KR20150041937A - 화물창 방벽구조 - Google Patents

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Abstract

화물창 방벽구조가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방벽구조는 1차방벽과 2차방벽 사이에 개재된 상부단열보드의 하부에 배치되는 상부보조패널; 상부보조패널과 2차방벽 사이에 개재되는 충격흡수층; 화물창 내벽 상부에 고정되는 하부단열보드와 2차방벽 사이에 개재된 하부보조패널; 중심부에 결합홀을 형성하고, 하부보조패널에 형성된 안착홈에 이동 가능하게 안착되고, 2차방벽의 수축팽창되는 방향에 따라 이동되도록 상단 주변부가 2차방벽과 용접 접합된 이동블록; 2차방벽 상면으로부터 상부보조패널 상단부위로 연장 형성되고, 이동블록의 결합홀에 하부의 일부위가 결합되고, 2차방벽 상면에 하부의 타부위가 용접 접합된 결합부; 및 결합부 상부에 결합되어 상부보조패널을 가압하는 체결유닛;을 포함한다.

Description

화물창 방벽구조{CARGO BARRIER STRUCTURE}
본 발명은 화물창 방벽구조에 관한 것이다.
액화천연가스와 같은 극저온 유체를 운반하는 선박 화물창의 방벽구조는 통상적으로 1차방벽, 상부단열보드, 2차방벽 및 하부단열보드가 순차적으로 결합된 구조이다. 이는, 1차방벽에 소량의 극저온 유체의 누출이 있을 경우, 2차방벽에서 해당 유체의 추가적인 누출을 방지하기 위함이다.
화물창의 방벽 설치과정은 통상적으로 화물창 내벽에 동일한 두께를 가지는 복수의 하부단열보드를 고정시키고, 하부단열보드 상부에 2차방벽을 설치하고, 2차방벽 상부에 상부단열보드 및 1차방벽을 설치하는 과정으로 이루어진다. 이때, 하부단열보드, 2차방벽 및 상부단열보드가 일체로 형성된 단열보드를 서로 이웃하여 화물창 내벽에 설치한 상태에서, 상부단열보드 사이에 연결보드를 설치한 후, 상부단열보드 상부에 1차방벽을 설치할 수 있다.
이러한 화물창 방벽은 상부단열보드와 하부단열보드에 포함된 단열부재가 폼(form)과 같은 단열재로 구성되어 있지만, 열팽창계수(CTE, Coefficient of Thermal Expansion)에 의해 극저온 조건에서 상당량의 수축 변위가 발생하게 된다. 즉, 극저온 유체에 의한 열응력에 의해 2차방벽 등에 수축팽창이 발생하고, 이는 화물창 방벽의 내구성을 약화시킬 수 있다. 한국공개특허 제2012-0120800호(2012.11.02. 공개)는 액화천연가스 화물창의 단열구조에 관한 기술을 공개한 바 있다.
한국공개특허 제2012-0120800호(2012.11.02. 공개)
본 발명의 실시 예는 극저온 유체에 의한 열응력을 효과적으로 감소시킬 수 있는 화물창 방벽구조를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면 1차방벽과 2차방벽 사이에 개재된 상부단열보드의 하부에 배치되는 상부보조패널; 상기 상부보조패널과 상기 2차방벽 사이에 개재되는 충격흡수층; 화물창 내벽 상부에 고정되는 하부단열보드와 상기 2차방벽 사이에 개재된 하부보조패널; 중심부에 결합홀을 형성하고, 상기 하부보조패널에 형성된 안착홈에 이동 가능하게 안착되고, 상기 2차방벽의 수축팽창되는 방향에 따라 이동되도록 상단 주변부가 상기 2차방벽과 용접 접합된 이동블록; 상기 2차방벽 상면으로부터 상기 상부보조패널 상단부위로 연장 형성되고, 상기 이동블록의 결합홀에 하부의 일부위가 결합되고, 상기 2차방벽 상면에 하부의 타부위가 용접 접합된 결합부; 및 상기 결합부 상부에 결합되어 상기 상부보조패널을 가압하는 체결유닛;을 포함하는 화물창 방벽구조가 제공될 수 있다.
