KR20210123728A - 가스연료 추진 컨테이너 운반선 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스연료 추진 컨테이너 운반선에 관한 것으로서, 컨테이너가 적재되는 홀드부가 선내에 종방향으로 복수 개 마련되고, 갑판의 상방으로 선외에 일정 높이로 컨테이너가 적재되는 온데크적재부가 마련되며, 종방향으로 중앙부에 선실이 구비되는 선체를 갖는 컨테이너선으로서, 상기 선내의 선미에 마련되며 엔진을 수용하는 엔진룸; 상기 선내에 마련되며 상기 엔진의 연료인 액화가스를 저장하는 가스연료탱크를 수용하는 탱크룸; 높이방향으로 상기 갑판과 상기 선실 사이에 배치되어 상기 가스연료탱크에서 배출되는 액화가스의 온도 또는 압력을 조정하는 연료 공급룸; 상기 연료 공급룸에서 상기 엔진으로 연장되는 가스연료 공급라인; 상기 선체에서 상기 홀드부의 하부 중앙에 마련되는 파이프덕트; 및 상기 선체에서 상기 파이프덕트의 좌우에 대칭되게 마련되며 상기 홀드부의 하부와 측면을 감싸도록 마련되는 밸러스트 탱크를 포함하며, 상기 가스연료 공급라인은, 상기 선체의 내부인 상기 파이프덕트를 경유하지 않고 상기 선체의 외부인 상기 갑판의 상부를 통해 종방향으로 연장되고 상기 엔진룸 위치에서 상기 갑판을 관통하여 상기 엔진으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

가스연료 추진 컨테이너 운반선{Gas Fuelled Container Carrier}
본 발명은 가스연료 추진 컨테이너 운반선에 관한 것이다.
선박은 대량의 광물이나 원유, 천연가스, 또는 몇천 개 이상의 컨테이너 등을 싣고 대양을 항해하는 운송수단으로서, 강철로 이루어져 있고 부력에 의해 수선면에 부유한 상태에서 프로펠러의 회전을 통해 발생되는 추력을 통해 이동한다.
이러한 선박은 엔진을 구동함으로써, 추력을 발생시키는데, 이때, 엔진은 가솔린 또는 디젤을 사용하여 피스톤을 움직여서 피스톤의 왕복운동에 의해 크랭크 축이 회전되도록 함으로써, 크랭크 축에 연결된 샤프트가 회전되어 프로펠러가 구동되도록 하는 것이 일반적이었다.
그러나, 추진 연료로서 HFO 또는 MFO와 같은 중유를 사용하는 경우, 중유 등을 연소시킬 시, 배기가스에 포함된 각종 유해물질로 인한 환경오염이 심각하며, 환경오염에 대한 규제가 강화되고 있어, 중유를 연료유로 사용하는 추진장치에 대한 규제 역시 강화되고 있으며, 이러한 규제를 만족 시키기 위한 비용이 점차 증가하고 있다.
이에 따라 선박의 연료로서, 중유를 사용하지 않거나 또는 최소한의 양만 사용하는 대신에, 최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 사용하고 기술개발을 하고 있다.
액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 반면 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다. 액화석유가스는 액화천연가스와 마찬가지로 무색무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다.
이와 같은 액화가스는 지상에 설치되어 있는 액화가스 저장탱크에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송수단인 선박에 구비되는 액화가스 저장탱크에 저장되는데, 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다.
이러한 액화가스는 다양한 수요처로 공급되어 사용되는데, 최근에는 액화천연가스를 운반하는 LNG 운반선에서 LNG를 연료로 사용하여 엔진을 구동하는 LNG 연료공급 방식이 개발되고 있으며, 이와 같이 엔진의 연료로 LNG를 사용하는 방식은 LNG 운반선 외의 다른 선박에도 적용하고자 하는 시도가 증가하고 있다.
이와 더불어, 컨테이너 운반선 또한 액화가스를 이용한 엔진의 사용으로 연비를 높이고 배출가스를 낮추며, 운항 효율을 향상시키고자 개선하는 노력이 시도되고 있다.
본 발명은 종래의 기술을 개선하고자 창출된 것으로서, LNG 연료 추진이 가능한 컨테이너 운반선을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선은, 컨테이너가 적재되는 홀드부가 선내에 종방향으로 복수 개 마련되고, 갑판의 상방으로 선외에 일정 높이로 컨테이너가 적재되는 온데크적재부가 마련되며, 종방향으로 중앙부에 선실이 구비되는 선체를 갖는 컨테이너선으로서, 상기 선내의 선미에 마련되며 엔진을 수용하는 엔진룸; 상기 선내에 마련되며 상기 엔진의 연료인 액화가스를 저장하는 가스연료탱크를 수용하는 탱크룸; 높이방향으로 상기 갑판과 상기 선실 사이에 배치되어 상기 가스연료탱크에서 배출되는 액화가스의 온도 또는 압력을 조정하는 연료 공급룸; 상기 연료 공급룸에서 상기 엔진으로 연장되는 가스연료 공급라인; 상기 선체에서 상기 홀드부의 하부 중앙에 마련되는 파이프덕트; 및 상기 선체에서 상기 파이프덕트의 좌우에 대칭되게 마련되며 상기 홀드부의 하부와 측면을 감싸도록 마련되는 밸러스트 탱크를 포함하며, 상기 가스연료 공급라인은, 상기 선체의 내부인 상기 파이프덕트를 경유하지 않고 상기 선체의 외부인 상기 갑판의 상부를 통해 종방향으로 연장되고 상기 엔진룸 위치에서 상기 갑판을 관통하여 상기 엔진으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 밸러스트 탱크는, 상기 파이프덕트의 양측에서 상기 홀드부 측방의 사이드 밸러스팅부와 상기 홀드부 하방의 선저 밸러스팅부 및 상기 선체 코너의 코너 밸러스팅부를 포함하는 밸러스팅 영역을, 독립적인 밸러스팅이 가능한 2개의 탱크로 구획할 수 있다.
구체적으로, 상기 밸러스트 탱크는, 상기 사이드 밸러스팅부에 대응되는 사이드 밸러스트 탱크와, 상기 선저 밸러스팅부 및 상기 코너 밸러스팅부를 포괄하는 선저 밸러스트 탱크로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 상기 선저 밸러스트 탱크는, 상기 선저 밸러스팅부와 상기 코너 밸러스팅부 사이에 마련되며 상기 선저 밸러스팅부와 상기 코너 밸러스팅부의 밸러스팅을 구획하지 않는 개방형 격벽을 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 탱크룸은, 일부분이 상기 선실의 직하방에 배치되며, 상기 가스연료탱크는, 상기 선실과 종방향으로 어긋나는 부분의 상방에 액화가스의 내외 유동을 허용하는 돔을 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 연료 공급룸은, 상기 돔과 종방향으로 어긋나게 배치되며, 상기 가스연료 공급라인은, 상기 돔으로부터 상방으로 연장되고 상기 연료 공급룸을 향해 전방으로 연장될 수 있다.
구체적으로, 상기 탱크룸 상방의 상기 갑판에서 외측에 마련되며 외부로부터 액화가스를 공급받기 위한 벙커스테이션을 더 포함하며, 상기 가스연료 공급라인은, 상기 연료 공급룸과 상기 엔진 사이에서 상기 벙커스테이션을 경유하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 벙커스테이션은, 상기 갑판의 양측에 마련되고 종방향 기준 상기 탱크룸과 겹치게 배치되며, 적어도 일부분이 상기 선실 및 상기 연료 공급룸과 종방향으로 어긋나게 배치될 수 있다.
구체적으로, 상기 가스연료 공급라인은, 상기 돔으로부터 상방으로 연장되고 상기 연료 공급룸을 향해 전방으로 연장된 후, 상기 벙커스테이션을 경유하면서 상기 엔진을 향해 후방으로 연장될 수 있다.
구체적으로, 상기 선체는, 상기 갑판에 상기 홀드부에 대응되도록 해치코밍이 마련되고, 상기 해치코밍에 해치커버가 안착되어 상기 홀드부를 개폐하며, 상기 온데크적재부는, 상기 해치커버에 상기 컨테이너가 적재되며, 상기 가스연료 공급라인은, 상기 연료 공급룸에서 상기 엔진룸을 향해 종방향으로 연장되는 부분이 상기 해치코밍에 의해 지지될 수 있다.
