KR101701964B1 - 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해수 탱크 내부로 불필요하게 유입되는 공기를 제어하고, 해수탱크에 해수에 섞여 유입된 공기는 해수와 분리하여 배출하는 선박에 관한 것이다. 이러한 선박은 선체, 선체의 선저면에 형성되는 해수유입구를 구비하는 해수탱크, 해수탱크의 상부에 연결된 공기배출관, 해수탱크의 내측에 힌지결합되어 해수유입구를 덮는 커버를 포함한다.

Description

선박{Vessel}

본 발명은 선박에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기층 윤활을 위하여 분사되는 공기가 시 체스트 내부로 유입되는 것을 방지하고 유입된 공기를 분리하여 배출할 수 있는 선박에 관한 것이다.

선박 건조기술의 발전으로 규모가 큰 대형 선박이 건조되고 있다. 선박은 한 번에 많은 양의 화물을 실어 원거리의 운송처로 운송하는데 유용하게 사용된다. 그러나, 대형 선박일 수록 해수에 의한 마찰저항이 커, 선박을 운행하기 위한 연료소모가 많아지고 있으며, 이로 인해 선박의 운항 비용 등이 상승하게 되었다.

선박의 마찰저항을 줄이기 위하여 선저면에 공기층을 형성하는 공기윤활기법이 사용되고 있다. 공기윤활기법은 선저면에 공기를 분사하여 선박과 해수 사이의 마찰저항을 줄이는 방법이다. 이를 이용하여 선박을 보다 원활하게 운항하고 연료 소비량도 감소시키는 것이 가능하다.

그러나, 선저면에 공기를 분사할 경우, 분사된 공기 중 일부가 시 체스트를 통하여 선박 내부의 해수탱크로 유입되는 문제가 있다. 이로 인해, 해수탱크 내의 해수를 배출하는 펌프의 공회전이 증가하여, 펌프의 작동 효율이 저하되거나, 펌프가 파손되는 등의 문제가 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 시 체스트(sea-chest)에 판재를 결합하여 밀폐하는 기술 등이 제시되어 있다. 그러나, 이러한 구조는 해수를 유출입하는 시 체스트의 기능을 정상적으로 발휘시키기 어렵고, 해수와 함께 유입되는 경우 공기를 분리할 수 없는 문제가 있다.

대한민국등록실용신안 20-0352599(2004.05.28)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 공기층 윤활을 위하여 분사되는 공기가 시 체스트 내부로 유입되는 것을 방지하고 유입된 공기를 해수와 분리하여 배출할 수 있는 선박을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 선박은 선체, 상기 선체의 선저면에 형성되는 해수유입구를 구비하는 해수탱크, 상기 해수탱크의 상부에 연결된 공기배출관 및 상기 해수유입구의 내측에 힌지 결합되어 상기 해수유입구를 덮는 커버를 포함한다.

상기 커버는 상기 해수탱크의 내측으로 회동하여 개방될 수 있다.

상기 커버와 상기 선체 사이에 개재되며, 상기 커버에 탄성력을 전달하여 상기 해수유입구를 폐쇄하는 탄성체를 더 포함할 수 있다.

상기 해수유입구는 복수 개가 형성되고, 상기 커버는 복수 개의 상기 해수유입구를 동시에 개폐할 수 있다.

상기 해수유입구는 복수 개가 형성되고, 상기 커버는 상기 해수유입구 마다 형성되어 상기 복수 개의 해수유입구를 각각 개폐할 수 있다.

본 발명에 따른 선박은 시 체스트를 통하여 해수탱크 내부로 유입되는 공기를 제어하고, 해수와 함께 공기가 유입되더라도 분리하여 배출할 수 있다.

따라서, 공기의 유입을 최대한 억제하면서 필요한 해수를 유입하여 사용할 수 있다. 또한, 펌프에 공기가 유입되는 것을 방지하여 펌프의 파손을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 사시도이다.
도 2는 도 1의 선박의 해수탱크를 확대 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 해수탱크의 해수유입구 및 커버를 확대 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 커버를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 해수탱크의 동작 과정을 도시한 작동도이다.

