KR101993422B1 - 프리 발라스트 액체운반용 선박 - Google Patents

프리 발라스트 액체운반용 선박 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 내판과 외판으로 구성된 선체, 선체의 내판 내측에 설치하며, 액체화물이나 액체질소를 적재할 수 있는 내부공간을 형성하는 화물창, 선체의 내판과 외판 사이에 설치하며, 선체의 외판 손상시에도 선체의 부력을 유지되게 함과 더불어 내판을 보호할 수 있게 하는 보호충진재를 포함하는 프리 발라스트 액체운반용 선박을 제공한다.

Description

프리 발라스트 액체운반용 선박{Ballast free ship}
본 발명은 별도의 발라스트 탱크없이도 액체 화물을 안정적으로 운반하는 프리 발라스트 액체운반용 선박에 관한 것이다.
일반적으로 LNG 운반선, 유조선, 벌크선의 등의 화물 선박에서, 발라스트 탱크(Ballast tank) 내에 채워지는 발라스트 수(Ballast water)는 화물의 선적 및 하역에 의해 선박의 무게중심이 변동되는 것을 최소화하여 안전한 항해가 가능하게 한다. 즉, 선박에 화물이 만재되면 발라스트 탱크에 발라스트 수를 채우지 않아도 선박의 무게중심이 해수면 아래에 위치하여 파도 등의 외력이 작용하여도 안전하게 항해할 수 있으나, 선적된 화물이 없는 경우에는 화물이 선적된 것과 동일하게 선박의 일정부분이 해수면 아래 위치하게 할 수 있도록 별도의 발라스트 탱크에 발라스트 수를 유입시켜 운항하도록 하고 있다.
특히, 화물로서 LNG나 원유 등을 운반하는 선박의 경우, 화물 적재부의 구조를 이중 격벽 구조로 만들어 안쪽 공간을 화물 탱크로 사용하고, 바깥쪽(즉, 해수와 접하는 쪽) 공간을 발라스트 탱크로 사용한다. 이는 선박의 외부 충돌시 화물의 유출을 막음과 동시에 선박의 안전 운항을 위한 것이다.
그런데, 이러한 발라스트 수는 특정 해역의 생물 또는 병원균 등을 다른 해역으로 전파시키는 매체가 되는 문제점이 있다. 즉, 발라스트 탱크에 채워지는 발라스트 수로서는 대부분 해수가 사용되는데, 발라스트 수에는 각종 해양 생물 및 병원균 등이 포함될 수 있으며, 이러한 발라스트 수의 유입과 유출이 서로 다른 지역에서 이루어지게 되므로, 발라스트 수의 유입시 함께 유입된 특정 해역의 해양 생물 또는 병원균이 다른 해역으로 유출됨에 따라 환경과 생태계를 교란시키는 부작용을 유발하게 된다.
이에 따라, IMO(국제해양기구)에서 발라스트 수의 유출시 발라스트 수를 소독하거나 필터링하여 발라스트 수에 포함된 해양 생물이나 병원균을 처리하는 과정을 거치는 장비를 2012년 이후 용골이 배치되는 신조부터 설치하도록 하고 있다. 그러나, 이렇게 발라스트 수를 처리하는 발라스트 수 처리 설비는, 고가이고, 선박 내에서 넓은 설치 공간을 필요로 하므로, 경제적인 선박 설계에 장애 요소가 되는 문제점이 있다. 또한, 선박의 충돌 또는 좌초시 발라스트 탱크까지 손상될 경우에는 선박의 안정성이 급격하게 훼손되면서 생존성이 저하되는 문제점이 있다.
이와 같은, 발라스트를 구비하는 선박에 대한 기술은, 대한민국공개특허공보 제10-2012-0068214호(2012.06.27)에 제시된다.
본 발명은, 선박의 충돌 또는 좌초 시에는 생존성을 극대화할 수 있음과 더불어 별도의 발라스트 수를 채우는 발라스트 탱크 없이도 안정적인 운항이 가능하게 하여 환경오염을 방지하면서 선박의 화물공간을 증대시켜 경제적인 선박 운항을 가능하게 하는 프리 발라스트 액체운반용 선박을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 내판과 외판으로 구성된 선체, 상기 선체의 내판 내측에 설치하며, 액체화물이나 액체질소를 적재할 수 있는 내부공간을 형성하는 화물창, 상기 선체의 상기 내판과 상기 외판 사이에 설치하며, 상기 선체의 외판 손상시에도 상기 선체의 부력을 유지되게 함과 더불어 상기 내판을 보호할 수 있게 하는 보호충진재를 포함하는 프리 발라스트 액체운반용 선박을 제공한다.
