KR20170061876A - 독립형 화물창 서포트 - Google Patents

독립형 화물창 서포트 Download PDF

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Abstract

독립형 화물창 서포트가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 독립형 화물창 서포트는, 독립형 화물창을 지지하는 독립형 화물창 서포트로서, 지지판의 하부에 제1 보강재와 제2 보강재가 서로 교차하는 방향으로 수직하게 세워진 지지 기초부; 및 상기 지지판의 상부에 놓여지며, 상기 독립형 화물창의 하중을 받는 지지부를 포함하되, 상기 지지부는 합판 모듈의 하부에 오픈 셀(open cell) 구조를 가지는 제1 저밀도 폼이 부착될 수 있다.

Description

독립형 화물창 서포트{Independent tank support}
본 발명은 독립형 화물창 서포트에 관한 것이다.
일반적으로, 액화천연가스(LNG)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 섭씨 영하 163℃로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말한다.
이러한 액화천연가스가 에너지자원으로 등장함에 따라 이 가스를 에너지로 이용하기 위해서 생산기지로부터 수요지의 인수지까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운송방안이 검토되어 왔으며, 이러한 노력의 일환으로 대량의 액화천연가스를 해상으로 수송할 수 있는 액화천연가스 운반선이 나타나게 되었다.
그런데 이러한 액화천연가스 운반선에는 초저온상태로 액화시킨 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있는 화물창(Cargo)이 구비되어 있어야 하는데, 이러한 화물창에 요구되는 조건이 매우 까다로워 많은 어려움이 있었다.
즉, 액화천연가스는 대기압 보다 높은 증기압을 가지며, 대략 섭씨 영하 163℃ 정도의 비등온도를 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 인슐레이션 구조로 설계되어야 했다.
여기서, 액화천연가스 운반선에서 적용되는 화물창은 대표적으로 멤브레인형과 독립형이 있다. 이 중 독립형 화물창은 선체와 일체를 이루지 않고 독립적으로 존재하는 것으로서, 방벽의 개수 및 사용 압력에 따라 IMO type A, B, C로 구분된다.
IMO type A에 속하는 화물창은 1차 방벽과, 1차 방벽의 파손에 의한 액화천연가스의 유출을 방지하기 위해 1차 방벽을 완전히 감싸는 2차 방벽을 갖는다. IMO type B에 속하는 화물창은 신뢰성이 어느 정도 확인된 1차 방벽과, 이 1차 방벽의 크랙 가능성이 상대적으로 높은 부위만을 감싸는 부분 2차 방벽을 갖는다. IMO type B에 속하는 화물창은 구형(moss type)으로 마련되거나, 각형(SPB, Self-supporting Prismatic-shape IMO type B)으로 마련된다. IMO type C에 속하는 화물창은 신뢰성이 완전하게 확인된 압축용기 형태의 1차 방벽만을 갖는다.
도 1은 독립형 화물창 서포트를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 독립형 화물창 서포트에서의 응력 집중 모습을 나타낸 도면이다. 도 2의 (a)는 정면도이고 (b)는 측면도이다.
이들 중에서 IMO type B에 해당하는 독립형 화물창의 경우, 도 1에 도시된 것처럼 탱크 및 바닥에 다수의 서포트를 배치하여 탱크 자중 및 LNG 무게를 지탱한다.
서포트(10)는 지지 기초부(20)와 지지부(30)를 포함한다. 지지 기초부(20)는 시트(seat) 구조를 가지며, 지지판(22)의 하부에 수직으로 교차하게 세워진 보강재(24)를 포함하고 있다. 지지부(30)는 나무 재질의 합판(plywood)으로 이루어질 수 있으며, 단열재로서 기능할 수 있다.
이 경우 지지부(30)를 받치고 있는 지지 기초부(20)의 보강재 구조로 인해 도 2에 도시된 것과 같이 지지부(30) 중 보강재(24)가 받치고 있는 일부 지점(P1~P6)에 응력 집중이 발생한다.
한국등록특허 10-1129706호 (2012.03.16 등록) - 부유식천연가스생산저장설비와 해상가스저장설비에 설치된 독립 탱크를 지지하는 우던서포트를 수리하는 방법
본 발명은 저밀도 폼을 이용하여 변형을 흡수하도록 하여 지지 기초부의 보강재 구조로 인한 지지부에의 응력 집중을 해소시킬 수 있는 독립형 화물창 서포트를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 수직방향 힘뿐만 아니라 수평방향 힘에 의한 회전이 발생할 경우 발생가능한 집중 하중을 방지하기 위한 보강부재가 추가 설치되어 지지부에 하중 집중되는 현상을 막아주는 독립형 화물창 서포트를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 독립형 화물창을 지지하는 독립형 화물창 서포트로서, 지지판의 하부에 제1 보강재와 제2 보강재가 서로 교차하는 방향으로 수직하게 세워진 지지 기초부; 및 상기 지지판의 상부에 놓여지며, 상기 독립형 화물창의 하중을 받는 지지부를 포함하되, 상기 지지부는 합판 모듈의 하부에 오픈 셀(open cell) 구조를 가지는 제1 저밀도 폼이 부착된 독립형 화물창 서포트가 제공된다.
상기 지지부는 상기 합판 모듈의 상부에 오픈 셀 구조를 가지는 제2 저밀도 폼이 부착될 수 있다.
상기 제1 저밀도 폼은 폴리우레탄 폼이고, 상기 제2 저밀도 폼은 극저온용 멜라민 폼일 수 있다.
상기 독립형 화물창의 하면에는 상기 지지부와 맞닿는 부분의 둘레에는 전후좌우로 복수의 회전방지 보강부재가 돌출 설치되되, 상기 회전방지 보강부재는 수직 방향의 몸체의 하단이 상기 지지부를 향해 1회 절곡되어 L자 형상을 가질 수 있다.
상기 회전방지 보강부재의 절곡된 내측에는 테프론 재질을 가지고 있어 상기 지지부와의 마찰을 감소시키고 완충제 역할을 수행하는 내장재가 부착될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 저밀도 폼을 이용하여 변형을 흡수하도록 하여 지지 기초부의 보강재 구조로 인한 지지부에의 응력 집중을 해소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 수직방향 힘뿐만 아니라 수평방향 힘에 의한 회전이 발생할 경우 발생가능한 집중 하중을 방지하기 위한 보강부재가 추가 설치되어 지지부에 하중 집중되는 현상을 막아주는 효과가 있다.
도 1은 독립형 화물창 서포트를 나타낸 도면,
도 2는 도 1에 도시된 독립형 화물창 서포트에서의 응력 집중 모습을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 독립형 화물창 서포트를 나타낸 도면,
도 4는 저밀도 폼의 물성을 나타낸 도면,
