KR20230052973A - 탱크 돔 구조 및 선박 - Google Patents

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KR20230052973A
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tank dome
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료헤이 모치즈키
신야 기모토
히토시 요코자와
요시노리 나가타
노부히로 아베
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재팬 마린 유나이티드 코포레이션
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Abstract

탱크 돔의 다른 구획으로의 돌출량을 저감할 수 있는, 탱크 돔 구조 및 선박을 제공한다. 본 실시 형태에 관한 탱크 돔 구조(2)는, 탱크(11)를 저장하는 탱크 홀드 구획(13)의 일부를 형성하고 탱크 돔(12)을 삽입 관통하는 개구부(31)를 구비한 갑판(3)과, 탱크 돔(12)의 둘레면부로부터 탱크(11)와 갑판(3) 사이에 배치되도록 연장 설치된 플랜지부(4)와, 갑판(3)과 플랜지부(4) 사이를 밀봉하도록 배치된 신축 조인트(5)를 구비하고 있다.

Description

탱크 돔 구조 및 선박
본 발명은, 탱크 돔 구조 및 선박에 관한 것으로, 특히 액화 가스를 수용하는 탱크를 구비한 선박에 적합한 탱크 돔 구조 및 선박에 관한 것이다.
근년, 환경 보전의 관점에서 중유의 대체 연료로서 액화 천연 가스(LNG)나 액화 석유 가스(LPG) 등의 액화 가스가 주목받고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 선체의 상갑판 상에 배치된 상부 구조체에 연료 탱크를 배치한 구성이 개시되어 있다.
또한, 액화 가스를 수용하는 탱크를 구비한 선박으로서는, 액화 가스 운반선이 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 2에 기재된 액화 가스 운반선은, 선체 내에 형성된 탱크 홀드 구획과, 탱크 홀드 구획 내에 선체로부터 독립되어 배치된 탱크를 구비하고 있다. 이 독립 방식의 탱크에서는, 규칙상, 탱크 내의 배관과 선체측의 배관을 접속하기 위한 탱크 돔이 필요해진다.
탱크 돔은, 일반적으로 상갑판 등의 다른 구획으로 돌출된 상태로 배치되는 경우가 많다. 또한, 탱크 홀드 구획은, 규칙상, 기밀 격벽으로 둘러쌀 필요가 있다. 또한, 액화 가스를 수용하는 탱크는, 저온 시에 수축한다는 점에서, 그 변위를 흡수할 필요가 있다. 따라서, 특허문헌 2에 기재된 바와 같이, 탱크 돔과 선체측의 이음부에는, 신축 조인트(벨로우즈)가 배치되는 경우가 많다.
일본 특허 공개 제2020-50135호 공보 일본 특허 공개 제2011-7320호 공보
특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 연료 탱크를 상갑판 상에 배치하는 방법도 있지만, 설치 스페이스의 문제나 내후성의 관점에서 선체 내에 연료 탱크를 배치하는 쪽이 바람직한 경우도 있다. 또한, 선체 내에 연료 탱크를 배치할 때에 특허문헌 2에 기재된 바와 같은 독립 방식을 채용한 경우에는 탱크 돔이 필요해진다.
그러나, 특허문헌 2에 기재된 탱크 돔 구조에서는, 탱크 돔이 다른 구획으로 돌출된 부분에 신축 조인트(벨로우즈)를 배치하고 있다는 점에서, 탱크 돔이 높아지기 쉽다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 창안된 것이며, 탱크 돔의 다른 구획으로의 돌출량을 저감할 수 있는, 탱크 돔 구조 및 선박을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 액화 가스를 수용하는 탱크의 상부에 배치된 탱크 돔을 포함하는 탱크 돔 구조이며, 상기 탱크를 저장하는 탱크 홀드 구획의 일부를 형성하고 상기 탱크 돔에 대응하는 위치에 형성된 개구부를 구비한 갑판과, 상기 탱크 돔의 둘레면부로부터 상기 탱크와 상기 갑판 사이에 배치되도록 연장 설치된 플랜지부와, 상기 갑판과 상기 플랜지부 사이를 밀봉하도록 배치된 신축 조인트를 구비한 것을 특징으로 하는 탱크 돔 구조가 제공된다.
