KR20000038282A - 선박의 밸러스트 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 밸러스트 시스템에 관한 것이며, 이중저 밸러스트 탱크군(21)과 측면 밸러스트 탱크군(22)을 구비한 밸러스트 탱크군(20), 밸러스트 펌프(30), 배관 시스템(40) 및 공기/오버플로 배출라인(50)을 포함하는 선박의 밸러스트 시스템에 있어서, 상기 밸러스트 탱크군(20) 중 선박(1)의 흘수선(2) 이하에 배치된 상기 이중저 밸러스트 탱크군(21)에 대한 밸러스트 워터의 공급은 상기 밸러스트 펌프(30)에 의하지 아니하고 선박 흘수의 수두압에 의해 이루어지고, 상기 이중저 밸러스트 탱크(21)에는 해수의 오버플로 기능이 없고 공기배출 기능만을 가지는 상대적으로 소직경인 공기배출라인(60)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템(10)이 개시되어 있다.

Description

선박의 밸러스트 시스템(Ballast System of Ship)

(기술분야)

본 발명은 선박의 밸러스트 시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게는 선박의 흘수선 이하에 배치된 이중저 밸러스트 탱크에 대한 밸러스트 워터의 공급이 선박 흘수의 수압에 의해 이루어지고, 이중저 밸러스트 탱크에 설치되었던 통상의 공기/오버플로 배출라인이 해수의 오버플로 기능이 없고 공기배출기능만을 가지는 공기배출라인으로 대체되어 있는 선박의 밸러스트 시스템에 관한 것이다.

(배경기술)

선박에는 그 흘수와 트림을 조정하기 위하여 밸러스트 시스템이 구비되어 있는 바, 이런 밸러스트 시스템은 일반적으로 선체에 마련된 다수의 밸러스트 탱크와 밸러스트 탱크에 대해 밸러스트 워터(해수)를 급수 및 배수하는 밸러스트 펌프를 기본적으로 포함하고 있다.

도4는 컨테이너 선박의 종래 밸러스트 시스템의 일 예를 보여주는 개략도이고, 도5는 도4 시스템의 공기/오버플로 배출라인을 보여주는 개략도이다. 도시된 바와 같이, 컨테이너 선박(100)의 종래 밸러스트 시스템(110)은, 선박(100)의 선저(101)에 수평으로 배치된 이중저 밸러스트 탱크군(121)과 선체 외측벽(102)의 내측에 수직으로 배치된 측면 밸러스트 탱크군(122)을 포함하는 밸러스트 탱크군(120), 밸러스트 탱크군(120)의 각 탱크에 대해 밸러스트 워터를 공급 및 배출하기 위한 다수대(예, 2대)의 밸러스트 펌프(130), 밸러스트 탱크군(120)과 밸러스트 펌프들(130) 및 선외의 해수 사이에 연결되며 다수의 개폐밸브들(146)을 구비하는 배관 시스템(140), 및 밸러스트 탱크군(120)의 모든 탱크와 선박의 상갑판(103) 사이에 설치되어 탱크군(120)의 각 탱크 내부에 차 있는 공기와 오버플로되는 밸러스트 워터를 탱크 밖으로 배출시키기 위한 다수의 공기/오버플로 배출라인(150)을 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

이와 같은 종래의 밸러스트 시스템(110)에 있어서는, 그 배관 시스템(140)이 밸러스트 탱크군(120)을 구성하는 두 종류의 탱크군, 즉 해수면(104)의 아래에 수평으로 위치하는 이중저 밸러스트 탱크군(121)과 해수면(104)의 상하에 걸쳐서 수직으로 위치하는 측면 밸러스트 탱크군(122) 양자에 대한 밸러스트 워터의 공급과 배출 모두를 밸러스트 펌프들(130)에 의해 전적으로 수행하도록 구성되어 있다.

즉, 도4에 도시된 바와 같이, 전체 밸러스트 탱크군(120)의 사이에는 각 탱크로의 분지라인들(142)이 형성된 2개의 메인라인(141)이 배관되어 있고, 이 2개의 메인라인들(141)은 다수의 연결라인들(143,144,145)을 매개하여 2대의 펌프(130)와 모든 조합으로 연결되어 있어서, 2대의 펌프(130) 모두가 밸러스트 탱크군(120)의 모든 탱크들에 대한 밸러스트 워터의 수급에 이용되도록 구성되어 있다.

