KR101561160B1 - 선박의 밸러스트 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 트림을 조절하는 밸러스트 시스템에 관한 것으로, 선박의 이중저 공간 내에 터널을 설치하고, 상기 터널 내에 이동에 의하여 트림을 조절할 수 있도록 하는 이동 가능한 중공형 탱크가 설치되는 것을 특징으로 하고 있으며, 이에 따라 본 발명은 밸러스트수를 사용하지 않거나 항해 해역의 해수를 직접 밸러스트수로 사용함에 따라 밸러스트수 처리를 위한 별도의 밸러스트 펌프나 기타 부가장비 등이 필요하지 않아 선박의 건조비용을 절감할 수 있고, 화물창 용적을 극대화할 수 있으며, 특히, 중공형 탱크의 이동만으로 극히 용이하게 트림을 조절할 수 있으므로 밸러스트수에 의한 환경오염의 발생을 근원적으로 방지할 수 있도록 하는 효과가 제공된다.

선박, 밸러스트, 밸러스트수 처리, 밸러스트 시스템

Description

선박의 밸러스트 시스템{The ballast system of ship}

본 발명은 선박의 트림을 조절하는 밸러스트 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸러스트수를 사용하지 않고 중공형 탱크의 위치 이동만으로 트림을 조절할 수 있도록 하는 시스템을 구비함으로써, 환경오염을 원천적으로 방지할 수 있도록 하는 선박의 밸러스트 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선박의 밸러스트 탱크는 화물을 싣고 내림에 따른 선박의 무게중심을 낮추어 안전한 항해를 하기 위한 것으로, 선체의 좌우로 대칭이 되도록 여러 개가 설치되어 있으며, 각각의 발라스트 탱크는 서로 독립된 방의 구조로 형성되어 있다.

이러한 밸러스트 시스템은 선체에 마련된 다수의 밸러스트 탱크와 밸러스트 탱크에 밸러스트수(해수)를 급수 및 배수하는 밸러스트 펌프를 기본적으로 포함하고 있으며, 상기 밸러스트 펌프의 구동에 의하여 밸러스트수를 밸러스트 탱크에 급수 또는 배수하는 동작에 의하여 선박의 흘수 및 트림을 조절하도록 설계되어 있 다.

밸러스트수는 전 세계적으로 연간 100억 톤의 물이 옮겨지고 있으며, 7천 여종 이상의 생물이 밸러스트수를 따라 이동하는 것으로 나타났다. 이들 대부분은 새로운 환경에서 죽지만, 살아남은 종들은 강한 생존력과 번식력으로 새로 유입된 수서 생태계를 교란시키거나 파괴하게 된다.

따라서, 밸러스트수에 포함되어 있는 외래 생물이 타 지역으로부터 유입되는 것을 막기 위해서는 밸러스트수에 포함된 생물과 병원균을 사멸시키거나 항구로 들어오기 전에 해양에서 새로운 해수로 교환해 주어야 한다.

그러나, 밸러스트수에 대한 통제는 각국의 실정에 따라 기준을 달리하거나 통제하지 않고 있는 실정이다. 무역량과 무역국에 따라 외래 생물의 피해 정도는 매우 다르지만 피해 사례가 증가하고 있어 국제적인 문제로 부각되고 있다.

국제해사기구(IMO)에서는 선박의 밸러스트수와 침전물의 통제 및 관리를 위한 협약을 완성하여 현재 각국의 비준을 받고 있다. 이 협약은 2009년부터 적용하게 되는데, 일정기간 동안은 대양에서 해수를 교환하는 것이 허용되나, 2017년부터는 모든 선박에서 생물체 농도를 일정량보다 낮추는 성능기준을 만족시켜야 한다.

또한, 국제해사기구에서는 밸러스트수 관리 협약의 원활한 이행을 위한 침전물 수용시설, 샘플링, 특수선의 동등한 준수, 관리계획서, 밸러스트수 수용시설, 밸러스트수 교환, 면제 위해도 평가, 처리시스템 형식승인, 활성물질 승인, 처리기술 프로그램 교환설계 및 설비, 선박 내 침전물 관리, 추가조치사항, 지정해역설정 등 14종의 지침서를 제정 중에 있다. 국제적 협약의 골자는 선박 밸러스트수에 포 함된 유해 수중생물이 항로를 따라 이송되어 배출된 후 토착 해양 생태계를 파괴하는 것을 방지하기 위하여, 상대국 해역에 배출하기 전에는 반드시 사멸시켜야 한다는 내용을 포함하고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 밸러스트 시스템에 따르면 밸러스트 수에 의한 환경 오염이 발생하고, 밸러스트수 처리를 위한 부가장비 및 밸러스트 탱크 내 도장작업이 필요함으로 인해 선박의 건조 비용이 증가한다.

