KR20160024014A

KR20160024014A - 화물창 방벽구조

Info

Publication number: KR20160024014A
Application number: KR1020140109362A
Authority: KR
Inventors: 허원석; 이민래
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2016-03-04
Also published as: KR101722370B1

Abstract

화물창 방벽구조가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방벽구조는 액화가스를 수용할 수 있는 공간을 둘러싸는 1차방벽과, 1차방벽을 둘러싸는 단열패널 어셈블리 및 단열패널 어셈블리를 고정하는 고정유닛을 포함하고, 고정유닛은 볼소켓이 마련되는 조인트블록과, 볼소켓에 삽입되는 볼조인트부와, 볼조인트부에서 연장되는 체결부를 구비한 스터드 볼트 및 체결부에 체결되어 단열패널 어셈블리를 가압 지지하는 체결부재를 포함한다.

Description

화물창 방벽구조{CARGO BARRIER STRUCTURE}

본 발명은 화물창 방벽구조에 관한 것이다.

액화가스(Liquefied Gas)는 기체를 냉각 또는 압축하여 액체로 만든 것으로, LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다.

액화가스의 일 예인 액화천연가스(LNG)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 -162°C로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말하며, 초저온 상태의 액화천연가스를 에너지로 이용하기 위해서 생산기지로부터 수요지의 인수지까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운송 방안이 검토되어 왔다. 이러한 노력의 일환으로 대량의 액화천연가스를 해상으로 수송할 수 있는 액화천연가스 수송선박이 개발되었다.

액화천연가스 수송선박에는 초저온상태로 액화시킨 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있는 화물창(Cargo)이 구비되어야 하는데, 이러한 화물창에 요구되는 조건이 매우 까다로워 많은 어려움이 있었다.

즉, 액화천연가스는 대기압 보다 높은 증기압을 가지며, 대략 -162°C 정도의 비등 온도를 갖기 때문에, 이러한 액화천연가스를 안전하게 보관하고 저장하기 위해서는 이를 저장하는 화물창은 초저온에 견딜 수 있는 재료, 예를 들면 알루미늄강, 스테인리스강, 35% 니켈강 등으로 제작되어야 하며, 기타 열응력 및 열수축에 강하고, 열침입을 막을 수 있는 독특한 단열패널 구조로 설계되어야 한다. 이러한 액화천연가스 수송선박의 화물창은 그 구조에 따라 독립형(self-supporting) 방식과 멤브레인(membrane) 방식으로 구분할 수 있다.

멤브레인 방식의 일 예로, 한국 공개특허공보 10-2012-0013233호 (2012.02.14.)는 액화천연가스 저장 탱크 및 그의 제조방법에 대하여 개시하고 있다.

한국 공개특허공보 10-2012-0013233호(2012.02.14.)

본 발명의 실시 예들은 화물창 방벽 설치를 위한 작업시간을 단축함과 아울러 방벽구조의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 화물창 방벽구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 종사자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스를 수용할 수 있는 공간을 둘러싸는 1차방벽과, 상기 1차방벽을 둘러싸는 단열패널 어셈블리 및 상기 단열패널 어셈블리를 고정하는 고정유닛을 포함하고, 상기 고정유닛은 볼소켓이 마련되는 조인트블록과, 상기 볼소켓에 삽입되는 볼조인트부와, 상기 볼조인트부에서 연장되는 체결부를 구비한 스터드 볼트 및 상기 체결부에 체결되어 상기 단열패널 어셈블리를 가압 지지하는 체결부재를 포함하는 화물창 방벽구조가 제공될 수 있다.

또한 상기 단열패널 어셈블리는 하부단열폼과, 상기 하부단열폼 하면에 결합된 제1하면보강패널을 포함하고, 상기 체결부재는 상기 체결부에 끼워져 상기 제1하면보강패널의 상면에 지지되는 와셔와, 상기 체결부에 체결되어 상기 와셔를 가압 지지하는 너트를 포함한다.

또한 상기 단열패널 어셈블리는 상부단열보드와 하부단열보드를 포함하고, 상기 조인트블록은 상기 하부단열보드 상면에 결합되고, 상기 체결부는 상기 상부단열보드의 하면을 관통하여 상기 상부단열보드 내부로 삽입되고, 상기 체결부재는 상기 상부단열보드를 가압 지지할 수 있다.

또한 상기 단열패널 어셈블리는 하부단열보드, 상기 하부단열보드 위에 적층 고정되는 2차방벽, 상기 2차방벽 위에 적층 고정되는 상부단열보드를 포함하고, 상기 하부단열보드는 정사각형 형태의 단위 하부단열보드가 격자 형태로 배열되고, 상기 상부단열보드는 이웃하는 2개의 상기 단위 하부단열보드를 덮는 직사각형 형태의 단위 상부단열보드가 격자 형태로 배열될 수 있다.

