KR102427043B1 - 압축가스 저장선박 및 이의 격벽 형성 방법 - Google Patents

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Abstract

파이프들의 간극들에 격벽을 형성하여 홀드 영역을 다수의 영역들로 수밀 구획할 수 있는 압축가스 저장선박의 격벽 형성 방법 및 이에 의해 제조된 압축가스 저장선박이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 압축가스 저장선박은 선체; 및 압축가스의 저장을 위해 상기 선체에 마련되고, 파이프들이 평행하게 배열되어 적층되는 홀드 영역; 및 상기 홀드 영역을 복수개의 영역으로 수밀 구획하는 하나 이상의 격벽을 포함한다. 상기 격벽은, 상기 파이프들 사이의 간극들에 상기 격벽의 제1 측면에 접하도록 배치되는 탄력성을 가지는 제1 쐐기들; 상기 파이프들 사이의 간극들에 상기 격벽의 제2 측면에 접하도록 배치되는 탄력성을 가지는 제2 쐐기들; 및 상기 제1 쐐기들과 상기 제2 쐐기들 사이의 격벽 영역에 해당하는 상기 파이프들 사이의 간극들에 채워지는 콘크리트를 포함한다.

Description

압축가스 저장선박 및 이의 격벽 형성 방법{COMPRESSED GAS STORAGE VESSEL AND METHOD OF FORMING WALL THEREOF}
본 발명은 압축가스 저장선박 및 이의 격벽 형성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파이프들이 적층 배열된 홀드 영역이 격벽에 의해 다수의 영역들로 수밀 구획되는 압축가스 저장선박 및 압축가스 저장선박의 홀드 영역에 격벽을 형성하는 방법에 관한 것이다.
압축천연가스(CNG; Compressed Natural Gas)를 저장하는 선박은 홀드 내부에 여러개의 긴 파이프들이 적재되어 압축가스 저장탱크가 마련된다. 압축가스 저장선박은 공간활용의 극대화를 위해, 홀드 내부의 파이프들이 평행하게 밀착되어 배열된다. 홀드 내부에 각각 짧은 길이의 파이프들로 압축가스 저장탱크를 제조하는 경우에는 파이프들이 선박의 길이 방향으로 이격되어 있으므로, 홀드에 격벽을 형성하여 홀드를 다수개의 영역들로 수밀 구획하는데 문제가 없다. 그러나, 전체 홀드 영역을 가로질러 긴 파이프들로 압축가스 저장탱크가 제조되는 경우에는 파이프들의 간극이 매우 좁아 격벽을 용접에 의해 접합할 수 없고, 통상적인 선박 건조 방법으로는 홀드를 다수의 영역으로 수밀화하여 구획하는 수밀 격벽을 형성하는 것이 불가능하다.
본 발명은 파이프들의 간극들에 격벽을 형성하여 홀드 영역을 다수의 영역들로 수밀 구획할 수 있는 압축가스 저장선박의 격벽 형성 방법 및 이에 의해 제조된 압축가스 저장선박을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 압축가스 저장선박의 격벽 형성 방법은, 선박 내에 압축가스의 저장을 위해 파이프들이 평행하게 배열되어 적층되는 홀드 영역을 복수개의 영역으로 수밀 구획하도록 격벽을 형성하는 압축가스 저장선박의 격벽 형성 방법에 있어서, 상기 파이프들 사이의 간극들에, 상기 격벽의 제1 측면의 설계 위치에 대응되는 제1 영역에 탄력성을 가지는 제1 쐐기들을 배치하는 단계; 상기 파이프들 사이의 간극들에, 상기 격벽의 제2 측면의 설계 위치에 대응되는 제2 영역에 탄력성을 가지는 제2 쐐기들을 배치하는 단계; 및 상기 제1 쐐기들과 상기 제2 쐐기들 사이의 격벽 영역에 해당하는 간극들에 콘크리트를 채워 상기 격벽을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제1 쐐기들 및 상기 제2 쐐기들은 각각 정삼각 기둥 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1 쐐기들 및 상기 제2 쐐기들은 각각 정삼각 단면의 각 변의 길이가 상기 파이프들의 반경과 동일한 길이를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 제1 쐐기들 및 상기 제2 쐐기들은 상기 제1 쐐기들 및 상기 제2 쐐기들 상에 적층되는 파이프들에 의해 상기 간극들 내에서 압축될 수 있다.
