KR20170009042A

KR20170009042A - Lng 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치 및 그 제작 방법

Info

Publication number: KR20170009042A
Application number: KR1020150100395A
Authority: KR
Inventors: 성홍근; 강중규; 김용태; 박성우; 김재웅; 허행성; 표창민; 황범석; 박광준; 정동호; 조석규
Original assignee: 한국해양과학기술원
Priority date: 2015-07-15
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2017-01-25
Also published as: KR101821762B1

Abstract

본 발명은 이중 금속 격벽 구조를 위한 패널 설치 시 고정부를 최소화하여 패널의 가공을 최소화하며, 1차 격벽(primary barrier)에 사용되는 금속 멤브레인을 2차 격벽(secondary barrier)에도 사용할 수 있도록 하는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치 및 그 제작 방법에 관한 것으로,
상기 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치는, 선체에 레벨링 웨지를 매개로 평탄화되어 설치되는 2차 패널들이 연결되어 형성되는 2차 격벽; 상기 2차 격벽의 상부에서 1차 패널들의 모서리들이 고정되고, 상부에 금속 멤브레인이 용접 형성되는 1차 격벽; 및 상기 2차 패널들의 면 상에서 동일한 위치에 배치되는 1차 패널고정볼트와 상기 1차 패널고정볼트를 중심으로 위치된 1차 패널들의 모서리들의 상단부를 고정하는 1차패널너트를 포함하는 1차 패널고정부;를 포함하여 구성되어,
이중 금속 격벽 구조를 위한 패널 설치 시 고정부를 최소화하여 패널의 가공을 최소화하고, 극저온 환경에서 고정 포인트가 많은 경우의 열변형 시의 대응의 어려움을 해소하여, LNG 운반선용 화물창의 제작 및 설치 비용을 감소시키는 효과를 제공한다.

Description

LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치 및 그 제작 방법{DOUBLE METALLIC BARRIER APPARATUS FOR CARGO CONTAINMENT SYSTEM OF LNG CARRIER AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 LNG 운반선용 화물창에 관한 것으로서, 더욱 상세하세는, 이중 금속 격벽 구조를 위한 패널 설치 시 고정부를 최소화하여 패널의 가공을 최소화하며, 1차 격벽(primary barrier)에 사용되는 금속 멤브레인을 2차 격벽(secondary barrier)에도 사용할 수 있도록 하는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치 및 그 제작 방법에 관한 것이다.

LNG선이란 LNG(Liquefied Natural Gas; 액화천연가스)를 해상을 통해 운반하기 위한 고부가가치 선박으로서, 화물창(CCS: Cargo Containment System)의 형식에 따라 종류가 분류되며 크게 독립 탱크형(Independent Tank Type)과 멤브레인형 LNG선으로 구분된다.

독립 탱크형 LNG선은 화물탱크와 이를 지지하는 부분, 배 몸체인 선각이 서로 독립적이며 대표적으로 모스형(Moss Type)과 S.P.B.형이 있다.

멤브레인형 LNG 선은 선체에 직접 방열자재를 설치하여 화물탱크를 만드는 것으로 Gaz Transport(GT, NO96)형과 Technigaz(TGZ, Mark-III)형이 대표적이며 독립 탱크형에 비해 가격이 싸고 설계의 변형이 자유로우면서 운항 중 견시 영역이 넓고 풍하면적이 적어 선박 조종성능 및 운항성능이 우수한 것으로 평가되고 있다.

이러한 멤브레인형 LNG 선은 화물창의 내벽에 2차 단열 패널인 하부 패널(2차 패널 또는 secondary panel)들로 구성되는 2차 격벽(secondary barrier)과 1차 단열 패널인 프라이머리 패널(1차 패널 또는 primary panel)들로 구성되는 1차 격벽(primary barrier)의 이중 금속 격벽 구조(double metallic barrier)를 가진다.

또한, 각각의 격벽은 방열자재를 단일판재로 형성하는 것에 비해 이중 판재로 제작하는 것이 중량 감소 및 강도 향상에 있어 효과적이어서 화물창 안쪽에 2차 방벽인 단열 패널(Insulation Panel)과 1차 방벽으로 얇은 금속재인 멤브레인을 부착해 두 겹으로 만드는 이중 구조 형태를 갖추고 있다.

여기서 멤브레인에 가해지는 응력(Stress)을 낮은 수준으로 유지할 수 있으며 설치 작업이 용이하게 허용 공차를 제공하는 종 방향과 횡 방향에 수직으로 주름진 멤브레인(Corrugated Membrane)을 일반적으로 사용한다.

이러한 멤브레인을 용접하기 위한 종래기술로 대한민국 등록특허 10-1177637호(특허문헌 1)는 멤브레인 용접 가이드장치를 개시하며, 멤브레인에 관해서 대한민국 공개특허 10-2015-0072011호(특허문헌 2)는 인바 스트레이크를 구비한 멤브레인을 개시한다.

그러나 금속은 기밀성에 있어서 우수하다고 평가되고 있지만, 극저온에서의 취성파괴 및 열변형 등에 의해서 그 사용이 제한되고 있다. SUS 304를 비롯한 스테인레스강(stainless steel) 소재가 취성파괴는 일어나지 않지만 열변형량이 상대적으로 크고, 36% 니켈강이 인바(invar)는 취성파괴에도 강하고 열변형도 거의 없어서 우수한 소재로 평가받지만 고가인 단점을 가진다(SUS: 1도당 0.175% 수축. 인바(Invar): 1 도당 0.015% 수축).

