KR102343198B1

KR102343198B1 - 선박

Info

Publication number: KR102343198B1
Application number: KR1020200073020A
Authority: KR
Inventors: 김준희; 한상호; 이동진; 한범우; 김현석
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2020-06-16
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2021-12-24
Also published as: KR20210155592A

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 선박은 선체에 액화물질을 저장하는 저장탱크를 구비하고, 상기 선체의 선저로 기체를 분사하도록 구성되는 마찰저감장치; 및 상기 저장탱크의 일 측에 형성되는 코퍼댐;을 포함한다. 아울러, 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박에서 상기 마찰저감장치의 압축기로부터 연장되는 제1배관은 상기 코퍼댐을 경유하도록 구성되고, 상기 제1배관에는 상기 제1배관으로부터 발생하는 열이 상기 코퍼댐에 전달되는 것을 경감시키기 위한 단열 부재가 배치된다.

Description

선박{Ship}

본 발명은 마찰저감장치를 구비한 선박에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마찰저감장치의 배치효율을 향상시키고 코퍼댐의 과열 형상을 경감시킬 수 있도록 구성된 선박에 관한 것이다.

해상을 항해하는 선박은 선체의 상당 부분이 해수에 잠기므로, 운항 중 해수에 의한 (마찰)저항을 많이 받는다. 해수에 의한 이러한 마찰저항은 저속 선박의 경우에는 전체저항의 약 80%를 차지하고, 고속 선박의 경우에서는 전체저항의 약 50%를 차지한다.

선체에 발생하는 마찰저항은 선체와 접촉하는 물입자의 점성에 기인한다. 따라서, 물의 점성을 차단할 수 있도록 선체와 물 사이에 물의 비중보다 작은 물질층을 형성한다면, 위와 같은 마찰저항을 현저히 경감시킬 수 있다.

특허문헌 1 내지 3은 위와 같은 문제를 해소시키기 위한 기술사상을 개시하고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 내지 3은 선체의 표면으로 공기를 분사하여, 선체의 표면과 해수 간의 마찰 저항을 최소화시키는 장치를 소개하고 있다.

마찰저감장치는 압축기, 배관, 기체분사구 등과 같은 다양한 설비를 포함한다. 따라서, 마찰저감장치를 선체에 배치하기 위해서는 선체 내에 많은 유효공간을 필요로 한다. 그러나 LNG 운반석과 같이 선체 내부 공간이 운반물의 저장 및 운반물의 냉각시스템에 의해 할여된 경우에는 마찰저감장치의 설치가 용이하지 않다.

KR

2011-0050534

A

KR

2014-0117681

A

KR

2015-0104540

A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LNG 운반선과 같이 유효공간이 적은 선체에서도 마찰저감장치의 설치가 가능한 선박을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박은 선체에 액화물질을 저장하는 저장탱크를 구비하고, 상기 선체의 선저로 기체를 분사하도록 구성되는 마찰저감장치; 및 상기 저장탱크의 일 측에 형성되는 코퍼댐;을 포함한다. 아울러, 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박에서 상기 마찰저감장치의 압축기로부터 연장되는 제1배관은 상기 코퍼댐을 경유하도록 구성되고, 상기 제1배관에는 상기 제1배관으로부터 발생하는 열이 상기 코퍼댐에 전달되는 것을 경감시키기 위한 단열 부재가 배치된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 선박은 상기 코퍼댐을 가열하도록 구성되는 가열 부재; 상기 코퍼댐의 온도를 감지하도록 구성되는 온도 센서; 및 상기 온도 센서로부터 취득한 온도와 설정된 온도를 비교하여 상기 가열 부재의 작동상태를 제어하도록 구성되는 제어장치;를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 선박은 상기 제1배관으로부터 분기되고, 상기 코퍼댐을 경유하도록 구성되는 제2배관; 및 상기 제2배관에 형성되어, 상기 제1배관으로부터 상기 제2배관으로 유입되는 유체의 유량을 조절하도록 구성되는 밸브;를 포함한다.

