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KR101851025B1 - 선박의 탱크 지지 장치 - Google Patents

선박의 탱크 지지 장치 Download PDF

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KR101851025B1
KR101851025B1 KR1020127033550A KR20127033550A KR101851025B1 KR 101851025 B1 KR101851025 B1 KR 101851025B1 KR 1020127033550 A KR1020127033550 A KR 1020127033550A KR 20127033550 A KR20127033550 A KR 20127033550A KR 101851025 B1 KR101851025 B1 KR 101851025B1
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KR
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tank
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cargo
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안트 할바 레인즈
야콥 이바르 야코브센
Original Assignee
브레이빅 테크놀로지에이에스
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Publication date
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Abstract

본 발명은 선박(41)의 선체에 대하여 절연층(15)에 지지하는 수직 화물 탱크(4, 40)의 지지 장치에 관한 것이다. 수직력은 탱크의 베이스를 통하여 지지된다. 수평력은 지지 포인트 페어(8)에 의해 지지된다. 이들 페어는 탱크의 틀에 벤딩 모멘트를 적용하지 않기 위하여 탱크의 틀(23)의 중간을 통하여 일반적으로 힘을 직접적으로 적용되도록 설계된다. 탱크의 틀이나 선박의 바닥면에 벤딩 모멘트를 적용하지 않도록 탱크의 베이스는 탱크로부터 선박의 바닥면(7)에 직접 일반적으로 분배된 힘을 이동시키기 위해 유연하다.

Description

선박의 탱크 지지 장치{SUPPORT OF TANKS IN VESSELS}
본 발명은 선박에 액체용 탱크를 지지하는 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본 발명은 탱크의 베이스에서 선박의 냉각용 탱크에 가해지는 수직력과 몇몇의 위치에서 가해지는 수평력을 지지할 수 있도록 하는 선박의 탱크 지지장치에 관한 것이다.
안전이 유지되는 동안 가장 효과적인 방법으로 선박의 수용량이 활용되는 것이 바람직하다. 탱크의 설계 및 그에 따른 고정은 이송되는 액체에 영향을 미친다. 적어도 이는 액체에 필요한 환경에 영향을 받지 않는다. 다른 액체가 압력 이상 또는 이하의 요구에도 불구하고, 이송되는 액체는 예를 들어 품질을 유지하기 위하여 냉각을 필요로 하는 식품류일 수 있다. LNG와 같은 에너지 수송은 대기압에서 약 -160℃의 저장 온도를 요구하는 적절한 액체이다. CO2에 대한 유동성을 유지하기 위한 필요 조건은 대략 600kPa의 압력에 더하여 -60℃의 온도이다. 다른 액체를 이송할 때, 다른 조건이 적용된다. 그러한 탱크의 크기 및 무게와 함께, 작은 개선은 큰 경제적 이익 및 경제적 이점이 될 수 있는 바탕이 된다.
주지된 바와 같이 탱크에서 선체까지 견목층 또는 유사한 특성을 갖는 합성 물질을 통하여 순수 압력과 같은 지지력을 이동시키기 위하여 견목을 사용한다는 것을 알 수 있다. 이들 층의 물질이 절연 특성에 매우 좋은 온도를 갖고 그리고 조건에서 압력을 견딜 수 있는 것이 필수적이다. 견목은 이 목적에 대해 적절한 물질이지만, 선택적으로 다수의 합성 이여도 된다. 독일 회사 "Deutshe Holzveredlung Schmeing"(www.dehonit.de)에서 dehonit 및 permali이 사용 제품의 예이다.
보트에 액체의 수송을 위해 설비된 탱크는 종종 구, 실린더 또는 각기둥으로 형성된다. 특허 USRE 029424호의 청구항 1에는 선박의 선체에 단단히 고정된 반대측 덮개에 기초한 실린더 형상 단면을 갖는 탱크의 지지부가 개시되어 있다. 특허 US 4013030호의 청구항 1에는 탱크의 수평 둘레를 따라 다수의 지지 유닛이 반대로 위치된 슬리브로 삽입되는 다른 형상의 지지부가 개시되어 있다.
선박은 또한 높은 수직 실린더 형상의 탱크를 포함할 수 있다. 높은 탱크는 제공된 선박의 선체로 이송될 수 있는 액체양을 조정하기 가장 좋은 기회를 가지기 때문에 액체 이송에 유리할 수 있다. 추가로 그러한 높은 탱크의 사용 결과로 다른 기술적인 문제가 발생하게 된다. 그런 결과의 예는 선박의 안전성에 영향을 미칠 수 있다. 또 다른 중요한 예는 그러한 높은 탱크의 수직 및 수평 지지부이다.
