KR102289313B1 - 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템, 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 고정구조, 및 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 구조 - Google Patents

멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템, 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 고정구조, 및 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템, 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 고정구조, 및 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 구조에 관한 것으로, 주름 멤브레인 시트 용접 시, 주름 멤브레인 시트가 설치되는 단열패널의 상면에 부착되는 길이방향 및 폭 방향 앵커 스트립의 교차 부분에, 고정용 홈을 갖는 교차 앵커 스트립을 설치하여, 그 고정용 홈을 활용하여 자동 용접장치를 지지하고 자동 용접장치의 이동을 가이드 하는 용접 가이드의 설치를 가능하게 함으로써, 주름 멤브레인 시트의 자동 용접을 안정적으로 수행할 수 있다.

Description

멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템, 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 고정구조, 및 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 구조{AUTOMATIC WELDING SYSTEM OF CORRUGATION MEMBRANE SHEET, GUIDE FIXING STRUCTURE AND GUIDE STRUCTURE THEREOF}
본 발명은 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 주름 멤브레인 시트 용접 시, 주름 멤브레인 시트가 설치되는 단열 패널의 상면에 부착되는 길이방향 및 폭 방향 앵커 스트립의 교차 부분에, 고정용 홈을 갖는 교차 앵커 스트립을 설치하여, 그 고정용 홈을 활용하여 자동 용접장치를 지지하고 자동 용접장치의 이동을 가이드 하는 용접 가이드의 설치를 가능하게 함으로써, 주름 멤브레인 시트의 자동 용접을 안정적으로 수행할 수 있는 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템, 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 고정구조, 및 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 구조에 관한 것이다.
일반적으로 천연가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다.
LNG는 천연가스를 극저온 대략, -163℃로 냉각하여 얻어지는 것으로, 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선이나, LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(regasification vessel)는 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히, '화물창'이라고 함)를 구비한다.
최근에는 LNG FPSO(floating, production, storage and offloading)나 LNG FSRU(floating storage and regasification unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 이러한 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 저장탱크가 구비된다.
LNG FPSO는 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요 시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다.
LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.
이와 같이 LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물 내에는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 저장탱크가 설치되어 있다.
저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는 지의 여부에 따라 독립탱크 형(independent tank)과 멤브레인 형(membrane type)으로 분류할 수 있다.
통상, 멤브레인 형 저장탱크는 GTT NO 96형과 TGZ Mark Ⅲ형으로 나눠지며, 독립탱크형 저장탱크는 MOSS형과 IHI-SPB 형으로 나눠진다.
멤브레인 형 저장탱크는 특수 금속판의 종류에 따라 단열재 및 구조가 상이한데, GTT NO96 형은 인바(invar - 철과 니켈이 주성분인 열팽창률이 아주 작은 합금) 재질의 박판을 사용하며, MARK III 형은 스테인레스 재질의 박판을 사용한다.
GTT NO 96형의 저장탱크는, 0.5 ~ 1.5㎜ 두께의 인바 강으로 이루어지는 제1 방벽 및 제2 방벽과, 플라이우드 박스(plywood box) 및 펄라이트(perlite) 등으로 이루어지는 제1 단열벽 및 제2 단열벽이 선체의 내부에 번갈아 적층되어 설치된다.
GTT NO 96형의 경우, 1차 방벽 및 2차 방벽이 거의 같은 정도의 액밀성 및 강도가 있어 제1 밀봉 벽의 누설시 상당기간 동안 제2 밀봉 벽만으로도 화물을 안전하게 지탱할 수 있다.
GTT NO 96형의 단열 시스템은 인바 강(36% 니켈 강)과 펄라이트 및 플라이우드로 제작된 단열박스가 2개의 층으로 적층되어 이루어지며, 플라이우드는 단열박스의 재료로 사용되고 있다.
종래의 액화천연가스 운반선의 화물창 단열층 구조를 아래 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 액화가스 운반선의 화물창을 보인 사시도이고, 도 2는 종래 액화가스 운반선의 화물창 단열층 구조를 도시한 단면도이며, 도 3은 서로 인접하는 주름 멤브레인 시트의 모서리 부분의 용접을 보인 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 액화가스 운반선의 화물창 단열층 구조는, 제2 단열 패널(secondary insulation panel; 10), 제1 단열 패널(first insulation panel; 20), 플랫 조인트(flat joint; 30), 탑 브릿지 패널(top bridge panel; 40), 주름 멤브레인 시트(corrugation membrane sheet; 50)를 포함하는 단위 단열 어셈블리(unit insulation assemble; 1)가 복수 개로 연속 배치된다.
