KR20200024458A - 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템, 및 그 멤브레인형 단열시스템을 구비하는 극저온 액화가스 운반선 - Google Patents

극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템, 및 그 멤브레인형 단열시스템을 구비하는 극저온 액화가스 운반선 Download PDF

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Abstract

본 발명은 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템, 및 그 멤브레인형 단열시스템을 구비하는 극저온 액화가스 운반선에 관한 것으로, 열하중에 의한 수축 변형시 발생하는 빈 공간을 채우거나 메우기 위하여 단열층과 단열층 사이의 경계부에, 1차 단열층 고정유닛을 마감하기 위한 충진 플러그를 구비하되, 그 충진 플러그가 신축성 단열재를 포함하는 혼합체로 구성됨으로써, 수축변형을 방지하고 하중 지지력을 확보함은 물론 열전달을 최소화할 수 있다.

Description

극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템, 및 그 멤브레인형 단열시스템을 구비하는 극저온 액화가스 운반선{INSULATION SYSTEM FOR NATURAL GAS CARGO OF CARRIER AND LIQUEFIED NATURAL GAS FUEL TANK}
본 발명은 내부 화물에 의한 온도차로 인해 발생하는 열하중에 의한 영향을 최소화하고, 이를 통해 2차 멤브레인을 금속소재로 사용하는 것을 용이하게 할 뿐만 아니라 단열층 사이에 발생하는 공간에 시공되는 공간 단열재의 신축성을 이용한 공간 열손실을 최소화하는 구조의 건전성을 확보할 수 있는 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 열하중에 의한 수축 변형시 발생하는 빈 공간을 채우거나 메우기 위하여 단열층과 단열층 사이의 경계부에, 1차 단열층 고정유닛을 마감하기 위한 충진 플러그를 구비하되, 그 충진 플러그가 신축성 단열재를 포함하는 혼합체로 구성됨으로써, 수축변형을 방지하고 하중 지지력을 확보함은 물론 열전달을 최소화할 수 있는 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템, 및 그 멤브레인형 단열시스템을 구비하는 극저온 액화가스 운반선에 관한 것이다.
일반적으로 천연가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 액화된 액화천연가스(Liquefied Natural Gas: 이하, LNG라 약칭함)의 상태로 LNG 운반선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다.
LNG는 천연가스를 극저온 대략, -163℃로 냉각하여 얻어지는 것으로, 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 운반선이나, LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 도착한 후, 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(regasification vessel)는 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크, 즉 화물창을 구비한다.
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 운반선이나 LNG RV에 설치되는 화물창이 구비된다.
LNG FPSO는 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 화물창 내에 저장하고, 필요 시 화물창 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다.
LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 운반선으로부터 하역되는 LNG를 화물창에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.
이와 같이 LNG와 같은 액체화물을 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 운반선, LNG RV, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 구조물 내에는 LNG를 극저온 상태로 저장하기 위한 화물창이 설치된다.
화물창은 단열재에 액체화물의 하중이 직접적으로 작용하는 지의 여부에 따라 독립탱크형(independent tank type)과 멤브레인형(membrane type)으로 분류할 수 있다.
통상, 멤브레인형 화물창은 GTT NO96형과 TGZ Mark Ⅲ형 등으로 나눠지며, 독립탱크형 화물창은 MOSS형과 IHI-SPB형 등으로 나눠진다.
멤브레인형 화물창은 특수 금속판의 종류에 따라 단열재 및 구조가 상이한데, GTT NO96형은 인바(Invar - 철과 니켈이 주성분인 열팽창률이 아주 작은 합금) 재질의 박판을 사용하며, MARK Ⅲ형은 스테인레스 재질의 박판을 사용한다.
종래 극저온 액화가스 화물창의 단열시스템을 설명하면 다음과 같다.
종래 액화가스 화물창의 단열시스템은 0.5~0.7㎜ 두께의 인바 강으로 이루어지는 1차 멤브레인 및 2차 멤브레인; 플라이우드와 단열재로 이루어지는 1차 단열층 및 2차 단열층; 1차 단열층 및 2차 단열층의 고정을 위한 단열층 고정부; 그리고 1차 멤브레인 및 2차 멤브레인을 고정하기 위한 멤브레인 고정부를 구비한다.
도 1은 종래 액화가스 화물창의 단열시스템에서, 열하중에 의한 단열층(10)의 수축 변형시 빈 공간(S)이 발생하고, 그 빈 공간(S)을 통해서 열전달 및 열손실이 발생하는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
종래 액화가스 화물창의 단열시스템은 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 단열층(10)이 상하 플라이우드(11,12)와 단열재(13)로 구성되는 데, 단열층(10)과 단열층(10) 사이에 신축성 없는 섬유강화 단열재(20)가 설치되므로, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 열하중에 의한 단열층(10)의 수축 변형시 빈 공간(혹은 틈새)(S)이 발생하고, 그 빈 공간(S)을 통해서 열전달 및 열손실이 발생함은 물론 그 빈 공간(S) 때문에 하중 지지력이 취약해져 안전성이 확보되지 못하는 문제가 있다.