상기 결합부는 상기 상부보조패널 및 상기 충격흡수층의 관통홀에 배치되며, 하단 주변부가 상기 2차방벽 상면과 용접 접합된 몸통부와, 상기 몸통부로부터 하측으로 연장되어 상기 이동블록의 결합홀에 결합되는 하부돌출부와, 상기 몸통부로부터 상측으로 일정 길이 연장 형성된 상부돌출부를 포함할 수 있다.
상기 몸통부는 상기 하부돌출부 상단으로부터 상기 결합홀 바깥쪽으로 연장되어, 상기 2차방벽 상면에 용접 접합되는 접합부와, 상기 접합부로부터 상기 상부보조패널의 상단부위로 연장 형성된 스페이서부를 포함할 수 있다.
상기 체결유닛은 상기 상부돌출부에 결합되며, 주변부가 상기 상부보조패널의 상단과 접촉되는 와셔와, 상기 상부돌출부에 결합되어 상기 와셔에 힘이 가해지도록 조여지는 너트를 포함할 수 있다.
상기 이동블록은 단차를 갖는 형상으로 마련되고, 상기 안착홈은 상기 이동블록을 가압하는 고정편이 고정되는 제1함몰부와, 상기 이동블록이 안착되는 제2함몰부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방벽구조는 2차방벽의 수축팽창에 따라 이동 가능한 이동블록을 마련하여 극저온 유체에 의한 열응력을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
또, 2차방벽 상면으로부터 상부보조패널 상단부위로 연장 형성된 결합부에 체결유닛을 체결하여 상부보조패널을 가압하도록 함으로써 화물창 단열방벽 간 결합이 간편하고 효율적으로 이루어지도록 할 수 있다.
또, 이동블록 및 2차방벽과 각각 결합 및 접합이 이루어지는 몸통부, 하부돌출부, 상부돌출부가 일체로 제작된 결합부를 마련하여 작업을 간편화시키고 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선박 화물창의 방벽구조의 단면도이다.
도 2는 열응력저감유닛이 설치된 도 1의 화물창 방벽구조의 A 부분을 확대한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 열응력저감유닛의 분해 사시도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선박 화물창의 방벽구조의 단면도이다.
도 1를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 극저온 유체(예컨대, 액화천연가스(LNG))를 저장하는 선박 화물창의 방벽구조는 1차방벽(109), 상부단열보드(110), 상부보조패널(120), 충격흡수층(130), 2차방벽(140), 하부보조패널(150), 하부단열보드(160) 및 열응력저감유닛을 포함한다.
1차방벽(109)은 상부단열보드(110) 상부에 배치되며, 도시하지는 않았지만 주름진 형상의 코러게이션(corrugation)이 형성된 평면 플레이트로 마련될 수 있다. 1차방벽(109)은 스테인리스 스틸(SUS) 등과 같은 금속 소재로 제작되며, 공지된 다양한 형태 및 방식으로 상부단열보드(110) 상부에 설치될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
상부단열보드(110)는 1차방벽(109)과 2차방벽(140) 사이에 마련되며, 상부에 1차방벽(109)이 배치되는 상부단열부재(111)와, 상부단열부재(111) 하부의 상부보호판(112)을 포함한다. 상부단열부재(111)는 폴리 우레탄폼 재질(PUF, Polyurethane Form), 강화 폴리우레탄폼(RPUF, Reinforced PUF) 등으로 제작되어 극저온 상태의 유체로부터 선체를 보호할 수 있다. 상부보호판(112)은 플라이우드(plywood) 등의 재료로 제작될 수 있다.
상부보조패널(120)은 상부단열보드(110) 하부에 배치되며, 플라이우드 등으로 제작될 수 있다. 이때, 상부보조패널(120)은 상부단열보드(110)에 포함되어 일체형으로 마련될 수 있다.
