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KR20230021749A - 이중각 탱크 및 선박 - Google Patents

이중각 탱크 및 선박 Download PDF

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KR20230021749A
KR20230021749A KR1020237001208A KR20237001208A KR20230021749A KR 20230021749 A KR20230021749 A KR 20230021749A KR 1020237001208 A KR1020237001208 A KR 1020237001208A KR 20237001208 A KR20237001208 A KR 20237001208A KR 20230021749 A KR20230021749 A KR 20230021749A
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KR
South Korea
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tank
shell
double
heat insulating
gap
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KR1020237001208A
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타이치로 시모다
하루히코 토미나가
쿠니히코 모치다
츠네오 타카하시
타츠야 이마이
히로타카 타카타
히로키 나카도
나오토 타카나시
Original Assignee
카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

저온 액체를 저장하는 이중각 탱크는, 저장부가 내부에 형성된 비진구형의 중공의 셸 형상의 내조와, 내조를 덮는 외조와, 내조의 외벽 및 외조의 내벽에 의해 둘러싸인 공간에 충전되어 단열층을 형성하는 입상 단열재를 구비한다. 그리고, 공재 시의 내조와 외조의 정상부 간극의 크기가, 내조와 외조의 바닥부 간극의 크기보다 크고, 공재 시에서 상기 정상부 간극의 입상 단열재의 두께는 상기 바닥부 간극의 크기보다 크다.

Description

이중각 탱크 및 선박
본 발명은 외조(外槽)와 내조(內槽)를 구비하는 이중각(二重殼) 탱크 및 그것을 탑재한 선박의 구조에 관한 것이다.
종래부터 저온 액체를 저장하는 탱크로서, 이중각 탱크가 알려져 있다. 이중각 탱크는 일반적으로 저온 액체를 수용하는 내조와, 이러한 내조를 소정의 간격을 두고 외측으로부터 덮는 외조와, 내조와 외조 사이에 형성되는 단열층을 구비한다. 단열층은, 예를 들어, 내조와 외조 사이에 충전된 입상(粒狀) 단열재로 형성되고, 입상 단열재로서는 펄라이트가 사용된다.
이중각 탱크의 건조 시에, 내조와 외조가 완성되고 나서, 내조가 비어 있는 상태에서 내조와 외조 사이를 메우도록 입상 단열재가 충전된다. 따라서, 내조에 저온 액체가 공급되어 내조가 열수축하면, 내조와 외조의 간격이 넓어져서, 내조와 외조의 사이에 충전되어 있는 입상 단열재가 침강할 가능성이 있다. 입상 단열재가 침강하는 경우, 이중각 탱크의 탱크 정상부(頂部)에 입상 단열재가 존재하지 않는 공간이 생겨서, 탱크 정상부의 단열층의 두께가 저감된다. 여기서, 「탱크 정상부」란, 내조의 외측 그리고 외조의 내측의 공간에서, 이중각 탱크의 정상부에 해당하는 부분을 의미한다. 이중각 탱크에서 단열층의 두께가 불충분한 개소가 생기면, 그 개소의 단열성이 저하된다. 단열성의 저하에 의해, 내조의 냉열이 외조에 전해져서, 외조에 서리가 끼고, 외조의 부식을 초래할 우려가 있다. 또한, 단열성의 저하에 의해 내조로의 입열량이 증가하면, 저온 액체의 보일오프 가스량이 증가하고, 내조의 압력이 과잉이 될 우려가 있다.
따라서, 특허문헌 1의 이중각 탱크에서는, 내조의 반경 방향으로 신축 가능한 신축재(글라스 울)로 형성된 내측의 단열층과, 충전재(펄라이트)로 형성된 외측의 단열층의 내외 두 층으로 이루어지는 단열층을 구비한다. 이러한 이중각 탱크에서는, 내조의 열수축에 의해 단열층에 생기는 간극이 팽창하는 신축재에 의해 충전되어서, 충전재의 침강이 억제된다.
