KR101731966B1 - 선박의 횡동요 방지 시스템 및 방법과 이를 포함하는 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 선체 횡동요를 방지하는 선박의 횡동요 방지 시스템은 선저 좌우에 각각 위치되며 수중으로 공기를 분사하는 적어도 한 쌍의 에어 노즐, 상기 에어 노즐에 공급되는 공기를 압축공기의 형태로 압축하는 압축기를 포함한다.

Description

선박의 횡동요 방지 시스템 및 방법과 이를 포함하는 선박{a system for preventing a rolling motion of ship, a method thereof and a ship including it}

본 발명은 선박의 횡동요 방지 시스템 및 방법과 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선저 좌우측에서 수중으로 공기를 분사하여 선박의 횡동요를 방지하는 선박의 횡동요 방지 시스템 및 방법과 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.

도 1은 선박의 흘수 변화를 나타낸다.

도 1의 (a)는 선박에 화물이 적재된 상태에서의 선박 흘수를 나타내며, 도 1의 (b)는 발라스트수만 채워진 상태의 선박 흘수를 나타낸다.

도 1의 (a)와 같이 화물이 적재된 상태에서도 선박의 횡동요가 발생될 수 있으며, 더욱이 도 1의 (b)와 같이 발라스트수만 채원진 상태에서 횡동요는 더욱 심화된다.

기존의 횡동요 방지는 자유수면효과를 이용하거나, 선체 좌우측으로 돌출되는 부유체로 이루어진 stabilizer 라는 부가물을 이용하는 방식이었다.

자유수면효과를 이용하기 위해서는 일정 이상의 물을 싣어야 하고 자유수면을 만들기 위한 공간도 필요로 한다. 또는, Anti-rolling tank와 같이 전용 tank를 구비하여야 한다. 이 경우, 물을 저장해야 하기 때문에 화물 적재량에서 손해를 보게 되는 문제점이 있으며, stabilizer 역시 미사용시 선체에 접어넣어야 하기 때문에 공간상의 손해를 감수하여야 하는 문제점이 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0242902호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 선박의 공간 활용도를 극대화 하면서 선체의 횡동요를 효율적으로 제어하는 선박의 횡동요 방지 시스템 및 방법과 이를 포함하는 선박을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 횡동요를 방지하는 선박의 횡동요 방지 시스템은 선저 좌우에 각각 위치되며 수중으로 공기를 분사하는 적어도 한 쌍의 에어 노즐, 상기 에어 노즐에 공급되는 공기를 압축공기의 형태로 제공하는 압축기를 포함한다.

나아가, 압축기와 에어 노즐 사이에 압축공기를 저장하는 에어 탱크를 마련하는 것을 고려할 수 있다.

또한, 상기 에어 탱크로부터 상기 에어 노즐에 각각에 공급되는 공기량을 조절하는 공기 유량 조절 밸브를 더 포함하는 것을 고려할 수 있다.

그리고, 선체의 좌우 기울기를 분석하여 상기 공기 유량 조절 밸브의 개폐량을 조절하는 제어부를 더 포함하는 것을 고려할 수 있다.

그리고, 선체의 기울기를 감지하는 기울기 센서부를 더 포함하는 것을 고려할 수 있으며, 상기 제어부는 상기 기울기 센서부로부터 선체의 좌우 기울기 데이터를 입력받는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 기울기 센서부는 자이로 센서를 포함하거나, 선체 좌우측 외면의 일정높이에 각각 마련되며, 좌우측 흘수를 측정하는 레벨 게이지를 포함하는 것을 고려할 수 있다.

한편, 상기 에어 노즐은 선체 전후 방향으로 복수 개의 쌍이 마련되어 선체 전후 방향으로의 기울기를 조절하는 것을 고려할 수 있다.

그리고, 선체의 좌우 기울기를 분석하여 상기 공기 유량 조절 밸브의 개폐량을 조절하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 선체의 기울기를 감지하는 기울기 센서부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 기울기 센서부로부터 선체의 전후 기울기 데이터를 입력받는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 기울기 센서부는, 선체 외면의 일정높이에 전후 방향으로 적어도 2개 이상 마련되며, 좌우측 흘수를 측정하는 레벨 게이지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 횡동요 방지 방법은 선체 횡동요를 방지하는 선박의 횡동요 방지 방법에 관한 것으로서, 선체 좌우 기울기를 감지하는 기울기감지단계, 선저 좌우에 각각 위치된 적어도 한 쌍의 에어 노즐을 통하여 수중으로 공기를 분사하는 에어분사단계를 포함한다.

