KR20070116292A - 반잠수가능한 중량 화물선 - Google Patents

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한스 판 마머렌
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지멘스 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 플로우트 온/플로우트 오프 방식 및/또는 로울 온/로울 오프 방식에 따라 화물의 적재 및 하역을 위해 채우거나 비울 수 있는 바닥 탱크 및 사이드 탱크를 갖는 반잠수가능한 중량 화물선에 관한 것이다. 상기 중량 화물선은 주 기관으로서 적어도 하나의 애지머스 러더 프로펠러를 구동시키는 디젤 엔진을 갖는 디젤 전기 구동 장치를 포함한다. 조종 성능을 개선시키기 위해 선수부에 횡방향 추력 장치가 제공된다. 상부 및 하부 탱크에 물 밸러스트가 제공됨으로써 화물에 대해 균형을 잡을 수 있다.

Description

반잠수가능한 중량 화물선 {SEMI-IMMERSIBLE HEAVY-LIFT CARGOBOAT}
본 발명은 반잠수가능한 중량 화물선에 관한 것이다. 상기와 같은 화물선은 특히 크고 무거운 개별 탁송 화물을 위해 사용되고 10,000톤 이상의 적재 능력을 갖는다. 크레인에 의해 화물이 적재 및 하역되므로 운송될 화물의 치수가 제한되었던 종래의 화물선과는 달리, 반잠수가능한 중량 화물선은 예컨대 완전한 해상 플랫폼(offshore platform), 항만 크레인 설비 또는 중형에서부터 대형에 이르는 선박 운송수단 또는 그러한 선박들의 부품들과 같은 부피가 큰 화물을 운송하기에 특히 적합하다. 이를 위해, 반잠수가능한 중량 화물선은 본 발명에 따라 구동 장치, 선장실 및 승무원실이 있는 선수부 및 평평한 운송 플랫폼 및 밸러스트 탱크를 갖는 중공벽으로 이루어진 부유체(float)로 형성된 선미부로 이루어진다.
밸러스트 탱크를 채움으로써, 부유가능한 화물선 또는 예컨대 폰툰(pontoon) 위에 실린 화물을 수용하거나 인도하기 위해 운송 플랫폼이 흘수선 밑으로 하강될 만큼 반잠수가능한 중량 화물선이 잠수될 수 있다. 이와 반대로 밸러스트 탱크를 비움으로써, 운송될 화물을 도크에 넣기 위해 운송 플랫폼이 상기 운송될 화물보다 낮게 하강될 수 있다. 이러한 플로우트 온/플로우트 오프 방식(float-on/float-off method) 이외에도, 반잠수가능한 중량 화물선의 운송 플랫폼이 부두의 높이까 지 상승되거나 하강되는, 소위 로울 온/로울 오프 방식(roll-on/roll-off method)에 의해서도 화물의 적재 및 하역이 이루어질 수 있다.
전기 선박 구동 장치를 갖는 화물선은 이미 공지되어 있다. 디젤 전기 구동 장치에서 전기 프로펠러 기관은 디젤 엔진 및/또는 가스 터빈에 의해 구동되는 제너레이터에 의해 전력을 공급받는다. 디젤 전기 구동 장치는 프로펠러와 직접 연결된 디젤 엔진과 비교해 볼 때 더 높은 투자 경비를 필요로 하지만 좀 더 효율적이라는 장점을 가지며, 하중 조건이 매우 높을 경우에도 프로펠러 축의 회전 모멘트가 매우 높아질 수 있다. 또한 상기와 같은 디젤 전기 구동 장치에서는, 예컨대 거친 바다에서 프로펠러가 물 밖으로 벗어날 경우에 기관 제어가 불충분하게 이루어질 위험은 존재하지 않는다.
종래의 디젤 전기 구동 장치에서는, 모든 전기 구동 장치가 배안에 배치되고 엔진, 기어 장치 및 구동 샤프트는 서로 같은 높이로 정렬된다. 이러한 경우 높은 기계적/유체 역학적 손실이 발생하며, 배의 바깥쪽에서 구동되는 프로펠러에 비해 조종 성능이 제한된다는 점에서 바람직하지 못하다. 또한 연료 소비가 비교적 비경제적이라는 단점이 있다.
