KR20180029117A

KR20180029117A - 액화가스 화물창

Info

Publication number: KR20180029117A
Application number: KR1020160116123A
Authority: KR
Inventors: 조태민; 권영빈; 김종주; 김현철; 전민성
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2016-09-09
Publication date: 2018-03-20
Also published as: KR102416719B1

Abstract

액화가스 화물창이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 액화가스 화물창은 선체 내부에 위치하고, 액화가스를 수용하는 저장탱크; 상기 선체와 저장탱크 사이에 마련되는 내부공간; 상기 내부공간을 제1영역과 제2영역으로 나누는 분리벽체; 상기 제1영역에 충진되어, 상기 저장탱크를 단열시키는 파우더단열재; 상기 제2영역의 상기 저장탱크에 외면에 마련되어, 상기 저장탱크를 단열시키는 단열패널;을 포함한다.

Description

액화가스 화물창{CARGO FOR LIQUEFIED GAS}

본 발명은 액화가스 화물창에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저온의 액화가스를 효과적으로 단열시키는 단열구조체를 포함하는 액화가스 화물창에 관한 것이다.

액화가스는 기체를 냉각 또는 압축하여 액체로 만든 것으로서, 수송 및 저장의 편의성을 위해 상온에서 기체인 것을 냉각하여 액체로 상변화한 것이다. 액화가스 중에서 널리 이용되고 중요한 자원으로 여겨지는 것 중 하나로 액화천연가스(LNG, Liquified Natural Gas)가 있다. 액화천연가스는 메탄(Methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 섭씨 -162도로 냉각해 그 부피를 1/600로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말한다.

최근 액화천연가스가 중요한 에너지 자원으로 이용됨에 따라 액화천연가스를 생산지로부터 각종 수요지까지 대량으로 수송할 수 있는 효율적인 운송 방안이 검토되어 왔다. 이러한 노력의 일환으로 대량의 액화천연가스를 해상을 통해 수송할 수 있는 액화가스 수송선박이 개발되었다.

액화가스 수송선박에는 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있도록 극저온에 견딜 수 있는 액화가스 화물창이 설치된다. 액화천연가스는 대기압보다 높은 증기압을 가지며 초저온의 비등 온도를 갖기 때문에, 액화가스 화물창은 초저온에 견딜 수 있는 재료로 제작되어야 하며, 기타 열응력 및 열수축에 강하고 열침입을 막을 수 있는 독특한 단열구조체를 필요로 하게 된다.

저장탱크는 단열구조체에 화물의 하중이 직접적으로 가해지는지 여부에 따라 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류된다. 이 중 독립형 저장탱크는 구조가 비교적 단순하고 안정적으로 액화천연가스를 수용할 수 있어 다양한 액화가스 수송선박에 채택되어 이용되고 있다.

이러한 독립형 저장탱크는 구조상 선박 등의 부유식 해상구조물의 헐(hull) 등에 형성되는 화물창 수용공간에 저장탱크가 설치되고, 저장탱크의 외면과 화물창 수용공간 사이에 단열구조체가 설치된다.

단열구조체로는 판형의 폴리우레탄폼(PUF) 등으로 이루어진 단열부재 또는 독립된 분말 형태로 구성된 파우더단열재가 이용될 수 있다. 그런데 그 중 파우더단열재는 저장탱크의 하부에는 충진이 어렵다는 문제를 가진다. 파우더단열재는 일반적으로 저장탱크의 상부를 통해 가압 및 투입되는데, 저장탱크의 하부에 충진되는 파우더단열재에는 그가 충진되기 위한 압력의 공급이 어렵기 때문이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2008-0097519호(2008. 11. 06. 공개)

본 발명은 적재된 액화가스를 효과적으로 단열할 수 있는 단열구조체를 포함한 액화가스 화물창을 제공하고자 한다.

본 발명은 단열구조체의 설치작업을 신속하고 용이하게 수행할 수 있는 액화가스 화물창을 제공하고자 한다,

본 발명은 단순한 구조로서 의해 적재된 액화가스의 단열을 안정적으로 수행할 수 있는 액화가스 화물창을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체 내부에 위치하고, 액화가스를 수용하는 저장탱크; 상기 선체와 저장탱크 사이에 마련되는 내부공간; 상기 내부공간을 제1영역과 제2영역으로 나누는 분리벽체; 상기 제1영역에 충진되어, 상기 저장탱크를 단열시키는 파우더단열재; 상기 제2영역의 상기 저장탱크에 외면에 마련되어, 상기 저장탱크를 단열시키는 단열패널;을 포함하는 액화가스 화물창이 제공될 수 있다.

또, 상기 제2영역은 상기 파우더단열재의 충진이 어려운 상기 저장탱크의 하부와 상기 선체 사이에 마련될 수 있다.

또, 상기 분리벽체는 상기 선체와 상기 저장탱크 사이에 개재되는 슬라이드부재; 상기 선체에 고정 설치되고, 상기 슬라이드부재의 이동을 안내하는 가이드부재; 및 상기 선체와 상기 슬라이드부재 사이, 상기 슬라이드부재와 상기 저장탱크 사이에 각각 개재되는 탄성부재를 포함하고, 상기 슬라이드부재는 상기 저장탱크의 열변형에 따른 크기변화에 따라 이동될 수 있다.