따라서 MARK-III 등은 주름이 있는 SUS 소재를 이중 금속 격벽 구조 중 1차 격벽(primary barrier)의 멤브레인으로 사용하고 있다. 그러나 상술한 바와 같이 SUS 소재의 경우 취성에 강하지만 열변형이 상대적으로 커서, 1차 격벽과의 사이에 유격이 없는 2차 격벽(secondary barrier) 면에 적용하는 것에는 한계가 있어 왔다. 이에 따라, MARK-III의 경우에도 취성 파괴 방지를 위해 1차 격벽인 프라이머리 격벽(primary barrier)에는 SUS 멤브레인을 사용하며, 열 변형에 대비하여 주름을 주어서 사용하고 있고, 2차 격벽(secondary panel)에는 Triplex라는 소재를 사용하고 있다.

NO96의 경우에는 인바(invar)를 이용하여 이중 금속 격벽(double metallic barrier) 구조를 구현하고 있으나, 인바의 가격이 고가인 단점이 있음은 상술한 바와 같다.

따라서 SUS를 이용한 이중 금속 격벽(Double metallic barrier)을 구현하기 위해서는 이차 격벽(Secondary barrier)에 이용되는 주름이 효과적으로 배치되고, 그와 동시에 1차 격벽을 고정할 수 있는 2차 격벽(secondary barrier)의 설계가 선행되어야 한다.

또한, 이러한 구조의 LNG 선의 화물창의 내벽의 제작 시 멤브레인이 균일한 평탄도를 가지는 하부 패널 등의 단열 패널 상에 부착되어야 열변형에 안정적으로 대응할 수 있고, 최성파괴에도 강하게 대응할 수 있게 된다.

이에 따라, 대한민국 등록특허 제10-0322846호(특허문헌 3)는 선체에 단열부재인 하부 패널과 상부 패널을 순차적으로 부착한 후 상부 패널에 멤브레인을 용접 부착하여 화물창의 내벽에 단열부재를 형성하는 때에, 하부 패널의 평판도의 유지를 위해 레벨링 웨지(Leveling Wedge)를 이용하여 하부 패널(101)들을 평탄화시키는 작업을 수행하고 하부 패널의 고정 시 함께 고정하는 "액화천연가스 수송선용 단열판"을 개시한다.

도 1은 특허문헌 3에 개시된 종래기술의 레벨링 웨지의 고정 상태를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하여 특허문헌 3에 개시된 종래기술의 레벨링 웨지(10)에 의해 하부 패널(101)들을 평탄화시키는 것을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 2차 패널(101)을 고정하기 위해 선체(1)에 용접 설치된 스터드 볼트(20)에 레벨링 웨지(10)를 삽입하여 위치시킨다. 다음으로, 2차 패널 고정홀(102)에 스터드 볼트(20)가 삽입되도록 2차 패널(101)을 안착시킨다. 이 후, 와셔(30)와 너트(40)를 스터드 볼드(20)에 결합시켜서 2차 패널(101)들을 선체(1)에 고정한다. 이 과정에서 2차 패널(101)과 선체 사이가 압착되어 간접적으로 레벨링 웨지(10)가 고정된다.

그러나 상술한 바와 같이 스터드 볼트(20)에 와셔(30) 및 너트(40)를 나사 결합하여 2차 패널(101)을 선체(1)에 고정하는 때에 2차 패널(101)에 의해 레벨링 웨지(10)가 간접적으로 고정되는 경우에는, 스터드 볼트(20)와 레벨링 웨지(10)의 웨지 볼트공(11) 사이에 유격이 발생하거나, 하부 패널(101)의 일 측부가 더 낮아지는 경우 등에 의해 2차 패널(101)과 선체(1)의 사이에서 레벨링 웨지(10)가 고정되지 않게 될 수도 있다. 이 경우 레벨링 웨지(10)가 하부 패널(101)들을 평탄화시키는 기능을 수행하지 못하게 되어, 하부 패널(101)에 부착되는 멤브레인이 쉽게 파괴될 수 있는 문제점을 가진다.

대한민국 등록특허 10-1177637호 대한민국 공개특허 10-2015-0072011호 대한민국 등록특허 제10-0322846호

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이중 금속 격벽 구조를 위한 패널 설치 시 고정부를 최소화하여 패널의 가공을 최소화하고 극저온 환경에서 고정 포인트가 많은 경우의 열변형 시의 대응의 어려움을 해소하는 것에 의해 LNG 운반선용 화물창의 제작 및 설치 비용을 감소시키는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치 및 그 제작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 SUS 소재를 이중 금속 격벽(double metallic barrier) 구조에서 2차 격벽(secondary barrier)에도 사용할 수 있도록 하는 것에 의해 LNG 운반선용 화물창의 기밀성 및 취성파괴 대응력을 향상시키는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치 및 그 제작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 2중 격벽 구조 중 2차 격벽(하부 격벽, secondary barrier)의 설치 시 레벨링 웨지(Leveling wedge)를 견고하게 고정할 수 있도록 하는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치 및 그 제작 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 레벨링 웨지를 개재하여 하부 패널(제 2 패널: secondary panel)을 선체에 고정시키는 때에, 레벨링 웨지 자체를 직접 선체에 고정시켜 레벨링 웨지의 고정력을 향상시킴으로써, 레벨링 웨지의 유동을 방지하고, 이에 의해 레벨링 웨지의 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 하는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치 및 그 제작 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치는, 선체에 레벨링 웨지를 매개로 평탄화되어 설치되는 2차 패널들이 연결되어 형성되는 2차 격벽; 상기 2차 격벽의 상부에서 1차 패널들의 모서리들이 고정되고, 상부에 금속 멤브레인이 용접 형성되는 1차 격벽; 및 상기 2차 패널들의 면 상에서 동일한 위치에 배치되는 1차 패널고정볼트와 상기 1차 패널고정볼트를 중심으로 위치된 1차 패널들의 모서리들의 상단부를 고정하는 1차패널너트를 포함하는 1차 패널고정부;를 포함하여 구성되어, 한 번의 1차 패널 너트의 고정 작업으로 서로 인접된 1차 패널들의 모서리를 용이하게 고정 결합시킬 수 있도록 하는 것에 의해, 이중 금속 격벽 구조를 위한 패널 설치 시 고정부를 최소화하여 패널의 가공을 최소화하고, 극저온 환경에서 고정 포인트가 많은 경우의 열변형 시의 대응의 어려움을 해소하여, LNG 운반선용 화물창의 제작 및 설치 비용을 감소시킨다.

