KR102466130B1 - 저장탱크 구조체 - Google Patents

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KR102466130B1
KR102466130B1 KR1020190069111A KR20190069111A KR102466130B1 KR 102466130 B1 KR102466130 B1 KR 102466130B1 KR 1020190069111 A KR1020190069111 A KR 1020190069111A KR 20190069111 A KR20190069111 A KR 20190069111A KR 102466130 B1 KR102466130 B1 KR 102466130B1
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김봉재
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Abstract

저장탱크 구조체가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 저장탱크 구조체는 선체에 설치되고, 액체화물을 수용하는 저장탱크 구조체로서, 탱크본체; 상기 탱크본체 내부를 액체화물이 수용되는 제1수용공간 및 제2수용공간으로 구획하는 구획격벽; 상기 제1수용공간에 배치되고, 액체화물이 상기 제1수용공간 내부와 상기 제1수용공간 외부 사이를 이동하는 경로를 제공하는 이동라인; 상기 제1수용공간에서 상기 제2수용공간으로 상기 구획격벽을 관통하여 연장되고, 액체화물이 상기 제1수용공간과 상기 제2수용공간 사이를 이동하는 경로를 제공하는 연결라인; 및 상기 연결라인을 개방시키는 개방동작 또는 상기 연결라인을 폐쇄시키는 폐쇄동작하는 개폐부를 포함한다.

Description

저장탱크 구조체{Structure for storage tank}
본 발명은 저장탱크 구조체에 관한 것이다.
일반적으로, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG, 이하 LNG라고 한다.)는 천연가스를 극저온(대략 -163도)으로 냉각하여 얻어지는 것으로, 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들어 해상을 통한 원거리 운반에 적합하다.
이러한 LNG의 해상운송은 선박(예컨대, LNG운반선)에 구비되는 저장탱크에 저장된 상태로 수행될 수 있다.
LNG와 같은 액체는 저장탱크에 저장되어 선박으로 운송될 때 저장탱크 내부에서 슬로싱을 발생시킬 수 있다. 이 경우, 저장탱크는 액체의 슬로싱에 의해 균열이 발생하는 것과 같이 파손될 수 있다. 나아가, 저장탱크에 저장된 액체가 파손된 저장탱크에서 외부로 누출되는 위험이 발생할 수 있다.
이러한 슬로싱 문제를 해결하기 위해, 종래 도 1과 같이 저장탱크(21) 내부를 2개의 영역으로 구획하는 구획격벽(31)을 설치하는 방법이 사용되고 있다(이하, 종래기술 1이라 한다).
참고로, 도 1은 종래기술 1에 따른 저장탱크를 나타내는 도면이고, 도 1의 (a)는 평상시 저장탱크(21)의 모습을 도시하고 있고, 도 1의 (b)는 선체(10)가 운항하는 과정에서 흔들리는 경우 저장탱크(21)의 모습을 도시하고 있다.
이 경우, 구획된 2개의 영역 각각에는 LNG를 저장탱크(21) 내부로 유입시키거나 저장탱크(21) 외부로 배출시키기 위한 이동라인(41) 및 펌프와 같은 이송설비가 설치되어야 하고, 이로 인해 저장탱크(21)의 제작비용이 증가하는 문제가 있다.
이러한 종래기술 1의 문제점을 해결하기 위해, 도 2와 같이 저장탱크(22) 내부를 2개의 영역으로 구획하는 구획격벽(32)에 LNG가 2개의 영역 사이를 이동 가능하도록 적어도 하나의 관통홀(32a)을 형성하고, 구획격벽(32)에 의해 구획되는 2개의 영역 중 어느 하나에 이동라인(42)을 설치하였다(이하, 종래기술 2라 한다).
참고로, 도 2는 종래기술 2에 따른 저장탱크를 나타내는 도면이고, 도 2의 (a)는 평상시 저장탱크(22)의 모습을 도시하고 있고, 도 2의 (b)는 선체(10)가 운항하는 과정에서 흔들리는 경우 저장탱크(22)의 모습을 도시하고 있다.
한편, 저장탱크의 하부 모서리부에는 선체가 운항하는 과정에서 파도 등 다양한 원인에 의해 흔들리는 경우 저장탱크에 수용된 LNG에 의한 압력이 작용하고, 이러한 압력은 수용된 LNG의 액위에 비례할 수 있다.
이때, 2개의 영역이 서로 연통하는 종래기술2에 따른 저장탱크(22)는 선체(10)가 흔들리는 경우 관통홀(32a)을 통해 LNG가 2개의 영역 사이를 이동함으로써, 2개의 영역이 서로 연통하지 않는 종래기술 1의 저장탱크(21)의 모서리부에 작용하는 압력(도 1 (b)의 h1)과 비교하여, 저장탱크(22)의 모서리부에 압력(도 2 (b)의 h2)이 과도하게 작용할 수 있다.
이 경우, 종래기술 2에 따른 저장탱크는 위와 같이 과도하게 작용하는 압력에 대응하도록 구조적 보강이 수행되어야 하고, 나아가 구조적 보강에 따른 무게가 증가하는 문제가 있다.