또, 상기 분리벽체는 상기 선체에 고정 설치되는 하부지지부재; 일단이 상기 하부지지부재에 의해 지지되는 제1벽부재; 상기 제1벽부재의 타단과 상기 저장탱크 사이에 개재되는 제2벽부재; 상기 제1벽부재와 제2벽부재를 결속하는 연결부재; 상기 하부지지부재 상측에 마련되어, 상기 제1벽부재와 상기 제2벽부재의 결속을 보조하는 보조지지부재; 및 상기 제2벽부재와 상기 저장탱크 사이에 개재되는 탄력부재;를 포함할 수 있다.

또, 상기 분리벽체는 상기 선체에 고정 설치되는 하부지지부재; 일단이 상기 하부지지부재에 의해 지지되는 제1벽부재; 상기 제1벽부재의 타단과 상기 저장탱크 사이에 개재되는 제2벽부재; 상기 제1벽부재와 제2벽부재를 결속하는 연결부재; 상기 저장탱크에 고정 설치되고 상기 제2벽부재를 지지하는 상부지지부재; 상기 선체와 상기 하부지지부재 사이에 마련되는 제1탄력부재; 상기 제2벽부재와 상기 상부지지부재 사이에 마련되는 제2탄력부재를 포함할 수 있다.

또, 상기 제1벽부재와 상기 제2벽부재 사이에 개재되는 제3탄력부재를 더 포함할 수 있다.

또, 상기 분리벽체는 상기 선체에 고정 설치되는 하부지지부재; 일단이 상기 하부지지부재에 의해 지지되는 제1벽부재; 일단이 상기 제1벽부재의 타단과 연결되는 제2벽부재; 및 일단이 상기 제2벽부재의 타단과 연결되고, 타단이 상기 저장탱크에 고정 설치되는 제3벽부재를 포함할 수 있다.

또, 상기 제1벽부재와 상기 제2벽부재 사이, 상기 제2벽부재와 상기 제3벽부재 사이에는 탄력부재가 설치될 수 있다.

또, 상기 저장탱크를 지지하고 상기 단열패널과 결속되는 서포트블록; 상기 선체에 설치되어 상기 서포트블록을 지지 또는 구속하는 서포트스툴를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 액화가스 화물창은, 파우더단열재와 단열패널에 의한 단열방식을 병용함으로써, 저장탱크에 적재된 액화가스를 효과적이고 안정적으로 단열할 수 있다.

또한, 신속하고 용이한 충진이 가능한 파우더단열재를 이용하여, 화물창의 설치 및 운용의 효율성이 향상된다.

또한, 파우더단열재의 투입이 어려운 위치에는 단열패널로 저장탱크를 단열토록 함으로써, 화물창 설치작업을 신속하고 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 파우더단열재가 충진되는 제1영역과 단열패널이 사용되는 제2영역을 나누는 분리벽체가 가이드부재를 따라 이동가능한 슬라이드부재를 포함하여, 저장탱크의 열변형에 따른 크기변화에 용이하게 대응할 수 있다. 저장탱크는 내부에 저장된 액화가스의 양에 따라 그 크기가 수축 또는 팽창되기 때문이다.

또한, 분리벽체가 서로 다른 소재로 이루어진 제1벽부재와 제2벽부재를 포함하여, 단열성능에 영향을 주지 않으면서 효과적으로 제1영역과 제2영역을 분리가능하다.

또한, 분리벽체가 서로 다른 소재로 이루어진 제1벽부재와 제2벽부재 및 제3벽부재를 포함하여, 구조적 강도가 우수하고 단열성능이 뛰어난 분리벽체가 제공될 수 있다.

또한, 분리벽체를 이루는 벽부재 또는 지지부재들 사이 사이에 탄력부재를 마련하여, 저장탱크의 열변형에 따른 크기변화에 용이하게 대응할 수 있다.

도 1은 종래의 액화가스 화물창을 나타내는 단면도이다.
도 2은 본 발명의 제1실시예에 의한 액화가스 화물창을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 A부분에 대한 확대도이다.
도 4은 본 발명의 제2실시예에 의한 액화가스 화물창을 나타내는 단면도이다.
도 5은 도 4의 B부분에 대한 확대도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 분리벽체를 도시한다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 분리벽체를 도시한다.
도 8은 본 발명의 제5실시예에 의한 액화가스 화물창을 나타내는 단면도이다.
도 9은 도 8의 C부분에 대한 확대도이다.
도 10은 본 발명의 제6실시예에 따른 분리벽체를 도시한다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1은 종래의 액화가스 화물창을 나타내는 단면도이다. 도면을 참조하면 종래의 파우더단열재(P)를 이용하여 저장탱크(20)를 단열시키는 방식은, 파우더단열재(P)가 저장탱크(20)의 하부에 충진되기 어렵다는 문제를 가진다. 파우더단열재(P)는 일반적으로 저장탱크(20)의 상부를 통해 가압 및 투입되기 때문에, 저장탱크(20)의 하부까지 파우더단열재(P)가 균일하게 채워지기 어렵기 때문이다. 따라서, 액화가스 저장탱크(20)의 하부를 단열시키는 적절한 수단이 필요한데, 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하는 방법을 제시한다. 이하에서는 도 1에서의 각 부분들에 대하여 먼저 설명하기로 한다.

