KR101358117B1

KR101358117B1 - 엘엔지 추진 선박

Info

Publication number: KR101358117B1
Application number: KR1020110116072A
Authority: KR
Inventors: 박주신; 전민성; 김태우; 전상배
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2014-02-14
Also published as: KR20130050820A

Abstract

LNG 추진 선박이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 LNG 추진 선박은 선체의 갑판 위에 적층되는 하나 이상의 LNG 연료탱크와, LNG 연료탱크의 적층을 위해 갑판 위에 마련된 복수의 적층영역과, LNG 연료탱크의 적층 안내를 위해 각 적층영역마다 마련된 복수의 적층안내부재와, LNG 연료탱크의 LNG를 선체 내부의 엔진 쪽으로 공급하기 위해 선체에 설치되되 각 적층영역의 LNG 연료탱크와 접속될 수 있도록 각 적층영역으로 분기된 복수의 분기관을 갖춘 연료공급관을 포함하고, LNG 연료탱크는 LNG를 수용하는 용기부와, 용기부의 외측에 컨테이너 형태로 마련되되 그 내부에 연료공급관의 분기관과 연결되는 LNG 공급유로가 마련된 적어도 하나의 수직빔을 갖춘 프레임과, 복수개가 상하로 적층될 때 각 수직빔의 LNG 공급유로가 상호 밀봉 가능하게 연결될 수 있도록 수직빔의 상단에 마련되는 홈형 접속부 및 수직빔의 하단에 마련되어 홈형 접속부로 진입하여 접속되는 돌출형 접속부를 포함하고, 홈형 접속부는 내경이 계단형 단차를 가지도록 형성되고 밀봉 결합을 위해 그 내측에 설치된 제1패킹을 포함하고, 돌출형 접속부는 그 외면에 설치된 제2패킹과, 제2패킹을 결합방향으로 가압하여 밀봉효과를 높이도록 그 외면에 설치된 가압스프링을 포함한다.

Description

엘엔지 추진 선박{LNG PROPULSION SHIP}

본 발명은 LNG 추진 선박에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LNG 연료탱크를 선체의 갑판 위에 원하는 수량만큼 적층하여 설치할 수 있고, 연료탱크의 폭발 시 선체 및 인명의 피해를 최소화할 수 있는 LNG 추진 선박에 관한 것이다.

LNG(Liquefied Natural Gas)를 연료로 사용하는 선박은 기존 석유계 연료를 사용하는 선박에 비하여 연료비를 줄일 수 있고, 질소산화물이나 황산화물 같은 대기오염물질의 배출이 적기 때문에 친환경적인 해양운송수단으로 평가받고 있으며, 전 세계적인 온실가스 감축 바람에 힘입어 최근 그 보급이 빠르게 확산되고 있다.

통상적인 LNG 추진 선박은 엔진실 근처나 선체 내부의 일정공간에 LNG 연료탱크를 갖추고 있다. 그러나 이처럼 LNG 연료탱크를 선체 내부에 설치한 선박은 큰 부피의 LNG 연료탱크가 선체 내부공간을 점유하기 때문에 선체 내부공간의 활용이 제한적인 결점이 있다. 특히 장기간 운항하는 선박은 연료탱크의 용적도 커야 하기 때문에 더욱 그러하다. 또 운항도중에 만에 하나 LNG 가스의 폭발이 생길 경우 심한 선체 손상이 생길 수 있고, 이로 인해 막대한 재산상의 손실을 야기할 수 있다.

이러한 문제를 고려하여 대한민국 공개특허공보 10-2009-0098387호에 개시된 선박은 LNG 연료탱크를 선체의 갑판 상부에 설치하고 있다. 이 선박은 LNG 연료탱크를 갑판 위에 설치함으로써 선박 내부공간의 활용도를 높일 수 있고, LNG 연료탱크가 선체 내부에 있는 경우보다는 폭발에 대한 피해를 줄일 수 있다.

또 선박을 장기간 운행하기 위해서는 LNG 연료탱크 내에 많은 량의 연료를 채워야 한다. 하지만 전술한 바와 같은 LNG 연료탱크는 그 크기가 정해져 있기 때문에 연료의 저장이 제한적인 결점이 있고, 연료의 공급도 번거롭고 복잡한 문제가 있다.