또한 상기 2차방벽은 상기 하부단열보드 상면에 마련된 제1고정스트립과 용접 결합됨에 의해 상기 하부단열보드와 결합될 수 있다.

또한 상기 하부단열보드의 상면에는 상기 상부단열보드를 고정하기 위해 돌출된 앵커링볼트가 설치된 앵커링블록이 결합될 수 있다.

또한 상기 앵커링볼트는 상기 2차방벽을 관통하여 상기 상부단열보드에 형성된 앵커링볼트관통홀에 삽입되고, 상기 앵커링볼트의 단부에 너트 및 와셔가 체결되어 상기 상부단열보드를 가압 지지함에 의해 상기 상부단열보드와 상기 하부단열보드는 서로 결속될 수 있다.

또한 상가 앵커링볼트관통홀은 상기 단위 상부단열보드에 적어도 2개 이상 마련될 수 있다.

또한 상기 상부단열보드의 상면에는 상기 1차방벽을 용접 결합하기 위한 제2고정스트립이 마련될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 화물창 방벽 설치를 위한 작업시간을 단축할 수 있어 작업성 및 생산성이 향상되고, 열응력에 따른 단열패널의 수축 및 팽창 시 체결부분에 발생하는 응력을 분산시킬 수 있어 화물창 방벽의 신뢰성이 향상된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방벽구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 선체 내벽에 설치되는 하부단열보드의 결합관계를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하부단열보드의 분해사시도이다.
도 4는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스터드 볼트에 체결되는 와셔를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 하부단열보드와 2차방벽의 결합관계를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 하부단열보드에 2차방벽이 결합된 상태를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 상부단열보드와 2차방벽의 결합관계를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 상부단열보드의 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 상부단열보드와 하부단열보드의 결합관계를 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 상부단열보드와 하부단열보드의 결합관계를 도시한 단면도이다.

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.

또한 “제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원서 에서 사용한 용어는 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 발명을 제한 및 한정하려는 의도는 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 출원서 에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분과 "연결" 되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 화물창은 초저온의 액화가스(liquefied gas), 예컨대 액화천연가스(LNG: Liquefied Natural Gas)와, 액화석유가스(LPG: Liquefied Petroleum Gas)와, 디메틸에테르(DME: Dimethyl Ether) 등을 저장하는데 이용된다. 이러한 화물창은 LNG 운반선, LNG RV(Regasification Vessel) 운반선, LPG 운반선, 또는 에틸렌(Ethylene) 운반선 등 액화가스 화물을 운송하는 운반선과, FSRU(Floating Storage Regasification Unit), FPSO(Floating Production Storage Offloading), 또는 BMPP(Barge Mounted Power Plant) 등 액화가스 화물을 저장 또는 생산하거나 혹은 기화설비를 갖춘 해상 부유설비에 적용된다. 또한 액화가스 화물창은 해상에 설치되는 설비뿐만 아니라 육지에 설치되어 액화가스를 저장 또는 생산하기 위한 설비에 사용되는 것을 포함한다.

이하에서는 액화가스를 운반하는 운반선에 설치된 화물창을 구성하는 방벽구조에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1을 참조하면, 화물창의 방벽구조는 선체 내벽(inner hull,10)으로부터 순차적으로 적층되어 고정되는 하부단열보드(100), 2차방벽(200), 상부단열보드(300) 및 1차방벽(400)을 포함한다. 여기서 하부단열보드(100), 2차방벽(200) 및 상부단열보드(300)는 1차방벽(400)을 둘러싸며 화물창 내부와 선체 내벽과의 열 전달을 차단하는 단열패널 어셈블리를 형성한다.

1차방벽(400)은 화물창에 저장되는 액화가스와 직접 접촉하는 부분으로서, 인바 합금(INVAR), 스테인리스강(SUS), 또는 알루미늄 합금 등의 금속재질로 이루어진 다수의 단위 1차방벽시트(401)가 연결되어 형성될 수 있다. 또한 1차방벽(400)은 열 수축 및 팽창이 용이하도록 융기된 복수의 주름부(410)를 구비하고, 복수의 주름부(410)는 열응력에 의한 탄성 변형률을 고려하여 그 크기 및 개수는 적절하게 설계 변경될 수 있다.

