KR102420828B1

KR102420828B1 - 선박

Info

Publication number: KR102420828B1
Application number: KR1020200162998A
Authority: KR
Inventors: 한윤혜; 이중석
Original assignee: 한윤혜; 이중석
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2022-07-14
Also published as: US20220169344A1; CN114560039A; CN114560039B; US11661158B2; JP2022085815A; KR20220074467A

Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따른 선박은, 추진체가 구비되는 선체부(100); 상기 선체부(100)와 이격 배치되는 갑판부(200); 상기 선체부(100)에 대해 상기 갑판부(200)를 지지하도록 상기 선체부(100)와 상기 갑판부(200) 사이에 배치되는 지지부(300)를 포함하고, 상기 선체부(100)는 수면의 아래에 배치되어 운항되고, 상기 갑판부(200)는 상기 지지부(300)에 의해 수면보다 높게 배치되어 운항될 수 있다.

Description

선박{SHIP}

본 발명은, 선박에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사람이 활동하게 되는 갑판이 파도와 해풍으로부터 받는 영향을 최소화하여 안정성을 유지할 수 있는 선박에 관한 것이다.

일반적으로 선박은 추진체가 배치되는 선체와 갑판이 일체로 형성된다. 따라서, 파도가 있는 바다에서 운항할 경우 선체와 갑판 모두 파도에 영향을 받게 되고 안정성이 저해될 수 있다.

한편, 선체는 일부가 수면 아래로 잠기고 일부는 수면위로 노출된 상태에서 운항하기 때문에 선체에는 높은 항력이 작용하게 된다.

또한 선체가 수면 위로 노출되기 때문에 군용 선박의 경우 적의 공격에 주요 추진체 또는 기관들이 바로 노출될 위험이 높아지게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 사람이 활동하게 되는 갑판이 파도로부터 받는 영향을 최소화할 수 있는 선박을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 선박은, 추진체(140)가 구비되는 선체부(100); 상기 선체부(100)와 이격 배치되는 갑판부(200); 상기 선체부(100)에 대해 상기 갑판부(200)를 지지하도록 상기 선체부(100)와 상기 갑판부(200) 사이에 배치되는 지지부(300)를 포함하고, 상기 선체부(100)는 수면의 아래에 배치되어 운항되고, 상기 갑판부(200)는 상기 지지부(300)에 의해 수면보다 높게 배치되어 운항될 수 있다.

바람직하게는, 상기 선체부(100)는 대체로 원반 형상으로 형성되고, 반경방향의 중심부의 상하 방향 폭이 가장자리보다 크게 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 선체부(100)는, 상기 선체부(100)의 중앙부 상측에 배치되고 내부에 압축 공기가 채워지는 압축 공기 탱크(150); 상기 압축 공기 탱크(150)의 아래에 배치되고 선적물이 저장될 수 있는 격납고(130); 상기 격납부의 주위에 배치되는 복수개의 밸러스트 탱크(170); 및 상기 선체부(100)의 중앙부 하측에 배치되고 내부에 해수가 채워지는 해수 탱크(110)를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 압축 공기 탱크(150)의 적어도 일부 구간은 수면 위에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 밸러스트 탱크(170)의 내부에는 부력제공부재, 공기 및 물 중 적어도 하나 이상이 채워져서 상기 갑판부(200)에 대해 부력을 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 갑판부(200)는 제1 영역(210) 및 상기 제1 영역(210)에 대해 부력을 제공하는 제2 영역(230)을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 영역(230)에는 부력제공부재가 일정한 부피를 차지하도록 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 지지부(300)는, 상기 선체부(100)와 상기 갑판부(200) 사이에 배치되는 복수개의 기둥부(330) 및 상기 선적물을 상기 갑판부(200)로부터 상기 격납고(130)까지 이송하는 승강부(310)를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 추진체(140)는 상기 선체부(100)의 서로 다른 위치에 설치되는 복수개의 구동장치를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 복수개의 구동장치 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 구동장치가 구동됨으로써 상기 선체부(100)의 진행 방향이 결정될 수 있다.

