KR20190022118A

KR20190022118A - 슬로싱 저감구조물

Info

Publication number: KR20190022118A
Application number: KR1020170107992A
Authority: KR
Inventors: 권창섭; 김현조
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2017-08-25
Publication date: 2019-03-06

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 슬로싱 저감구조물은 액체 화물을 저장하는 저장탱크의 내측 코너에 대응되게 형성되어, 상기 저장탱크의 형상에 대응되는 테두리를 이루는 프레임부, 상기 프레임부와 상기 저장탱크 사이의 이격공간에 구비되며, 상기 저장탱크에 밀착되는 지지부 및 상기 프레임부에 결합되며, 상기 액체 화물의 상부면을 덮어 슬로싱을 저감하는 슬로싱 저감부재를 포함한다.

Description

슬로싱 저감구조물{SLOSHING REDUCING DEVICE}

본 발명은 슬로싱 저감구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저장탱크의 내부에 구비되어 슬로싱을 저감함과 동시에 저장탱크의 파손을 방지할 수 있는 슬로싱 저감구조물에 관한 것이다.

일반적으로, 액체상태의 연료는 기체상태의 연료에 비하여 부피가 작다. 예를 들어, 액화천연가스(LNG)의 부피는 천연가스의 600분의 1이고, 액화석유가스(LPG)의 부피는 천연가스의 250분의 1이다. 이와 같이, 연료는 기체상태보다 액체상태에서의 부피가 더 작으므로 액체상태로 운송하는 것이 운송효율이 더 높을 수 있다.

따라서, 해상에서 시추되는 연료의 경우 액체상태로 운반선의 저장탱크에 저장되어 육상으로 운반되거나 또는 선박의 추진엔진으로 공급되어 추진엔진의 연료로 사용될 수 있다.

액체상태의 연료가 저장탱크에 저장되어 이송되는 과정에 파도 등 외력에 의하여 운반선이 흔들리게 되면, 저장탱크의 내부에 저장된 연료가 요동하게 되는데, 이와 같이, 액체상태의 화물이 저장탱크 내에서 요동하는 현상을 슬로싱(Sloshing)이라고 한다.

슬로싱에 의하여 저장탱크의 내측면이 충격을 받게 되고, 이러한 충격이 반복되거나 충격의 세기에 따라 저장탱크가 파손될 수 있다.

따라서, 선행문헌(대한민국등록특허 제10-1313617호)과 같이, 슬로싱 방지부재를 이용하여 액체 표면에서 액체 화물의 출렁거림을 억제할 수 있다.

선행문헌의 경우 슬로싱 방지부재가 저장탱크의 각 모서리에 설치된 승강 안내부를 통해 저장탱크와 결합될 수 있다. 선행문헌과 같이, 슬로싱 방지부재를 이용하여 슬로싱을 방지할 수 있지만 슬로싱의 충격이 슬로싱 방지부재와 승강 안내부를 통해 저장탱크로 전달되는 문제가 발생할 수 있다.

즉, 슬로싱에 의하여 승강 안내부와 저장탱크의 결합부위에 충격이 가해지게 되어 승강 안내부와 저장탱크의 결합부위가 파손될 수 있다.

따라서, 슬로싱을 효과적으로 억제함과 동시에 슬로싱의 충격으로 인한 저장탱크의 파손을 방지할 수 있는 슬로싱 저감구조물이 필요할 수 있다.

대한민국등록특허: 제10-1313617호(등록일:2013.09.25)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 슬로싱을 방지함과 동시에 슬로싱의 충격으로 인하여 저장탱크가 파손되는 것을 방지할 수 있는 슬로싱 저감구조물을 제공하고자 한다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면 액체 화물을 저장하는 저장탱크의 내측 코너에 대응되게 형성되어, 상기 저장탱크의 형상에 대응되는 테두리를 이루는 프레임부, 상기 프레임부와 상기 저장탱크 사이의 이격공간에 구비되며, 상기 저장탱크에 밀착되는 지지부 및 상기 프레임부에 결합되며, 상기 액체 화물의 상부면을 덮어 슬로싱을 저감하는 슬로싱 저감부재를 포함하는 슬로싱 저감구조물이 제공된다.