간행물 Schiff & Hafen 제 11권(1979)의 "Condock I"라는 기사에는 수상 콘테이너 또는 부유 콘테이너를 수용하기 위한 반잠수가능한 선박이 공지되어 있다. 상기 반잠수가능한 선박은 플로우트 온/플로우트 오프 방식 및/또는 로울 온/로울 오프 방식에 따라 화물을 적재 및 하역하기 위해 비우거나 채울 수 있는 바닥 탱크 및 사이드 탱크를 구비하고, 선미부에 주 기관으로서 디젤 엔진을 갖는다. 조종 성능을 개선시키기 위해 선수부에 횡방향 추력 장치가 제공된다.
본 발명의 목적은 예인선 또는 닻의 도움없이 스스로 위치를 유지할 수 있고 부피가 큰 화물을 수용하기 위해 크고 평평한 적재 플랫폼을 갖는 반잠수가능한 선박을 제공하는데 있다.
상기 목적은, 상기 디젤 엔진이 디젤 전기 구동 장치의 일부분이고, 상기 디젤 전기 구동 장치는 선수부에 배치되어, 선미 하부에 배치된 적어도 하나의 전기 애지머스 러더(azimuth rudder) 프로펠러에 에너지를 공급하며, 적재면은 평평한 운송 플랫폼으로 형성되고, 상기 애지머스 러더 프로펠러는 풍력이 매우 강한 경우에도 하강중에 횡방향 추력 장치와 함께 정확한 위치 제어를 가능하게 함으로써 달성된다.
디젤 전기 구동 장치가 선수부에 배치됨으로써, 중량 화물선의 운송 능력과 관련하여 최적의 선박 공간 활용도가 제공되는 것이 바람직하다. 대부분의 장치 부품들이 선수부에 배치됨으로써, 선미에 배치된 운송 플랫폼에 화물을 적재 및 하역하기 위한 최적의 가변성이 보장되면, 이러한 방식은 어떠한 구조적인 제한도 받지 않는다.
또한 애지머스 러더 프로펠러를 배 밖에 설치된 전동기에 의해 구동시키는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 전동기는 주 기관에 의해 구동되는 제너레이터에 의해 전력을 공급받는다. 하나 또는 다수의 애지머스 러더 프로펠러를 구동시키기 위해 배 밖에 설치된 전동기를 사용함으로써 연료 효율이 특히 높다는 장점이 제공된다. 또한 실제로 SSP라는 명칭으로 공지되어 있는 구동 장치 기술은 매우 다양 한 선체에서 배의 저항이 작다는 특징을 가지며, 전동기를 순환하는 물에 의해 냉각이 이루어지기 때문에 부가의 냉각을 필요로 하지 않는다. 또한 SSP 구동 장치는 사용 비용 및 정비 비용이 낮다.
애지머싱(azimuthing) 러더 프로펠러는 예컨대 ABB "Azimuthing Electric Propulsion Drive"의 브로셔로부터 이미 공지되어 있긴 하지만, 상기 브로셔에 소개된 선박 유형에 맞는 구동 장치의 선택이 적재면의 형성 및 상기 적재면이 설치된 선박의 자동 포지셔닝의 관점에서 이루어지지는 않았다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 애지머스 러더 프로펠러는 이중 애지머싱 러더 프로펠러로서 형성된다. 이중 프로펠러는 나사 구동 장치에 비해 제조 및 정비 비용은 더 높지만, 2개의 프로펠러가 제공되기 때문에 프로펠러 직경이 더 작게 선택될 수 있다. 그 결과, 더 작은 흘수를 갖는 반잠수가능한 중량 화물선이 형성될 수 있으므로 더 적은 비용이 발생한다. 본 발명의 한 바람직한 개선예에 따르면, 연료 효율적이고 경제적인 중량 화물선을 설계하기 위해 횡방향 추력 장치도 전기로 구동된다.
한 바람직한 실시예에서는, 조종시 최적의 조망성을 보증하기 위해 선수부에 배치된 횡방향 추력 장치가 조타실에 있는 중앙 항해 데스크 및 반잠수가능한 중량 화물선의 2개의 브리지 측면 날개로부터 제어될 수 있다. 본 발명의 또 다른 한 바람직한 특징에 따라 바닥 탱크 및 사이드 탱크를 채우거나 비우는 작업이 조타실의 선미측에 있는 제어 데스크에 의해 제어될 수 있는 것도 조망성의 보증에 도움이 된다.
반잠수가능한 중량 화물선의 계기반 및 신호 표시기는, 배의 기관으로부터 송출된 음위(sound level)를 감쇠하기 위해 방음된 기관 제어실 내에 설치되는 것이 바람직하다. 또한 본 발명의 또 다른 특징에 따라 주 기관이 흡음기를 갖는 것도 바람직하다.
