KR101808210B1 - 극지 운항선박의 에어 버블링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부 선체의 수선 아래에 압축공기를 분사하여 결빙에 의한 선속의 저하를 방지하고, 결빙 방지를 위한 압축공기의 공급이 선박에 구비되는 다양한 공기 공급설비 중에서 유휴의 설비로부터 제공될 수 있도록 함으로써 설비의 구축에 소요되는 비용을 절감할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 압축공기 공급부(10); 상기 다수의 압축공기 공급부(10)와 교통 가능하게 연결되는 유동 배관부(14); 상기 유동 배관부(14)에 대해 개별적으로 연결되어 외부 선체(20)의 전 둘레에 걸쳐 다수의 개소로 배치되는 토출용 분지 배관부(16); 및 상기 토출용 분지 배관부(16)와 교통 가능하게 연결되고 상기 외부 선체(20)에 대해 상하 층상의 위치로 배치되는 다수의 토출위치조절용 분지 배관부(16a)를 구비한다.

Description

극지 운항선박의 에어 버블링 장치{Air bubbling system for Arctic Class vessel}

본 발명은 극지 운항선박의 에어 버블링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 선체의 수선 아래에 압축공기를 지속적으로 분사하여 결빙에 의한 마찰을 줄여 선속의 저하를 방지할 수 있도록 하는 극지 운항선박의 에어 버블링 장치에 관한 것이다.

근래에 들어 각종 자원의 고갈로 인해 자원 개발을 위한 탐사 영역은 북극이나 남극 지역 등과 같이 보다 열악한 지역에 이르기까지 확장되고 있는 실정이다. 이를 위해 극지 운항에 적합한 다양한 형태의 선박이나 해양 구조물들이 개발되고 있는 데, 이러한 선박 및 해양 구조물들은 유빙에 의한 선체의 손상을 방지하고, 극한의 날씨에도 안전한 운항을 보장할 수 있는 여러 종류의 설비를 구축하여야 한다.

그러나 북극이나 남극 지역은 동절기에 외부 온도가 -40℃ 정도에 이르기까지 내려가기 때문에 운항 중 선체 외부에 유빙의 결빙이 빈번하게 이루어진다. 이와 같이 선체 외부에서 발생하는 결빙 현상은 선체의 마찰을 증가시켜 선속을 감소시킬 뿐만 아니라 연비를 저하시켜 선박의 운용에 있어 경제성 측면으로 좋지 않은 결과를 초래하고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 외부 선체의 수선 아래에 압축공기를 분사하여 결빙에 의한 선속의 저하를 방지하고, 결빙 방지를 위한 압축공기의 공급이 선박에 구비되는 다양한 공기 공급설비 중에서 유휴의 설비로부터 제공될 수 있도록 함으로써 설비의 구축에 소요되는 비용을 절감할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 압축공기 공급부;

상기 다수의 압축공기 공급부와 교통 가능하게 연결되는 유동 배관부;

상기 유동 배관부에 대해 개별적으로 연결되어 외부 선체의 전 둘레에 걸쳐 다수의 개소로 이격되게 배치되는 토출용 분지 배관부; 및

상기 토출용 분지 배관부와 교통 가능하게 연결되고 상기 외부 선체에 대해 상하의 층상으로 배치되는 다수의 토출위치조절용 분지 배관부를 구비하는 극지 운항선박의 에어 버블링 장치를 제시한다.

본 발명에 있어, 상기 압축공기 공급부는 선박에 구비된 각종 타용도의 공기 공급설비로 이루어지고, 상기 유동 배관부에 대해 공급용 분지 배관부를 매개로 개별적으로 교통 가능하게 설치되며, 상기 공급용 분지 배관부는 압축공기의 독립적 유동 조절을 위해 공급용 개폐 조절부를 개별적으로 설치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 토출위치조절용 분지 배관부는 선체의 흘수 변화에 부합하여 수선 하부에 출구가 위치하도록 그 배치 위치와 수량을 각각 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 토출위치조절용 분지 배관부는 압축공기의 배출을 선택적으로 조절하기 위한 토출용 개폐 조절부를 개별적으로 설치하고, 해수의 역방향 유입을 제한하기 위한 논-리턴밸브를 개별적으로 설치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 극지 운항선박의 에어 버블링 장치에 의하면, 극지역을 운항하는 선박의 외부 선체에 있어 수선 아래의 부위로 압축공기를 지속적으로 분사함으로써 선체 외부에서 유빙의 결빙으로 인한 마찰의 증가를 방지하고, 이러한 마찰의 증가로부터 기인하는 선속의 방지는 물론 선속 저하에 따른 연비 측면에서 초래되는 경제성 문제를 해결할 수 있게 된다.