본 발명의 일측면에 따른 슬로싱 저감구조물의 상기 프레임부는 상기 저장탱크의 각 코너에 대응되는 복수 개의 프레임부재를 포함하고 상기 지지부는 상기 프레임부재에 결합되는 복수 개의 지지부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 저장탱크의 어느 일면에 배치되는 상기 프레임부재 중 적어도 어느 하나에 구비되는 상기 지지부재는 상기 프레임부재로부터 상기 저장탱크까지의 높이가 가변될 수 있다.

또한, 상기 지지부는 일면은 상기 프레임부에 결합되고, 타면은 상기 저장탱크의 상기 코너와 면접촉할 수 있다.

또한, 상기 슬로싱 저감부재는 각 모서리가 상기 프레임부에 결속될 수 있다.

또한, 상기 슬로싱 저감부재에는 상하 방향으로 복수 개의 유동홀이 관통되게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 슬로싱 저감구조물은 아래와 같은 효과가 있다.

첫째, 슬로싱 저감부재를 이용하여 액체 화물의 상부면을 덮어 슬로싱을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

둘째, 프레임부와 지지부를 이용하여 슬로싱 저감부재가 저장탱크에 간접 적으로 결합됨으로써 슬로싱의 충격에 의하여 슬로싱 저감부재와 저장탱크의 결합부위가 파손되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

셋째, 슬로싱이 발생할 경우 각각 프레임부재를 통해 슬로싱의 충격을 저장탱크의 각 코너에 분산하여 전달하므로 충격을 저감할 수 있다.

본 발명의 실시예의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 저감구조물을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 저감구조물의 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 저감구조물의 프레임부를 설치하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 저감구조물의 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 저감구조물의 단면도이다. 그리고,
도 7은 저장탱크에 작용하는 슬로싱의 충격 세기를 나타내는 도면이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 저감구조물은 저장탱크(50)의 내부에 구비되며, 저장탱크(50)가 흔들림에 따라 저장탱크(50)에 저장된 액체 화물(A)이 유동하며 발생하는 슬로싱(Sloshing)을 저감할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 저감구조물은 프레임부(100), 지지부(200) 및 슬로싱 저감부재(300)를 포함한다.

프레임부(100)는 액체 화물(A)을 저장하는 저장탱크(50)의 내측 코너(60)에 대응되게 형성되어, 저장탱크(50)의 형상에 대응되는 테두리를 이룰 수 있다.

즉, 저장탱크(50)는 액체 화물(A)을 저장하는 공간을 제공하고, 프레임부(100)는 이러한 저장탱크(50)의 공간 내에 설치될 수 있다. 이 때, 프레임부(100)는 저장탱크(50)의 각 코너(60)에 대응되게 배치될 수 있으며, 저장탱크(100)의 내부에서 조립되거나 용접되어 형성될 수 있다.

또한, 프레임부(100)는 부피가 저장탱크(50)보다 작게 형성될 수 있으며, 저장탱크(50)의 코너(60)와의 사이에 이격공간이 형성될 수 있다.

프레임부(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 양면이 저장탱크(50)와 마주하는 평면 형상의 앵글 프레임(Angle Frame)으로 형성되거나 도 2에 도시된 파이프(Pipe) 형상으로 형성될 수 있다.

지지부(200)는 프레임부(100)와 저장탱크(50) 사이의 이격공간에 구비되며, 저장탱크(50)에 밀착될 수 있다.

지지부(200)는 프레임부(100)에 결합되고, 저장탱크(50)와는 면접촉에 의하여 밀착될 수 있다. 즉, 지지부(200)는 일면은 프레임부(100)에 결합되고, 타면은 저장탱크(50)에 밀착될 수 있으며, 프레임부(100)와 지지부(200)를 연결시키는 작용을 할 수 있다.