본 발명의 이점과 특징 그리고 그것들을 달성하는 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 수 있다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 선박에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 사시도이고, 도 2는 도 1의 선박의 해수탱크를 확대 도시한 도면이다.

선박(1)은 이동 중에 해수에 의한 마찰저항을 줄이기 위하여 선저면에 공기층을 형성하는 공기층 윤활 선박일 수 있다. 선박(1)은 선저면에 형성된 공기분사구(20)를 통하여 공기를 분사하여 공기층을 형성한다. 이렇게 형성된 공기층은 선체(10)와 해수 사이의 마찰을 줄여 선박(1)을 높일 수 있고 연료소비도 감소시킬 수 있다.

특히, 선박(1)은 선체(10)에 힌지 결합되어 압력차에 의해 작동하는 커버(50)를 이용해 해수유입구(40)를 폐쇄하여 해수탱크(30) 내부로 불필요하게 유입되는 공기를 차단할 수 있다.

또한, 선박(1)은 해수탱크(30)로 유입된 해수와 공기 중에서 공기는 공기배출관(60)을 통해 배출하고, 해수는 해수배출구(70)를 통해 사용처로 공급할 수 있다.

따라서, 해수탱크(30) 내부의 거품을 배출하기 위해 펌프가 공회전을 할 필요가 없으며, 해수만을 효과적으로 공급할 수 있어 펌프의 효율이 높아지고, 공회전으로 인한 파손을 현저하게 줄일 수 있는 장점이 있다.

이하, 이와 같은 선박(1)을 구성하는 각 구성요소들에 대해 좀 더 구체적으로 설명하도록 한다.

선체(10)는 해상을 운항하는 구조물이 될 수 있다. 예를 들어, 선체(10)는 자체 동력 또는 다른 추진체의 도움을 받아 이동 가능한 선박 또는 원유를 정제하고 이를 저장해서 수송하는 생산설비 및 해양 조사나 자원 개발을 위한 각종 해양구조물 등이 될 수 있다. 선박(1)은 선체(10)의 선저면에 일정 두께의 공기막을 형성하여, 마찰저항을 줄여 운항성능을 높일 수 있는 해양구조물이라면 어떠한 구조물도 가능할 것이다.

공기분사구(20)는 선체(10)의 저면에 설치되어 선저면에 공기를 분사한다. 선저면에 분사된 공기는 공기층을 형성하며, 공기층은 선체(10)와 해수간의 마찰저항을 최소화할 수 있다. 공기분사구(20)는 선체(10)의 선수 저면에 폭 방향으로 배열된 복수 개의 구멍으로 형성될 수 있으며, 각 구멍을 통해 일정 크기의 압력으로 공기가 분사될 수 있다.

공기분사구(20)의 위치, 형상 및 크기는 선체(10)의 사용목적, 운항 조건 등에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 그리고, 분사되는 공기의 압력 또한 다양하게 조절될 수 있다. 공기분사구(20)를 통하여 분사된 공기는 선체(10) 저면에 일정 두께의 공기층을 이루며 이동한다.

선저면을 따라 이동하는 공기 중 일부는 해수유입구(40)를 통하여 해수와 함께 해수탱크(30)로 유입될 수 있다.

해수탱크(30)는 해수유입구(40)와 연결되어 해수유입구(40)를 통해 유입된 해수가 저장된다. 이러한 해수탱크(30)는 해수의 원활한 유입을 위해 선체(10)의 흘수선 아래에 일정한 크기로 설치될 수 있다. 해수탱크(30)는 선체(10)의 좌현 및 우현 등의 다양한 위치에 설치될 수 있다.

해수탱크(30)는 선체(10) 외부의 해수출입이 가능한 출입구와 연결된다. 해수탱크(30)는 흘수선 아래에 있는 해수유입구(40)와 연통되어 해수를 유입할 수 있다. 이때, 해수탱크(30)와 해수유입구(40)는 서로 직접 연결되어 연통 될 수도 있고, 다양한 연결관을 통해 연결되어 연통 될 수도 있다.

