KR100972656B1 - 잔유 연료 원활공급을 위한 액화가스운반선 화물창 바닥구조물 - Google Patents

잔유 연료 원활공급을 위한 액화가스운반선 화물창 바닥구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 잔유 연료의 원활공급을 위한 액화가스운반선의 화물창 바닥 구조물에 관한 것으로, 특히, 운항 중 액화가스운반선의 동요(Oscillation) 현상을 역이용하여, 화물창 내에서 출렁이는 잔유를 연료펌프 주변으로 집중 보관하여, 연료펌프 흡입구 측으로 원활하게 잔유 연료를 공급할 수 있는 액화가스운반선의 화물창 바닥 구조물에 관한 것이다.
본 발명인 잔유 연료의 원활공급을 위한 액화가스운반선의 화물창 바닥 구조물은 화물창에 보관된 액화가스를 연료로 사용하는 액화가스운반선의 화물창 바닥면 구조물에 있어서, 상기 화물창 내부의 연료펌프 주변에서 잔유 연료인 액화가스가 집중 보관 되도록, 상기 연료펌프로부터 일정 간격 이격된 거리 상에서, 상기 연료펌프의 흡입구보다 높은 높이를 가지도록 상기 화물창 바닥면 상에 둘레 형성된 방벽부 및 상기 방벽부의 상단으로부터 상기 화물창 바닥면까지 경사지게 연장 형성된 경사부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 운항 중 액화가스운반선이 동요되는 것에 기인하여 유발된 화물창 내 잔유 연료의 슬로싱 현상을 이용하여, 연료펌프 흡입구 주변으로 잔유 연료가 집중 보관되게 함으로써, 상시 연료펌프 흡입구보다 잔유 연료 보관 높이를 높게 하여 일시적 또는 계속적으로 연료 공급이 중단되는 현상을 방지하여, 연료펌프의 트립(Trip) 현상 방지는 물론, 선박 추진 엔진의 기동 정지를 예방할 수 있는 기술적 효과가 있다.
액화가스운반선, 화물창, 연료펌프, 방벽부, 경사부, 제1연결부, 제2연결부

Description

잔유 연료 원활공급을 위한 액화가스운반선 화물창 바닥 구조물{The Structure of cargo tank bottom in LNGC for continuous supply of residual fuel}
본 발명은 잔유 연료의 원활공급을 위한 액화가스운반선의 화물창 바닥 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 운항 중 액화가스운반선의 동요(Oscillation) 현상을 역이용하여, 화물창 내에서 슬로싱되는 잔유 연료를 연료펌프 주변으로 집중 보관되도록 하여, 연료펌프 흡입구 측으로 원활하게 잔유 연료가 공급될 수 있도록 해주는 액화가스운반선의 화물창 바닥 구조물에 관한 것이다.
일반적으로 천연가스는 그 수송비용을 고려하여 선박에 의해 운반되며, 기체상태로 운반되는 경우에 비해서 압축된 액체상태로 운반되는 것이 더욱 많은 양을 한번에 운반할 수 있기 때문에, 초저온상태에서 천연가스를 액화시켜 운반하는 방식이 이용된다.
이처럼, 액화된 천연가스를 액화가스(LNG: Liquefied Natural Gas) 부르는 데, 이러한 액화가스는 기체상태의 천연가스에 비해 대략 1/600 정도의 부피를 가지며, 대략 -163℃의 초저온 상태로 선박의 화물창 내에 보관되어 운반되어 진다.
이러한 액화가스를 운반하는 선박을 액화가스운반선(LNGC: Liquefied Natural Gas Carrier)라고 한다. 종래의 액화가스운반선은 대부분 스팀터빈추진방식으로서 디젤오일 등과 같은 오일연료를 이용하였으나, 최근 들어 비교적 소음이 적고, 친환경적이며, 추진력도 양호한 이중연료엔진(Duel Fuel Engine)이 개발되어, 이러한 이중연료엔진이 탑재된 액화가스운반선이 다양한 형태로 개발되고 있는 추세이다.
