WO2024112023A1 - 탱크지지구조물 - Google Patents

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WO2024112023A1
WO2024112023A1 PCT/KR2023/018627 KR2023018627W WO2024112023A1 WO 2024112023 A1 WO2024112023 A1 WO 2024112023A1 KR 2023018627 W KR2023018627 W KR 2023018627W WO 2024112023 A1 WO2024112023 A1 WO 2024112023A1
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WO
WIPO (PCT)
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support
tank
lower support
support structure
support plate
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/018627
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English (en)
French (fr)
Inventor
박현준
김종원
이창환
Original Assignee
주식회사래티스테크놀로지
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B17/00—Vessels parts, details, or accessories, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/08—Mounting arrangements for vessels

Definitions

  • the present invention relates to a tank support structure, and more specifically, to a tank support structure that has a simple structure and a structure that effectively prevents rolling and pitching.
  • LNG liquefied natural gas
  • LH2 liquefied hydrogen
  • the lower support In the case of a tank fixed to land, that is, to the ground, the lower support only needs to withstand gravity, so the material and structure of the lower support only need to have rigidity to withstand the weight of the tank and fuel in the direction of gravity. Meanwhile, in order to transport fuel over long distances, the tank installed on a large ship is filled with fuel and transported. Since the ship itself is not stably fixed, the tank installed on the ship moves in 6 degrees of freedom up, down, left, right, forward and backward. Accordingly, the lower support also receives forces in various directions.
  • Patent Document 1 Korean Patent Registration No. 2277370 (“Tank Support Structure and Ship”, 2021.07.08.)
  • the present invention was made to solve the problems of the prior art as described above, and the purpose of the present invention is to provide a tank support structure that has a simple structure and a structure that effectively prevents rolling and pitching. there is. More specifically, it includes an upper support that directly contacts the tank, a center block that provides support, and a lower support that fixes the center block to the ground, and an engaging structure or guide is provided between them to prevent rolling and pitching. To provide a tank support structure that.
  • the tank support structure 100 of the present invention for achieving the above-mentioned object is a tank support structure 100 that supports a rectangular tank 500 formed in a box shape and having a flat bottom, wherein the rectangular tank (500) an upper support (110) formed in a flat shape parallel to the lower surface and facing the lower surface of the square tank (500); A center block 120 that is laminated and coupled to the lower side of the upper support 110 and is formed in a block shape to support a load; A lower support 130 that is laminated and coupled to the lower side of the center block 120 and is fixed to the floor; may include.
  • the tank support structure 100 includes an upper support plate 111 on which the upper support 110 faces the lower surface of the rectangular tank 500, and an upper support protrusion 112 protruding downward from the upper support plate 111.
  • the center block 120 includes a center block body 121 formed in a block shape, and a center depression formed on the upper surface of the center block body 121 in a shape corresponding to the upper support protrusion 112.
  • Including a block groove portion 122, the upper support protrusion 112 and the central block groove portion 122 may be formed to be coupled by engaging.
  • the upper support protrusion 112 and the center block groove 122 may be formed in the form of at least one straight line extending in at least one direction selected from the front-back direction and the left-right direction.
  • each straight line may be formed in a form that is arranged parallel to or perpendicular to each other.
  • the tank support structure 100 includes a lower support plate 131 in which the lower support 130 faces the lower surface of the center block body 121, and a lower support guide protruding upward from the lower support plate 131. It includes (132), and at least one pair of the lower support guide parts 132 arranged to face each other can support the side of the central block body 121.
  • the lower support guide portion 132 may be formed in at least one pair spaced apart in at least one direction selected from the front-back direction and the left-right direction.
  • the lower support 130 includes at least one lower support front and rear support plate 133 that protrudes downward from the lower support plate 131 and is formed in a planar shape perpendicular to the lower support plate 131 and extending in the front and rear directions. It further includes at least one lower support left and right support plates 134 that protrude downward from the lower support plate 131 and are formed in a planar shape perpendicular to the lower support plate 131 and extending in the left and right directions, and the lower support front and rear support plates 133 ) and the lower support left and right support plates 134 are vertically coupled to form a bridge structure that fixes the lower support plate 131 to the floor.
  • the tank support structure 100 may be provided on a ship and formed to support the rolling or pitching direction load of the ship in addition to the vertical load of the square tank 500.
  • the tank support structure of the present invention includes an upper support that directly contacts the tank, a center block in charge of supporting force, and a lower support that fixes the center block to the ground, and is used to prevent rolling and pitching between them.
  • An engaging structure or guide part is provided. Accordingly, when force due to rolling or pitching is applied, a supporting force in the corresponding direction is applied by the engaging structure or guide portion, effectively preventing rolling or pitching.
  • the tank support structure since the tank support structure has a function of preventing rolling and pitching and has a simple structure, there is an effect of alleviating the complexity of the tank support structure. In addition, this has the effect of improving economic efficiency and user convenience by making it easy to manufacture, install, or replace the existing lower support.
