KR20150116195A - 액화연료 탱크 - Google Patents

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Abstract

액화연료 탱크는 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크는 액화연료를 저장하는 바디부 및 일측은 상기 바디부의 내측면에 고정되고 타측은 상기 바디부의 내측면으로부터 이격되며, 상기 액화연료의 슬로싱 발생시 탄성변형되는 슬로싱 저감부를 포함한다.

Description

액화연료 탱크 {Liquefied Fuel Tank}
본 발명은 액화연료 탱크에 관한 것이다.
액화연료인 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(LPG; Liquefied Petroleum Gas)는 일반적으로 선박의 액화연료 탱크를 통해 운반된다. 하지만 운반과정에서 액화연료와 액화연료 탱크 사이에 슬로싱(sloshing)이 발생될 수 있다.
슬로싱은 선박의 액화연료 탱크로 운반되는 액화연료가 요동치며 액화연료 탱크의 내부표면을 치는 현상이며, 액화연료 탱크의 파손을 초래할 수 있다.
슬로싱은 액화연료가 액화연료 탱크 용량의 25% 혹은 75%까지 채워질 때 가장 크고, 액화연료가 액화연료 탱크 용량의 0% 혹은 100%까지 채워질 때 가장 작다. 따라서, 필요로 하는 액화연료의 양과 상관없이, 액화연료는 액화연료 탱크 용량의 100%인 상태로 운반되고 있으며, 액화연료 운반에 대한 효율성과 경제성이 떨어질 수 있다.
일반적인 슬로싱 저감장치는 단단한 재질 및 고정된 구조로 이루어지기 때문에, 슬로싱 저감장치의 파손을 초래할 수 있다. 이에 따라, 슬로싱 저감장치의 파손을 방지하면서 동시에 슬로싱을 저감하는 슬로싱 저감장치가 고안되었다.
한국공개특허 10-2010-0090364 (공개일 : 2010년 08월 16일)
본 발명은 슬로싱을 저감하는 액화연료 탱크를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 탄성변형 할 수 있는 슬로싱 저감장치를 포함한 액화연료 탱크를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 액화연료 탱크의 구조에 맞추어 무게가 조절되는 슬로싱 저감장치를 포함한 액화연료 탱크를 제공하기 위한 것이다.
본 출원의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 액화연료를 저장하는 바디부 및 일측은 상기 바디부의 내측면에 고정되고 타측은 상기 바디부의 내측면으로부터 이격되며, 상기 액화연료의 슬로싱 발생시 탄성변형되는 슬로싱 저감부를 포함하는 액화연료 탱크가 제공 될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 바디부는, 외조, 상기 외조 내부에 구비된 내조, 상기 내조와 상기 외조를 연결하는 연결부를 포함하며, 상기 연결부는 제1 연결 지점에서 상기 내조의 외측면과 연결되고, 상기 슬로싱 저감부는, 상기 제1 연결 지점의 맞은 편에 있는 상기 내조 내측면의 제2 연결 지점에 연결될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 바디부는, 외조, 상기 외조 내부에 구비된 내조, 상기 내조와 상기 외조를 연결하는 연결부 및 상기 내조의 내측면에 고정된 보조부재를 포함하고, 상기 연결부는 제1 연결 지점에서 상기 내조의 외측면과 연결되고, 상기 보조부재는 상기 제1 연결 지점의 맞은 편에 위치하는 상기 내조 내측면의 제2 연결 지점에서 상기 내조와 연결되고, 상기 슬로싱 저감부는 상기 보조부재에 연결될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 슬로싱 저감부는 복수개의 단위 저감부를 포함하며, 상기 복수 개의 단위 저감부의 일측은 서로 연결되어 있고, 상기 복수 개의 단위 저감부의 타측은 서로 이격될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 슬로싱 저감부는 복수 개의 구멍이 형성된 플레이트부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 슬로싱 저감부의 끝 단에 추가 구비될 수 있다.
본 발명의 액화연료 탱크는, 슬로싱 저감부를 형성하여 슬로싱을 저감할 수 있다.
