KR20130052304A - 저온 유체화물 화물창 지지구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LNG 운반선 또는 부유식 LNG 저장설비 등에 구비되는 화물창의 내부에 화물의 탑재나 하역에 따른 수축,팽창시 항상 일정하게 화물창을 지지할 수 있도록 하는 저온 유체화물 화물창 지지구조체가 개시된다.
본 발명은 저온 유체 화물을 저장하는 화물창의 둘레면을 따라 유체 화물의 선적 및 하역시 온도변화에 따라 수축,팽창하는 화물창에 대응하여 밀착,지지되도록 하는 지지구조체로서, 화물창의 측면 및 저면에 설치되어 내부에 유체를 포함하면서 저면 지지구조물과 측면 지지구조물 간에 서로 유체의 이동이 가능하고 신축성을 가지는 튜브로 이루어진 유체 스프링으로 구성된 것이다.

Description

저온 유체화물 화물창 지지구조체{A Structure for Supporting Cargo Tank of Low Temperature Fluid Cargo}

본 발명은 저온 유체화물 화물창 지지구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LNG 운반선 또는 부유식 LNG 저장설비 등에 구비되는 화물창의 내부에 화물의 탑재나 하역에 따른 수축,팽창시 항상 일정하게 화물창을 지지할 수 있도록 하는 지지구조체에 관한 것이다.

일반적으로, 천연가스는 육상 또는 해상의 가스 배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(이하 "LNG"라고 함)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 상태로 원거리의 소비지로 운반된다. LNG는 천연가스를 극저온(대략 섭씨 -163도)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 약 1/600로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 상당히 적합하다.

LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소비처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선이나, LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소비처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel)는 LNG의 극저온에 충분히 견딜 수 있는 화물창을 구비한다.

근래에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 이러한 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 화물창이 구비된다.

LNG FPSO는, 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 화물창 내에 저장하고, 필요시 이 화물창 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다. 또 LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 화물창에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.

이와 같이, LNG와 같은 액체 화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물 내에는 모두 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 화물창이 설치되어 있다.

이러한 화물창은 여러개를 배열,설치하는데, 선박 운항시 화물창을 안정된 상태로 유지하기 위해 화물창을 지지하는 지지 구조체가 설치된다.

일례로서, 대한민국 공개특허 제 10-2009-132225호(이하 "선행기술문헌"이라 합니다)의 내용인 액화천연가스 저장탱크 및 이를 구비한 LNG 선박이 개시되어 있다.

선행기술문헌의 개시내용을 간략히 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 화물창(42)안에 탑재되는 저장고(30)와의 상에 스페이서(150), 열전도가 낮은 압축 목재와 같은 재질의 저장고 지지부재(60), 외벽 지지부재(62)를 설치하여 지지하도록 한 구조이다.

그러나, 종래의 화물창인 저장탱크 지지구조체는 화물창의 둘레면에 간격을 두고 복수의 지지대를 설치한 구조로 되어 있어 확실한 지지상태를 유지하지 못하고, 온도변화에 따라 확실한 지지상태를 유지하지 못하였다.

다시 말해서, 예를 들어 저온의 LNG를 화물창안에 충전하면, 온도저하에 따라 화물창이 수축되고, 그러면 수축된 만큼 지지대와의 간격이 생기기 때문에, 확실한 밀착,지지상태를 유지하지 못하였고, 따라서, 이러한 불안정한 상태를 극복하기 위해서, 종래에는 화물창의 두께를 두껍게 하거나 또는 화물창의 내부 보강구조를 복잡하게 형성하여 온도변화를 최대한 억제하여 화물창을 제조할 수 밖에 없어 그 만큼 작업공수가 늘어나고, 재료비가 상승하는 등의 문제점이 있는 것이다.