  • FIGS 1 and 2 are diagrams showing the use of the tank support structure of the present invention.
  • Figures 5 and 6 are exploded perspective views of the tank support structure of the present invention.
  • Figures 7 and 8 are structural analysis modeling of the tank support structure of the present invention.
  • Figures 9 and 10 show structural analysis results for vertical load.
  • Figures 11 and 12 show structural analysis results for a 30° rolling direction load.
  • Figures 13 and 14 show structural analysis results for a 5° pitching direction load.
  • FIGS. 1 and 2 show a state diagram of the tank support structure of the present invention. Since the tank support structure 100 is not visible when the tank is placed, the tank is shown omitted. As can be inferred from the arrangement of FIGS. 1 and 2, the tank support structure 100 of the present invention is basically formed in a box shape to support a rectangular tank 500 with a flat bottom.
  • fuel tanks can be categorized by shape into square tanks, which are roughly rectangular, or circular tanks, which are cylindrical and extend in the horizontal direction, and both are widely used for their own needs and purposes.
  • square tanks which are roughly rectangular, or circular tanks, which are cylindrical and extend in the horizontal direction, and both are widely used for their own needs and purposes.
  • rectangular tanks tend to be widely used because the shape of the installation space within the ship is usually close to a rectangular parallelepiped.
  • the fact that the plurality of tank support structures 100 in FIGS. 1 and 2 are arranged in a substantially rectangular shape is in accordance with the fact that the lower surface of the rectangular tank is rectangular.
  • FIGS. 3 and 4 show side views of the tank support structure of the present invention.
  • Figure 3 is a side view seen in the Z-axis direction
  • Figure 4 is a side view seen in the X-axis direction.
  • the tank support structure 100 according to the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 is the same as the one with a rectangular upper surface in FIGS. 1 and 2.
  • the tank support structure 100 of the present invention is formed by sequentially stacking and combining the upper support 110, the center block 120, and the lower support 130 in the vertical direction. .
  • FIGS 5 and 6 show an exploded perspective view of the tank support structure of the present invention, and the configuration of the tank support structure 100 will be described in more detail with reference to Figures 3 to 6.
  • the upper support 110 is formed in a planar shape parallel to the lower surface of the rectangular tank 500, as shown in FIGS. 3 and 4, and is in contact with the lower surface of the rectangular tank 500. That is, the upper support 110 serves to directly support the square tank 500. More specifically, the upper support 110, as shown in FIGS. 5 and 6, has an upper support plate 111 that faces the lower surface of the square tank 500 and protrudes downward from the upper support plate 111. It includes an upper support protrusion 112. As the upper support plate 111 is formed to be wide, the load received from the square tank 500 can be more distributed, and the support area on the side of the square tank 500 is also expanded to provide more stable support.
  • the upper support protrusion 112 is for coupling with the center block 120, which will be described below.
  • the center block 120 is stacked and coupled to the lower side of the upper support 110 and is formed in a block shape to support the load. More specifically, the center block 120 has a center block body 121 formed in a block shape, as shown in FIGS. 5 and 6, and the upper support protrusion 112 on the upper surface of the center block body 121. ) includes a central block groove portion 122 that is recessed in a shape corresponding to ).
  • the central block body 121 is in the form of a lump with a full interior, so it has high structural and material rigidity and can firmly support the load transmitted from the square tank 500.
  • center block groove portion 122 is formed in a shape corresponding to the upper support protrusion 112 as described above, when the upper support 110 and the center block 120 are stacked and combined, the upper support protrusion portion (112) and the central block groove portion 122 are engaged so that a strong and stable connection can be achieved.
  • the upper support protrusion 112 and the center block groove 122 will be described in more detail as follows.
  • the upper support protrusion 112 and the center block groove 122 may be formed in the form of at least one straight line extending in at least one direction selected from the front-back direction and the left-right direction.
  • the upper support protrusion 112 and the center block groove 122 have a shape in which one straight line extending in the front-back direction and one straight line extending in the left and right directions intersect each other perpendicularly at the center, that is, a cross.
  • An example formed in the form is shown.
  • this does not limit the present invention, and if necessary, it may be composed of only one straight line extending in one direction of front/back/left/right, or may be composed of a plurality of straight lines extending in one direction of front/back/left/right and arranged parallel to each other.
  • Various modifications are possible, such as a mixture of a larger number of front and rear extension straight lines and left and right extension straight lines.
  • the straight lines may be formed in a form in which the straight lines are arranged parallel to each other or perpendicular to each other.
  • the upper support protrusion 112 and the center block groove 122 are formed in a form that engages in the front and rear/left and right directions, so that the front and back sides are formed by the coupling structure between the upper support 110 and the center block 120. /Load in the left and right directions can be supported more smoothly.
  • the upper support 110 is basically in the form of a plate, There is a limit to the depth of forming the groove, or in order to form the groove as deep as desired, the thickness of the upper support 110 becomes too thick and becomes block-shaped, which increases the load that the center block 120 must support. occurs. Therefore, the current coupling structure in which a protrusion is formed on the upper support 110 and a groove is formed on the center block 120 is more preferable.