상기 플랜지부는, 상기 탱크의 상온 상태에서 상기 갑판과의 사이에 상기 신축 조인트를 배치 가능한 간극을 갖도록 배치되어 있어도 된다.
상기 갑판은, 상기 개구부의 주연부의 하면에 배치되고 상기 신축 조인트에 접속되는 브래킷을 구비하고 있어도 된다.
상기 탱크 홀드 구획은 선체 내에 형성되어 있고, 상기 갑판은 상갑판보다도 하방의 위치에 배치되어 있어도 된다.
상기 탱크 홀드 구획은, 거주구의 하방에 형성되어 있어도 되고, 기관실의 전방에 형성되어 있어도 된다.
상기 탱크는, 상기 액화 가스를 추진 연료로서 사용하는 연료 탱크여도 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상술한 어느 것의 탱크 돔 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 선박이 제공된다.
상술한 본 발명에 관한 탱크 돔 구조 및 선박에 따르면, 탱크와 갑판 사이에 플랜지부를 배치하고, 갑판과 플랜지부 사이에 신축 조인트를 배치함으로써, 신축 조인트를 갑판의 하방에 배치할 수 있어, 탱크 돔의 다른 구획으로의 돌출량을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 선박을 도시하는 전체 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 선박의 단면도이며, (A)는 X-X 단면도, (B)는 Z-Z 단면도이다.
도 3은 상온 상태에 있어서의 탱크 돔 구조의 A부 확대도이다.
도 4는 저온 상태에 있어서의 탱크 돔 구조의 A부 확대도이다.
도 5는 도 3에 도시한 탱크 돔 구조의 변형예를 나타내는 A부 확대도이다.
도 6은 도 1에 도시한 선박의 변형예를 도시하는 전체 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도 1 내지 도 6을 사용하여 설명한다. 여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 선박을 도시하는 전체 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시한 선박의 단면도이며, (A)는 X-X 단면도, (B)는 Z-Z 단면도이다. 도 3은 상온 상태에 있어서의 탱크 돔 구조의 A부 확대도이다. 도 4는 저온 상태에 있어서의 탱크 돔 구조의 A부 확대도이다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 선박(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 액화 가스를 수용하는 탱크(11)의 상부에 배치된 탱크 돔(12)을 포함하는 탱크 돔 구조(2)를 구비하고, 탱크 돔 구조(2)는, 탱크(11)를 저장하는 탱크 홀드 구획(13)의 일부를 형성하고 탱크 돔(12)에 대응하는 위치에 형성된 개구부(31)를 구비한 갑판(3)과, 탱크 돔(12)의 둘레면부로부터 탱크(11)와 갑판(3) 사이에 배치되도록 연장 설치된 플랜지부(4)와, 갑판(3)과 플랜지부(4) 사이를 밀봉하도록 배치된 신축 조인트(5)를 구비하고 있다.
또한, 도 1은 선박(1)의 측면도를 도시한 것이지만, 설명의 편의상, 탱크 홀드 구획(13)이 배치된 부분의 선체를 절결한 상태를 도시하고 있다.
선박(1)은, 예를 들어, 컨테이너선이지만, 탱크 홀드 구획(13)을 형성 가능한 선박이면, 다른 화물선, 작업선, 어선, 특수선, 함정 등이어도 된다. 선박(1)은, 예를 들어 상갑판(14) 상에 배치된 거주구(15)를 구비하고 있다. 탱크 홀드 구획(13)은, 예를 들어 거주구(15)의 하방에 형성된다.
선박(1)이 컨테이너선인 경우, 거주구(15)의 하방에는 컨테이너를 적재하는 공간을 형성할 수 없다. 따라서, 거주구(15)의 하방에 탱크 홀드 구획(13)을 배치함으로써, 하역의 적재 효율의 저하를 억제하면서 탱크(11)를 선체 내에 배치할 수 있다.