바람직하게는, 상기 선체부(100)의 밸러스트 탱크(170)에 의해 제1 부력이 형성되고, 상기 갑판부(200)의 제2 영역(230)에 의해 제2 부력이 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 선박의 부력의 중심(Center of buoyancy)은 상기 선박의 무게의 중심(Center of gravity)보다 높게 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 선체부(100)에는 적어도 하나 이상의 정박용 앵커(190) 및 적어도 하나 이상의 예인용 앵커(190)가 배치될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 선박은, 선체부(100)가 수면 아래 잠기고, 갑판부(200)가 선체부(100)로부터 이격되게 지지되어 수면위에 배치됨으로써 파도나 폭풍의 영향을 최소화하여 안정성을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 선체부(100)가 대체로 원반형상으로 형성되고, 가장자리가 첨점 형상으로 형성됨으로써 운항시 항력을 최소화할 수 있다.

또한, 갑판부(200)가 보조 부력을 제공할 수 있는 제2영역(230)을 포함함으로써, 선체부(100)의 이상으로 부력이 감소하더라도 갑판부(200)에 안정적인 부력을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선박을 개념적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 선박의 선체부(100)의 저면도.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선체부(100)의 밸러스트 탱크를 개념적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 승강부(310)의 높이가 조절되는 구조를 개념적으로 도시한 도면.

이하에서는 설명의 편의를 위해 본 발명의 일부 실시 예를 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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' 또는 '결합'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결' 또는 '결합'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선박을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선박을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 선박의 선체부(100)의 저면도이고, 도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선체부(100)의 밸러스트 탱크를 개념적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에서 승강부(310)의 높이가 조절되는 구조를 개념적으로 도시한 도면이다.

이하 설명하는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선박은 크기에 제한이 없고, 빠른 속도로 항해가 가능하며, 물의 저항이 적어 연료소모가 적으며, 반영구적인 정박이 가능한 특징이 있다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선박은 선체부(100), 갑판부(200) 및 지지부(300)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선박은 갑판부(200)가 선체부(100)로부터 분리되어 상측으로 이격되게 배치되고, 지지부(300)를 통해 갑판부(200)를 선체부(100)에 대해 안정적으로 지지하는 구조에 특징이 있다.

선체부(100)는 수면 아래에 잠기도록 배치되고, 추진체(140)를 통해 발생되는 구동력으로 선박을 이동시킬 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선체부(100)는 대체로 수평 방향으로 넓은 원반 형상으로 구비되고, 반경방향의 중심부의 상하 방향 폭이 가장자리보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 선체부(100)의 가장자리는 첨점 형상(cusp-shape)으로 형성됨으로써 운항 시 선체부(100)에 가해지는 항력(hydrodynamic drag)을 최소화할 수 있다. 또한 다양한 실시예에 따른 선체부(100)는 가장자리가 뾰족하게 형성됨에 따라 물의 저항을 최소화함으로써 고속항해가 가능하고 연료의 소모를 줄일 수 있다.

선체부(100)는 상하방향으로 얇고 수평방향으로 넓게 형성될 수 있다. 일반적으로 선박은 선체부(100)와 갑판부(200)가 일체로 형성되기 때문에 선박의 크기가 크면 물속에 잠기는 선체부(100)의 크기도 클수밖에 없는데, 일반적으로 선체부(100)의 크기가 클수록 운항시 높은 항력으로 인해 속도가 낮아지거나 연료 효율이 낮아지게 된다.

그러나 본 발명에서는 상술한 바와 같이 선체부(100)는 대체로 수평 방향으로 넓은 원반 형상으로 구비되고, 가장자리가 첨점 형상(cusp-shape)으로 형성됨으로써 운항시 선체부(100)에 가해지는 항력(hydrodynamic drag)을 최소화 할 수 있다. 따라서, 항력으로 인한 선체부(100)의 크기의 제한을 받지 않게 되고, 군용 항공모함 같이 대형 선박에도 적용 가능할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 선박은, 선체부(100)의 전체 구간이 수면 아래에 잠긴 상태에서 항해할 수 있다. 이로써 선박은 항해 또는 정박 시에 파도 또는 폭풍의 영향을 받지 않고 높은 속도를 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시예에서는 후술하는 압축 공기 탱크(150)의 일부 구간을 제외한 전체 선체부(100)가 수면 아래에 잠기도록 배치된 상태에서 운행되기 때문에, 파도 또는 폭풍의 영향을 받지 않고 높은 속도를 구현할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 선체부(100)가 마치 잠수함과 같이 수면 아래에 잠기도록 배치되어 운항될 수 있기 때문에, 군용 선박으로 활용 시 적의 공격에 노출되지 않을 수 있어, 적의 공격에 의한 선박의 부양능력의 훼손을 최소화하고 안전한 운용이 가능할 수 있다. 또한 선체부가 수면 아래에 잠기도록 배치됨으로써 고속항해 시 방향 전환 및/또는 얕은 해안서의 선박 운용에 용이한 효과가 있다.