일본 특개2013-238285호 공보
본 발명은 이상의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 특허문헌 1의 이중각 탱크와 다른 어프로치에서, 내조의 수축 변형에 기인하여 입상 단열재가 침강한 후에도 탱크 정상부에 적절한 두께의 단열층을 유지하는 것이 가능한 이중각 탱크 및 그것을 탑재한 선박을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이중각 탱크는, 저장부가 내부에 형성된 비진구(非眞球)형의 중공의 셸(Shell) 형상의 내조와, 상기 내조를 덮는 외조와, 상기 내조의 외벽 및 상기 외조의 내벽에 의해 둘러싸인 공간에 충전되어 단열층을 형성하는 입상 단열재를 구비하고, 공재(空載) 시의 상기 내조와 상기 외조의 정상부 간극의 크기가, 상기 내조와 상기 외조의 바닥부(底部) 간극의 크기보다 크고, 공재 시에서의 상기 정상부 간극의 상기 입상 단열재의 두께는 상기 바닥부 간극의 크기보다 큰 것을 특징으로 한다.
여기서, 외조의 중심은 내조의 중심보다 상방에 위치하여도 좋다. 또는, 상기 외조 및 상기 내조 각각은, 하반(下半) 구형셸(球殼)부와, 상반(上半) 구형셸부와, 상기 하반 구형셸부와 상기 상반 구형셸부를 연결하는 통 형상의 몸통부로 이루어지고, 상기 외조의 상기 몸통부의 높이는 상기 내조의 상기 몸통부의 높이보다 커도 좋다.
상기 이중각 탱크에서, 공재 시에서의 상기 정상부 간극의 크기는, 상기 바닥부 간극의 크기에, 상기 내조의 수축 변형에 따른 상기 입상 단열재의 침강에 의해 생기는 공극의 체적에 상당하는 체적 만큼의 상기 외조의 정상부로부터의 높이를 더한 값 이상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박은, 상기 구성의 이중각 탱크를 탑재하고 있다.
상기 이중각 탱크 및 그것을 탑재한 선박에서는, 이중각 탱크의 정상부 간극의 크기가 바닥부 간극의 크기보다 크므로, 공재 시에 탱크 정상부에 탱크 바닥부보다 두꺼운 단열층을 형성할 수 있다. 그리고, 이중각 탱크의 공재 시에서의 정상부 간극의 입상 단열재의 두께는 바닥부 간극의 크기보다 크기 때문에, 내조에 저온 액체가 공급되어 내조가 수축하면, 내조와 외조의 간극이 넓어져서, 내조와 외조 사이에 충전되어 있는 입상 단열재가 침강하지만, 입상 단열재가 침강한 상태에서도, 탱크 정상부에 충분한 두께의 단열층이 유지된다.
본 발명에 의하면, 내조의 수축 변형에 기인하여 입상 단열재가 침강한 후에도 탱크 정상부에 적절한 두께의 단열층을 유지할 수 있는 이중각 탱크 및 그것을 탑재한 선박을 제공할 수 있다.
[도 1] 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중각 탱크가 탑재된 선박을 도시하는 도면이다.
[도 2] 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 비어 있는 이중각 탱크의 공재 시의 전체적인 구성을 도시하는 단면도이다.
[도 3] 도 3은 도 2에 도시된 이중각 탱크의 만재(滿載) 시의 단면도이다.
[도 4] 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중각 탱크의 공재 시의 전체적인 구성을 도시하는 단면도이다.
[도 5] 도 5는 도 4에 도시된 이중각 탱크의 만재 시의 단면도이다.
[도 6] 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이중각 탱크의 공재 시의 전체적인 구성을 도시하는 단면도이다.
[도 7] 도 7은 도 6에 도시된 이중각 탱크의 만재 시의 단면도이다.
[도 8] 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이중각 탱크의 공재 시의 전체적인 구성을 도시하는 단면도이다.