상기 1차 패널의 상기 꼭지점을 이루는 모서리는 상기 1차 패널고정볼트가 삽입되어 안착되도록 수직 방향으로 모따기 되고, 상부면은 4분원 형상의 1차 패널너트 안착홈이 각각 형성될 수 있다.

상기 1차 패널고정부는, 상기 1차 패널 고정볼트를 지지하도록 상기 2차 패널 상에 고정되는 지지플랜지;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 1차 격벽은, 상기 2차 격벽과 금속 멤브레인 설치를 위한 이격단차를 형성하도록 저면에 이격다리들이 형성된 1차 패널들이 상기 1차 패널고정부에 의해 격자상으로 상기 2차 격벽의 상부에 배치된 후 상부에 금속 멤브레인이 형성되어 구성될 수 있다.

상기 2차 격벽은, 상부면에 상기 이격단차의 높이보다 낮은 높이를 가지고 형성되는 금속 멤브레인;을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 2차 격벽은, 웨지 관통홀이 형성되어 2차 패널들의 평탄화를 위해 배치되는 다수의 레벨링 웨지; 선체에 용접 고정된 후 외주연에 안착된 상기 레벨링 웨지를 직접 선체에 가압하여 고정시키는 레벨링 웨지 고정구; 및 상기 2차 패널들에 형성되는 2차 패널고정홀을 통해 상기 레벨링 웨지 고정구와 나사 결합되어 상기 레벨링 웨지의 상부에서 상기 2차 패널들을 상기 선체에 긴밀히 고정하는 2차 패널너트;를 더 포함하여, 상기 2차 패널들이 상기 레벨링 웨지 고정구의 설치 위치별로 설치되어 상기 레벨링 웨지 고정구가 상기 2차 패널고정홀 내부에 안착되도록 격자상으로 배치된 후 상기 2차 패널너트가 상기 레벨링 웨지 고정구에 나사 결합되는 것에 의해 형성된다.

상기 레벨링 웨지 고정구는, 내주면에 소켓 암나사부가 형성되고 외주면에 소켓 수나사부가 형성되어 LNG 운반선용 화물창의 2차 패널의 2차 패널고정홀에 대응하는 선체의 위치에 고정되는 웨지소켓; 상기 소켓 암나사부에 나사 결합되는 스터드 볼트; 상기 웨지소켓이 레벨링 웨지와 2차 패널에 삽입된 후 2차 패널고정홀을 통해 상기 웨지소켓에 결합되는 웨지와셔; 및 상기 웨지와셔의 상부에서 상기 웨지소켓의 외주연에 나사 결합되는 웨지너트;를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 2차 패널너트는, 상기 스터드 볼트의 상단부에 나사 결합되도록 상기 2차 패널고정홀의 내경에 대응하는 외경을 가지며 중심부에 암나사부가 형성되어 상기 스터드 볼트와 나사 결합되는 스터드볼트결합부와, 상기 스터드볼트결합부의 상단부에서 직경이 확장되어 상기 2차 패널의 상부면을 가압하는 가압부;를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 1차 패널 고정볼트는, 상기 2차 패널에 설치되는 상기 레벨링 웨지 고정구 중 어느 하나의 스터드볼트가 상기 2차 패널너트를 관통하여 돌출 형성되어 구성될 수도 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치 제작 방법은, 2차 패널의 평탄화를 위한 레벨링 웨지를 상기 웨지소켓에 삽입하여 설치하는 레벨링웨지설치과정; 상기 2차 패널고정홀에 상기 웨지소켓이 삽입되도록 하여 상기 레벨렝 웨지의 상부에 1차 패널고정부를 구비한 2차 패널을 안착시키는 2차 패널안착과정; 상기 2차 패널고정홀을 통해 웨지와셔를 삽입하여 상기 웨지소켓의 외주연에 결합시킨 후, 웨지너트를 상기 웨지소켓에 나사 결합시켜 상기 레벨링 웨지를 선체에 긴밀히 고정하는 레벨링 웨지 고정과정; 상기 레벨링 웨지가 고정된 상기 웨지소켓의 소켓 암나사부에 스터드볼트를 고정하는 스터드볼트고정과정; 상기 스터드볼트의 상단부에 2차 패널너트를 결합하여 상기 스터드볼트로 상기 2차 패널을 상기 선체에 고정시키는 2차 패널고정과정; 상기 서로 연결된 2차 패널들의 상부면에 앵커스트립을 형성한 후 금속 멤브레인을 용접하여 2차 멤브레인을 형성하는 2차 멤브레인 형성과정; 및 상기 2차 패널들의 동일한 위치 상에 배치되는 1차 패널고정볼트를 중심으로 1차 패널들의 모서리들이 위치된 후, 상기 1차 패널고정볼트에 1차 패널너트들이 결합되어 1차 패널들을 고정하고, 1차패널들의 상부면에 앵커스트립을 형성한 후 금속 멤브레인을 용접하여 1차 멤브레인을 형성하는 1차 격벽 형성과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술한 본 발명의 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치 및 그 제작 방법은 이중 금속 격벽 구조를 위한 패널 설치 시 고정부를 최소화하여 패널의 가공을 최소화하고 극저온 환경에서 고정 포인트가 많은 경우의 열변형 시의 대응의 어려움을 해소하는 것에 의해 LNG 운반선용 화물창의 제작 및 설치 비용을 감소시키는 효과를 제공한다.

