KR20150119919A - 액체의 이동을 댐핑하기 위한 장치를 포함하는 액체 이송을 위한 컨테이너 - Google Patents

액체의 이동을 댐핑하기 위한 장치를 포함하는 액체 이송을 위한 컨테이너 Download PDF

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케이 필리 베흐루지
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에어버스 데에스 게엠베하
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Abstract

액체의 이동을 댐핑하기 위한 장치를 포함하는 특히 극저온 액체, 예를 들어 액화 천연 가스(LNG)의 이송 및 보관을 위한 컨테이너에서 지지 구조물 형태의 댐핑 장치가 컨테이너 또는 탱크 내로 삽입된다. 지지 구조물은 로드, 연결 부재, 수평, 대각선 및 수직 플레이트로 이루어지고, 탱크 내로 삽입되고, 이 경우 상기 지지 구조물의 외부 형태는 탱크의 기하학적 형상에 맞게 조정된다. 지지 구조물은 벌크 재료로 채워진 백에 의해 탱크 내에 배치되고, 백은 스크루 및 와셔에 의해 서로 연결된다. 지지 구조물의 파이프는 파이프 내의 보어를 통해 이송될 또는 보관될 액체로 충전되고 비워진다. 수평, 대각선 및 수직 플레이트는 파이프 및 연결 부재에 분리 가능하게 스크루에 의해 고정된다.

Description

액체의 이동을 댐핑하기 위한 장치를 포함하는 액체 이송을 위한 컨테이너{CONTAINER FOR TRANSPORTING LIQUIDS WITH A DEVICE FOR DAMPING THE MOVEMENT OF THE LIQUID}
본 발명은 액체의 이동을 댐핑하기 위한 장치를 포함하는 액체 이송 및 보관을 위한 컨테이너에 관한 것으로, 지지 구조물 형태의 댐핑 장치는 컨테이너 내로 삽입되고, 형상 끼워 맞춤 결합 방식으로 컨테이너의 기하학적 형상에 맞게 조정된다.
운반선 및 지상 탱크로리차의 경우에 액체의 왕복 슬로싱(sloshing) 형태의 액체의 이동은 이송 컨테이너의 내부에서 공개된 문제를 형성하는데, 그 이유는 액체의 이동은 탱크벽의 손상 및 바람직하지 않은 중심 이동을 야기할 수 있기 때문이다. 이러한 현상은 특히 부분적으로만 충전된 컨테이너 또는 탱크에서 나타나므로, 예를 들어 LNG 멤브레인-운반선은 주로 완전히 채워진 상태로만 또는 완전히 비워진 상태로만 이동할 수 있다.
바람직하지 않은 슬로싱 이동을 댐핑하기 위해, 주로 슬로싱 플레이트 또는 칸막이벽이 사용된다. 즉 US 8 235 242 B2호에 설명된 장치에서 탱크는 칸막이벽에 의해 개별 영역으로 세분되고, 액체의 이동은 이로써 개별 영역으로 제한된다. 또한 US 8 235 242 B2호에 공개된 바와 같이 칸막이벽은 통로를 포함할 수도 있다. 이러한 칸막이벽과 달리 슬로싱 플레이트의 사용 시 동일한 목적을 위해 개별 영역으로 탱크의 분할이 이루어지는 것이 아니라, 플레이트는 이러한 경우에 액체의 이동을 전체적으로 감소시키고 이로 인해 액체 이동의 댐핑이 이루어진다.
운반선에서 이러한 슬로싱 플레이트는 대부분 탱크벽의 구조에 직접 통합된다. 이러한 플레이트는 주로 탱크벽에 대해 수직으로 정렬되어 돌출하는 플레이트를 형성하고, 상기 플레이트는 탱크 바닥 위에 및 탱크벽에 배치되고, 액체의 이동에 유동 방향에 대해 가로방향으로 댐핑 작용을 한다. 그러나 바람직하지 않게, 일반적으로 리브로 구현된 슬로싱 플레이트의 작용은 탱크벽에 인접하는 탱크의 영역에만 제한되어 액체 이동이 가장 심한 탱크의 중앙 영역은 슬로싱 플레이트에 의해 댐핑되지 않는다. 탱크 전체에서 충분한 액체 댐핑은 매우 큰 슬로싱 플레이트를 필요로 하고, 상기 플레이트는 비교적 높은 비용과 액체를 위해 제공되는 탱크 체적의 축소를 수반한다. 또한 이러한 슬로싱 플레이트는 지지하는 벽 구조를 필요로 하고, 상기 플레이트가 예를 들어 LNG-운반선에서 사용되는 것과 같은 비 지지 방식의 얇은 멤브레인 벽이면, 상기 플레이트의 사용은 문제가 된다. LNG, 소위 액화 천연 가스는 -163℃의 온도를 갖는 극저온 액체인 것이 참조된다.