그리고, 상기 기울기감지단계에서 감지된 기울기 데이터를 바탕으로, 선체 내부에 마련된 압축공기를 저장하는 에어 탱크로부터 상기 에어 노즐로 공급되는 공기량을 조절하는 공기량조절단계를 더 포함하는 것을 고려할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 횡동요 방지 시스템을 포함하는 선박 선체 횡동요를 방지하는 것으로서, 선저 좌우에 각각 위치되며 수중으로 공기를 분사하는 적어도 한 쌍의 에어 노즐, 상기 에어 노즐에 공급되는 공기를 압축공기의 형태로 저장하는 에어 탱크를 포함한다.

본 발명은 종래의 Anti rolling tank 등의 방식에 비하여 간소한 구성으로 뛰어난 횡동요 방지 효과를 나타내는 효과가 있다. 아울러 선체 전후 방향으로의 동요 또한 제어 가능하다.

또한, 비교적 적은 무게로 구성이 가능하여, 특히 큰 공간을 차지하지 않으므로 선박 화물 적재량 손실을 줄일 수 있다. 나아가, 적은 공간에 설치 가능하기 때문에 다양한 선박 사이즈에 적용가능한 장점이 있다.

도 1은 선박의 흘수 변화를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡동요 방지 원리를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 횡동요 방지 시스템 포함하는 선박의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡동요 방지 시스템 포함하는 선박의 단면도이다.
도 5는 도 4에 있어서 초음파 센서를 이용한 기울기 감지부를 포함하는 선박의 단면도이다.
도 6은 도 4에 있어서 자이로 센서를 이용한 기울기 감지부를 포함하는 선박의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 횡동요 방지 방법을 나타내는 순서도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 횡동요 방지 원리를 나타내는 개념도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 선저 좌우측 방향으로 공기를 분사함으로써 그 반작용으로 기울어진 선체를 복원시키는 것이다. 보다 구체적으로 도 2의 (a)의 경우 선체는 해수면(S)을 기준으로 선체 수평 기준선(h)이 좌측으로 기울어진 상태이며, 선저 좌측으로 공기를 분사하여 그에 대한 반작용으로 선체를 우측 방향으로 복원시킨다.

또한, 도 2의 (b)의 경우, 선체는 해수면(S)을 기준으로 선체 수평 기준선(h)이 우측으로 기울어진 상태이며, 선저 우측으로 공기를 분사하고 그에 대한 반작용으로 선체를 좌측 방향으로 복원시킨다.

이하, 본 발명의 실시예를 보다 도 3 내지 도 6를 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡동요 방지 시스템이 적용된 선박의 수직 단면을 나타내는 개념도이다.

먼저, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 횡동요 방지 시스템은 선저 좌우에 각각 위치되며 수중으로 공기를 분사하는 적어도 한 쌍의 에어 노즐(10)을 포함한다.

상술한 바와 같이 선체가 기울어진 방향으로 공기를 분사하고 그에 대한 반작용으로 선체를 복원시킨다.

한편, 상기 에어 노즐(10)에 공급되는 공기는 도 3에 도시된 바와 같이 압축기(40)로부터 직접 제공될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 압축공기의 형태로 저장하는 에어 탱크(20)에 저장된다.

공기는 선체 외측으로부터 유입되며, 압축기(40)를 통하여 압축되어 압축공기의 형태로 에어 탱크(20)에 저장된다.

이와 같이, 상기 에어 탱크(20)에 저장된 공기는 상기 에어 노즐(10) 공급되며, 공급 경로에 있어서 공급되는 공기량을 조절하는 공기 유량 조절 밸브(30)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같은 공기 유량 조절 밸브(30)는 제어부(50)로부터 작동 신호를 전달받으며, 제어부(50)는 선체의 좌우 기울기를 바탕으로 상기 공기 유량 조절 밸브(30)의 개폐량을 결정하게 된다.

이하에서는, 도 5 및 도 6를 참조하여 상기 제어부(50)에 제공되는 선체의 기울기 측정 방식을 살펴보기로 한다.

먼저, 도 5는 도 4에 있어서 자이로 센서(70)를 이용한 기울기 감지부를 포함하는 선박의 단면도 개념도이며, 도 6은 도 4에 있어서 레벨 게이지(60)를 포함하는 선박의 단면 개념도이다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 횡동요 방지 방법은, 선체의 기울기를 감지하는 기울기 센서부를 더 포함하며, 상기 제어부(50)는 상기 기울기 센서부로부터 선체의 좌우 기울기 데이터를 입력받게 된다.

보다 구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 기울기 센서부는 자이로 센서(70)를 이루어지는 것을 고려할 수 있다. 이와 같은 자이로 센서(70)는 선체 좌우 방향 뿐만 아니라 전체 전후 방향으로의 기울기까지 측정이 가능하다.

