KR20100003136U - 액화천연가스 운반선 화물창의 엔드 스트레이크 구조 - Google Patents

액화천연가스 운반선 화물창의 엔드 스트레이크 구조 Download PDF

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Abstract

본 고안은 화물창의 횡격벽부와 종격벽부 사이의 모서리 연결부위에 설치되는 인바 튜브와 결합되는 엔드 스트레이크에 형성되는 주름부의 이격거리를 최대화하고 엔드 스트레이크와 스트레이크 사이의 겹치기 이음부위에 대한 위치를 변경하여 화물창의 제작시 소요되는 용접구간을 축소함으로써, 용접에 소요되는 공정 및 시간을 최소화함과 더불어 용접의 속도를 보다 향상시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 액화천연가스 운반선의 화물창에 있어 횡격벽부(10)와 종격벽부(12) 사이의 모서리 연결부위에 결합되는 인바 튜브(14)와, 상기 횡격벽부(10)상에서 상기 인바 튜브(14)에 대해 일단부가 겹치기 이음방식으로 결합되고 상호 이격된 다수의 제1주름부(16a)를 갖춘 엔드 스트레이크(16) 및, 상기 횡격벽부(10)상에서 상기 엔드 스트레이크(16)의 타단부에 대해 일단부가 겹치기 이음방식으로 결합되고 상호 이격된 다수의 제2주름부(18a)를 갖춘 스트레이크(18)를 구비하고, 상기 제1주름부(16a) 사이의 간격은 상기 제2주름부(18a) 사이의 간격에 대해 정수배로 설정되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
액화천연가스, 운반선, 화물창, 엔드 스트레이크, 주름부

Description

액화천연가스 운반선 화물창의 엔드 스트레이크 구조{End strake structure of cargo hold in LNG carrier}
본 고안은 액화천연가스 운반선 화물창의 엔드 스트레이크 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔드 스트레이크(End strake)에 형성되는 주름부(Corrugation)의 이격거리를 최대화하여 화물창의 제작시 수동용접의 구간을 축소하고 스트레이크와의 겹치기 이음방식도 변경하여 용접의 속도를 향상시킬 수 있도록 하는 액화천연가스 운반선 화물창의 엔드 스트레이크 구조에 관한 것이다.
일반적으로 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas)는 대기압하에서 비등점이 -162℃인 초저온 액체이기 때문에 화물창이 다중구조의 단열탱크로 이루어진 운반선에 의해 운송된다. 이때 운반선의 단열탱크는 극저온에서 취성이 강한 물성을 가지는 멤브레인 금속패널을 이용하여 온도와 하중의 변화에 대응하여 팽창과 수축이 가능하도록 설계 및 제작된다.
그리고, 비등점이 -162℃ 의 극저온인 액화천연가스를 안전하게 저장하기 위 한 단열탱크는 멤브레인 금속패널로 이루어진 내부 구조물과, 상기 내부 구조물의 주위를 둘러싸고서 외부에서의 잠입열량에 의한 기화가스의 발생을 최소화하는 단열 구조물로 구성된다.
이 경우, 내부 구조물을 형성하는 멤브레인 금속패널은 -162℃의 극저온 상태의 액화천연가스와 직접적으로 접촉하게 되므로 응력변화에 대응할 수 있는 인바(Invar), 9% 니켈강 등을 사용한다. 또한, 상기 멤브레인 금속패널은 반복적인 온도 변화 및 저장액체의 하중변화에 팽창 및 수축이 용이하도록 중앙부가 융기된 주름부(corrugation)를 형성하고 있으며, 다수의 멤브레인 금속패널 모서리부위는 겹치기 이음방식에 의한 용접으로 상호 결합되어 탱크의 기밀성을 확보하게 된다.
