KR102684522B1 - 신재생에너지원을 이용한 초음파 시스템을 통해 선박부 파울링을 제거하는 선박 안티 파올링 장치 - Google Patents

신재생에너지원을 이용한 초음파 시스템을 통해 선박부 파울링을 제거하는 선박 안티 파올링 장치 Download PDF

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    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B59/00—Hull protection specially adapted for vessels; Cleaning devices specially adapted for vessels
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
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Abstract

본 발명은 신재생에너지원을 이용한 초음파 시스템을 통해 선박부 파울링(fouling)을 제거하는 선박 안티 파올링(anti-fouling)장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선체 표면에 초음파를 발생하여 해양생물이 선체에 부착하는 것을 방지하는 선박 안티 파울링(방오장치에 해당)장치에 관한 것이다.

Description

신재생에너지원을 이용한 초음파 시스템을 통해 선박부 파울링을 제거하는 선박 안티 파올링 장치{ANTI-FOULING APPARATUS OF SHIP}
본 발명은 신재생에너지원을 이용한 초음파 시스템을 통해 선박부 파울링(fouling)을 제거하는 선박 안티 파올링(anti-fouling)장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선체 표면에 초음파를 발생하여 해양생물이 선체에 부착하는 것을 방지하는 선박 안티 파울링(방오장치에 해당)장치에 관한 것이다.
일반적으로 선박, 해양구조물, 요트, 부유식 선체 구조물의 선체 일부분은 바닷물에 잠겨 있을 수 있다. 바다에는 영양분이 풍부하고, 그러한 바다에 떠 있는 선체의 수면 아래 부위는 이름 모를 조개, 해초, 딱딱하게
굳어서 돌처럼 변해버린 덩어리 들이 무수히 붙어 식생할 수 있는 조건이 될 수 있다.
이렇게 해수면 아래의 선체의 몸체에 붙어 있는 유기물들은 선체 오염물, 즉 파울링(fouling)으로 호칭된다. 따라서, 바다에서 사용되는 선체의 경우에는 파울링의 생성을 억제하고 수면 아래 선체 외피 부분을 보호하기
위한 보호층이 마련될 수 있다.
선박 선체에 대한 파울링 및 바다 생물의 접착은 선박 저항을 증가시키고, 이에 따라 계획된 선박 운항 성능(예: 속도 또는 파워)를 저감시키고, 과도한 연료비의 추가 지출을 발생시킬 수 있다.
안티 파울링을 위한 노력으로, 도료 회사에서는 구리 계열 안티 파울링 페인트를 비롯하여 실리콘 도료와 같은 신개념 방오 도료의 개발이 이루어지고 있다.
또한, 선박 관리의 관점 하에서 수중 선박 청소 및 관리 작업도 파울링 제거 및 억제 노력일 수 있다.
종래 기술에 따르면, 개인용 요트 및 소형 선박에서 초음파를 통한 방오 시스템이 적용된 사례가 있다.
종래 기술의 초음파 장치는 개인용 요트 및 소형 선박에 적재된 상태에서 별도의 인력에 의해 수면 아래로 투입 되거나, 사용 이후 인양하여 보관될 수 있는 장치일 수 있다.
그러나, 제작 경제 및 유지 보수 비용의 관점하에서 종래 기술의 초음파 장치는 실제로 대형 상선에 적용할 수 없을 정도로 매우 고가이면서, 대형 상선 전체 영역을 커버하기 매우 어렵다.
즉, 소형 선박의 경우, 구형 및 고가의 초음파 발생 장치를 해수면 밑으로 선체 근처에 집어 넣은 후 사용하는 정도이므로, 소형 선박에 비해 넓은 선체 외표면적을 갖는 대형 선박을 커버할 수 있으면서, 경제적으로도 만족 할만한 안티 파울링 효과를 발휘할 수 있는 기술 개발이 시급히 요구되고 있는 상황이다.
본 발명은 선체의 표면에 초음파를 발생하여 선체에 해양생물이 부착하는 것을 방지하기 위한 선박 안티 파울링장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 방오를 위한 초음파 발생장치를 선체의 표면에 용이하게 설치할 수 있 고, 초음파 발생장치를 해양생물 부착 가능성이 큰 선체 부분에 설치되도록 할 수 있는 선박 안티 파울링장치를 제공 하는 것에 있다
초음파 발생장치(110)를 구비한 몸체부(120)의 하단에 수직대(230)를 포함한 것에 있어서 상기 수직대(230)의 상단은 상기 몸체부(120)하단 내부에 수용한 모터의 회전축(미도시)에 연결되고 상기 수직대(230) 하단은 프로펠러모터(210)가 지지되며 상기 프로펠러모터(210)의 회전축에 프로펠러(200)가 연결되되 상기 프로펠러(200)의 전방에 초음파 발생장치(110)가 위치되도록 구성한 상태에서,
