KR20110010776U - 갑판 상부에 연료탱크를 탑재한 부유식 구조물 - Google Patents

갑판 상부에 연료탱크를 탑재한 부유식 구조물 Download PDF

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Abstract

본 고안은 갑판 상부에 연료탱크를 탑재한 부유식 구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운항시 시야를 확보할 수 있는 범위 내에서 높이가 서로 다른 연료탱크를 갑판 상부에 탑재함으로써 시야를 방해하지 않으면서도 갑판의 한정된 공간에서 연료탱크의 저장용량을 늘릴 수 있는 부유식 구조물에 관한 것이다.
본 고안에 따르면, 연료로서 사용하기 위한 액화연료가스를 저장하는 연료탱크를 복수개 가지는 부유식 구조물로서, 상기 연료탱크는 상기 부유식 구조물의 갑판 상부에 설치되며, 복수개의 상기 연료탱크 중 상기 부유식 구조물의 선수쪽에 있는 연료탱크의 높이가 상기 부유식 구조물의 선미쪽에 있는 연료탱크의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 부유식 구조물이 제공된다.

Description

갑판 상부에 연료탱크를 탑재한 부유식 구조물{FLOATING STRUCTURE MOUNTED FUEL GAS TANK ON DECK}
본 고안은 갑판 상부에 연료탱크를 탑재한 부유식 구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운항시 시야를 확보할 수 있는 범위 내에서 높이가 서로 다른 연료탱크를 갑판 상부에 탑재함으로써 시야를 방해하지 않으면서도 갑판의 한정된 공간에서 연료탱크의 저장용량을 늘릴 수 있는 부유식 구조물에 관한 것이다.
최근 지구온난화, 환경오염 등의 환경문제를 해결하기 위해 전세계적으로 탄소배출량 규제에 대한 협의가 활발히 이루어지고 있으며 우리나라에서도 정부의 저탄소 녹색성장 등의 친환경적인 산업정책이 대두 되고 있다.
조선업계 분야에서도 기존의 화석연료 사용으로 인해 이산화탄소 배출량이 많아 최근 이를 줄이려는 노력이 이루어지고 있다.
즉 일반적으로 벌크화물선, 컨테이너선, 원유운반선, 여객선 등의 각종 선박에서는 추진 연료로서 액체연료인 벙커 C유 등의 중유(HFO)나 디젤유(MDO)를 사용하는 연료 공급 시스템을 채용하고 있다.
이러한 종래의 연료 공급 시스템에서 연료로서 사용하고 있는 중유 등을 연소시킬 경우, 배기가스에 포함된 각종 유해물질로 인한 환경오염이 심각하다는 문제가 있다. 환경오염 방지를 위한 요구는 범세계적으로 점차 강화되고 있으므로, 중유를 연료유로 사용하는 추진장치에 대한 규제 역시 강화되고 있으며, 이러한 규제를 만족시키기 위한 비용이 점차 증가하고 있다.
또한, 화석연료 고갈이나 국지적인 정세불안 등의 요인으로 유가가 상승할 경우, 중유를 연료로서 사용하는 선박의 연료비가 급증하는 문제가 있는 등 여러 가지 운영상의 문제점이 존재한다.
따라서 친환경적인 연료인 액화연료가스를 선박의 연료로 사용하는 기술이 최근 각광받고 있다. 본 명세서에 있어서 액화연료가스란 LNG, LPG, CNG, DME 등의 가스연료로서 연료탱크에 저장 중일 때에는 액체상태 혹은 기체상태이지만 추진장치에 공급될 때는 기체상태인 것을 말한다.
LNG, 즉 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)는 가스전에서 채취한 천연가스를 액화시킨 것으로 메탄을 주성분으로 한다. LNG는 온도를 낮추거나 압력을 가해 액화시키면 부피가 대략 1/600로 줄어들어 공간효율상 유리하지만, 비점이 대략 영하 162도로 낮아 운송, 저장시에는 특수하게 단열된 탱크나 용기에 충전하여 온도를 비점 이하로 유지시켜 주어야 한다.
