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KR101464405B1 - 액체화물 저장용 압력용기 - Google Patents

액체화물 저장용 압력용기 Download PDF

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KR101464405B1
KR101464405B1 KR1020120089260A KR20120089260A KR101464405B1 KR 101464405 B1 KR101464405 B1 KR 101464405B1 KR 1020120089260 A KR1020120089260 A KR 1020120089260A KR 20120089260 A KR20120089260 A KR 20120089260A KR 101464405 B1 KR101464405 B1 KR 101464405B1
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Abstract

본 발명은 액체화물 저장용 압력용기에 관한 것으로, 그 목적은 골부와 산부를 갖는 주름진 형태의 단면구조를 갖는 보강판을 이용하여 압력용기를 구성함에 있어서, 압력용기의 일부 면을 평판형의 단면을 갖는 보강판으로 구성하여 압력용기의 내부에서 액체화물의 원활한 유동이 이루어질 수 있도록 하면서 제작의 편의성을 높일 수 있는 액체화물 저장용 압력용기를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명에 따른 액체화물 저장용 압력용기는 골부와 산부를 갖는 주름진 형태의 단면구조로 이루어지며, 상호 결합되어 액체화물이 저장되는 압력용기의 좌/우 측벽과 전/후 측벽 및 천장을 구성하는 다수 개의 제1 보강판; 및 상기 제1 보강판과 결합되어 압력용기의 바닥을 구성하되, 평판형의 단면구조로 이루어진 제2 보강판으로 구성되며, 상기 좌/우 측벽을 구성하는 제1 보강판과 전/후 측벽을 구성하는 제1 보강판은 골부와 산부에 의해 형성되는 주름이 평판형의 제2 보강판으로부터 수직하게 세워진 구조로 구성된다.

Description

액체화물 저장용 압력용기{Pressure vessel for liquid cargo storage}
본 발명은 액체화물 저장용 압력용기에 관한 것으로, 특히 골부와 산부를 갖는 주름진 형태의 단면구조를 갖는 다수 개의 제1 보강판과, 평판형의 단면구조를 갖는 하나 이상의 제2 보강판이 상호 결합되어 액체화물의 저장을 위한 공간을 형성하도록 구성된 액체화물 저장용 압력용기에 관한 것이다.
일반적으로 액화천연가스와 같은 액체화물을 생산기지에서 인수기지까지 운반하기 위하여 LNG선이 주로 이용되고 있으며, 이러한 LNG선에는 액체화물을 저장을 위한 압력용기가 마련되어 있다.
도 1은 종래 액화천연가스의 저장을 위한 압력용기의 구조를 보인 정면도를, 도 2는 종래 압력용기를 구성하는 보강판의 구조를 보인 사시도를 도시하고 있다.
상기 압력용기(V)는 다수 개의 보강판(10)이 상호 연결되어 액체화물의 저장을 위한 밀폐된 공간(S)을 형성하도록 구성되어 있다.
이때 상기 각각의 보강판(10)은 평판형의 구조를 갖는 외판(11)의 안쪽에 액체화물의 하역에 따라 발생되는 온도차나 외력에 의한 외판(11)의 변형을 억제하면서 압력용기가 요구되는 강도를 갖도록 하는 다수 개의 보강재(12)가 설치된 것으로 구성되어 있다.
한편 상기 보강재(12)는 외판의 길이방향으로 연장되는 다수 개의 제1 보강재(12a)와, 상기 제1 보강재(12a)와 직교하는 구조를 갖도록 연장되는 제2 보강재(12b)로 구성된다.
도 3은 압력용기 내부 압력에 의하여 외판에 가해지는 굽힘 모멘트를 나타낸 도면을, 도 4는 압력용기의 내부 압력에 의한 보강재의 단면 및 전단지연에 의한 외판의 유효 폭 감소를 나타낸 도면을 도시하고 있다.
상기와 같은 보강판으로 구성되는 압력용기의 경우, 외판(11)이 단순히 평판 형태로 구성됨으로써 외판(11)에는 도 3과 같은 굽힘 모멘트가 가해지게 되며, 이로 인하여 제1 보강재(12a)의 설치간격을 통상 1m 미만으로 형성해야만 한다.
