KR101008439B1 - 단일 및 이중선체 혼합형 액체운반선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원유와 같이 비중이 해수보다 작은 액체 벌크화물(Liquid bulk cargo)을 적재하는 액체운반선(Tanker)이 해난 사고로 인하여 선저 또는 선측이 파손되었을 때 해상에 유출되는 원유 또는 환경에 유해한 액체벌크 화물을 최소화하기 위하여 단일/이중 선체구조를 혼합한 액체운반선에 관한 것으로, 그 목적은 이중선체 액체운반선보다 구조가 간단하며 선체 중량을 경량화하여 건조비와 유지보수비를 절약하는 것이다.

액체운반선은 화물적재 탱크와 발라스트 탱크를 구비하며, 화물적재 탱크에 대하여 선저와 선측의 하부는 단일선체로 선측의 상부는 내판과 외판으로 된 이중선체로 구성하고, 발라스트 탱크에 대하여 선저와 선측 모두를 이중선체로 구성한다. 또 좌초 또는 충돌사고로 인하여 선체가 뚫렸을 때 선체내부로 유입되는 해수로 인하여 해수보다 비중이 작은 액체벌크 화물을 발라스트 탱크 또는 빈 화물탱크로 로 이동시키는 파이프들이 상갑판 상에 배치되어 있으며 유속을 계측할 수 있는 계측기와 유량을 단속할 수 있는 밸브가 각 파이프에 설치되어 있다.

선박, 액체운반선, 해상오염방지, 단일선체, 이중선체, 파이프, 유속계측기, 밸브

Description

단일 및 이중선체 혼합형 액체운반선{The tanker with mixed single/double hull skin}

도 1 은 본 발명에 따른 단일 및 이중선체 혼합형 액체운반선의 측면예시도

도 2 는 도 1의 A-A에서의 선체횡단면으로 화물탱크의 예시도

도 3 은 도 1의 B-B에서의 선체횡단면으로 발라스트탱크의 예시도

도 4 는 좌초사고시 본 발명 유조선의 작동상태를 보인 예시도

도 5 는 좌초사고시 본 발명 유조선의 작동상태를 보인 입체예시도

도 6 은 충돌사고시 본 발명 유조선의 작동상태를 보인 예시도

도 7 은 충돌사고시 본 발명 유조선의 작동상태를 보인 입체예시도

도 8 은 기존의 이중선체 액체운반선의 측면예시도

도 9 는 도 8 의 A-A 에서의 선체 횡단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(10) : 발라스트 탱크(Ballast tank) (11) : 이중선저내의 발라스트 탱크

(12) : 이중선측 내의 발라스트 탱크 (13) : 중앙 발라스트 탱크

(14) : 선측 발라스트 탱크 (20) : 화물탱크(Cargo tank)

(21) : 선측 화물탱크 (22) : 중앙 화물탱크

(31) : 횡격벽(Transverse bulkhead)

(36) : 종격벽(Longitudinal bulkhead)

(40) : 선저판 (41) : 선저 내판

(42) : 선저 외판 (43) : 이중선저

(50) : 선측판 (51) : 선측 내판

(52) : 선측 외판 (60) : 파이프

(61) : 주 파이프(Main Pipe) (62) : 국부 파이프(Local Pipe)

(70) : 밸브 (71) : 주 밸브(Main valve)

(72) : 국부 밸브(Local valve) (73) : 역류방지 밸브

(74) : 유속 계측기 (81) : 상갑판(Upper deck)

(91) : 선수 이중선체 (92) : 중앙 이중선체

(93) : 선미 이중선체 (100) : 암초

(110) : 해수 (130) : 해수면

(140) : 선저 손상에 의한 개공 (150) : 선측 손상에 의한 개공

(210) : 피충돌선 (220) : 충돌선

(320) : 액체화물

본 발명은 단일 및 이중선체 혼합형 액체운반선에 관한 것으로, 화물탱크의 선측 일부분을 이중선체로 형성하고 나머지 화물탱크 구조는 단일선체로 형성하였으며, 주 발라스트탱크를 설치하는 구역은 이중선측/선저 구조를 형성하고 있다.

국제해사기구(IMO)에서 1993년 발효된 MARPOL 조약에 의하면 해상오염 방지를 위하여 이중선체 또는 이와 동등한 기능을 수행하는 구조를 의무화하고 있다. 이에 따르면 현재 운항하고 있는 단일선체 구조의 경우 한시적으로 운항기간을 제한하고 있으며 이를 계속 사용하고자 할 때는 개조하여 운항하도록 규정하고 있다. 따라서 현재 건조하고 있는 거의 모든 액체운반선은 이중선체(Double Hull)로 건조하고 있다.