또한 본 발명의 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치 및 그 제작 방법은 SUS 소재를 이중 금속 격벽(double metallic barrier) 구조에서 2차 격벽(secondary barrier)에도 사용할 수 있도록 하는 것에 의해 LNG 운반선용 화물창의 기밀성 및 취성파괴 대응력을 향상시키는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치 및 그 제작 방법은 2중 격벽 구조 중 2차 격벽(하부 격벽, secondary barrier)의 설치 시 레벨링 웨지(Leveling wedge)를 견고하게 고정할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치 및 그 제작 방법은 레벨링 웨지를 개재하여 하부 패널(제 2 패널: secondary panel)을 선체에 고정시키는 때에, 레벨링 웨지 자체를 직접 선체에 고정시켜 레벨링 웨지의 고정력을 향상시킴으로써, 레벨링 웨지의 유동을 방지하고, 이에 의해 레벨링 웨지의 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

도 1은 특허문헌 3에 개시된 종래기술의 레벨링 웨지의 고정 상태를 나타내는 도면.
도 2는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치(1000)의 분해 사시도.
도 3은 2차 격벽(100)의 상부에 1 차 격벽(200)을 형성하기 위한 1차 패널(201)의 모서리부를 고정하는 1차 패널고정부(550)의 분해사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따르는 레벨링 웨지 고정구(300)의 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따르는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치(1000) 제작 방법의 순서도.
도 6은 웨지소켓(310)을 선체에 용접 고정한 후 레벨링 웨지(10)와 2차 패널(101)들을 안착시킨 상태를 나타내는 도면.
도 7은 2차 패널고정홀(102)을 통해 웨지 소켓(310) 외주연에 웨지 와샤(320)를 결합한 상태를 나타내는 도면.
도 8은 2차 패널고정홀(102)을 통해 웨지 소켓(310)의 상단부에 웨지 너트(330)를 나사 결합하여 웨지 와샤(320)와 함께 직접 레벨링 웨지(10)를 선체(1)에 밀착 고정시킨 상태를 나타내는 도면.
도 9는 웨지 너트(330)가 고정된 웨지 소켓(310)의 소켓 암나사부(311)에 스터드 볼트(340)를 결합시킨 상태를 나타내는 도면.
도 10은 레베링 웨지 고정구(300)와 2차 패널너트(350)를 이용하여 레벨링 웨지(10) 및 2차 패널(101)을 선체에 긴밀하게 고정한 상태의 2차 격벽(100)의 도면.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2차 패널너트(350)을 관통하여 상부로 돌출되는 스터드 볼트(340)가 1차 패널고정볼트(553)로 형성되는 것을 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 2는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치(1000)의 분해 사시도이다.

도 2와 같이 상기 이중 금속 격벽 장치(1000)는, 선체(1)에 고정되는 2차 패널(101)들과 2차 멤브레인(150)들을 포함하는 2차 격벽(100)과, 2차 격벽(100)의 상부에 배치 고정되는 다수의 1차 패널(201)들과 1차 패널(201)들의 상부에 형성되는 1차 멤브레인(250)을 포함하는 2차 격벽(100)과, 2차 격벽(100)의 상부에 배치된 1차 패널(201)들을 고정하는 1차 패널고정부(550)을 포함하여 구성된다.

상기 2차 격벽(100)은, 레벨링 웨지(10), 레벨링 웨지고정구(300), 2차 패널(101), 2차 패널너트(350)를 포함하여 구성된다.

상기 2차 패널(201)들은, 플라이 우드(ply wood) 등의 단열재질로 형성되는 한 쌍의 단열커버(110)와 단열커버(110)의 사이에 충진되는 폴리우레탄폼 등의 단열 충진재(120)를 구비하는 샌드위치 패널로 구성된다.

상기 구성의 2차 패널(101)들은 레벨링 웨지 고정구(300)에 대응하는 위치마다 2차 패널고정홀(102)이 관통 형성되며, 2차 패널(101)들이 선체(1)에 고정된 후에는 상부면에 2차 앵커 스트립(145)이 형성되고 2차 앵커 스트립(145)에 SUS 등의 금속 멤브레인 부재가 용접되어 2차 멤브레인(150)이 형성된다.