또한, 종래의 기술에 따른 상기 밸러스트 시스템은 상기 국제해사기구의 밸러스트수 처리를 위한 국제 규정을 만족시키기 위하여 밸러스트수를 살균 처리하기 위한 살균시설의 설치가 필요할 뿐만 아니라 트림조절을 위해 대용량의 밸러스트 탱크에 밸러스트수를 채우는데 많은 시간이 소요되는 등의 문제점이 발생하게 되었다.

본 발명의 목적은 밸러스트 수를 사용하지 않고 중공형 탱크의 위치 이동만으로 선박의 트림을 간단히 조절할 수 있도록 함으로써, 선박의 항해와 밸러스트수의 이동배출에 따른 환경오염을 근본적으로 방지할 수 있도록 하는 선박의 밸러스트 시스템을 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 추구하는 기술적 수단은 선박의 이중저 공간 내에 터널을 설치하고, 상기 터널 내에 이동에 의하여 트림을 조절할 수 있도록 하는 이동가능한 중공형 탱크가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템을 제시한다.

그리고, 본 발명은 선박의 이중저 공간에 설치된 상기 터널은 선박의 길이방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템을 제시한다.

또한, 본 발명은 선박의 이중저 공간에 설치된 상기 터널은 선박 길이의 1/4 내지 3/4 길이로 설치되는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템을 제시한다.

또한, 본 발명은 선박의 이중저 공간에 설치된 상기 터널은 외부로부터 해수가 들어오지 못하도록 수밀 되어 있거나 유동의 흐름이 가능하도록 적어도 2개 이상 다수의 해수 출입구가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템 을 제시한다.

그리고, 본 발명은 상기 터널 내부에 설치되는 중공형 탱크는 가이드 랙과 피니언 및 구동모터로 구성된 이동수단을 가지거나 선수, 선미 측에 설치된 구동모터와 상기 중공형 탱크와 연결된 권취부재 및 상기 권취부재를 권취 또는 권취 해제하는 스풀로 구성된 이동수단을 가지는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템을 제시한다.

본 발명은 밸러스트수를 사용하지 않거나 항해 해역의 해수를 직접 밸러스트수로 사용함에 따라 밸러스트수 처리를 위한 별도의 밸러스트 펌프나 기타 부가장비 등이 필요하지 않아 선박의 건조비용을 절감할 수 있고, 화물창 용적을 극대화할 수 있으며, 특히, 중공형 탱크의 이동만으로 극히 용이하게 트림을 조절할 수 있으므로 밸러스트수에 의한 환경 오염의 발생을 원천적으로 차단할 수 있도록 하는 효과가 제공된다. 또한, 본 발명은 특히 트림 조절이 중요한 컨테이너선에 있어서 더 유용하다.

이하 본 발명에 의한 선박 밸러스트 시스템의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1의 (a) 및 (b)는 본 발명에 의한 선박 밸러스트 시스템의 측면 개략도이다.

선박은 선체의 강도를 증가시킴과 동시에 선체의 일부가 파손되어도 해수가 침입하는 것을 막을 수 있도록 하기 위하여 선수와 선미부를 제외하고는 선체의 측면과 저면을 모두 이중으로 형성하는 구조를 가지고 있다.

본 발명에 따른 선박의 밸러스트 시스템은 이러한 선박의 이중저 공간이나 선측의 이중선체 공간 내에 터널(10)을 설치하고, 상기 터널(10) 내에 이동에 의하여 트림을 조절할 수 있도록 하는 이동 가능한 중공형 탱크(20)를 설치하는 구조로 되어 있다.

따라서, 상기 중공형 탱크(20)는 이동수단(30)에 의해 선박의 길이방향을 따라 위치가 가변 됨으로써, 선박의 트림을 조절하게 된다.

이때, 상기 이동수단(30)은 상기 터널(10)의 천장에 설치된 가이드 랙(31)과 상기 중공형 탱크(20)의 내부에 장착되어 정/역회전하는 구동모터(32)의 단부에 장착되어 상기 가이드 랙(31)과 기어결합되는 피니언(33)으로 구성되며, 상기 구동모터(32)는 제어수단(도시하지 않음)에 의하여 무선, 또는 유선으로 제어할 수 있도록 구성된다.