따라서, 밸러스트 탱크군(120)에 밸러스트 워터를 공급할 때에는 2대의 펌프(130)에 의해 흡입라인(147)을 통해 흡입된 밸러스트 워터가 이중저 밸러스트 탱크군(121)과 측면 밸러스트 탱크군(122)의 구별 없이 밸러스트 탱크군(120)에 공급되고, 밸러스트 탱크군(120)으로부터 밸러스트 워터를 배출할 때에도 밸러스트 탱크군(120)에 있는 밸러스트 워터가 이중저 밸러스트 탱크군(121)과 측면 밸러스트 탱크군(122)의 구별 없이 펌프(130)에 의해 배출라인(148)을 통해 선외로 배출된다. 이처럼 각 펌프(130)가 밸러스트 탱크군(120)의 탱크들에 대한 밸러스트 워터의 수급을 적절히 분담하도록 하지 않고 개개의 펌프(130)가 모든 탱크들에 대해 밸러스트 워터를 수급하도록 배관 시스템(140)을 구성한 것은 펌프(130)의 효율성을 높이기 위한 것이다.

이와 같은 종래의 밸러스트 시스템(110)에 있어서, 가장 큰 문제점의 하나는 탱크 내부에 차 있는 공기를 배출시키는 기능과 밸러스트 워터의 오버플로를 탱크 밖으로 배출시키기 기능을 함께 가지는 공기/오버플로 배출라인(150)을 밸러스트 탱크군(120)의 모든 탱크들에 대하여 설치하여야 한다는 것이다.

즉, 전술한 바와 같이 종래의 밸러스트 시스템(110)은 밸러스트 탱크군(120)의 모든 탱크들에 대한 밸러스트 워터의 공급이 전적으로 펌프(130)에 의해 이루어지므로, 탱크 내부에 차 있는 공기를 제거함과 동시에 과잉 공급된 밸러스트 워터를 탱크 밖으로 배출시키기 위한 공기/오버플로 배출라인(150)을 밸러스트 탱크군(120)의 모든 탱크에 대하여 설치하지 않으면 안된다.

그러나, 각각의 탱크에 설치되는 공기/오버플로 배출라인(150)의 구성은, 예를 들어 그 직경이 각 탱크의 분지라인(142)의 직경의 적어도 1.25배 이상(예, 200-250mm)이여야 하고 공기와 오버플로가 배출되는 끝단이 컨테이너 선박(100)의 상갑판(103)에서 적어도 450mm이상의 높이에 이르도록 하여야 한다는 등의 까다로운 규정이 적용되고 있기 때문에, 이런 규정들에 부합하도록 함에 있어서 선박의 설계 및 건조에 여러 가지 문제점이 유발되고 있다.

그 문제점의 하나는, 상갑판(103)에 대한 공기/오버플로 배출라인(150)의 배치, 선체 구조 및 형상에 관련된 문제이다. 즉, 컨테이너 선박(100)에서 공기/오버플로 배출라인(150)은 주로 상갑판(103)의 해치코밍(hatch coaming)의 측부 통로 공간이나 횡방향의 해치코밍 사이의 협소한 공간에 배치되므로, 다른 의장품들과의 사이에 간섭이 많이 발생하고, 또한 오버플로된 밸러스트 워터를 배수하기 위한 대직경의 드레인홀을 해치코밍부에 시공해야 하는 경우에는 해치코밍을 보강하여야 하는 문제점이 있다.

다른 문제점은, 상갑판(103)까지 공기/오버플로 배출라인(150)을 관통시키는 것에 따라, 선박을 설계함에 있어서 공기/오버플로 배출라인(150)의 관통방법, 관통위치, 관통부분의 보강방법 등 선체 강도에 관련하여 세심한 고려를 하지 않으면 안되는 것이다.

또 다른 문제점은, 공기/오버플로 배출라인(150)의 위치를 고려하여 각 밸러스트 탱크의 내구성에 관한 수치를 결정할 때, 공기/오버플로 배출라인(150)의 수두높이의 기준이 상갑판(103)의 상부가 되기 때문에 선체의 강도를 여기에 맞게 하지 않으면 안된다는 것이다.

