KR20170122334A - 화물창 방벽구조물 앵커장치 - Google Patents

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Abstract

화물창 방벽구조물 앵커장치를 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방벽구조물 앵커장치는 화물창 내벽에 설치되는 단열패널과 하나 이상의 방벽을 적층상태로 결합시키는 것으로, 단열패널에 설치되는 지지판; 지지판을 단열패널에 고정시키는 앵커로드; 앵커로드를 덮은 상태로 지지판 위에 슬라이딩 가능하게 장착되며, 그 상부에 방벽이 연결되는 연결캡을 포함한다.

Description

화물창 방벽구조물 앵커장치{ANCHOR APPARATUS FOR CARGO BARRIER STRUCTURE}
본 발명은 용이한 설치를 구현할 수 있고, 방벽의 열변형에 따른 변위를 허용할 수 있는 화물창 방벽구조물 앵커장치에 관한 것이다.
액화가스와 같은 극저온 유체를 저장하는 화물창의 내벽에는 유체를 극저온상태로 유지하면서 유체의 누설을 방지할 수 있도록 하는 방벽구조물이 설치된다.
통상적인 화물창의 방벽구조물은 극저온 유체와 접하는 내측으로부터 벽체 쪽으로 1차방벽, 상부단열패널, 2차방벽, 하부단열패널이 순차적으로 적층된 형태다. 예컨대, GTT사의 Mark Ⅲ형 화물창의 방벽구조물은 1차방벽에서 저장된 유체의 누출이 생길 경우, 이를 2차방벽에서 차단할 수 있는 방식을 채용하고 있다.
이러한 방벽구조물을 설치할 때는 화물창의 내벽에 하부단열패널을 고정시키고, 그 위에 2차방벽을 설치하며, 2차방벽 상부에 상부단열패널과 1차방벽을 순차적으로 설치한다. 이 과정에서 상부단열패널 사이에 연결패널을 설치하여 상부단열패널들을 연결시킨다.
그러나 종래 화물창의 방벽구조물은 상부단열패널, 하부단열패널, 연결패널, 2차방벽, 1차방벽 등을 포함하기 때문에 설치공정이 복잡하고 제작이 어려웠다. 이러한 방벽구조물의 예는 대한민국 공개특허공보 10-2012-0013207호(2012.02.14. 공개)를 참조할 수 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2012-0013207호(2012.02.14. 공개)
본 발명의 실시 예는 방벽구조물의 용이한 설치를 구현할 수 있도록 하는 화물창 방벽구조물 앵커장치를 제공하고자 한다.
또 본 발명의 실시 예는 방벽을 안정적으로 지지하면서도 방벽의 열변형에 따른 변위를 허용할 수 있는 화물창 방벽구조물 앵커장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 화물창 내벽에 설치되는 단열패널과 하나 이상의 방벽을 적층상태로 결합시키는 것으로, 상기 단열패널에 설치되는 지지판; 상기 지지판을 상기 단열패널에 고정시키는 앵커로드; 및 상기 앵커로드를 덮은 상태로 상기 지지판 위에 슬라이딩 가능하게 장착되며, 그 상부에 상기 방벽이 연결되는 연결캡을 포함하는 화물창 방벽구조물 앵커장치가 제공될 수 있다.
상기 연결캡은 둘레에 상기 지지판 표면과 접하는 플랜지부를 구비하고, 상기 앵커장치는 상기 지지판에 고정된 상태로 상기 연결캡의 플랜지부를 슬라이딩 가능하게 지지하는 캡지지링을 더 포함할 수 있다.
상기 캡지지링은 상기 연결캡 측면 둘레를 이격상태로 포위해 상기 연결캡의 이동범위를 한정하는 이동제한턱을 포함할 수 있다.
상기 연결캡은 상면에 상기 단열패널을 덮는 2차방벽이 연결되며 상기 플랜지부를 갖춘 내측연결캡과, 외경이 상기 내측연결캡보다 작게 마련되고 상기 내측연결캡 상면에 고정되며 상부에 상기 2차방벽을 덮는 1차방벽이 연결되는 외측연결캡을 포함할 수 있다.
상기 지지판, 상기 내측연결캡, 상기 캡지지링은 상기 단열패널의 상부보호판에 형성된 수용홈에 수용되고, 상기 외측연결캡은 상기 수용홈 외측에 돌출한 상태로 상기 내측연결캡 상면에 고정될 수 있다.