[도 9] 도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 이중각 탱크의 공재 시의 전체적인 구성을 도시하는 단면도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중각 탱크(1)를 탑재한 선박(5)을 도시하는 도면이다. 도 1에 도시된 선박(5)은, 예를 들어, 액화 가스 운반선이다. 이중각 탱크(1)는 액체 수소, 액체 질소, 액화 천연 가스 등의 저온 액체를 저장하기 위해 이용된다. 선박(5)의 선체(51)의 후측 상부에는 선교(52)가 설치되고, 후측 하부에는 추진기(53)가 설치되어 있다. 선체(51)에는, 선장 방향으로 배열된 복수 개(본 실시예에서는 3 개)의 이중각 탱크(1)가 탑재되어 있다. 복수의 이중각 탱크(1)는 선체(51)의 상갑판으로부터 상방으로 돌출하도록 배치되고, 각각의 이중각 탱크(1)의 상부는 탱크 커버(54)로 덮여 있다. 각각의 이중각 탱크(1A)는 도시되지 않은 스커트 또는 지주에 의해 선체 (51)에 지지된다. 이하, 이중각 탱크(1)의 제1 ~ 제5 실시예(이중각 탱크(1A ~ 1E))에 대하여 설명한다.
[제1 실시예]
다음으로, 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중각 탱크(1A)를 설명한다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중각 탱크(1A)의 공재 시의 전체적인 구성을 도시하는 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 이중각 탱크(1A)의 만재 시의 상태를 도시하는 단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 이중각 탱크(1A)는, 내조(2)와, 내조(2)를 덮는 외조(3)와, 내조(2)와 외조(3)의 사이에 충전되어 단열층을 형성하는 입상 단열재(4)와, 내조(2)와 외조(3) 사이의 공간을 진공 흡입하는 진공 펌프(6)를 구비한다.
내조(2)는 비진구의 중공의 셸 형상을 가지고, 예를 들어, 다수의 SUS제 패널이 용접되어 이루어진다. 내조(2)의 내부에는, 저온 액체(7)를 밀폐한 상태로 저장하는 저장부(20)가 형성되어 있다. 내조(2)는 탱크 건조 시의 상온과 저온 액체(7) 수용 시의 저온과의 온도차에 의한 수축 변형 및 변형 회복을 허용할 수 있다.
외조(3)는 내조(2)보다 더 큰 비진구형의 중공의 셸 형상을 가지고, 예를 들어, 다수의 강판이 용접되어 이루어진다. 내조(2)는, 내조(2)의 외벽과 외조(3)의 내벽 사이를 접속하는 도시하지 않은 로드 등에 의해, 외조(3)에 지지된다.
도 2에 도시된 이중각 탱크(1A)에서는, 내조(2)는 수평 방향으로 신장한 중공의 구형셸 형상을 가진다. 내조(2)는 수평 방향으로 연장되는 원통 형상의 몸통부(27)와, 몸통부의 양단을 폐색하는 반구 형상의 측부(28)로 이루어진다. 내조(2)의 선장 방향과 평행한 단면은 수평 방향을 길이 방향으로 하는 장원형(둥근 사각형(rounded rectangle)이라고도 칭함)을 가지고, 내조(2)의 선폭 방향과 평행한 단면은 원형을 가진다. 다만, 내조(2)의 선폭 방향과 평행한 단면이 수평 방향을 길이 방향으로 하는 장원형을 가지고, 내조(2)의 선장 방향과 평행한 단면이 원형을 가지고 있어도 좋다.
외조(3)는, 내조(2)와 마찬가지로, 수평 방향으로 신장한 중공의 구형셸 형상을 가진다. 외조(3)는, 축심 방향을 수평 방향으로 하는 대략 원통 형상의 몸통부(37)와, 몸통부의 양단을 폐색하는 대략 반구 형상의 측부(38)로 이루어진다. 외조(3)의 선장 방향과 평행한 단면은 수평 방향을 길이 방향으로 하는 대략 장원형을 가지고, 외조(3)의 선폭 방향과 평행한 단면은 상하 방향을 길이 방향으로 하는 장원형을 가진다. 다만, 외조(3)의 선폭 방향과 평행한 단면이 수평 방향을 길이 방향으로 하는 대략 장원형을 가지고, 외조(3)의 선장 방향과 평행한 단면이 상하 방향을 길이 방향으로 하는 장원형을 가지고 있어도 좋다. 외조(3)의 몸통부(37)의 직경은 내조(2)의 몸통부(27)의 직경보다 크다. 외조(3)의 중심(3c)은 내조(2)의 중심(2c)보다 상방에 위치한다.