도 8 은 기존의 이중선체 액체운반선의 측면 예시도를, 도 9 는 도 8 의 A-A 에서의 선체 횡단면도를 도시한 것으로, 일반적인 이중선체 구조의 선박으로 선저 및 선측 모두에 이중선체로 구성되어 있다. 이는 선저 및 선측에 좌초 및 충돌 사고에 대비하기 위하여 이중선체구조로 배치하여 해상에 액체화물 유출을 최소화하도록 하였다. 그러나 단일선체(Single Hull) 구조에 비하여 구조배치가 복잡하고 중량면에서 불리하며 건조비 및 유지 보수비가 증가하는 등 여러 가지 문제점이 있다.

즉, 이중선체의 경우 좌초(Grounding)사고로 인하여 선저판 외판이 선수부터 선미까지 뚫려 이중저에 설치된 발라스트 탱크에 해수가 침투하면 부력손실이 발생하여 선박이 침몰할 수 있다.

또한, 부식에 의하여 이중 선저 내판이 뚫렸을 때 원유가 이중선저에 유입되고 이로부터 유독까스가 발생하여 정기 검사시 완전한 통기가 필요하고, 검사를 위 하여 선저 이중선체에 접근하는 것이 쉽지 않으며, 이와 같은 이중저의 부식을 방지하기 위해서는 넓은 구역의 도장작업을 필요로 한다.

또한, 이중선체 구조는 충격이 작은 충돌 또는 좌초에 대하여만 보호를 받을 수 있어, 대형 사고시 선저 또는 선측의 내판도 뚫렸을 때 원유가 해양으로 유출되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 선체의 요구강도를 만족하고, 해난사고시 해상오염을 최소화하며, 선박 건조비용을 절감할 수 있는 단일 및 이중선체 혼합형 액체운반선을 제공하는 것이다.

본 발명은 선수와 선미 및 중앙 발라스트 탱크는 선저 및 선측을 내판과 외판으로 이루어진 이중선체로 형성하고, 화물탱크의 선저는 외판으로 이루어진 단일선체로 형성하며 선측일부를 내판과 외판의 이중선체로 구성하여 이중선측내의 발라스트 탱크를 형성하고, 상기 선수 및 중앙 발라스트 탱크, 이중선측내의 발라스트 탱크, 화물탱크를 연결라인에 의해 연결하도록 되어 있다.

즉, 본 발명에 따른 액체운반선은 선수와 선미 및 선박의 중앙에 위치하는 발라스트 탱크는 선측과 선저가 모두 내판과 외판으로 이루어진 이중선체로 구성되어 있다. 또한, 상기 선수와 선미 및 선박의 중간에 위치하는 발라스트 탱크를 제 외한 나머지 화물탱크의 선체는 모두 외판만으로 이루어진 단일선체로 구성되어 있으며 선측의 경우 , 상기 단일선체로 이루어진 선체의 양측면의 일부를 이중선체로 하여 이중선측 내의 발라스트 탱크를 형성하였다.

상기와 같이, 이중선측 내의 발라스트 탱크는 외판과 소정간격을 이루고 내판이 형성되는 이중선체 구조로 이루어져 있으며, 하부끝단이 선저까지 형성되지 않도록 즉, 하부끝단이 선체 측면의 중간부분보다 아래에 위치하도록 형성되어 있다.

상기에서와 같이 본 발명의 화물탱크에 설치된 발라스트 탱크는 선측의 일부분만 내판과 외판으로 이루어진 이중선체로 형성되고, 나머지 선측하부와 선저는 모두 단일선체로 구성되어 있으며, 상기 화물탱크와 이중선체로 이루어진 발라스트 탱크는 연결라인에 의해 서로 연결되도록 구성되어 있다.

상기 연결라인은 선수 및 중앙에 설치된 발라스트 탱크, 각 화물탱크 및 이중선측 내의 발라스트 탱크에 각각 연결되는 다수개의 국부파이프와, 상기 다수개의 국부파이프에 연결되는 주 파이프와, 상기 주 파이프 및 국부 파이프에 설치되는 다수개의 밸브와, 상기 주 파이프에 설치되는 유속계측기를 포함하도록 되어 있다. 즉, 상기 다수개의 국부파이프는 선체의 횡방향으로 각각 설치되고, 주파이프는 선체의 종방향으로 설치되어 다수개의 국부파이프에 연결된다.

