KR20150076606A

KR20150076606A - 액체 저장탱크용 슬로싱 저감장치

Info

Publication number: KR20150076606A
Application number: KR1020130165012A
Authority: KR
Inventors: 김정현; 김정훈; 이철호; 정태석
Original assignee: 에스티엑스조선해양 주식회사
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-07-07

Abstract

본 발명은 액체 저장탱크용 슬로싱 저감장치에 관한 것으로, 저장탱크 중심부 일측과 타측에 세워지는 고정지지대; 상기 고정지지대 사이에 결합되며 상기 저장탱크 내부를 분할 구획 하는 분할격벽; 상기 고정지지대의 길이방향을 따라 상기 분할격판을 승강이동 가능하게 하는 위치조절수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 액체의 유동압력으로 인해 발생되는 충격을 용이하게 흡수 및 분산시킬 수 있으며 상기 저장탱크에 가해지는 충격력 감소는 물론 충격 소음을 효율적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

액체 저장탱크용 슬로싱 저감장치{sloshing reduction devices for liquid cargo tank}

본 발명은 액체 저장탱크용 슬로싱 저감장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액체 저장탱크 내에 격벽 구조물을 설치하여 액체의 슬로싱 현상을 최소화할 수 있 액체 저장탱크용 슬로싱 저감장치에 관한 것이다.

천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선은, 액화천연가스의 극저온에 견딜수 있는 LNG 저장탱크(흔히, '화물창'이라 함)를 포함한다. LNG 수송선의 내부에 설치되는 LNG 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립탱크형(Independent Tank)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있다.

상술한 LNG 저장탱크는 해상에서 사용되는 것이기 때문에 슬로싱(sloshing) 문제가 필연적으로 발생할 수밖에 없다. 슬로싱이란, 선박이 다양한 해상 상태에서 운동할 때 저장탱크 내에 수용된 액체 상태의 물질, 즉 LNG가 유동하는 현상을 말하는 것으로, 슬로싱에 의해 LNG 저장탱크의 벽면은 심한 충격을 받게 된다.

이하, 도 1을 참조하여 종래기술에 따른 LNG 저장탱크용 슬로싱 저감장치에 대하여 설명한다.

도시한 바와 같이, LNG 저장탱크용 슬로싱 저감장치는 탱크(1)의 내 측벽(F)에 구성되는 안내부(20)와, 탱크(1)의 내 측벽(F)에 대하여 상기 안내부(20)를 따라 승하강 안내되는 부유체(30), 및 탱크(1)의 내 측벽(F)에 대하여 부유체(30)를 구름 지지하는 지지부(40)로 구성된다.

즉, 상기 부유체(30)의 구성에 의해 유체의 슬로싱을 억제하여 탱크(1) 내에 가해지는 충격 하중을 최소화시킬 수 있는 구조이다.

그러나, 상기 종래기술에 따른 LNG 저장탱크용 슬로싱 저감장치는 부유체(30)가 탱크(1) 내 측벽(F)에 형성된 안내부(20)에 결합되어 상하방향으로 이동하는 구조로써, 상기 안내부(20)가 횡충격하중(sloshing)을 받을 경우 쉽게 손상되어 변형을 일으키게 되므로 그에 따른 상기 부유체(30)는 상하방향의 슬라이이딩 이동이 원활하지 못해 슬로싱 하중을 감소시키는 역할수행을 제대로 할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 상기 부유체(30)가 수면 위에 있을 때 아래에서 위로 움직이는 유체 유동에 대한 제어는 일부 가능하지만 유체가 부유체(30)를 넘어서는 수평 하중이 가해질 경우 슬로싱 감소 작용을 전혀 수행할 수 없는 단점이 있었다.

한국등록특허공보 제1206253(2012.11.21)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발명의 목적은 액체 저장탱크 내에 격벽 구조물을 설치하여 액체의 슬로싱 현상을 최소화할 수 있 액체 저장탱크용 슬로싱 저감장치를 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액체 저장탱크용 슬로싱 저감장치는, 저장탱크 중심부 일측과 타측에 세워지는 고정지지대; 상기 고정지지대 사이에 결합되며 상기 저장탱크 내부를 분할 구획 하는 분할격벽; 상기 고정지지대의 길이방향을 따라 상기 분할격판을 승강이동 가능하게 하는 위치조절수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 분할격벽은 유체의 유동압력에 대하여 탄성변형이 가능한 플렉시블 소재로 제작되는 것을 특징으로 한다.