또한 본 발명은 외부 선체의 수선 아래로 분사되는 압축공기의 공급이 선박에 구비되는 다양한 공기 공급설비 중에서 유휴의 설비를 이용하여 구현될 수 있으므로 장비의 구축에 소요되는 비용을 크게 절감할 수 있고, 특히 한정된 선체 내부의 공간 중에서 압축공기의 공급을 위한 별도의 설비를 구축하지 않아도 되므로 공간 활용의 측면에서도 유리한 장점을 갖게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 극지 운항선박의 에어 버블링 장치에 대한 구성을 도시한 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 토출용 분지 배관부의 설치 상태를 도시한 측면도.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 극지 운항선박의 에어 버블링 장치에 대한 구성을 도시한 평면도로서, 선체의 선수부에 국한하여 설치된 상태를 부분적으로 도시한 것이다. 도 2는 도 1에 도시된 토출용 분지 배관부가 외부 선체에 설치된 상태를 도시한 측면도이다. 도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 압축공기 공급부(10)와, 공급용 분지 배관부(12), 유동 배관부(14), 토출용 분지 배관부(16)를 포함하여 구성된다.

상기 압축공기 공급부(10)는 극지 운항선박에 구비되는 압축공기 공급원(HP air system, bulk air system, utility air system)과 같은 다수의 공기 공급설비(air system)로 이루어진다. 즉, 상기 압축공기 공급부(10)는 에어 버블링 장치의 가동에 필요로 하는 압축공기의 생성을 위해 별도로 구비되는 독립적인 전용의 설비(air compressor)가 아니라 기존 선박에 설치되어 있는 각종 타용도의 공기 공급설비 중에서 유휴의 공기 공급설비를 이용한 것이다.

상기 공급용 분지 배관부(12)는 상기 다수의 압축공기 공급부(10)에 대해 개별적으로 교통 가능하게 연결되는 것으로 상기 유동 배관부(14)에 대해 각각 병렬로 설치된다. 이때, 상기 공급용 분지 배관부(12)에는 개별적인 개폐 조작을 통해 압축공기의 공급경로를 제어하는 공급용 개폐 조절부(18)가 각각 독립적으로 설치된다. 또한, 상기 공급용 개폐 조절부(18)는 자동 또는 수동방식으로 개폐가 조절되는 밸브류로 이루어진다.

상기 유동 배관부(14)는 상기 다수의 공급용 분지 배관부(12)와 교통 가능하게 연결되어 상기 압축공기 공급부(10)로부터 제공되는 압축공기를 유입받아 이를 내부의 관로를 통해 상기 토출용 분지 배관부(16)로 공급하는 기능을 수행한다. 이를 위해 상기 유동 배관부(14)는 극지 운항선박의 전 둘레에 걸쳐 외부 선체(20)와 인접한 영역으로 배치된다. 또한 상기 유동 배관부(14)는 배관의 전체 경로에 대해 다수의 부위에 걸쳐 내부로 유동되는 압축공기의 유동량을 검출하기 위한 유량계(Flow meter;22)와, 관로의 수동식 개폐를 조절하기 위한 오픈/셧 밸브(Open/Shut valve;24) 및 정비 등을 목적으로 관로의 개폐를 조절하기 위한 아이솔레이션 밸브(Isolation valve;26)를 구비한다.

상기 토출용 분지 배관부(16)는 상기 유동 배관부(14)의 전 구간에 걸쳐 상기 유동 배관부(14)에 대해 병렬로 교통 가능하게 다수의 개소로 설치된다. 이때, 상기 토출용 분지 배관부(16)는 상기 외부 선체(20)에 대해 외부로 토출되는 압축공기의 배출위치를 선체의 높이방향을 기준으로 상하부위에 걸쳐 다단의 위치로 가변화시킬 수 있도록 배치된다. 즉, 상기 토출용 분지 배관부(16)는 상기 외부 선체(20)에 대해 상기 토출용 분지 배관부(16)로부터 상하로 개별적으로 교통 가능하게 분지되는 다수의 토출위치조절용 분지 배관부(16a)를 구비한다.

이 경우, 상기 토출위치조절용 분지 배관부(16a)는 극지 운항선박에 있어 적재 중량이나 해수의 밀도 변화 등에 따라 종속되는 선체의 흘수 변화에 부합하는 위치에 따라 그 출구의 위치를 항상 수선 하부에 존재할 수 있도록 그 배치 위치와 수량을 각각 적절하게 조절한다. 그리고 상기 토출위치조절용 분지 배관부(16a)에는 개폐 조작을 통해 압축공기의 토출 위치를 제어하는 토출용 개폐 조절부(28)가 각각 개별적으로 설치된다. 또한, 상기 토출용 개폐 조절부(28)는 자동 또는 수동방식으로 개폐가 조절되는 밸브류로 이루어진다. 한편, 상기 토출위치조절용 분지 배관부(16a)에는 해수의 역방향 유입을 제한하기 위한 논-리턴밸브(Non-return valve;30)가 각각 개별적으로 설치된다. 본 발명에 있어, 상기 공급용 개폐 조절부(18)와 상기 토출용 개폐 조절부(28)를 포함한 각종 밸브류(24,26)는 자동 조작에 의한 원격 개폐 제어식으로 이루어지는 것이 바람직하지만 수동 조작에 의한 밸브로 대체되어도 무방하다.

