KR101762653B1 - 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박에 관한 것으로, 길이방향을 따라 복수 개의 단으로 이루어져 신축 가능하고, 상기 길이방향에 따른 일단이 선체의 외측면에 회전 가능하게 연결되어 타단이 상하방향을 따라 움직일 수 있으며, 하중의 지지 및 전달이 가능하도록 강체로 마련되는 메인암, 길이방향을 따라 복수 개의 단으로 이루어져 신축 가능하게 마련되고, 상기 길이방향에 따른 일단이 상기 선체의 외측면에 회전 가능하게 연결되며 타단이 상기 메인암에 회전 가능하게 연결되어 신축됨으로써 상기 메인암의 연결 각도를 조절하는 서브암 및 상기 메인암의 타단에 틸팅 가능하게 연결되며, 부력을 갖도록 마련되어 상기 메인암을 통해 상기 선체에 부력을 제공하는 플로팅유닛을 포함하는 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박이 개시된다.

Description

흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박 {BALLAST-FREE SHIP CAPABLE OF ADJUSTING THE DRAFT}

본 발명은 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박에 관한 것으로서, 선체 내부에 마련되는 밸러스트탱크를 구성하지 않아도 화물의 적재량에 따라 부력 및 흘수를 조절할 수 있으며, 이에 따라 밸러스트탱크 및 밸러스트수 처리장치를 확보할 필요가 없어 밸러스트수 배출에 의한 해양오염의 염려가 없는 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박에 관한 것이다.

각종 화물을 적재하여 운반하는 컨테이너선을 비롯해 통상적인 선박의 경우, 운항 시 적절한 흘수를 유지하기 위해 선체 내부에 밸러스트탱크가 구비되는 것이 일반적이다.

이는 선박의 과적(過積)운항만큼 위험한 공선(空船)운항 시 발생할 수 있는 문제점들 때문인데, 공선운항의 경우 선체가 수면으로부터 충분히 잠기지 못하므로 풍랑과 같은 해상환경 및 적재된 화물의 무게로 인한 선체의 불균형으로 인해 선체가 기울어질 수 있다.

또한, 추진장치의 프로펠러가 수면 위로 떠올라 추진효율이 심각하게 떨어지거나 심한 손상을 입게 되어 안전성에 큰 지장을 초래할 수 있는 등 선박의 안정적인 운항이 어렵다는 문제점이 존재한다.

따라서, 선박 운항 시 적재물의 양이 적거나 공선일 경우 전술한 바와 같은 문제점을 피하고자 흘수를 깊게 만들 수단이 요구된다.

종래에는 적재물을 선체의 상하로 나누어 배치하여 안정의 유지를 꾀하였으나 이것만으로는 선체의 안정성을 확보하는 데 무리가 있었다.

이런 경우에 대비하여 선체 내부에 중량물을 의도적으로 적재하여 선체의 무게중심을 아래로 낮추고 선체의 흘수를 안정적인 운항이 가능한 상태로 유지하는 방법을 이용하는데, 이와 같은 중량물을 밸러스트(ballast)라고 한다.

보통 밸러스트는 도 1에 도시된 바와 같이, 선체(10)에 적화된 화물(C)만으로 만족할 만한 흘수가 유지되지 않을 경우 해수 또는 청수를 선체(10) 내부에 마련된 밸러스트탱크(T)에 채워 넣음으로써 중량을 확보하며, 이로 충분치 않을 경우에는 모래, 자갈, 흙 등을 적재하여 중량을 확보하기도 한다.

한편, 전술한 밸러스트의 경우 해수 또는 담수를 밸러스트 탱크에 채워 넣는 밸러스트수(ballast water)를 보편적으로 이용하기 때문에, 밸러스트수의 방출 시 특정 지역의 생물 또는 병원균 등을 다른 지역으로 전파할 가능성이 있다는 문제점이 존재한다.

즉, 밸러스트수의 유입과 방출이 서로 다른 지역에서 이루어질 경우, 밸러스트수의 유입 시 함께 유입된 외래 생물 종 또는 병원균이 밸러스트수의 방출과 함께 다른 해역으로 함께 유출될 수 있다.

특히, 상기와 같은 피해를 경험한 미국 등을 위주로 외래 생물 종에 의한 피해를 최소화하고 해양오염을 방지하기 위해, 일부 국가에서는 1980년대부터 밸러스트수 처리장치에 대한 기술개발을 수행하기 시작했으며, IMO(국제해사기구, International Maritime Organization)의 밸러스트수 규제협약에 대응하기 위하여 현재 전 세계적으로 해운, 조선업 및 해양과 관련된 대부분의 국가가 기술개발을 완료하였거나 수행 중이다.

하지만, 이러한 밸러스트수 처리장치는 설비를 확보하는데 높은 비용이 요구되기 때문에, 소형 및 각종 선박에 널리 적용시키기 어렵다는 문제점이 존재한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 선체 내부에 마련되는 밸러스트탱크를 구성하지 않아도 화물의 적재량에 따라 부력 및 흘수를 조절할 수 있으며, 이에 따라 밸러스트탱크 및 밸러스트수 처리장치를 확보할 필요가 없어 밸러스트수 배출에 의한 해양오염의 염려가 없는 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박을 제공함에 있다.

