KR20100075895A - 오일 방제선 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 3개의 선체를 갖는 오일 방제선(500)은 분리 구조(100)를 갖고, 이 분리 구조는 선수로부터 선미까지 중간 선체(SH1)와 측면 선체(SH2, SH3) 사이에서 이동하는 얼음 덩어리(J1)를 수면(WL1) 아래로 민다. 상기 구조(100)는, 예를 들어 선박(500)의 길이 방향으로 존재하는 격자일 수 있다. 수거 대상 오일(B4) 또는 오일 정유 제품의 밀도는 물의 밀도보다 작아서 아래로 밀려진 얼음 덩어리(J1)로부터 분리된 오일(B3)은 분리 구조(100)를 통해 수면으로 부상하는 경향이 있다. 따라서, 분리 구조(100)는 얼음 덩어리(J1)로부터 오일(B3)을 분리하고, 이에 의해, 예를 들어, 용기 안으로 오일을 수거하는 것이 훨씬 용이해진다. 분리된 오일(B4)은, 예를 들어, 브러시 스키머를 구비할 수 있는 오일 수거 장치(200)에 의해 비교적 얼음이 없는 수면(WL1)으로부터 수거될 수 있다.
Description
본 발명은, 독립 청구항의 전제부에 기재된 바와 같은 오일 훼손을 제어하기 위한 방법과 오일 방제선(oil combatting vessel)에 관한 것이다.
선박 또는 정유소로부터 누설된 오일은 환경 훼손을 유발한다. 오일 훼손은 바다, 호수 또는 강이 빙막 또는 얼음 덩어리로 덮여있는 환경에서 발생할 수 있다. 이런 환경에서 얼음들 사이로부터 누설된 오일을 수거하는 것은 어려운 일이다.
공보 EP 1439119A1호는 3개의 선체를 갖는 선박을 제안하고 있으며, 이 선박의 중간 선체와 측면 선체들 사이에 오일 수거 장치가 있다.
공보 WO 2007054607호는 쇄빙에 적합한 3개의 선체를 갖는 선박을 제안한다.
공보 US 6592765호는 오일 분리 장치를 제안하고 있으며, 이 오일 분리 장치는 수면 아래의 얼음 덩어리를 밀어내기 위해 선박에 부착될 수 있는 진동 스크린을 구비하고 있다. 얼음 덩어리에 대해 스크린을 진동시킴으로써 하방으로 밀려지는 얼음 덩어리로부터 오일이 분리된다. 스크린은 예를 들어, 비대칭 질량체 또는 커넥팅 로드에 의해 진동될 수 있다.
공보 US 6592765호에 따른 장치는 특히 작동시 얼음에 의해 유발되는 응력을 파손 없이 견딜 수 있도록 1개의 선체를 갖는 선박에 비해 묵직하게 치수설정되어야 한다. US 6592765호에 따른 스크린은 수 제곱 미터의 기본 면적을 가져야 한다. 크고 무거운 스크린을 이동시키기 위해 강력한 진동 기계가 필요하다. 진동 스크린의 크기가 제한되어 있기 때문에, 진동 기계는 얼음 덩어리로부터의 오일의 분리를 충분히 강화시키는 진폭 및 주파수로 무거운 스크린을 이동시킬 수 있어야만 한다. 스크린의 진동은 작은 얼음 블록 및 얼음 슬러지를 형성할 수 있으며, 이들이 스크린을 통해 수면으로 상승하면 오일 수거를 더욱 어렵게 만들 수 있다.
본 발명의 목적은, 얼음 또는 얼음 덩어리로 덮인 물의 영역으로부터 오일을 수거하기 위한 방법 및 선박을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 실현하기 위해, 본 발명에 따른 방법 및 선박은 독립항의 특징부에 제시된 바를 특징으로 한다.