따라서 본 발명은 다수의 압축공기 공급부(10) 중에서 잉여의 압축공기를 제공할 수 있는 압축공기 공급부(10)와 유동 배관부(14) 사이를 상호 교통 가능한 상태로 전환한 다음, 상기 토출용 분지 배관부(16)를 통해 압축공기를 외부 선체(20)의 흘수선 아래로 배출시키게 된다.

이때, 상기 다수의 압축공기 공급부(10)로부터 상기 유동 배관부(14)에 제공되는 압축공기의 공급경로에 대한 조정은 상기 공급용 분지 배관부(12)에 개별적으로 설치되는 공급용 개폐 조절부(18)에 대한 독립적 개폐 제어를 통해 구현된다.

또한, 상기 토출용 분지 배관부(16)를 통해 압축공기의 배출을 구현함에 있어 상기 외부 선체(20)의 흘수선 아래로 그 배출 위치에 대한 조정은 상기 토출용 분지 배관부(16)에 대해 상하 층상으로 배치되는 토출위치조절용 분지 배관부(16a)에 대한 개폐 제어를 통해 구현되는 데, 이는 상기 토출위치조절용 분지 배관부(16a)에 개별적으로 설치되는 토출용 개폐 조절부(28)에 대한 독립적 개폐 제어를 통해 구현된다.

이 결과, 본 발명에 따른 에어 버블링 장치는 극지 운항선박에 있어 외부 선체(20)의 수선 하부로 압축공기를 방출할 수 있으므로, 상기 외부 선체(20)에 대한 빙결을 방지할 수 있어 마찰을 감소시킬 수 있다. 또한 수선 하부로 배출되는 압축공기의 공급을 상기 다수의 압축공기 공급부(10) 중에서 잉여의 압축공기를 제공할 수 있는 설비를 이용할 수 있으므로, 압축공기의 생성을 위한 별도의 독립적인 설비(air compressor)를 마련하지 않아도 되어 비용(CAPEX)을 줄일 수 있고, 특히 선체 내 각종 설비의 배치에 있어 공간적 여유의 확보는 물론 선박의 적재 하중도 함께 증가시킬 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10-압축공기 공급부 12-공급용 분지 배관부
14-유동 배관부 16-토출용 분지 배관부
16a-토출위치조절용 분지 배관부 18-공급용 개폐 조절부
20-외부 선체 22-유량계
24-오픈/셧 밸브 26-아이솔레이션 밸브
28-토출용 개폐 조절부 30-논-리턴밸브

Claims (5)

1. 다수의 압축공기 공급부(10);
   상기 다수의 압축공기 공급부(10)와 교통 가능하게 연결되는 유동 배관부(14);
   상기 유동 배관부(14)에 대해 개별적으로 연결되어 외부 선체(20)의 전 둘레에 걸쳐 다수의 개소로 배치되는 토출용 분지 배관부(16); 및
   상기 토출용 분지 배관부(16)와 교통 가능하게 연결되고 상기 외부 선체(20)에 대해 상하 층상의 위치로 배치되는 다수의 토출위치조절용 분지 배관부(16a)를 포함하고,
   상기 토출위치조절용 분지 배관부(16a)는 압축공기의 배출을 선택적으로 조절하기 위한 토출용 개폐 조절부(28)를 개별적으로 설치하고, 해수의 역방향 유입을 제한하기 위한 논-리턴밸브(30)를 개별적으로 설치하고,
   상기 유동 배관부(14)는 극지 운항선박의 전 둘레에 걸쳐 외부 선체(20)와 인접한 영역으로 배치되고, 상기 유동 배관부(14)는 배관의 전체 경로에 대해 다수의 부위에 걸쳐 내부로 유동되는 압축공기의 유동량을 검출하기 위한 유량계(Flow meter;22)와, 관로의 수동식 개폐를 조절하기 위한 오픈/셧 밸브(Open/Shut valve;24) 및 정비를 목적으로 관로의 개폐를 조절하기 위한 아이솔레이션 밸브(Isolation valve;26)가 구비되는 것을 특징으로 하는 극지 운항선박의 에어 버블링 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 압축공기 공급부(10)는 선박에 구비된 타용도의 공기 공급설비로 이루어지는 것을 특징으로 하는 극지 운항선박의 에어 버블링 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 압축공기 공급부(10)는 상기 유동 배관부(14)에 대해 공급용 분지 배관부(12)를 매개로 개별적으로 교통 가능하게 설치되고, 상기 공급용 분지 배관부(12)는 압축공기의 독립적 유동 조절을 위해 공급용 개폐 조절부(18)를 개별적으로 설치하는 것을 특징으로 하는 극지 운항선박의 에어 버블링 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 토출위치조절용 분지 배관부(16a)는 선체의 흘수 변화에 부합하여 수선 하부에 출구가 위치하도록 그 배치 위치와 수량을 각각 조절하는 것을 특징으로 하는 극지 운항선박의 에어 버블링 장치.
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