KR20170052678A

KR20170052678A - 선박용 탱크 지지 구조

Info

Publication number: KR20170052678A
Application number: KR1020177009764A
Authority: KR
Inventors: 켄타로 오쿠무라; 료스케 우라구치; 타쿠미 요시다; 아츠시 사노; 오사무 무라기시
Original assignee: 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date: 2014-10-16
Filing date: 2014-10-16
Publication date: 2017-05-12
Also published as: JP6170636B2; EP3208513A1; EP3208513A4; CN106796000B; WO2016059661A1; JPWO2016059661A1; CN106796000A; EP3208513B1; KR101861756B1

Abstract

선박용 탱크 지지 구조는 선박에 탑재되어 액화가스를 저장하는 횡치식 원통형 탱크(2)의 지지 구조로, 탱크의 외주면과 대향하는 굴곡면과, 굴곡면 상에서 탱크를 지지하는, 탱크의 원주 방향으로 전개되는 지지부(4)를 구비하며, 지지부는 각각의 축 방향이 탱크의 반경 방향과 일치하도록 탱크의 원주 방향으로 배열된 복수의 통형체(5)와, 탱크의 외주면 상에서 통형체의 탱크 측 단부를 각각 유지하는 복수의 내측 부재(6)와, 굴곡면 상에서 통형체의 탱크와 반대 측 단부를 각각 유지하는 복수의 외측 부재(7)를 포함하되, 복수의 내측 부재는 탱크에 고정되어 있으며, 복수의 외측 부재는 굴곡면 상을 탱크의 축 방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성되어 있다.

Description

선박용 탱크 지지 구조{SHIP TANK SUPPORT STRUCTURE}

본 발명은 선박에 탑재되어 액화가스를 저장하는 탱크의 지지 구조에 관한 것이다.

액화가스를 해상운송하는 액화가스 운반선에서는 다양한 형태의 탱크가 이용되고 있다. 그 중에서도 횡치식 원통형 탱크는 당해 탱크의 축 방향으로 서로 이격된 한 쌍의 새들(saddle)에 의해 지지받는 경우가 있다. 새들은 선박이 동요(탱크의 축 방향이 선장(船長) 방향과 일치하는 경우는 롤링) 하였을 때에도 내용물을 포함한 탱크의 하중을 받칠 수 있도록 탱크의 외주면에 따른 원호형 지지면을 가지고 있다.

예를 들어, 특허문헌1에는 탱크와 각 새들의 지지면 사이에 지지부를 개재시킨 탱크 지지 구조가 개시되어 있다. 각 지지부는 탱크의 외주면에 접합된 보강판과, 보강판 상에서 탱크의 원주 방향으로 배열된 복수의 칸막이벽과, 칸막이벽의 양쪽에 배치된 한 쌍의 유지판과, 칸막이벽 및 유지판으로 둘러싸인 직사각형 스페이스 각각에 끼워 넣어진, 새들의 지지면에 접하는 블록형 단열 라이너를 포함한다. 또한, 탱크는 지지부에 의해 지지받는 부분을 제외하고 단열재로 씌워진다.

탱크에 저장되는 액화가스는 저온이기 때문에 탱크에 액화가스가 투입되었을 때에는 탱크가 열수축된다. 이 탱크의 열수축으로 인한 축경(縮徑)(탱크의 반경 방향 변형)에 대응하기 위해, 특허문헌1에 개시된 지지 구조에서는 단열 라이너가 원주 방향으로 분단되어 있다. 또한, 각 단열 라이너의 원주 방향 양단부에는 노치가 마련되어 있으며, 서로 인접한 단열 라이너의 노치에 의해 형성되는, 새들의 지지면을 향해 개구된 홈부 내에는 가요성 단열재가 배치되어 있다.

또한, 특허문헌1에는 탱크의 열수축으로 인한 축장(縮長)(탱크의 축 방향 변형)에 대해서는 탱크의 축 방향에 있어서의 한쪽 지지부의 변위를 구속하고 다른 쪽 지지부를 슬라이딩시키는 것을 암시하는 기술(記述)이 있다. 이것은 단열 라이너가 블록형이기 때문에 특별한 대책을 세우지 않아도 단열 라이너가 탱크에 추종하여 탱크의 축 방향으로 변위 가능하다는 점에 근거한다.　