상기 앵커로드는 상기 단열패널과 상기 지지판을 두께방향으로 관통하여 체결될 수 있다.
상기 앵커장치는 상기 단열패널의 하부보호판에 형성된 체결홈에 수용된 상태로 상기 앵커로드에 체결되는 보조지지판 및 고정너트를 더 포함할 수 있다.
상기 연결캡은 방벽구조물의 설치과정에서 그 중심위치 확인용 지그의 장착 또는 상기 방벽의 용접작업용 지그의 장착 위해 상면 중심부에 마련된 원통형 가이드링을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방벽구조물 앵커장치는 앵커로드와 지지판 등에 의해 단열패널에 결합된 연결캡에 방벽을 용접하여 연결할 수 있기 때문에 종래에 비해 방벽구조물의 구성을 단순화할 수 있을 뿐 아니라, 방벽구조물의 용이한 설치를 구현할 수 있다.
본 실시 예에 따른 화물창 방벽구조물 앵커장치는 방벽과 연결되는 연결캡이 슬라이딩 가능하게 지지되기 때문에 방벽의 열변형에 따른 변위를 허용할 수 있다. 따라서 방벽을 안정적으로 지지하면서도 방벽의 열변형에 따른 파손을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방벽구조물 앵커장치를 이용하여 화물창 방벽구조물을 시공한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 화물창 방벽구조물의 1차방벽 구성을 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 화물창 방벽구조물의 1차방벽과 2차방벽의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방벽구조물 앵커장치의 요부 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방벽구조물 앵커장치의 요부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방벽구조물 앵커장치의 설치과정에서 중심확인용 지그를 이용하여 내측연결캡의 위치를 확인하는 예를 보여준다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
본 발명이 적용되는 화물창은 액화천연가스(LNG: Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(LPG: Liquefied Petroleum Gas), 디메틸에테르(DME: Dimethyl Ether) 등 극저온의 액화가스(liquefied gas)를 저장하는데 이용될 수 있다. 즉 이러한 화물창은 LNG 운반선, LNG RV(Regasification Vessel) 운반선, LPG 운반선, 또는 에틸렌(Ethylene) 운반선 등 액화가스 화물을 운송하는 운반선, 또는 FSRU(Floating Storage Regasification Unit), FPSO(Floating Production Storage Offloading), BMPP(Barge Mounted Power Plant) 등 액화가스의 저장 및 생산을 위한 해상 부유설비에 적용될 수 있다. 또 액화가스 화물창은 해상설비 뿐만 아니라 액화가스를 저장 등을 위한 육상설비에도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 방벽구조물 앵커장치를 이용하여 화물창 방벽구조물을 시공한 상태를 나타낸 단면도이다. 도시한 바와 같이, 화물창 방벽구조물(100)은 화물창 내벽(101)으로부터 순차적으로 적층되는 단열패널(110), 2차방벽(120), 1차방벽(130), 그리고 이들을 상호 결합시켜 적층상태를 유지시키는 앵커장치(150)를 포함한다.
단열패널(110)은 단열을 통해 화물창 내부의 저장유체가 극저온상태를 유지할 수 있도록 하는 것으로 하부보호판(111), 단열부재(112), 상부보호판(113)이 적층된 상태에서 일체로 마련될 수 있다. 하부보호판(111)과 상부보호판(113)의 소재는 플라이우드(Plywood)일 수 있고, 단열부재(112)는 폴리우레탄폼(PUF, Polyurethane Foam), 강화 폴리우레탄폼(RPUF, Reinforced PUF) 등일 수 있다.
본 명세서에서는 도 1의 예를 설명하면서 편의 상 아래 쪽은 하부, 위쪽은 상부라 표현하고 있으나, “상부”나 “하부”라는 용어는 단지 위치가 높거나 낮은 부분을 의미하는 것은 아니다. 방벽구조물은 도 1의 예처럼 화물창의 바닥 쪽에 설치될 경우도 있지만, 화물창의 측벽이나 상부벽의 내면에 설치될 경우도 있어 설치위치에 따라 적층방향이 달리질 수 있기 때문이다. 따라서 본 명세서에서 “하부”는 벽면과 가까워 먼저 적층되는 쪽을 의미하고, “상부”는 상대적으로 벽면과 멀어서 나중에 적층되는 쪽(저장공간 쪽)을 의미할 수 있다.
