KR20030087229A - 선박과 부유체의 횡요억제장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박이나 부유체의 횡요억제장치에 관한 것이며, 그 목적은 설치비가 극히 저렴하고 간단하면서도 이동중이나 정지시에 상관없이 선박이나 부유체가 횡요운동을 할 때 큰 동적 효과를 낼 수 있는 횡요억제장치를 제공함에 있다.

본 발명은 선체 양측의 빌지(bilge) 부근에 선박이나 부유체의 횡요운동시 유체와 일정한 받음각을 갖도록 다수의 연결부재를 이용하여 횡요억제판을 설치함으로서 횡요억제 힘과 횡요억제 모우멘트를 발생시켜 선박이나 부유체의 횡요운동을 억제하도록 구성된 선박과 부유체의 횡요억제장치에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

선박과 부유체의 횡요억제장치{Anti-roll Apparatus for Ships and Floating Bodies}

본 발명은 선박과 부유체의 횡요억제장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박이나 부유체가 파랑으로 인하여 횡요 운동(Roll Motion)을 할 때 이동중이거나 정지시를 막론하고 선박이나 부유체의 횡요 운동을 크게 억제 및 감소시켜 주는 선박과 부유체의 횡요억제장치에 관한 것이다.

선박이나 부유체에 있어서 파랑중 횡요억제 및 감소를 위한 장치로서 빌즈킬(Bilge Keel)을 비롯하여 횡요억제탱크(Anti-Roll Tank)나 횡요억제핀(Anti-Roll Plate)이 쓰이고 있다.

상기 빌즈킬(10)은 가장 오래된 전통적인 장치로서 도 6에 도시된 바와 같이 배가 옆으로 흔들리는 것을 방지하기 위해 선체의 배 밑 만곡부에 형성된 용골형 돌출재로서 선박이나 부유체가 정지해 있을 때에는 크기에 비하여 효과적인 횡요방지 역할을 하지만 수동적이기 때문에 역할에 한계가 있고, 특히 선체나 부유체가 이동을 할 때는 거의 효과가 없게 되는 단점이 있다.

상기 횡요억제 탱크(20)는 수동식과 능동식이 있으나, 도 7에 도시된 바와같이 많은 공간을 차지하게 되고 수동식은 빌즈킬과 동일하게 한계가 있을 뿐만 아니라, 실제 해상상태인 불규칙파 중에서 선박이나 부유체의 횡요운동을 더욱 악화시키기도 하며, 능동식은 수동식에 비하여 위의 문제를 많이 해결할 수 있으나 주기 및 위상각 조절을 위한 펌프의 구동에 많은 동력을 소비하게 되는 단점이 있다.

상기 횡요억제핀(30)은 도 8에 도시된 바와 같이 비행기 날개의 원리를 이용한 것으로, 선박이나 부유체가 이동하면서 횡요운동을 할 때 핀의 받음각(Angle of Attack)을 조정하여 횡요운동과 반대의 힘을 발생시킴으로서 횡요운동을 감소시키는 장치인데 설치비가 고가일 뿐만 아니라, 특히 선박이나 부유체가 이동을 하지 않을 때는 아무런 소용이 없게 되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출되는 것으로, 그 목적은 설치비가 극히 저렴하고 간단하면서도 이동중이나 정지시에 상관없이 선박이나 부유체가 횡요운동을 할 때 큰 동적 효과를 낼 수 있는 횡요억제장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은 선체 양측의 빌지(bilge) 부근에 선박이나 부유체의 횡요운동시 유체와 일정한 받음각을 갖도록 다수의 연결부재를 이용하여 횡요억제판을 설치함으로서 횡요억제 힘과 횡요억제 모우먼트를 발생시켜 선박이나 부유체의 횡요운동을 억제하도록 구성되었다.

도 1 은 본 발명의 횡요억제장치의 개념도

도 2 는 본 발명의 횡요억제장치의 작동원리를 나타낸 개념도

도 3 은 본 발명의 횡요억제장치를 부착한 대형 부유체를 나타낸 모델 사진

도 4 는 본 발명의 횡요억제장치를 부착한 대형 부유체의 파랑중 모형시험 사진

도 5 는 본 발명의 횡요억제장치를 장착한 부유체의 모형시험에 대한 결과를 나타낸 예시도

도 6 는 선박이나 부유체의 빌즈킬 개념도

도 7 은 선박이나 부유체의 횡요억제탱크 개념도

도 8 은 선박의 횡요억제핀 개념도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 횡요억제판 (2) : 연결부재

(10) : 빌즈킬 (20) : 횡요억제 탱크

(30) : 횡요억제핀

본 발명의 구성에 대해 첨부도면과 연계하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 횡요억제장치의 개념도를 도시한 것으로, 본 발명은 선박이나 부유체의 빌지부근에 다수의 연결부재(2)에 의해 횡요운동시 유체와 일정한 받음각을 이루도록 설치된 횡요억제판(1)으로 구성되었다.

