KR20230049155A - 화물창의 단열구조 - Google Patents

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Abstract

화물창의 단열구조가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 화물창의 단열구조는 화물창 내부의 극저온 유체와 접촉되는 1차방벽의 외면을 감싸며, 1차방벽을 통해 누출된 유체가 흘러갈 수 있도록 리크패스를 형성하는 오픈셀층; 및 오픈셀층을 덮도록 오픈셀층의 상부에 적층된 클로즈드셀층;을 포함하되, 오픈셀층에는 하중을 지지하기 위한 지지블록이 설정 간격으로 배치되며, 지지블록은 클로즈드셀 소재로 제작된다.

Description

화물창의 단열구조{INSULATION STRUCTURE OF CARGO TANK}
본 발명은 화물창의 단열구조에 관한 것이다.
종래의 액화천연가스(LNG)와 같은 극저온 유체를 저장하는 화물창은 선체와 일체형으로 설치되는 멤브레인형 화물창(예컨대 GTT MARK III, NO 96-2, CSI)과 선체와 독립적인 구조로 설치되는 독립형 화물창(예컨대 SPB, MOSS)으로 구분될 수 있다.
여기서, 독립형 화물창의 경우 타입(Type) A, 타입 B 및 타입 C로 분류될 수 있고, 둘레를 패널 타입 또는 스프레이 폼(Foam) 타입으로 단열 시공한 뒤 외부 마감재로 마감 처리한다.
또, 예컨대 IMO 타입 B 화물창은 누출된 LNG에 의해 선체가 손상되지 않도록 누설된 유체(LNG) 배출을 위한 리크패스(Leak Path) 구조와 누설된 유체를 수용할 수 있는 드립트레이(Drip tray)를 구비하고 있다.
그러나, 기존보다 효율적인 리크패스 형성 및 단열구조를 통한 선체 손상을 방지할 수 있는 방안이 제시될 필요성이 있다.
본 발명의 실시 예는 누출된 극저온 유체가 흘러가도록 1차방벽의 외벽을 오픈셀층으로 감싸서 리크패스를 형성하고, 오픈셀층에 클로즈드셀 소재의 지지블록을 마련하여 단열구조 보강 및 단열구조에 가해지는 하중을 효과적으로 지지할 수 있는 화물창의 단열구조를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 화물창 내부의 극저온 유체와 접촉되는 1차방벽의 외면을 감싸며, 상기 1차방벽을 통해 누출된 유체가 흘러갈 수 있도록 리크패스를 형성하는 오픈셀층; 및 상기 오픈셀층을 덮도록 상기 오픈셀층의 상부에 적층된 클로즈드셀층;을 포함하되, 상기 오픈셀층에는 하중을 지지하기 위한 지지블록이 설정 간격으로 배치되며, 상기 지지블록은 클로즈드셀 소재로 제작된 화물창의 단열구조가 제공될 수 있다.
상기 지지블록은 상기 1차방벽의 손상부위를 통해 누출된 극저온 유체가 유동할 수 있도록 상기 1차방벽과 접합되는 부위에 유체유동홈을 형성하고, 상기 유체유동홈에는 폼 단열재가 충진될 수 있다.
상기 폼 단열재는 오픈셀을 포함할 수 있다.
상기 극저온 유체의 누출된 여부를 감지하기 위해, 상기 오픈셀층과 상기 클로즈드셀층 사이에 온도와 압력을 측정하는 센서부가 마련될 수 있다.
상기 센서부는 광섬유센서를 포함할 수 있다.
상기 클로즈드셀층은 복수의 클로즈드셀층이 적층된 구조이고, 상기 클로즈드셀층 사이에는 크랙방지층이 마련되고, 상기 클로즈드셀층 상부에는 보호층이 적층될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 화물창의 단열구조는 누출된 극저온 유체가 흘러가도록 1차방벽의 외벽을 오픈셀층으로 감싸서 리크패스를 형성하고, 오픈셀층에 클로즈드셀 소재의 지지블록을 마련하여 단열구조 보강 및 단열구조에 가해지는 하중을 효과적으로 지지할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창의 단열구조를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 화물창 단열구조에서 단열부의 상세 구조를 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창의 단열구조를 도시하고, 도 2는 도 1에 도시된 화물창 단열구조에서 단열부의 상세 구조를 나타낸 것이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 화물창의 단열구조는 화물창 내부의 극저온 유체와 접촉되는 1차방벽(10)의 외면을 감싸며, 1차방벽(10)을 통해 누출된 유체가 흘러갈 수 있도록 리크패스를 형성하는 오픈셀층(110)과, 오픈셀층(110)을 덮도록 오픈셀층(110)의 상부에 적층된 클로즈드셀층(130)을 포함하되, 오픈셀층(110)에는 하중을 지지하기 위한 지지블록(120)이 설정 간격으로 배치되며, 지지블록(120)은 클로즈드셀 소재로 제작될 수 있다.
여기서, 오픈셀층(110), 지지블록(120) 및 클로즈드셀층(130)은 단열부(101)에 포함되어 화물창(1)의 단열구조를 형성한다. 도 1에서는 이해를 돕기 위해 단열부(101)가 배치된 곳을 블록 형태로 단순화시켜 나타내었고, 그 구체적인 구조는 도 2를 참조하기 바란다.
화물창(1)은 예컨대 액화천연가스(LNG)를 저장할 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 화물창의 단열구조는 예컨대 타입 B의 독립형 화물창에 적용될 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