이러한 이중연료엔진이 탑재된 액화가스운반선은 화물창에 보관된 액화가스가 자연 기화되거나 또는 강제 기화되어 천연가스로 재기화된 것을 연료로 사용한다.
상기 액화가스운반선이 액화가스를 선적하기 위하여 목적지까지 화물창을 비운 상태로 운항 시에는, 목적지까지 도달하는 데 사용할 필요한 연료량에 해당하는 액화가스(이를 '잔유 연료'라는 표현으로 통일한다)만을 화물창 내에 싣고서 운항한다.
이때의 잔유 연료는 가능한 한 최소량만 보관되는 것이 좋은데, 이는 목적지에 도달한 후, 화물창 내에 남아 있는 잔유 연료로 인하여 목적지에서 선적하여야 할 액화가스 화물량이 줄어들기 때문이다.
그런데 액화가스운반선의 화물창 내의 연료펌프(Fuel Gas Pump)는 화물창 바닥면으로부터 소정 간격 이격되게 설치 구성되어 있어, 목적지까지 도달하는 데 필 요한 최소한의 연료량에 해당하는 잔유 연료의 보관 높이가 상기 연료펌프의 흡입구보다 낮을 경우(예를 들면, 운항 시 화물창 내 보관된 잔유 연료가 액화가스운반선의 동요(Oscillation)에 의해 슬로싱 되어, 일시적 또는 계속적으로 상기 연료펌프의 흡입구보다 잔유 연료 액위점이 낮아지는 경우), 액화가스운반선에 연료 공급이 중단되는 문제가 발생할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 액화가스운반선 화물창을 설명하기 위해 도시한 개념도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 화물창 바닥면(1) 상에 잔유 연료인 액화가스가 가상의 정적인 상태에서 일정 보관 높이를 가지도록 최소한의 연료량만큼 보관되어 있으며, 상기 화물창 바닥면(1)으로부터 일정 간격 상향 위치되도록 연료펌프(20)와 연료배관(10)이 설치되어 있다.
이러한 정적인 상태에서의 잔유 연료의 일정 보관 높이는, 상기 연료펌프(20)의 흡입구(25)의 위치에 비해 비슷하거나 약간 높게 형성되어 있어, 잔유 연료의 일시적인 공급에는 큰 무리가 따르지 않게 보이나, 계속적인 공급에는 많은 어려움이 따른다.
하지만, 수면에 떠 있는 액화가스운반선은 상기와 같은 가상의 정적인 상태를 유지할 수 없으며, 정지 중이든 혹은 운항 중이든 계속적인 동요를 하게 된다. 이러한 액화가스운반선의 동요에 의하여, 잔유 연료 역시 상기 화물창 바닥면(1) 상에서 동요하게 된다. 도 1에서 점선으로 표현된 바와 같이 동요된 잔유 연료의 보관 높이는 수시로 변하기 때문에, 항시 연료펌프(20)의 흡입구(25)보다 높게 형성되지 못하여, 일시적이거나 계속적으로 연료 공급이 중단되는 문제점이 야기되었 다.
특히, 이러한 잔유 연료의 동요가 더욱 극심해지기 때문에, 불가피하게 목적지에서 선적해야 할 액화가스 화물량을 줄이더라도, 연료 공급이 중단되는 현상을 방지하기 위하여, 화물창 내에 더욱 많은 잔유 연료를 보관한 채로 운항하여야 하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 화물창에 보관된 액화가스를 연료로 사용하는 액화가스운반선에서, 목적지에서 선적할 수 있는 화물량을 최대한 늘이기 위하여, 목적지까지 운항 시 화물창에 보관하는 잔유 연료(액화가스)를 연료 공급에 필요한 최소한의 양만큼만 보관하면서도, 액화가스운반선이 동요될 경우에도 원활하게 연료 펌프의 흡입구로 잔유 연료를 공급할 수 있는 잔유 연료의 원활공급을 위한 액화가스운반선의 화물창 바닥 구조물을 제공하는 것을 기술적 과제로 삼는다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 사상에 따르면, 화물창에 보관된 액화가스를 연료로 사용하는 액화가스운반선의 화물창 바닥 구조물에 있어서, 상기 화물창 내부의 연료펌프 주변에서 잔유 연료인 액화가스가 집중 보관 되도록, 상기 연료펌프로부터 일정 간격 이격된 거리 상에서, 상기 연료펌프의 흡입구보다 높은 높이를 가지도록 상기 화물창 바닥면 상에 둘레 형성된 방벽부; 및 상기 방벽부의 상단으로부터 상기 화물창 바닥면까지 경사지게 연장 형성된 경사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잔유 연료의 원활공급을 위한 액화가스운반선의 화물창 바닥 구조물을 제공할 수 있다.