본 발명의 목적은 전술한 선박의 종래 밸러스트 시스템이 지니는 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 밸러스트 탱크군에 설치되는 공기/오버플로 배출라인의 사이즈를 최소화할 수 있도록 함으로써, 공기/오버플로 배출라인의 배치로 인하여 유발되는, 다른 의장품들과의 사이에 간섭, 오버플로된 밸러스트 워터의 배수에 따른 해치코밍의 보강, 및 선체의 강도보강 등을 최소화하고자 하는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 밸러스트 시스템의 배관 시스템을 보여주는 개략도,

도2는 공기배출라인의 설치 위치를 보여주는 개략도,

도3은 본 발명에 따른 밸러스트 시스템의 다른 예를 보여주는 배관 시스템의 개략도,

도4는 컨테이너 선박의 종래 밸러스트 시스템의 일 예를 보여주는 개략도,

도5는 도4 시스템의 공기/오버플로 배출라인을 보여주는 개략도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 선박(컨테이너선) 2: 해수면(흘수선)

3: 선저 10: 밸러스트 시스템

20: 밸러스트 탱크군 21: 이중저 밸러스트 탱크군

22: 측면 밸러스트 탱크군 30: 밸러스트 펌프

40: 배관 시스템 41: 메인라인

44: 배출라인 46: 연결라인

50: 공기/오버플로 배출라인 60: 공기배출라인

본 발명에 따라, 이중저 밸러스트 탱크군과 측면 밸러스트 탱크군을 구비하는 밸러스트 탱크군, 밸러스트 펌프, 배관 시스템 및 공기/오버플로 배출라인을 포함하는 선박의 밸러스트 시스템에 있어서, 상기 밸러스트 탱크군 중 선박의 흘수선 이하에 배치된 상기 이중저 밸러스트 탱크군에 대한 밸러스트 워터의 공급은 상기 밸러스트 펌프에 의하지 아니하고 선박 흘수의 수두압에 의해 이루어지고, 상기 이중저 밸러스트 탱크에는 해수의 오버플로 기능이 없고 공기배출 기능만을 가지는 상대적으로 소직경인 공기배출라인이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템이 제공된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 선박의 밸러스트 시스템을 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명에 따른 선박의 밸러스트 시스템을 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.

도1과 도2는 본 발명에 따른 밸러스트 시스템의 일 예를 보여주는 개략도로서, 도1은 본 발명에 따른 밸러스트 시스템의 배관 시스템을 보여주는 도면이고, 도2는 공기배출라인의 설치 위치를 보여주는 도면이고, 도3은 본 발명에 따른 밸러스트 시스템의 다른 예를 보여주는 배관 시스템의 개략도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선박의 밸러스트 시스템(10)은, 밸러스트 탱크군(20), 밸러스트 펌프(30), 배관 시스템(40), 공기/오버플로 배출라인(50), 및 공기배출라인(60)을 포함한다.

밸러스트 탱크군(20)은, 도2에 도시된 바와 같이, 컨테이너선(1)의 선저(3)에 수평으로 배치된 이중저 밸러스트 탱크군(21)과 선체 외측벽(4)에 수직으로 배치된 측면 밸러스트 탱크군(22), 즉 흘수선(해수면: 2) 이하에 수평으로 위치하는 이중저 밸러스트 탱크군(21)과 흘수선(2)의 상하에 걸쳐서 수직으로 위치하는 측면 밸러스트 탱크군(22)의 2개의 군으로 구성되어 있다.

이들 밸러스트 탱크군(20)에 인접한 위치에는 다수대(예, 2대)의 밸러스트 펌프(30a,30b)가 배치되어 있어서, 밸러스트 탱크군(20)에 대한 밸러스트 워터의 수급을 조정할 수 있도록 되어 있으며, 밸러스트 탱크군(20)과 밸러스트 펌프들(30a,30b) 사이는 배관 시스템(40)에 의해 연결되어 있다.

배관 시스템(40)은 밸러스트 탱크군(20)의 각 탱크로 연결된 분지라인들(42a,42b)이 형성되어 있고 각각 펌프(30a,30b)에 연결되는 다수(예, 2개)의 메인라인(41a,41b), 해수를 흡수하는 흡입라인(43) 및 해수를 배출하는 배출라인(44)을 포함하며, 이 배관 시스템(40)에는 해수의 흐름을 조절하는 다수의 개폐밸브(예, 원격 조정 가능한 나비밸브: 45)가 적재적소에 설치되어 있다.