도 5는 도 3에 도시된 독립형 화물창 서포트에서의 응력 집중 모습을 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전방지 보강부재를 가지는 독립형 화물창 서포트의 정면도,
도 7은 도 6에 도시된 회전방지 보강부재를 가지는 독립형 화물창 서포트의 단면도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 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.
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 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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈", "…유닛" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 독립형 화물창 서포트를 나타낸 도면이고, 도 4는 저밀도 폼의 물성을 나타낸 도면이며, 도 5는 도 3에 도시된 독립형 화물창 서포트에서의 응력 집중 모습을 나타낸 도면이다. 도 5의 (a)는 정면도이고 (b)는 측면도이다.
도 3 내지 도 5에는 독립형 화물창 서포트(100), 지지 기초부(110), 지지판(112), 제1 보강재(114), 제2 보강재(116), 지지부(120), 합판 모듈(122), 제1 저밀도 폼(124), 제2 저밀도 폼(126)이 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 독립형 화물창 서포트는 극저온의 LNG를 저장하는 독립형 화물창의 하부에 설치되어, 독립형 화물창의 하중을 지지하며, 피칭(pitching), 롤링(rolling)과 같은 움직임으로부터 독립형 화물창의 부유에 의한 상부 선체구조를 보호한다. 여기서, 독립형 화물창은 예컨대 알루미늄 합금으로 제조된 탱크 몸체에 폴리우레탄과 같은 비교적 단단한 단열 패널을 부착시켜 만들어 질 수 있다.
본 실시예에 따른 독립형 화물창 서포트(100)는 지지 기초부(110)와 지지부(120)를 포함한다.
지지 기초부(110)는 지지판(112), 제1 보강재(114) 및 제2 보강재(116)를 포함한다.
지지판(112)은 평평한 판재로서, 그 상부에 지지부(120)가 놓여질 수 있다.
지지판(112)의 하부에는 제1 보강재(114) 및 제2 보강재(116)가 서로 교차하는 방향으로 세워져 있어, 지지판(112)을 받쳐주게 된다. 본 실시예에서 제1 보강재(114)는 정면에서 후면을 향하는 방향으로 배치되고, 제2 보강재(116)는 일 측면에서 타 측면을 향하는 방향으로 배치될 수 있다.
본 실시예에서 지지부(120)는 합판 모듈(122)을 기본 골격으로 하고, 합판 모듈(122)의 하부와 상부에 각각 제1 저밀도 폼(124)과 제2 저밀도 폼(126)이 부착되어 있는 구조를 가진다.
제1 저밀도 폼(124)과 제2 저밀도 폼(126)은 오픈 셀(open cell) 구조로 이루어져 있어, 일시적으로 과도한 하중을 받더라도 다시 원상 복구되는 특징을 가지고 있다.
도 4를 참조하면, 제1 저밀도 폼(124)과 제2 저밀도 폼(126)의 물성이 응력-변형률 (stress-strain) 그래프로 도시되어 있다. 저밀도 폼에 응력이 가해짐에 따라 제1 그래프(210)를 따라 변형 정도도 커지지만, 응력이 제거되면 제2 그래프(220)를 따라 변형 정도가 작아져 원상 복귀됨을 확인할 수 있다.
제1 저밀도 폼(124)과 제2 저밀도 폼(126)으로는 예를 들어 폴리우레탄 폼(polyurethane form)이 사용될 수 있다. 폴리우레탄 폼은 폴리올과 디이소시아네이트로 만들어지는 스펀지 상태의 다공성 물질로서, 단열성이 크고 전기 절연성이 뛰어나며 강도도 큰 것을 특징으로 한다.
하지만, 독립형 화물창과 직접 맞닿게 되는 제2 저밀도 폼(126)의 경우 극저온에 대응 가능하도록 극저온용 멜라민 폼이 사용될 수도 있다.
제1 저밀도 폼(124) 및 제2 저밀도 폼(126)을 지지부(120)에 적용한 경우 도 5에 도시된 것처럼 제1 보강재(114)와 제2 보강재(116)에 의한 일부 지점에서의 응력 집중이 저밀도 폼에 흡수되어, 저밀도 폼에서 대부분의 변형이 발생하게 되어 합판 모듈(122)에서는 도 2에 도시된 것과 같은 변형이 발생되지 않음을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전방지 보강부재를 가지는 독립형 화물창 서포트의 정면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 회전방지 보강부재를 가지는 독립형 화물창 서포트의 단면도이다.
도 6 내지 도 7에는 지지 기초부(110), 지지부(120), 독립형 화물창 하판(1), 브라켓(330), 회전방지 보강부재(310), 내장재(320)가 도시되어 있다.
일반적으로 독립형 화물창과 서포트 간에는 마찰력에 의해 서포트에 수직방향 힘뿐만 아니라 수평방향 힘도 작용하게 된다. 이로 인해 독립형 화물창에 회전이 발생할 경우 서포트에 상당한 집중 하중이 발생할 수 있다.
본 실시예에서는 이러한 집중 하중 발생을 방지하기 위해 독립형 화물창 서포트(100)에 대응되도록 회전방지 보강부재(310)가 설치될 수 있다.
도 3에 도시된 독립형 화물창 서포트(100)를 기본 구조로 하며, 독립형 화물창의 하판(1)에는 회전방지 보강부재(310)가 지지부(120)의 형상에 대응되도록 지지부(120)와 맞닿는 부분의 전후좌우에 배치된다. 도 7에서는 지지부(120)의 전후좌우에 각각 2개씩 설치된 경우가 도시되어 있지만, 이는 일 실시예에 불과하며, 각 방향에 1개 혹은 3개 이상이 설치될 수도 있음은 물론이다.
회전방지 보강부재(310)는 수직 방향의 몸체의 하단이 지지부(120)를 향해 1회 절곡된 L자 형상을 가지고 있다. 몸체의 외측에는 브라켓(330)이 설치되어 독립형 화물창의 하판(1)과의 결합을 견고히 해 줄 수 있다.
독립형 화물창이 독립형 화물창 서포트(100)에 의해 지지된 이후에는, 지지부(120)의 둘레에는 돌출 설치된 회전방지 보강부재(310)가 지지부(120)의 수평 방향 움직임을 제한함으로써, 지지부(120)가 독립형 화물창에 대해 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 회전하는 것을 방지해 준다.
여기서, 지지부(120)와 회전방지 보강부재(310) 사이의 마찰을 감소시키기 위해 회전방지 보강부재(310)의 절곡된 내측에는 내장재(320)가 부착될 수 있다.
내장재(320)는 지지부(120)와의 관계에서 마찰을 감소시켜 주고, 완충제 역할도 수행한다. 내장재(320)는 예를 들어 테프론과 같은 재질이 사용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 독립형 화물창 서포트 110: 지지 기초부
112: 지지판 114: 제1 보강재
116: 제2 보강재 120: 지지부
122: 합판 모듈 124: 제1 저밀도 폼
126: 제2 저밀도 폼 310: 회전방지 보강부재
320: 내장재 330: 브라켓