선체(10)는 해상 구조물로써, LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV 등의 선박 또는 LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 플랜트 등일 수 있다. 또한, 선체(10)는 외판(outer hull)과 내판(inner hull)의 이중 헐(double hull)로 구성될 수 있으며, 선체(10) 내판의 내부공간(11)에는 액화가스를 저장하기 위한 저장탱크(20)가 위치하게 된다.

저장탱크(20)은 액화천연가스(LNG: Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(LPG: Liquefied Petroleum Gas), 디메틸에테르(DME: Dimethyl Ether) 등 극저온의 액화가스(liquefied gas)를 저장하는데 이용될 수 있다. 즉 이러한 저장탱크(20)은 LNG 운반선, LNG RV(Regasification Vessel) 운반선, LPG 운반선, 또는 에틸렌(Ethylene) 운반선 등 액화가스 화물을 운송하는 운반선, 또는 FSRU(Floating Storage Regasification Unit), FPSO(Floating Production Storage Offloading), BMPP(Barge Mounted Power Plant) 등 액화가스의 저장 및 생산을 위한 해상 부유설비에 적용될 수 있다. 또 저장탱크(20)은 해상설비 뿐만 아니라 액화가스를 저장하기 위한 육상설비에도 적용될 수 있다.

저장탱크(20) 내부에 저장되는 액화가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 모든 가스 연료를 포괄하는 의미로 사용될 수 있고, 나아가 가열이나 가압에 의해 액체 상태가 아닌 경우 등도 편의상 액화가스로 표현될 수 있다.

저장탱크(20)는 독립형(independent type) 저장탱크로서 선체(10)와 함께 건조될 수 있고, 선체(10)와 별도로 제작되어 선체(10) 내부에 탑재될 수도 있다. 나아가, 저장탱크(20)는 액화가스를 수용하는 방벽구조물(미도시)과 단열층(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 방벽구조물은 저장탱크(20) 내부에 저장된 저장물과 접촉될 수 있으며, 저장물의 유동에 의한 슬로싱 충격을 흡수할 수 있다. 또 방벽구조물은 극저온의 액화가스를 수용하기 위해 알루미늄 합금이나 SUS, 및 9% 니켈 등 저온에 강한 합금으로 제조될 수 있다. 또, 저장탱크(20)의 상측에는 저장탱크(20)로 액화가스를 공급하거나 저장탱크(20)로부터 액화가스를 하역시키는 배관이 설치되는 리퀴드 돔(Liquid dome, 미도시)이 마련될 수 있다.

지지수단(30)은 저장탱크(20)를 선체(10) 내에 유지시키기 위한 것으로써, 크게 저장탱크(20)의 하중을 지지하는 탱크지지체(31)와, 선체(10)의 롤링 또는 피칭 등에 의한 저장탱크(20)의 이동 또는 회전을 막아주는 회전구속체(32)를 포함한다. 이처럼 지지수단(30)은 선체(10)의 내부에 저장탱크(20)를 유지시키기 위해 선체(10)와 저장탱크(20) 사이에 개재된다.

탱크지지체(31)는 저장탱크(20)의 하부에 위치하며, 선체 바닥(10a)에 고정되는 지지부재(미도시)와, 저장탱크(20)를 지지하는 블럭부재(미도시)와, 저장탱크(20)에 설치되어 블럭부재(미도시)의 이동을 구속하는 이동제한부재(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 블럭부재는 압축 강화 목재 블록(Compressed Hard Wooden Block) 등과 같이 열전도의 차단이 용이한 재질로 구성되어 저장탱크(20)의 아랫면을 지지할 수 있다.

회전구속체(32)는 저장탱크(20)가 선체(10) 내부공간(11)에서 유동 또는 회전되는 것을 방지하기 위하여 마련될 수 있다. 이를 위해, 회전구속체(32)는 피칭키와 같이 저장탱크(20)에 마련되는 키부재(미도시)와, 선체(10)에 설치되는 스토퍼부재(미도시)와, 키부재와 스토퍼부재 사이에 개재되는 완충부재(미도시)를 포함할 수 있다. 저장탱크(20)에서 돌출된 키부재를 선체에 마련된 스토퍼부재로 구속하는 것이다.

도 2은 본 발명의 제1실시예에 의한 액화가스 화물창을 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 2의 A부분에 대한 확대도이다.