도 1은 종래 액화천연가스 운반선의 화물창을 형성하는 횡격벽부와 종격벽부의 일부 부위를 도시하고 있는 바, 상기 횡격벽부(10)와 상기 종격벽부(12) 사이를 맞닿도록 연결하는 모서리부위에는 두께가 대략 1.5mm의 인바 튜브(14)가 용접으로 결합되고, 상기 횡격벽부(10)상에서 상기 인바 튜브(14)에 대해 두께가 대략 1.5mm의 엔드 스트레이크(16)의 일단부가 겹치기 이음방식으로 용접되어 결합되며, 상기 횡격벽부(10)상에서 상기 엔드 스트레이크(16)의 타단부에 대해 두께가 대략 0.7mm의 스트레이크(18)의 일단부가 겹치기 이음방식으로 용접되어 결합된다.
이때, 상기 엔드 스트레이크(16)에는 상호 등간격의 이격거리를 두고서 상부로 돌출되도록 형성된 제1주름부(16a)가 구비되고, 상기 스트레이크(18)에도 상호 등간격의 이격거리를 두고서 상부로 돌출되도록 형성된 제2주름부(18a)가 구비되는 데, 상기 제1주름부(16a)와 상기 제2주름부(18a)는 각각 대응되는 선단부위가 맞대 기 이음방식으로 결합될 수 있도록 상호 이격거리를 동일하게 설정하고 있다.
이에 따라, 종래 액화천연가스 운반선의 화물창에 있어 상기 횡격벽부(10)는 상기 스트레이크(18)에서 오는 종방향의 하중을 상기 인바 튜브(14)를 이용하여 선체로 전달하게 되는 데, 이때 상기 스트레이크(18)의 두께가 대략 0.7mm이기 때문에 상기 스트레이크(18)는 상기 인바 튜브(14)에 직접적으로 하중을 전달할 수 없어, 상기 인바 튜브(14)와 상기 스트레이크(18) 사이의 중간부위에 두께가 대략 1.5mm인 상기 엔드 스트레이크(16)를 설치함으로써, 상기 스트레이크(18)를 통해 입력되는 종방향의 하중을 상기 엔드 스트레이크(16)를 통해 상기 인바 튜브(14)로 전달하여 분산 흡수할 수 있게 된다. 이 경우, 상기 엔드 스트레이크(16)와 상기 스트레이크(18)에 각각 형성된 상기 제1주름부(16a)와 상기 제2주름부(18a)는 대략 500mm의 이격거리를 두도록 제작되어 횡방향의 하중에 대응할 수 있게 된다.
그런데, 상기와 같은 구조의 종래 액화천연가스 운반선의 화물창에서는 상기 엔드 스트레이크(16)의 제1주름부(16a)와 상기 스트레이크(18)의 제2주름부(18a)가 각각 500mm의 이격거리를 두고 다수로 형성해야 하므로, 상기 인바 튜브(14)와 상기 엔드 스트레이크(16) 및 상기 스트레이크(18) 사이의 겹치기 이음부위는 물론, 상기 제1주름부(16a)와 상기 제2주름부(18a)의 형성을 위한 접합부위에 있어서도 용접구간이 다수로 발생하기 때문에 화물창의 제작시 용접에 소요되는 공정 및 시간의 과다 투여로 인한 문제점을 내재하고 있다.
또한, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면을 도시한 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 엔드 스트레이크(16)는 상기 인바 튜브(14)에 대해 화물창의 내부 저장공간을 기준으로 상기 엔드 스트레이크(16)의 일단부가 상기 인바 튜브(14)의 선단부를 상부에서 덮도록 설치되어 용접으로 결합되고, 상기 엔드 스트레이크(16)의 타단부도 역시 상기 스트레이크(18)의 선단부를 상부에서 덮도록 설치되어 용접으로 결합되는 구조를 가지고 있다.
이에 따라, 상기 인바 튜브(14)와 상기 엔드 스트레이크(16) 사이의 자동용접구간에서는 용접작업이 두께가 대략 1.5mm인 상기 인바 튜브(14)상에서 이루어질 수 있으므로, 용접전류의 상승에 따른 용접속도의 증가를 도출할 수 있었지만, 상기 엔드 스트레이크(16)와 상기 스트레이크(18) 사이의 자동용접구간에서는 용접작업이 두께가 대략 0.7mm로 상대적으로 얇은 상기 스트레이크(18)상에서 이어질 수 밖에 없으므로, 용접전류의 상승에 그 한계가 있고 그에 따른 용접속도의 상대적 저하를 초래하여 작업효율을 저해시키는 문제점을 내재하고 있다.