구체적으로, 상기 가스연료 공급라인은, 상기 해치코밍을 관통하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 가스연료 공급라인은, 상기 선체에 종방향으로 복수 개 마련되는 상기 해치코밍 사이에, 횡방향으로 연장되는 팽창루프를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 컨테이너 운반선은, 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화가스를 연료로 이용하는 엔진을 사용하므로, 연비가 높아지고 배출가스 배출량은 작아지며 운항효율이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선의 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선의 평단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선의 정단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선의 해치코밍의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선의 정단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선의 래싱브릿지의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선의 평단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선의 평단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선의 정단면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다만 이하에서 액화가스는 LPG, LNG, 에탄 등일 수 있고, 예시적으로 LNG를 의미할 수 있으며, 증발가스는 자연 기화된 LNG 등인 BOG(Boil Off Gas)를 의미할 수 있다.
또한 액화가스는 액체 상태, 기체 상태, 액체와 기체 혼합 상태, 과냉 상태, 초임계 상태 등과 같이 상태 변화와 무관하게 지칭될 수 있으며, 증발가스 역시 마찬가지임을 알려 둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선의 측단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선의 평단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선의 정단면도이다.
또한 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선의 해치코밍의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선의 정단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선의 래싱브릿지의 정면도이다.
또한 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선의 평단면도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선(1)은, 선체(10), 엔진룸(20), 탱크룸(30), 연료 공급룸(40), 벙커스테이션(50), 탱크연결 스페이스(60), 오일연료탱크(70)를 포함한다.
선체(10)는, 컨테이너(C)를 적재하기 위한 프레임을 구성한다. 선체(10)에는 내부와 외부 모두에 컨테이너(C)가 적재될 수 있으며, 선체(10)의 내부에는 컨테이너(C)가 적재되는 홀드부(11)가 마련된다.
홀드부(11)는 선내에 종방향으로 복수 개 마련될 수 있으며, 선수로부터 선미까지 n번 홀드 등으로 지칭될 수 있다. 홀드부(11)는 적어도 2개의 베이(bay)로 구성될 수 있으며, 하나의 베이는 종방향으로 40ft 규격의 컨테이너(C) 1개(20ft 규격의 컨테이너(C)는 2개)가 적재되는 사이즈를 가질 수 있다.
하나의 홀드부(11)에 형성되는 2개의 베이는, 전후로 이격되어 있을 수 있고 이격 공간에는 컨테이너(C)를 상하로 가이드하기 위한 셀 가이드가 설치될 수 있다.
종방향으로 마련되는 홀드부(11)들 사이 역시 이격되어 있을 수 있는데, 홀드부(11)들 사이의 간극에는 데크 스트립(도시하지 않음) 등의 부재가 마련되어 작업자의 통행이 가능한 구조가 형성될 수 있다.
홀드부(11)는 상방이 개방된 형태로 마련되며, 홀드부(11)의 상방에는 해치코밍(111)이 선체(10)의 갑판 상에 설치될 수 있다. 해치코밍(111)은 해치커버(112)가 안착되는 부분으로서, 해치커버(112)가 설치되면 홀드부(11)는 외부로부터 격리될 수 있다.
선체(10)는 선내의 홀드부(11) 외에 외부에도 컨테이너(C)를 적재할 수 있는데, 컨테이너(C)는 홀드부(11)를 개폐하는 해치커버(112) 또는 갑판 상에 적재될 수 있다. 해치커버(112) 등에 컨테이너(C)가 적재되는 부분은 온데크적재부(12)로 지칭될 수 있다.
온데크적재부(12)는, 갑판의 상방으로 선외에 일정 높이로 컨테이너(C)가 적재되는 공간으로서, 컨테이너(C)는 홀드부(11) 상방의 해치커버(112)에 적재되거나, 해치커버(112)의 횡방향 외측에서 스툴(stool, 부호 도시하지 않음)에 의해 지지되도록 적재될 수 있다.
또한 이하에서 설명하겠으나, 해치커버(112)가 없는 갑판 상의 부분에도 온데크적재부(12)가 형성될 수 있다. 즉 온데크적재부(12)는 선체(10)에서 갑판의 상방에 컨테이너(C)가 적재되는 모든 부분들을 포괄하는 것일 수 있다.
온데크적재부(12)는 홀드부(11)와 대응되도록 마련될 수 있으며, 홀드부(11)와 마찬가지로 2개 이상의 베이로 구성될 수 있다. 즉 하나의 홀드부(11)에 하나의 온데크적재부(12)가 상하로 대응될 수 있으며, 다만 후술하는 선실(13)이나 탱크룸(30)이 마련되는 부분에서는 홀드부(11)와 온데크적재부(12)의 1:1 대응이 이루어지지 않을 수 있다.
온데크적재부(12)의 베이 사이 및 온데크적재부(12)들 사이 중 적어도 어느 하나에는, 래싱브릿지(16)가 마련된다. 래싱브릿지(16)는 선체(10)에서 상방으로 적재되는 컨테이너(C)를 고박하여 컨테이너(C)가 운항 중에 안정적으로 적재되어 있도록 한다.
홀드부(11)의 경우 셀가이드를 이용하여 컨테이너(C)의 구속이 가능하나, 온데크적재부(12)는 셀가이드 구조물이 없는 바, 컨테이너(C)는 서로 간의 핀 결합 구조등으로만 지지된다. 따라서 래싱브릿지(16)는 적어도 2단 이상의 높이로 마련되고, 일정 단수 이상에 적재된 컨테이너(C)를 와이어로 고정할 수 있도록 마련되어, 온데크적재부(12)의 컨테이너(C) 적재 안정성을 보장한다.
본 발명의 래싱브릿지(16)는 이하에서 도 6을 참조하여 설명하겠으나, 부분적으로 높낮이가 다른 형상으로 이루어질 수 있으며, 이는 온데크적재부(12)가 부분적으로 컨테이너(C)의 적재 단수가 다르게 이루어지기 때문이다.
선체(10)에는 선실(13)이 마련된다. 선실(13)은 종방향으로 중앙부에 구비될 수 있으며, 이때 중앙부라 함은 선수부와 선미부를 제외한 중앙 부분이다. 다만 중앙부는 반드시 중앙단면이 일정한 부분만을 의미하는 것은 아니며, 선수나 선미에 치우치지 않는 위치를 모두 포괄한다.
선체(10)의 선실(13)은 온데크적재부(12)에 적재되는 컨테이너(C)로 인해 시야를 방해받지 않을 정도의 높이를 가질 수 있으며, 이는 반대로 선실(13)의 높이로 인해 온데크적재부(12)에 적재되는 컨테이너(C)의 단수가 제한될 수 있음을 의미한다.
선실(13)은 홀드부(11)에서 하나의 베이의 종방향 길이에 대응되는 제원을 가질 수 있다. 또한 선체(10)에서 선실(13)이 마련되는 종방향 위치의 선내에는, 후술할 탱크룸(30)이 구비될 수 있다.
선체(10)의 선미에는 엔진(21)의 배기를 외부로 배출하는 엔진(21) 케이싱(부호 도시하지 않음) 및 연돌 등의 구조가 추가로 마련될 수 있으며, 이외에도 각종 계류장비 등의 의장품이 제한없이 설치될 수 있음은 물론이다.
도 3을 참조하면, 선체(10)는 중앙 단면을 기준으로 홀드부(11)의 하측에 파이프덕트(14)가 마련된다. 파이프덕트(14)는 선체(10)의 횡방향 중심에 배치될 수 있으며, 선체(10)에서 선저 구조 상에 배치된다.
파이프덕트(14)는 선수와 선미 사이에서 종방향으로 연장된 구조로서, 선체(10)의 종방향을 따라 연장될 필요가 있는 장비(파이프, 케이블 등)가 수용되는 부분일 수 있다.
본 발명은 중앙부에 마련되는 탱크룸(30)의 액화가스를 선미에 마련되는 엔진(21)으로 전달하기 위한 가스연료 공급라인(L1)을 갖는데, 이때 가스연료 공급라인(L1)은 종방향으로 연장되는 구성임에도 불구하고 파이프덕트(14) 내에 수용되지 않을 수 있다.
따라서 본 발명의 파이프덕트(14)는, 가스연료 추진이 아닌 conventional type의 컨테이너(C)선에서 사용되는 사이즈를 구비하면 충분하다. 즉 본 발명은 컨테이너(C)선에 가스연료 추진을 적용한 것이며 엔진(21)과 탱크룸(30)이 종방향으로 충분히 이격되어 있음에도 불구하고, 파이프덕트(14)의 확장이 필요하지 않다.
