KR102106612B1 - 연료 수송용 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료 수송용 선박에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 선체, 상기 선체의 상면을 구성하는 데크, 내부에 연료를 저장하는 연료 탱크, 상기 데크 상에 제공되고, 상기 연료 탱크를 지지하는 지지부, 및 상기 연료 탱크에 연결되고, 상기 선체의 모션에 의해 상기 연료 탱크에 작용하는 충격을 완화하는 완충부를 포함하는, 연료 수송용 선박이 제공될 수 있다.

Description

연료 수송용 선박{FLOATING VESSEL FOR TRANSPORTING FUEL}
본 발명은 연료 수송용 선박에 관한 것이다.
통상적으로 천연가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 액화된 액화천연가스(LNG) 또는 액화석유가스(LPG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 여기서, 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다. 이에 따라, LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 수송선에는 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 연료 탱크(흔히, '화물창'이라고 함)가 설치된다.
이러한 연료 탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 독립형(Independent Type)과 멤브레인형(Membrane Type)으로 분류할 수 있다. 통상 멤브레인형 연료 탱크는 GT NO 96형과 TGZ Mark 형으로 나눠지며, 독립형 연료 탱크는 MOSS형과 SPB형으로 나눠진다.
일반적으로 독립형 연료 탱크는 알루미늄 합금으로 제조된 탱크 몸체에 폴리우레탄과 같은 비교적 단단한 단열패널을 부착시켜 만들어지며, 선체의 내부에 지지구조에 의해 지지되도록 구성된다.
여기서, 독립형 연료 탱크는 선체의 선창(Cargo hold)에 설치될 경우에는 외주면을 따라 지지장치들이 설치되어 선박의 움직임에 따른 운동이 완충된다.
구체적으로, 연료 탱크를 지지하는 지지장치는 연료 탱크의 저면과 선체의 바닥면 사이에 가로 방향으로 설치되어 선체의 롤링에 따른 가로방향 움직임을 지지하는 안티롤링 서포트(anti rolling support)와, 탱크의 저면과 선체의 바닥면 사이에 세로 방향으로 설치되어 선체의 피칭에 따른 세로방향의 움직임을 지지하는 안티피칭 서포트(anti pitching support)와, 연료 탱크의 저면에 설치되어 탱크의 수직하중을 지지하는 버티컬 서포트(vertical support)와, 연료 탱크의 측면이나 상부에 설치되어 사고 등에 의해 탱크가 부력을 받거나 상하동요에 의해 탱크가 선체와 분리되는 것을 방지하는 안티플로팅 서포트(anti floating support) 등으로 구성되어 있다.
그런데, 독립형 연료 탱크가 선창이 아닌 선박의 데크에 설치될 경우에는 연료 탱크의 저면만이 데크의 바닥면에 고정되어야 하므로 선체의 움직임에 따른 연료 탱크의 운동을 지지하기가 매우 어렵다.
특히, 선체의 가속 또는 감속에 따라 연료 탱크에 힘이 가해지는 경우, 연료 탱크의 지지체에 응력이 집중되어 지지체의 파손을 일으킬 수 있으며, 연료 탱크가 지지체의 파손으로 인해 이탈할 경우, 대형 사고가 발생될 수 있다는 문제가 있다.
또한, 해상 환경에 따라 연료 탱크 내부의 액상 연료에 횡동요 현상이 발생될 경우, 이로 인해 연료 탱크에 관성력이 작용하여 토크를 발생시킴으로써 연료 탱크 및 지지체에 구조적 손상을 일으킬 수 있다는 문제가 있다.
한국등록특허 제10-1742756호
본 발명의 실시예는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 선체의 모션, 횡동요 등에 의해 연료 탱크에 가해지는 충격을 완화시킬 수 있는 구조를 갖는 연료 수송용 선박을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체; 상기 선체의 상면을 구성하는 데크; 내부에 연료를 저장하는 연료 탱크; 상기 데크 상에 제공되고, 상기 연료 탱크를 지지하는 지지부; 및 상기 연료 탱크에 연결되고, 상기 선체의 모션에 의해 상기 연료 탱크에 작용하는 충격을 완화하는 완충부를 포함하는, 연료 수송용 선박이 제공될 수 있다.