  • the lower support 130 is stacked and coupled to the lower side of the center block 120 and serves to be fixed to the floor. More specifically, the lower support 130, as shown in FIGS. 5 and 6, has a lower support plate 131 that faces the lower surface of the center block body 121 and protrudes upward from the lower support plate 131. It includes a lower support guide 132. At this time, at least one pair of the lower support guide parts 132 is arranged to face each other to support the side of the central block body 121. More specifically, the lower support guide portion 132 is formed in at least one pair spaced apart in at least one direction selected from the front-back direction and the left-right direction.
  • the lower support guide 132 supports the front/back/left/right direction of the center block body 121, and the front/back/left/right direction is achieved by the coupling structure between the center block 120 and the lower support 130.
  • the load can be supported more smoothly.
  • the spacing direction of the pair of lower support guide parts 132 may be determined in various ways depending on the direction in which the tank support structure 100 is arranged. Referring again to FIGS. 1 and 2, in the case of the tank support structure 100 formed in a shape extending long in the front and rear directions, a pair of the lower support guide parts 132 are spaced apart in the left and right directions, and extend in the left and right directions.
  • the pair of lower support guide parts 132 are spaced apart in the front and rear directions.
  • the two pairs of lower support guides 132 are arranged spaced apart in the front and rear/left and right directions, respectively. You can check it.
  • the lower support 130 may be formed so that the leg structure that secures the lower support plate 131 to the floor can serve as support in the front/back/left/right directions.
  • the lower support 130 protrudes downward from the lower support plate 131 and is formed in a planar shape perpendicular to the lower support plate 131 and extending in the front-back direction.
  • the lower support front/rear/left and right support plates 133 and 134 can each support a load in the left and right/front and rear directions in a direction perpendicular to the direction in which they extend.
  • the lower support front and rear support plates 133 and the lower support left and right support plates 134 are vertically coupled to form a bridge structure that fixes the lower support plate 131 to the floor. Accordingly, the load bearing capacity in the left and right/forward/backward directions becomes more solid.
  • the tank support structure 100 of the present invention is formed in a form in which three parts are stacked and joined together in the vertical direction, and the coupling structure or leg structure between them is a structure capable of supporting a load in the front/back/left/right directions.
  • the tank support structure 100 of the present invention formed in this way can be provided on a ship and formed to support the rolling or pitching direction load of the ship in addition to the vertical load of the square tank 500.
  • Figures 7 and 8 are modeling drawings for structural analysis of the tank support structure of the present invention.
  • Figure 7 shows a case where the square tank 500 applies only a vertical load
  • Figure 8 shows a 30° rolling direction load and a 5° load.
  • Figures 9 and 10 show the structural analysis results for the vertical load
  • Figures 11 and 12 show the structural analysis results for the 30° rolling direction load
  • Figures 13 and 14 show the structural analysis results for the 5° pitching direction load.
  • the allowable stress of the selected material is known to be 265 MPa, and looking at the structural analysis results of FIGS. 9 to 14, it can be seen that the overall stress on the tank support structure 100 is about 40 to 60 MPa or less, which is very excellent. It is confirmed that it has support capacity.
  • the tank support structure has a function of preventing rolling and pitching and has a simple structure, there is an effect of alleviating the complexity of the tank support structure. In addition, this has the effect of improving economic efficiency and user convenience by making it easy to manufacture, install, or replace the existing lower support.

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Abstract

본 발명은 각형탱크를 받쳐 지지하는 탱크지지구조물에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 단순한 구조를 가지면서도 롤링 및 피칭을 효과적으로 방지할 수 있도록 하는 구조를 가지는 탱크지지구조물을 제공함에 있다. 보다 상세하게는, 직접적으로 탱크에 접촉하는 상부받침, 지지력을 담당하는 중심블록, 중심블록을 지반에 고정하는 하부받침을 포함하되, 이들 간에 롤링 및 피칭 방지를 위한 맞물림구조 또는 안내부가 구비되어 있게 하는 탱크지지구조물을 제공함에 있다.

Description

탱크지지구조물
본 발명은 탱크지지구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단순한 구조를 가지면서도 롤링 및 피칭을 효과적으로 방지할 수 있도록 하는 구조를 가지는 탱크지지구조물에 관한 것이다.
전통적으로 석유, 석탄 등을 기반으로 하는 화석연료가 에너지원으로서 널리 사용되어 왔으며, 최근에는 자원고갈 및 환경오염 문제로 인하여 다른 에너지원으로서 액화천연가스(LNG), 액화수소(LH2) 등이 이미 상용화되었거나 활발한 상용화 시도 중에 있다. 이렇게 에너지원으로 사용되는 연료물질은 석탄을 제외하고 모두 액체로서, 일반적으로 각자의 물질특성에 적합하게 만들어진 탱크에 수용되어 저장된다. 이러한 탱크를 지반 상에 안정적으로 고정시키기 위하여, 일반적으로 탱크 하단과 지면 사이에는 하부지지체가 구비된다. 즉 탱크의 하부지지체는 중력방향으로의 힘을 견디고 탱크를 받쳐주는 역할을 하게 된다.
