KR20210122073A - 거대 탱커의 탱크 구조 - Google Patents

Abstract

[과제] 종래보다 저렴하게 또한 거대 탱커의 중량을 증대시키지 않고, 센터 탱크 내에 크로스타이가 없는 거대 탱커의 탱크 구조를 제공한다.
[해결수단] 본 발명은 선저 외각(9) 및 선저 내각(11)으로 이루어지는 이중 선저(3)와 선측 외각(13) 및 선측 내각(15)으로 이루어지는 이중 선측벽(5)을 구비한 더블 헐 구조의 선각을 갖고 있는 거대 탱커를 대상으로 하고 있다. 거대 탱커가 구비하고 있는 탱크 유닛(7)은 센터 탱크(23)와 2개의 윙 탱크(25)가 3개 늘어서서 배치되어 있다. 윙 탱크 내에는, 선측 내각(15)과, 선저 내각(11)과 길이 격벽(17)에 결합된 상태에서 2매의 제수판(31, 31)이 배치되어 있다. 2매의 제수판(31, 31)은 수직 웹(27)과 보강 웹(29)에 대향하는 위치에 진행 방향으로 간격을 두고서 설치되어 있다.

Description

거대 탱커의 탱크 구조{TANK STRUCTURE OF VERY LARGE TANKER}

본 발명은 센터 탱크 내에 크로스타이가 없는 거대 탱커의 탱크 구조에 관한 것이다.

특허 제5746755호 공보(특허문헌 1)에는 종래의 센터 탱크 내에 크로스타이가 없는 거대 탱커(VLCC(Very Large Crude oil Carrier)라고 불리는 30만 재화 중량톤을 초과하는 탱커)의 탱크 구조가 개시되어 있다. 이 종래의 거대 탱커의 탱크 구조에서는 탱크의 내부를 분할하기 위해서 선각의 길이 방향으로 배열된 길이 격벽과, 선각의 높이 방향에서 길이 격벽에 결합되고 있고, 탱크의 전체 높이의 0.15배∼0.20배의 폭을 갖고 있는 복수의 수직 웹과, 선각의 길이 방향을 따라 복수의 수직 웹 사이에 배열된 수평 탱커를 구비하고 있다. 그리고, 수평 탱커의 단부에는 제 2 보강부가 일체적으로 제공되어 있고, 제 2 보강부의 폭은 서서히 증대하고, 자유 단부는 둥근형부로 형상화되어 있고, 제 2 보강부는 수직 웹에 결합되어 있다.

일본 특허 제5746755호 공보

그러나, 수직 웹으로서 탱크의 전체 높이의 0.15배∼0.20배의 폭을 갖는 것을 사용하는 경우, 탱크의 전체 높이를 25m라고 하면, 수직 웹의 폭은 3.75m∼5m가 된다. 이러한 폭 치수의 수직 웹을 용접값을 포함해서 절단 가공에 의해 얻으려고 하면, 4m보다 폭 치수가 큰 강재를 특별 주문으로 준비해서 가공할 필요가 있거나, 절단 가공과 용접을 이용해서 필요한 폭 치수를 확보할 필요가 있다. 이러한 폭이 넓은 수직 웹을, 예를 들면 편측 10매씩 설치하면, 재료비 및 가공비가 높아질 뿐만 아니라, 거대 탱커의 중량이 상당히 증대하는 문제가 발생된다.

본 발명의 목적은 종래보다 저렴하게 또한 거대 탱커의 중량을 증대시키지 않고, 센터 탱크 내에 크로스타이가 없는 거대 탱커의 탱크 구조를 제공하는 것에 있다.

본 발명이 개량의 대상으로 하는 거대 탱커는 선저 외각 및 선저 내각으로 이루어지는 이중 선저와 선측 외각 및 선측 내각으로 이루어지는 이중 선측벽을 구비한 더블 헐 구조의 선각을 갖고 있다. 그리고, 탱크 구조에서는 선각의 내부에, 선저 내각, 선측 내각, 진행 방향으로 연장되는 2개의 길이 격벽, 진행 방향과 직교하는 폭 방향으로 연장되는 2개의 횡격벽 및 데크에 의해 둘러싸인 센터 탱크와 2개의 윙 탱크로 이루어지는 탱크 유닛이 진행 방향으로 적어도 3개 이상 늘어서서 배치되어 있다. 그리고, 길이 격벽과 선저 내각과 데크에 결합된 수직 웹이 센터 탱크 내에 진행 방향으로 간격을 두고서 9개 이상 설치되어 있고, 선저 외각, 선저 내각, 선측 외각 및 선측 내각에 결합된 보강 웹이 1개의 윙 탱크에 대응해서 진행 방향으로 간격을 두고서 9개 이상 설치되어 있다. 또한, 센터 탱크 내에 있어서 폭방향에 대향하는 2개의 수직 웹끼리가 크로스타이로 연결되어 있지 않다.