또한, 상기 연료 탱크의 둘레면을 따라 제공되는 탄성 재질의 밴드 스토퍼를 더 포함하는, 연료 수송용 선박이 제공될 수 있다.
또한, 상기 지지부는, 상기 데크 상에 제공되는 받침 부재; 상기 받침 부재와 연결되는 기둥 부재; 및 상기 기둥 부재 상부에 연결되고, 상기 연료 탱크를 지지하는 머리 부재를 포함하는, 연료 수송용 선박이 제공될 수 있다.
또한, 상기 연료 탱크는, 하부 표면 일부가 요입되어 형성되는 가이드 프레임을 포함하고, 상기 지지부는, 상기 머리 부재의 상면에 제공되고, 상기 가이드 프레임의 저면에 접촉되는 상부 휠을 더 포함하고, 상기 머리 부재가 상기 가이드 프레임에 수용되어 상기 연료 탱크를 지지하는, 연료 수송용 선박이 제공될 수 있다.
또한, 상기 지지부는, 상기 받침 부재의 저부에 제공되는 하부 휠을 더 포함하는, 연료 수송용 선박이 제공될 수 있다.
또한, 상기 지지부는, 상기 기둥 부재와 상기 머리 부재를 힌지(hinge) 방식으로 연결하는 연결 부재를 더 포함하는, 연료 수송용 선박이 제공될 수 있다.
또한, 상기 연료 탱크의 횡동요 저감을 위한 횡동요 저감부를 더 포함하고, 상기 횡동요 저감부는, 상기 연료 탱크의 표면에 부착되는 러그; 상기 러그에 연결되는 와이어; 상기 연료 탱크의 하측에 제공되고, 상기 와이어의 길이를 조절하는 윈치; 및 상기 와이어가 감기도록 상기 데크 상에 제공되는 풀리를 포함하는, 연료 수송용 선박이 제공될 수 있다.
또한, 상기 완충부는, 상기 데크 상에 제공되는 완충 지지체; 및 상기 완충 지지체와 상기 연료 탱크를 탄성 연결하여 상기 연료 탱크에 가해지는 수평 방향 충격을 완화시키는 수평 탄성부재를 포함하는, 연료 수송용 선박이 제공될 수 있다.
또한, 상기 완충부는, 상기 데크 상에 고정되는 고정 지지체; 및 상기 고정 지지체와 상기 완충 지지체를 탄성 연결하는 수직 탄성부재를 포함하는, 연료 수송용 선박이 제공될 수 있다.
또한, 상기 완충부는 두 개로 제공되며, 두 개의 상기 완충부는 상기 연료 탱크의 양 측에 연결되고, 상기 연료 탱크를 사이에 두고 선수측과 선미측에 각각 배치되는, 연료 수송용 선박이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 연료 탱크를 구비한 연료 수송용 선박에 있어서, 선체의 모션, 횡동요 등에 의해 연료 탱크에 가해지는 충격을 구조적으로 완화시킬 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 수송용 선박을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 연료 수송용 선박에 탑재되는 연료 탱크 및 지지부를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 연료 탱크를 측면에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 3의 "A" 부분을 확대한 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 수송용 선박의 연료 탱크를 측면에서 바라본 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
그리고 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 수송용 선박(1)은 선체(12)와 선체(12)의 상면을 구성하는 데크(14)를 포함하며, 데크(14) 상에 독립형으로 제공되는 연료 탱크(10)를 포함한다. 이러한 연료 수송용 선박(1)이 수송하는 연료는 일 예로 액화천연가스(LNG)일 수 있으며, 이하에서는 편의상 연료 탱크(10)에 저장되는 연료는 LNG인 경우를 예로 들어 설명한다. 다만, 이는 일 예에 불과하며, 연료 탱크(10)에 저장되는 연료는 LNG에 국한될 필요는 없다.