육상, 즉 지반에 고정되는 탱크의 경우라면 이러한 하부지지체는 중력만 견디면 되므로, 하부지지체의 재질, 구조 등은 단지 중력방향으로의 탱크 및 연료의 중량을 견딜 수 있는 강성을 가지기만 하면 된다. 한편 연료의 원거리수송을 위해서는 대형선박에 설치된 탱크에 연료를 채워 나르게 되는데, 이처럼 선박에 설치된 탱크는 선박 자체가 안정적으로 고정되어 있지 않기 때문에 상하좌우전후의 6자유도 운동을 하게 된다. 이에 따라 하부지지체 역시 다양한 방향으로 힘을 받게 된다. 따라서 중력방향으로의 강성에만 주안점을 두어 설계된 육상용 하부지지체를 선박용으로 그대로 사용할 경우, 선박 흔들림에 따라 발생하는 힘에 대한 대비가 이루어지지 못하여 탱크를 안정적으로 지지하지 못하게 될 우려가 있다.
이러한 이유로 선박에 사용되는 탱크의 하부지지체 구조와 관련하여 다양한 관점의 설계가 이루어지고 있다. 한국특허등록 제2277370호("탱크 지지구조 및 선박", 2021.07.08.)에는, 선박에 구비되는 탱크지지구조에 있어서, 하부지지체가 단지 중력방향으로의 지지만 하는 것이 아니라 침수 시 부력방향 즉 중력반대방향으로 작용하는 힘에 대한 대비를 할 수 있도록 하는 개선구조를 개시한다. 한편 선행문헌에서는 선박의 롤링, 피칭에 대한 지지는 하부지지체 외의 다른 지지구조물에 의해 이루어지는 것으로 설명되고 있다.
물론 선박의 롤링, 피칭에 대한 별도의 지지구조물이 구비되어야 하는 것은 당연하다. 그러나 하부지지체에도 이러한 방향으로의 힘이 수시로 가해진다는 점에서, 중력방향으로의 강성에만 주안점을 둔 하부지지체 구조는 하부지지체 자체의 손상을 가져올 수도 있고, 탱크의 안정적인 지지에도 불리하다는 점이 지적되어 왔다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 한국특허등록 제2277370호("탱크 지지구조 및 선박", 2021.07.08.)
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 단순한 구조를 가지면서도 롤링 및 피칭을 효과적으로 방지할 수 있도록 하는 구조를 가지는 탱크지지구조물을 제공함에 있다. 보다 상세하게는, 직접적으로 탱크에 접촉하는 상부받침, 지지력을 담당하는 중심블록, 중심블록을 지반에 고정하는 하부받침을 포함하되, 이들 간에 롤링 및 피칭 방지를 위한 맞물림구조 또는 안내부가 구비되어 있게 하는 탱크지지구조물을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탱크지지구조물(100)은, 함체형태로 형성되어 하단이 평면으로 이루어지는 각형탱크(500)를 지지하는 탱크지지구조물(100)에 있어서, 상기 각형탱크(500) 하면과 나란한 평면형태로 형성되어 상기 각형탱크(500) 하면과 면접되는 상부받침(110); 상기 상부받침(110) 하측으로 적층결합되며 블록형태로 형성되어 하중을 지지하는 중심블록(120); 상기 중심블록(120) 하측으로 적층결합되며 바닥면에 고정되는 하부받침(130); 을 포함할 수 있다.
또한 상기 탱크지지구조물(100)은, 상기 상부받침(110)이, 상기 각형탱크(500) 하면과 면접되는 상부받침판(111) 및 상기 상부받침판(111) 하측으로 돌출형성되는 상부받침돌출부(112)를 포함하며, 상기 중심블록(120)이, 블록형태로 형성되는 중심블록몸체(121) 및 상기 중심블록몸체(121) 상면에 상기 상부받침돌출부(112)에 상응하는 형태로 함몰형성되는 중심블록홈부(122)를 포함하여, 상기 상부받침돌출부(112) 및 상기 중심블록홈부(122)가 맞물림으로써 결합되도록 형성될 수 있다.
또한 상기 상부받침돌출부(112) 및 상기 중심블록홈부(122)는, 전후방향 및 좌우방향 중 선택되는 적어도 하나의 방향으로 연장되는 적어도 하나의 직선형태로 형성될 수 있다.
또한 상기 상부받침돌출부(112) 및 상기 중심블록홈부(122)는, 복수 개의 직선형태로 형성되는 경우, 각각의 직선이 서로 평행배치되거나 수직교차하는 형태로 형성될 수 있다.