입상 단열재(4)는 내조(2)의 외벽 및 외조(3)의 내벽에 둘러싸인 공간에 압밀(壓密) 상태로 충전되어 있다. 입상 단열재(4)는, 예를 들어, 입상의 펄라이트이다. 그러나, 입상 단열재(4)는 펄라이트 이외의 공지의 입상 단열재가 채용되어도 좋다. 또한, 내조(2)의 외벽 및 외조(3)의 내벽에 의해 둘러싸인 공간에, 글라스 울 등의 섬유상 단열재가 부분적으로 배치되어 있어도 좋다.
내조(2)와 외조(3) 사이의 공간은, 진공 펌프(6)에 의해 강제 배기되어, 거의 진공 상태로 되어 있다. 이와 같이 입상 단열재(4)가 충전된 공간이 거의 진공 상태로 됨으로써, 단열 효과가 더욱 높아지고 있다. 다만, 내조(2)와 외조(3) 사이의 공간은, 반드시 진공 상태일 필요는 없고, 저장부(20)에 저장되는 저온 액체(7)의 성상에 따라 기체가 충전되어 있어도 좋다.
외조(3)의 중심(3c)을 통과하는 연직선과, 내조(2)의 중심(2c)을 통과하는 연직선은, 이중각 탱크(1A)의 탱크 중심선(C)과 일치한다. 탱크 바닥부에서, 탱크 중심선(C) 상에서의 외조(3)의 내벽과 내조(2)의 외벽과의 간극을 「바닥부 간극(G1)」이라고 부른다. 또한, 탱크 정상부에서, 탱크 중심선(C) 상에서의 외조(3)의 내벽과 내조(2)의 외벽의 간극을 「정상부 간극(G2)」이라고 부른다. 여기서, 본 명세서에서 「탱크 정상부」란, 내조(2)의 외측 및 외조(3)의 내측의 공간에서, 이중각 탱크(1A)의 정상부에 해당하는 부분을 말한다. 또한, 본 명세서에서, 「탱크 바닥부」란, 내조(2)의 외측 및 외조(3)의 내측의 공간에서, 이중각 탱크(1A)의 바닥부에 해당하는 부분을 말한다.
본 실시예에 따른 이중각 탱크(1A)에서는, 바닥부 간극(G1)보다도 정상부 간극(G2)이 크게 되도록, 내조(2)와 외조(3)가 배치되어 있다.
내조(2)에 저온 액체(7)가 수용되면 내조(2)는 수축 변형되고, 이에 따라서 입상 단열재(4)가 침강하여, 탱크 정상부에 공극이 생긴다. 공재 시(도 2)의 탱크 정상부의 공극의 체적과, 만재 시(도 3)의 탱크 정상부의 공극의 체적의 차이를 공극 체적(ΔV)으로 한다. 공극 체적(ΔV)은, 계산이나 시뮬레이션에 의해 구할 수 있다. 여기서, 공재 시란, 내조(2)의 저장부(20)가 비어 있는 상태(도 2)일 때의 것이고, 화물이 비었을(또는, 비었다고 볼 수 있는 액위) 때나, 제조되었을 때가 해당된다. 또한, 만재 시란, 내조(2)의 저장부(20)에 저온 액체(7)가 소정의 만재 액위까지 수용된 상태(도 3)일 ‹š의 것이다. 탱크 정상부로부터 공극 체적(ΔV)에 상당하는 체적 분의 높이를 ΔL로 한다. 높이 ΔL은 외조(3)의 형상 등의 정보를 이용하여 계산에 의해 구할 수 있다. 공재 시의 정상부 간극(G2)의 크기(L2)는, 바닥부 간극(G1)의 크기(L1)에, 탱크 정상부로부터 공극 체적(ΔV)에 상당하는 체적 분의 높이(ΔL)를 더한 값 이상이다. 공재 시의 정상부 간극(G2)의 크기(L2)와, 바닥부 간극(G1)의 크기(L1)와, 높이(ΔL) 사이에는, 다음 식 1이 성립한다.