도면을 참조하면 본 발명의 제1실시예에 따른 액화가스 화물창은, 선체(10) 내부에 위치하고, 액화가스를 수용하는 저장탱크(20), 선체와 저장탱크(20) 사이에 마련되는 내부공간(11), 내부공간(11)을 제1영역(11a)과 제2영역(11b)으로 나누는 분리벽체(100), 제1영역(11a)에 충진되어, 저장탱크(20)를 단열시키는 파우더단열재(P), 제2영역(11b)의 저장탱크(20)에 외면에 마련되어, 저장탱크(20)를 단열시키는 단열패널(40)을 포함한다. 이하에서는 제1실시예에서의 각 구성들에 대하여 설명하기로 한다.

내부공간(11)은 선체(10) 내면과 저장탱크(20) 사이에 마련된다. 저장탱크(20)는 독립형으로써 선체(10) 내면에서 소정 간격 이격하여 위치하게 되는데, 내부공간(11)은 이 저장탱크(20)의 외면과 선체(10) 사이에 마련되는 것이다. 이러한 내부공간(11)은 후술할 분리벽체(100)에 의해 제1영역(11a)과 제2영역(11b)으로 나뉠 수 있다.

제1영역(11a)은 저장탱크(20)의 전,후면부 또는 측면부를 비롯하여, 제2영역(11b)을 제외한 내부공간(11)을 포함한다. 이러한 제1영역(11a)에는 파우더단열재(P)가 채워질 수 있다.

파우더단열재(P)는 제1영역(11a)에 충진되어 저장탱크(20)에 수용된 액화천연가스를 단열시킨다. 이러한 파우더단열재(P)는 독립된 분말 형태로 구성되어 충진펌프(미도시) 등에 의해 제1영역(11a)에 충진될 수 있다. 파우더단열재(P)는 분말 형태이므로, 별도의 단열층을 저장탱크(20) 상에 설치하는 것보다 신속하게 충진되고, 이는 결국 액화가스 화물창의 제작 및 설치가 용이하고 신속하게 수행될 수 있게 한다. 그리고 파우더단열재(P)는 단열을 위하여 단열성이 우수한 글래스 버블(Glass bubble) 및 펄라이트(Perlite) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

제2영역(11b)은 파우더단열재(P)가 채워지기 어려운 저장탱크(20)의 하부에 인접하여 마련될 수 있다. 파우더단열재(P)는 일반적으로 저장탱크(20)의 상부를 통해 가압 및 투입되는데, 저장탱크(20)의 하부에 충진되는 파우더단열재(20)에는 그가 충진되기 위한 압력의 공급이 어렵기 때문이다. 이러한 제2영역(11b)에는 앞서 설명한 바와 같이 파우더단열재(P)의 충진이 어렵기 때문에, 저장탱크(20)의 단열을 위하여 파우더단열재(P) 대신 후술할 단열패널(40)가 부착될 수 있다. 한편 제2영역(11b)은 필요에 따라 저장탱크(20)의 상부와 선체(10) 사이의 파우더단열재(P)가 충진되기 어려운 지지구조 근방에도 선택적으로 포함할 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.

단열패널(40)은 제2영역(11b)의 저장탱크(20) 하부에 마련되어, 극저온의 액화가스가 저장된 저장탱크(20)를 외부와 단열한다. 단열패널(40)은 예를 들어 폴리우레탄 폼(polyurethane form)과 같은 재질로 이루어질 수 있다. 이러한 단열패널(40)은 예를 들어 저장탱크(20)의 표면에 부착되는 복수의 조립식 단열패널(40)로 이루어질 수 있다. 이 경우, 복수의 단열패널(40)은 쿠션 조인트(cushion joint, 미도시)로 상호 연결될 수 있으며, 후술할 서포트블록(51)과 스터드(stud) 등의 체결부재에 의해 저장탱크(20) 표면에 부착될 수 있다.

지지구조체(50)는 도 1의 종래 지지수단(30)에 대응되는 것으로, 저장탱크(20)를 지지하되, 그와 동시에 단열패널(40)을 고정한다는 점이 다를 수 있다. 이러한 지지구조체(50)는 단열패널(40)과 결속되어 단열패널(40)을 저장탱크(20)의 외면에 위치시키는 서포트블록(51)과, 선체에 설치되어 서포트블록(51)을 지지 또는 구속하는 서포트스툴(52)를 포함할 수 있다.

분리벽체(100)는 내부공간(11)을 제1영역(11a)과 제2영역(11b)으로 구획할 수 있다. 이러한 분리벽체(100)는 도 2에서처럼 저장탱크(20)와 선체(10)의 코너부에 대각으로 설치될 수도 있고, 도 4의 제2실시예에서처럼 저장탱크(20)와 선체(10) 사이에 수직으로 설치될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.

분리벽체(100)는 선체(10)와 저장탱크(20) 사이에 개재되는 슬라이드부재(120)와, 선체에 고정 설치되고, 슬라이드부재(120)의 이동을 안내하는 가이드부재(110)와, 선체와 슬라이드부재(120) 사이 슬라이드부재(120)와 저장탱크(20) 사이에 각각 개재되는 탄성부재(130)를 포함한다.