한편, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 전술한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박은, 길이방향을 따라 복수 개의 단으로 이루어져 신축 가능하고, 상기 길이방향에 따른 일단이 선체의 외측면에 회전 가능하게 연결되어 타단이 상하방향을 따라 움직일 수 있으며, 하중의 지지 및 전달이 가능하도록 강체로 마련되는 메인암; 길이방향을 따라 복수 개의 단으로 이루어져 신축 가능하게 마련되고, 상기 길이방향에 따른 일단이 상기 선체의 외측면에 회전 가능하게 연결되며 타단이 상기 메인암에 회전 가능하게 연결되어 신축됨으로써 상기 메인암의 연결 각도를 조절하는 서브암; 및 상기 메인암의 타단에 틸팅 가능하게 연결되며, 부력을 갖도록 마련되어 상기 메인암을 통해 상기 선체에 부력을 제공하는 플로팅유닛을 포함한다.

여기서, 상기 메인암은, 길이방향에 따른 일단이 상기 선체의 외측면에 마련된 연결부에 회전 가능하게 연결되는 메인실린더부; 및 전기, 공압 및 유압 중 적어도 어느 하나에 의해, 길이방향에 따른 일단이 상기 메인실린더부의 타단에 인입 또는 인출 가능하게 마련되는 메인피스톤부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 연결부는 상기 선체의 선수미방향을 따라 설치되는 연결축을 더 포함하며, 상기 메인실린더부는, 상기 연결축의 내측으로 삽입되어 외측을 향해 상기 연결축의 적어도 일부를 감싸도록 연장되어 상기 메인실린더부를 상기 연결부에 회전 가능하게 고정시키는 제1 링크; 및 상기 연결축의 나머지 일부를 감싸도록 상기 제1 링크의 종단으로부터 연장되며, 상기 제1 링크가 상기 연결축에 고정되거나 탈거될 수 있도록 상기 제1 링크의 종단에 힌지 결합되어 잠기거나 풀릴 수 있게 마련되는 제1 후크를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 서브암은, 상기 선체의 외측면이 내부측으로 함몰되어 형성된 수용공간에 길이방향에 따른 일단이 회전 가능하게 연결되는 서브실린더부; 및 전기, 공압 및 유압 중 적어도 어느 하나에 의해, 길이방향에 따른 일단이 상기 서브실린더부의 타단에 인입 또는 인출 가능하게 마련되고, 타단이 상기 메인암의 메인실린더부에 회전 가능하게 연결되는 서브피스톤부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 서브피스톤부는, 길이방향에 따른 일단이 상기 서브실린더부의 타단에 인입 또는 인출 가능하도록 마련되는 아웃붐; 및 상기 아웃붐의 타단에 텔레스코픽 방식을 통해 길이 가변이 가능하도록 마련된 복수 개의 이너붐들을 포함할 수 있다.

또한, 상기 메인실린더부는 상기 선체의 선수방향 또는 선미방향과 평행을 이루는 방향을 따라 돌출 형성된 연결핀을 더 포함하며, 상기 서브피스톤부는, 상기 연결핀의 적어도 일부를 감싸도록 연장되어 상기 서브피스톤부를 상기 메인실린더부에 회전 가능하게 고정시키는 제2 링크; 및 상기 연결핀의 나머지 일부를 감싸도록 상기 제2 링크의 종단으로부터 연장되며, 상기 제2 링크가 상기 연결핀에 고정되거나 탈거될 수 있도록 상기 제2 링크의 종단에 힌지 결합되어 잠기거나 풀릴 수 있게 마련되는 제2 후크를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 플로팅유닛은, 상기 메인피스톤부의 타단에 틸팅 가능하게 연결된 상부블록; 상호 대향되는 양 측면에서 중심부로 갈수록 아래 방향을 향해 두께가 더 두껍게 형성되며, 상기 상부를록의 아래에 배치되어 부력을 제공하는 부력체; 및 상기 상부블록과 상기 부력체 사이에 배치되어 상기 상부블록과 상기 부력체를 연결하며, 상기 부력체의 수직 운동으로 발생하는 충격을 흡수 및 완화시키는 복수 개의 댐퍼를 포함할 수 있다.

또한, 상기 플로팅유닛은, 상기 부력체에 마련되어 상기 선체에 추진력을 제공하는 서브스러스터를 더 포함할 수 있다.

아울러, 상기 선체는, 상기 선체의 흘수 및 상기 선체의 기울기를 측정하는 계측부를 더 포함할 수 있다.

나아가, 상기 선체는, 상기 계측부를 통해 계측된 상기 선체의 흘수 및 기울기에 따라 상기 메인암 및 상기 서브암의 신축 정도, 상기 플로팅유닛의 틸팅 각도를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 선체는, 상기 선체의 후방에 배치되어 상기 선체에 추진력을 제공하며, 상기 계측부를 통해 계측된 상기 선체의 흘수에 따라 상하방향으로 승강 및 하강이 가능하도록 마련되는 메인스러스터를 더 포함할 수 있다.

전술한 구성을 가지는 본 발명에 따른 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박은 다음과 같은 효과가 있다.