탱크 홀드 구획(13)은 선박(1)의 선체 내에 형성되어 있고, 선창을 전후 좌우 방향으로 구획하는 네 개의 격벽(16)과, 격벽(16) 내에 배치된 저판(17)과, 상갑판(14)보다도 하방의 위치에 배치된 갑판(3)에 의해 구성되어 있다.
탱크 홀드 구획(13)의 상방에는, 탱크(11)의 배관과 선체측의 배관을 접속하기 위한 탱크 커넥션 스페이스(18)가 형성되어 있다. 또한, 저판(17)에는, 탱크(11)의 저면을 미끄럼 이동 가능하게 지지하는 복수의 지지 블록(11b)이 배치되어 있다.
탱크(11)는, 예를 들어 선체로부터 분리된 독립 방식의 탱크이다. 탱크(11)에는, 액화 천연 가스(LNG)나 액화 석유 가스(LPG) 등의 액화 가스가 수용된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 탱크(11)는, 액화 가스를 추진 연료로서 사용하는 연료 탱크이다. 또한, 탱크(11)는, 예를 들어 알루미늄제이며, 외주 전체면에 단열재(도시하지 않음)가 배치되어 있다.
탱크(11)는, 예를 들어 전체적으로 대략 직육면체 형상을 갖고 있지만, 이러한 형상에 한정되는 것은 아니다. 본 실시 형태에 있어서의 탱크(11)는, 선폭 방향으로 길고, 선장 방향으로 짧은 형상을 갖고 있다. 또한, 도시하지 않지만, 탱크(11)는 선장 방향으로 길고, 선폭 방향으로 짧은 형상을 갖고 있어도 된다.
탱크 돔(12)은, 탱크(11)의 상면(11a)에 탱크(11)와 연통되도록 통 형상으로 형성되어 있다. 탱크 돔(12)은 탱크(11) 내의 배관과 선체측의 배관을 접속하기 위한 공간을 형성하는 부분이다. 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 탱크 돔(12)은 탱크(11)의 상면(11a)으로부터 높이 h를 갖고, 인접하는 상부 구획의 탱크 커넥션 스페이스(18)로 돌출되도록 형성되어 있다.
탱크(11)는, 내부에 액화 가스를 수용한 저온 상태에서는 수축된다는 점에서, 탱크 돔(12)은 탱크(11)의 선폭 방향의 중심선 상에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 탱크 돔(12)의 위치는, 탱크 형상 및 수축량에 따라서 임의로 설정된다.
갑판(3)은, 격벽(16)에 용접된 강판이다. 갑판(3)은 탱크 돔(12)이 배치되는 위치에 형성된 개구부(31)를 갖고 있다. 개구부(31)는 탱크 돔(12)을 삽입 관통 가능한 형상으로 형성되어 있고, 예를 들어 내연부가 탱크 돔(12)의 둘레면과 일정한 간극을 갖도록 형성된다.
또한, 갑판(3)은 개구부(31)의 주연부의 하면에 배치된 환상의 브래킷(32)을 갖고 있다. 브래킷(32)은, 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 갑판(3)의 하면으로부터 하방으로 연장된 통부와, 통부의 하단에 수평 방향으로 확장된 칼라부를 구비하고 있다.
탱크(11)는, 격벽(16) 및 갑판(3)과 소정의 간극을 갖도록 탱크 홀드 구획(13) 내에 배치된다. 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 탱크(11)의 상면(11a)과 갑판(3) 사이에는, 상온 상태에서 간극 g를 갖고 있다. 탱크 돔(12)의 둘레면에는 수평 방향으로 연장 설치된 플랜지부(4)가 전체 둘레에 걸쳐서 배치되어 있다.
플랜지부(4)는, 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 갑판(3)과 탱크(11)의 상면(11a)의 간극 g 내이며, 브래킷(32)보다도 하방에 위치하도록 배치된다. 또한, 브래킷(32)의 칼라부와 플랜지부(4)는 상하 방향으로 랩되도록(중첩되도록) 배치된다.
브래킷(32)의 칼라부와 플랜지부(4) 사이에는 신축 조인트(5)가 배치된다. 즉, 플랜지부(4)는 탱크(11)의 상온 상태에서 갑판(3)과 탱크(11)의 상면(11a) 사이에 신축 조인트(5)를 배치 가능한 간극을 갖도록 배치된다.