또한 상기 탱크지지구조물(100)은, 상기 하부받침(130)이, 상기 중심블록몸체(121) 하면과 면접되는 하부받침판(131) 및 상기 하부받침판(131) 상측으로 돌출형성되는 하부받침안내부(132)를 포함하며, 서로 마주보게 배치되는 적어도 한 쌍의 상기 하부받침안내부(132)가 상기 중심블록몸체(121) 측면을 지지할 수 있다.
또한 상기 하부받침안내부(132)는, 적어도 한 쌍이 전후방향 및 좌우방향 중 선택되는 적어도 하나의 방향으로 이격배치되어 형성될 수 있다.
또한 상기 하부받침(130)은, 상기 하부받침판(131) 하측으로 돌출되되 상기 하부받침판(131)과 수직하며 전후방향으로 연장되는 평면형태로 형성되는 적어도 하나의 하부받침전후지지판(133) 및 상기 하부받침판(131) 하측으로 돌출되되 상기 하부받침판(131)과 수직하며 좌우방향으로 연장되는 평면형태로 형성되는 적어도 하나의 하부받침좌우지지판(134)을 더 포함하며, 상기 하부받침 전후지지판(133) 및 상기 하부받침좌우지지판(134)이 수직교차하게 결합됨으로써 상기 하부받침판(131)을 바닥면에 고정시키는 다리구조를 형성할 수 있다.
또한 상기 탱크지지구조물(100)은 선박에 구비되어, 상기 각형탱크(500)의 수직방향하중과 더불어 선박의 롤링방향하중 또는 피칭방향하중을 지지하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 단순한 구조를 가지면서도 롤링 및 피칭을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 탱크지지구조물은, 직접적으로 탱크에 접촉하는 상부받침, 지지력을 담당하는 중심블록, 중심블록을 지반에 고정하는 하부받침을 포함하되, 이들 간에 롤링 및 피칭 방지를 위한 맞물림구조 또는 안내부가 구비되어 있다. 이에 따라 롤링 또는 피칭으로 인한 힘이 가해질 경우 맞물림구조 또는 안내부에 의하여 해당 방향으로의 지지력이 작용하게 되어, 효과적으로 롤링 또는 피칭을 방지하는 효과가 있는 것이다.
또한 본 발명에 의하면, 탱크지지구조물이 롤링 및 피칭을 방지하는 기능을 가지면서도 그 자체의 구조가 단순하기 때문에, 탱크지지구조의 복잡성을 완화시켜 주는 효과가 있다. 더불어 이에 따라 제작 및 설치, 또는 기존 하부지지체와의 교체 등이 용이하여 경제성 및 사용자편의성을 향상시켜 주는 효과도 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 탱크지지구조물 사용상태도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 탱크지지구조물의 측면도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 탱크지지구조물의 분해사시도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 탱크지지구조물의 구조해석 모델링.
도 9 및 도 10은 수직방향하중에 대한 구조해석결과.
도 11 및 도 12는 30° 롤링방향하중에 대한 구조해석결과.
도 13 및 도 14는 5° 피칭방향하중에 대한 구조해석결과.
** 부호의 설명 **
100: 탱크지지구조물
110 : 상부받침
111 : 상부받침판 112 : 상부받침돌출부
120 : 중심블록
121 : 중심블록몸체 122 : 중심블록홈부
130 : 하부받침
131 : 하부받침판 132 : 하부받침안내부
133 : 하부받침전후지지판 134 : 하부받침좌우지지판
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 탱크지지구조물을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 탱크지지구조물 사용상태도를 도시한 것으로, 탱크가 놓여진 상태에서는 상기 탱크지지구조물(100)이 가려져 보이지 않을 것이므로 우선 탱크가 생략된 상태로 도시되었다. 도 1 및 도 2의 배치형태로도 유추할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 탱크지지구조물(100)은 기본적으로 함체형태로 형성되어 하단이 평면으로 이루어지는 각형탱크(500)를 지지하기 위한 것이다. 부연하자면, 연료탱크는 형상적으로 분류하자면 대략 직육면체 형태로 형성되는 각형탱크 또는 수평방향으로 연장되는 원통형태로 되는 원형탱크 등이 있으며, 둘 다 각자에 적절한 필요와 목적에 맞추어 널리 사용되고 있다. 이 중 선박에 구비되어 연료를 수용 및 저장하기 위한 탱크로서는, 선박 내 설치공간의 형상이 대개 직육면체에 가까운 형태로 형성되기 때문에 각형탱크가 널리 사용되는 경향이 있다. 도 1 및 도 2에서 복수 개의 상기 탱크지지구조물(100)이 대략 직사각형 형태로 배치되어 있는 것도 바로 이러한 각형탱크의 하면이 직사각형인 것에 맞춰진 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 탱크지지구조물의 측면도를 도시한 것으로, 도면 상에 표시된 XYZ좌표계를 참조하면, 도 3은 Z축방향으로 본 측면도이고, 도 4는 X축방향으로 본 측면도이다. 즉 도 3 및 도 4에 도시된 실시예에 따른 상기 탱크지지구조물(100)은, 도 1 및 도 2에서 상면이 직사각형 형태로 된 것과 같은 것이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 탱크지지구조물(100)은, 상부받침(110), 중심블록(120), 하부받침(130)이 순차적으로 상하방향으로 적층결합된 형태로 형성된다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 탱크지지구조물의 분해사시도를 도시한 것으로, 도 3 내지 도 6을 참조하여 상기 탱크지지구조물(100)의 구성을 보다 상세히 설명한다.