또한, 상기 보호충진재는, 폴리우레탄 폼으로 이루어진 메인보호층과, 탄소섬유로 이루어진 보강막을 상호 번갈아가면서 부착하여 구성할 수 있다.
또한, 상기 메인보호층과 상기 보강막은 상기 선체의 길이방향으로 상호 번갈아가면서 복수개가 배치되도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 선체의 외판 내측면에 부착되어 상기 선체의 외판 손상시 상기 보호충진재의 유출을 방지하는 유출방지재를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 유출방지재는, 일면이 상기 외판에 부착되는 탄소섬유로 이루어진 유출방지막, 상기 유출방지막의 타면에 부착되는 폴리우레탄 폼으로 이루어진 보조방지층을 포함할 수 있다.
또한, 액체화물 공급처 또는 액체화물 수요처로의 선박 이동에 따라 상기 액체화물이나 상기 액체질소를 상기 화물창에 적재 또는 상기 화물창에서 하역할 수 있게 하는 액체이동수단을 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 액체이동수단은, 상기 액체화물 공급처에서 상기 액체화물 수요처로 상기 선박 이동시, 상기 화물창에는 상기 액체화물을 적재하고, 상기 액체화물 수요처에서 상기 액체화물 공급처로 상기 선박 이동시, 상기 화물창에는 액체질소를 적재할 수 있다.
또한, 상기 액체화물 공급처 및 상기 액체화물 수요처에는 상기 액체화물을 저장하는 액체화물 저장탱크와, 상기 액체질소를 저장하는 액체질소 저장탱크를 구비하며, 상기 액체이동수단은, 상기 액체화물 저장탱크와 상기 액체질소 저장탱크를 각각 상기 화물창과 연결되게 하는 이동연결관, 상기 액체화물 저장탱크와 상기 화물창 사이의 이동연결관을 통해 상기 액체화물을 이동되게 펌핑하거나, 상기 액체질소 저장탱크와 상기 화물창 사이의 이동연결관을 통해 상기 액체질소를 이동되게 펌핑하는 펌핑수단을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 프리 발라스트 액체운반용 선박은, 선체의 내판과 외판 사이에 보호충진재를 구비하여, 보호충진재가 선박의 충돌 또는 좌초 시에도 선박의 부력을 유지함과 더불어 내판을 보호하면서 선원의 생존성을 높일 수 있게 한다.
또한, 액체이동수단이 선체 내측의 화물창에 액체화물 또는 액체질소를 적재 또는 화물창에서 하역되게 하여, 화물창에 저장되는 액체화물이나 액체질소를 통해 선박의 운항시 안정적인 평형상태를 유지되게 하는 바, 별도의 발라스트 탱크를 필요로 하지 않게 되어 환경오염을 방지함과 더불어 화물공간을 증대시켜 경제적인 선박 운항을 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 발라스트 액체운반용 선박의 개략 구성단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 발라스트 액체운반용 선박의 개략 구성단면도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예의 프리 발라스트 액체운반용 선박은, 선체(100), 화물창(200), 보호충진재(300)을 구비하고 있다.
상기 선체(100)는 프리 발라스트 액체운반용 선박(이하, 선박)의 기본 외형을 형성하는 부분이다. 이러한, 상기 선체(100) 내외측에는 엔진룸, 조타실, 데크하우스 등 선박의 운항이나 목적을 위한 각종 전계장 설비를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 선체(100)는 내판(110)과 외판(120)으로 구성된 더블헐(Double hull) 구조를 가지도록 형성된다. 이같이, 상기 내판(110)과 상기 외판(120) 사이에 별도의 발라스트 탱크를 설치하지 않고, 이후 설명될 보호충진재(300)를 설치함으로써, 화물창(200)의 내부공간을 증대시켜 경제적인 선박 운항을 가능하게 한다.
이러한, 상기 선체(100) 내판(110)과 외판(120) 사이의 공간은 격벽(130)에 의해 복수의 공간으로 구획될 수 있으며, 상기 내판(110)의 내측면과 상기 외판(120)의 내측면 및 상기 격벽(130)에는 강도를 보강할 수 있도록 스티프너(Stiffener,140)를 결합 구비할 수 있다.
