KR20220023407A - 액상화물 저장탱크의 슬로싱 저감 장치 - Google Patents

Abstract

액상화물 저장탱크의 슬로싱 저감 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 액상화물 저장탱크의 슬로싱 현상을 저감하기 위한 슬로싱 저감 장치에 있어서, 상기 액상화물 저장탱크를 관통하여 상기 액상화물 저장탱크 내로 연장되는 가스공급관; 상기 액상화물 저장탱크의 내측 상부에서 상기 가스공급관에 연결되는 신축성 챔버; 및 상기 신축성 챔버를 상기 액상화물 저장탱크의 바닥면을 향해 늘리는 제1 동작과 상기 신축성 챔버를 상기 액상화물 저장탱크의 서로 마주보는 전면 및 후면을 향해 늘리는 제2 동작을 선택적으로 수행 가능한 챔버확장부를 포함하는 슬로싱 저감 장치가 제공될 수 있다.

Description

액상화물 저장탱크의 슬로싱 저감 장치{SLOSHING REDUCING APPARATUS FOR STORAGE TANK OF LIQUEFIED CARGO}

본 발명은 액상화물 저장탱크의 슬로싱 저감 장치에 관한 것이다.

액상화물, 예를 들어 액화천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas)를 운반하는 선박에는 액상화물 저장탱크가 설치되는데, 이러한 액상화물 저장탱크에서는 선박의 움직임 또는 흔들림에 따라 액상화물이 출렁이는 슬로싱(sloshing) 현상이 발생할 수 있다.

슬로싱 현상은 액상화물 저장탱크에 충격력을 발생시켜 구조적 파손을 초래할 수 있다. 따라서, 액상화물 저장탱크에서의 슬로싱 현상을 저감할 수 있는 대책이 요구된다.

대한민국 등록특허공보 제10-1348358호(2014.01.08, 선박의 화물창)

본 발명의 실시 예는 액상화물 저장탱크에서의 슬로싱 현상을 저감할 수 있는 액상화물 저장탱크의 슬로싱 저감 장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액상화물 저장탱크의 슬로싱 현상을 저감하기 위한 슬로싱 저감 장치에 있어서, 상기 액상화물 저장탱크를 관통하여 상기 액상화물 저장탱크 내로 연장되는 가스공급관; 상기 액상화물 저장탱크의 내측 상부에서 상기 가스공급관에 연결되는 신축성 챔버; 및 상기 신축성 챔버를 상기 액상화물 저장탱크의 바닥면을 향해 늘리는 제1 동작과 상기 신축성 챔버를 상기 액상화물 저장탱크의 서로 마주보는 전면 및 후면을 향해 늘리는 제2 동작을 선택적으로 수행 가능한 챔버확장부를 포함하는 슬로싱 저감 장치가 제공될 수 있다.

상기 신축성 챔버는 상기 가스공급관을 통해 공급되는 가스로 채워질 수 있다.

상기 챔버확장부는, 플랫폼; 상기 플랫폼에 수직한 제1 방향으로 상기 플랫폼을 사이에 두고 이격 배치되는 제1 가압판 및 제2 가압판; 상기 플랫폼을 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향의 회전축을 중심으로 회전시키는 회전구동부; 상기 제1 가압판을 상기 제1 방향을 따라 전후로 이동시키는 제1 이송부; 및 상기 제2 가압판을 상기 제1 방향을 따라 전후로 이동시키는 제2 이송부를 포함하고, 상기 플랫폼, 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판은 상기 신축성 챔버 내에 배치되어, 상기 신축성 챔버가 상기 제1 가압판 또는 상기 제2 가압판의 이동에 따라 늘어나거나 줄어들 수 있다.

상기 회전구동부는 상기 신축성 챔버 내로 연장되는 상기 가스공급관에 결합될 수 있다.

상기 제1 이송부 및 상기 제2 이송부는 각각 텔레스코픽 방식으로 길이가 연장되는 다단 붐을 포함할 수 있다.

