KR20210152834A - Metal membrane for liquefied gas storage tank - Google Patents

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KR20210152834A
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liquefied gas
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지혜련
박성우
이재봉
황윤식
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대우조선해양 주식회사
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Abstract

Disclosed is a metal membrane for a liquefied gas storage tank. The metal membrane for the liquefied gas storage tank according to the present invention comprises: a first membrane sheet made of a flat metal sheet; a second membrane sheet connected to two parallel sides among four sides of the first membrane sheet and including equal to or more than two longitudinal wrinkle units extending along the longitudinal direction of the sheet; a third membrane sheet connected to the other two sides to which the second membrane sheet is not connected among the four sides of the first membrane sheet and including equal to or more than two transverse wrinkle units extending along the longitudinal direction of the sheet; and a fourth membrane sheet connected between the second membrane sheet and the third membrane sheet and including a connecting wrinkle unit on the sheet for connecting the longitudinal and transverse wrinkle units to each other. An objective of the present invention is to develop and provide a unique structure of the metal membrane for the liquefied gas storage tank.

Description

액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인 {METAL MEMBRANE FOR LIQUEFIED GAS STORAGE TANK}Metal membrane for liquefied gas storage tanks {METAL MEMBRANE FOR LIQUEFIED GAS STORAGE TANK}

본 발명은 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 압축 성형 방식으로 가공되는 영역을 최소화함으로써 시공성의 향상 및 가공비의 절감의 효과를 가짐은 물론 피로수명의 향상을 통하여 액화가스 저장탱크의 구조적 안정성을 확보하는 것이 가능한 금속 멤브레인에 관한 것이다.The present invention relates to a metal membrane for a liquefied gas storage tank, and more particularly, has the effect of improving workability and reducing processing costs by minimizing the area processed by the compression molding method, as well as improving the fatigue life of liquefied gas It relates to a metal membrane capable of ensuring the structural stability of a storage tank.

천연가스는 대기압에서 대략 -162℃의 온도에 이르게 되면 액체상태를 유지하므로 단열 기능을 가진 저장탱크에 액체상태로 저장할 수 있다.Natural gas maintains a liquid state when it reaches a temperature of about -162°C at atmospheric pressure, so it can be stored in a liquid state in a storage tank with a thermal insulation function.

액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 'LNG')와 같은 액화가스를 저장하는 저장탱크는 극저온 유체를 안전하게 저장하기 위하여 열전달을 차단하는 재료로 이루어지는 단열층과 밀봉 기능을 가지는 멤브레인(membrane, 흔히 '밀봉벽'이라고도 함)을 포함하는 단열구조를 가진다. 이때, 멤브레인은 극저온의 유체에 의한 반복적인 온도 변화 및 하중 변화에 대응하여 팽창 및 수축이 가능하도록 설계 및 제작되어야 한다. A storage tank for storing liquefied gas such as liquefied natural gas (LNG) is an insulating layer made of a material that blocks heat transfer in order to safely store cryogenic fluids and a membrane having a sealing function. It has a thermal insulation structure including 'wall'). In this case, the membrane should be designed and manufactured to allow expansion and contraction in response to repeated temperature changes and load changes caused by cryogenic fluid.

일반적으로 멤브레인은 극저온 상태에 의한 응력 변화에 대응할 수 있도록 저온 취성이 강한 금속 재질로 마련되며, 다수의 멤브레인 시트가 겹치기 용접에 의해 서로 연결되어 저장탱크의 기밀성이 유지되도록 한다.In general, the membrane is made of a metal material with strong low-temperature brittleness to cope with the stress change caused by the cryogenic state, and a plurality of membrane sheets are connected to each other by overlap welding to maintain the airtightness of the storage tank.

그리고, 극저온 상태에 의한 열수축 발생시 용접 부위에 열응력이 발생하여 파손되는 위험성을 방지하기 위하여, 멤브레인은 낮은 면강성(In-plate stiffness)을 갖도록 종방향 및 횡방향으로 배열된 복수의 주름부(corrugation)를 포함한다.And, in order to prevent the risk of damage due to thermal stress generated at the welding site when heat shrinkage occurs due to the cryogenic state, the membrane has a plurality of wrinkles arranged in the longitudinal and transverse directions to have low in-plate stiffness ( corrugation).

도 1은 종래기술에 따른 액화가스 저장탱크의 멤브레인을 구성하는 단위 멤브레인 시트를 도시한 도면이고, 도 2는 종래 단위 멤브레인 시트의 압축 성형 가공에 따른 문제점을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a unit membrane sheet constituting a membrane of a liquefied gas storage tank according to the prior art, and FIG. 2 is a view for explaining a problem according to the conventional compression molding process of the unit membrane sheet.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 액화가스 저장탱크에서 멤브레인을 구성하는 단위 멤브레인 시트(10)는 사각형의 단면을 가지는 얇은 금속판으로서, 온도 및 하중의 변화에 팽창 및 수축이 용이하도록 종방향 및 횡방향으로 배열된 복수의 주름부(11)를 포함하며, 서로 이웃하는 단위 멤브레인 시트(10)끼리 가장자리가 서로 겹치기 용접되어 멤브레인을 구성한다.As shown in FIG. 1, the unit membrane sheet 10 constituting the membrane in the conventional liquefied gas storage tank is a thin metal plate having a rectangular cross section, and has longitudinal and It includes a plurality of pleats 11 arranged in a transverse direction, and the edges of adjacent unit membrane sheets 10 are overlapped and welded to form a membrane.

이때, 주름부(11)는 멤브레인 시트(10)에서 평평하게 형성되는 평판부(12)로부터 융기되는 형태를 가지며, 종방향 및 횡방향 주름부(11)가 서로 교차하는 부위에는 교차부(13)가 형성된다.In this case, the pleats 11 have a shape raised from the flat plate portions 12 formed flat in the membrane sheet 10 , and the intersection portions 13 are formed at the intersections of the longitudinal and transverse pleats 11 . ) is formed.

이와 같이 종래의 멤브레인 시트(10)는 종방향 및 횡방향 주름부(11)가 교차하는 부위에 복잡한 형상을 가지는 교차부(13)가 형성되기에 주름부(11) 및 교차부(13)의 형성이 압축 성형 방식으로 이루어져야 한다.As described above, in the conventional membrane sheet 10 , the cross section 13 having a complex shape is formed at the site where the longitudinal and transverse folds 11 intersect, so the pleats 11 and the cross section 13 are Formation must be done in a compression molding manner.

한편, 교차부(13)의 복잡한 형상을 회피하기 위하여 종방향 및 횡방향 주름부(11)가 서로 교차되지 않도록 독립적인 주름을 이루는 구조가 제안된 바 있는데, 이러한 구조에 따른다 하더라도 기존의 멤브레인 시트(10)는 하나의 단위 시트 내에 종방향 및 횡방향으로 형성되는 주름부(11)를 모두 포함하고 있기에 주름부(11)의 형성이 압축 성형 방식에 의해 이루어질 수밖에 없었다.On the other hand, in order to avoid the complicated shape of the cross section 13, a structure in which the longitudinal and transverse folds 11 do not intersect each other has been proposed to form independent pleats. Even according to this structure, the existing membrane sheet Since the reference numeral 10 includes both the wrinkled portions 11 formed in the longitudinal and transverse directions in one unit sheet, the formation of the wrinkled portions 11 had to be made by compression molding.

그런데, 종래와 같이 멤브레인 시트(10)에 주름부(11)를 가공하는 작업이 압축 성형 방식에 따르는 경우, 주름의 성형 과정에서 단위 멤브레인 시트(10) 원판의 각 단부로부터 수축되는 비율이 각 단부별로 일정하지 않기 때문에, 단위 멤브레인 시트(10)의 평판부(12)와 주름부(11) 간의 두께를 균일하게 형성시키기 어려운 문제가 있었다.However, when the process of processing the pleats 11 on the membrane sheet 10 as in the prior art is performed according to the compression molding method, the shrinkage ratio from each end of the original plate of the unit membrane sheet 10 during the forming of the pleats is at each end. Since it is not very constant, there is a problem in that it is difficult to uniformly form a thickness between the flat portion 12 and the wrinkle portion 11 of the unit membrane sheet 10 .

멤브레인에 형성되는 주름부(11)는 평판부(12)에 비해 단위면적당 집중되는 응력이 큰 부위인데, 상기와 같이 주름부(11)의 두께가 평판부(12)에 비해 얇게 형성되는 종래의 구조에 따르면, 저장탱크 내에서 발생하는 온도 및 하중 변화에 따른 피로도로 인하여 멤브레인의 내구성이 떨어지게 되며, 이는 결국 액화가스 저장탱크의 구조적 안정성을 저하시키는 결과가 된다.The wrinkled portion 11 formed in the membrane is a region with a greater concentration of stress per unit area compared to the flat plate portion 12 . According to the structure, the durability of the membrane is reduced due to fatigue due to temperature and load changes occurring in the storage tank, which in turn results in lowering the structural stability of the liquefied gas storage tank.

