KR102213140B1 - 트레인 방식의 png 운송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해상에서 동력선(10)으로 가스를 운송하는 장치에 있어서: 경량의 고인장 소재로 형성되는 저장탱크(20); 상기 동력선(10)과 인접하는 저장탱크(20) 사이를 연결하도록 설치되는 연결수단(30); 및 상기 저장탱크(20)에 완충성을 부여하도록 외면에 부착되는 완충수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 다량의 PNG 가스를 저렴하고 안전한 방식으로 운송하여 LNG에 비해 자연기화율(BOR)을 낮추면서 액화ㆍ재액화 공정의 생략에 따른 경제적 이점을 확대하는 효과가 있다.

Description

트레인 방식의 PNG 운송장치{Train-shaped PNG transportation apparatus}

본 발명은 PNG 운송장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 가볍고 강한 압력 용기를 기반으로 선체 내부에 수납하는 대신 압력 용기를 해상으로 예인하는 형태로 가스를 운반하는 트레인 방식의 PNG 운송장치에 관한 것이다.

통상 PNG선(Pressurized Natural Gas Carrier)과 CNG선(Compressed Natural Gas Carrier)은 파이프라인 설치가 어렵고 일반 LNG선을 투입하기에 경제성이 확보되지 않는 중소 규모의 가스전 개발에 유리하게 적용된다. PNG선의 경우 250기압에서 압축한 가스를 취급하므로 액화 및 기화 공정을 배제하여 경제성을 높이는 반면, PNG를 저장한 압력 용기를 선체 내부에 수납하여 운송하는 방식에 의존하므로 경제성 제고에 한계성을 보인다.

이와 다른 운송방식을 검토하기 위한 참고문헌으로서 한국 등록특허공보 제1981-0001873호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제1393510호(선행문헌 2) 등을 검토할 수 있다.

선행문헌 1은 선창내로 일련의 연결된 상기 운반체들을 끌어들이고 또 내보내기 위한 수단을 설치하여된 통상의 부유성 운반체 운송용 선박에 있어서, 선창내 반입된 운반체들을 일정한 장소에 고정시키기 위한 고정 수단으로써, 갑판거어더에 취부된 고정실린더내에서 왕복동하는 가동 피스톤을 가진 스퍼드가 각 운반체의 단부 상방에 하나씩 설치된다. 이에 따라, 부력 전달에 의해 하중을 분담하여 해상운송의 경제성을 향상을 도모한다.

선행문헌 2는 추진용 선박과, 액화천연가스를 저장할 수 있는 저장탱크가 마련되어 있으며, 수면에 뜰 수 있도록 구성되며, 추진용 선박에 분리 가능하게 결합되는 부유식 저장탱크를 포함하며, 결합부재가 결합홈부에 삽입됨으로써 추진용 선박과 부유식 저장탱크가 결합되는 구조를 제안한다. 이에 따라, 선적 및 하역시간 동안 운항이 중단되는 문제점을 해결하므로 경제성 향상을 기대한다.

그러나, 상기한 선행문헌의 방식을 적용하는 경우 어느 정도까지 운송량 증대를 기대할 여지는 있으나 PNG를 적용하여 운송량을 증대할수록 경제성과 더불어 안전성이 저하된다.

1. 한국 등록특허공보 제1981-0001873호 "부유성 운반체 운송용 선박" (공개일자 : 1981. 11. 19.) 2. 한국 등록특허공보 제1393510호 "해상 이송장치" (공개일자 : 2014. 4. 7.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, PNG를 선체 내부에 수납하는 대신 독립된 압력 용기에 저장하여 해상으로 예인하는 방식을 적용하여 다량 운송에 의한 경제성 제고를 도모하는 트레인 방식의 PNG 운송장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 해상에서 동력선으로 가스를 운송하는 장치에 있어서: 경량의 고인장 소재로 형성되는 저장탱크; 상기 동력선과 인접하는 저장탱크 사이를 연결하도록 설치되는 연결수단; 및 상기 저장탱크에 완충성을 부여하도록 외면에 부착되는 완충수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 연결수단은 소켓조인트과 링크를 연결축으로 연결하되, 설정 범위로 링크의 다자유도 운동을 허용하도록 유동홈을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 연결수단은 링크를 보조하거나 대체하도록 섬유로프를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 완충수단은 쿠션 및 자석 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 동력선과 저장탱크는 연결수단을 배제하고 직결하도록 요홈을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 동력선은 제어기를 탑재하여 각 저장탱크의 전파발생기에 의한 신호로 예인 상태를 추적하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 다량의 PNG 가스를 저렴하고 안전한 방식으로 운송하여 LNG에 비해 자연기화율(BOR)을 낮추면서 액화ㆍ재액화 공정의 생략에 따른 경제적 이점을 확대하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 전체적으로 나타내는 개략 구성도
도 2는 본 발명에 따른 장치의 주요부를 나타내는 확대 구성도
도 3은 본 발명에 따른 장치의 변형예를 나타내는 평면 구성도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 해상에서 동력선(10)으로 가스를 운송하는 장치에 관하여 제안한다. 운송 대상은 PNG(Pressurized Natural Gas)를 예시하지만 CNG(Compressed Natural Gas) 등 액화ㆍ재액화가 필요 없는 제반 가스를 포함한다. 동력선(10)은 예인선에 준하는 규격을 기반으로 다양한 장비를 구비한다.