본 발명의 실시예는, 액체화물을 수용할 때 슬로싱 현상을 저감하면서 제작비용을 감소시킬 수 있는 저장탱크 구조체를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체에 설치되고, 액체화물을 수용하는 저장탱크 구조체로서, 탱크본체; 상기 탱크본체 내부를 액체화물이 수용되는 제1수용공간 및 제2수용공간으로 구획하는 구획격벽; 상기 제1수용공간에 배치되고, 액체화물이 상기 제1수용공간 내부와 상기 제1수용공간 외부 사이를 이동하는 경로를 제공하는 이동라인; 상기 제1수용공간에서 상기 제2수용공간으로 상기 구획격벽을 관통하여 연장되고, 액체화물이 상기 제1수용공간과 상기 제2수용공간 사이를 이동하는 경로를 제공하는 연결라인; 및 상기 연결라인을 개방시키는 개방동작 또는 상기 연결라인을 폐쇄시키는 폐쇄동작하는 개폐부를 포함하는, 저장탱크 구조체가 제공될 수 있다.
상기 개폐부는, 액체화물이 상기 제1수용공간 내부로 유입되는 과정이나 상기 제1수용공간 외부로 배출되는 과정에서 개방동작하고, 상기 선체가 운항하는 과정에서 폐쇄동작할 수 있다.
상기 개폐부는, 상기 제1수용공간에 수용되는 액체화물에 의한 제1압력이 상기 제2수용공간에 수용되는 액체화물에 의한 제2압력보다 클 때, 상기 제1압력에서 상기 제2압력을 뺀 제1압력차이가 제1설정압력 이상인 경우 개방동작하며, 상기 제1압력차이가 상기 제1설정압력 미만인 경우 폐쇄동작하고, 상기 제2압력이 상기 제1압력보다 클 때, 상기 제2압력에서 상기 제1압력을 뺀 제2압력차이가 제2설정압력 이상인 경우 개방동작하며, 상기 제2압력차이가 상기 제2설정압력 미만인 경우 폐쇄동작할 수 있다.
상기 제1설정압력과 상기 제2설정압력은 동일하게 결정되고, 상기 개폐부는, 상기 연결라인 내부에 회전 가능하게 형성되는 개폐부재; 및 상기 개폐부재를 탄성 지지하되, 탄성력이 상기 제1설정압력에 대응하도록 제공되는 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기 연결라인은 한 쌍으로 제공되고, 상기 개폐부는, 상기 한 쌍의 연결라인 중 제1연결라인의 단부에 연결되는 제1체크밸브부재; 및 상기 한 쌍의 연결라인 중 제2연결라인의 단부에 연결되는 제2체크밸브부재를 포함할 수 있다.
상기 제1체크밸브부재는, 상기 제1압력차이가 상기 제1설정압력 이상인 경우 상기 제1연결라인을 개방시키는 개방동작하고, 상기 제1압력차이가 상기 제1설정압력 미만인 경우 상기 제1연결라인을 폐쇄시키는 폐쇄동작하고, 상기 제2체크밸브부재는, 상기 제2압력차이가 상기 제2설정압력 이상인 경우 상기 제2연결라인을 개방시키는 개방동작하고, 상기 제2압력차이가 상기 제2설정압력 미만인 경우 상기 제2연결라인을 폐쇄시키는 폐쇄동작할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 탱크본체 내부가 제1수용공간 및 제2수용공간으로 구획됨으로써 탱크본체 내부에 수용된 액체화물에 의한 슬로싱이 저감될 수 있고, 액체화물이 제1수용공간과 제2수용공간 사이를 이동 가능하게 형성됨으로써 제1수용공간에만 액체화물의 유입 또는 배출을 위한 이동라인이 설치되고 제2수용공간에는 별도의 이동라인을 설치할 필요가 없어 제작비용이 감소될 수 있고, 선체가 운항하는 과정에서 개폐부가 연결라인을 폐쇄시킴으로써 선체가 흔들리는 경우 탱크본체의 모서리부에 작용하는 압력이 과도하게 작용하는 것을 방지할 수 있다.
나아가, 연결라인을 개폐시키는 개폐부가 제1수용공간에 수용되는 액체화물에 의한 압력 및 제2수용공간)에 수용되는 액체화물에 의한 압력 사이 압력차이를 이용하여 개폐동작함으로써, 개폐부의 개폐동작을 제어하기 위한 별도의 제어수단이 설치될 필요가 없어 제작비용이 감소될 수 있다.
도 1은 종래기술 1에 따른 저장탱크를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래기술 2에 따른 저장탱크를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 구조체를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 A부분을 확대한 모습을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 개폐부가 개방동작한 모습을 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 1의 탱크본체 내부로 액체화물이 유입되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 1의 탱크본체 내부에 액체화물이 수용된 상태에서 선체가 운항하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11은 도 1의 탱크본체 외부로 액체화물이 배출되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 저장탱크 구조체를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 12의 B부분을 확대한 모습을 나타내는 도면이다.
도 14 및 도 15는 도 13의 개폐부가 개방동작한 모습을 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 구조체를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 A부분을 확대한 모습을 나타내는 도면이고, 도 5 및 도 6은 도 4의 개폐부가 개방동작한 모습을 나타내는 도면이다.