본 발명에 따른 오일 방제선은 적어도 중간 선체와 중간 선체의 양측의 측면 선체들을 포함하는 다중 선체 선박이다. 본 발명에 따른 오일 방제선은 분리 구조를 갖고, 이는 중간 선체와 측면 선체 사이에서 움직이는 얼음 덩어리를 뱃머리로부터 선미로 밀거나, 정착빙(fast ice)을 선박 이동시 수면 아래로 민다. 상기 구조는 예를 들어 선박의 길이 방향(longitudinal direction)의 격자(grate)일 수 있다. 분리 구조의 목적은 얼음을 아래로 미는 것이지만, 동시에 물과 오일이 분리 구조를 통과하여 실질적으로 얼음이 없는 물이 될 수 있게 한다. 따라서, 분리 구조는 얼음 덩어리로부터 오일을 분리시키며, 그에 의해, 예를 들어, 용기 안으로 오일을 수거하는 것이 훨씬 쉬워진다. 따라서, 예를 들어, 브러시 스키머(brush skimmer)일 수 있는 오일 수거 장치로 비교적 얼음이 없는 수면으로부터 분리된 오일이 수거될 수 있다.
수거 대상 오일 또는 정유 제품의 밀도는 물의 밀도보다 작아서, 아래로 밀려진 얼음 덩어리로부터 분리된 오일은 분리 구조를 통해 수면으로 상승하는 경향이 있다. 일 실시예에서, 이 현상은 오일 수거 장치로 처리되는 오일/물 혼합물의 물 함량을 감소시키기 위해 사용된다. 혼합물의 물 함량을 감소시키는 것은 물로부터 오일의 분리를 촉진한다. 또한, 오일/물 혼합물은 거의 있는 그대로 선박 내의 용기로 전달될 수 있으며, 그에 의해, 혼합물의 물 함량의 감소는 필요한 용기의 체적을 감소시킨다.
일 실시예에 따르면, 오일 수거 장치는 분리 구조 위에 존재한다.
일 실시예에서, 선체들 사이에 설치된 분리 구조는 측면 선체의 길이에 대해 길 수 있다. 긴 분리 구조를 사용함으로써, 오일 수거 효율 및/또는 오일 수거 성능이 향상될 수 있다.
여러 상황에서, 특히, 긴 분리 구조가 사용되는 경우, 선박의 선체들 사이에 부착되어 그 전방 에지에서 경사진 분리 구조로 수면 아래의 얼음 덩어리를 미는 것에 의해 간단히 허용할만한 수거 효율이 얻어질 수 있다. 분리 구조는 선박에 관하여 이동불가할 수 있으며, 즉, 위치를 교정하기 위해 이루어질 수 있는 절차를 제외하면, 오일 수거 동안 선박의 선체에 관하여 능동적으로 이동될 수 없다. 따라서, 상기 분리 구조를 사용한 얼음 덩어리로부터의 오일의 분리는 분리 구조의 밑면이 얼음 덩어리에 대해 능동적으로 진동되는 것을 필수적으로 요구하지 않는다.
또한, 분리 구조가 능동적으로 진동되지 않는 경우에도 얼음 덩어리의 가격 및 선박의 추진 장치에 의해 유발되는 진동이 역시 분리 장치에 여전히 부분적으로 전달되는 것이 통상적이라는 것을 유의하여야 한다. 수동적으로 진동하는 분리 구조는 기본적으로, 선박의 추진 장치의 진동 및/또는 얼음 덩어리에 의해 유발되는 힘의 영향에 의해서만 진동한다. 이어진 얼음을 쇄빙하기 위해, 얼음 덩어리를 가격하는 것 및/또는 얼음 덩어리의 부력은 시간에 따라 변할 수 있는 힘을 유발하며, 이는 본 명세서에서 얼음 덩어리에 의해 유발되는 힘이라 지칭된다. 추진 장치의 진동은 예를 들어, 엔진, 프로펠러 및/또는 축에 의해 유발될 수 있다.
부동형 또는 수동적으로 진동하는 분리 구조는 통상적으로, 보다 내구성 있게 구성될 수 있고/있거나 그 표면적은 진동 기계에 연결된 구조에서보다 더 클 수 있다. 분리 구조는 일시적 쇄빙을 위하고/위하거나 얼음의 크고 무거운 판들을 누르기 위해 사용될 수 있을 정도로 묵직하게 치수설정될 수 있다. 선체들 사이에 보호된 부동형 또는 수동적으로 진동하는 분리 구조는 길게 치수설정될 수 있으며, 그에 의해, 분리된 오일은 수면을 향해 상승할 때까지 가능한 긴 시간을 소요하게 된다.
