KR20150002511U - 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조 및 그 단열박스 제작 방법 - Google Patents

선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조 및 그 단열박스 제작 방법 Download PDF

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Abstract

본 고안은 선박의 운행 동안 발생하는 진동과 운동으로 인하여 공극이 발생하더라도 제2 단열 부재를 추가하여 단열 성능의 저하를 방지하고, 저장가스의 자연기화율(BOR: Boil Off Rate)의 상승을 억제하며, 수송 경제성을 향상시킬 수 있는 선박용 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조 및 그 단열박스 제작 방법에 관한 것이다.
본 고안의 선박용 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조는 내부에 수용 공간을 갖는 일면 개방된 단열박스 몸체; 상기 단열박스 몸체의 일면 개방 부를 커버하는 덮개 부재; 상기 단열박스 몸체의 수용 공간에 충전되는 제1 단열 부재; 및 상기 단열박스 몸체와 덮개 부재의 내면에 구비되는 제2 단열 부재;를 구비한다.

Description

선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조 및 그 단열박스 제작 방법{MEMBRANE TYPE INSULATION BOX STRUCTURE FOR STORING LIQUID GAS IN SHIP AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 고안은 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조 및 그 단열박스 제작 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박의 운행 동안 발생하는 진동과 운동으로 인하여 단열박스 내부 상측에 공극이 발생하더라도 제2 단열 부재에 의해서 공기가 외부로 누출되지 않기 때문에 단열 성능의 저하를 효과적으로 방지할 수 있는 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조 및 그 단열박스 제작 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액화화물은 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 액화된 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하, 'LNG'라 함)의 상태로 LNG 수송선에 저장되어 원거리의 소비처로 운반된다.
이러한 LNG는 천연가스를 극저온, 예컨대 대략 -163℃로 냉각하여 얻어지는 것으로서, 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로, 해상을 통한 원거리 운반에 적합하다.
이와 같은 LNG는 LNG 수송선에 실려서 바다를 통해 운반되어 육상 소요처에 하역되거나, LNG RV(LNG Regasification Vessel)에 실려서 바다를 통해 운반되어 육상 소요처에 도달한 후 재 기화되어 천연가스 상태로 하역될 수 있는데, LNG 수송선과 LNG RV에는 LNG의 극저온에 견딜 수 있는 LNG 저장탱크('화물창'이라고도 함)가 마련된다.
또한, 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 LNG 저장탱크와 같은 액체화물 저장탱크가 포함된다.
여기서, LNG FPSO는 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요 시 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다.
또한, LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 저장탱크에 저장한 후, 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.
이와 같은 LNG 저장탱크는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 단열재가 화물의 하중에 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립탱크형(Independent Tank Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류된다.
단열재가 화물의 하중에 직접적으로 작용하지 않는 독립 탱크형 저장탱크는 MOSS형과 IHI-SPB형으로 나뉘며, 단열재가 화물의 하중에 직접적으로 작용하는 멤브레인형 저장탱크는 GT NO 96형과 TGZ Mark Ⅲ형으로 나누어진다.
종래 기술의 일 실시 예에 따른 화물창 즉 멤브레인형인 GT NO 96형 화물창은, 선체의 내벽에 적층되어 설치되며 플라이우드 박스(Plywood Box) 및 펄라이트(Perlite) 등으로 이루어지는 1차 단열박스 및 2차 단열박스를 포함한다. 이러한 화물창에 관련된 선행기술은 한국특허공개공보 제2003-39709호(2003.05.22) 및 한국특허공개공보 제2006-0043695에 개시되어 있다.
이러한 화물창에는 단열재로 충전된 단열박스를 포함한다.
도 1은 종래 단열박스 구조를 개략적으로 도시한 구성도로서, 왼쪽 그림은 운행 전의 상태이고 오른쪽 그림은 운행 후의 상태를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 단열박스 구조는 단열박스(1) 내에 펄라이트(P)와 같은 입자형상의 단열재가 충전되어 이루어진다.
그러나, 종래의 단열박스 구조는 선박의 장시간 운행 동안 발생하는 진동과 운동으로 인하여 단열박스(1) 상부에 공극(G)이 발생하게 되고, 그 공극으로 인하여 대류가 발생하여, 즉 공기가 누출되어 단열성능이 저하되므로, 액체 저장가스의 자연기화율(BOR: Boil Off Rate)이 높아져 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.
한국특허공개공보 제2003-39709호 한국특허공개공보 제2006-0043695호
