KR102297730B1 - 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 선박은 선체에 액화물질을 저장하는 저장탱크를 구비한 선박에 있어서, 상기 선체의 선저로 기체를 분사하도록 구성되는 마찰저감장치; 및 상기 저장탱크의 일 측에 형성되는 코퍼댐;을 포함하고, 상기 마찰저감장치는 상기 코퍼댐을 가열하도록 구성된다.

Description

선박{Ship}

본 발명은 마찰저감장치를 구비한 선박에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마찰저감장치로부터 배출되는 고온의 압축공기로 인한 배관의 손상을 경감시키고, 코퍼댐의 과냉각현상을 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.

그런데 전술된 특허문헌에 따른 장치는 압축기를 이용하여 고압의 기체를 생성 및 배출시키는 방식이므로, 배출되는 기체의 온도가 100℃를 크게 넘는다. 그러나 이러한 고온고압의 기체는 기체의 배출통로가 되는 배관 및 그 주변 부재의 방청 및 방오페인트를 손상시키는 문제점이 있다.

한편, LNG 운반선과 같이 액화물질을 운반하는 선박은 운반대상을 액체상태로 유지시키기 위한 냉각시스템을 포함한다. 그런데 이러한 냉각시스템 및 액화물질저장탱크는 주변의 온도를 현저하게 낮추므로, 선박의 구조적 안정성을 위협할 수 있다. 따라서, 액화물질을 운반하는 선박은 저장탱크 주변의 구조물(예를 들어, 코퍼댐)을 적절한 온도로 가열 및 유지시키기 위한 별도의 장치가 필요하다.

KR 2011-0050534 A KR 2014-0117681 A KR 2015-0104540 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 마찰저감장치로부터 배출되는 고온고압의 기체로 인한 배관의 손상을 최소화시킬 수 있는 선박을 제공하는데 그 목적이 있다.

아울러, 본 발명은 액화물질을 저장하는 탱크 주변의 구조물이 과 냉각되는 현상을 효과적으로 경감시킬 수 있는 선박을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박은 선체에 액화물질을 저장하는 저장탱크를 구비한 선박에 있어서, 상기 선체의 선저로 기체를 분사하도록 구성되는 마찰저감장치; 및 상기 저장탱크의 일 측에 형성되는 코퍼댐;을 포함하고, 상기 마찰저감장치는 상기 코퍼댐을 가열하도록 구성된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 선박에서 상기 마찰저감장치는, 상기 선체에 배치되는 압축기; 상기 선저로 기체를 분사하도록 배치되는 기체분사구; 상기 압축기와 연결되고 상시 선체의 길이방향으로 연장되는 주배관; 및 상기 주배관과 상기 기체분사구를 연결하는 보조배관;을 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 선박에서 상기 주배관은 상기 코퍼댐 또는 평형수 탱크를 경유하도록 구성된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 선박에서 상기 주배관에는 상기 코퍼댐으로 분기되는 제1열교환배관이 형성된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 선박에서 상기 제1열교환배관에는 다수의 핀 부재가 형성된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 선박에서 상기 제1열교환배관에는 상기 코퍼댐의 온도에 따라 개폐되도록 구성되는제1 밸브가 형성된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 선박에서 상기 주배관에는 상시 선체에 배치되는 평형수탱크로 분기되는 제2열교환배관이 형성된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 선박에서 상기 제2열교환배관에는 제2밸브가 형성된다.

본 발명은 마찰저감장치로부터 배출되는 고온고압의 기체로 인한 배관의 손상을 경감시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 액화물질저장탱크 주변의 온도가 현저하게 낮아지는 현상을 경감시킬 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
도 5는 도 4에 도시된 코퍼댐과 주배관의 배치관계를 나타낸 상세도
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 선박의 측면도
도 7은 도 6에 도시된 코퍼댐, 평형수탱크, 주배관의 배치관계를 나타낸 상세도
도 8은 본 발명의 또 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. 아울러, 주배관(220)은 압축기(210)에 의해 생성된 압축공기의 과열을 방지할 수 있도록 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 액화물질저장탱크(130)에 의해 냉각되는 코퍼댐(140)을 경유한다. 따라서, 주배관(220)을 유동하는 압축공기는 93℃ 이하, 바람직하게는 80℃ 이하로 냉각되어 기체분사구(240)로 배출될 수 있다. 주배관(220)을 통한 이러한 압축공기의 냉각은 과열된 공기에 의한 배관(220, 230)의 도장(방청페인트 및 방오페인트)의 손상을 억제 또는 경감시킬 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.