특허문헌1: 공개특허공보 10-2009-098387호(2009.09.17. 공개)

본 발명의 목적은 LNG 연료탱크를 선체의 갑판 위에 원하는 수량만큼 적층하여 설치할 수 있도록 함으로써 연료의 저장용량을 쉽게 변경할 수 있고, 연료공급을 용이하게 수행할 수 있는 LNG 추진 선박을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체의 갑판 위에 적층되는 하나 이상의 LNG 연료탱크와, 상기 LNG 연료탱크의 적층을 위해 상기 갑판 위에 마련된 복수의 적층영역과, 상기 LNG 연료탱크의 적층 안내를 위해 상기 각 적층영역마다 마련된 복수의 적층안내부재와, 상기 LNG 연료탱크의 LNG를 상기 선체 내부의 엔진 쪽으로 공급하기 위해 상기 선체에 설치되되 상기 각 적층영역의 LNG 연료탱크와 접속될 수 있도록 상기 각 적층영역으로 분기된 복수의 분기관을 갖춘 연료공급관을 포함하고, 상기 LNG 연료탱크는 LNG를 수용하는 용기부와, 상기 용기부의 외측에 컨테이너 형태로 마련되되 그 내부에 상기 연료공급관의 분기관과 연결되는 LNG 공급유로가 마련된 적어도 하나의 수직빔을 갖춘 프레임과, 복수개가 상하로 적층될 때 상기 각 수직빔의 LNG 공급유로가 상호 밀봉 가능하게 연결될 수 있도록 상기 수직빔의 상단에 마련되는 홈형 접속부 및 상기 수직빔의 하단에 마련되어 상기 홈형 접속부로 진입하여 접속되는 돌출형 접속부를 포함하고, 상기 홈형 접속부는 내경이 계단형 단차를 가지도록 형성되고 밀봉 결합을 위해 그 내측에 설치된 제1패킹을 포함하고, 상기 돌출형 접속부는 그 외면에 설치된 제2패킹과, 상기 제2패킹을 결합방향으로 가압하여 밀봉효과를 높이도록 그 외면에 설치된 가압스프링을 포함하는 LNG 추진 선박이 제공될 수 있다.

삭제

상기 LNG 연료탱크는 복수개가 상하로 연이어 적층되고, 상기 적층안내부재는 상기 LNG 연료탱크의 프레임을 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 안내하는 안내홈과, 상기 LNG 연료탱크의 진입안내를 위해 상기 안내홈의 상단에 마련된 경사안내부를 포함할 수 있다.

삭제

상기 LNG 연료탱크는 상기 LNG 공급유로의 개폐를 위해 상기 수직빔의 상부와 하부에 각각 마련된 개폐밸브를 포함할 수 있다.

상기 연료공급관은 상기 각 분기관의 개폐를 위해 상기 각 분기관에 설치된 개폐밸브를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 LNG 추진 선박은 연료를 공급할 때 갑판 상부의 LNG 연료탱크 설치영역에 원하는 수량의 LNG 연료탱크를 적층하는 방식으로 탑재할 수 있기 때문에 선박의 연료공급을 용이하게 수행할 수 있고, 연료의 저장용량을 쉽게 변경할 수 있다.

또 본 발명의 실시 예에 따른 LNG 추진 선박은 LNG 연료탱크를 선박에 탑재할 때는 LNG 연료탱크의 프레임이 적층안내부재에 의해 안내되기 때문에 정확한 위치에 용이하게 적층할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 LNG 추진 선박의 측면 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 LNG 추진 선박의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LNG 추진 선박의 LNG 연료탱크의 적층구조 및 LNG 연료탱크와 접속되는 연료공급관의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 LNG 추진 선박의 적층안내부재를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 LNG 추진 선박의 LNG 연료탱크 설치구조를 나타낸 측단면도이다.
도 6과 도 7은 도 5의 A부 상세도로, 도 6은 LNG 공급유로가 분리된 상태를 나타내고, 도 7은 LNG 공급유로가 접속된 상태를 나타낸 것이다.
도 8과 도 9는 도 5의 B부 상세도로, 도 8은 LNG 공급유로가 분리된 상태를 나타내고, 도 9는 LNG 공급유로가 접속된 상태를 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시 예에 따른 LNG 추진 선박은 도 1에 도시한 바와 같이, 선체(1)와, 선체(1) 후방에 마련된 추진기(2) 및 러더(3)와, 추진기(2)의 구동을 위해 선체(1) 내부에 설치된 엔진(4)를 구비한다. 선체(1)의 갑판(5) 상부에는 선원들의 생활공간인 거주구(6)가 마련되고, 거주구(6) 후방의 갑판(5) 위에는 엔진(4)으로 연료를 공급하기 위한 LNG 연료탱크들(20)이 외부에 노출된 상태로 설치된다.