다만, 지지부(200)는 저장탱크(50)에 고정되지 않으며, 저장탱크(50)에 밀착되며, 저장탱크(50)에 대하여 상대적으로 이동할 수 있다. 지지부(200)에 대해서는 이후 상세하게 설명한다.

슬로싱 저감부재(300)는 프레임부(100)에 결합되며, 액체 화물(A)의 상부면을 덮어 슬로싱을 저감할 수 있다.

슬로싱 저감부재(300)는 판상 형상으로 형성될 수 있으며, 액체 화물(A)의 상부면을 덮어 액체 화물(A)의 슬로싱을 저감시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 저감구조물은 슬로싱 저감부재(300)를 이용하여 슬로싱을 저감함과 동시에 프레임부(100)와 지지부(200)를 이용하여 슬로싱 저감부재(300)를 통해 저장탱크(50)에 전달되는 슬로싱의 충격을 저감시켜 저장탱크(50)의 파손을 방지할 수 있다.

이하, 프레임부(100) 및 지지부(200)에 대하여 구체적으로 살펴본다.

도 3 및 도 4를 참조하여 보면, 프레임부(100)는 저장탱크(50)의 각 코너(60)에 대응되는 복수 개의 프레임부재(110,120,130)를 포함할 수 있다.

앞서 설명했듯이, 프레임부(100)는 저장탱크(50)에 결합되지 않는다. 따라서, 프레임부(100)는 저장탱크(50)의 내부에서 각각의 프레임부재가 조립되어 형성될 수 있다.

우선, 저장탱크(50)의 저면에 수평방향으로 프레임부재(110)를 배치한 후 저면에 배치된 프레임부재(110)의 양단에 수직방향의 프레임부재(130)들을 결합할 수 있다. 이때, 프레임부재(110,120,130)들은 조립되어 결합되거나 용접을 통해 결합될 수 있다.

이 때, 프레임부재(110,120,130)와 저장탱크(50)의 각 코너(60) 사이에는 이격공간이 형성될 수 있으며,

이러한 이격공간에는 지지부(200)가 구비될 수 있으며, 지지부(200)는 프레임부재(110,120,130)에 결합되는 복수 개의 지지부재(210,220)를 포함할 수 있다.

지지부재(210)는 프레임부재(110,120,130)와 저장탱크(50) 사이에 구비되며, 어느 하나의 프레임부재(110,120,130)에 복수 개가 이격되게 배치될 수 있다. 이러한 지지부재(210)에 의하여 프레임부재(110,130)가 저장탱크(50)에 밀착될 수 있다.

저장탱크(50)의 어느 일면에 배치되는 프레임부재(110,120,130) 중 적어도 어느 하나에 구비되는 지지부재(210)는 프레임부재(110,120,130)로부터 저장탱크(50)까지의 높이가 가변될 수 있다.

여기서, 높이가 가변되는 지지부재(210)는 복수 개의 프레임부재(110,120,130) 중 상측에 배치되는 프레임부재(120)에 구비될 수 있다.

즉, 저장탱크(50)의 특성상 상부면(50a)이 중심부에 비해 폭이 좁게 형성되며, 중심부로부터 상부면(50a)을 향해 경사지게 형성될 수 있다.

따라서, 여러 개의 프레임부재(110,120,130)를 저장탱크(50)의 저면으로부터 상측을 향해 조립하는 방식으로 설치할 경우 저장탱크(50)의 상부면(50a)에 대응되는 프레임부재(120)가 제일 마지막에 조립되므로 다른 프레임부재(120) 들에 비해 상대적으로 조립하기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 프레임부재(110,120,130)를 쉽게 설치하기 위하여 저장탱크(50)의 상부면(50a)에 대응되는 프레임부재(120)에 결합되는 지지부재(220)는 높이가 가변되게 형성할 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하여 보면, 지지부재(220)가 프레임부재(120)로부터 저장탱크(50)의 상부면(50a)을 향해 높이가 조절되므로, 지지부재(220)의 높이를 줄인 상태에서 프레임부재(120)를 양측의 프레임부재(110)와 각각 조립한 후 지지부재(220)의 높이를 높여 프레임부재(120)와 저장탱크(50)의 상부면(50a) 사이의 이격공간을 막을 수 있다.

