KR101433295B1 - 초저온 액화가스 저장용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초저온 액화가스 저장용기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 초저온 액화가스 저장용기는 천연가스, 질소, 알곤, 탄산가스 등 각종 액화가스를 용이하게 저장하고 운반하기 위하여 원통형 외조를 육면체의 구조물에 수평설치하고, 상기 육면체의 구조물과 원통형 내조의 결합을 진공압을 이용한 서포터(Supporter) 구조로 개선하여 조립시 자동 얼라인먼트(Alignment)가 가능하고, 외조의 무경판(Flate end plate) 설계가 가능할 뿐만 아니라 상기 육면체의 구조물을 통해 안정성을 용이하게 확보하고, 운반시에 용이한 적재가 가능하다.

Description

초저온 액화가스 저장용기{MICRO BULK TYPE CRYOGENIC VESSEL}

본 발명은 초저온 액화가스 저장용기에 관한 것이다.

최근 들어 국제 해양 기구 및 유럽 국가와 선진국에서는 선박의 원유 사용에 따른 해양오염에 대한 인식 확대로 친환경적인 대체 에너지를 사용하기 위하여 액화천연가스를 연료로 대체하는 선박의 도입을 확대하고 있으며, 육상 수송에서도 높은 유가와 환경적 문제로 인하여 액화천연가스의 연료사용 비율이 증가하고 있다.

일반적으로 액화천연가스를 연료로 사용할 경우 온실가스(CO2), 환경오염물질 등의 배출이 적고 압축 천연가스보다 낮은 압력에서 사용되어 안전하며, 천연가스를 액화상태에서 보관하기 때문에 동일한 부피에서 더욱 많은(약 3배) 연료의 저장이 가능하다. 즉 압축 천연가스는 천연가스를 고압으로 압축하여 저장해야 하므로, 액화천연가스의 저장용기보다 두께 및 용기의 중량이 증가하게 된다.

한편 액화천연가스의 저장에 사용되는 초저온 저장용기는 천연가스를 액화 상태로 저장하기 때문에 초저온 단열 성능의 확보를 위해 이중 구조의 형태를 가지며, 가스 액화에 필요한 액화장치가 필요하다.

종래의 초저온 액화가스 저장용기는 (특허문헌 1)에서 상세히 개시하고 있다. 즉 상기 (특허문헌 1)에 따르면, 초저온 액화가스 저장용기는 임계온도가 -50℃ 이하의 천연 액화가스를 저장할 수 있도록 압력에 유리한 원형이나 원통형 용기를 사용하며, 외부에서의 열침에 의한 액화천연가스의 상승 즉, 용기압력의 상승을 방지하기 위하여 단열을 하고 있으며, 안전성 확보를 위해 이중구조의 형태를 취하고 있다.

여기서 통상적인 초저온 액화가스 저장용기는 압력 및 단열의 특성을 강조하여 3t 이상의 대용량 저장시 원형 저장용기를 사용하고, 3t 이하의 소량저장시 원통형 저장용기를 사용하고 있다.

즉 상기 원통형 저장용기는 500∼2000L 정도의 소량저장시 사용되는데, 운반 및 사용 과정에서 충격으로 인해 액화가스가 누출되거나, 진공도가 낮아져 단열성이 떨어지는 문제점이 있다.

KR 0479641 B1

본 발명은 초저온 액화가스 저장용기의 운반 및 사용 과정에서의 안정성을 확보하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

본 발명의 관점은, 천연가스 등의 각종 액화가스를 용이하게 운반 저장할 수 있고, 사용 및 충전이 용이하도록 한 초저온 액화가스 저장용기를 제공하는 데 있다.

상기 관점을 해결하기 위해,

본 발명에 따른 초저온 액화가스 저장용기는 초저온 액화가스를 저장하는 원통형 내조;

상기 원통형 내조와의 사이에 진공단열공간을 형성하면서 둘러싼 무경판 형태의 원통형 외조;

상기 진공단열공간에 구비된 단열재;

상기 원통형 외조가 수평방향으로 설치되는 공간부가 내부에 형성된 육면체의 구조물;

상기 육면체의 구조물의 좌,우 내측 및 이와 마주하는 원통형 내조의 외부에 각각 구비된 고정블록과 이를 연결하는 연결블록을 포함하는 서포터; 및

상기 육면체의 구조물의 상,하부에 구비된 상,하부지지대;

를 포함한다.

