KR20190125147A - Metal membrane for lng storage tank - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a structure of a metal membrane for a liquefied natural gas storage tank. The metal membrane for a liquefied natural gas storage tank according to the present invention comprises: a plurality of transverse corrugated units arranged laterally side by side in a metal panel; a plurality of longitudinal corrugated units arranged longitudinally side by side in the metal panel; and an intersection unit formed at an intersection of the transverse corrugated units and the longitudinal corrugated units. An upper central area of the intersection unit is recessed downward.

Description

액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인 {METAL MEMBRANE FOR LNG STORAGE TANK}Metal Membrane for LNG Tanks {METAL MEMBRANE FOR LNG STORAGE TANK}

본 발명은 액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 금속 멤브레인에 형성되는 횡방향 및 종방향 주름부의 교차 부위에 형성되는 교차부의 형상을 개선하여 금속 멤브레인의 면강성을 낮추고 내구성을 증대시키며, 교차부의 높이를 축소하여 단열패널의 그루빙(grooving) 영역을 최소화시키는 액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인에 관한 것이다.The present invention relates to a metal membrane for a liquefied natural gas storage tank, and more particularly, to improve the shape of the intersection formed at the intersection of the transverse and longitudinal corrugations formed in the metal membrane to lower the surface rigidity of the metal membrane. It relates to a metal membrane for a liquefied natural gas storage tank that increases durability and reduces the height of the intersection to minimize the grooving area of the insulation panel.

일반적으로 액화천연가스 저장탱크는 약 -163℃의 초저온 액화천연가스(LNG: Liquefied natural gas)를 저장 또는 운반하기 위한 것으로, 극저온의 액화천연가스를 안전하게 저장하기 위하여 금속 멤브레인으로 이루어진 밀봉벽과 밀봉벽 주위를 둘러싸고 있는 단열층으로 이루어진다.In general, liquefied natural gas storage tanks are for storing or transporting cryogenic liquefied natural gas (LNG) at about -163 ° C. In order to safely store cryogenic liquefied natural gas, a sealing wall made of a metal membrane is sealed. It consists of an insulating layer surrounding the walls.

금속 멤브레인은 극저온 상태의 액화천연가스와 직접적으로 접촉되므로 응력 변화에 대응할 수 있도록 저온 취성에 강한 금속 재질로 제작되며, 반복적인 온도 변화 및 액화천연가스의 하중 변화에 대한 팽창 및 수축이 가능한 구조를 가지도록 제작되어, 이웃하는 다른 금속 멤브레인의 가장자리가 겹치기 용접에 의해 서로 용접 연결되어 저장탱크의 기밀성이 유지되도록 한다.Since the metal membrane is in direct contact with the liquefied natural gas in the cryogenic state, it is made of a metal material resistant to low temperature brittleness to cope with the stress change, and has a structure that can expand and contract with repeated temperature changes and load changes of the liquefied natural gas. The edges of the neighboring metal membranes are welded to each other by overlap welding to maintain the tightness of the storage tank.

금속 멤브레인은 극저온의 액화천연가스에 의해 열수축이 발생하고, 열수축 발생시 용접 부위가 열응력을 받아 파손될 위험이 있다. 이러한 문제를 고려하여 금속 멤브레인은 낮은 면강성(In-plate stiffness)을 갖도록 종방향 및 횡방향으로 배열된 복수의 주름부(corrugation)가 형성된다.The metal membrane is thermally contracted by the cryogenic liquefied natural gas, and there is a risk that the welded site is damaged due to thermal stress when the thermal contraction occurs. In view of this problem, the metal membrane is formed with a plurality of corrugations arranged in the longitudinal and transverse directions to have low in-plate stiffness.

금속 멤브레인의 열수축 발생시 주름부가 일정량 변형되어 열응력을 줄여준다. 종방향 주름부와 횡방향 주름부가 직교되는 부위에는 응력집중을 방지하기 위한 교차부(knot)가 형성된다.When heat shrinkage occurs in the metal membrane, wrinkles are deformed in a certain amount to reduce thermal stress. A knot is formed at a portion where the longitudinal wrinkles and the horizontal wrinkles are orthogonal to prevent stress concentration.

한편, 액화천연가스 저장탱크가 선박 등의 운송수단에 의해 운송될 때, 운송 도중 발생하는 선박의 롤링(rolling), 피칭(pitching) 등과 같은 움직임에 의해 저장된 액화천연가스의 표면에서 출렁거림이 발생할 수 있다. 이러한 출렁거림을 슬로싱(sloshing)이라 하는데, 슬로싱은 금속 멤브레인에 큰 압축력을 가하게 된다. 이렇게 슬로싱에 의한 압축력이 금속 멤브레인의 항복강도(yield strength)를 초과하면 변형에 가장 취약한 주름부 및 교차부에서 영구 변형이 발생하면서 금속 멤브레인의 안정성이 떨어질 수 있다. 따라서, 금속 멤브레인은 열수축에 대응하여 낮은 면강성을 유지함과 동시에 슬로싱 발생에 의한 압축력에 대응하여 높은 내압(pressure resistance) 성능을 가져야 한다.On the other hand, when the LNG storage tank is transported by a vehicle such as a ship, swelling may occur on the surface of the LNG stored by the rolling, pitching, or the like movement of the ship that occurs during transportation. Can be. This slump is called sloshing, which applies a great compressive force to the metal membrane. When the compressive force by sloshing exceeds the yield strength of the metal membrane, the stability of the metal membrane may be deteriorated while the permanent deformation occurs at the wrinkles and intersections most susceptible to deformation. Therefore, the metal membrane must maintain a low surface stiffness in response to heat shrinkage and at the same time have a high pressure resistance performance in response to the compressive force caused by sloshing.