그러나 상기 제1 보강재(12a)의 설치간격을 1m 미만으로 형성하는 경우, 압력용기의 제작 시 요구되는 제1 보강재(12a)의 수가 증가되고, 이와 마찬가지로 제2 보강재(12b)의 수 또한 증가하게 되므로 압력용기의 제작비용을 상승시키고, 압력용기의 무게를 증가시키며, 압력용기의 내부 용적을 감소시키게 되는 문제점이 있다.
또한 도 4에 도시된 바와 같이 평판 형태로 구성된 외판(11)은 응력분포가 균일하지 못할 뿐만 아니라, 제1 보강재(12a)의 높이(H)가 낮아 단면 계수가 작고, 외판에 전단지연 현상이 발생되어 보강판의 강도 및 강성이 감소됨으로써, 구조부재로서의 효율성이 저하되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 고려하여 본 출원인은 새로운 구조의 압력용기용 보강판을 개발한 바 있으며, 개발된 보강판은 대한민국 공개특허 제2011-0106218호에 개시되어 있다.
도 5는 주름진 형태의 단면구조를 갖는 보강판의 구조를 보인 사시도를 도시하고 있다.
상기 발명에 따른 압력용기용 보강판은 외판(21)이 다수 개의 산부(21a)를 갖도록 주름진 형태로 구성되고, 외판(21)의 산부(21a)에 제1 보강재(22a)가 설치된 것으로 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 압력용기용 보강판은 주름진 형태로 구성된 외판(21)의 단면 형상에 따라 외판에 발생하는 굽힘 응력이 원환 응력(Hoop Stress)으로 변환되거나, 종래의 평판형 외판(11)을 갖는 보강판에 비하여 굽힘 응력이 감소하게 되는 이점을 갖고 있을 뿐만 아니라, 제1 보강재의 높이가 외판의 산부 높이만큼 증가하게 되므로 보강판의 강도 및 강성을 증가시킬 수 있어 구조 부재로서의 효율성을 향상시킬 수 있는 이점을 갖고 있다.
그러나 상기와 같이 주름진 형태의 외판으로 구성된 보강판을 이용하여 구성되는 압력용기의 경우, 압력용기의 바닥을 구성하는 보강판의 골부(22a)에 액체화물이 고여 액체화물의 흐름이 원활히 이루어지지 못하며, 특히 액체화물의 하역 작업 시 보강판의 골부에 고인 액체화물의 처리에 어려움이 따르는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0106218호(2011.09.28)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 골부와 산부를 갖는 주름진 형태의 단면구조를 갖는 보강판을 이용하여 압력용기를 구성함에 있어서, 압력용기의 일부 면을 평판형의 단면을 갖는 보강판으로 구성하여 압력용기의 내부에서 액체화물의 원활한 유동이 이루어질 수 있도록 하면서 제작의 편의성을 높일 수 있는 액체화물 저장용 압력용기를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 평판형의 단면을 갖는 보강판을 이용하여 압력용기의 바닥을 구성함으로써 액체화물의 하역작업 시 액체화물이 특정 부분에 고이지 않고 원활하게 배출될 수 있도록 하는 액체화물 저장용 압력용기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이중저 구조로 이루어진 선박에서 압력용기의 측벽 하단부를 선체의 이중저 구조에 대응하여 경사진 구조로 형성함으로써 압력용기의 용적을 극대화시키고, 평판형의 바닥 보강판과 주름진 구조의 두 측면 보강판이 만나의 모서리 부위에 두 측면 보강판을 향하여 상방향으로 경사진 구조를 갖는 경사부를 더 형성하여 3개의 보강판이 자연스럽게 연결될 수 있도록 한 액체화물 저장용 압력용기를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 액체화물 저장용 압력용기는 골부(101)와 산부(102)를 갖는 주름진 형태의 단면구조로 이루어지며, 상호 결합되어 액체화물이 저장되는 압력용기의 좌/우 측벽(V1)과 전/후 측벽(V2) 및 천장(V3)을 구성하는 다수 개의 제1 보강판(100); 및 상기 제1 보강판(100)과 결합되어 압력용기의 바닥(V4)을 구성하며, 평판형의 단면구조로 이루어진 제2 보강판(200);으로 구성되되, 상기 제2 보강판(200)은, 평판형의 외판(210); 상기 외판(210)의 내면에 설치되되, 압력용기의 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)에 설치된 제1 내측 보강재(120a)와 연속된 구조를 갖도록 설치되며, 액체화물의 유동을 위한 다수 개의 유동홀(221)이 형성된 다수 개의 제1 바닥 보강재(220); 상기 제1 바닥 보강재(220)와 교차하며 격자형의 보강구조를 형성하도록 외판(210)의 내면에 설치되되, 압력용기의 전/후 측벽(V2)을 구성하는 제1 보강판(100b)에 설치된 제1 내측 보강재(120b)와 연속된 구조를 갖도록 설치되는 다수 개의 제2 바닥 보강재(230); 상기 제2 바닥 보강재(230)와 평행한 구조를 갖도록 외판(210)의 내면에 설치되며, 전/후 측벽(V2)을 구성하는 제1 보강판(100b)의 골부(101)에 연결되는 다수 개의 제3 바닥 보강재(240); 및 상기 제3 바닥 보강재(240)의 끝단을 상호 연결하고, 이웃한 두 제1 내측 보강재(120b)를 상호 연결하도록 전/후 측벽(V2)을 구성하는 제1 보강판(100b)의 골부(101)에 설치되는 연결 보강재(250)로 구성된 것을 특징으로 한다.