플로팅유닛을 통해 선체 내부에 마련되는 밸러스트탱크를 구성하지 않아도 화물의 적재량에 따라 부력 및 흘수를 조절할 수 있기 때문에, 밸러스트탱크 및 밸러스트수 처리장치를 확보할 필요가 없어 밸러스트수 배출에 의한 해양오염의 염려가 없다는 이점이 있다.

또한 밸러스트탱크를 확보하기 위한 공간을 다른 용도로 활용할 수 있으며, 밸러스트수에 의한 무게만큼 화물을 더 선적할 수 있다는 이점이 있다.

아울러 플로팅유닛은 복수 개의 단으로 이루어져 신축 가능하도록 마련된 메인암 및 서브암을 통해 지지되며, 상기 메인암 및 상기 서브암은 가변 가능하도록 구성되어 선박의 접안 시뿐만 아니라 운항 폭이 제한적인 강, 운하 및 각종 교량과 같은 협소한 선로의 운항이 가능하다는 이점이 있다.

한편, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 밸러스트탱크가 구비되는 종래 선박을 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박의 제1 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박의 제2 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박의 제3 실시예를 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서 동일한 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 도면에 도시된 구성은 상세한 설명에 대한 이해를 돕기 위한 예시일 뿐, 그 형상에 대하여는 제한 없이 다양할 수 있으며 이로 인해 권리범위가 제한되지 않음을 명시한다.

우선, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박에 대하여 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박은 메인암(100), 서브암(200) 및 플로팅유닛(300)을 포함할 수 있다.

먼저, 메인암은(100)은 길이방향을 따라 복수 개의 단으로 이루어져 신축 가능하고, 상기 길이방향에 따른 일단이 선체(10)의 외측면에 회전 가능하게 연결되어 타단이 상하방향을 따라 움직일 수 있게 마련될 수 있다.

이러한 메인암(100)의 타단에는 플로팅유닛(300)이 연결되며, 상기 플로팅유닛(300)을 통해 제공되는 부력을 선체(10)에 전달하여 상기 선체(10)를 지지할 수 있도록, 하중의 지지 및 전달이 가능한 강체(rigid body)로 마련될 수 있으며, 상기 강체의 재질에 대하여는 제한 없이 다양할 수 있다.

본 실시예에 따른 메인암(100)은 전술한 바와 같이 길이방향을 따라 복수 개의 단으로 이루어지는데, 이러한 복수 개의 단은 메인실린더부(110) 및 메인피스톤부(120)를 포함할 수 있다.

메인실린더부(110)는 길이방향에 따른 일단이 선체(10)의 외측면에 마련된 연결부(12)에 회전 가능하게 연결되도록 마련될 수 있다.

이와 같은 메인실린더부(110)는 내부에 메인피스톤부(120)가 삽입되어 이동 가능하도록 마련된 공간을 갖고, 메인피스톤부(120)는 길이방향에 따른 일단이 상기 메인실린더부(110)의 타단을 통해 상기 공간에 삽입되어 인입 또는 인출 가능하게 마련될 수 있다.

이러한 메인피스톤부(120)는 전기, 공압 및 유압 중 적어도 어느 하나에 의해 상기 메인실린더부(110)의 타단에 일부 또는 전체가 인입 또는 인출될 수 있다.

이때, 전기를 이용한 방식을 취하는 경우, 메인피스톤부(120) 및 메인실린더부(110)는 회전운동을 직선운동으로 바꿀 수 있는 대용량의 리니어모터와 같은 전기 장치 등을 포함하여 구성될 수 있다.

반면, 공압 및 유압을 이용한 방식을 취하는 경우에는 메인실린더부(110) 내부에 수용된 유체의 압력 변화를 이용하여 메인실린더부(110)에 연결된 메인피스톤부(120)를 운동시킴으로써 메인암(100)의 길이를 가변시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 메인암(100)은 전술한 구성을 통해 길이방향을 따라 신축 가능할 수 있을 뿐만 아니라, 타단에 연결된 플로팅유닛(300)이 제공하는 부력을 선체(10)에 전달할 시 메인실린더부(110)와 메인피스톤부(120)가 일종의 쇼크업소버 역할을 겸하기 때문에, 파랑에 의한 상기 플로팅유닛(300)의 상하 요동이 선체(10)로 직접 전달되는 것을 완화시킬 수 있다.

이어서, 서브암(200)은 길이방향을 따라 복수 개의 단으로 이루어져 신축 가능하게 마련되고, 상기 길이방향에 따른 일단이 선체(10)의 외측면에 회전 가능하게 연결되며 타단이 전술한 메인암(100)에 회전 가능하게 연결되어 신축됨으로써 상기 메인암의 연결 각도를 조절할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 서브암(200) 또한 전술했던 메인암(100)과 마찬가지로 길이방향을 따라 복수 개의 단으로 이루어지는데, 이러한 복수 개의 단은 서브실린더부(210) 및 서브피스톤부(220)를 포함할 수 있다.

서브실린더부(210)는 선체(10)의 외측면이 내부측으로 함몰되어 형성된 수용공간(14)에 길이방향에 따른 일단이 회전 가능하게 연결되며, 내부에는 서브피스톤부(220)가 삽입되어 이동 가능하도록 마련된 공간을 가질 수 있다.