일 실시예에 따라서, 선박은 쇄빙을 위해 특수 설계된 3개의 선체를 갖는 선박이며, 분리 구조는 선박의 중간 선체와 측면 선체들의 사이의 셀터(shelter) 내에 배치된다. 선박은 얼음 덩어리가 분리 구조 내의 격자를 통해 실질적으로 진입되지 않는 이어진 얼음으로부터 주로 매우 큰 얼음 덩어리 만을 쇄빙하도록 배열될 수 있다. 다수의 상황에서, 부동형 또는 수동적으로 진동하는 분리 구조에 의해 수면 아래로 상기 큰 얼음 덩어리를 누름으로써 적절한 수거 효율이 얻어질 수 있다. 부동형 또는 수동적으로 진동하는 분리 구조는 큰 얼음 덩어리로부터 작은 덩어리 및/또는 얼음 슬러지가 가능한 소량이 되도록 쇄빙하며, 이러한 작은 덩어리 및/또는 얼음 슬러지는 분리 구조를 통해 수면으로 부상하면 오일의 수거를 더 어렵게 한다.
일 실시예에 따라서, 선박은 얼음이 이미 덩어리져있는 환경하에서 오일을 수거하기 위해 사용된다. 또한, 그에 의해, 선박이 다수의 선체를 갖는다는 사실에 의해 선박이 쇄빙에 최적화되는 것을 반드시 요구하지 않아도 된다는 장점이 얻어진다. 이때 분리 구조는 선박의 선체들 사이에서 보호된 위치에 설치될 수 있으며, 바다의 굽이침에 의해 유발되는 오일 수거 장치의 높이 변동이 최소화된다.
선박이 이동할 때, 물에 와류 및 유동이 발생하고, 그 결과, 얼음 덩어리 및 얼음 슬러지는 특히 분리 구조의 후방 단부로부터 분리 구조 상으로 이동하는 경향이 있어서 분리 구조를 통해 수면으로 부상한 오일을 수거하는 것이 더 어려워지게 한다. 본 발명의 실시예에 따라서, 분리 구조의 후방 부분은 선박이 이동할 때 얼음 덩어리 및 얼음 슬러지가 분리 구조 상으로 통과하는 것이 근본적으로 저해되도록 형성된다. 분리 구조는 예를 들어, 그 후방부에서 경사지고 선박의 선미를 향해 상승하는 판형 구조로 형성될 수 있다. 통상적으로, 분리 구조의 후방부는 물 투과성이며, 그래서, 물은 분리 구조를 통해 유동할 수 있고, 구조는 선박의 이동을 교란하는 힘을 생성하지 않는다. 분리 구조의 후방부는 분리 구조 상에 수거될 수 있는 얼음 덩어리 및 얼음 슬러지가 쉽게 제거되도록 이동 가능하게 배열될 수 있다. 예를 들어, 판형 후방부의 경사각은 조절 가능하게 배열될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 분리 구조를 통해 수면으로 부상한 오일은 오일 붐에 의해 중간 선체 내의 오일 수거 장치로 안내된다. 안내 붐은 선체의 이동 방향에 대해 대각선으로 배치될 수 있으며, 그에 의해, 선박의 이동이 표면으로 부상하여 붐에 대해 수거된 오일을 선박의 중간 선체를 향해 이동시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 얼음 또는 얼음 덩어리로 덮인 물 영역으로부터 오일을 수거하기 위해 선박은 본질적으로 그 위치가 물의 밑면에 대해 고정된다. 선박 주변의 물은 유동이 선박의 선수를 향해, 그리고 중간 선체와 측면 선체 사이에 부착된 분리 구조를 향해 전방으로 물 내의 오일을 안내하도록 이동된다. 분리 구조는 얼음 덩어리로부터 오일을 분리한다. 분리되어 표면으로 부상한 오일은 예를 들어, 펌프를 사용하여 용기 내에 수거된다.
로킹 폴 또는 앵커 같은 적어도 하나의 고정 수단이 물의 밑면에 대해 선박을 고정하기 위해 사용된다. 선박의 추진 장치 또는 장치들은 유동을 취득하기 위해 바람직하게 사용된다. 원하는 유동을 생성하는 분리 장치가 또한 선박의 추진 장치 또는 장치들에 대한 대안으로써 또는 이들과 연계하여 사용될 수 있다.
