KR20180065265A - 멤브레인용 화물창의 단열박스 체결 구조 및 방법 - Google Patents

Abstract

멤브레인용 화물창의 단열박스 체결 구조 및 방법이 개시된다. 본 발명의 멤브레인용 화물창의 단열박스 체결 구조는, 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스; 1차 단열박스와 선체의 내벽 사이에 배치되어 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스; 및 1차 단열박스를 2차 단열박스에 고정 시키며, 1차 단열박스와 2차 단열박스가 접하는 영역의 2차 단열박스에 마련되는 베이스 소켓이 구비된 고정 장치를 포함하고, 베이스 소켓의 저면부는 밀폐된 것을 특징으로 한다.

Description

멤브레인용 화물창의 단열박스 체결 구조 및 방법{INSULATION BOX COUPLING STRUCTURE OF MEMBRANE TYPE CARGO CONTAINMENT AND COUPLING METHOD}

본 발명은 멤브레인용 화물창의 단열박스 체결 구조 및 방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스의 하부에 배치되는 2차 단열박스에 마련되어 볼트 부재의 체결이 이루어지는 베이스 소켓의 저면 부를 밀폐함으로써, 수밀 라인이 형성되고 1차 단열박스의 바닥판 코너부도 납작(flat)하게 구성할 수 있어 생산성을 대폭 향상시킬 수 있는 멤브레인용 화물창의 단열박스 체결 구조 및 방법에 관한 것이다.

천연가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다.

액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선이나, 마찬가지로 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel)는, 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히, '화물창'이라고 함)를 포함한다.

최근에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 이러한 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 저장탱크가 포함된다.

LNG FPSO는, 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요 시 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다.

또한, LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.

이와 같이 LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 수송선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물 내에는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 저장탱크가 설치되어 있다.

저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지에 따라 독립탱크형(Independent Tank)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있다.

통상, 멤브레인형 저장탱크는 GTT NO 96형과 TGZ Mark Ⅲ형으로 나눠지며, 독립탱크형 저장탱크는 MOSS형과 IHI-SPB형으로 나눠진다.

멤브레인형 화물창의 1차 단열박스는 LNG 측에 위치되고, 2차 단열박스는 선체의 내벽 측에 위치되도록 구성된다.

그리고 1차 단열박스 및 2차 단열박스 각각의 상측에는 0.5~0.7㎜ 두께의 인바(Invar) 강(36% Ni)으로 이루어지는 1차 밀봉벽(미도시) 및 2차 밀봉벽(미도시)이 각각 설치된다. 1차 밀봉벽 및 2차 밀봉벽은 1차 멤브레인(Primary Membrane) 및 2차 멤브레인(Secondary Membrane)이라고도 한다.

따라서, 1차 밀봉벽과 2차 밀봉벽이 거의 같은 정도의 액밀성 및 강도를 가지므로 1차 밀봉벽의 누설시 상당한 기간 2차 밀봉벽 만으로도 화물인 LNG를 안전하게 지탱할 수 있다.

도 1과 도 2는 종래 화물창의 단열박스 고정장치에 의해 선체의 내벽에 단열박스가 고정된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 단열박스의 고정은, 하부가 개방된 베이스 소켓을 2차 단열박스의 상측부에 배치한 후 날개 부를 갖는 볼트 부재를 베이스 소켓에 체결한다.

다음으로, 볼트 부재의 상측부가 상부 방향으로 돌출되도록 밀봉벽(2차 밀봉벽)을 마련한 후, 볼트 부재의 상측부가 내부로 삽입되도록 1차 단열박스를 배치시킨다.

그 다음으로, 스페셜 와셔와 스프링 와셔를 차례로 배치한 후, 너트 부재를 볼트 부재에 체결한 다음, 그 상부에 스페이서(spacer)와 플러그(plug)를 마련한다.

그러나 종래 화물창의 단열박스 구조는 볼트 부재에 날개 부와 같은 가공을 한 부재, 즉 칼러 스터드 볼트를 사용하고, 그 날개 부를 용접하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 수밀 라인을 형성하기 때문에 생산성이 낮고 가공을 통한 원가 상승의 요인이 되므로 이에 대한 해결책이 요구된다.

또한, 볼트 부재의 날개 부의 조립을 위해 1차 단열박스의 하측부에 날개 부에 대응되는 홈을 마련하기 위해 추가 가공을 해줘야 하므로, 추가 가공 비용이 들어 원가 상승의 요인이 된다.

전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.

한국 특허등록 공보 제10-1486834호

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스의 하부에 배치되는 2차 단열박스에 마련되어 볼트 부재의 체결이 이루어지는 베이스 소켓의 저면부를 밀폐함으로써, 수밀 라인이 형성되고 1차 단열박스의 바닥판 코너부도 납작하게 구성할 수 있어 별도의 가공이 필요하지 않기 때문에 생산성을 대폭 향상시킬 수 있는 멤브레인용 화물창의 단열박스 체결 구조 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스; 상기 1차 단열박스와 선체의 내벽 사이에 배치되어 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스; 및 상기 1차 단열박스를 상기 2차 단열박스에 고정 시키며, 상기 1차 단열박스와 상기 2차 단열박스가 접하는 영역의 상기 2차 단열박스에 마련되는 베이스 소켓이 구비된 고정 장치를 포함하고, 상기 베이스 소켓의 저면부는 밀폐된 것을 특징으로 하는 멤브레인용 화물창의 단열박스 체결 구조가 제공될 수 있다.