본 발명의 액화연료 탱크의 슬로싱 저감부는, 탄성변형을 하여 슬로싱을 저감할 수 있다.
본 발명의 액화연료 탱크의 슬로싱 저감부는, 추의 무게를 조절할 수 있으므로 액화연료 탱크의 구조에 따라 추의 무게가 달라질 수 있다.
본 출원의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
아래에서 설명하는 본 출원의 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크의 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 2의 액화연교 탱크의 부분 확대도이다.
도 5는 도 3의 액화연교 탱크의 부분 확대도이다.
도 6 내지 도 9는 슬로싱 저감부의 다양한 예들을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크를 나타낸다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크의 단면도를 나타낸다. 이 때 도 1의 액화연료 탱크는 단일 구조의 액화연료 탱크에 해당되고, 도 2의 액화연료 탱크는 이중 구조의 액화연료 탱크에 해당된다. 또한, 도 3의 액화연료 탱크는 보조부재를 추가한 이중구조의 액화연료 탱크에 해당된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크는 바디부(100) 및 슬로싱 저감부(200)를 포함한다.
바디부(100)는 액화연료를 저장할 수 있다.
슬로싱 저감부(200)는, 바디부(100)의 내측면에 고정된 일측과 바디부(100)의 내측면으로부터 분리된 타측을 포함한다. 이 때 슬로싱 저감부(200)는 액화연료의 슬로싱 발생시 탄성변형을 할 수 있다.
슬로싱은 유체와 유체를 담고 있는 용기 사이에서 발생하는 상대적 운동을 말하며, 액화연료 운송시 바디부(100) 내부에서 발생하는 슬로싱 현상은 액화연료 탱크에 충격력을 발생시켜 구조물의 파손을 일으킬 수 있다.
또한, 바디부(100)의 내부에 위치한 슬로싱 저감부(200) 역시 슬로싱의 영향으로 파손될 수 있다.
이 때, 슬로싱 저감부(200)는 슬로싱과 같은 외력을 인가받으면 변형되고 외력이 사라지면 변형 전의 상태로 되돌아갈 수 있다. 이러한 슬로싱 저감부(200)의 탄성변형을 통해 액화연료 탱크의 파손을 방지할 수 있다.
슬로싱에 의해 외력이 가해지는 경우, 슬로싱 저감부(200)는 파손될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예와 다르게 슬로싱 저감부(200)의 양측이 고정된 경우, 슬로싱에 따라 고정된 부위의 응력이 증가하여 슬로싱 저감부(200) 및 바디부(100)가 파손될 수 있다.
반면에 본 발명의 실시예의 경우, 슬로싱 저감부(200)는, 일측이 고정되고 타측이 분리된 캔틸레버(cantilever) 구조를 지니고 이에 따라 휨 모멘트가 슬로싱 저감부(200)에 발생하므로 슬로싱에 따른 파손 위험성이 줄어들 수 있다.
도 4는 도 2의 액화연교 탱크의 부분 확대도로서, 도 2의 A 영역의 확대도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 바디부(100)는, 외조(110), 내조(120) 및 연결부(130)를 포함할 수 있다. 내조(120)는 외조(110) 내부에 구비될 수 있고, 연결부(130)는 내조(120)와 외조(110)를 연결할 수 있다.
이 때, 연결부(130)는 제1 연결 지점(A1)에서 내조(120)의 외측면과 연결되고, 슬로싱 저감부(200)는 제 1 연결지점의 맞은 편에 있는 내조 내측면의 제2 연결 지점(A2)에 연결될 수 있다.
이에 따라 연결부(130)와 슬로싱 저감부(200)는 연결부(130)의 길이 방향으로 일직선 상에 위치할 수 있으며, 연결부(130)는 슬로싱 저감부(200)에 가해지는 응력을 분산시킬 수 있다. 반면에 슬로싱 저감부(200)가 연결부(130)의 길이 방향으로 일직선 상에 위치하지 않을 경우, 응력이 연결부(130)로 분산되지 못하기 때문에, 내조(120)와 함께 슬로싱 저감부(200)가 파손될 수 있다.