한편, 서브피스톤부(220)는 길이방향에 따른 일단이 상기 서브실린더부(210)의 타단을 통해 상기 서브실린더부(210)의 상기 공간에 삽입되어 인입 또는 인출 가능하게 마련되며, 타단이 전술한 메인암(100)의 메인실린더부(110)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.

이러한 서브피스톤부(220)는 전기, 공압 및 유압 중 적어도 어느 하나에 의해 상기 서브실린더부(210)의 타단에 일부 또는 전체가 인입 또는 인출될 수 있다.

이때, 전기, 공압 및 유압을 이용한 방식의 경우 앞서 메인실린더부(110) 및 메인피스톤부(120)에 대한 설명 시 이미 기재한 바, 본 실시예에 따른 서브실린더부(210) 및 서브피스톤부(220) 역시 이와 동일한 원리로 구동되기 때문에 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

또한, 본 실시예에 따르면 서브피스톤부(220)는 또 다시 복수 개의 단으로 구성될 수 있는데, 이러한 복수 개의 단은 아웃붐(220a) 및 이너붐(220b)을 포함할 수 있다.

아웃붐(220a)은 길이방향에 따른 일단이 전술한 서브실린더부(210)의 타단에 인입 또는 인출 가능하며, 일부 또는 전체가 상기 서브실린더부(210)의 내부로 인입 또는 인출될 수 있도록 마련될 수 있다.

이너붐(220b)은 복수 개로 구성되어 전술한 아웃붐(220a)의 타단에 텔레스코픽(telescopic) 방식을 통해 길이 가변이 가능하도록 마련될 수 있다.

이처럼 길이 가변이 가능도록 마련된 서브암(200)은 메인암(100)의 중단과 선체(10)를 연결하여 상기 메인암(100)이 보다 견고하게 상기 선체(10)에 연결되도록 할뿐만 아니라, 복수 개의 단으로 구성돼 신축 가능하기 때문에 상기 메인암(100)이 상기 선체(10)로부터 전개되는 폭 및 연결부(12)로부터 연결된 기울기를 조절할 수 있다.

다음으로, 플로팅유닛(300)은 전술한 메인암(100)의 타단에 틸팅 가능하게 연결되며, 부력을 갖도록 마련되어 상기 메인암(100)을 통해 선체(10)에 부력을 제공할 수 있다.

이러한 플로팅유닛(300)은 앞서 설명했듯이 선체(10)로부터 전개되는 길이, 폭 및 기울기가 가변되는 메인암(100)에 대응하여, 부력을 갖고 수면에 떠오를 시 수면과 수평을 이루는 상태를 유지할 수 있도록 메인암(100)과의 연결지점이 틸팅 가능하게 마련될 수 있다.

이때, 플로팅유닛(300)은 도면으로 도시되지는 않았지만 메인암(100)과의 연결지점에 구비되는 모터 및 유압 장치에 의해 틸팅 각도가 조절될 수 있을 뿐만 아니라 틸팅 후 고정될 수 있게 마련될 수 있다.

이에 따라, 플로팅유닛(300)은 전술한 메인암(100)과의 연결지점, 즉 메인피스톤부(120)의 타단에 틸팅 가능하게 연결된 상부블록(310)을 포함할 수 있으며, 상부블록의 아래에 배치되는 부력체(320) 및 상기 상부블록(310)과 상기 부력체(320)를 연결하는 복수 개의 댐퍼(330)를 포함할 수 있다.

여기서, 부력체(320)는 보다 안정적으로 수면 위에 떠오를 수 있도록 상호 대향되는 양 측면에서 중심부로 갈수록 아래 방향을 향해 두께가 더 두껍게 형성되며, 전술한 상부블록(310)의 아래에 배치되어 부력을 제공할 수 있다.

이때, 상기 부력체(320)는 자체적으로 부력을 갖는 재질로 이루어질 수 있으며, 도면으로 도시되지는 않았지만 운항 시 발생하는 항력을 줄일 수 있도록 전방부가 유선형의 형태로 마련될 수도 있다.

그리고, 댐퍼(330)는 전술한 상부블록(310)과 부력체(320) 사이에 배치되어 상기 상부블록(310)과 상기 부력체(320)를 연결할 수 있다.

선박의 운항 시 파랑과 같은 각종 해상환경에 의해 부력체(320)가 수직 운동(세부적으로 롤, 요, 피치를 모두 포함)을 하게 되며, 이러한 댐퍼(330)는 상기 부력체(320)의 수직 운동으로 발생하는 충격을 흡수 및 완화시켜 선체(10)로 전달되는 것을 방지하도록 마련되는 일종의 서스펜션이라 할 수 있다.

이에 따라, 댐퍼(330)는 충격의 흡수 및 완화가 가능한 탄성부재 및 유체를 이용한 각종 쇼크업소버 등을 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 선체(10)의 흘수 및 상기 선체(10)의 기울기를 측정하는 계측부(400) 및 메인암(100), 서브암(200) 및 플로팅유닛(300)을 제어하는 제어부(500)를 선체(10)에 더 포함할 수 있다.

계측부(400)는 도 3에 도시된 바와 같이 수위계측관(410), 계측모듈(420), 계측센서(430) 등을 포함할 수 있다.