선체(10)의 단면에서 홀드부(11)의 둘레에는 파이프덕트(14) 외에도 밸러스트 탱크(15)가 구비될 수 있다. 밸러스트 탱크(15)는 홀드부(11)의 하부와 측면을 감싸도록 마련된다. 다만 밸러스트 탱크(15)는 하나로 통합되지 않고 부분별로 독립적으로 밸러스팅이 가능하도록 구획되어 있을 수 있다.
구체적으로 밸러스트 탱크(15)는, 홀드부(11) 측방에 마련되는 사이드 밸러스팅부(151)와, 홀드부(11) 하방의 선저 밸러스팅부(152)와, 선체(10) 코너의 코너 밸러스팅부(153)를 포함할 수 있다.
사이드 밸러스팅부(151)는 홀드부(11)와 선측외판 사이에 형성된다. 다만 홀드부(11)와 선측외판 사이의 이격 공간에서 사이드 밸러스팅부(151)는 높이방향으로 갑판까지 연장되지 않을 수 있으며, 사이드 밸러스팅부(151)와 갑판 사이에는 패시지 웨이(passage way, 부호 도시하지 않음)가 일정 높이만큼 형성될 수 있다.
선저 밸러스팅부(152)는, 선체(10)의 선저에 구비되며 파이프덕트(14)의 좌우에 마련될 수 있다. 선저 밸러스팅부(152)는 후술할 코너 밸러스팅부(153)와 좌우 방향으로 인접하게 마련되는데, 선저 밸러스팅부(152)와 코너 밸러스팅부(153)는 공간이 서로 분리되지 않고 연통될 수 있다.
코너 밸러스팅부(153)는 선체(10)의 코너에 마련된다. 홀드부(11)의 내측 공간에서 코너에는 계단 모양의 벤치 구조가 형성되는데, 이는 선체(10)의 코너가 곡면을 이루고 있기 때문이다. 또한 선수나 선미에 인접할수록 선체(10)가 날렵해지므로 벤치 구조의 단수나 크기 등이 커지게 된다.
이러한 홀드부(11)의 벤치 구조에 따라 코너 밸러스팅부(153)의 용적 역시 선체(10)의 종방향 위치마다 다르게 이루어질 수 있다. 즉 코너 밸러스팅부(153)는, 내측으로는 벤치 구조와 맞닿으며, 외측으로는 코너 곡면과 맞닿을 수 있다.
사이드 밸러스팅부(151)(및 패시지 웨이), 선저 밸러스팅부(152), 코너 밸러스팅부(153)에 의해 홀드부(11)는 둘러싸여 있게 되므로, 홀드부(11)는 외부 충격, 해수 유입 등으로부터 이중 구조로 보호받을 수 있다.
일례로 선측외판에 크랙이 발생한 경우, 사이드 밸러스팅부(151)로는 해수가 유입되나 홀드부(11)까지 해수가 유입되는 것은 방지될 수 있으므로, 홀드부(11) 내의 컨테이너(C)가 해수 유입으로 인해 부유하는 등의 상황을 억제할 수 있다.
본 실시예에서 밸러스트 탱크(15)는, 선체(10)의 특정한 횡단면에 있어서, 앞서 설명한 사이드 밸러스팅부(151), 선저 밸러스팅부(152), 코너 밸러스팅부(153)를, 각각 독립적인 밸러스팅이 가능한 3개의 탱크로 구획하는 것이 아니라, 2개의 탱크로만 구획할 수 있다.
즉 밸러스트 탱크(15)는, 파이프덕트(14)의 양측에서 사이드 밸러스팅부(151)와 선저 밸러스팅부(152), 코너 밸러스팅부(153)를, 사이드 밸러스팅부(151)에 대응되는 사이드 밸러스트 탱크(151)와, 선저 밸러스팅부(152)와 코너 밸러스팅부(153)를 포괄하는 선저 밸러스트 탱크(152, 153)로 이루어질 수 있다.
이를 통해 본 발명은, 적어도 3개로 정의되는 밸러스팅 영역에 대해 2개의 탱크로만 구성함으로써, 밸러스팅 관점에서 해수 라인이나 벤트 라인, 계측 라인 및 장치 등의 구성과 그에 수반되는 밸브 등의 제반 구성들을 적어도 3개에서 2개로 모두 감축할 수 있으면서, 제어를 간편하게 하여 밸러스팅 운전 효율과 편의성을 높일 수 있다.
물론 밸러스트 탱크(15)는 선체(10)의 종방향으로 n개가 배치될 수 있는데, 이 경우 본 발명은 독립적인 밸러스팅이 가능한 탱크의 총 개수가 n개의 3배가 아닌 2배로 구비될 수 있다. 따라서 앞서 설명한 구성들의 감축은 적어도 종방향으로의 밸러스트 탱크(15)의 수인 n개만큼 가능하며, 선체(10) 전체에서 볼 때 밸러스팅 구성의 혁신적인 간소화를 이룰 수 있다.
또한 본 발명은 앞서 언급한 것과 같이 가스연료 공급라인(L1)이 선체(10) 내부인 파이프덕트(14)에 마련되지 않아 파이프덕트(14)를 경유하지 않을 수 있는데, 이 경우 가스연료 추진을 적용하면서도 파이프덕트(14)의 사이즈를 종래와 동일하게 유지할 수 있다.
따라서 선저 밸러스팅 탱크(152, 153)는, 파이프덕트(14)의 좌우 확장이 억제됨에 따라 가스연료 공급라인(L1)을 파이프덕트(14)에 수용하여 파이프덕트(14)의 폭을 확장해야 하는 경우와 대비할 때, 밸러스팅 용적을 더욱 확보할 수 있게 된다.
이는 곧 밸러스팅 시 선체(10)의 무게중심을 낮출 수 있는 여유를 더 확보하게 되는 것이고, 또한 온데크적재부(12)의 적재 높이를 더 확보할 수 있음을 의미한다.
일례로 약 13,000TEU 급의 컨테이너(C)선에 대해, 가스연료 추진을 위해 가스연료 공급라인(L1)을 파이프덕트(14)에 수용하는 비교예와, 후술하겠으나 가스연료 공급라인(L1)이 갑판 상에 배치되는 본 발명에 대하여, 적재능력 등의 제원을 비교하면 다음과 같다.
구분 비교예 본 발명
선체(10) 폭 51m 51m
파이프덕트(14) 폭 10.320m 5.280m
밸러스트 탱크(15) 수 Total 39 Total 29
밸러스팅 총 용량 Abt. 41,892m3 Abt. 43,460m3 (+1,568m 3 )
컨테이너(C)
적재수		 10MT(design) 11,410 11,442 (+32)
12MT(design) 10,150 10,160 (+10)
14MT(design) 8,700 8,710 (+10)
10MT(Scant.) 12,339 12,458 (+119)
12MT(Scant.) 11,182 11,224 (+42)
14MT(Scant.) 10,235 10,258 (+23)
Minimum required GM at Light service Draft: 10.0m
Partial load Draft: 1.6m
Deepest Load Draft: 0.8m		 Light service Draft: 10.0m
Partial load Draft: 1.5m(-0.1m)
Deepest Load Draft: 0.75m(-0.05m)
위의 표를 살펴보면, 본 발명은 가스연료 추진을 컨테이너(C)선에 적용하는 경우라 하더라도, 파이프덕트(14)의 좌우 폭을 크게 가져갈 필요가 없다. 따라서 본 실시예의 파이프덕트(14)는 컨테이너(C) 2개 내지 3개의 폭 정도로 구비될 수 있다.
반면 비교예의 경우, 가스연료 공급라인(L1)을 파이프덕트(14)에 수용하는 케이스로서, 이때 가스연료 공급라인(L1)의 수용을 위하여 파이프덕트(14)는 적어도 컨테이너(C) 4개 이상의 폭을 구비해야 한다.
이 경우 비교예는 선저에서 밸러스팅 용적이 파이프덕트(14)로 인해 손실될 수밖에 없다. 이에 반해 본 발명은, 파이프덕트(14)의 폭을 최소화하여 선저에서의 밸러스팅 용적을 크게 확보함으로써 무게중심을 낮추어, 홀드부(11)와 온데크적재부(12)의 컨테이너(C) 적재수를 위 표에서와 같이 증대시킬 수 있다.
이 경우 선저 밸러스트 탱크(152, 153)의 구조 강도를 확보하기 위하여, 선저 밸러스팅부(152)와 코너 밸러스팅부(153) 사이에는 격벽(154)을 마련할 수 있다. 다만 격벽(154)은 선저 밸러스팅부(152)와 코너 밸러스팅부(153)의 밸러스팅을 구획하지 않는, 개방형 격벽(154)으로 마련될 수 있다.