삭제
이때 상기 제1 보강판(100)은, 골부(101)와 산부(102)가 반복되어 주름진 형태의 단면을 갖는 외판(110); 상기 외판(110)의 내면에서 산부(102)를 따라 연장된 구조를 갖도록 산부(102)에 설치되어 압력용기의 내측으로 돌출되는 다수 개의 제1 내측 보강재(120); 상기 다수 개의 제1 내측 보강재(120)와 교차되는 구조를 갖도록 외판(110)의 내면에 설치되는 다수 개의 제2 내측 보강재(130); 및 상기 외판(110)의 바깥쪽에서 제2 내측 보강재(130)를 따라 연장되는 구조를 갖도록 설치되는 다수 개의 제1 외측 보강재(140)로 구성될 수 있다.
한편 압력용기의 천장(V3)을 구성하는 제1 보강판(100c)에 설치된 제1 외측 보강재(140c)와 연속된 구조를 갖는 제2 외측 보강재(150)가 압력용기의 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)의 외측에 더 설치될 수 있다.
한편 상기 제2 내측 보강재(130)의 끝단에는 끝단부의 강성을 증가시키기 위하여 2열로 배치된 페이스부(131)가 더 구비될 수 있다.
삭제
이때 상기 연결 보강재(250)는, 균일한 폭을 유지한 채로 골부(101)의 곡률을 따라 연장되게 형성된 플레이트로 구성될 수 있다.
한편 상기 제2 보강판의 외판(210)은 액체화물의 하역시 잔류한 액체화물이 한 곳으로 흘러 모일 수 있도록 경사지게 형성될 수 있다.
한편 상기 압력용기의 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)의 하단부(100-1)는 압력용기의 내측을 향하여 굽어져 경사지게 형성되되, 코너부 두 개의 제1 보강판(100a,100b)과 제2 보강판(200)이 만나 형성되는 압력용기의 모서리 부위에는 제2 보강판(200)으로부터 두 개의 제1 보강판(100a,100b)을 향하여 상향 경사진 구조로 연장되게 설치되어 두 개의 제1 보강판(100a,100b)과 제2 보강판(200)을 연결하는 3면 연결부재(300)가 설치될 수 있다.
한편 압력용기의 좌/우 측면을 형성하는 제1 보강판(100a)의 전후 양 끝단에 마련된 골부(101`)는 나머지 다른 골부(101)와 다른 곡률 반경을 갖도록 형성될 수 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 주름진 형태의 단면구조를 갖는 보강판을 이용하여 액체화물의 저장을 위한 압력용기를 구성함에 있어서, 압력용기의 일부분을 평판형의 단면구조를 갖는 보강판을 이용하여 구성함으로써 저장된 액체화물이 압력용기 내에서 원활히 유동할 수 있도록 하는 환경을 제공할 수 있으며, 특히 평판형의 단면구조를 갖는 보강판을 이용하여 압력용기의 바닥을 구성함으로써, 액체화물의 하역작업이 액체화물이 특정부위에 고이는 것을 방지함으로써 액체화물의 원활한 하역작업이 가능한 효과가 있다.