참고로, 도 3에서 X축은 선체(10) 및 탱크본체(110)의 전후방향을 의미하고, Y축은 선체(10) 및 탱크본체(110)의 좌우방향을 의미하고, Z축은 선체(10) 및 탱크본체(110)의 상하방향을 의미하고, 도 3에서는 개폐부(도 4의 150 참조)가 생략되어 도시되어 있고, 도 4에서는 개폐부(150)가 폐쇄동작한 모습이 도시되어 있고, 도 5에서는 개폐부(150)가 제1압력이 제2압력보다 클 때 개방동작한 모습이 도시되어 있고, 도 6에서는 개폐부(150)가 제2압력이 제1압력보다 클 때 개방동작한 모습이 도시되어 있다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 구조체(100)는 액체화물을 수용한다. 여기서, 액체화물은 LNG 또는 LPG와 같은 액체상태의 화물일 수 있다.
본 실시예에 따른 저장탱크 구조체(100)는 선체(10)에 설치된다.
예컨대, 선체(10)는 LNG수송선과 같은 선박의 선체(10) 또는 LNG FPSO와 같은 부유식 해양구조물의 선체(10)를 포함할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
저장탱크 구조체(100)는 도 3과 같이 독립탱크 타입으로 선체(10)에 설치될 수 있다. 이 경우, 저장탱크 구조체(100)는 다수의 지지부재(15)를 통해 선체(10)에 지지될 수 있다.
또는 저장탱크 구조체는 도시되지 않았지만, 멤브레인 타입으로 선체에 설치될 수 있다.
본 실시예에 따른 저장탱크 구조체(100)는 탱크본체(110), 구획격벽(120), 이동라인(130), 연결라인(140) 및 개폐부(150)를 포함한다.
탱크본체(110)는 도 3과 같이 선체(10)에 탑재된다.
탱크본체(110) 내부에는 액체화물이 수용된다.
구획격벽(120)은 탱크본체(110) 내부에 배치된다. 구획격벽(120)은 탱크본체(110) 내부를 제1수용공간(111) 및 제2수용공간(112)으로 구획한다. 제1수용공간(111) 및 제2수용공간(112)에는 액체화물이 수용된다.
이 경우, 본 실시예에 따른 저장탱크 구조체(100)는 탱크본체(110) 내부가 제1수용공간(111) 및 제2수용공간(112)으로 구획됨으로써, 탱크본체(110) 내부에 수용된 액체화물에 의한 슬로싱이 저감될 수 있다.
일례로, 구획격벽(120)은 도 3과 같이 탱크본체(110)의 전후방향(예컨대, 도 3에서 볼 때 X축방향)으로 연장될 수 있다. 이 경우, 제1수용공간(111) 및 제2수용공간(112)은 도 3과 같이 탱크본체(110)의 좌우방향(예컨대, 도 3에서 볼 때 Y축방향)으로 배치될 수 있다.
대안적으로, 구획격벽은 도시되지 않았지만, 탱크본체의 좌우방향으로 연장될 수 있다. 이 경우, 제1수용공간 및 제2수용공간은 탱크본체의 전후방향으로 배치될 수 있다.
이하, 본 실시예에서는 제1수용공간(111) 및 제2수용공간(112)이 탱크본체(110)의 좌우방향으로 배치되고, 구획격벽(120)의 우측에 위치하는 수용공간을 제1수용공간(111)으로, 구획격벽(120)의 좌측에 위치하는 수용공간을 제2수용공간(112)으로 가정한다.
구획격벽(120)은 도 3과 같이 탱크본체(110)의 상하방향(예컨대, 도 3에서 볼 때 Z축방향)으로 연장될 수 있다. 이때, 구획격벽(120)은 상단부가 탱크본체(110)의 천장면에 연결되고, 하단부가 탱크본체(110)의 바닥면에 연결될 수 있다.
이동라인(130)은 제1수용공간(111)에 배치된다.
이동라인(130)은 액체화물이 제1수용공간(111) 내부와 제1수용공간(111) 외부 사이를 이동하는 경로를 제공한다. 다시 말해, 액체화물은 제1수용공간(111) 외부에서 이동라인(130)을 통해 제1수용공간(111) 내부로 유입되거나, 제1수용공간(111) 내부에서 이동라인(130)을 통해 제1수용공간(111) 외부로 배출될 수 있다.
이동라인(130)은 도 3과 같이 적어도 일부가 제1수용공간(111)에서 탱크본체(110)의 상하방향으로 연장될 수 있다. 이 경우, 이동라인(130)은 하단부가 제1수용공간(111)의 바닥영역, 즉 탱크본체(110)의 바닥영역에 위치하고, 상단부가 제1수용공간(111) 외부, 즉 탱크본체(110) 외부를 향하도록 연장될 수 있다.
이동라인(130)에는 액체화물을 이동시키기 위한 펌프(미도시)가 설치될 수 있다. 액체화물은 펌프의 펌핑동작에 의해 이동라인(130)을 통해 제1수용공간(111) 내부와 제1수용공간(111) 외부 사이를 이동할 수 있다.
연결라인(140)은 제1수용공간(111)에서 제2수용공간(112)으로 구획격벽(120)을 관통하여 연장된다. 다시 말해, 연결라인(140)은 도 3과 같이 일단부가 제1수용공간(111)에 위치하고, 타단부가 구획격벽(120)을 관통하여 제2수용공간(112)에 위치할 수 있다.
연결라인(140)은 액체화물이 제1수용공간(111)과 제2수용공간(112) 사이를 이동하는 경로를 제공한다.