또한, 주름부(11)를 압축 성형 방식으로 가공하는 종래기술에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 멤브레인 시트(10) 원판의 늘어남 정도가 다름에 따라 규격을 벗어나는 부분(빗금친 부분)이 발생하게 되는데, 금형 영역을 제외한 해당 부분은 절단되어야 하므로 추가적인 절삭 가공이 필요할 뿐만 아니라 원판의 손실(loss)이 발생하는 문제가 있다.In addition, according to the prior art of processing the wrinkle part 11 in a compression molding method, as shown in FIG. 2 , as the degree of elongation of the original plate of the membrane sheet 10 is different, the part out of the specification (the hatched part) is This occurs, and since the part except for the mold area must be cut, additional cutting processing is required, and there is a problem in that the loss of the original plate occurs.

따라서, 상술한 멤브레인의 내구성 문제, 멤브레인의 가공성 문제 및 원판의 손실 문제 등을 해결하기 위하여, 액화가스 저장탱크에 적용되는 멤브레인의 디자인 변경의 검토가 요구되고 있다.Therefore, in order to solve the aforementioned problems of durability of the membrane, the problem of processability of the membrane, and the problem of loss of the original plate, it is required to examine the design change of the membrane applied to the liquefied gas storage tank.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 액화가스 저장탱크에 적용되는 금속 멤브레인에서 압축 성형 방식으로 가공되는 영역을 최소화함으로써, 멤브레인의 시공성 향상 및 가공비 절감의 효과를 가짐은 물론, 극저온 유체에 의해 발생하는 열응력에도 효과적으로 대응이 가능하여 멤브레인의 피로수명이 향상되고, 이에 따라 저장탱크의 구조적인 안정성을 확실하게 확보할 수 있는 독자적인 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인의 구조를 개발하여 제공하고자 하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to minimize the area processed by the compression molding method in the metal membrane applied to the liquefied gas storage tank, thereby improving the workability of the membrane and reducing the processing cost, as well as having the effect of reducing the processing cost of the membrane. The purpose of this study is to develop and provide a unique structure of a metal membrane for a liquefied gas storage tank that can effectively respond to thermal stress, improve the fatigue life of the membrane, and ensure the structural stability of the storage tank.

현재 액화가스 저장탱크 분야에서 상용되고 있는 멤브레인의 주름 구조는 대체로 프랑스 엔지니어링 회사인 GTT(Gaztransport & Technigaz)에 의해 개발된 구조를 따르고 있는 실정인데, 본 발명은 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인의 고유 설계를 개발하여 이에 관한 독자기술을 확보함으로써, 한국 조선업의 경쟁력을 높이고 국내산업의 발전에 기여하는 것을 궁극적인 목적으로 한다.The corrugated structure of the membrane currently used in the liquefied gas storage tank field generally follows the structure developed by GTT (Gaztransport & Technigaz), a French engineering company, but the present invention is a unique design of a metal membrane for a liquefied gas storage tank The ultimate goal is to enhance the competitiveness of the Korean shipbuilding industry and to contribute to the development of the domestic industry by developing and securing its own technology.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 평평한 금속 시트로 이루어지는 제1 멤브레인 시트; 상기 제1 멤브레인 시트의 네 변 중 평행을 이루는 두 변과 연결되며, 시트의 길이방향을 따라 연장되는 2 이상의 종방향 주름부를 포함하는 제2 멤브레인 시트; 상기 제1 멤브레인 시트의 네 변 중 상기 제2 멤브레인 시트가 연결되지 않는 나머지 두 변과 연결되며, 시트의 길이방향을 따라 연장되는 2 이상의 횡방향 주름부를 포함하는 제3 멤브레인 시트; 및 상기 제2 멤브레인 시트와 상기 제3 멤브레인 시트 사이에 연결되며, 시트 상에 상기 종방향 주름부 및 상기 횡방향 주름부를 서로 연결하는 연결 주름부를 포함하는 제4 멤브레인 시트를 포함하는, 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a first membrane sheet made of a flat metal sheet; a second membrane sheet connected to two parallel sides among the four sides of the first membrane sheet and including two or more longitudinal wrinkles extending along the longitudinal direction of the sheet; a third membrane sheet connected to the remaining two sides to which the second membrane sheet is not connected among the four sides of the first membrane sheet, and including two or more transverse wrinkled portions extending along the longitudinal direction of the sheet; and a fourth membrane sheet connected between the second membrane sheet and the third membrane sheet, the fourth membrane sheet having a connecting pleat on the sheet for connecting the longitudinal pleats and the transverse pleats to each other. A metal membrane for the tank may be provided.

상기 연결 주름부는, 상기 종방향 주름부가 홀수개로 마련되는 경우에 상기 제4 멤브레인 시트 상에서 종방향을 따른 중심선을 따라 형성되어, 상기 제2 멤브레인 시트 상에서 가운데에 형성되는 상기 종방향 주름부와 연결되는 제1 연결주름부; 상기 횡방향 주름부가 홀수개로 마련되는 경우에 상기 제4 멤브레인 시트 상에서 횡방향을 따른 중심선을 따라 형성되어, 상기 제3 멤브레인 시트 상에서 가운데에 형성되는 상기 횡방향 주름부와 연결되는 제2 연결주름부; 및 상기 제4 멤브레인 시트의 각 코너부에 라운드지게 형성되어, 상기 제1 연결주름부 또는 상기 제2 연결주름부와 연결되지 않는 상기 종방향 주름부 및 상기 횡방향 주름부를 서로 연결하는 제3 연결주름부를 포함할 수 있다.The connecting pleats are formed along a centerline along the longitudinal direction on the fourth membrane sheet when the longitudinal pleats are provided in an odd number, and are connected to the longitudinal pleats formed in the middle on the second membrane sheet a first connecting wrinkle; When an odd number of the transverse pleats are provided, a second connection pleat is formed along a center line in the transverse direction on the fourth membrane sheet and is connected to the transverse pleats formed in the center of the third membrane sheet. ; and a third connection formed in a rounded corner at each corner of the fourth membrane sheet to connect the longitudinal pleats and the transverse pleats that are not connected to the first connecting pleats or the second connecting pleats to each other It may include a wrinkle part.

상기 제1 연결주름부와 연결되어 일직선상으로 형성되는 다수의 상기 종방향 주름부와, 상기 제2 연결주름부와 연결되어 일직선상으로 형성되는 다수의 상기 횡방향 주름부가 서로 직교하여 격자 구조를 이룰 수 있다.The plurality of longitudinal corrugations connected to the first connecting wrinkle part and formed in a straight line, and the plurality of the transverse corrugation parts connected with the second connecting wrinkle part and formed in a straight line are orthogonal to each other to form a lattice structure can be achieved

상기 제3 연결부와 연결되는 상기 종방향 주름부 및 상기 횡방향 주름부는 상기 제1 멤브레인 시트의 주변부를 따라 루프 형태를 이룰 수 있다.The longitudinal folds and the transverse folds connected to the third connection part may form a loop shape along a periphery of the first membrane sheet.

상기 제2 멤브레인 시트와 상기 제3 멤브레인 시트는 각각 시트의 길이방향을 따라 일직선상으로 형성되는 주름만을 포함하여 폴딩 공법으로 주름부의 가공이 이루어질 수 있다.Each of the second membrane sheet and the third membrane sheet may include only wrinkles formed in a straight line along the longitudinal direction of the sheet, and the wrinkle portion may be processed by a folding method.

상기 연결 주름부는, 상기 제1 연결주름부와 상기 제2 연결주름부가 교차되는 부위에 형성되는 교차부를 더 포함하며, 상기 제4 멤브레인 시트는 압축 성형 방식으로 주름부의 가공이 이루어질 수 있다.The connecting pleats may further include a cross section formed at an intersection of the first connecting pleats and the second connecting pleats, and the fourth membrane sheet may be processed by compression molding.

상기 교차부는 상기 제1 연결주름부 및 상기 제2 연결주름부의 상면보다 상대적으로 낮게 형성될 수 있다.The crossing portion may be formed to be relatively lower than upper surfaces of the first connecting pleats and the second connecting pleats.