상기 화물창(200)은 상기 선체(100)의 내판(110) 내측에 설치되어, 상기 선체(100) 내측에 액체화물이나 액체질소를 저장할 수 있도록 내부공간을 제공하게 박스형으로 형성된 구조물이다. 이때, 상기 액체화물은 액화천연가스 일 수 있으나, 이에 한정하지 않음은 물론이다. 이러한, 상기 화물창(200)은 극저온 상태의 액체화물이나 액체질소를 안전하게 저장할 수 있는 강도를 가지는 강성소재로 형성할 수 있다. 이때, 상기 화물창(200)은 하나의 벽으로 구성되나 이에 한정하지 않고 상기 선체(100)와 마찬가지로 내벽과 외벽으로 구성될 수 있으며, 상기 내벽과 외벽 사이에는 추가적으로 단열이나 강도를 보강할 수 있는 보강재를 구비할 수도 있다.
여기서, 상기 화물창(200)의 상기 선체(100) 내측에 적어도 하나를 설치할 수 있으며, 복수개를 설치할 경우 상기 선체(100)의 길이방향 또는 폭방향을 따라 배치할 수 있다. 이때, 상기 화물창(200)은 상기 선체(100)의 길이방향 및/또는 폭방향을 따라 복수개의 행 및/또는 열 구조를 이루도록 배치될 수 있다.
상기 보호충진재(300)는 상기 선체(100)의 내판(110)과 외판(120) 사이의 공간에 설치되어, 선박의 충돌이나 좌초에 따른 상기 외판(120)의 손상시 침수를 방지함과 더불어 상기 내판(110) 및 화물창(200)의 손상을 방지하고, 상기 선체(100)의 부력을 안정적으로 유지되게 하면서 선박 및 선원의 생존성을 높이게 한다. 여기서, 상기 보호충진재(300)는 메인보호층(301), 보강막(302)으로 구성될 수 있다. 즉, 도 2를 참조하면, 상기 보호충진재(300)는 폴리우레탄 폼으로 이루어진 메인보호층(301)과, 탄소섬유로 이루어진 보강막(302)을 상호 번갈아가면서 부착하여 구성하며, 상기 내판(110)과 외판(120) 사이의 공간에 삽입 배치되도록 설치한다. 여기서, 상기 메인보호층(301)은 부력을 증대시킴과 더불어 상기 외판(120)의 손상시 발생하는 충격을 흡수할 수 있게 하고, 상기 보강막(301)은 상기 메인보호층(301)으로 충격이 전달시 상기 메인보호층(301)의 변형을 방지되게 한다. 이때, 상기 메인보호층(301)과 상기 보강막(302)은 상기 선체(100)의 길이방향으로 상호 번갈아가면서 복수개가 배치되도록 구성한다. 이때, 상기 보강막(302)은 상기 내판(110)의 내측면과 상기 외판(120)의 내측면을 연결되게 함으로써, 상기 외판(120)의 충격시 변형을 최소화되도록 지지하는 역할도 수행한다. 여기서, 상기 메인보호층(301)을 구성하는 폴리우레탄 폼의 밀도는 선박이 부유하는 해수의 밀도보다 낮고, 충격흡수성은 우수한 반경질 폴리우레탄 폼을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 선체(100)의 외판(120) 내측면에 부착되도록 유출방지재(310)를 결합 구비할 수 있다. 이러한, 상기 유출방지재(310)는 상기 선체(100)의 충돌에 따른 상기 외판(120)의 손상시 상기 보호충진재(300)가 상기 선체(100) 외부로 유출되는 것을 방지함으로써, 상기 보호충진재(300)에 의한 상기 선체(100)의 부력 유지 및 침수를 방지할 수 있게 한다. 여기서, 상기 유출방지재(310)는 유출방지막(311), 보조방지층(312)을 구비할 수 있다. 상기 유출방지막(311)의 일면은 상기 외판(120)의 내측면에 부착된다. 이러한, 상기 유출방지막(311)은 상기 외판(120)의 손상되더라도 상기 보호충진재(300)가 상기 선체(100) 외부로 유출되지 않도록 걸림상태로 지지하는 역할을 한다. 여기서, 상기 유출방지막(311)은 상기 외판(120)은 탄성섬유로 이루어진다. 상기 보조방지층(312)은 상기 유출방지막(311)에 부착된다. 즉, 상기 보조방지층(312)의 일면은 상기 유출방지막(311)의 타면에 결합되도록 부착상태로 설치한다. 이러한, 상기 보조방지층(312)은 상기 외판(120)의 손상시 상기 선체(100)의 외판(120)과 상기 내판(110) 사이로 해수가 유입되는 것을 차단되게 한다. 여기서, 상기 보조방지층(312)은 폴리우레탄 폼으로 이루어진다. 이때 상기 보조방지층(312)을 구성하는 폴리우레탄 폼의 밀도는 선박이 부유하는 해수의 밀도보다 낮고, 충격흡수성은 우수한 반경질 폴리우레탄 폼을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 일 실시예의 프리 발라스트 액체운반용 선박에는, 액체화물 공급처 또는 액체화물 수요처로의 이동에 따라 액체화물이나 액체질소를 상기 화물창(200)에 적재 또는 상기 화물창(200)에서 하역할 수 있게 하는 액체이동수단(400)을 구비할 수 있다. 즉, 상기 액체이동수단(400)은 상기 선박의 운항 목적에 따라 상기 화물창(200)에 상기 액체화물이나 상기 액체질소를 적재 또는 하역되게 하면서, 상기 선박이 안정적인 평형상태를 유지하면서 운항을 가능하게 한다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 액체이동수단(400)은 상기 액체화물 공급처에서 상기 액체화물 수요처로 상기 선박의 이동시, 상기 화물창(200)에 상기 액체화물을 적재되게 하고, 상기 액체화물 수요처에서 상기 액체화물 공급처로 상기 선박의 이동시, 상기 화물창(200)에 상기 액체질소를 적재되게 한다. 이러한, 상기 액체이동수단(400)은 이동연결관(410), 펌핑수단(420)을 포함한다. 이때, 상기 액체화물 공급처 및 상기 액체화물 수요처에는 상기 액체화물을 저장하는 액체화물 저장탱크(401)와, 상기 액체질소를 저장하는 액체질소 저장탱크(402)를 구비한다.