본 발명은 LNG 운반선과 같이 유효공간이 적은 선체에서도 마찰저감장치의 설치가 가능한 선박구조를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박의 측면도
도 2는 도 1에 도시된 선박의 평면도
도 3은 도 1에 도시된 코퍼댐에 배치되는 압축기의 주배관을 나타낸 요부 사시도
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 선박의 측면도

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.

아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 일 실시 예에 따른 선박을 설명한다.

본 실시 예에 따른 선박(100)은 운항에 필요한 추진장치를 포함한다. 예를 들어, 선박(100)은 내연기관에 의해 작동하는 프로펠러(120)를 포함한다. 프로펠러(120)는 선체(110)의 선미 측에 배치된다. 프로펠러(120)는 복수로 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로펠러(120)는 선박(100)의 운항속도 또는 선박(100)의 운항능력을 향상시키기 위해 선체(110)의 선미 좌우 양측에 각각 배치될 수 있다.

선박(100)은 액화물질을 운반하기 위한 구성을 포함한다. 예를 들어, 선체(110)에는 다수의 액화물질저장탱크(130)가 간격을 두고 형성될 수 있다. 선박(100)은 액화물질저장탱크(130)의 단열 또는 보호를 위한 구성을 포함한다. 예를 들어, 액화물질저장탱크(130)의 일 측 또는 양측에는 코퍼댐(140)이 형성된다. 코퍼댐(140)에는 코퍼댐(140)을 소정의 온도로 유지시키기 위한 가열장치(160)가 배치될 수 있다.

선박(100)은 선체(110)와 해수 또는 담수 간의 마찰저항을 최소화할 수 있는 장치를 포함한다. 예를 들어, 선박(100)은 선체(110)의 선저, 바람직하게는 선저의 평탄면으로 기체(또는 공기)를 분사하도록 구성된 마찰저감장치(200)를 포함한다.

마찰저감장치(200)는 선체(110)의 선수 측에 배치된다. 그러나 마찰저감장치(200)의 배치위치가 선체(110)의 선수 측으로 한정되는 것은 아니다. 마찰저감장치(200)는 압축기(210), 주배관(220), 보조배관(230), 기체분사구(240)를 포함한다. 그러나 마찰저감장치(200)의 구성이 전술된 요소들로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 마찰저감장치(200)는 주배관(220) 및 보조배관(230)에 각각 배치되는 밸브 등을 더 포함할 수 있다.

압축기(210)는 도 1에 도시된 바와 같이 선체(110)의 선수 측에 배치된다. 아울러, 압축기(210)는 원활한 압축공기 생성 및 작동효율을 위해 선체(110)의 만재흘수선보다 높게 배치되는 것이 바람직하다.

주배관(220)은 압축기(210)와 연결되며, 압축기(210)에 의해 생성된 압축공기가 선미방향으로 유동하도록 유도한다. 주배관(220)은 선체의 유효공간을 최대한 활용할 수 있도록 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 코퍼댐(140)을 경유하도록 배치된다.

주배관(220)에는 단열 부재(300)가 배치될 수 있다. 단열 부재(300)는 주배관(220)의 일 부분에 국한되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 단열 부재(300)는 주배관(220) 중 코퍼댐(140)을 경유하는 구간에 한해 형성될 수 있다. 그러나 단열 부재(300)의 형성 구간이 전술된 범위로 한정되는 것은 아니다. 단열 부재(300)는 주배관(220)의 열을 외부로 방출시키지 않는 범위에서 여러 형태 또는 재질로 변경될 수 있다. 예를 들어, 단열 부재(300)는 우레탄 폼 단열재, 발포폴리스티렌 단열재, 유리섬유 단열재 등에서 선택될 수 있다.