특허 출원번호 WO2010020431호는 자체 지지하는 LNG용 수직 탱크를 지지하기 위한 장치를 개시한다. 탱크 및 토대(foundation) 사이에 상대적인 수평 움직임을 가능하게 하는 지지부 배열을 포함한다. 이 방법에서 탱크는 적용한 원하지 않게 나타나는 텐션 없이 탱크의 온도에 따라서 수축 및 팽창할 수 있다.
이 출원은 또한 두 개 높이로 탱크 주위에 균일하게 분포되는 수직 지지면을 갖는 배열을 개시한다. 이 방법에서 수평력이 적용되고 피칭이 예방될 때 탱크가 지지된다.
자체 지지하는 크고 그리고 높은 수직 탱크가 갖는 단점은 하중을 분배하는 것이 쉽지않기 때문에 큰 로컬 하중을 야기한다는 것이다. 보통 하중은 선박 바닥면의 링에 적용되거나 또는 선박의 선체 측벽에 적용된다. 이는 WO2010020431에 개시된다.
오늘날 주로 사용되는 LNG의 이송을 위해 설계된 두 개의 다른 형태의 극저온 탱크가 있다. 다른 하나가 흔히 막 유형인데 반하여, 하나는 자체 지지 탱크이다. 가장 일반적인 자체 지지 유형은 노르웨이 회사 Moss Maritime에 소유된 설계를 사용한 Moss 탱크이고 그리고 구 형상의 탱크이다. Moss 탱크와 같은 자체 지지 탱크가 갖는 하나의 이점은 탄탄하다는 것이다. 하나의 단점은 구형 탱크를 갖는 선체에 많은 공간이 낭비되어 매우 효율적이지 않다는 것이다.
프랑스 회사 Gaz Transport & Technigaz(GTT)는 막 유형 탱크의 다소 중요한 설계를 소유한다. 탱크가 선체 내부 공간을 채울 수 있고 그리고 그에 따라 내부 바닥면 및 선체의 벽에 기댈 수 있도록 막 탱크는 폭넓은 온도 범위에서 그 비율을 유지할 수 있는 물결모양을 갖는 강판의 층을 갖는다. 이것은 선박에 매우 효율적인 공간 활용을 야기한다. 오늘날 막 탱크의 단점은 누출 내력이 있으며 그리고 자체 지지 탱크로서 탄탄하지 않다는 것이다. 따라서 막 탱크의 유지 보수를 자주 해야하므로 그에 따라 그러한 선박을 운행하는 비용이 추가된다.
사전에 언급된 배경 기술에서, 본 발명은 선박에 사용하기 위한 실린더 형상의 탱크의 베어링 및 지지부에 대한 문제점을 해결한다. 본 발명에 따라 해결된 냉각 또는 매우 차가운 액체를 포함하는 탱크에 대한 문제점이 조금도 없다.
큰 수직 탱크에 대하여, 본 발명은 일반적으로 유연한 베이스를 갖는 탱크에 관한 것이다. 이런 방법에서 그러한 탱크는 일반적으로 자체 지지 탱크지만 다수의 분포된 지지 요소를 통해 하중을 분배하는 베이스로 볼 수 있다. 결국 이들 지지 요소는 선체의 바닥면에 구조물과 접촉된다.
수평 탱크에 대하여, 본 발명은 선박의 측벽 및 횡 방향 칸막이벽에 수직적으로 지지되는 자체 지지 탱크에 관한 것이다. 탱크는 또한 선박에 발생하는 수평 압력을 지지하는 선박의 내부 바닥면 및 측벽에 고정되는 수직 선체 압력면을 갖는다. 하나 이상의 압력면은 두 개 수평의 직교 방향을 지지할 수 있다. 압력면은 탱크에 고정된 대응하는 면을 갖는다. 상호간의 한 쌍의 압력면을 포함하는 각 위치에 지지 시스템은 각각 지지 포인트 페어 및 지지 포인트 쿼드로 언급된다.
본 발명에 따른 선박의 탱크 지지 장치는, 일반적으로 평평하고 유연한 베이스를 갖는 화물 탱크; 상기 탱크의 베이스 내에 균등하게 분배되는 지지 요소(13)를 포함하되 상기 지지 요소는 선박의 바닥 구조와 선박(41)의 외부 바닥(10)에 가해지는 수압을 통해 상기 탱크의 수하물로부터 균등하게 분배되는 압력을 전달하는 절연층(insulation layer, 15)을 포함하고, 상기 화물 탱크는 상기 탱크의 탱크 틀에 고정되는 적어도 두 쌍의 탱크 압력면을 포함하고, 적어도 한 쌍의 상기 탱크 압력면은 횡 방향으로 배열되고, 그리고 적어도 한 쌍의 상기 탱크 압력면은 선박에 길이 방향으로 배열되며; 각각의 탱크 압력면에 근접하게 절연층이 배열되고; 상기 각각의 절연층 및 각각의 절연층의 다른 측에 근접하게 선박 측 또는 칸막이벽에 고정되는 대응하는 선체 압력 면이 배열되며; 및 탱크 압력면 및 선체 압력면은 힘의 직각 선이 탱크 틀 중간에서 접선을 향하도록 배열되는;는 것을 특징으로 한다.