당업자는 청구범위 및 본 발명을 몇몇 선택된 예들에 의거하여 더 상세히 설명하는 하기의 상세한 설명으로부터 본 발명 및 그 핵심 특징들과 본 발명에 의해 달성될 수 있는 장점들을 명백히 알 수 있을 것이다.
본 발명은, 얼음 또는 얼음 덩어리로 덮인 물의 영역으로부터 오일을 수거하기 위한 방법 및 선박을 제공하는 효과를 갖는다.
이하에서, 첨부된 개략적 도면들을 참조로 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1a는, 전방으로부터 도시된 3개의 선체를 갖는 선박을 도시하는 도면.
도 1b는, 측면으로부터 도시된 도 1a의 3개의 선체를 갖는 선박을 도시하는 도면.
도 1c는, 밑면으로부터 도시된 도 1a의 3개의 선체를 갖는 선박을 도시하는 도면.
도 2는, 쇄빙시 밑면으로부터 도시된 도 1a의 3개의 선체를 갖는 선박을 도시하는 도면.
도 3a는, 얼음 덩어리를 밀고 수면 아래에 보유하기 위한 격자(grate)와 오일 수거 유닛을 갖는 3개 선체를 갖는 선박을 위에서 도시하는 도면.
도 3b는, 측면으로부터 도시된 도 3a에 따른 격자와 오일 수거 유닛을 도시하는 도면.
도 3c는, 도 3b에 따른 격자의 일부 치수들을 도시하는 도면.
도 3d는, 얼음 덩어리를 아래로 누르는 부분이 오일 및 물 투과성인 분리 구조를 도시하는 도면.
도 4a는, 얼음 덩어리로부터 중간 선체 내의 오일 수거 유닛을 분리하는 오일을 안내하기 위한 오일 안내 수단과 격자를 갖는 3개의 선체를 갖는 선박을 위에서 도시하는 도면.
도 4b는, 도 4a에 따른 격자와 오일 안내 구조를 측면으로부터 도시하는 도면.
도 4c는, 오일 안내 붐을 3차원 방식으로 도시하는 도면.
도 4d는, 분리 구조를 통과한 작은 얼음 덩어리를 제거하도록 배열된 거름망 장치(sieving device)를 3차원 방식으로 도시하는 도면.
도 5a는, 격자의 횡방향 지지부를 3차원 방식으로 도시하는 도면.
도 5b는, 격자의 상부면이 실질적으로 편평한, 격자의 횡방향 지지부를 3차원 방식으로 도시하는 도면.
도 6은, 본 발명의 실시예에 따른 오일 방제선이 오일 누설 위치에서 오일을 수거하는 상황을 예시적 방식으로 도시하는 도면.
도 1a는, 전방으로부터 도시된 3개의 선체를 갖는 선박을 도시하는 도면.
도 1b는, 측면으로부터 도시된 도 1a의 3개의 선체를 갖는 선박을 도시하는 도면.
도 1c는, 밑면으로부터 도시된 도 1a의 3개의 선체를 갖는 선박을 도시하는 도면.
도 2는, 쇄빙시 밑면으로부터 도시된 도 1a의 3개의 선체를 갖는 선박을 도시하는 도면.
도 3a는, 얼음 덩어리를 밀고 수면 아래에 보유하기 위한 격자(grate)와 오일 수거 유닛을 갖는 3개 선체를 갖는 선박을 위에서 도시하는 도면.
도 3b는, 측면으로부터 도시된 도 3a에 따른 격자와 오일 수거 유닛을 도시하는 도면.
도 3c는, 도 3b에 따른 격자의 일부 치수들을 도시하는 도면.
도 3d는, 얼음 덩어리를 아래로 누르는 부분이 오일 및 물 투과성인 분리 구조를 도시하는 도면.
도 4a는, 얼음 덩어리로부터 중간 선체 내의 오일 수거 유닛을 분리하는 오일을 안내하기 위한 오일 안내 수단과 격자를 갖는 3개의 선체를 갖는 선박을 위에서 도시하는 도면.
도 4b는, 도 4a에 따른 격자와 오일 안내 구조를 측면으로부터 도시하는 도면.
도 4c는, 오일 안내 붐을 3차원 방식으로 도시하는 도면.