특허 제3708055호 공보

그런데, 특허문헌1에 기재되어 있는 바와 같은 블록형 단열 라이너를 이용한 지지부에서는 단열 라이너를 통하여 외부로부터 많은 열이 탱크 안으로 침입할 우려가 있다. 운송시 액화가스의 증발을 억제하기 위해서는, 지지부의 열전달성을 감소시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 열전달면적을 줄이기 위해 지지부를 단면적이 작은 중공으로 하는 것을 생각할 수 있다. 하지만, 지지부를 중공으로 하였을 경우에는, 어떤 구조로 하여야 선박의 동요시 지지부가 탱크의 하중에 견딜 수 있고, 또 탱크가 열수축으로 인해 축장(縮長) 되었을 때 지지부를 탱크의 축 방향으로 변위시킬 수 있는지가 문제점이다.

따라서 본 발명은 선박의 동요 및 탱크의 열수축으로 인한 축장에 대응 가능한 중공 지지부를 구비한 탱크 지지 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 선박용 탱크 지지 구조는, 선박에 탑재되어 액화가스를 저장하는 횡치식 원통형 탱크의 지지 구조로서, 상기 탱크의 외주면과 대향하는 굴곡면과, 상기 굴곡면 상에서 상기 탱크를 지지하는, 상기 탱크의 원주 방향으로 전개되는 지지대를 구비하고, 상기 지지부는 각각의 축 방향이 상기 탱크의 반경 방향과 일치하도록 상기 탱크의 원주 방향으로 배열된 복수의 통형체와, 상기 탱크의 외주면 상에서 상기 통형체의 상기 탱크 측 단부를 각각 유지하는 복수의 내측 부재와, 상기 굴곡면 상에서 상기 통형체의 상기 탱크와 반대 측 단부를 각각 유지하는 복수의 외측 부재를 포함하며, 상기 복수의 내측 부재는 상기 탱크에 고정되어 있고, 상기 복수의 외측 부재는 상기 굴곡면 상을 상기 탱크의 축 방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, "탱크의 원주 방향"이라 함은 탱크의 축 방향과 직교하는 평면 상의, 탱크의 중심을 도는 방향이고, "탱크의 반경 방향"이라 함은 탱크의 축 방향과 직교하는 평면 상의, 탱크의 중심에서 뻗은 방향이다.

상기 구성에 따르면, 탱크의 원주 방향으로 배열된 통형체에 의해 탱크의 원주 방향으로 전개되는 지지부가 중공이 된다. 게다가 각 통형체의 축 방향이 탱크의 반경 방향과 일치하기 때문에 선박의 동요시에도 내용물을 포함한 탱크의 하중은 선박의 자세에 상관없이 주로 통형체의 축 방향 압축력으로 분산된다. 따라서 지지부는 선박의 동요시에도 탱크 하중에 견딜 수 있다. 또한, 내측 부재가 탱크에 고정되고 외측 부재가 탱크의 축 방향으로 슬라이딩 가능하기 때문에 탱크의 열수축으로 인한 축장에 대응할 수 있다.

상기 복수의 외측 부재 중 상기 탱크의 최하점 근처에 배치된 하나 이상의 외측 부재는 상기 탱크의 원주 방향 이동이 구속된 구속형 외측 부재이고, 상기 복수의 외측 부재 중 상기 구속형 외측 부재의 양쪽에 위치하는 외측 부재는 상기 탱크의 원주 방향으로 이동 가능한 비구속형 외측 부재이어도 좋다. 이 구성에 따르면, 탱크가 열수축으로 인해 축경되어도 탱크의 원주 방향에 있어서의 구속형 외측 부재 위치는 바뀌지 않는다. 따라서 탱크의 최하점을 기준점(축경 중심)으로 탱크를 안정적으로 축경시킬 수 있다. 게다가 구속형 외측 부재의 양쪽에 위치하는 비구속형 외측 부재는 탱크의 원주 방향으로 이동 가능하기 때문에 비구속형 외측 부재를 통형체와 함께 이동시킬 수 있다.

상기 복수의 외측 부재는 상기 굴곡면 상에 고정된 윤활 시트 상을 슬라이딩하여도 좋다. 이 구성에 따르면, 제조가 용이한 윤활 시트에 의해 굴곡면에 윤활성을 부여할 수 있다.

예를 들면, 상기 윤활 시트는 상기 굴곡면과 접하는 베이스층과, 상기 베이스층 상에 형성된 윤활층을 포함하여도 좋다.

상기 윤활 시트는 상기 탱크의 원주 방향으로 복수의 윤활편으로 분할되어 있으며, 상기 복수의 윤활편 각각은, 상기 굴곡면에 장착된 코밍으로 형성되는 울타리 안에 끼워 넣어져 있어도 좋다. 이 구성에 따르면, 볼트 고정을 하거나 용접을 하는 것보다 간단한 구성으로 윤활편을 고정할 수 있다.