제2 단열 패널(10)은 에폭시 매스틱(3: epoxy mastic) 및 스터드 볼트(stud bolt)(11)에 의해 탱크 내벽(inner hull)(2)에 고정 설치된다.
단위 단열 패널 어셈블리(1)를 연속 배치할 때 마주하는 제2 단열 패널(10) 사이의 공간에는 플랫 조인트(30)가 설치되어 공간을 밀폐하고, 2차 단열 기능을 수행한다.
제2 단열 패널(10)은 강화-폴리우레탄 폼(reinforced-polyurethane foam)으로 형성할 수 있으며, 그 상면에 리지드 트리플렉스(제2 방벽)(rigid triplex, RSB: rigid secondary barrier)(12)가 설치된다.
제1 단열 패널(20)은 쏘잉 라인(sawing line; 21), 앵커 스트립(anchor strip; 23), 열 보호판(thermal protection; 24)을 포함하여 구성되며, 제2 단열 패널(10)의 상부에 설치된다.
단위 단열 패널 어셈블리(1)를 연속 배치할 때 마주하는 제1 단열 패널(20) 사이의 공간에 탑 브릿지 패널(40)이 설치되어 공간을 밀폐하고, 1차 단열 기능을 수행한다.
제1 단열 패널(20)은 강화-폴리우레탄 폼으로 형성할 수 있으며, 상부에 플라이우드가 구비될 수 있다. 고정 베이스 서포트(22)는 제1 단열 패널(20)에 복수 개가 형성된다.
앵커 스트립(23)은 스테인리스 스틸(stainless steel) 재질을 사용하며, 리벳(R)에 의해 제1 단열 패널(20)에 고정된다.
앵커 스트립(23)은 단열층의 길이 방향으로 배치되는 길이방향 앵커 스트립(23a)과, 단열층의 폭 방향으로 배치되는 폭 방향 앵커 스트립(23b)으로 구성된다.
플랫 조인트(30)는 단위 단열 패널 조립체(1)의 배열 설치시 마주하는 제2 단열 패널(10) 사이의 공간에 설치되어, 2차 단열 기능을 수행한다. 플랫 조인트(30)는 글라스 울(glass wool) 재질을 사용하여 형성할 수 있다.
탑 브릿지 패널(40)은 제2 단열 패널(10) 상부와 플랫 조인트(30) 상부에 설치된 플렉시블 트리플렉스(flexible triplex)(13)의 상부에 부착될 수 있다.
주름 멤브레인 시트(50)는 앵커 스트립(23)에 의해 제1 단열 패널(20)과 탑 브릿지 패널(40)의 상부에 고정한다.
주름 멤브레인 시트(50)는 상면과 하면에 요철이 구비되는 엠보싱 형태를 가질 수 있다.
이와 같이 구성된 종래 액화가스 운반선의 단열층 구조는, 액화가스 운반 시, 극저온, 대략 -163℃의 액화가스를 해상에서 이송하므로 액화가스 운반선 화물창의 설계에 단열성능, 구조적 성능, 기밀성 등 여러 가지 고도의 기술이 요구되는데, 그 중 멤브레인형 액화가스 운반선의 화물창은 액화가스의 기밀을 위해 상부 단열 패널 상부에 주름 멤브레인 시트를 용접하여 기밀성을 유지한다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 종래 액화가스 운반선의 화물창 단열층 구조에서 서로 인접하는 주름 멤브레인 시트들(50:51-54)의 용접 시, 앵커 스트립(anchor strip)(23)에 점 용접(가 용접)을 통해서 주름 멤브레인 시트(50:51-54)를 일시 고정한 후, 인접한 주름 멤브레인 시트들(50:51-54)의 모서리부분을 서로 겹친 상태에서 겹치기 용접방식(overlap)으로 용접하여 기밀을 유지한다.