즉 코너 밸러스팅부(153)와 선저 밸러스팅부(152)는, 격벽(154)에 의하여 구조적으로 경계가 형성될 수 있다. 그러나 이때 격벽(154)은 개방형 격벽(154)으로 구비되어, 코너 밸러스팅부(153)와 선저 밸러스팅부(152)는, 해수의 유동이 구분되지 않는 하나의 선저 밸러스트 탱크(152, 153)로서 정의된다.
엔진룸(20)은, 선내의 선미에 마련되며 엔진(21)을 수용한다. 이때 엔진(21)은 추진을 위한 엔진(21)일 수 있으며, 선미에 마련된 프로펠러(부호 도시하지 않음)와 축계 연결되거나 또는 전기적으로 연결될 수 있다.
또한 엔진(21)은 추진엔진(21) 외에 선내 부하를 감당하기 위한 발전엔진(21)을 포함할 수 있으며, 추진엔진(21)과 발전엔진(21) 중 적어도 추진엔진(21)은 액화가스를 이용하여 가동하는 이종연료 엔진(21)일 수 있다.
일례로 엔진(21)은 액화가스가 LNG인 경우 ME-GI 엔진(21), X-DF 엔진(21) 등일 수 있으며, 액화가스가 LPG인 경우 ME-LGI 엔진(21) 등일 수 있다. 또한 엔진(21)은 액화가스와 오일연료를 번갈아 사용 가능한 이종연료 엔진(21) 외에도, 액화가스를 주로 사용하는 가스엔진(21)일 수도 있다.
더 나아가 본 발명에서 엔진(21)은, 터빈, 연료전지 등으로 치환될 수 있음을 알려둔다. 즉 엔진(21)이라 하여 디젤사이클, 오토사이클 등으로 가동하는 기관으로 한정되지 않는다. 물론 엔진(21)에 터빈 등이 부가되는 것도 가능하다.
엔진룸(20)은 선미에 마련되는데, 프로펠러와의 연결을 위해 엔진(21)과 프로펠러 사이에는 축계가 마련되고, 축계 설치 공간을 확보하기 위해 해당 부분의 홀드부(11)는 깊이가 다른 홀드부(11) 대비 낮을 수 있다.
또한 엔진룸(20)은 컨테이너(C) 적재를 최대한 확보하기 위해, 상단이 계단 형태로 단차져 있을 수 있고, 부분적으로 홀드부(11)를 형성할 수 있다.
엔진룸(20)의 상방에서 갑판에는 엔진(21) 케이싱이 마련되며, 엔진(21) 케이싱은 베이 하나의 전후 길이 내에 수용되는 크기로 구비될 수 있다. 따라서 엔진룸(20) 상방에서 엔진(21) 케이싱의 전방에 하나의 베이로 이루어진 온데크적재부(12)가 구비될 수 있다.
또한 축계가 마련되는 부분의 상방에서 선내에 홀드부(11)가 구비되고, 해당 홀드부(11)의 상방에 온데크적재부(12)가 구비될 수 있다. 또한 엔진룸(20)의 후방에도 추가로 홀드부(11)와 온데크적재부(12) 등이 마련될 수 있음은 물론이다.
엔진(21)에는 액화가스를 연료로 공급해야 하므로, 후술할 탱크룸(30)에서 엔진(21)까지는 가스연료 공급라인(L1)이 마련될 수 있다. 이때 가스연료 공급라인(L1)은 갑판을 통해 방향으로 연장될 수 있으며, 엔진룸(20) 상방의 갑판을 상하로 관통하여 엔진룸(20) 내로 유입될 수 있다.
즉 가스연료 공급라인(L1)은, 갑판에서 엔진(21) 케이싱의 좌측 또는 우측을 하방으로 관통하여 엔진(21)으로 연결되며, 엔진(21)이 추진엔진(21)과 발전엔진(21)으로 마련되는 만큼 가스연료 공급라인(L1) 역시 추진엔진(21)용과 발전엔진(21)용이 복수 구비될 수 있다. 이때 추진엔진(21)용 가스연료 공급라인(L1)은 엔진(21) 케이싱의 좌우 중 일측에서 갑판을 관통하며, 발전진용 가스연료 공급라인(L1)은 엔진(21) 케이싱의 타측에서 갑판을 관통할 수 있다.
또한 엔진(21)에는 가스연료탱크(31)에 저장된 액화가스와, 가스연료탱크(31)에서 증발한 증발가스가 선택적 또는 복합적으로 공급될 수 있으므로, 가스연료 공급라인(L1)은 액화가스 공급라인과 증발가스 공급라인으로 구성될 수 있다.
즉 가스연료 공급라인(L1)은, 추진엔진(21)용과 발전엔진(21)용으로 나뉘고, 액화가스용과 증발가스용으로 나뉘므로, 4개가 구비될 수 있다(다만 추진엔진(21)이나 발전엔진(21) 중 적어도 어느 하나가 액화가스 또는 증발가스 중 하나로만 구동할 수 있으므로 4개 이하도 가능).
이 경우 엔진(21) 케이싱의 일측과 타측으로 배치되는 가스연료 공급라인(L1)은, 엔진(21)별로, 또는 가스별로 구분하여 다양하게 배치될 수 있다.
탱크룸(30)은, 선내에 마련되며 엔진(21)의 연료인 액화가스를 저장하는 가스연료탱크(31)를 수용한다. 가스연료탱크(31)는 선내에 탑재되는 독립형(Type B인 SPB 등이거나 Type C인 압력용기 등)이거나, 선내에 직접 시공되는 멤브레인형 등일 수 있다. 다만 본 실시예에서 가스연료탱크(31)는 서포트(부호 도시하지 않음) 및 초크(부호 도시하지 않음) 등에 의해 지지/구속되는 독립형임을 가정하여 설명한다.
가스연료탱크(31)는, 액화가스를 액상으로 저장하며, 액화가스를 액상으로 유지하기 위해 단열이 적용될 수 있다. 또한 가스연료탱크(31)에 저장된 액화가스의 위험성을 고려하여, 탱크룸(30) 내에서 가스연료탱크(31)의 외측에는 불활성가스(질소 등)가 채워져 있을 수 있다.
가스연료탱크(31)는 돔(311)을 갖는다. 돔(311)은 가스연료탱크(31)의 상방에 형성되며, 액화가스의 내외 유동을 허용한다. 일례로 가스연료탱크(31)에 저장된 액화가스는 돔(311)을 관통하는 가스연료 공급라인(L1)을 통해 가스연료탱크(31)로부터 배출되어 엔진(21)을 향해 유동할 수 있다.
반면 가스연료탱크(31)의 돔(311)에는 벙커링 라인(L2)이 관통될 수 있으며, 후술하는 벙커스테이션(50)에 의해 외부로부터 공급되는 액화가스가 가스연료탱크(31)의 내부로 로딩될 수 있다.
탱크룸(30)은, 일부분이 선실(13)의 직하방에 배치될 수 있으며, 나머지는 온데크적재부(12)의 직하방에 배치된다. 즉 탱크룸(30)은 하나의 홀드부(11)에 대응되는 전후 길이(2개의 베이에 대응)를 가질 수 있으며, 전방은 선실(13)의 직하방, 후방은 온데크적재부(12)의 직하방에 배치될 수 있다.
물론 탱크룸(30)이 도면 대비 전방으로 이동 배치되어, 전방과 후방의 배치는 반대가 되는 경우도 본 발명의 일 실시예로 포함될 수 있다.
가스연료탱크(31)의 돔(311)은 가스연료탱크(31)에서 선실(13)과 종방향으로 어긋나는 부분의 상방에 마련될 수 있다. 즉 도면에 따르면 돔(311)은 가스연료탱크(31)의 후방에 배치될 수 있다.
이 경우 후술할 연료 공급룸(40)이 갑판 상에서 선실(13)의 하부에 배치되는데, 연료 공급룸(40)은 돔(311)과 종방향으로 어긋나게 배치될 수 있다. 이에 대해서는 이하 연료 공급룸(40)을 설명하는 과정에서 자세히 서술한다.
탱크룸(30)은, 가스연료탱크(31)의 액화가스의 위험성을 고려, 컨테이너(C) 등을 보호하기 위해 코퍼댐으로 둘러싸일 수 있다. 일례로 탱크룸(30)은 평단면 기준으로, 종방향 코퍼댐(도시하지 않음)과 횡방향 코퍼댐(33)에 의해 둘러싸이는 구조를 가진다.