보다 상세히, 액체화물은 제1수용공간(111) 내부로 유입될 수 있다. 이때, 제1수용공간(111)으로 유입된 액체화물 중 일부는 연결라인(140)을 통해 제2수용공간(112)으로 이동하여 수용될 수 있다.
또는 액체화물은 제1수용공간(111) 외부로 배출될 수 있다. 이때, 제2수용공간(112)에 수용된 액체화물은 연결라인(140)을 통해 제1수용공간(111)으로 이동하여 배출될 수 있다.
이 경우, 본 실시예에 따른 저장탱크 구조체(100)는 액체화물이 제1수용공간(111)과 제2수용공간(112) 사이를 이동 가능하게 형성됨으로써, 제1수용공간(111)에만 이동라인(130)이 설치되고, 제2수용공간(112)에는 액체화물의 유입 또는 배출을 위한 별도의 이동라인을 설치할 필요가 없어 제작비용이 감소될 수 있다.
본 실시예에서, 연결라인(140)은 탱크본체(110)의 바닥영역에 배치될 수 있다. 이 경우, 액체화물은 제1수용공간(111) 내부로 유입되는 과정이나 제1수용공간(111) 외부로 배출되는 과정에서 제1수용공간(111)과 제2수용공간(112) 사이를 효과적으로 이동할 수 있다.
개폐부(150)는 연결라인(140)을 개폐시킨다.
보다 상세히, 개폐부(150)는 연결라인(140)을 개방시키는 개방동작할 수 있다. 이 경우, 액체화물은 제1수용공간(111)과 제2수용공간(112) 사이를 이동할 수 있다. 다시 말해, 제1수용공간(1111)과 제2수용공간(112)는 연통할 수 있다.
또는 개폐부(150)는 연결라인(140)을 폐쇄시키는 폐쇄동작할 수 있다. 이 경우, 액체화물은 제1수용공간(111)과 제2수용공간(112) 사이를 이동하는 것이 중지될 수 있다. 다시 말해, 제1수용공간(1111)과 제2수용공간(112)는 연통하는 것이 중지될 수 있다.
본 실시예에서, 개폐부(150)는 제1수용공간(111)에 수용되는 액체화물에 의한 제1압력 및 제2수용공간(112)에 수용되는 액체화물에 의한 제2압력 사이 압력차이를 이용하여 개폐동작할 수 있다.
이 경우, 본 실시예에 따른 저장탱크 구조체(100)는 개폐부(150)의 개폐동작을 제어하기 위한 별도의 제어수단이 설치될 필요가 없어 제작비용이 감소될 수 있다.
보다 상세히, 제1압력은 제2압력보다 클 수 있다. 이때, 개폐부(150)는 제1압력에서 제2압력을 뺀 제1압력차이가 제1설정압력 이상인 경우 도 5와 같이 개방동작하고, 제1압력차이가 제1설정압력 미만인 경우 도 4와 같이 폐쇄동작할 수 있다.
또는 제2압력은 제1압력보다 클 수 있다. 이때, 개폐부(150)는 제2압력에서 제1압력을 뺀 제2압력차이가 제2설정압력 이상인 경우 도 6과 같이 개방동작하고, 제2압력차이가 제2설정압력 미만인 경우 도 4와 같이 폐쇄동작할 수 있다.
여기서, 제1설정압력 및 제2설정압력은 제1압력과 제2압력 사이 압력차이로 각각 탱크본체(110)의 크기 또는 선체(10)의 운항조건 등을 고려하여 실험적, 수치해석적 또는 경험적으로 결정될 수 있다.
본 실시예에서, 제1설정압력 및 제2설정압력은 동일하게 결정될 수 있다.
예컨대, 개폐부(150)는 도 4 내지 도 6과 같이 개폐부재(150a) 및 탄성부재(150b)를 포함할 수 있다.
개폐부재(150a)는 연결라인(140)의 내부 단면적에 대응하는 면적을 가지는 플레이트 형태로 제공될 수 있다.
개폐부재(150a)는 연결라인(140) 내부에 회전 가능하게 형성될 수 있다. 이 경우, 개폐부재(150a)는 일단부가 연결라인(140)의 내측벽에 힌지결합하고, 타단부가 일단부를 중심으로 회전할 수 있다.
탄성부재(150b)는 개폐부재(150a)를 탄성 지지한다. 이 경우, 탄성부재(150b)는 일단부가 연결라인(140)의 내측벽에 연결되고, 타단부가 개폐부재(150a)에 연결될 수 있다.
이러한 탄성부재(150b)는 스프링을 포함할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
탄성부재(150b)의 탄성력은 제1설정압력에 대응하도록 결정될 수 있다. 이 경우, 개폐부재(150a)는 제1압력차이 또는 제2압력차이가 탄성부재(150b)의 탄성력 이상인 경우 연결라인(140)을 개방하도록 회전할 수 있다.
보다 상세히, 제1압력차이 및 제2압력차이는 제1설정압력 미만일 수 있다. 이 경우, 개폐부재(150a)는 도 4와 같이 연결라인(140)의 연장방향에 수직하게 배치되도록 회전하여 연결라인(140)을 폐쇄하고, 탄성부재(150b)는 초기상태에서 개폐부재(150a)를 탄성 지지할 수 있다.
