로싱(Sloshing) 등 다양한 하중에 노출되기 때문에 단열 패널의 기계적 강도를 확보하는 것도 필수적이다.
이러한 점을 고려할 때, 1차 및 2차 단열 패널의 단열재로 기계적 강도가 우수하고 단열 성능이 우수한 폴리우레탄 폼을 사용하는 Mark Ⅲ형 액화가스 저장 탱크가 적합한 것으로 볼 수 있다.
본 발명은 위에서 설명된 액화가스 저장 탱크를 구성하는 단열 벽 (2차 단열 벽)을 단열 벽 외부에서 선체에 고정하는 구조를 가지며 따라서 단열 벽의 단열 성능을 유지하면서 단열 벽의 손상을 방지할 수 있는 갖는 액화가스 저장 탱크 및 이를 갖는 선박을 제공한다.
위와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 액화가스 저장 탱크는 단열 벽을 선체에 고정시키는 단열 벽 고정 구조체를 포함하며, 이 단열 벽 고정 구조체는 단열 벽을 구성하는 각 단위 단열 벽의 일측에 대응하며 제1 종단에 고정된 스터드 볼트를 통하여 선체에 고정된 체결 로드; 및 체결 로드의, 제1 종단의 반대 종단인 제2 종단에 고정되며, 단위 단열 벽에 대응하는 지지 부재를 포함할 수 있다.
이 구성에 의하여, 지지 부재를 관통한 체결 볼트가 단위 단열 벽을 선체를 향하여 가압하여 단위 단열 벽을 선체에 고정시킬 수 있다.
여기서, 지지 부재는 체결 로드의 제2 종단에서 단위 단열 벽을 향하여 연장될 수 있으며, 또한 소정 영역에는 체결 볼트가 관통할 수 있는 관통홀이 형성될 수 있다.
특히, 바람직하게는 지지 부재는 선체와 수평 상태로 연장될 수 있다.
한편, 지지 부재의 관통홀은 그 내주면에 나선부가 형성되어 있어 지지 부재와 체결 볼트의 나사 결합과 동시에 체결 볼트에 의한 단위 단열 벽에 대한 가압이 이루질 수 있다.
여기서, 단위 단열 벽은 지지 부재와 대응하는 영역에 부착 (또는 고정)된 지지 패드를 포함할 수 있으며, 따라서 체결 볼트는 단위 단열 벽과 직접 접촉하는 것이 아니라 이 지지 패드를 가압하게 된다. 특히, 바람직하게는, 지지 패드는 탄성 물질로 이루어진다.
이와 함께, 단위 단열 벽은 다수의 단열 벽 고정 구조체에 의하여 선체에 고정될 수 있으며, 또한 단열 벽 고정 구조체는 단위 단열 벽의 코너부 및 변 중 어느 하나에 대응하도록 설치될 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따른 액화가스 저장 탱크는 단열 벽 고정 구조체가 단위 단열 벽의 외부에 배치되어 단위 단열 벽을 선체에 고정할 수 있으며, 따라서 단열 패널을 포함하는 단위 단열 벽에 대한 추가 가공에 의한 손상을 방지할 수 있어 단열 벽의 단열 기능을 유지할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 저장 탱크 내에서의 단열 벽 고정 구조체가 배치된 위치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 1b는 도 1a의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도로서, 편의상 좌측의 단위 단열 벽을 도시하지 않았다.
도 2a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 저장 탱크 내에서의 단열 벽 고정 구조체가 배치된 위치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2b는 도 2a의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도로서, 편의상 2개의 단위 단열 벽만을 도시하였다.
도 3a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화가스 저장 탱크 내에서의 단열 벽 고정 구조체가 배치된 위치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 3b는 도 3a의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도로서, 편의상 단일의 단위 단열 벽만을 도시하였다.