상기 복수의 통형체 각각은 유리 섬유 강화 플라스틱으로 이루어져도 좋다. 이 구성에 따르면, 통형체를 금속으로 구성한 경우에 비해 통형체를 통한 열전달을 상당히 억제할 수 있다.

상기 굴곡면은 상기 탱크를 감싸고 상기 탱크와의 사이에 진공 공간을 확보하는 외각의 내주면이어도 좋다. 이 구성에 따르면, 탱크와 외각 사이의 진공 공간에 의해 액화가스를 장시간에 걸쳐 저온으로 유지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 선박의 동요 및 탱크의 열수축으로 인한 축장에 대응 가능한 중공 지지부를 구비한 탱크 지지 구조를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 탱크 지지 구조가 채용된 액화가스운반선의 측면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.
도 3은 지지부 중앙 부근의 정면 단면도이다.
도 4는 지지부의 중앙에 배치된 소형 윤활편 및 그 위의 구속형 외측 부재를 나타낸 평면 단면도이다.
도 5는 소형 윤활편의 양쪽에 배치된 대형 윤활편 및 그 위의 비구속형 외측 부재를 나타낸 평면 단면도이다.
도 6은 윤활편의 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 각각 구속형 외측 부재의 원주 방향으로 이동을 구속하는 다른 구조를 나타낸 정면 단면도 및 평면 단면도이다.
도 8은 윤활 시트를 고정하는 다른 구조를 나타낸 사시도이다.
도 9는 윤활 시트를 고정하는 또 다른 구조를 나타낸 사시도이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 선박용 탱크 지지 구조가 채용된 액화가스운반선의 단면도이다.

도 1 및 도 2에, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 탱크 지지 구조가 채용된 액화가스운반선(1)을 나타낸다. 본 실시예에서는 액화가스운반선(1)에, 2개의 횡치식 원통형 탱크(2)가 선장(船長) 방향으로 나란히 탑재되어 있다. 또한, 각 탱크(2)는 외각(外殼)(3)으로 감싸여 있다. 다시 말하면, 탱크(2)와 외각(3)은 이중각(二重殼)을 구성하고 있다.

각 탱크(2)는 액화가스(9)를 저장하기 위한 것이다. 액화가스(9)는, 예를 들어, 액화석유가스(LPG, 약 -45℃), 액화에틸렌가스(LEG, 약 -100℃), 액화천연가스(LNG, 약 -160℃), 액화수소(LH₂, 약 -250℃)이다.

각 탱크(2)는 일정한 단면 형상으로 수평 방향(선장 방향)으로 연장되는 몸통부와, 이 몸통부의 양쪽 개구를 막는 반구형 폐쇄부로 구성되어 있다. 한편, 폐쇄부는 수직 방향에 평행한 플랫이어도 좋고 접시형이어도 좋다. 외각(3)은 탱크(2) 주위에 일정한 두께의 공간을 확보하는 형상을 하고 있다. 본 실시예에서는 외각(3)과 탱크(2) 사이의 공간은 진공 공간이다. 다만, 외각(3)과 탱크(2) 사이의 공간이 대기압으로 되어 있고 그 공간에 단열재가 충전되어 있어도 좋다.

액화가스운반선(1)의 선체(12)에는 각 탱크(2)에 대응하고, 당해 탱크(2)의 축 방향으로 서로 이격된 한 쌍의 새들(11)이 설치되어 있다. 한 쌍의 새들(11)은 외각(3) 및 후술하는 지지부(4)를 통해 탱크(2)의 몸통부를 지지한다.

각 새들(11)은 외각(3)의 외주면과 면접촉하는 지지면(11a)을 가지고 있다. 본 실시예에서는 지지면(11a)이, 탱크(2)의 축 방향에서 봤을 때 외각(3)의 최하점에서 양쪽으로 90도씩 확대되어 있다. 바꾸어 말하면, 지지면(11a)에 의해 외각(3)의 거의 절반이 끼이는 반원형 오목부가 형성되어 있다. 다만, 새들(11)의 지지면(11a)이 외각(3)의 최하점에서 양쪽으로 90도씩 확대된 각도는 반드시 거의 90도이어야 할 필요가 없으며 적절히 결정 가능하다.

외각(3)과 탱크(2) 사이에는 탱크(2)의 축 방향으로 서로 이격된 한 쌍의 지지부(4)가 배치되어 있다. 한 쌍의 지지부(4)의 배치 위치는 한 쌍의 새들(11)의 배치 위치와 일치되어 있다.