그러나 종래의 금속 멤브레인은 횡방향 및 종방향 주름부가 서로 교차되기 위하여 교차 부위의 높이가 서로 다르게 형성되며, 이에 따라 횡방향 주름부와 종방향 주름부의 면강성에 차이가 발생한다. 금속 멤브레인의 면강성은 주름 자체의 형상보다는 교차부의 강성에 크게 좌우되는데, 종래의 금속 멤브레인은 교차 부위의 비대칭적인 형상 때문에 슬로싱 등에 의한 압력 발생에 의하여 붕괴될 위험이 있다.However, in the conventional metal membrane, the heights of the cross sections are different from each other so that the transverse and longitudinal corrugations intersect with each other, thereby causing a difference in the surface stiffness of the transverse corrugations and the longitudinal corrugations. The stiffness of the metal membrane is largely dependent on the stiffness of the intersection rather than the shape of the corrugation itself. The conventional metal membrane has a risk of collapse due to pressure generation due to sloshing due to the asymmetrical shape of the intersection.

또한, 교차부는 금속 멤브레인에 폴딩(folding) 공법으로 주름부를 형성할 때 자연스럽게 주름부의 높이보다 높게 융기된다. 교차부의 높이가 높아질수록 교차부와 간섭되는 단열패널(insulation panel)의 그루빙 영역이 증가하여 저장탱크의 단열성능에 영향을 미치게 된다.In addition, the intersection naturally rises higher than the height of the wrinkle when forming the wrinkle by the folding method in the metal membrane. As the height of the intersection increases, the grooving area of the insulation panel that interferes with the intersection increases, which affects the insulation performance of the storage tank.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인의 주름부(corrugation) 및 교차부(knot) 형상을 새롭게 개선 및 개발하여, 극저온 상태에서 발생하는 열수축 및 슬로싱에 의한 압축력에 대응하여 높은 내구성을 가지는 액화천연가스 저장탱크의 금속 멤브레인을 제공함에 그 목적이 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to newly improve and develop the corrugation and knot shape of the metal membrane for liquefied natural gas storage tank, the compression force due to heat shrinkage and sloshing occurring in cryogenic conditions Its purpose is to provide a metal membrane of a liquefied natural gas storage tank having a correspondingly high durability.

또한, 본 발명은 액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인의 횡방향 주름부 및 종방향 주름부가 교차하는 교차부의 높이를 축소함으로써, 단열패널의 그루빙 영역을 최소화시키고 저장탱크의 단열성능을 향상시키고자 한다.In addition, the present invention is to minimize the groove area of the insulation panel and to improve the thermal insulation performance of the storage tank by reducing the height of the intersection of the transverse corrugation portion and the longitudinal corrugation portion of the metal membrane for liquefied natural gas storage tank. do.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 금속 패널에 횡방향으로 나란하게 배열되는 복수의 횡방향 주름부; 상기 금속 패널에 종방향으로 나란하게 배열되는 복수의 종방향 주름부; 및 상기 횡방향 주름부와 상기 종방향 주름부의 교차 부위에 형성되는 교차부;를 포함하고, 상기 교차부는, 십(十)자 형태로 상방으로 융기되는 십자부; 및 상기 십자부와 상기 횡방향 주름부 또는 상기 종방향 주름부가 연결되는 각 지점에 마련되며 상부에 홈이 형성되는 홈 형성부;를 포함하는, 액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a plurality of transverse corrugations arranged side by side in the transverse direction on the metal panel; A plurality of longitudinal corrugations arranged side by side in the longitudinal direction on the metal panel; And an intersecting portion formed at an intersection of the transverse corrugation portion and the longitudinal corrugation portion, wherein the intersecting portion includes a cross portion which is raised upward in a cross shape; And a groove forming portion provided at each point where the cross portion and the lateral pleat portion or the longitudinal pleat portion are connected to each other, and having a groove formed on the upper portion thereof, the metal membrane for a liquefied natural gas storage tank.

상기 십자부의 상단 중앙 영역은 하방으로 함몰될 수 있다.The upper central region of the cross may be recessed downward.

상기 홈은 일(一)자 형태로 형성되며, 상기 횡방향 주름부와 접하는 홈 형성부에 형성되는 홈은 종방향의 길이 방향을 갖도록, 상기 종방향 주름부와 접하는 홈 형성부에 형성되는 홈은 횡방향의 길이 방향을 갖도록 형성될 수 있다.The groove is formed in a one-letter shape, the groove formed in the groove forming portion in contact with the lateral corrugation portion is a groove formed in the groove forming portion in contact with the longitudinal pleat portion so as to have a longitudinal direction in the longitudinal direction. May be formed to have a transverse longitudinal direction.

상기 홈 형성부는 단면이 원 또는 타원인 구 형태를 가질 수 있다.The groove forming portion may have a spherical shape having a circle or ellipse in cross section.

상기 횡방향 주름부 및 상기 종방향 주름부는 동일한 폭과 높이를 가질 수 있다.The lateral pleats and the longitudinal pleats may have the same width and height.

상기 교차부는 상기 횡방향 주름부 및 상기 종방향 주름부보다 상대적으로 높게 융기될 수 있다.The intersection may be raised relatively higher than the transverse corrugations and the longitudinal corrugations.

상기 십자부의 최상단 높이는 상기 횡방향 주름부 및 상기 종방향 주름부의 약 1.7배 내지 1.9배가 되도록 형성될 수 있다.The uppermost height of the cross portion may be formed to be about 1.7 to 1.9 times the transverse wrinkle portion and the longitudinal wrinkle portion.

상기 홈 형성부는 상기 십자부로부터 상기 횡방향 주름부 또는 상기 종방향 주름부를 향하여 하향 경사지게 마련될 수 있다.The groove forming portion may be inclined downward from the cross portion toward the lateral wrinkle portion or the longitudinal wrinkle portion.