대한민국 공개특허 제 10-2009-132225호(공개일 : 2009.12.30)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 이루어진것으로서, 본 발명의 목적은 화물량에 따른 화물창의 수축 및 팽창량에 관계없이 항상 밀착되어 화물창을 지지해줄 수 있도록 한 지지구조체를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해결 수단은, 저온 유체 화물을 저장하는 화물창의 둘레면을 따라 유체 화물의 선적 및 하역시 온도변화에 따라 수축,팽창하는 화물창에 대응하여 밀착,지지되도록 하는 지지구조체로서,

상기 화물창의 측면 및 저면에 설치되어 내부에 유체를 포함하면서 저면 지지구조물과 측면 지지구조물 간에 서로 유체의 이동이 가능하고 신축성을 가지는 튜브로 이루어진 유체 스프링으로 구성된 것이다.

또한, 상기 화물창의 하부에 구비되는 하부 튜브와 화물창의 측면에 구비되는 측면 튜브안의 유체가 이동가능하도록 하부 튜브와 측면 튜브간에 연통되는 유체 이동관이 형성된 것이다.

또한, 상기 유체 이동관에는 유체의 유량을 조절할 수 있는 유량조절밸브가 더 구비되는 구조를 가진다.

이와 같이, 본 발명은 간단한 지지구조를 통해 LNG와 같은 유체 화물을 수송하는 선박에 설치된 화물창이 유체 화물의 탑재 전,후에 따른 수축 및 팽창을 하더라도 항상 지지해줄 수 있어 안정된 상태를 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 화물창의 하중에 따라 유체 스프링안의 유체가 하부에서 측면으로 이동하여 측면 지지를 해주기 때문에, 종래의 고무와 같은 탄성체에 의한 지지상태와 비교할때, 유체 화물의 탑재량에 따른 화물창의 수축,팽창량에 맞도록 최적의 지지상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 화물창의 수축,팽창에 관계없이 항상 밀착,지지상태를 유지하므로, 수축,팽창에 둔감하도록 화물창의 두께를 두껍게 할 필요가 없고, 화물창의 내부 보강구조를 단순화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 액화천연가스 저장탱크의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 화물창 지지구조체를 나타낸 단면도로서, LNG 탑재전 상태이다.
도 3은 도 2의 상태에서 LNG를 탑재한 상태의 단면도이다.

이하. 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 화물창 지지구조체를 나타낸 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, LNG 운반선의 홀드안과 같은 수용부안에 설치되어 LNG와 같은 저온 유체 화물을 충전하여 운반하는 화물창(150)의 둘레면(하부 및 측면)을 지지하는 지지 구조체로서, 상기 지지 구조체는 화물창(150)의 둘레면에 구비되면서 이동가능한 유체(F)를 포함하고 신축성을 가지는 유체 스프링(200)으로 이루어진 구조이다.

상기 유체 스프링(200)은 신축성을 가지면서 화물창(150)의 하부를 지지하는 하부 튜브(201)와, 화물창(150)의 측면을 지지하는 측면 튜브(202)로 구성되고, 상기 하부 튜브(201)와 측면 튜브(202)는 유체 이동관(203)으로 각각 연결된 구조를 가진다.

상기 하부 튜브(201)와 측면 튜브(202)의 내부에 구비되는 유체(F)는 공기, 물과 같은 것이다.

본 실시 예에 있어서, 화물창(150)은 저면 지지구조물과 측면 지지구조물을 이루는 선박의 홀드(160)안의 격벽(161)사이에 탑재되어 지지되어 있다.

또한, 본 실시 예에 있어서, 화물창(150)의 둘레면에는 외부와의 열이동을 차단시켜서 화물창(150)안에 탑재되는 LNG(L)의 온도를 그대로 유지할 수 있도록 하는 단열재(151)(보온재)가 감싸져 있다.

또한, 본 발명은 하부 튜브(201)와 측면 튜브(202)를 연결해주는 유체 이동관(203)에 유량조절밸브(210)(예를 들어 체크밸브부 니들밸브)를 더 구비한 구조를 가진다.