한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 평평한 형태의 제1 멤브레인 시트와, 상기 제1 멤브레인 시트의 네 변 중에서 평행을 이루는 두 변과 연결되는 제2 멤브레인 시트와, 상기 제1 멤브레인 시트의 나머지 두 면에 연결되는 제3 멤브레인 시트와, 제2 멤브레인 시트와 제3 멤브레인 시트의 사이에 연결되는 제4 멤브레인 시트를 포함하여 밀봉을 구성하는 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인에 있어서, 상기 제2 멤브레인 시트와 상기 제3 멤브레인 시트는 각 시트의 길이방향을 따라 일직선상으로 형성되는 일방향 주름부만을 포함하여 폴딩 공법으로 주름부의 가공이 가능하고, 상기 제4 멤브레인 시트에 상기 일방향 주름부를 서로 연결하는 십(十)자 형태의 주름부 혹은 엘보우 형태의 주름부를 포함함으로써, 전체 멤브레인 중에서 압축 성형 방식으로 주름부의 가공이 이루어지는 것을 제4 멤브레인 시트의 영역으로만 최소화시키는 것이 가능한 것을 특징으로 하는, 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인이 제공될 수 있다.Meanwhile, according to another aspect of the present invention for achieving the above object, a flat first membrane sheet, a second membrane sheet connected to two parallel sides among four sides of the first membrane sheet, and the A metal membrane for a liquefied gas storage tank comprising a third membrane sheet connected to the other two surfaces of the first membrane sheet, and a fourth membrane sheet connected between the second membrane sheet and the third membrane sheet, constituting a seal. In the following, the second membrane sheet and the third membrane sheet include only unidirectional wrinkled parts formed in a straight line along the longitudinal direction of each sheet, so that the wrinkle part can be processed by a folding method, and the wrinkle part can be processed on the fourth membrane sheet in the one direction. It is possible to minimize the processing of the pleats in the compression molding method among the entire membrane to only the area of the fourth membrane sheet by including a ten-shaped pleat or an elbow-shaped pleat that connects the pleats to each other. A metal membrane for a liquefied gas storage tank may be provided.

본 발명에 의하면, 액화가스 저장탱크에 적용되는 금속 멤브레인에서 압축 성형 방식으로 가공되어야 하는 영역이 최소화됨에 따라, 멤브레인의 가공 작업이 단순화되어 시공성 향상 및 가공비 절감의 효과를 도모할 수 있음은 물론, 멤브레인에 주름부 형성시 발생하는 원판의 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, as the area to be processed by the compression molding method in the metal membrane applied to the liquefied gas storage tank is minimized, the processing operation of the membrane is simplified, thereby improving the workability and reducing the processing cost. It has the effect of reducing the loss of the original plate that occurs when the wrinkle is formed on the membrane.

또한, 본 발명에 의하면, 금속 멤브레인의 대부분의 영역이 평평한 멤브레인 시트 또는 폴딩 공법으로 가공되는 멤브레인 시트로 이루어지므로, 멤브레인의 대부분의 영역에서 평판부 및 주름부의 두께를 균일하게 형성하는 것이 가능하여, 멤브레인 상에서 응력이 어느 한 곳에 집중되지 않고 고르게 분산되도록 구성할 수 있다.In addition, according to the present invention, since most regions of the metal membrane are made of a flat membrane sheet or a membrane sheet processed by a folding method, it is possible to uniformly form the thickness of the flat plate part and the wrinkle part in most regions of the membrane, It can be configured so that stress is not concentrated in any one place on the membrane and is evenly distributed.

더불어, 본 발명은 금속 멤브레인에서 압축 성형 방식으로 가공되는 멤브레인 시트에 대해서도 기존보다 개선된 교차부의 형상을 가지도록 설계함으로써, 금속 멤브레인의 전체 영역에서 극저온 유체에 의해 발생하는 열응력에 효과적인 대응이 가능하여 멤브레인의 피로수명이 현저하게 향상되고, 이에 따라 액화가스 저장탱크의 구조적 안정성을 확실하게 확보하는 것이 가능하다.In addition, the present invention is designed to have an improved cross section shape than before for a membrane sheet processed by compression molding on a metal membrane, so that it is possible to effectively respond to thermal stress caused by cryogenic fluid in the entire area of the metal membrane Thus, the fatigue life of the membrane is remarkably improved, and thus, it is possible to reliably secure the structural stability of the liquefied gas storage tank.

도 1은 종래기술에 따른 액화가스 저장탱크의 멤브레인을 구성하는 단위 멤브레인 시트를 도시한 도면이다.
도 2는 종래 단위 멤브레인 시트의 압축 성형 가공에 따른 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인을 구성하는 멤브레인 시트들을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인의 연결구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인의 연결구조를 도시한 또 다른 도면이다.
도 7은 도 6에서 A로 표시된 부분을 사시도로 표현한 도면이다.
도 8은 본 발명의 멤브레인이 단열층 상부의 앵커 스트립에 용접되는 방식으로 고정되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 멤브레인이 단열층 상부에 설치되는 고정장치에 의해 기계적인 방식으로 고정되는 것을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a unit membrane sheet constituting a membrane of a liquefied gas storage tank according to the prior art.
2 is a view for explaining a problem according to the compression molding process of the conventional unit membrane sheet.
3 is a view showing a schematic structure of a metal membrane for a liquefied gas storage tank according to the present invention.
4 is a view showing the membrane sheets constituting the metal membrane for a liquefied gas storage tank according to the present invention.
5 is a view showing a connection structure of a metal membrane for a liquefied gas storage tank according to the present invention.
6 is another view showing the connection structure of the metal membrane for a liquefied gas storage tank according to the present invention.
7 is a perspective view of a portion indicated by A in FIG. 6 .
8 is a view for explaining that the membrane of the present invention is fixed in a manner that is welded to the anchor strip above the heat insulating layer.
9 is a view for explaining that the membrane of the present invention is mechanically fixed by a fixing device installed on the heat insulating layer.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 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 illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

본 명세서에서 관례상 저장탱크의 요소에 적용된 용어 '상부' 또는 '위'는 중력에 대한 방향과는 관계없이 저장탱크의 내측을 향하는 방향을 가리키는 것이고, 마찬가지로 용어 '하부' 또는 '아래'는 중력에 대한 방향과는 관계없이 저장탱크의 외측을 향하는 방향을 가리키는 것이다.As used herein, the term 'upper' or 'above' as customarily applied to an element of a storage tank refers to a direction toward the inside of the storage tank irrespective of the direction to gravity, likewise the term 'lower' or 'below' Regardless of the direction, it indicates the direction toward the outside of the storage tank.

또한, 본 발명에서 '액화가스'는, LNG를 비롯하여 LPG(Liquefied Petroleum Gas), LEG(Liquefied Ethane Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas) 등과 같이 저온으로 액화시켜 저장 및 수송될 수 있는 모든 종류의 액화가스를 포함할 수 있음을 첨언한다.In addition, in the present invention, 'liquefied gas' is liquefied at a low temperature such as LNG, LPG (Liquefied Petroleum Gas), LEG (Liquefied Ethane Gas), liquefied ethylene gas (Liquefied Ethylene Gas), liquefied propylene gas (Liquefied Propylene Gas), etc. It should be added that it can include all kinds of liquefied gas that can be stored and transported.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in each figure indicate like elements.

도 3은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인의 개략적인 구조를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인을 구성하는 멤브레인 시트들을 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인의 연결구조를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인의 연결구조를 도시한 또 다른 도면이며, 도 7은 도 6에서 A로 표시된 부분을 사시도로 표현한 도면이다.3 is a view showing a schematic structure of a metal membrane for a liquefied gas storage tank according to the present invention, and FIG. 4 is a view showing membrane sheets constituting the metal membrane for a liquefied gas storage tank according to the present invention. Figure 5 is a view showing the connection structure of the metal membrane for a liquefied gas storage tank according to the present invention, Figure 6 is another view showing the connection structure of the metal membrane for a liquefied gas storage tank according to the present invention, Figure 7 FIG. 6 is a perspective view of a portion indicated by A. Referring to FIG.

본 발명에 따른 액화가스 저장탱크는 극저온의 액화가스를 안전하게 저장하기 위하여 열전달을 차단하는 재료로 이루어지는 단열층(미도시)과 밀봉 기능을 가지는 멤브레인을 포함할 수 있다.The liquefied gas storage tank according to the present invention may include an insulating layer (not shown) made of a material that blocks heat transfer and a membrane having a sealing function in order to safely store cryogenic liquefied gas.

이때, 멤브레인은 극저온의 액화가스에 의한 응력 변화에 대응할 수 있도록 저온 취성이 강한 금속 재질로 마련될 수 있으며, 바람직하게는 스테인리스강(SUS)이나 인바(Invar) 또는 알루미늄(Aluminum) 합급 등의 저온강이 이용될 수 있다.At this time, the membrane may be made of a metal material with strong low-temperature brittleness to cope with the stress change caused by the cryogenic liquefied gas, and preferably at a low temperature such as stainless steel (SUS), Invar, or aluminum alloy. Rivers can be used.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인(100)은 서로 형태가 다른 네 종류의 멤브레인 시트(110, 120, 130, 140)들로 구성될 수 있다.3 to 6 , the metal membrane 100 for a liquefied gas storage tank according to the present invention may be composed of four types of membrane sheets 110 , 120 , 130 and 140 having different shapes.