이에 본 고안은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 화물창의 횡격벽부와 종격벽부 사이의 모서리 연결부위에 설치되는 인바 튜브와 결합되는 엔드 스트레이크에 형성되는 주름부의 이격거리를 최대화하여 화물창의 제작시 소요되는 용접구간을 축소함으로써, 용접에 소요되는 공정 및 시간을 최소화하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 고안은 화물창의 횡격벽부의 제작시 엔드 스트레이크와 스트레이크 사이의 겹치기 이음부위에 대한 위치를 변경하여 용접의 속도를 보다 증가시켜 작업효율을 향상시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 액화천연가스 운반선의 화물창에 있어 횡격벽부와 종격벽부 사이의 모서리 연결부위에 결합되는 인바 튜브와, 상기 횡격벽부상에서 상기 인바 튜브에 대해 일단부가 겹치기 이음방식으로 결합되고 상호 이격된 다수의 제1주름부를 갖춘 엔드 스트레이크 및, 상기 횡격벽부상에서 상기 엔드 스트레이크의 타단부에 대해 일단부가 겹치기 이음방식으로 결합되고 상호 이격된 다수의 제2주름부를 갖춘 스트레이크를 구비하고, 상기 제1주름부 사이의 간격은 상기 제2주름부 사이의 간격에 대해 정수배로 설정되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 고안에 있어, 상기 엔드 스트레이크의 제1주름부와 상기 스트레이크의 제2주름부의 각각 대응되는 선단부위는 맞대기 이음방식으로 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 고안에 있어, 상기 엔드 스트레이크와 상기 스트레이크 사이의 겹치기 이음부위는 화물창의 내부 저장공간을 기준으로 상기 엔드 스트레이크의 타단부에 상기 스트레이크의 일단부가 상부에서 덮이도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 고안은 액화천연가스를 운반하는 선박에 있어 액화천연가스의 저장을 위한 화물창에서 종격벽부와 결합되는 횡격벽부의 모서리 연결부위에 인바 튜브를 결합하고, 인바 튜브의 일단부에 용접으로 결합되는 엔드 스트레이크의 주름부에 대한 이격거리를 최대한으로 확보함으로써, 화물창의 제작시 발생하는 용접구간의 전 길이를 최소화하고 그에 따른 용접의 작업공정과 소요시간을 최소화하는 효과를 구현할 수 있게 된다.
또한, 본 고안은 액화천연가스 운반선의 화물창 제작시 엔드 스트레이크와 스트레이크 사이의 겹치기 이음부위에 대한 위치를 변경하여 이들 사이의 용접부위가 두께가 상대적으로 두꺼운 엔드 스트레이크의 기반하에서 이루어질 수 있도록 함으로써, 용접전류의 상승에 따른 용접속도의 상대적 향상을 구현하여 작업의 효율을 극대화시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.
이하, 본 고안의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 3은 본 고안에 따른 액화천연가스 운반선의 화물창에 대한 주요 부위를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도인 바, 도 3과 도 4는 각각 종래 구조를 도시하고 있는 도 1과 도 2에 대응되는 도면으로서, 본 고안의 각 부위에 대한 설명에 있어 종래와 동일하게 대응되는 참조부위에는 동일한 참조부호를 병기하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 액화천연가스 운반선의 화물창은 횡격벽부(10)와 종격벽부(12)를 상호 결합하여 내부에 소정의 용적을 가지는 입방체 형태의 저장공간을 형성하게 된다.
이를 위해 상기 횡격벽부(10)와 상기 종격벽부(12)는 상호 대응되는 모서리 연결부위를 두께가 대략 1.5mm 정도인 인바 튜브(14)로서 용접하여 결합한다. 그리고, 상기 횡격벽부(10)상에서 상기 인바 튜브(14)의 일단부에 대해 두께가 대략 1.5mm인 엔드 스트레이크(16)의 일단부가 겹치기 이음방식으로 용접되어 결합되고, 상기 횡격벽부(10)상에서 상기 엔드 스트레이크(16)의 타단부에 대해 두께가 대략 0.7mm의 스트레이크(18)의 일단부가 겹치기 이음방식으로 용접되어 결합된다.