본 발명의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징은 첨부된 도면들과 관련된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성 요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면 상에 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 본 명세서에서, 액화가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 모든 가스 연료를 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 가열이나 가압에 의해 액체 상태가 아닌 경우 등도 편의상 액화가스로 표현할 수 있다. 이는 증발가스도 마찬가지로 적용될 수 있다. 또한, LNG는 편의상 액체 상태인 NG(Natural Gas) 뿐만 아니라 초임계 상태 등인 LNG를 모두 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 증발 가스는 기체 상태의 증발 가스뿐만 아니라 액화된 증발가스를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 저장 탱크 내에서의 단열 벽 고정 구조체가 적용되는 위치를 도시한 도면으로서, 선박에서 저장 탱크의 외부를 형성하는 선체에 장착되는 단열 벽을 구성하는 다수의 단위 단열 벽 중에서 서로 인접하는 4개의 단위 단열 벽(10) 및 이에 대한 단열 벽 고정 구조체(100)의 위치를 개략적으로 도시하고 있다. 본 실시예에서, 선박은 화물을 출발지에서 목적지까지 수송하는 상선 외에도 해상의 일정 지점에 부유하여 특정한 작업을 수행하는 해양구조물을 포괄하는 개념임을 알려 둔다.
한편, 도 1a에 도시된 다수의 단위 단열 벽(10)은 액화가스 저장 탱크를 구성하는 2차 단열 벽을 구성하며, 선체에 직접적으로 고정되는 부재이다.
2차 단열 벽은 도시되지 않은 1차 단열 벽과 함께 외부로부터의 열 침입을 차단하면서 외부로부터의 충격 또는 저장 탱크 내부에서의 액화가스 슬로싱으로 인한 충격을 견딜 수 있도록 설계된다. 2차 단열 벽은 도시되지 않은 2차 방벽과 선체 사이에 설치되며, 2차 단열 패널, 2차 플라이우드, 단열 실드를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에서는 2차 단열 벽 (및 각 단위 단열 벽)의 세부 구성 (구성 요소) 및 기능에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 단열 벽 고정 구조체(100)는 인접하는 2개의 단위 단열 벽(10) 사이에 배치되며, 단열 벽 고정 구조체(100)에 의하여 단위 단열 벽(10)은 선체에 고정된다.
도 1b는 도 1a의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도로서, 단열 벽 고정 구조체(100)의 구조 및 단위 단열 벽(10)과의 관계를 도시하고 있다. 여기서, 도 1b에서는 단열 벽 고정 구조체(100)의 좌측에 위치하는 단위 단열 벽은 도시되지 않는다.
또한 위에서 언급된 바와 같이, (2차) 단열 벽, 즉 도 1a의 단위 단열 벽(10)은 단열 패널, 플라이우드 및 단열 실드로 구성될 수 있으나, 도 1b에서는 편의상 이 구성 요소들을 구분하지 않았으며, 단위 단열 벽(10)을 단일의 블록으로 도시하였다.
한편, 편의상 이하에서는 단위 단열 벽(10) 중 선체(1: 또는 선체에 설치된 구조물)에 대응하는 면을 제1 면, 제1 면과 반대의 면을 제2 면으로 칭한다.
본 실시예에서, 단열 벽 고정 구조체(100)는 체결 로드(110), 체결 로드(110)의 제1 종단 (도 1b에서 하단으로서, 선체(1)에 대응하는 종단)에 고정된 스터드 볼트(120), 체결 로드(110)의 제2 종단 (제1 종단의 반대 종단으로서, 도 1b에서 상단)에 고정된 지지 부재(130)를 포함하고 있다.
체결 로드(110)는 소정의 길이를 가진 부재로서, 단위 단열 벽(10)의 측부 전체 높이에 대응한다. 체결 로드(110)의 제1 종단에는 스터드 볼트(120)가 고정되어 있으며, 제2 종단에는 지지 부재(130)가 고정되어 있다.
지지 부재(130)는 체결 로드(110)의 제2 종단에서 대응 단위 단열 벽(10)을 향하여 연장, 바람직하게는 선체(1)와 수평이 되도록 연장되어 있으며, 소정의 영역에는 후술한 체결 볼트(140)가 관통할 수 있는 관통홀이 형성되어 있다. 이때, 바람직하게는 관통홀의 내주면에는 나선부가 형성되어 있어 지지 부재(130)와 체결 볼트(140)의 나사 결합이 이루어진다.
한편, 이와 같은 단열 벽 고정 구조체(100)와 대응하는 단위 단열 벽(10)의 제2 면에는 지지 패드(150)가 부착(또는 고정)되어 있으며, 이 지지 패드(150)는 지지 부재(130)에 대응한다.