연료 탱크(10)는 알루미늄 합금으로 제조된 탱크 몸체에 폴리우레탄과 같은 비교적 단단한 단열패널을 부착시켜 만들어질 수 있으며, 원통 형상으로 구성될 수 있다. 그러나 연료 탱크(10)의 재질 및 형상이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라 다양하게 변형 실시될 수 있다.
또한, 연료 탱크(10)에는 연료 탱크(10)의 하부 표면 일부가 요입되어 형성되는 가이드 프레임(110)이 제공될 수 있다. 가이드 프레임(110)은 저면이 개구된 수용 공간을 포함할 수 있으며, 이러한 수용 공간에 연료 탱크(10)의 하측에서 연료 탱크(10)를 지지하는 지지부(20)의 일부가 수용될 수 있다.
또한, 연료 탱크(10)의 둘레면을 따라 탄성 재질의 밴드 스토퍼(120)가 제공될 수 있으며, 일 예로 도 3에 도시된 바와 같이 연료 탱크(10)의 양 단부에서 둘레를 따라 원형으로 감싸도록 제공될 수 있다. 이러한 밴드 스토퍼(120)에 의해, 연료 탱크(10)가 구조 손상 등으로 인해 데크(14) 상에 낙하되어 충돌되더라도 충돌에 의한 충격이 완화될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 연료 수송용 선박(1)은 지지부(20), 횡동요 저감부(30) 및 완충부(40)를 더 포함할 수 있다.
지지부(20)는 데크(14) 상에 제공되고, 연료 탱크(10)를 지지한다. 이러한 지지부(20)는, 받침 부재(210), 기둥 부재(220), 머리 부재(230), 상부 휠(240), 하부 휠(250) 및 연결 부재(260)를 포함할 수 있다.
받침 부재(210)는 데크(14) 상에 제공되며, 받침 부재(210)의 저부에는 하부 휠(250)이 제공되어, 데크(14) 상에서 이동 가능하도록 제공될 수 있다. 또한, 기둥 부재(220)는 받침 부재(210)와 연결되고, 받침 부재(210)의 상면으로부터 돌출된 형상으로 제공될 수 있다.
기둥 부재(220)의 상부는 연결 부재(260)를 통해 머리 부재(230)와 힌지(hinge) 방식으로 연결될 수 있다. 머리 부재(230)는 가이드 프레임(110)에 수용되어 연료 탱크(10)를 지지하며, 머리 부재(230)의 상면에는 가이드 프레임(110)의 저면에 접촉되는 상부 휠(240)이 제공된다. 이에 따라 머리 부재(230)는 연료 탱크(10)를 지지하면서 연료 탱크(10)에 대하여 구름 이동이 가능하게 제공될 수 있다. 이러한 상부 휠(240) 및 하부 휠(250)에 의해, 지지부(20)는 연료 탱크(10)로부터 수직 하중만을 받게 되고, 연료 탱크(10)에 가해지는 충격에 의해 발생되는 응력이 연료 탱크(10)와 지지부(20)의 연결 지점에 집중되는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 횡동요 저감부(30)는 연료 탱크(10)의 횡동요 저감을 위해 제공된다. 구체적으로, 횡동요 저감부(30)는 윈치(310), 와이어(320), 풀리(330) 및 러그(340)를 포함할 수 있다.