가이드부재(110)는 슬라이드부재(120)의 양방향 이동을 안내한다. 이러한 가이드부재(110)는 선체(10)에 고정되어 슬라이드부재(120)의 양 측면과 접하는 형태로 마련될 수 있다. 그리고 가이드부재(110)는 극저온의 저장탱크(20)와 접하지는 않으므로, 고강도의 철제소재로 이루어질 수 있다.

슬라이드부재(120)는 가이드부재(110)를 따라 선체(10)와 저장탱크(20) 사이에서 이동 가능함으로써, 저장탱크(20)의 열변형에 따른 크기변화에 대응할 수 있다. 예를 들어, 저장탱크(20)에 저장된 극저온의 액화가스 하역 후에는, 저장탱크(20)는 온도상승에 의해 팽창하게 되고, 저장탱크(20)에 하중이 가해져 그가 손상될 수 있는데, 슬라이드부재(120)가 이를 막아주는 것이다. 이러한 저장탱크(20)의 크기 변화는 내부에 저장된 액화가스의 양에 따라 수축 또는 팽창되는 것에 기인한다. 즉, 슬라이드부재(120)는 선체(10)와 저장탱크(20) 사이에서 소정 간격 유동함으로써 저장탱크(20)의 열변형시 압력하중을 흡수하여 저장탱크(20)의 손상을 막아줄 수 있다.

한편, 슬라이드부재(120)는 열전달이 용이한 탄성부재(130)를 매개로 선체(10)와 저장탱크(20) 사이에 연결되므로, 선체(10)의 단열을 위하여 압축 강화 목재 블록(Compressed Hard Wooden Block) 등과 같이 열전도의 차단이 용이한 재질로 구성될 수 있다.

탄성부재(130)는 선체(10)와 슬라이드부재(120) 사이, 슬라이드부재(120)와 저장탱크(20) 사이에서 슬라이드부재(120)에 각각 탄성력을 제공하는 압축스프링일 수 있다. 이러한 탄성부재(130)는 선체(10)와 슬라이드부재(120)를 잇는 제2탄성부재(132)와 슬라이드부재(120)와 저장탱크(20)를 잇는 제1탄성부재(131)를 포함할 수 있다.

이처럼 제1실시예에 따른 액화가스 화물창은, 단열방식 일부를 신속하고 용이한 충진이 가능한 파우더단열재(P)를 이용함으로써, 화물창의 설치 및 운용의 효율성이 향상된다.

또한, 파우더단열재(P)의 투입이 어려운 위치에는 단열패널(40)로 저장탱크(20)를 단열토록 함으로써, 화물창 설치작업을 신속하고 용이하게 수행할 수 있다. 이는 파우더단열재(P)와 단열패널(40)에 의한 단열방식을 병용함으로써, 저장탱크(20)에 적재된 액화가스를 효과적이고 안정적으로 단열할 수 있게 한다.

또한, 파우더단열재(P)가 충진되는 제1영역(11a)과 단열패널이 사용되는 제2영역(11b)을 나누는 분리벽체(100)가 가이드부재(110)를 따라 이동가능한 슬라이드부재(120)를 포함하여, 저장탱크(20)의 열변형에 따른 크기변화에 용이하게 대응할 수 있다.

도 4은 본 발명의 제2실시예에 의한 액화가스 화물창을 나타내는 단면도이고, 도 5은 도 4의 B부분에 대한 확대도를 나타낸다.

도면을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 화물창의 분리벽체(200)는, 선체에 고정 설치되는 하부지지부재(210)와, 일단이 하부지지부재(210)에 의해 지지되는 제1벽부재(220)와, 제1벽부재(220)의 타단과 저장탱크(20) 사이에 개재되는 제2벽부재(230)와, 제1벽부재(220)와 제2벽부재(230)를 결속하는 연결부재(240)와, 하부지지부재(210) 상측에 마련되어 제1벽부재(220)와 제2벽부재(230)의 결속을 보조하는 보조지지부재(250) 및 제2벽부재(230)와 저장탱크(20) 사이에 개재되는 탄력부재(260)를 포함할 수 있다.

이하에서 설명하는 본 발명의 제2실시예에 의한 액화가스 화물창에 대한 설명 중 별도의 도면부호를 들어 추가적으로 설명하는 경우 외에는 전술한 본 발명의 제1 실시 예에 의한 액화가스 화물창에 대한 설명과 동일한 것으로서 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.

하부지지부재(210)는 제1벽부재(220)의 일단을 고정하므로, 제1벽부재(220) 및 그와 연결된 제2벽부재(230)에 가해지는 파우더단열재(P)의 하중을 지지한다. 이러한 하부지지부재(210)는 큰 강성을 가지면서 극저온에서도 변형이 적은 알루미늄강, 스테인리스강 및 35% 니켈 강 등의 극저온용 특수강의 재질로 제작될 수 있다.

제1벽부재(220)는 하부지지부재(210)에 지지되고, 저장탱크(20)와 접하지는 않으므로, 하부지지부재(210)와 같이 후술할 제2벽부재(230)에 비하여 상대적으로 강성이 큰 특수강으로 구성될 수 있다. 이러한 제1벽부재(220)는 제2벽부재(230)와 함께 제1영역(11a)과 제2영역(11b)를 분리하며 파우더단열재(P)의 하중을 버틴다.