DE 10 2007 057 180 A1호에 기술된 대안적인 탱크 컨셉은, 따라서 이러한 컨테이너를 위해 탱크 플레이트를 제공하고, 상기 플레이트는 액체-가스-경계면에서부터 부유 방식으로 액체 내로 드리워진다. 부유체는 플렉시블하게 형성되고, 그리드에 의해 지지된다.
예를 들어 WO 2011/129770 A1호에 기술된 다른 컨셉도 액체 표면 위에서 수평으로 부유하는 플레이트를 제공하고, 이 경우 부유체의 높이는 케이블 시스템에 의해 조정된다. 이러한 케이블 시스템은 그러나 DE 10 2007 057 180 A1호에 제안된 시스템과 달리 부유하는 플레이트의 이동 및 상기 플레이트의 댐핑 작용을 제한한다.
특히 LNG-운반선의 경우 액체의 슬로싱 이동은 탱크의 특히 모서리 및 에지에서 비교적 높은 가압을 야기할 수 있기 때문에, 부하를 가장 많이 받는 상기 영역에 특수한 부재들을 제공하는 것이 US 7 469 651 B2 호에 공개되어 있고, 상기 부재들은 액체의 이동에 의해 야기된 가압을 감소시킨다.
US 2 364 928 A호에 전술한 방식의 장치가 공개되어 있고, 상기 장치는 홀 플레이트로 이루어지고, 상기 플레이트는 지지 구조물 내로 삽입되고, 액체의 댐핑을 위해 이용되고, 상기 탱크로부터 다시 제거될 수도 있다. 댐핑 부재들은 공개된 상기 장치에서 상응하는 연결 부재들에 의해 비형상 끼워 맞춤 결합 방식으로 탱크벽에 연결되고, 이 경우 삽입된 구조의 형태 안정성은 탱크 슬리브에 부재들의 고정에 의해 달성되고, 추가로 탱크 바닥을 향해 롤러가 제공된다. 그러나 이러한 방식의 연결은 LNG-멤브레인 운반선에서 이용을 위해 적합하지 않다. 극저온 액체는 오히려 탱크의 격리 특성에 대해 매우 까다로운 요구를 제안하고, US 2 364 928 A호에 따른 장치에서 이러한 요구는 중요하지 않은데, 그 이유는 상기 간행물에서 이러한 장치는 선박 평형수를 위한 장치이기 때문이다.
본 발명의 과제는 상기 컨테이너가 멤브레인 탱크인 경우에, 슬로싱 이동이 가능한 한 간단하고 저렴하게 최적으로 댐핑되도록 이러한 컨테이너를 형성하는 것이다.
본 발명의 과제는, 이러한 컨테이너에서 지지 구조물이 벽에 대한 고정 연결 없이 컨테이너 또는 탱크 내로 삽입되고, 상기 지지 구조물의 부재들은 분리 가능하게 서로 연결됨으로써 해결된다. 이 경우 지지 구조물은 바람직하게 파이프, 연결 부재들, 수평, 대각선 및 수직 플레이트로 이루어진다.
본 발명은 탱크 내에서 슬로싱 플레이트의 장착 및 최적의 위치 설정을 가능하게 하고, 이 경우 탱크벽에 고정 연결을 형성하지 않아도 되고, 따라서 특히 탱크의 개장에도 적합하고, 탱크에 구조적인 변동을 필요로 하지 않는다. 본 발명은 또한 특히 예를 들어 탱크에 대한 추가 연결은 격리 효과의 저하를 야기할 수 있으므로 바람직하지 않은 LNG-운반선에서 극저온 탱크의 개장에 적합하다. 동시에 본 발명에 따른 장치는, 탱크가 부분적으로만 충전된 경우에도 액체 이동이 최적으로 댐핑되는 것을 보장한다.