L2 ＞ L1＋ΔL ··· (식 1)
공재 시의 정상부 간극(G2)의 크기(L2)가 과잉이 되면 경제적이지 않기 때문에, 공재 시의 정상부 간극(G2)의 크기(L2)는 상기 식 1을 만족하는 것 중 작은 값인 것이 바람직하다.
그리고, 공재 시에서의 정상부 간극(G2)의 입상 단열재(4)의 두께는, 바닥부 간극(G1)의 크기(L1)보다도 크다. 바람직하게는, 만재 시의 정상부 간극(G2)의 입상 단열재(4)의 두께가, 바닥부 간극(G1)의 입상 단열재(4)의 두께 이상이다. 여기서, 공재 시에서 정상부 간극(G2)은, 입상 단열재(4)로 메워져 있어도 좋다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 이중각 탱크(1A)는, 저장부(20)가 내부에 형성된 중공의 셸 형상의 내조(2)와, 내조(2)를 덮는 외조(3)와, 내조(2)의 외벽 및 외조(3)의 내벽에 의해 둘러싸인 공간에 충전되어 단열층을 형성하는 단열재(본 실시예에서는 입상 단열재(4))를 구비한다. 그리고, 공재 시의 내조(2)와 외조(3)의 정상부 간극(G2)의 크기가, 내조(2)와 외조(3)의 바닥부 간극(G1)의 크기보다 크다.
여기서, 공재 시의 정상부 간극(G2)의 입상 단열재(4)의 두께는, 바닥부 간극(G1)의 크기(L1)보다 큰 것이 바람직하다. 나아가, 공재 시에서의 정상부 간극(G2)의 크기(L2)는, 바닥부 간극(G1)의 크기(L1)에, 내조(2)의 수축 변형에 따른 입상 단열재(4)의 침강에 의해 생기는 공극의 체적(공극 체적(ΔV))에 상당하는 체적 분의 외조(3)의 정상부로부터의 높이(ΔL)를 더한 값 이상인 것이 바람직하다.
상기 구성의 이중각 탱크(1A)에서는, 공재 시에서, 탱크 정상부에 탱크 바닥부보다 두꺼운 단열층이 형성되어 있다(도 2 참조). 그리고, 내조(2)에 저온 액체(7)가 공급되어 내조(2)가 수축하면, 내조(2)와 외조(3)의 간극이 넓어져서, 내조(2)와 외조(3)의 사이에 충전되어 있는 입상 단열재(4)가 침강되지만, 입상 단열재(4)가 침강한 상태에서도, 탱크 정상부에 충분한 두께(L2')의 단열층이 유지된다(도 3 참조).
이와 같이, 본 실시예에 따른 이중각 탱크(1A)에 의하면, 내조(2)의 수축 변형에 기인하여 입상 단열재(4)가 침강한 후에도 탱크 정상부에 적절한 두께(L2')의 단열층을 유지할 수 있다.
[제2 실시예]
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중각 탱크(1B)에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중각 탱크(1B)의 공재 시의 전체적인 구성을 도시하는 단면도이다. 도 5는 도 4에 도시된 이중각 탱크(1B)의 만재 시의 단면도이다. 한편, 본 실시예의 설명에서는, 상기 제1 실시예와 동일 또는 유사한 부재에는 도면에 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 이중각 탱크(1B)는, 내부에 저장부(20)가 형성된 비진구형의 내조(2)와, 내조(2)를 덮는 외조(3)와, 내조(2)의 외벽 및 외조(3)의 내벽에 의해 둘러싸인 공간에 충전되어 단열층을 형성하는 입상 단열재(4)를 구비한다.
본 실시예에 따른 이중각 탱크(1B)에서, 내조(2)는 상하 방향으로 신장한 중공의 구형셸 형상을 가진다. 내조(2)는, 하반 구형셸부(21)와, 상반 구형셸부(22)와, 하반 구형셸부(21)와 상반 구형셸부(22)를 연결하는 통 형상의 몸통부(23)로 이루어진다. 하반 구형셸부(21), 상반 구형셸부(22) 및 몸통부(23)의 직경은 동일하다.