또한 다양한 실시예에 따른 선체부(100)는 대체로 원반 형상으로 형성되되 반경 방향 중심부의 상하 방향 폭보다 가장자리의 상하 방향의 폭이 더 작게 형성되기 때문에 수심이 얕은 바다에서도 안정적으로 이동할 수 있다.

선체부(100)는 수면 아래에 잠기도록 배치되기 때문에 높은 강성을 갖는 재료를 이용하여 제조될 수 있다. 일 실시예에서 선체부(100)는 물결 형상의 강판이 적층되어 형성되는 샌드위치 강판등을 사용하여 강성을 향상시킬 수 있다. 이 경우 적층되는 강판의 물결 형상은 서로 수직한 방향성을 갖도록 배치됨으로써 강성을 극대화할 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니고, 선체부(100)는 티타늄 또는 복합 금속 폼 소재(composite metal foam, CMF)와 같이 가벼우면서도 높은 강성을 가지는 재료들로 형성될 수 있다. 또는 높은 내식성을 가지면서도 무게 대비 높은 강성을 유지할 수 있는 유리섬유강화플라스틱(fiber reinforced plastic, FRP)과 같은 소재를 사용할 수도 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면 선체부(100)에는 수중에서 이동할 수 있도록 구동력을 제공하는 추진체(140)가 구비될 수 있다. 추진체(140)는 복수의 구동장치(예:도 2의 140a,140b,140c,140d)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 구동장치(예:도2의 140a)는 일반 디젤엔진과 같은 내연기관이 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니고, 전기 모터 또는 유압 모터가 사용될 수 있으며, 수중에서 구동력을 제공할 수 있는 공지된 어떠한 구동체도 사용될 수 있음은 자명하다.

또한, 구동장치(140a)는 선체부(100)의 가장자리의 다양한 위치에 복수개가 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서 구동장치(140a,140b,140c,140d)는 선체부(100)의 4방향 가장자리(예를 들어 동,서,남,북)에 각각 배치될 수 있다. 이러한 복수의 구동장치(140a,140b,140c,140d)의 배치를 통해 방향타 없이도, 이동하고자 하는 방향에 대응되는 추진체를 작동시킴으로써 해당 방향으로 이동이 가능할 수 있다. 또한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선박은 이러한 구동장치(140a)의 배치를 통해 후진도 가능할 수 있다. 또는 적어도 2이상의 구동장치(140a)를 동시에 작동시킴으로써 이동 방향을 제어할 수도 있다. 이에 제한되는 것은 아니고 4방향의 가장자리에 배치된 구동장치(140a)들 사이에 복수개의 구동장치(140a)가 추가로 배치될 수 있고, 이러한 배치를 통해 선박의 이동 방향 및 그에 따른 작동 구동장치(140a)를 보다 세분화하여 운용할 수도 있다.

다만 선체부(100)에는 종래와 같이 하나의 구동장치(140a)가 배치되고, 선박의 이동 방향을 제어하기 위한 방향타(미도시)가 구비될 수도 있다. 또한 선체부(100)에는 선박의 상하 방향 위치를 제어하기 위한 수평 방향타(미도시)가 구비될 수도 있다.

또한 다양한 실시예에 따른 선체부(100)에는 적어도 하나 이상의 앵커(190)가 배치될 수 있다. 일 실시예에서 앵커(190)는 선박의 정박을 위해 사용될 수 있다. 또는 앵커(190)는 선박의 예인을 위해 사용될 수도 있다. 일 실시예에서 앵커(190)는 선체부(100)의 둘레를 따라 복수개로 배치될 수 있다. 일 실시예에서 앵커(190)는 선체부(100)의 둘레를 따라 복수개가 서로 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어 앵커(190)는 선체부(100)의 둘레를 따라 90도 간격으로 설치됨으로써, 네 방향에서 선체부(100)를 고정시킬 수 있다.