상기 제1 동작 시, 상기 회전구동부는 상기 플랫폼을 수평 방향으로 연장되게 회전시키고, 상기 제2 이송부는 상기 플랫폼의 하측에 배치되는 상기 제2 가압판을 하향 이동시키며, 상기 제2 동작 시, 상기 회전구동부는 상기 플랫폼을 상하 방향으로 연장되게 회전시키고, 상기 제1 이송부 및 상기 제2 이송부는 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판을 상기 플랫폼으로부터 멀어지도록 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 액상화물이 신축성 챔버에 닿지 않을 정도로 적게 채워진 경우, 신축성 챔버가 액상화물 저장탱크의 바닥면을 향해 늘어나면서 액상화물의 수면 아래까지 연장될 수 있고, 그로 인해 액상화물의 수면 길이가 줄어들어 슬로싱 현상이 저감될 수 있다.

또한, 액상화물이 신축성 챔버에 닿을 정도로 많이 채워진 경우, 신축성 챔버가 액상화물 저장탱크의 서로 마주보는 전면 및 후면을 향해 늘어나면서 슬로싱 현상을 저감하는 효과를 향상시킬 수 있다.

또한, 액상화물이 액상화물 저장탱크의 거의 대부분을 채운 경우, 신축성 챔버는 최대한 작게 줄어들어 액상화물 저장탱크의 적재량을 늘릴 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액상화물 저장탱크의 슬로싱 저감 장치의 도면이고,
도 2는 도 1의 신축성 챔버의 내부를 도시한 도면이고,
도 3은 도 1의 신축성 챔버를 I - I에서 절단한 단면도이고,
도 4 및 도 5는 도 2 및 도 3의 신축성 챔버의 내부를 확대하여 도시한 도면이고,
도 6은 도 1의 작동 예이고,
도 7 및 도 8은 도 1의 다른 작동 예이고,
도 9는 도 1의 슬로싱 저감 장치의 제어부를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어는, 명백히 다른 의미로 정의되어 있지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 단지 특정 실시 예를 설명하기 위한 것으로 볼 것이지 본 발명을 제한하고자 하는 의도가 있는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액상화물 저장탱크의 슬로싱 저감 장치의 도면이고, 도 2는 도 1의 신축성 챔버의 내부를 도시한 도면이고, 도 3은 도 1의 신축성 챔버를 I - I에서 절단한 단면도이고, 도 4 및 도 5는 도 2 및 도 3의 신축성 챔버의 내부를 확대하여 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액상화물 저장탱크의 슬로싱 저감 장치(10)는 액상화물 저장탱크(20)에서의 슬로싱 현상을 저감하기 위한 것으로서, 가스공급관(100), 신축성 챔버(200) 및 챔버확장부(300)를 포함할 수 있다.

액상화물 저장탱크(20)는 액상화물, 예를 들어 액화천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas)를 공급하는 연료탱크로서 선박 등에 설치될 수 있다. 예를 들어, 액상화물 저장탱크(20)는 선박의 데크 상에 설치되는 한 쌍의 새들(saddle) 상에 안착되어 고정될 수 있다.

따라서, 액상화물 저장탱크(20)에서는 선박의 움직임에 따라 액상화물 저장탱크(20)에 저장된 액상화물이 출렁이는 슬로싱(sloshing) 현상이 발생할 수 있다.

일 예로, 액상화물 저장탱크(20)는 수평 방향으로 연장되는 실린더 형상(C-type)의 탱크일 수 있다. 이 경우, 액상화물 저장탱크(20)의 전면(21)과 후면(23)을 연결하는 길이 방향으로의 슬로싱 현상이 주로 문제될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 신축성 챔버(200)가 액상화물 저장탱크(20)의 전면(21)과 후면(23)을 향해 늘어날 수 있다.

그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 액상화물 저장탱크(20)는 다른 형상일 수도 있다.

가스공급관(100)은 액상화물 저장탱크(20)를 예를 들어 하향 관통하여 액상화물 저장탱크(20) 내로 연장될 수 있다.

가스공급관(100)은 가스공급부(미도시), 예를 들어 가스저장탱크에 연결되어 신축성 챔버(200)로 공급되는 가스의 이송 통로를 제공할 수 있고, 후술하는 것처럼 챔버확장부(300)를 지지하는 기능을 수행할 수도 있다. 따라서, 챔버확장부(300)를 지지하기 위한 별도의 구조물을 생략할 수 있다.

가스공급관(100)을 통해 공급되는 가스는 불활성기체, 예를 들어 질소 가스를 포함할 수 있다.

신축성 챔버(200)는 액상화물 저장탱크(20)의 내측 상부에서 가스공급관(100)에 연결될 수 있고, 신축성 챔버(200)에는 가스공급관(100)을 통해 공급되는 가스가 충전될 수 있다.