도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명에 의한 선박 밸러스트 시스템의 다른 실시 예를 예시한 측면 개략도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 선박 밸러스트 시스템의 다 른 실시 예에 있어서의 이동수단(40)은 상기 터널(10)의 선수, 선미 측 바깥에 각각 설치된 구동모터(41)(42), 상기 중공형 탱크(20)와 연결된 권취부재(43), 상기 권취부재(43)를 권취 또는 권취 해제하는 스풀(44)로 구성되게 되며, 상기 권취부재(43)는 스풀(44)의 형상에 부응하여 체인 또는 로프로 구성할 수 있다.

여기서, 상기 구동모터(41)(42)는 해수의 영향을 고려하여 수중모터로 구성하는 것이 바람직하고, 설치위치 또한 상기 실시 예에 있어서는 선수, 선미 측 바깥에 각각 설치한 것으로 도시하고 있으나, 이러한 위치에 한정되지 않고 상기 터널(10)의 선수, 선미 측 안쪽에 각각 설치되는 구성 또한 포함할 수 있다.

그리고, 선박의 이중저 공간이나 선측의 이중선체 공간에 설치되는 상기 터널(10)은 선박의 길이 방향으로 설치되는 한편, 내부에 설치되는 중공형 탱크(20)의 이동에 따른 무게 중심의 이동에 의하여 선박의 트림을 조절하기 위하여는 선박 길이의 적어도 1/4 내지 3/4 정도의 길이를 갖도록 설치하는 것이 바람직하다.

여기서, 터널(10)의 길이를 선박 길이의 1/4 내지 3/4 정도로 형성하는 것은 선박의 경사에 따라 중공형 탱크(20)가 이동할 수 있는 충분한 거리를 확보함으로써, 무게중심의 이동에 따른 중량 변화를 크게 하여 트림을 효율적으로 조절할 수 있도록 하기 위함이다.

이때, 상기 터널은 선박의 폭 방향으로 1개 또는 2개 이상 다수로 설치하게 되며, 이러한 설치 개수는 선박에 따라 요구되는 트림 변화가 가능하도록 선박의 크기, 용도 등을 고려하여 결정되는 것이 바람직하며, 선측의 이중선체 공간 내에 터널을 설치하여 트림의 변화를 더 크게 할 수 있다.

더불어, 선박의 이중저 공간 내에 설치되는 상기 터널(10) 및 상기 터널(10) 내에 이동에 의하여 트림을 조절할 수 있도록 설치되는 이동 가능한 중공형 탱크(20)는 1개 또는 2개 이상 다수로 설치하게 되는데, 이러한 설치 개수는 길이나 폭에 따른 선박의 크기, 선박의 용도에 따른 설비의 배열 위치 등을 고려하여 설치 개수를 조절하는 것이 바람직하다.

그리고, 선박의 이중저 공간에 설치된 상기 터널(10)에는 유동의 흐름이 가능하도록 적어도 2개 이상 다수의 해수 출입구(11)가 설치되는 한편, 상기 해수 출입구(11)에는 그리드(도시하지 않음)를 설치하여 터널(10) 내부로 비교적 크기가 큰 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명에 의한 선박 밸러스트 시스템의 또 다른 실시 예를 예시한 측면 개략도이다.

본 발명에 따른 또 다른 실시 예에 있어서는 터널(10)에 유동의 흐름이 가능하도록 해수 출입구(11)를 설치한 상기 실시 예들과는 달리, 선박의 이중저 공간 또는 선측의 이중선체 공간에 설치되는 상기 터널(10)은 외부로부터 해수가 들어오지 못하도록 완전히 수밀되는 형태로 구성되어 있는 한편, 상기 수밀된 터널의 내부에는 주입구(12)를 통하여 적어도 해수와 동일하거나 해수보다 밀도가 높은 유체를 충진함으로써, 상기 중공형 탱크(20)가 이동함에 따른 부력 변화를 크게 하여 환경의 변화에 따른 선박의 트림을 효과적으로 제어함으로써, 보다 능동적으로 대 처할 수 있도록 구성되어 있다.