선체(1) 내부에는 LNG 연료탱크(20)로부터 엔진(4)으로 연료를 공급하기 위한 것으로 연료공급관(10) 및 액화된 연료를 기화시켜 엔진(4)으로 공급하는 연료공급기(12)가 설치된다. 연료공급기(12)는 LNG를 공급하는 고압펌프와 LNG를 연소 가능한 상태로 기화시키는 기화기 등을 포함할 수 있다. 도 1과 도 3에 도시한 바와 같이, 연료공급관(10)은 갑판 위에 적층되는 LNG 연료탱크(10)와 연결될 수 있도록 갑판(5) 쪽으로 연장된다.

도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, LNG 연료탱크들(20)은 필요에 따라 선체(1)로부터 분리하거나 다시 장착할 수 있도록 갑판(5) 위에 적층된다. 갑판(5) 위에는 LNG 연료탱크들(20)을 복수열로 나란히 적층할 수 있도록 상호 인접한 위치에 복수의 적층영역(8a,8b,8c)이 마련된다. 또 각 적층영역(8a,8b,8c)에는 복수의 LNG 연료탱크(20)를 상하로 적층할 수 있도록 적층을 안내하는 다수의 적층안내부재(40)가 설치된다.

또 연료공급관(10)은 도 3에 도시한 바와 같이, 갑판(5) 위에 LNG 연료탱크(20)를 적층시킬 때 각 적층영역(8a,8b,8c)의 LNG 연료탱크(20)와 접속될 수 있도록 각 적층영역(8a,8b,8c) 쪽으로 연장된 후 분기된 복수의 분기관(13a,13b,13c)을 구비한다. 각 분기관(13a,13b,13c)의 입구는 LNG 연료탱크(20)와 접속을 위해 갑판(20) 위에 노출된 상태를 유지한다. 또 각 분기관(13a,13b,13c)에는 각 분기관을 선택적으로 개폐할 수 있는 개폐밸브(14a,14b,14c)가 설치된다. 이들 개폐밸브(14a,14b,14c)는 전동식 또는 수동식 밸브일 수 있다.

이러한 구성은 출항 전 연료를 공급할 때 빈 LNG 연료탱크(20)를 선박으로부터 분리한 후 연료가 채워진 새로운 LNG 연료탱크(20)를 탑재시키는 방식으로 선박에 연료를 공급할 수 있도록 한 것이다. 또 선박의 운항거리를 고려하여 적정 수량의 LNG 연료탱크(20)를 갑판(5) 위에 탑재할 수 있도록 한 것이다. 즉 연료가 채워진 LNG 연료탱크(20)를 선박에 직접 탑재시킴으로써 연료공급이 용이하도록 하고, 운항거리 등을 고려해 연료 저장량을 쉽게 변경할 수 있도록 한 것이다.

각 LNG 연료탱크(20)는 도 4에 도시한 바와 같이, LNG를 수용하는 용기부(21)와, 용기부(21)의 외측에 컨테이너 형태를 이루도록 연결된 프레임(22)을 포함한다. 이러한 LNG 연료탱크(20)는 용기부(21)가 규격화된 프레임(22)에 의해 지지됨으로써 용기부(21)가 안정적으로 보호될 수 있고, 차량운송이나 하역이 용이하며 여러 개를 다층으로 적재하기 용이하다.

프레임(22)은 용기부(21)의 양단 쪽에서 복수의 수직빔(23)과 수평빔(24)이 사각틀형태로 연결된 상태에서 다수의 연결부재(25)에 의해 용기부(21)의 외면에 연결됨으로써 LNG 연료탱크(20)가 전체적으로 컨테이너형태를 이루도록 한다. 여기서는 컨테이너형을 이루는 프레임(22)의 일 예를 제시한 것일 뿐 프레임의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 프레임은 연료탱크의 크기나 요구되는 강성 등을 고려하여 다양한 형태로 구성될 수 있다.

프레임(22)의 수직빔들(23) 중 적어도 하나에는 LNG 공급유로(26)가 마련된다. 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, LNG 공급유로(26)는 한 쪽 수직빔(23)에 매설된 배관형태일 수 있고, 연결배관(27)에 의해 용기부(21)와 연결될 수 있다. 또 LNG 공급유로(26)는 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 LNG 연료탱크(20)를 상하로 연이어 적층할 때 상호 연결되는 유로를 형성할 수 있도록 수직빔(23)의 상단으로부터 하단까지 연통하도록 마련될 수 있다.