상기 이동연결관(410)은 상기 액체화물 공급처 또는 상기 액체화물 수용처에서 상기 액체화물 저장탱크(401)와 상기 액체질소 저장탱크(402)를 각각 상기 화물창(200)과 연결되게 하는 관 부분이다. 즉, 상기 이동연결관(410)은 상기 액체화물 공급처 또는 상기 액체화물 수요처에서 각각 상기 액체화물 저장탱크(401)와 상기 화물창(200) 및, 상기 액체질소 저장탱크(402)와 상기 화물창(200) 사이에서 각각 상기 액체화물 및 상기 액체질소를 이동할 수 있게 가이드하게 된다.
상기 펌핑수단(420)은 상기 액체화물 저장탱크(401)와 상기 화물창(200) 사이의 이동연결관(410)을 통해 상기 액체화물을 이동되게 펌핑시키거나, 상기 액체질소 저장탱크(402)와 상기 화물창(200) 사이의 이동연결관(410)을 통해 상기 액체질소를 이동되게 펌핑되게 한다. 여기서, 상기 펌핑수단(420)은 상기 이동연결관(410) 일측에 연결 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않고 상기 액체화물 저장탱크(401) 및 상기 액체질소 저장탱크(402)에 각각 연결되게 설치할 수도 있음은 물론이다.
이러한, 상기 액체이동수단(400)을 통한 상기 액체화물 또는 상기 액체질소의 상기 화물창(200)에 대한 적재 또는 하역을 통한 상기 선박의 운항시 안정적인 위치가 유지되게 하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다. 먼저, 상기 액체화물 공급처에서 상기 액체화물 수요처로 운항할 경우, 상기 액화천연가스 공급처의 액체화물 저장탱크(401)에서 화물창(200)에 액체화물을 상기 펌핑수단(420) 및 상기 이동연결관(410)으로 만재상태가 되게 적재한 후, 상기 액체화물 수요처로 이동한다.
그리고, 상기 액체화물 수요처에 도착하면, 상기 화물창(200)에 적재된 액체화물을 상기 액체화물 수요처의 액체화물 저장탱크(401)로 상기 펌핑수단(420) 및 상기 이동연결관(410)을 이용하여 하역되게 한 후, 다시 상기 펌핑수단(420) 및 상기 이동연결관(410)을 이용하여 상기 액체화물 수요처의 액체질소 저장탱크(402)에 저장된 액체질소를 상기 화물창(200)에 적재되게 한다. 이때, 상기 화물창(200)에 적재되는 상기 액체질소는 상기 선박의 최대 적재량을 기준으로 안전 운항을 위한 최소량만을 적재함으로써, 상기 선박의 운항시 안정성을 유지하면서 경제적인 운항을 이루어지게 한다.