그리고, 상기 엔드 스트레이크(16)는 상호 등간격의 이격거리를 두고서 상부로 돌출된 제1주름부(16a)를 형성하고, 상기 스트레이크(18)도 상호 등간격의 이격거리를 두고서 상부로 돌출된 제2주름부(18a)를 형성한다.
이때, 상기 제1주름부(16a)는 상호 이격거리를 상기 제2주름부(18a) 사이의 상호 이격거리에 비해 보다 크게 설정되는 바, 바람직하게는 상기 제1주름부(16a) 사이의 간격이 상기 제2주름부(18a) 사이의 간격에 대해 정수배(定數倍)를 가지도록 설정된다. 이에 따라, 상기 엔드 스트레이크(16)의 제1주름부(16a)와 상기 스트레이크(18)의 제2주름부(18a)는 각각의 대응되는 선단부위가 맞대기 이음방식으로 용접되어 결합될 수 있는 바, 즉 상기 엔드 스트레이크(16)의 제1주름부(16a)는 상기 스트레이크(18)의 제2주름부(18a)에 대해 다수개로 걸러 하나씩 대응하여 접합된다.
예컨대, 상기 스트레이크(18)의 제2주름부(18a) 사이의 이격거리가 500mm 정도로 설정되면, 상기 엔드 스트레이크(16)의 제1주름부(16a) 사이의 이격거리는 500mm에 대한 N배의 정수배에 해당하는 1000mm 또는 2000mm 등과 같이 설정될 수 있다.
이에 따라, 액화천연가스 운반선의 화물창에 있어 상기 스트레이크(18)를 통해 입력되는 종방향의 하중은 상기 엔드 스트레이크(16)를 통해 상기 인바 튜브(14)로 전달되고, 상기 인바 튜브(14)로 입력된 하중은 선체로 효과적으로 분산되어 흡수될 수 있게 된다.
이때, 상기 엔드 스트레이크(16)의 제1주름부(16a)와 상기 스트레이크(18)의 제2주름부(18a)는 각각 맞대기 이음방식으로 결합되어 있어 하중의 전달을 용이하게 하고, 특히 상기 스트레이크(18)에 비해 주름부의 이격거리를 정수배로서 더 크게 설정하고 있는 상기 엔드 스트레이크(16)는 화물창의 구석부위에 해당하고 두께가 대략 1.5mm 정도로 두껍게 설정되어 있기 때문에 두께가 대략 0.7mm인 상기 스트레이크(18)에 비해 받는 힘이 작을 뿐만 아니라 부재가 가지는 스펙(두께)의 차이로부터 하중의 분산을 더 효과적으로 구현할 수 있으므로, 상기 스트레이크(18)를 통해 입력되는 하중을 상기 인바 튜브(14)를 통해 선체로 전달함에 있어 아무런 문제를 유발하지 않게 된다.
이 결과, 본 고안이 적용되는 액화천연가스 운반선 화물창에서는 상기 엔드 스트레이크(16)가 가지는 제1주름부(16a)의 이격거리가 종래 구조에 비해 상대적으로 크게 설정되므로, 제작시 필요한 용접구간을 보다 단축시킬 수 있어 용접에 소 요되는 공정과 시간을 줄일 수 있게 된다.