충격흡수층(130)은 상부보조패널(120)과 2차방벽(140) 사이에 개재되며, 화물창 내부에 저장되는 액화가스에 의한 슬로싱(sloshing) 충격으로부터 화물창 방벽을 보호한다. 충격흡수층(130)은 예컨대 폼 재료로서 멜라민폼(melamine foam)으로 제작될 수 있다. 멜라민폼은 아미노수지 계열인 멜라민 수지를 기반으로 한 개방형 폼으로서 충격을 흡수할 수 있을 뿐만 아니라 단열 성능도 우수하다. 그러나, 이에 한정되지는 않으며 충격흡수층(130)은 화물창 내부에 저장되는 액화가스에 의한 슬로싱 충격으로부터 화물창 방벽을 보호할 수 있는 다양한 재료로 제작될 수 있다.
2차방벽(140)은 충격흡수층(130)과 하부보조패널(150) 사이에 개재되며, 예컨대, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 황동, 아연 등의 금속 재료로 제작된 복수의 시트로 구성될 수 있다. 또한, 다른 예로서 2차방벽(140)은 금속 시트와 섬유 강화복합재료로 구성된 복합재료시트로 구성될 수 있다.
하부보조패널(150)은 2차방벽(140)과 하부단열보드(160) 사이에 개재되며, 예컨대 플라이우드 등으로 제작될 수 있다.
하부단열보드(160)는 하부보호판(161)과, 하부보조패널(150)과 하부보호판(161) 사이에 배치되는 하부단열부재(162)를 포함한다. 하부보호판(161)은 화물창 내벽(12)에 매스틱(14), 스터드볼트(16) 등에 의해 고정될 수 있다. 또 하부보호판(161)은 예컨대, 플라이우드 등의 재료로 제작될 수 있다. 하부단열부재(162)는 폴리 우레탄폼 재질, 강화 폴리우레탄폼 등으로 제작되어 극저온 상태의 유체로부터 선체를 보호할 수 있다. 하부단열부재(162)는 하부보호판(161)의 상부에 접착제(예컨대 글루 등)에 의해 접합될 수 있다. 그리고, 하부단열부재(162)의 사이의 공간에는 단열 성능을 유지시키기 위해 글레스 울(glass wool) 등과 같은 충진부재(13)가 삽입 충진될 수 있다.
도 2는 열응력저감유닛이 설치된 도 1의 화물창 방벽구조의 A 부분을 확대한 단면도이다. 그리고, 도 3은 도 2에 도시된 열응력저감유닛의 분해 사시도이다.
도 2과 도 3를 참조하면, 열응력저감유닛은 2차방벽(140)의 수축팽창에 따라 이동 가능하게 마련되어 극저온 유체에 의한 열응력을 감소시키기 위한 것으로, 이동블록(170), 고정편(175), 결합부(180), 체결유닛(190)를 포함할 수 있다. 열응력저감유닛을 배치시키기 위해, 열응력저감유닛 상부에는 상부단열부재(111) 사이에 폼(Form) 등으로 충진된 플러그부재(19) 및 플라이우드 등으로 제작된 커버(18, 도 1 참조)가 배치될 수 있다.
이동블록(170)은 하부보조패널(150)에 형성된 안착홈(S)에 이동 가능하게 안착된다. 또, 이동블록(170)은 2차방벽(140)의 수축팽창되는 방향에 따라 이동되도록 상단 주변부가 2차방벽(140)의 관통홀 주변부와 용접에 의해 접합(W1)될 수 있다. 예컨대, 레이저용접, 플라즈마용접, 저하용접, 초음파용접 중 어느 하나의 방법으로 용접이 수행될 수 있다. 이를 통해 2차방벽(140)의 수축팽창에 따라 이동블록(170)이 이동하여, 극저온 유체에 의한 열응력을 감소시켜 화물창 방벽의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또, 이동블록(170)은 중심부에 나사산이 형성된 결합홀(H1)을 형성하며, 결합홀(H1)에는 결합부(180)가 결합된다.
또, 이동블록(170)은 단차를 형성하는 제1단차부(171)와 제2단차부(172)를 포함하는 원형 형상으로 마련될 수 있다. 이동블록(170)은 제2단차부(172)의 직경이 제1단차부(171)의 직경보다 더 작게 형성될 수 있다.