상부단열보드(300)는 1차방벽(400)에 가해지는 슬로싱(sloshing) 등과 같은 유체 충격력을 흡수하며, 화물창 내부 온도가 선체 내벽(10)으로 전달되지 않도록 하는 방열 역할을 수행한다. 이러한 상부단열보드(300)는 고밀도의 액체 폴리우레탄(polyurethane)과 유리섬유(glass fiber)를 함께 사용하여 라미네이터(laminator)에 주입하는 연속공정으로 생산하여 강성을 강화시킨 복합재료인 강화 폴리우레탄폼 (Reinforced Polyurethane Foam, R-PUF) 또는 단열성능이 우수한 저밀도 폴리우레탄폼(Polyurethane Form, PUF)으로 제작된 단열 폼을 포함한다.

2차방벽(200)은 상부단열보드(300)와 하부단열보드(100) 사이에 개재되어 완충작용을 수행함과 동시에 1차방벽(400)이 손상된 경우 화물창 내부에 저장된 액화가스가 외부로 누설되는 것을 방지한다. 이러한 2차방벽(200)은 인바 합금(INVAR), 스테인리스강(SUS), 또는 알루미늄 합금 등의 금속재질로 이루어진 다수의 방벽시트가 연결되어 형성될 수 있다.

하부단열보드(100)는 1차방벽(400)에 가해지는 슬로싱(sloshing) 등과 같은 유체 충격력을 흡수하며, 화물창 내부 온도가 선체 내벽(10)으로 전달되지 않도록 하는 방열 역할을 수행한다. 이러한 하부단열보드(100)는 상부단열보드(300)와 함께 2중 단열구조를 이루도록 강화 폴리우레탄폼 (Reinforced Polyurethane Foam, R-PUF) 또는 단열성능이 우수한 저밀도 폴리우레탄폼(Polyurethane Form, PUF)으로 제작된 단열 폼을 포함한다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방벽구조의 제작과정에 대하여 설명한다. 화물창의 방벽구조는 화물창을 구성하는 평탄한 면에 설치되는 방벽구조와 화물창의 모서리 부분을 구성하는 방벽구조로 구분될 수 있고, 이하에서는 화물창의 평탄한 면에 설치되는 방벽구조에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 선체 내벽에 설치되는 하부단열보드의 결합관계를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하부단열보드의 분해사시도이고, 도 4는 도 2의 I-I선에 따른 단면도이고, 도 5는 도 2의 II-II선에 따른 단면도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 하부단열보드(100)는 선체 내벽(10)의 평탄한 면에 단차 조절을 위해 설치되는 레벨패드(11)에 네 모서리 부분이 지지된 단위 하부단열보드(101)가 격자 형태로 배열될 수 있다.

단위 하부단열보드(101)는 작업자가 수작업 시 운반 및 설치 편의를 위하여 가로와 세로의 길이가 1ｍ x 1ｍ 크기(1:1 비율)인 정사각형 형태로 마련될 수 있고, 단위 하부단열보드(101)는 격자 형태로 배열된 상태에서 선체 내벽(10)에 설치된 스터드 볼트(520)를 포함한 고정유닛에 의해 고정될 수 있다.

하부단열보드(100)는 강화 폴리우레탄폼 또는 폴리우레탄폼으로 형성된 하부단열폼(110)과, 하부단열폼(110)의 상면에 결합되는 제1상면보강패널(120)과, 하부단열폼(110)의 하면에 결합되는 제1하면보강패널(130)을 포함한다. 제1상면보강패널(120)과 제1하면보강패널(130)은 플라이우드(plywood) 등으로 제작될 수 있고, 하부단열폼(110)의 상면과 하면에 각각 에폭시 글루(epoxy glue)와 같은 접착제 또는 볼트와 리벳과 같은 체결부재에 의해 서로 견고히 고정될 수 있다.

하부단열보드(100)의 네 모서리 부근에는 선체 내벽(10)에 설치된 스터드 볼트(520)가 관통하여 삽입되는 볼트체결홀(111,112,113)이 형성된다.

볼트체결홀(111,112,113)은 제1하면보강패널(130)에 관통 형성된 제1볼트체결홀(111)과, 제1볼트체결홀(111)보다 상대적으로 큰 직경을 갖도록 제1상면보강패널(120)과 하부단열폼(110)에 관통 형성된 제2볼트체결홀(112) 및 제3볼트체결홀(113)을 포함한다.

하부단열보드(100)를 선체 내벽(10)에 고정하는 고정유닛(500)은 조인트블록(510), 스터드 볼트(520) 및 스터드 볼트(520)에 체결되는 체결부재(530)를 포함한다.

