KR200492481Y1 - 저장탱크 및 이를 구비하는 선박 - Google Patents

Abstract

본 고안의 일 실시예에 따른 저장탱크는, 액상 물질이 저장되는 탱크 본체; 및 상기 탱크 본체 내부에 설치되어 부피의 가감으로 상기 탱크 본체 내의 액상 물질 표면 높이를 기 설정값 이상으로 변화시켜 슬로싱을 줄이는 유체 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

저장탱크 및 이를 구비하는 선박{Storage Tank and Ship having the same}

본 고안은 저장탱크 및 이를 구비하는 선박에 관한 것이다.

일반적으로 산적화물선과 같은 선박은, 원유, 경유, 등 액체화물을 용기에 넣지 않은 비포장 상태로 대량 수송할 수 있다. 이 중 현재 산적화물선이 주로 수송하는 것은 원유로서, 이 원유는 중동 북아프리카, 중남아메리카, 북아메리카, 동남아시아 등지에서 정유시설지로 수송되는 원유와 정유지에서 소비지로 수송되는 정제유이다.

이러한 선박은, 원유(화물 또는 연료일 수 있음) 등을 적재하는 저장탱크(화물탱크, 연료탱크 등일 수 있음)가 구비되며, 통상 저장탱크는 수송되는 화물에 따라 원유탱크, 정제유탱크, 케미컬탱크 등으로 분류되고 운항해역에 따라 내항탱크와 외항탱크로 구분된다.

또한, 선박의 저장탱크는 크기에 따라 매머드탱크, 슈퍼탱크, VLCC(very large crude oil carrier), ULCC(ultra large crude oil carrier) 등으로 불리며, 수송화물의 청결도에 따라 원유나 중유가 저장되는 더티 탱크(dirty tank)와 가솔린이나 경유 등이 저장되는 클린탱크(clean tank)로 구분된다.

그런데 이러한 저장탱크에 저장되는 저장물은 액상 물질(원유 등)로 이루어지기 때문에, 액상 물질의 특성상 선박의 흔들림 등으로 인해 쉽게 유동이 발생하여 슬로싱 현상이 발생한다.

여기서 슬로싱(sloshing)이란, 선박이나 부유식 구조물이 다양한 해상 상태에서 운동할 때 저장탱크 내에 수용된 액상 물질이 유동하는 현상을 말하며, 저장탱크 내부에 빈 곳이 있을 때, 유체의 유동에 의한 슬로싱 현상으로 저장탱크의 벽면과 천장은 심한 충격을 받게 된다.

이러한 슬로싱으로 인한 저장탱크 내부 손상은, 저장탱크 수용공간 전체 부피의 50 ~ 70%로 원유가 채워져 있을 때 심하게 발생할 수 있으며, 저장탱크 수용공간 전체 부피의 90% 이상으로 원유가 채워져 있을 때 약하게 발생하고, 선박의 운항 중에 필연적으로 발생하는 슬로싱에 의한 하중을 견디기 위해 저장탱크는 충분한 강도를 가지도록 설계되거나, 슬로싱 감소 기능을 갖는 것이 요구된다.

본 고안은 종래기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 고안의 목적은 슬로싱을 저감시켜 저장탱크의 손상을 방지할 수 있으며, 슬로싱 저감을 위한 구성으로 인한 저장탱크의 하중이 증가하는 것을 최소화할 수 있는 저장탱크 및 이를 구비하는 선박을 제공하기 위한 것이다.

본 고안의 일 실시예에 따른 저장탱크는, 액상 물질이 저장되는 탱크 본체; 및 상기 탱크 본체 내부에 설치되어 부피의 가감으로 상기 탱크 본체 내의 액상 물질 표면 높이를 기 설정값 이상으로 변화시켜 슬로싱을 줄이는 유체 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 다른 실시예에 따른 선박은, 상기 저장탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 액상 물질은 상온으로 저장되며, 원유, 중유, 경유 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 유체 저장부는, 유체의 유출입으로 부피가 가감되는 벌룬 부재; 및 상기 벌룬 부재로 유체를 주입하는 유체조절부를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 벌룬 부재는, 상하 길이 방향으로 연장되는 원통형으로 이루어져, 일단부는 상기 탱크 본체의 상부에 연결되고 타단부는 상기 탱크 본체의 하부에 연결되며, 상기 유체조절부는, 어퍼 데크 상부에 마련될 수 있다.