상기 십자부의 폭은 상기 횡방향 주름부 및 상기 종방향 주름부의 폭보다 좁고, 상기 홈 형성부의 폭은 상기 횡방향 주름부 및 상기 종방향 주름부의 폭보다 넓게 형성될 수 있다.The width of the cross portion may be narrower than the width of the transverse wrinkle portion and the longitudinal wrinkle portion, the width of the groove forming portion may be formed wider than the width of the transverse wrinkle portion and the longitudinal wrinkle portion.

상기 십자부는 오목한 형태의 홈을 가지는 가이드 금형에 지지된 상태에서, 구 형태를 가지는 가압 금형이 상기 십자부 상부의 외측면을 가압함으로써, 상부 중앙 영역에 움푹 패인 함몰부가 형성될 수 있다.In the state where the cross portion is supported by the guide mold having the concave groove, the pressing die having the spherical shape presses the outer surface of the upper portion of the cross, so that the recessed portion may be formed in the upper central region.

본 발명은 금속 패널에 형성된 횡방향 주름부 및 종방향 주름부가 일정한 폭으로 진행되다가, 상기 횡방향 주름부와 상기 종방향 주름부의 교차 지점에 마련된 교차부에 의해 폭이 확장된 후, 상기 교차부의 중심으로 갈수록 다시 폭이 좁아지는 형태로 마련되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the transverse folds and the longitudinal folds formed in the metal panel have a predetermined width, and after the width is extended by the intersections provided at the intersections of the lateral folds and the longitudinal folds, It is characterized in that it is provided in the form of narrowing the width toward the center again.

상기 교차부는 상기 횡방향 주름부 및 상기 종방향 주름부보다 높게 융기되되, 상기 교차부에서 폭이 확장되는 부위의 상부에는 하방으로 함몰된 홈이 형성될 수 있다.The crossing portion may be raised higher than the transverse wrinkle portion and the longitudinal wrinkle portion, and a groove recessed downward may be formed at an upper portion of the portion where the width is extended at the intersection portion.

상기 교차부의 상부 중앙 영역이 하방으로 함몰될 수 있다.The upper central area of the intersection may be recessed downward.

본 발명에 따른 금속 멤브레인은, 새롭게 개선된 교차부의 형상에 의하여 주름부의 교차 부위에서의 신축성을 극대화 함으로써 금속 멤브레인의 면강성을 현저하게 낮출 수 있다. 따라서 본 발명은 종래의 금속 멤브레인보다 주름부의 폭과 높이 그리고 교차부의 높이를 현저하게 감소시키면서도, 주름부의 교차 부위에서의 열수축 응력을 현저히 낮출 수 있다.The metal membrane according to the present invention can significantly lower the surface stiffness of the metal membrane by maximizing the elasticity at the intersection of the pleats by the shape of the newly improved intersection. Accordingly, the present invention can significantly lower the heat shrinkage stress at the intersection of the corrugations while significantly reducing the width and height of the corrugations and the height of the intersections compared to the conventional metal membrane.

또한, 본 발명은 횡방향 주름부와 종방향 주름부를 동일한 폭과 동일한 높이 그리고 동일한 길이를 갖도록 제작할 수 있다는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect that it can be produced to have the same width, the same height and the same length of the transverse wrinkle portion and the longitudinal wrinkle portion.

종래에는 금속 멤브레인의 횡방향 및 종방향 주름부가 서로 교차되기 위하여 교차 부위의 높이가 서로 다르게 형성되었어야 하는데, 이러한 비대칭적인 형상 때문에 횡방향 주름부와 종방향 주름부의 면강성에서 차이가 발생하여 저온 수축시 열응력에 의한 붕괴 위험이 있었다. 그러나 본 발명에서는 횡방향 주름부와 종방향 주름부의 폭, 길이, 높이를 모두 동일하게 제작할 수 있으므로, 주름부의 교차 부위에서 모든 방향으로 대칭적인 구조를 형성할 수 있다.Conventionally, the heights of the cross sections have to be formed differently so that the transverse and longitudinal corrugations of the metal membrane intersect with each other. Due to this asymmetrical shape, a difference occurs in the surface stiffness of the transverse corrugations and the longitudinal corrugations. There was a risk of collapse due to thermal stress during contraction. However, in the present invention, since the width, length, and height of the transverse wrinkle portion and the longitudinal wrinkle portion can all be made the same, a symmetrical structure can be formed in all directions at the intersection of the wrinkle portions.

따라서 횡방향 주름부와 종방향 주름부가 열수축에 의한 변형에 동일한 강성을 가질 수 있어 내구성을 증대시킬 수 있으며, 액화천연가스의 안정적인 저장이 가능하다. 또한, 주름부 제작시 횡방향 주름부와 종방향 주름부의 강성의 차이에서 발생할 수 있는 불량을 줄일 수 있고, 가공비를 절감할 수 있는 효과도 있다.Therefore, the transverse folds and the longitudinal folds can have the same stiffness to deformation due to thermal contraction, thereby increasing durability, and enabling stable storage of liquefied natural gas. In addition, it is possible to reduce the defects that may occur in the difference between the stiffness of the transverse wrinkle portion and the longitudinal wrinkle portion when manufacturing the wrinkle portion, it is also effective to reduce the processing cost.