신축 조인트(5)는, 예를 들어, 축방향을 따라서 주름 상자 형상을 갖는 둘레면을 구비한 통 형상을 갖고 있다. 신축 조인트(5)는, 예를 들어, 합성 고무, 실리콘 고무 등의 열경화성 엘라스토머에 의해 형성된 벨로우즈이다. 이러한 신축 조인트(5)를 브래킷(32)과 플랜지부(4) 사이에 배치함으로써, 갑판(3)과 탱크(11)의 상면(11a) 사이에 형성된 간극 g를 밀봉할 수 있다.
신축 조인트(5)의 양단부는, 브래킷(32) 및 플랜지부(4)에 대하여 볼트ㆍ너트 등의 체결구에 의해 고정된다. 체결부에는, 접착제, 시일재, 단열재, 형강 등을 개재시키도록 해도 된다. 또한, 신축 조인트(5)의 체결부에 관한 구성은, 상술한 구성에 한정되는 것은 아니다.
탱크(11) 내에 극저온의 액화 가스를 넣으면 탱크(11)는 수축한다. 예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이, 탱크(11)의 저온 상태에 있어서의 갑판(3)과 탱크(11)의 상면(11a)의 간극 g'는, 상온 상태의 간극 g보다도 커진다. 이 간극 g'의 확장분은 신축 조인트(5)의 신장에 의해 흡수된다.
본 실시 형태에서는, 갑판(3)의 하방에 신축 조인트(5)를 배치하고 있기 때문에, 탱크(11)가 상온 상태로부터 저온 상태로 변천할 때에 신축 조인트(5)에는 인장 방향으로 하중이 발생한다. 종래의 액화 가스 운반선의 탱크에 배치된 탱크 돔에서는, 갑판의 상방에 신축 조인트가 배치되어 있기 때문에, 탱크가 상온 상태로부터 저온 상태로 변천할 때에 신축 조인트에는 압축 방향으로 하중이 발생한다.
따라서, 종래의 탱크 돔에서는, 신축 조인트에 충분한 압축 변형량을 확보해 두어야 해, 신축 조인트가 길어지는 경향이 있었다. 그것에 반해, 본 실시 형태에서는, 저온 시에 인장 방향으로 하중이 작용하기 때문에, 신축 조인트(5)를 필요 최저한의 길이로 설정할 수 있다.
또한, 종래의 탱크 돔에서는, 빗물이나 해수가 플랜지부에 침입하지 않도록, 플랜지부의 하방에 갑판이 배치되어 있기 때문에, 갑판의 시공 시에 개구부가 플랜지부를 통과할 수 없어, 플랜지부의 외연을 절단한 상태로 갑판을 시공하고, 그 후에 플랜지부의 외연을 용접하는 작업이 발생하고 있었다.
그것에 반해, 본 실시 형태에서는, 탱크 홀드 구획(13)을 선체 내에 배치하고 있기 때문에, 플랜지부(4)에 빗물이나 해수가 침입할 가능성이 낮아, 플랜지부(4)의 상방에 갑판(3)을 배치할 수 있다. 따라서, 플랜지부(4)의 외연을 절단하지 않고, 갑판(3)의 개구부(31)를 탱크 돔(12)에 삽입 관통시킬 수 있어, 공사 기간의 단축을 도모할 수도 있다.
다음으로, 본 실시 형태에 관한 탱크 돔 구조(2)의 변형예에 대해서, 도 5를 참조하면서 설명한다. 여기서, 도 5는 도 3에 도시한 탱크 돔 구조의 변형예를 나타내는 A부 확대도이다. 또한, 도 3에 도시한 탱크 돔 구조(2)와 동일한 구성 부품에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 중복된 설명을 생략한다.
도 3에 도시한 탱크 돔 구조(2)에서는, 탱크 돔(12)의 정상부가 갑판(3)보다도 높고, 개구부(31)에 탱크 돔(12)을 삽입 관통한 구성을 갖고 있지만, 도 5에 도시한 바와 같이, 탱크 돔(12)의 정상부는 갑판(3)보다도 낮게 구성해도 된다. 이때, 플랜지부(4)는 도시한 바와 같이, 탱크 돔(12)의 정상부의 둘레면부로부터 연장 설치되도록 구성해도 된다.