본 발명에 따라 바람직하게 중공 파이프들은 플러그 접속부에 의해 지지 구조물에 연결되고, 파이프 및 연결 부재들에 슬로싱 플레이트가 고정되고, 상기 플레이트는 탱크에 대해 수평, 대각선 및 수직으로 배치된다. 이러한 구조는 관련 용도를 위해 플레이트의 최적의 위치 설정을 가능하게 한다. 전체적인 구조는 바람직하게 예를 들어 스티로폼 볼 또는 이와 유사한, 탱크벽에 대해 더 유연하고 극저온 매체에 대해 내구성을 갖는 물질들로 이루어진 벌크 재료로 채워진 백에 기초한다. 대안으로서 본 발명과 관련해서 백 대신에 몰드 제품이 사용될 수 있다. 탱크 기하학적 형상에 대한 형상 끼워 맞춤 방식의 결합으로 인해 탱크 내에서 지지 구조물의 슬라이딩이 불가능하고, 탱크의 손상이 방지된다.
컨테이너에 본 발명에 따라 제공된 장치는 모듈 방식으로 구성되고, 이로 인해 각각의 임의의 탱크에, 예를 들어 입방체 탱크에도 설치될 수 있다. 탱크 내에 추가 고정점들이 제공되지 않아도 되기 때문에, 이러한 탱크에 추후에도 이러한 댐핑 장치가 설치될 수 있다. 본 발명에 따른 장치에서 이동 불가능한 부품들의 이용은 컨테이너- 또는 탱크벽과 제어되지 않은 접촉 및 상기 벽의 손상을 방지한다. 필요한 유지 보수 작업 및 그에 따른 비용은 이로 인해 최소화된다.
본 발명에 따라 제공된 장치는 열브리지를 형성하지 않는데, 그 이유는 예를 들어 나사 결합 또는 용접과 같은 벽에 대한 고정 연결이 제공되지 않기 때문이다. 댐핑 장치는 탱크벽에 대해 최대한 광범위하게 격리되어 배치되기 때문에, 이러한 장치를 통해 추가로 컨테이너 내로 도입되는 열은 최소로 감소한다.
하기에서 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명된다.
도 1은 액체의 이송을 위한 컨테이너를 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 따른 다수의 컨테이너를 포함하는 LNG-운반선을 개략적으로 도시한 종단면도.
도 3은 도 1에 따른 컨테이너 내에 장착된 슬로싱 방지 장치를 도시한 도면.
도 4는 조립된 상태에서 도 3에 따른 슬로싱 방지 장치를 도시한 도면.
도 5는 도 4에 따른 슬로싱 방지 장치를 도시한 제 1 단면도.
도 6은 도 4에 따른 슬로싱 방지 장치를 도시한 제 2 단면도.
도 7은 몇 개의 가능한 연결 파이프를 도시한 사시도.
도 8은 컨테이너 내에서 연결 파이프의 지지를 도시한 도면.
도 9는 다양한 연결 부재들을 도시한 도면.
도 10은 상이한 컨테이너 기하학적 형상의 예들을 도시한 개략도.
도 1에 도시된 컨테이너(1)는 일반적으로 LNG-운반선에서 사용되고 경사 영역들(2)을 포함하는, 액체의 이송을 위한 컨테이너이다. 도 2는 개략적인 도면에 LNG-운반선(3)의 종단면도를 도시하고, 여기에 도시된 실시예의 경우에 상기 운반선의 선체에 모두 4개의 컨테이너 또는 탱크(1)가 선박(3)의 길이방향으로 앞뒤로 나란히 배치된다.
계속해서 본 발명에 기초가 되는 컨셉은 컨테이너(1)의 예에서 상세히 설명되고, 상기 컨테이너는 본 발명과 관련해서 임의의 다른 컨테이너 기하학적 형상, 즉 입방체 또는 이와 유사하게 형성된 탱크를 위해 사용 가능하다. 컨테이너(1)는 도 3에서 장착된 댐핑- 또는 슬로싱 방지 장치(11)를 포함하여 전체적으로 도시된다. 도 4 내지 도 8에 장치(11)의 세부도가, 즉 둘러싸고 있는 컨테이너(1) 없이 도시된다. 도 4에 도 3에 따른 컨테이너(1) 내에 배치된 슬로싱 방지 장치(11)가 투시 형태로 도시된다. 상기 장치는 하기 부재들로 이루어진다:
- 파이프(12)로 이루어진, 지지 구조물로서 구성된 시스템. 슬로싱 방지 장치(11)의 외부 기하학적 형상은 컨테이너(1)의 기하학적 형상에 맞게 형상 끼워 맞춤 결합 방식으로 조정되고, 이 경우 슬로싱 방지 장치(11)의 에지들은 컨테이너(1)의 에지와 일치한다.