상기 상부받침(110)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 각형탱크(500) 하면과 나란한 평면형태로 형성되어 상기 각형탱크(500) 하면과 면접된다. 즉 상기 상부받침(110)이 상기 각형탱크(500)를 직접적으로 받쳐주는 역할을 하는 것이다. 보다 구체적으로, 상기 상부받침(110)은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 각형탱크(500) 하면과 면접되는 상부받침판(111) 및 상기 상부받침판(111) 하측으로 돌출형성되는 상부받침돌출부(112)를 포함한다. 상기 상부받침판(111)이 넓게 형성되어 있음으로써, 상기 각형탱크(500)로부터 받는 하중이 좀더 분산될 수 있고, 또한 상기 각형탱크(500) 측에서도 받침면적이 넓어져 보다 안정적인 지지가 이루어질 수 있다. 상기 상부받침돌출부(112)는 이하 설명될 상기 중심블록(120)과의 결합을 위한 것이다.
상기 중심블록(120)은, 상기 상부받침(110) 하측으로 적층결합되며 블록형태로 형성되어 하중을 지지하는 역할을 한다. 보다 구체적으로, 상기 중심블록(120)은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 블록형태로 형성되는 중심블록몸체(121) 및 상기 중심블록몸체(121) 상면에 상기 상부받침돌출부(112)에 상응하는 형태로 함몰형성되는 중심블록홈부(122)를 포함한다. 상기 중심블록몸체(121)는 내부가 꽉 찬 덩어리형태로 됨으로서 구조적으로나 재질적으로나 높은 강성을 가져 상기 각형탱크(500)로부터 전달되는 하중을 견고하게 지지할 수 있다. 상기 중심블록홈부(122)는 상술한 바와 같이 상기 상부받침돌출부(112)에 상응하는 형태로 형성됨에 따라, 상기 상부받침(110) 및 상기 중심블록(120)이 적층결합될 때 상기 상부받침돌출부(112) 및 상기 중심블록홈부(122)가 맞물림으로써 견고하고 안정적인 결합이 이루어질 수 있게 된다.
상기 상부받침돌출부(112) 및 상기 중심블록홈부(122)에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 상기 상부받침돌출부(112) 및 상기 중심블록홈부(122)는, 전후방향 및 좌우방향 중 선택되는 적어도 하나의 방향으로 연장되는 적어도 하나의 직선형태로 형성될 수 있다. 여기에서 도 3 및 도 4 등에 표시되어 있는 XYZ좌표계를 참조하면, Y축방향이 상하방향, Z축방향이 전후방향, X축방향이 좌우방향(전후/좌우는 바뀌어도 무방함)으로 생각하면 된다. 도 5 및 도 6에는 상기 상부받침돌출부(112) 및 상기 중심블록홈부(122)가 전후방향으로 연장된 1개의 직선 및 좌우방향으로 연장된 1개의 직선이 중심에서 서로 수직교차하는 형태, 즉 십자형태로 형성된 예시를 도시하고 있다. 물론 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 전후/좌우 중 한 방향으로 연장된 1개의 직선만으로 이루어져도 되고, 또는 전후/좌우 중 한 방향으로 연장되며 서로 평행배치되는 복수 개의 직선으로 이루어져도 되고, 전후방향연장직선과 좌우방향연장직선이 더 많은 개수로 혼합된 형태로 이루어져도 되는 등, 다양한 변경실시가 가능하다. 정리하자면, 상기 상부받침돌출부(112) 및 상기 중심블록홈부(122)는, 복수 개의 직선형태로 형성되는 경우, 각각의 직선이 서로 평행배치되거나 수직교차하는 형태로 형성될 수 있다.
이와 같이 상기 상부받침돌출부(112) 및 상기 중심블록홈부(122)가 전후/좌우방향으로 맞물리는 형태로 형성됨으로써, 이러한 상기 상부받침(110) 및 상기 중심블록(120) 간의 결합구조에 의하여 전후/좌우방향으로의 하중을 좀더 원활하게 지지할 수 있게 된다. 여기에서 부연하자면, 상기 상부받침(110)에 홈부가, 상기 중심블록(120)에 돌출부가 형성되어도 결합구조 자체를 형성하는 데에는 문제가 없지만, 상기 상부받침(110)은 기본적으로 평판형태이기 때문에 홈부 형성깊이에 한계가 있고, 또는 원하는 만큼 홈부를 깊이 형성하려면 상기 상부받침(110)의 두께가 지나치게 두꺼워져 블록형태가 되어버림으로서 상기 중심블록(120)이 지지해야 하는 하중이 증가하게 되는 문제가 발생한다. 따라서 상기 상부받침(110)에 돌출부가, 상기 중심블록(120)에 홈부가 형성되는 현재의 결합구조가 더욱 바람직한 것이다.