조인트블록(510)은 선체 내벽(10)에 용접 결합될 수 있고, 상면에는 대략 구 형태로 오목하게 함몰 형성된 볼소켓(511)이 마련될 수 있다. 볼소켓(511)에는 스터드 볼트(520)의 하단에 마련된 구 형상의 볼조인트부(521)가 회전 가능하게 결합되고, 볼조인트부(521)에서 상부로 연장 형성된 스터드 볼트(520)의 체결부(522)는 제1하면보강패널(130)의 제1볼트체결홀(111)을 관통하여 제3볼트체결홀(113) 내에 돌출될 수 있다. 그리고 제3볼트체결홀(113) 내에 돌출된 스터드 볼트(520)의 체결부(522)에 체결부재(530)가 체결됨에 따라 하부단열보드(100)는 선체 내벽(10)에 고정된다. 체결부재(530)는 스터드 볼트(520)의 체결부(522)에 끼워져 제1하면보강패널(130)의 상면에 지지되는 와셔(531)와, 스터드 볼트(520)의 체결부(522)에 나사 체결되어 와셔(531)를 가압 지지하는 너트(532)를 포함한다.

이러한 구조를 통해, 하부단열보드(100)가 열 하중에 의하여 수축되어도 유격이 발생하게 되고, 스터드 볼트(520)와 제1하면보강패널(130) 사이에 갭이 있기 때문에 스터드 볼트(520)의 힌지 거동에 따라 하부단열보드(100)는 면내방향으로 슬라이딩이 가능하게 되어 스터드 볼트(520)에 과도한 응력이 가해지는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편 도 6에 도시된 바와 같이 너트(532)에 의해 가압 지지되는 와셔(531)는 스터드 볼트(520)의 힌지 거동이 용이하도록 너트(532)에 접촉하는 부분이 구면(531a)을 갖는 반구 형상으로 마련될 수 있다.

또한 하부단열보드(100)는 선체 내벽(10)에 에폭시 매스틱(epoxy mastic)과 같은 접착제(28)에 의해 지지될 수 있다. 선체 내벽(10)과 하부단열보드(100) 사이에 개재되는 접착제(28)는 선체 내벽(10)의 굴곡을 보정하면서 하부단열보드(100)를 선체 내벽(10)에 결합함과 동시에 상호간에 전달되는 충격을 완화시킨다.

고정유닛(500)에 의한 하부단열보드(100)의 고정이 완료된 후에는 하부단열보드(100)의 단열성능을 위해 볼트체결홀(111,112,113)의 개방된 상측을 통해 폼 플러그(150)가 삽입되어 밀폐되고, 플라이우드 등으로 제작된 마개(151)에 의해 볼트체결홀(111,112,113)의 상측은 마감 처리될 수 있다. 한편 도시하지는 않았으나, 서로 이웃하는 단위 하부단열보드(101) 사이의 틈새에는 글라스 울과 같은 단열재로 마련된 플랫조인트가 삽입되어 밀폐될 수 있으나, 서로 이웃하는 단위 하부단열보드(101)가 밀착되어 배열된 경우에는 생략 가능하다.

하부단열보드(100)의 상측에는 2차방벽(200)을 용접 결합하기 위한 제1고정스트립(160)과 앵커링블록(170)이 마련될 수 있다.

제1고정스트립(160)은 스테인리스 스틸(SUS) 재질로 형성된 띠 형상으로 마련될 수 있고, 제1상면보강패널(120)의 상면에서 오목하게 형성된 제1스트립수용홈(161)에 안착되어 리벳(162)에 의해 제1상면보강패널(120)과 기계적으로 결합될 수 있다. 제1고정스트립(160)이 제1스트립수용홈(161)에 안착된 경우 제1고정스트립(160)의 상면은 제1상면보강패널(120)의 상면과 실질적으로 동일 평면을 형성할 수 있고, 제1상면보강패널(120)의 상면에서 돌출되지 않는다.

제1고정스트립(160)은 하부단열보드(100) 위에 적층 고정되는 단위 2차방벽시트(201)(도7참조)와 대응하는 형상을 가지도록 다수의 단위 하부단열보드(101)에 의해 형성되는 하부단열보드(100) 위에 다수의 행과 열을 이루도록 배치될 수 있다. 다수의 행과 열을 이루도록 배치되는 제1고정스트립(160)은 단위 2차방벽시트(201)가 하부단열보드(100) 위에 포개어진 경우 단위 2차방벽시트(201)의 가장자리 부분과 맞닿는 위치에 배치될 수 있다. 이러한 제1고정스트립(160)은 하부단열보드(100) 위에서 서로 이웃하는 단위 2차방벽시트(201)의 가장자리부분이 서로 용접되는 경우 발생하는 번 데미지(burn-damage)를 차단하여 하부단열보드(100)가 손상되는 것을 방지함과 아울러 단위 2차방벽시트(201)가 가 용접되는 부분을 이룬다.