상기 초음파 발생장치(110)의 작동과 동시에 상기 프로펠러모터(210)에 의해 프로펠러(200)를 회전시켜 상기 초음파 발생장치(110)로부터 발생된 초음파를 멀리 이동하도록 하는 구성을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 의하면 선체의 표면에 초음파를 발생하여 선체에 해양생물이 부착하는 것을 방지하기 위한 선박 안티 파울링장치가 제공된다.
또한 본 발명의 실시 예에 의하면 방오를 위한 초음파 발생장치를 선체의 표면에 용이하게 설치할 수 있고, 초 음파 발생장치를 해양생물 부착 가능성이 큰 선체 부분에 설치되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신재생에너지원을 이용한 초음파 시스템을 통해 선박부 파울링을 제거하는 석박 안티 파올링장치를 선박에 설치한 상태의 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 신재생에너지원을 이용한 초음파 시스템을 통해 선박부 파울링을 제거하는 석박 안티 파올링장치의 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신재생에너지원을 이용한 초음파 시스템을 통해 선박부 파울링을 제거하는 석박 안티 파올링장치의 사시도
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위 하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함 하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해 되어야 한다.
본 실시 예에 따른 석박 안티 파올링(anti-fouling)장치(100)는 초음파 발생장치(110), 몸체부(120), 부체(130) 및 지지부(140)를 포함한다.
선박 안티 파울링장치(선박 방오 장치에 해당)는 선체(11)에 부착된 초음파 발생장치(110)로부터 선체(11)의 표면을 향해 초음파 를 발생시켜, 선체(11)에 해양생물이 부착하는 것을 방지한다. 초음파 발생장치(110)는 하단부 양측에 제공된 초음파 팁(111,112)을 통해 선체(11)의 표면과 평행한 수평 방향으로 초음파를 발생하여 선체(11)의 표면에 해 양생물이 부착하는 것을 방지한다. 즉 초음파 발생장치(110)에서 발생된 초음파는 수중에서 진동을 형성하고, 이 진동에 의해 따개비와 같은 해양생물이 선체(11) 표면에 부착하는 것을 방지하게 된다.
몸체부(120)는 초음파 발생 장치(110)를 하부 측에서 지지한다. 몸체부(120)는 초음파 발생장치(110)를 선체(11)에 해양생물이 부착할 것으로 예상되는 방오 위치로 가이드하도록 제공될 수 있다.
일 실시 예로, 몸체부(120)는 텔레스코픽(telescopic) 구조로 결합된 몸체 가이드들(121,122)로 이루어질 수 있다. 말단 측의 몸체 가이드(122)에는 초음파 발생장치(110)가 고정될 수 있다.
도시에서, 몸체부(120)는 제1 몸체 가이드(121)와, 제1 몸체 가이드(121)에 삽입되는 제2 몸체 가이드(122)로 이루어져 있다. 도시된 실시 예에서, 몸체부(120)는 2개의 몸체 가이드(121,122)로 이루어져 있으나, 몸체 가이 드의 개수는 선박(10)의 규모나 해양 환경 조건 등에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 몸체 가이드(121,122)의 양 측면부에는 상하 방향으로 가이드홈(미도시)이 형성된다.
제2 몸체 가이드(122)의 양 측면 단부 측에 형성된 가이드돌기(미도시)는 제1 몸체 가이드(121)의 가이드홈에 결합되어 가이드홈 내에서 이동 가능 하게 설치된다. 몸체부(120)는 몸체 가이드들(121,122)이 하부로 연장된 상태에서, 초음파 발생장치(110)가 목 표 방오 지점에 위치하도록 설계될 수 있다.
초음파 발생장치(110)는 몸체부(120)의 말단 측, 즉 제2 몸체 가이드(122)에 설치된다. 초음파 발생장치(110)는 해양생물이 선체에 부착하는 것을 방지하기 위한 초음파를 발생한다. 초음파 발생장치(110)는 와이어(161)에 연결된다. 와이어(161)는 초음파 발생장치(110)에 이상 발생시 수리를 위해 초음파 발생장치(110)를 들어올리기 위해 제공될 수 있다.
대안적으로, 와이어(161)를 몸체부(120)의 말단 측에 연결하여 초음파 발생장치(110)를 들어올리는 것도 가능하다. 초음파 발생장치(110)는 전원케이블(162)을 통해 전원을 공급받을 수 있다. 전원케이블(162)은 안벽 측에 제공된 전원공급부를 통해 전원을 공급받아 초음파 발생장치(110)로 전원을 공급할 수 있다.