이와 같이, 본 발명은 원유 또는 해수보다 비중이 작은 액체 벌크화물기름을 적재하는 화물탱크에 대하여 도 2 에 나타낸 바와 같이 선저는 외판(42)으로만 된 단일선체로 구성되고, 선측일부는 내판(51)과 외판(52)으로 된 이중선체로 구성되 며, 중앙에 위치하는 발라스트 탱크에 대하여 선저는 내판(41)과 외판(42)을 배치하여 이중선체로, 선측도 내판(51)과 외판(52)을 배치하여 이중선체로 구성되어 있다.

또한, 좌초 또는 충돌사고로 화물탱크(21,22)에 해수가 유입되고 원유와 해수의 비중차이로 원유가 발라스트 탱크로 이동할 수 있도록 하기 위하여, 상갑판(81) 상부에 위치하고, 각각의 화물탱크 및 발라스트 탱크와 연결되도록 주파이프(61) 및 국부 파이프(62)를 배치하였으며, 상기 파이프(61,62)에 유량을 단속할 수 있는 밸브(72,73)와 유량을 계측할 수 있는 유속계측기(74)가 각각 설치되어 있다. 또한, 상기 이중선측 내의 발라스트 탱크와 연결된 국부 파이프에 설치되는 밸브(73)는 일방향으로 유체가 흐르는 1방향 단속밸브가 설치된다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 아래와 같다.

도 1 은 본 발명에 따른 액체운반선의 측면 예시도를 도시한 것으로, 이중선체 구조를 선수부 청수탱크 설치구역(91), 중앙부의 발라스트 탱크(92), 선미 엔진룸 설치구역(93)에 배치하였다. 특히 선수의 이중선저(91)는 플로어(Floor)와 횡늑골 배치를 촘촘히 배치하고 종거어더는 일반 이중선체 구조와 동일한 간격으로 배치하였다. 이와 같이 횡구조를 채택한 격자형(Grillage) 구조는 좌초(Grounding) 사고시 선체 종방향의 손상을 크게 줄여 줄 수 있다. 그 외 이중선저 구조를 채택한 부위인 중앙부의 선저부(92)와 선미의 선저부(93)는 일반적 이중 선체구조와 동일하게 배치하였다.

또한, 주 파이프 및 국부 파이프(61,62)에 의해 화물탱크, 발라스트 탱크가 서로 연결되어 있어, 화물탱크의 액체화물이 주 파이프 및 국부 파이프를 통해 이동된다. 또한, 상기 주 파이프 및 국부 파이프에는 유량을 단속하기 위한 밸브(71,72)와 유량을 계측하기 위한 유속계측기(74)가 설치되어 있다.

도 2 는 도 1 의 A-A위치에서의 횡면도를 도시한 것으로, 액체화물을 싣는 화물탱크의 횡단면으로 선저는 외판(42)으로만 된 단일선체로 선측의 상부는 내판(51)과 외판(52)으로 된 이중선체로 선측의 하부는 외판(52)으로 된 단일선체로 되어 있다. 또한, 좌초 또는 충돌로 인하여 선체내부로 유입되는 해수로 인하여 화물탱크에 적재된 기름을 발라스트 탱크로 이동시키는 파이프들이 상부 갑판에 배치되어 있으며 유량을 단속할 수 있는 밸브(71,72,73)와 유량을 계측할 수 있는 유속계측기(74)가 파이프에 설치되어 있다.

도 3 은 도 1 의 B-B위치에서의 횡면도를 도시한 것으로, 발라스트 전용으로 사용하는 탱크의 횡단면으로 선저는 내판(41)과 외판(42)을 배치하여 이중선체로 구성하고, 선측도 내판(51)과 외판(52)을 배치하여 이중선체로 구성하였다.

상갑판(81) 상부에는 손상된 화물탱크(20)로부터 액체화물이 이송되어 오면 이를 분배하기 위하여 국부파이프(62)가 배치되어 있으며, 액체화물이 유입되는 탱크내의 각 파이프의 출구에는 밸브를 부착하여 해수유입으로 선박의 종경사(Trim) 또는 횡경사(Heel)를 조절하도록 되어 있다. 또한 이들 밸브는 선박이 요구되는 부 력이상의 해수가 유입되어 침몰할 수 있음으로 이를 대비하기 위한 역할을 수행한다.

도 4 는 해상에서 가정한 사고 시나리오 중 좌초사고 발생시의 액체화물 이동을 보인 예시도를, 도 5 는 도 4 를 입체적으로 도시한 것으로, 중앙 화물탱크(13)의 선저외판(42)이 암초로 인하여 구멍이 뚫리게 되면, 상기 구멍을 통해 화물탱크내로 해수가 유입되고, 해수와 액체화물의 비중차이로 인해 액체화물이 상승하게 되며, 이와 같이 상승하는 액체화물은 상갑판상 설치된 국부파이프를 통하여 발라스트탱크1(12) 또는 선측 화물탱크(21)로 이동하거나 주파이프를 통하여 다른 쪽에 설치된 발라트스탱크(10, 12, 13, 14) 또는 액체화물로 가득채워지지 않은 화물탱크로 이동한다.