결과적으로, 절연층은 지지 하중으로부터 화물 탱크 구조로 큰 벤딩 모멘트의 이동없이 압력을 이동시킬 수 있고, 동시에 화물 탱크 및 선박 사이에 열로 절연처리 할 수 있다.
도 1은 액체의 탱크가 형성된 수직 실린더가 나타난 선박의 수직 단면도를 도시한다.
도 2는 상기 탱크의 하나 이상의 수직 지지 요소를 도시한다.
도 3은 상기 선박을 통하여 위에서 본 실린더 형상의 수직 탱크를 통하여 지나는 수평 단면도를 도시한다.
도 4는 탱크의 접선 이동을 방지하는 지지, 지지 포인트 페어를 도시한다.
도 5는 상기 지지부를 분리한 도면을 도시한다.
도 6은 수직력이 표시되는 도 1과 다소 유사한 도면을 도시한다.
도 7은 초기 길이 방향 힘에서 반동력이 표시되는 도 3과 다소 유사한 도면을 도시한다.
도 8은 도 7과 유사하나, 초기 횡 방향 힘에서 반동력이 표시된 도면이다.
도 9는 실린터 형태로서 수직으로 위치된 탱크를 포함하는 선박을 통하여 길이방향을 지나는 단면도를 도시한다.
도 10은 위에서 본 선박의 약도이며 그리고 액체 저장 탱크가 설치되는 가능한 위치를 개략적으로 도시한다.
도 11은 실린더 형상인 수평으로 위치된 탱크를 갖는 선박을 통하여 길이방향으로 가로지르는 단면도를 도시한다.
도 12는 위에서 본 선박의 약도이며 그리고 수평적으로 저장 탱크가 설치 가능한 위치를 개략적으로 도시한다.
도 13은 실린더 형상인 수평으로 액체용 탱크가 표시된 선박의 길이방향으로 가로지르는 단면도를 도시한다.
도 14는 상기 선박을 통하여 옆으로 수직 단면이고 그리고 두 개의 액체용 탱크와 이들의 전형적인 배열을 도시한다.
도 15는 두 개 직교 방향에서 수평력을 유지하기 위하여 실린더와 같은 형상의 탱크의 지지부, 지지 포인트 쿼드를 도시한다.
도 16은 도 15의 지지부를 분리한 도면을 도시한다.
도 17은 적용된 수직력 및 반동력을 도시한 단면도를 도시한다.
도 18은 수직으로 적용된 힘 및 반동력을 나타낸 도 11의 선박의 길이방향을 가로지르는 단면도를 도시한다.
도 19는 수직방향으로 적용된 힘 및 반동력이 표시된 단면도를 도시한다.
도 20은 길이방향으로 적용된 토크 및 길이방향으로 적용된 수평력 그리고 길이방향으로 반동력이 표시된 선박의 단면도를 도시한다.
도 21은 적용된 토크, 힘, 및 반동력을 표시한 단면도를 도시한다.
수송 선박 및 저장 선박과 같은 선박에 다른 형태의 하중 탱크에 대한 지지 시스템을 개시한다. 본 발명의 실시예들은 특히 냉각 액체 예를 들어, 액화 천연가스(liquid natural gas, LNG)에 적합하지만, 이로 한정하지는 않는다.
높은 수직 탱크에 대한 본 발명이 갖는 중요한 하나의 이점은 큰 정적 구성 요소를 포함하는 수직 압력이 주로 선박의 동적 움직임에 의해 유도된 수평 압력으로부터 별도로 지지된다는 것이다. 이것은 후에 다뤄질 것이다.
LNG를 저장하는 중요한 탱크는 하중 탱크 및 선박의 구조물 사이에 금속성 접촉이 없다는 것이다. 이송되는 액체는 선박에 공통된 스틸이 그 특성의 일부를 잃어버리지 않고 견딜 수 있는 것보다 낮은 온도를 가질 때 필수적으로 중요하다. 이송되는 액체는 예를 들어 전형적으로 대략 -160℃의 저장 온도를 갖는 LNG일 수도 있다. 이송될 수 있는 또 다른 전형적인 액체는 600kPa에서 압력에서 전형적으로 저장온도 -60℃를 갖는 CO2이다.