몸체부(120)는 텔레스코픽 구조의 몸체 가이드들(121,122)이 하부로 펼쳐져 하방으로 길게 연장된다. 이에 따라 초음파 발생장치(110)는 선체(11) 표면에서 해양생물이 부착될 가능성이 큰 방오 영역 부근에 배치될 수 있다. 도시되지 않았으나, 호이스트(hoist) 등의 구동수단에 의해 몸체부(120)를 접거나 펼치도록 제공될 수도 있다. 호이스트는 예컨대 와이어를 풀어 몸체부(120)를 펼치고, 와이어를 감아 몸체부(120)를 접을 수 있도록 제공될 수 있다.
부체(130)는 몸체부(120)에 설치되어 몸체부(120)를 해상에 부유시킬 수 있다. 도시에서, 부체(130)는 원통상의 부유판으로 이루어져 있으나, 따라서 본 실시 예 에 의하면 부체(130)에 의해 초음파 발생장치(110)의 초음파 팁(111,112)이 해수면 아래 해양생물이 잘 부착되는 깊이에 위치된다.
지지부(220)는 몸체부(120)를 선체(11)에 지지시키도록 제공된다.
일 실시 예로, 지지부(140)는 일단이 몸체부 (120)에 연결되고, 타단은 진공식으로 선체에 고정되어, 몸체부(120)를 선체(11)에 고정시키는 진공축으로 제공 될 수 있다.
이러한 실시 예의 경우, 작업자가 진공축을 선체에 가압하여 붙이는 것에 의해 선박 안티 파울링장치(100)를 용이하게 설치할 수 있다.
또한 선체면에 시공된 도막의 손상을 방지하면서 초음파 발생장치(110)를 선체 외면에 설치할 수 있으며, 선박 운항시 선박 안티 파울링장치(100)를 용이하게 탈거할 수 있다. 또한 지지봉(141)은 말단 측의 움직 임이 상하 방향으로 유연하도록 설치되어 파도나 조수간만 차에 따른 해수면 변화에 대응할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 복수의 선박 안티 파울링장치(100)가 선체에 설치된 것을 보여주는 도면이다. 도 2 를 참조하면, 복수의 선박 안티 파울링장치(100)는 선체에 일정 간격으로 설치될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 선박 안티 파울링장치(100)는 선박의 데크에서 초음파 발생장치 (110)를 용이하게 선체(11) 표면에 설치하거나, 탈거할 수 있다.
따라서 선박의 정박 시와 같이 선체 표면에 해 양생물이 부착할 가능성이 큰 경우에는 안벽에서 선박 안티 파울링장치(100)를 선체 측면부에 용이하게 설치하여 방오 를 행하고, 선박의 항해 시와 같이 해양생물이 선체에 부착할 가능성이 크지 않은 경우에는 선박 안티 파울링장치에 의한 마찰 저항 증가가 방지되도록 선박 안티 파울링장치(100)를 탈거하여 선박의 운항 효율을 증가시킬 수 있다.
상기 제2 몸체 가이드(122)의 내부에 모터(미도시)가 구비되고 상기 제2 몸체 가이드(122)의 하단에 수직으로 프로펠러모터(210)를 지지하는 수직대(230)의 상기 모터의 회전축(미도시)에 연결되고 상기 수직대(230) 하단은 상기 프로펠러모터(210)가 지지되며 상기 프로펠러모터(210)의 회전축에 프로펠러(200)가 연결되되 상기 프로펠러의 전방에 초음파 발생장치(110)가 위치되도록 구성한 상태에서
상기 초음파 발생장치(110)의 작동과 동시에 상기 프로펠러모터(210)에 의해 프로펠러(200)를 회전시켜 상기 초음파 발생장치(110)로부터 발생된 초음파를 멀리 이동하도록 하는 구성을 특징으로 한다.
상기 프로펠러모터(210)의 회전속도를 가변시키면 초음파 이동거리가 가변되므로 선체(11)의 길이방향 전체에 초음파를 이동할 수 있다.
일반적으로 초음파 이동거리는 20~30미터이다 그 이상 이동거리로 보내기 위해서는 고가의 초음파장치를 이용해야 함으로 비경제적이다.
그러나 본 발명은 프로펠러를 통해 30미터 이상 멀리 이동할 수 있다.
상기 수직대(230)를 연결한 모터(미도시)에 의해 상기 수직대(230)를회전시키면 상기 수직대(230)의 원주연의 중심부가 회전축이 되어 회전하여 프로펠로모터(210),
프로펠러(200), 초음파 발생장치(110)가 회전하면서 선체의 전방, 후방 측면 전체에 초음파를 발생시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 선박 안티 파울링장치(100)의 전력은 태양광 발전 및 풍력발전으로부터 원력을 생산한 전력 에너지를 이용함으로서 신재생에너지원을 이용한 것이다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호 범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
110. 발생장치 120. 몸체부
200. 프로펠러 210. 프로펠러모터