윈치(310)는 연료 탱크(10)의 하측에 제공되고, 와이어(320)의 길이를 조절하도록 제공된다. 또한, 와이어(320)는 연료 탱크(10)의 표면에 부착되는 러그(340)에 연결되고, 데크(14) 상에 제공되는 풀리(330)에 감겨서 연료 탱크(10) 하측에 배치된 윈치(310)와 연결된다. 이때, 러그(340)는 연료 탱크(10)의 양 측면에 한 개씩 부착될 수 있으며, 와이어(320) 및 풀리(330)는 연료 탱크(10)의 양 측에 두 개씩 제공될 수 있다. 이에 따라, 윈치(310)의 양 측으로 와이어(320)가 연결될 수 있으며, 윈치(310)의 작동으로 인해 연료 탱크(10) 양 측에 제공되는 와이어(320)의 길이가 각각 조절될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 횡동요 저감부(30)에 의해, 연료 탱크(10) 내부의 연료의 관성력에 따른 토크 하중에 대응할 수 있다. 구체적으로, 횡동요가 발생되어 연료 탱크(10)에 일 방향으로 연료의 관성력에 따른 토크 하중이 발생된 경우, 이의 반대 방향으로 연료 탱크(10)에 토크가 작용하도록 연료 탱크(10) 양 측의 와이어(320) 길이를 각각 조절하여 연료의 관성력에 따른 토크 하중을 저감시킬 수 있다. 이로써, 연료의 관성력에 따른 토크 하중으로 인해 연료 탱크(10) 또는 선체(12)에 구조적인 손상이 가해지는 것을 방지할 수 있다.
한편, 완충부(40)는 연료 탱크(10)에 연결되고, 선체(12)의 모션에 의해 연료 탱크(10)에 작용하는 충격을 완화하도록 제공될 수 있다. 이를 위해, 완충부(40)는 완충 지지체(410), 수평 탄성부재(420), 고정 지지체(430) 및 수직 탄성부재(440)를 포함할 수 있다.
완충 지지체(410)는 데크(14) 상에 제공되며, 기둥 형상으로 제공될 수 있다. 일 예로, 완충 지지체(410)는 연료 탱크(10)를 향하는 면은 데크(14)에 대하여 수직한 면으로 형성되고, 그 반대측 면은 경사면으로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명의 사상이 이러한 완충 지지체(410)의 형상으로 한정되지는 않는다.
완충 지지체(410)는 연료 탱크(10)와 수평 탄성부재(420)를 통해 탄성 연결될 수 있으며, 수평 탄성부재(420)에 의해 연료 탱크(10)에 가해지는 수평 방향 충격이 완화될 수 있다. 일 예로, 수평 탄성부재(420)는 한 개의 스프링 또는 복수 개의 스프링 집합체로서 제공될 수 있다.
또한, 고정 지지체(430)는 데크(14) 상에 고정되며, 완충 지지체(410)의 저면과 고정 지지체(430)의 상면이 수직 탄성부재(440)를 통해 탄성 연결될 수 있다. 이러한 수직 탄성부재(440)에 의해 연료 탱크(10)를 통해 완충 지지체(410)에 가해지는 충격이 추가적으로 완화될 수 있다. 일 예로, 수직 탄성부재(440)는 수평 탄성부재(420)와 마찬가지로 한 개의 스프링 또는 복수 개의 스프링 집합체로서 제공될 수 있다.
본 실시예에서는 완충 지지체(410)가 고정 지지체(430)와 탄성 연결되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 사상이 이에 한정될 필요는 없다. 예를 들어, 완충 지지체(410)는 데크(14) 상에 고정되고, 고정 지지체(430) 및 수직 탄성부재(440)는 생략되는 구성도 가능할 것이다. 다만, 이 경우에는 본 실시예의 구성보다 충격을 저감시키는 효과가 다소 떨어질 것이다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 실시예에 따른 연료 수송용 선박(1)에 따르면, 선체의 모션, 횡동요 등에 의해 연료 탱크에 가해지는 충격을 구조적으로 완화시킬 수 있다는 효과가 있다.