상기 제1 쐐기들 및 상기 제2 쐐기들은 상기 격벽의 두께 만큼 이격되도록 배치될 수 있다.
상기 제1 쐐기들 및 상기 제2 쐐기들은 각각 폴리우레탄 재질로 형성될 수 있다.
상기 제1 쐐기들 및 상기 제2 쐐기들은 서로 마주보는 두 면이 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면의 설계 위치와 일치되도록 배치될 수 있다.
상기 격벽의 제1 측면 및 제2 측면은 상기 파이프들의 축방향과 수직할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선체; 및 압축가스의 저장을 위해 상기 선체에 마련되고, 파이프들이 평행하게 배열되어 적층되는 홀드 영역; 및 상기 홀드 영역을 복수개의 영역으로 수밀 구획하는 하나 이상의 격벽을 포함하고, 상기 격벽은, 상기 파이프들 사이의 간극들에 상기 격벽의 제1 측면에 접하도록 배치되는 탄력성을 가지는 제1 쐐기들; 상기 파이프들 사이의 간극들에 상기 격벽의 제2 측면에 접하도록 배치되는 탄력성을 가지는 제2 쐐기들; 및 상기 제1 쐐기들과 상기 제2 쐐기들 사이의 격벽 영역에 해당하는 상기 파이프들 사이의 간극들에 채워지는 콘크리트를 포함하는 압축가스 저장선박이 제공된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 파이프들의 간극들에 격벽을 형성하여 홀드 영역을 다수의 영역들로 수밀 구획할 수 있는 압축가스 저장선박의 격벽 형성 방법 및 이에 의해 제조된 압축가스 저장선박이 제공된다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압축가스 저장선박의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압축가스 저장선박의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압축가스 저장선박의 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압축가스 저장선박의 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압축가스 저장선박을 구성하는 파이프들 중 일부를 나타낸 측면도이다.
도 6은 도 3의 'A'부 확대도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 압축가스 저장선박을 구성하는 쐐기의 사시도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 압축가스 저장선박의 격벽 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 격벽을 구성하는 쐐기가 파이프들에 의해 압축된 상태를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압축가스 저장선박의 측면도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압축가스 저장선박의 평면도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압축가스 저장선박의 횡단면도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압축가스 저장선박의 종단면도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압축가스 저장선박을 구성하는 파이프들 중 일부를 나타낸 측면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압축가스 저장선박(10)은 선체(12) 내에 압축가스의 저장을 위한 홀드 영역(20)과, 홀드 영역(20)을 복수개의 영역(22, 24, 26, 28)으로 수밀 구획하는 하나 이상의 격벽(30)을 포함한다. 압축가스는 예를 들어 압축천연가스(CNG; Compressed Natural Gas)일 수 있으나, 이와 다른 압축된 가스로 제공될 수도 있다.
홀드 영역(20)에는 압축가스의 저장을 위한 파이프들(40)이 평행하게 배열되어 적층된다. 도시된 예에서, 파이프들(40)은 선체(12)의 선수미 방향(종방향)인 제1 방향(X)으로 배열된다. 압축가스는 파이프들(40) 내에 소정의 압력 하에서 저장될 수 있다. 실시예에서, 파이프들(40)은 선체(12)의 좌우현 방향(횡방향)인 제2 방향(Y)으로 배열된 압축가스 공급파이프들(50)로부터 공급구(42)를 통해 압축가스를 공급받을 수 있다.