제2벽부재(230)는 일단이 저장탱크(20)와 접하므로, 압축 강화 목재 블록(Compressed Hard Wooden Block) 등과 같이 열전도의 차단이 용이한 재질로 구성될 수 있다. 또는 복수개의 플라이우드(plywood)가 접착제에 의해 접합된 형태로, 내구성이 보강된 형태일 수 있다. 이처럼 제1벽부재(220)와 제2벽부재(230)는 서로 다른 재질로 구성됨으로써, 구조적 강도와 단열이라는 두 가지 필요를 상호 보완하여 충족시킬 수 있다.

연결부재(240)는 제1벽부재(220)와 제2벽부재(230)에 볼팅(bolting) 방식으로 각각 결합되어, 제1벽부재(220)와 제2벽부재(230)를 연결할 수 있다. 이러한 연결부재(240)는 제1벽부재(220)와 제2벽부재(230)의 형상에 대응하여, 각 부재의 두께 차이에 의해 단턱이 형성될 수 있다.

보조지지부재(250)는 연결부재(240)에 의해 결속된 제1벽부재(220)와 제2벽부재(230)의 연결을 보강한다. 제1벽부재(220)와 제2벽부재(230)에 가해지는 파우더단열재(P)의 하중을 버티기 위함이다. 이러한 보조지지부재(250)는 연결부재(240)를 둘러싸는 형태로 제1벽부재(220) 및 제2벽부재(230)의 중앙부를 각각 지지함으로써 과도한 응력집중을 방지할 수 있다.

탄력부재(260)는 제2벽부재(230)와 저장탱크(20) 사이에 마련되어, 저장탱크(20)의 열팽창 또는 수축에 의해 분리벽체(200)에 가해지는 하중을 탄력적으로 수용한다. 예를 들어, 저장탱크(20)가 팽창하면 탄력부재(260)는 수축되고, 저장탱크(20)가 수축하면 탄력부재(260)는 팽창하는 식이다.

이처럼, 제2실시예에서는 분리벽체(200)가 서로 다른 소재로 이루어진 제1벽부재(220)와 제2벽부재(230)를 포함함으로써, 단열성능에 영향을 주지 않으면서 효과적으로 제1영역(11a)과 제2영역(11b)을 분리가능하다.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 분리벽체를 도시한다.

도면을 참조하면, 본발명의 제3실시예에 따른 분리벽체(300)는, 선체에 고정 설치되는 하부지지부재(310), 일단이 하부지지부재(310)에 의해 지지되는 제1벽부재(320), 제1벽부재(320)의 타단과 저장탱크(20) 사이에 개재되는 제2벽부재(330), 제1벽부재(320)와 제2벽부재(330)를 결속하는 연결부재(340), 저장탱크(20)에 고정 설치되고 제2벽부재(330)를 지지하는 상부지지부재(350), 선체와 하부지지부재(310) 사이에 마련되는 제1탄력부재(360), 제2벽부재(330)와 상부지지부재(350) 사이에 마련되는 제2탄력부재(370)를 포함한다.

이하에서 설명하는 본 발명의 제3 실시 예에 의한 액화가스 화물창에 대한 설명 중 별도의 도면부호를 들어 추가적으로 설명하는 경우 외에는 전술한 본 발명의 제1실시예에 의한 액화가스 화물창 또는 제2실시예에 의한 액화가스 화물창에 대한 설명과 동일한 것으로서 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.

마찬가지로, 도시된 제1벽부재(320)와 제2벽부재(330)와 연결부재(340)는 제1실시예에서의 제1벽부재(220), 제2벽부재(230), 및 연결부재(240)에 대응되는 것으로, 실질적으로 동일한 역할과 기능을 수행하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

하부지지부재(310)는 볼팅방식으로 선체(10)에 고정되되, 선체(10)와의 사이에 제1탄력부재(360)가 마련될 수 있다. 이러한 제1탄력부재(360)는 저장탱크(20)의 수축 또는 팽창에 의해 선체(10)에 가해지는 하중 또는 충격을 완화한다.

상부지지부재(350)는 하부지지부재(310)와 유사하게, 저장탱크(20) 외면에 설치되어 제2벽부재(330)의 일단을 고정할 수 있다. 그리고 상부지지부재(350)는 제1벽부재(320)의 일단을 고정하는 하부지지부재(310)와 함께 제1벽부재(320) 및 그와 연결된 제2벽부재(330)에 가해지는 파우더단열재(P)의 하중을 지지할 수 있다.