상기 2차 패널너트(350)는 상기 2차 패널고정홀(102)을 통해 상기 레벨링 웨지 고정구(300)와 나사 결합되어 상기 2차 패널(101)들을 상기 선체에 긴밀히 고정하도록 구성된다. 이를 위해 상기 2차 패널너트(350)(도 10 참조)는 스터드 볼트(340)의 상단부에 나사 결합되도록 2차 패널고정홀(102)의 내경에 대응하는 외경을 가지며 중심부에 암나사부가 형성되어 상기 스터드볼트(340)와 나사 결합되는 스터드볼트결합부(351)와 스터드볼트결합부(351)의 상단부에서 직경이 확장되어 2차 패널(101)의 상부면을 가압하는 가압부(353)를 포함하여 구성될 수 있다.

2차 패널너트(350)들의 가압부(353)를 수용하기 위해, 상기 2차 패널고정홀(102)은 상부 입구의 내경이 확장되어 가압부(353)가 삽입되면서 2차 패널(101)의 상부면과 턱이 없이 결합되도록 하는 2차 패널너트안착부(103)가 형성된다.

상술한 바와 같이 형성된 2차 격벽(100)의 상부에는 다수의 1차 패널(201)들이 1차 패널 고정부(150)에 의해 모서리에서 서로 고정되고, 상부면에 1차 앵커스트립(145)들이 형성된 후, 1차 앵커스트립(145)에 SUS 등의 금속 멤브레인 부재들이 용접 부착되는 것에 의해 2차 멤브레인(150)이 형성됨으로써 2차 격벽(100)로 된다.

상술한 구조의 2차 격벽(100)은, 선체(1)에 레벨링 웨지(310)를 매개로 평탄화되어 설치되는 2차 패널(201)들이 연결되어 형성되는 것으로서, 2차 격벽(100)의 구성 및 설치 과정은 하기에서 더욱 상세히 설명된다.

상술한 구조의 2차 격벽(100)의 상부에는 1차 패널(201)들이 1차 패널고정부(550)에 의해 연결 고정되는 것에 의해 1차 격벽(200)으로 형성된다.

상기 1차 격벽(200)을 형성하는 1차 패널(201)들은, 2차 패널(101)과 같이, 플라이 우드(ply wood) 등의 단열재질로 형성되는 한 쌍의 단열커버와 단열커버의 사이에 충진되는 폴리우레탄폼 등의 단열 충진재를 구비하는 샌드위치 패널로 구성된다.

상기 1차 패널(201)들은 네 개의 꼭지점 위치의 수직 모서리 부위는 1차 패널고정볼트(553)와 걸림 없이 위치될 수 있도록 호형 또는 선형의 단면의 모따기 가공에 의해 1차 패널고정홈(207)로 형성된다.

또한, 상기 1차 패널(201)들은 대각선 상의 모서리 측의 저면에는 각각 이격다리(205)들이 형성되어 저면에 2차 멤브레인(150)이 수용될 수 있는 이격단차(206)를 형성하도록 구성된다. 종래기술의 경우에는 2차 격벽 상에 트리플랙스(triplex) 등을 구성하였으나, 상술한 1차 패널(201)의 저면부의 구성에 의해, 상기 2차 격벽(100)의 상부면에도 SUS 등의 금속멤브레인 부재로 2차 멤브레인(150)을 형성할 수 있게 된다.

도 3은 2차 격벽(100)의 상부에 1 차 격벽(200)을 형성하기 위한 1차 패널(201)의 모서리부를 고정하는 1차 패널고정부(550)의 분해사시도이다.

도 3과 같이, 상기 1차 패널고정부(550)는, 2차 패널(101)들의 동일한 위치 상에 배치되는 지지플랜지(551)와, 지지플랜지(551)에 고정되는 1차 패널고정볼트(553)와, 1차 패널고정볼트(553)에 결합되어 1차 패널고정볼트(553)을 중심으로 위치된 1차 패널(201)들의 모서리의 상단부를 고정하는 1차 패널너트(560)을 포함하여 구성된다.

상술한 구성의 1차 패널고정부(550)은 2차 패널(101)의 상부면 중 한 곳에 형성된다. 즉, 2차 패널(101)의 고정을 위하여 2차 패널(101)의 상부에는 각 대각선 방향의 모서리 측에 3개의 2차패널고정홀(102)들이 형성되고, 하나의 대각선 모서리 측에 하나의 1차 패널고정부(550)이 형성된다. 상술한 구성에 의해 1차 패널고정부(550)을 중심으로 위치되는 네 개의 1차 패널(201)들의 모서리들이 1차 패널너트(560)을 1차 패널고정볼트(553)에 나사 결합시키는 것에 의해 한번에 고정된다. 이에 따라 가공포인트를 최소화하고, 열변형에 용이하게 대응할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따르는 레벨링 웨지 고정구(300)의 분해 사시도이다.

도 4와 같이, 상기 레벨링 웨지 고정구(300)는 웨지소켓(310), 웨지와셔(320). 웨지너트(330) 및 스터드볼트(340)를 포함하여 구성된다.

상기 웨지소켓(310)은 내주면에 소켓 암나사부(311)가 형성되고 외주면에 소켓 수나사부(313)가 형성된 원통형 관형으로 형성된다. 상기 구조의 웨지 소켓(310)은 LNG 운반선용 화물창의 2차 패널(101)의 2차 패널고정홀(102)에 대응하는 선체(1)의 위치에 용접되어 고정된다.

상기 웨지와셔(320)는 웨지소켓(310)에 레벨링 웨지(10)와 2차 패널(101)이 삽입된 후 2차 패널고정홀(102)을 통해 웨지소켓(310)에 결합되도록 구성된다.