또한, 이중각 탱크(1B)에서, 외조(3)는 상하 방향으로 신장한 중공의 구형셸 형상을 가진다. 외조(3)는, 하반 구형셸부(31)와, 상반 구형셸부(32)와, 하반 구형셸부(31)와 상반 구형셸부(32)를 상하 방향으로 연결하는 통 형상의 몸통부(33)로 이루어진다. 하반 구형셸부(31), 상반 구형셸부(32) 및 몸통부(33)의 직경은 동일하고, 그 값은 내조(2)의 직경보다 크다. 그리고, 외조(3)의 몸통부(33)의 높이는 내조(2)의 몸통부(23)의 높이보다 크다. 내조(2)와 외조(3)는, 내조(2)의 하반 구형셸부(21)의 중심(21c)과 외조(3)의 하반 구형셸부(31)의 중심(31c)이 일치하도록 배치되어 있다.
이중각 탱크(1B)에서도, 전술한 이중각 탱크(1A)와 마찬가지로, 내조(2)와 외조(3)의 정상부 간극(G2)의 크기(L2)가, 내조(2)와 외조(3)의 바닥부 간극(G1)의 크기(L1)보다 크다. 또한, 공재 시에서 정상부 간극(G2)의 입상 단열재(4)의 두께는, 바닥부 간극(G1)의 크기(L1)보다 크다.
본 실시예에 따른 이중각 탱크(1B)에서는, 외조(3) 및 내조(2) 각각은, 하반 구형셸부(31, 21), 상반 구형셸부(32, 22), 및 하반 구형셸부(31, 21)와 상반 구형셸부(32, 22)를 연결하는 통 형상의 몸통부(33, 23)로 이루어지고, 외조(3)의 몸통부(33)의 높이는 내조(2)의 몸통부(23)의 높이보다 크다. 이와 같이 이중각 탱크(1B)에서는 내조(2)가 상하 방향으로 스트레치한 구형셸 형상을 가지므로, 상기 제1 실시예에 따른 이중각 탱크(1A)의 작용 효과에 더하여, 내조(2) 및 외조(3)가 진구(眞球)의 구형셸 형상인 경우에 비해, 저장부(20)의 용적을 점유 바닥 면적에 대하여 크게 할 수 있다는 작용 효과를 나타낸다.
[제3 실시예]
다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이중각 탱크(1C)에 대하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이중각 탱크(1C)의 공재 시의 전체적인 구성을 도시하는 단면도이다. 도 7은 도 6에 도시된 이중각 탱크(1C)의 만재 시의 단면도이다. 한편, 본 실시예의 설명에서는, 상기 제1 실시예와 동일 또는 유사한 부재에는 도면에 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 이중각 탱크(1C)는, 내부에 저장부(20)가 형성된 비진구형의 내조(2)와, 내조(2)를 덮는 외조(3)와, 내조(2)의 외벽 및 외조(3)의 내벽에 의해 둘러싸인 공간에 충전되어 단열층을 형성하는 입상 단열재(4)를 구비한다.
본 실시예에 따른 이중각 탱크(1C)에서, 외조(3) 및 내조(2) 각각은, 모두 직육면체 형상의 중공의 셸 형상을 가진다. 즉, 외조(3) 및 내조(2) 각각은 모두 직사각형 탱크이다. 그리고, 외조(3)의 중심(3c)은, 내조(2)의 중심(2c)보다 상방에 위치한다.
이중각 탱크(1C)에서도, 전술한 이중각 탱크(1A)와 마찬가지로, 내조(2)와 외조(3)의 정상부 간극(G2)의 크기(L2)는, 내조(2)와 외조(3)의 바닥부 간극(G1) 크기(L1)보다 크다. 또한, 공재 시에서의 정상부 간극(G2)의 입상 단열재(4)의 두께는, 바닥부 간극(G1)의 크기(L1)보다 크다.
본 실시예에 따른 이중각 탱크(1C)에서는, 상기 제1 실시예에 따른 이중각 탱크(1A)의 작용 효과에 더하여, 내조(2) 및 외조(3)가 진구 구형셸 형상인 경우와 비교하여, 저장부(20)의 체적을 점유 바닥 면적에 비해 크게 할 수 있다는 작용 효과를 나타낸다.