외각(3)의 내주면은 탱크(2)의 외주면에 대향하고 있으며 본 발명의 굴곡면에 해당한다. 각 지지부(4)는 외각(3)의 내주면 상에서 탱크(2)를 지지한다. 본 실시예에서는 양쪽의 지지부(4)가 동일한 구조를 가지고 있으며 탱크(2)를 축 방향으로 이동 가능하게 지지하고 있다. 그리고 탱크(2)는 지지부(4)와는 다른 위치에 배치된 연결부(미도시)에 의해 탱크(2)의 축 방향에서의 탱크(2)의 외각(3)에 대한 상대 위치가 고정되도록 외각(3)과 연결되어 있으며, 그 연결부가 탱크(2)가 열수축으로 인해 축장되었을 때의 기준점(축장 중심)이다.

다만, 선수 측 또는 선미 측 중 어느 하나의 새들(11) 위쪽에서는 탱크(2)를 축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 지지부(4) 대신에 탱크(2)의 축 방향에서의 탱크(2)의 외각(3)에 대한 상대 위치를 고정하는 지지부가 배치되어도 좋다.

각 지지부(4)는 탱크(2)의 원주 방향으로 전개되어 있다. 앞서 언급한 바와 같이 본 실시예에서는 탱크(2)와 외각(3) 사이의 공간이 진공 공간이기 때문에 탱크(2)의 외주면은 지지부(4)에 의해 지지되는 부분을 제외하고 진공단열재(미도시)로 덮여 있다.

구체적으로, 각 지지부(4)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 탱크(2)의 원주 방향으로 배열된 복수의 통형체(5)와, 통형체(5)와 탱크(2) 사이에 개재된 복수의 내측 부재(6)와, 통형체(5)와 외각(3) 사이에 개재된 복수의 외측 부재(7)를 포함한다.

각 통형체(5)는 당해 통형체(5)의 축 방향이 탱크(2)의 반경 방향과 일치하도록 배치되어 있다. 여기서, "방향이 일치"라고 함은 통형체(5)의 축 방향과 탱크(2)의 반경 방향이 실질적으로 평행하다는 것을 말한다(예를 들면 그 방향의 각도 차이가 5도 이하). 한편, 모든 통형체(5)는 반드시 탱크(2)의 원주 방향으로 연장되는 동일 직선 상에 배열되어 있을 필요는 없고 지그재그로 배열되어 있어도 좋다. 본 실시예에서는 각 통형체(5)의 단면 형상은 원형이지만, 각 통형체(5)의 단면 형상은 다각형이어도 좋다.

본 실시예에서는 각 통형체(5)가 유리 섬유 강화 플라스틱(GFRP)으로 이루어진다. 다만, 각 통형체(5)는 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)이나 다른 FRP(예를 들면, 포(佈) 강화 페놀 수지)로 구성되어 있어도 좋고 금속으로 구성되어 있어도 좋다. 또한, 본 실시예와 같이 탱크(2)와 외각(3) 사이의 공간이 진공 공간인 경우는 각 통형체(5)의 내주면 및 외주면 상에, 당해 통형체(5)가 도금처리됨으로써 금속 도금층(미도시)이 형성되는 것이 바람직하다. 이 도금층은 진공 공간에 면하는, GFRP로 이루어진 통형체(5)에서 아웃가스가 나오는 것을 방지하기 위한 것이다.

각 내측 부재(6)는, 탱크(2)의 외주면(2a) 상에서 각 통형체(5)의 탱크(2) 측 단부(이하, 내측 단부)를 유지한다. 본 실시예에서는 모든 내측 부재(6)와 탱크(2)의 외주면 사이에 보강판(41)이 배치되어 있고 내측 부재(6)가 보강판(41)을 통해 탱크(2)에 고정되어 있다. 보강판(41)은 탱크(2)의 원주 방향으로 연장되는 띠 모양의 판이며, 예를 들면 용접에 의해 탱크(2)의 외주면(2a)에 접합된다. 내측 부재(6)는 예를 들면 용접에 의해 보강판(41)에 접합된다.

다만, 내측 부재(6)를 탱크(2)에 고정하는 방법은 이에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 보강판(41)에 내측 부재(6)가 끼임 가능한 통형 부재를 용접에 의해 접합하고 그 통형 부재에 내측 부재(6)를 핀 등으로 체결해도 좋다. 또는, 보강판(41)에 스터드 볼트가 꽂히게 하고 그 스터드 볼트에 나사 결합하는 너트에 의해 내측 부재(6)를 고정해도 좋다.

본 실시예에서는 각 내측 부재(6)가 중앙에 개구가 있는 고리형을 이루고 있다. 따라서 통형체(5)의 내측에서는 보강판(41)이 노출되어 있다. 통형체(5)의 내측에서 노출되는 보강판(41)은 진공단열재로 덮이는 것이 바람직하다. 다만, 내측 부재(6)는 반드시 중앙에 개구가 있을 필요가 없으며, 통형체(5)의 탱크(2) 측 개구를 막는 판형의 형태를 가져도 좋다.