본 발명은 상기 유체 이동관(203)에 유량조절밸브(210)를 구비함으로써, 화물창(150) 측면의 수축,팽창량과 화물(LNG)량의 증가 및 감소에 따라 하부 튜브(201)에서 측면 튜브(202)로 보낼 수 있는 유체량을 계산 또는 현장에서 점검하여 상기 유량조절밸브(210)를 통해 유체 공급량을 조절할 수 있다.

또한, 도시되지는 않았지만, 하부 튜브(201)안의 유량이 부족한 경우, 별도의 유압펌프와 탱크를 구비하여 유체를 하부 튜브(201)안에 공급함으로써, 화물창(150)의 측면을 빈틈없이 확실하게 지지할 수 있다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 화물창(150)안에 LNG가 탑재되기 전 상태에서, 도 4에 도시된 바와 같이, LNG(L)를 탑재한 상태에서는 화물창(150)이 수축하게 된다.

따라서, 도 2 및 도 3에서와 같이, 화물창(150)이 수축함에 따라 유체 화물인 LNG(L)의 탑재전 측면 튜브(202)의 두께(B) 만큼 팽창되는 것이다.

더욱 구체적으로 설명하면, 화물창(150)안에 LNG(L)가 탑재되면 LNG(L)의 하중에 의해 화물창(150)의 하부에 위치하고 있는 하부 튜브(201)는 눌려지고, 그러면 하부 튜브(201)안에 들어있는 유체(F)는 눌려진 만큼 하부 튜브(201)의 양단부에 연통되게 형성된 유체 이동관(203)을 통해 측면 튜브(202)로 이동하게 된다.

그에 따라, 측면 튜브(202)는 유체(F)가 하부 튜브(201)에서 측면 튜브(202)로 이동되는 만큼 부피가 팽창하게 되면서 화물창(150)의 수축량에 비례하여 화물창(150)의 좌우 측면으로 실시간(타임 딜레이 없이)으로 밀착되면서 화물창(150)을 지지하게 된다.

또한, 저온 액체화물을 하역하는 경우에는 반대로 하역이 진행되면서 점차 화물창(150)이 팽창되면서 측면 튜브(202)가 압축되어 유체(F)가 하부 튜브(201)로 이동하면서 항상 화물창(150)의 좌우 측면 지지구조물인 격벽(161)간에 실시간으로 틈이 없이 밀착되면서 지지하게 된다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 유량조절밸브(210)가 유체 이동관(203)에 각각 설치되어서 하부 튜브(201)에서 측면 튜브(202)로 보내는 유체량을 적절히 조절하여 가감할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의거 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

F : 유체
L : LNG
150 : 화물창
151 : 단열재
160 : 홀드
161 : 격벽
200 : 유체 스프링
201 : 하부 튜브
202 : 측면 튜브
203 : 유체 이동관
210 : 유량조절밸브

Claims (3)

1. 저온 유체 화물을 저장하는 화물창의 둘레면을 따라 유체 화물의 선적 및 하역시 온도변화에 따라 수축,팽창하는 화물창에 대응하여 밀착,지지되도록 하는 지지구조체로서,
   화물창의 측면 및 저면에 설치되어 내부에 유체를 포함하면서 저면 지지구조물과 측면 지지구조물 간에 서로 유체의 이동이 가능하고 신축성을 가지는 튜브로 이루어진 유체 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 저온 유체화물 화물창 지지구조체.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 화물창의 하부에 구비되는 하부 튜브와 화물창의 측면에 구비되는 측면 튜브안의 유체가 이동가능하도록 하부 튜브와 측면 튜브간에 연통되는 유체 이동관이 형성된 것을 특징으로 하는 저온 유체화물 화물창의 지지구조체.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 유체 이동관에는 유체의 유량을 조절할 수 있는 유량조절밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 저온 유체화물 화물창의 지지구조체.

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