일 실시예에서 앵커(190)가 정박을 위해 사용되는 경우, 선체부(100)로부터 수직하게 내려지는 것이 아니라, 선체부(100)로부터 수평방향으로 멀리 떨어진 위치에 고정됨으로써, 본 발명의 선박이 섬(island)과 같은 역할을 수행할 수도 있다.

이를 위해 일 실시예에서 별도의 앵커 설치선박이 앵커(190)를 선체부(100)로부터 멀어지도록 끌고 가서 내려놓는 방법이 사용될 수 있다. 일 실시예에서 앵커(190)는 선체부(100)로부터 수평방향으로 소정의 거리만큼 떨어진 위치에서, 선체부(100)에 대해 대략 하방 45도 각도로 배치됨으로써 앵커(190)와 선체부(100)를 연결하는 케이블에 의해 선박이 안정적으로 지지될 수 있다.

또 다른 실시예에서는 선체부(100)로부터 수평 방향 또는 수직 방향으로 멀어지도록 앵커(190)를 발사하는 앵커 발사체(미도시)가 배치될 수 있다. 본 발명에서는 앵커 발사체를 통해 앵커(190)을 선체부(100)에서 방출시킴으로써 별도의 설치선박이 없이도 앵커(190)를 선박으로부터 멀리 이동시킬 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면 이러한 선체부(100)의 내부에는 압축 공기 탱크(150), 격납고(130), 밸러스트 탱크(170) 및 해수 탱크(110)가 구비될 수 있다.

압축 공기 탱크(150)는 선박의 부력을 보상하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해 압축 공기 탱크(150)의 내부에는 압축 공기가 채워질 수 있다. 내부에 압축 공기가 채워진 압축 공기 탱크(150)에 의해 추가적 또는 보조적인 부력이 형성될 수 있다. 선박의 전체 무게에 미소의 변동이 생기는 경우, 압축 공기 탱크(150) 및/또는 후술하는 기둥부(330)가 선박의 부력을 보상하여 안정 상태의 전체 부력을 형성할 수 있다. 즉, 압축 공기 탱크(150)에 수용되는 압축 공기에 의해 선박의 부력이 조절될 수 있는 것이다.

본 발명에서는 만약 선박의 전체 무게의 변동폭이 압축 공기 탱크(150) 및 기둥부(330)가 보상할 수 있는 부력의 한계를 넘어서는 경우, 밸러스트 탱크(170)에 의해 전체 부력이 안정되게 제어될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 선체부(100)에 대한 부력은, 밸러스트 탱크(170), 압축 공기 탱크(150) 및 기둥부(330)를 통해 상호 보완적으로 제공될 수 있다.

압축 공기 탱크(150)는 선체부(100)의 대체로 반경방향 중앙부의 상측 또는 상단에 배치될 수 있다. 일 실시예에서 압축 공기 탱크(150)는 적어도 일부 구간이 선체부(100)로부터 상방으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 일 실시예에서 압축 공기 탱크(150)는 선박의 항해 시 수면 아래로 잠기도록 배치될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면 압축 공기 탱크(150)의 상측 적어도 일부 구간은 수면 위로 노출되게 배치될 수 있다. 따라서 본 발명의 선체부(100)는 이러한 압축 공기 탱크(150)의 적어도 일부 구간을 제외한 전체 구간이 수면 아래에 배치된 상태에서 이동할 수 있다.

격납고(130)는 선체부(100)의 내부에 선적물이 선적될 수 있는 공간을 형성할 수 있다. 일 실시예에서 격납고(130)의 내부 공간에는 선적물 뿐만 아니라, 발전소, 창고 및/또는 숙소 등이 설치될 수 있고, 추진체(140)의 구동장치(140a,140b,140c,140d)들이 설치될 수도 있다. 예컨대 선박이 군사용도로 사용되는 경우, 격납고(130) 내부에는 비행체나 무기등과 같은 군수물이 선적될 수 있다. 격납고(130)는 압축 공기 탱크(150)의 아래쪽에 형성될 수 있다. 격납고(130)는 갑판부(200)와 승강부(310)를 통해 연통되어, 선적물이 승강부(310)를 통해 갑판부(200)로부터 격납고(130)까지 이송될 수 있다.

공기 압축장치(180)는 밸러스트 탱크(170)에 공기를 주입할 수 있다. 공기 압축장치는 밸러스트 탱크(170)의 내부에 물을 배출하기 위해 공기를 주입할 수 있다. 공기 압축장치(180)는 격납고(130)의 내부의 공기를 압축하여 밸러스트 탱크(170)으로 공급할 수 있다.