그러나 종래에는 주름 멤브레인 시트를 설치하고 용접하기 위해서 자동 용접기를 고정할 수 있는 고정구조가 대부분 없었으며, 고정 구조가 있는 경우에도 주름 멤브레인 시트 자동 용접시, 자동 용접장치의 고정구조가 취약하고, 특히 화물창의 상부 및 측면 부 용접시 용접장치의 자중(自重)으로 인하여 자동 용접장치의 고정구조가 더욱 불안하여 작업성 및 안정성이 떨어지는 문제가 있다.
국내 공개번호 제10-2014-0044133호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 주름 멤브레인 시트 용접 시, 주름 멤브레인 시트가 설치되는 단열 패널의 상면에 부착되는 길이방향 및 폭 방향 앵커 스트립의 교차 부분에 고정용 홈을 갖는 교차 앵커 스트립을 설치하여, 그 고정용 홈을 활용해서 자동 용접장치를 지지하고 자동 용접장치의 이동을 가이드 하는 용접 가이드의 설치를 가능하게 함으로써, 주름 멤브레인 시트의 자동 용접을 안정적으로 수행할 수 있는 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템, 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 고정구조, 및 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 구조를 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템, 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 고정구조, 및 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 구조를 제공한다.
본 발명의 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템은 제1 방벽인 주름 멤브레인 시트를 구비하는 단열층에서, 상기 단열층의 길이 방향으로 길이방향 앵커 스트립이 배치되고, 단열 패널의 폭 방향으로 폭 방향 앵커 스트립이 배치되며, 상기 길이방향 앵커 스트립과 상기 폭 방향 앵커 스트립이 교차하는 위치에 고정용 홈을 갖는 교차 앵커 스트립이 배치되고, 상기 고정용 홈 안에는 수직 서포트가 고정 설치되고, 상기 수직 서포트를 연결하는 위치에는 용접 가이드가 설치되어, 자동 용접장치가 상기 용접 가이드를 따라 이동하면서 서로 인접하는 상기 주름 멤브레인 시트의 모서리부분을 겹치기 방식으로 용접한다.
상기 자동 용접장치는, 상기 용접 가이드가 삽입되는 레일 부를 갖는 용접장치 본체; 상기 용접장치 본체의 이동을 위해서 상기 레일 부에 설치되는 이동 휠; 상기 용접장치 본체의 상부에 수평 방향으로 회전 가능하게 설치되는 수평 방향 회전체; 상기 수평 방향 회전체의 상부에 X축 방향과 Y축 방향으로 회전 가능하게 설치되는 X축 Y축 방향 회전체; 일단은 상기 X축 Y축 방향 회전체에 연결되고 타단에는 토치 및 용접 장 인지용 센서가 설치되는 관절 아암; 및 상기 이동 휠의 구동을 위한 휠 구동부를 포함한다.
상기 관절 아암은 힌지로 연결되는 2단의 관절로 구성되며, 상기 관절은 신축 가능한 구조로 구성된다.
상기 자동 용접장치에 의해서 서로 인접하는 상기 주름 멤브레인 시트의 모서리부분은 겹치기 용접방식으로 용접된다.
한편, 본 발명의 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 고정구조는 제1 방벽인 주름 멤브레인 시트를 구비하는 단열층에서, 상기 단열층의 길이 방향과 폭 방향으로 배치되는 앵커 스트립의 교차 부분에 고정용 홈을 갖는 교차 앵커 스트립이 설치되고, 상기 고정용 홈에는 수직 서포트가 고정 설치되며, 상기 수직 서포트에는 자동 용접장치의 이동을 가이드 하는 용접 가이드가 설치된다.
한편, 본 발명의 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 구조는 제1 방벽인 주름 멤브레인 시트를 구비하는 화물창 구조에서, 상기 단열층의 길이 방향과 폭 방향으로 배치되는 앵커 스트립의 교차 부분에 고정용 홈을 갖는 교차 앵커 스트립이 설치되고, 상기 고정용 홈에는 수직 서포트가 고정 설치되며, 상기 수직 서포트에는 자동 용접장치의 이동을 가이드 하는 용접 가이드가 설치되고, 상기 용접 가이드는 상기 앵커 스트립의 직 상방에 길이 방향과 폭 방향으로 배치된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템은 1차 단열층 또는 2차 단열층 상부에 주름 멤브레인 시트를 설치하는 경우에 모두 적용될 수 있다.