따라서, 본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 선박의 운행 동안 발생하는 단열박스의 공극이 발생하더라도 제2 단열 부재를 설치하여 공기의 누출을 방지함으로써, 단열 성능의 저하를 방지하고, 저장가스의 자연기화율(BOR: Boil Off Rate)의 상승을 억제하며, 수송 경제성을 향상시킬 수 있는 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조 및 그 단열박스 제작 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 고안의 일 측면에 따르면, 본 고안은 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조에 있어서, 내부에 수용 공간을 갖는 일면 개방된 단열박스 몸체; 상기 단열박스 몸체의 일면 개방 부를 커버하는 덮개 부재; 상기 단열박스 몸체의 수용 공간에 충전되는 제1 단열 부재; 및 상기 단열박스 몸체의 내측에 구비되는 제2 단열 부재;를 포함하는 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조를 제공한다.
상기 단열박스 몸체와 상기 덮개 부재는 플라이우드 재질(Plywood Material)로 이루어지고, 상기 제1 단열 부재는 펄라이트로 이루어지며, 상기 제2 단열 부재는 폴리우레탄계 발포체(Polyuretan Based Foam)로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 제2 단열부재는 플레이트 형태의 강화 폴리우레탄폼으로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.
상기 제2 단열 부재는 상기 단열박스 몸체와 상기 덮개 부재에 의해 형성되는 단열박스의 전후좌우 상하 측 중 적어도 상부 측과 선박의 외측을 향하는 측면에 구비되는 것이 바람직하다.
본 고안의 다른 측면에 따르면, 본 고안은 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스를 제작하는 방법에 있어서, 내부에 복수의 구획 벽에 의해 복수의 구획 공간을 구비하는 일면 개방된 단열박스 몸체를 마련하는 단열박스 몸체 마련 단계; 상기 단열박스 몸체의 복수 구획 공간으로 제2 단열 부재를 설치하는 단계; 상기 단열박스 몸체의 복수 구획 공간으로 제1 단열 부재를 충전하는 제1 단열 부재 충전 단계; 및 상기 단열박스 몸체의 개방 부를 덮개 부재로 커버하는 커버 단계;를 포함하되, 상기 제2 단열 부재에 의해서 단열박스 내부의 공극으로 인한 자연기화율의 상승을 억제하는 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스의 제작 방법을 제공한다.
상기 단열박스 몸체 마련 단계의 단열박스 몸체와 상기 덮개 부재 커버 단계의 덮개 부재는 플라이우드 재질로 이루어지고, 상기 제1 단열 부재 충전 단계의 제1 단열 부재는 펄라이트로 이루어지며, 상기 제2 단열 부재는 플레이트 형태의 고밀도 강화 폴리우레탄폼으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제2 단열 부재는 상기 단열박스의 전후좌우 상하 측 중 적어도 상부 측과 선박의 외측을 향하는 측면에 구비되는 것이 바람직하다.
본 고안의 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조 및 이의 제작 방법에 따르면, 단열박스 내에 공극이 발생하더라도 제2 단열 부재가 공기의 누출을 차단함으로써, 단열 박스의 단열 성능 저하를 방지하고, 저장가스의 자연기화율의 상승을 억제하며, 이에 따라 수송 경제성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 단열박스 구조를 개략적으로 도시한 구성도로서, 왼쪽 그림은 운행 전의 상태이고 오른쪽 그림은 운행 후의 상태를 도시한 도면,
도 2는 본 고안에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조를 도시한 일측에서 바라본 분해 사시도,
도 3은 본 고안에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조를 도시한 타측에서 바라본 분해 사시도,
도 4는 본 고안에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조를 도시한 단면도, 그리고
도 5는 본 고안에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스의 제작 방법을 도시한 플로차트이다.
본 고안과 본 고안의 동작상의 이점 및 본 고안의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 고안의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하에서 설명되는 본 고안에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조 및 이의 제작 방법은 GT No 96타입의 액화가스 저장탱크(화물창) 등 액화가스를 저장하기 위한 멤브레인형 화물창의 모든 단열박스 구조에 적용될 수 있다.
본 고안에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조 및 이의 제작 방법에 따르면, 선박의 운행 중 단열박스 내에 공극이 발생하더라도 이로 인한 단열 성능의 저하를 방지하고, 저장가스의 자연기화율(BOR: Boil Off Rate)의 상승을 억제하며, 이에 따라 수송 경제성을 향상시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조 및 그 단열박스 제작 방법을 상세히 설명한다.
먼저, 본 고안에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조를 도 2 내지 4를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 고안에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조를 도시한 일측에서 바라본 분해 사시도이고, 도 3은 본 고안에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조를 도시한 타측에서 바라본 분해 사시도이며, 도 4는 본 고안에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조를 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조는 내부에 복수의 구획 벽(110)으로 구획되어 형성되는 일면 개방된 단열박스 몸체(100), 상기 단열박스 몸체(100)의 일면 개방 부를 커버하는 덮개 부재(120), 상기 복수의 구획 벽(110)에 의해 구획된 복수의 단열박스 몸체(100)의 공간에 충전되는 제1 단열 부재(130), 및 상기 단열박스 몸체(100)의 내측에 구비되는 제2 단열 부재(200)를 포함한다.