본 고안에 따른 저장탱크 및 이를 구비하는 선박은, 스와쉬 벌크헤드(Swash Bulkhead)와 같은 구조물 없이 슬로싱 현상을 감소시킬 수 있고, 슬로싱 저감으로 저장탱크의 손상방지를 위한 구조물 보강 구조를 줄일 수 있으므로, 강판 구조물로 인한 하중 증가를 방지하여 선박의 운항 효율이 향상될 수 있음은 물론, 강판의 용접작업 등으로 인한 작업공수, 작업시간을 감소시킬 수 있고, 특히 저장탱크 내에 저장된 액상 물질의 용량에 대응하여 슬로싱을 저감시킬 수 있어 저장탱크의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 저장탱크가 마련된 선박을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 저장탱크가 마련된 선박의 측면을 개념적으로 도시한 도면이다.

본 고안의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 고안을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 저장탱크가 마련된 선박을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 저장탱크가 마련된 선박의 측면을 개념적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 선박(10)은, 선체(부호 도시하지 않음)와 저장탱크(100)를 포함하며, 예를 들어 선박(10)은 원유운반선일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 액상 물질이 저장되는 저장탱크(100)가 마련된 선박(10)일 수 있다. 그리고 저장탱크(100)는, 탱크 본체(110), 유체 저장부(120)를 포함한다.

탱크 본체(110)는, 액상 물질이 저장된다. 여기서, 액상 물질은 상온으로 저장될 수 있으며, 일례로 원유, 중유, 경유를 포함할 수 있다.

이러한 탱크 본체(110)는, 선박 운항 중 발생하는 6 자유도 운동으로 인해 탱크 본체(110) 내에 수용된 액상 물질이 유동하면서 탱크 본체(110)에 큰 압력(슬로싱 압력)을 가하게 되는 즉 충격을 가하는 슬로싱(Sloshing) 현상이 발생하면 손상될 수 있으며, 특히 탱크 본체(110) 내의 액상 물질의 수용량이 적어, 탱크 본체(110) 수용공간 전체 부피 중 50 ~ 70%로 원유가 채워져 있을 때 심하게 발생할 수 있다.

그러나 본 실시예의 탱크 본체(110)는 유체 저장부(120)를 통해 슬로싱 현상에 취약한 수위를 벗어나, 후술되는 기 설정값 이상으로 수위가 이루어져(탱크 본체(110) 수용공간의 전체 부피 중 50 ~ 70%를 벗어나는 범위에 대응하는 수위), 액상 물질의 자유표면이 최소화되거나 발생되지 않도록 할 수 있으므로, 탱크 본체(110)의 파손을 최소하거나 방지할 수 있다.

따라서 파손에 의한 보강 구조물이 탱크 본체(110)에서 생략되거나 최소화될 수 있어 보강 구조물에 의한 작업공수 및 작업시간, 특히 용접 작업과 같이 상당한 시간이 요구되는 작업을 줄일 수 있고, 줄어든 보강물 대신 화물량을 증가시켜 운반효율을 증가시킬 수도 있다.

게다가 저장탱크(100)의 수를 줄여 경제성을 높이고자 할 때, 저장탱크(100)의 길이가 길어지면 슬로싱 하중이 커지는데, 본 실시예는 슬로싱으로 발생할 수 있는 문제를 경감시켜 경제적인 선박 설계가 가능하다.

유체 저장부(120)는, 탱크 본체(110) 내부에 설치되어 부피의 가감으로 탱크 본체 내의 액상 물질 표면 높이를 기 설정값 이상으로 변화시켜 슬로싱을 줄인다. 여기서 기 설정값은, 탱크 본체(110)에 액상 물질이 수용된 후 남게 되는 공간이 탱크 본체(110) 수용공간의 전체 부피(100%)에 대비하여 10% 이하가 되도록 설정된 값이며, 이는 탱크 본체(110)의 높이 변화를 통해 감지하는 센서(수위 센서일 수 있음)를 통해 구할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 유체 저장부(120)는, 벌룬 부재(121), 유체조절부(122)를 포함할 수 있다.

벌룬 부재(121)는, 유체의 유출입으로 부피가 가감될 수 있으며, 벌룬 부재(121)를 유출입하는 유체는 공기일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 질소 등 비폭발성의 기체 또는 해수, 청수 등일 수도 있는 바와 같이 다양한 변형예가 가능하다.