또한, 기존 앵커 스트립구조에서 교차 앵커 스트립만 교체하면 안정적인 자동 용접을 위한 용접 가이드 경로를 제작할 수 있으며, 화물창 단열 시스템의 설치 위치에 무관하게 동일한 자동 용접 조건을 구현할 수 있다.
또한, 용접 가이드의 착탈이 용이하며, 교차 앵커 스트립의 중심부분은 별도의 마감 처리 없이도 방벽(barrier)의 역할을 할 수 있으며, 단열층 및 멤브레인 설치 후 그 상부에 추가 단열층 설치 시에도 고정 홈은 수직 서포트의 고정점으로 사용할 수 있다.
도 1은 종래 액화가스 운반선의 화물창을 보인 사시도
도 2는 종래 액화가스 운반선의 화물창 단열층 구조를 도시한 단면도
도 3은 종래 서로 인접하는 주름 멤브레인 시트의 모서리 부분의 용접을 보인 평면도
도 4는 본 발명에 따른 멤브레인형 액화가스 화물창을 보인 사시도
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 교차 앵커 스트립을 보인 사시도
도 6은 도 5의 A-A선 단면도
도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 교차 앵커 스트립을 보인 사시도
도 8은 도 7의 B-B선 단면도
도 9는 본 발명의 또 다른 예에 따른 교차 앵커 스트립을 보인 사시도
도 10은 본 발명에 따른 사각 형태의 용접 가이드의 설치를 보인 사시도
도 11은 본 발명에 따른 일자 형태의 용접 가이드의 설치를 보인 사시도
도 12, 도 13은 도 5의 C-C선 단면도
도 14는 서로 인접하는 주름 멤브레인 시트의 모서리 부분의 용접을 보인 것으로, 교차 앵커 스트립의 중앙부에 설치된 수직 서포트가 간섭되지 않는 것을 보여주는 평면도
도 15는 본 발명에 따른 자동 용접장치의 설치를 보인 사시도
도 16은 본 발명에 따른 자동 용접장치의 구성을 보인 측면도
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템, 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 고정구조, 및 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 구조에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 멤브레인형 액화가스 화물창을 보인 사시도, 도 5는 본 발명의 일 예에 따른 교차 앵커 스트립을 보인 사시도, 도 6은 도 5의 A-A선 단면도, 도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 교차 앵커 스트립을 보인 사시도, 도 8은 도 7의 B-B선 단면도, 도 9는 본 발명의 또 다른 예에 따른 교차 앵커 스트립을 보인 사시도이다.
본 발명의 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템은 제2 단열패널, 제2 방벽, 제1 단열패널, 및 제1 방벽인 주름 멤브레인 시트를 구비하는 2차 단열층에 적용되거나, 제1 단열패널, 및 제1 방벽인 주름 멤브레인 시트를 구비하는 1차 단열층에 모두 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템은, 주름 멤브레인 시트 용접 시, 주름 멤브레인 시트(110:111-114)가 설치되는 단열패널(20)의 상면에 부착되는 길이방향 및 폭 방향 앵커 스트립(121)(122)의 교차 부분에, 고정용 홈(123a)을 갖는 교차 앵커 스트립(123)을 설치하여, 그 고정용 홈(123a)을 활용하여 자동 용접장치(200)를 지지하고 이동을 가이드 하는 용접 가이드(140)의 설치를 가능하게 함으로써, 주름 멤브레인 시트(110:111-114)의 자동 용접을 안정적으로 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템에서는, 단열층의 길이 방향으로 길이방향 앵커 스트립(121)이 배치되고, 단열층의 폭 방향으로 폭 방향 앵커 스트립(122)이 배치되며, 길이방향 앵커 스트립(121)과 폭 방향 앵커 스트립(122)이 교차하는 위치에 고정용 홈(123a)을 갖는 교차 앵커 스트립(123)이 배치된다.