또한 본 발명에 따른 초저온 액화가스 저장용기에 있어서, 상기 단열재는 펄라이트인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 초저온 액화가스 저장용기에 있어서, 상기 연결블록은 섬유강화플라스틱으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 초저온 액화가스 저장용기에 있어서, 상기 상부지지대에는 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 초저온 액화가스 저장용기에 있어서, 상기 공간부에 구비되어 원통형 외조를 지지하는 외부지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 특징들은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해 질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 원통형 외조를 공간부에 수평설치하고, 원통형 내조와 육면체의 구조물을 좌,우에 구비된 고정블록 및 이를 연결하는 연결블록을 포함하는 서포트를 통해 측면 결합함으로써, 진공압을 이용한 결합이 가능하여 조립시 자동 얼라인먼트가 가능하고, 원통형 외조의 무경판 설계가 가능하다.

또한 육면체의 구조물을 통해 원통형 외조의 보호가 용이하여 안정성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 내부에 형성된 공간부를 이용하여 각종 밸브, 기화장치 및 컨트롤장치 등의 설치가 용이하고, 운반시에 대량적재가 가능하여 운반능력에 용이성이 제공된다.

한편 펄라이트 진공에 의한 단열특성이 향상되며, 전도성이 매우 낮은 섬유강화플라스틱(FRP)을 통해 열의 이동을 용이하게 방지할 수 있어 초저온 액화가스 저장용기의 판매 및 품질을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 초저온 액화가스 저장용기를 전체적으로 나타내 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 초저온 액화가스 저장용기의 내부를 나타내 보인 횡단면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 초저온 액화가스 저장용기의 내부를 나타내 보인 종단면도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 초저온 액화가스 저장용기의 결합상태를 나타내 보인 개략도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 서포터를 일부 확대하여 나타내 보인 개략도.

본 발명의 특이한 관점, 특정한 기술적 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어 지는 이하의 구체적인 내용과 실시 예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한 "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 보듯이, 본 발명에 따른 초저온 액화가스 저장용기(1)는 원통형 내,외조(10)(11), 상기 원통형 내,외조(10)(11) 사이에 구비된 단열재(13), 상기 원통형 외조(10)가 수평방향으로 설치되는 육면체의 구조물(30), 상기 육면체의 구조물(30)과 원통형 내조(11)를 연결하는 서포터(Supporter), 상기 육면체의 구조물(30)의 상,하부에 구비된 상,하부지지대(33)(34)를 포함한다.

상기 원통형 내,외조(10)(11) 및 육면체의 구조물(30)은 스테인리스(SUS)를 통해 형성된다. 즉 액화가스의 저온특성으로 인하여 외부에 수증기가 발생하게 되는데, 이는 부식에 영향을 미치기 때문에 부식에 강한 스테인리스(SUS)를 통해 형성하게 되며, 이후 상기 원통형 외조(10)와 육면체의 구조물(30)은 용접을 통해 결합하게 된다.

도 2 내지 3에서 보듯이, 이러한 원통형 내조(11)와 원통형 외조(10)는 저온단열을 위하여 그 사이를 진공으로 하여 내,외조(10)(11) 사이의 열전도를 최소화시켜 액화가스를 저장할 수 있도록 하게 된다.

더욱 구체적으로 원통형 외조(10)는 무경판(Flate end plate) 형태로 원통형 내조(11)보다 크게 형성하여 그 사이에 진공단열공간(12)을 형성하게 되는데, 상기 진공단열공간(12)을 진공으로 한 후 단열재(13)로 펄라이트(Pearlite)를 채우게 된다. 상기 펄라이트는 페라이트와 시멘타이트가 교대로 겹친 층상 구조로써, 무게는 가벼운데 반해, 단열효과는 뛰어난 장점이 있다.

한편 상기 원통형 내조(11)는 진공압을 이용한 서포터(20)를 통해 고정설치된다. 도 4에서 보듯이, 상기 서포터(20)는 육면체의 구조물(30)의 좌,우 내측 및 이와 마주하는 원통형 내조(11)의 외부에 구비된 고정블록(21), 이를 연결하는 연결블록(22)을 포함한다.

상기 고정블록(21)은 원통형 내,외조(10)(11)와 동일한 스테인리스(SUS)를 통해 형성되며, 이를 연결하는 연결블록(22)은 섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastics: FRP)을 통해 마름모꼴로 형성된다. 여기서 상기 섬유강화플라스틱(FRP)은 전도성이 매우 낮아 열의 이동을 용이하게 방지할 수 있어 바람직하다.