상기 하부받침(130)은, 상기 중심블록(120) 하측으로 적층결합되며 바닥면에 고정되는 역할을 한다. 보다 구체적으로, 상기 하부받침(130)은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 중심블록몸체(121) 하면과 면접되는 하부받침판(131) 및 상기 하부받침판(131) 상측으로 돌출형성되는 하부받침안내부(132)를 포함한다. 이 때 상기 하부받침안내부(132)는 적어도 한 쌍이 서로 마주보게 배치되어 상기 중심블록몸체(121) 측면을 지지하게 형성된다. 보다 명확하게는, 상기 하부받침안내부(132)는, 적어도 한 쌍이 전후방향 및 좌우방향 중 선택되는 적어도 하나의 방향으로 이격배치되어 형성된다.
이처럼 상기 하부받침안내부(132)가 상기 중심블록몸체(121)의 전후/좌우방향을 지지해 줌으로써, 이러한 상기 중심블록(120) 및 상기 하부받침(130) 간의 결합구조에 의하여 전후/좌우방향으로의 하중을 더욱더 원활하게 지지할 수 있게 된다. 이 때, 상기 탱크지지구조물(100)이 배치되는 바향에 따라 상기 하부받침안내부(132) 쌍의 이격배치방향이 다양하게 결정될 수 있다. 도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 전후방향으로 길게 연장되는 형태로 형성되는 상기 탱크지지구조물(100)의 경우 상기 하부받침안내부(132) 한 쌍이 좌우방향으로 이격배치되며, 좌우방향으로 길게 연장되는 형태로 형성되는 상기 탱크지지구조물(100)의 경우 상기 하부받침안내부(132) 한 쌍이 전후방향으로 이격배치되는 것을 확인할 수 있다. 또한 상면에서 볼 때 정사각형 형태, 즉 전후/좌우방향 연장길이가 동일하게 형성되는 상기 탱크지지구조물(100)의 경우, 상기 하부받침안내부(132) 두 쌍이 각각 전후/좌우방향으로 이격배치되는 것을 확인할 수 있다.
더불어 상기 하부받침(130)은, 상기 하부받침판(131)을 바닥면에 고정시키는 다리구조도 전후/좌우방향 지지역할을 할 수 있게 형성될 수 있다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 하부받침(130)은, 상기 하부받침판(131) 하측으로 돌출되되 상기 하부받침판(131)과 수직하며 전후방향으로 연장되는 평면형태로 형성되는 적어도 하나의 하부받침전후지지판(133) 및 상기 하부받침판(131) 하측으로 돌출되되 상기 하부받침판(131)과 수직하며 좌우방향으로 연장되는 평면형태로 형성되는 적어도 하나의 하부받침좌우지지판(134)을 더 포함할 수 있다. 상기 하부받침전후/좌우지지판(133)(134)은 각각 그 자신이 연장되는 방향에 수직한 방향인 좌우/전후방향으로의 하중을 지지할 수 있다. 뿐만 아니라, 도시된 바와 같이 상기 하부받침 전후지지판(133) 및 상기 하부받침좌우지지판(134)이 수직교차하게 결합됨으로써 상기 하부받침판(131)을 바닥면에 고정시키는 다리구조를 형성하게 되는데, 이에 따라 좌우/전후방향 하중지지력이 더욱 견고해지게 된다.
이처럼 본 발명의 탱크지지구조물(100)은, 3개의 부품이 서로 상하방향으로 적층결합된 형태로 형성되되 이들 간 결합구조나 또는 다리구조 등이 전후/좌우방향으로의 하중을 지지할 수 있는 구조를 가짐으로써, 결과적으로 상기 탱크지지구조물(100)만으로도 상하방향(=수직방향) 뿐 아니라 전후/좌우방향 하중도 지지할 수 있는 역할을 하게 된다.