교차 앵커 스트립(123)의 중심부에는 고정용 홈(123a)이 형성되고, 교차 앵커 스트립(123)의 테두리 부에는 단열패널(20) 상면에 교차 앵커 스트립(123)을 리벳(R)으로 고정하기 위한 고정 홀(123b)이 형성된다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 교차 앵커 스트립(123)은 길이방향 앵커 스트립(121)과 폭 방향 앵커 스트립(122)과 마주 접하여 위치될 수도 있고, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 단차를 두고 서로 겹쳐지게 위치될 수도 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 단차는 한 방향 이외에 양방향에 형성될 수도 있고, 도면에 도시하지는 않았으나 길이방향 앵커 스트립과 폭 방향 앵커 스트립에 형성될 수도 있다.
도 10은 본 발명에 따른 사각 형태의 용접 가이드의 설치를 보인 사시도이고, 도 11은 본 발명에 따른 일자 형태의 용접 가이드의 설치를 보인 사시도이다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 고정용 홈(123a) 안에는 자동 용접 지지대 역할을 하는 수직 서포트(130)가 설치될 수 있고, 수직 서포트(130)를 연결하는 위치에는 용접 가이드(140)가 설치된다.
도 12 및 도 13은 도 5의 C-C선 단면도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 고정용 홈(123a)은 암나사로 하고 수직 서포트(130:도 10 참조)의 하단부는 수나사로 하여 체결할 수 있는 구조이거나, 도 13에 도시된 바와 같이, 수직 서포트(130:도 10 참조)의 하단부가 고정용 홈(123a) 안에 삽입 회전 후 걸리는 형태(push-and-flip)의 구조로 구성될 수도 있다. 위 2가지 구조 모두 고정용 홈(123a)은 관통되지 않은 형태를 유지하여 액화가스의 누출을 방지하도록 한다.
도 14는 서로 인접하는 주름 멤브레인 시트의 모서리 부분의 용접을 보인 것으로, 교차 앵커 스트립의 중앙부에 설치된 수직 서포트가 간섭되지 않는 것을 보여주는 평면도이고, 도 15는 본 발명에 따른 자동 용접장치의 설치를 보인 사시도이다.
도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 자동 용접장치(200)가 용접 가이드(140)를 따라 이동하면서 서로 인접하는 주름 멤브레인 시트(110:111-114)의 모서리 부분을 겹치기 방식으로 용접한다.
주름 멤브레인 시트(110:111-114)는 일반적으로 사각 형태이며, 4개의 꼭지점은 사전에 모따기 된 형태로, 서로 인접하는 주름 멤브레인 시트(110:111-114)의 모서리 부분이 겹치기 용접방식으로 용접되어도 교차 앵커 스트립(123)의 중앙부에 설치되는 수직 서포트(130)는 간섭되지 않도록 구성된다.
모따기 된 4개의 꼭지점은 교차 앵커 스트립(123)과 용접되며, 교차 앵커 스트립(123)의 고정용 홈(123a)은 관통되지 않는 형태이기 때문에 주름 멤브레인 시트(110:111-114)가 교차 앵커 스트립(123)의 중심부를 덮지 않더라도 주름 멤브레인 시트(110:111-114)와 동일한 방벽(barrier) 형태를 유지할 수 있다. 또한, 교차 앵커 스트립(123)의 고정용 홈(123a)은 용접 후 별도의 조치를 취하지 않아도 되며, 추가 단열층 설치시 수직 서포트의 고정 지점으로 활용 가능하다.
도 16은 자동 용접장치의 구성을 보인 측면도이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 자동 용접장치(200)는 용접장치 본체(210), 이동 휠(220), 수평 방향 회전체(230), X축 Y축 방향 회전체(240), 관절 아암(250), 및 휠 구동부(260)를 포함한다.
용접장치 본체(210)는 용접 가이드(140)가 삽입되는 레일 부(211)를 갖는다. 레일 부(211)는 사각 채널형상으로 구성될 수 있다.
이동 휠(220)은 용접장치 본체(210)의 이동을 위해서 레일 부(211)에 설치되는 데, 휠 구동부(260)는 이동 휠(220)을 구동한다. 휠 구동부(260)는 모터를 포함한다.
수평 방향 회전체(230)는 수직축(231)을 중심으로 수평 방향으로 회전 가능하도록 용접장치 본체(210)의 상부에 설치된다.
X축 Y축 방향 회전체(240)는 수평 방향 회전체(230)의 상부에 X축 방향과 Y축 방향으로 회전 가능하게 설치된다.