연결부(130)와 내조(120)는 제1 연결 지점(A1)에서 용접을 통해 연결될 수 있고, 내조(120)와 슬로싱 저감부(200) 역시 제2 연결 지점(A2)에서 용접을 통해 연결될 수 있다.
도 5는 도 3이 부분 확대도로서, 도 3의 B 영역의 확대도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 바디부(100)는 외조(110), 내조(120), 연결부(130) 및 보조부재(140)를 포함할 수 있다.
내조(120)는 외조(110) 내부에 구비되고, 연결부는 내조(120)와 외조(110)를 연결할 수 있다. 또한 보조부재(140)는 연결부(130) 및 내조(120)의 내측면에 고정될 수 있다.
이 때, 연결부(130)는 제1 연결 지점(A1)에서 내조의 외측면과 연결되고, 보조부재(140)는 제1 연결 지점(A1)의 맞은 편에 위치하는 내조(120) 내측면의 제2 연결 지점(A2')에서 내조(120)와 연결될 수 있다. 슬로싱 저감부(200)는 보조부재(140)에 연결될 수 있다.
슬로싱 저감부(200)가 외조(110)에 비해 두께가 얇은 내조(120)에 용접되는 경우, 용접과정이나 슬로싱이 발생할 때 내조의 파손과 같은 결함이 발생할 수 있으므로, 보조부재(140)를 내조(120)에 연결하여 내조(120)를 보강할 수 있다.
내조(110)와 보조부재(140)는 제 2연결지점(A2)에서 용접을 통해 연결될 수 있다. 제 2연결지점(A2)이 아닌 구역은 연결부(130)가 없고 내조(120)는 외조(110)보다 두께가 얇기 때문에, 보조부재(140)가 없는 내조(120)는 용접이 되는 과정에서 파괴될 수 있다.
이때, 슬로싱 저감부(200)는 제2 연결 지점(A2)의 맞은 편에 위치하는 보조 부재의 제3 연결 지점(A3)에 고정될 수 있다.
연결부(130)와 내조(120)는 제1 연결 지점(A1)에서 용접을 통해 연결될 수 있다. 내조(120)와 보조부재(140)는 제2 연결 지점(A2)에서 용접을 통해 연결될 수 있다. 또한 슬로싱 저감부(200)와 연결부(130)는 제3 연결 지점(A3)에서 용접 또는 볼팅을 통해 연결될 수 있다. 이에 따라 연결부(130)와 슬로싱 저감부(200)는 연결부의 길이 방향으로 일직선 상에 위치할 수 있다.
연결부(130)는 슬로싱 저감부(200)의 상부에 위치하여 지탱해 주기 때문에, 보조부재(140)와 슬로싱 저감부(200)의 연결에 있어서 안정성을 확보할 수 있다.
도 6 내지 도 9는 슬로싱 저감부의 다양한 예들을 나타낸다. 도 6 내지 도 9는 설명의 편의를 위하여 슬로싱 저감부(200)의 정면을 나타낸 것이다.
또한 도 6 내지 도 9의 슬로싱 저감부(200)는 보조부재(140)에 연결되어 있으나, 이에 한정되지 않고 도 1의 바디부(100)의 내측면이나 도 2의 내조(120)의 내측면에 연결될 수도 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크의 슬로싱 저감부(200)는 복수 개의 단위 저감부(300)를 포함할 수 있다. 이 때 복수개의 단위 저감부(300)의 일측은 서로 연결되어 있고, 타측은 서로 이격될 수 있다. 슬로싱이 발생할 경우, 단위 저감부(300)는 슬로싱을 저감하고, 서로 이격된 타측은 이격된 부분으로 일부의 액화연료를 흐르게하여, 슬로싱을 저감하면서, 슬로싱에 의해 슬로싱 저감부(200)가 파손되지 않게 할 수 있다.