밸러스트 탱크(170)는 선박에 대해 기본적인 제1 부력을 제공할 수 있다. 밸러스트 탱크(170)는 선박의 부력을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 밸러스트 탱크(170)는 선체부(100)의 대체로 상측 영역에 배치될 수 있다.

일 실시예에서 밸러스트 탱크(170)는 하나의 수용공간이 형성될 수 있다. 일 실시예에서 밸러스트 탱크(170)는 격납고(130)의 주위에 복수개로 수용공간으로 구획되어 구비될 수 있다. 밸러스트 탱크(170)의 각각의 수용공간은 서로 밀폐될 수 있다. 일 실시예에서 각각의 수용공간은 각각의 해수 유입 포트(173)를 통해 해수의 유입/배출이 이루어 질 수 있다.

일 실시예에서 밸러스트 탱크(170)의 수용공간 내부의 적어도 일부 영역에는 폴리스티렌(polystyrene)과 같은 부력제공부재와 공기로 채워진 상태에서 밀봉될 수 있다. 또한 밸러스트 탱크(170)의 적어도 일부 영역에는 선박의 전체 무게 변동에 대응할 수 있도록 물이 채워질 수 있다. 밸러스트 탱크(170)에는 선체부(100)에 형성되는 해수 유입 포트(173)를 통해 물이 유입되거나 배출됨으로써 내부에 채워지는 물의 양이 조절될 수 있다. 본 발명에서의 부력제공부재는 선박이 전부 또는 일부 손상되어 밸러스트 탱크(170)의 내부로 계획되지 않은 해수가 침투되는 경우, 부력을 제공하여 선박의 전부 또는 일부의 침몰을 방지하기 위한 것이다. 예시적인 실시예에서 부력제공부재는 일정한 부피의 알갱이 형태로 구비될 수 있다. 또한 부력제공부재는 폴리스티렌 또는 발포성 폴리스티렌 소재로 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니고, 물 또는 해수에 뜰 수 있는 소재로 형성될 수 있다.

밸러스트 탱크(170)에 채워지는 물의 양이 조절됨에 따라 선박의 부력이 조절될 수 있다. 밸러스트 탱크(170)의 내부에 채워진 물을 배출하기 위해 공기 압축장치(180)를 통해 격납고(130) 내부의 공기가 압축되어 밸러스트 탱크(170)의 내부로 주입될 수 있다. 일 실시예에서 밸러스트 탱크(170)에 공기 압축장치(180)를 통해 공기가 공급되지 못하는 경우, 압축 공기 탱크(150)를 통해 압축공기가 제공될 수도 있다.

밸러스트 탱크(170)에 채워지는 물의 양은 조절될 수 있고 이를 통해 선체부(100)의 전체 또는 압축 공기 탱크(150)를 제외한 전체 선체부(100)가 수면 아래로 잠길 수 있을 정도의 부력을 형성하도록 제어될 수 있다. 또한, 밸러스트 탱크(170)는 선박의 무게 변동폭이 압축 공기 탱크(150) 및 기둥부(330)가 보상할 수 있는 부력의 한계를 넘어서는 경우, 선박의 전체 부력이 안정되게 제어할 수 있다.

일 실시예에서 밸러스트 탱크(170)는 수용공간의 내부에 해수, 부력제공부재 및/또는 공기가 수용되는 하나의 영역이 구비될 수 있다. 일 실시예에서, 해수 유입 포트(173)에는 밸러스트 탱크(170)에서 해수가 유입/배출되는 동안, 부력제공부재의 유출을 방지하기 위한 필터 부재(미도시)가 구비될 수 있다.

또 다른 실시예에서 도 3에 도시된 바와 같이, 밸러스트 탱크(170)는 부력제공부재가 주입되는 제1영역(171)과 해수 및/또는 공기가 주입되는 제2영역(172)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 상술한 제1영역(171)에 부력제공부재를 공급하기 위한 부력제공부재 탱크(115)가 별도로 구비될 수도 있다.