2차 방벽(120)은 단열패널(110)의 상부보호판(113) 위에 밀봉을 유지하도록 설치되어 유체의 누설을 차단하고, 1차방벽(130)은 2차방벽(120) 상부에 이격 상태에서 역시 밀봉을 유지하도록 설치되어 유체의 누설을 차단한다. 즉 1차방벽(130)이 저장된 유체와 직접 접촉한 상태에서 유체의 누설을 차단하고, 1차방벽(130) 내측에 2차방벽(120)이 추가로 설치됨으로써 1차방벽(130) 파손 시에도 유체의 누설을 차단한다.
1차방벽(130)과 2차방벽(120)은 스테인리스 스틸, 알루미늄, 황동, 아연 등을 소재로 하는 금속시트를 밀봉상태로 연결하는 방식으로 설치할 수 있다. 또 1차방벽(130)과 2차방벽(120)은 도 1 내지 도 3에 도시한 예처럼 상호 대응하는 위치에 열수축과 열팽창에 대응하도록 융기된 복수의 주름부(121,131)를 가질 수 있다. 1차방벽(130)과 2차방벽(120) 사이에는 도 1에 도시한 바와 같이, 플라이우드 소재로 된 방벽지지판(140)이 설치됨으로써 1차방벽(130)과 제2방벽(120)이 이격상태로 지지될 수 있다.
앵커장치(150)는 도 1에 도시한 예처럼, 단열패널(110) 위에 적층되는 2차방벽(120)과 1차방벽(130)을 결속해 지지하는 기능을 한다. 앵커장치(150)는 단열패널(110)의 상부보호판(113)에 설치된 지지판(151), 지지판(151)을 단열패널(110)에 고정시키는 앵커로드(152), 2차방벽(120) 설치를 위해 지지판(151) 상부에 설치되며 둘레에 지지판(151) 표면과 접하는 플랜지부(153a)를 갖춘 내측연결캡(153), 지지판(151)에 설치되어 내측연결캡(153)의 이탈을 방지하면서 내측연결캡(153)의 플랜지부(153a)를 슬라이딩 가능하게 지지하는 캡지지링(154), 1차방벽(130) 설치를 위해 내측연결캡(153) 상부에 고정되는 외측연결캡(155)을 포함한다.
도 4와 도 5를 참조하면, 지지판(151)은 원판형태로 마련될 수 있고, 지지판(151) 위에 설치되는 내측연결캡(153)도 둘레에 플랜지부(153a)가 형성된 원통형태로 마련되며, 캡지지링(154)도 내측연결캡(153)의 플랜지부(153a)를 지지하도록 원형으로 마련될 수 있다. 이러한 지지판(151), 내측연결캡(153), 캡지지링(154)은 단열패널(110)을 제조하는 과정에서 단열패널(110)의 상부보호판(113)에 형성된 수용홈(114)에 수용된 상태로 설치될 수 있다.
앵커로드(152)는 지지판(151)의 중심위치에서 단열패널(110)과 지지판(151)을 두께방향으로 관통하는 형태로 체결되고, 내측연결캡(153)은 앵커로드(152)의 설치 후 앵커로드(152)의 헤드부(152a)를 덮는 형태로 지지판(151) 위에 설치된다.
앵커로드(152)는 도 1의 예처럼 헤드부(152a) 반대편이 단연패널(110)을 관통해 하부지지판(111)에 이르며, 여기에 보조지지판(157)과 고정너트(158)가 체결됨으로써 단열패널(110)에 견고히 고정된다. 단열패널(110)의 하부지지판(111) 쪽에는 앵커로드(152)에 체결되는 보조지지판(157)과 고정너트(158)를 수용하는 체결홈(115)이 형성될 수 있다.
캡지지링(154)은 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 내측연결캡(153)의 플랜지부(153a)를 덮은 상태로 그 둘레가 용접에 의해 지지판(151)에 고정됨으로써 내측연결캡(153)의 플랜지부(153a)를 슬라이딩 가능하게 지지하는 슬라이딩지지부(154a)와, 내측연결캡(153)의 측면 둘레를 이격상태로 포위해 내측연결캡(153)의 이동범위를 한정하는 이동제한턱(154b)을 포함한다. 따라서 내측연결캡(153)은 캡지지링(154)에 의해 지지판(151)으로부터 이탈이 제한되도록 지지된 상태에서 그 반경방향으로 소정구간 슬라이딩 이동이 가능하다.
캡지지링(154)의 슬라이딩지지부(154a)는 단열패널(110) 상부지지판(113)의 수용홈(114)에 걸린상태를 유지하므로, 지지판(151), 내측연결캡(153), 캡지지링(154)은 설치 후 단열패널에 안정적으로 지지된다.