통형체(5)의 내측 단부를 내측 부재(6)에 유지시키려면, 접착제를 사용하여 통형체(5)를 내측 부재(6)에 접착하는 것도 가능하다. 다만, 본 실시예와 같이 진공 이중각의 경우에는 접착제 주위가 진공 환경이기 때문에 접착제로부터 아웃가스가 나올 우려가 있다. 본 실시예에서는 이를 방지하기 위해 감합 구조가 채용되어 있다.

본 실시예에서 채용된 감합 구조는 내측 부재(6)의 내부에 통형체(5)의 내측 단부가 끼이는 구조이다. 구체적으로, 각 내측 부재(6)는 통형체(5)의 외주면과 서로 겹치는 주벽(周壁)(62)과, 주벽(62)의 탱크(2) 측 단부에서 반경 방향 내측으로 돌출하여 통형체(5)의 탱크(2) 측 단면과 접촉하는 링부(61)를 가진다. 내측 부재(6)의 주벽(62)은 통형체(5)와 핀 등으로 체결되어도 좋다. 다만, 본 실시예와는 반대로 통형체(5)의 내측 단부의 내부에 내측 부재(6)가 끼이는 감합 구조가 채용되어도 좋다. 즉, 내측 부재(6)의 주벽(62)은 통형체(5)의 내주면에 서로 겹쳐도 좋다.

각 외측 부재(7)는 외각(3)의 내주면(3a) 상에서 각 통형체(5)의 외각(3) 측 단부(이하, 외측 단부)를 유지한다. 외측 부재(7)는 외각(3)의 내주면(3a) 상을 탱크(2)의 축 방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성되어 있다.

본 실시예에서는 모든 외측 부재(7)와 외각(3)의 내주면(3a) 사이에 윤활 시트(8)가 배치되어 있다. 윤활 시트(8)는 탱크(2)의 원주 방향으로 연장되는 띠 모양의 시트이며, 외각(3)의 내주면(3a) 상에 고정되어 있다. 외측 부재(7)는 윤활 시트(8) 상을 슬라이딩한다.

본 실시예에서는 각 외측 부재(7)가 중앙에 개구가 있는 고리형을 이루고 있다. 따라서 통형체(5)의 내측에서는 윤활 시트(8)가 노출되어 있다. 다만, 외측 부재(7)는 반드시 중앙에 개구가 있을 필요가 없으며 통형체(5)의 외각(3) 측 개구를 막는 판형의 형태를 가져도 좋다.

외측 부재(7)에서도, 내측 부재(6)와 마찬가지로 접착제를 이용하지 않는다는 관점에서 감합 구조가 채용되어 있다. 본 실시예에서 채용된 감합 구조는 외측 부재(7)의 내부에 통형체(5)의 외측 단부가 끼이는 구조이다. 구체적으로, 각 외측 부재(7)는 단면 L자형을 이루고 있으며, 통형체(5)의 외주면과 서로 겹치는 주벽(72)과, 주벽(72)의 외각(3) 측 단부에서 반경 방향 내측으로 돌출하여 통형체(5)의 외각(3) 측 단면과 접촉하는 링부(71)를 가진다. 외측 부재(7)의 주벽(72)은 통형체(5)와 핀 등으로 체결되어도 좋다. 다만, 본 실시예와는 반대로 통형체(5)의 외측 단부의 내부에 외측 부재(7)가 끼이는 감합 구조가 채용되어도 좋다. 즉, 외측 부재(7)의 주벽(72)은 통형체(5)의 내주면에 서로 겹쳐도 좋다.

외측 부재(7) 중에서 탱크(2)의 최하점(P) 근처에 배치된 적어도 1개의 외측 부재(7)는 탱크(2)의 원주 방향 이동이 구속된 구속형 외측 부재(7A)이다. 반면, 외측 부재(7) 중에서 구속형 외측 부재(7A)의 양쪽에 위치하는 외측 부재(7)는 탱크(2)의 원주 방향으로 이동 가능한 비구속형 외측 부재(7B)이다. 본 실시예에서는 탱크(2)의 최하점(P) 바로 아래에 위치하는 외측 부재(7)만이 구속형 외측 부재(7A)이다. 다만, 구속형 외측 부재(7A)는 예를 들면 탱크(2)의 최하점(P) 바로 아래에 위치하는 외측 부재(7)와 그 양옆의 외측 부재(7)인 3개이어도 좋다.