또한 압력용기의 제작 및 유지보수의 편의성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한 선박이 이중저 구조에 따라 일부 보강판의 하단부를 경사지게 형성하되, 주름진 형태의 단면을 갖는 두 보강판과 평판형의 단면구조를 갖는 하나의 보강판이 만나 형성되는 모서리 부위에 3면 연결부재를 설치하여 3개의 보강판이 자연스럽게 연결되게 함으로써 응력의 집중을 방지하고, 구조적으로 보다 안정된 압력용기를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한 주름진 형태의 단면을 갖는 보강판과 평판형의 보강판이 제1,2,3 바닥 보강재에 의해 연결되어 구조의 연속성을 유지토록 하면서 연결 보강재를 이용하여 응력을 분산시킴으로써 구조적이 안정성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 종래 액화천연가스의 저장을 위한 압력용기의 구조를 보인 정면도,
도 2 는 종래 압력용기를 구성하는 보강판의 구조를 보인 사시도,
도 3 은 압력용기 내부 압력에 의하여 외판에 가해하는 굽힘 모멘트를 나타낸 도면,
도 4 는 압력용기의 내부 압력에 의한 보강재의 단면 및 전단지연에 의한 외판의 유효 폭 감소를 나타낸 도면,
도 5 는 주름진 형태의 단면구조를 갖는 보강판의 구조를 보인 사시도,
도 6 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력용기의 내부구조를 보인 사시도,
도 7 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력용기의 외부구조를 보인 사시도,
도 8 은 본 발명의 바람직할 실시예에 따른 압력용기의 외부구조를 다른 각도에서 도시한 사시도,
도 9 는 외판만을 이용하여 구성된 압력용기의 구조를 보인 사시도,
도 10 은 경사진 구조를 갖는 제2 보강판의 외판 구조를 나타낸 정면도,
도 11 은 본 발명에 따른 연결 보강재의 설치구조를 보인 상세도,
도 12 는 두 개의 제1 보강판과 제2 보강판이 만나 형상되는 모서리의 구조를 나타낸 사시도,
도 13 은 본 발명에 따른 3면 연결부재의 설치구조를 나타낸 사시도,
도 14 는 이웃하는 두 제1 보강재의 연결된 구조를 보인 평면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력용기의 내부구조를 보인 사시도를, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력용기의 외부구조를 보인 사시도를, 도 8은 본 발명의 바람직할 실시예에 따른 압력용기의 외부구조를 다른 각도에서 도시한 사시도를, 도 9는 외판만을 이용하여 구성된 압력용기의 구조를 보인 사시도를, 도 10은 경사진 구조를 갖는 제2 보강판의 외판 구조를 나타낸 정면도를, 도 11은 본 발명에 따른 연결 보강재의 설치구조를 보인 상세도를, 도 12는 두 개의 제1 보강판과 제2 보강판이 만나 형상되는 모서리의 구조를 나타낸 사시도를, 도 13은 본 발명에 따른 3면 연결부재의 설치구조를 나타낸 사시도를, 도 14는 이웃하는 두 제1 보강재의 연결된 구조를 보인 평면도를 도시하고 있다.
본 발명에 따른 액체화물 저장용 압력용기는 주름진 형태의 단면구조를 갖는 다수 개의 제1 보강판(100)과, 평판형의 단면구조를 갖는 하나 이상의 제2 보강판(200)에 의해 구성되어 압력용기의 제작이나 유지 보수의 편의성을 높이고, 압력용기에 저장된 액체화물이 특정 부위에 고이지 않고 원활히 유동할 수 있도록 하는 환경을 조성함으로써 액체화물의 원활한 하역이 가능하도록 한 특징을 갖고 있다.
한편 도 6 에는 압력용기의 내부 구조를 명확히 나타내기 위하여 전체 압력용기의 일부(1/4) 구조만을 도시한 관계로 압력용기의 좌 측벽과 전방 측벽 및 천장만이 도시되어 있으며, 우 측벽과 후방 측벽은 좌 측벽과 전방 측벽을 각각 대칭되게 형성함으로써 구성될 수 있으므로 우 측벽과 후방 측벽에 대한 도시는 생략하며, 좌/우 측벽의 도면부호는 V1으로, 전/후 측벽의 도면부호를 V2, 천장의 도면부호는 V3로, 바닥면은 V4로 지정하도록 한다.
상기 제1 보강판(100)은 골부(101)와 산부(102)가 반복된 구조로 이루어져 전체적으로 주름진 형태의 단면을 갖도록 형성된 부재로써, 이러한 제1 보강판(100)에 의하여 압력용기의 전/후/좌/우 측벽(V2,V1)과 천장(V3)이 형성된다.