본 발명에서는, 상기와 같은 거대 탱커의 탱크 구조에 있어서, 윙 탱크 내에는 선측 내각과, 선저 내각과 길이 격벽에 결합된 상태에서 2매의 제수판이 배치되어 있고, 2매의 제수판은 수직 웹과 보강 웹에 대향하는 위치에 진행 방향으로 간격을 두고서 설치되어 있다. 이와 같이 2매의 제수판을 윙 탱크 내에 배치하면, 2매의 제수판이 각각 수직 웹 및 보강 웹과 폭 방향으로 늘어섬으로써, 수직 웹의 폭 치수를 크게 변경하지 않고, 센터 탱크와 윙 탱크의 변형을 억제하여 센터 탱크의 크로스타이레스화를 실현할 수 있다.

2매의 제수판은 같은 형상 치수를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 형상이 다른 부품의 수를 증가시킬 필요가 없으므로, 비용의 저감화에 기여한다.

또한, 9개 이상의 수직 웹과 9개 이상의 보강 웹은 폭 방향에 대향하는 위치에 각각 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 2매의 제수판을 평행하게 배치할 수 있으므로, 밸런스가 양호한 구조를 실현할 수 있다.

2매의 제수판에 의해 나뉘어지는 윙 탱크 내의 3개의 구획을 진행 방향 후방으로부터 A구획, B구획 및 C구획이라고 하고, A구획, B구획 및 C구획의 진행 방향의 길이 치수의 합계를 100이라고 한 경우에, 2매의 제수판은 A구획 및 C구획이 27 이상 40 이하로 되는 위치에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 비율 범위이면, 2매의 제수판의 양측의 이중 선측벽 및 길이 격벽의 변형을 밸런스좋게 억제할 수 있다.

2매의 제수판은 선측 내각과 선저 내각의 교점 및 길이 격벽과 선저 내각의 교점을 사이에 두고, 선측 내각과, 선저 내각과 길이 격벽에 결합되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 제수판의 보강 효과를 최대한 발휘할 수 있다.

도 1은 거대 탱커의 탱크 구조의 일례를, 일부를 파단한 상태에서 나타내는 개략의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 II-II선을 따른 단면도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 보강 웹을 따른 III-III선을 따른 단면도이다.
도 4는 도 2에 나타낸 제수판을 따른 IV-IV선을 따른 단면도이다.
도 5(A)는 센터 탱크 내에 크로스타이가 설치되어 있는 종래의 탱크 유닛의 구조 강도를 나타내는 변형도이고, 도 5(B)는 센터 탱크 내의 크로스타이레스화를 실현한 본 실시형태의 탱크 유닛의 구조 강도를 나타내는 변형도이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 거대 탱커의 탱크 구조의 실시형태를 상세하게 설명한다.

도 1은 거대 탱커의 탱크 구조의 일례를, 일부를 파단한 상태에서 나타내는 개략의 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 II-II선을 따른 단면도이고, 도 3은 도 2에 나타낸 보강 웹을 따라 설정한 III-III선을 따른 단면도이고, 도 4는 도 2에 나타낸 제수판을 따라 설정한 IV-IV선을 따른 단면도이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 거대 탱커의 탱크 구조(1)는 이중 선저(3)와, 이중 선측벽(5)을 구비한 더블 헐 구조이고, 탱커의 진행 방향으로 3개의 탱크 유닛(7)(선수로부터 7A, 7B, 7C라고 함. 이하에서는, 특히 구별하지 않는 경우에는 단지 「탱크 유닛(7)」이라고 함)이 늘어서서 배치된 구조를 갖고 있다. 각 탱크 유닛(7)은 폭 방향으로 2개의 윙 탱크(25, 25)(이하에서는, 구별하는 경우에는 도시에 있어서 좌측을 윙 탱크(25a), 우측을 윙 탱크(25b)라고 함)와 센터 탱크(23)를 갖고 있다. 각 탱크(23, 25) 내에는 수송 대상의 중유 등의 유체가 충전된다. 도 1에 도시한 제 1 방향(D1)이 거대 탱커의 진행 방향이고, 진행 방향과 직교하는 제 2 방향(D2)이 폭 방향이고, 제 1 방향(D1) 및 제 2 방향(D2)과 직교하는 제 3 방향(D3)이 상하 방향이다. 본 실시형태에서는 각 탱크 유닛(7)의 길이 방향의 치수(L)(2개의 횡격벽(19, 19) 사이의 거리)는 약 50m, 폭 방향의 치수(W)(선측 외각(13, 13) 사이의 거리)는 약 60m, 높이 방향의 치수(H)(선저 외각(9)으로부터 데크(21)까지의 거리)는 약 29m이다.