더불어 본 발명에 따른 금속 멤브레인은, 횡방향 주름부 및 종방향 주름부가 교차하는 교차부의 높이를 축소함으로써, 단열패널의 그루빙 영역이 최소화될 수 있고, 이에 따라 저장탱크의 단열성능을 향상시킬 수 있다.In addition, in the metal membrane according to the present invention, by reducing the height of the intersection where the transverse corrugations and the longitudinal corrugations intersect, the grooved area of the insulation panel can be minimized, thereby improving the thermal insulation performance of the storage tank. have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 멤브레인에 형성된 주름부의 교차 부위를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 멤브레인에 형성된 주름부의 교차 부위를 나타낸 도면으로, (a)는 위에서 바라본 것, (b)는 옆에서 바라본 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 멤브레인에 형성된 주름부의 교차 부위를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 멤브레인에 형성된 주름부의 교차 부위를 나타낸 도면으로, (a)는 위에서 바라본 것, (b)는 옆에서 바라본 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 멤브레인에 주름부를 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 모델링에 의한 열응력 해석 결과를 나타낸 도면으로, (a)는 종래의 금속 멤브레인에 대한 열응력 해석 결과이고, (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 멤브레인에 대한 열응력 해석 결과이다.1 is a view showing the intersection of the wrinkles formed in the metal membrane according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a view showing the intersection of the pleats formed in the metal membrane according to an embodiment of the present invention, (a) is viewed from above, (b) is viewed from the side.
3 is a view showing the intersection of the wrinkles formed in the metal membrane according to another embodiment of the present invention.
Figure 4 is a view showing the intersection of the pleats formed in the metal membrane according to another embodiment of the present invention, (a) is seen from above, (b) is seen from the side.
5 is a view for explaining a method of forming a wrinkle portion in the metal membrane according to another embodiment of the present invention.
6 is a view showing the thermal stress analysis results by modeling, (a) is a thermal stress analysis results for a conventional metal membrane, (b) is a thermal stress analysis for a metal membrane according to an embodiment of the present invention The result is.

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.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 멤브레인에 형성된 주름부의 교차 부위를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 멤브레인에 형성된 주름부의 교차 부위를 나타낸 도면으로, (a)는 위에서 바라본 것, (b)는 옆에서 바라본 것이다.1 is a view showing the intersection of the pleats formed in the metal membrane according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing the intersection of the pleats formed in the metal membrane according to an embodiment of the present invention, (a ) Is viewed from above, (b) is viewed from the side.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 멤브레인(100)은, 금속 패널(110)에 횡방향으로 형성되는 횡방향 주름부(120), 종방향으로 형성되는 종방향 주름부(130) 및 횡방향 주름부(120)와 종방향 주름부(130)가 교차되는 부위에 형성되는 교차부(140)를 포함한다. 1 and 2, the metal membrane 100 according to the exemplary embodiment of the present invention has a horizontal wrinkle portion 120 formed in the horizontal direction in the metal panel 110 in a longitudinal direction formed in the longitudinal direction. It includes a wrinkle portion 130 and the intersection portion 140 is formed at a portion where the transverse wrinkle portion 120 and the longitudinal wrinkle portion 130 intersect.

횡방향 주름부(120)는 금속 패널(110)로부터 상방으로 볼록하게 융기되며, 복수의 횡방향 주름부(120)가 금속 패널(110) 상에 횡방향으로 나란하게 배열되도록 형성될 수 있다.The transverse corrugations 120 may protrude convexly upward from the metal panel 110 and may be formed such that the plurality of transverse corrugations 120 are arranged side by side in the transverse direction on the metal panel 110.

종방향 주름부(130)는 금속 패널(110)로부터 상방으로 볼록하게 융기되며, 복수의 종방향 주름부(130)가 금속 패널(110) 상에 종방향으로 나란하게 배열되도록 형성될 수 있다.The longitudinal corrugations 130 are raised convexly upward from the metal panel 110, and the plurality of longitudinal corrugations 130 may be formed to be arranged side by side in the longitudinal direction on the metal panel 110.

횡방향 주름부(120)와 종방향 주름부(130)는 대략 반호 형상의 단면을 가질 수 있으나, 이에 한정되거나 제한되는 것은 아니며 열수축에 대응하여 용이하게 신축될 수 있는 것이라면 어떠한 형상이라도 무방하다.The transverse wrinkle portion 120 and the longitudinal wrinkle portion 130 may have a cross-section having an approximately half arc shape, but may be any shape as long as it can be easily stretched and corresponding to heat shrinkage.

이에 따라 금속 패널(110) 상에는 횡방향 주름부(120)와 종방향 주름부(130)가 직교하게 되는데, 이러한 교차 부위에 교차부(140)가 형성된다.Accordingly, the lateral corrugation portion 120 and the longitudinal corrugation portion 130 are orthogonal to the metal panel 110, and the intersection portion 140 is formed at the intersection.

교차부(140)는 횡방향 주름부(120)와 종방향 주름부(130)가 상호 교차된 부위에 형성되는 것으로서, 중앙에 형성되는 십자부(141)와, 십자부(141)의 각 끝 단에 대략 원 형상으로 마련되는 홈 형성부(142)를 포함한다.The intersection portion 140 is formed at a portion where the transverse wrinkle portion 120 and the longitudinal wrinkle portion 130 cross each other, and the cross portion 141 formed at the center and each end of the cross portion 141 are formed. It includes a groove forming portion 142 is provided in a substantially circular shape at the end.

십자부(141)는 횡방향 주름부(120) 및 종방향 주름부(130)와 각각 동일한 진행 방향을 가진 굴곡부가 교차되어, 십(十)자 형태로 상방으로 융기된 것이다.The cross 141 crosses the bent portions having the same traveling direction as the transverse crease 120 and the longitudinal crease 130, respectively, and are raised upward in a cross shape.