이와 함께 단위 단열 벽(10)의 제1 면에는 웨지(wedge; 160)가 고정되어 있다. 웨지(160)는 스터드 볼트(120)와 대응하도록 단위 단열 벽(10)에서 연장되어 있으며, 소정 영역에는 스터드 볼트(120)가 통과할 수 있는 관통홀이 형성되어 있다. 이러한 웨지(160)는 단위 단열 벽(10)의 설치 높이를 조절할 수 있다.
단위 단열 벽(10)의 제2 면에 장착된 지지 패드(150)는, 바람직하게는 탄성 물질(예를 들어, 테프론)로 제조되며, 단위 단열 벽(10)의 제1 면에서 연장된 웨지(160)는 우드(wood)로 제조된다. 그러나 이 물질들은 예시적인 것으로서, 단위 단열 벽(10)에 손상을 주지 않는 한 이에 제한되지 않는다. 단위 단열 벽(10)은 웨지(160)를 통해 설치 높이를 조절할 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 단열 벽 고정 구조체(100)를 이용하여 단위 단열 벽(10)을 선체(1)에 고정적으로 장착하는 과정을 도 1a 및 도 1b를 통하여 설명한다.
먼저, 2개의 단위 단열 벽(10)이 소정의 간격을 유지한 상태로 선체(1)의 표면에 배치된다. 이때, 단열 벽(10)의 제1 면과 선체(1) 사이에는 단열 벽(10)에 고정된 웨지(160)가 위치된다.
이 상태에서, 스터드 볼트(120)가 웨지(160)를 관통한 상태에서 선체(1)에 고정되며, 이후 단열 벽 고정 구조체(100)의 체결 로드(110)는 스터드 볼트(120)와 고정된다. 여기서 체결 로드(110)와 스터드 볼트(120)는 다양한 방식, 예를 들어 용접 또는 나사 결합 등을 통하여 서로 결합, 고정될 수 있으며, 스터드 볼트(120)와 체결 로드(110)의 고정 공정은 본 기술 분야에서 공지된 기술이며, 따라서 이에 대한 설명은 생략한다.
스터드 볼트(120)에 고정된 체결 로드(110)에서 연장된 지지 부재(130)는 단위 단열 벽(10)의 제2 면에 부착된 지지 패드(150)에 대응하며, 이 상태에서 체결 볼트(140)가 지지 부재(130)에 형성된 관통홀과 나사 결합함과 동시에 단위 단열 벽(10)에 부착된 지지 패드(150)를 가압한다.
결과적으로 단위 단열 벽(10)은 단열 벽 고정 구조체(100), 체결 볼트(140) 및 지지 패드(150)에 의하여 선체(1)를 향하여 가압된다. 이와 같이, 체결 볼트(140)는 단위 단열 벽(10)과 직접 접촉하지 않고 지지 패드(150)를 통하여 단위 단열 벽(10)을 가압하며 따라서 단위 단열 벽(10)의 손상을 방지할 수 있다.
한편, 단열 벽 고정 구조체(100)의 배치 위치 및 개수는 도 1a에 도시된 것으로 제한되지 않는다. 즉, 도 1a 및 도 1b는 편의상 단일의 단위 단열 벽(10)에 1개의 단열 벽 고정 구조체(100)가 대응하는 것을 도시하고 있지만, 선체(1)로의 단위 단열 벽(10)의 견고한 고정을 위하여 단일의 단위 단열 벽(10)은 다수의 단열 벽 고정 구조체(100)에 의하여 선체(1)에 고정될 수 있다.
또한, 도 1a에서는 단열 벽 고정 구조체(100)가 각 단위 단열 벽(10)의 코너부에 배치된 상태를 도시하고 있지만, 각 단위 단열 벽(10)의 변에 배치될 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 제2 실시예를 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한다. 한편, 제2 실시예에 대한 도 2a 및 도 2b에서는 제1 실시예에 대한 도 1a 및 도 1b에 도시된 구성 요소와 동일 또는 유사한 구성 요소에 대하여 동일한 도면 부호를 부여하였다.