이중 선저(3)는 선저 외각(9) 및 선저 내각(11)으로 이루어지고, 이중 선측벽(5)은 선측 외각(13) 및 선측 내각(15)으로 이루어진다. 선저 내각(11)과 선측 내각(15) 사이에는 양자를 연결하는 중간 내벽(16)이 연장되어 있다. 선각을 형성하는 강판의 판두께는 약 18.5㎜이다. 이중 선저(3) 및 이중 선측벽(5)의 내부 스페이스는 밸러스트수를 주입하는 밸러스트 탱크로서 기능한다. 1개의 탱크 유닛(7)은 선저 내각(11), 선측 내각(15), 진행 방향(D1)으로 연장되고 또한 폭 방향(D2)으로 간격을 두고서 배치된 2개의 길이 격벽(17, 17), 진행 방향(D1)과 직교하는 폭 방향(D2)으로 연장되는 2개의 횡격벽(19, 19) 및 데크(21)에 의해 둘러싸인 1개의 센터 탱크(23)와 2개의 윙 탱크(25, 25)로 이루어진다. 도 1에서는, 진행 방향 (D1) 앞쪽의 탱크 유닛(7)의 일부를 파단한 상태에서 나타내고 있으며, 앞쪽(선미측)의 탱크 유닛(7C)의 내부가 보이는 상태로 도시되어 있다.

센터 탱크(23) 내에는 2개의 길이 격벽(17, 17)의 각각을 따라, 길이 격벽(17)과 선저 내각(11)과 데크(21)에 결합된 10개의 수직 웹(27)이 진행 방향(D1)으로 일정한 간격을 두고서 설치되어 있다. 양쪽의 길이 격벽(17)에 설치된 수직 웹(27)의 수는 합계로 20개이다. 각 수직 웹(27)의 하측 단부에는 선저 내각(11)을 향해서 서서히 높이 치수가 작아지도록 폭 방향으로 연장되는 연장부(27A)가 일체로 설치되어 있다. 각 수직 웹(27)의 상측 단부와 데크(21) 사이에도 데크(21)를 향해서 서서히 높이 치수가 작아지도록 폭 방향으로 연장되는 연장부(27B)가 일체로 설치되어 있다. 본 실시형태에서는, 특허문헌 1의 탱커와 마찬가지로, 센터 탱크(23) 내에 있어서 폭 방향에 대향하는 2개의 수직 웹(27)끼리가 크로스타이로 연결되어 있지 않다.

이중 선저(3) 및 이중 선측벽(5) 내에는 선저 외각(9), 선저 내각(11), 선측외각(13) 및 선측 내각(15)(본 실시형태에서는, 또한 중간벽부(16))에 결합된 10개의 보강 웹(29)이 1개의 윙 탱크(25)에 대응해서 진행 방향으로 간격을 두고서 설치되어 있다. 또한, 도 3에 나타내는 바와 같이 보강 웹(29)의 각각은 선측 외각(13) 및 선측 내각(15)에 결합된 제 1 보강 웹부(29A)와, 선측 외각(13), 선측 내각(15) 및 중간 벽부(16)에 결합되고, 중앙 부분에 경량화를 위한 관통 구멍을 갖는 제 2 보강 웹부(29B)와, 선저 외각(9) 및 선저 내각(11)에 결합된 윙 탱크측의 제 3 보강 웹부(29C)와, 센터 탱크측의 제 4 보강 웹부(29D)로 구성되어 있다. 본 명세서에 있어서는 이들 제 1 내지 제 4 보강 웹(29A∼29D)을 합쳐서 1개의 보강 웹(29)으로 표현하고 있다. 수직 웹(27)과 보강 웹(29)은 폭 방향에 대향하는 위치에 각각 설치되어 있다.