여기서, 상술한 안착홈(S)은 이동블록(170)이 안착되어 이동 가능하도록 이동블록(170)의 너비보다 크게 마련될 수 있다. 안착홈(S)은 이동블록(170)과 대응되는 높이를 갖도록 형성될 수 있으며, 이동블록(170)의 주변부를 가압하는 고정편(175)이 배치되는 제1함몰부(151)와, 이동블록(170)이 안착되는 제2함몰부(152)를 포함할 수 있다. 제1함몰부(151)에는 이동블록(170)의 제1단차부(171)가 위치하고, 제2함몰부(152)에는 제2단차부(172)가 위치하며, 제2함몰부(152)에 배치된 고정편(175)은 제1단차부(171)를 가압하면서 고정된다.
고정편(175)은 관통홀(H2)을 가진 원형의 플레이트로 마련될 수 있으며, 리벳(176) 등을 포함하는 결합부재에 의해 하부보조패널(150)에 고정될 수 있다. 또, 제2함몰부(152)에 배치된 고정편(175)의 상단과 이동블록(170)의 제2단차부(172)는 동일 평면 상에 위치할 수 있다.
결합부(180)는 2차방벽(140) 상면으로부터 상부보조패널(120) 상단부위로 연장 형성되고, 이동블록(170)의 결합홀(H1)에 하부의 일부위가 결합되고, 2차방벽(140) 상면에 하부의 타부위가 용접 접합된다. 결합부(180) 상부에는 상부보조패널(120)을 가압하는 체결유닛(190)이 체결된다. 이러한 결합부(180)는 몸통부(181), 하부돌출부(182) 및 상부돌출부(183)를 포함하며, 몸통부(181), 하부돌출부(182) 및 상부돌출부(183)는 일체로 제작될 수 있다.
몸통부(181)는 상부보조패널(120) 및 충격흡수층(130)의 관통홀에 배치되며, 하단 주변부가 2차방벽(140) 상면과 용접 접합된다. 즉, 몸통부(181)는 상부보조패널(120)의 상단과 동일 평면 상에 위치하도록 2차방벽(140) 상면으로부터 상부보조패널(120)의 상단부위로 연장 형성된 형태로 마련될 수 있다.
이러한 몸통부(181)는 하부돌출부(182) 상단으로부터 이동블록(170)의 결합홀(H1) 바깥쪽으로 연장되어, 이동블록(170) 상부에 배치된 2차방벽(140)의 상면에 용접 접합(W2)되는 접합부(181a)와, 접합부(181a)로부터 상부보조패널(120)의 상단부위로 연장 형성된 스페이서부(181b)를 포함할 수 있다. 여기서, 접합부(181a)는 단차를 가진 형상으로 마련될 수 있다. 그리고, 스페이서부(181b)는 상부보조패널(120) 및 충격흡수층(130)의 관통홀과 일정 간격을 갖도록 마련되어 열응력에 의한 2차방벽(140)의 움직임에 따라 이동블록(170)이 슬라이딩 운동할 수 있도록 한다.
하부돌출부(182)는 몸통부(181)로부터 하측으로 일정길이 연장되도록 형성되며, 상술한 이동블록(170)의 결합홀(H1)에 삽입된다. 하부돌출부(182)는 이동블록(170)의 결합홀(H1)에 대응되는 형상으로 마련될 수 있다. 이때, 이동블록(170)의 결합홀(H1)에 하부돌출부(182)을 삽입시키고, 중심선(X)을 기준으로 2차방벽(140)의 관통홀 주변부와 이동블록(170)을 용접 접합(W1)시킴으로서, 2차방벽(140)의 관통홀과 결합부(180)의 중심 부위를 일치시키는 작업이 용이하게 이루어질 수 있다.