홈 형성부(142)는 십자부(141)의 각 끝단에 형성되며, 주름부(120, 130)와 십자부(141)의 연결 부위에 마련되는 것이라 할 수 있다. 홈 형성부(142)는 마치 표면장력에 의해 둥글게 맺힌 물방울과 같이 대략 구(sphere) 형상으로 마련되어, 위에서 내려다 보았을 때 원 또는 타원 형상의 평단면을 갖도록 형성될 수 있다. The groove forming unit 142 may be formed at each end of the cross portion 141, and may be provided at a connection portion between the pleats 120 and 130 and the cross portion 141. The groove forming unit 142 may be formed in a substantially spherical shape, such as droplets rounded by surface tension, and may have a flat cross section of a circle or ellipse when viewed from above.

각각의 홈 형성부(142)에는 홈(143)이 형성될 수 있다. 이러한 홈(143)은 극저온의 액화천연가스에 의한 열수축시 신축을 유도하기 위해 함몰되는 것으로서, 주름부(120, 130)의 교차 부위에서 횡방향 및 종방향으로의 신축을 더욱 용이하게 하는 역할을 한다. A groove 143 may be formed in each groove forming unit 142. These grooves 143 are recessed to induce stretching during thermal contraction by liquefied natural gas of cryogenic temperature, and serves to facilitate the stretching in the transverse and longitudinal directions at the intersections of the corrugations 120 and 130. do.

홈 형성부(142)의 상면에 형성되는 홈(143)은 일(一)자 형태로 형성될 수 있는데, 횡방향 주름부(120)와 만나는 홈 형성부(142)의 홈(143)은 종방향의 길이 방향을 갖도록, 종방향 주름부(120)와 만나는 홈 형성부(142)의 홈(143)은 횡방향의 길이 방향을 갖도록 형성될 수 있다. 다시 말하면, 홈 형성부(142)에 형성되는 일(一)자 형태의 홈(143)은 해당 홈 형성부(142)가 만나는 주름부(120, 130)의 진행방향과 수직한 방향으로 형성될 수 있다.The groove 143 formed on the upper surface of the groove forming portion 142 may be formed in a single shape, and the groove 143 of the groove forming portion 142 that meets the lateral wrinkle portion 120 is vertical. In order to have a longitudinal direction of the direction, the groove 143 of the groove forming unit 142 that meets the longitudinal wrinkles 120 may be formed to have a longitudinal direction in the transverse direction. In other words, the one-shaped groove 143 formed in the groove forming unit 142 may be formed in a direction perpendicular to the advancing direction of the pleats 120 and 130 where the groove forming unit 142 meets. Can be.

한편, 본 실시예에서 교차부(140)는 전체적으로 주름부(120, 130)보다 다소 높게 융기될 수 있다. 구체적으로는 십자부(141)의 최상단의 높이가 주름부(120, 130) 높이의 약 1.7배 내지 1.9배로 융기되고, 홈 형성부(142)는 십자부(141)로부터 주름부(120, 130)를 향하여 하향 경사지게 마련되는 것이 바람직하다.On the other hand, in the present embodiment, the cross section 140 may be raised slightly higher than the wrinkles 120 and 130 as a whole. Specifically, the height of the uppermost end of the cross section 141 is raised by about 1.7 to 1.9 times the height of the corrugation section 120, 130, and the groove forming unit 142 is formed from the cross section 141. It is preferable to be provided inclined downward toward ().

홈 형성부(142)에 형성되는 홈(143)은, 금속 멤브레인(100)의 바닥면으로부터 가장 낮게 형성되는 홈(143)의 중심부까지의 높이가 대략 주름부(120, 130)와 비슷한 높이로 형성되는 것이 바람직하다.The groove 143 formed in the groove forming portion 142 has a height from the bottom surface of the metal membrane 100 to the center of the groove 143 which is formed at the lowest level with a height similar to that of the corrugations 120 and 130. It is preferably formed.

또한, 십자부(141)의 폭은 주름부(120, 130)의 폭보다 좁게, 홈 형성부(142)의 폭은 주름부(120, 130)의 폭보다 넓게 형성될 수 있다. In addition, the width of the cross portion 141 may be formed to be narrower than the width of the wrinkles (120, 130), the width of the groove forming portion 142 may be formed wider than the width of the wrinkles (120, 130).

상기와 같이 일정한 폭으로 진행되던 주름부(120, 130)는 교차부(140)에서 홈 형성부(142)를 만나 폭이 확장된 후 다시 십자부(141)에 의해 폭이 급격히 감소하는 형상에 의해 교차 부위에서의 신축성이 향상된다. 이때 홈 형성부(142)의 상면에 형성되는 홈(143)에 의해 교차 부위에서의 신축성이 극대화될 수 있다.As described above, the pleated portions 120 and 130 that have progressed to a predetermined width have a shape where the width is sharply reduced by the cross portion 141 after the width is expanded by meeting the groove forming portion 142 at the intersection portion 140. This improves the elasticity at the crossover site. In this case, the elasticity at the intersection may be maximized by the groove 143 formed on the upper surface of the groove forming unit 142.

따라서 금속 멤브레인(100)의 면강성이 현저하게 감소될 수 있으며, 이에 따라 주름부(120, 130)의 폭과 높이 그리고 교차부(140)의 높이를 종래의 금속 멤브레인에 비해 대폭 감소시킬 수 있다.Therefore, the surface stiffness of the metal membrane 100 can be significantly reduced, and thus the width and height of the corrugations 120 and 130 and the height of the cross section 140 can be significantly reduced compared to the conventional metal membrane. .