탱크룸(30)은 전후에 인접한 홀드부(11)와의 사이에 간극을 갖는데, 간극은 횡방향 코퍼댐(33)을 구성할 수 있다. 또한 탱크룸(30)의 양측에는 사이드 밸러스팅부(151)가 배치되는데, 사이드 밸러스팅부(151)와 탱크룸(30) 사이는 종방향 코퍼댐을 구성할 수 있다.
다만 이하 다른 실시예에서 설명하겠으나, 횡방향 코퍼댐(33) 등은 오일연료탱크(70)로 대체될 수 있다.
탱크룸(30)의 전방은 선실(13)의 직하방에 배치되기 때문에, 선실(13)을 가스연료탱크(31)로부터 보호할 필요가 있다. 이를 위해 선실(13)의 직하방에는 탱크룸(30)의 내부로 코퍼댐이 돌출될 수 있다.
구체적으로, 탱크룸(30) 내부 상면에서 선실(13)의 직하방에는, 부분적으로 코퍼댐이 하방 돌출되도록 마련된다. 이때 탱크룸(30) 내부로 돌출되는 코퍼댐은 탱크룸(30) 내부 상면 전체가 아닌, 일부에만 형성된다. 이는 가스연료탱크(31)의 상면 후방에 돔(311)이 마련되기 때문이다.
즉 탱크룸(30) 내부로 돌출되는 코퍼댐은, 돔(311)의 전방에 배치될 수 있으며, 구체적으로 가스연료탱크(31)의 상면과 마주하는 수평면과, 돔(311)과 마주하는 수직면을 가질 수 있다. 또한 수직면은 돔(311)과 종방향으로 이격 배치됨에 따라, 수평면과 수직면이 만나는 코너변은 탱크룸(30) 내부에서 노출되어 있을 수 있다.
위와 같이 돔(311)의 전방에 배치되는 코퍼댐은, 가스연료탱크(31)로부터 선실(13)을 보호하는 수평방향 코퍼댐(32)일 수 있으며, 다만 수평방향 코퍼댐(32)은 돔(311)의 배치로 인하여 탱크룸(30)의 상면 전체가 아닌 일부(선실(13)에 대응되는 부분)만을 커버하게 됨은 앞서 설명한 바와 같다.
연료 공급룸(40)은, 높이방향으로 갑판과 선실(13) 사이에 배치되어 가스연료탱크(31)에서 배출되는 액화가스의 온도 또는 압력을 조정한다. 연료 공급룸(40)은 가스연료탱크(31)에 저장된 액화가스의 상태가, 엔진(21)에서 요구하는 상태와 다른 것을 해소하고자, 온도와 압력을 높이는 구성들(펌프, 압축기, 열교환기 등)을 수용하는 부분일 수 있다.
또한 연료 공급룸(40)은, 온도와 압력을 조정하는 구성 외에, 액화가스의 성분을 조정하는 구성(기액분리기 등)을 더 포함할 수 있고, 액화가스를 연료 공급하는 과정에서 필요한 다양한 구성들을 제한 없이 수용할 수 있다.
연료 공급룸(40)은, 갑판 상에 배치되고 연료 공급룸(40)의 상방에 선실(13)이 적층되는데, 연료 공급룸(40)의 좌우 폭은 선실(13)의 좌우 폭보다 작을 수 있다. 이 경우 연료 공급룸(40)의 좌우에는, CO2 룸 등과 같은 기타 구성이 구비될 수 있다.
연료 공급룸(40)과 선실(13)과의 사이에는, 코퍼댐의 설치가 선택적으로 이루어질 수 있다. 다만 연료 공급룸(40)의 직하방은 수평방향 코퍼댐(32)이 마련되므로, 선실(13)은 가스연료탱크(31)와의 사이에 수평방향 코퍼댐(32) 및 연료 공급룸(40)을 구비할 수 있다.
다만 연료 공급룸(40)으로부터 선실(13)을 보호하기 위해, 선실(13)은 규정에 따라 시간당 30회 이상의 벤틸레이션이 구현되도록 마련될 수 있다. 또한 액화가스 등의 누출 시 즉각 소화제(powder)를 분사할 수 있는 설비가 마련될 수 있음은 물론이다.
가스연료탱크(31)의 돔(311)에는 가스연료 공급라인(L1)이 관통될 수 있는데, 가스연료 공급라인(L1)은 연료 공급룸(40)을 거쳐 엔진(21)으로 연장될 수 있다.
구체적으로 가스연료 공급라인(L1)은, 돔(311)과 연료 공급룸(40)이 종방향으로 어긋나게 배치됨을 고려, 돔(311)으로부터 상방으로 연장된 후 연료 공급룸(40)의 높이에서 연료 공급룸(40)을 향해 전방으로 연장된다.
이후 가스연료 공급라인(L1)은 연료 공급룸(40)으로부터 갑판을 따라 선미를 향해 종방향으로 연장되고, 엔진룸(20) 위치에서 갑판을 관통하여 엔진(21)으로 연결될 수 있다.
즉 본 발명의 가스연료 공급라인(L1)은, 파이프덕트(14)를 이용하지 않기 때문에 파이프덕트(14)의 확장을 억제하여 밸러스팅 용적을 보장하고, 이를 통하여 가스연료 추진이 적용되거나 가스연료 추진으로 개조(retrofit)되는 컨테이너 운반선에 대해 컨테이너(C) 적재량을 충분히 가져갈 수 있다.
가스연료 공급라인(L1)은 연료 공급룸(40)과 엔진(21) 사이에서 벙커스테이션(50)을 경유하도록 마련될 수 있다. 후술할 벙커스테이션(50)은 탱크룸(30) 상방의 갑판에서 연료 공급룸(40)의 후방에 배치될 수 있는데, 본 실시예는 벙커링 라인(L2)이 구비되는 벙커스테이션(50)에 가스연료 공급라인(L1)이 경유되도록 함으로써, 가스연료 공급라인(L1)으로 인해 갑판 내 공간이 점유되는 것을 최소화할 수 있다. 또한 이하에서 설명하겠으나 위와 같은 배치를 통해, 벙커스테이션(50)의 내측에 컨테이너(C) 적재가 가능한 온데크적재부(12)를 형성할 수 있다.
연료 공급룸(40)으로부터 엔진룸(20)을 향해 갑판 상에서 후방으로 연장되는 가스연료 공급라인(L1)은, 온데크적재부(12)에서 컨테이너(C)가 적재되는 해치커버(112)에 의해 지지되도록 마련될 수 있다.
즉 가스연료 공급라인(L1)은, 연료 공급룸(40)에서 엔진룸(20)을 향해 종방향으로 연장되는 부분이 해치코밍(111)에 의해 지지되는데, 일례로 도 4에서와 같이 가스연료 공급라인(L1)은 해치코밍(111)을 관통하여 해치코밍(111)에 의해 직접 지지되도록 마련될 수 있다.
또한 선체(10)에서 중앙부에 배치되는 연료 공급룸(40)과 선체(10)에서 선미에 마련되는 엔진룸(20) 사이에서 길게 연장되는 가스연료 공급라인(L1)에 대해, 액화가스 유동 등으로 인한 수축 팽창을 대비하고자, 팽창루프(EL)가 적용될 수 있다.
팽창루프(EL)는 가스연료 공급라인(L1)에서 부분적으로 길이 방향이 아닌 상하좌우와 같은 횡방향 등으로 휘어진 부분으로서, 가스연료 공급라인(L1)의 수축 팽창을 팽창루프(EL)가 흡수함으로써 가스연료 공급라인(L1)의 내구성 등을 보장할 수 있다.
이때 팽창루프(EL)는, 선체(10)에 종방향으로 복수 개 마련되는 해치코밍(111) 사이에 마련될 수 있다. 즉 도 1에 나타난 것과 같이 팽창루프(EL)는 해치코밍(111)과 해치코밍(111) 사이에 배치되며, 이때 팽창루프(EL)는 상하좌우 방향 중에서 선측외판을 향하지 않는 방향으로 연장되어, 갑판에서 작업자의 이동 경로를 방해하지 않을 수 있다.
벙커스테이션(50)은, 탱크룸(30) 상방의 갑판에서 선측외판에 인접한 외측에 마련되며, 외부로부터 액화가스를 공급받기 위해 마련된다. 벙커스테이션(50)은 외측으로 개방된 형태를 가질 수 있으며, 벙커링 라인(L2)이 마련되고 외부의 이송암과 연결되는 연결단(매니폴드)을 구비할 수 있다.