탱크에서 선박의 선체에 대한 모든 지지력은 견목층 또는 유사한 특성을 갖는 합성 물질을 통하여 순수 직선 압력으로 일반적으로 이동된다. 이들 층의 물질이 절연 특성에 유리한 온도를 가지며 그리고 받게 되는 압력을 견딜 수 있는 것이 중요하다. 견목은 이 목적에 가장 적합한 물질이지만, 선택적으로 합성 물질도 가능하다.
본 발명의 제시된 실시예들은 참조된 도면을 참조로 설명된다.
바람직한 제 1 실시예서, 선박은 수직적으로 배열된 다수의 실린더 형상의 탱크가 설치된 선박이다. 수송 선박 및 저장 선박에서 냉각 액체 가스용으로 설계된 실린더 형상의 화물 탱크용 지지 시스템이 제시된다.
도 1은 가스 수송에 전형적인 탱크용 화물창(hold)의 단면도를 도시한다. 횡 방향의 칸막이벽(5) 사이에 예를 들어 4개 같은 탱크가 배열될 수 있다. 이 예에서 모든 지지력은 3개 수평면에 있을 것이다. 바람직하게 다수의 평면은 달라질 수 있다. 도 1 및 도 2에서, 모든 수직력은 적절한 다수의 횡 방향 웹(14)들을 통하여 지지된다. 웹의 사이즈 및 갯수는 화물 탱크(4, 40)의 크기 및 오늘날 요구되는 이중 바닥 구조가 가능한 선박의 바닥면 및 주요 갑판(6) 구조물에 따라 결정된다. 평면(2, 3)은 피칭 모멘트(pitching moment)를 포함하는 모든 수평력을 지지하도록 배열된다.
도 2는 화물 탱크(4, 40) 아래에 하나 이상의 수직의 지지 요소(13)에 대해 전형적으로 상세히 나타낸다. 지지 요소(13)는 선박의 주요 웹에 배열된 칸막이벽의 내부 바닥면(7)에 용접된 횡 방향 웹(14) 및 화물 탱크의 바닥면에 용접되는 대응 웹(16)을 포함한다. 이들 두 개의 웹 사이에는 견목층 및 유사한 특성을 갖는 물질로 형성된 바닥면 절연층(15)이 설치된다. 웹은 선박의 바닥면에 이중 바닥면 보강 립(12) 및 화물 탱크 바닥면 보강 립(17)이 배열되는 지지 요소(13)에 의해 틸팅(tilting)에 대응되어 안전하다. 단지 지지 요소는 수직력을 지지하며 그리고 바닥면 절연층(15)은 선박의 구조물에서 화물 탱크(4, 40)를 절연처리한다.
수직 탱크(4, 40)의 베이스는 일반적으로 평평하며 그리고 일반적으로 유연하다. 이 베이스의 하부에는 일반적으로 균등하게 분배된 다수의 지지 요소가 있다. 탱크의 수하물로부터 압력은 지지 요소로 균일하게 분배되고 그리고 게다가 선박(41)의 하부 구조물을 통하여 균일하게 분배되며, 그런 다음 선박의 외부 하부면(10)의 수압으로 균일하게 분배된다. 이런 방식으로 탱크에서 선박의 구조물까지 어떤 상당한 벤딩 모멘트가 부과되지 않는다. 바닥면이 단단한 구조물을 갖는다면, 이것은 달성하기 어렵다. 보통 자체 지지 탱크는 일반적으로 탱크의 일부 즉, 링 하면을 덮도록 그리고 탱크의 베이스의 외부 일부를 덮도록 프레임을 지지한다.
도 4 및 도 5에 도시된 구조물은 지지 포인트 페어로 명칭된 참조 번호 8을 나타낸다. 지지 포인트 페어(8)는 첫번째 선체 지지 페어(24) 및 두 번째 탱크 지지 페어인 두 개 주요 구성 요소를 포함한다. 선체 지지 페어(24)는 횡 방향 칸막이벽(5) 또는 선박(41, 141)의 선체에 용접되거나 그렇지 않으면 고정되는 일반적으로 다수의 평행 옆면을 포함한다. 접촉한 두 개의 반대면이 해당 옆면에 직각으로 배치된다. 탱크 지지 페어(25)는 유사하게 화물 탱크(4, 40, 104)의 탱크 틀(23)에 용접되거나 그러지 않으면 일반적으로 고정되는 다수의 평행 옆면을 포함한다. 두 개의 반대 측에 접촉면이 해당 옆면에 직각으로 배치된다. 선체 지지 페어(24)의 일 접촉면 및 대응하는 탱크 지지 페어(25)의 접촉면 사이에 절연층(26)은 두 접촉면 전체 적용되는 힘을 분산시키는 목적으로 배열된다. 대응하는 절연층(26)은 남은 두 개 접촉면 사이에 배열된다. 이 구성 요소를 포함하여 작용 및 반동은 두 개 반대 방향에서 지지된다. 이 예에서, 선박 지지 페어(24)는 탱크 지지 페어(25)의 내부 연장부를 수용하기 위한 홈을 갖는 외부 연장부를 포함하여 설계된다. 이 구성 요소의 변형은 선체 지지 페어(24) 및 탱크 지지 페어(25)의 설계를 변경하는 것이다.