보조배관(230)은 주배관(220)으로부터 분기 형성된다. 보조배관(230)은 도 2에 도시된 바와 같이 주배관(220)의 길이방향을 따라 소정의 간격을 두고 분기된 후, 선미 방향으로 연장될 수 있다. 주배관(220)으로부터 분기되는 보조배관(230)의 선폭 방향 길이는 도 2에 도시된 바와 같이 선미 측으로 갈수록 길어질 수 있다. 예를 들어, 주배관(220)으로부터 첫 번째로 분기되는 보조배관(230)의 선폭 방향 길이는 주배관(220)으로부터 두 번째로 분기되는 보조배관(230)의 선폭 방향 길이보다 작고, 주배관(220)으로부터 두 번째로 분기되는 보조배관(230)의 선폭 방향 길이는 주배관(220)으로부터 세 번째로 분기되는 보조배관(230)의 선폭 방향 길이보다 작을 수 있다. 보조배관(230)의 내경은 기체분사압력이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 주배관(220)의 내경보다 작은 것이 바람직하다. 아울러, 보조배관(230)의 내경은 주배관(220)으로부터 분기되는 위치에 따라 다르게 형성할 수 있다. 예를 들어, 주배관(220)으로부터 첫 번째로 분기되는 보조배관(230)의 내경은 주배관(220)으로부터 두 번째로 분기되는 보조배관(230)의 내경보다 크고, 주배관(220)으로부터 두 번째로 분기되는 보조배관(230)의 내경은 주배관(220)으로부터 세 번째로 분기되는 보조배관(230)의 내경보다 클 수 있다. 그러나 필요에 따라 보조배관(230)의 내경을 모두 동일하게 형성할 수도 있다.

기체분사구(240)는 보조배관(230)과 연결된다. 기체분사구(240)는 보조배관(230)을 통해 공급된 압축공기 또는 압축기체를 해수 중으로 분사시키도록 구성된다. 바람직하게는, 기체분사구(240)는 압축공기가 선체(110)의 선저 표면을 따라 유동하도록 압축공기를 분사시킬 수 있다. 이를 위해 기체분사구(240)의 최종 토출방향은 선체(110)의 선저면과 대체로 평행한 것이 좋다.

선박(100)은 코퍼댐(140)의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 구성을 포함한다. 예를 들어, 선박(100)은 가열장치(160), 온도 센서(510), 제어장치(500)를 포함할 수 있다.

가열장치(160)는 코퍼댐(140)에 배치된다. 가열장치(160)는 코퍼댐(140)의 온도를 설정된 온도로 유지시키도록 작동될 수 있다. 온도 센서(510)는 코퍼댐(140)의 온도를 측정하고, 측정된 온도정보를 제어장치(500)에 송출하도록 구성된다. 제어장치(500)는 온도 센서(510)로부터 취득한 온도정보를 바탕으로 가열장치(160)를 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 코퍼댐(140)의 현재 온도가 설정온도보다 낮으면, 제어장치(500)는 가열장치(160)를 작동시켜 코퍼댐(140)의 온도를 높일 수 있다. 이와 반대로, 코퍼댐9140)의 현재 온도가 설정온도보다 높으면, 제어장치(500)는 가열장치(160)의 작동을 정지시켜 코퍼댐(140)의 온도가 낮아지게 할 수 있다.

위와 같이 구성된 선박(100)은 압축기(210)로부터 연장되는 주배관(220)이 코퍼댐(140)을 경유하도록 배치되므로, 마찰저감장치(200)의 배치에 따른 선체의 크기 변화를 최소화시킬 수 있다. 따라서, 본 실시 예에 따른 선박은 건조 비용을 절감시키고, 운항효율을 향상시킬 수 있다.

다음에서는 도 4를 참조하여 다른 실시 예에 따른 선박을 설명한다.

본 실시 에에 따른 선박(100)은 코퍼댐(140)을 경유하는 주배관(220)의 형태에 있어서 전술된 실시 예와 구별될 수 있다.

본 실시 예에 따른 주배관(220)은 제1배관(222)과 제2배관(224)을 포함할 수 있다. 제1배관(222) 및 제2배관(224)은 코퍼댐(140)을 경유하도록 구성된다. 제2배관(224)은 제1배관(222)로부터 분기된 형태일 수 있다. 예를 들어, 제2배관(224)은 제1배관(222)의 일 측으로부터 분기되어 코퍼댐(140)을 경유한 후, 코퍼댐(140)의 외측에서 주배관(220)과 연결되도록 구성될 수 있다.