도 5에서 보듯이, 상기 고정블록(21)과 연결블록(22)은 원통형 내,외조(10)(11) 사이의 진공단열공간(12)에 발생한 진공압을 이용하여 더욱 용이하게 결속되는데, 즉 상기 진공단열공간(12)에 진공압이 발생할 경우 육면체의 구조물(30)은 내측 방향으로 구배가 발생하고, 원통형 내조(11)는 외측 방향으로 구배가 발생하게 되는데, 이러한 구배현상으로 인해 서포터(20)가 밀착됨으로써, 조립시 자동 얼라인먼트(Alignment)가 가능할 뿐만 아니라 상기 원통형 외조(10)의 평판이 안쪽으로 심하게 휘는 것을 방지하여 무경판(Flate plate) 형태가 가능한 것이다.

이와 같은 서포터(20)를 통해 조립된 원통형 내,외조(10)(11)는 육면체의 구조물(30)의 내부에 형성된 공간부(31)에 수평방향으로 설치되며, 이를 상기 공간부(31)에 구비된 외부지지대(32)가 받쳐 지지하게 된다.

상기 육면체의 구조물(30)은 전술한 바와 같이, 부식방지를 위해 스테인리스(SUS)를 통해 바닥(30a), 측판(30b) 및 상판(30c)을 형성하고, 내부에 공간부(31)가 형성되도록 육면체로 조립하게 된다.

따라서 상기와 같은 육면체의 구조물(30)은 내부에 형성된 공간부(31)를 이용하여 원통형 외조(10)의 외부에 설치되어야 할 각종 밸브, 기화장치 및 컨트롤장치(40) 등을 용이하게 설치할 수 있어 공간활용성을 높이며 설치 및 운송에 장점을 갖게 된다.

이러한 육면체의 구조물(30)의 상부와 하부에 각각 구비된 상,하부지지대(34)는 상하 적재시 서로 겹침이 가능하여 적재시에 안정성을 확보하게 된다. 그리고 상기 하부지지대(34)를 통해서는 육면체의 구조물(30)을 지게차로 운반시 적재가 용이하며, 상부지지대(33)에 홀(33a)을 형성할 경우 크레인을 이용한 운반 또한 가능하다.

한편 본 발명에 따른 초저온 액화가스 저장용기(1)는 공간부(31)에 구비되어 원통형 외조(10)를 지지하는 외부지지대(32)를 더 포함할 수 있다. 즉 상기 외부지지대(32)는 공간부(31)에 수평방향으로 설치되어 원통형 외조(10)를 받쳐 지지하기 되며, 이러한 외부지지대(32)와 상,하부지지대(34)는 통상 육면체의 구조물(30)에 용접방식으로 구비된다.

이상 본 발명을 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 초저온 액화가스 저장용기는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1 - 저장용기 10 - 원통형 외조
11 - 원통형 내조 12 - 진공단열공간
13 - 단열재 20 - 서포터
21 - 고정블록 22 - 연결블록
30 - 육면체의 구조물 31 - 공간부
32 - 외부지지대 33 - 상부지지대
34 - 하부지지대 40 - 컨트롤장치

Claims (5)

1. 초저온 액화가스를 저장하는 원통형 내조;
   상기 원통형 내조와의 사이에 진공단열공간을 형성하면서 둘러싼 무경판(Flate end plate) 형태의 원통형 외조;
   상기 진공단열공간에 구비된 단열재;
   상기 원통형 외조가 수평방향으로 설치되는 공간부가 내부에 형성된 육면체의 구조물;
   상기 육면체의 구조물의 좌,우 내측 및 이와 마주하는 원통형 내조의 외부에 각각 구비된 고정블록과 이를 연결하는 연결블록을 포함하며, 진공단열공간에 발생한 진공압을 이용하여 상기 고정블록과 연결블록을 결속하는 서포터;
   상기 공간부에 수평방향으로 설치되어 원통형 외조를 받쳐 지지하는 외부지지대; 및
   상기 육면체의 구조물의 상,하부에 구비된 상,하부지지대;
   를 포함하는 초저온 액화가스 저장용기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 단열재는 펄라이트(Pearlite)인 것을 특징으로 하는 초저온 액화가스 저장용기.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결블록은 섬유강화플라스틱(FRP)으로 형성된 것을 특징으로 하는 초저온 액화가스 저장용기.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 상부지지대는 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 초저온 액화가스 저장용기.
5. 삭제

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