LPG, 즉 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas)는 유전에서 원유를 채취하거나 원유 정제시 나오는 중탄화수소(탄소원자가 2개 이상) 성분, 혹은 천연가스 채취시 함께 채취되는 중탄화수소 성분을 비교적 낮은 압력(6 ~ 7 kg/㎠)을 가하여 냉각, 액화시킨 것이다. 액화시 부피가 대략 1/250로 줄어들어 저장과 운송에 편리하며, 주성분은 프로판과 부탄이고, 소량의 에탄, 프로필렌, 부틸렌 등이 포함될 수 있다.
CNG, 즉 압축천연가스(Compressed Natural Gas)는 천연가스를 연료로 사용하기 위해 대략 200기압 정도로 압축한 것이다.
DME, 즉 디메틸에테르(Dimethyl Ether)는 에테르의 일종으로 LPG보다 인화성이 낮고 무독성이며, 산소 함유율이 높기 때문에 연소시 매연 발생이 적어 환경 부하가 적다.
상술한 액화연료가스 중에 특히 LNG는 선박의 연료로 사용할 경우 이산화탄소 배출량이 경유, 벙커 C 유 등 석유계 연료에 비하여 20% 이상 적다. 나아가 대기오염 주범인 질소산화물과 황산화물은 거의 배출되지 않기 때문에 친환경적인 연료가 될 수 있다.
LNG 수송선의 경우 BOG(Boil off Gas)를 이용한 이종연료 사용엔진에 대한 기술에 대하여 최근 많은 논의가 이루어지고 있다. 또한 LNG 등을 포함한 액화연료가스 자체만을 선박의 추진연료로 사용하는 기술에 대해서는 현재 초기단계로서 앞으로 이에 대한 많은 논의가 요구되는 실정이다.
일반적으로 LNG 등의 액화연료가스는 HFO 등의 액체연료보다 밀도가 낮기 때문에 상대적으로 밀도가 높은 액체연료만을 사용할 경우에 비해 연료탱크의 부피가 커질 수 밖에 없다. 따라서 선체 내부에 액화연료가스용 연료탱크를 저장할 경우는 HFO 등의 액체연료용 연료탱크를 저장하는 경우보다 화물 적재용 공간이 작아질 수 밖에 없다.
이를 해결하기 위해서는 연료의 사용량이 적을 경우에는 복수의 연료탱크 중 일부를 제거할 수 있는 착탈식 연료탱크를 사용하거나 혹은 부유식 구조물의 갑판 상에 연료탱크를 설치하는 방법을 고려할 수 있다.
본 고안은, 액화연료가스를 저장할 수 있는 연료탱크를 갑판의 상부에 탑재하여 화물 적재용 공간의 감소를 최소화하는 동시에 갑판의 상부에 탑재된 연료탱크의 높이에 서로 차이를 두어 운항시 시야를 방해하지 않으면서도 갑판의 한정된 공간에서 연료탱크의 저장용량을 늘릴 수 있는 부유식 구조물에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따르면, 연료로서 사용하기 위한 액화연료가스를 저장하는 연료탱크를 복수개 가지는 부유식 구조물로서, 상기 연료탱크는 상기 부유식 구조물의 갑판 상부에 설치되며, 복수개의 상기 연료탱크 중 상기 부유식 구조물의 선수쪽에 있는 연료탱크의 높이가 상기 부유식 구조물의 선미쪽에 있는 연료탱크의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 부유식 구조물이 제공된다.
복수개의 상기 연료탱크가 모여서 이루어진 윗면은 계단형태를 이루는 것이 바람직하다.
상기 부유식 구조물의 조종실에서 상기 부유식 구조물의 선수부 말단까지 연장한 가상의 선은 운항시 시야를 확보하기 위한 시야 확보선을 이루며, 복수개의 상기 연료탱크의 윗면은 상기 시야 확보선과 같거나 아래쪽에 있는 것이 바람직하다.
여기서 복수개의 상기 연료탱크의 윗면은 상기 시야 확보선과 평행한 것이 바람직하다.
여기서 복수개의 상기 연료탱크의 윗면의 연장선과 상기 갑판이 만나며 이루는 각도는 상기 시야 확보선과 상기 갑판이 만나며 이루는 각도보다 큰 것이 바람직하다.