선체부(100)의 중앙부 하단에는 해수 탱크(110)가 배치될 수 있다. 해수 탱크(110)의 내부에는 평형수가 채워질 수 있다. 해수 탱크(110)는 내부에 평형수가 채워짐으로써 선박의 평형을 유지하는 역할을 수행할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에서는 선박에 부력을 제공하는 밸러스트 탱크(170) 및 압축 공기 탱크(150)가 선체부(100)의 상측 또는 상부 영역에 위치하기 때문에, 선박의 부력의 중심(Center of buoyancy)이 상기 선박의 무게의 중심(Center of gravity)보다 높게 형성될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 선박의 무게 중심이 부력 중심보다 낮게 형성되기 때문에 선박이 기울었을 경우 부력 중심의 상승력에 의해 선박이 안정성을 유지할 수 있게 된다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 갑판부(200)는 지지부(300)를 통해 선체부(100)에 지지된 상태에서 수면보다 위에 배치될 수 있다. 본 발명에서는 갑판부(200)가 수면 아래 잠기도록 배치되는 선체부(100)와 분리되어 수면보다 위에 배치됨으로써 운항시 파도나 폭풍의 영향이 최소화될 수 있다. 갑판부(200)는 운항시 파도나 폭풍의 영향이 최소화될 수 있으므로 그 크기에 구애받지 않고 다양한 크기로 제조될 수 있다. 일 실시예에서 갑판부(200)는 선체부(100)의 단면적과 대체로 동일하게 구비될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일 실시예에서 도 2에 도시된 바와 같이 갑판부(200)의 단면적은 선체부(100)의 단면적보다 크게 형성될 수도 있다.

도 1을 참조하면, 갑판부(200)는 승무원 또는 다양한 구조물이 배치되거나 선적물이 1차적으로 선적되는 상부 갑판(이하, 제1 영역(210))과 상부 갑판과 구분되고 상부 갑판의 아래에 배치되어 제1 영역(210)에 대한 보조적인 부력을 제공하는 하부 갑판(이하, 제2 영역(230))을 포함할 수 있다.

제2 영역(230)에는 적어도 하나 이상의 부력제공부재가 배치될 수 있다. 제2 영역(230)에는 부력제공부재가 일정한 부피를 차지하도록 배치될 수 있다. 예컨대 부력제공부재는 폴리스티렌(polystyrene)을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 영역(230)은 이러한 부력제공부재가 채워진 상태에서 밀봉될 수 있다. 일 실시예에서 제2 영역(230)에는 부력제공부재와 함께 미량의 공기가 채워질 수도 있다.

제2 영역(230)은 선체부(100)의 고장 또는 충격으로 인해 선체부(100)에 의한 부력 제공 능력이 전부 또는 일부 상실된 경우, 갑판부(200)의 제1 영역(210)에 대한 보조적인 부력을 제공할 수 있다. 즉, 선박에 메인 부력을 제공하는 선체부(100)의 밸러스트 탱크(170) 또는 압축 공기 탱크(150)가 고장 또는 충격으로 인해 정상 기능을 수행하지 못하는 경우, 선박은 정상적인 깊이보다 깊게 가라앉을 수 있고, 이로 인해 수면보다 위에 배치되던 갑판부(200)가 수면 높이까지 내려올 수 있다. 본 발명에서는 이러한 경우 제1 영역(210)의 하부에 배치되는 제2 영역(230)이 보조적인 제2 부력을 제공함으로써 승무원이나 각종 시설물이 배치되는 제1 영역(210)이 완전히 침몰하는 것을 방지할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면 지지부(300)는 선체부(100)와 분리 형성되는 갑판부(200)를 선체부(100)에 대해 일정한 간격으로 이격되게 지지할 수 있다. 지지부(300)는 선체부(100)와 갑판부(200) 사이에서 수직하게 일정 길이로 연장 배치될 수 있다.

지지부(300)는 기둥부(strut, 330) 및 승강부(shaft, 310)를 포함할 수 있다. 기둥부(330)와 승강부(310)는 적어도 일부 영역이 파도에 직접 영향을 받기 때문에 항력을 최소화할 수 있는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 일 실시예에서 기둥부(330) 및 승강부(310)는 대체로 내부 중공이 형성되는 기둥 형상으로 구비될 수 있다.

일 실시예에서 기둥부(330)와 승강부(310)는 각각 선체부(100)와 갑판부(200)의 이격 간격을 조정 가능하도록 구비될 수 있다. 또한 기둥부(330)와 승강부(310)는 파손시 선체부(100)의 내부로 해수의 유입을 방지하기 위한 씰링 구조로 구비될 수 있다.