Claims (1)

  1. 초음파 발생장치(110)를 구비한 몸체부(120)의 하단에 수직대(230)를 포함한 것에 있어서 상기 수직대(230)의 상단은 상기 몸체부(120)하단 내부에 수용한 모터의 회전축에 연결되고 상기 수직대(230) 하단은 프로펠러모터(210)가 지지되며 상기 프로펠러모터(210)의 회전축에 프로펠러(200)가 연결되되 상기 프로펠러(200)의 전방에 초음파 발생장치(110)가 위치되도록 구성한 상태에서,
    상기 초음파 발생장치(110)의 작동과 동시에 상기 프로펠러모터(210)에 의해 프로펠러(200)를 회전시켜 상기 초음파 발생장치(110)로부터 발생된 초음파를 멀리 이동하도록 하는 구성을 있어서

    상기 수직대(230)를 연결한 모터에 의해 상기 수직대(230)를 회전시키면 상기 수직대(230)의 원주연의 중심부가 회전축이 되어 회전하여 프로펠로모터(210),
    프로펠러(200), 초음파 발생장치(110)가 회전하면서 선체의 전방, 후방 측면 전체에 초음파를 발생시킬 수 있는 구성을 특징으로 하는 신재생에너지원을 이용한 초음파 시스템을 통해 선박부 파울링을 제거하는 선박 안티 파올링 장치
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