또는, 제1압력차이는 제1설정압력 이상일 수 있다. 이때, 개폐부재(150a)는 도 5와 같이 제1압력차이로 인해 이동하는 액체화물(도 5의 굵은 화살표 참조)에 의해 타단부가 제2수용공간(도 3의 112 참조)을 향하도록 회전(도 5의 가는 화살표 참조)하며 연결라인(140)을 개방하고, 탄성부재(150b)는 초기상태에서 신장되며 회전하는 개폐부재(150a)를 탄성 지지할 수 있다.
또는, 제2압력차이는 제1설정압력(즉, 제1설정압력과 동일한 제2설정압력) 이상일 수 있다. 이때, 개폐부재(150a)는 도 6과 같이 제2압력차이에 의해 이동하는 액체화물(도 6의 굵은 화살표 참조)에 의해 타단부가 제1수용공간(도 3의 111 참조)을 향하도록 회전(도 6의 가는 화살표 참조)하고, 탄성부재(150b)는 초기상태에서 수축되면 회전하는 개폐부재(150a)를 탄성 지지할 수 있다.
이외에도, 개폐부는 도시되지 않았지만, 연결라인을 개폐시킬 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 1의 탱크본체 내부로 액체화물이 유입되는 과정을 나타내는 도면이고, 도 9는 도 1의 탱크본체 내부에 액체화물이 수용된 상태에서 선체가 운항하는 모습을 나타내는 도면이고, 도 10 및 도 11은 도 1의 탱크본체 외부로 액체화물이 배출되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 11에서 에서 X축은 선체(10) 및 탱크본체(110)의 전후방향을 의미하고, Y축은 선체(10) 및 탱크본체(110)의 좌우방향을 의미하고, Z축은 선체(10) 및 탱크본체(110)의 상하방향을 의미하고, 개폐부(도 4의 150)가 생략되어 도시되어 있다.
이하, 도 7 내지 도 11을 참조하여, 본 실시예에 따른 저장탱크 구조체(100)에 액체화물이 유입되거나 배출되는 과정을 상세히 설명한다.
본 실시예에 따른 저장탱크 구조체(100)는 액체화물이 탱크본체(110) 내부로 유입되거나 탱크본체(110) 외부로 배출되는 과정에서 개폐부가 개방동작하고, 선체(10)가 운항하는 과정에서 개폐부가 폐쇄동작할 수 있다.
먼저, 도 7 및 도 8을 참조하면, 액체화물은 제1수용공간(111) 외부에서 제1수용공간(111) 내부로 유입될 수 있다. 이 과정에서, 개폐부는 개방동작하고, 액체화물은 제1수용공간(111)과 제2수용공간(112) 사이 이동할 수 있다.
이 경우, 선체(10)는 항구 또는 부유식 해양구조물과 같은 출발지에 계류되어 정지된 상태에 있을 수 있다.
보다 상세히, 도 7을 참조하면, 액체화물은 제1수용공간(111) 내부로 유입되기 시작할 수 있다. 이때, 제1수용공간(111)의 액위는 상승하기 시작하고, 제1압력(H1)은 증가하기 시작하고, 제1압력차이는 제1설정압력 미만일 수 있다.
이 경우, 개폐부(도 4의 150 참조)는 폐쇄동작할 수 있다.
도 8을 참조하면, 액체화물이 제1수용공간(111) 내부로 유입되기 시작하여 일정 시간이 경과하면, 제1압력차이(H12, 즉 H1-H2)는 제1설정압력 이상일 수 있다.
이 경우, 개폐부(도 5 150 참조)는 개방동작할 수 있다. 이때, 제1수용공간(111)으로 유입된 액체화물 중 일부는 제2수용공간(112)으로 이동할 수 있다.
한편, 액체화물은 도시되지 않았지만, 탱크본체 내부로 목적하는 양이 유입된 경우 제1수용공간 내부로 유입되는 것이 중지될 수 있다. 이 경우, 제1압력차이는 제1설정압력 미만이 될 수 있고, 개폐부는 폐쇄동작할 수 있다.
도 9를 참조하면, 선체(10)는 출발지에서 목적지를 향해 운항할 수 있다.
이 과정에서, 제1압력차이(H12, 즉 H1-H2) 및 제2압력차이(H21, 즉 H2-H1)는 제1설정압력 미만을 유지하고, 개폐부(150)는 폐쇄동작할 수 있다. 이 경우, 액체화물은 선체(10)가 운항하는 과정에서 흔들리는 경우에도 제1수용공간(111) 및 제2수용공간(112) 사이를 이동하는 것이 중지될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 저장탱크 구조체(100)는 종래기술 2와 비교하여 선체(10)가 흔들리는 경우 탱크본체(110)의 모서리부에 압력이 과도하게 작용하는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 과도하게 작용하는 압력에 대응하여 탱크본체(110)에 대한 구조적 보강을 수행할 필요가 없어, 무게의 증가를 방지할 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 액체화물은 제1수용공간(111) 내부에서 제1수용공간(111) 외부로 배출될 수 있다. 이 과정에서, 개폐부는 개방동작하고, 액체화물은 제1수용공간(111)과 제2수용공간(112) 사이 이동할 수 있다.
이 경우, 선체(10)는 항구 또는 부유식 해양구조물과 같은 목적지에 계류되어 정지된 상태에 있을 수 있다.