평면들(2, 3)에 다수의 지지 포인ㅌ, 페어(8)들은 각 평면에서 최소한 2개로 도시되지만, 그러나 어떤 경우에서는 3개 또는 그 이상 적절히 도시될 수 있다. 이론상으로는, 수직 탱크의 수평 이동을 지지하기 위해 필요한 최소한의 지지 포인트 수는 4개이며, 바람직하게는 대략 90°분리되어 두 개 평면에 분배된다. 제 1 실시예에서, 구성 요소는 수평 지지 포인트 페어(8)를 수행하는 것이 바람직하다. 도 4 및 도 5의 직각 단면에 구성 요소에 작용된 본 발명의 힘에 대하여 도 17 내지 도 21에서 상세하게 도시되어 있다. 일 방향으로 예를 들어 화물 탱크(4, 40, 104)로부터 힘이 도 4 및 도 5의 상부를 향하고 그리고 탱크 압력(38)으로부터 절연층(26)을 통하며 그리고 선체 압력면(39)으로 진행하는 선박의 선체를 향하는 방식으로 양력(positive force)을 갖는 지지부가 수행되는 것이 관찰된다. 다른 방법으로 가령 압력이 화물 탱크(4, 40, 104) 및 도 4에 아래 방향을 향하여 선박의 선체를 향한다면, 압력은 낮은 탱크 압력면(38)에서 절연층(26)을 통하여 향하며 그리고 추가로 동일한 도면에서 아래에 낮은 압력면(39)으로 향한다.
도 3은 대표적인 화물창 및 대표적인 화물 탱크(4, 40)을 통하여 수평 단면도를 나타낸다. 단지 하나의 화물 탱크(4, 40)를 도면에 도시하고 있지만, 갯수는 서로 다를 수 있다. 도 3은 양 평면(2, 3)에 단면을 나타내며, 이들 평면은 가능한 유사하다. 각각 평면은 일반적으로 직각인 상호간의 각으로 배열되는 적어도 2 개 지지 포인트 페어(8)를 가지며, 지지 포인트 페어 중 하나는 하중 및 다른 횡 방향 하중을 나란히 지지하도록 설계된다.
도 4는 대표적인 지지 포인트 페어(8)를 상세히 도시하며 그리고 도 5는 동일한 도면을 분해한 도면을 도시한다. 지지 포인트 페어(8)는 탱크의 링 보강재(미도시)와 결합 가능하도록 어떤 다른 방법으로 화물 탱크(4, 40, 104)의 탱크 틀(23)에 용접되거나 고정되는 다수의 평행면을 포함하는 탱크 지지 페어(25)를 포함한다. 호환가능한 프레임 또는 탱크(4, 40, 104)에 지지부(25)의 홈을 갖는 선체 지지 페어(24)는 선박 측면(19)의 내부에 용접된다. 선박의 프레임에 홈은 각 측에 견목으로 형성된 절연층(26)에 대해 룸(room)을 형성한다. 뒷측의 압력 플레이트(26)가 뒤에서 향하는 하중을 받는 동안 지지 포인트 페어(8)의 앞측에 절연층(26)이 앞으로 향하는 하중을 받도록 절연층(26)은 단지 절연층(26) 면에 대하여 직각으로 일반적인 압력을 이동시키는 것임을 알 수 있다.
모든 수직력이 평면(1) 아래 구성 요소를 통하여 이동되는 동안 본 발명의 바람직한 실시예에서 지지 포인트 페어(8)는 단지 수평력을 처리한다. 지지 포인터 페어(8)는 선박에서 반동력의 중심이 탱크 틀(23)의 중간으로 일반적인 접선인 구성 요소를 수용할 수 있는 길이로 설계된다. 이 결과 토크가 탱크 틀(23)로 적용되지 않지만, 그러나 힘은 압력처럼 틀에 직접적인 접선으로 진행한다. 일반적으로 동일한 변형 스트레스를 탱크 틀에 가해진다.
전도 또는 티핑(tipping)은 평면(2)의 것보다 더 많은 힘을 받는 평면(3)의 지지 포인트 페어(8)에 의해 대응된다.
구성 요소는 화물 탱크(4, 40) 또는 선박에 가하는 바람직하지 않은 스트레스 없이 변형에서 예를 들면 온도 변화 및 선박(41)의 이동에 의해 가하는 힘을 포함하는 모든 힘을 이동시키기 위하여 충분히 유연한 절연층(26, 15)을 갖는다. 화물 탱크는 대응하는 지지 포인트 페어(8)에 어떤 추가적인 힘을 가하지 않고 방사상 방향으로 자유롭게 연장되거나 줄어들 수 있다. 예를 들어 LNG에 대해 최대 온도 변화를 요구할 때 특히 중요하다.