상기 부유식 구조물의 조정실에서 상기 부유식 구조물의 선수부에 위치하는 연료탱크의 말단까지 연장한 가상의 선은 운항시 시야를 확보하기 위한 시야 확보선을 이루며, 복수개의 상기 연료탱크의 윗면은 상기 시야 확보선과 같거나 아래쪽에 있는 것이 바람직하다.
상기 연료탱크는 독립형 탱크인 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 고안에 의하면, 액화연료가스를 저장할 수 있는 연료탱크를 갑판의 상부에 탑재하여 화물 적재용 공간의 감소를 최소화하는 동시에 갑판의 상부에 탑재된 연료탱크의 높이에 서로 차이를 두어 운항시 시야를 방해하지 않으면서도 갑판의 한정된 공간에서 연료탱크의 저장용량을 늘릴 수 있는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
그에 따라 본 고안에 의하면, 한번에 많은 양의 연료를 부유식 구조물에 제공할 수 있기 때문에 보다 먼 거리의 운항이 가능하며 오랜 시간 동안 해상에서 작업을 수행할 수 있다.
도 1은 본 고안의 제 1 실시예에 따른 갑판 상부에 연료탱크를 탑재한 부유식 구조물의 개략적인 단면도.
도 2는 본 고안의 제 1 실시예에 따른 갑판 상부에 연료탱크를 탑재한 부유식 구조물을 비교설명하기 위한 단면도.
도 3은 본 고안의 제 1 실시예의 변형예를 나타낸 단면도.
도 4는 본 고안의 제 2 실시예에 따른 갑판 상부에 연료탱크를 탑재한 부유식 구조물의 개략적인 단면도.
도 5는 본 고안의 제 2 실시예의 변형예를 나타낸 단면도.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 갑판 상부에 연료탱크를 탑재한 부유식 구조물을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 부유식 구조물이란, 벌크화물선, 컨테이너선, 원유운반선, 여객선 등과 같은 각종 선박을 비롯하여, 평상시에는 해상의 일 지점에 계류된 채 사용되는 오일 FPSO(Oil-Floating Production Storage Offloading), LNG FPSO(Liquefied Natural Gas-Floating Production Storage Offloading), LNG FSRU(Liquefied Natural Gas-Floating Storage and Regasification Unit), FPU(Floating Production Unit) 등의 해상 플랜트 등을 모두 포함하는 개념이다.
연료탱크는 수용될 연료의 종류에 따라 적절한 수준의 단열 및 밀봉 시스템을 포함한다. 특히 LNG, LPG 등의 액화가스를 수용하는 연료탱크는 액화가스 저장탱크 분야에서 사용되고 있는 멤브레인형 또는 독립형 탱크가 사용될 수 있다.
또한, 선체 내부에는 화물을 저장하며 수송하기 위한 저장탱크(미도시)가 설치될 수 있다. 이 저장탱크에는 연료탱크에 저장된 연료용 액화가스와 동일한 화물이 수용될 수 있다. 하지만 저장탱크에 수용된 액화가스는 연료로서 사용되는 것이 아니라 화물로서 저장된 것이라는 점에서 차이가 있다.
도 1에는 본 고안의 제 1 실시예에 따른 갑판 상부에 연료탱크를 탑재한 부유식 구조물의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 다만 본 고안의 바람직한 실시예에서는 이해의 편의를 위해 2개 내지 3개의 연료탱크를 예를 들어 설명하겠지만 연료탱크의 개수는 이에 한정되지 않으며 복수의 연료탱크가 갑판 상부에 탑재되는 경우라면 본 고안은 모두 적용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 부유식 구조물에서 선체(1)의 갑판(6) 상부에는 제 1 연료탱크(12)와 제 2 연료탱크(22)가 탑재될 수 있다. 제 1 연료탱크(12)와 제 2 연료탱크(22)는 각각 제 1 탱크지지체(13)와 제 2 탱크지지체(23)에 의해서 갑판(6) 상부에서 지지 된다. 따라서 제 1 연료탱크(12)와 제 2 연료탱크(22)는 갑판(6) 상부에 있는 다수의 파이프 및 각종 설비 등의 간섭을 피해 갑판(6) 상부에 탑재될 수 있다.