내측연결캡(153)이 설치된 상태에서 내측연결캡(153) 상면은 도 5에 도시한 예처럼, 단열패널(110)의 상부보호판(113) 상면과 동일한 높이를 유지함으로써 단열패널(110)의 상부지지판(113) 위에 적층되는 2차방벽(120)의 연결단부(122)가 내측연결캡(153) 상면에 쉽게 연결될 수 있다. 즉 2차방벽(120)을 설치할 때는 2차방벽(120)의 연결단부(122)가 내측연결캡(153) 상면에 자연스럽게 놓이도록 한 상태에서 내측연결캡(153) 상면과 2차방벽 연결단부(122)를 용접에 의해 밀봉상태로 연결할 수 있다.
한편, 본 실시 예의 앵커장치(150)는 2차방벽(120)과 연결되는 내측연결캡(153)이 지지판(151) 상면에 이동 가능하게 지지된 상태이므로, 2차방벽(120)과 내측연결캡(153)을 연결하기 전에 내측연결캡(153)의 중심이 캡지지링(154)의 중심과 일치한 상태에서 2차방벽(120)의 연결이 이루어질 수 있도록 내측연결캡(153) 위치를 조정할 필요가 있다.
하지만, 도 5의 예처럼 2차방벽(120)을 설치하기 위해 2차방벽(120)을 내측연결캡(153) 위에 올리면, 캡지지링(154)이 2차방벽(120)에 가려지는 관계로 내측연결캡(153)이 캡지지링(154) 중심과 일치하는지 가늠하기 어려울 수 있다. 따라서 2차방벽(120)의 용접을 수행하기 전에는 도 5와 도 6에 도시한 바와 같은 중심확인용 지그(160)를 이용하여 내측연결캡(153)이 중심위치에 놓였는지 확인 하고 필요 시 그 위치를 조정할 수 있다.
중심확인용 지그(160)는 내측연결캡(153) 상면 중심부에 회전 가능하게 지지되는 지지축(161), 지지축(161)으로부터 반경방향으로 연장되는 연장부(162), 캡지지링(154)의 반경에 해당하는 위치의 연장부(162)에 설치되어 2차방벽(120) 하부에 위치하는 캡지지링(154)의 이동제한턱(154b) 위치를 감지하는 감지센서(163)를 포함할 수 있다. 또 중심확인용 지그(160)의 장착을 위해 내측연결캡(153) 상면 중심부에는 지지축(161)을 회전 가능하게 지지하는 원통형의 가이드링(153b)이 설치된다.
이러한 중심확인용 지그(160)는 도 6에 도시한 바와 같이, 지지축(161)을 중심으로 연장부(162)를 회전시키며 감지센서(163)로 캡지지링(154)의 위치를 확인함으로써 2차방벽(120)이 캡지지링(154)을 덮은 상태에서도 내측연결캡(153)의 중심이 캡지지링(154) 중심과 일치하는지 여부를 확인하여 내측연결캡(153)의 위치를 조정하도록 할 수 있다. 감지센서(163)는 2차방벽(120)이 비자성소재이고 캡지지링(154)이 자성을 띄는 소재인 경우 자기센서로 구성될 수 있다.
내측연결캡(153)의 위치를 조정한 후, 2차방벽(120)을 내측연결캡(153) 상면에 용접할 때는 중심확인용 지그(160)를 제거하고, 내측연결캡(153) 상부의 가이드링(153b)에 용접작업용 지그(미도시)를 장착해 용접을 안내함으로써 2차방벽(120)의 용접작업을 용이하게 수행할 수 있다.
2차방벽(120) 설치 후 1차방벽(130)을 설치할 때는 도 1에 도시한 바와 같이, 내측연결캡(153)보다 상대적으로 외경이 작게 마련된 외측연결캡(155)을 내측연결캡(153) 상부에 용접을 통해 고정시킨다. 이때 외측연결캡(155)은 상부보호판(113)의 수용홈(114) 외측에 돌출한 상태다.
외측연결캡(155)을 설치한 후에는 방벽지지판(140)과 1차방벽(130)을 순차 적층시킨 후, 외측연결캡(155) 상면에 놓인 1차방벽(130)의 연결단부를 외측연결캡(155)에 용접하여 밀봉상태로 연결한다. 외측연결캡(155)도 내측연결캡(153)과 마찬가지로 용접작업용 지그의 장착을 위해 상면 중심부에 설치된 원통형 가이드링을 포함할 수 있다.