도 1, 도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이 좌우의 윙 탱크(25, 25)의 각각 내에는 선측 내각(15)과, 선저 내각(11)과 길이 격벽(17)에 결합된 상태에서 2매의 제수판(31, 31)이 진행 방향(D1)으로 간격을 두고서 배치되어 있다. 2매의 제수판(31, 31)의 각각은 윙 탱크(25) 내에 저장되는 유체가 통과하는 관통 구멍(31A)이 형성되어 있다. 2매의 제수판(31, 31)은 1개의 윙 탱크(25)를 진행 방향(D1)으로 3분할하도록, 1개의 수직 웹(27)과 1개의 보강 웹(29)(29A 및 29B, 29C)에 대향하는 위치에 설치되어 있다. 2매의 제수판에 의해 나뉘어지는 윙 탱크 내의 3개의 구획을 진행 방향 후방으로부터 A구획, B구획 및 C구획이라고 하고, A구획, B구획 및 C구획의 진행 방향의 길이 치수의 합계(A+B+C)를 100이라고 한 경우에, A구획 및 C구획의 길이 치수가 27 이상 40 이하로 되는 위치에 2매의 제수판(31, 31)은 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 보다 구체적으로는 2매의 제수판(31, 31)은 A:B:C=36:28:36이 되도록 배치되어 있다. 2매의 제수판(31, 31)은 선측 내각(15)과 선저 내각(11)의 교점 및 길이 격벽(17)과 선저 내각(11)의 교점을 사이에 두고(본실시형태에서는, 중간벽부(16)를 따라), 선측 내각(15)과, 선저 내각(11)과 길이 격벽(17)에 결합되어 있다.

본 실시형태에서는 2매의 제수판(31, 31)은 같은 형상 치수를 갖고 있다. 따라서, 제조가 용이하다. 2매의 제수판(31, 31)의 높이 치수(h)는 윙 탱크(25)의 높이 치수의 거의 반분의 치수를 갖고 있다. 그리고, 2매의 제수판(31, 31)의 상단의 폭 방향의 양단에는 상방을 향해서 폭 치수가 작아지는 테이퍼부(31B)가 각각 설치되어 있다.

<구조 강도>

도 5(A)는 센터 탱크(23') 내에 크로스타이가 설치되어 있는 종래의 탱크 유닛의 구조 강도를 나타내는 변형도이며, 도 5(B)는 센터 탱크(23) 내의 크로스타이레스화를 실현한 본 실시형태의 탱크 유닛의 구조 강도를 나타내는 변형도이다. 이들 변형도는 컴퓨터로 시뮬레이션한 것이며, 이 도면에서는 이해를 용이하게 하기 위해 변형된 치수를 실제의 150배로 강조해서 도시하고 있다. 도 5(A), 도 5(B) 모두 도 2에 상당하는 단면도이고, 3개의 탱크 유닛(7) 중, 중앙에 위치하는 탱크 유닛(7B)의 변형을 주로 나타내고 있다. 도 5(A)에는 본 실시형태의 부재와 대응하는 부재에는 본 실시형태에 첨부한 부호에 「'」를 붙인 부호를 첨부하고 있다. 또한, 도 5(B)에서는 센터 탱크(23) 내의 수직 웹(27)의 도시는 생략하고 있다.

이 예에서는, 탱크 유닛 내의 벽부에 과혹한 응력이 가해지는 상황의 1개, 즉, 중앙의 탱크 유닛(7B, 7B')은 좌측의 윙 탱크(25a, 25a')만 유체로 채워져 있고, 선미측 및 선수측의 탱크 유닛(7A, 7C, 7A', 7C')은 우측의 윙 탱크(25b, 25b')만 유체로 채워진 상태를 예로 하고 있다. 이 예에서, 중앙의 탱크 유닛(7, 7')에서 가장 변형되는 개소는 좌측의 윙 탱크(25a, 25a')의 길이 격벽(17, 17')이다. 그 때문에, 이 개소의 변형 정도를 비교하면, (A)의 종래의 경우에 좌측의 윙 탱크(25a')에서는 길이 격벽(17')은 최대로 30.3㎜ 센터 탱크(23')측으로 변형된 것에 대하여, (B)의 본 실시형태의 경우에는 좌측의 윙 탱크(25a)에서는 길이 격벽(17)은 최대로 18.6㎜ 센터 탱크(23)측으로 변형되는 정도에 머무르고 있다. 이 시뮬레이션 결과로부터, 본 실시형태에 의해 센터 탱크(23) 내의 크로스타이레스화를 실현하면서, 충분한 강도가 얻어지는 것을 알 수 있다.