상기 단열박스 몸체(100)와 덮개 부재(120)는 플라이우드 재질(Plywood Material)로 이루어지는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 덮개 부재(120)에는 단열박스의 상부 측에 배치되는 제2 단열 부재(200)를 지지하기 위한 지지대(121)가 형성될 수 있다. 상기 지지대(121)는 제2 단열 부재(200)가 하측으로 하강하지 못하도록 하는 역할을 한다.
상기 제1 단열 부재(130)는 펄라이트(Perlite)와 같은 입자형상의 단열재로 이루어진다.
상기 제2 단열 부재(200)는 플레이트 형태의 폴리우레탄계 발포체(Polyuretan Based Foam)로 이루어지는 것이 바람직하며, 예를 들어 상기 제2 단열 부재(200)는 고밀도의 강화 폴리우레탄폼(R-PUF: Reinforced PU-foam)으로 이루어질 수 있다.
강화 폴리우레탄폼(R-PUF: Reinforced PU-foam)은 풍랑 및 파도 등 LNG 화물창에 미치는 압력을 견디기 위해 글라스 화이버(GLASS FIBER)가 함침된다.
상기 제2 단열 부재(200)는 상부 판넬(200a)과 측면 판넬(200b)로 구성될 수 있다.
선박의 운행에 따른 진동과 운동에 의해 단열박스 내에서 공극(G)이 상부 측에 발생하므로, 상기 제2 단열 부재(200)는 기본적으로 단열박스 몸체(100)의 상부 내면에 구비되고, 또한 상대적으로 열 교환이 많이 이루어지는 선박의 외측을 향하는 측의 단열박스 몸체(100)의 내면 측(도면에서는 덮개 부재 내면 측)에 구비되는 것이 바람직하다.
상기 제2 단열 부재(200)의 구비 위치는 이에 한정되지 않으며, 단열박스 몸체(100)의 상하좌우 전후 측 모두에 구비될 수도 있다.
다음으로, 본 고안에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스의 제작 방법에 대하여, 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 고안에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스의 제작 방법을 도시한 플로차트이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스의 제작 방법은 내부에 복수의 구획 벽(110)에 의해 복수의 구획 공간을 구비하는 일면 개방된 단열박스 몸체(100)를 마련하는 단열박스 몸체 마련 단계(S 100); 상기 단열박스 몸체(100)의 복수 구획 공간으로 제2 단열 부재(200)를 설치하는 단계(S 200); 상기 단열박스 몸체(100)의 복수 구획 공간으로 제1 단열 부재(130)를 충전하는 제1 단열 부재 충전 단계(S 300); 및 상기 단열박스 몸체(100)의 개방 부를 덮개 부재(120)로 커버하는 커버 단계(S 400);를 포함한다.
좀더 구체적으로 살펴보면, 단열박스 몸체 마련 단계(S 100)에서는, 단열박스 몸체(100) 내부에 복수의 구획 벽(110)에 의해 복수의 구획 공간을 구비한다. 단열박스 몸체(100)는 일면이 개방된 박스 형태를 갖는다.
제2 단열 부재(200)를 설치하는 단계(S 200)에서는, 상기 단열박스 몸체(100)의 복수 구획 공간으로 제2 단열 부재(200)를 설치한다. 상측 판넬(200a)은 단열박스 몸체(100)의 상측으로 설치하고, 측면 판넬(200b)은 단열박스 몸체(100)의 측면으로 설치한다.
제1 단열 부재 충전 단계(S 300)에서는, 복수 구획 공간 안으로 제1 단열 부재(130), 예를 들어 펄라이트를 충전한다.
마지막으로, 커버 단계(S 400)에서는, 상기 단열박스 몸체(100)의 개방 부를 덮개 부재(120)로 커버 한다. 이때, 상기 지지대(121)는 공극(G)이 발생하더라도 제2 단열 부재(200)가 하측으로 하강하지 못하도록 한다.
본 고안에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스의 제작 방법에서는, 상기 제2 단열 부재(200)에 의해서 단열박스 몸체(100) 내부에 공극(G)이 발생하더라도 공기가 외부로 누출되지 않기 때문에 자연기화율의 상승을 억제하는 방법이다.
상기 단열박스 몸체 마련 단계(S 100)에서 마련되는 단열박스 몸체(100)와 상기 덮개 부재 커버 단계(S 400)에 이용되는 덮개 부재(120)는 플라이우드 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제1 단열 부재 충전 단계(S 300)에서, 제1 단열 부재(130)는 펄라이트와 같은 입자형상의 단열재로 이루어진다.
상기 제2 단열 부재 설치 단계(S 200)에서, 제2 단열 부재(200)는 플레이트 형태의 폴리우레탄계 발포체로 이루어지는 것이 바람직하며, 예를 들어 고밀도 강화 폴리우레탄폼으로 이루어진다.
상기 제2 단열 부재의 설치 단계(S 200)에서, 상기 제2 단열 부재(200)는 기본적으로 단열박스 몸체(100)의 상부 내면에 구비되고, 또한 상대적으로 열 교환이 많이 이루어지는 선박의 외측을 향하는 측의 단열박스 몸체의 내면 측(도면에서는 덮개 부재 내면 측)에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 제2 단열 부재(200)의 구비 위치는 이에 한정되지 않으며, 단열박스 몸체의 상하좌우 전후 측 모두에 구비될 수도 있다.
상기한 바와 같은 본 고안에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조는 GT No 96타입의 액화가스 저장탱크 등 액화가스를 저장하기 위한 멤브레인형 저장탱크의 모든 단열박스 구조에 적용될 수 있다.
이상과 같이 본 고안에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조 및 이의 제작 방법에 따르면, 선박의 운행 중 단열박스 내에 공극이 발생하더라도 제2 단열 부재로 인하여 공기가 외부로 누출되지 않기 때문에 단열 성능의 저하를 방지할 수 있고, 저장가스의 자연기화율의 상승을 억제하며, 이에 따라 수송 경제성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이상과 같이 본 고안에 따른 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조 및 이의 제작 방법은, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 고안은 이상에서 설명된 실시 예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 청구범위 내에서 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
100: 단열박스 몸체
110: 구획 벽
120: 덮개 부재
130: 제1 단열 부재
200: 제2 단열 부재