보다 상세히, 도 10을 참조하면, 액체화물은 제1수용공간(111) 외부로 배출되기 시작할 수 있다. 이때, 제1수용공간(111)의 액위는 하강하기 시작하고, 제1압력(H1)은 감소하여 제2압력(H2)보다 작아지고, 제2압력차이(H21, 즉 H2-H1)는 제1설정압력 미만일 수 있다.
이 경우, 개폐부(도 4의 150 참조)는 폐쇄동작할 수 있다.
도 11을 참조하면, 액체화물이 제1수용공간(111) 외부로 배출되기 시작하여 일정 시간이 경과하면, 제2압력차이(H21, 즉 H2-H1)는 제1설정압력 이상일 수 있다.
이 경우, 개폐부(도 6의 150 참조)는 개방동작할 수 있다. 이때, 제2수용공간(112)의 액체화물은 제1수용공간(111)으로 이동하여 배출될 수 있다.
한편, 액체화물은 도시되지 않았지만, 탱크본체 외부로 목적하는 양이 배출된 경우 제1수용공간 외부로 배출되는 것이 중지될 수 있다. 이 경우, 제2압력차이는 제1설정압력 미만이 될 수 있고, 개폐부는 폐쇄동작할 수 있다.
한편, 다른 실시예에서 도시되지 않았지만, 제1설정압력과 제2설정압력은 다르게 결정될 수 있다. 이 경우, 개폐부는 액체화물이 제1수용공간 내부로 유입될 때 제1설정압력을 기초로 개방동작하고, 액체화물이 제1수용공간 외부로 배출될 때 제2설정압력을 기초로 개방동작하도록 제공될 수 있다.
한편, 다른 실시예에서, 도시되지 않았지만, 개폐부는 연결라인을 개폐할 수 있는 공지의 다양한 밸브부재를 포함할 수 있다. 이 경우, 개폐부는 수동 또는 자동으로 개폐동작할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 저장탱크 구조체를 나타내는 도면이고, 도 13은 도 12의 B부분을 확대한 모습을 나타내는 도면이고, 도 14 및 도 15는 도 13의 개폐부가 개방동작한 모습을 나타내는 도면이다.
참고로, 도 12에서 X축은 선체(10) 및 탱크본체(110)의 전후방향을 의미하고, Y축은 선체(10) 및 탱크본체(110)의 좌우방향을 의미하고, Z축은 선체(10) 및 탱크본체(110)의 상하방향을 의미하고, 도 12에서는 개폐부(250)가 생략되어 도시되어 있고, 도 13에서는 개폐부(250)가 폐쇄동작한 모습이 도시되어 있고, 도 14에서는 개폐부(250)가 제1압력이 제2압력보다 클 때 개방동작한 모습이 도시되어 있고, 도 15에서는 개폐부(250)가 제2압력이 제1압력보다 클 때 개방동작한 모습이 도시되어 있다.
도 12 내지 도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 저장탱크 구조체(200)는 탱크본체(110), 구획격벽(120), 이동라인(130), 연결라인(241, 242) 및 개폐부(250)를 포함하고, 선체(10)에 설치되어 액체화물을 수용할 수 있다.
본 실시예에 따른 탱크본체(110), 구획격벽(120), 이동라인(130)은 앞선 실시예에 따른 탱크본체(도 3의 110), 구획격벽(도 3의 120), 이동라인(도 3의 130)과 실질적으로 동일하고, 그 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에 따른 저장탱크 구조체(200)는 연결라인(241, 242) 및 개폐부(250)의 구조에 있어 앞선 실시예와 차이가 있다. 이하, 본 실시예를 설명함에 있어 앞선 실시예와 차이점을 설명한다.
본 실시예에서, 연결라인(241, 242)은 한 쌍으로 제공된다. 한 쌍의 연결라인(241, 242)은 각각 액체화물이 제1수용공간(111)과 제2수용공간(112) 사이를 이동하는 경로를 제공한다.
한 쌍의 연결라인(241, 242)은 도 12와 같이 탱크본체(110)의 높이방향으로 배치될 수 있다. 또는 한 쌍의 연결라인은 도시되지 않았지만, 탱크본체의 길이방향으로 배치될 수 있다.
이하, 본 실시예에서는 한 쌍의 연결라인(241, 242)이 탱크본체(110)의 높이방향으로 배치된 것으로 가정하고, 한 쌍의 연결라인(241, 242) 중 상측에 위치하는 연결라인(241)을 제1연결라인(241)이라 하고, 제1연결라인(241)의 하측에 위치하는 연결라인(242)을 제2연결라인(242)이라 한다.
제1연결라인(241)은 도 12와 같이 구획격벽(120)을 관통하여 연장될 수 있다. 이 경우, 제1연결라인(241)은 일단부가 제1수용공간(111)에 위치하고, 타단부가 제2수용공간(112)에 위치할 수 있다.
제2연결라인(242)은 도 12와 같이 제1연결라인(241)의 하측에서 구획격벽(120)을 관통하여 연장될 수 있다. 이때, 제2연결라인(242)은 제1연결라인(241)에 대해 나란하게 연장될 수 있다. 이 경우, 제2연결라인(242)은 일단부가 제1수용공간(111)에 위치하고, 타단부가 제2수용공간(112)에 위치할 수 있다.