상기 웨지너트(330)는 웨지와셔(320)의 상부에서 웨지소켓(310)의 외주연에 나사 결합되는 너트로 구성된다. 상기 웨지너트(330)가 웨지소켓(310)의 외주연에 나사 결합됨으로써 웨지와셔(320)가 레벨링 웨지(10)를 긴밀히 가압하도록 하여 레벨링 웨지 고정구(300)가 직접 레베링 웨지(10)를 선체에 긴밀히 고정시키게 된다. 즉, 상기 웨지소켓(310)에 삽입되는 웨지와셔(320)는 레벨링 웨지(10)를 직접 가압하도록 웨지와셔의 외경은 웨지관통홀(11)의 내경보다 크게 형성된다.

상기 스터드 볼트(340)는 외측면에 수나사가 형성된 봉형으로 형성된다. 상기 구성의 스터드 볼트(340)는 웨지소켓(310) 및 2차 패널너트(350)와 함께 2차 패널(101)을 선체에 긴밀히 고정하는 기능을 수행한다.

상술한 구성의 레벨링 웨지 고정구(300)는 선체에 직접 용접 구성된 후 웨지 관통홀(11)을 통해 안착되는 레벨링 웨지(10)와 결합되어 레벨링 웨지(10)를 직접 선체 측으로 가압하도록 구성된다. 이에 따라 도 1과 같이 2차 패널(101)을 통한 간접 가압이 아닌 직접 가압에 의해 레벨링 웨지(10)를 선체에 견고히 고정한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따르는 레벨링 웨지 고정구(300)를 구비한 LNG 운반선용 화물창의 2중 금속 격벽 장치 제작 방법의 순서도이다.

도 5와 같이, 상기 2중 금속 격벽 장치 제작 방법은, 웨지소켓 고정과정(S100). 레벨링웨지설치과정(S200), 2차 패널안착과정(S300), 레벨링웨지고정과정(S400), 스터드볼트고정과정(S500), 2차 패널고정과정(S600), 2차 멤브레인형성과정(S700) 및 1차 격벽형성과정(S800)을 포함하여 이루어진다.

이하 도 6 내지 도 10을 참조하여 상기 2중 금속 격벽 장치 제작 방법을 순차적으로 설명한다.

도 6은 웨지소켓(310)을 선체에 용접 고정한 후 레벨링 웨지(10)와 2차 패널(101)을 안착시킨 상태를 나타내는 도면이다.

도 6과 같이 2차 패널(101)들은 웨지소켓 고정과정(S100), 레벨링 웨지설치과정(S200) 및 2차 패널안착과정(S300)에 의해 선체(1)의 상부면에 배치된다.

구체적으로, 상기 웨지소켓 고정과정(S100)에 의해 내주면에 소켓 암나사부(311)가 형성되고 외주면에 소켓 수나사부(313)가 형성된 웨지소켓(310)을 LNG 운반선용 화물창의 2차 패널(101)의 2차 패널고정홀(102)에 대응하는 선체(1)의 위치에 용접하여 고정한다. 이때 상기 2차 패널고정홀(102)들은 2차 패널(101)의 네 귀퉁이에 형성될 수 있으며, 웨지 소켓(310)들은 각각의 2차 패널고정홀(102)이 형성된 위치에 대응하는 선체(1)의 위치마다 용접 고정된다.

웨지소켓(310)들이 선체(1)의 각각의 위치에 용접 고정된 후에는 레벨링웨지설치과정(S200)에 의해 레벨링 웨지(10)의 웨지관통홀(11)에 웨지 소켓(310)이 삽입되도록 레벨링 웨지(10)들이 안착된다. 다음으로, 2차 패널안착과정(S300)이 수행되어 웨지 소켓(310)들이 2차 패널고정홀(102)에 삽입되며, 레벨링 웨지(310)들에 의해 수평을 가지도록 평탄화되면서 2차 패널(101)들이 선체(1)의 내벽에 설치된다.

도 7은 2차 패널고정홀(102)을 통해 웨지 소켓(310)의 외주연에 웨지 와샤(320)를 결합한 상태를 나타내는 도면이다.

도 6과 같이 2차 패널(101)들이 레벨링 웨지(10)들의 상부에 안착된 후에, 레벨링 웨지 고정과정(S400)에 의해 2차 패널고정홀(101)을 통해 웨지 와샤(320)가 삽입되어 웨지 소켓(310)의 외주면에 결합되면서 레벨링 웨지(10)의 상부면에 안착된다.

도 8은 2차 패널고정홀(102)을 통해 웨지 소켓(310)의 상단부에 웨지 너트(330)를 나사 결합하여 웨지 와샤(320)와 함께 직접 레벨링 웨지(10)를 선체(1)에 밀착 고정시킨 상태를 나타내는 도면이다.

웨지 와샤(320)가 웨지소켓(310)의 외주연에 결합된 후 2차 패널고정홀(101)을 통해 웨지 너트(330)가 삽입되어 웨지 소켓(310)의 외주연에 나사 결합된다. 이 과정에서 웨지 너트(330) 및 웨지 와샤(320)가 레벨링 웨지(10)를 선체(1)에 긴밀히 가압하여 웨지소켓(310)과 웨지 와샤(320) 및 웨지 너트(330)가 직접 레벨링 웨지(10)를 선체(1)에 고정하게 된다. 따라서 종래와 같이 2차 패널(101)을 매개로 하여 레벨링 웨지(10)가 선체(1) 상에서 위치 고정되는 것에 비해 더욱 견고히 위치 고정된다. 이와 같이 웨지 와샤(320)가 레벨링 웨지(10)를 직접 가압할 수 있기 위해서는 웨지 관통홀(11)의 내경이 웨지 와샤(320)의 외경보다 작아야 한다.