도 2a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 저장 탱크 내에서의 단열 벽 고정 구조체가 적용되는 위치를 도시한 도면으로서, 선체(1)에 장착되는 단열 벽 (제2 단열 벽)을 구성하는 다수의 단위 단열 벽 중에서 서로 인접하는 4개의 단위 단열 벽(10) 및 이에 대한 단일의 단열 벽 고정 구조체(100)의 위치를 개략적으로 도시하고 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서의 단열 벽 고정 구조체(100)는 인접하는 4개의 단위 단열 벽(10) 사이에 배치되며, 단열 벽 고정 구조체(100)에 의하여 단위 단열 벽(10)은 선체(1)에 고정된다.
도 2b는 도 2a의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도로서, 단열 벽 고정 구조체(100)의 구조 및 단위 단열 벽(10)과의 관계를 도시하고 있다. 여기서, 도 2b에서는 도 2a에 도시된 4개의 단위 단열 벽(10) 중에서 대각선으로 배치된 2개의 단위 단열 벽(10) 및 단열 벽 고정 구조체(100)만이 도시되어 있다.
여기서, 위에서 언급된 바와 같이, (2차) 단열 벽, 즉 도 2의 단위 단열 벽(10)은 단열 패널, 플라이우드 및 단열 실드로 구성될 수 있으나, 도 2b에서는 편의상 이 구성 요소들을 구분하지 않았으며, 단위 단열 벽(10)을 단일의 블록으로 도시하였다.
한편, 편의상 이하에서는 단위 단열 벽(10) 중 선체(1: 또는 선체에 설치된 구조물)에 대응하는 면을 제1 면, 제1 면과 반대의 면을 제2 면으로 칭한다.
본 발명의 제2 실시예에서, 단열 벽 고정 구조체(100)는 체결 로드(110), 체결 로드(110)의 제1 종단 (도 2b에서 하단으로서, 선체(1)에 대응하는 종단)에 고정된 스터드 볼트(120) 및, 체결 로드(110)의 제2 종단에 고정된 다수의, 바람직하게는 4개의 지지 부재(130)를 포함하고 있다.
체결 로드(110)는 소정의 길이를 가진 부재로서, 단위 단열 벽(10)의 측부 전체 높이에 대응한다. 체결 로드(110)의 제1 종단에는 스터드 볼트(120)가 고정되어 있으며, 제1 종단과 반대 종단인 제2 종단에는 다수의 지지 부재(130)가 고정되어 있다.
각 지지 부재(130)는 체결 로드(110)의 제2 종단에서 대응하는 단위 단열 벽(10)을 향하여 연장, 바람직하게는 선체(1)와 수평이 되도록 연장되어 있다. 즉, 체결 로드(110)에는 4개의 지지 부재(130)가 고정되어 있으며, 4개의 지지 부재(130)는 인접한 4개의 단위 단열 벽(10)의 제2면 상으로 각각 연장되어 있다.
각 지지 부재(130)의 소정의 영역에는 체결 볼트(140)가 관통할 수 있는 관통 홀이 형성되어 있다. 이때, 바람직하게는 관통홀의 내주면에는 나선부가 형성되어 있어 지지 부재(130)와 체결 볼트(140)의 나사 결합이 이루어진다.
한편, 이와 같은 단열 벽 고정 구조체(100)와 대응하는 단위 단열 벽(10)의 제2 면(도 2b에서의 최상부 면)에는 지지 패드(150)가 부착 (또는 고정)되어 있으며, 선체(1)와 대응하는 제1 면 (도 2b에서의 최하부 면)에는 웨지(160)가 고정되어 있다. 지지 패드(150)는 지지 부재(130)와 대응하며, 웨지(160)는 스터드 볼트(120)와 대응하도록 단위 단열 벽(10)에서 연장되어 있다. 여기서, 웨지(160)에는 스터드 볼트(120)가 통과할 수 있는 관통홀이 형성되어 있다.
한편, 웨지(160)는 인접하는 4개의 단위 단열 벽(10)의 제1 면으로 연장, 고정되어 있으며, 그 중앙부에 스터드 볼트(120)가 관통되어 있다.
단위 단열 벽(10)에 부착된 지지 패드(150)는, 바람직하게는 탄성 물질(예를 들어, 테프론)로 제조되며, 웨지(160)는 우드(wood)로 제조된다. 그러나, 이 물질들은 예시적인 것으로서, 단위 단열 벽(10)에 손상을 주지 않는 한 이에 제한되지 않는다.