신축성 챔버(200)는 신축 가능한 재료, 예를 들어 고무(rubber)로 제작될 수 있다.

그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 신축성 챔버(200)는 주름관 형태의 스틸(steel)로 제작될 수도 있다.

챔버확장부(300)는 신축성 챔버(200)를 액상화물 저장탱크(20)의 바닥면을 향해 늘리는 제1 동작과 신축성 챔버(200)를 액상화물 저장탱크(20)의 전면(21) 및 후면(23)을 향해 늘리는 제2 동작을 선택적으로 수행할 수 있다.

예를 들어, 챔버확장부(300)는 플랫폼(310), 제1 가압판(320), 제2 가압판(330), 회전구동부(340), 제1 이송부(350) 및 제2 이송부(360)를 포함할 수 있다.

플랫폼(310)은 신축성 챔버(200) 내에서 제1 가압판(320)과 제2 가압판(330) 사이에 배치되어 제1 이송부(350) 및 제2 이송부(360)가 탑재되는 공간을 제공할 수 있다.

제1 가압판(320) 및 제2 가압판(330)은 플랫폼(310)에 수직한 제1 방향으로 플랫폼(310)을 사이에 두고 상호간에 이격되도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 가압판(320), 플랫폼(310) 및 제2 가압판(330)은 제1 방향을 따라 차례로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 가압판(320) 및 제2 가압판(330)은 각각 제1 방향에 수직한 플레이트 형상일 수 있다.

회전구동부(340)는 플랫폼(310)을 제1 방향과 수직한 제2 방향의 회전축(340a)을 중심으로 회전시킬 수 있다.

회전구동부(340)는 신축성 챔버(200) 내로 연장되는 가스공급관(100)의 하단에 결합될 수 있다. 한편, 가스공급관(100)은 신축성 챔버(200) 내로 연장된 부분에 가스배출공(100a)을 구비할 수 있다.

회전구동부(340)는 모터를 포함할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 이송부(350)는 플랫폼(310)에 결합되어 제1 가압판(320)을 제1 방향을 따라 전후로 이동시킬 수 있고, 제2 이송부(360)는 플랫폼(310)에 결합되어 제2 가압판(330)을 제1 방향을 따라 전후로 이동시킬 수 있다.

따라서, 신축성 챔버(200)는 신축성 챔버(200) 내에서 이동하는 제1 가압판(320) 또는 제2 가압판(330)에 의해 늘어나가나 줄어들 수 있다.

제1 이송부(350) 및 제2 이송부(360)는 공압 또는 유압실린더를 포함할 수 있다.

특히, 제1 이송부(350) 및 제2 이송부(360)는 각각 텔레스코픽 방식으로 길이가 연장되는 다단 붐(350a, 360a)을 포함하고, 다단 붐(350a, 360a)에 의해 제1 가압판(320) 및 제2 가압판(330)을 이동시킴으로써 신축성 챔버(200)의 크기 내지 길이 변화를 극대화시킬 수 있다.

도 6은 도 1의 작동 예이고, 도 7 및 도 8은 도 1의 다른 작동 예이다.

도 6을 참조하면, 제1 동작 시, 회전구동부(340)는 플랫폼(310)을 수평 방향으로 연장되게 회전시킬 수 있고, 제2 이송부(360)는 플랫폼(310)의 하측에 배치되는 제2 가압판(330)을 하향 이동시킬 수 있다. 그 결과, 신축성 챔버(200)는 상하 방향으로 늘어난 형태로 변형될 수 있다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 제2 동작 시, 회전구동부(340)는 플랫폼(310)을 상하 방향으로 연장되게 회전시킬 수 있고, 제1 이송부(350) 및 제2 이송부(360)는 제1 가압판(320) 및 제2 가압판(330)을 플랫폼(310)으로부터 멀어지도록 수평 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 액상화물 저장탱크(20)의 전면(21)과 플랫폼(310) 사이에 배치되는 제1 가압판(310)은 전면(21)을 향해 이동할 수 있고, 액상화물 저장탱크(20)의 후면(23)과 플랫폼(310) 사이에 배치되는 제2 가압판(320)은 후면(23)을 향해 이동할 수 있다. 그 결과, 신축성 챔버(200)는 수평 방향으로 늘어난 형태로 변형될 수 있다.