파이프들(40)은 홀드 영역(20)을 구획하는 격벽(30)들을 가로질러 제1 방향(X)으로 길게 연장될 수 있다. 압축가스의 저장용량을 최대화하기 위하여, 파이프들(40)은 인접한 파이프들과 밀착(접촉)되도록 배열될 수 있다. 도시된 예에서, 홀드 영역(20)은 3개의 격벽(30)에 의해 제1 방향(X)을 따라 4개의 영역(22, 24, 26, 28)으로 구획되어 있으나, 격벽(30) 및 구획된 영역들의 개수는 도시된 바로 제한되지 않는다.
격벽(30)은 영역들(22, 24, 26, 28) 간의 완전한 수밀 구획을 위하여, 상하 방향인 제3 방향(Z)으로는 홀드 영역(20)의 저면으로부터 상면까지 연장되고, 제2 방향(Y)으로는 홀드 영역(20)의 좌현측 내면으로부터 우현측 내면까지 연장될 수 있다. 홀드 영역(20)은 격벽(30)들에 의해 다수의 영역(22, 24, 26, 28)로 구획되므로, 영역들(22, 24, 26, 28) 간에 압축가스 등의 유체가 누출되는 것을 방지할 수 있으며, 영역들(22, 24, 26, 28) 중 일부 영역에서 누출된 압축가스가 다른 영역으로 전파되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 격벽(30)은 파이프들(40)을 견고하게 지지하고, 파이프들(40)의 흔들림으로 인해 압축가스 저장 효율성이 저하되거나, 소음이 발생하는 등의 문제점을 방지하는 기능도 할 수 있다.
도 6은 도 3의 'A'부 확대도이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 압축가스 저장선박을 구성하는 쐐기의 사시도이다. 도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 압축가스 저장선박의 격벽 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 6 내지 도 9를 참조하면, 격벽(30)은 탄력성을 가지는 제1 쐐기들(60a), 탄력성을 가지는 제2 쐐기들(60b) 및 콘크리트(70)를 포함할 수 있다.
제1 쐐기들(60a)은 파이프들(40) 사이의 간극들에 격벽(30)이 형성될 격벽 영역(30a)의 제1 측면(32)에 접하도록 배치될 수 있다. 제2 쐐기들(60b)은 파이프들(40) 사이의 간극들에 격벽(30)이 형성될 격벽 영역(30a)의 제2 측면(34)에 접하도록 배치될 수 있다. 격벽(30)의 제1 측면(32) 및 제2 측면(34)은 파이프들(40)의 축방향과 수직할 수 있다. 제1 쐐기들(60a) 및 제2 쐐기들(60b)은 격벽(30)의 두께(T) 만큼 이격되도록 파이프들(40) 간의 간극 상에 배치될 수 있다. 제1 쐐기들(60a) 및 제2 쐐기들(60b)은 서로 마주보는 두 면이 격벽(30)의 제1 측면(32) 및 제2 측면(34)의 설계 위치와 일치되도록 배치될 수 있다.
수밀 격벽의 형성을 위하여, 제1 쐐기들(60a) 및 제2 쐐기들(60b)은 정삼각 기둥 형상으로 형성되고, 폴리우레탄 등의 탄성 재질로 형성될 수 있다. 제1 쐐기들(60a) 및 제2 쐐기들(60b)은 정삼각 단면의 각 변의 길이(L)가 파이프들(40)의 반경과 동일하거나 이보다 미세하게 크게 형성될 수 있다. 제1 쐐기들(60a) 및 제2 쐐기들(60b)은 축방향이 파이프들(40)과 나란한 제1 방향(X)으로 배열될 수 있다. 제1 쐐기들(60a) 및 제2 쐐기들(60b)은 제1 쐐기들(60a) 및 제2 쐐기들(60b) 상에 적층되는 파이프들(40)에 의해 간극들 내에서 압축될 수 있다.
제1 쐐기(60a)의 정삼각 단면의 변의 길이(L)가 파이프들(40)의 반경과 동일하게 형성되는 경우, 인접한 제1 쐐기들(60a)은 제2 방향(Y)을 따라 파이프들(40)의 반경 만큼 이격될 수 있다. 제2 쐐기(60b)의 정삼각 단면의 변의 길이(L)가 파이프들(40)의 반경과 동일하게 형성되는 경우, 인접한 제2 쐐기들(60b)은 제2 방향(Y)을 따라 파이프들(40)의 반경 만큼 이격될 수 있다.