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 멤브레인에 형성된 주름부의 교차 부위를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 멤브레인에 형성된 주름부의 교차 부위를 나타낸 도면으로, (a)는 위에서 바라본 것, (b)는 옆에서 바라본 것이다.3 is a view showing the intersection of the wrinkles formed on the metal membrane according to another embodiment of the present invention, Figure 4 is a view showing the intersection of the wrinkles formed on the metal membrane according to another embodiment of the present invention, (a ) Is viewed from above, (b) is viewed from the side.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 멤브레인(100)은 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 멤브레인(100)과 동일한 구성요소를 포함하되, 십자부(141)의 상부 중앙 영역이 하방으로 함몰되도록 구성될 수 있다. 이에 따라 십자부(141)는 전체적으로 상방으로 돌출되되 중앙이 원형으로 움푹 패여 마치 분화구와 같은 형태로 마련될 수 있다.3 and 4, the metal membrane 100 according to another embodiment of the present invention includes the same components as the metal membrane 100 according to the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2. However, the upper central area of the cross 141 may be configured to be recessed downward. Accordingly, the cross portion 141 may protrude upwards as a whole, but may be provided in a shape like a crater because the center is pitted in a circular shape.

십자부(141)의 상부 중앙 영역을 함몰되도록 구성하면, 주름부(120, 130)의 교차 부위에서의 신축성이 더욱 극대화된다.If the upper central region of the cross 141 is configured to be recessed, the elasticity at the intersection of the corrugations 120 and 130 is further maximized.

또한, 십자부(141)의 상부 중앙 영역이 함몰됨에 따라 교차부(140)의 높이가 더 축소될 수 있으며, 이에 따라 단열패널의 그루빙 영역이 최소화되어 저장탱크의 단열성능을 향상시킬 수 있다.In addition, as the upper center region of the cross section 141 is recessed, the height of the cross section 140 may be further reduced, thereby minimizing the grooved area of the insulation panel to improve the thermal insulation performance of the storage tank. .

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 멤브레인에 주름부를 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a method for forming a wrinkle portion in the metal membrane according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 금속 멤브레인(100) 상에 폴딩 공법에 의해 주름부를 형성시, 십자부(141)의 하부 공간에 가이드 금형(미도시)을 삽입하여 지지한 상태에서, 구 형태의 가압 금형(p)으로 십자부(141)의 상부 중앙 외측면을 가압함으로써 십자부(141)의 상부 중앙 영역이 함몰되도록 구성할 수 있다. 가압 금형(p)은 구 형태로 마련되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 십자부(141)의 상부를 움푹 패인 형태로 함몰시키기 위한 어떠한 형태라도 채용될 수 있다.Referring to FIG. 5, when the corrugation part is formed on the metal membrane 100 by a folding method, a spherical press die is formed by inserting and supporting a guide mold (not shown) in the lower space of the cross part 141. By pressing (p) the upper central outer surface of the cross portion 141, the upper central region of the cross portion 141 may be configured to be recessed. The pressing die p is preferably provided in a spherical shape, but is not limited thereto. Any shape may be employed to recess the upper portion of the cross 141 into a recessed shape.

이러한 방식은 홈 형성부(142)의 상부에 홈(143)을 형성할 때에도 적용될 수 있다. 홈 형성부(142)의 하부 공간에 가이드 금형(미도시)을 삽입하여 지지한 상태에서, 홈 형성부(142)의 상부 외측면을 원기둥 따위의 형태를 가지는 가압 금형(미도시)으로 가압함으로써 홈 형성부(142)의 상부에 홈이 형성될 수 있다. This method may also be applied when the groove 143 is formed on the groove forming unit 142. By inserting and supporting a guide mold (not shown) in the lower space of the groove forming portion 142, by pressing the upper outer surface of the groove forming portion 142 with a pressure mold (not shown) having a cylindrical shape Grooves may be formed on the groove forming unit 142.

도 6은 모델링에 의한 열응력 해석 결과를 나타낸 도면으로, (a)는 종래의 금속 멤브레인에 대한 열응력 해석 결과이고, (b)는 본 발명에 따른 금속 멤브레인에 대한 열응력 해석 결과이다.6 is a diagram showing a thermal stress analysis results by modeling, (a) is a thermal stress analysis results for a conventional metal membrane, (b) is a thermal stress analysis results for a metal membrane according to the present invention.

도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 금속 멤브레인(100)과 종래의 금속 멤브레인의 열응력 해석 결과를 비교한다. 본 발명에 따른 금속 멤브레인(100)과 종래의 금속 멤브레인에 실제 적용되는 수치를 기입한 [표 1]을 함께 참조한다.Referring to Figure 3, the thermal stress analysis results of the metal membrane 100 and the conventional metal membrane according to the present invention is compared. Reference is made to Table 1, which lists the values that are actually applied to the metal membrane 100 and the conventional metal membrane according to the present invention.

[표 1]에서 본 발명(1)은 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예 따른 금속 멤브레인을, 본 발명(2)는 도 3 및 도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속 멤브레인을 적용한 경우를 나타낸 것이다.In Table 1, the present invention (1) is a metal membrane according to an embodiment of the present invention shown in Figs. 1 and 2, the present invention (2) is another embodiment of the present invention shown in Figs. When the metal membrane according to the present invention is shown.

주름부 폭Crease width 주름부 높이Wrinkle height 교차부 높이Intersection height 열수축 응력Heat shrinkage stress 종래Conventional 58 mm58 mm 20 mm20 mm 34.33 mm34.33 mm 155.6 Mpa155.6 Mpa 본 발명(1)Invention (1) 40 mm40 mm 12 mm12 mm 21.7 mm21.7 mm 102.5 Mpa102.5 Mpa 본 발명(2)Invention (2) 40 mm40 mm 12 mm12 mm 20.5 mm20.5 mm 104.2 Mpa104.2 Mpa

상기 [표 1]에 제시된 실시예를 참조하면, 본 발명에 따른 금속 멤브레인(100)은 종래의 금속 멤브레인보다 주름부의 폭과 높이 그리고 교차부(140)의 높이를 줄이면서도, 열수축 응력을 현저히 낮출 수 있음을 확인할 수 있다.Referring to the embodiment shown in Table 1, the metal membrane 100 according to the present invention significantly lowers the heat shrink stress while reducing the width and height of the corrugation portion and the height of the cross section 140 than the conventional metal membrane. It can be confirmed that.