도 9는 웨지 너트(330)가 고정된 웨지 소켓(310)의 소켓 암나사부(311)에 스터드 볼트(340)를 결합시킨 상태를 나타내는 도면이다.

웨지 소켓(310)과 웨지 와샤(320) 및 웨지 너트(330)에 의해 레벨링 웨지(10)가 선체(1)에 긴밀히 고정된 후에는 스터드볼트고정과정(S500)에 의해 스터드 볼트(340)가 웨지 소켓(310)에 결합 고정된다.

도 10은 레베링 웨지 고정구(300)와 2차 패널너트(350)를 이용하여 레벨링 웨지(10) 및 2차 패널(101)을 선체에 긴밀하게 고정한 상태의 2차 격벽(100)의 도면이다.

스터드 볼트(340)가 웨지 소켓(310)에 결합된 후에는, 2차 패널고정과정(S600)이 수행되어 2차 패널너트(350)가 2차 패널고정홀(101)에 삽입된 후 스터드 볼트(340)와 나사 결합되는 것에 의해, 도 10과 같이, 2차 패널너트(350)에 의해 2차 패널(101)이 긴밀히 선체(1)에 고정된다. 이 과정에서 가압부(353)는 2차 패널고정홀(102)의 입구 측에서 내경이 확장되어 단턱으로 형성되는 2차 패널너트안착부(103)에 안착되어, 상부면이 2차 패널(101)의 상부면으로 돌출되지 않게 된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 레벨링 웨지(10)는 LNG 화물창의 내벽 단열부재를 형성하는 2차 패널(101)의 평탄화를 위해 높이를 일정하게 맞추는 것으로서, 나무 등의 재질로 웨지소켓(310)이 삽입되는 웨지 관통홀(11)을 구비하여 형성된다. 이때 웨지 와셔(320)가 레벨링 웨지(10)를 직접 가압할 수 있도록 웨지 관통홀(11)은 웨지 와셔(320)의 외경보다 작은 내경을 가지도록 형성된다.

다음으로, 상기 2차 멤브레인형성과정(S700) 및 1차 격벽형성과정(S800)을 도 2를 참조하여 설명한다.

도 10과 같이, 2차 패널(201)들이 고정되어 2차 격벽(100)이 형성된 후에는, 2차 멤브레인 형성과정(S700)이 수행되어, 도 2와 같이, 서로 연결 고정된 2차 패널(201)들의 상부면에 2차 앵커스트립(145)을 형성한다. 그리고 2차 앵커스트립(145) 상에 SUS 등의 금속 소재로 된 금속 멤브레인 부재를 용접 부착하는 것에 의해 2차 멤브레인(150)을 형성한다.

상술한 2차 멤브레인 형성과정(S700)에 의해 2차 멤브레인(150)이 형성된 후에는 상기 2차 패널들의 동일한 위치 상에 배치되는 1차 패널들의 모서리들을 1차 패널 고정부(550)를 이용하여 2차 격벽(100) 상에 동시에 고정시키는 것에 의해 1차 패널들을 고정하고, 1차 패널들의 상부면에 1차 멤브레인을 형성하는 1차 격벽 형성과정(S800)이 수행된다.

구체적으로 상기 1차 격벽 형성과정(S800)에서는, 도 3과 같이, 상기 2차 패널(101)들의 동일한 위치 상에 배치되는 1차 패널고정볼트(553)을 중심으로 1차 패널(201)들의 모서리들이 위치된 후, 상기 1차 패널고정볼트(553)에 1차 패널너트(560)들이 결합되어 1차 패널(201)들을 고정한다. 이후, 다시 도 2와 같이, 1차 패널(201)들의 상부면에 1차 앵커스트립(245)을 형성한 후 SUS 등의 금속 멤브레인 부재를 용접하여 1차 멤브레인(250)을 형성하는 것에 의해 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치가 제작된다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2차 패널너트(350)을 관통하여 상부로 돌출되는 스터드 볼트(340)가 1차 패널고정볼트(553)로 형성되는 것을 나타내는 도면이다.

도 11과 같이 상기 1차 패널고정볼트(553)은 2차 패널(101)에 설치되는 레벨링 웨지 고정구(300) 중 어느 하나의 스터드 볼트(340)가 2차 패널너트(350)를 관통하여 돌출 형성되는 말단부로 형성될 수도 있다.

1: 선체 10: 레벨링 웨지
100: 2차 격벽(제 2 패널: secondary panel)
101: 2차 패널 102: 2차 패널고정홀
103: 2차 패널너트 안착부
200: 1차 격벽 201: 1차 패널
205: 이격다리 206: 이격단차
207: 1차 패널고정홈 300: 레벨링 웨지 고정구
310: 웨지 소켓 311: 소켓 암나사부
313: 소켓 수나사부 320: 웨지 와셔
330: 웨지 너트 340: 스터드 볼트
350: 2차 패널너트 351: 스터드볼트 결합부
353: 가압부 550: 1차 패널고정부
551: 지지플랜지 553: 1차 패널고정볼트
560: 1차패널너트 561: 1차 패널고정볼트결합부
563: 1차패널 가압부