도 6, 7 및 8은 하중이 선체에 어떻게 이동하는지를 개략적으로 도시한다. 전체 적용된 수직 하중(29)은 도 2에 도시된 수직 지지 요소에 의해 평면(1)으로 이동된다. 수평 정적(static) 및 동적인 하중은 평면(2, 3)의 지지 포인트 페어(8)를 통하여 이동된다.
도 8에서 우현 방향으로 수평 횡 방향 하중(30)이 화물 탱크(4, 40)로 적용될 때(예를 들어 우현(starboard) 방향을 넘어 선박 경사 때문에), 이 하중은 횡 방향 칸막이벽(5)에 배열된 지지 포인터 페어(8)의 우현 측에 일반적으로 지지될 것이다. 선박 측(19)에 길이 방향의 칸막이벽(20)에 배열된 지지 포인트 페어(8)의 후미(aft)에 지지되는 탱크(4, 40)에 회전 토크(33)가 이차적으로 수평 횡 방향 반동 하중(31)에서 발생한다. 이 이차적인 반동 하중의 참조 번호는 32이다. 좌현(port)에 비해 우현 측으로 증가된 하중이 적용되는 수직 지지 요소(13)에 의해 횡 방향 하중의 일부는 자연스럽게 지지된다.
유사하게, 탱크(4, 40)에 적용된 수평 옆 하중(34)은 길이 방향 칸막이벽에 지지 포인트 페어(8)에 의해 주로 지지될 것이다. 이 실시예에서 반동 하중(35)은 이차적으로 횡 방향 칸막이벽(5)에 배열된 지지 포인트 페어(8)에 반동 하중(36)에 의해 지지되는 탱크로 적용된 토크(37)에서 발생될 것이다.
그런 경우에, 평면(3)의 지지 포인트 페어(8)는 일반적으로 전체 하중에 걸릴 수 있고, 지나칠 경우에는 평면(2)의 지지 포인트 페어(8)는 탱크 전체가 슬라이드 또는 수평 이동에 영항을 미칠 수 있다. 평면(1)의 지지부가 수평으로 슬라이드되어 이동하는 탱크를 막을 수 있다면, 평면(2)에 배열한 지지부를 생략할 수 있다.
피해가 발생하고 그리고 물이 탱크(4, 40) 외부 화물창으로 들어오면 상부를 향하는 힘이 발생될 것이다. 탱크의 외부가 물에 노출되고 그리고 탱크가 충분히 채워지지 않는다면, 그것이 뜨지 않도록, 탱크(4, 40)가 화물창 내에서 뜨는 것을 방지하기 위하여 추가 지지 포인트 페어(8)가 추가될 수 있다. 제 1 실시예에 관하여 도면에 도시되지 않았지만, 참조 번호는 다음 실시예에 상세하게 나타낸다.
바람직한 제 2 실시예에서, 선박은 수평적으로 설치되는 실린더 형상의 다수의 탱크가 설치된 선박이다. 실시예는 가스의 냉각된 액체용으로 설계된 실린더 형상의 화물 탱크 및 저장 선박을 위치시키기 위한 단순한 지지 시스템이다. 냉각 액체는 예를 들어 LNG일 수 있다.
도 13은 LNG 수송에서 화물창의 대표적인 길이 방향 단면도를 나타낸다. 두 개 횡 방향 칸막이벽(5) 사이에는 예를 들어 두 개의 화물 탱크(104)가 배열될 수 있다. 이 실시예에서 모든 지지력은 3 개 평면에서 다룬다. 이것은 자연스럽게 수요에 의해 변경될 수 있다.
실시예에서, 지지 포인트 쿼드(9)를 갖는 구성 요소는 사전에 설명된 것처럼 지지 포인트 페어(8)를 갖는 구성 요소에 추가로 사용된다.
지지 포인트 쿼드(9)의 구성 요소는 도 15 및 도 16에 나타낸다. 지지 포인트 페어(8)와 유사한 방법으로 구성되지만, 네 방향에서 구성 요소 지지 하중 및 반동 하중이 결합되어 두 개 및 두 개 반대 방향이 서로 일반적으로 직각이 되도록 지지 포인트 페어(8)에 직각으로 대응하는 배열을 갖는다. 기술에 숙련된 자는 다양한 변형이 실현될 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어 3 개 대칭 또는 비대칭의 구성 요소를 나타낸다. 또 다른 변형은 탱크 지지부의 원형 형태 및 대응하는 선체 지지부의 원형 배열로 수행될 수 있다. 이것은 도면에 도시되지 않는다. 그런한 변형은 여기서 추가로 설명되지 않는 다른 실시 형태에 대하여 개시 포인트가 될 수 있지만, 다른 크기 및 형태의 화물 탱크(4, 104)가 설치된 선박(41, 141)의 다른 이동 패턴에 적용될 수 있다. 기술에 숙련된 자가 이해할 수 있으므로, 모든 실시예 및 변형은 힘을 이동하기 위하여 탱크 압력 및 선체 압력에 대응하는 절연층(26)을 갖는다.