구속형 외측 부재(7A)는 도 4에 나타낸 바와 같이 대략 정사각형의 윤곽을 형성하도록 주벽(72)의 외각(3) 측 단부에서 링부(71)와 반대쪽으로 돌출하는 대략 삼각형인 4개의 가이드부(73)를 가진다. 한편, 비구속형 외측 부재(7B)에서는 도 5에 나타낸 바와 같이 주벽(72)의 외주면이 비구속형 외측 부재(7B)의 원형 윤곽을 형성하고 있다. 환언하면, 비구속형 외측 부재(7B)는 내측 부재(6)와 같이 단면 L자형을 이루고 있고, 구속형 외측 부재(7A)는 단면 L자형을 이루는 부분과 단면 T자형을 이루는 부분을 포함한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 탱크(2)의 원주 방향에서 구속형 외측 부재(7A)의 양쪽에는 한 쌍의 특별 코밍(coaming)(91)이 배치되어 있다. 특별 코밍(91)은 예를 들면 용접에 의해 외각(3)의 내주면(3a)에 장착된다. 각 특별 코밍(91)은, 예를 들면 대략 직사각형의 단면 형태를 가지며, 구속형 외측 부재(7A)의 가이드부(73)와 접하면서 탱크(2)의 축 방향으로 연장되어 있다. 즉, 특별 코밍(91)은 탱크(2)의 원주 방향에서의 구속형 외측 부재(7A)의 이동을 구속하는 동시에 탱크(2)의 축 방향에서의 구속형 외측 부재(7A)의 이동을 가이드한다.

한편, 도 5에 나타낸 바와 같이 각 비구속형 외측 부재(7B)의 주위에는 당해 비구속형 외측 부재(7B)에 접하는 것은 아무것도 없다. 따라서 비구속형 외측 부재(7B)는 탱크(2)의 축 방향 및 원주 방향으로 자유롭게 이동할 수 있다.

모든 외측 부재(7)와 외각(3)의 내주면(3a) 사이에 끼워진 윤활 시트(8)는 탱크(2)의 축 방향에 있어서 당해 윤활 시트(8)가 외측 부재(7)로부터 양쪽으로 돌출될 수 있는 폭을 가지고 있다. 본 실시예에서는, 윤활 시트(8)가 탱크(2)의 원주 방향으로 복수의 윤활편으로 분할되어 있다. 복수의 윤활편은 지지부(4)의 중앙에 배치되며 구속형 외측 부재(7A)를 받치는 소형 윤활편(81)과, 소형 윤활편(81)의 양쪽에 배치되며 2개의 비구속형 외측 부재(7B)를 받치는 대형 윤활편(82)의 2종류이다. 또한, 대형 윤활편(82)은 3개 이상의 비구속형 외측 부재(7B)를 받쳐도 좋다. 다만, 1개의 윤활편이 1개의 외측 부재(7)를 받치도록 윤활 시트(8)가 외측 부재(7)와 동수의 윤활편으로 분할되어 있어도 좋다.

도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 탱크(2)의 축 방향에 있어서 각 외측 부재(7)의 양쪽에는 한 쌍의 통상 코밍(93)이 배치되어 있다. 통상 코밍(93)은 예를 들면 용접에 의해 외각(3)의 내주면(3a)에 장착된다. 각 통상 코밍(93)은 예를 들면 직사각형의 단면 형태를 가지며, 탱크(2)의 축 방향으로 연장되어 있다. 그리고 도 4에 나타낸 바와 같이 소형 윤활편(81)은 앞서 언급한 특별 코밍(91)과 통상 코밍(93)으로 형성되는 울타리 안에 끼워 넣어져 있다.

또한, 비구속형 외측 부재(7B)끼리의 사이에는 하나 걸러 통상 코밍(92)이 배치되어 있다. 통상 코밍(92)은 예를 들어 용접에 의해 외각(3)의 내주면(3a)에 장착된다. 각 통상 코밍(92)은 예를 들어 직사각형의 단면 형태를 가지며, 탱크(2)의 축 방향으로 연장되어 있다. 그리고 도 5에 나타낸 바와 같이 대형 윤활편(82)은 특별 코밍(91)과 통상 코밍(93)과 통상 코밍(92)으로 형성되는 울타리, 및 통상 코밍(93)과 통상 코밍(92)으로 형성되는 울타리 안에 끼워 넣어져 있다.