이와 같은 구조를 갖는 단열 벽 고정 구조체(100)를 이용하여 다수의 단위 단열 벽(10)을 선체(1)에 고정적으로 장착하는 과정을 도 2a 및 도 2b를 통하여 설명한다.
먼저, 4개의 단위 단열 벽(10)이 배치될 선체(1)의 표면에 웨지(160)가 위치된다. 이 웨지(160)가 위치되는 구역은 설치된 4개의 단위 단열 벽(10)의 코너부들이 이루는 공간에 대응한다.
이후, 스터드 볼트(120)가 웨지(160)를 관통한 상태에서 선체(1)에 고정된다. 여기서, 스터드 볼트(120)는 용접 또는 나사 결합을 통하여 선체(1)에 고정되며, 스터드 볼트를 선체에 고정시키는 공정은 본 기술 분야에서 공지된 것으로서, 이에 대한 설명은 생략한다.
이 상태에서, 단열 벽 고정 구조체(100)의 체결 로드(110)는 스터드 볼트(120)와 고정된다. 여기서 체결 로드(110)는 스터드 볼트(120)는 다양한 방식, 예를 들어 용접 또는 나사 결합 등을 통하여 서로 결합, 고정될 수 있으며, 스터드 볼트(120)와 체결 로드(110)의 고정 공정 역시 본 기술 분야에서 공지된 기술이며, 따라서 이에 대한 설명은 생략한다.
스터드 볼트(120)로의 체결 로드(110)의 고정 후, 도 2a에 도시된 바와 같이 체결 로드(110)가 다수의 단위 단열 벽(10), 예를 들어 4개의 단위 단열 벽(10)의 코너부들이 형성하는 공간 (즉, 웨지(160)가 위치된 영역)에 위치되도록 4개의 단위 단열 벽(10)이 체결 로드(110)의 주위에 소정 간격을 두고 배치된다.
이때, 여기서 4개의 단위 단열 벽(10)의 코너부는 웨지(160)에 대응하며 또한 단열 벽 고정 구조체(100)의 4개의 지지 부재(130)는 4개의 단위 단열 벽(10)의 제2 면에 부착된 지지 패드(150)에 각각 대응하게 된다.
부가적으로, 각 단위 단열 벽(10)과 웨지(160) 사이에는 레벨링 패드(170)가 설치될 수 있으며, 이 레벨링 패드는 단일의 단열 벽 고정 구조체(100)에 대응하는 다수의 단위 단열 벽(10)의 수평 상태를 유지하기 위한 것이다.
이후, 체결 볼트(140)가 각 지지 부재(130)에 형성된 관통홀과 나사 결합함과 동시에 각 단위 단열 벽(10)에 고정된 지지 패드(150)를 가압하며, 결과적으로 각 단위 단열 벽(10)은 단열 벽 고정 구조체(100), 체결 볼트(140) 및 지지 패드(150)에 의하여 선체(1)를 향하여 가압된다. 이 과정에서, 체결 볼트(140)는 단위 단열 벽(10)과 직접 접촉하지 않고 지지 패드(150)를 통하여 단위 단열 벽(10)을 가압하며, 결과적으로 선체(1)에 고정되는 단위 단열 벽(10), 특히 단열 패널의 손상을 방지할 수 있다.
도 2a에서는 각 단위 단열 벽(10)의 어느 한 코너부에 단열 벽 고정 구조체(100)가 설치되어 있는 구조가 도시되어 있지만, 각 단위 단열 벽(10)의 견고한 고정을 위하여 모든 코너부 (육면체 구조인 경우 4개의 코너부)에 단열 벽 고정 구조체가 설치될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예를 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한다. 한편, 제3 실시예에 대한 도 3a 및 도 3b에서는 도 1a (도 2a) 및 도 1b (도 2b)에 도시된 구성 요소와 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하였다.