국내 공개특허 제10-2000-0011347호
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인접하는 단열층과 단열층 사이 경계부(공간)에, 1차 단열층 고정유닛을 마감하기 위한 충진 플러그를 구비하되, 그 충진 플러그가 신축성 단열재를 포함하는 혼합체로 구성되어, 열하중에 의한 수축 변형시 발생하는 빈 공간을 채우거나 메움으로써, 열하중에 의한 수축 거동을 자유롭게 구성 배치하여, 단열층이 견뎌야 하는 하중을 현격히 줄임과 동시에 그 빈 공간을 통해서 발생하는 열전달과 열손실을 최소화하고, 극저온에 의한 수축 변형을 최소화할 수 있도록 함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 1차 또는/그리고 2차 금속 멤브레인의 경우, 주름이 있는 형태나 평판 형태의 금속 멤브레인을 자유롭게 적용할 수 있으며, 갭 인슐레이션을 마련하여 열하중에 의한 수축 변형시 발생하는 빈 공간을 채워서 단열층이 빈 공간 없이 금속 멤브레인을 견고하게 지지함으로써, 멤브레인의 기밀을 손쉽게 하여 안전성을 확보할 수 있도록 함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 신축성 단열재와 하중 지지가 가능한 섬유강화 단열재를 혼합체로 구성한 갭 인슐레이션을 구비하되, 2차 단열층의 하부 플라이우드가 돌출된 형태로 구성되어 그 돌출 부분 위에 갭 인슐레이션이 지지되고, 2차 단열층의 하부 플라이우드가 마스틱으로 지지되는 형태로 구성함으로써, 2차 멤브레인의 안전성을 확보할 수 있도록 함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 1차 및 2차 단열층이 유리섬유로 강화된 폴리우레탄 폼과 플라이우드 또는 플라이우드 및 복합재료의 샌드위치 판넬 형태로 구성될 수 있으며, 2차 단열층의 상부면 가운데 설치된 1차 단열층 고정유닛을 구비하며, 그 1차 단열층 고정유닛은 1차 단열층의 네 꼭지점에서 복수개의 1차 단열층을 고정하되, 1차 단열층 고정유닛을 단열층에 열하중이 영향을 미치지 않는 형태로 배치할수 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 1차 및 2차 단열층이 열하중에 의해 수축하여 인근한 단열층과의 공간은 저온의 액화 가스의 열하중에 의해 확대되는 경향이 있는데, 1차 및 2차 단열층이 인근 공간 안에 신축성 단열재와 하중 지지가 가능한 강화 단열재를 혼합체로 하는 갭 인슐레이션 및 충진 플러그를 구비함으로써, 그 공간의 상부의 멤브레인의 건전성과 단열기능을 동시에 확보할 수 있도록 함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 극저온 화물에 의한 열하중 영향을 최소화하여 방벽 기능을 하는 금속 멤브레인의 사용을 용이하게 할 뿐만 아니라, 단열시스템이 담당해야 하는 하중에 자유로울 수 있는 형태로 구성 가능하고, 금속 멤브레인을 고정할 수 있는 부재(tongue)를 고정하기 위한 2차 단열층 상부 플라이우드 구조를 개선하여, 단열시스템 제작 시, 가공 시수를 줄이고, 단열층 사이의 공간을 덮어서 단열 효과를 더욱 증가시킬 수 있도록 함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템을 구비한다.
본 발명의 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템은 화물창을 2차적으로 단열시키는 2차 단열층; 상기 2차 단열층의 상부에 설치되는 2차 멤브레인; 상기 화물창을 1차적으로 단열시키기 위하여 상기 2차 멤브레인 상부에 설치되는 1차 단열층; 상기 1차 단열층의 상부에 설치되는 1차 멤브레인; 상기 1차 단열층을 고정하기 위한 1차 단열층 고정유닛; 및 상기 1차 단열층 고정유닛을 마감하기 위한 충진 플러그; 를 포함하되, 상기 충진플러그는 내측에 섬유강화 단열재가 형성되고, 상기 섬유강화 단열재의 외측에 신축성 단열재가 형성된다.
상기 2차 단열층과 상기 2차 단열층 사이에, 상기 1차 단열층과 상기 1차 단열층 사이에 설치되어, 열하중에 의한 수축 변형시 발생하는 빈 공간을 채워서 열전달을 방지하기 위한 갭 인슐레이션; 을 더 포함한다.
상기 2차 단열층의 상부 플라이우드는 복수개의 플라이우드 적층구조로 구성되며, 상기 플라이우드 적층구조 중 하층 플라이우드는 상기 2차 단열층의 단열재에 형성되며, 상층 플라이우드는 상기 하층 플라이우드에 설치되고, 상기 2차 멤브레인 고정부재를 고정하기 위한 멤브레인 고정부재 고정홈을 구비한다.
상기 갭 인슐레이션은, 상기 2차 단열층과 상기 2차 단열층 사이 경계에 설치되는 2차 갭 인슐레이션; 및 상기 1차 단열층과 상기 1차 단열층 사이 경계에 설치되는 1차 갭 인슐레이션; 을 포함한다.
상기 갭 인슐레이션은 중간에 섬유강화 단열재가 형성되고, 상기 섬유강화 단열재 양측에 상기 신축성 단열재가 형성되는 구조일 수 있다.
상기 상층 플라이우드는 상기 하층 플라이우드의 상면에 복수 개가 분리되어 설치된 구조이고, 그 분리 설치구조에 의해서 상기 2차 멤브레인 고정부재가 고정되는 2차 멤브레인 고정부재 고정홈이 형성될 수 있다.
상기 하층 플라이우드 위에 상기 2차 멤브레인 고정부재의 절곡부가 안착되고, 상기 하층 플라이우드 위에 상기 상층 플라이우드가 설치되어, 상기 2차 멤브레인 고정부재의 절곡부가 상기 2차 멤브레인 고정부재 고정홈 안에 결합하는 구성일 수 있다.
본 발명은 2차 단열층을 고정하기 위한 2차 단열층 고정유닛을 포함하되,
상기 2차 단열층 고정유닛은 선체 내벽에 고정되며 상기 2차 단열층의 모서리 부분에 형성된 관통 홀 안에 삽입되는 스터드 볼트; 상기 2차 단열층의 고정을 위해 상기 스터드 볼트에 체결되는 너트; 상기 스터드 볼트에 끼워지며, 상기 선체 내벽의 변형 정도에 따라 탄성도를 조절하는 탄성체; 상기 2차 단열층의 국부적 손상을 방지하기 위하여 상기 스터드 볼트에 끼워져 상기 탄성체를 지지하는 압축 고정용 몰드; 상기 관통 홀 안에 채워지고, 상기 압축 고정용 몰드의 상부에 위치하는 충진플러그; 및 상기 선체 내벽의 변형 정도에 따라 2차 단열층의 높이 조절을 위한 기준판을 포함한다.
본 발명은 1차 단열층을 고정하기 위한 1차 단열층 고정유닛을 포함하되,
상기 1차 단열층 고정유닛은 상기 2차 단열층의 중심 상부에 고정되며 체결 홈을 갖는 지지 브라켓; 상기 체결홈 안에 체결되어 수직으로 설치되어 상기 2차 멤브레인을 고정하는 스터드 볼트; 상기 스터드 볼트 안에 끼워지며, 상기 1차 단열층의 모서리에 형성된 단차부를 지지하는 서포트 금속판; 상기 서포트 금속판을 고정하기 위하여 상기 스터드 볼트의 상단부에는 끼워지는 스프링 와셔; 및 상기 스터드 볼트의 상단부에 체결되는 너트를 포함한다.