이 때 복수개의 단위 저감부(300)의 길이(d)는 서로 같고, 서로 인접한 단위 저감부(300)들 사이의 거리(L1, L2, L3)는 서로 같을 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 슬로싱 저감부(200)는 복수 개의 구멍(410)이 형성된 플레이트부(400)를 포함할 수 있다. 플레이트부(400)는 탄성변형을 통해 슬로싱을 저감시킬 수 있다. 액화연료가 복수개의 구멍(410) 사이로 흐르기 때문에, 플레이트부(400)의 파손을 방지할 수 있다.
플레이트부(400)에 위치한 복수 개의 구멍(410)의 크기는 같고, 인접한 복수 개의 구멍(410) 사이의 거리들(L4, L5, L6, L7, L8, L9)은 서로 같을 수 있다.
도 8 및 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크의 경우, 추(500)가 슬로싱 저감부(200)의 끝단에 구비될 수 있다.
추(500)를 이용하여 슬로싱 저감부(200)의 하중을 조절할 수 있기 때문에, 액화연료 탱크의 크기 및 구조에 따라 추(500)의 무게를 다르게 하여 슬로싱 저감부(200)의 탄성변형 정도를 조절할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 액화연료 탱크를 나타낸다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 슬로싱 저감부(200)의 끝 단은 액화연료가 상기 바디부(100)의 20%까지 채워질 때, 액화연료의 표면 또는 표면 아래에 위치할 수 있다.
슬로싱은, 액화연료가 상기 바디부(100)의 25% 혹은 75%까지 채워질 때 가장 크기 때문에, 슬로싱 저감부(200)의 끝 단은 액화연료가 상기 바디부(100)의 20%까지 채워질 때, 액화연료의 표면 또는 표면 아래에 위치하여 슬로싱을 방지 할 수 있다.
슬로싱 저감부(200)는 스테인리스 스틸 또는 망간 함유 금속으로 이루어질 수 있다. 스테인리스 스틸 또는 망간 함유 금속은 액화연료의 낮은 온도를 견디므로 액화연료 탱크의 내부에서 사용될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100: 바디부 110: 외조
120: 내조 130: 연결부
140: 보조부재 200: 슬로싱 저감부
300: 단위 저감부 400: 플레이트부
410: 구멍 500: 추

Claims (6)

  1. 액화연료를 저장하는 바디부; 및
    일측은 상기 바디부의 내측면에 고정되고 타측은 상기 바디부의 내측면으로부터 이격되며, 상기 액화연료의 슬로싱 발생시 탄성변형되는 슬로싱 저감부;를 포함하는 액화연료 탱크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바디부는, 외조, 상기 외조 내부에 구비된 내조, 상기 내조와 상기 외조를 연결하는 연결부를 포함하며,
    상기 연결부는 제1 연결 지점에서 상기 내조의 외측면과 연결되고,
    상기 슬로싱 저감부는, 상기 제1 연결 지점의 맞은 편에 있는 상기 내조 내측면의 제2 연결 지점에 연결되는 액화연료 탱크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바디부는, 외조, 상기 외조 내부에 구비된 내조, 상기 내조와 상기 외조를 연결하는 연결부 및 상기 내조의 내측면에 고정된 보조부재를 포함하고,
    상기 연결부는 제1 연결 지점에서 상기 내조의 외측면과 연결되고,
    상기 보조부재는 상기 제1 연결 지점의 맞은 편에 위치하는 상기 내조 내측면의 제2 연결 지점에서 상기 내조와 연결되고,
    상기 슬로싱 저감부는 상기 보조부재에 연결되는 액화연료 탱크.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 슬로싱 저감부는 복수개의 단위 저감부를 포함하며, 상기 복수 개의 단위 저감부의 일측은 서로 연결되어 있고, 상기 복수 개의 단위 저감부의 타측은 서로 이격되어 있는 액화연료 탱크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슬로싱 저감부는 복수 개의 구멍이 형성된 플레이트부를 포함하는 액화연료 탱크.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬로싱 저감부의 끝 단에 추가 구비된 액화연료 탱크.
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