도 3a는 본 발명의 제3 실시예에 따른, 액화가스 저장 탱크 내에서의 단열 벽 고정 구조체가 적용되는 위치를 도시한 개략적인 도면으로서, (저장 탱크의 외부를 형성하는) 선체(1)에 장착되는 단열 벽 (제2 단열 벽)을 구성하는 다수의 단위 단열 벽 중에서 서로 인접하는 4개의 단위 단열 벽(10)에 대한 단열 벽 고정 구조체(100)의 위치를 개략적으로 도시하고 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 단열 벽 고정 구조체(100)는 각 단위 단열 벽(10)의 측부에 배치되며, 단열 벽 고정 구조체(100)에 의하여 단위 단열 벽(10)은 선체(1)에 고정된다.
도 3b는 도 3a의 선 A-A을 따라 절취한 상태의 단면도로서, 단열 벽 고정 구조체(100)의 구조 및 단위 단열 벽(10) 간의 관계를 도시하고 있다. 여기서, 도 3b에서는 단열 벽 고정 구조체(100)의 양측에 위치된 2개의 단위 단열 벽(10) 중에서 우측의 단위 단열 벽(10) 및 단열 벽 고정 구조체(100)만이 도시되어 있다.
편의상 이하에서는 단위 단열 벽(10) 중 선체(1: 또는 선체에 설치된 구조물)에 대응하는 면을 제1 면, 제1 면과 반대의 면을 제2 면으로 칭한다.
본 실시예에서, 단열 벽 고정 구조체(100)는 스터드 볼트(120) 및 스터드 볼트(120)를 지지하는 웨지(wedge; 160)를 포함하고 있다.
위에서 언급된 바와 같이, (2차) 단열 벽, 즉 도 2의 단위 단열 벽(10)은 단열 패널(11) 및 단열 패널(11)의 제1 면(선체(1)에 대응하는 면)에 부착된 플라이우드(12; plywood)를 포함하고 있으며, 이 플라이우드(12)는 그의 일부분이 외측으로, 즉 이웃하는 단위 단열 벽 (및 단위 단열 벽 고정 구조체(100))을 향하여 연장된 연장부(12-1)를 갖고 있다.
이하에서는, 연장부(12-1)가 플라이우드(12)의 일부분이 외측으로 연장되는 것으로 설명하지만, 본 실시예는 이에 한정되지 않고 단위 단열 벽(10)의 하부 측면 또는 플라이우드(12)의 측면에 별도로 부착 고정되는 연장부재일 수 있으며, 연장부재가 플라이우드는 물론 FRP 등의 복합재료로 형성되는 것을 포함할 수 있다.
플라이우드(12)의 연장부(12-1)와 선체(1)의 면 사이에는 웨지(160)가 위치하며, 스터드 볼트(120)는 연장부(12-1)와 웨지(160)를 관통한 상태에서 선체(1)에 대응한다.
이와 같은 구조를 갖는 단열 벽 고정 구조체(100)를 이용하여 단위 단열 벽(10)을 선체(1)에 고정적으로 장착하는 과정을 도 3a 및 도 3b를 통하여 설명한다.
먼저, 단위 단열 벽(10)이 배치될 선체(1)의 표면에 웨지(160)가 위치되며, 이 웨지(160)는 단위 단열 벽(10)을 구성하는 플라이우드(12)의 연장부(12-1)와 대응한다.
이 상태에서, 이후, 스터드 볼트(120)가 플라이우드(12)의 연장부(12-1)와 웨지(160)를 관통하며, 이후 선체(1)에 고정된다. 여기서, 스터드 볼트(120)는 용접 또는 나사 결합을 통하여 선체(1)에 고정되며, 스터드 볼트(120)를 선체에 고정시키는 공정은 본 기술 분야에서 공지된 것으로서, 이에 대한 설명은 생략한다.
결과적으로 단위 단열 벽(10)은 단위 단열 벽(10)에서 연장된 플라이우드의 연장부(12-1) 그리고 단위 단열 벽(10)의 외부에 배치된 웨지(160)를 관통하여 선체(1)에 고정된 스터드 볼트(120)에 의하여 선체(1)에 고정되며 결과적으로 단위 단열 벽(10), 특히 단열 패널의 손상, 예를 들어, 스터드 볼트의 관통을 위한 관통홀 형성을 방지할 수 있다.