한편 상기 제1 보강판(100)은 외판(110)과, 제1 내측 보강재(120)와, 제2 내측 보강재(130)와, 제1 외측 보강재(140)로 구성된다.
상기 외판(110)은 골부(101)와 산부(102)가 반복되어 주름진 형태의 단면을 갖도록 형성되며, 골부(101)의 단면형상은 암키와(Concave tile), 호(Arc), 반원형, 반타원형, 사다리꼴, 다각형 중 선택된 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1 내측 보강재(120)는 외판(110)의 산부(102)를 따라 연장된 구조를 갖도록 산부(102)에 설치된다. 이러한 제1 내측 보강재(120)는 외판(110)에 마련된 다수 개의 산부(102)에 각각 설치될 수 있도록 다수 개로 구성되며, 압력용기의 내측으로 돌출되는 구조를 갖게 된다.
이러한 제1 내측 보강재(120)는 'T'자 혹은 'L'와 같은 단면모양을 갖는 형강재로 구성될 수 있다.
상기 제2 내측 보강재(130)는 다수 개의 제1 내측 보강재(120)와 교차되는 구조를 갖도록 외판(110)의 내면에 설치된다. 이러한 제2 내측 보강재(130)는 다수 개로 구성되며, 다수 개의 제2 내측 보강재(130)는 서로 소정 간격 이격된 구조로 설치되며, 내측 끝단에는 끝단부의 강성을 증가 시키기 위하여 2열로 배치된 페이스부(131)가 설치되어 있다
상기 제1 외측 보강재(140)는 외판(110)의 바깥쪽에서 제2 내측 보강재(130)를 따라 연장되는 구조를 갖도록 설치된다. 이러한 제1 외측 보강재(140)는 제2 내측 보강재(130)와 마찬가지로 다수 개로 구성된다.
이와 같은 구조로 설치되는 제2 내측 보강재(130)와 제1 외측 보강재(140)에 의하여 제1 보강판(100)에 마련된 다수 개의 골부(101)와 산부(102)가 서로 연결되므로, 액체화물의 하역에 따라 발생되는 온도차나 외력에 의해 제1 보강판(100)이 변형되는 것을 억제할 수 있게 된다.
즉, 단순히 주름진 형태의 단면구조를 갖는 보강판의 경우, 골부와 산부가 보강재의 기능을 겸하게 되므로 길이방항에 대한 변형은 효과적으로 억제할 수 있으나, 폭방향에 대한 변형에는 대응이 불가능하므로 액체화물의 하역에 따른 온도변화나 외력에 의하여 골부와 산부에 신축변형이 발생될 수 있으나, 상기와 같이 제2 내측 보강재(130)와 제1 외측 보강재(140)를 이용하여 대수 개의 골부(101)와 산부(102)를 서로 연결시킴으로서, 제1 보강판(100)의 신축변형을 방지하여 구조적으로 보다 안정된 압력용기를 구성할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성된 제1 보강판(100)은 외판(110)의 단면이 암키와, 호, 반원, 반타원으로 형성된 경우, 압력용기의 내부에 저장된 액체화물의 압력에 의해 외판(110)에 발생하는 굽힘 응력이 원환 응력(Hoop Stress)으로 변환되고, 외판(110)의 단면이 사다리꼴, 다각형으로 형성된 경우, 압력용기의 내부에 저장된 액체화물의 압력에 의해 외판(110)에 발생하는 굽힘 응력이 감소된다. 또한 제1 내측 보강재(120)의 높이가 산부(102)의 높이만큼 증가하게 되므로 보강판의 강도 및 강성을 상승시킴과 동시에 외판(110)에 발생되는 전단지연 현상을 감소시킬 수 있는 이점을 갖고 있으며, 이러한 제1 보강판(100)의 구성이나 작용효과는 대한민국 공개특허 제2011-0106218호에 개시되어 있는 바, 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
상기 제2 보강판(200)은 평판형의 단면구조로 형성된 부재로써, 제1 보강판(100)에 의해 형성된 압력용기의 나머지 부분을 형성하도록 제1 보강판(100)에 결합되며, 바람직하게는 압력용기의 바닥면(V4)을 구성하도록 설치된다. 이처럼 압력용기의 바닥면(V4)을 평판형의 제2 보강판(200)을 이용하여 구성하게 되면, 액체화물이 바닥면의 특정 부위에 고이는 것을 방지함으로서 액체화물의 하역작업을 보다 원활히 실시할 수 있게 되는 이점이 있다.