일 실시예에서 기둥부(330)는 내부에 상술한 폴리스티렌과 같은 부력제공부재 및/또는 공기가 채워짐으로써 선박에 대해 보조적인 부력을 제공할 수 있다. 기둥부(330)는 내부가 부력제공부재 및/또는 공기로 채워진 상태에서 밀봉될 수 있다. 기둥부(330)는 갑판부(200)를 안정적으로 지지할 수 있는 위치에 복수개로 구비될 수 있다.

승강부(310)는 갑판부(200)의 제1 영역(210)과 선체부(100)의 격납고(130)를 연통하도록 형성될 수 있다. 승강부(310)는 선적물을 선적한 상태에서 승강 또는 하강될 수 있는 공지의 액추에이터를 포함할 수 있다. 승강부(310)를 통해 격납고(130)에 공기가 유입될 수 있다. 또한 승강부(310)를 통해 전선등이 구비되어 선체부(100)에 전기가 제공될 수 있으며, 갑판부(200)에서 승무원이 선체부(100)의 시설물을 제어할 수 있다. 승강부(310)의 상단부 및 하단부에는 개폐가 가능한 도어(312)가 설치될 수 있다. 도어(312)가 모두 폐쇄되면 내부의 공기로 인해, 승강부(310)는 압축 공기 탱크(150)와 함께 선박의 중량 변화에 대응하여 부양력을 조정할 수 있다.

일 실시예에서 승강부(310) 및 기둥부(330)는 갑판부(200)의 흔들림을 최소화할 수 있도록, 각각의 상하 방향 길이가 가변 제어될 수 있다. 도 4를 참조하면, 일 실시예에서 승강부(310)는 상층부(311) 및 하층부(312)가 서로 직경이 상이하게 구비될 수 있다. 이 경우, 상층부(311) 및 하층부(312)의 적어도 일부 구간이 오버랩되게 배치될 수 있다. 일 실시예에서 상층부(311) 또는 하층부(312)가 상대적으로 상하 방향으로 이동함으로써 오버랩되는 구간의 높이가 조절될 수 있다. 일 실시예에서 승강부(310)는 직경이 서로 다른 적어도 2이상의 복수개의 구간으로 구비되어, 서로 인접하는 구간이 오버랩되게 배치될 수 있다. 이 경우 오버랩되는 구간의 높이가 조절됨에 따라 승강부(310)의 전체 높이가 조절될 수 있다.

또한, 기둥부(330) 역시 상술한 승강부(310)와 같은 구조를 통해 전체 높이가 조절될 수 있다.

일 실시예에서 갑판부(200)에는 평형을 유지하기 위한 센서 부재(미도시)가 구비될 수 있다. 센서 부재를 통해 갑판부(200)의 기울어짐의 정도를 감지할 수 있다. 센서 부재는 자이로 센서, 가속도 센서, 높이 센서, 하중 센서등을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서는 센서 부재의 감지 결과를 기반으로, 갑판부(200)의 평형이 유지될 수 있도록 각각의 승강부(310) 및/또는 기둥부(330)의 상술한 오버랩되는 구간의 높이를 제어할 수 있다.

일 실시예에서 유압 실린더를 이용한 유압 제어 방식으로 승강부(310) 및 기둥부(330)의 길이가 제어될 수 있으나 이제 제한되는 것은 아니고, 공지된 다양한 방식의 길이 조절 수단이 사용될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선박은, 선체부(100)가 수면 아래 잠기고, 갑판부(200)가 선체부(100)로부터 이격되게 지지되어 수면위에 배치됨으로써 파도의 영향을 최소화하여 안정성을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한, 선체부(100)가 대체로 원반형상으로 형성되고, 가장자리가 첨점 형상으로 형성됨으로써 운항시 항력을 최소화할 수 있다. 또한, 갑판부(200)가 보조 부력을 제공할 수 있는 제2영역을 포함함으로써, 선체부(100)의 이상으로 부력이 감소하더라도 갑판부(200)에 안정적인 부력을 제공할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선박은, 섬과 같이 반영구적인 정박이 가능하기 때문에, 연안에 정박하여 발전소, 액체천연가스 수송선, 1정유공장, 해수 담수설비, 해양 군사 기지 등과 같은 시설물로 운용될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 선박이 해수 담수설비와 같은 설비로 제조된 후, 수요처까지 해상 운송이 가능할 수 있다. 일 실시예에서 본 발명의 선박이 액체천연가스 수송선으로 활용되는 경우, 액체가스를 해수에 잠기도록 배치되는 선체부(100)에 구비되는 격납고(130)에 저장하게 되면, 수중의 온도가 수상의 온도보다 낮기 때문에, 가스를 액체로 유지하기 위해 소모되는 에너지의 절약이 가능할 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 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 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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.

