KR20110067494A - 복합 소재를 사용한 선박의 고온 유체 저장 탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액상의 탄성 중합체를 "□"형 채널을 이용하여 금속 거푸집 형태에 충진하여 제작되거나, 별도의 폼으로 제작된 발포성 탄성 중합체로 제작된 코어를 두 개의 금속판과 중앙에 채워넣어 고온 유체 저장용 탱크 격벽의 사용 조건하에서 열 응력에 의한 과다 변형 발생을 억제하는 동시에 단열 성능을 가질 수 있도록 하는 복합소재를 사용한 선박의 고온 유체 저장 탱크를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 나란한 두개의 금속 외판으로 이루어진 플레이트로 구성된 선박의 고온 유체 저장 탱크에 있어서, 상기 플레이트의 두 개의 금속 외판 사이에 발포성 탄성 중합체를 충진하여 생성되는 복합소재를 사용하도록 함으로써, 발포성 탄성 중합체를 충진재로 사용함으로써 연료유와 같은 고온 유체의 저장 탱크의 격벽의 제작시 기존의 스틸 구조에서 동등한 구조적인 안전성을 가지고 있으면서, 열 응력에 의한 과다 변형 발생을 억제하는 동시에 단열 성능을 가질 수 있는 효과가 있는 복합 소재를 사용한 선박의 고온 유체 저장 탱크를 제공하는 것을 그 기술적 요지로 한다.

복합소재, 발포성, 탄성 중합체, 충진, 단열

Description

복합 소재를 사용한 선박의 고온 유체 저장 탱크{The high temperature fluidal storage cave of the vessel which uses a complex subject matter}

본 발명은 선박의 고온 유체 저장 탱크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료유와 같은 고온 유체의 저장 탱크의 격벽의 제작시 기존의 스틸 구조에서 동등한 구조적인 안전성을 가지고 있으면서, 유리섬유와 같은 단열 성능을 가진 복합 소재로 대체함으로써 구조 경량화 및 생산 단가의 절감을 꾀할 수 있도록 하는 복합 소재를 사용한 선박의 고온 유체 저장 탱크에 관한 것이다.

일반적으로 고온 선박 연료유를 저장하는 탱크는 도 1 과 같이 주판과 보강재간의 용접을 통하여 제작된 격벽에 단열재를 부착하여 제작된다. 이때 일반적으로 사용되는 단열재는 유리섬유(glass wool)이며, 스터드 용접을 이용하여 부착된다.

도 2는 단열재가 부착된 연료유 저장 탱크의 격벽의 사진이다. 도 2 와 같이 선박 연료유 저장 탱크의 경우 단열재 부착을 위하여 매우 높은 수준의 정도 관리가 요구된다, 이에 각 조선소에서는 연료유 저장 탱크의 격벽 제작시 매우 철저한 변형 제어 기준을 적용하고 있다. 그러나 실제 운항 조건하에서 선박의 엔진 구동을 위하여 연료유는 80℃ 이상의 고온으로 가열 유지됨으로써 탱크의 격벽에는 제작 과정 중에 발생하지 않는 과다 변형이 시운전 길제 운항 조건하에서 빈번하게 발생하여 왔다.

이에 대부분의 조선소에서는 상기한 문제를 해결하기 위한 방안으로 탱크의 주판 두께를 증가시킴으로써 이를 제어하는 설계 방안을 적용하고 있다. 그러나 이러한 제어 방안은 주판 두께 증가에 따른 재료비 증가와 무게 증가에 따른 운반 하중의 감소 그리고, 과다한 변형 교정 작업으로 인한 작업 공수의 증가등과 같은 문제를 유발하고 있다. 그리고 선박의 조립 단계에서 부착되는 단열재의 시공을 위한 공수 및 공기 또한 선박을 제조하는 조선소에는 커다란 부담으로 작용하는 것이 사실이다.

한편, 비발포 탄성 중합체를 사용한 플레이트는 열 전달계수 및 열 팽창 계수가 발포성 탄성중합체에 비하여 상대적으로 크기 때문에 단열성능 및 열 웅력 제어을 위한 구조재로는 적합하지 못한 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 액상의 탄성 중합체를 "□"형 채널을 이용하여 금속 거푸집 형태에 충진하여 제작되거나, 별도의 폼으로 제작된 발포성 탄성 중합체로 제작된 코어를 두 개의 금속판과 중앙에 삽입 접착하여 고온 유체 저장용 탱크 격벽의 사용 조건하에서 열 응력에 의한 과다 변형 발생을 억제하는 동시에 단열 성능을 가질 수 있도록 하는 복합 소재를 사용한 선박의 고온 유체 저장 탱크를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 나란한 두개의 금속 외판으로 이루어진 플레이트로 구성된 선박의 고온 유체 저장 탱크에 있어서, 상기 플레이트의 두 개의 금속 외판 사이에 발포성 탄성 중합체를 충진하여 생성되는 복합 소재를 사용하도록 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 발포성 탄성 중합체의 충진은 금속외판의 주변부를 "□"형 채널을 이용하여 감싸고, "□"형 채널의 입구를 통하여 액상의 탄성 중합체를 흘려넣어 충진하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 발포성 탄성 중합체를 폼으로 제작하여 금속외판에 부착하고, 금속 외판이 부착된 발포성 탄성 중합체의 폼의 반대편에 금속외판을 접착하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발포성 탄성 중합체의 경우 사용 조건하에서 탄성률과 연신률이 각각 금속 판의 탄성률과 연신율을 초과하지 않으며, 열전도계수가 0.1W/mK 그리고, 열 팽창 계수가 175x10^-6/^oC를 초과하지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 발포성 탄성 중합체를 충진재로 사용함으로써 연료유와 같은 고온 유체의 저장 탱크의 격벽의 제작시 기존의 스틸 구조에서 동등한 구조적인 안전성을 가지고 있으면서, 유리섬유의 단열 성능을 가지도록 하여 구조 경량화 및 생산 단가의 절감을 꾀할 수 있는 효과가 있다.