지지 포인트 페어(8)는 또한 화물 탱크의 선미(fore) 및/또는 후미(aft) 말단 면에 배열될 수 있다. 실시예에 추가로 도시 및 설명되지 않는다. 하나의 선박에 다른 지지 포인트 페어(8)는 동일하게 설계되지 않을 수 있지만, 다른 필요 요건에 조정될 수 있다.
구성 요소는 화물 탱크(4, 40, 104) 또는 선박(41, 141)으로 강요되는 바람직하지 않은 스트레스 없이 예를 들어 온도 변화 및 선박의 이동에 의해 접할 수 있는 변형에 의한 하중을 포함하는 모든 하중을 처리하기 위해 유연성과 공차를 갖도록 설계되어야 한다. 이론적으로 화물 탱크는 지지 포인트 페어(8) 또는 지지 포인트 쿼드(9)에 어떤 추가 압박을 추가하지 않고 그것의 방사상 또는 축 방향으로 자유롭게 확대되거나 줄어들 수 있다. 예를 들어 LNG와 같이 온도 변화가 큰 경우 상당히 중요하다.
도 17 내지 도 21은 탱크 및 선박의 선체 사이에 하중이 어떻게 이동되는지를 개략적으로 도시한다. 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 일반적인 중력(129)은 평면(102)으로 이동된다. 수평 정적 및 동력(130, 134)은 지지 포인트 페어(8) 및 지지 포인트 쿼드(9)를 통하여 이동된다.
예를 들어 도 13에 추가로 참조된 것과 같이 우현 방향으로 선박 전체가 기울어지기 때문에, 도 21에서와 같이 화물 탱크(104)에 우현을 향하여 수평 횡 방향 하중(130)이 적용되는 경우, 이 하중(130)은 구성된 선체 지지 쿼드(124) 및 선체 지지 페어(24)가 선박(7)의 내부 바닥면에 고정되는 탱크(104)의 낮은 측으로 지지 포인트 쿼드(9) 및 지지 포인트 페어(8)에 의해 주로 지지될 것이다.
회전에서 수평 횡 방향 반동 하중(131)은 좌편 측에 배열된 지지 포인트 페어의 상부 일부에 지지되는 선박으로부터 이차적인 반동 하중(132)에 기인하여 탱크로 회전 토크(133)를 가한다. 적용된 수평 횡 방향 하중(130)의 일부는 좌현 측 보다 우현 측으로 큰 하중을 받게 되는 수직 반동 력(128)에 의해 지지될 것이다.
수직 탱크가 유연한 베이스를 가질 수 있는데 반해, 수평 탱크는 일반적으로 전적으로 자체 지지하게 된다. 벤딩력이 탱크로 작용하지 않도록, 큰 탱크(4, 40, 104)에 작용하는 수평 및 수직으로 작용된 힘은 틀 중간을 따라 작용하는 힘을 바람직하게 허용함으로써 가능한 탱크 틀(23)에 근접하게 적용될 것이다. 본 발명에서, 탱크(4, 40, 140)의 중심선에 접한 이 구성 요소(8, 9)의 중심 선(27)을 따라 작용하는 힘을 허용하도록 지지 포인트 페어(8) 및 지지 포인트 쿼드(9)의 구성 요소를 통하여 완료된다. 선체 지지 페어(24), 선체 지지 쿼드(124), 탱크 지지 페어(25) 및 탱크 지지 쿼드(125)의 길이는 탱크의 형태에 따라 큰 규모로 달라질 수 있다. 긴 수평 탱크를 포함하는 긴 설계를 위해 반으로 분리하여 균일하게 나눌 수 있다.
도 19는 탱크의 외부 화물창으로 스며드는 물에 의해 발생하여 생기는 피해를 나타낼 수 있는 상방향으로 향하는 힘(146)을 도시한다. 그러한 힘으로 하여금 제공된 탱크(104)는 그것이 뜨는 것을 방지하기 위해 충분히 채우지 않으며, 평면(103)에 지지 페어(8)의 일부는 화물창 내에 탱크가 뜨는 것을 방지할 수 있다. 본 발명에 지지 포인트는 지지부에 대한 제한된 영역을 나타내고 그리고 리터럴 포인트(literal point)를 나타내지 않는다.