해수유입구(40)는 해수가 선체(10) 내부로 유입되는 통로가 되며, 해수가 유입될 때 선저면을 이동하는 공기 중 일부가 함께 유입될 수 있다. 해수탱크(30)로 유입된 공기는 해수보다 밀도가 상대적으로 낮아, 해수탱크(30) 상단부로 이동하여 공기배출관(60)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 공기배출관(60)은 해수탱크(30)의 상단부에 위치하며, 외부와 연통될 수 있다. 해수탱크(30)의 상단부에 포집된 공기는 공기배출관(60)이 개방되면 해수의 압력으로 인하여 외부로 자연 배기될 수 있다.

해수탱크(30)로 유입된 해수는 공기보다 상대적으로 밀도가 높아 해수탱크(30) 하단부에 위치하며, 해수탱크(30) 하단부에 설치된 해수배출구(70)를 통하여 사용처로 공급될 수 있다.

해수유입구(40)는 선저면(10)에 형성된 적어도 하나의 구멍을 포함하며, 구멍의 크기와 형상은 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 이러한 해수유입구(40)는 내측에 커버(50)가 형성된다. 커버(50)는 해수유입구(40) 내측에 힌지결합되어, 해수유입구(40)를 개폐한다.

이때, 커버(50)는 선체(10)에 샤프트(51)로 힌지 결합되며, 탄성체(52)에 의해 자동으로 닫히게 된다. 탄성체(52)는 커버(50)가 해수유입구(40)를 밀폐할 수 있도록 탄성력을 전달한다. 탄성체(52)는 선체(10)와 커버(50) 사이에 개재되어 탄성력을 제공할 수 있다.

예를 들어, 탄성체(52)는 비틀림 탄성을 이용하는 코일스프링, 판스프링 등이 될 수 있으며, 일단이 선체(10)를 지지하고 타단은 커버(50)를 지지하여 커버(50)가 선체(10)를 향하도록 회동시킬 수 있다. 따라서, 수압에 의해 개방된 커버(50)가 수압이 제거되면 원상태로 복귀하여 닫히도록 할 수 있다.

이러한 커버(50)의 작동 및 작동과 관련된 구성요소에 대해서는 후술하여 구체적으로 설명하도록 한다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 커버(50)의 구조적 특징 및 작동 방식에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.

도 3은 도 2의 해수탱크 가운데 해수유입구 및 커버를 확대 도시한 도면이고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 커버를 도시한 도면이다.

커버(50)는 도시된 바와 같이 장방형 형상으로 형성될 수 있다. 해수유입구(40)는 해수탱크(30)의 일측에 복수 개로 형성될 수 있다. 커버(50)는 복수 개의 구멍으로 형성된 해수유입구(40)를 한번에 개폐할 수 있다. 특히, 탄성체(52)는 샤프트에 감긴 코일 스프링으로 이루어질 수 있으며, 일단이 커버(50)를 지지하고 타단이 선체(10)를 지지하여 커버(50)를 닫을 수 있도록 탄성력을 전달한다. 이러한 탄성체(52)는 예시적인 것에 불과하며, 해수탱크(30)와 커버(50)의 구조에 따라 탄성체(52)의 형상은 다양하게 변형될 수 있을 것이다.

해수유입구(40)는 도 3에 도시된 바와 같이, 해수탱크(30)의 일측으로 돌출된 연결부에 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 커버를 도시한 도면이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 선박은 복수 개의 구멍으로 형성된 해수유입구(40) 마다 별도의 커버(50a)가 부착될 수 있다. 커버(50a)는 해수탱크(30)에 각각 힌지결합되어 해수의 압력에 따라 해수유입구(40)를 개폐할 수 있다.

커버(50a)가 해수유입구(40) 각각 마다 개별적으로 개폐할 수 있도록 하여 상대적으로 작고 가볍게 만들 수 있어, 작은 압력 차이에도 민감하게 개폐될 수 있다. 또한, 필요에 따라 일부의 커버(50a)를 선택적으로 개방하거나 폐쇄할 수 있어 유입되는 해수의 양을 조절할 수 있다.