LNG 공급유로(26)가 마련된 수직빔(23)의 상부와 하부에는 LNG 공급유로(26)의 개폐를 위해 각각 개폐밸브(28a,28b)가 마련될 수 있다. 개폐밸브들(28a,28b)을 통해 평소 유로를 폐쇄하고, LNG 연료탱크(20)를 선박에 탑재한 상태에서 개폐밸브들(28a,28b)을 선택적으로 개방하여 유로를 연결하기 위함이다. 개폐밸브(28a,28b)는 수동조작에 의해 개폐되는 수동식 밸브이거나 원격 제어가 가능한 전동식 밸브로 구성될 수 있다.

또 LNG 공급유로(26)가 마련된 수직빔(26)의 상단과 하단에는 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이 LNG 연료탱크(20)가 연이어 적층될 때 상호 LNG 공급유로(26)가 연결될 수 있도록 하는 접속부가 마련된다. 도 6에 도시한 바와 같이, 접속부는 수직빔(23)의 상단에 마련되는 홈형 접속부(31)와, 수직빔(23)의 하단에 마련되어 홈형 접속부(31)로 진입하여 접속될 수 있는 돌출형 접속부(32)로 구성될 수 있다. 또 홈형 접속부(31)는 내경이 계단형 단차를 가지도록 형성되고 밀봉 결합을 위해 그 내측에 설치된 제1패킹(31a)을 포함할 수 있다. 돌출형 접속부(32)는 그 외면에 설치된 제2패킹(32a)과, 제2패킹(32a)을 결합방향으로 가압하여 밀봉효과를 높이도록 그 외면에 설치된 가압스프링(32b)을 포함할 수 있다.

이러한 접속부들(31,32)은 도 7에 도시한 바와 같이, LNG 연료탱크(20)가 적층될 때 상호 대응하여 접속됨으로써 각 LNG 연료탱크(20)의 LNG 공급유로(26)를 밀봉 가능하게 연결할 수 있다. 즉 돌출형 접속부(32)가 홈형 접속부(31)로 진입하면서 유로가 연결될 수 있고, 제1패킹(31a)과 제2패킹(32a)이 접속되는 부분의 틈새가 밀봉될 수 있다. 특히 제1패킹(31a)과 제2패킹(32a)은 탄성변형이 가능한 소재로 마련됨으로써 접속과정에서 작용하는 힘에 의해 틈새에 밀착되도록 변형됨으로써 접속부분의 밀봉효과를 높일 수 있다. 여기서는 일 예로써 돌출형 접속부(32)와 홈형 접속부(31)를 예시하였으나, 접속부의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 접속부는 LNG 연료탱크(20)의 적층 시 유로를 밀봉 가능하게 연결할 수 있는 형태로 다양하게 변경될 수 있다.

도 8과 도 9는 도 5의 B부 상세도로, 갑판(5) 위에 돌출하는 연료공급관(10)의 분기관(13a) 입구와 그 위에 적층되는 LNG 연료탱크(20)의 수직빔(23)에 마련된 LNG 공급유로(26)의 접속관계를 나타낸다. 이 부분도 앞서 언급한 홈형 접속부(31)와 돌출형 접속부(32)와 동일하게 마련될 수 있다. 즉 갑판(5) 위로 약간 돌출하는 연료공급관(10)의 분기관(13a) 입구가 전술한 홈형 접속부(31)와 동일한 형태로 마련됨으로써 LNG 연료탱크(20)의 수직빔(23) 하단부에 마련된 돌출형 접속부(32)와 밀봉 가능하게 접속될 수 있다.

한편, 도 4에 도시한 바와 같이, LNG 연료탱크(20)의 적층을 안내하기 위해 갑판(5) 위에 마련되는 다수의 적층안내부재(40)는 갑판(5)으로부터 상방으로 길게 연장되는 형태다. 각 적층안내부재(40)는 LNG 연료탱크(20)의 프레임(20)을 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 안내하는 안내홈(41)과, LNG 연료탱크(20)의 진입 안내를 위해 안내홈(41)의 상단에 마련된 경사안내부(42)를 구비한다. 이러한 적층안내부재(40)는 LNG 연료탱크(20)의 사방 모서리부분에 각각 위치하는 수직빔(23)의 안내 및 지지를 구현할 수 있도록 각 수직빔(23)과 대응하는 위치에 배치되며, 다수의 지지바(43)에 의해 상호 지탱하도록 연결된다. 또 이러한 구성은 도 2에 도시한 바와 같이, 각 적층영역(8a,8b,8c)에 동일한 형태로 마련된다.