한편, 단열 벽 고정 구조체(100)의 배치 위치 및 개수는 도 3a에 도시된 것으로 제한되지 않는다. 즉, 도 3a 및 도 3b는 편의상 단일의 단위 단열 벽(10)의 한 코너부에 2개의 단열 벽 고정 구조체(100)가 대응하는 것을 도시하고 있지만, 선체(1)로의 단위 단열 벽(10)의 견고한 고정을 위하여 단일의 단위 단열 벽(10)의 각 변에도 단열 벽 고정 구조체(100)가 대응하여 설치될 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.
1: 선체 10: 단위 단열 벽
12: 플라이우드 100: 단열 벽 고정 구조체
110: 체결 로드 120: 스터드 볼트
130: 지지 부재 140: 체결 볼트
150: 지지 패드 160: 웨지
170: 레벨링 패드

Claims (11)

  1. 선체에 단열 벽을 고정시키는 단열 벽 고정 구조체를 포함하는 액화가스 저장 탱크에 있어서,
    상기 단열 벽 고정 구조체는,
    상기 단열 벽을 구성하는 다수의 단위 단열 벽 각각의 일측에 대응하며, 제1 종단에 고정된 스터드 볼트를 통하여 선체에 고정된 체결 로드; 및
    상기 체결 로드의, 제1 종단의 반대 종단인 제2 종단에 고정되며, 상기 다수의 단위 단열 벽 각각에 대응하는 지지 부재를 포함하며,
    상기 지지 부재를 관통한 체결 볼트가 상기 대응하는 단위 단열 벽을 가압하여 상기 단위 단열 벽을 상기 선체를 향하여 가압, 고정시키고,
    상기 다수의 단위 단열 벽은,
    소정의 간격을 유지한 상태로 배치되어 상기 단열 벽을 구성하고,
    상기 스터드 볼트는,
    이웃하는 상기 단위 단열 벽 사이로 노출되는 상기 선체에 상기 단위 단열 벽과 간섭없이 고정되고,
    상기 체결 로드는,
    상기 스터드 볼트에 의해 고정되어 이웃하는 상기 단위 단열 벽 각각의 측벽에 인접하여 직상방으로 상기 단위 단열 벽의 상면보다 높게 연장되고,
    상기 지지 부재는,
    이웃하는 상기 단위 단열 벽 중 어느 하나의 단위 단열 벽을 향하여 연장되는, 액화가스 저장 탱크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 체결 로드의 제2 종단에서 상기 단위 단열 벽을 향하여 연장되며, 소정 영역에는 상기 체결 볼트가 관통할 수 있는 관통홀이 형성되어 있는, 액화가스 저장 탱크.
  3. 제2항에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 선체와 수평 상태로 연장되는, 액화가스 저장 탱크.
  4. 제2항에 있어서, 상기 지지 부재의 관통홀은 그 내주면에 나선부가 형성되어 있어 상기 지지 부재와 상기 체결 볼트의 나사 결합과 동시에 상기 체결 볼트에 의한 상기 단위 단열 벽에 대한 가압이 이루어지는, 액화가스 저장 탱크.
  5. 제1항에 있어서, 상기 단위 단열 벽은 상기 지지 부재와 대응하는 부분 표면에 부착된 지지 패드를 포함하고 있으며, 상기 체결 볼트는 상기 지지 패드를 가압하는, 액화가스 저장 탱크.
  6. 제5항에 있어서, 상기 지지 패드는 탄성 물질로 이루어진, 액화가스 저장 탱크.
  7. 제1항에 있어서, 상기 단위 단열 벽은 상기 선체에 대응하는 부분에서 외측으로 연장된 웨지가 고정되어 있으며, 상기 스터드 볼트는 상기 웨지를 관통한 상태에서 상기 선체에 고정된, 액화가스 저장 탱크.
  8. 제7항에 있어서, 상기 웨지는 상기 단위 단열 벽의 설치 높이를 조절하는, 액화가스 저장 탱크.
  9. 제1항에 있어서, 상기 단위 단열 벽은 다수의 단열 벽 고정 구조체에 의하여 상기 선체에 고정된, 액화가스 저장 탱크.
  10. 제1항에 있어서, 상기 단열 벽 고정 구조체는 상기 단위 단열 벽의 코너부 및 변 중 어느 하나에 대응하는, 액화가스 저장 탱크.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 액화가스 저장 탱크를 갖는 선박.
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