앵커링블록(170)은 스테인리스 스틸(SUS) 등과 같은 금속재질로 마련되며 소정두께를 갖는 판 형태로 마련될 수 있다. 또한 앵커링블록(170)은 단위 하부단열보드(101)를 형성하는 제1상면보강패널(120)의 중앙영역에 오목하게 형성된 앵커링블록수용홈(171)에 안착된 후 리벳(172)에 의해 제1상면보강패널(120)과 기계적으로 결합될 수 있다. 앵커링블록(170)이 앵커링블록수용홈(171)에 안착된 경우 앵커링블록(170)의 상면은 제1상면보강패널(120)의 상면과 실질적으로 동일 평면을 형성할 수 있고, 제1상면보강패널(120)의 상면에서 돌출되지 않는다. 앵커링블록(170)의 중앙부분에는 앵커링블록(170)의 표면에서 상부로 돌출 형성된 앵커링볼트(175)가 마련된다. 앵커링볼트(175)는 별도로 마련되어 앵커링블록(170)에 용접 결합되거나, 나사 체결방식에 의하여 결합될 수 있고, 또는 앵커링블록(170)과 일체로 제작될 수 있다.

여기서, 앵커링블록(170)은 2차방벽(200)과 용접 결합되는 부분을 형성하고, 앵커링볼트(175)는 상부단열보드(300)와 기계적으로 결합되어 2차방벽(200) 위에 적층된 상부단열보드(300)를 고정하는 역할을 수행한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 하부단열보드와 2차방벽의 결합관계를 도시한 것이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 하부단열보드에 2차방벽이 결합된 상태를 도시한 것이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 단위 2차방벽시트(201)는 선체 내벽(10)에 직사각형 형태로 서로 이웃하게 배치된 8개의 단위 하부단열보드(101) 각각의 적어도 어느 일 영역을 덮는 크기를 가지도록 마련될 수 있다. 이와 같은 경우, 8개의 단위 하부단열보드(101) 상면에는 단위 2차방벽시트(201)의 가장자리 형태와 대응하는 폐곡선을 형성하는 띠 형상의 제1고정스트립(160)이 배열된 상태에 있게 된다.

하부단열보드(100) 위에 적층되는 단위 2차방벽시트(201)는 이웃하는 단위 하부단열보드(101)들 사이 틈새에 수용 가능한 복수의 주름부(210)가 마련되고, 단위 2차방벽시트(201)가 적층되는 다수의 단위 하부단열보드(101) 위에 설치된 앵커링볼트(175)와 대응하는 부분에는 앵커링볼트(175)가 관통할 수 있는 앵커링볼트관통홀(220)이 마련될 수 있다.

복수의 주름부(210)는 단위 2차방벽시트(201)의 표면에서 하방향으로 벤딩된 오목한 곡선 형상을 가질 수 있고, 단위 2차방벽시트(201)의 장변을 따라 소정간격으로 배치된 3개의 주름부와 단위 2차방벽시트(201)의 단변 일측에 형성된 1개의 주름부가 서로 교차하는 형태로 마련될 수 있다.

이와 같은 단위 2차방벽시트(201)가 하부단열보드(100) 위에 적층되는 경우 단위 2차방벽시트(201)의 가장자리 부분은 제1고정스트립(160)과 맞닿은 위치에 배치되고, 맞닿은 부분은 가용접(tack welding)됨에 따라 단위 2차방벽시트(201)는 하부단열보드(100) 위에 임시로 고정될 수 있다. 이때, 단위 2차방벽시트(201)의 복수의 주름부(210)는 대응하는 단위 하부단열보드(101)들 사이 틈새에 삽입되고, 단위 하부단열보드(101) 상면에서 돌출된 앵커링볼트(175)는 단위 2차방벽시트(201)의 앵커링볼트관통홀(220)을 관통하여 단위 2차방벽시트(201)의 상부로 돌출된다. 복수의 주름부(210)와 인접한 단위 하부단열보드(101)의 상면 가장자리 둘레에는 하향 경사진 챔퍼(chamfer)(123)가 형성되어 복수의 주름부(210)가 단위 하부단열보드(101)들 사이 틈새에 삽입 시 간섭발생을 방지할 수 있다.

하부단열보드(100) 위에 단위 2차방벽시트(201)가 적층된 후에는 단위 2차방벽시트(201)의 앵커링볼트관통홀(220) 주변부는 원호용접 방식에 의해 앵커링블록(170)에 접합시켜 기밀을 유지시키고, 하부단열보드(100)의 상면에는 먼저 설치된 단위 2차방벽시트(201)에 이웃하게 다른 단위 2차방벽시트(201)를 연속하여 배치시키면서 동일한 작업을 수행함에 의해 2차방벽(200)의 설치를 완료한다.