제1배관(222)에는 단열 부재(400)가 형성될 수 있다. 따라서, 제1배관(222)으로부터 발생하는 열은 코퍼댐(140)의 내부로 전달되지 않을 수 있다. 이와 달리 제2배관(224)에는 단열 부재(400)가 형성되지 않을 수 있다. 따라서, 제2배관(224)으로부터 발생하는 열은 코퍼댐(140)의 내부로 전달될 수 있다.

제2배관(224)에는 밸브(600)가 배치될 수 있다. 밸브(600)는 제1배관(222)으로부터 제2배관(224)으로 유입되는 유체의 유량을 조절할 수 있다. 밸브(600)는 제어장치(500)와 연결될 수 있으며, 제어장치(500)에 의해 개폐 및 개폐크기가 조절될 수 있다.

본 실시 예에 따른 선박(100)은 가열장치(160)와 밸브(600)를 통해 코퍼댐(140)의 온도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 코퍼댐(140)의 온도가 설정온도보다 낮으면, 제어장치(500)는 가열장치(160)를 작동시킴과 동시에 밸브(600)를 개방시켜 코퍼댐(140)의 내부 온도를 높일 수 있다. 이와 반대로, 코퍼댐(140)의 온도가 설정온도보다 높으면, 제어장치(500)는 가열장치(160)의 작동을 정지시키거나 또는 밸브(600)를 폐쇄하여 코퍼잼(140)의 내부 온도를 낮출 수 있다. 아울러, 코퍼댐(140)의 온도가 설정온도보다 상당히 높으면, 제어장치(500)는 가열장치(160)의 작동을 정지시킴과 더불어 밸브(600)를 폐쇄하여 코퍼잼(140)의 내부 온도를 낮출 수 있다.

위와 같이 구성된 선박(100)은 마찰저감장치(200)의 주배관(220)을 코퍼댐(140)의 내부로 경유시킴으로써, 마찰저잠장치(200)의 설치에 필요한 공간을 축소시킬 수 있다. 아울러, 본 실시 예에 따른 선박(100)은 마찰저감장치(200)의 주배관(220)을 코퍼댐(140)의 가열하는데 활용할 수 있으므로, 가열장치(160)의 구동에 필요한 에너지를 절감시킬 수 있다.

본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다. 예를 들어, 전술된 실시형태에 기재된 다양한 특징사항은 그와 반대되는 설명이 명시적으로 기재되지 않는 한 다른 실시형태에 결합하여 적용될 수 있다.

100, 102 선박
110 선체
120 프로펠러
130 액화물질저장탱크
140 코퍼댐(cofferdam)
160 가열장치
170 평형수탱크
200 마찰저감장치
210 압축기
220 주배관
230 보조배관
240 기체분사구
300 단열 부재
500 제어장치
510 온도 센서
600 밸브

Claims

선체에 액화물질을 저장하는 저장탱크를 구비한 선박에 있어서,
상기 선체의 선저로 기체를 분사하도록 구성되는 마찰저감장치;
상기 저장탱크의 일 측에 형성되는 코퍼댐;
상기 마찰저감장치의 압축기로부터 연장되고 상기 코퍼댐을 경유하도록 구성되는 제1배관;
상기 제1배관으로부터 발생하는 열이 상기 코퍼댐에 전달되는 것을 경감시킬 수 있도록 상기 제1배관에 배치되는 단열 부재;
상기 제1배관으로부터 분기되고, 상기 코퍼댐을 경유하도록 구성되는 제2배관;
상기 제2배관에 형성되어, 상기 제1배관으로부터 상기 제2배관으로 유입되는 유체의 유량을 조절하도록 구성되는 밸브;
상기 코퍼댐을 가열하도록 구성되는 가열 부재;
상기 코퍼댐의 온도를 감지하도록 구성되는 온도 센서; 및
상기 온도 센서로부터 취득한 온도와 설정된 온도를 비교하여 상기 가열 부재의 작동상태를 제어하도록 구성되는 제어장치;
을 포함하는 선박.
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