[제4 실시예]
다음으로, 본 발명의 제4 실시예에 따른 이중각 탱크(1D)에 대하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이중각 탱크(1D)의 공재 시의 전체적인 구성을 도시하는 단면도이다. 한편, 본 실시예의 설명에서는, 상기 제1 실시예와 동일 또는 유사한 부재에는 도면에 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 이중각 탱크(1D)는, 내부에 저장부(20)가 형성된 비진구형의 내조(2)와, 내조(2)를 덮는 외조(3)와, 내조(2)의 외벽 및 외조(3)의 내벽에 의해 둘러싸인 공간에 충전되어 단열층을 형성하는 입상 단열재(4)를 구비한다.
본 실시예에 따른 이중각 탱크(1D)에서, 외조(3) 및 내조(2) 각각은, 모두 바닥이 평평한(平底) 원통 형상의 중공의 셸 형상을 가진다. 내조(2)는, 원 형상의 평평한 바닥부와, 바닥의 둘레로부터 세워진 원통 형상의 몸통부와, 몸통부의 상부에 접속된 반구형셸 형상의 정상부로 이루어진다. 외조(3)는, 내조(2)와 마찬가지로, 원형의 평평한 바닥부와, 바닥의 둘레로부터 세워진 원통 형상의 몸통부와, 몸통부의 상부에 접속된 반구형셸 형상의 정상부로 이루어진다. 외조(3)의 몸통부는, 내조(2)의 몸통부보다 대경이고 또한 높이가 높다. 그리고, 외조(3)의 중심(3c)은, 내조(2)의 중심(2c)보다 상방에 위치한다.
본 실시예에 따른 이중각 탱크(1D)에서도, 전술한 이중각 탱크(1A)와 마찬가지로, 내조(2)와 외조(3)의 정상부 간극(G2)의 크기(L2)는, 내조(2)와 외조(3)의 바닥부 간극(G1) 크기(L1)보다 크다. 또한, 공재 시에서의 정상부 간극(G2)의 입상 단열재(4)의 두께는, 바닥부 간극(G1)의 크기(L1)보다 크다.
본 실시예에 따른 이중각 탱크(1D)에서는, 상기 제1 실시예에 따른 이중각 탱크(1A)의 작용 효과에 더하여, 내조(2)의 바닥부가 평평하므로, 내조(2) 및 외조(3)가 진구의 구형셸 형상인 경우와 비교하여, 저장부(20)의 용적을 점유 바닥 면적에 대하여 크게 할 수 있다는 작용 효과를 나타낸다.
[제5 실시예]
다음으로, 본 발명의 제5 실시예에 따른 이중각 탱크(1E)에 대하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 이중각 탱크(1E)의 공재 시의 전체적인 구성을 도시하는 단면도이다. 한편, 본 실시예의 설명에서는, 상기 제1 실시예와 동일 또는 유사한 부재에는 도면에 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 이중각 탱크(1E)는, 내부에 저장부(20)가 형성된 비진구형의 내조(2)와, 내조(2)를 덮는 외조(3)와, 내조(2)의 외벽 및 외조(3)의 내벽에 의해 둘러싸인 공간에 충전되어 단열층을 형성하는 입상 단열재(4)를 구비한다.
본 실시예에 따른 이중각 탱크(1E)에서, 내조(2)는, 진구체의 일부를 이루는 형상인 정상부 및 바닥부와, 비진구체의 일부를 이루는 형상인 몸통부를 구비한다. 정상부와 몸통부, 바닥부와 몸통부는 매끄럽게 연결되어 있다. 정상부의 곡률 중심은 내조(2)의 중심(2c)보다 하방에 있고, 바닥부의 곡률 중심은 내조(2)의 중심(2c)보다 상방에 있다. 몸통부의 적도 부분의 직경은, 정상부과 몸통부에 의해 그 일부가 형성되는 가상의 진구체의 직경과 실질적으로 동일하다. 몸통부와 정상부의 접속 부분 및, 몸통부과 바닥부의 접속 부분은, 정상부와 몸통부에 의해 그 일부가 형성된 가상의 진구체보다 외측으로 팽창하여 있다.