벙커스테이션(50)은, 선체(10)가 로딩을 위해 접안하는 방향을 제안하지 않도록 선체(10)에서 좌우에 각각 마련될 수 있으며, 대칭되도록 배치될 수 있다. 즉 벙커스테이션(50)은 탱크룸(30)의 상방 갑판의 양측에 구비된다.
벙커스테이션(50)은, 갑판의 양측에 마련되며 종방향 기준으로 탱크룸(30)과 겹치게 배치된다. 즉 벙커스테이션(50)은 탱크룸(30)의 직상방에 배치될 수 있으며, 특히 벙커스테이션(50)은 돔(311)의 직상방에 배치된다.
이 경우 벙커스테이션(50)은, 적어도 일부분이 선실(13) 및 연료 공급룸(40)과 종방향으로 어긋나게 배치될 수 있다(부분적으로 벙커스테이션(50)은 선실(13)/연료 공급룸(40)과 종방향으로 겹칠 수 있음). 즉 벙커스테이션(50)은 탱크룸(30) 대비 전후 길이가 상대적으로 작은 크기를 갖도록 마련될 수 있으며, 다만 1 베이보다는 크게 구비되어, 전단은 선실(13)이나 연료 공급룸(40) 등과 횡방향으로 겹치게 배치될 수 있다.
이때 벙커스테이션(50)과 선실(13) 등의 간섭을 방지하고 벙커스테이션(50)의 전후 길이를 충분히 확보하기 위하여, 선실(13)(또는 연료 공급룸(40))의 좌우 폭은 선체(10)의 폭에서 벙커스테이션(50)의 폭을 제외한 것 이하로 마련될 수 있다.
가스연료 공급라인(L1)은, 도 7에 따르면 돔(311)으로부터 상방으로 연장되고 연료 공급룸(40)을 향해 전방으로 연장된 후, 벙커스테이션(50)을 경유하면서 엔진(21)을 향해 후방으로 연장될 수 있다.
즉 본 실시예는, 연료 공급룸(40)에서 엔진룸(20)을 향해 연장되는 가스연료 공급라인(L1)이 벙커스테이션(50)을 경유하도록 함으로써, 갑판 상에서 가스연료 공급라인(L1)으로 인해 공간이 점유되는 것을 최소화하여, 컨테이너(C) 적재공간을 최대한 확보할 수 있다.
또한 도 7에 나타난 것과 같이 벙커스테이션(50)에 마련되는 벙커링 라인(L2)은, 벙커스테이션(50)에서 연료 공급룸(40)을 향해 횡방향으로 연장된 후, 돔(311)을 향해 후방으로 연장되어 가스연료탱크(31)로 액화가스를 공급한다. 즉 벙커링 라인(L2)은, 벙커스테이션(50)과 가스연료탱크(31) 사이에서 연료 공급룸(40)을 경유하게 된다.
이러한 배치 역시 갑판이 점유되는 공간을 최소화하는 것이며, 참고로 도 7에서 가스연료 공급라인(L1)과 벙커링 라인(L2)은 각각 우측과 좌측에 도시하였으나, 좌측과 우측 각각에 가스연료 공급라인(L1)과 벙커링 라인(L2)이 마련될 수 있다.
탱크연결 스페이스(60)(Tank connection space)는, 가스연료탱크(31)의 액화가스를 연료 공급룸(40)으로 전달한다. 탱크연결 스페이스(60)는, 갑판에 마련되어 연료 공급룸(40)과 동일한 높이에서 연료 공급룸(40)의 전방 또는 후방에 배치될 수 있다.
탱크연결 스페이스(60)는, 가스연료탱크(31)의 상방에 돌출된 돔(311)을 수용하도록 마련되며, 돔(311)의 상단이 갑판을 관통하여 탱크연결 스페이스(60) 내에 위치할 수 있다.
이 경우 가스연료 공급라인(L1)은, 돔(311)을 관통하면서 돔(311)으로부터 상방으로 연장되고 탱크연결 스페이스(60)를 경유한 뒤 연료 공급룸(40)을 향해 전방으로 연장된다. 따라서 본 실시예는 돔(311)의 상단과 연료 공급룸(40)이 동일한 높이에 배치되도록 함으로써, 돔(311)과 연료 공급룸(40) 사이에 연장된 가스연료 공급라인(L1)이 높이 변경 없이 마련되도록 할 수 있다.
즉 가스연료 공급라인(L1)은 탱크연결 스페이스(60)와 연료 공급룸(40) 사이에서 수평하게 마련된다. 더욱이 가스연료 공급라인(L1)은 연료 공급룸(40)으로부터 벙커 스테이션, 갑판 상의 해치코밍(111) 등을 경유하여 엔진룸(20) 상부까지 연장되는 과정에서 높이가 비교적 일정하게 마련된다.
따라서 본 실시예에서 가스연료 공급라인(L1)은, 돔(311)을 상방 관통하는 부분과 엔진룸(20)의 상부에서 갑판을 하방 관통하는 부분을 제외한 나머지 부분이 모두 수평하게 마련되도록 하여(상방이나 하방으로 휘어지는 팽창루프(EL) 제외), 가스연료 공급라인(L1)에서 액화가스의 흐름이 안정적이고 신속하게 이루어지도록 할 수 있다.
탱크연결 스페이스(60)는, 적어도 일부가 돔 스페이스(dome space)로 사용될 수도 있으며, 탱크연결 스페이스(60) 내에서 돔 스페이스는 나머지 부분과 별도로 구획되어 마련될 수 있다.
탱크연결 스페이스(60)는, 연료 공급룸(40)의 좌우 폭과 대응되는 폭을 가질 수 있다. 이때 탱크연결 스페이스(60)와 벙커스테이션(50) 사이에는, 갑판에 컨테이너(C)가 적재되는 온데크적재부(12)가 마련될 수 있다.
탱크연결 스페이스(60)와 벙커스테이션(50) 사이의 갑판은 하부에 탱크룸(30)이 배치되는 것이므로, 개폐를 위한 해치코밍(111)이나 해치커버(112)가 불필요하다. 다만 일반 갑판으로 컨테이너(C)를 지지하는 것은 내구성이 부족할 수 있으므로, 탱크연결 스페이스(60)와 벙커스테이션(50) 사이에는 해치커버(112)를 선각화/용접하여 컨테이너(C) 지지가 가능하도록 할 수 있다.
또는 탱크룸(30) 상방의 갑판 중에서 적어도 선실(13)과 어긋나는 후방 부분은, 벙커스테이션(50) 및 탱크연결 스페이스(60)가 마련되는 부분을 포함해 전체적으로 해치커버(112) 구조를 선각화하여 마련할 수 있으며, 또는 해치코밍(111)과 해치커버(112) 구조를 그대로 적용하되 해치커버(112)를 해치코밍(111)에 용접해 일체 구조로 형성하는 것도 가능하다.
벙커스테이션(50)과 탱크연결 스페이스(60)의 사이는 물론이고, 벙커스테이션(50)과 탱크연결 스페이스(60)의 상방에도 컨테이너(C)가 적재되는 온데크적재부(12)가 형성될 수 있다. 다만 벙커스테이션(50)과 탱크연결 스페이스(60)는, 좌우 폭은 컨테이너(C)의 폭의 정수 배를 가질 수 있으나, 높이는 컨테이너(C) 높이의 정수 배와 상이한 높이를 가질 수 있다.
즉 벙커스테이션(50) 및 탱크연결 스페이스(60)의 상방에 적재되는 컨테이너(C)의 단높이는, 도 5에서 나타난 것처럼 홀드부(11) 상방의 온데크적재부(12)에 적재되는 컨테이너(C)의 단높이와 상이하게 마련될 수 있다.
물론 벙커스테이션(50) 및 탱크연결 스페이스(60)를 컨테이너(C) 높이의 정수 배에 맞추는 것도 가능하나, 이 경우 컨테이너(C) 2개 높이에 대응시키면 벙커스테이션(50)이나 탱크연결 스페이스(60)의 높이가 지나치게 제한적이고, 컨테이너(C) 3개 높이에 대응시키면 벙커스테이션(50) 등이 차지하는 높이가 과하게 된다.
따라서 본 실시예는, 컨테이너(C) 적재가 불균일하게 이루어지더라도, 벙커스테이션(50) 및 탱크연결 스페이스(60)의 높이를 컨테이너(C)의 규격과 불일치하게 형성하여, 벙커스테이션(50) 등의 높이를 최적으로 가져갈 수 있다.