1, 2, 3, 101, 102, 103 : 평면 4, 40, 104 : 화물 탱크
5 : 횡 방향 칸막이벽 6 : 선박의 주요 갑판
7 : 내부 바닥면 8 : 지지부 포인트 페어
9 : 지지부 포인트 쿼드 10 : 바닥면 틀
11 : 더블 바닥면 구조 12 : 길이의 더블 바닥면
13 : 지지 요소 14 : 횡 방향 웹
15 : 절연층 16 : 횡 방향 웹
17 : 화물 탱크 바닥 보강재 19 : 선박 측면
20 : 길이 방향 칸막이벽 23 : 탱크 틀
24 : 선체 지지부 페어 124 : 선체 지지부 쿼드
26 : 절연층 27 : 중심선 지지부 하중
28, 128 : 수직 반동력 29, 129 : 총 적용 수직 하중
30, 130 : 총 적용 수평 횡 방향 하중
31, 131 : 초기 수평 횡 방향 반동 하중
32, 132 : 선박에서 두번째 반동 하중
33, 133 : 탱크에 적용된 토크
34, 134 : 총 적용된 수평 길이방향 하중
35, 135 : 초기 수평 길이방향 반동 하중
36, 136 : 두번째 반동 하중 37, 137 : 탱크에 적용된 토크
38 : 탱크 압력 힘 39 : 선체 압력 힘
41, 141 : 선박 46, 146 : 수직 리프트업
47, 147 : 수직 반동력

Claims (3)

  1. 일반적으로 유연하고, 평평하거나 실린더 형상의 베이스를 갖는 화물 탱크;
    상기 화물 탱크의 베이스 내에 균등하게 분배되는 지지 요소(13)를 포함하되 상기 지지 요소는 선박의 바닥 구조와 선박(41)의 외부 바닥(10)에 가해지는 수압을 통해 상기 화물 탱크의 수하물로부터 균등하게 분배되는 압력을 전달하는 절연층(insulation layer, 15)을 포함하고,
    화물 탱크(4, 40)는 상기 화물 탱크의 화물 탱크 틀(23)에 고정되는 적어도 두 쌍의 화물 탱크 압력면(38)을 포함하고, 적어도 한 쌍의 상기 화물 탱크 압력면(38)은 횡 방향으로 배열되고, 그리고 적어도 한 쌍의 상기 화물 탱크 압력면(38)은 선박(41)에 길이 방향으로 배열되며;
    각각의 화물 탱크 압력면에 근접하게 절연층(26)이 배열되고;
    상기 각각의 절연층(26) 및 각각의 절연층 다른 측에 근접하게 선박 측(19) 또는 칸막이벽(5)에 고정되는 대응하는 선체 압력 면(39)이 배열되는 선박의 탱크 지지 장치에 있어서,
    화물 탱크 압력면(38) 및 선체 압력면(39)은 힘의 직각 선이 화물 탱크 틀(23) 중간에서 접선을 향하도록 배열되며; 및
    절연층(15, 26)은 지지 하중으로부터 화물 탱크 구조로 큰 벤딩 모멘트의 이동없이 압력을 이동시킬 수 있고, 동시에 화물 탱크 및 선박 사이에 열로 절연처리 할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 탱크 지지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화물 탱크의 탱크 틀(23)에 고정되는 2 내지 6 쌍의 화물 탱크 압력면(38) 사이 및 1 내지 4 쌍의 상기 화물 탱크 압력면(38) 사이는 횡 방향으로 배열되고, 그리고 1 내지 2 쌍의 상기 화물 탱크 압력면(38) 사이는 선박(41)에 길이 방향으로 배열되며;
    각각의 화물 탱크 압력면에 근접하게 절연층(26)이 배열되고;
    상기 각각의 절연층(26) 및 각각의 절연층 다른 측에 근접하게 선박 측(19) 또는 칸막이벽(5)에 고정되는 대응하는 선체 압력 면(39)이 배열되는 것을 특징으로 하는 선박의 탱크 지지 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 화물 탱크의 화물 탱크 틀(23)에 고정되는 6 쌍의 화물 탱크 압력면(38) 및 4 쌍의 상기 화물 탱크 압력면(38)은 횡 방향으로 배열되고, 그리고 2 쌍의 상기 화물 탱크 압력면(38)은 선박(41)에 길이 방향으로 배열되며;
    각각의 화물 탱크 압력면에 근접하게 절연층(26)이 배열되고;
    상기 각각의 절연층(26) 및 각각의 절연층 다른 측에 근접하게 선박 측(19) 또는 칸막이벽(5)에 고정되는 대응하는 선체 압력 면(39)이 배열되는 것을 특징으로 하는 선박의 탱크 지지 장치.
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