관절 아암(250)의 일단은 X축 Y축 방향 회전체(240)에 연결되고 관절 아암(250)의 타단에는 토치(270) 및 용접 장을 인지하는 센서(280)가 설치될 수 있다.
관절 아암(250)은 힌지(251)로 연결되는 2단의 관절로 구성되며, 각 관절은 신축 가능한 구조로 구성될 수 있다. 그 일 예로서, 이중 관 구조로 구성될 수 있다.
도면에는 도시하지 않았으나, 관절 아암(250)은 용접 장의 위치 및 용접 자세에 따라 토치(270)를 움직일 수 있는 다자유도 회전 관절 구조로 구성될 수 있으며, 전원 공급 장치 등을 구비한다.
한편, 본 발명의 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 고정구조는, 제1 방벽인 주름 멤브레인 시트(110:111-114)를 구비하는 단열층에서, 단열층의 길이 방향과 폭 방향으로 배치되는 앵커 스트립(121)(122)의 교차 부분에 고정용 홈(123a)을 갖는 교차 앵커 스트립(123)이 설치되고, 고정용 홈(123a)에는 자동 용접 지지대의 역할을 하는 수직 서포트(130)가 고정 설치되며, 수직 서포트(130)에는 자동 용접장치(200)의 이동을 가이드 하는 용접 가이드(140)가 설치된다. 용접 가이드(140)는 수직 서포트(130)에 일체로 형성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접장치 가이드 구조는 제1 방벽인 주름 멤브레인 시트(110:111-114)를 구비하는 단열층에서, 단열층의 길이 방향과 폭 방향으로 배치되는 앵커 스트립(121)(122)의 교차 부분에 고정용 홈(123a)을 갖는 교차 앵커 스트립(123)이 설치되고, 고정용 홈(123a)에는 수직 서포트(130)가 고정 설치되며, 수직 서포트(130)에는 자동 용접장치(200)의 이동을 가이드 하는 용접 가이드(140)가 설치되고, 용접 가이드(140)는 단열층의 직 상방에 길이 방향과 폭 방향으로 배치된다.
이와 같이 구성된 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템에 있어서는, 교차 앵커 스트립(123)의 고정용 홈(123a) 안에 수직 서포트(130)의 하단부를 끼워 고정하고, 수직 서포트(130)의 상단부는 용접 가이드(140)를 지지하도록 한다. 자동 용접장치(200)를 용접 가이드(140)에 설치하고, 용접 가이드(140)를 따라 자동 용접장치(200)를 이동하면서 제1 방벽인 주름 멤브레인 시트(110:111-114)의 모서리부분을 용접한다.
이때, 주름 멤브레인 시트(110:111-114)는 일반적으로 사각 형태이며, 4개의 꼭지점은 사전에 모따기 된 형태로, 서로 인접하는 주름 멤브레인 시트(110:111-114)의 모서리 부분이 겹치기 용접방식으로 용접되어도 교차 앵커 스트립(123)의 중앙부에 설치되는 수직 서포트(130)는 간섭되지 않는다.
모따기 된 4개의 꼭지점은 교차 앵커 스트립(123)과 용접되며, 교차 앵커 스트립(123)의 고정용 홈(123a)은 관통되지 않는 형태이기 때문에 주름 멤브레인 시트(110:111-114)가 교차 앵커 스트립(123)의 중심부를 덮지 않더라도 주름 멤브레인 시트(110:111-114)와 동일한 방벽(barrier) 형태를 유지할 수 있다. 교차 앵커 스트립(123)의 고정용 홈(123a)은 용접 후 별도의 조치를 취하지 않아도 방벽 기능을 유지하도록 한다.
자동 용접장치(200)의 작동을 살펴보면, 휠 구동부(260)가 구동하여 이동 휠(220)을 회전시키며, 이동 휠(220)과 용접 가이드(140)의 마찰 접촉에 의해서 자동 용접장치(200)가 이동한다. 관절 아암(250)은 힌지(251)로 연결되는 2단 또는 다관절로서, X축 방향, Y축 방향, 수평 방향으로 회전 가능하고, 센서(280)는 용접 장을 인지하며, 토치(270)를 이용하여 용접 작업을 할 수 있다. 여기서, X축 방향 및 Y축 방향이란, 예를 들어, 도 16의 도면상에서 지면(紙面)에 수직 및 평행하게 위치하는 방향으로 설정할 수 있다. X축 방향 및 Y축 방향 회전을 위해서 유니버셜 조인트 구조를 채택할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템은 1차 단열층은 물론 2차 단열층 상부에 주름 멤브레인 시트를 설치하는 경우에 모두 적용될 수 있다.