구체적으로, 본 발명의 금속 멤브레인(100)은, 평평한 금속 시트 이루어지는 제1 멤브레인 시트(110)와, 평평한 금속 시트 상에 적어도 2 이상의 종방향 주름부(121)가 나란하게 형성되는 제2 멤브레인 시트(120)와, 평평한 금속 시트 상에 적어도 2 이상의 횡방향 주름부(131)가 나란하게 형성되는 제3 멤브레인 시트(130)와, 평평한 금속 시트 상에 상기 종방향 주름부(121)와 횡방향 주름부(131)를 서로 연결하도록 연결 주름부(141, 142, 144)가 형성되는 제4 멤브레인 시트를 포함할 수 있다.Specifically, the metal membrane 100 of the present invention includes a first membrane sheet 110 made of a flat metal sheet, and a second membrane sheet having at least two longitudinal wrinkles 121 formed in parallel on the flat metal sheet. 120, a third membrane sheet 130 in which at least two or more transverse corrugations 131 are formed side by side on a flat metal sheet, and the longitudinal corrugation 121 and the transverse direction on the flat metal sheet It may include a fourth membrane sheet in which the connection pleats 141 , 142 , 144 are formed to connect the pleats 131 to each other.

제1 멤브레인 시트(110)는 별도의 가공 없이 평평한 형태를 가지며 단면이 사각형 형상인 금속 시트로 이루어질 수 있다. 도면에는 제1 멤브레인 시트(110)의 단면이 정사각형인 것이 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 멤브레인 시트(110)의 단면은 직사각형 형상으로 이루어질 수도 있다.The first membrane sheet 110 may be formed of a metal sheet having a flat shape and a rectangular cross-section without additional processing. Although the figure shows that the cross-section of the first membrane sheet 110 is square, the present invention is not limited thereto, and the cross-section of the first membrane sheet 110 may have a rectangular shape.

제2 멤브레인 시트(120)는 제1 멤브레인 시트(110)의 네 변 중 서로 평행을 이루는 두 변과 연결되며, 이때 제2 멤브레인 시트(120) 상에는 연결되는 제1 멤브레인 시트(110)의 가장자리 변과 평행한 방향으로 연장되는 2 이상의 종방향 주름부(121)가 형성될 수 있다.The second membrane sheet 120 is connected to two sides parallel to each other among the four sides of the first membrane sheet 110 , and in this case, the edge side of the first membrane sheet 110 connected to the second membrane sheet 120 is on the second membrane sheet 120 . Two or more longitudinal wrinkles 121 extending in a direction parallel to may be formed.

제3 멤브레인 시트(130)는 제1 멤브레인 시트(110)의 네 변 중 제2 멤브레인 시트(120)가 연결되는 두 변과 직교하는 방향으로 형성되는 나머지 두 변과 연결되며, 이때 제3 멤브레인 시트(130) 상에는 연결되는 제1 멤브레인 시트(110)의 가장자리 변과 평행한 방향으로 연장되는 2 이상의 횡방향 주름부(131)가 형성될 수 있다.The third membrane sheet 130 is connected to the other two sides formed in a direction orthogonal to the two sides to which the second membrane sheet 120 is connected among the four sides of the first membrane sheet 110, and in this case, the third membrane sheet Two or more transverse folds 131 extending in a direction parallel to the edge of the first membrane sheet 110 to be connected may be formed on the 130 .

제2 멤브레인 시트(120) 및 제3 멤브레인 시트(130)는 각각의 시트가 연결되는 제1 멤브레인 시트(110)의 변에 대응되는 길이를 가지되, 겹치기 용접을 고려하여 제1 멤브레인 시트(110)의 변의 길이보다 다소 작게 제작될 수 있다. The second membrane sheet 120 and the third membrane sheet 130 have a length corresponding to the side of the first membrane sheet 110 to which each sheet is connected, and the first membrane sheet 110 in consideration of overlap welding. ) can be made slightly smaller than the length of the side.

그리고, 제2 멤브레인 시트(120) 및 제3 멤브레인 시트(130)의 폭은 열변형에 대응이 용이하도록 길이보다 상대적으로 좁게 마련될 수 있다. 이에 따라 제2 및 제3 멤브레인 시트(120, 130)는 단면이 직사각형 형상을 이룰 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the widths of the second membrane sheet 120 and the third membrane sheet 130 may be provided to be relatively narrower than the length to easily respond to thermal deformation. Accordingly, the second and third membrane sheets 120 and 130 may have a rectangular cross-section, but the present invention is not necessarily limited thereto.

한편, 도면에 도시된 바에서 알 수 있듯이, 제2 멤브레인 시트(120)와 제3 멤브레인 시트(130)는 설치되는 방향만 다를 뿐 형태는 유사하게 제작될 수 있으며, 특히 제1 멤브레인 시트(110)의 단면이 정사각형인 경우에는 제2 멤브레인 시트(120)와 제3 멤브레인 시트(130)가 동일한(길이와 폭이 동일한) 부재로 제작될 수 있을 것이다.On the other hand, as can be seen from the drawings, the second membrane sheet 120 and the third membrane sheet 130 may be manufactured in a similar shape except in the direction in which they are installed, and in particular, the first membrane sheet 110 . ) has a square cross-section, the second membrane sheet 120 and the third membrane sheet 130 may be made of the same member (the same length and the same width).

제2 멤브레인 시트(120)와 제3 멤브레인 시트(130)에 형성되는 종방향 주름부(121) 및 횡방향 주름부(131)는 저장탱크의 내측 방향을 향하여 융기되는 형태로 형성될 수 있다.The longitudinal folds 121 and the transverse folds 131 formed on the second membrane sheet 120 and the third membrane sheet 130 may be formed to protrude toward the inner direction of the storage tank.

제2 멤브레인 시트(120)에 형성되는 종방향 주름부(121)와 제3 멤브레인 시트(130)에 형성되는 횡방향 주름부(131)는 각각 2 이상으로 형성될 수 있으며, 이하에서는 각각의 멤브레인 시트(120, 130)에 3개의 주름부(121, 131)가 형성되는 것을 바람직한 실시예로 들어 설명한다.The longitudinal folds 121 formed on the second membrane sheet 120 and the transverse folds 131 formed on the third membrane sheet 130 may each be formed in two or more, hereinafter, each of the membranes It will be described with reference to a preferred embodiment that the three folds (121, 131) are formed on the sheets (120, 130).

이와 같이 본 발명에서는 제2 및 제3 멤브레인 시트(120, 130) 각각에 적어도 2 이상의 주름부(121, 131)가 연달아 형성됨에 따라, 기존에 주름부가 가로방향 또는 세로방향으로 1개씩 구성되는 것과 대비하여 극저온의 유체에 의한 열수축에 보다 효율적인 대응이 가능하다. 또한, 본 발명은 기존에 공지된 다른 멤브레인의 구조와 대비하여 멤브레인에 형성되는 주름부의 높이를 줄일 수 있으며, 주름부의 높이가 줄어드는만큼 저장탱크 내에서 발생하는 슬로싱(sloshing)과 같은 동적 하중에도 대응이 용이하다는 장점이 있다.As described above, in the present invention, as at least two or more wrinkled portions 121 and 131 are sequentially formed on each of the second and third membrane sheets 120 and 130, the existing wrinkle portions are configured one by one in the horizontal or vertical direction. In contrast, it is possible to respond more efficiently to heat shrinkage caused by cryogenic fluids. In addition, the present invention can reduce the height of the corrugation formed in the membrane compared to other known structures of the membrane, and as the height of the corrugation is reduced, it can withstand a dynamic load such as sloshing occurring in the storage tank. It has the advantage of being easy to respond to.

제4 멤브레인 시트(140)는 단면이 사각형 형상인 금속 시트로 마련될 수 있으며, 네 변 중 평행을 이루는 어느 두 변이 제2 멤브레인 시트(120)의 단변과 연결되고 나머지 두 변은 제3 멤브레인 시트(130)의 단변과 연결된다. 따라서 제4 멤브레인 시트(140)는 어느 하나의 제1 멤브레인 시트(120)의 꼭짓점과 다른 제1 멤브레인 시트(120)의 꼭짓점 사이에 배치될 수 있다.The fourth membrane sheet 140 may be provided as a metal sheet having a rectangular cross-section, any two parallel sides of the four sides are connected to the short side of the second membrane sheet 120 , and the other two sides are the third membrane sheet It is connected to the short side of (130). Accordingly, the fourth membrane sheet 140 may be disposed between the vertices of one of the first membrane sheets 120 and the vertices of the other first membrane sheet 120 .