위와 같이 구성된 선박(100)은 마찰저감장치(200)로부터 생성되는 고온고압의 공기가 코퍼댐(140)을 경유하면서 냉각되므로, 고온의 압축공기에 의한 배관의 손상을 최소화시킬 수 있다. 아울러, 본 실시 예에 다른 선박(100)은 코퍼댐(140)이 마찰저감장치(200)의 압축공기에 의해 가열되므로, 코퍼댐(140)을 가열하는데 필요한 전력소모를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 실시 예에 따른 선박은 건조 비용을 절감시키고, 운항효율을 향상시킬 수 있다.

다음에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 다른 실시 예에 따른 선박을 설명한다. 참고로, 이하의 설명에서 전술된 실시 예와 동일한 구성은 전술된 실시 예와 동일한 도면부호를 사용하며, 이들 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 예에 따른 선박(102)은 도 4에 도시된 바와 같이 선체(110)의 선미 배치되는 프로펠러(120), 선체(110)에 형성되는 복수의 액화물질저장탱크(130), 코퍼댐(140)을 포함한다. 아울러, 선박(102)은 마찰저감장치(200)를 포함한다.

본 실시 예에 따른 선박(102)은 도 5에 도시된 바와 같이 주배관(220)을 유동하는 일부 압축공기가 선택적으로 코퍼댐(140)에 공급되도록 구성된다는 점에서 전술된 실시 예와 구별될 수 있다.

부연 설명하면, 주배관(220)에는 코퍼댐(140)으로 분기되는 열교환배관(260)이 형성된다. 열교환배관(260)은 코퍼댐(140)의 상당부분을 경유한 후 주배관(220)으로 회기된다. 열교환배관(260)에는 방열효율을 높이기 위한 다수의 핀 부재(262)가 형성된다. 열교환배관(260)에는 복수의 밸브(310, 320)가 배치된다. 따라서, 주배관(220)을 유동하는 고온고압의 공기는 밸브(310, 320)의 개방시에 한해 코퍼댐(140)으로 공급될 수 있다. 바람직하게는, 밸브(310, 320)는 코퍼댐(140)의 온도가 기설정 온도보다 낮아지면 개방되고, 코퍼댐(140)의 온도가 기설정 온도보다 높으면 폐쇄되도록 작동된다.

이와 같이 구성된 선박(102)은 마찰저감장치(200)에 의해 생성되는 고온고압의 공기에 의해 코퍼댐(140)의 온도가 선택적으로 조정되므로, 코퍼댐(140)의 온도유지를 위한 전력소모를 현저하게 경감시킬 수 있다.

다음에서는 도 6 및 도 7을 참조하여 또 다른 실시 예에 따른 선박을 설명한다. 참고로, 이하의 설명에서 전술된 실시 예와 동일한 구성은 전술된 실시 예와 동일한 도면부호를 사용하며, 이들 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 예에 따른 선박(104)은 도 6에 도시된 바와 같이 선체(110)의 선미 배치되는 프로펠러(120), 선체(110)에 형성되는 복수의 액화물질저장탱크(130), 코퍼댐(140)을 포함한다. 아울러, 선박(102)은 평형수탱크(170) 및 마찰저감장치(200)를 포함한다.

본 실시 예에 따른 선박(104)은 도 7에 도시된 바와 같이 주배관(220)을 유동하는 고온고압의 공기가 코퍼댐(140) 및 평형수탱크(170) 중 적어도 하나를 경유하도록 구성된다는 점에서 전술된 실시 예들과 구별된다. 이를 위해 주배관(220)에는 코퍼댐(140)으로 분기되는 제1열교환배관(260)과 평형수탱크(170)로 분기되는 제2열교환배관(270)이 형성된다. 제1열교환배관(260)과 제2열교환배관(270)에는 공기의 유동을 제어하기 위한 하나 이상의 밸브(310, 320, 330, 340)가 배치된다.