한편 서로 이웃하는 단위 2차방벽시트(201)들이 겹쳐지는 가장자리 부분 또는 서로 맞닿는 가장자리 부분은 겹치기용접, 맞대기용접, 레이저용접 또는 플라즈마용접 등의 용접방식을 사용하는 자동용접장치에 의해 본 용접될 수 있다. 이러한 본 용접 시 제1고정스트립(160)은 단위 2차방벽시트(201)들이 용접되는 부분(용접선 또는 용접심)과 대응하는 위치에 배치됨에 따라 용접 열에 의한 하부단열보드(100)의 변형을 방지함과 아울러 겹치게 배치되는 단위 2차방벽시트(201)들과 용접 결합될 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 하부단열보드(100)와 2차방벽(200)의 결합구조는 화물창 방벽구조의 제작을 단순화할 수 있어 작업시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 즉, 단위 2차방벽시트(201)는 다수의 단위 하부단열보드(101) 사이에 형성되는 경계부분의 틈새에 대응하는 주름부(210)를 구비하고, 단위 2차방벽시트(201)의 단변 중앙을 기준으로 양측 가장자리와 인접한 위치에 각각 주름부(210)의 교차부(211)와 앵커링볼트관통홀(220)이 위치되는 구성, 및 단위 하부단열보드(101)는 중앙에 앵커링볼트(175)가 설치된 앵커링블록(170)이 마련되고, 하부단열보드(100) 위에는 단위 2차방벽시트(201)의 가장자리 형상과 대응하는 형상을 가지도록 제1고정스트립(160)이 배치되는 구성에 의하여, 하부단열보드(100) 위에 단위 2차방벽시트(201)들의 정렬 및 용접 작업이 쉽고 단순해짐에 따라 방벽 설치작업은 효율적으로 이루어질 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 상부단열보드와 2차방벽의 결합관계를 도시한 사시도이고, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 상부단열보드의 분해 사시도이고, 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 상부단열보드와 하부단열보드의 결합관계를 도시한 것이다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 상부단열보드(300)는 2차방벽(200)의 상면에 격자 형태로 배열되는 다수의 단위 상부단열보드(301)를 포함한다.

단위 상부단열보드(301)는 강화 폴리우레탄 폼 또는 폴리우레탄폼으로 형성된 상부단열폼(310)과, 상부단열폼(310)의 상면에 결합되는 제2상면보강패널(320)과, 상부단열폼(310)의 하면에 결합되는 제2하면보강패널(330)을 포함한다. 제2상면보강패널(320)과 제2하면보강패널(330)은 플라이우드 등으로 제작될 수 있고, 상부단열폼(310)의 상면과 하면에 각각 에폭시 글루(epoxy glue)와 같은 접착제 또는 볼트와 리벳과 같은 체결부재에 의해 서로 견고히 고정될 수 있다.

단위 상부단열보드(301)는 운반 및 설치 편의를 위하여 선체 내벽(10)에 병렬 배치된 2개의 단위 하부단열보드(101)와 대응하는 크기를 가지도록 마련될 수 있다. 즉 단위 하부단열보드(101)의 가로와 세로의 길이가 1ｍ x 1ｍ 크기(1:1 비율)인 정사각형 형태로 마련된 경우 단위 상부단열보드(301)는 가로와 세로의 길이가 대략 1ｍ x 2ｍ 크기(1:2 비율)인 직사각형 형태로 마련될 수 있다.

단위 상부단열보드(301)가 하부단열보드(100) 상부에 적층되는 경우 서로 이웃하는 단위 상부단열보드(301)의 측면들이 서로 접하는 경계면은 단위 하부단열보드(101)의 측면들이 서로 접하는 경계면과 거의 동일선상에 배치될 수 있다. 이러한 구조는 기존 상부단열보드들 사이에 형성되는 틈새를 채우기 위한 별도의 연결보드가 필요치 않아 방벽 설치 작업이 간소화되게 된다.