먼저, 수위계측관(410)은 선체(10)의 하부를 관통하여 상기 선체(10)의 내부를 따라 수직으로 형성되어 해수의 유입 및 수용이 가능하도록 마련될 수 있다.

이어서, 계측모듈(420)은 상기 수위계측관(410) 내부로 유입 및 수용된 상기 해수상에 부유 가능하도록 마련되며, 주파수, 자력, 적외선 등 각종 신호의 발산이 가능한 신호발생장치를 구비할 수 있다.

다음으로, 계측센서(430)는 상기 수위계측관(410)의 상단에 마련되며, 상기 계측모듈(420)이 발산하는 신호를 수신받아 선체(10)의 흘수를 계측할 수 있다.

이와 같은 계측부(400)는 선체(10)의 좌우측 및 전후방에 각각 복수 개가 구성됨으로써, 상기 선체(10)의 흘수뿐만 아니라 상기 선체(10)의 좌우측 기울기 및 전후방 기울기를 측정할 수 있도록 마련될 수 있다.

한편, 상기 계측부(400)가 선체(10)의 흘수를 계측하는 방법은 전술한 기재에 한정되는 것이 아니며, 기재되지 않은 다양한 방법들을 포함하여 선체(10)의 흘수를 측정할 수도 있다.

제어부(500)는 도 4에 도시된 바와 같이 전술한 계측부(400)를 통해 계측된 선체(10)의 흘수 및 기울기에 따라 메인암(100) 및 서브암(200)의 신축 정도, 그리고 플로팅유닛(300)의 틸팅 각도를 제어할 수 있다.

특히, 플로팅유닛(300)의 경우 전술한 바와 같이 선체(10)로부터 전개되는 길이, 폭 및 기울기가 가변되는 메인암(100)에 대응하여, 수면에 떠오를 시 수면과 수평을 이루는 상태를 유지할 수 있는데, 이때 제어부(500)는 상기 플로팅유닛(300)이 수면과 수평을 이룬 상태에서 상기 플로팅유닛(300)과 메인암(100)의 연결지점을 고정시킬 수 있다.

즉, 제어부(500)는 플로팅유닛(300)이 수평을 이룬 상태에서 더 이상 틸팅되지 않도록 플로팅유닛(300)을 메인암(100)의 타단에 고정시킬 수 있다.

이에 따라, 플로팅유닛(300)은 선박의 운항 시 선체(10)의 회전 또는 파랑과 같은 각종 해상환경에 의해 뒤집히지 않을 수 있어 안정적으로 상기 선체(10)에 부력을 제공할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 실시예에서는 상기와 같은 메인암(100), 서브암(200), 플로팅유닛(300), 계측부(400) 및 제어부(500)를 포함하는 구성을 통해, 선체 내부에 별도의 밸러스트탱크 및 밸러스트수 처리장치를 구성하지 않아도 화물의 적재량에 따라 선체의 흘수를 조절할 수 있다.

보다 구체적으로, 선체(10)의 적재량이 적어 선체가 충분한 흘수를 유지하지 못할 경우, 서브암(200)을 통해 메인암(100)이 선체(10)로부터 전개되는 폭을 넓힘으로써 선체(10)의 흘수가 얕더라도 선체(10)가 좌우로 기울어지는 것을 방지할 수 있다.

즉, 메인암(100)이 연결부(12)로부터 연결된 기울기가 커지게 되면 메인암(100)의 타단에 연결된 플로팅유닛(300)이 선체(10)로부터 보다 넓게 벌려진 상태로 상기 선체(10)에 부력을 제공할 수 있다.

이에 따라 선체(10)가 기울더라도 상기 플로팅유닛(300)이 선체의 좌우에서 제공하는 부력에 의해 선체(10)가 수평 상태로 복구되어 안정성을 유지할 수 있다.

한편, 선체(10)의 적재량이 많아 필요 이상으로 흘수가 깊게 유지될 경우, 서브암(200)을 통해 메인암(100)이 선체(10)로부터 전개되는 폭을 좁힘으로써 선체(10)의 흘수를 강제적으로 높일 수 있다.

즉, 메인암(100)이 연결부(12)로부터 연결된 기울기가 작아지면 메인암(100)의 타단에 연결된 플로팅유닛(300)이 선체(10)로부터 보다 좁게 벌려진 상태에서 상기 선체(10)에 부력을 제공할 수 있다.

이에 따라 선체(10)가 필요 이상으로 수면에 깊게 잠기더라도 상기 플로팅유닛(300)이 상기 선체(10)가 강제적으로 더 떠오를 수 있도록 제공하는 부력에 의해 선체(10)는 적정한 흘수를 유지할 수 있다.

또한, 메인암(100)이 선체(10)로부터 연결된 폭 및 기울기를 조절하는 것만으로 부족할 시에는, 신축 가능하도록 마련된 메인암(100)의 메인실린더부(110) 및 서브실린더부(120)를 통해 추가적으로 메인암(100)의 길이를 가변시킴으로써 선체(10)의 흘수를 조절 할 수도 있다.