도 4d는, 분리 구조를 통과한 작은 얼음 덩어리를 제거하도록 배열된 거름망 장치(sieving device)를 3차원 방식으로 도시하는 도면.
도 5a는, 격자의 횡방향 지지부를 3차원 방식으로 도시하는 도면.
도 5b는, 격자의 상부면이 실질적으로 편평한, 격자의 횡방향 지지부를 3차원 방식으로 도시하는 도면.
도 6은, 본 발명의 실시예에 따른 오일 방제선이 오일 누설 위치에서 오일을 수거하는 상황을 예시적 방식으로 도시하는 도면.
본 발명에 따른 분리 구조는 특히 3개의 선체를 갖는 선박(three-hulled vessel), 즉, 3동선(trimaran)에 사용하기에 적합하다. 또한, 선박이 이어진 얼음을 쇄빙할 수 있는 것이 바람직하다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 3개의 선체를 갖는 선박(500)은 중간 선체(SH1), 우측 측면 선체(SH3) 및 좌측 측면 선체(SH2)를 포함한다. 선체(SH1, SH2, SH3)는 데크(DC1)에 의해 서로 연결될 수 있다. WL1은 수면의 레벨을 나타낸다. 용골과 수면 사이의 각도는 α이다. 용골이 없다면, 각도 α는 수면의 높이(WL1)에서 수면과 중간 선체(SH1)의 밑면 사이의 각도를 의미한다.
도 2를 참조하면, 선박(500)은 이어진 얼음을 쇄빙하기에 특히 적합하게 치수설정될 수 있다. 측면 선체(SH2, SH3)의 선수는 특히 중간 선체(SH1)의 선수보다 본질적으로 더 뒤에 위치될 수 있고, 이를 통해, 얼음의 상단부 상에서 미끄러지는 측면 선체가 비교적 작은 양의 힘을 사용하여 중간 선체(SH1)의 양 측면의 얼음으로부터 덩어리(J1)를 쇄빙할 수 있다. 측면 선체(SH2, SH3)는 이어진 얼음으로부터 덩어리를 쉽게 쇄빙하며, 그 이유는 이어진 얼음이 중간 선체(SH1)의 측면으로부터 파괴되는 덩어리를 더 이상 지지하지 않기 때문이다.
또한, 측면 선체(SH2, SH3)는 얼음을 완전히 통과해 진행할 필요가 없으며, 통상적으로, 측면 선체가 이어진 얼음으로부터 얼음 덩어리(J1)를 꺽어내는 것으로 충분하다. 따라서, 측면 선체(SH2, SH3)의 흘수(draught)는 중간 선체(SH1)의 것보다 크게 작다.
중간 선체(SH1)는 종래의 쇄빙선으로부터 공지된 원리를 사용하여 얼음을 쇄빙할 수 있다. 중간 선체(SH1)는 돌출 용골(K1)을 가질 수 있으며, 이 돌출 용골은 쇄빙을 보다 효과적이게 한다. 용골과 수면 사이의 각도(α)는 본질적으로 중간 선체(SH1)가 얼음을 그 아래로 누름으로써 얼음을 쇄빙하도록 낮은 구배가 되도록 선택된다. 각도(α)는 예를 들어, 10 ~ 25°의 범위일 수 있다. 그 저구배 경사각으로 인해, 중간 선체(SH1)의 전방부는 부분적으로 결빙 상태의 얼음 위로 올라가고, 얼음을 하방으로 누름으로써 얼음을 쇄빙한다. 따라서, 쇄빙에 필요한 에너지는 본질적으로 수면(WL1)의 방향으로 얼음이 조각으로 래밍(ramming)되는 경우보다 훨씬 더 작다. 또한, 수면(WL1)에 관한 측면 선체(SH2, SH3)의 각도는 예를 들어, 이들이 쉽게 그들 아래로 얼음을 누르도록 10 ~ 25°의 범위로 선택될 수 있다.
또한, 얼음 덩어리(J1)는 선박(500)의 선체(SH1, SH2, SH3) 아래에서 집결될 수 있지만, 이들 덩어리는 도면을 단순화할 목적으로 도 2에는 도시되어 있지 않다.
SX는 중간 선체(SH1)의 방향 및 선박의 주 이동 방향을 의미한다.