이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 해수탱크에 저장되는 공기 및 해수가 변동되는 상태를 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 도 5는 해수탱크 내부로 해수 및 공기가 유입되는 상태를 도시한 도면이다.

공기밸브(61)가 동작하여 공기배출관(60)이 개방되면, 해수탱크(30)내부의 공기(a)는 외부로 배출되어 해수탱크(30) 내부의 압력은 해수탱크(30)외부의 압력보다 낮아지게 된다. 즉, 해수탱크(30)가 선박(1)의 흘수선보다 낮은 위치에 설치되어, 공기밸브(61)가 개방되면 해수가 해수탱크(30)로 저절로 유입된다.

이때, 해수유입구(40)로 작용하는 해수의 압력에 의해 커버(50)는 내측으로 개방되며, 해수유입구(40)를 통하여 해수가 유입된다. 해수가 해수탱크(30) 내부로 유입되면서, 선저면을 따라 흐르는 공기 중 일부가 함께 유입될 수 있다.

공기는 해수탱크(30) 내부에서 위로 상승하게 되며, 밀도 차이에 의하여 자동으로 분리된다. 해수탱크(30)의 상부에 모인 공기는 공기배출관(60)을 통하여 외부로 배출된다. 따라서, 해수탱크(30) 내부에는 점차 해수만 저장될 수 있다.

해수탱크(30) 내부의 해수는 동시에 해수배출구(70)를 통해 사용처로 공급될 수 있으며, 해수탱크(30)에 일정량 저장된 후 필요할 때마다 사용처로 공급될 수도 있다.

도 6은 해수탱크 내부의 해수 일부가 사용처로 공급되는 상태를 도시한 도면이다.

공기밸브(61)가 동작하여 공기배출관(60)이 닫히면, 해수는 더 이상 해수탱크(30) 내부로 유입되지 않는다. 즉, 해수탱크(30) 내부의 해수와 공기의 압력과 해수의 압력이 평형을 이루게 되면, 탄성체(52)의 탄성력에 의해 커버(50)는 닫히게 된다.

이때, 해수탱크(30)는 대부분 해수로 저장될 수 있으며, 필요할 때마다 해수배출구(70)를 통하여 사용처로 공급할 수 있다. 이 경우, 해수배출구(70)에 별도의 펌프를 이용하여 해수를 배출할 수도 있으며, 공기배출관(60)을 통하여 해수탱크(30)로 공기를 불어 넣어 그 압력으로 해수를 배출할 수도 있다.

도 5와 도 6의 과정을 반복 실시함으로써, 해수유입구(40)를 통하여 공기가 포함되지 않은 해수를 사용처로 공급할 수 있게 된다.

따라서, 펌프는 거품 등에 의한 공회전이 감소되어 해수(s)의 배출 효율이 상승하게 되고, 펌프의 결함에 따른 파손률이 낮아지게 된다.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서도 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 선박 10: 선체
20: 공기분사구 30: 해수탱크
40: 해수유입구 50: 커버
51: 샤프트 52: 탄성체
60: 공기배출관 61: 공기밸브
70: 해수배출구 71: 해수밸브
a: 공기 s: 해수

Claims (5)

1. 선체;
   상기 선체의 선저면에 형성되는 해수유입구를 구비하는 해수탱크;
   상기 해수탱크의 상부에 연결되어 상기 해수탱크 내부의 압력을 조절하는 공기배출관; 및
   상기 해수탱크의 내측에 힌지 결합되어 상기 해수유입구를 덮는 커버를 포함하되,
   상기 커버는 상기 해수탱크의 내부와 외부의 압력차로 상기 해수탱크의 내측으로 회동하고, 상기 커버와 상기 선체 사이에 개재되며 상기 커버에 탄성력을 전달하여 상기 해수유입구를 폐쇄하는 탄성체를 포함하는 선박.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 해수유입구는 복수 개가 형성되고, 상기 커버는 복수 개의 상기 해수유입구를 동시에 개폐하는 선박.
5. 제1항에 있어서, 상기 해수유입구는 복수 개가 형성되고, 상기 커버는 상기 해수유입구 마다 형성되어 상기 복수 개의 해수유입구를 각각 개폐하는 선박.

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