한편, 상술한 실시예에 따른 연료 수송용 선박(1)은 연료 탱크(10)의 일 측에만 완충부(40)가 연결되는 구성을 갖지만, 본 발명의 사상이 이에 한정될 필요는 없다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 연료 수송용 선박(1)에는 제1 완충부(42) 및 제2 완충부(44)가 연료 탱크(10)의 양 측에 연결될 수 있다. 이때, 제1 완충부(42) 및 제2 완충부(44)는 각각 연료 탱크(10)를 사이에 두고 선수측과 선미측에 배치될 수 있다. 이로써, 선체(12)의 가속 및 감속시에 작용하는 수평 하중을 보다 효과적으로 저감시키면서, 연료 탱크(10)를 견고하게 탄성 지지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안 되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
연료 수송용 선박(1) 연료 탱크(10)
가이드 프레임(110) 밴드 스토퍼(120)
지지부(20) 받침 부재(210)
기둥 부재(220) 머리 부재(230)
상부 휠(240) 하부 휠(250)
연결 부재(260) 횡동요 저감부(30)
윈치(310) 와이어(320)
풀리(330) 러그(340)
완충부(40) 완충 지지체(410)
수평 탄성부재(420) 고정 지지체(430)
수직 탄성부재(440)

Claims (10)

  1. 선체;
    상기 선체의 상면을 구성하는 데크;
    내부에 연료를 저장하는 연료 탱크;
    상기 데크 상에 제공되고, 상기 연료 탱크를 지지하는 지지부; 및
    상기 연료 탱크에 연결되고, 상기 선체의 모션에 의해 상기 연료 탱크에 작용하는 충격을 완화하는 완충부를 포함하고,
    상기 완충부는,
    상기 데크 상에 제공되는 완충 지지체; 및
    상기 완충 지지체와 상기 연료 탱크를 탄성 연결하여 상기 연료 탱크에 가해지는 수평 방향 충격을 완화시키는 수평 탄성부재를 포함하는,
    연료 수송용 선박.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 연료 탱크의 둘레면을 따라 제공되는 탄성 재질의 밴드 스토퍼를 더 포함하는,
    연료 수송용 선박.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 데크 상에 제공되는 받침 부재;
    상기 받침 부재와 연결되는 기둥 부재; 및
    상기 기둥 부재 상부에 연결되고, 상기 연료 탱크를 지지하는 머리 부재를 포함하는,
    연료 수송용 선박.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 연료 탱크는,
    하부 표면 일부가 요입되어 형성되는 가이드 프레임을 포함하고,
    상기 지지부는,
    상기 머리 부재의 상면에 제공되고, 상기 가이드 프레임의 저면에 접촉되는 상부 휠을 더 포함하고,
    상기 머리 부재가 상기 가이드 프레임에 수용되어 상기 연료 탱크를 지지하는,
    연료 수송용 선박.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 받침 부재의 저부에 제공되는 하부 휠을 더 포함하는,
    연료 수송용 선박.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 기둥 부재와 상기 머리 부재를 힌지(hinge) 방식으로 연결하는 연결 부재를 더 포함하는,
    연료 수송용 선박.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 연료 탱크의 횡동요 저감을 위한 횡동요 저감부를 더 포함하고,
    상기 횡동요 저감부는,
    상기 연료 탱크의 표면에 부착되는 러그;
    상기 러그에 연결되는 와이어;
    상기 연료 탱크의 하측에 제공되고, 상기 와이어의 길이를 조절하는 윈치; 및
    상기 와이어가 감기도록 상기 데크 상에 제공되는 풀리를 포함하는,
    연료 수송용 선박.
  8. 삭제
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 완충부는,
    상기 데크 상에 고정되는 고정 지지체; 및
    상기 고정 지지체와 상기 완충 지지체를 탄성 연결하는 수직 탄성부재를 포함하는,
    연료 수송용 선박.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 완충부는 두 개로 제공되며,
    두 개의 상기 완충부는 상기 연료 탱크의 양 측에 연결되고,
    상기 연료 탱크를 사이에 두고 선수측과 선미측에 각각 배치되는,
    연료 수송용 선박.
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