이와 같은 기능을 갖는 제2 보강판(200)은 외판(210)과, 제1 바닥 보강재(220)와, 제2 바닥 보강재(230)와, 제3 바닥 보강재(240)와, 연결 보강재(250)로 구성된다.
상기 외판(210)은 평판형의 구조로 형성된다. 이러한 외판(210)은 액체화물의 하역작업시 잔류한 액체화물이 한 곳으로 흘러 모일 수 있도록 경사지게 형성될 수 있으며, 바람직하게는 압력용기의 좌우측에 잔류한 액체화물이 중앙으로 흘러 모일 수 있도록 중앙부를 향하여 V자형의 경사진 구조로 형성된다(도 10 참조).
상기 제1 바닥 보강재(220)는 외판(210)의 내면에서 외판(110)의 좌우 방향으로 연장되게 설치되되, 압력용기의 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)에 설치된 제1 내측 보강재(120a) 중 일부와 연속된 구조를 갖도록 설치되며, 액체화물의 유동을 위한 다수 개의 유동홀(221)이 형성된 것으로 구성된다.
이러한 제1 바닥 보강재(220)는 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)에 마련된 다수 개의 제1 내측 보강재(120a)와 연결될 수 있도록 다수 개로 구성된다.
상기 제2 바닥 보강재(230)는 제1 바닥 보강재(220)와 교차하며 격자형의 보강구조를 형성하도록 외판(210)의 내면에서 전후방향으로 연장되게 설치되되, 압력용기의 전/후 측벽(V2)을 구성하는 제1 보강판(100b)에 설치된 제1 내측 보강재(120b)와 연속된 구조를 갖도록 설치된다.
이러한 제2 바닥 보강재(230)는 전/후 측벽(V2)을 구성하는 제1 보강판(100b)에 마련된 다수 개의 제1 내측 보강재(120b)와 각각 연결될 수 있도록 다수 개로 구성된다.
상기 제3 바닥 보강재(240)는 제2 바닥 보강재(230)와 평행한 구조를 갖도록 외판(210)의 내면에 설치되며, 끝단이 압력용기의 전/후 측벽(V2)을 구성하는 제1 보강판(100b)의 골부(101)에 연결된다.
이러한 제3 바닥 보강재(240)는 이웃한 두 제2 바닥 보강재(230)의 사이에 하나 이상이 설치될 수 있도록 다수 개로 구성되며, 도 6에는 이웃한 두 제2 바닥 보강재(230)의 사이에 2개의 제3 바닥 보강재(240)가 설치된 구조가 도시되어 있다.
상기 연결 보강재(250)는 전/후 측벽(V2)을 구성하는 제1 보강판(100b)의 골부(101)에 설치되어 제3 바닥 보강재(240)의 끝단을 상호 연결하고, 더불어 이웃한 두 제1 내측 보강재(120)를 상호 연결하는 것이다.
이러한 연결 보강재(250)는 제3 바닥 보강재(240)와 제1 보강판(100b)의 연결부위에 집중되는 응력을 분산시키는 기능을 제공하게 되며, 바람직하게는 균일한 폭을 유지한 채로 골부(101)의 곡률을 따라 연장되게 형성된 플레이트로 구성된다(도 11 참조).
한편 압력용기의 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)의 외측에는 압력용기의 천장(V3)을 구성하는 제1 보강판(100c)에 설치된 제1 외측 보강재(140c)와 연속된 구조를 갖는 제2 외측 보강재(150)가 더 설치될 수 있다.
한편 압력용기의 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)의 하단부(100-1)를 선박의 이중저 구조에 대응하여 압력용기의 내측을 향하여 경사진 구조로 형성하는 것이 압력용기의 용적 확보차원에서 바람직하다.
그러나 상기와 같이 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)의 하단부(100-1)를 경사지게 형성하는 경우, 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)과, 전/후 측벽(V2)을 구성하는 제1 보강판(100b) 및 바닥면(V4)을 형성하는 제2 보강판(200)이 만나 형성되는 압력용기의 모서리가 도 12에 도시된 바와 같이 조악한 구조를 형성하게 되므로, 제작이나 유지보수가 용이하지 못할 뿐만 아니라, 응력 집중이 발생되어 구조적인 결점을 야기하게 되는 문제가 있다(도 12 참조).