하나의 자이로 센서(70)로 이루어지는 것을 고려할 수 있으며, 복수 개의 자이로 센서(70)를 마련하여 평균값을 활용함으로써 측정 오류에 따른 선체 동요 리스크를 미연에 방지할 수 있다. 잘못된 측정 결과가 전달되어 반대 방향으로 공기가 분사되는 경우 선체 동요가 가중될 수 있기 때문이다.

다른 한편으로는, 도 6에 도시된 바와 같이 선체 좌우측 외면의 일정높이에 각각 마련되며, 좌우측 흘수를 측정하는 레벨 게이지(60)를 마련하는 것을 고려할 수 있다. 구체적으로 선체 좌우측의 각 레벨 게이지(60)에서 측정된 흘수 차이를 이용하여 선체 기울기 정도의 측정이 가능하다.

이 또한 복수개의 쌍을 마련하여 평균 값을 활용함으로써, 측정 오류에 따른 선체 동요 리스크를 미연에 방지할 수 있다.

한편, 상기에서는 선체 좌우 방향으로의 횡동요을 살펴보았으나, 본 발명은 선체 전후 방향의 동요 방지까지 적용이 가능하다.

구체적으로, 상기 에어 노즐(10)을 선체 전후 방향으로 복수 개의 쌍을 마련하고, 선체 전후 방향으로의 기울기를 조절하는 것이다.

상술한 기울기 센서부를 이용하여 선체의 전후 방향의 기울기를 분석하여 상기 전후 방향으로 마련된 에어 노즐(10)로 연결되는 공기 유량 조절 밸브(30)의 개폐량을 조절한다.

한편, 살술한 상기 제어부(50)는 상기 기울기 센서부로부터 선체의 전후 기울기 데이터를 입력받는 것 또한 가능하다.

특히, 상기 기울기 센서부는, 선체 외면의 일정높이에 전후 방향으로 적어도 2개 이상 마련되며, 레벨 게이지(60)를 이용하는 것을 고려할 수 있으며, 상술한 자이로 센서(70) 또한 선체 전후 방향으로의 기울기 측정이 가능하다.

한편, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 횡동요 방지 방법을 나타내는 순서도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선체 횡동요를 방지하는 선박의 횡동요 방지 방법은, 선체 좌우 기울기를 감지하는 기울기감지단계, 선저 좌우에 각각 위치된 적어도 한 쌍의 에어 노즐(10)을 통하여 수중으로 공기를 분사하는 에어분사단계를 기본적으로 포함한다.

그리고, 상기 기울기감지단계에서 감지된 기울기 데이터를 바탕으로, 선체 내부에 마련된 압축공기를 저장하는 에어 탱크(20) 또는 압축기(40)로부터 상기 에어 노즐(10)로 공급되는 공기량을 조절하는 공기량조절단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

구체적인 구성의 작동 관계는 상술하였으므로 여기서는 생략하기로 한다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 선박
10 : 에어 노즐
20 : 에어 탱크
30 : 공기 유량 조절 밸브
40 : 압축기
50 : 제어부
60 : 초음파 센서
70 : 자이로 센서
h : 선체 수평 기준선
S : 해수면

Claims (13)

1. 선체 횡동요를 방지하는 선박의 횡동요 방지 시스템에 있어서,
   선저 좌우에 각각 위치되며 수중으로 공기를 분사하는 적어도 한 쌍의 에어 노즐;
   상기 에어 노즐에 공급되는 공기를 압축공기의 형태로 압축 공급하는 압축기;
   상기 에어 노즐에 각각에 공급되는 공기량을 조절하는 공기 유량 조절 밸브;
   선체의 좌우 기울기를 분석하여 상기 공기 유량 조절 밸브의 개폐량을 조절하는 제어부; 및
   선체의 기울기를 감지하는 기울기 센서부;를 포함하되,
   상기 제어부는 상기 기울기 센서부로부터 선체의 좌우 기울기 데이터를 입력받는 것을 특징으로 하고,
   상기 기울기 센서부는 자이로 센서 또는 선체 좌우측에 각각 마련되어 좌우측 흘수를 측정하는 레벨 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 횡동요 방지 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 에어 노즐은 선체 전후 방향으로 복수 개의 쌍이 마련되어 선체 전후 방향으로의 기울기를 조절하는 것을 특징으로 하며,
   상기 에어 노즐에 각각에 공급되는 공기량을 조절하는 공기 유량 조절 밸브;
   선체의 전후 기울기를 분석하여 상기 공기 유량 조절 밸브의 개폐량을 조절하는 제어부; 및
   선체의 기울기를 감지하는 기울기 센서부;를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 기울기 센서부로부터 선체의 전후 기울기 데이터를 입력받는 것을 특징으로 하고,
   상기 기울기 센서부는 자이로 센서 또는 선체 외면의 일정높이에 전후 방향으로 적어도 2개 이상 마련되어 전후 흘수를 측정하는 레벨 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 횡동요 방지 시스템.
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