이렇게, 다시 상기 선박이 상기 액체화물 공급처로 오면, 상기 화물창(200)에 적재된 상기 액체질소는 상기 펌핑수단(420)과 상기 이동연결관(410)을 이용하여 상기 액체질소 저장탱크(402)로 하역되게 한 후, 다시 상기 액체화물 저장탱크(401)에 저장된 액체화물을 상기 펌핑수단(420)과 상기 이동연결관(410)을 이용하여 상기 화물창(200)에 적재되게 한다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 프리 발라스트 액체운반용 선박은, 상기 선체(100)의 내판(110)과 외판(120) 사이에 보호충진재(300)를 구비하여, 상기 보호충진재(300)가 상기 선박의 충돌 또는 좌초 시에도 선박의 부력을 유지함과 더불어 상기 내판(110)을 보호하면서 선원의 생존성을 높일 수 있게 한다. 또한, 상기 액체이동수단(400)은 상기 선체(100) 내측의 상기 화물창(200)에 상기 액체화물 또는 상기 액체질소를 적재 또는 상기 화물창(200)에서 하역되게 하여, 상기 화물창(200)에 저장되는 상기 액체화물이나 상기 액체질소를 통해 상기 선박의 운항시 안정적인 평형상태를 유지되게 하는 바, 별도의 발라스트 탱크를 필요로 하지 않게 되어 환경오염을 방지함과 더불어 화물공간을 증대시켜 경제적인 선박 운항을 가능하게 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 선체 110: 내벽
120: 외벽 130: 격벽
200: 화물창 300: 보호충진재
301: 메인보호층 302: 보강막
310: 유출방지재 311: 유출방지막
312: 보조방지층 400: 액체이동수단
401: 액체화물 저장탱크 402: 액체질소 저장탱크
410: 이동연결관 420: 펌핑수단

Claims (8)

  1. 내판과 외판으로 구성된 선체와;
    상기 선체의 내판 내측에 설치하며, 액체화물이나 액체질소를 적재할 수 있는 내부공간을 형성하는 화물창; 및
    상기 선체의 상기 내판과 상기 외판 사이에 설치하며, 상기 선체의 외판 손상시에도 상기 선체의 부력을 유지되게 함과 더불어 상기 내판을 보호할 수 있게 하는 보호충진재;를 포함하며,
    상기 보호충진재는, 폴리우레탄 폼으로 이루어진 메인보호층과, 탄소섬유로 이루어진 보강막을 상호 번갈아가면서 부착하여 구성한 프리 발라스트 액체운반용 선박.
  2. 내판과 외판으로 구성된 선체와;
    상기 선체의 내판 내측에 설치하며, 액체화물이나 액체질소를 적재할 수 있는 내부공간을 형성하는 화물창; 및
    상기 선체의 상기 내판과 상기 외판 사이에 설치하며, 상기 선체의 외판 손상시에도 상기 선체의 부력을 유지되게 함과 더불어 상기 내판을 보호할 수 있게 하는 보호충진재;를 포함하며,
    상기 선체의 외판 내측면에 부착되어 상기 선체의 외판 손상시 상기 보호충진재의 유출을 방지하는 유출방지재를 더 구비하고,
    상기 유출방지재는, 일면이 상기 외판에 부착되는 탄소섬유로 이루어진 유출방지막과, 상기 유출방지막의 타면에 부착되는 폴리우레탄 폼으로 이루어진 보조방지층을 포함하는 프리 발라스트 액체운반용 선박.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인보호층과 상기 보강막은 상기 선체의 길이방향으로 상호 번갈아가면서 복수개가 배치되도록 구성한 프리 발라스트 액체운반용 선박.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    액체화물 공급처 또는 액체화물 수요처로의 선박 이동에 따라 상기 액체화물이나 상기 액체질소를 상기 화물창에 적재 또는 상기 화물창에서 하역할 수 있게 하는 액체이동수단을 더 구비하는 프리 발라스트 액체운반용 선박.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 액체이동수단은,
    상기 액체화물 공급처에서 상기 액체화물 수요처로 상기 선박 이동시, 상기 화물창에는 상기 액체화물을 적재하고,
    상기 액체화물 수요처에서 상기 액체화물 공급처로 상기 선박 이동시, 상기 화물창에는 액체질소를 적재하는 프리 발라스트 액체운반용 선박.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 액체화물 공급처 및 상기 액체화물 수요처에는 상기 액체화물을 저장하는 액체화물 저장탱크와, 상기 액체질소를 저장하는 액체질소 저장탱크를 구비하며,
    상기 액체이동수단은,
    상기 액체화물 저장탱크와 상기 액체질소 저장탱크를 각각 상기 화물창과 연결되게 하는 이동연결관과,
    상기 액체화물 저장탱크와 상기 화물창 사이의 이동연결관을 통해 상기 액체화물을 이동되게 펌핑하거나, 상기 액체질소 저장탱크와 상기 화물창 사이의 이동연결관을 통해 상기 액체질소를 이동되게 펌핑하는 펌핑수단을 포함하는 프리 발라스트 액체운반용 선박.
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