다음으로, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박의 제2 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

우선, 도 5에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 선체(10)의 연결부(12)는 상기 선체(10)의 선수미방향을 따라 설치되는 연결축(12a)을 더 포함하며, 메인암(100)의 메인실린더부(110)는 제1 링크(112) 및 제1 후크(114)를 더 포함할 수 있다.

제1 링크(112)는 상기 연결축(12a)의 내측으로 삽입되어 외측을 향해 상기 연결축(12a)의 적어도 일부를 감싸도록 메인실린더부(110)로부터 연장되어, 상기 메인실린더부(110)를 상기 연결부(12)에 회전 가능하게 고정시킬 수 있다.

제1 후크(114)는 상기 연결축(12a)의 나머지 일부를 감싸도록 전술한 제1 링크(112)의 종단으로부터 연장되며, 상기 제1 링크(112)가 상기 연결축(12a)에 고정되거나 탈거될 수 있도록 상기 제1 링크(112)의 종단에 힌지(114a) 결합되어 잠기거나 풀릴 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 메인실린더부(110)에는 선체(10)의 선수방향 또는 선미방향과 평행을 이루는 방향을 따라 돌출 형성된 연결핀(116)을 더 포함하며, 서브암(200)의 서브피스톤부(220)는 제2 링크(222) 및 제2 후크(224)를 더 포함할 수 있다.

제2 링크(222)는 상기 연결핀(116)의 적어도 일부를 감싸도록 서브피스톤부(220)로부터 연장되어 상기 서브피스톤부(220)를 상기 연결핀(116)에 회전 가능하게 고정시킬 수 있다.

제2 후크(224)는 상기 연결핀(116)의 나머지 일부를 감싸도록 전술한 제2 링크(222)의 종단으로부터 연장되며, 상기 제2 링크(222)가 상기 연결핀(116)에 고정되거나 탈거될 수 있도록 상기 제2 링크(222)의 종단에 힌지(224a) 결합되어 잠기거나 풀릴 수 있다.

이에 따라 본 실시예에서는 도 5의 왼쪽에 도시된 바와 같이 서브암(200)이 수축하여 메인암(100)이 선체(10)의 외측면을 따라 수직 방향에 가깝게 배치될 수 있다.

이때, 선체(10)의 외측면을 따라 수직 방향에 가깝게 배치된 메인암(100)은 메인실린더부(110)에 마련된 랙기어(118a) 및 상기 선체(10)의 외측면에 마련된 피니언기어(118b)에 의해 상기 수직 방향을 따라 승강 또는 하강할 수 있다.

여기서, 랙기어(118a)는 상기 선체(10)의 외측면에 대향하는 메인실린더부(110)의 내측면을 따라 마련되며, 상기 메인실린더부(110)의 타단부터 상기 제1 후크(114)가 연장된 상기 제1 링크(112)의 종단에 걸쳐 설치될 수 있다.

한편, 피니언기어(118b)는 상기 랙기어(118a)에 회전력을 인가하여 상기 메인암(100)을 이동시키는 구동기어로서, 상기 메인실린더부(110)의 내측면에 대향하는 상기 선체(10)의 외측면에 마련되며, 상기 랙기어(118a)에 맞물려 회전하여 상기 메인암(100)을 상기 연결부(12)로부터 승강 또는 하강시킬 수 있다.

이때, 도 5의 오른쪽에 도시된 바와 같이 연결축(12a)에 잠겨있던 메인실린더부(110)의 제1 후크(114) 및 연결핀(116)에 잠겨있던 서브피스톤부(220)의 제2 후크(224)는 잠김이 풀려지며, 상기 연결축(12a) 및 상기 연결핀(116)에 대한 고정을 각각 해제하여, 상기 메인암(100)이 상기 연결부(12)로부터 탈거되어 승강 또는 하강할 수 있다.

그리고, 도 5의 오른쪽에 도시된 바와 같이 이 경우 플로팅유닛(300)은 선체(10)의 외측면에 간섭되지 않도록 바깥쪽을 향해 틸팅되어 고정될 수 있다.

아울러, 본 실시예에서는 도 6에 도시된 바와 같이 전술한 랙기어(118a) 및 피니언기어(118b)에 의해 메인암(100)이 회전을 통해 선체(10)의 위 방향으로 세워져 고정될 수도 있다.

전술한 랙기어(118a)는 제1 링크(114)의 종단까지 연장되어 설치되어 있으며, 이에 따라 연결부(12)에 회전 가능하도록 연결된 메인암(100)은 상기 랙기어(118a)에 맞물려 있는 피니언기어(118b)의 회전에 따라 선체(10)의 위 방향까지 회전하여 세워질 수 있다.

이처럼, 본 실시예에서는 전술한 구성들을 통해 도 7에 도시된 바와 같이 메인암(100) 및 플로팅유닛(300)을 포함한 일체의 구성이 선체(10)의 연결부(12)로부터 승강 또는 하강할 수 있을 뿐만 아니라, 회전을 통해 선체(10)의 위 방향으로 세워져 고정될 수도 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박은 항만 및 운하의 안벽(岸壁)에 접안(接岸)할 때 상기 안벽에 인접하게 되는 선체(10)의 외측면에 설치된 메인암(100) 및 플로팅유닛(300)을 포함한 일체의 구성을 도 7의 (a) 내지 (d)와 같은 상태로 가변시킬 수 있다.