상기 실시형태는 일례로서 기재한 것이며, 그 요지를 일탈하지 않는 한, 본 발명은 본 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 의하면, 종래보다 저렴하게 또한 거대 탱커의 중량을 증대시키지 않고, 센터 탱크 내에 크로스타이가 없는 거대 탱커의 탱크 구조를 제공할 수 있다.

1 : 탱크 구조 3 : 이중 선저
52 : 이중 선측벽 7 : 탱크 유닛
9 : 선저 외각 11 : 선저 내각
13 : 선측 외각 15 : 선측 내각
16 : 중간 내벽 17 : 길이 격벽
19 : 횡격벽 21 : 데크
23 : 센터 탱크 25 : 윙 탱크
27 : 수직 웹 27A : 연장부
27B : 연장부 29 : 보강 웹
31 : 제수판 31A : 관통 구멍
31B : 테이퍼부

Claims (5)

1. 선저 외각 및 선저 내각으로 이루어지는 이중 선저와 선측 외각 및 선측 내각으로 이루어지는 이중 선측벽을 구비한 더블 헐 구조의 선각의 내부에, 상기 선저 내각, 상기 선측 내각, 진행 방향으로 연장되는 2개의 길이 격벽, 상기 진행 방향과 직교하는 폭 방향으로 연장되는 2개의 횡격벽 및 데크에 의해 둘러싸인 센터 탱크와 2개의 윙 탱크로 이루어지는 탱크 유닛이 상기 진행 방향으로 적어도 3개 이상 늘어서서 배치되어 있고,
   상기 길이 격벽과 상기 선저 내각과 상기 데크에 결합된 수직 웹이 상기 센터 탱크 내에 상기 진행 방향으로 간격을 두고서 9개 이상 설치되어 있고,
   상기 선저 외각, 상기 선저 내각, 상기 선측 외각 및 상기 선측 내각에 결합된 보강 웹이 1개의 상기 윙 탱크에 대응해서 상기 진행 방향으로 간격을 두고서 9개 이상 설치되어 있고,
   상기 센터 탱크 내에 있어서 상기 폭 방향에 대향하는 2개의 상기 수직 웹끼리가 크로스타이로 연결되어 있지 않은 거대 탱커의 탱크 구조로서,
   상기 윙 탱크 내에는 상기 선측 내각과, 상기 선저 내각과 상기 길이 격벽에 결합된 상태에서 2매의 제수판이 배치되어 있고,
   상기 2매의 제수판은 상기 수직 웹과 상기 보강 웹에 대향하는 위치에 상기 진행 방향으로 간격을 두고서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 거대 탱커의 탱크 구조.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 2매의 제수판이 같은 형상 치수를 갖고 있는 거대 탱커의 탱크 구조.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 9개 이상의 수직 웹과 상기 9개 이상의 보강 웹은 상기 폭 방향에 대향하는 위치에 각각 설치되어 있는 거대 탱커의 탱크 구조.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 2매의 제수판에 의해 나뉘어지는 상기 윙 탱크 내의 3개의 구획을 상기진행 방향 후방으로부터 A구획, B구획 및 C구획이라고 하고, 상기 A구획, 상기 B구획 및 상기 C구획의 상기 진행 방향의 길이 치수의 합계를 100이라고 한 경우에, 상기 2매의 제수판은 상기 A구획 및 상기 C구획이 27 이상 40 이하로 되는 위치에 배치되어 있는 거대 탱커의 탱크 구조.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 2매의 제수판은 상기 선측 내각과 상기 선저 내각의 교점 및 상기 길이격벽과 상기 선저 내각의 교점을 사이에 두고, 상기 선측 내각과, 상기 선저 내각과 상기 길이 격벽에 결합되어 있는 거대 탱커의 탱크 구조.

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