상기 1차 단열층 고정유닛은 상기 1차 단열층의 네 모서리 교차지점에 위치한다. 여기서, 네 모서리 교차지점에는 모따기가 되어 1차 단열층 고정유닛이 간섭되지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 2차 단열층 두께를 상향조정하고자 하는 경우, 상기 2차 단열층은 단열층 2개가 두께 방향으로 적층되고, 상기 단열층 2개가 서로 엇갈리게 교차 배치될 수 있다.
일반적으로 금속 멤브레인의 단열시스템에서 1차 및 2차 단열층의 주된 역할은 단열뿐만 아니라 1차 및 2차 멤브레인의 건전성을 확보하기 위한 역할을 수행하나, 해당 단열시스템을 구성하기 위해서는 1차 및 2차 단열층이 액화가스 운반선의 화물창 및 액화가스 연료용기의 벽면에 설치가 용이하고, 1차 및 2차 단열층 사이의 고정 및 설치도 용이해야 하며, 내부 환경조건 등에 의해 발생하는 열하중과 유체의 정적/동적 하중에 대해서는 충분히 견뎌야 하는 등의 단열층에 요구되는 구조적 안정성이 높게 요구된다.
본 발명에서는 이러한 점들을 모두 고려하여, 인접하는 단열층과 단열층 사이 경계(공간부)에 단열기능과 하중지지 기능을 하는 갭 인슐레이션을 마련하여 열하중에 의한 수축 변형시 발생하는 공간을 채우거나 메움으로써, 열하중에 의해 수축 거동을 자유롭게 구성하고 배치하여, 단열층이 견뎌야 하는 하중을 현격히 줄임과 동시에 그 공간을 통해서 발생하는 열손실을 최소화하고, 온도차에 의한 변형을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 극저온 화물에 의한 열하중 영향을 최소화하여 방벽 기능을 하는 금속 멤브레인의 사용을 용이하게 할 뿐만 아니라, 단열시스템이 담당해야 하는 하중에 자유로울 수 있는 형태로 구성 가능하다.
특히, 1차 또는/그리고 2차 금속 멤브레인의 경우, 주름이 있는 형태나 평판 형태의 금속 멤브레인을 자유롭게 적용할 수 있으며, 갭 인슐레이션을 마련하여 열하중에 의한 수축 변형시 발생하는 공간을 채우거나 메움으로써, 단열층이 빈 공간 없이 금속 멤브레인을 견고하게 지지함으로써, 그 안정성을 확보한 상태에서 멤브레인의 기밀을 확보할 수 있다.
다시 말해서, 1차 및 2차 단열층이 열하중에 의해 수축하여 인근 단열층과의 공간이 저온의 액화 가스의 열하중에 의해 확대되는 경향이 있는데, 1차 및 2차 단열층이 인근 공간 안에 신축성 단열재와 하중 지지가 가능한 강화 단열재를 혼합체로 하는 갭 인슐레이션을 구비함으로써, 그 공간의 상부의 멤브레인의 건전성과 단열기능을 동시에 확보할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명은 신축성 단열재와 하중 지지가 가능한 강화 단열재를 혼합체로 구성한 갭 인슐레이션을 구비하되, 2차 단열층의 하부 플라이우드가 돌출된 형태로 구성되어 그 돌출 부분 위에 갭 인슐레이션이 지지되고, 2차 단열층의 하부 플라이우드가 마스틱으로 지지되는 형태로 구성함으로써, 2차 멤브레인의 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명은, 1차 및 2차 단열층이 유리섬유로 강화된 폴리우레탄폼과 플라이우드 또는 플라이우드 및 복합재료의 샌드위치 판넬 형태로 구성될 수 있으며, 2차 단열층의 상부면 가운데 설치된 1차 단열층 고정유닛을 구비하며, 그 1차 단열층 고정유닛은 1차 단열층의 네 꼭지점에서 복수개의 1차 단열층을 고정하되, 1차 단열층 고정유닛을 단열층에 열하중이 영향을 미치지 않는 형태로 배치할 수 있다.
또한, 본 발명은, 금속 멤브레인을 고정할 수 있는 부재(tongue)를 고정하기 위한 2차 단열층 상부 플라이우드 구조를 개선하여, 단열시스템 제작 시, 가공 시수를 줄일 수 있고, 단열층 사이의 빈 공간을 덮어서(차단하여서) 열전달을 막아 단열효과를 더욱 증가시킬 수 있다.
도 1은 종래 액화가스 화물창의 단열시스템에서, 단열층과 단열층 사이에 단열재가 설치된 도면으로, (a)는 수축 변형 전 상태이고, (b)는 열하중에 의한 단열층의 수축 변형시, 빈 공간이 발생하는 것을 도시한 도면
도 2는 본 발명에 따른 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템을 도시한 사시도
도 3은 본 발명에 따른 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템을 도시한 종단면도
도 4는 복수개의 2차 단열층을 설치한 사시도
도 5는 2차 단열층 사이 경계에 갭 인슐레이션을 설치한 사시도
도 6은 2차 단열층에 설치되는 갭 인슐레이션과 상부 플라이우드를 도시한 사시도
도 7은 도 6의 평면도
도 8은 2차 단열층 상부에 2차 멤브레인이 설치된 사시도
도 9는 2차 단열층 상부에 2차 멤브레인이 설치된 후 1차 단열층이 설치된 사시도
도 10은 본 발명의 갭 인슐레이션을 도시한 종단면도로서, (a)는 두꺼운 섬유강화 단열재 양측에 얇은 신축성 단열재가 형성된 갭 인슐레이션이고, (b)는 얇은 섬유강화 단열재 양측에 두꺼운 신축성 단열재가 형성된 갭 인슐레이션
도 11은 단열층과 단열층 사이 경계에 갭 인슐레이션을 설치하고, 열하중에 의한 수축 변형시 발생하는 빈 공간을 갭 인슐레이션의 신축성 단열재가 채우거나 메움으로써, 그 빈 공간을 통해서 발생하는 열전달과 열손실을 최소화하고, 온도차에 의한 변형을 최소화하는 것을 설명하기 위한 도면
도 12는 종전 멤브레인 고정부재(a)와 본 발명의 멤브레인 고정부재(b)에 대하여 설치구조를 설명하기 위한 종단면도
도 13은 2차 단열층 고정유닛을 설명하기 위한 종단면도
도 14는 1차 단열층 고정유닛을 설명하기 위한 종단면도
도 15는 강화 단열재의 외측에 신축성 단열재가 형성된 충진 플러그를 도시한 사시도
도 16 및 도 17은 열하중에 의한 수축 변형시 발생하는 빈 공간을 충진 플러그의 신축성 단열재가 채우거나 메움으로써, 그 빈 공간을 통해서 발생하는 열전달과 열손실을 최소화하고, 온도차에 의한 변형을 최소화하는 것을 설명하기 위한 도면
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템을 도시한 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템을 도시한 종단면도, 도 4는 복수개의 2차 단열층을 설치한 사시도, 도 5는 2차 단열층 사이 경계에 갭 인슐레이션을 설치한 사시도, 도 6은 2차 단열층에 설치되는 갭 인슐레이션과 상부 플라이우드를 도시한 사시도, 도 7은 도 6의 평면도, 및 도 8은 2차 단열층 상부에 2차 멤브레인이 설치된 사시도이다.