상기 상기 1차 단열박스와 상기 2차 단열박스가 접하는 영역에 마련되어 액화천연가스를 밀봉시키는 밀봉벽을 더 포함하고, 상기 밀봉벽은 상기 베이스 소켓에 용접 결합될 수 있다.

상기 고정 장치는, 상기 밀봉벽에 마련된 홀을 통과하여 상기 베이스 소켓에 결합 되는 볼트 부재; 상기 2차 단열박스의 하측부에 배치되는 스페셜 와셔; 상기 스페셜 와셔의 상측부에 배치되는 스프링 와셔; 및 상기 스프링 와셔의 상측부에 배치되어 상기 볼트 부재에 결합 되는 너트 부재를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스와 선체의 내벽 사이에 배치되어 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스의 상측부에 저면부가밀폐된 베이스 소켓을 마련하는 단계; 상기 베이스 소켓의 상측부에 액화천연가스를 밀봉시키는 밀봉벽을 마련하는 단계; 및 상기 밀봉벽과 상기 베이스 소켓을 용접하는 단계를 포함하는 멤브레인용 화물창의 단열박스 체결방법이 제공될 수 있다.

상기 밀봉벽에 마련된 홀을 통하여 상기 베이스 소켓에 볼트 부재를 삽입하는 단계; 상기 2차 단열박스의 하측부를 관통하여 상기 2차 단열박스의 내부로 삽입된 상기 볼트 부재에 스페셜 와셔와 스프링 와셔를 차례로 마련하는 단계; 및 상기 스프링 와셔의 상측부에 배치되도록 너트 부재를 상기 볼트 부재에 결합시키는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은, 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스의 하부에 배치되는 2차 단열박스에 마련되어 볼트 부재의 체결이 이루어지는 베이스 소켓의 저면부를 밀폐함으로써, 수밀 라인이 형성되고 1차 단열박스의 바닥판 코너부도 납작하게 구성할 수 있어 생산성을 대폭 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 화물창의 단열박스 고정장치에 의해 선체의 내벽에 단열박스가 고정된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2은 도 1에 수밀 라인이 마련된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 멤브레인용 화물창의 단열박스 체결 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 종래 볼트 부재와 본 발명의 볼트 부재를 도시한 도면이다.
도 5는 도 3에 수밀 라인이 마련된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인용 화물창의 단열박스 체결 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 종래 볼트 부재와 본 발명의 볼트 부재를 도시한 도면이고, 도 5는 도 3에 수밀 라인이 마련된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

위 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 멤브레인용 화물창의 단열박스 체결 구조(1)는, 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스(100)와, 1차 단열박스(100)와 선체의 내벽 사이에 배치되어 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스(200)와, 1차 단열박스(100)를 상기 2차 단열박스(200)에 고정 시키는 고정 장치(300)를 구비한다.

1차 단열박스(100)는, 그 내부에 채워지는 펄라이트와 같은 단열재에 의해 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 역할을 하며, 플라이우드 재질로 제작될 수 있다.

2차 단열박스(200)는 1차 단열박스(100)와 선체의 내벽 사이에 배치되며, 그 내부에 채워지는 전술한 단열재에 의해 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 역할을 한다.

고정 장치(300)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 하측부는 2차 단열박스(200)에 배치되고 상측부는 1차 단열박스(100)에 배치되어 1차 단열박스(100)를 2차 단열박스(200)에 고정시키는 역할을 한다.

본 실시 예에서 고정 장치(300)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 1차 단열박스(100)와 2차 단열박스(200)가 접하는 영역의 2차 단열박스(200)에 마련되는 베이스 소켓(310)과, 밀봉벽(400)에 마련된 홀을 통과하여 베이스 소켓(310)에 결합 되는 볼트 부재(320)와, 2차 단열박스(200)의 하측부에 배치되는 스페셜 와셔(330)와, 스페셜 와셔(330)의 상측부에 배치되는 스프링 와셔(340)와, 스프링 와셔(340)의 상측부에 배치되어 볼트 부재(320)에 결합 되는 너트 부재(350)를 포함한다.

베이스 소켓(310)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 저면부가 밀폐되도록 마련된 점에서 종래의 베이스 소켓(도 2 참고)과 기술적 차이점이 있다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 밀봉벽(400)을 관통한 볼트 부재(320)와 밀봉벽(400)의 사이로 액화천연가스가 누설되어도 베이스 소켓(310)의 저면부가 밀폐되어 있으므로 틈새가 없어 액화천연가스의 누설을 원천적으로 차단할 수 있다.