다음으로, 본 실시 형태에 관한 선박(1)의 변형예에 대해서, 도 6을 참조하면서 설명한다. 여기서, 도 6은 도 1에 도시한 선박의 변형예를 도시하는 전체 구성도이다. 또한, 도 1에 도시한 선박(1)과 동일한 구성 부품에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 중복된 설명을 생략한다.
도 1에 도시한 선박(1)에서는, 탱크 홀드 구획(13)을 거주구(15)의 하방에 배치한 경우에 대해서 설명하고 있지만, 도 6에 도시한 바와 같이, 탱크 홀드 구획(13)은 기관실(19)의 전방에 배치해도 된다.
탱크(11)가 연료 탱크인 경우, 기관실(19)에 인접한 위치에 탱크 홀드 구획(13)을 형성함으로써, 배관의 길이를 짧게 할 수 있어, 선체 내의 공간을 유효하게 이용할 수 있다.
또한, 탱크 홀드 구획(13)의 배치는, 거주구(15)의 하방 또는 기관실(19)의 전방에 한정되는 것은 아니며, 선체 내(상갑판(14)보다 하방의 위치)이면 다른 장소여도 된다.
상술한 본 실시 형태에 관한 탱크 돔 구조(2)에 의하면, 탱크(11)와 갑판(3) 사이에 플랜지부(4)를 배치하고, 갑판(3)과 플랜지부(4) 사이에 신축 조인트(5)를 배치함으로써, 신축 조인트(5)를 갑판(3)의 하방에 배치할 수 있어, 탱크 돔(12)의 다른 구획(예를 들어, 탱크 커넥션 스페이스(18))으로의 돌출량을 저감할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태(변형예를 포함함)에서는, 탱크(11)가 연료 탱크인 경우를 상정하고 있지만, 탱크(11)는 액화 가스를 수용 가능하며 또한 선체 내에 배치 가능한 탱크이면, 연료 탱크 이외의 탱크여도 된다.
본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능한 것은 물론이다.
1: 선박
2: 탱크 돔 구조
3: 갑판
4: 플랜지부
5: 신축 조인트
11: 탱크
11a: 상면
11b: 지지 블록
12: 탱크 돔
13: 탱크 홀드 구획
14: 상갑판
15: 거주구
16: 격벽
17: 저판
18: 탱크 커넥션 스페이스
19: 기관실
31: 개구부
32: 브래킷

Claims (7)

  1. 액화 가스를 수용하는 탱크의 상부에 배치된 탱크 돔을 포함하는 탱크 돔 구조이며,
    상기 탱크를 저장하는 탱크 홀드 구획의 일부를 형성하고 상기 탱크 돔에 대응하는 위치에 형성된 개구부를 구비한 갑판과,
    상기 탱크 돔의 둘레면부로부터 상기 탱크와 상기 갑판 사이에 배치되도록 연장 설치된 플랜지부와,
    상기 갑판과 상기 플랜지부 사이를 밀봉하도록 배치된 신축 조인트
    를 구비한 것을 특징으로 하는 탱크 돔 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플랜지부는, 상기 탱크의 상온 상태에서 상기 갑판과의 사이에 상기 신축 조인트를 배치 가능한 간극을 갖도록 배치되어 있는, 탱크 돔 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 갑판은, 상기 개구부의 주연부의 하면에 배치되고 상기 신축 조인트에 접속되는 브래킷을 구비하는, 탱크 돔 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탱크 홀드 구획은 선체 내에 형성되어 있고, 상기 갑판은 상갑판보다도 하방의 위치에 배치되어 있는, 탱크 돔 구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 탱크 홀드 구획은, 거주구의 하방 또는 기관실의 전방에 형성되어 있는, 탱크 돔 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 탱크는, 상기 액화 가스를 추진 연료로서 사용하는 연료 탱크인, 탱크 돔 구조.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 탱크 돔 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 선박.
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