이와 같이 형성되는 본 발명의 탱크지지구조물(100)은 선박에 구비되어, 상기 각형탱크(500)의 수직방향하중과 더불어 선박의 롤링방향하중 또는 피칭방향하중을 지지하도록 형성될 수 있다. 롤링/피칭방향하중은 실질적으로 좌우/전후방향하중에 해당하는 것인바, 결과적으로 본 발명의 탱크지지구조물(100)은 상기 각형탱크(500)의 하부에 구비되어 수직방향(=상하방향)하중을 지지하는 본래의 역할과 더불어, 그 자체의 결합구조나 다리구조에 의하여 롤링/피칭방향(=전후/좌우방향)하중도 지지할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 탱크지지구조물의 구조해석을 위한 모델링 도면으로, 도 7은 상기 각형탱크(500)가 수직하중만을 인가하는 경우를, 도 8은 30° 롤링방향하중 및 5° 피칭방향하중을 더 인가하는 경우를 도시한다. 도 9 및 도 10은 수직방향하중에 대한 구조해석결과를, 도 11 및 도 12는 30° 롤링방향하중에 대한 구조해석결과를, 도 13 및 도 14는 5° 피칭방향하중에 대한 구조해석결과를 각각 도시한 것으로, 상기 각형탱크(500) 및 화물의 중량과 실제 제작 시 선택될 가능성이 있는 재질을 고려하여 계산하였다. 선택재질의 허용응력은 265MPa로 알려져 있는데, 도 9 내지 도 14의 구조해석결과를 보면 전체적으로 상기 탱크지지구조물(100)에 걸리는 응력이 전반적으로 약 40~60MPa 이하로 나오는 것을 알 수 있어, 매우 우수한 지지능력을 가짐이 확인된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
본 발명에 의하면, 단순한 구조를 가지면서도 롤링 및 피칭을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명에 의하면, 탱크지지구조물이 롤링 및 피칭을 방지하는 기능을 가지면서도 그 자체의 구조가 단순하기 때문에, 탱크지지구조의 복잡성을 완화시켜 주는 효과가 있다. 더불어 이에 따라 제작 및 설치, 또는 기존 하부지지체와의 교체 등이 용이하여 경제성 및 사용자편의성을 향상시켜 주는 효과도 있다.

Claims (8)

  1. 함체형태로 형성되어 하단이 평면으로 이루어지는 각형탱크(500)를 지지하는 탱크지지구조물(100)에 있어서,
    상기 각형탱크(500) 하면과 나란한 평면형태로 형성되어 상기 각형탱크(500) 하면과 면접되는 상부받침(110);
    상기 상부받침(110) 하측으로 적층결합되며 블록형태로 형성되어 하중을 지지하는 중심블록(120);
    상기 중심블록(120) 하측으로 적층결합되며 바닥면에 고정되는 하부받침(130);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 탱크지지구조물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 탱크지지구조물(100)은,
    상기 상부받침(110)이, 상기 각형탱크(500) 하면과 면접되는 상부받침판(111) 및 상기 상부받침판(111) 하측으로 돌출형성되는 상부받침돌출부(112)를 포함하며,
    상기 중심블록(120)이, 블록형태로 형성되는 중심블록몸체(121) 및 상기 중심블록몸체(121) 상면에 상기 상부받침돌출부(112)에 상응하는 형태로 함몰형성되는 중심블록홈부(122)를 포함하여,
    상기 상부받침돌출부(112) 및 상기 중심블록홈부(122)가 맞물림으로써 결합되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 탱크지지구조물.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 상부받침돌출부(112) 및 상기 중심블록홈부(122)는,
    전후방향 및 좌우방향 중 선택되는 적어도 하나의 방향으로 연장되는 적어도 하나의 직선형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 탱크지지구조물.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 상부받침돌출부(112) 및 상기 중심블록홈부(122)는,
    복수 개의 직선형태로 형성되는 경우, 각각의 직선이 서로 평행배치되거나 수직교차하는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 탱크지지구조물.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 탱크지지구조물(100)은,
    상기 하부받침(130)이, 상기 중심블록몸체(121) 하면과 면접되는 하부받침판(131) 및 상기 하부받침판(131) 상측으로 돌출형성되는 하부받침안내부(132)를 포함하며,
    서로 마주보게 배치되는 적어도 한 쌍의 상기 하부받침안내부(132)가 상기 중심블록몸체(121) 측면을 지지하는 것을 특징으로 하는 탱크지지구조물.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 하부받침안내부(132)는,
    적어도 한 쌍이 전후방향 및 좌우방향 중 선택되는 적어도 하나의 방향으로 이격배치되어 형성되는 것을 특징으로 하는 탱크지지구조물.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 하부받침(130)은,
    상기 하부받침판(131) 하측으로 돌출되되 상기 하부받침판(131)과 수직하며 전후방향으로 연장되는 평면형태로 형성되는 적어도 하나의 하부받침전후지지판(133) 및 상기 하부받침판(131) 하측으로 돌출되되 상기 하부받침판(131)과 수직하며 좌우방향으로 연장되는 평면형태로 형성되는 적어도 하나의 하부받침좌우지지판(134)을 더 포함하며,
    상기 하부받침 전후지지판(133) 및 상기 하부받침좌우지지판(134)이 수직교차하게 결합됨으로써 상기 하부받침판(131)을 바닥면에 고정시키는 다리구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 탱크지지구조물.
  8. 제 1 내지 7항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 탱크지지구조물(100)은 선박에 구비되어, 상기 각형탱크(500)의 수직방향하중과 더불어 선박의 롤링방향하중 또는 피칭방향하중을 지지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 탱크지지구조물.
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