상부돌출부(183)는 몸통부(181)로부터 상측으로 일정 길이 연장되게 형성되며, 주변부에 나사산이 형성되어 후술할 너트(192)와 결합될 수 있다. 상부돌출부(183)의 직경은 몸통부(181)의 직경보다 작게 형성되어, 후술할 체결유닛(190)이 체결되어 몸통부(181) 상단에 걸쳐 지지되도록 한다.
체결유닛(190)은 상부돌출부(183)에 결합되며, 주변부가 상부보조패널(120)에 의해 지지되는 와셔(191)와, 상부돌출부(183)에 결합되어 와셔(191)에 힘이 가해지도록 조여지는 너트(192)를 포함한다. 상부돌출부(183)에 결합된 와셔(192)는 내측 주변부가 몸통부(181) 상단에 걸려 지지되며, 외측 주변부가 상부보조패널(120)의 상단과 접촉된다. 이때, 와셔(192)는 상부돌출부(183)에 체결된 너트(192)에 의해 상부보조패널(120)에 일정 압력을 가하게 된다.
이와 같이, 열응력저감유닛은 2차방벽(140)의 수축팽창에 따라 이동 가능하게 마련되어 극저온 유체에 의한 열응력을 감소시킬 수 있고, 상부보조패널(120)을 가압하도록 설치되어 화물창 단열방벽 간 결합이 간편하고 효율적으로 이루어질 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
109: 1차방벽 110: 상부단열보드
120: 상부보조패널 130: 충격흡수층
140: 2차방벽 150: 하부보조패널
160: 하부단열보드 170: 이동블록
175: 고정편 180: 결합부
181: 몸통부 182: 하부돌출부
183: 상부돌출부 190: 체결유닛

Claims (5)

1차방벽과 2차방벽 사이에 개재된 상부단열보드의 하부에 배치되는 상부보조패널;
상기 상부보조패널과 상기 2차방벽 사이에 개재되는 충격흡수층;
화물창 내벽 상부에 고정되는 하부단열보드와 상기 2차방벽 사이에 개재된 하부보조패널;
중심부에 결합홀을 형성하고, 상기 하부보조패널에 형성된 안착홈에 이동 가능하게 안착되고, 상기 2차방벽의 수축팽창되는 방향에 따라 이동되도록 상단 주변부가 상기 2차방벽과 용접 접합된 이동블록;
상기 2차방벽 상면으로부터 상기 상부보조패널 상단부위로 연장 형성되고, 상기 이동블록의 결합홀에 하부의 일부위가 결합되고, 상기 2차방벽 상면에 하부의 타부위가 용접 접합된 결합부; 및
상기 결합부 상부에 결합되어 상기 상부보조패널을 가압하는 체결유닛;을 포함하는 화물창 방벽구조.
제1항에 있어서,
상기 결합부는 상기 상부보조패널 및 상기 충격흡수층의 관통홀에 배치되며, 하단 주변부가 상기 2차방벽 상면과 용접 접합된 몸통부와,
상기 몸통부로부터 하측으로 연장되어 상기 이동블록의 결합홀에 결합되는 하부돌출부와,
상기 몸통부로부터 상측으로 일정 길이 연장 형성된 상부돌출부를 포함하는 화물창 방벽구조.
제2항에 있어서,
상기 몸통부는 상기 하부돌출부 상단으로부터 상기 결합홀 바깥쪽으로 연장되어, 상기 2차방벽 상면에 용접 접합되는 접합부와,
상기 접합부로부터 상기 상부보조패널의 상단부위로 연장 형성된 스페이서부를 포함하는 화물창 방벽구조.
제2항에 있어서,
상기 체결유닛은 상기 상부돌출부에 결합되며, 주변부가 상기 상부보조패널의 상단과 접촉되는 와셔와,
상기 상부돌출부에 결합되어 상기 와셔에 힘이 가해지도록 조여지는 너트를 포함하는 화물창 방벽구조.
제1항에 있어서,
상기 이동블록은 단차를 갖는 형상으로 마련되고, 상기 안착홈은 상기 이동블록을 가압하는 고정편이 고정되는 제1함몰부와,
상기 이동블록이 안착되는 제2함몰부를 포함하는 화물창 방벽구조.
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