선박(500)은 적어도 하나의 추진 장치(P1)와, 가능하게는 또한 러더(R1)를 갖는다. 둘 이상의 추진 장치(P1)가 있을 수 있으며, 그에 의해, 때때로, 측면 선체(SH2, SH3)를 향해 얼음을 안내하는 비대칭적 힘들이 효과적으로 보상될 수 있다. 중간 선체의 선미에는 본질적으로 서로 옆옆으로 둘 이상의 프로펠러가 존재할 수 있다. 추진 장치의 프로펠러 축의 방향은 180 또는 심지어 360°까지 회전 가능할 수 있다. 추진 장치는 예를 들어, 아지포드(Azipod)(ABB 사의 상표명) 또는 아쿠아마스터(Aquamaster)(롤스로이스 사의 상표명)일 수 있다.
추진 장치 또는 장치들(P1)은 중간 선체(SH1) 내에 배치되는 것이 바람직하며, 그 이유는 측면 선체(SH2, SH3)는 얼음을 헤치며 진행할 필요가 없기 때문이다.
도 1a 내지 도 2에 따른 3개의 선체를 갖는쇄빙선은 예를 들어, 특허 공보 WO2007054607호에 제안되어 있다. 상기 3개의 선체를 갖는 쇄빙선은 이하에 설명된 오일 분리 장치들과 오일 수거 장치들을 구비할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 중간 선체(SH1)와 측면 선체(SH2)의 사이에 분리 구조(100)가 존재할 수 있으며, 이 분리 구조는 선박(500)이 이동할 때 중간 선체(SH1)와 측면 선체(SH2) 사이에서 이동하는 얼음 덩어리를 수면 아래로 밀고, 상기 얼음 덩어리를 충분히 긴 시간 동안 수면 아래에 보유하여, 오일(B1)이 얼음 덩어리(J1)로부터 분리되어 표면으로 부상될 시간을 갖게 한다. 분리 구조(100)는 격자(grate)인 것이 유리하다. 중간 선체(SH1)와 제 2 측면 선체(SH3) 사이에는 제 2의 유사한 분리 구조(100b)가 존재하여 오일이 더 넓은 영역으로부터 수거될 수 있게 하고 선박(500) 상에 얼음이 작용하는 힘이 가능한 대칭화될 수 있게 하는 것이 바람직하다.
분리되어 표면으로 부상한 오일은 선박(500)에 대해 이동하며, 그에 의해 이는 예를 들어, 오일 수거 유닛(200)에 접촉하는 오일 스펙(oil speck; B4) 내에 수거될 수 있으며, 이 오일 스펙이 상기 오일 수거 유닛(200)에 의해 처리될 수 있다. 오일 수거 유닛은 오일(B4)과 함께 수거될 수 있는 물을 분리할 수 있고, 오일(B4)은 용기(300) 내로 펌프로 펌핑될 수 있다. 일부 경우에, 오일과 물의 혼합물도 마찬가지로 용기(300) 내로 수거될 수도 있다. 이는 예를 들어, 소형 오일 누설물에 대해 그러할 수 있다.
선박(500)의 중간 선체(SH1)의 측면 또는 밑면에, 적어도 하나의 공기 덕트(190)가 존재할 수 있으며, 이 공기 덕트로부터 송풍되는 공기에 의해 분리 구조(100)를 통한 밑면에 있는 오일의 전달이 보다 효율화된다.
도 3b는 도 3a에 따른 분리 구조(100)의 측면을 도시한다. 분리 구조(100)는 선박(500)이 이동할 때 선수로부터 선미까지 중간 선체(SH1)와 측면 선체(SH2) 사이에서 이동하는 얼음 덩어리(J1)를 수면 아래로 밀기 위해 설치된 제 1 구조 부분(10)을 갖는다. 분리 구조(100)는 선박(500)이 이동할 때 중간 선체(SH1)와 측면 선체(SH2) 사이에서 이동하는 얼음 덩어리(J1)를 수면 아래에 보유하도록 설치된 제 2 구조 부분(20)을 갖는다. 상기 제 2 구조 부분(20)은 적어도 부분적으로 물 및 오일 투과성인 것이 바람직하다. 이동에 대한 저항을 감소시키고, 수거 효율을 증가시키기 위해, 상기 제 1 구조 부분(10)도 적어도 부분적으로 물 및 오일 투과성인 것이 바람직하다. 상기 제 1 구조 부분(10) 및 제 2 구조 부분(20)은 예를 들어, 동일한 격자의 부분들일 수 있다.