본 실시예에서는 소형 윤활편(81)과 대형 윤활편(82)의 각각이 도 6에 나타낸 바와 같이, 외각(3)의 내주면(3a)과 접하는 베이스층(8a)과, 베이스층(8a) 상에 형성된 윤활층(8b)을 포함한다. 베이스층(8a)은 충분한 강도를 갖는 재료(예를 들어, 스테인리스 등의 금속)로 이루어진다. 윤활층(8b)은 윤활성이 좋은 재료(예를 들어, PEEK(폴리에테르에테르케톤)나 PTFE(폴리테트라플루오르에틸렌) 등의 수지, 또는 은이나 이황화몰리브덴 등의 금속)로 이루어진다. 다만, 각 윤활편은 윤활성이 좋은 재료로 이루어진 단층이어도 좋다.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시예의 탱크 지지 구조에서는 탱크(2)의 원주 방향으로 배열된 통형체(5)에 의해 탱크(2)의 원주 방향으로 전개되는 지지부(4)가 중공이 된다. 게다가 각 통형체(5)의 축 방향이 탱크(2)의 반경 방향과 일치하기 때문에 선박의 동요시에도 내용물을 포함한 탱크(2)의 하중은 선박의 자세에 상관없이 주로 통형체(5)의 축 방향 압축력으로 분산된다. 따라서 지지부(4)는 선박의 동요시에도 탱크 하중에 견딜 수 있다. 또한, 내측 부재(6)가 탱크(2)에 고정되고 외측 부재(7)가 탱크(2)의 축 방향으로 슬라이딩 가능하기 때문에 탱크(2)의 열수축으로 인한 축장에 대응할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 지지부(4)의 중앙에 구속형 외측 부재(7A)가 배치되어 있기 때문에 탱크(2)가 열수축으로 인해 축경되어도 탱크(2)의 원주 방향에 있어서 구속형 외측 부재(7A)의 위치는 바뀌지 않는다. 따라서 탱크(2)의 최하점(P)을 기준점(축경 중심)으로 탱크(2)를 안정적으로 축경시킬 수 있다. 게다가 구속형 외측 부재(7A)의 양쪽에 위치하는 비구속형 외측 부재(7B)는 탱크(2)의 원주 방향으로 이동 가능하기 때문에 비구속형 외측 부재(7B)를 통형체(5)와 함께 이동시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 외각(3)의 내주면(3a) 상에 윤활 시트(8)가 고정되어 있기 때문에 제조가 용이한 윤활 시트에 의해 외각(3)의 내주면(3a)에 윤활성을 부여할 수 있다.

또한, 윤활 시트(8)를 구성하는 윤활편(81,82) 각각이 코밍으로 형성되는 울타리 안에 끼워 넣어져 있기 때문에 볼트 고정을 하거나 용접을 하는 것보다 간단한 구성으로 윤활편(81,82)을 고정할 수 있다.

또한, 각 통형체(5)는 GFRP로 이루어지기 때문에 통형체(5)를 금속으로 구성한 경우에 비해 통형체(5)를 통한 열전달을 상당히 억제할 수 있다. 또한, 탱크(2)와 외각(3) 사이의 공간은 진공 공간이기 때문에 액화가스(9)를 장시간에 걸쳐 저온으로 유지할 수 있다.

(변형예)

본 발명은 앞서 설명한 실시예에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시예에서는 탱크(2)의 원주 방향에서의 구속형 외측 부재(7A)의 이동이 외각(3)의 내주면(3a)에 설치된 특별 코밍(91)에 의해 구속되어 있었다. 하지만, 특별 코밍(91) 대신에 통상 코밍(93)과 함께 소형 윤활편(81)이 끼워 넣어진 울타리를 형성하는 통상 코밍(92)이 배치되고, 이 통상 코밍(92)과는 별도로 탱크(2)의 축 방향에서의 구속형 외측 부재(7A)의 이동을 가이드하는 가이드편(미도시)이 외각(3)의 내주면(3a)에 장착되어도 좋다.

또는, 도 7a 및 도 7b에 나타낸 바와 같이, 탱크(2)의 원주 방향에서의 구속형 외측 부재(7A)의 이동은 윤활 시트(8)의 베이스층(8a)에 장착된 가이드편(85)에 의해 구속되어도 좋다. 이 경우, 윤활 시트(8)는 전장(全長)에 걸쳐 연속되는 일체물이어도 좋다. 또한, 윤활층(8b)은 가이드편(85)의 사이에만 형성되어 있어도 좋다.

또한, 윤활 시트(8)는 반드시 코밍에 의해 외각(3)의 내주면(3a) 상에 고정될 필요는 없다. 예를 들면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 윤활 시트(8)가 전장에 걸쳐 연속되는 일체물인 경우는 탱크(2)의 원주 방향에서의 구속형 외측 부재(7A)의 이동을 구속하는 한 쌍의 가이드편(94)을 외각(3)의 내주면(3a) 상에 설치하는 동시에 윤활 시트(8)에 그 가이드편(94)에 삽입 통과되는 감합 구멍(8c)을 형성해도 좋다. 이렇게 하면 일체물인 윤활 시트(8)를, 가이드편(94)을 이용하여 고정할 수 있다.