이와 같이, 지지부재(210,220)에 의하여 프레임부재(110,120,130)가 저장탱크(50)에 고정되고, 프레임부재(110,120,130)에 의하여 슬로싱 저감부재(300)가 지지될 수 있다.

저장탱크(50)에 저장된 액체 화물(A)의 용량에 따라 발생하는 슬로싱의 세기가 다르며, 슬로싱 저감부재(300)는 저장탱크(50)에 저장된 액체 화물(A)의 상부면에 대응되는 위치에 항상 구비될 수 있다.

도 1 및 도 7을 참조하여 보면, 액체 화물(A)의 높이가 저장탱크(50) 전체 높이(H)의 10% 미만이거나 50% 이상일 경우 액체 화물(A)로 인한 슬로싱의 세기(SP)가 상대적으로 적으며, 액체 화물(A)의 높이가 저장탱크(50)의 높이(H)의 30%일 경우 슬로싱의 세기(SP)가 가장 큰 것을 알 수 있다.

따라서, 상대적으로 액체 화물(A)이 저장탱크(50)의 30% 높이(H)에 위치할 경우 슬로싱 세기(SP)가 가장 크므로 이 때 슬로싱 저감부재(300)를 사용하면 슬로싱을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

한편, 슬로싱 저감부재(300)에는 상하 방향으로 복수 개의 유동홀(h)이 관통되게 형성될 수 있다.

슬로싱 저감부재(300)에 유동홀(h)이 형성됨에 따라 슬로싱을 슬로싱 저감부재(300)의 표면에 가해지는 슬로싱의 충격을 저감하여 슬로싱 저감부재(300)의 파손을 방지할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 저감구조물은 슬로싱 저감부재(300)를 이용하여 액체 화물의 유동을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

한편, 도 5를 참조하여 보면, 슬로싱 저감부재(300)는 각 모서리가 프레임부(100)에 결속될 수 있다. 이 때, 슬로싱 저감부재(300)의 상하 이동을 방지하기 위하여 프레임부(100)에는 슬로싱 저감부재(300)를 결속하기 위한 고정부재(170)가 구비될 수 있다.

따라서, 액체 화물의 슬로싱으로 인하여 슬로싱 저감부재(300)의 표면에 충격이 가해지더라도 슬로싱 저감부재(300)가 프레임부(100)에 안정적으로 결합되어 슬로싱을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 슬로싱 저감부재(300)가 프레임부(100)에 결합되므로 슬로싱의 충격이 프레임부(100)를 통해 저장탱크(50)로 전달되더라도 저장탱크(50)와 슬로싱 저감부재(300) 사이에 직접적인 결합부위가 존재하지 않으므로 충격으로 인한 결합부위의 파손을 방지할 수 있다.

한편, 도 6을 참조하여 보면, 지지부(200)는 일면(200a)은 프레임부(100)에 결합되고, 타면(200b)은 저장탱크(50)의 코너(60)와 면접촉할 수 있다.

즉, 본 발명은 슬로싱 저감부재(300)와 저장탱크(50) 사이에 결합부위를 없애기 위하여 지지부(200)를 사용하였으며, 이러한 지지부(200)는 저장탱크(50)에 대하여 상대적으로 이동할 수 있도록 형성될 수 있다.

예를 들어 프레임부(100)에 돌기(150)가 형성되고, 지지부(200)는 돌기(150)와 결합되어 프레임부(100)에 고정될 수 있다. 이에 반해, 지지부(200)는 저장탱크(50)에는 밀착될 뿐 고정되지 않으므로 저장탱크(50)에 대하여 상대적으로 이동할 수 있다.