본 실시 예는, 도 5에 도시된 바와 같이, 밀폐된 수밀 라인을 가질 수 있다.

이에 비해, 종래에는 밀봉벽(400)을 관통한 볼트 부재(32, 도 2 참고)와 밀봉벽(400)의 사이로 액화천연가스가 누설되면, 베이스 소켓(31, 도 2 참고)의 저면부가 개방되어 있으므로, 액화천연가스가 선체로 새어나가 선체를 심각하게 손상시킬 수 있다.

볼트 부재(320)는, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 종래의 날개 부(도 4의 (a) 참고) 없이 마련될 수 있다.

그 결과, 1차 단열박스(100)의 저면부에 날개 부와 대응되는 홈(도 2 참고)을 마련할 필요가 없어 홈의 가공에 소요되는 비용을 줄일 수 있다.

본 실시 예에서 볼트 부재(320)의 하측부는 베이스 소켓(310)에 마련된 홈에 나사 결합 될 수 있다.

이하에서 본 실시 예의 체결 방법을 간략히 설명한다.

본 실시 예의 체결 방법은, 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스(100)와 선체의 내벽 사이에 배치되어 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스(200)의 상측부에 저면부가 밀폐된 베이스 소켓(310)을 마련하는 단계와, 베이스 소켓(310)의 상측부에 액화천연가스를 밀봉시키는 밀봉벽(400)을 마련하는 단계와, 밀봉벽(400)과 베이스 소켓(310)을 용접하는 단계와, 밀봉벽(400)에 마련된 홀을 통하여 베이스 소켓(310)에 볼트 부재(320)를 삽입하는 단계와, 2차 단열박스(200)의 하측부를 관통하여 2차 단열박스(200)의 내부로 삽입된 볼트 부재(320)에 스페셜 와셔(330)와 스프링 와셔(340)를 차례로 마련하는 단계와, 스프링 와셔(340)의 상측부에 배치되도록 너트 부재(350)를 볼트 부재(320)에 결합시키는 단계를 포함한다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 실시 예는 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스의 하부에 배치되는 2차 단열박스에 마련되어 볼트 부재의 체결이 이루어지는 소켓 구조물의 저면부를 밀폐함으로써 볼트 부재에 대한 특별한 가공을 생략하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 멤브레인용 화물창의 단열박스 체결 구조
100 : 1차 단열박스
200 : 2차 단열박스
300 : 고정 장치
310 : 베이스 소켓
320 : 볼트 부재
330 : 스페셜 와셔
340 : 스프링 와셔
350 : 너트 부재
400 : 밀봉벽

Claims (5)

1. 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스;
   상기 1차 단열박스와 선체의 내벽 사이에 배치되어 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스; 및
   상기 1차 단열박스를 상기 2차 단열박스에 고정 시키며, 상기 1차 단열박스와 상기 2차 단열박스가 접하는 영역의 상기 2차 단열박스에 마련되는 베이스 소켓이 구비된 고정 장치를 포함하고,
   상기 베이스 소켓의 저면부는 밀폐된 것을 특징으로 하는 멤브레인용 화물창의 단열박스 체결 구조.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 상기 1차 단열박스와 상기 2차 단열박스가 접하는 영역에 마련되어 액화천연가스를 밀봉시키는 밀봉벽을 더 포함하고,
   상기 밀봉벽은 상기 베이스 소켓에 용접 결합 되는 것을 특징으로 하는 멤브레인용 화물창의 단열박스 체결 구조.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 고정 장치는,
   상기 밀봉벽에 마련된 홀을 통과하여 상기 베이스 소켓에 결합 되는 볼트 부재;
   상기 2차 단열박스의 하측부에 배치되는 스페셜 와셔;
   상기 스페셜 와셔의 상측부에 배치되는 스프링 와셔; 및
   상기 스프링 와셔의 상측부에 배치되어 상기 볼트 부재에 결합 되는 너트 부재를 포함하는 멤브레인용 화물창의 단열박스 체결 구조.
4. 액화천연가스를 1차적으로 단열시키는 1차 단열박스와 선체의 내벽 사이에 배치되어 액화천연가스를 2차적으로 단열시키는 2차 단열박스의 상측부에 저면부가밀폐된 베이스 소켓을 마련하는 단계;
   상기 베이스 소켓의 상측부에 액화천연가스를 밀봉시키는 밀봉벽을 마련하는 단계; 및
   상기 밀봉벽과 상기 베이스 소켓을 용접하는 단계를 포함하는 멤브레인용 화물창의 단열박스 체결방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 밀봉벽에 마련된 홀을 통하여 상기 베이스 소켓에 볼트 부재를 삽입하는 단계;
   상기 2차 단열박스의 하측부를 관통하여 상기 2차 단열박스의 내부로 삽입된 상기 볼트 부재에 스페셜 와셔와 스프링 와셔를 차례로 마련하는 단계; 및
   상기 스프링 와셔의 상측부에 배치되도록 너트 부재를 상기 볼트 부재에 결합시키는 단계를 포함하는 멤브레인용 화물창의 단열박스 체결방법.

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