통상적으로 종래의 금속 멤브레인은 면강성을 감소시키기 위하여 주름부의 높이를 대략 20 mm 이상으로 제작하는데, 본 실시예에서는 이를 대폭 감소시킨 것이다. 본 실시예에서 주름부(120, 130)의 높이를 대폭 감소시킬 수 있는 것은 교차부(141)의 형상에 기인한 효과라고 할 수 있다.Conventional metal membranes typically fabricate a height of about 20 mm or more in order to reduce the surface stiffness, which is greatly reduced in this embodiment. In the present exemplary embodiment, the height of the wrinkles 120 and 130 may be greatly reduced due to the shape of the intersection 141.

본 발명에 따른 금속 멤브레인은, 새롭게 개선된 교차부(140)의 형상에 의하여 주름부(120, 130)의 교차 부위에서의 신축성을 극대화화 함으로써 금속 멤브레인의 면강성을 현저하게 낮출 수 있다. 따라서 본 발명은 종래의 금속 멤브레인보다 주름부(120, 130)의 폭과 높이 그리고 교차부(140)의 높이를 현저하게 감소시키면서도, 주름부의 교차 부위에서의 열수축 응력을 현저히 낮출 수 있다.The metal membrane according to the present invention can significantly lower the surface stiffness of the metal membrane by maximizing the elasticity at the intersection of the pleats 120 and 130 by the shape of the newly improved cross section 140. Accordingly, the present invention can significantly lower the heat shrinkage stress at the intersection of the corrugations while significantly reducing the width and height of the corrugations 120 and 130 and the height of the cross section 140 than the conventional metal membrane.

또한, 본 발명은 횡방향 주름부(120)와 종방향 주름부(130)를 동일한 폭과 동일한 높이 그리고 동일한 길이를 갖도록 제작할 수 있다는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect that the horizontal wrinkle portion 120 and the longitudinal wrinkle portion 130 can be manufactured to have the same width, the same height and the same length.

종래에는 금속 멤브레인의 횡방향 및 종방향 주름부가 서로 교차되기 위하여 교차 부위의 높이가 서로 다르게 형성되었어야 하는데, 이러한 비대칭적인 형상 때문에 횡방향 주름부와 종방향 주름부의 면강성에서 차이가 발생하여 저온 수축시 열응력에 의한 붕괴 위험이 있었다. 그러나 본 발명에서는 횡방향 주름부(120)와 종방향 주름부(130)의 폭, 길이, 높이를 모두 동일하게 제작할 수 있으므로, 주름부(120, 130)의 교차 부위에서 모든 방향으로 대칭적인 구조를 형성할 수 있다.Conventionally, the heights of the cross sections have to be formed differently so that the transverse and longitudinal corrugations of the metal membrane intersect with each other. Due to this asymmetrical shape, a difference occurs in the surface stiffness of the transverse corrugations and the longitudinal corrugations. There was a risk of collapse due to thermal stress during contraction. However, in the present invention, since the width, length, and height of the transverse wrinkle portion 120 and the longitudinal wrinkle portion 130 can be manufactured in the same manner, the structure is symmetrical in all directions at the intersections of the wrinkle portions 120 and 130. Can be formed.

따라서 횡방향 주름부(120)와 종방향 주름부(130)가 열수축에 의한 변형에 동일한 강성을 가질 수 있어 내구성을 증대시킬 수 있으며, 액화천연가스의 안정적인 저장이 가능하다. 또한, 주름부 제작시 횡방향 주름부(120)와 종방향 주름부(130)의 강성의 차이에서 발생할 수 있는 불량을 줄일 수 있고, 가공비를 절감할 수 있는 효과도 있다.Therefore, the transverse wrinkle portion 120 and the longitudinal wrinkle portion 130 may have the same rigidity to deformation due to heat shrink, thereby increasing durability, and stable storage of liquefied natural gas is possible. In addition, it is possible to reduce the defect that may occur in the difference between the stiffness of the lateral wrinkle portion 120 and the longitudinal wrinkle portion 130 when manufacturing the wrinkle portion, there is also an effect that can reduce the processing cost.

더불어 본 발명에 따른 금속 멤브레인은, 횡방향 주름부 및 종방향 주름부가 교차하는 교차부(140)의 높이를 축소함으로써, 단열패널의 그루빙 영역이 최소화될 수 있고, 이에 따라 저장탱크의 단열성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the metal membrane according to the present invention, by reducing the height of the intersection portion 140 intersecting the transverse corrugation portion and the longitudinal corrugation portion, the grooved area of the insulation panel can be minimized, and thus the thermal insulation performance of the storage tank Can improve.

이와 같은 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.Such a present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art. Therefore, such modifications or variations will have to be belong to the claims of the present invention.

100 : 금속 멤브레인 110 : 금속 패널
120 : 횡방향 주름부 130 : 종방향 주름부
140 : 교차부 141 : 십자부
142 : 홈 형성부 143 : 홈
p : 가압 금형 100: metal membrane 110: metal panel
120: transverse wrinkle portion 130: longitudinal wrinkle portion
140: intersection 141: cross
142: groove forming portion 143: groove
p: press mold

Claims (13)