이에 본 발명에 따른 압력용기는 두 개의 제1 보강판(100a,100b)과 하나의 제2 보강판(200)이 만나 형성되는 압력용기의 모서리 부위에 3면 연결부재(300)를 설치하여 두 개의 제1 보강판(100a,100b)과 제2 보강판(200)이 자연스러운 구조로 연결되도록 하였다.
한편 상기 3면 연결부재(300)는 제2 보강판(200)으로부터 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)과, 전/후 측벽(V2)을 구성하는 제1 보강판(100b)을 향하여 상향 경사진 채로 연장되게 설치되며, 이러한 3면 연결부재(300)를 이용하여 이웃한 두 제1 보강판(100a,100b)의 골부(101)를 자연스럽게 연결하게 된다(도 13 참조).
또한 압력용기의 좌/우 측벽(V1)을 형성하는 제1 보강판(100a)의 전후 양 끝단에 마련된 골부(101`)는 나머지 다른 골부(101)와 다른 곡률 반경을 갖도록 형성될 수 있다(도 14 참조).
상기와 같이 구성된 액체화물 저장용 압력용기가 갖는 작용효과에 대해 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 액체화물 저장용 압력용기는 전/후/좌/우 측벽(V2,V1) 및 천장(V3)이 주름진 형태의 단면구조를 갖는 제1 보강판(100)에 의해 형성되며, 이러한 구조에 따르면, 제1 보강판(100)의 외판(110)에 발생하는 굽힘 응력이 외판(110)의 단면 형상에 따라 원환 응력으로 변환하거나 감소함으로써 압력용기의 안전성을 높일 수 있으며, 특히 제1 내측 보강재(120)의 높이가 산부(102)의 높이만큼 증가하고, 평판형태의 외판(110)에 형성되는 전단지연 현상이 주름형태에서는 균일한 응력분포를 나타내게 되어 제1 내측 보강재(120)의 유효판폭을 증가시켜 주는 효과가 있기 때문에 제1 내측 보강재(120)의 강성을 증가시킬 수 있으며, 이러한 특성으로 인하여 기존의 평판형의 보강판 보다 보강재의 간격을 넓게 하여 보강재의 수를 줄임으로써 제작비 및 재료비를 절감할 수 있는 이점이 있다.
한편 압력용기의 바닥면(V4)을 평판형의 단면구조를 갖는 제2 보강판(200)을 이용하여 구성하게 되면, 액체화물이 바닥면(V4)의 특정 부위에 고이지 않고 원활히 유동할 수 있게 되므로 액체화물의 하역작업을 보다 원활히 실시할 수 있으며, 압력용기의 제작 및 유지보수의 편의성을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한 제1 내측 보강재(120)와 제2 내측 보강재(130)를 이용하여 제1 보강판(100)과 제2 보강판(200)의 연결부에서 구조의 연속성을 유지하면서 연결 보강재(250)를 이용하여 제1 내측 보강재(120)와 제1 보강판(100b)이 접하는 부위에서 발생되는 응력을 분산시킴으로써 구조적으로 보다 안정된 압력용기를 구성할 수 있는 이점이 있다.