상기 분할격벽의 표면에는 오목부와 볼록부가 순차적으로 형성된 요철부가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 오목부 및 볼록부에는 일정 크기의 관통홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 분할격벽은 저장탱크의 높이를 기준은 절반 이하의 높이로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 분할격벽의 일측과 타측에는 결합돌기를 구비한 결합부가 형성되며, 상기 고정지지대에는 상기 결합돌기에 대응하는 구조의 결합홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 위치조절수단은 상기 분할격벽의 바닥면에 형성되는 부유체인 것을 특징으로 한다.

상기 위치조절수단은 상기 고정지지부 내에 설치되는 구동모터와, 상기 구동모터로부터 동력을 전달받아 정역회전운동하는 체인과, 상기 체인에 일단이 고정되며 타단이 상기 분할격벽에 연결되는 연결구로 구성된 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 저장탱크 내부를 분할 구획 하는 분할격벽과, 상기 분할격판을 승강이동 가능하게 하는 위치조절수단을 구성함으로써, 액체의 유동압력으로 인해 발생되는 충격을 용이하게 흡수 및 분산시킬 수 있으며 상기 저장탱크에 가해지는 충격력 감소는 물론 충격 소음을 효율적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 저장탱크용 슬로싱 저감장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액체 저장탱크용 슬로싱 저감장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 고정지지대와 분할격벽의 결합구성을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 분할격벽이 유체 압력에 의해 탄성 변형되는 구조를 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 3의 분할격벽의 구성 및 위치조절수단의 작용을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치조절수단 구성을 나타낸 정면도이다.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 액체 저장탱크용 슬로싱 저감장치는 저장탱크(10) 중심부 일측과 타측에 세워지는 고정지지대(100)와, 상기 고정지지대(100) 사이에 결합되며 상기 저장탱크(10) 내부를 분할 구획 하는 분할격벽(200)과, 상기 고정지지대(100)의 길이방향을 따라 상기 분할격판(200)을 승강이동 가능하게 하는 위치조절수단(300)을 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 고정지지대(100)는 저장탱크(10) 중심부 일측과 타측에 세워지며 일정 길이로 연장되는 구조물이다.

즉, 상기 고정지지대(100)의 길이방향 일단은 상기 저장탱크(10) 바닥면에 면접하는 상태로 고정되고, 타단은 상기 저장탱크(10)의 상면에 면접하는 상태로 고정된다.

또한, 상기 고정지지대(100)에는 후술할 분할격벽(200)의 결합돌기(221)가 결합되는 구조의 결합홈(110)이 형성된다.

상기 결합홈(110)은 상기 고정지지대(100)가 상호 마주보는 방향의 길이방향 일측에 형성된다.

상기 분할격벽(200)은 상기 고정지지대(100) 사이에 결합되는 것으로, 상기 저장탱크(10) 내부를 분할 구획 하는 역할을 수행한다.

이러한 상기 분할격벽(200)은 상기 저장탱크(10) 내부를 분할 구획함으로써, 그에 따른 액체가 유동하는 횡방향 슬로싱에 대한 충격하중을 감소시킬 수 있다.

여기서, 상기 분할격벽(200)은 유체의 유동압력에 대하여 탄성변형이 가능한 플렉시블 소재로 제작된다.

즉, 상기 분할격벽(200)의 플레시블한 구조는 액체의 유동압력으로 인해 발생되는 충격을 용이하게 흡수 및 분산시킬 수 있으므로 상기 저장탱크(10) 전체에 가해지는 충격력 감소는 물론 충격 소음을 효율적으로 감소시킬 수 있다(도 4참조).

또한, 상기 분할격벽(200)의 표면에는 오목부(211)와 볼록부(212)가 순차적으로 형성된 요철부(210)가 형성된다.

상기 요철부(210)는 오목부(211)와 볼록부(212)가 상하방향으로 반복하는 구조적 패턴으로부터 슬로싱이 작용하는 충격하중을 용이하게 분산시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 분할격벽(200)의 내구성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

아울러, 상기 오목부(211) 및 볼록부(212)에는 일정 크기의 관통홀(201)이 형성된다.

상기 관통홀(201)의 형성 이유는 상기 분할격벽(200)에 의해 구획된 저장공간마다 저장된 액화가스가 요동치게 될 때, 요동치는 액체의 일부는 분할격벽(200)에 부딪히며 원래 저장되었던 저장공간 내에 있게 되고, 또 다른 일부는 분할격벽(200)에 형성된 관통홀(201)을 통해 반대편의 저장공간으로 넘어갈 수 있기 때문에 액화 요동으로 인해 발생되는 충격력을 분산시킬수 있고 이로 인해 저장탱크(10) 전체에 가해지는 충격력을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 상기 분할격벽(200)의 높이는 저장탱크(10)의 높이를 기준은 절반 이하의 높이로 이루어진다. 이는 상기 저장탱크(10)에 저장되는 액체의 양에 따라 상기 분할격벽(200)이 상하방향으로 이동가능하도록 하기 위함이다.