Claims (5)

  1. 독립형 화물창을 지지하는 독립형 화물창 서포트로서,
    지지판의 하부에 제1 보강재와 제2 보강재가 서로 교차하는 방향으로 수직하게 세워진 지지 기초부; 및
    상기 지지판의 상부에 놓여지며, 상기 독립형 화물창의 하중을 받는 지지부를 포함하되,
    상기 지지부는 합판 모듈의 하부에 오픈 셀(open cell) 구조를 가지는 제1 저밀도 폼이 부착된 독립형 화물창 서포트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 합판 모듈의 상부에 오픈 셀 구조를 가지는 제2 저밀도 폼이 부착된 독립형 화물창 서포트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 저밀도 폼은 폴리우레탄 폼이고, 상기 제2 저밀도 폼은 극저온용 멜라민 폼인 독립형 화물창 서포트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 독립형 화물창의 하면에는 상기 지지부와 맞닿는 부분의 둘레에는 전후좌우로 복수의 회전방지 보강부재가 돌출 설치되되,
    상기 회전방지 보강부재는 수직 방향의 몸체의 하단이 상기 지지부를 향해 1회 절곡되어 L자 형상을 가지는 독립형 화물창 서포트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 회전방지 보강부재의 절곡된 내측에는 테프론 재질을 가지고 있어 상기 지지부와의 마찰을 감소시키고 완충제 역할을 수행하는 내장재가 부착된 독립형 화물창 서포트.
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