위 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템은 액화가스 극저온의 화물창을 2차적으로 단열시키는 2차 단열층(210); 2차 단열층(210)에 설치되는 2차 멤브레인(220); 화물창을 1차적으로 단열시키기 위하여 2차 멤브레인(220) 상측에 설치되는 1차 단열층(110); 1차 단열층(110)에 설치되는 1차 멤브레인(120); 열하중에 의한 수축 변형시 발생하는 공간을 채워서 열전달을 방지하기 위한 갭 인슐레이션(130,230); 2차 멤브레인(220)을 고정하기 위한 2차 멤브레인 고정부재(240); 및 1차 멤브레인(120)을 고정하기 위한 1차 멤브레인 고정부재(140)를 포함한다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 2차 단열층(210)은 선체 내벽(1)에 고정 설치되어 화물창을 2차적으로 단열시키는 기능을 한다.
2차 단열층(210)은 마스틱(2)에 의해서 선체 내벽(1)과 일정간격을 유지하고 선체 내벽(1)에 설치되며, 후술하는 2차 단열층 고정유닛(250)을 통해서 고정 설치된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 복수개의 2차 단열층(210)이 서로 일정간격(D)을 유지하도록 배치된다.
2차 단열층(210)은 상면 중심부에 안착 홈(210a)이 형성되고 모서리 부분에 관통홀(H1)이 형성된다.
2차 단열층(210)은, 상부 플라이우드(211)와 하부 플라이우드(212) 그리고 이들 사이에 형성되는 단열재(213)로 구성될 수 있다.
상부 플라이우드(211)와 하부 플라이우드(212)는 단열재(213)의 상면과 하면에 접착될 수 있다. 단열재(213)로는 강화 폴리우레탄 폼 등이 사용될 수 있다.
하부 플라이우드(212)는 단열재(213)보다 더 돌출될 수 있는데, 복수개의 2차 단열층(210)이 연이어 설치된 상태에서, 2차 단열층(210)의 하부 플라이우드(212)는 끝단부가 서로 인접하거나 근접하도록 배치될 수 있고, 그 하부 플라이우드(212) 끝단부 위에 지지된 상태에서 전술한 일정간격(D) 안에 후술하는 2차 갭 인슐레이션(230)이 설치된다.
2차 단열층(210)의 상부 플라이우드(211)는 복수개의 플라이우드 적층구조로 구성될 수 있다.
예를 들어, 상부 플라이우드(211)는 하층 플라이우드(211a)와 상층 플라이우드(211b)로 구성될 수 있는데, 하층 플라이우드(211a)는 2차 단열층(210)의 단열재(213)에 직접 부착 또는 접착될 수 있다.
그리고, 상층 플라이우드(211b)는 하층 플라이우드(211a) 위에 설치되고, 2차 멤브레인 고정부재(240)를 고정하기 위한 멤브레인 고정부재 고정홈(groove: G1)을 구비할 수 있다.
상층 플라이우드(211b)는 하층 플라이우드(211a)의 상면에 복수 개(예를 들어, 3개)가 분리 설치되는 구조이고, 그 분리된 설치구조, 즉 일정 간격을 두고 설치되는 구조에 의해서 멤브레인 고정부재 고정홈(G1)이 형성될 수 있다.
멤브레인 고정부재 고정홈(G1)은 "L"자 등으로 형성될 수 있으며, 그 멤브레인 고정부재 고정홈(G1) 안에 2차 멤브레인 고정부재(240)의 하단 절곡부(240a)가 끼워져 결합하도록 구성될 수 있다(도 3 및 도 6 참조).
또한, 상층 플라이우드(211b)는 2차 갭 인슐레이션(230)과 2차 단열층(210)의 단열재(231) 사이의 공간을 덮어서, 다시 말해 공간을 밀폐시켜서 열전달을 차단하도록 배치될 수 있다.
즉, 상층 플라이우드(211b)의 끝단이 강화 단열재(예를 들어, 섬유강화 폴리우레탄 폼)의 상면에 부착되어 2차 단열층(210)과 2차 단열층(210) 사이에 빈공간이 생기지 않게 밀봉함으로써, 열전달을 효과적으로 차단할 수 있는 것이다.
2차 멤브레인(220)은 2차 단열층(210) 위에 설치되며, 2차 멤브레인(220)의 양단부는 2차 멤브레인 고정부재(secondary tongue)(240)에 용접되어 고정된다.
부연 설명하면, 2차 멤브레인 고정부재(240)의 하단 절곡부(240a)가 멤브레인 고정부재 고정홈(G1)에 끼워져 고정되고, 2차 멤브레인 고정부재(240)의 상단부가 1차 단열층(110)의 하면에 형성된 삽입홈(G2) 안에 끼워지도록 구성되며, 2차 멤브레인(220)의 양단부는 2차 멤브레인 고정부재(secondary tongue)(240)에 용접되어 고정된다.
2차 멤브레인(220)은 0.5~0.7㎜ 두께의 인바 강으로 이루어질 수 있는데, 이에 국한되지는 않는다.
2차 멤브레인(220)은 평판 금속소재 방벽에 국한되지 않으며, 주름부를 갖는 금속소재 방벽을 사용할 수도 있다.