1차방벽(10)은 화물창(1) 내부의 극저온 유체와 직접 접촉되며, 예컨대 스테인리스 스틸(SUS) 등과 같은 금속 소재로 제작될 수 있다. 또, 1차방벽(10)은 알루미늄 합금, 인바(invar), 9% 니켈강 등 저온 취성에 강한 재질로 제작될 수 있다.
단열부(101)는 지지구조물(15)에 의해 지지되고 있는 화물창(1)의 바닥부(21)와, 바닥부(21)와 화물창(1)의 좌우측 수직방벽부(24)를 연결하는 좌우측 하부경사방벽부(22) 중 하나 이상에 설치될 수 있다.
지지구조물(15)에 의해 지지되고 있는 화물창(1)의 바닥부(21)와, 바닥부(21)와 화물창(1)의 좌우측 수직방벽부(24)를 연결하는 좌우측 하부경사방벽부(22)는 극저온 유체의 누출 가능성이 높은 부위에 해당한다.
또, 단열부(101)는 화물창(1)의 천장부(23)와, 화물창(1)의 좌우측 수직방벽부(24)와, 천장부(23)와 수직방벽부(24)를 연결하는 화물창(1)의 좌우측 상부경사방벽부(25) 중 하나 이상에 설치될 수 있다.
화물창(1)의 천장부(23)와, 화물창(1)의 좌우측 수직방벽부(24)와, 천장부(23)와 수직방벽부(24)를 연결하는 화물창(1)의 좌우측 상부경사방벽부(25)는 극저온 유체의 누출 가능성이 낮은 부위에 해당한다.
도시하지는 않았으나 다른 실시 예에서는 극저온 유체의 누출 가능성이 낮은 부위에는 단열부(101)과 구조를 달리하는 단열부가 배치될 수도 있다. 예컨대, 단열부(101)의 지지블록(120)을 생략하고, 1차방벽(10)의 외면과 접하는 부위를 오픈셀층(110)으로 형성할 수 있다.
단열부(101)와 선체 내부 바닥면(12) 사이에는 드립트레이(30, Drip Tray)가 하나 이상 배치될 수 있다.
오픈셀층(110)은 화물창(1) 내부의 극저온 유체와 접촉되는 1차방벽(10)의 외면을 감싸도록 마련될 수 있다.
오픈셀층(110)을 구성하는 오픈셀은 폼 단열재로서, 스프레이 방식으로 시공되거나 패널 형태로 마련되어 시공될 수 있다.
또, 오픈셀은 가볍고 수분 침투성이 좋아서, 1차방벽(10)의 크랙(Crack) 부위를 통해 누출된 유체가 오픈셀에 침투하여 흘러갈 수 있도록 한다. 이를 통해 누설된 유체(LNG)가 드립트레이(30, 도 1 참조) 쪽으로 흘러가도록 리크패스(Leak Path)를 간편하고 효율적으로 형성할 수 있다.
오픈셀층(110)에는 하중을 지지하기 위한 지지블록(120)이 설정 간격으로 배치되며, 지지블록(120)은 클로즈드셀 소재로 제작될 수 있다.
지지블록(120)은 1차방벽(10)의 손상부위를 통해 누출된 극저온 유체가 유동할 수 있도록 1차방벽(10)과 접합되는 부위에 유체유동홈(H)을 형성하고, 유체유동홈(H)에는 폼 단열재(105)가 충진될 수 있다.
지지블록(120)은 오픈셀층(110)에 설정 간격으로 배치될 수 있으며, 클로즈드셀 소재로 제작되어 보호층(140)에 작용하는 하중을 지지할 수 있다.
클로즈드셀은 견고하고 밀도가 높으며, 자신의 모양을 유지하는 균일한 셀로 형성되어 있고, 단단하다. 클로즈드셀은 예컨대 폴리 우레탄폼(PUF, Polyurethane Form) 재질로 마련될 수 있다.
지지블록(120)의 유체유동홈(H)에 마련된 폼 단열재(105)는 오픈셀로 마련될 수 있으며, 스프레이 방식으로 시공되거나 패널 형태로 마련되어 시공될 수 있다. 이를 통해 1차방벽(10)의 손상부위를 통해 누출된 극저온 유체가 유동할 수 있도록 한다.
클로즈드셀층(130)은 오픈셀층(110)을 감싸도록 마련된다. 클로즈드셀층(130)을 구성하는 클로즈드셀은 폼 단열재로서, 스프레이 방식으로 시공되거나 패널 형태로 마련되어 시공될 수 있다.
클로즈드셀층(130)은 순차적으로 제1클로즈드셀층(131), 제2클로즈드셀층(132) 및 제3클로즈드셀층(133)이 적층된 구조일 수 있다.
여기서 극저온 유체의 누출된 여부를 감지하기 위해, 오픈셀층(110)과 클로즈드셀층(130) 사이에는 온도와 압력을 측정하는 센서부(125)가 배치될 수 있다.
센서부(125)는 예컨대 광섬유센서를 포함할 수 있으며, 온도와 압력을 측정하여 극저온 유체의 누출된 여부를 감지한다. 센서부(125)에 의해 감지된 정보는 외부 서버 및 관리자 단말기 등으로 전송될 수 있다.
그리고, 제1클로즈드셀층(131)과 제2클로즈드셀층(132) 사이에는 제1크랙방지층(135)이 배치되고, 제2클로즈드셀층(132)과 제3클로즈드셀층(133) 사이에는 제2크랙방지층(136)이 배치될 수 있다.
크랙방지층(135,136)은 예컨대 메쉬(Mesh) 타입으로 제작될 수 있다. 또, 크랙방지층(135,136)은 극저온에 견딜 수 있는 금속 또는 유리 섬유 소재로 제작될 수 있다.
보호층(140)은 제3클로즈드셀층(130)을 감싸도록 제3클로즈드셀층(130) 상부에 적층된다. 보호층(140)은 클로즈드셀층(130)의 표면 보호 및 수분 유입을 방지하며, GFP(Glass Fiber Plastic) 또는 폴리메릭 코팅(Polymeric Coating)으로 마련될 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
10: 1차방벽 101: 단열부
105: 폼 단열재 110: 오픈셀층
120: 지지블록 125: 센서부
130: 클로즈드셀층 135,136: 크랙방지층
140: 보호층