바람직한 실시예로서, 상기 방벽부와 상기 경사부를 연결하는 제1연결부; 및 상기 경사부와 상기 화물창 바닥면을 연결하는 제2연결부;를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 방벽부, 상기 경사부, 상기 제1연결부 및 상기 제2연결부는 만재 시 상기 화물창 내 액화가스의 정하중 및 운항 시 상기 화물창 내 액화가스의 동하중을 견딜 수 있는 강성을 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방벽부, 상기 경사부, 상기 제1연결부 및 상기 제2연결부는 상기 화물창 내 보관된 초저온의 액화가스에 견딜 수 있는 내구성을 갖는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 방벽부 및 상기 경사부는 상기 연료펌프와 함께 화물창 내에서 잔유 유동이 심한 선미 측에 형성되는 것이 좋다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 운항 중 액화가스운반선이 동요되는 것에 기인하여 유발된 화물창 내 잔유 연료의 슬로싱 현상을 이용하여, 연료펌프 흡입구 주변으로 잔유 연료가 집중 보관되게 하여, 상시 연료펌프의 흡입구보다 잔유 연료 보관 높이가 높게 형성되도록 함으로써, 연료 공급이 중단되는 현상을 방지하여, 일시적인 연료펌프의 트립(Trip) 현상 방지는 물론, 선박 추진 엔진의 기동 정지를 예방할 수 있는 기술적 효과가 있다.
본 발명에 따른 잔유 연료 원활공급을 위한 액화가스운반선 화물창 바닥 구 조물에 대한 예는 여러 형태로 다양하게 실시될 수 있으나, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시예에 대해서 설명하기로 한다.
도면에서, 도 2는 본 발명에 따른 잔유 연료 원활공급을 위한 액화가스운반선 화물창 바닥 구조물의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 개념도이고, 도 3은 도 2에 도시된 실시예를 이용함으로써, 연료펌프 흡입구로 잔유 연료가 원활하게 공급되는 것을 설명하기 위해 도시한 작동개념도이다.
도 2 및 도 3을 병행 참조하여, 본 발명의 사상에 따른 잔유 연료 원활 공급을 위한 액화가스운반선 화물창 바닥 구조물의 바람직한 실시예에 대하여 설명하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사상에 따른 바람직한 실시예는 액화가스운반선의 화물창 내부에서, 연료펌프(20)로부터 일정 간격 이격된 거리 상에서, 상기 연료펌프(20)의 흡입구(25)보다 높은 높이를 가지도록 화물창 바닥면(1) 상에 둘레 형성된 방벽부(120)와, 상기 방벽부(120)의 상단으로부터 상기 화물창 바닥면(1)까지 경사지게 연장 형성된 경사부(110)를 포함한다.
상기 연료펌프(20)는 화물창 내부로 연료배관(10)의 하단 상에 설치되어 있는데, 이러한 연료펌프(20)의 흡입구(25)는 하측에서 잔유 연료를 공급받을 수 있도록 개구된 형상을 가지며, 화물창 바닥면(1)으로부터 소정의 간격을 둔 설치높이를 가지도록 형성된다.