또는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 외각(3)의 내주면(3a) 상에 단면 L자형의 한 쌍의 레일(95)을 설치하고 이 레일(95)로 둘러싸인 공간 안으로 윤활 시트(8)를 삽입하여도 좋다. 이 경우, 윤활 시트(8)는 복수의 윤활편으로 분할되어 있어도 좋고, 전장에 걸쳐 연속되는 일체물이어도 좋다.

또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 레일(95)을 설치하는 경우에는 그 레일(95)을 연결하도록 한 쌍의 가이드편(96)을 설치하고 이 가이드편(96)에 의해 탱크(2)의 원주 방향에서의 구속형 외측 부재(7A)의 이동을 구속하여도 좋다.

또한, 도시는 생략했지만, 윤활 시트(8)를 외각(3)의 내주면(3a) 상에 고정하는 방법으로는 볼트 고정이나 용접 등을 채용하여도 좋다.

또한, 윤활 시트(8)를 사용하지 않아도 외측 부재(7)를 탱크(2)의 축 방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성하는 것이 가능하다. 예를 들면, 외측 부재(7) 자체를 윤활성이 좋은 재료로 구성하여도 좋다. 또는, 외각(3)의 내주면(3a) 또는 외측 부재(7)에서의 외각(3)의 접촉면에 윤활유 등의 윤활제를 도포하여도 좋다.

또한, 도 10에 나타낸 바와 같이 외각(3)은 생략 가능하다. 이 경우, 지지부(4)는 새들(11)의 지지면(11a) 상에서 탱크(2)를 지지하여도 좋다. 즉, 본 발명의 굴곡면은 새들(11)의 지지면(11a)이어도 좋다.

2: 탱크
2a: 외주면
3: 외각
3a: 내주면(굴곡면)
4: 지지부
5: 통형체
6: 내측 부재
7: 외측 부재
7A: 구속형 외측 부재
7B: 비구속형 외측 부재
8: 윤활 시트
8A, 8B: 윤활편
91 ~ 93: 코밍

Claims

선박에 탑재되어 액화가스를 저장하는 횡치식 원통형 탱크의 지지 구조로서,
상기 탱크의 외주면과 대향하는 굴곡면과,
상기 굴곡면 상에서 상기 탱크를 지지하는, 상기 탱크의 원주 방향으로 전개되는 지지대를 구비하고,
상기 지지부는 각각의 축 방향이 상기 탱크의 반경 방향과 일치하도록 상기 탱크의 원주 방향으로 배열된 복수의 통형체와, 상기 탱크의 외주면 상에서 상기 통형체의 상기 탱크 측 단부를 각각 유지하는 복수의 내측 부재와, 상기 굴곡면 상에서 상기 통형체의 상기 탱크와 반대 측 단부를 각각 유지하는 복수의 외측 부재를 포함하며,
상기 복수의 내측 부재는 상기 탱크에 고정되어 있고,
상기 복수의 외측 부재는 상기 굴곡면 상을 상기 탱크의 축 방향으로 슬라이딩할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박용 탱크 지지 구조.
제1항에 있어서,
상기 복수의 외측 부재 중 상기 탱크의 최하점 근처에 배치된 하나 이상의 외측 부재는 상기 탱크의 원주 방향 이동이 구속된 구속형 외측 부재이고,
상기 복수의 외측 부재 중 상기 구속형 외측 부재의 양쪽에 위치하는 외측 부재는 상기 탱크의 원주 방향으로 이동 가능한 비구속형 외측 부재인 것을 특징으로 하는 선박용 탱크 지지 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 외측 부재는 상기 굴곡면 상에 고정된 윤활 시트 상을 슬라이딩하는 것을 특징으로 하는 선박용 탱크 지지 구조.
제3항에 있어서,
상기 윤활 시트는 상기 굴곡면과 접하는 베이스층과, 상기 베이스층 상에 형성된 윤활층을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 탱크 지지 구조.
　
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 윤활 시트는 상기 탱크의 원주 방향으로 복수의 윤활편으로 분할되어 있으며, 상기 복수의 윤활편 각각은, 상기 굴곡면에 장착된 코밍으로 형성되는 울타리 안에 끼워 넣어져 있는 것을 특징으로 하는 선박용 탱크 지지 구조.
　
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 통형체 각각은 유리 섬유 강화 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 선박용 탱크 지지 구조.
　
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 굴곡면은 상기 탱크를 감싸고 상기 탱크와의 사이에 진공 공간을 확보하는 외각의 내주면인 것을 특징으로 하는 선박용 탱크 지지 구조.