이러한 구성에 의하면, 도 4에 도시한 바와 같이, LNG 연료탱크(20)를 갑판(5) 위에 탑재할 때 경사안내부(42)에 의해 프레임(22)의 진입이 안내될 수 있고, 진입 후에는 적층안내부재(40)의 안내홈(41)에 의해 프레임(22)의 하강이 안내됨으로써 정확한 위치에 탑재할 수 있다. 또 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 LNG 연료탱크(20)를 상하로 연이어 적층할 때 상측 연료탱크와 하측 연료탱크의 위치가 정확하게 일치하고, LNG 공급유로(26)도 상호 밀봉 가능하게 접속될 수 있다.

이러한 LNG 추진 선박은 연료를 공급할 때 갑판(5) 상부의 LNG 연료탱크(20) 적층영역에 원하는 수량의 LNG 연료탱크(20)를 적층하는 방식으로 탑재할 수 있다. 따라서 선박의 연료공급을 용이하게 수행할 수 있으며 연료의 저장용량도 쉽게 변경할 수 있다.

또 LNG 연료탱크(20)를 선박에 탑재할 때는 LNG 연료탱크(20)의 프레임(22)이 적층안내부재(40)에 의해 안내되기 때문에 정확한 위치에 용이하게 적층할 수 있고, 적층 과정에서 각 LNG 연료탱크(20)의 LNG 공급유로(26)가 접속되면서 엔진(4) 쪽으로의 연료공급경로를 형성할 수 있다. 또 이처럼 갑판 위에 적층되는 LNG 연료탱크(20)는 만에 하나 폭발이 생기는 경우에도 선체의 피해를 최소화 할 수 있다.

1: 선체, 4: 엔진,
5: 갑판, 8a,8b,8c: 적층영역,
10: 연료공급관, 12: 연료공급기,
13a,13b,13c: 분기관, 20: LNG 연료탱크,
21: 용기부, 22: 프레임,
23: 수직빔, 26: LNG 공급유로,
28a,28b: 개폐밸브, 31: 홈형 접속부,
32: 돌출형 접속부, 40: 적층안내부재,
41: 안내홈, 42: 경사안내부.

Claims

선체의 갑판 위에 적층되는 하나 이상의 LNG 연료탱크와,
상기 LNG 연료탱크의 적층을 위해 상기 갑판 위에 마련된 복수의 적층영역과,
상기 LNG 연료탱크의 적층 안내를 위해 상기 각 적층영역마다 마련된 복수의 적층안내부재와,
상기 LNG 연료탱크의 LNG를 상기 선체 내부의 엔진 쪽으로 공급하기 위해 상기 선체에 설치되되 상기 각 적층영역의 LNG 연료탱크와 접속될 수 있도록 상기 각 적층영역으로 분기된 복수의 분기관을 갖춘 연료공급관을 포함하고,
상기 LNG 연료탱크는 LNG를 수용하는 용기부와, 상기 용기부의 외측에 컨테이너 형태로 마련되되 그 내부에 상기 연료공급관의 분기관과 연결되는 LNG 공급유로가 마련된 적어도 하나의 수직빔을 갖춘 프레임과, 복수개가 상하로 적층될 때 상기 각 수직빔의 LNG 공급유로가 상호 밀봉 가능하게 연결될 수 있도록 상기 수직빔의 상단에 마련되는 홈형 접속부 및 상기 수직빔의 하단에 마련되어 상기 홈형 접속부로 진입하여 접속되는 돌출형 접속부를 포함하고,
상기 홈형 접속부는 내경이 계단형 단차를 가지도록 형성되고 밀봉 결합을 위해 그 내측에 설치된 제1패킹을 포함하고,
상기 돌출형 접속부는 그 외면에 설치된 제2패킹과, 상기 제2패킹을 결합방향으로 가압하여 밀봉효과를 높이도록 그 외면에 설치된 가압스프링을 포함하는 LNG 추진 선박.
삭제
제1항에 있어서,
상기 LNG 연료탱크는 복수개가 상하로 연이어 적층되고,
상기 적층안내부재는 상기 LNG 연료탱크의 프레임을 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 안내하는 안내홈과, 상기 LNG 연료탱크의 진입안내를 위해 상기 안내홈의 상단에 마련된 경사안내부를 포함하는 LNG 추진 선박.
삭제
제1항에 있어서,
상기 LNG 연료탱크는 상기 LNG 공급유로의 개폐를 위해 상기 수직빔의 상부와 하부에 각각 마련된 개폐밸브를 포함하는 LNG 추진 선박.
제1항에 있어서,
상기 연료공급관은 상기 각 분기관의 개폐를 위해 상기 각 분기관에 설치된 개폐밸브를 더 포함하는 LNG 추진 선박.