1차 단열층(110)은 화물창을 1차적으로 단열시키기 위하여 2차 멤브레인(220) 상부에 설치된다.
1차 단열층(110)은 복수 개의 플라이우드(plywood)를 두께 방향으로 적층한 단일체 구조이거나, 복수 개의 플라이우드와 단열재(예를 들어, 글라스 울, 밀도 40 내지 50㎏/㎥ 저밀도 폴리우레탄 폼 소재의 단열재)로 구성된 복합체 구조 중에서 어느 하나로 구성될 수 있다.
또, 1차 단열층(110)은 도 3 및 도 14에 도시된 바와 같이, 상부 플라이우드(111)와 하부 플라이우드(112)를 구비하고, 상부 플라이우드(111)와 하부 플라이우드(112) 사이에 단열재(예를 들어, 강화 폴리우레탄 폼)(113)이 형성될 수 있으며, 그 단열재(113) 중간에 미들 플라이우드(114)가 구비될 수 있다.
상부 플라이우드(111)는 상층 플라이우드(111a)와 하층 플라이우드(111b)로 구성될 수 있다.
하부 플라이우드(112)는 도 9 및 도 14에 도시된 바와 같이 단열재(113)보다 더 돌출될 수도 있고, 도면에 도시하지는 않았으나 단열재와 동일한 위치에 형성될 수도 있다.
1차 멤브레인(120)은 1차 단열층(110) 위에 설치되며, 1차 멤브레인(120)의 양단부는 1차 멤브레인 고정부재(primary tongue)(140)에 용접되어 고정된다.
다시 말해서, 1차 멤브레인 고정부재(140)의 하단 절곡부(140a)가 멤브레인 고정부재 고정홈(G3)에 끼워져 고정되고, 1차 멤브레인(120)의 양단부가 1차 멤브레인 고정부재(140)에 용접되어 고정된다.
1차 멤브레인(120)은 0.5~0.7㎜ 두께의 인바 강으로 이루어질 수 있는데, 이에 국한되지는 않는다.
갭 인슐레이션(130,230)은 도 2에 도시된 바와 같이, 2차 단열층(210)과 2차 단열층(210) 사이 경계에 설치되는 2차 갭 인슐레이션(230), 및 1차 단열층(110)과 1차 단열층(110) 사이 경계에 설치되는 1차 갭 인슐레이션(130)을 포함한다.
1차 및 2차 갭 인슐레이션(130,230)은 신축성 단열재를 포함하는 혼합체로 구성될 수 있다. 즉, 1차 및 2차 갭 인슐레이션(130,230)은 중간에 강화 단열재(예를 들어, 섬유강화 폴리우레탄 폼)가 형성되고, 강화 단열재 양측에 신축성 단열재가 형성되는 구조일 수 있다.
1차 및 2차 갭 인슐레이션(130,230)에서는, 강화 단열재는 하중을 지지하는 기능을 하고, 유리섬유 단열재(glass wool), 멜라민폼(melamine foam), 연질 폴리우레탄 폼 등의 신축성 단열재는 압축된 상태로 일정간격(D) 안에 삽입 설치될 수 있다.
도 10 (a)의 1차 및 2차 갭 인슐레이션(130,230)은 두꺼운 섬유강화 우레탄의 양측에 얇은 신축성 단열재가 형성된 것이고, 도 10 (b)의 1차 및 2차 갭 인슐레이션(130,230)은 얇은 섬유강화 단열재의 양측에 두꺼운 신축성 단열재가 형성된 것으로, 이에 국한되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.
도 11은 단열층과 단열층 사이 경계에 갭 인슐레이션을 설치하고, 열하중에 의한 수축 변형시 발생하는 빈 공간을 갭 인슐레이션의 신축성 단열재가 채우거나 메움으로써, 그 빈 공간을 통해서 발생하는 열손실을 최소화하고, 온도차에 의한 변형을 최소화하는 것을 도시한 도면이다.
도 11을 참조하여, 갭 인슐레이션에 대하여 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다. 2차 갭 인슐레이션(230)과 1차 갭 인슐레이션(130)은 동일 구조이므로, 2차 갭 인슐레이션(230)에 대해서만 설명하기로 한다.
도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 단열층과 단열층 사이에 일정간격(D)이 형성되고, 그 일정간격(D) 안에 2차 갭 인슐레이션(230)이 삽입 설치된다. 이때, 2차 갭 인슐레이션(230)의 신축성 단열재가 압축된 상태로 일정간격(D) 안에 삽입된다.
이후, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 열하중에 의한 수축 변형시 빈 공간(S)이 발생하게 되는데, 이때 도 11의 (c)에 도시된 바와 같이, 열하중에 의한 수축 변형시 2차 갭 인슐레이션(230)의 신축성 단열재가 원상태로 복원되면서 빈 공간을 채우거나 메우게 된다.
이와 같은 원리에 의해서, 단열층(210)과 단열층(210) 사이 경계부(공간)에 신축 단열재를 혼합체로 하는 갭 인슐레이션(gap insulation)을 마련함으로써, 그 빈 공간(S)을 통해서 발생하는 열전달 및 열손실을 최소화하고, 온도차에 의한 수축 변형을 최소화할 수 있다. 다시 말해서, 빈 공간(S)의 공기를 통해서 열 전달되어 열손실이 발생하는 문제점을 차단할 수 있다.
더 나아가, 갭 인슐레이션을 마련하여 열하중에 의한 수축 변형시 발생하는 빈 공간을 채우거나 메움으로써, 단열층이 빈 공간 없이 금속 멤브레인을 지지함으로써, 멤브레인의 기밀을 손쉽게 하여 안전성을 확보할 수 있으며, 극저온 화물에 의한 열하중 영향을 최소화하여 방벽 기능을 하는 금속 멤브레인의 사용을 용이하게 할 뿐만 아니라, 단열시스템이 담당해야 하는 하중에 자유로울 수 있는 형태로 구성할 수 있다. 특히, 1차 또는/그리고 2차 금속 멤브레인의 경우, 주름이 있는 형태나 평판 형태의 금속 멤브레인을 자유롭게 적용할 수 있으며, 2차 및 1차 멤브레인(220,120)의 강도적 부담을 효과적으로 줄일 수 있다.