상부단열보드(300)에는 단위 하부단열보드(101)에 각각 설치되어 2차방벽(200)의 앵커링볼트관통홀(220)을 통과하여 돌출된 앵커링볼트(175)의 단부가 관통하여 삽입되는 앵커링볼트체결홀(340)이 마련된다. 앵커링볼트체결홀(340)은 제2하면보강패널(330)에 관통 형성된 제1앵커링볼트체결홀(341)과, 제1앵커링볼트체결홀(341)보다 상대적으로 큰 직경을 갖도록 제2상면보강패널(320)과 상부단열폼(310)에 관통 형성된 제2앵커링볼트체결홀(342) 및 제3앵커링볼트체결홀(343)을 포함한다. 단위 상부단열보드(301)를 하부단열보드(100)에 고정하는 경우 2차방벽(200)을 관통하여 돌출된 앵커링볼트(175)의 단부는 제1앵커링볼트체결홀(341)을 관통하여 제3앵커링볼트체결홀(343)에 돌출되고, 제3앵커링볼트체결홀(343)에 돌출된 앵커링볼트(175)의 단부에 와셔(350) 및 너트(351)를 체결하여 제2하면보강패널(330)의 상면에 지지시킴에 따라 상부단열보드(300)는 하부단열보드(100)와 견고히 고정될 수 있다. 그리고 상부단열보드(300)의 단열성능을 위해 앵커링볼트체결홀(340)의 개방된 상측을 통해 폼 플러그(365)가 삽입되어 밀폐되고, 플라이우드 등으로 제작된 마개(361)에 의해 앵커링볼트체결홀(340)의 상측은 마감 처리될 수 있다 이때 단위 상부단열보드(301)는 하부단열보드(100)와 결합되는 경우 2개의 단위 하부단열보드(101)를 커버하여 2개의 앵커링볼트(175)에 의해 구속됨에 따라 방벽 설치 시 단위 상부단열보드(301)의 회전이 방지될 수 있어 방벽 설치작업은 수월해 진다. 특히 화물창의 측면 또는 천정에 방벽을 설치하는 경우 설치 작업 효율은 월등히 향상된다.

한편 제2하면보강패널(330)의 하면에는 충격흡수패널(360)을 더 포함할 수 있다. 충격흡수패널(360)은 1차방벽(400)에 가해지는 충격을 흡수하도록 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 충격흡수패널(360)은 화물창 내부에 저장되는 액화가스에 의한 슬로싱 충격으로부터 화물창 방벽을 보호할 수 있는 다양한 재료로 제작될 수 있다.

상부단열보드(300)의 상측에는 1차방벽(400)을 용접 결합하기 위한 제2고정스트립(370)이 마련될 수 있다.

제2고정스트립(370)은 스테인리스 스틸 재질로 형성된 띠 형상으로 마련될 수 있고, 제2상면보강패널(320)의 상면에서 오목하게 형성된 제2스트립수용홈(380)에 안착되어 리벳 등에 의해 제2상면보강패널(320)과 기계적으로 결합될 수 있다. 제2고정스트립(370)이 제2스트립수용홈(380)에 안착된 경우 제2고정스트립(370)의 상면은 제2상면보강패널(320)의 상면과 실질적으로 동일 평면을 형성할 수 있고, 제2상면보강패널(320)의 상면에서 돌출되지 않는다. 제2고정스트립(370)은 단일 스트립으로 마련되거나 여러 개의 스트립이 연속적으로 연결되도록 마련될 수 있고, 서로 교차하는 형태를 가질 수 있다.

이하에서는 도 12를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 상부단열보드와 하부단열보드의 결합관계에 대하여 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상부단열보드(300)와 하부단열보드(100)는 하부단열보드(100)를 선체 내벽(10)에 고정하는 고정유닛(500)을 이용하는 것을 제외하고는 전술한 실시 예와 동일하다.

도 12를 참조하면, 조인트블록(510)은 제1상면보강패널(120)에 형성된 블록수용홈(128)에 수용될 수 있다. 조인트블록(510)의 상측에는 제1상면보강패널(120)과의 결합을 위한 체결플레이트(515)가 마련될 수 있다. 체결플레이트(515)는 소정면적을 갖는 판 형태로 마련될 수 있고, 조인트블록(510)의 상면에 용접 또는 리벳 결합될 수 있다. 또는 이와 달리 체결플레이트(515)는 조인트블록(510)과 일체로 제작될 수도 있다. 조인트블록(510)이 블록수용홈(128)에 수용된 상태에서 리벳(516)이 체결플레이트(515)에 체결됨에 의해 조인트블록(510)은 제1상면보강패널(120)에 견고히 지지될 수 있다. 또한 체결플레이트(515)는 스테인리스 스틸과 같은 금속재질로 마련될 수 있고, 2차방벽(200)은 체결플레이트(515)와 용접 결합될 수 있다. 조인트블록(510)에 회전 가능하게 결합된 스터드 볼트(520)의 체결부(522)는 2차방벽(200), 충격흡수패널(360)과 제2하면보강패널(330)을 관통하여 상부단열폼(310)에 형성된 제3앵커링볼트체결홀(343)에 돌출될 수 있다. 그리고 제3앵커링볼트체결홀(343)에 돌출된 스터드 볼트(520)의 체결부(522)에 와셔(531) 및 너트(532)를 포함한 체결부재(530)를 체결함에 의해 상부단열보드(300)와 하부단열보드(100)는 견고히 결합된다. 한편 본 실시 예에서의 2차방벽(200)과 제2하면보강패널(330) 사이에 충격흡수패널(360)이 배치된 구조를 도시하였으나, 충격흡수패널(360)은 생략 가능하다.