인접한 제1 쐐기들(60a)의 사이에는 최상층의 파이프(40)의 상부면이 파이프의 반경에 해당하는 간격 만큼 노출된다. 또한, 인접한 제2 쐐기들(60b)의 사이에도 최상층의 파이프(40)의 상부면이 파이프의 반경에 해당하는 간격 만큼 노출된다. 인접한 제1 쐐기들(60a) 사이의 노출된 파이프(40)의 상부면, 인접한 제2 쐐기들(60b) 사이의 노출된 파이프(40)의 상부면을 밀폐시키기 위하여, 인접한 제1 쐐기들(60a) 사이의 노출된 파이프(40)의 상부면에 제1 쐐기(60a)가 배치되고, 인접한 제2 쐐기들(60b) 사이의 노출된 파이프(40)의 상부면에는 제2 쐐기(60a)가 배치될 수 있다.
콘크리트(70)는 제1 쐐기들(60a)과 제2 쐐기들(60b) 사이의 격벽 영역(30a)에 해당하는 파이프들(40) 사이의 간극들에 채워질 수 있다. 콘크리트(70)는 제1 쐐기들(60a)과 제2 쐐기들(60b) 사이의 한정된 영역 내에서 파이프들(40) 사이의 간극에 형성될 수 있다. 실시예에서, 콘크리트(70)는 파이프들(40)이 층 단위로 적층될 때마다 최상층의 파이프들(40) 사이의 간극에 공급될 수 있다.
파이프들(40) 중 최외곽을 제외한 파이프들은 주위의 6개의 파이프들과 접촉되고, 주변의 6개의 파이프들과 사이에 형성되는 6개의 간극들에 각각 쐐기(60)가 형성될 수 있다. 하나의 쐐기(60)의 한 면은 이와 접촉되는 파이프(40)의 외주연 중 대략 1/6 부분을 밀폐시키게 된다. 따라서, 최외곽을 제외한 파이프들(40)은 주위를 둘러싸는 6개의 탄력성 쐐기(60)에 의해 외주를 따라 전체적으로 밀폐되고, 이에 따라 격벽(30)의 수밀 성능이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축가스 저장선박의 격벽 형성 방법은 도 8에 도시된 바와 같이 파이프들(40) 사이의 간극들에 쐐기들(60)을 배치한 후, 도 9에 도시된 바와 같이 파이프들(40) 사이의 간극들에 콘크리트(70)를 타설하는 과정에 의해 격벽(30)을 형성할 수 있다.
보다 구체적으로, 파이프들(40) 사이의 간극들에, 파이프들(40)의 축방향인 제1 방향(X)을 기준으로 격벽(30)의 제1 측면(32)의 설계 위치에 대응되는 제1 영역에 탄력성을 가지는 제1 쐐기들(60a)을 배치하고, 파이프들(40) 사이의 간극들에, 격벽(30)의 제2 측면(32)의 설계 위치에 대응되는 제2 영역에 탄력성을 가지는 제2 쐐기들(60b)을 배치한다.
도 8에 도시된 바와 같이 제1 쐐기들(60a)과 제2 쐐기들(60b)이 격벽(30)의 두께에 해당하는 제1 측면(32)과 제2 측면(34) 간의 거리 만큼 이격된 상태로 배치되면, 도 9에 도시된 바와 같이 제1 쐐기들(60a)과 제2 쐐기들(60b) 사이의 격벽 영역에 해당하는 파이프들(40) 사이의 간극들에 콘크리트(70)(시멘트)를 부워서 격벽(30)을 형성한다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 격벽을 구성하는 쐐기가 파이프들에 의해 압축된 상태를 나타낸 단면도이다. 파이프들(40) 사이에 제1 쐐기들(60a)과 제2 쐐기들(60b)을 배치한 후, 그 위에 파이프들(40)을 적층하면, 제1 쐐기들(60a) 및 제2 쐐기들(60b)은 파이프들(40)의 하중(자중)에 의해 압축되어 파이프들(40) 사이의 간극을 빈 공간 없이 완전히 메우게 된다.