따라서, 접안 시에도 메인암(100) 및 플로팅유닛(300) 등으로 인한 간섭으로 인해 접안의 곤란함이 발생하지 않을 수 있다.

또한, 운항의 폭이 제한적인 강, 운하 및 각종 교량과 같은 협소한 선로를 운항할 시에도 상기와 같이 메인암(100) 및 플로팅유닛(300) 등의 연결상태를 가변함으로써, 폭과 높이가 제한적인 협소한 선로에서도 제한 없이 운항할 수 있다.

이어서, 도 8 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박의 제3 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

본 실시예를 설명하기에 앞서 본 실시예에 따른 구성들은 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예와 동일한 구성들이기 때문에 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 하며, 본 실시예에 따라 추가되는 구성들에 대하여 중점적으로 언급하겠다.

먼저, 도 8에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 메인암(100), 서브암(200), 플로팅유닛(300)을 포함한 일체의 구성들은 선체(10)의 외측면을 따라 복수 개로 구성될 수 있다.

이때, 각각의 플로팅유닛(300)과 연결부(12)에 연결된 메인암(100) 및 상기 메인암(100)과 선체(10)의 외측면을 연결하는 서브암(200) 또한 복수 개로 구성될 수 있으며, 특히 복수 개의 메인암(100)들의 경우 각각의 메인실린더부(110)를 상호 연결하는 고정바(130)을 통해 고정됨으로써 보다 안정적으로 상기 플로팅유닛(300)을 연결부(12)에 연결하여 지지할 수 있다.

또한, 가장 선미에 가깝게 배치된 플로팅유닛(300)을 포함한 각각의 플로팅유닛(300)들은 부력체(320)에 마련되어 선체(10)에 추진력을 제공하는 서브스러스터(340)를 더 포함할 수 있다.

나아가, 본 실시예에서는 도 9에 도시된 바와 같이 선체(10)의 후미에 마련되는 메인스러스터(16)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 메인스러스터(16)는 선체(10)의 후방에 배치되어 상기 선체(10)에 추진력을 제공하며, 앞서 제2 실시예에서 언급한 계측부(도 3 내지 도 4의 400)를 통해 계측된 상기 선체(10)의 흘수에 따라 상하방향으로 승강 및 하강이 가능하도록 마련될 수 있다.

보다 구체적으로, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 선체(10)에 적재된 화물(C)에 의해 흘수가 깊게 유지될 시 메인스러스터(16)는 충분히 수면에 잠긴 상태를 유지할 수 있다.

반면, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 공선 또는 적재된 화물이 부족하여 흘수가 얕게 유지될 시, 메인스러스터(16)는 하강하여 충분히 수면에 잠긴 상태를 유지할 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 메인스러스터(16)는 항상 충분히 수면에 잠긴 상태로 유지되어 추진효율을 극대화될 수 있으며, 상기 메인스러스터(16)가 수면 위로 떠올라 추진효율이 심각하게 떨어지거나 심한 손상을 입어 파손되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 메인스러스터(16)의 승강 및 하강은 마찬가지로 전술한 제어부(도 4의 500)을 통해 제어될 수 있다.

아울러, 본 실시예에서는 도 10에 도시된 바와 같이 각 플로팅유닛(300)에 마련된 서브스러스터(340)를 통해 상기 메인스러스터(16)만으로 부족할 수 있는 추진력을 충당할 수 있을 뿐만 아니라, 선체(10)의 급선회 및 회전이 가능할 수 있다.

즉, 선박의 운항 시 발생할 수 있는 긴급상황 등을 포함한 각종 상황 발생 시, 선체의 급선회가 필요할 경우 플로팅유닛(300)에 마련된 서브스러스터(340)들이 서로 반대방향으로 회전함으로써 선체의 급선회에 필요한 회전력을 얻을 수 있다.

또한, 강, 운하와 같은 협소한 선로의 운항 시 급선회가 필요할 경우, 급선회를 할만한 공간이 충분치 않더라도 전술한 서브스러스터(340)들을 통해 선체(10)의 제자리 회전을 통한 선회가 가능할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 특정한 실시예들이 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다.

따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

또한, 본 발명의 실시예들은 서로 독립되어 실시될 수 있을 뿐만 아니라 다양하게 조합되어 실시될 수 있으며, 전술한 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 통하여 종래 밸러스트를 이용한 선박들이 갖는 문제점을 해결할 수 있는 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박을 제공할 수 있다.