- 파이프(12)에 예를 들어 스크루에 의해 고정된 수평 플레이트(13). 플레이트(13)는 컨테이너(1)의 수직 벽(15)에 대해 직각으로 배치된다.
- 파이프(12)에 고정되고 컨테이너(1)의 벽(15)에 대해 각도를 형성하는 대각선으로 배치된 플레이트(14). 대각선 플레이트(14)는 여기에 도시된 실시예에서 수평 플레이트(13) 아래에 배치된다.
- 수직 플레이트(15).
- 컨테이너 하부면에 배치된 수직 교차 플레이트(16), 상기 플레이트는 슬로싱 방지 장치(11) 내에 교차점을 형성한다. 플레이트(16)는 여기에 도시된 실시예의 경우에 컨테이너(1)의 하부 대각선 플레이트(18)의 영역에 위치한다.
도면에 도시된 실시예의 경우에 슬로싱 방지 장치(11)는 모두 16개의 개별 세그먼트(17)로 세분된다. 슬로싱 방지 장치(11)의 다양한 플레이트(13 내지 16)의 높이와 위치는 액체 충전도 - 컨테이너(1) 내의 이송되는 액체는 도면에 도시되지 않음 - 및 이로 인해 필요로 하는 액체 이동의 댐핑에 따라 조정될 수 있다.
도 7에 도시된 파이프들(12)은 얇은 벽을 갖는 중공 바디로 이루어지고, 상기 중공 바디들은 삽입된 상태에서 내부가 액체로 충전된다. 액체는 홀(19)을 통해 파이프(12) 내로 유입될 수 있고, 상기 파이프에서 다시 배출될 수도 있고, 상기 홀의 위치는 기본적으로 임의로 배치될 수 있는 장착 상황에 맞게 조정된다. 파이프(12)는 도 8에 도시된 상이하게 형성된 연결 부재들(20 내지 22)에 의해 각각 플러그 접속부를 통해 서로 연결된다. 이를 위해 파이프(12)의 단부는 테이퍼링되고 또는 연결 부재들(20 내지 22)의 개구보다 작게 형성되고, 이로써 연결 부재(20 내지 22) 내로 삽입될 수 있다. 연결 부재들(20 내지 22)은 탱크 기하학적 형상에 맞게 조정되므로, 상기 연결 부재들의 형태는 기본적으로 도 8에 도시된 형태와 다를 수 있다. 따라서 구조는 형상 끼워 맞춤 결합 방식으로 컨테이너(1)의 내부에 배치되는 지지 구조물을 형성한다.
전술한 바와 같이, 파이프(12)와 개별 연결 부재들(20 내지 22) 사이의 연결은 플러그 접속부에 의해 이루어지고, 상기 플러그 접속부는 핀 또는 볼트(23)에 의해 고정되고, 상기 핀 또는 볼트는 연결 부재들(20 내지 22) 및 파이프(12) 내의 홀(24, 25)에 결합한다. 핀 또는 볼트(23) 및 플러그 접속부에 내부로부터 액세스 가능하도록 개구들(24, 25)이 배치되고, 따라서 파이프(12) 및 연결 부재들(20 내지 22)로 이루어진 지지 구조물은 유지 보수를 위해 분해될 수 있다. 핀 또는 볼트(23)에 대한 대안으로서 물론 스크루 결합부도 가능하다.