또 상부지지부재(350)는 극저온 소재로 이루어질 수 있다. 여기서, 극저온 소재라 함은 극저온 환경에서 사용 가능한 극저온 고망간강이나 탄소 복합재료일 수 있다. 이러한 극저온 소재의 특성은 기존의 알루미늄/스테인리스 철과 달리 무게면에서 경량이며 알루미늄에 견주는 저밀도와 낮은 열팽창계수를 가지고, 적층 설계를 통해 각종 물성의 조절이 용이하며 보강재와 기지재료를 다양하게 선택할 수 있기 때문에 극저온에 노출되어 구조 및 기능적 역할을 수행하는 제품들에 대한 적용성이 매우 높다는 특징이 있다.

또 상부지지부재(350)와 제2벽부재(330) 사이에는 제2탄력부재(370)가 마련되어, 저장탱크(20)의 열팽창 또는 수축에 의한 분리벽체(300)의 손상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 저장탱크(20)가 팽창하면 제2탄력부재(370)는 수축되고, 저장탱크(20)가 수축하면 제2탄력부재(370)는 팽창하는 식이다.

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 분리벽체를 도시한다. 이를 참조하면, 제4실시예에서는 제3탄력부재(400)가 제1벽부재(320)와 제2벽부재(330) 사이에 추가로 개재될 수 있다. 이러한 제3탄력부재(400)는 제1벽부재(320)에서 제2벽부재(330)로, 또는 그 역방향으로의 전달되는 충격을 완화한다.

도 8은 본 발명의 제5실시예에 의한 액화가스 화물창을 나타내는 단면도이고, 도 9은 도 8의 C부분에 대한 확대도를 나타낸다.

도면을 참조하면, 제5실시예에 따른 분리벽체(500)는 선체에 고정 설치되는 하부지지부재(510)와, 일단이 하부지지부재(510)에 의해 지지되는 제1벽부재(520)와, 일단이 제1벽부재(520)의 타단과 연결되는 제2벽부재(530)와, 일단이 제2벽부재(530)의 타단과 연결되고 타단이 저장탱크(20)에 고정 설치되는 제3벽부재(540)를 포함할 수 있다.

이하에서 설명하는 제5실시예에 의한 액화가스 화물창에 대한 설명 중 별도의 도면부호를 들어 추가적으로 설명하는 경우 외에는 전술한 본 발명의 제1 실시 예에 의한 액화가스 화물창에 대한 설명과 동일한 것으로서 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.

하부지지부재(510)는 제1벽부재(520)의 일단을 고정할 수 있다. 이에 따라 하부지지부재(510)는 제1벽부재(520) 및 그와 연결된 제2벽부재(530)와 제3벽부재(540)에 가해지는 파우더단열재(P)의 하중을 지지한다. 이러한 하부지지부재(510)는 큰 강성을 가지면서 극저온에서도 변형이 적은 알루미늄강, 스테인리스강 및 35% 니켈 강 등의 극저온용 특수강의 재질로 제작될 수 있다.

제1벽부재(520)는 하부지지부재(510)에 지지되고, 극저온의 저장탱크(20)와 접하지는 않으므로, 하부지지부재(510)와 마찬가지로 후술할 제2벽부재(530) 또는 제3벽부재(540)에 비하여 상대적으로 강성이 큰 특수강으로 구성될 수 있다. 그리고 제2벽부재(530)는 제1벽부재(520)와 동일한 형상을 가지되, 압축 강화 목재 블록(Compressed Hard Wooden Block) 등과 같이 열전도의 차단이 용이한 재질로 구성될 수 있다.

제3벽부재(540)는 극저온 소재로 이루어질 수 있다. 이때, 극저온 소재라 함은 극저온 환경에서 사용 가능한 극저온 고망간강이나 탄소 복합재료일 수 있다. 이러한 극저온 소재의 특성은 기존의 알루미늄/스테인리스 철과 달리 무게면에서 경량이며 알루미늄에 견주는 저밀도와 낮은 열팽창계수를 가지고,　적층 설계를 통해 각종 물성의 조절이 용이하며 보강재와 기지재료를 다양하게 선택할 수 있기 때문에, 극저온에 노출되어 구조 및 기능적 역할을 수행하는 제품들에 대한 적용성이 매우 높다는 특징이 있다. 또 제3벽부재(540)는 결합부(550)에 의해 저장탱크(20)에 접합될 수 있다. 이때, 결합부(550)는 일례로 용접에 의해 형성되는 용접부일 수 있다.

이처럼 제5실시예에서는, 서로 다른 소재로 이루어진 제1벽부재(520)와 제2벽부재(530)와 제3벽부재(540)를 포함하여, 제1벽부재(520)는 구조적 강도를 높이고 제2벽부재(530)와 제3벽부재(540)는 저장탱크(20)와 선체(10) 사이의 열전달을 막음로써, 구조적 강도가 우수하고 단열성능이 뛰어난 분리벽체(500)가 제공될 수 있다.