여기서 저장탱크(100)의 수용공간 전체 부피의 90% 이상으로 액상 물질이 채워져 있을 때, 슬로싱이 약하게 발생하므로, 액상 물질의 용량에 따라 벌룬 부재(121)의 부피가 조절될 수 있어, 하나의 저장탱크(100) 내에 마련된 복수의 벌룬 부재(121)는 모두가 팽창되거나 모두가 쪼그라든 상태일 수 있다(도 1 참조).

또는 저장탱크(100)에 액상 물질이 수용된 이후 남게 되는 수용공간의 부피가 수용공간의 부피 전체에 대비하여 10% 이하가 되도록 복수의 벌룬 부재(121)가 조절되면 되므로, 복수의 벌룬 부재(121) 모두가 100% 팽창(벌룬 부재(121)가 터지지 않고 최대로 팽창될 수 있는 상태)되지 않고 일부 팽창(일례로 벌룬 부재(121)의 최대 팽창용량에 대비하여 50% 팽창)되거나, 복수의 벌룬 부재(121) 중 어느 하나 이상은 100% 팽창되고, 나머지는 0%의 부피(완전히 쪼그라든 상태)로 이루어질 수 있는 바와 같이, 액상 물질의 수용량에 따라 다양한 상태로 변형될 수 있다.

이러한 벌룬 부재(121)는, 예를 들어 상하 길이 방향으로 연장되는 원통형으로 이루어져, 일단부는 탱크 본체(110)의 상부에 연결되고 타단부는 탱크 본체(110)의 하부에 연결될 수 있다. 여기서 벌룬 부재(121)와 탱크 본체(110)를 연결하는 구성으로서의 연결부재(부호 도시하지 않음)는 유체조절부(122)로부터 벌룬 부재(121)로 유체가 유출입될 수 있게 호스, 파이프 등으로 이루어질 수 있으나, 유체의 공급이 이루어지지 않는 예를 들어 유체조절부(122)와 연결되는 부분의 반대편은 체인, 밧줄 등으로 이루어질 수도 있다.

더불어 유체조절부(122)가 벌룬 부재(121)로 유체를 공급하기만 할 경우, 벌룬 부재(121)의 일단부와 타단부 모두가 호스 형태의 연결부재로 이루어져, 유체조절부(122) 측의 연결부재에서는 유체가 벌룬 부재(121)로 공급되고, 유체조절부(122)의 반대 측에 마련되는 연결부재에서는 유체가 벤트되는 구조를 이룰 수도 있는 바와 같이 다양한 변형예가 가능하다.

그리고 연결부재가 벌룬 부재(121)로부터 탱크 본체(110)에 연결 시, 어퍼데크에 유체조절부(122)가 마련되면, 연결부재는 탱크 본체(110)를 관통하는 구조를 이룰 수도 있고, 벌룬 부재(121)의 하부에 마련된 연결부재는 탱크 본체(110)에 별도로 마련된 원형 고리 등에 간섭되어 고정될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

유체조절부(122)는, 벌룬 부재(121) 내의 유체량을 조절할 수 있는데, 예를 들어 유체조절부(122)는, 에어 컴프레서로 이루어져 벌룬 부재(121)로 공기를 공급할 수 있고, 유체조절부(122)가 질소 생성기로 이루어져 벌룬 부재(121)로 질소를 공급할 수도 있으며, 이와 달리 유체조절부(122)가 펌프로 이루어져 벌룬 부재(121)로 해수 등을 공급할 수 있다.

다만 벌룬 부재(121)로 공급되는 유체가 기체로 이루어지면, 저장탱크(100)의 하중을 증가시키는 것을 최소화할 수 있다.

또는 밸러스트 탱크(부호 도시하지 않음)를 채우는 밸러스트 수를 활용하여 저장탱크(100)에서 연료로 사용되어 비워지거나 일부 하적으로 인해 부족한 용량(슬로싱 현상을 최소화하는 용량에 대비 부족한 량)의 액상 물질에 대응하여 저장탱크(100)에 밸러스트 수를 공급함으로써 액상물질(화물, 연료 등)의 감소로 인한 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 수 조절을 저장탱크(100)의 수위 조절로 대체할 수도 있는 바와 같이 다양한 변형예가 가능하다.