다시 말해, 상기 분할격벽(200)은 상기 저장탱크(10)의 내부공간을 2개의 공간으로 완전히 분할구획할 필요없이 슬로싱 현상이 심하게 발생하는 상부에 대해 효율적으로 적용시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 분할격벽(200)의 제작비용도 절감시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 분할격벽(200)의 일측과 타측에는 상기 고정지지대(100)의 결합홈(110)에 대응하여 결합이 이루어지는 결합돌기(221)를 구비한 결합부(220)가 형성된다.

한편, 상기 위치조절수단(300)은 상기 고정지지대(100)의 길이방향을 따라 상기 분할격판(200)의 승강이동 가능하게 하는 구성요소이다.

여기서, 상기 위치조절수단(300)은 상기 분할격벽(200)의 바닥면에 설치되며, 극저온 액상에서도 부력을 유지할 수 있는 부유체(300b) 구조로 이루어진다.

따라서, 도 5에 도시한 바와 같이 상기 부유체(300b)에 의해 상기 분할격벽(200)은 부력 상태를 유지할 수 있다.

또한, 도 6은 위치조절수단(300b)의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 상기 고정지지부(100) 내에 설치되는 구동모터(310b)와, 상기 구동모터(310b)로부터 동력을 전달받아 정역회전운동하는 체인(320b)과, 상기 체인(320b)에 일단이 고정되며 타단이 상기 분할격벽(200)에 연결되는 연결구(330b)로 구성된다.

즉, 상기 위치조절수단(300b)은 상기 구동모터(310b)의 구동력을 전달받은 상기 체인(320b)이 상하방향으로 직선이동하는 과정에서 상기 분할격벽(200)의 적정 높이 위치로 이동시킬 수 있다.

물론, 상기 구동모터(310b)는 작업자가 원격으로 제어할 수 있는 무선컨트롤러에 의해 작동한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 저장탱크 내부를 분할 구획 하는 분할격벽과, 상기 분할격판을 승강이동 가능하게 하는 위치조절수단을 구성함으로써, 액체의 유동압력으로 인해 발생되는 충격을 용이하게 흡수 및 분산시킬 수 있으며 상기 저장탱크에 가해지는 충격력 감소는 물론 충격 소음을 효율적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

10 : 저장탱크
100 : 고정지지대
110 : 결합홈
200 : 분할격벽
201 : 관통홀
210 : 요철부
211 : 오목부
212 : 볼록부
300 : 위치조절수단
300a : 부유체

Claims

저장탱크 중심부 일측과 타측에 세워지는 고정지지대;
상기 고정지지대 사이에 결합되며 상기 저장탱크 내부를 분할 구획 하는 분할격벽;
상기 고정지지대의 길이방향을 따라 상기 분할격판을 승강이동 가능하게 하는 위치조절수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액체 저장탱크용 슬로싱 저감장치.
제1항에 있어서,
상기 분할격벽은 유체의 유동압력에 대하여 탄성변형이 가능한 플렉시블 소재로 제작되는 것을 특징으로 하는 액체 저장탱크용 슬로싱 저감장치.
제2항에 있어서,
상기 분할격벽의 표면에는 오목부와 볼록부가 순차적으로 형성된 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 액체 저장탱크용 슬로싱 저감장치.
제3항에 있어서,
상기 오목부 및 볼록부에는 일정 크기의 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 액체 저장탱크용 슬로싱 저감장치.
제3항에 있어서,
상기 분할격벽은 저장탱크의 높이를 기준은 절반 이하의 높이로 이루어진 것을 특징으로 하는 액체 저장탱크용 슬로싱 저감장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분할격벽의 일측과 타측에는 결합돌기를 구비한 결합부가 형성되며, 상기 고정지지대에는 상기 결합돌기에 대응하는 구조의 결합홈이 형성된 것을 특징으로 하는 액체 저장탱크용 슬로싱 저감장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위치조절수단은 상기 분할격벽의 바닥면에 형성되는 부유체인 것을 특징으로 하는 액체 저장탱크용 슬로싱 저감장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위치조절수단은,
상기 고정지지부 내에 설치되는 구동모터와,
상기 구동모터로부터 동력을 전달받아 정역회전운동하는 체인과,
상기 체인에 일단이 고정되며 타단이 상기 분할격벽에 연결되는 연결구로 구성된 것을 특징으로 하는 액체 저장탱크용 슬로싱 저감장치.