제2 멤브레인 시트(120)와 제3 멤브레인 시트(130)의 폭이 동일한 경우, 제4 멤브레인 시트(140)는 단면이 정사각형 형상으로 마련될 수 있으며, 이때 제4 멤브레인 시트(140)의 변의 길이는 제2 멤브레인 시트(120) 및 제3 멤브레인 시트(130)의 폭과 대응되는 길이를 가지되, 겹치기 용접을 고려하여 제2 및 제3 멤브레인 시트(120, 130)의 폭보다 다소 크게 제작될 수 있다.When the second membrane sheet 120 and the third membrane sheet 130 have the same width, the fourth membrane sheet 140 may have a square cross-section, and in this case, the length of the side of the fourth membrane sheet 140 . has a length corresponding to the width of the second membrane sheet 120 and the third membrane sheet 130, and is manufactured to be slightly larger than the width of the second and third membrane sheets 120 and 130 in consideration of overlap welding. can

제4 멤브레인 시트(140) 상에는 저장탱크의 종방향을 따라 형성되는 제1 연결주름부(141)와 저장탱크의 횡방향을 따라 형성되는 제2 연결주름부(142), 그리고 시트의 각 코너부에 라운드지게 형성되는 제3 연결주름부(144)가 형성될 수 있다.On the fourth membrane sheet 140 , the first connecting pleats 141 formed along the longitudinal direction of the storage tank, the second connecting pleats 142 formed along the transverse direction of the storage tank, and each corner of the sheet A third connecting wrinkle portion 144 that is formed to be round may be formed.

연결주름부(141, 142, 144)는 전술한 종방향 주름부(121) 및 횡방향 주름부(131)와 연결되는 주름으로서, 종방향 주름부(121) 및 횡방향 주름부(131)와 동일한 폭과 높이를 가지며, 마찬가지로 저장탱크의 내측 방향을 향하여 융기되는 형태로 형성될 수 있다.Connecting pleats (141, 142, 144) are wrinkles connected to the above-described longitudinal pleats 121 and transverse pleats 131, longitudinal pleats 121 and transverse pleats 131 and It has the same width and height, and likewise may be formed in a form that rises toward the inner direction of the storage tank.

구체적으로, 제1 연결주름부(141)는 제4 멤브레인 시트(140) 상에서 종방향을 따른 중심선을 따라 형성되며, 제4 멤브레인 시트(140)를 기준으로 대향되게 배치되는 한 쌍의 제2 멤브레인 시트(120) 상에 형성되는 종방향 주름부(121)를 서로 연결한다.Specifically, the first connection pleats 141 are formed along a center line in the longitudinal direction on the fourth membrane sheet 140 , and are a pair of second membranes disposed to face each other with respect to the fourth membrane sheet 140 . The longitudinal folds 121 formed on the sheet 120 are connected to each other.

유사하게, 제2 연결주름부(142)는 제4 멤브레인 시트(140) 상에서 횡방향을 따른 중심선을 따라 형성되며, 제4 멤브레인 시트(140)를 기준으로 대향되게 배치되는 한 쌍의 제3 멤브레인 시트(120) 상에 형성되는 횡방향 주름부(131)를 서로 연결한다.Similarly, the second connecting pleats 142 are formed along a center line in the lateral direction on the fourth membrane sheet 140 , and a pair of third membranes facing each other with respect to the fourth membrane sheet 140 . The transverse folds 131 formed on the sheet 120 are connected to each other.

이에 따라 제4 멤브레인 시트(140) 상에서 제1 연결주름부(141)와 제2 연결주름부(142)가 서로 직교하게 되며 이들 교차 부위에 교차부(143)가 형성될 수 있는데, 교차부(143)의 특징에 대해서는 후술하도록 한다.Accordingly, on the fourth membrane sheet 140 , the first connecting pleats 141 and the second connecting pleats 142 are orthogonal to each other, and a cross section 143 may be formed at these cross sections. 143) will be described later.

제3 연결주름부(144)는 제4 멤브레인 시트(140)와 연결되는 제2 멤브레인 시트(120) 및 제3 멤브레인 시트(130) 상에 각각 형성된 종방향 주름부(121)와 횡방향 주름부(131)를 서로 연결한다.The third connecting pleats 144 are longitudinal pleats 121 and transverse pleats respectively formed on the second membrane sheet 120 and the third membrane sheet 130 connected to the fourth membrane sheet 140 , respectively. (131) are connected to each other.

이때, 제3 연결주름부(144)는 곡률을 가지며 라운드진 형태로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 제2 멤브레인 시트(120)의 가장자리와 종방향 주름부(121) 사이의 거리(또는 제3 멤브레인 시트(130)의 가장자리와 횡방향 주름부(131) 사이의 거리)에 해당하는 반지름을 가지는 원호(arc) 형태 또는 엘보우(elbow) 형태로 형성될 수 있다.In this case, the third connecting pleats 144 may have a curvature and may be formed in a rounded shape, and preferably, a distance between the edge of the second membrane sheet 120 and the longitudinal folds 121 (or the third It may be formed in the form of an arc or an elbow having a radius corresponding to the distance between the edge of the membrane sheet 130 and the transverse wrinkle portion 131).

도면에 제시된 실시예에서와 같이, 제2 멤브레인 시트(120) 및 제3 멤브레인 시트(130) 상에 각각 3개의 종방향 주름부(121) 및 횡방향 주름부(131)가 형성되는 경우, 제1 연결주름부(141)는 제2 멤브레인 시트(120)의 중심을 따라 형성되는 가운데 종방향 주름부(121)와 연결되고, 제2 연결주름부(142)는 제3 멤브레인 시트(130)의 중심을 따라 형성되는 가운데 횡방향 주름부(131)와 연결될 수 있다.As in the embodiment shown in the drawings, when three longitudinal folds 121 and transverse folds 131 are respectively formed on the second membrane sheet 120 and the third membrane sheet 130, the first The first connecting pleats 141 are connected to the longitudinal folds 121 formed along the center of the second membrane sheet 120 , and the second connecting pleats 142 are formed along the center of the third membrane sheet 130 . It may be connected to the center transverse wrinkle part 131 formed along the center.

그리고, 제3 연결주름부(144)는 각각 제2 멤브레인 시트(120)와 제3 멤브레인 시트(130)에서 사이드에 형성되는 종방향 주름부(121) 및 횡방향 주름부(131)를 서로 연결할 수 있다.In addition, the third connection pleats 144 connect the longitudinal pleats 121 and the transverse pleats 131 formed on the sides of the second membrane sheet 120 and the third membrane sheet 130 to each other, respectively. can

한편, 제2 멤브레인 시트(120) 및 제3 멤브레인 시트(130) 상에 형성되는 종방향 주름부(121) 및 횡방향 주름부(131)의 개수가 증감되는 경우에는 그에 대응하여 연결주름부(141, 142, 144)의 개수 또한 증감될 수 있음은 물론이다.On the other hand, when the number of longitudinal folds 121 and transverse folds 131 formed on the second membrane sheet 120 and the third membrane sheet 130 is increased or decreased, the connecting folds ( Of course, the number of 141, 142, and 144 may also be increased or decreased.

예컨대, 종방향 주름부(121)와 횡방향 주름부(131)의 개수가 5개인 경우에는, 제4 멤브레인 시트(140)의 각 코너부에 두 겹의 제3 연결주름부(144)가 형성되는 방식으로 본 발명이 적용될 수 있다.For example, when the number of longitudinal folds 121 and transverse folds 131 is five, two layers of third connecting folds 144 are formed at each corner of the fourth membrane sheet 140 . The present invention can be applied in any way.

또한, 종방향 주름부(121)와 횡방향 주름부(131)가 홀수개가 아닌 짝수개로 형성되는 경우에는, 전술한 제1 연결주름부(141) 및 제2 연결주름부(142)가 삭제되고 제3 연결주름부(144)만으로 종방향 주름부(121) 및 횡방향 주름부(131)가 연결될 수도 있을 것이다.In addition, when the longitudinal folds 121 and the transverse folds 131 are formed in an even number rather than an odd number, the above-described first connecting folds 141 and second connecting folds 142 are deleted and Only the third connecting pleated portion 144 may be connected to the longitudinal pleats 121 and the transverse pleats 131 .

이하에서는 도 7을 참조하여 제1 연결주름부(141)와 제2 연결주름부(142)가 교차하는 부위에 형성되는 교차부(143)의 특징에 대하여 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, with reference to FIG. 7 , the characteristics of the intersection portion 143 formed at the intersection of the first connecting pleats 141 and the second connecting pleats 142 will be described in detail.