Claims (6)

  1. 화물창 내부의 극저온 유체와 접촉되는 1차방벽의 외면을 감싸며, 상기 1차방벽을 통해 누출된 유체가 흘러갈 수 있도록 리크패스를 형성하는 오픈셀층; 및
    상기 오픈셀층을 덮도록 상기 오픈셀층의 상부에 적층된 클로즈드셀층;을 포함하되,
    상기 오픈셀층에는 하중을 지지하기 위한 지지블록이 설정 간격으로 배치되며,
    상기 지지블록은 클로즈드셀 소재로 제작된 화물창의 단열구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지블록은 상기 1차방벽의 손상부위를 통해 누출된 극저온 유체가 유동할 수 있도록 상기 1차방벽과 접합되는 부위에 유체유동홈을 형성하고, 상기 유체유동홈에는 폼 단열재가 충진된 화물창의 단열구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 폼 단열재는 오픈셀을 포함하는 화물창의 단열구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 극저온 유체의 누출된 여부를 감지하기 위해, 상기 오픈셀층과 상기 클로즈드셀층 사이에 온도와 압력을 측정하는 센서부가 마련된 화물창의 단열구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센서부는 광섬유센서를 포함하는 화물창의 단열구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 클로즈드셀층은 복수의 클로즈드셀층이 적층된 구조이고,
    상기 클로즈드셀층 사이에는 크랙방지층이 마련되고,
    상기 클로즈드셀층 상부에는 보호층이 적층된 화물창의 단열구조.
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