본 발명의 특징에 따라, 상기 밸러스트 탱크군(20) 중 이중저 밸러스트 탱크군(21)에 대한 밸러스트 워터(해수)의 공급은, 밸러스트 펌프(30)의 흡입력에 의하지 아니하고 선박 흘수의 수두압에 의해 이루어진다. 이와 같이 이중저 밸러스트 탱크군(21)에 대한 해수의 공급이 선박 흘수의 수두압에 의해 가능한 것은, 이중저 밸러스트 탱크군(21)의 탱크들이, 도2에 도시된 바와 같이, 선박(1)의 선저(3)에 수평으로 배치되어 해수면(2)의 아래에 배치되어 있기 때문이다.

이중저 밸러스트 탱크군(21)에 대한 해수의 공급이 선박 흘수의 수두압에 의해 이루어지도록 하기 위하여, 본 발명에서는 2대의 밸러스트 펌프(30a,30b)와 배관 시스템(40)의 2개의 메인라인(41a,41b)을, 이중저 밸러스트 탱크군(21)을 위한 것과 측면 밸러스트 탱크군(22)을 위한 것으로 역할분담되도록 분리시킨다.

즉, 도1에 도시된 바와 같이, 이중저 밸러스트 탱크군(21)은 모두 하나의 메인라인(41a)으로부터 분지된 분지라인들(42a)에 의해서만 해수가 공급되고 측면 밸러스트 탱크군(22)은 모두 다른 하나의 메인라인(41b)으로부터 분지된 분지라인들(42b)에 의해서만 해수가 공급되도록 되어 있으며, 밸러스트 펌프(30a,30b)도 이중저 밸러스트 탱크군(21)을 위한 하나의 펌프(30a)와 측면 밸러스트 탱크군(22)을 위한 다른 하나의 펌프(30b)로 역할 분담되어 있다.

따라서, 이중저 밸러스트 탱크군(21)에 밸러스트 워터(해수)를 공급하고자 할 경우, 펌프(30a)의 상류에 있는 밸브(45)는 폐쇄한 상태에서 흡입라인(43), 메인라인(41a) 및 분지라인들(42a)의 밸브(45)를 개방하면, 해수면(2) 아래에 있는 이중저 밸러스트 탱크군(21)으로 해수가 자체의 수압에 의해 스스로 충전되고, 이중저 밸러스트 탱크군(21)으로부터 밸러스트 워터(해수)를 배출하고자 하는 경우, 흡입라인(43)을 폐쇄하고 배출라인(44), 메인라인(41a) 및 분지라인들(42a)을 개방한 상태에서, 펌프(30a)를 작동시키면, 이중저 밸러스트 탱크군(21) 내의 해수가 강제로 선외로 배출된다.

한편, 측면 밸러스트 탱크군(22)은 흘수선(2)의 상하에 걸쳐서 수직으로 위치하는 관계로 선박 흘수의 수두압을 이용할 수 없기 때문에, 측면 밸러스트 탱크군(22)에 대한 밸러스트 워터의 공급과 배출 모두는 펌프(30b)에 의해서만 이루어진다.

도3은 도1에 도시된 구체예의 변형예인 바, 밸러스트 펌프(30)와 밸러스트 탱크군(20)의 사이에서 2개의 메인라인(41a,41b)을 연결라인(46)으로 서로 연결하고, 이 연결라인(46)에 역지밸브(47)를 설치한 것을 제외하고 도1의 구체예와 완전히 일치하는 구성이다. 이와 같은 역지밸브(47)를 구비한 연결라인(46)을 부가함에 따라, 모든 메인라인(41a, 41b)에 모든 밸러스트 펌프(30a,30b)가 작용할 수 있게 되어, 밸러스트 펌프(30a,30b)가 이중저 밸러스트 탱크군(21)을 위한 것과 측면 밸러스트 탱크군(22)을 위한 것으로 구분되지 않고, 밸러스트 탱크군(20)의 모든 탱크에 모든 밸러스트 펌프(30a,30b)가 작용할 수 있게 되며, 이로써 밸러스트 펌프(30a,30b)의 작동상 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

그러나, 도3의 구체예의 경우에 있어서도, 이중저 밸러스트 탱크군(21)에 대한 해수의 공급은 선박 흘수의 수두압에 의해 이루어지는 것은 마찬가지며, 펌프(30b)가 이중저 밸러스트 탱크군(21)을 위해 사용되는 것은 밸러스트 워터의 배출을 위해서 뿐이다.