본 발명에 따르면 경량의 고인장 소재로 형성되는 저장탱크(20)를 구비한다. 경량의 고인장 소재로 세라믹 복합소재, 나노 복합소재, 그래핀 등을 전체적이나 부분적으로 적용 가능하다. LNG가 아니라 압축된 가스(CNG)를 운반하는 형태이므로 고도의 단열재는 필요하지 않다. 저장탱크(20)는 원형보다 타원형 수직단면이 선호되고 상부에는 가스의 출입을 위한 주입구(22)를 구비한다.

이와 같은 저장탱크(20)는 동력선(10)이나 여타의 캐리어 내부에 배치시켜 가스를 운반할 수도 있지만 자체적인 강성과 부력을 지니므로 동력선(10)에 의하여 예인하는 개념을 적용할 수 있다. 이 경우 많은 양의 가스를 저렴한 비용으로 운송할 수 있을 뿐더러 액화와 재액화 공정이 생략되고 BOR 개념이 사라짐에 따라 시장 경쟁력을 높일 수 있다.

또, 본 발명에 따르면 연결수단(30)이 상기 동력선(10)과 인접하는 저장탱크(20) 사이를 연결하도록 설치되는 구조를 특징으로 한다. 연결수단(30)은 동력선(10)과 저장탱크(20), 저장탱크(20)와 저장탱크(20) 사이에 각각 설치된다. 다만 다수의 저장탱크(20) 중에서 동력선(10)에 인접할수록 연결수단(30)은 고하중을 지탱하기 위한 강도 측면의 차별화를 요한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 연결수단(30)은 소켓조인트(31)과 링크(32)를 연결축(33)으로 연결하되, 설정 범위로 링크(32)의 다자유도 운동을 허용하도록 유동홈(32a)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 동력선(10)의 선미에는 소켓조인트(31)가 설치되고 저장탱크(20)의 선단에는 연결고리(24)가 설치된다. 소켓조인트(31)와 연결고리(24) 사이는 링크(32)로 연결한다. 링크(32)는 봉재를 의미하는 것으로 중간에 관절운동 가능한 구조를 구비할 수도 있다. 도 2에서 링크(32)의 유동홈(32a)은 나팔 형태로 형성되어 저장탱크(20)의 운송중 다자유도 운동을 허용하지만 소켓조인트(31)와 연결축(33)에 의하여 운동범위는 제한된다. 특히 동력선(10)과 첫 번째 저장탱크(20)의 운동범위 제한은 중요하다. 이에, 어느 상황에나 저장탱크(20)가 동력선(10)과 충돌하는 것을 원천적으로 차단한다.

이때, 이웃하는 저장탱크(20)의 사이에도 상기한 소켓조인트(31), 링크(32), 연결축(33), 연결고리(24)를 동일한 방식으로 적용할 수 있다.

한편, 도시에는 생략하나 연결수단(30)의 링크(32)는 길이 변동을 위한 턴버클을 구비할 수도 있다.

본 발명의 변형예로서, 상기 연결수단(30)은 링크(32)를 보조하거나 대체하도록 섬유로프(35)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 섬유로프(35)는 내염수성을 지닌 고강도의 소재를 사용하며 링크(32)에 비하여 저장탱크(20)의 연결에 유연성을 높일 수 있다. 섬유로프(35)는 링크(32)와 함께 설치되어 링크(32)의 하중을 분산하거나 링크(32)의 파손시 견인 기능을 수행한다.