이때 밸러스트 탱크는, 유체조절부(122)와 연결/연통될 수 있으며, 예를 들어 유체조절부(122)가 펌프로 이루어지는 경우, 펌프는 밸러스트 탱크의 밸러스트 수를 조절하기 위해 마련된 펌프로 이루어져, 선박(10)에 이미 구비된 장비를 활용할 수 있고, 이때 밸러스트 탱크에 마련된 밸러스트 수 경유 라인은 벌룬 부재(121)로 연결되기 위해 분기된 구조를 이루고 삼밤밸브를 마련할 수 있다.

그리고 유체조절부(122)가 펌프로 구비되는 경우 외에도, 유체조절부(122)가 에어 컴프레서로 이루어지는 경우, 에어 컴프레서는 선박에 이미 구비된 장비를 활용할 수 있으며, 이러한 에어 컴프레서는 어퍼 데크(부호 도시하지 않음) 상부에 마련될 수 있고, 갑판 등을 청소하기 위해 구비된 장비일 수 있다. 더불어 유체조절부(122)가, 질소 생성기로 구비되는 경우, 위험 구역을 채우기 위한 장비로 마련된 장비를 활용할 수도 있다.

이와 같은 유체조절부(122)는, 액상 물질이 저장탱크(100)에 수용된 이후 항해 목적지까지 대체적으로 수용량이 변동되지 않는 것을 고려하여, 즉 한 번의 선박(10) 운항 시 1~2회 성의 단발적인 사용을 고려하여, 선박(10) 내의 장비를 최대로 활용하기 위한이다. 이에 따라 선박 내에 상기와 같은 장비가 구비되지 않는 경우, 개별적으로 구비될 수 있는 바와 같이 다양한 변형예가 가능하다.

본 고안은 상기에서 설명한 실시예로 한정되지 않으며, 상기 실시예들의 조합 또는 상기 실시예 중 적어도 어느 하나와 공지 기술의 조합을 또 다른 실시예로서 포함할 수 있음은 물론이다.

이와 같이 본 실시예는, 스와쉬 벌크헤드(Swash Bulkhead)와 같은 구조물 없이 슬로싱 현상을 감소시킬 수 있고, 슬로싱 저감으로 저장탱크의 손상방지를 위한 구조물 보강 구조를 줄일 수 있으므로, 강판 구조물로 인한 하중 증가를 방지하여 선박의 운항 효율이 향상될 수 있음은 물론, 강판의 용접작업 등으로 인한 작업공수, 작업시간을 감소시킬 수 있고, 특히 저장탱크 내에 저장된 액상 물질의 용량에 대응하여 슬로싱을 저감시킬 수 있어 저장탱크의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.

이상 본 고안을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 고안을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 고안은 이에 한정되지 않으며, 본 고안의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 고안의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 고안의 영역에 속하는 것으로 본 고안의 구체적인 보호 범위는 첨부된 실용신안청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10: 선박 100: 저장탱크
110: 탱크 본체 120: 유체 저장부
121: 벌룬 부재 122: 유체조절부

Claims (5)

1. 액상 물질이 저장되는 탱크 본체; 및
   상기 탱크 본체 내부에 설치되어 부피의 가감으로 상기 탱크 본체 내의 액상 물질 표면 높이를 기 설정값 이상으로 변화시켜 슬로싱을 줄이는 유체 저장부를 포함하고,
   유체 저장부는
   유체의 유출입으로 부피가 가감되는 적어도 하나의 벌룬 부재; 및
   상기 벌룬 부재로 유체를 주입하는 유체조절부를 포함하며,
   상기 벌룬 부재는 유체에 잠기는 형태로 제공되어 액상 물질이 상기 탱크 본체의 수용 공간 전체 부피의 90% 이상으로 채우도록 하는 것을 특징으로 하는 저장탱크.
2. 제1항에 있어서,
   상기 액상 물질은 상온으로 저장되며, 원유, 중유, 경유 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 저장탱크.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 벌룬 부재는, 상하 길이 방향으로 연장되는 원통형으로 이루어져, 일단부는 상기 탱크 본체의 상부에 연결되고 타단부는 상기 탱크 본체의 하부에 연결되며,
   상기 유체조절부는, 어퍼 데크 상부에 마련되는 것을 특징으로 하는 저장탱크.
5. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항의 상기 저장탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.

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