이중각 탱크(1E)에서, 외조(3)는, 내조(2)와 마찬가지로, 진구체의 일부를 이루는 형상인 정상부 및 바닥부와, 비진구체의 일부를 이루는 형상인 몸통부를 구비한다. 외조(3)의 정상부 및 바닥부의 곡률 반경은 내조(2)의 정상부 및 바닥부의 곡률 반경보다 크다. 외조(3)의 몸통부의 높이는 내조(2)의 몸통부의 높이보다 크다. 그리고, 외조(3)의 중심(3c)은, 내조(2)의 중심(2c)보다 상방에 위치한다.
본 실시예에 따른 이중각 탱크(1E)에서도, 전술한 이중각 탱크(1A)와 마찬가지로, 내조(2)와 외조(3)의 정상부 간극(G2)의 크기(L2)가, 내조(2)와 외조(3)의 바닥부 간극(G1)의 크기(L1)보다 크다. 또한, 공재 시에서의 정상부 간극(G2)의 입상 단열재(4)의 두께는, 바닥부 간극(G1)의 크기(L1)보다 크다.
본 실시예에 따른 이중각 탱크(1E)에서는, 상기 제1 실시예에 따른 이중각 탱크(1A)의 작용 효과에 더하여, 진구체보다 부분적으로 팽창한 구형셸 형상인 것에 의해, 저장부(20)의 용적을 점유 바닥 면적에 대하여 크게 할 수 있다는 작용 효과를 나타낸다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명하였지만, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서, 상기 실시 형태의 구체적인 구조 및/또는 기능의 상세를 변경한 것도 본 발명에 포함될 수 있다. 상기 구성은, 예를 들어, 이하와 같이 변경할 수 있다.
예를 들어, 상기 실시예에서 이중각 탱크(1, 1A ~ 1E)는 선체(51)에 지지되어 있지만, 이중각 탱크(1, 1A ~ 1E)는 지상에 설치되어도 좋다. 이중각 탱크(1, 1A ~ 1E)가 선체(51)에 지지된 경우, 선체 (51)의 동요나 진동에 의한 입상 단열재(4)의 침강에 대해서도 탱크 정상부에 충분한 두께의 단열층이 유지된다.
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E: 이중각 탱크
2: 내조
2c: 내조의 중심
3: 외조
3c: 외조의 중심
4: 입상 단열재
5: 선박
51: 선체
6: 진공 펌프
7: 저온 액체
20: 저장부
21, 31: 하반 구형셸부
31c: 하반 구형셸부의 중심
22, 32: 상반 구형셸부
23, 33: 몸통부
C: 탱크 중심선
G1: 바닥부 간극
G2: 정상부 간극

Claims (5)

  1. 저장부가 내부에 형성된 비진구형인 중공의 셸 형상의 내조와,
    상기 내조를 덮는 외조와,
    상기 내조의 외벽 및 상기 외조의 내벽에 의해 둘러싸인 공간에 충전되어 단열층을 형성하는 입상 단열재를 구비하고,
    공재 시의 상기 내조와 상기 외조의 정상부 간극의 크기가, 상기 내조와 상기 외조의 바닥부 간극의 크기보다 크고, 공재 시에서의 상기 정상부 간극의 상기 입상 단열재의 두께는 상기 바닥부 간극의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 이중각 탱크.
  2. 제1항에 있어서,
    공재 시에서의 상기 정상부 간극의 크기는, 상기 바닥부 간극의 크기에, 상기 내조의 수축 변형에 따른 상기 입상 단열재의 침강에 의해 발생하는 공극의 체적에 상당하는 체적 만큼의 상기 외조의 정상부로부터의 높이를 더한 값 이상인 것을 특징으로 하는 이중각 탱크.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외조의 중심이 상기 내조의 중심보다 상방에 위치하는 것을 특징으로 하는 이중각 탱크.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외조 및 상기 내조 각각은, 하반 구형셸부, 상반 구형셸부, 및 상기 하반 구형셸부와 상기 상반 구형셸부를 연결하는 통 형상의 몸통부로 이루어지고, 상기 외조의 상기 몸통부의 높이는 상기 내조의 상기 몸통부의 높이보다 큰 것을 특징으로 하는 이중각 탱크.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 이중각 탱크를 탑재한 것을 특징으로 하는 선박.
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