한편, 각각의 저장탱크(20)를 별도의 하나의 섬유로프(35)로 연결하여 동력선(10)의 윈치(도시 생략)로 권취할 수 있다.

또, 본 발명에 따르면 완충수단(40)이 상기 저장탱크(20)에 완충성을 부여하도록 외면에 부착되는 구조를 특징으로 한다. 동력선(10)과 저장탱크(20)이 정박이나 운송중에 상호 충돌하는 경우 완충수단(40)이 충격에너지를 완화하여 저장탱크(20)의 손상을 방지한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 완충수단(40)은 쿠션(42) 및 자석(45) 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 한다. 쿠션(42) 및 자석(45)은 저장탱크(20)의 외주면에 일정한 간격으로 분산하여 부착한다. 쿠션(42)은 탄성 변형으로 충격에너지를 흡수하고, 자석(45)은 동일한 극성의 자기력으로 반발하여 충격에너지를 흡수한다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 동력선(10)과 저장탱크(20)는 연결수단(30)을 배제하고 직결하도록 요홈(26)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 3에서 동력선(10)의 선미와 저장탱크(20)의 후단은 동력선(10)의 선단과 동일한 곡률의 요홈(26)을 구비한다. 동력선(10)과 저장탱크(20)을 밀착 상태로 유지하는 경우 연결수단(30)의 링크(32)를 배제하고 소켓조인트(31)와 연결고리(24)를 직결한다. 이 상태에서 동력선(10)과 저장탱크(20) 간의 상호 접촉하는 부분에서 쿠션(42)에 의한 완충도 유지된다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 동력선(10)은 제어기(50)를 탑재하여 각 저장탱크(20)의 전파발신기(55)에 의한 신호로 예인 상태를 추적하는 것을 특징으로 한다. 제어기(50)는 마이크로프로세서 기반의 마이컴부와, 전파발신기(55)의 신호를 수신하는 통신부와, 제어 상태를 화면으로 출력하는 모니터부를 구비한다. 전파발생기(55)는 각 저장탱크(20)의 상단에 독립적인 전원과 함께 설치되어 신호를 송출한다.

이에, 해무가 짙거나 야간에 각 저장탱크(20)의 위치와 요동 상태를 정확하게 추적할 수 있으므로 해당 지역의 기상상황에 따라서 연결수단(30)의 길이를 적절하게 조절하여 운송비를 절감하고 안전성을 높인다.

한편, 저장탱크(20)의 외부에 야간식별력을 높이도록 야광표시(도시 생략)를 부착할 수도 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 동력선 20: 저장탱크
22: 주입구 24: 연결고리
26: 요홈 30: 연결수단
31: 소켓조인트 32: 링크
33: 연결축 35: 섬유로프
40: 완충수단 42: 쿠션
45: 자석 50: 제어기
55: 전파발신기

Claims (6)

1. 해상에서 동력선(10)으로 가스를 운송하는 장치에 있어서:
   경량의 고인장 소재로 형성되는 저장탱크(20);
   상기 동력선(10)과 인접하는 저장탱크(20) 사이를 연결하도록 설치되는 연결수단(30); 및
   상기 저장탱크(20)에 완충성을 부여하도록 외면에 부착되는 완충수단(40);을 포함하되,
   상기 연결수단(30)은 소켓조인트(31)과 링크(32)를 연결축(33)으로 연결하되, 설정 범위로 링크(32)의 다자유도 운동을 허용하도록 유동홈(32a)을 구비하며,
   상기 연결수단(30)은 링크(32)를 보조하도록 섬유로프(35)를 더 구비하고,
   상기 완충수단(40)은 쿠션(42) 및 자석(45)을 구비하는 것을 특징으로 하는 트레인 방식의 PNG 운송장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 동력선(10)과 저장탱크(20)는 연결수단(30)을 배제하고 직결하도록 요홈(26)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 트레인 방식의 PNG 운송장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 동력선(10)은 제어기(50)를 탑재하여 각 저장탱크(20)의 전파발신기(55)에 의한 신호로 예인 상태를 추적하는 것을 특징으로 하는 트레인 방식의 PNG 운송장치.

Images