이러한 연료펌프(20)로부터 일정 간격 이격된 거리 상에서 상기 연료펌프(20)의 둘레를 따라 방벽부(120)가 형성된다. 상기 방벽부(120)의 높이는 상기 연료펌프(20)의 흡입구(25)보다 충분히 높은 높이를 갖도록 형성되는 것이 바람직한데, 이러한 방벽부(120)에 의해 화물창 바닥면(1) 상에는 일정 크기의 잔유 연료 집중 보관 장소가 형성된다. 따라서, 상기 방벽부(120)는 잔유 연료가 새어 나가지 않도록 사방면으로 밀폐된 형상을 갖는 것이 좋다. 그리고 이러한 방벽부(120)의 재질 및 구조적인 형상은 초저온의 액화가스에 견딜 수 있는 내구성을 가지며, 만재 시 화물창 내 보관된 액화가스에 의한 정하중 및 운항 시 화물창 내 보관된 액화가스에 의한 동하중을 견딜 수 있는 강성을 가질 수 있는 조건에 부합된다면, 어떠한 형태로도 다양하게 실시 가능하다.
상기 방벽부(120)의 상단으로부터 상기 화물창 바닥면(1)까지 사방면으로 소정의 경사각을 갖는 경사부(110)가 형성된다.
화물창에 보관된 잔유 연료는 액화가스운반선의 동요에 의해 슬로싱되어, 상기 방벽부(120)에 의해 형성된 연료펌프(20)의 흡입구(25) 주변의 잔유 연료 집중 보관 공간 내로 유입되어야 하는데, 상기 경사부(110)는 슬로싱된 잔유 연료가 상기 방벽부(120)에 의해 형성된 잔유 연료 집중 보관 공간으로 용이하게 유동되어 유입될 수 있도록 해주는 역할을 한다. 따라서, 상기 경사부(110)의 경사각은 잔유 연료의 슬로싱 세기 또는 잔유 연료의 유동 경로에 따라 적절하게 정하는 것이 바람직하며, 상기 경사부(110)의 재질 및 구조적인 형상은 상기 방벽부(120)와 동일 또는 유사하게 초저온의 액화가스에 견딜 수 있는 내구성을 가지며, 만재 시 화물창 내 보관된 액화가스에 의한 정하중 및 운항 시 화물창 내 보관된 액화가스에 의한 동하중을 견딜 수 있는 강성을 가질 수 있는 조건에 부합된다면, 어떠한 형태로 도 다양하게 실시 가능하다.
본 실시예에서는 상기 방벽부(120)와 상기 경사부(110)는 제1연결부(132)에 의해 체결 형성되며, 상기 경사부(110)와 화물창의 바닥면(1)은 제2연결부(134)에 의해 체결 형성될 수 있는데, 여기서 상기 제1연결부(132) 및 상기 제2연결부(134)는 상기 방벽부(120)나 상기 경사부(110)처럼 반드시 밀폐된 형상일 필요는 없으나, 상기 방벽부(120)나 상기 경사부(110)와 동일 또는 유사하게 초저온의 액화가스에 견딜 수 있는 내구성을 가지며, 만재 시 화물창 내 보관된 액화가스에 의한 정하중 및 운항 시 화물창 내 보관된 액화가스에 의한 동하중을 견딜 수 있는 강성을 가질 수 있는 조건에 부합된다면, 어떠한 형태로도 다양하게 실시 가능하다.
본 발명의 사상에 따른 잔유 연료의 원활공급을 위한 액화가스운반선의 화물창 바닥 구조물은, 액화가스운반선의 동요(Oscillation)으로 인해 화물창 내에서 발생된 잔유 연료의 슬로싱 현상을 이용하여, 상기 경사부(110)를 타고 유동된 잔유 연료가 상기 방벽부(120)에 의해 형성된 연료펌프(20) 주변의 제한된 공간으로 집중 보관되는 것을 목적으로 하기 때문에, 가능한 한 상기 방벽부(120), 상기 경사부(110)는 상기 연료펌프(20)와 함께, 화물창 내에서도 잔유 연료의 슬로싱 현상이 심한 선미 측에 형성되는 것이 바람직하다.
도 3을 참조하여 본 발명의 사상에 따른 바람직한 실시예를 이용한 작동개념을 설명하고자 한다.