또한, 열 응력에 의한 과다 변형 발생을 억제하는 동시에 단열 성능을 가질 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 은 본 발명인 복합 소재의 단면 구조를 나타낸 것이고, 도 4 는 복합 소재를 이용한 선박의 고온 유체 저장 탱크의 격벽을 나타낸 것이다.

상기 도면에서 보는 바와 같이 본 발명은 나란한 두개의 금속 외판(103)으로 이루어진 플레이트로 구성된 선박의 고온 유체 저장 탱크에 있어서, 상기 플레이트 의 두 개의 금속 외판(103) 사이에 발포성 탄성 중합체(104)를 충진하여 생성되는 복합 소재를 사용하여 단열을 할 수 있도록 한다.

상기 플레이트의 금속 외판 사이에 발포성 탄성 중합체(104)를 충진하기 위하여 금속외판의 주변부를 "□"형 채널(105)을 이용하여 감싼다.

그후 "□" 형 채널(105)의 입구를 통하여 액상의 탄성 중합체를 흘려넣게 되면 액상의 탄성 중합체는 두 개의 금속 외판 사이에 채워지게 되고, 다 채워진 후 입구를 막음으로써 충진이 완료되도록 한다.

또한, 별도의 폼으로 제작된 발포성 탄성 중합체를 사용하여 플레이트를 제작할 수 있는데, 발포성 탄성 중합체를 폼으로 제작하여 금속외판에 접착하고, 금속 외판이 부착된 발포성 탄성 중합체의 폼의 반대편에 금속외판을 접착시킴으로써 샌드위치의 형태를 하도록 하여 탱크의 단열을 이룰 수 있도록 한다.

상기 발포성 탄성 중합체의 경우 사용 조건하에서 탄성률과 연신률이 각각 금속 판의 탄성률과 연신율을 초과하지 않으며, 열전도계수가 0.1W/mK 그리고, 열 팽창 계수가 175x10^-6/^oC를 초과하지 않도록 한다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

도 1 은 종래 선박의 고온 유체 저장 탱크의 steel 격벽

도 2 는 종래 선박의 고온 유체 저장 탱크의 steel 격벽에 부착된 단열재

도 3 은 본 발명인 선박의 고온 유체 저장 탱크의 복합 소재 단면도

도 4 는 복합 소재를 이용한 선박의 고온 유체 저장 탱크의 격벽

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 금속 주판 101:보강재

102: 단열재 103: SPS 금속 외판

104: 발포성 탄성 중합체 105: "□"형 채널

Claims (4)

1. 나란한 두개의 금속 외판으로 이루어진 플레이트로 구성된 선박의 고온 유체 저장 탱크에 있어서, 상기 플레이트의 두 개의 금속 외판 사이에 발포성 탄성 중합체를 충진하여 생성되는 복합 소재를 사용하는 것을 특징으로 하는 복합 소재를 사용한 선박의 고온 유체 저장 탱크.
2. 청구항 1 에 있어서,

   상기 발포성 탄성 중합체의 충진은 금속외판의 주변부를 "□"형 채널을 이용하여 감싸고, "□"형 채널의 입구를 통하여 액상의 탄성 중합체를 흘려넣어 충진하도록 하는 것을 특징으로 하는 복합 소재를 사용한 선박의 고온 유체 저장 탱크.
3. 청구항 1 에 있어서,

   발포성 탄성 중합체를 폼으로 제작하여 금속외판에 접착하고, 금속 외판이 부착된 발포성 탄성 중합체의 폼의 반대편에 금속외판을 접착시켜 충진하는 것을 특징으로 하는 복합 소재를 사용한 선박의 고온 유체 저장 탱크.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 선택된 한 항에 있어서,

   상기 발포성 탄성 중합체의 경우 사용 조건하에서 탄성률과 연신률이 각각 금속 판의 탄성률과 연신율을 초과하지 않으며, 열전도계수가 0.1W/mK 그리고, 열 팽창 계수가 175x10^-6/^oC를 초과하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 복합 소재를 사용한 선박의 고온 유체 저장 탱크.

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