얼음(J1)을 하방으로 누르는 제 1 구조 부분(10)도 수면 아래에 얼음 덩어리를 보유하는 구조로서 기능하지만, 얼음을 아래에 보유하는 제 2 구조 부분(20)은 반드시 얼음의 높이 위치를 변경할 수 있어야할 필요는 없다.
부분(10)의 밑면은 수면(WL)에 관하여 각도 β일 수 있다. 부분(20)의 밑면은 본질적으로 수평일 수 있다. 비록, 도 3b에 도시된 부분들(10, 20) 사이의 하부 각도가 예리하지만, 분리 구조(100)는 측면으로부터 볼 때 슬러지의 러너 형상일 수도 있다. 부분들(10, 20)의 연결 지점의 곡률 반경은 얼음의 미끄러짐을 촉진하기 위해, 예를 들어, 0.2m 이상일 수 있다. 또한, 이러한 곡률은 아래로 미끄러지는 더 큰 얼음 덩어리(J1)로부터의 작은 얼음 덩어리의 쇄빙을 최소화할 수 있다. 작은 얼음 덩어리 및 얼음 슬러지는 수면(WL1)으로부터 분리된 오일의 수거를 방해할 수 있다.
제 1 구조 부분(10)이 물 및 오일 투과성인 경우, 이때, 얼음(J1) 사이의 오일은 선박(500)이 전진 이동할 때 수면(WL1)의 방향으로 부분(10), 예를 들어, 격자를 통해 거의 직선으로 통과할 수 있게 된다. 따라서, 물 사이의 오일이 더 깊이 밀려져서 오일이 다시 표면까지 또는 표면을 향해 부상하는 것을 기다려야할 필요가 없다.
부분(10) 및/또는 부분(20)은 분리 구조(100)를 통해 진행하는 개구 또는 간극을 가질 수 있으며, 부분(10, 20)의 밑면의 표면 영역의 상기 개구 또는 간극의 부분은 예를 들어, 적어도 30%, 바람직하게는 적어도 60%일 수 있다.
오일은 얼음 덩어리 사이의 스펙(B1)으로 또는 얼음 덩어리들의 표면 상의 스펙(B2)으로서 존재할 수 있다. 수거 대상 오일 또는 오일 정유물의 밀도는 물의 밀도보다 작고, 그래서, 오일은 분리 구조(100) 내의 개구를 통해 상향 부상하는 경향이 있다. 얼음으로부터 분리된 오일(B3)은 수면까지 내내 부상할 수 있다. 얼음으로부터 분리된 오일은 또한, 오일이 표면에 도달하기 이전에 이미 수거될 수 있다. 분리된 오일(B3)은 오일 수거 유닛의 전방에서 스펙(B4)으로 수거될 수 있으며, 이 스펙이 오일 수거 유닛(200)으로 수거될 수 있다.
본 명세서에서 수거 효율이란 단위 시간 동안 얼마나 큰 오일 덩어리가 수거될 수 있는지를 의미한다.
본 명세서에서 수거 성능이란 선박(500)에 의해 쇄빙된 얼음의 면적 내에 존재하는 총 오일의 질량에 관한 선박(500)에 의해 수거된 오일 질량을 의미한다. 쇄빙된 얼음의 면적은 쇄빙된 통로 폭 × 통로 길이에 해당한다.
분리된 오일(B3)은 수중에서 비교적 느리게 상승할 수 있다. 수거 성능은 선박(500)을 위해 느린 이동 속도를 선택함으로써 소정 정도 증가될 수 있다. 그러나, 문제점은 이에 따라 수거 효율이 감소될 수 있다는 것이다.
오일 훼손을 제어할 때, 수거 효율을 최대화하는 최적의 이동 속도로 선박(500)을 운행하기를 추구할 수 있다. 이 최적의 운행 속도는 예를 들어, 시험 구동, 축약 모델 테스트 및/또는 시뮬레이션으로 규정될 수 있다.