본 실시예에서, 개폐부(250)는 제1체크밸브부재(251) 및 제2체크밸브부재(252)를 포함할 수 있다.
제1체크밸브부재(251)는 한 쌍의 연결라인 중 제1연결라인(241)의 단부에 연결된다. 이 경우, 제1체크밸브부재(251)는 도 12와 같이 제1연결라인(241)의 제1수용공간(111)에 위치하는 일단부에 연결될 수 있다.
제1체크밸브부재(251)는 도 13 및 도 14와 같이 제1압력이 제2압력보다 클 때 동작할 수 있다. 다시 말해, 제1체크밸브부재(251)는 제1압력차이를 이용하여 개방동작 또는 폐쇄동작할 수 있다.
보다 상세히, 제1압력차이는 제1설정압력 이상일 수 있다. 이 경우, 제1체크밸브부재(251)는 도 14와 같이 제1연결라인(241)을 개방시키는 개방동작할 수 있다.
또는 제1압력차이는 제1설정압력 미만일 수 있다. 이 경우, 제1체크밸브부재(251)는 도 13과 같이 제1연결라인(241)을 폐쇄시키는 폐쇄동작할 수 있다.
예컨대, 제1체크밸브부재(251)는 도 13 및 도 14와 같이 제1밸브몸체(251a), 제1개폐부재(251b), 제1탄성부재(251c), 제1스토퍼(251d)를 포함한다.
제1밸브몸체(251a)는 제1연결라인(241)의 일단부에 연결된다. 이 경우, 제1밸브몸체(251a)는 제1연결라인(241)의 연장방향으로 연장되고, 액체화물이 제1수용공간(111)에서 연결라인으로 이동하는 경로를 제공한다.
제1개폐부재(251b)는 플레이트 형태로 제공되고, 제1개폐부재(251b)는 일단부가 제1밸브몸체(251a)의 내측벽에 힌지결합할 수 있다. 이 경우, 제1개폐부재(251b)는 타단부가 제2수용공간(112)을 향해 회전(도 14의 가는 화살표 참조)하며 개방동작하거나, 타단부가 제1수용공간(111)을 향해 회전하며 폐쇄동작할 수 있다.
제1탄성부재(251c)는 제1개폐부재(251b)를 탄성 지지한다. 이 경우, 제1탄성부재(251c)는 일단부가 제1밸브몸체(251a)에 연결되고, 타단부가 제1개폐부재(251b)에 연결될 수 있다.
제1스토퍼(251d)는 제1밸브몸체(251a)의 내측벽에 돌출 형성될 수 있다. 제1스토퍼(251d)는 제1개폐부재(251b)에 대해 제1수용공간(111)을 향한 측에 위치할 수 있다.
제1스토퍼(251d)는 폐쇄동작하는 제1개폐부재(251b)의 회전을 제한할 수 있다. 이 경우, 제1개폐부재(251b)는 제1수용공간(111)을 향해 계속 회전하는 것이 방지되어 제1연결라인(241)을 효과적으로 폐쇄할 수 있다.
제2체크밸브부재(252)는 한 쌍의 연결라인 중 제2연결라인(242)의 단부에 연결된다. 이 경우, 제2체크밸브부재(252)는 도 12와 같이 제2연결라인(242)의 제2수용공간(112)에 위치하는 타단부에 연결될 수 있다.
제2체크밸브부재(252)는 도 13 및 도 15와 같이 제2압력이 제1압력보다 클 때 동작할 수 있다. 다시 말해, 제2체크밸브부재(252)는 제2압력차이를 이용하여 개방동작 또는 폐쇄동작할 수 있다.
보다 상세히, 제2압력차이는 제2설정압력 이상일 수 있다. 이 경우, 제2체크밸브부재(252)는 도 15와 같이 제2연결라인(242)을 개방시키는 개방동작할 수 있다.
또는 제2압력차이는 제2설정압력 미만일 수 있다. 이 경우, 제2체크밸브부재(252)는 도 13과 같이 제2연결라인(242)을 폐쇄시키는 폐쇄동작할 수 있다.
예컨대, 제2체크밸브부재(252)는 도 13 및 도 16과 같이 제2밸브몸체(252a), 제2개폐부재(252b), 제2탄성부재(252c), 제2스토퍼(252d)를 포함할 수 있다.
제2밸브몸체(252a)는 제2연결라인(242)의 타단부에 연결된다. 이 경우, 제2밸브몸체(252a)는 제2연결라인(242)의 연장방향으로 연장되고, 액체화물이 제2수용공간(112)에서 연결라인으로 이동하는 경로를 제공한다.
제2개폐부재(252b)는 플레이트 형태로 제공되고, 일단부가 제2밸브몸체(252a)의 내측벽에 힌지결합할 수 있다. 이 경우, 제2개폐부재(252b)는 타단부가 제1수용공간(111)을 향해 회전(도 16의 가는 화살표 참조)하며 개방동작하거나, 타단부가 제2수용공간(112)을 향해 회전하며 폐쇄동작할 수 있다.
제2탄성부재(252c)는 제2개폐부재(252b)를 탄성 지지한다. 이 경우, 제2탄성부재(252c)는 일단부가 제2밸브몸체(252a)에 연결되고, 타단부가 제2개폐부재(252b)에 연결될 수 있다.