파이프(12)는 컨테이너(1)에 대해 백(26) 위에 매립되고, 상기 백은 여기에 도시된 실시예에서 스티로폼 볼(27)로 충전된다. 도 8에 도시된 바와 같이 이러한 백(26)은 금속 또는 다른 저온 저항 물질로 이루어진 패브릭을 포함한다. 상기 백의 벌크 재료(27)는 컨테이너(1)의 벽(30)에 최적으로 맞춰지므로, 가능한 불균형 또는 벽(30)에 삽입되는 예를 들어 도면에 도시되지 않은 포켓이 허용될 수 있다. 벌크 재료(27)는 기본적으로 임의의 물질로 이루어질 수 있고, 상기 벌크 재료의 강도는 컨테이너 벽(30)을 손상시키지 않는 동시에, 컨테이너 벽(30)에 도입된 힘의 양호한 분배를 야기하고 가급적 변형되지 않도록 선택된다. 또한 특히 파이프(12)와 컨테이너 벽(30) 사이의 큰 전달면과 컨테이너(1)의 에지 및 모서리(31)에 파이프(12)의 배치가 바람직하다. 특히 컨테이너(1)가 멤브레인 탱크일 때, 컨테이너(1)의 상기 에지와 모서리는 가장 심하게 부하를 받을 수 있는 지점이다. 상기 위치에서 슬로싱력은 컨테이너(1) 내로 광범위하게 방출되어, 컨테이너(1)의 국부적인 부하는 가능한 한 작게 유지된다.
파이프(12)에 대해 백(26) 및 벌크 재료(27)의 슬라이딩을 저지하기 위해, 백은 스크루(28) 및 와셔(29)에 의해 파이프(12)에 연결된다. 백(26) 및 벌크 재료(27)를 포함하는 도 8에 도시된 컨셉에 대한 대안으로서 개별 몰드 제품 형상의 경화하는 폼이 사용될 수도 있고, 그러한 경우에 폼의 성분은 극저온 액체와 상용성을 갖는다.
도 10에 LNG-운반선에 장착될 수 있는, 컨테이너 또는 탱크의 2개의 상이한 변형예가 도시된다. 도면은 좌측 부분에 선박의 기하학적 형상에 따라 선박(3)의 전방부에 배치될 수 있는 컨테이너 또는 탱크를 도면부호 3으로 전면도에 도시하고, 도면부호 4로 평면도에 도시하고, 도면부호 5로 측면도에 도시한다. 도면의 우측 부분에 일반적으로 상기 선박의 중앙에서 볼 수 있는 것과 같은 컨테이너 또는 탱크가 도면부호 6, 7, 및 8로 전면도, 평면도 및 측면도에 도시된다.
1 컨테이너 또는 탱크
3 운반선
11 슬로싱 방지 장치
12 파이프
13 수평 플레이트
14 대각선 플레이트
15, 16 수직 플레이트
19 보어
20-22 연결 부재
23 볼트
26 백
27 벌크 재료
28 스크루
29 와셔

Claims (9)

  1. 액체의 이동을 댐핑하기 위한 장치를 포함하는 액체의 이송 및 보관을 위한 컨테이너로서, 지지 구조물 형태의 댐핑 장치는 컨테이너 내로 삽입되고, 형상 끼워 맞춤 결합 방식으로 컨테이너의 기하학적 형상에 맞게 조정되는 컨테이너에 있어서,
    지지 구조물은 벽에 대한 고정 연결 없이 컨테이너 또는 탱크(1) 내로 삽입되고, 상기 지지 구조물의 부재들(12, 13-16, 20-22)은 분리 가능하게 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  2. 제 1 항에 있어서, 지지 구조물(11)은 파이프(12), 연결 부재(20-22), 수평 플레이트(13), 대각선 플레이트(14) 및 수직 플레이트(15, 16)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 지지 구조물(12, 13-16, 20-22)은 벌크 재료(27)로 채워진 백(26)에 의해 탱크(1) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 지지 구조물(12, 13-16, 20-22)의 상기 파이프(12) 및 상기 백(26)은 스크루(28) 및 와셔(29)에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 구조물(12, 13-16, 20-22)은 개별 몰드 제품 형상의 경화하는 폼에 의해 탱크(1) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 구조물(12, 13-16, 20-22)의 상기 파이프(12)는 상기 보어(19)를 통해 이송할 또는 보관할 액체로 충전되고 비워지는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수평(13), 대각선(14) 및 수직 플레이트(15, 16)는 상기 파이프(12) 및 연결 부재들(20-22)에 고정되는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이프(12)는 플러그 접속부에 의해 상기 연결 부재들(20-22)에 분리 가능하게 볼트(23)를 이용해서 연결되는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 연결은 스크루에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
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