10: 선체
12: 연결부
16: 메인스러스터
100: 메인암
110: 메인실린더부
112: 제1 링크
114: 제1 후크
116: 연결핀
120: 메인피스톤부
200: 서브암
210: 서브실린더부
220: 서브피스톤부
222: 제2 링크
224: 제2 후크
300: 플로팅유닛
310: 상부블록
320: 부력체
330: 댐퍼
340: 서브스러스터
400: 계측부
500: 제어부

Claims (11)

1. 길이방향을 따라 복수 개의 단으로 이루어져 신축 가능하고, 상기 길이방향에 따른 일단이 선체의 외측면에 회전 가능하게 연결되어 타단이 상하방향을 따라 움직일 수 있으며, 하중의 지지 및 전달이 가능하도록 강체로 마련되는 메인암;
   길이방향을 따라 복수 개의 단으로 이루어져 신축 가능하게 마련되고, 상기 길이방향에 따른 일단이 상기 선체의 외측면에 회전 가능하게 연결되며 타단이 상기 메인암에 회전 가능하게 연결되어 신축됨에 따라 상기 메인암의 연결 각도를 조절하는 서브암; 및
   상기 메인암의 타단에 틸팅 가능하게 연결되며, 부력을 갖도록 마련되어 상기 메인암을 통해 상기 선체에 부력을 제공하는 플로팅유닛을 포함하고,
   상기 메인암은,
   길이방향에 따른 일단이 상기 선체의 외측면에 마련된 연결부에 회전 가능하게 연결되는 메인실린더부; 및
   전기, 공압 및 유압 중 적어도 어느 하나에 의해, 길이방향에 따른 일단이 상기 메인실린더부의 타단에 인입 또는 인출 가능하게 마련되는 메인피스톤부를 포함하며,
   상기 연결부는,
   상기 선체의 선수미방향을 따라 설치되는 연결축을 포함하고,
   상기 메인실린더부는,
   상기 연결축의 내측으로 삽입되어 외측을 향해 상기 연결축의 적어도 일부를 감싸도록 연장되어 상기 메인실린더부를 상기 연결부에 회전 가능하게 고정시키는 제1 링크; 및
   상기 연결축의 나머지 일부를 감싸도록 상기 제1 링크의 종단으로부터 연장되며, 상기 제1 링크가 상기 연결축에 고정되거나 탈거될 수 있도록 상기 제1 링크의 종단에 힌지 결합되어 잠기거나 풀릴 수 있게 마련되는 제1 후크를 포함하는 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 서브암은,
   상기 선체의 외측면이 내부측으로 함몰되어 형성된 수용공간에 길이방향에 따른 일단이 회전 가능하게 연결되는 서브실린더부; 및
   전기, 공압 및 유압 중 적어도 어느 하나에 의해, 길이방향에 따른 일단이 상기 서브실린더부의 타단에 인입 또는 인출 가능하게 마련되고, 타단이 상기 메인암의 메인실린더부에 회전 가능하게 연결되는 서브피스톤부를 포함하는 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박.
5. 제4항에 있어서,
   상기 서브피스톤부는,
   길이방향에 따른 일단이 상기 서브실린더부의 타단에 인입 또는 인출 가능하도록 마련되는 아웃붐; 및
   상기 아웃붐의 타단에 텔레스코픽 방식을 통해 길이 가변이 가능하도록 마련된 복수 개의 이너붐들을 포함하는 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박.
6. 제4항에 있어서,
   상기 메인실린더부는 상기 선체의 선수방향 또는 선미방향과 평행을 이루는 방향을 따라 돌출 형성된 연결핀을 더 포함하며,
   상기 서브피스톤부는,
   상기 연결핀의 적어도 일부를 감싸도록 연장되어 상기 서브피스톤부를 상기 메인실린더부에 회전 가능하게 고정시키는 제2 링크; 및
   상기 연결핀의 나머지 일부를 감싸도록 상기 제2 링크의 종단으로부터 연장되며, 상기 제2 링크가 상기 연결핀에 고정되거나 탈거될 수 있도록 상기 제2 링크의 종단에 힌지 결합되어 잠기거나 풀릴 수 있게 마련되는 제2 후크를 더 포함하는 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박.
7. 제1항에 있어서,
   상기 플로팅유닛은,
   상기 메인피스톤부의 타단에 틸팅 가능하게 연결된 상부블록;
   상호 대향되는 양 측면에서 중심부로 갈수록 아래 방향을 향해 두께가 더 두껍게 형성되며, 상기 상부를록의 아래에 배치되어 부력을 제공하는 부력체; 및
   상기 상부블록과 상기 부력체 사이에 배치되어 상기 상부블록과 상기 부력체를 연결하며, 상기 부력체의 수직 운동으로 발생하는 충격을 흡수 및 완화시키는 복수 개의 댐퍼를 포함하는 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박.
8. 제7항에 있어서,
   상기 플로팅유닛은,
   상기 부력체에 마련되어 상기 선체에 추진력을 제공하는 서브스러스터를 더 포함하는 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박.
9. 제1항에 있어서,
   상기 선체는,
   상기 선체의 흘수 및 상기 선체의 기울기를 측정하는 계측부를 더 포함하는 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박.
10. 제9항에 있어서,
    상기 선체는,
    상기 계측부를 통해 계측된 상기 선체의 흘수 및 기울기에 따라 상기 메인암 및 상기 서브암의 신축 정도, 상기 플로팅유닛의 틸팅 각도를 제어하는 제어부를 더 포함하는 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박.
11. 제10항에 있어서,
    상기 선체는,
    상기 선체의 후방에 배치되어 상기 선체에 추진력을 제공하며, 상기 계측부를 통해 계측된 상기 선체의 흘수에 따라 상하방향으로 승강 및 하강이 가능하도록 마련되는 메인스러스터를 더 포함하는 흘수 조절이 가능한 무밸러스트 선박.

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