한편, 도 12의 (a)(b)는 종전 멤브레인 고정부재와 본 발명의 멤브레인 고정부재에 대하여 설치구조를 설명하기 위한 종단면도이다.
종전 기술(NO96 타입)과는 달리, 본 실시 예에서는 하층 플라이우드(211a) 위에 2차 멤브레인 고정부재(240)의 하단 절곡부(240a)가 안착된 이후에, 그 하층 플라이우드(211a) 위에 상층 플라이우드(211b)가 설치됨으로써, 2차 멤브레인 고정부재(240)의 하단 절곡부(240a)를 2차 멤브레인 고정부재 고정홈(G1) 안에 용이하게 결합할 수 있는 장점이 있다.
다시 말해서, 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 종전 기술(NO96 타입)에서는 구조상 단열층 플라이우드(30)의 멤브레인 고정부재 고정홈(G5) 안에 멤브레인 고정부재(40)의 하단 절곡부(41)를 끼워 결합하기 위하여 단열층 플라이우드(30)의 일부분(31)을 절단한 후 멤브레인 고정부재(40)의 하단 절곡부(41)를 끼우고, 이후 다시 일부분(31)을 단열층 플라이우드(30) 원위치에 부착하여서 멤브레인 고정부재(40)를 고정하는 시공방식을 사용할 수 밖에 없었다.
하지만, 본 실시 예에서는 단열층 플라이우드(10)의 일부분(11)을 절단할 필요가 전혀 없다. 즉, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 하층 플라이우드(211a) 위에 2차 멤브레인 고정부재(240)의 하단 절곡부(240a)가 안착된 이후에, 그 하층 플라이우드(211a) 위에 상층 플라이우드(211b)가 설치됨으로써, 종전과 같이 절단과정 없이도 2차 멤브레인 고정부재(240)의 하단 절곡부(240a)를 2차 멤브레인 고정부재 고정홈(G1) 안에 용이하고 견고하게 고정할 수 있는 장점이 있다.
또한, 도 13은 2차 단열층 고정유닛을 설명하기 위한 종단면도이다.
도 13에 도시된 보시된 바와 같이, 본 발명의 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템은, 2차 단열층(210)을 고정하기 위한 2차 단열층 고정유닛(250)을 포함한다.
2차 단열층 고정유닛(250)은 선체 내벽(1)에 고정되며 2차 단열층(210)의 모서리 부분에 형성된 관통 홀(H1) 안에 삽입되는 스터드 볼트(251); 2차 단열층(210)의 고정을 위해 스터드 볼트(251)에 체결되는 너트(252); 스터드 볼트(251)에 끼워지며, 2차 단열층(210)의 선체 내벽(1)의 변형 정도에 따라 탄성도를 조절하는 탄성체(253); 스터드 볼트(251)에 끼워져 탄성체(253)를 지지하는 압축 고정용 몰드(254); 관통 홀(H1) 안에 채워지고 압축 고정용 몰드(254)의 상부에 위치하는 충진 플러그(255); 및 선체 내벽(1)의 변형 정도에 따라 높이 조절을 위한 기준판(256)을 포함한다.
스터드 볼트(stud bolt)(251)의 하단부는 선체 내벽(1)에 용접되거나 소켓(미도시)에 결합하는 방식 등에 의해서 고정될 수 있다.
너트(nut)(252)는 2차 단열층(210)을 고정하기 위해서 스터드 볼트(251)의 에 체결된다.
탄성체(washer spring)(253)는 스터드 볼트(251)의 중간에 끼워지며, 수축 변형시 2차 단열층(210)의 변형 정도에 따라 탄성도를 조절하도록 구성될 수 있다.
탄성도 조절을 위해서 탄성체(253)는 3단 또는 5단 등으로 교체될 수 있다.
압축 고정용 몰드(254)는 스터드 볼트(251)에 끼워져 탄성체(253)를 지지하는 것으로, 고밀도 PUF, 압축 목재 등이 사용될 수 있다. 압축 고정용 몰드(254)의 하부에는 판 와셔(257)가 설치될 수 있다.
기준 판(reference wedge)(256)은 선체 내벽(1)에 고정되고, 그 기준 판(256)에는 스터드 볼트(251)가 수직으로 고정된다.
기준 판(256)은 선체 내벽(1)의 변형 정도에 따라 높이를 조절할 수 있도록 구성된다.
압축 고정용 몰드(254)의 상부에는 충진 플러그(255)가 설치되며, 충진 플러그(255)는 스터드 볼트(251)가 설치되는 관통 홀(H1) 안을 채우고 2차 단열층(210)의 손상을 방지하는 기능을 한다.
또한, 도 14는 1차 단열층 고정유닛을 설명하기 위한 종단면도이다.
도 14에 도시된 바와같이, 본 발명의 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템은, 1차 단열층(110)을 고정하기 위한 1차 단열층 고정유닛(150)을 포함한다.
1차 단열층 고정유닛(150)은 2차 단열층(210)의 중심부분과, 1차 단열층(110)의 네 모서리 교차지점에 위치한다. 여기서 네 모서리 교차지점에는 모따기가 되어 1차 단열층 고정유닛(150)이 간섭되지 않도록 구성한다.
1차 단열층 고정유닛(150)은 2차 단열층(210)의 중심 상부에 고정되며 체결 홈(151a)을 갖는 지지 브라켓(151); 체결홈(151a) 안에 체결되어 수직으로 설치되어 2차 멤브레인(220)을 고정하는 스터드 볼트(152); 스터드 볼트(152) 안에 끼워지며, 1차 단열층(110)의 모서리에 형성된 단차부(110a)를 지지하는 서포트 금속판(153); 서포트 금속판(153)을 고정하기 위하여 스터드 볼트(152)의 상단부에 끼워지는 스프링 와셔(154); 및 스터드 볼트(152)의 상단부에 체결되는 너트(155)를 포함한다.
관통 홀(H2) 안에는 충진 플러그(156)가 메워진다. 지지 브라켓(151)은 리벳(R) 또는 볼트 등으로 2차 단열층(210)의 상면에 고정 설치될 수 있다.
도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 충진 플러그(156)는 내측에 섬유강화 단열재(156a)가 형성되고, 그 섬유강화 단열재(156a)의 외측에 신축성 단열재(156b)가 형성될 수 있다.