Claims

선체에 레벨링 웨지를 매개로 평탄화되어 설치되는 2차 패널들이 연결되어 형성되는 2차 격벽;
상기 2차 격벽의 상부에서 1차 패널들의 모서리들이 고정되고, 상부에 금속 멤브레인이 용접 형성되는 1차 격벽; 및
상기 2차 패널들의 면 상에서 동일한 위치에 배치되는 1차 패널고정볼트와 상기 1차 패널고정볼트를 중심으로 위치된 1차 패널들의 모서리들의 상단부를 고정하는 1차패널너트를 포함하는 1차 패널고정부;를 포함하는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 1차 패널의 상기 꼭지점을 이루는 모서리는 상기 1차 패널고정볼트가 삽입되어 안착되도록 수직 방향으로 모따기 되고,
상부면은 4분원 형상의 1차 패널너트 안착홈이 각각 형성되는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 1차 패널고정부는,
상기 1차 패널 고정볼트를 지지하도록 상기 2차 패널 상에 고정되는 지지플랜지;를 더 포함하여 구성되는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 1차 격벽은,
상기 2차 격벽과 금속 멤브레인 설치를 위한 이격단차를 형성하도록 저면에 이격다리들이 형성된 1차 패널들이 상기 1차 패널고정부에 의해 격자상으로 상기 2차 격벽의 상부에 배치된 후 상부에 금속 멤브레인이 형성되어 구성되는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치.
청구항 4에 있어서, 상기 2차 격벽은,
상부면에 상기 이격단차의 높이보다 낮은 높이를 가지고 형성되는 금속 멤브레인;을 더 포함하여 구성되는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 2차 격벽은,
웨지 관통홀이 형성되어 2차 패널들의 평탄화를 위해 배치되는 다수의 레벨링 웨지;
선체에 용접 고정된 후 외주연에 안착된 상기 레벨링 웨지를 직접 선체에 가압하여 고정시키는 레벨링 웨지 고정구; 및
상기 2차 패널들에 형성되는 2차 패널고정홀을 통해 상기 레벨링 웨지 고정구와 나사 결합되어 상기 레벨링 웨지의 상부에서 상기 2차 패널들을 상기 선체에 긴밀히 고정하는 2차 패널너트;를 더 포함하는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치.
청구항 6에 있어서, 상기 레벨링 웨지 고정구는,
내주면에 소켓 암나사부가 형성되고 외주면에 소켓 수나사부가 형성되어 LNG 운반선용 화물창의 2차 패널의 2차 패널고정홀에 대응하는 선체의 위치에 고정되는 웨지소켓;
상기 소켓 암나사부에 나사 결합되는 스터드 볼트;
상기 웨지소켓이 레벨링 웨지와 2차 패널에 삽입된 후 2차 패널고정홀을 통해 상기 웨지소켓에 결합되는 웨지와셔; 및
상기 웨지와셔의 상부에서 상기 웨지소켓의 외주연에 나사 결합되는 웨지너트;를 포함하여 구성되는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치.
청구항 6에 있어서, 상기 2차 패널너트는,
상기 스터드 볼트의 상단부에 나사 결합되도록 상기 2차 패널고정홀의 내경에 대응하는 외경을 가지며 중심부에 암나사부가 형성되어 상기 스터드 볼트와 나사 결합되는 스터드볼트결합부와, 상기 스터드볼트결합부의 상단부에서 직경이 확장되어 상기 2차 패널의 상부면을 가압하는 가압부;를 포함하여 구성되는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치.
청구항 7에 있어서, 상기 1차 패널 고정볼트는,
상기 2차 패널에 설치되는 상기 레벨링 웨지 고정구 중 어느 하나의 스터드볼트가 상기 2차 패널너트를 관통하여 돌출 형성되어 구성되는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치.
2차 패널의 평탄화를 위한 레벨링 웨지를 상기 웨지소켓에 삽입하여 설치하는 레벨링웨지설치과정;
상기 2차 패널고정홀에 상기 웨지소켓이 삽입되도록 하여 상기 레벨렝 웨지의 상부에 1차 패널고정부를 구비한 2차 패널을 안착시키는 2차 패널안착과정;
상기 2차 패널고정홀을 통해 웨지와셔를 삽입하여 상기 웨지소켓의 외주연에 결합시킨 후, 웨지너트를 상기 웨지소켓에 나사 결합시켜 상기 레벨링 웨지를 선체에 긴밀히 고정하는 레벨링 웨지 고정과정;
상기 레벨링 웨지가 고정된 상기 웨지소켓의 소켓 암나사부에 스터드볼트를 고정하는 스터드볼트고정과정;
상기 스터드볼트의 상단부에 2차 패널너트를 결합하여 상기 스터드볼트로 상기 2차 패널을 상기 선체에 고정시키는 2차 패널고정과정;
상기 서로 연결된 2차 패널들의 상부면에 앵커스트립을 형성한 후 금속 멤브레인을 용접하여 2차 멤브레인을 형성하는 2차 멤브레인 형성과정; 및
상기 2차 패널들의 동일한 위치 상에 배치되는 1차 패널고정볼트를 중심으로 1차 패널들의 모서리들이 위치된 후, 상기 1차 패널고정볼트에 1차 패널너트들이 결합되어 1차 패널들을 고정하고, 1차패널들의 상부면에 앵커스트립을 형성한 후 금속 멤브레인을 용접하여 1차 멤브레인을 형성하는 1차 격벽 형성과정;을 포함하여 이루어지는 LNG 운반선용 화물창의 이중 금속 격벽 장치 제작 방법.