또한 선박의 이중저 구조에 대응하여 압력용기의 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)의 하단부를 경사지게 형성한 경우, 두 개의 제1 보강판(100a,100b)과 하나의 제2 보강판(200)이 만나 형성되는 모서리 부위에 별도의 3면 연결부재(300)를 설치하여 두 제1 보강판(100)과 제2 보강판(200)이 자연스러운 연결구조를 형성하도록 함으로써, 제작의 편의성을 높일 수 있고, 조악한 구조로 인하여 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(100) : 제1 보강판 (101) : 골부
(102) : 산부 (110) : 외판
(120) : 제1 내측 보강재 (130) : 제2 내측 보강재
(140) : 제1 외측 보강재 (150) : 제2 외측 보강재
(200) : 제2 보강판 (210) : 외판
(220) : 제1 바닥 보강재 (221) : 유동홀
(230) : 제2 바닥 보강재 (240) : 제3 바닥 보강재
(250) : 연결 보강재 (300) : 3면 연결부재

Claims (10)

  1. 골부(101)와 산부(102)를 갖는 주름진 형태의 단면구조로 이루어지며, 상호 결합되어 액체화물이 저장되는 압력용기의 좌/우 측벽(V1)과 전/후 측벽(V2) 및 천장(V3)을 구성하는 다수 개의 제1 보강판(100); 및
    상기 제1 보강판(100)과 결합되어 압력용기의 바닥(V4)을 구성하며, 평판형의 단면구조로 이루어진 제2 보강판(200);으로 구성되되,
    상기 제2 보강판(200)은, 평판형의 외판(210); 상기 외판(210)의 내면에 설치되되, 압력용기의 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)에 설치된 제1 내측 보강재(120a)와 연속된 구조를 갖도록 설치되며, 액체화물의 유동을 위한 다수 개의 유동홀(221)이 형성된 다수 개의 제1 바닥 보강재(220); 상기 제1 바닥 보강재(220)와 교차하며 격자형의 보강구조를 형성하도록 외판(210)의 내면에 설치되되, 압력용기의 전/후 측벽(V2)을 구성하는 제1 보강판(100b)에 설치된 제1 내측 보강재(120b)와 연속된 구조를 갖도록 설치되는 다수 개의 제2 바닥 보강재(230); 상기 제2 바닥 보강재(230)와 평행한 구조를 갖도록 외판(210)의 내면에 설치되며, 전/후 측벽(V2)을 구성하는 제1 보강판(100b)의 골부(101)에 연결되는 다수 개의 제3 바닥 보강재(240); 및 상기 제3 바닥 보강재(240)의 끝단을 상호 연결하고, 이웃한 두 제1 내측 보강재(120b)를 상호 연결하도록 전/후 측벽(V2)을 구성하는 제1 보강판(100b)의 골부(101)에 설치되는 연결 보강재(250)로 구성된 것을 특징으로 하는 액체화물 저장용 압력용기.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 보강판(100)은,
    골부(101)와 산부(102)가 반복되어 주름진 형태의 단면을 갖는 외판(110);
    상기 외판(110)의 내면에서 산부(102)를 따라 연장된 구조를 갖도록 산부(102)에 설치되어 압력용기의 내측으로 돌출되는 다수 개의 제1 내측 보강재(120);
    상기 다수 개의 제1 내측 보강재(120)와 교차되는 구조를 갖도록 외판(110)의 내면에 설치되는 다수 개의 제2 내측 보강재(130); 및
    상기 외판(110)의 바깥쪽에서 제2 내측 보강재(130)를 따라 연장되는 구조를 갖도록 설치되는 다수 개의 제1 외측 보강재(140)로 구성된 것을 특징으로 하는 액체화물 저장용 압력용기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    압력용기의 천장(V3)을 구성하는 제1 보강판(100c)에 설치된 제1 외측 보강재(140c)와 연속된 구조를 갖는 제2 외측 보강재(150)가 압력용기의 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)의 외측에 더 설치된 것을 특징으로 하는 액체화물 저장용 압력용기.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 내측 보강재(130)의 끝단에는 끝단부의 강성을 증가시키기 위하여 2열로 배치된 페이스부(131)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 액체화물 저장용 압력용기.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결 보강재(250)는, 균일한 폭을 유지한 채로 골부(101)의 곡률을 따라 연장되게 형성된 플레이트로 구성된 것을 특징으로 하는 액체화물 저장용 압력용기.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 외판(210)은 액체화물의 하역시 잔류한 액체화물이 한 곳으로 흘러 모일 수 있도록 경사지게 형성된 것을 특징을 하는 액체화물 저장용 압력용기.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 압력용기의 좌/우 측벽(V1)을 구성하는 제1 보강판(100a)의 하단부(100-1)는 압력용기의 내측을 향하여 굽어져 경사지게 형성되되,
    두 개의 제1 보강판(100a,100b)과 제2 보강판(200)이 만나 형성되는 압력용기의 모서리 부위에는 제2 보강판(200)으로부터 두 개의 제1 보강판(100a,100b)을 향하여 상향 경사진 구조로 연장되게 설치되어 두 개의 제1 보강판(100a,100b)과 제2 보강판(200)을 연결하는 3면 연결부재(300)가 설치된 것을 특징으로 하는 액체화물 저장용 압력용기.
  10. 청구항 1에 있어서,
    압력용기의 좌/우 측면을 형성하는 제1 보강판(100a)의 전후 양 끝단에 마련된 골부(101`)는 나머지 다른 골부(101)와 다른 곡률 반경을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 액체화물 저장용 압력용기.
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