그리고, 액화천연가스 운반선의 화물창을 구성하는 도 3에 도시된 상기 횡격벽부(10)와 상기 종격벽부(12)에 있어, 상기 횡격벽부(10)의 하부에는 1차 단열층(20)이 구비되고, 상기 1차 단열층(20)의 하부에는 2차 단열층(22)이 구비되며, 상기 2차 단열층(22)의 하부에는 선체(24)가 위치하게 된다. 또한, 상기 1차 단열층(20)과 상기 2차 단열층(22)은 이들 사이에서 등간격을 두고 설치된 지지체(26)에 의해 상호 구속되어 있어, 상기 횡격벽부(10)와 상기 종격벽부(12)가 형성하는 내부의 저장공간은 외부로부터 효과적으로 단열 처리될 수 있게 된다. 아울러, 상기 종격벽부(12)도 도 3에서 완전하게 도시되어 있지 않지만 상기 횡격벽부(10)와 동일한 구조의 단열처리 구조물을 가지고 있음은 물론이다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 엔드 스트레이크(16)는 상기 인바 튜브(14)에 대해 화물창의 내부 저장공간을 기준으로 상기 엔드 스트레이크(16)의 일단부가 상기 인바 튜브(14)의 선단부를 상부에서 덮도록 설치된 다음 용접으로 결합되고, 상기 엔드 스트레이크(16)의 타단부는 상기 스트레이크(18)의 일단부의 하부에 위치한 다음 용접으로 결합되는 구조를 가진다.
즉, 본 고안에 따르면, 상기 엔드 스트레이크(16)와 상기 스트레이크(18) 사이의 겹치기 이음부위는 화물창의 내부 저장공간을 기준으로 상기 스트레이크(18)의 일단부가 상기 엔드 스트레이크(16)의 타단부를 상부에서 덮도록 설치된 다음 용접으로 결합되는 구조를 갖게 된다.
이에 따라, 상기 인바 튜브(14)와 상기 엔드 스트레이크(16) 사이의 자동용 접구간에서는 용접작업이 두께가 대략 1.5mm인 상기 인바 튜브(14)상에서 이루어질 수 있으므로, 용접전류의 상승에 따른 용접속도의 증가를 도출할 수 있게 된다.
또한, 상기 엔드 스트레이크(16)와 상기 스트레이크(18) 사이의 자동용접구간에서도 용접작업이 두께가 대략 1.5mm인 상기 엔드 스트레이크(16)상에서 이루어질 수 있으므로, 종래 구조에 비해 용접전류를 상승시켜 용접속도를 증가할 수 있게 되므로, 용접작업시 효율을 종래에 비해 향상시킬 수 있게 된다.
이상에서 첨부된 도면을 참조로 하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 고안은 상술한 특정의 실시예에 한정되는 것이 아니며, 이하에서 기술되는 청구범위에 기재된 본 고안의 기술적 사상의 범위 내에서 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자로부터 다양한 형태의 개량이나 변형 실시가 가능함은 물론이다.
도 1은 종래 액화천연가스 운반선의 화물창에 대한 주요 부위를 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.
도 3은 본 고안에 따른 액화천연가스 운반선의 화물창에 대한 주요 부위를 도시한 사시도.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10-횡격벽부 12-종격벽부
14-인바 튜브 16-엔드 스트레이크
18-스트레이크 20-1차 단열층
22-2차 단열층 24-선체
26-지지체

Claims (3)

  1. 액화천연가스 운반선의 화물창에 있어 횡격벽부와 종격벽부 사이의 모서리 연결부위에 결합되는 인바 튜브;
    상기 횡격벽부상에서 상기 인바 튜브에 대해 일단부가 겹치기 이음방식으로 결합되고 상호 이격된 다수의 제1주름부를 갖춘 엔드 스트레이크;
    상기 횡격벽부상에서 상기 엔드 스트레이크의 타단부에 대해 일단부가 겹치기 이음방식으로 결합되고 상호 이격된 다수의 제2주름부를 갖춘 스트레이크를 구비하고;
    상기 제1주름부 사이의 간격은 상기 제2주름부 사이의 간격에 대해 정수배로 설정되도록 구성되는 액화천연가스 운반선 화물창의 엔드 스트레이크 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔드 스트레이크의 제1주름부와 상기 스트레이크의 제2주름부의 각각 대응되는 선단부위는 맞대기 이음방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선 화물창의 엔드 스트레이크 구조.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 엔드 스트레이크와 상기 스트레이크 사이의 겹치기 이음부위는 화물창의 내부 저장공간을 기준으로 상기 엔드 스트레이크의 타단부에 상기 스트레이크의 일단부가 상부에서 덮이도록 결합되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선 화물창의 엔드 스트레이크 구조.
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