이와 같이 구성된 선박(104)은 마찰저감장치(200)로부터 배출되는 고온고압의 공기를 통해 코퍼댐(140)으로 경유시키거나, 또는 평형수탱크(170) 측으로 경유시키거나, 또는 코퍼댐(140)과 평형수탱크(170) 양측으로 경유시킬 수 있다. 예를 들어, 코퍼댐(140)의 과냉각 상태에서는, 마찰저감장치(200)로부터 배출되는 고온의 공기가 코퍼댐(140)으로 공급되도록 제1밸브(310, 320)를 개방시키고 제2밸브(330, 340)를 폐쇄시킬 수 있다. 이와 달리, 코퍼댐(140)의 온도가 기설정 기준에 부합된 상태에서는, 마찰저감장치(200)로부터 배출되는 공기가 평형수탱크(170)로 공급되도록 제1밸브(310, 320)를 폐쇄하고 제2밸브(330, 340)를 개방시킬 수 있다.

따라서, 본 실시 예에 따른 선박(104)은 고온고압의 공기를 통해 코퍼댐(140)의 과냉각을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 고온고압의 공기로 인한 배관의 손상을 현저하게 경감시킬 수 있다.

도 8을 참조하여 다른 실시 예에 따른 선박을 설명한다.

본 실시 예에 따른 선박(104)은 코퍼댐(140)과 평형수탱크(170)의 배치형태에 있어서 전술된 실시 예와 구별된다.

본 실시 예에서 코퍼댐(140)은 평형수탱크(170)와 최대한 가깝게 배치될 수 있다. 예를 들어, 코퍼댐(140)은 평형수탱크(170)와 밀착되게 배치될 수 있다. 이러한 구조는 평형수탱크(170)에 저장된 해수를 통한 코퍼댐(140)의 냉각 또는 가열이 가능할 수 있다.

이와 별도로, 주배관(220)은 평형수탱크(170)를 경유하도록 배치될 수 있다. 아울러, 주배관(220)으로부터 분기되는 열교환배관(260)은 코퍼댐(140)을 경유하도록 배치될 수 있다.

위와 같이 구성된 선박은 평형수탱크(170), 주배관(220), 열교환배관(260)을 통해 코퍼댐(140)의 가열 또는 과냉각을 억제시킬 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
260, 270 열교환배관
262 핀 부재
310, 320, 330, 340 밸브

Claims (8)

1. 선체에 액화물질을 저장하는 저장탱크를 구비한 선박에 있어서,
   상기 선체의 선저로 기체를 분사하도록 구성되는 마찰저감장치; 및
   상기 저장탱크의 일 측에 형성되는 코퍼댐;
   을 포함하고,
   상기 마찰저감장치는,
   상기 선체에 배치되는 압축기;
   상기 선저로 기체를 분사하도록 배치되는 기체분사구;
   상기 압축기와 연결되고 상기 선체의 길이방향으로 연장되는 주배관; 및
   상기 주배관과 상기 기체분사구를 연결하는 보조배관;
   을 포함하고,
   상기 주배관은 상기 코퍼댐을 가열할 수 있도록 상기 코퍼댐을 경유하도록 구성되고,
   상기 주배관에는 상기 선체에 배치되는 평형수탱크로 분기되는 제2열교환배관이 형성되는 선박.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 주배관에는 상기 코퍼댐으로 분기되는 제1열교환배관이 형성되는 선박.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1열교환배관에는 다수의 핀 부재가 형성되는 선박.
6. 제4항에 있어서,
   상기 제1열교환배관에는 상기 코퍼댐의 온도에 따라 개폐되도록 구성되는제1 밸브가 형성되는 선박.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 제2열교환배관에는 제2밸브가 형성되는 선박.
   

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