대신 본 실시예는 컨테이너(C)의 적재 단 높이가 폭 방향으로 상이하게 이루어지는 것을 대비하고자, 래싱브릿지(16)의 형상을 도 6에서와 같이 개선할 수 있다.
래싱브릿지(16)는 앞서 언급한 것처럼 갑판에 설치되며 컨테이너(C)를 고박하는 구성인데, 본 실시예의 래싱브릿지(16)는 홀드부(11)의 상방에 적재되는 컨테이너(C)를 고박하는 제1 고박부(16a)와, 제1 고박부(16a) 대비 상이한 높이로 제1 고박부(16a)에 일체로 마련되며 벙커스테이션(50)/탱크연결 스페이스(60)의 상방에 적재되는 컨테이너(C)를 고박하는 제2 고박부(16b)를 포함할 수 있다.
제1 고박부(16a)는 홀드부(11)의 상방에 위치한 온데크적재부(12)의 컨테이너(C)를 고박하기 위해 마련되는 구성일 수 있고, 또는 탱크연결 스페이스(60)와 벙커스테이션(50) 사이에 형성된 온데크적재부(12)의 컨테이너(C)를 고박하기 위해 사용되는 구성일 수 있다.
후자와 관련하여, 탱크연결 스페이스(60)와 벙커스테이션(50) 사이의 온데크적재부(12)는, 갑판(해치커버(112)가 선각화 또는 용접 고정) 상에 컨테이너(C)가 적재될 수 있으므로 홀드부(11) 상방의 온데크적재부(12)에서 컨테이너(C)가 적재되는 단높이에 대응될 수 있다.
반면 벙커스테이션(50)/탱크연결 스페이스(60)의 상방에 적재되는 컨테이너(C)의 단높이는 이와 상이하므로, 도 5에서와 같이 선체(10)에서 탱크연결 스페이스(60)가 마련되는 부분의 정단면을 살펴보면 컨테이너(C)의 최대적재 높이가 불균일하게 형성될 수 있다. 따라서 탱크연결 스페이스(60)와 인접하게 배치되는 래싱브릿지(16)에 제2 고박부(16b)가 적용될 수 있다.
제2 고박부(16b)는 제1 고박부(16a) 대비 상방으로 더 돌출된 높이를 가질 수 있으며, 폭 방향으로 적어도 2개 이상의 컨테이너(C) 고박에 사용되는 부분일 수 있다. 이때 제2 고박부(16b)가 제1 고박부(16a) 대비 더 돌출되는 높이는, 벙커스테이션(50) 또는 탱크연결 스페이스(60)의 높이에, 컨테이너(C)의 높이의 정수 배를 제한 최소한의 양의 값에 대응될 수 있을 것이다.
따라서 본 실시예는, 벙커스테이션(50) 등의 높이를 컨테이너(C) 규격에 제한되지 않도록 하여 벙커스테이션(50) 및 탱크연결 스페이스(60)의 높이를 최적으로 확보하면서, 컨테이너(C)의 단높이가 불균형을 이루더라도, 구조가 개선된 래싱브릿지(16)를 사용하여 안정적으로 고박될 수 있도록 한다.
오일연료탱크(70)는, 엔진(21) 등에서 사용되는 오일을 저장한다. 오일연료탱크(70)는 오일을 상온에서 저장하며 별도의 단열이 요구되지 않으므로, 빈 공간을 다양하게 활용하여 형성될 수 있다.
일례로 본 실시예는, 탱크룸(30)의 양측에 오일연료탱크(70)를 구비할 수 있다. 탱크룸(30)의 둘레에는 앞서 코퍼댐이 두를 수 있다고 설명하였는데, 코퍼댐 중 탱크룸(30) 양측과 사이드 밸러스팅부(151) 사이는, 도 5에서와 같이 오일연료탱크(70)로 사용될 수 있다. 따라서 선체(10)에서 탱크룸(30) 및 오일연료탱크(70)를 밸러스트 탱크(15)가 감싸도록 마련된다.
물론 오일연료탱크(70)는 전후방향으로 홀드부(11)들 사이의 간극에 형성되는 것도 가능하다. 다만 선실(13)을 가스연료탱크(31)로부터 보호하기 위한 수평방향 코퍼댐(32)은, 오일연료탱크(70)로 사용되지 않을 수 있다.
오일연료탱크(70)로부터 엔진(21)까지는 오일연료 공급라인(도시하지 않음)이 마련될 수 있는데, 오일연료 공급라인은 단열이 필요해 단열구조가 적용되거나 이중관 구조를 가져야 하는 가스연료 공급라인(L1)과 달리, 오일이 유동될 정도의 단면만 가져도 충분하다.
따라서 오일연료 공급라인은, 가스연료 공급라인(L1)과 다르게 파이프덕트(14)를 통해 오일연료탱크(70)로부터 선미로 연장될 수 있다.
물론 오일연료 공급라인이 가스연료 공급라인(L1)과 함께 갑판 상에서 종방향으로 연장되는 것도 가능하며, 오일연료 공급라인도 해치코밍(111)을 관통하여 해치코밍(111)에 의해 지지되도록 구비될 수 있다. 다만 오일연료 공급라인에는 팽창루프(EL)가 적용되지 않을 수 있다.
이와 같이 본 실시예는, 컨테이너 운반선에 가스연료 추진을 적용하기 위하여 탱크룸(30)을 할당하고, 가스연료탱크(31)로부터 엔진(21)까지 액화가스를 전달하기 위한 구성들을 최적 배치함으로써, 내구성을 확보하면서도 컨테이너(C) 적재량을 충분히 확보할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선의 평단면도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선의 정단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스연료 추진 컨테이너 운반선(1)은, 오일연료탱크(70) 등의 배치에서 앞선 실시예와 차이가 있다.
이하에서는 본 실시예가 앞선 실시예 대비 달라지는 점 위주로 설명하도록 하며, 설명을 생략하는 부분은 앞선 내용으로 갈음한다.
본 실시예는, 탱크룸(30)이 전후에 인접한 홀드부(11)와의 사이에 간극을 갖는다는 점에서는 앞선 실시예와 동일하나, 앞선 실시예는 해당 간극을 홀드부(11)와 탱크룸(30)의 분리를 위한 횡방향 코퍼댐(33)으로 사용하는 반면, 본 실시예는 간극을 횡방향 오일연료탱크(72)로 사용할 수 있다.
컨테이너 운반선에 가스연료 추진을 적용하고자 하는 경우, 액화가스를 저장하는 시설(가스연료탱크(31))과 컨테이너(C) 화물창(홀드부(11)) 사이에는, IGF Code(International Code of Safety for Ships using Gases or other Low-flashpoint Fuels, 저인화점 연료 선박 규칙) 11.3.3.항에 따라 코퍼댐 구조가 적용되어야 한다. 여기서 코퍼댐이란, 2개의 인접한 구획을 분리하기 위한 공간을 의미한다.
그런데 앞선 실시예에서와 같이, 탱크룸(30) 좌우 및 전후 등에 코퍼댐을 모두 배치하게 되면, 오일연료를 적재할 수 있는 구역이 줄어들게 되므로, 액화가스의 공급 및 액화가스에 기반한 운항에 문제가 발생하는 LNG-DF failure 상황 시, 오일연료만으로는 충분한 운항거리(cruising range)를 확보하기 어려운 문제가 발생있다.
따라서 본 실시예는, 가스연료를 이용한 운항을 백업하면서 운항거리를 충분히 확보하기 위하여, 홀드부(11)와 탱크룸(30) 사이의 간극을 오일연료탱크(70)로 사용할 수 있다. 이때 오일연료탱크(70) 역시, 가스연료탱크(31)와 홀드부(11)를 구조적으로 분리하는 공간임이 분명하므로, 관련 Rule 등을 문제 없이 충족할 수 있다.
또한 본 실시예는, 탱크룸(30)의 전후에 횡방향 오일연료탱크(72)를 두고, 탱크룸(30)의 양측에 종방향 오일연료탱크(71)를 마련할 수 있다. 이 경우 밸러스트 탱크(15)는 탱크룸(30) 및 종방향 오일연료탱크(71)를 감싸도록 마련된다.
또한 탱크룸(30)은, 평단면이 도 8에 나타난 것과 같이 오일연료탱크(70)에 의해 둘러싸일 수 있다. 즉 횡방향 오일연료탱크(72)와 종방향 오일연료탱크(71)는, 탱크룸(30)을 둘러싸는 닫힌 단면을 형성할 수 있으며, 본 실시예는 오일연료탱크(70)만으로 IGF Rule을 만족할 수 있다.