후술하겠지만, 본 발명에서 제4 멤브레인 시트(140)는 제1 내지 제3 멤브레인 시트(110, 120, 130)와는 다르게 압축 성형 방식으로 주름부(141, 142, 144)의 가공이 이루어진다.As will be described later, in the present invention, the wrinkle portions 141 , 142 , and 144 are processed in the fourth membrane sheet 140 in a compression molding method, unlike the first to third membrane sheets 110 , 120 , 130 .

따라서, 제4 멤브레인 시트(140)에서는 교차부(143)에 응력이 집중되는 현상을 방지해야할 필요성이 다른 멤브레인 시트(120, 130)들에서보다 크다 할 수 있는데, 본 발명은 아래와 같이 교차부(143)의 형상을 개선함으로써 상기와 같은 문제(응력 집중 문제)가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있는 구조를 구현하고자 한다.Therefore, in the fourth membrane sheet 140 , the need to prevent the concentration of stress on the intersection portion 143 may be greater than that of the other membrane sheets 120 and 130 . In the present invention, the intersection portion ( 143), to implement a structure that can prevent the above problems (stress concentration problem) from occurring in advance.

도 7을 참조하면, 제1 연결주름부(141)와 제2 연결주름부(142)가 서로 교차하는 부위에 형성되는 교차부(143)는, 제1 연결주름부(141)와 제2 연결주름부(142)의 상면보다 상대적으로 낮고 오목하게 형성될 수 있다.Referring to FIG. 7 , the crossing portion 143 formed at a portion where the first connecting pleated portion 141 and the second connecting pleated portion 142 intersects each other is the first connecting pleated portion 141 and the second connecting portion. It may be formed to be relatively lower and concave than the upper surface of the wrinkle portion 142 .

즉, 본 발명은 교차부(143)의 높이를 기존의 방식과는 달리 주변의 주름부(141, 142)보다 낮게 형성함으로써, 상대적으로 낮아진 교차부(143)의 높이에 따라 멤브레인이 열수축에 대응하여 낮은 면강성을 유지하는 동시에 슬로싱 발생에 의한 압축력에 대응하여 높은 내압(pressure resistance) 성능을 유지하도록 할 수 있다.That is, in the present invention, by forming the height of the crossing portion 143 lower than the surrounding wrinkle portions 141 and 142 unlike the conventional method, the membrane responds to heat shrinkage according to the relatively low height of the crossing portion 143 . Thus, it is possible to maintain low surface rigidity and at the same time maintain high pressure resistance performance in response to the compressive force caused by sloshing.

교차부(143)의 구조적 특징에 대하여 더 구체적으로 살펴보면, 교차부(143)는 제1 연결주름부(141) 및 제2 연결주름부(142)의 끝단에서부터 교차부(143)의 중심을 향하여 하향 경사지고 폭이 점차 감소하는 형상을 가지는 경사부(143-a)를 포함할 수 있다. Looking at the structural characteristics of the cross section 143 in more detail, the cross section 143 is from the ends of the first connecting pleats 141 and the second connecting pleats 142 toward the center of the cross section 143 . It may include an inclined portion (143-a) inclined downward and having a shape in which the width gradually decreases.

이에 따라 교차부(143)에서는 교차부(143)의 중심을 기준으로 서로 마주보는 경사부(143-a)가 대칭되어 형성되며, 경사부(143-a)는 위에서 바라보았을 때 대략 삼각형(또는 부채꼴) 형상의 단면을 가질 수 있다. Accordingly, in the intersection portion 143, the inclined portions 143-a facing each other based on the center of the intersection portion 143 are symmetrically formed, and the inclined portion 143-a is approximately triangular (or substantially triangular) when viewed from above. It may have a sector-shaped cross section.

이때, 복수의 경사부(143-a)는 서로 이웃하는 폭방향 가장자리가 맞닿게 형성되며, 서로 이웃하는 경사부(143-a)의 경계부에는 교차부(143)의 중심을 향하는 장홈(143-b)이 형성될 수 있다.At this time, the plurality of inclined portions 143-a are formed so that their adjacent widthwise edges are in contact with each other, and at the boundary of the adjacent inclined portions 143-a, a long groove 143- toward the center of the crossing portion 143- b) may be formed.

교차부(143)의 중심에는 교차부(143)에 발생하는 응력 집중을 방지하기 위한 목적으로 돌출부(143-c)가 상방으로 볼록하게 형성될 수 있으며, 이때 돌출부(143-c)의 최상단 높이는 제1 및 제2 연결주름부(141, 142)의 상면의 높이와 같거나 또는 더 낮게 형성될 수 있다.At the center of the cross section 143 , a protrusion 143-c may be formed to be convex upward for the purpose of preventing stress concentration occurring in the cross section 143 , and in this case, the uppermost height of the protrusion 143-c is The height of the upper surface of the first and second connecting pleats 141 and 142 may be equal to or lower than that of the upper surface.

돌출부(143-c)는 복수의 경사부(143-a)가 모이는 위치 즉 교차부(143)의 중심에 형성되며, 응력 집중의 방지를 위하여 볼록한 반구 형태 즉 단면이 원형인 형태로 형성되는 것이 바람직하지만, 본 발명이 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.The protrusion 143-c is formed at a location where the plurality of inclined portions 143-a gather, that is, at the center of the intersection 143, and is formed in a convex hemispherical shape, that is, a circular cross-section in order to prevent stress concentration. Although preferred, the present invention is not necessarily limited thereto.

돌출부(143-c)의 주위에는 돌출부(143-c)의 둘레를 따라 원형홈(143-d)이 형성될 수 있으며, 원형홈(143-d)은 전술한 장홈(143-b)과 연결될 수 있다. 여기서 장홈(143-b)과 원형홈(143-d)은 열수축 및 팽창에 따른 반복적인 온도 면화 및 극저온 유체의 하중 변화에 대하여 팽창 및 수축이 가능한 구조를 구현함으로써, 교차부(143)에 응력이 집중되는 것을 더욱 효과적으로 방지하는 기능을 한다.A circular groove (143-d) may be formed around the protrusion (143-c) along the circumference of the protrusion (143-c), and the circular groove (143-d) is to be connected to the aforementioned long groove (143-b). can Here, the long groove (143-b) and the circular groove (143-d) implement a structure capable of expansion and contraction in response to changes in the load of repeated temperature cotton and cryogenic fluid according to thermal contraction and expansion, thereby stressing the intersection (143). It functions to more effectively prevent this concentration.

상술한 바와 같이 본 출원인에 의해 독자 개발된 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인 구조는 다음과 같은 효과의 구현이 가능하게 한다.As described above, the metal membrane structure for a liquefied gas storage tank according to the present invention independently developed by the present applicant makes it possible to realize the following effects.

본 발명에서 금속 멤브레인(100)을 구성하는 다수의 멤브레인 시트 중에서 제2 멤브레인 시트(120) 및 제3 멤브레인 시트(130)는, 각각 시트의 길이방향을 따라 일직선상으로 형성되는 주름부(121, 131)만을 포함하고 있기에, 폴딩 공법을 적용하여 주름부(121, 131)를 가공하는 것이 가능해진다.Among the plurality of membrane sheets constituting the metal membrane 100 in the present invention, the second membrane sheet 120 and the third membrane sheet 130 have wrinkle portions 121 formed in a straight line along the longitudinal direction of the sheet, respectively. 131), it becomes possible to process the folds 121 and 131 by applying the folding method.

즉, 본 발명에서 금속 멤브레인(100)을 구성하는 다수의 멤브레인 시트(110, 120, 130, 140) 중 교차부(143)를 포함하여 복잡한 형상을 포함하는 시트는 제4 멤브레인 시트(140)에 국한되므로, 전체 멤브레인(100)에 대하여 압축 성형 방식이 적용되어야 하는 영역을 제4 멤브레인 시트(140)만으로 축소할 수 있다.That is, in the present invention, a sheet including a complex shape including an intersection 143 among a plurality of membrane sheets 110 , 120 , 130 , 140 constituting the metal membrane 100 is applied to the fourth membrane sheet 140 . Therefore, it is possible to reduce the area to which the compression molding method is applied with respect to the entire membrane 100 only by the fourth membrane sheet 140 .

이와 같이, 본 발명은 멤브레인 상에서 압축 성형 방식이 적용되어야 하는 영역의 최소화가 가능함에 따라, 멤브레인에 주름을 형성하는 전체 가공 작업이 단순화되어 멤브레인의 시공성이 향상되고 가공비를 절감할 수 있는 효과가 있다.As described above, in the present invention, as it is possible to minimize the area to be subjected to the compression molding method on the membrane, the entire processing operation of forming wrinkles on the membrane is simplified, thereby improving the workability of the membrane and reducing the processing cost. .