이때, 액체화물의 이동량은 국부파이프(62)의 각 끝단에 설치된 국부밸브(72) 와 주파이프(61)에 설치되어 전체적 양을 조절하는 주밸브(71)에 의해 조절된다. 또한, 주파이프에 설치된 유속계측기(74)에 의해 액체화물의 이동 경로와 이동량을 계산하여 최적으로 이동시킬 수 있다.

도 6 은 해상에서 발생할 수 있는 선박사고 중 타 선박에 의하여 충돌시의 액체화물 이동을 보인 예시도를, 도 7 은 도 6 을 입체적으로 도시한 것으로, 선측 화물탱크(21)의 하부외판(52)과 이중선측 내의 발라스트 탱크 외판(52)이 손상되어 뚫린 경우를 나타낸 것이다.

선측 화물탱크의 하부가 손상되어 이를 통하여 해수가 유입되고, 해수와 액체화물의 비중차이로 액체화물이 상갑판상에 설치된 주 파이프 및 국부파이프를 통하여 다른 쪽에 설치된 이중선측 내의 발라스트 탱크 또는 주발라스트 탱크로 이동된다.

또한, 이중선측 내의 발라스트 탱크가 손상된 경우, 이 탱크에는 액체화물을 기본적으로 적재하지 않음으로 해수가 유입되나, 상기 이중선측 내의 발라스트 탱크에 연결된 국부파이프의 밸브는 일방향 단속밸브(73)이므로, 이중선측내의 발라스트 탱크의 손상으로 인하여 해수가 상갑판 상에 설치된 파이프를 통하여 이동하는 것은 단속하고, 타 탱크의 손상으로 이중선측내의 발라스트 탱크로 액체화물 유입은 허용하게 된다.

이때, 액체화물의 이동량은 국부파이프(62) 각 끝단의 액체화물 출입구에 설치된 국부밸브(72) 및 주파이프(61)에 설치되어 전체적 양을 조절하는 주밸브(71)에 의해 조절된다. 또한, 주파이프에 설치된 유속계측기(74)에 의해 액체화물의 이동 경로와 이동량을 계산하여 최적으로 이동시킬 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 구조배치가 간단하여 선체의 건조가 쉬우며 구조배치를 위한 강재를 적게 사용함으로써 강재원가를 줄일 수 있다. 또한 이중선체에 비하여 중량이 감소하여 운항시 연료비를 줄일 수 있으며 선박의 수리시 선저에 접근하기가 편리하고 작업공간 확보가 용이하며 정기 검사시 선저에 유독가스 배출 시간이 단축되는 등 많은 효과가 있다.

Claims (4)

1. 선수와 선미 및 중앙발라스트 탱크는 선저 및 선측을 내판과 외판으로 이루어진 이중선체로 형성하고, 화물탱크의 선저는 외판으로 이루어진 단일선체로 형성하며, 화물탱크의 선측일부를 내판과 외판의 이중선체로 구성하여 이중선측 내의 발라스트 탱크를 형성하고, 상기 선수 및 중앙 발라스트 탱크, 이중선측내의 발라스트 탱크, 화물탱크를 연결라인에 의해 연결하여 액체화물이 이동 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 단일 및 이중선체 혼합형 액체운반선.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 이중선측내의 발라스트 탱크는 하부끝단이 선체 측면의 중간부분 아래에 위치하도록 형성된 것을 특징으로 하는 단일 및 이중선체 혼합형 액체운반선.
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 연결라인은 선수 및 중앙 발라스트 탱크, 이중선측내의 발라스트 탱크, 화물탱크에 각각 연결되도록 선체의 횡방향으로 설치되는 다수개의 국부파이프와 선체의 종방향으로 설치되는 주 파이프와, 상기 주 파이프와 국부 파이프에 설치되는 다수개의 밸브와, 상기 주 파이프에 설치되는 유속계측기를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 및 이중선체 혼합형 액체운반선.
4. 제 3 항에 있어서;

   상기 이중선측 내의 발라스트 탱크와 연결된 국부 파이프에 설치되는 밸브는 일방향으로 유체가 흐르는 1방향 단속밸브인 것을 특징으로 하는 단일 및 이중선체 혼합형 액체운반선.

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