가상의 정적 상태에서의 잔유 연료의 높이는 연료펌프(20)의 흡입구(25)보다 동일하거나 다소 높은 정도이나, 도 1에서 전술되었던 바와 같이, 이러한 가상의 정적 상태는 액화가스운반선에서는 존재하지 않으며, 정지 중이든 혹은 운항 중이든 상기 액화가스운반선은 계속적인 동요를 받게 되고, 이러한 액화가스운반선의 동요로 인하여 잔유 연료 역시 슬로싱하게 된다. 슬로싱하는 잔유 연료의 높이는 수시로 변하기 때문에 연료펌프(20)의 흡입구(25)로 잔유 연료가 원활하게 공급되기 어렵다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 적용에 따라, 슬로싱하는 잔유 연료는 경사부(110)을 따라 유동하게 되는데, 상기 경사부(110)와 연결되고, 상기 연료펌프(20)의 흡입구(25)보다 충분히 높은 높이를 갖도록 형성된 방벽부(120)에 의해 제공된 공간 상으로 상기 경사부(110)를 따라 유동된 잔유 연료가 유입될 수 있게 된다. 이러한 방벽부(120)에 의해 제공된 공간 내에 집중 보관되어진 잔유 연료의 높이는 상시 연료펌프(20)의 흡입구(25)보다 높게 형성되므로, 액화가스운반선이 운항 시에 연료의 공급이 일시적 또는 계속적으로 중단되는 현상을 예방할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명에 의한 잔유 연료의 원활공급을 위한 액화가스운반선의 화물창 바닥 구조물에 대해 설명하였다.
이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보 다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 액화가스운반선 화물창을 설명하기 위해 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 잔유 연료 원활공급을 위한 액화가스운반선 화물창 바닥 구조물의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 개념도이다.
도 3은 도 2에 도시된 실시예를 이용함으로써, 연료펌프 흡입구로 잔유 연료가 원활하게 공급되는 것을 설명하기 위해 도시한 작동개념도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 화물창 바닥면 20: 연료펌프
25: 흡입구 110: 방벽부
120: 경사부 132: 제1연결부
134: 제2연결부

Claims (5)

  1. 화물창에 보관된 액화가스를 연료로 사용하는 액화가스운반선의 화물창 바닥 구조물에 있어서,
    상기 화물창 내부의 연료펌프 주변에서 잔유 연료인 액화가스가 집중 보관 되도록, 상기 연료펌프로부터 일정 간격 이격된 거리 상에서, 상기 연료펌프의 흡입구보다 높은 높이를 가지도록 상기 화물창 바닥면 상에 상기 연료펌프의 둘레를 따라 형성된 방벽부; 및
    상기 잔유 연료가 슬로싱에 의해 상기 방벽부 내부로 유입되도록 상기 방벽부의 상단으로부터 상기 화물창 바닥면까지 사방면으로 경사지게 연장 형성된 경사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    잔유 연료의 원활공급을 위한 액화가스운반선의 화물창 바닥 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방벽부와 상기 경사부를 연결하는 제1연결부; 및
    상기 경사부와 상기 화물창 바닥면을 연결하는 제2연결부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    잔유 연료의 원활공급을 위한 액화가스운반선의 화물창 바닥 구조물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 방벽부, 상기 경사부, 상기 제1연결부 및 상기 제2연결부는,
    만재 시 상기 화물창 내 액화가스의 정하중 및 운항 시 상기 화물창 내 액화 가스의 동하중을 견딜 수 있는 강성을 가지는 것을 특징으로 하는,
    잔유 연료의 원활공급을 위한 액화가스운반선의 화물창 바닥 구조물.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 방벽부, 상기 경사부, 상기 제1연결부 및 상기 제2연결부는,
    상기 화물창 내 보관된 초저온의 액화가스에 견딜 수 있는 내구성을 갖는 것을 특징으로 하는,
    잔유 연료의 원활공급을 위한 액화가스운반선의 화물창 바닥 구조물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방벽부 및 상기 경사부는 상기 연료펌프와 함께 화물창 내에서 잔유 유동이 심한 선미 측에 형성되는 것을 특징으로 하는,
    잔유 연료의 원활공급을 위한 액화가스운반선의 화물창 바닥 구조물.
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WO2005053988A1 (de) 2003-12-05 2005-06-16 Siemens Aktiengesellschaft Fördereinheit zur förderung von kraftstoff aus einem kraftstoffbehälter
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