즉, 슬로싱의 충격으로 인하여 프레임부(100)가 상하 방향으로 이동할 경우 지지부(200) 역시 상하 방향으로 이동하게 되며, 이 때 저장탱크(50)에 대하여 슬라이딩 이동할 수 있다.

따라서, 슬로싱 저감부재(200)의 이동이 저장탱크(50)에 영향을 미치지 않으므로 슬로싱의 충격으로 인한 저장탱크의 파손을 방지할 수 있다.

한편, 프레임부(100)와 지지부(200) 중 적어도 어느 하나가 탄성 재질로 형성될 수 있으며, 이에 따라 슬로싱 저감부재(300)를 통해 전달되는 슬로싱의 충격이 프레임부(100)나 지지부(200)를 통해 더 효과적으로 흡수할 수 있다.

또는, 프레임부(100)와 지지부(200)가 탄성 재질로 형성되지 않더라도 프레임부(100)의 형상에 따라 슬로싱의 충격을 분산시킬 수 있다. 즉, 앞서 설명했듯이 프레임부(100)는 저장탱크(50)의 형상에 대응되는 테두리를 이룰 수 있다.

따라서, 슬로싱의 충격으로 인하여 프레임부(100)가 저장탱크(50)의 코너(60)를 향해 이동할 경우 저장탱크(50)는 어느 하나의 코너(60)에 충격이 가해지는 것이 아니라 프레임부(100) 전체를 통하여 저장탱크(50)의 각 코너(60)로 충격이 분산되므로 충격을 저감시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 저감구조물은 슬로싱 저감부재(300)가 프레임부(100)와 지지부(200)를 통해 저장탱크(50)에 결합될 수 있으며, 프레임부(100)와 지지부(200)를 사용하여 저장탱크(50)로 전달되는 슬로싱의 충격을 저감함으로써 저장탱크(50)의 파손을 효과적으로 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

50: 저장탱크 50a: 상부면
60: 코너 100: 프레임부
110,120,130: 프레임부재 150: 돌기
170: 고정부재 200: 지지부
200a: 일면 200b: 타면
210,220: 지지부재 300: 슬로싱 저감부재
300a: 모서리 A: 액체 화물
H: 유동홀 SP: 슬로싱 세기

Claims

액체 화물을 저장하는 저장탱크의 내측 코너에 대응되게 형성되어, 상기 저장탱크의 형상에 대응되는 테두리를 이루는 프레임부;
상기 프레임부와 상기 저장탱크 사이의 이격공간에 구비되며, 상기 저장탱크에 밀착되는 지지부; 및
상기 프레임부에 결합되며, 상기 액체 화물의 상부면을 덮어 슬로싱을 저감하는 슬로싱 저감부재;
를 포함하는 슬로싱 저감구조물.
제1항에 있어서,
상기 프레임부는,
상기 저장탱크의 각 코너에 대응되는 복수 개의 프레임부재를 포함하고,
상기 지지부는,
상기 프레임부재에 결합되는 복수 개의 지지부재를 포함하는 슬로싱 저감구조물.
제2항에 있어서,
상기 저장탱크의 어느 일면에 배치되는 상기 프레임부재 중 적어도 어느 하나에 구비되는 상기 지지부재는, 상기 프레임부재로부터 상기 저장탱크까지의 높이가 가변되는 슬로싱 저감구조물.
제1항에 있어서,
상기 지지부는,
일면은 상기 프레임부에 결합되고, 타면은 상기 저장탱크의 상기 코너와 면접촉하는 슬로싱 저감구조물.
제1항에 있어서,
상기 슬로싱 저감부재는
각 모서리가 상기 프레임부에 결속되는 슬로싱 저감구조물.
제1항에 있어서,
상기 슬로싱 저감부재에는
상하 방향으로 복수 개의 유동홀이 관통되게 형성되는 슬로싱 저감구조물.