또한, 기존 앵커 스트립구조에서 교차 앵커 스트립만 교체하면 안정적인 자동 용접을 위한 용접 가이드 경로를 제작할 수 있으며, 화물창 단열 시스템의 설치 위치에 무관하게 동일한 자동 용접 조건을 구현할 수 있다.
또한, 용접 가이드의 착탈이 용이하며, 교차 앵커 스트립의 중심부분은 별도의 마감 처리 없이도 방벽(barrier)의 역할을 할 수 있으며, 단열층 및 멤브레인 설치 후 그 상부에 추가 단열층 설치 시에 고정 홈은 수직 서포트의 고정 점으로 사용할 수 있다.
111-114: 주름 멤브레인 시트
121: 길이방향 앵커 스트립
122: 폭 방향 앵커 스트립
123: 교차 앵커 스트립
123a: 고정용 홈
123b: 고정 홀
130: 수직 서포트
140: 용접 가이드
200: 자동 용접장치
210: 용접장치 본체
211: 레일 부
220: 이동 휠
230: 수평 방향 회전체
240: X축 Y축 방향 회전체
250: 관절 아암
260: 휠 구동부
R: 리벳

Claims (12)

  1. 제1 방벽인 주름 멤브레인 시트를 구비하는 단열층에서, 상기 단열층의 길이 방향으로 길이방향 앵커 스트립이 배치되고, 단열 패널의 폭 방향으로 폭 방향 앵커 스트립이 배치되며, 상기 길이방향 앵커 스트립과 상기 폭 방향 앵커 스트립이 교차하는 위치에 고정용 홈을 갖는 교차 앵커 스트립이 배치되고,
    상기 고정용 홈 안에는 수직 서포트가 고정 설치되고, 상기 수직 서포트를 연결하는 위치에는 용접 가이드가 설치되어, 자동 용접장치가 상기 용접 가이드를 따라 이동하면서 서로 인접하는 상기 주름 멤브레인 시트의 모서리 부분을 용접하고,
    상기 주름 멤브레인 시트는 4개의 꼭지점이 모따기 된 형태로 마련되며,
    상기 수직 서포트는, 상기 고정용 홈에 고정되되, 상기 주름 멤브레인 시트와 이격되고,
    상기 자동 용접장치에 의해서 서로 인접하는 상기 주름 멤브레인 시트의 모서리 부분은 겹치기 용접방식으로 용접되어도 상기 수직 서포트는 간섭되지 않는, 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 용접 가이드는 상기 앵커 스트립의 직 상방에 길이 방향과 폭 방향으로 배치되는, 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정용 홈은 암나사로 구성되고 상기 수직 서포트의 하단부는 수나사로 구성되는 것을 특징으로 하는, 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 수직 서포트의 하단부가 상기 고정용 홈 안에 삽입 회전 후 걸리는 형태(push-and-flip)의 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는, 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정용 홈은 관통되지 않은 형태를 유지하는 것을 특징으로 하는, 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 자동 용접장치는
    상기 용접 가이드가 삽입되는 레일 부를 갖는 용접장치 본체;
    상기 용접장치 본체의 이동을 위해서 상기 레일 부에 설치되는 이동 휠;
    상기 용접장치 본체의 상부에 수평 방향으로 회전 가능하게 설치되는 수평 방향 회전체;
    상기 수평 방향 회전체의 상부에 X축 방향과 Y축 방향으로 회전 가능하게 설치되는 X축 Y축 방향 회전체;
    일단은 상기 X축 Y축 방향 회전체에 연결되고 타단에는 토치 및 용접 장을 인지하는 센서가 설치되는 관절 아암; 및
    상기 이동 휠의 구동을 위한 휠 구동부;를 포함하는, 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 관절 아암은 힌지로 연결되는 2단의 관절로 구성되며, 상기 관절은 신축 가능한 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는, 멤브레인형 액화가스 화물창의 주름 멤브레인 시트 자동 용접시스템.
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