도 10은 본 발명의 제6실시예에 따른 분리벽체를 도시한다. 이를 참조하면, 제6실시예에서는 제1벽부재(520)와 제2벽부재(530) 사이, 제2벽부재(530)와 제3벽부재(540) 사이에 각각 탄력부재(600)가 설치될 수 있다. 이처럼 제6실시예에서는 제1벽부재(520)와 제2벽부재(530) 사이에 전달되는 충격 또는 하중을 완화하는 제1탄력부재(610)가 마련되고, 제2벽부재(530)와 제3벽부재(540) 사이에 전달되는 충격 또는 하중을 완화하는 제2탄력부재(620)가 마련됨으로써, 분리벽체는 향상된 내구성을 가질 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

P: 파우더단열재 10: 선체
10a: 바닥 11: 내부공간
11a: 제1영역 11b: 제2영역
20: 저장탱크 30: 지지수단
31: 탱크지지체 32: 회전구속체
40: 단열패널 50: 지지구조체
51: 서포트블록 52: 서포트스툴
100: 분리벽체 110: 가이드부재
120: 슬라이드부재 130: 탄성부재
131: 제1탄성부재 132: 제2탄성부재
200: 분리벽체 210: 하부지지부재
220: 제1벽부재 230: 제2벽부재
240: 연결부재 250: 보조지지부재
260: 탄력부재 300: 분리벽체
310: 하부지지부재 320: 제1벽부재
330: 제2벽부재 340: 연결부재
350: 상부지지부재 360: 제1탄력부재
370: 제2탄력부재 400: 제3탄력부재
500: 분리벽체 510: 하부지지부재
520: 제1벽부재 530: 제2벽부재
540: 제3벽부재 550: 결합부
600: 탄력부재 610: 제1탄력부재
620: 제2탄력부재

Claims

선체 내부에 위치하고, 액화가스를 수용하는 저장탱크;
상기 선체와 저장탱크 사이에 마련되는 내부공간을 제1영역과 제2영역으로 나누는 분리벽체;
상기 제1영역에 충진되어, 상기 저장탱크를 단열시키는 파우더단열재; 및
상기 제2영역의 상기 저장탱크에 외면에 마련되어, 상기 저장탱크를 단열시키는 단열패널;을 포함하는 액화가스 화물창.
제1항에 있어서,
상기 제2영역은 상기 파우더단열재의 충진이 어려운 상기 저장탱크의 하부와 상기 선체 사이에 마련되는 액화가스 화물창.
제1항에 있어서,
상기 분리벽체는
상기 선체와 상기 저장탱크 사이에 개재되는 슬라이드부재;
상기 선체에 고정 설치되고, 상기 슬라이드부재의 이동을 안내하는 가이드부재; 및
상기 선체와 상기 슬라이드부재 사이, 상기 슬라이드부재와 상기 저장탱크 사이에 각각 개재되는 탄성부재를 포함하고,
상기 슬라이드부재는 상기 저장탱크의 열변형에 따른 크기변화에 따라 이동되는 액화가스 화물창.
제1항에 있어서,
상기 분리벽체는
상기 선체에 고정 설치되는 하부지지부재;
일단이 상기 하부지지부재에 의해 지지되는 제1벽부재;
상기 제1벽부재의 타단과 상기 저장탱크 사이에 개재되는 제2벽부재;
상기 제1벽부재와 제2벽부재를 결속하는 연결부재;
상기 하부지지부재 상측에 마련되어, 상기 제1벽부재와 상기 제2벽부재의 결속을 보조하는 보조지지부재; 및
상기 제2벽부재와 상기 저장탱크 사이에 개재되는 탄력부재;를 포함하는 액화가스 화물창.
제1항에 있어서,
상기 분리벽체는
상기 선체에 고정 설치되는 하부지지부재;
일단이 상기 하부지지부재에 의해 지지되는 제1벽부재;
상기 제1벽부재의 타단과 상기 저장탱크 사이에 개재되는 제2벽부재;
상기 제1벽부재와 제2벽부재를 결속하는 연결부재;
상기 저장탱크에 고정 설치되고 상기 제2벽부재를 지지하는 상부지지부재;
상기 선체와 상기 하부지지부재 사이에 마련되는 제1탄력부재; 및
상기 제2벽부재와 상기 상부지지부재 사이에 마련되는 제2탄력부재를 포함하는 액화가스 화물창.
제5항에 있어서,
상기 제1벽부재와 상기 제2벽부재 사이에 개재되는 제3탄력부재를 더 포함하는 액화가스 화물창.
제1항에 있어서,
상기 분리벽체는
상기 선체에 고정 설치되는 하부지지부재;
일단이 상기 하부지지부재에 의해 지지되는 제1벽부재;
일단이 상기 제1벽부재의 타단과 연결되는 제2벽부재; 및
일단이 상기 제2벽부재의 타단과 연결되고, 타단이 상기 저장탱크에 고정 설치되는 제3벽부재를 포함하는 액화가스 화물창.
제1항에 있어서,
상기 제1벽부재와 상기 제2벽부재 사이와, 상기 제2벽부재와 상기 제3벽부재 사이에는 각각 탄력부재가 설치되는 액화가스 화물창.
제1항에 있어서,
상기 저장탱크를 지지하고 상기 단열패널과 결속되는 서포트블록; 및
상기 선체에 설치되어 상기 서포트블록을 지지 또는 구속하는 서포트스툴를 더 포함하는 액화가스 화물창.