도 9는 도 1의 슬로싱 저감 장치의 제어부를 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 슬로싱 저감 장치(10)는 가스공급부(400), 센서부(500) 및 제어부(600)를 더 포함할 수도 있다.

가스공급부(400)는 가스공급관(100)에 연결되어 가스를 공급할 수 있다.

센서부(500)는 액상화물 저장탱크(20)에 저장된 액상화물의 수위를 감지할 수 있다.

제어부(600)는 센서부(500)의 감지 결과에 따라 챔버확장부(300) 및 가스공급부(400)를 제어할 수 있다.

일 예로, 센서부(500)에서 감지된 수위가 최대로 축소된 신축성 챔버(200)에 닿지 않을 정도로 낮은 경우, 제어부(600)는 도 6에 도시된 것처럼 작동하도록 챔버확장부(300)를 제어하는 한편, 신축성 챔버(200)의 크기가 늘어난 만큼 가스가 충전되도록 가스공급부(400)를 제어할 수 있다.

다른 예로, 센서부(500)에서 감지된 수위가 최대로 축소된 신축성 챔버(200)에 닿을 정도로 높은 경우, 제어부(600)는 도 7 및 도 8에 도시된 것처럼 작동하도록 챔버확장부(300)를 제어하는 한편, 신축성 챔버(200)의 크기가 늘어난 만큼 가스가 충전되도록 가스공급부(400)를 제어할 수 있다.

또 다른 예로, 센서부(500)에서 감지된 수위가 기 설정된 수위, 예를 들어 챔버확장부(300)보다 높은 경우, 제어부(600)는 도 1 내지 도 5에 도시된 것처럼 신축성 챔버(200)가 최대한 축소되도록 챔버확장부(300)를 제어하는 한편, 신축성 챔버(200)의 크기가 줄어든 만큼 가스가 배출되도록 가스공급부(400)를 제어할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 실시 예를 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 슬로싱 저감 장치 20: 액상화물 저장탱크
21: 전면 23: 후면
100: 가스공급관 100a: 가스배출공
200: 신축성 챔버 300: 챔버확장부
310: 플랫폼 320: 제1 가압판
330: 제2 가압판 340: 회전구동부
340a: 회전축 350: 제1 이송부
350a: 다단 붐 360: 제2 이송부
360a: 다단 붐 400: 가스공급부
500: 센서부 600: 제어부

Claims (3)

1. 액상화물 저장탱크의 슬로싱 현상을 저감하기 위한 슬로싱 저감 장치에 있어서,
   상기 액상화물 저장탱크를 관통하여 상기 액상화물 저장탱크 내로 연장되는 가스공급관;
   상기 액상화물 저장탱크의 내측 상부에서 상기 가스공급관에 연결되는 신축성 챔버; 및
   상기 신축성 챔버를 상기 액상화물 저장탱크의 바닥면을 향해 늘리는 제1 동작과 상기 신축성 챔버를 상기 액상화물 저장탱크의 서로 마주보는 전면 및 후면을 향해 늘리는 제2 동작을 선택적으로 수행 가능한 챔버확장부를 포함하는 슬로싱 저감 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 챔버확장부는,
   플랫폼;
   상기 플랫폼에 수직한 제1 방향으로 상기 플랫폼을 사이에 두고 이격 배치되는 제1 가압판 및 제2 가압판;
   상기 플랫폼을 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향의 회전축을 중심으로 회전시키는 회전구동부;
   상기 제1 가압판을 상기 제1 방향을 따라 전후로 이동시키는 제1 이송부; 및
   상기 제2 가압판을 상기 제1 방향을 따라 전후로 이동시키는 제2 이송부를 포함하고,
   상기 플랫폼, 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판은 상기 신축성 챔버 내에 배치되어, 상기 신축성 챔버가 상기 제1 가압판 또는 상기 제2 가압판의 이동에 따라 늘어나거나 줄어드는 슬로싱 저감 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 동작 시, 상기 회전구동부는 상기 플랫폼을 수평 방향으로 연장되게 회전시키고, 상기 제2 이송부는 상기 플랫폼의 하측에 배치되는 상기 제2 가압판을 하향 이동시키며,
   상기 제2 동작 시, 상기 회전구동부는 상기 플랫폼을 상하 방향으로 연장되게 회전시키고, 상기 제1 이송부 및 상기 제2 이송부는 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판을 상기 플랫폼으로부터 멀어지도록 수평 방향으로 이동시키는 슬로싱 저감 장치.

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