제2스토퍼(252d)는 제2밸브몸체(252a)의 내측벽에 돌출 형성될 수 있다. 제2스토퍼(252d)는 제2개폐부재(252b)에 대해 제2수용공간(112)을 향한 측에 위치할 수 있다.
제2스토퍼(252d)는 폐쇄동작하는 제2개폐부재(252b)의 회전을 제한할 수 있다. 이 경우, 제2개폐부재(252b)는 제2수용공간(112)을 향해 계속 회전하는 것이 방지되어 제2연결라인(242)을 효과적으로 폐쇄할 수 있다.
한편, 제1체크밸브부재(251)는 제2압력이 제1압력보다 클 때 폐쇄동작하고, 제2체크밸브부재(252)는 제1압력이 제2압력보다 클 때 폐쇄동작할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 선체 100, 200: 저장탱크 구조체
110: 탱크본체 111: 제1수용공간
112: 제2수용공간 120: 구획격벽
130: 이동라인 140, 241, 242: 연결라인
150, 250: 개폐부 150a: 개폐부재
150b: 탄성부재 251: 제1체크밸브부재
252: 제2체크밸브부재

Claims (6)

  1. 선체에 설치되고, 액체화물을 수용하는 저장탱크 구조체로서,
    탱크본체;
    상기 탱크본체 내부를 액체화물이 수용되는 제1수용공간 및 제2수용공간으로 구획하는 구획격벽;
    상기 제1수용공간에 배치되고, 액체화물이 상기 제1수용공간 내부와 상기 제1수용공간 외부 사이를 이동하는 경로를 제공하는 이동라인;
    상기 제1수용공간에서 상기 제2수용공간으로 상기 구획격벽을 관통하여 연장되고, 액체화물이 상기 제1수용공간과 상기 제2수용공간 사이를 이동하는 경로를 제공하는 연결라인; 및
    상기 연결라인을 개방시키는 개방동작 또는 상기 연결라인을 폐쇄시키는 폐쇄동작하는 개폐부;를 포함하되,
    상기 개폐부는,
    상기 제1수용공간에 수용되는 액체화물에 의한 제1압력이 상기 제2수용공간에 수용되는 액체화물에 의한 제2압력보다 클 때, 상기 제1압력에서 상기 제2압력을 뺀 제1압력차이가 제1설정압력 이상인 경우 개방동작하며, 상기 제1압력차이가 상기 제1설정압력 미만인 경우 폐쇄동작하고,
    상기 제2압력이 상기 제1압력보다 클 때, 상기 제2압력에서 상기 제1압력을 뺀 제2압력차이가 제2설정압력 이상인 경우 개방동작하며, 상기 제2압력차이가 상기 제2설정압력 미만인 경우 폐쇄동작하고,
    상기 제1설정압력과 상기 제2설정압력은 동일하게 결정되고,
    상기 개폐부는,
    상기 연결라인 내부에 회전 가능하게 형성되는 개폐부재; 및
    상기 개폐부재를 탄성 지지하되, 탄성력이 상기 제1설정압력에 대응하도록 제공되는 탄성부재;를 포함하는 저장탱크 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개폐부는,
    액체화물이 상기 제1수용공간 내부로 유입되는 과정이나 상기 제1수용공간 외부로 배출되는 과정에서 개방동작하고,
    상기 선체가 운항하는 과정에서 폐쇄동작하는, 저장탱크 구조체.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 선체에 설치되고, 액체화물을 수용하는 저장탱크 구조체로서,
    탱크본체;
    상기 탱크본체 내부를 액체화물이 수용되는 제1수용공간 및 제2수용공간으로 구획하는 구획격벽;
    상기 제1수용공간에 배치되고, 액체화물이 상기 제1수용공간 내부와 상기 제1수용공간 외부 사이를 이동하는 경로를 제공하는 이동라인;
    상기 제1수용공간에서 상기 제2수용공간으로 상기 구획격벽을 관통하여 연장되고, 액체화물이 상기 제1수용공간과 상기 제2수용공간 사이를 이동하는 경로를 제공하는 연결라인; 및
    상기 연결라인을 개방시키는 개방동작 또는 상기 연결라인을 폐쇄시키는 폐쇄동작하는 개폐부;를 포함하되,
    상기 개폐부는,
    상기 제1수용공간에 수용되는 액체화물에 의한 제1압력이 상기 제2수용공간에 수용되는 액체화물에 의한 제2압력보다 클 때, 상기 제1압력에서 상기 제2압력을 뺀 제1압력차이가 제1설정압력 이상인 경우 개방동작하며, 상기 제1압력차이가 상기 제1설정압력 미만인 경우 폐쇄동작하고,
    상기 제2압력이 상기 제1압력보다 클 때, 상기 제2압력에서 상기 제1압력을 뺀 제2압력차이가 제2설정압력 이상인 경우 개방동작하며, 상기 제2압력차이가 상기 제2설정압력 미만인 경우 폐쇄동작하고,
    상기 연결라인은 한 쌍으로 제공되고,
    상기 개폐부는,
    상기 한 쌍의 연결라인 중 제1연결라인의 단부에 연결되는 제1체크밸브부재; 및
    상기 한 쌍의 연결라인 중 제2연결라인의 단부에 연결되는 제2체크밸브부재;를 포함하는 저장탱크 구조체.
  6. 삭제
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