항해 경비를 크게 낮추기 위해, 본 발명의 바람직한 개선예에 따라 디젤 엔진이 대략 3,500 s의 레드우드(Redwood) 점도를 갖는 중유로 작동될 수 있다. 또한 본 발명의 또 다른 바람직한 개선예에 따라 보조 기관으로서 선박용 디젤유에 의해 작동될 수 있는 디젤 엔진이 제공되는 것도 항해 경비 절감에 도움이 된다. 이 때 보조 기관은 진동이 감쇠된 베이스(base) 위에 설치됨으로써, 가능한 한 낮은 소음 레벨이 발생되는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 한 특징에 따르면, 구동장치의 배기가스 라인을 음향적으로 유리하게 작동시키는 것과 관련하여 최적의 가변성을 보장하기 위해, 구동 장치의 배기 가스 라인이 이동가능하게 설치될 수 있다.
본 발명의 그 밖의 세부 사항 및 장점들은 하기의 바람직한 실시예의 설명에 기술된다.
도 1 및 2에 도시된, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반잠수가능한 중량 화물선의 전장(L.O.A.)은 156 m이다. 수선 간장(L.B.P.)은 145 m이다. 길이가 126 m이고 폭이 32.26 m인 화물 갑판은 대략 4,065 m2의 자유 운송면을 갖는다. 화 물 갑판의 영역에서 형 깊이(molded depth)는 10 m이며, 반잠수가능한 중량 화물선의 흘수는 계획, 설계, 작도 건현에서는 7.50 m이고 화물 갑판의 하강시에는 19.0 m이다.
반잠수가능한 중량 화물선의 재화 중량톤(deadweight)은 계획, 설계 작도 건현에서 18,000톤이다. 상기 재화 중량톤은 주 기관용 연료로서 사용되는 2,000톤의 중유(HFO 380), 보조 기관용 연료로서 사용되는 대략 200 m3의 적재 용량을 위한 172톤의 선박용 디젤유, 이에 상응하여 300 m3의 적재 용량을 위한 300톤의 담수, 25톤의 윤활유, 승무원을 위한 20톤의 비축품, 20톤의 대체용 부품 및 15,463톤의 실하중으로 이루어진다. 이러한 재화 중량톤에서 평균 흘수는 1,025 t/m3의 비 밀도를 갖는 해수에서 대략 7.5m이다. 이는 계획, 설계, 작도 건현에서의 흘수와 일치한다.
또한 반잠수가능한 중량 화물선은 폐유(dirty oil)용으로 대략 40 m3의 적재 용량을, 그리고 폐수용으로 대략 5 m3의 적재 용량을 갖는다. 선수부에 있는 갑판의 상부에는 22명의 선원용 숙소 및 16명의 승객용 숙소가 제공된다. 또한 선수부에는 주 기관으로서 사용되는, 회전수가 대략 720 min-1인 3개의 디젤 엔진이 배치된다. 9기통 직렬 배치 기관으로서 형성된 디젤 엔진에 의해 각각 대략 3,645 kW의 전력이 발생할 수 있다. 따라서, 구동시 제너레이터의 전력 손실은 대략 8.7 % 이고, 선박 전기 시스템에 전력이 공급되지 않을 때에는 8,675 kW의 전력이 공급될 수 있다.
또한 반잠수가능한 중량 화물선에는 선박 전기 시스템의 전류 발생을 위해 디젤 엔진으로서 형성된 2개의 보조 기관이 설치되며, 상기 보조 기관은 720/900 mim-1의 회전수로 각각 720 kW의 제너레이터 전력을 공급한다. 선박이 항구에 체류중이거나 비상시에는 1800 min-1의 회전수 및 SOLAS의 규정에 따른 제너레이터 전력을 갖는 제 3 디젤 제너레이터가 제공된다.
구동 장치로는 배의 바깥쪽에 배치된 전동기에 의해 구동되고 14 kn의 작동 속도를 낼 수 있는 2 개의 애지머싱 러더 이중 프로펠러가 사용된다. 도 3에 도시된, 소위 SSP 구동 장치는 전기로 구동되는 2 개의 횡방향 추력 장치에 의해 보충되며, 상기 횡방향 추력 장치는 중량 화물선의 조종 성능 및 안전성을 개선시킨다. 2개의 횡방향 추력 장치를 사용하면, 침강된 중량 화물선이 6 내지 7 보퍼트(Beaufort)의 풍력에 대해 정확하게 제어될 수 있음이 밝혀졌다.