도 16 및 도 17은 열하중에 의한 수축 변형시 발생하는 빈 공간을 충진 플러그의 신축성 단열재가 채우거나 메움으로써, 그 빈 공간을 통해서 발생하는 열전달과 열손실을 최소화하고, 온도차에 의한 변형을 최소화하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
충진 플러그에 대하여, 좀 더 구체적으로 살펴보면, 도 16에 도시된 바와 같이, 1차 고정유닛(150)을 마감하기 위하여 모따기 부분에 형성된 홀(H2) 안에 충진 플러그(156)가 설치되는 데, 열하중에 의한 수축 변형시 빈 공간(S)이 발생하는 경우, 도 17에 도시된 바와 같이, 신축성 단열재(156b)가 팽창하여 빈 공간(S)을 메우게 된다.
이와 같은 원리에 의해서, 그 빈 공간(S)을 통해서 발생하는 열전달 및 열손실을 최소화하고, 온도차에 의한 수축 변형을 최소화할 수 있다. 다시 말해서, 빈 공간(S)의 공기를 통해서 열 전달되어 열손실이 발생하는 문제점을 차단할 수 있다.
더 나아가, 갭 인슐레이션을 마련하여 열하중에 의한 수축 변형시 발생하는 빈 공간을 채우거나 메움으로써, 단열층이 빈 공간 없이 금속 멤브레인을 지지함으로써, 멤브레인의 기밀을 손쉽게 하여 안전성을 확보할 수 있으며, 극저온 화물에 의한 열하중 영향을 최소화하여 방벽 기능을 하는 금속 멤브레인의 사용을 용이하게 할 뿐만 아니라, 단열시스템이 담당해야 하는 하중에 자유로울 수 있는 형태로 구성할 수 있다. 특히, 1차 금속 멤브레인의 경우, 주름이 있는 형태나 평판 형태의 금속 멤브레인을 자유롭게 적용할 수 있으며, 1차 멤브레인(120)의 강도적 부담을 효과적으로 줄일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 인접하는 단열층과 단열층 사이 경계(공간부)에 단열기능과 하중지지 기능을 하는 갭 인슐레이션을 마련하여 열하중에 의한 수축 변형시 발생하는 공간을 채우거나 메움으로써, 열하중에 의해 수축 거동을 자유롭게 구성하고 배치하여, 단열층이 견뎌야 하는 하중을 현격히 줄임과 동시에 그 공간을 통해서 발생하는 열손실을 최소화하고, 온도차에 의한 변형을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 극저온 화물에 의한 열하중 영향을 최소화하여 방벽 기능을 하는 금속 멤브레인의 사용을 용이하게 할 뿐만 아니라, 단열시스템이 담당해야 하는 하중에 자유로울 수 있는 형태로 구성 가능하다.
특히, 1차 또는/그리고 2차 금속 멤브레인의 경우, 주름이 있는 형태나 평판 형태의 금속 멤브레인을 자유롭게 적용할 수 있으며, 갭 인슐레이션을 마련하여 열하중에 의한 수축 변형시 발생하는 공간을 채우거나 메움으로써, 단열층이 빈 공간 없이 금속 멤브레인을 견고하게 지지함으로써, 그 안정성을 확보한 상태에서 멤브레인의 기밀을 확보할 수 있다.
다시 말해서, 1차 및 2차 단열층이 열하중에 의해 수축하여 인근한 단열층과의 공간이 저온의 액화 가스의 열하중에 의해 확대되는 경향이 있는데, 1차 및 2차 단열층이 인근 공간 안에 신축성 단열재와 하중 지지가 가능한 강화 단열재를 혼합체로 하는 갭 인슐레이션을 구비함으로써, 그 공간의 상부의 멤브레인의 건전성과 단열기능을 동시에 확보할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명은 신축성 단열재와 하중 지지가 가능한 강화 단열재를 혼합체로 구성한 갭 인슐레이션을 구비하되, 2차 단열층의 하부 플라이우드가 돌출된 형태로 구성되어 그 돌출 부분 위에 갭 인슐레이션이 지지되고, 2차 단열층의 하부 플라이우드가 마스틱으로 지지되는 형태로 구성함으로써, 2차 멤브레인의 안전성을 확보할 수플라이우드한, 본 발명은, 1차 및 2차 단열층이 유리섬유로 강화된 폴리우레탄폼과 플라이우드 또는 플라이우드 및 복합재료의 샌드위치 판넬 형태로 구성될 수 있으며, 2차 단열층의 상부면 가운데 설치된 1차 단열층 고정유닛을 구비하며, 그 1차 단열층 고정유닛은 1차 단열층의 네 꼭지점에서 복수개의 1차 단열층을 고정하되, 1차 단열층 고정유닛을 단열층에 열하중이 영향을 미치지 않는 형태로 배치할 수 있다.
또한, 본 발명은, 금속 멤브레인을 고정할 수 있는 부재(tongue)를 고정하기 위한 2차 단열층 상부 플라이우드 구조를 개선하여, 단열시스템 제작 시, 가공 시수를 줄일 수 있고, 단열층 사이의 빈 공간을 덮어서(차단하여서) 열전달을 막아 단열효과를 더욱 증가시킬 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.
예를 들어, 본 발명의 설명에서, 1차 단열층과 2차 단열층은 각각 액화가스에 접하는 부분과 선체 내벽에 설치되는 부분으로 구분하고 있는바, 이는 설명의 편의를 위해서 임의로 정한 것에 불과하고, 설계조건에 따라 2단 이외의 것으로 구성할 수 있다.
또한, 상부(상측)와 하부(하측), 그리고 1차와 2차라는 표현은 설명의 편의를 위해서 임의로 설정한 것으로, 화물창 특성상 위치 및 보는 방향에 따라 반대로 변경될 수 있으며, 각 구성 부품의 두께와 사이즈도 이에 한정되는 것은 아니며, 설계조건에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.
본 실시 예에서 1차 단열층 고정유닛과 2차 단열층 고정유닛은 일례를 보인 것으로, 이에 국한되는 것은 아니며 1차 또는/그리고 2차 금속 멤브레인의 경우, 주름이 있는 형태나 평판 형태의 금속 멤브레인에 따라 다양한 구성으로 변경될 수 있다.