제 1 연료탱크(12)와 제 2 연료탱크(22)의 외부에는 각각 연료탱크를 보호하기 위한 제 1 덮개(11)와 제 2 덮개(21)가 설치될 수 있다. 덮개는 연료탱크를 외부와 격리시키도록 설치될 수 있으며, 연료탱크와 덮개는 서로 이격되어 있다.
일반적으로 조정실(4)에서는 부유식 구조물의 운항을 위해서 항상 시야를 확보할 필요가 있다. 따라서 조정실(4)에서 확보할 수 있는 시야를 방해하지 않는 범위 내에서 연료탱크를 갑판(6) 상부에 탑재해야 하는데 도 1에서 조정실(4)에서 선수부(3) 말단까지 연장한 가상의 선이 운항시 시야를 확보하기 위한 시야 확보선(5)이 될 수 있다. 이때 시야 확보선(5) 아래쪽 부분이 연료탱크를 탑재할 수 있는 공간이 될 수 있다. 즉 제 1 연료탱크(12)나 제 2 연료탱크(22)의 윗면은 시야 확보선(5)과 같거나 아래쪽에 위치해야 한다.
갑판(6)과 상기 시야 확보선(5)이 이루는 공간 내에서 선미부(2) 쪽에 있는 제 1 연료탱크(12)의 높이는 선수부(3) 쪽에 있는 제 2 연료탱크(22)의 높이보다 높게 갑판(6) 상부에 탑재될 수 있다. 즉 도 2와 같이 제 1 연료탱크(12)의 높이와 제 2 연료탱크(22)의 높이가 같게 연료탱크가 갑판(6) 상부에 탑재될 경우에는 제 1 연료탱크(12) 위에 점선으로 표시한 공간만큼 연료탱크의 용량을 활용할 수 없다.
도 3에는 본 고안의 제 1 실시예의 변형예가 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 부유식 구조물이 장시간 해상에서 운항해야 할 경우에는 한정된 갑판(6) 상에서 최대한 많은 양의 화물을 적재하여 공간의 활용을 극대화할 필요가 있다. 즉 선수부(3) 부분까지 연료탱크를 탑재함으로써 갑판(6)에 많은 수의 연료탱크를 탑재할 수 있다. 다만 도면에는 제 1 ,제 2 연료탱크(12, 22)와 제 3 연료탱크(32) 사이에 연료탱크가 도시되지 않았지만 실제로는 연료탱크가 연속적으로 탑재될 수 있다. 제 3 연료탱크(32) 역시 제 3 덮개(31)에 의해 둘러싸여 있으며 제 3 탱크지지체(33)에 의해서 지지 된다.
제 1 실시예의 변형예에서는 조정실(4)에서 선수부(3) 부분에 탑재된 제 3 연료탱크(32)의 말단까지 연장한 가상의 선이 시야 확보선(5a)이 될 수 있다. 따라서 제 1 실시예보다는 연료탱크의 탑재량은 늘어나지만 시야를 확보할 수 있는 범위는 다소 좁아질 수 있다.
도 4에는 본 고안의 제 2 실시예에 따른 갑판 상부에 연료탱크를 탑재한 부유식 구조물의 개략적인 단면도가 도시되어 있다.
제 2 실시예에서도 제 1 실시예에서와 마찬가지로 제 1 연료탱크(42)와 제 2 연료탱크(52)가 갑판(6) 상부에 탑재되며, 제 1 연료탱크(42)는 제 1 탱크지지체(43)에 의해 지지되고 제 2 연료탱크(52)는 제 2 탱크지지체(53)에 의해 지지되며, 제 1 연료탱크(42)의 외부에는 제 1 덮개(41)가 설치되고 제 2 연료탱크(52)의 외부에는 제 2 덮개(51)가 설치되는 점은 동일하므로 이하 제 1 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
제 1 연료탱크(42)의 윗면과 제 2 연료탱크(52)의 윗면은, 조정실(4)에서 선수부(3) 말단까지 연장한 시야 확보선(5)과 평행할 수 있다. 즉 제 1 연료탱크(42)의 윗면과 제 2 연료탱크(52)의 윗면에 경사부를 형성함으로써 연료탱크에는 제 1 실시예보다 많은 양의 연료가 저장될 수 있다. 또한 연료탱크의 윗면을 시야 확보선(5)과 평행하게 함으로써 연료탱크의 윗면은 시야 확보선(5)과 동일하거나 거의 근접하게 위치할 수 있으므로 공간 활용도를 높일 수 있다. 따라서 부유식 구조물의 적재량에 따라서 제 1 실시예나 제 2 실시예에 해당하는 고안을 적절히 선택적으로 활용할 수 있다.