상기 횡요억제판(1)은 선박이나 부유체의 길이방향으로 길게 연장된 하나의 판으로서 다수의 연결부재(2)에 의해 선박이나 부유체에 설치된다.

도 2 는 본 발명의 횡요억제장치의 작동원리를 나타낸 개념도를 도시한 것으로, 선체나 부유체가 파랑으로 인하여 횡요운동(Roll motion)을 할 때 대체적으로 무게중심을 중심으로 회전운동을 하게 되며, 도 2는 선박이나 부유체가 시계방향(좌현쪽)으로 회전운동을 할 때 횡요억제판에 의해 발생되는 횡요억제 모우먼트(Anti-roll moment)를 나타내고 있다.

이와 같이 횡요억제판에 의해 발생되는 횡요억제 모우먼트는 다음과 같은 작동원리에 의해 발생하게 된다.

이때, G는 무게중심, d는 무게 중심으로부터 횡요억제판까지의 직선거리,는 횡요억제판의 받음각(angle of attack), N은 횡요억제판에 의해 발생하는 수직력이다.

유체역학이론에 의하면 2차원 평판의 양력계수(C_L)는 다음과 같이 나타낼 수있다.

따라서 단위길이의 횡요억제판이 발생하는 수직력은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, V, w는 각각 유체의 밀도, 유체의 접근속도, 횡요억제판의 폭을 나타낸다. 횡요억제판의 길이가이라면 선박이나 부유체의 좌우에 각각 설치된 2개의 횡요억제판이 발생하는 총 수직력 N_T은

로 나타낼 수 있으며 A는 횡요억제판의 한면의 전체면적, 즉

이다.

이때 선박이나 부유체가 횡요운동시 유체는 제 2도에서 볼수 있는 바와 같이 선박이나 부유체의 무게중심 G와 횡요억제판의 단면중심을 연결한 직선에 수직이 되는 방향으로 접근한다. 따라서 선박이나 부유체가라는 각속도로 횡요운동시 유체의 접근속도 v는 일반적으로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

따라서 횡요억제판이 발생하는 횡요억제 모우먼트를 M이라고 하면,

로 나타낼 수 있으며, 선박이나 부유체가라는 각속도로 횡요운동을 할 때 횡요운동을 억제하려는 횡요억제 모우먼트는 다음과 같다.

이와 같이 횡요억제판에 의해 발생되는 횡요억제 모우먼트는 횡요억제판의 받음각에 따라 상당히 큰 횡요억제 모우먼트를 발생시켜 선박이나 부유체의 횡요 운동을 억제할 수 있게 되는 것이다.

도 3 은 본 발명의 횡요억제판을 부착한 대형 부유체를 나타낸 모델 사진을, 도 4 는 본 발명의 횡요억제판을 부착한 대형 부유체의 파랑중 모형시험 사진을, 도 5 는 본 발명의 횡요억제장치를 장착한 부유체의 모형시험에 대한 결과를 나타낸 예시도를 나타낸 것으로, 횡요억제판은 파랑중 선박이나 부유체의 횡요운동을 크게 억제시킴을 볼 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 선박이나 부유체의 빌지 부근에 횡요억제판을 다수의 연결부재를 이용하여 유체와 일정한 받음각을 형성토록 설치한 것으로 구성되어 초기 설치비용이 저렴하고 설치가 간단하면서도 선박이나 부유체의 이동중이나 정지시에 상관없이 횡요억제 모우먼트를 발생시켜 횡요운동을 억제시킴으로서 보다 안전하고 쾌적한 운항을 도모할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 선박이나 부유체의 길이방향으로 길게 연장된 횡요억제판을 선박이나 부유체의 횡요운동시 유체와 받음각을 이루도록 빌지 부근에 다수의 연결부재를 이용하여 설치한 것을 특징으로 하는 선박과 부유체의 횡요억제장치.