1: 선체 내벽
2: 마스틱
110: 1차 단열층
120: 1차 멤브레인
130: 1차 갭 인슐레이션
140: 1차 멤브레인 고정부재
140a: 1차 멤브레인 고정부재의 하단 절곡부
150: 1차 단열층 고정유닛
210: 2차 단열층
211: 상부 플라이우드
211a: 하층 플라이우드
211b: 상층 플라이우드
212: 하부 플라이우드
213: 단열재
220: 2차 멤브레인
230: 2차 갭 인슐레이션
240: 2차 멤브레인 고정부재
240a: 2차 멤브레인 고정부재의 하단 절곡부
250: 2차 단열층 고정유닛
D: 일정간격
H1: 관통 홀
G1: 멤브레인 고정부재 고정홈
G2: 삽입홈
G3: 멤브레인 고정부재 고정홈
S: 열하중에 의한 수축 변형시 발생하는 빈 공간

Claims (9)

  1. 화물창을 2차적으로 단열시키는 2차 단열층;
    상기 2차 단열층의 상부에 설치되는 2차 멤브레인;
    상기 화물창을 1차적으로 단열시키기 위하여 상기 2차 멤브레인 상부에 설치되는 1차 단열층;
    상기 1차 단열층의 상부에 설치되는 1차 멤브레인;
    상기 1차 단열층을 고정하기 위한 1차 단열층 고정유닛; 및
    상기 1차 단열층 고정유닛을 마감하기 위한 충진 플러그; 를 포함하되,
    상기 충진 플러그는 내측에 섬유강화 단열재가 형성되고, 상기 섬유강화 단열재의 외측에 신축성 단열재가 형성되는 것을 특징으로 하는 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 2차 단열층과 상기 2차 단열층 사이에, 상기 1차 단열층과 상기 1차 단열층 사이에 설치되어, 열하중에 의한 수축 변형시 발생하는 빈 공간을 채워서 열전달을 방지하기 위한 갭 인슐레이션;을 더 포함하는 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 2차 단열층의 상부 플라이우드는 복수개의 플라이우드 적층구조로 구성되며,
    상기 플라이우드 적층구조 중 하층 플라이우드는 상기 2차 단열층의 단열재에 형성되며, 상층 플라이우드는 상기 하층 플라이우드에 설치되고 상기 2차 멤브레인 고정부재를 고정하기 위한 멤브레인 고정부재 고정홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 갭 인슐레이션은,
    상기 2차 단열층과 상기 2차 단열층 사이 경계에 설치되는 2차 갭 인슐레이션; 및
    상기 1차 단열층과 상기 1차 단열층 사이 경계에 설치되는 1차 갭 인슐레이션; 을 포함하는 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 갭 인슐레이션은 중간에 섬유강화 단열재가 형성되고, 상기 섬유강화 단열재 양측에 상기 신축성 단열재가 형성되는 구조인 것을 특징으로 하는 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 상층 플라이우드는 상기 하층 플라이우드의 상면에 복수 개가 분리되어 설치된 구조이고, 그 분리 설치구조에 의해서 상기 2차 멤브레인 고정부재가 고정되는 2차 멤브레인 고정부재 고정홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 하층 플라이우드 위에 상기 2차 멤브레인 고정부재의 절곡부가 안착되고, 상기 하층 플라이우드 위에 상기 상층 플라이우드가 설치되어, 상기 2차 멤브레인 고정부재의 절곡부가 상기 2차 멤브레인 고정부재 고정홈 안에 결합하는 구성인 것을 특징으로 하는 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 1차 단열층 고정유닛은 상기 2차 단열층의 중심과, 상기 1차 단열층의 네 모서리 교차지점에 위치하는 것을 특징으로 하는 극저온 액화가스 화물창의 멤브레인형 단열 시스템.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8중 어느 하나에 기재된 멤브레인형 단열시스템을 구비하는 극저온 액화가스 운반선.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021172911A1 (ko) 2020-02-27 2021-09-02 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩, 그것을 포함하는 배터리 랙, 및 전력 저장 장치
RU2817739C1 (ru) * 2023-06-27 2024-04-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского" Грузовая ёмкость газовоза

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940011618B1 (ko) * 1986-06-03 1994-12-22 쏘시에떼 누벨 데끄니가즈 유밀(流密) 탱크용 단열 벽 구조물 또는 그 관련물에 대한 개량
KR20000011347A (ko) 1998-07-10 2000-02-25 쟝 삐에르 선박의 지지 구조물 내에 설치되는 탱크로서 개량된 모서리 구조를 갖춘 수밀 및 단열 탱크
KR20140087711A (ko) * 2012-12-31 2014-07-09 대우조선해양 주식회사 액화천연가스 저장탱크의 너클형 지지부재, 액화천연가스 저장탱크 단열박스의 지지 방법, 및 가압 액화천연가스의 저장탱크 및 저장탱크 구조
KR101652220B1 (ko) * 2014-09-19 2016-08-31 삼성중공업 주식회사 액화가스 화물창
KR20170050588A (ko) * 2015-10-30 2017-05-11 대우조선해양 주식회사 액화가스 화물창의 단열 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940011618B1 (ko) * 1986-06-03 1994-12-22 쏘시에떼 누벨 데끄니가즈 유밀(流密) 탱크용 단열 벽 구조물 또는 그 관련물에 대한 개량
KR20000011347A (ko) 1998-07-10 2000-02-25 쟝 삐에르 선박의 지지 구조물 내에 설치되는 탱크로서 개량된 모서리 구조를 갖춘 수밀 및 단열 탱크
KR20140087711A (ko) * 2012-12-31 2014-07-09 대우조선해양 주식회사 액화천연가스 저장탱크의 너클형 지지부재, 액화천연가스 저장탱크 단열박스의 지지 방법, 및 가압 액화천연가스의 저장탱크 및 저장탱크 구조
KR101652220B1 (ko) * 2014-09-19 2016-08-31 삼성중공업 주식회사 액화가스 화물창
KR20170050588A (ko) * 2015-10-30 2017-05-11 대우조선해양 주식회사 액화가스 화물창의 단열 시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021172911A1 (ko) 2020-02-27 2021-09-02 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩, 그것을 포함하는 배터리 랙, 및 전력 저장 장치
RU2817739C1 (ru) * 2023-06-27 2024-04-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского" Грузовая ёмкость газовоза

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