금속 패널에 횡방향으로 나란하게 배열되는 복수의 횡방향 주름부;
상기 금속 패널에 종방향으로 나란하게 배열되는 복수의 종방향 주름부; 및
상기 횡방향 주름부와 상기 종방향 주름부의 교차 부위에 형성되는 교차부;를 포함하고,
상기 교차부는,
십(十)자 형태로 상방으로 융기되는 십자부; 및
상기 십자부와 상기 횡방향 주름부 또는 상기 종방향 주름부가 연결되는 각 지점에 마련되며 상부에 홈이 형성되는 홈 형성부;를 포함하는,
액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인.A plurality of transverse folds arranged laterally side by side in the metal panel;
A plurality of longitudinal corrugations arranged side by side in the longitudinal direction on the metal panel; And
And an intersection portion formed at an intersection of the lateral wrinkle portion and the longitudinal wrinkle portion,
The intersection is,
A crisscross that is raised upward in the form of a cross; And
And a groove forming portion provided at each point where the cross portion and the lateral wrinkle portion or the longitudinal wrinkle portion are connected and having a groove formed thereon.
Metal membranes for LNG storage tanks. 청구항 1에 있어서,
상기 십자부의 상단 중앙 영역이 하방으로 함몰되는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인.The method according to claim 1,
Characterized in that the upper center region of the cross portion is recessed downward,
Metal membranes for LNG storage tanks. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 홈은 일(一)자 형태로 형성되며,
상기 횡방향 주름부와 접하는 홈 형성부에 형성되는 홈은 종방향의 길이 방향을 갖도록, 상기 종방향 주름부와 접하는 홈 형성부에 형성되는 홈은 횡방향의 길이 방향을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인.The method according to claim 1 or 2,
The groove is formed in the form of one letter,
The grooves formed in the groove forming portion in contact with the transverse pleats are formed to have a longitudinal direction in the longitudinal direction, and the grooves formed in the groove forming portion in contact with the longitudinal pleats are formed in the transverse direction. doing,
Metal membranes for LNG storage tanks. 청구항 3에 있어서,
상기 홈 형성부는 단면이 원 또는 타원인 구 형태를 가지는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인.The method according to claim 3,
The groove forming portion is characterized in that the cross section has a spherical shape of a circle or ellipse,
Metal membranes for LNG storage tanks. 청구항 4에 있어서,
상기 횡방향 주름부 및 상기 종방향 주름부는 동일한 폭과 높이를 갖는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인.The method according to claim 4,
The transverse pleats and the longitudinal pleats have the same width and height,
Metal membranes for LNG storage tanks. 청구항 5에 있어서,
상기 교차부는 상기 횡방향 주름부 및 상기 종방향 주름부보다 상대적으로 높게 융기되는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인.The method according to claim 5,
Wherein said crossings are raised relatively higher than said transverse crease and said longitudinal crease,
Metal membranes for LNG storage tanks. 청구항 6에 있어서,
상기 십자부의 최상단 높이가 상기 횡방향 주름부 및 상기 종방향 주름부 높이의 1.7배 내지 1.9배가 되는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인.The method according to claim 6,
Characterized in that the top height of the cross portion is 1.7 times to 1.9 times the height of the transverse folds and the longitudinal folds,
Metal membranes for LNG storage tanks. 청구항 6에 있어서,
상기 홈 형성부는 상기 십자부로부터 상기 횡방향 주름부 또는 상기 종방향 주름부를 향하여 하향 경사지게 마련되는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인.The method according to claim 6,
The groove forming portion is characterized in that it is provided inclined downward toward the transverse wrinkle portion or the longitudinal wrinkle portion, from the cross portion,
Metal membranes for LNG storage tanks. 청구항 6에 있어서,
상기 십자부의 폭은 상기 횡방향 주름부 및 상기 종방향 주름부의 폭보다 좁고, 상기 홈 형성부의 폭은 상기 횡방향 주름부 및 상기 종방향 주름부의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인.The method according to claim 6,
The width of the cross portion is narrower than the width of the transverse wrinkle portion and the longitudinal wrinkles, the width of the groove forming portion is characterized in that wider than the width of the transverse wrinkles and the longitudinal wrinkles,
Metal membranes for LNG storage tanks. 청구항 2에 있어서,
상기 십자부는 오목한 형태의 홈을 가지는 가이드 금형에 지지된 상태에서, 구 형태를 가지는 가압 금형이 상기 십자부 상부의 외측면을 가압함으로써, 상부 중앙 영역에 움푹 패인 함몰부가 형성되는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인.The method according to claim 2,
Wherein the cross portion is supported by the guide mold having a concave groove, the pressing die having a spherical shape by pressing the outer surface of the upper cross portion, characterized in that the depression is formed in the upper central region,
Metal membranes for LNG storage tanks. 금속 패널에 형성된 횡방향 주름부 및 종방향 주름부가 일정한 폭으로 진행되다가, 상기 횡방향 주름부와 상기 종방향 주름부의 교차 지점에 마련된 교차부에 의해 폭이 확장된 후, 상기 교차부의 중심으로 갈수록 다시 폭이 좁아지는 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인.The transverse pleats and the longitudinal pleats formed in the metal panel proceed with a constant width, and then the width is extended by the intersections provided at the intersections of the lateral pleats and the longitudinal pleats, and then toward the center of the intersections. Characterized in that the width is provided to narrow again,
Metal membranes for LNG storage tanks. 청구항 11에 있어서,
상기 교차부는 상기 횡방향 주름부 및 상기 종방향 주름부보다 높게 융기되고, 상기 교차부에서 폭이 확장되는 부위의 상면에는 하방으로 함몰된 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인.The method according to claim 11,
The intersection portion is raised higher than the transverse wrinkle portion and the longitudinal wrinkle portion, characterized in that the groove is recessed downwardly formed on the upper surface of the portion where the width is extended in the intersection portion,
Metal membranes for LNG storage tanks. 청구항 12에 있어서,
상기 교차부의 상부 중앙 영역이 하방으로 함몰되는 것을 특징으로 하는,
액화천연가스 저장탱크용 금속 멤브레인.The method according to claim 12,
The upper central area of the intersection is recessed downward,
Metal membranes for LNG storage tanks.
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