여기서, 물체(중공형 탱크)의 밀도 < 유체의 밀도일 때 중공형 탱크(20)의 부력을 이용하여 트림을 조절할 수 있고, 둘의 밀도 차이가 클수록 트림의 조절이 더 용이하게 되므로 충진되는 유체는 적어도 해수와 밀도가 동일하거나 해수보다 밀도가 높은 유체를 선택하는 것이 바람직하며, 상기 해수보다 밀도가 높은 유체는 예를 들어 머드(진흙)로 할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 선박의 밸러스트 시스템에 있어서는 도 1 및 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 이동수단(30)(40)에 의해 중공형 탱크(20)가 선수 쪽으로 이동하게 되면 선미 트림이 발생하게 되고, 이와는 반대로 도 1 및 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 이동수단(30)(40)에 의해 중공형 탱크(20)가 선미 쪽으로 이동하게 되면 선수 트림이 발생하게 됨으로써, 선박의 트림을 적절히 조절하게 된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 있어서는 선박의 트림을 조절함에 있어 별도의 밸러스트수의 저장이나 교환이 필요없이 항해하는 해역의 해수를 직접 터널(10) 내부로 유동시켜 밸러스트수로 사용하게 되므로 서로 다른 해역의 밸러스트수의 교환에 따른 환경오염이 발생할 염려가 없고, 중공형 탱크의 이동만으로 트림조절이 용이하게 되며, 이에 따라 밸러스트수 처리를 위한 밸러스트 펌프 등의 부가장비가 필요하지 않게 되어 선박의 건조비용을 절감하고 화물창 용적을 극대화할 수 있게 되는 것이다.

도 3에서는 본 발명에 따른 선박의 밸러스트 시스템의 또 다른 실시 예를 도시하고 있는데, 본 또 다른 실시 예에 있어서는 상술한 바와 같이 선박의 이중저 공간에 설치된 터널(10)은 외부로부터 해수가 들어오지 못하도록 완전히 수밀되도록 구성한 상태에서 해수보다 밀도가 높은 유체를 충진하여 부력 변화를 크게 함으로써, 선수와 선미 간의 경사에 의한 트림을 더욱 효과적으로 조절할 수 있도록 구성되어 있으며, 이에 따라 해수 자체를 밸러스트수로 사용하지 않으므로 서로 다른 해역의 해수를 교환함으로 인한 환경오염을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 기술적 범위 내에 포함된다 할 것이다.

도 1의 (a) 및 (b)는 본 발명에 의한 선박 밸러스트 시스템의 측면 개략도

도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명에 의한 선박 밸러스트 시스템의 다른 실시 예를 예시한 측면 개략도

도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명에 의한 선박 밸러스트 시스템의 또 다른 실시 예를 예시한 측면 개략도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10: 터널 11: 해수 출입구

12: 주입구 20: 중공형 탱크

30,40: 이동수단 31: 가이드 랙

32: 구동모터 33: 피니언

41,42: 구동모터 43: 권취부재

44: 스풀

Claims (14)

1. 선박의 길이 방향으로 터널을 설치하고, 상기 터널 내에 이동에 의하여 트림을 조절할 수 있도록 하는 이동 가능한 중공형 탱크가 설치되며,

   선박의 길이방향으로 설치된 상기 터널은 외부로부터 해수가 들어오지 못하도록 수밀되어 있는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템.
2. 선박의 길이 방향으로 터널을 설치하고, 상기 터널 내에 이동에 의하여 트림을 조절할 수 있도록 하는 이동 가능한 중공형 탱크가 설치되며,

   선박의 길이방향으로 설치된 상기 터널에는 유동의 흐름이 가능하도록 해수 출입구가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,

   선박의 길이방향으로 설치되며 해수가 들어오지 못하도록 수밀된 상기 터널의 내부에는 적어도 해수와 같거나 해수보다 밀도가 높은 유체가 충진되는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 수밀된 터널 내부에 충진되며 해수보다 밀도가 높은 유체는 머드(진흙)인 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템.
5. 청구항 2에 있어서,

   선박의 이중저 공간 터널에 구비된 상기 해수 출입구에는 이물질의 유입을 방지하기 위한 그리드가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   선박의 길이 방향으로 설치되는 상기터널은 선박의 이중저 공간에 설치되는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템.
7. 청구항 6에 있어서,

   선박의 이중저 공간에 설치된 상기 터널은 선박 길이의 1/4 내지 3/4 길이로 설치되는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템.
8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   선박의 길이 방향으로 설치되는 상기터널은 선측의 이중선체 공간에 설치되는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템.
9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   선박의 길이방향으로 설치되는 상기 터널 및 상기 터널 내에 이동에 의하여 트림을 조절할 수 있도록 설치되는 이동 가능한 중공형 탱크는 선박의 크기 및 구조에 따라 1개 또는 2개 이상 다수로 설치되는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템.
10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

    상기 터널 내부에 설치되는 중공형 탱크는 가이드 랙과 피니언 및 구동모터로 구성된 이동수단을 가지는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템.
11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

    상기 터널 내부에 설치되는 중공형 탱크는 구동모터, 권취부재, 스풀로 구성된 이동수단을 가지는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템.
12. 청구항 11에 있어서,

    상기 이동수단의 구동모터는 수중모터인 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템.
13. 청구항 11에 있어서,

    상기 이동수단의 권취부재는 체인 또는 로프 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템.
14. 삭제

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