다시 도 1을 참조하면, 1차방벽(400)은 상부단열보드(300) 상면에 설치된 폐곡선을 형성하는 띠 형상의 제2고정스트립(370)과 대응하는 형상을 가지는 단위 1차방벽시트(401)들이 이웃하게 배열되면서 서로 겹쳐진 가장자리 부분 또는 서로 맞닿는 가장자리 부분을 가 용접과 본 용접을 통해 견고히 고정된다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 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.

10: 선체 내벽, 11: 레벨패드,
100: 하부단열보드, 101: 단위 하부단열보드,
110: 하부단열폼, 111,112,113: 볼트체결홀,
120: 제1상면보강패널, 130: 제1하면보강패널,
150: 폼플러그, 160: 제1고정스트립,
170: 앵커링블록, 171: 앵커링블록수용홈,
175: 앵커링볼트, 200: 2차방벽,
201: 단위 2차방벽시트, 210: 주름부,
220: 앵커링볼트관통홀, 300: 상부단열보드,
301: 단위 상부단열보드, 310: 상부단열폼,
320: 제2상면보강패널, 330: 제2하면보강패널,
340: 앵커링볼트체결홀, 370: 제2고정스트립,
400: 1차방벽, 500: 고정유닛,
510: 조인트블록, 511: 볼소켓,
520: 스터드 볼트, 521: 볼조인트부,
530: 체결부재.

Claims

액화가스를 수용할 수 있는 공간을 둘러싸는 1차방벽;
상기 1차방벽을 둘러싸는 단열패널 어셈블리; 및
상기 단열패널 어셈블리를 고정하는 고정유닛;을 포함하고,
상기 고정유닛은,
볼소켓이 마련되는 조인트블록;
상기 볼소켓에 삽입되는 볼조인트부와, 상기 볼조인트부에서 연장되는 체결부를 구비한 스터드 볼트; 및
상기 체결부에 체결되어 상기 단열패널 어셈블리를 가압 지지하는 체결부재;를 포함하는 화물창 방벽구조.
제 1항에 있어서,
상기 단열패널 어셈블리는 하부단열폼과, 상기 하부단열폼 하면에 결합된 제1하면보강패널을 포함하고,
상기 체결부재는 상기 체결부에 끼워져 상기 제1하면보강패널의 상면에 지지되는 와셔와, 상기 체결부에 체결되어 상기 와셔를 가압 지지하는 너트를 포함하는 화물창 방벽구조.
제 1항에 있어서,
상기 단열패널 어셈블리는 상부단열보드와 하부단열보드를 포함하고,
상기 조인트블록은 상기 하부단열보드 상면에 결합되고,
상기 체결부는 상기 상부단열보드의 하면을 관통하여 상기 상부단열보드 내부로 삽입되고,
상기 체결부재는 상기 상부단열보드를 가압 지지하는 화물창 방벽구조.
제 1항에 있어서,
상기 단열패널 어셈블리는 하부단열보드, 상기 하부단열보드 위에 적층 고정되는 2차방벽, 상기 2차방벽 위에 적층 고정되는 상부단열보드를 포함하고,
상기 하부단열보드는 정사각형 형태의 단위 하부단열보드가 격자 형태로 배열되고,
상기 상부단열보드는 이웃하는 2개의 상기 단위 하부단열보드를 덮는 직사각형 형태의 단위 상부단열보드가 격자 형태로 배열되는 화물창 방벽구조.
제 4항에 있어서,
상기 2차방벽은 상기 하부단열보드 상면에 마련된 제1고정스트립과 용접 결합됨에 의해 상기 하부단열보드와 결합되는 화물창 방벽구조.
제 4항에 있어서,
상기 단위 하부단열보드 각각의 상면에는 상기 상부단열보드를 고정하기 위해 돌출된 앵커링볼트가 설치된 앵커링블록이 결합되는 화물창 방벽구조.
제 6항에 있어서,
상기 앵커링볼트는 상기 2차방벽을 관통하여 상기 상부단열보드에 형성된 앵커링볼트관통홀에 삽입되고, 상기 앵커링볼트의 단부에 너트 및 와셔가 체결되어 상기 상부단열보드를 가압 지지함에 의해 상기 상부단열보드와 상기 하부단열보드는 서로 결속되는 화물창 방벽구조.
제 7항에 있어서,
상가 앵커링볼트관통홀은 상기 단위 상부단열보드에 적어도 2개 이상 마련되는 화물창 방벽구조.
제 4항에 있어서,
상기 상부단열보드의 상면에는 상기 1차방벽을 용접 결합하기 위한 제2고정스트립이 마련되는 화물창 방벽구조.