화물 갑판 위에 화물을 고정시키기 위해 다수의 권양기(winch)가 사용된다. 예컨대 기관실과 숙소의 공간적 분리, 갑판에 있는 숙소의 소음 캡슐화, 또는 주 기관을 위한 흡음 시설과 같은 방음 처리에 의해 인간 공학적 작업 조건들이 보장된다. 압축 공기에 의해 밸러스트 탱크가 비워짐으로써, 반잠수가능한 중량 화물선은 4시간 내에 18 m의 흘수로부터 7.50m의 흘수까지 하강될 수 있다. 주 기관의 46.98 mT/24hr의 적은 연료 소비에 의해, 적용에 따라 도크선(dock vessel)일 수도 있는 반잠수가능한 중량 화물선은 년 360일을 기준으로 계산했을 때 비교되는 종래 선박보다 년 34.6일을 더 항해할 수 있다. 이는 동일한 항해 경비로 추가 화물이 운송될 수 있다는 것을 의미한다. 또한 필요시에는 주 기관 중에서 단지 하나 또는 2개의 디젤 엔진만이 작동될 수 있다는 사실로부터 높은 연료 효율이 입증된다. 따라서, 특히 인간 편의성 및 환경적 측면이 고려된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반잠수가능한 중량 화물선은 예인선 또는 닻의 도움없이 스스로 위치를 유지할 수 있고 부피가 큰 화물을 수용할 수 있으며, 연료 효율적이다.
도 1은 반잠수가능한 중량 화물선의 측면도이고,
도 2는 도 1에 따른 반잠수가능한 중량 화물선의 평면도이며,
도 3은 이중 애지머싱 러더 프로펠러의 측면도이다.

Claims (10)

  1. 플로우트 온/플로우트 오프(float-on/float-off) 방식 및 로울 온/로울 오프(roll-on/roll-off) 방식 또는 상기 방식들 중 어느 하나에 따라 화물의 적재 및 하역을 위해 채워지거나 비워질 수 있는 바닥 탱크 및 사이드 탱크, 주 기관으로서의 디젤 엔진, 그리고 조종 성능을 개선시키기 위해 선수부에 제공된 횡방향 추력 장치를 포함하며, 상부 및 하부 탱크에 물 밸러스트가 제공됨으로써 화물에 대해 균형 상태가 조절될 수 있도록 형성된 반잠수가능한 중량 화물선에 있어서,
    상기 디젤 엔진은 디젤 전기 구동 장치의 일부분이며, 상기 디젤 전기 구동 장치는 선수부에 배치되어, 선미 하부에 배치된 적어도 하나의 전기 애지머스 러더 프로펠러에 에너지를 공급하며, 적재면은 평평한 운송 플랫폼으로 형성되며, 상기 애지머스 러더 프로펠러는 풍력이 매우 강할 때(6 내지 7 보퍼트)에도 하강중에 횡방향 추력 장치와 함께 정확한 위치 제어를 가능하게 하며,
    상기 횡방향 추력 장치가 조타실에 있는 중앙 항해 데스크 및 2개의 브리지 측면 날개로부터 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는,
    반잠수가능한 중량 화물선.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 애지머스 러더 프로펠러가 이중 애지머싱 러더 프로펠러로서 형성되는 것을 특징으로 하는,
    반잠수가능한 중량 화물선.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 횡방향 추력 장치가 전기로 구동되는 것을 특징으로 하는,
    반잠수가능한 중량 화물선.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 바닥 탱크 및 상기 사이드 탱크를 채우거나 비우는 동작이 조타실의 선미측에 있는 제어 데스크에 의해 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는,
    반잠수가능한 중량 화물선.
  5. 제 1 항에 있어서,
    계기반 및 신호 표시기가 방음된 기관 제어실 내에 배치되는 것을 특징으로 하는,
    반잠수가능한 중량 화물선.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 주 기관에 흡음기가 제공되는 것을 특징으로 하는,
    반잠수가능한 중량 화물선.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 디젤 엔진이 대략 3,500 s의 레드우드 점도를 갖는 중유로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는,
    반잠수가능한 중량 화물선.
  8. 제 1 항에 있어서,
    선박용 디젤유에 의해 작동될 수 있는 디젤 엔진들이 보조 기관들로서 제공되는 것을 특징으로 하는,
    반잠수가능한 중량 화물선.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 보조 기관들이 진동 감쇠된 베이스 위에 설치되는 것을 특징으로 하는,
    반잠수가능한 중량 화물선.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 장치의 배기 가스 라인이 이동가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는,
    반잠수가능한 중량 화물선.
KR1020077027422A 1998-12-23 1999-12-10 반잠수가능한 중량 화물선 KR20070116292A (ko)

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