이중저 밸러스트 탱크군(21)에 대한 해수의 공급이 선박 흘수의 수두압에 의해 이루어지도록 함에 따라, 이중저 밸러스트 탱크군(21)에 공급되는 해수는 해수면 이상으로 상승할 수 없어 오버플로가 일어날 수 없으므로, 이중저 밸러스트 탱크군(21)에는 탱크 내부에 차 있는 공기를 배출시키는 기능과 밸러스트 워터의 오버플로를 탱크 밖으로 배출시키기 기능을 함께 가지는 공기/오버플로 배출라인(50)을 설치할 필요가 없게 되고, 단지 탱크 내부에 차 있는 공기를 배출시키는 기능을 가지는 공기배출라인(60)을 설치하면 족하게 된다.

즉, 본 발명의 특징에 따라, 측면 밸러스트 탱크군(22)의 탱크들에는 종래와 같이 공기/오버플로 배출라인(50)이 그대로 설치되지만, 이중저 밸러스트 탱크(21)에는 해수의 오버플로 기능이 없고 공기배출 기능만을 가지는 상대적으로 소직경인 공기배출라인(60)이 설치되는 것이다.

이중저 밸러스트 탱크(21)에 공기/오버플로 배출라인(50)이 아닌 공기배출라인(60)을 설치하면 족함에 따라, 예를 들어 200-250mm 정도에 이르는 공기/오버플로 배출라인(50)을 예를 들어 100mm 미만의 공기배출라인(60)으로 대체할 수 있게 되며, 따라서 종래기술과 관련하여 설명한 공기/오버플로 배출라인의 배치로 인하여 유발되는 다른 의장품들과의 사이에 간섭을 그 만큼 경감시킬 수 있고, 오버플로된 밸러스트 워터를 선외로 배수하기 위한 드레인홀도 상대적으로 작게 설계할 수 있어 해치코밍의 보강 부담이 완화된다.

또한, 이중저 밸러스트 탱크(21)의 수치를 결정할 때 선박의 흘수 높이와 같게 유지되는 탱크의 수두를 기준으로 하여 그 치수를 결정할 수 있으므로, 선박을 건조함에 있어서 선체의 강도에 대한 부담이 그 만큼 경감되어 선체를 구성하는 부재의 사용량과 그 중량을 절감할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 선박의 밸러스트 시스템에 의하면, 선박의 흘수선 이하에 배치된 이중저 밸러스트 탱크에 대한 밸러스트 워터의 공급이 선박흘수의 수압에 의해 이루어지도록 하고, 이중저 밸러스트 탱크에 설치되었던 통상의 공기/오버플로 배출라인을 해수의 오버플로 기능이 없고 공기배출기능만을 가지는 공기배출라인으로 대체하는 구성에 따라, 공기/오버플로 배출라인의 설치로 인하여 발생되는 다른 의장품들과의 사이에 간섭과 선체의 강도보강에 대한 부담을 크게 경감시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 이중저 밸러스트 탱크군(21)과 측면 밸러스트 탱크군(22)을 구비한 밸러스트 탱크군(20), 밸러스트 펌프(30), 배관 시스템(40) 및 공기/오버플로 배출라인(50)을 포함하는 선박의 밸러스트 시스템에 있어서,

   상기 밸러스트 탱크군(20) 중 선박(1)의 흘수선(2) 이하에 배치된 상기 이중저 밸러스트 탱크군(21)에 대한 밸러스트 워터의 공급은 상기 밸러스트 펌프(30)에 의하지 아니하고 선박 흘수의 수두압에 의해 이루어지고, 상기 이중저 밸러스트 탱크(21)에는 해수의 오버플로 기능이 없고 공기배출 기능만을 가지는 상대적으로 소직경인 공기배출라인(60)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 배관 시스템(40)은 상기 이중저 밸러스트 탱크군(21) 전용의 메인라인(41a)과 상기 측면 밸러스트 탱크군(22) 전용의 메인라인(41b)을 포함하고, 상기 메인라인(41a,41b)의 각각에는 별도로 상기 밸러스트 펌프(30a, 30b)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 두 메인라인(41a,41b)은 상기 밸러스트 펌프(30)와 상기 밸러스트 탱크군(20)의 사이의 위치에서 역지밸브(47)를 구비한 연결라인(46)에 의해 상호 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공기배출라인(60)은 상기 공기/오버플로 배출라인(50)에 비하여 상대적으로 소직경인 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트 시스템.