100: 선체부
110: 해수 탱크
130: 격납고
150: 압축 공기 탱크
170: 밸러스트 탱크
173: 해수 유입 포트
190: 앵커
200: 갑판부
210: 제1 영역
230: 제2 영역
300: 지지부
310: 승강부
330: 기둥부

Claims

추진체가 구비되는 선체부;
상기 선체부와 이격 배치되는 갑판부; 및
상기 선체부에 대해 상기 갑판부를 지지하도록 상기 선체부와 상기 갑판부 사이에 배치되는 지지부를 포함하고,
상기 선체부는 수면의 아래에 배치되어 운항되고, 상기 갑판부는 상기 지지부에 의해 수면보다 높게 배치되어 운항되고,
상기 선체부는 내부에 공기가 채워지는 밸러스트 탱크를 포함하고,
상기 밸러스트 탱크 내부에 공기와 함께 채워지고, 상기 밸러스트 탱크의 내부로 물의 유입 시 부력을 제공하는 부력제공부재를 포함하는 선박.
제1항에 있어서,
상기 선체부는 원반 형상으로 형성되고, 반경방향의 중심부의 상하 방향 폭이 가장자리보다 크게 형성되는 선박.
제1항에 있어서,
상기 선체부는,
상기 선체부의 중앙부 상측에 배치되고 내부에 압축 공기가 채워지는 압축 공기 탱크;
상기 압축 공기 탱크의 아래에 배치되고 선적물이 저장될 수 있는 격납고; 및
상기 선체부의 중앙부 하측에 배치되고 내부에 해수가 채워지는 해수 탱크를 포함하는 선박.
제3항에 있어서,
상기 압축 공기 탱크의 적어도 일부 구간은 수면 위에 배치되는 선박.
제1항에 있어서,
상기 부력제공부재는 알갱이 형태로 구비되는 선박.
제3항에 있어서,
상기 갑판부는 제1 영역 및 상기 제1 영역에 대해 부력을 제공하는 제2 영역을 포함하는 선박.
제6항에 있어서,
상기 제2 영역에는 부력제공부재가 일정한 부피를 차지하도록 배치되는 선박.
제3항에 있어서,
상기 지지부는,
상기 선체부와 상기 갑판부 사이에 배치되는 복수개의 기둥부 및 상기 선적물을 상기 갑판부로부터 상기 격납고까지 이송하는 승강부를 포함하는 선박.
제1항에 있어서,
상기 추진체는 상기 선체부의 서로 다른 위치에 설치되는 복수개의 구동장치를 포함하는 선박.
제9항에 있어서,
상기 복수개의 구동장치 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 구동장치가 구동됨으로써 상기 선체부의 진행 방향이 결정되는 선박.
제6항에 있어서,
상기 선체부의 밸러스트 탱크에 의해 제1 부력이 형성되고, 상기 갑판부의 제2 영역에 의해 제2 부력이 형성되는 선박.
제11항에 있어서,
상기 선박의 부력의 중심(Center of buoyancy)은 상기 선박의 무게의 중심(Center of gravity)보다 높게 형성되는 선박.
제1항에 있어서,
상기 선체부에는 적어도 하나 이상의 정박용 앵커 및 적어도 하나 이상의 예인용 앵커가 배치되는 선박.
제1항에 있어서,
상기 밸러스트 탱크로부터 상기 부력제공부재의 유출을 방지하는 필터 부재를 포함하는 선박.
제1항에 있어서,
상기 부력제공부재를 공급하는 부력제공부재 탱크를 포함하는 선박.
제1항에 있어서,
상기 밸러스트 탱크는 상기 부력제공부재가 수용되는 제1영역 및 상기 제1영역과 구분되고 공기 및/또는 물이 수용되는 제2영역을 포함하는 선박.