Claims (8)

  1. 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조에 있어서,
    내부에 수용 공간을 갖는 일면 개방된 단열박스 몸체;
    상기 단열박스 몸체의 일면 개방 부를 커버하는 덮개 부재;
    상기 단열박스 몸체의 수용 공간에 충전되는 제1 단열 부재; 및
    상기 단열박스 몸체 내측에 구비되는 제2 단열 부재;를 포함하는 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열박스 몸체와 상기 덮개 부재는 플라이우드 재질(plywood material)로 이루어지고, 상기 제1 단열 부재는 펄라이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제2 단열 부재는 플레이트 형태의 강화 폴리우레탄폼(R-PUF: Reinforced PU-foam)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 단열 부재는 상기 단열박스 몸체와 덮개 부재에 의해 형성되는 단열박스의 전후좌우 상하 측 중 적어도 상부 측과 선박의 외측을 향하는 측면에 구비되는 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 단열 부재는 상기 단열박스의 내부 상측에 위치하는 상측 판넬과 측면에 위치하는 측면 판넬로 구성되는 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스 구조.
  6. 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스를 제작하는 방법에 있어서,
    내부에 복수의 구획 벽에 의해 복수의 구획 공간을 구비하는 일면 개방된 단열박스 몸체를 마련하는 단열박스 몸체 마련 단계;
    상기 단열박스 몸체의 복수 구획 공간으로 제2 단열 부재를 설치하는 단계;
    상기 단열박스 몸체의 복수 구획 공간으로 제1 단열 부재를 충전하는 제1 단열 부재 충전 단계; 및
    상기 단열박스 몸체의 개방 부를 덮개 부재로 커버하는 커버 단계;를 포함하되,
    상기 제2 단열 부재에 의해서 단열박스 내부의 공극으로 인한 자연기화율(BOR: Boil Off Rate)의 상승을 억제하는 것을 특징으로 하는 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스의 제작 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 단열박스 몸체 마련 단계의 단열박스 몸체와 상기 덮개 부재 커버 단계의 덮개 부재는 플라이우드 재질(Pplywood Material)로 이루어지고,
    상기 제1 단열 부재 충전 단계의 제1 단열 부재는 펄라이트(Perlite)로 이루어지며,
    상기 제2 단열 부재는 플레이트 형태의 고밀도 강화 폴리우레탄폼으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스의 제작 방법.
  8. 청구항 6 또는 7에 있어서,
    상기 제2 단열 부재는 상기 단열박스의 전후좌우 상하 측 중 적어도 상부 측과 선박의 외측을 향하는 측면에 구비되는 것을 특징으로 하는 선박의 액화가스 저장용 멤브레인형 단열박스의 제작 방법.
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