또한, 본 발명은 멤브레인에서 압축 성형부(압축 성형 방식이 적용되는 영역)를 최소한으로 함으로써, 멤브레인의 성형시 발생하는 원판의 손실을 줄일 수 있는 효과도 가진다.In addition, the present invention also has the effect of reducing the loss of the original plate occurring during the molding of the membrane by minimizing the compression molding part (region to which the compression molding method is applied) in the membrane.

더불어, 본 발명에 의하면, 폴딩 공법이 적용되는 제2 및 제3 멤브레인 시트(120, 130)의 평판부와 주름부(121, 131) 간의 두께를 균일하게 가공하는 것이 가능해져 응력이 어느 한 곳에 집중되지 않고 고르게 분산될 수 있고, 압축 성형 방식이 적용되는 제4 멤브레인 시트(140)에서도 교차부(143)의 개선된 형상에 의해 멤브레인의 낮은 면강성을 유지하는 것이 가능하므로, 전체 멤브레인의 피로수명이 향상되고 이에 따라 액화가스 저장탱크의 구조적 안정성이 향상되는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to uniformly process the thickness between the flat parts and the wrinkle parts 121 and 131 of the second and third membrane sheets 120 and 130 to which the folding method is applied, so that the stress is applied to any one place. It can be evenly dispersed without being concentrated, and even in the fourth membrane sheet 140 to which the compression molding method is applied, it is possible to maintain the low surface rigidity of the membrane by the improved shape of the cross section 143, so that the fatigue of the entire membrane is possible. The lifespan is improved and the structural stability of the liquefied gas storage tank is improved accordingly.

이하에서는 제1 내지 제4 멤브레인 시트(110, 120, 130, 140)로 이루어지는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인(100)의 시공 방법에 대하여 살펴본다.Hereinafter, a construction method of the metal membrane 100 for a liquefied gas storage tank according to the present invention comprising the first to fourth membrane sheets 110 , 120 , 130 , and 140 will be described.

앞에서 설명한 바와 같이, 제1 멤브레인 시트(110)의 네 변에는 제2 멤브레인 시트(120) 또는 제3 멤브레인 시트(130)가 연결되고, 제2 멤브레인 시트(120)와 제3 멤브레인 시트(130) 사이에는 제4 멤브레인 시트(140)가 연결되어, 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인(100)의 밀봉 구조가 완성될 수 있다.As described above, the second membrane sheet 120 or the third membrane sheet 130 is connected to the four sides of the first membrane sheet 110 , and the second membrane sheet 120 and the third membrane sheet 130 are connected to each other. The fourth membrane sheet 140 is connected therebetween, so that the sealing structure of the metal membrane 100 for a liquefied gas storage tank according to the present invention can be completed.

이때, 서로 이웃하는 멤브레인 시트(110, 120, 130, 140)는 가장자리가 겹치기 용접에 의해 서로 연결되어 멤브레인(100)의 기밀성이 유지될 수 있다.In this case, the adjacent membrane sheets 110 , 120 , 130 , and 140 may have edges connected to each other by overlap welding to maintain airtightness of the membrane 100 .

본 발명에 따른 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인(100)의 시공이 이루어지는 과정을 순차적으로 살펴보면, 우선 단열층의 상부에 일적안 간격을 두고 제1 멤브레인 시트(110)의 설치가 이루어진다.Looking at the process in which the construction of the metal membrane 100 for a liquefied gas storage tank according to the present invention is made sequentially, first, the first membrane sheet 110 is installed on the upper portion of the heat insulating layer at an interval.

제1 멤브레인 시트(110)는 단열층의 상부에 설치되어 있는 앵커 스트립(anchor strip)과 같은 금속판에 용접되되거나, 또는 단열층의 상부에 설치되는 고정장치(securing device)에 의해 기계적으로 고정될 수 있다.The first membrane sheet 110 may be welded to a metal plate such as an anchor strip installed on top of the heat insulating layer, or may be mechanically fixed by a securing device installed on the top of the heat insulating layer. .

도 8을 참조하면, 제1 멤브레인 시트(110)의 평판부가 단열층(미도시)의 상부에 설치되는 앵커 스트립(A)에 용접되어 고정될 수 있으며, 이때 멤브레인(100)에 작용하는 열하중에 의한 수축은 이후 설치되는 나머지 멤브레인 시트(120, 130, 140)의 주름부(121, 131, 141, 142, 144)에서 담당하게 된다.Referring to FIG. 8 , the flat portion of the first membrane sheet 110 may be welded and fixed to the anchor strip A installed on the heat insulating layer (not shown). The shrinkage is then taken care of by the wrinkle portions 121 , 131 , 141 , 142 , and 144 of the remaining membrane sheets 120 , 130 , 140 to be installed.

한편, 도 9를 참조하면, 제1 멤브레인 시트(110)는 단열층(Insulation Wall)의 상부 플라이우드 상에 설치되는 고정장치(S)에 의해 고정될 수도 있으며, 이때 고정장치(S)는 단열층의 상부 플라이우드(plwood)에 설치되는 베이스 소켓(base socket)에 원판 형태의 헤드부를 가지는 체결구가 나사 결합되어 제1 멤브레인 시트(110)를 잡아주는 방식으로 구성될 수 있다. 제1 멤브레인 시트(110) 상에는 고정장치(S)가 관통할 수 있도록 관통홀이 형성될 수 있으며, 제1 멤브레인 시트(110)의 관통홀 주변부를 고정장치(S) 측에 용접하여 완벽한 밀봉을 형성할 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 9 , the first membrane sheet 110 may be fixed by a fixing device S installed on the upper plywood of the insulation wall, and in this case, the fixing device S is the insulation layer. A fastener having a disk-shaped head portion is screwed to a base socket installed in an upper plywood (plwood), and may be configured in such a way as to hold the first membrane sheet 110 . A through hole may be formed on the first membrane sheet 110 to allow the fixing device S to pass therethrough, and a periphery of the through hole of the first membrane sheet 110 is welded to the fixing device S side to achieve perfect sealing. can be formed

제1 멤브레인 시트(110)의 설치가 완료되면, 제2 멤브레인 시트(120) 및 제3 멤브레인 시트(120)를 제1 멤브레인 시트(110)의 가장자리와 겹치게 배치한 상태에서 겹치기 용접을 통해 밀봉 연결한다.When the installation of the first membrane sheet 110 is completed, the second membrane sheet 120 and the third membrane sheet 120 are disposed to overlap the edges of the first membrane sheet 110 and sealed and connected through overlap welding. do.

다음으로, 제4 멤브레인 시트(140)를 제2 멤브레인 시트(120) 및 제3 멤브레인 시트(120)의 가장자리와 겹치게 배치한 상태에서 겹치기 용접하여 밀봉 연결시킴으로써 전체 멤브레인(100)의 시공이 완료될 수 있다. 이때, 제4 멤브레인 시트(140)는 코너 부위가 제1 멤브레인 시트(110)의 코너 부위와 일부 겹쳐진 상태로 용접될 수 있다.Next, by overlap welding in a state where the fourth membrane sheet 140 overlaps the edges of the second membrane sheet 120 and the third membrane sheet 120 and is sealed and connected, the construction of the entire membrane 100 is completed. can In this case, the fourth membrane sheet 140 may be welded in a state where a corner portion overlaps a corner portion of the first membrane sheet 110 .

상기의 과정을 따라 시공이 완료된 본 발명에 따른 금속 멤브레인(100)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 연결주름부(141) 및 종방향 주름부(121)의 연결에 의해 일직선으로 형성되는 다수의 주름과 제2 연결주름부(142) 및 횡방향 주름부(131)의 연결에 의해 일직선으로 형성되는 다수의 주름이 서로 교차되는 격자 구조를 이룰 수 있으며, 이때 격자 구조 내에 제3 연결주름부(144)와 종방향 주름부(121) 및 횡방향 주름부(131)가 서로 연결되어 형성되는 루프 형태의 주름이 배치될 수 있다.As shown in FIG. 3 , the metal membrane 100 according to the present invention, the construction of which is completed according to the above process, is formed in a straight line by the connection of the first connecting pleats 141 and the longitudinal folds 121 . A plurality of wrinkles formed in a straight line may form a grid structure in which a plurality of wrinkles formed in a straight line cross each other by the connection of the second connecting pleats 142 and the transverse pleats 131, and in this case, the third connection in the grid structure The pleats 144, the longitudinal pleats 121 and the transverse pleats 131 are connected to each other to form a loop-shaped pleat may be arranged.