격벽(30)의 수밀 효과를 극대화하도록, 제1 쐐기들(60a) 및 제2 쐐기들(60b)은 정삼각 단면의 각 변의 길이(L)가 파이프들(40)의 반경(R)과 실질적으로 동일한 길이를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에 의하면, 쐐기들 및 콘크리트에 의해 형성되는 격벽에 의해 홀드 영역이 다수의 작은 영역들로 구획될 수 있으며, 영역들 간에 수밀을 확보할 수 있다.
이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
10: 압축가스 저장선박 12: 선체
20: 홀드 영역 22, 24, 26, 28: 영역
30: 격벽 30a: 격벽 영역
32: 제1 측면 34: 제2 측면
40: 파이프 42: 공급구
50: 압축가스 공급파이프 60: 쐐기
60a: 제1 쐐기 60b: 제2 쐐기
70: 콘크리트

Claims (7)

  1. 압축가스의 저장을 위해 파이프들이 평행하게 배열되어 적층되는 홀드 영역을 복수개의 영역으로 수밀 구획하도록 격벽을 형성하는 압축가스 저장선박의 격벽 형성 방법에 있어서,
    상기 파이프들 사이의 간극들에, 상기 격벽의 제1 측면의 설계 위치에 대응되는 제1 영역에 탄력성을 가지는 제1 쐐기들을 배치하는 단계;
    상기 파이프들 사이의 간극들에, 상기 격벽의 제2 측면의 설계 위치에 대응되는 제2 영역에 탄력성을 가지는 제2 쐐기들을 배치하는 단계; 및
    상기 제1 쐐기들과 상기 제2 쐐기들 사이의 격벽 영역에 해당하는 간극들에 콘크리트를 채워 상기 격벽을 형성하는 단계를 포함하는 압축가스 저장선박의 격벽 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 쐐기들 및 상기 제2 쐐기들은 각각 정삼각 기둥 형상으로 형성되는 압축가스 저장선박의 격벽 형성 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 쐐기들 및 상기 제2 쐐기들은 각각 정삼각 단면의 각 변의 길이가 상기 파이프들의 반경과 동일한 길이를 가지도록 형성되는 압축가스 저장선박의 격벽 형성 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 쐐기들 및 상기 제2 쐐기들은 상기 제1 쐐기들 및 상기 제2 쐐기들 상에 적층되는 파이프들에 의해 상기 간극들 내에서 압축되는 압축가스 저장선박의 격벽 형성 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 쐐기들 및 상기 제2 쐐기들은 각각 폴리우레탄 재질로 형성되는 압축가스 저장선박의 격벽 형성 방법.
  6. 선체; 및
    압축가스의 저장을 위해 상기 선체에 마련되고, 파이프들이 평행하게 배열되어 적층되는 홀드 영역; 및
    상기 홀드 영역을 복수개의 영역으로 수밀 구획하는 하나 이상의 격벽을 포함하고,
    상기 격벽은,
    상기 파이프들 사이의 간극들에 상기 격벽의 제1 측면에 접하도록 배치되는 탄력성을 가지는 제1 쐐기들;
    상기 파이프들 사이의 간극들에 상기 격벽의 제2 측면에 접하도록 배치되는 탄력성을 가지는 제2 쐐기들; 및
    상기 제1 쐐기들과 상기 제2 쐐기들 사이의 격벽 영역에 해당하는 상기 파이프들 사이의 간극들에 채워지는 콘크리트를 포함하는 압축가스 저장선박.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 쐐기들 및 상기 제2 쐐기들은, 단면의 각 변의 길이가 상기 파이프들의 반경과 동일한 정삼각 기둥 형상으로 형성되고, 상기 제1 쐐기들 및 상기 제2 쐐기들 상에 적층되는 파이프들에 의해 상기 간극들 내에서 압축되는 압축가스 저장선박.
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