탱크룸(30)의 양측에 마련되는 종방향 오일연료탱크(71)는, 도 8에 나타난 것과 같이 선실(13)의 직하방에 배치되는 부분과 온데크적재부(12)의 직하방에 배치되는 부분의 좌우 폭이 상이하게 마련될 수 있다.
이 경우는 도 9에서 나타난 것처럼 탱크룸(30)의 좌우에 컨테이너(C) 적재 공간인 홀드부(11)를 적용하였을 경우에 해당하며, 이를 위해서는 앞선 실시예에서와 달리, 벙커스테이션(50)이 갑판 상에서 선실(13)의 하부에 배치되며 연료 공급룸(40)의 좌우에 배치될 수 있다.
따라서 탱크룸(30)의 상면 중 일부는, 개방 가능한 해치커버(112)가 마련될 수 있다. 이때 탱크룸(30)의 돔(311)에 대응되는 부분은 가스연료 공급라인(L1) 등의 설치로 인해 개폐 구조의 적용이 불가한 바, 탱크룸(30)의 상방에서 좌우 양측에 개방 가능한 해치커버(112)가 각각 구비될 수 있다.
물론 가스연료탱크(31)의 돔(311)이 연료 공급룸(40)의 직하방에 배치되는 경우에는, 탱크룸(30)에서 선실(13)과 어긋난 후방 부분에 하나의 해치커버(112)가 개방 가능하게 구비될 수 있으며, 이때 선실(13)의 보호를 위해, 연료 공급룸(40)과 선실(13) 사이에 코퍼댐이 적용될 수 있다.
이와 같이 본 실시예는, 액화가스에 의한 운항에 문제가 발생할 경우를 대비하고자 오일연료를 저장하되, 오일연료의 저장량을 충분히 확보하도록 홀드부(11)와 탱크룸(30) 사이 공간 등을 사용하여, 운항거리를 보장할 수 있다.
본 발명은 앞서 설명된 실시예 외에도, 상기 실시예들 중 적어도 둘 이상의 조합 또는 적어도 하나 이상의 상기 실시예와 공지기술의 조합에 의해 발생하는 실시예들을 모두 포괄한다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 가스연료 추진 컨테이너 운반선 C: 컨테이너
10: 선체 11: 홀드부
111: 해치코밍 112: 해치커버
12: 온데크적재부 13: 선실
14: 파이프덕트 15: 밸러스트 탱크
151: 사이드 밸러스팅부 152: 선저 밸러스팅부
153: 코너 밸러스팅부 154: 개방형 격벽
16: 래싱브릿지 16a: 제1 고박부
16b: 제2 고박부 20: 엔진룸
21: 엔진 30: 탱크룸
31: 가스연료탱크 311: 돔
32: 수평방향 코퍼댐 33: 횡방향 코퍼댐
40: 연료 공급룸 50: 벙커스테이션
60: 탱크연결 스페이스 70: 오일연료탱크
71: 종방향 오일연료탱크 72: 횡방향 오일연료탱크
L1: 가스연료 공급라인 EL: 팽창루프
L2: 벙커링 라인

Claims (12)

  1. 컨테이너가 적재되는 홀드부가 선내에 종방향으로 복수 개 마련되고, 갑판의 상방으로 선외에 일정 높이로 컨테이너가 적재되는 온데크적재부가 마련되며, 종방향으로 중앙부에 선실이 구비되는 선체를 갖는 컨테이너선으로서,
    상기 선내의 선미에 마련되며 엔진을 수용하는 엔진룸;
    상기 선내에 마련되며 상기 엔진의 연료인 액화가스를 저장하는 가스연료탱크를 수용하는 탱크룸;
    높이방향으로 상기 갑판과 상기 선실 사이에 배치되어 상기 가스연료탱크에서 배출되는 액화가스의 온도 또는 압력을 조정하는 연료 공급룸;
    상기 연료 공급룸에서 상기 엔진으로 연장되는 가스연료 공급라인;
    상기 선체에서 상기 홀드부의 하부 중앙에 마련되는 파이프덕트; 및
    상기 선체에서 상기 파이프덕트의 좌우에 대칭되게 마련되며 상기 홀드부의 하부와 측면을 감싸도록 마련되는 밸러스트 탱크를 포함하며,
    상기 가스연료 공급라인은, 상기 선체의 내부인 상기 파이프덕트를 경유하지 않고 상기 선체의 외부인 상기 갑판의 상부를 통해 종방향으로 연장되고 상기 엔진룸 위치에서 상기 갑판을 관통하여 상기 엔진으로 연결되는 것을 특징으로 하는 가스연료 추진 컨테이너 운반선.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 밸러스트 탱크는,
    상기 파이프덕트의 양측에서 상기 홀드부 측방의 사이드 밸러스팅부와 상기 홀드부 하방의 선저 밸러스팅부 및 상기 선체 코너의 코너 밸러스팅부를 포함하는 밸러스팅 영역을, 독립적인 밸러스팅이 가능한 2개의 탱크로 구획하는 것을 특징으로 하는 가스연료 추진 컨테이너 운반선.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 밸러스트 탱크는,
    상기 사이드 밸러스팅부에 대응되는 사이드 밸러스트 탱크와,
    상기 선저 밸러스팅부 및 상기 코너 밸러스팅부를 포괄하는 선저 밸러스트 탱크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스연료 추진 컨테이너 운반선.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 선저 밸러스트 탱크는,
    상기 선저 밸러스팅부와 상기 코너 밸러스팅부 사이에 마련되며 상기 선저 밸러스팅부와 상기 코너 밸러스팅부의 밸러스팅을 구획하지 않는 개방형 격벽을 갖는 것을 특징으로 하는 가스연료 추진 컨테이너 운반선.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 탱크룸은,
    일부분이 상기 선실의 직하방에 배치되며,
    상기 가스연료탱크는, 상기 선실과 종방향으로 어긋나는 부분의 상방에 액화가스의 내외 유동을 허용하는 돔을 갖는 것을 특징으로 하는 가스연료 추진 컨테이너 운반선.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 연료 공급룸은, 상기 돔과 종방향으로 어긋나게 배치되며,
    상기 가스연료 공급라인은, 상기 돔으로부터 상방으로 연장되고 상기 연료 공급룸을 향해 전방으로 연장되는 것을 특징으로 하는 가스연료 추진 컨테이너 운반선.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 탱크룸 상방의 상기 갑판에서 외측에 마련되며 외부로부터 액화가스를 공급받기 위한 벙커스테이션을 더 포함하며,
    상기 가스연료 공급라인은,
    상기 연료 공급룸과 상기 엔진 사이에서 상기 벙커스테이션을 경유하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 가스연료 추진 컨테이너 운반선.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 벙커스테이션은,
    상기 갑판의 양측에 마련되고 종방향 기준 상기 탱크룸과 겹치게 배치되며, 적어도 일부분이 상기 선실 및 상기 연료 공급룸과 종방향으로 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 가스연료 추진 컨테이너 운반선.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 가스연료 공급라인은,
    상기 돔으로부터 상방으로 연장되고 상기 연료 공급룸을 향해 전방으로 연장된 후, 상기 벙커스테이션을 경유하면서 상기 엔진을 향해 후방으로 연장되는 것을 특징으로 하는 가스연료 추진 컨테이너 운반선.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 선체는,
    상기 갑판에 상기 홀드부에 대응되도록 해치코밍이 마련되고, 상기 해치코밍에 해치커버가 안착되어 상기 홀드부를 개폐하며,
    상기 온데크적재부는, 상기 해치커버에 상기 컨테이너가 적재되며,
    상기 가스연료 공급라인은, 상기 연료 공급룸에서 상기 엔진룸을 향해 종방향으로 연장되는 부분이 상기 해치코밍에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 가스연료 추진 컨테이너 운반선.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 가스연료 공급라인은,
    상기 해치코밍을 관통하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 가스연료 추진 컨테이너 운반선.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 가스연료 공급라인은,
    상기 선체에 종방향으로 복수 개 마련되는 상기 해치코밍 사이에, 횡방향으로 연장되는 팽창루프를 갖는 것을 특징으로 하는 가스연료 추진 컨테이너 운반선.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60104392U (ja) * 1983-12-22 1985-07-16 三井造船株式会社 ハツチコ−ミングとハツチカバ−との組立体
KR20150068527A (ko) * 2013-12-11 2015-06-22 대우조선해양 주식회사 선박
KR20180076692A (ko) * 2016-12-28 2018-07-06 현대중공업 주식회사 가스연료 추진 컨테이너 운반선

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