상기에서 설명한 본 발명은 기재된 실시예에 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 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.The present invention described above is not limited to the described embodiments, and it is apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, it should be said that such modifications or variations belong to the claims of the present invention.

100 : 멤브레인
110 : 제1 멤브레인 시트
120 : 제2 멤브레인 시트
121 : 종방향 주름부
130 : 제3 멤브레인 시트
131 : 횡방향 주름부
140 : 제4 멤브레인 시트
141 : 제1 연결주름부
142 : 제2 연결주름부
143 : 교차부
144 : 제3 연결주름부100: membrane
110: first membrane sheet
120: second membrane sheet
121: longitudinal folds
130: third membrane sheet
131: transverse wrinkles
140: fourth membrane sheet
141: first connecting pleats
142: second connection pleats
143: intersection
144: third connecting pleats

Claims (8)

평평한 금속 시트로 이루어지는 제1 멤브레인 시트;
상기 제1 멤브레인 시트의 네 변 중 평행을 이루는 두 변과 연결되며, 시트의 길이방향을 따라 연장되는 2 이상의 종방향 주름부를 포함하는 제2 멤브레인 시트;
상기 제1 멤브레인 시트의 네 변 중 상기 제2 멤브레인 시트가 연결되지 않는 나머지 두 변과 연결되며, 시트의 길이방향을 따라 연장되는 2 이상의 횡방향 주름부를 포함하는 제3 멤브레인 시트; 및
상기 제2 멤브레인 시트와 상기 제3 멤브레인 시트 사이에 연결되며, 시트 상에 상기 종방향 주름부 및 상기 횡방향 주름부를 서로 연결하는 연결 주름부를 포함하는 제4 멤브레인 시트를 포함하는,
액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인.a first membrane sheet made of a flat metal sheet;
a second membrane sheet connected to two parallel sides among the four sides of the first membrane sheet and including two or more longitudinal wrinkles extending along the longitudinal direction of the sheet;
a third membrane sheet connected to the other two sides to which the second membrane sheet is not connected among the four sides of the first membrane sheet and including two or more transverse wrinkled portions extending along the longitudinal direction of the sheet; and
and a fourth membrane sheet connected between the second membrane sheet and the third membrane sheet, the fourth membrane sheet having a connecting pleat on the sheet and connecting the longitudinal pleats and the transverse pleats to each other,
Metal membrane for liquefied gas storage tanks. 청구항 1에 있어서,
상기 연결 주름부는,
상기 종방향 주름부가 홀수개로 마련되는 경우에 상기 제4 멤브레인 시트 상에서 종방향을 따른 중심선을 따라 형성되어, 상기 제2 멤브레인 시트 상에서 가운데에 형성되는 상기 종방향 주름부와 연결되는 제1 연결주름부;
상기 횡방향 주름부가 홀수개로 마련되는 경우에 상기 제4 멤브레인 시트 상에서 횡방향을 따른 중심선을 따라 형성되어, 상기 제3 멤브레인 시트 상에서 가운데에 형성되는 상기 횡방향 주름부와 연결되는 제2 연결주름부; 및
상기 제4 멤브레인 시트의 각 코너부에 라운드지게 형성되어, 상기 제1 연결주름부 또는 상기 제2 연결주름부와 연결되지 않는 상기 종방향 주름부 및 상기 횡방향 주름부를 서로 연결하는 제3 연결주름부를 포함하는,
액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인.The method according to claim 1,
The connecting wrinkle part,
When an odd number of the longitudinal pleats is provided, the first connecting pleats are formed along a center line in the longitudinal direction on the fourth membrane sheet and are connected to the longitudinal pleats formed in the center of the second membrane sheet. ;
When an odd number of the transverse pleats are provided, a second connection pleat is formed along a center line in the transverse direction on the fourth membrane sheet and is connected to the transverse pleats formed in the center of the third membrane sheet. ; and
A third connecting pleat formed to be rounded at each corner of the fourth membrane sheet and connect the longitudinal pleats and the transverse pleats that are not connected to the first connecting pleats or the second connecting pleats to each other including wealth,
Metal membrane for liquefied gas storage tanks. 청구항 2에 있어서,
상기 제1 연결주름부와 연결되어 일직선상으로 형성되는 다수의 상기 종방향 주름부와, 상기 제2 연결주름부와 연결되어 일직선상으로 형성되는 다수의 상기 횡방향 주름부가 서로 직교하여 격자 구조를 이루는 것을 특징으로 하는,
액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인.3. The method according to claim 2,
A plurality of longitudinal corrugations connected to the first connecting wrinkle and formed in a straight line, and a plurality of lateral corrugated portions connected to the second connecting wrinkle and formed in a straight line are orthogonal to each other to form a lattice structure characterized by making
Metal membrane for liquefied gas storage tanks. 청구항 3에 있어서,
상기 제3 연결부와 연결되는 상기 종방향 주름부 및 상기 횡방향 주름부는 상기 제1 멤브레인 시트의 주변부를 따라 루프 형태를 이루는 것을 특징으로 하는,
액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인.4. The method according to claim 3,
The longitudinal pleats and the transverse pleats connected to the third connecting portion are characterized in that they form a loop shape along the periphery of the first membrane sheet,
Metal membrane for liquefied gas storage tanks. 청구항 2에 있어서,
상기 제2 멤브레인 시트와 상기 제3 멤브레인 시트는 각각 시트의 길이방향을 따라 일직선상으로 형성되는 주름만을 포함하여 폴딩 공법으로 주름부의 가공이 이루어지는 것을 특징으로 하는,
액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인.3. The method according to claim 2,
Each of the second membrane sheet and the third membrane sheet includes only wrinkles formed in a straight line along the longitudinal direction of the sheet, characterized in that the wrinkle portion is processed by a folding method,
Metal membrane for liquefied gas storage tanks. 청구항 5에 있어서,
상기 연결 주름부는, 상기 제1 연결주름부와 상기 제2 연결주름부가 교차되는 부위에 형성되는 교차부를 더 포함하며,
상기 제4 멤브레인 시트는 압축 성형 방식으로 주름부의 가공이 이루어지는 것을 특징으로 하는,
액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인.6. The method of claim 5,
The connecting pleats further include a cross section formed in a portion where the first connecting pleats and the second connecting pleats intersect,
The fourth membrane sheet is characterized in that the processing of the wrinkle part is made in a compression molding method,
Metal membrane for liquefied gas storage tanks. 청구항 6에 있어서,
상기 교차부는 상기 제1 연결주름부 및 상기 제2 연결주름부의 상면보다 상대적으로 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는,
액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인.7. The method of claim 6,
The crossing portion is characterized in that the first connection wrinkle portion and the second connection wrinkle portion is formed relatively lower than the upper surface,
Metal membrane for liquefied gas storage tanks. 평평한 형태의 제1 멤브레인 시트와, 상기 제1 멤브레인 시트의 네 변 중에서 평행을 이루는 두 변과 연결되는 제2 멤브레인 시트와, 상기 제1 멤브레인 시트의 나머지 두 면에 연결되는 제3 멤브레인 시트와, 제2 멤브레인 시트와 제3 멤브레인 시트의 사이에 연결되는 제4 멤브레인 시트를 포함하여 밀봉을 구성하는 액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인에 있어서,
상기 제2 멤브레인 시트와 상기 제3 멤브레인 시트는 각 시트의 길이방향을 따라 일직선상으로 형성되는 일방향 주름부만을 포함하여 폴딩 공법으로 주름부의 가공이 가능하고,
상기 제4 멤브레인 시트에 상기 일방향 주름부를 서로 연결하는 십(十)자 형태의 주름부 혹은 엘보우 형태의 주름부를 포함함으로써, 전체 멤브레인 중에서 압축 성형 방식으로 주름부의 가공이 이루어지는 것을 제4 멤브레인 시트의 영역으로만 최소화시키는 것이 가능한 것을 특징으로 하는,
액화가스 저장탱크용 금속 멤브레인.A flat first membrane sheet, a second membrane sheet connected to two parallel sides among the four sides of the first membrane sheet, and a third membrane sheet connected to the other two surfaces of the first membrane sheet; A metal membrane for a liquefied gas storage tank comprising a fourth membrane sheet connected between the second membrane sheet and the third membrane sheet to constitute a seal,
The second membrane sheet and the third membrane sheet include only one-way wrinkled parts formed in a straight line along the longitudinal direction of each sheet, and the wrinkle part can be processed by a folding method,
The region of the fourth membrane sheet is that the processing of the wrinkle is made in the compression molding method among the entire membrane by including a ten-shaped wrinkle part or an elbow-shaped wrinkle part for connecting the unidirectional corrugation parts to the fourth membrane sheet. Characterized in that it is possible to minimize only by
Metal membrane for liquefied gas storage tanks.
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