도 5에는 본 고안의 제 2 실시예의 변형예가 도시되어 있다.
부유식 구조물의 운항 상황에 따라서 짙은 안개가 낀 곳이나 사고 위험지역에서는 시야의 확보가 보다 확실하게 필요할 때가 있다. 이러한 상황에서는 시야 확보선(5)과 연료탱크(42, 52)의 윗면 사이에 시야를 충분히 확보할 만한 공간을 형성할 수 있다.
즉 제 1 연료탱크(42)와 제 2 연료탱크(52)의 윗면의 연장선과 갑판(6)이 만나며 이루는 각도(B)를 시야 확보선(5)과 갑판(6)이 만나며 이루는 각도(A)보다 크게 함으로써 시야를 확보할 수 있는 공간을 보다 넓힐 수 있다.
상술한 바와 같은 본 고안의 갑판 상부에 연료탱크를 탑재한 부유식 구조물에 따르면, 연료탱크의 윗면이 시야 확보선과 같거나 아래쪽에 위치하기 때문에 운항시에 시야를 방해하지 않으면서도 연료탱크의 용량을 늘릴 수 있어서 갑판 상부의 한정된 공간을 효율적으로 활용할 수 있다.
또한 본 고안의 갑판 상부에 연료탱크를 탑재한 부유식 구조물에 따르면, 연료탱크에 수용될 수 있는 연료의 양이 많아지게 되므로 운항거리가 길어질 수 있으며 오랜 시간 동안 해상에서 작업을 수행할 수 있다.
이상과 같이 본 고안에 따른 갑판 상부에 연료탱크를 탑재한 부유식 구조물을, 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였다. 하지만 본 고안은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며 실용신안등록청구범위 내에서 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
1: 선체 2: 선미부
3: 선수부 4: 조정실
5,5a: 시야 확보선 6: 갑판
12,42: 제 1 연료탱크 22,52: 제 2 연료탱크
11,41: 제 1 덮개 21,51: 제 2 덮개
13,43: 제 1 탱크지지체 23,53: 제 2 탱크지지체

Claims (7)

  1. 연료로서 사용하기 위한 액화연료가스를 저장하는 연료탱크를 복수개 가지는 부유식 구조물로서,
    상기 연료탱크는 상기 부유식 구조물의 갑판 상부에 설치되며, 복수개의 상기 연료탱크 중 상기 부유식 구조물의 선수쪽에 있는 연료탱크의 높이가 상기 부유식 구조물의 선미쪽에 있는 연료탱크의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 부유식 구조물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    복수개의 상기 연료탱크가 모여서 이루어진 윗면은 계단형태를 이루는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 부유식 구조물의 조종실에서 상기 부유식 구조물의 선수부 말단까지 연장한 가상의 선은 운항시 시야를 확보하기 위한 시야 확보선을 이루며,
    복수개의 상기 연료탱크의 윗면은 상기 시야 확보선과 같거나 아래쪽에 있는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물.
  4. 청구항 3에 있어서,
    복수개의 상기 연료탱크의 윗면은 상기 시야 확보선과 평행한 것을 특징으로 하는 부유식 구조물.
  5. 청구항 3에 있어서,
    복수개의 상기 연료탱크의 윗면의 연장선과 상기 갑판이 만나며 이루는 각도는 상기 시야 확보선과 상기 갑판이 만나며 이루는 각도보다 큰 것을 특징으로 하는 부유식 구조물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 부유식 구조물의 조정실에서 상기 부유식 구조물의 선수부에 위치하는 연료탱크의 말단까지 연장한 가상의 선은 운항시 시야를 확보하기 위한 시야 확보선을 이루며,
    복수개의 상기 연료탱크의 윗면은 상기 시야 확보선과 같거나 아래쪽에 있는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료탱크는 독립형 탱크인 것을 특징으로 하는 부유식 구조물.
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