본 실시 예의 화물창 방벽구조물 앵커장치(150)는 앵커로드(152)와 지지판(151) 등에 의해 단열패널(110)에 결합된 내측연결캡(153) 및 내측연결캡(153)에 고정된 외측연결캡(155)에 2차방벽(120)과 1차방벽(130)을 용접하여 연결할 수 있기 때문에 이를 이용하면 방벽구조물(100)의 용이한 설치를 구현할 수 있다.
또 본 실시 예의 화물창 방벽구조물 앵커장치(150)는 2차방벽(120)과 연결되는 내측연결캡(153)이 슬라이딩 가능하게 지지되고, 1차방벽(130)과 연결되는 외측연결캡(155)이 이동 가능한 내측연결캡(153)에 고정되기 때문에 1차방벽(130) 및 2차방벽(120)의 열변형에 따른 변위를 허용할 수 있다. 따라서 1차방벽(130)과 2차방벽(120)을 안정적으로 지지하면서도 이들의 열변형에 따른 파손을 방지할 수 있다.
본 실시 예에서 앵커장치(150)는 단열패널(110) 외측에 설치되는 2차방벽(120)과 1차방벽(130)의 결합을 위해 내측연결캡(153)과 외측연결캡(155)을 포함하는 형태를 제시하였다. 그러나 앵커장치는 이러한 구성에 한정되지 않고, 단열패널(110)의 외측에 하나의 방벽이 설치되는 경우 방벽과 연결되는 연결캡이 하나일 수도 있다.
100: 방벽구조물, 101: 화물창 내벽,
110: 단열패널, 111: 하부보호판,
112: 단열부재, 113: 상부보호판,
114: 수용홈, 115: 체결홈,
120: 2차방벽, 130: 1차방벽,
140: 방벽지지판, 150: 앵커장치,
151: 지지판, 152: 앵커로드,
153: 내측연결캡, 154: 캡지지링,
155: 외측연결캡, 160: 중심확인용 지그.

Claims (8)

  1. 화물창 내벽에 설치되는 단열패널과 하나 이상의 방벽을 적층상태로 결합시키는 화물창 방벽구조물 앵커장치에 있어서,
    상기 단열패널에 설치되는 지지판;
    상기 지지판을 상기 단열패널에 고정시키는 앵커로드; 및
    상기 앵커로드를 덮은 상태로 상기 지지판 위에 슬라이딩 가능하게 장착되며, 그 상부에 상기 방벽이 연결되는 연결캡을 포함하는 화물창 방벽구조물 앵커장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결캡은 둘레에 상기 지지판 표면과 접하는 플랜지부를 구비하고,
    상기 앵커장치는 상기 지지판에 고정된 상태로 상기 연결캡의 플랜지부를 슬라이딩 가능하게 지지하는 캡지지링을 더 포함하는 화물창 방벽구조물 앵커장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 캡지지링은 상기 연결캡 측면 둘레를 이격상태로 포위해 상기 연결캡의 이동범위를 한정하는 이동제한턱을 포함하는 화물창 방벽구조물 앵커장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 연결캡은 상면에 상기 단열패널을 덮는 2차방벽이 연결되며 상기 플랜지부를 갖춘 내측연결캡과, 외경이 상기 내측연결캡보다 작게 마련되고 상기 내측연결캡 상면에 고정되며 상부에 상기 2차방벽을 덮는 1차방벽이 연결되는 외측연결캡을 포함하는 화물창 방벽구조물 앵커장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지판, 상기 내측연결캡, 상기 캡지지링은 상기 단열패널의 상부보호판에 형성된 수용홈에 수용되고,
    상기 외측연결캡은 상기 수용홈 외측에 돌출한 상태로 상기 내측연결캡 상면에 고정되는 화물창 방벽구조물 앵커장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 앵커로드는 상기 단열패널과 상기 지지판을 두께방향으로 관통하여 체결되는 화물창 방벽구조물 앵커장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단열패널의 하부보호판에 형성된 체결홈에 수용된 상태로 상기 앵커로드에 체결되는 보조지지판 및 고정너트를 더 포함하는 화물창 방벽구조물 앵커장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 연결캡은 방벽구조물의 설치과정에서 그 중심위치 확인용 지그 또는 상기 방벽의 용접작업용 지그의 장착을 위해 상면 중심부에 마련된 원통형 가이드링을 포함하는 화물창 방벽구조물 앵커장치.
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