도 3c를 참조하면, 얼음 덩어리(J1)는 사전결정된 양의 시간 동안 수면 아래에서 보유되며, 이는 예를 들어, 10초 이상 또는 심지어 60초 이상일 수 있다. 이를 위해, 수면 아래에 있는 분리 구조(100)의 부분의 길이(L1)는 예를 들어, 수선(water line)을 따른 중간 선체(SH1)의 길이의 15% 이상일 수 있다. 수면 아래에 있는 분리 구조(100)의 부분의 길이(L1)는 바람직하게는 수선을 따른 중간 선체(SH1)의 길이의 30% 이상 또는 수선을 따른 측면 선체(SH2) 길이의 60% 이상일 수 있다. 오일 수거 유닛(200)의 오일 흡입 지점(202)은 바로 선미에 있지 않은 경우, 한편으로는 수면(WL1)과 분리 구조(100)의 교차점, 그리고, 다른 한편으로는 상기 오일 흡입 지점(202) 사이의 거리인 거리 L2는 보유 시간에 관련하여 중요하다. 거리 L2도 수선을 따른 중간 선체(SH1)의 길이의 15% 이상일 수 있다. 거리 L2는 수선을 따른 중간 선체(SH1)의 길이의 30% 이상 또는 수선을 따른 측면 선체(SH2)의 길이의 60% 이상인 것이 바람직하다. 거리 L2는 예를 들어 10m 이상일 수 있다.
분리 구조(100)의 길이는 수선을 따른 측면 선체(SH1) 길이보다 작은 것이 바람직할 수 있다. 분리 구조(100)의 후방부는 분리 구조(100)가 선박(500)의 선미로부터 돌출하는 경우보다 중간 선체(SH1)와 측면 선체(SH2) 완전히 사이에 있는 경우 얼음에 의해 유발되는 응력으로부터 더 양호하게 보호된다. 측면 선체(SH2, SH3)의 후방 단부는 본질적으로 중간 선체(SH1)의 후방 단부와 동일한 레벨로 선박(500)의 길이 방향으로 돌출할 수 있다. 분리 구조(100)의 전방 단부는 바람직하게는 측면 선체(SH1)가 이어진 얼음으로부터 덩어리(J1)를 쇄빙한 직후 얼음 덩어리(J1)를 아래로 압박하기 시작한다.
수거 효율을 최대화하기 위해, 분리 구조(100)의 밑면과 수면(WL1) 사이의 높이차(h1)는 가능한 작은 것이 바람직하며, 예를 들어, 50cm 이하이다.
어떤 상황에서, 분리 구조(100)는 또한 얼음을 쇄빙하기 위해서 사용되어야만 한다. 여기서, 분리 구조(100)는 적절히 묵직하게 치수설정되는 것이 바람직하다. 이는 높이차(h1)의 최소값을 제한한다.
수면(WL1)의 높이에서 얼음 덩어리를 아래로 미는 구조(10)의 밑면과 수면(WL1) 사이의 각도(β)는 예를 들어, 5 ~ 35°, 바람직하게는 10 ~ 30°, 더 바람직하게는 10 ~ 15°의 범위일 수 있다.
수면(WL1)과 얼음 덩어리를 아래에 보유하는 구조(20)의 상부면 사이의 높이차(h2)는 적어도 오일 수거 유닛 또는 안내 붐(30)(도 4a)에 의해 10cm보다 큰 것이 바람직하다. 이는 오일 수거 유닛(200)의 밑면부가 완전히 수중에 있을 수 있게 하며, 그에 의해, 오일 수거 유닛(200)이 구조적으로 간단해질 수 있게 한다. 오일 수거 유닛(200)은 예를 들어, 브러시 스키머, 즉, 브러시 필러를 구비할 수 있다.
대신, 표면이 얼음 덩어리를 아래에 보유하는 구조(20)의 상부면보다 낮은 경우(높이차 h2가 음의 값), 이때, 가능하게 사용되는 브러시 스키머의 브러시는 격자의 레일들 사이의 수면을 쓸고지나가도록 도달하여야만 한다.
분리 구조(100)는 예를 들어, 다수의 인접한 레일들 또는 빔들로 구성된 격자일 수 있다. 상기 레일들은 바람직하게는 본질적으로 중간 선체(SH1)의 방향으로 존재하여야 한다. 레일의 수직 치수는 전방에서보다 후방에서 더 작을 수 있으며, 그 이유는 역시 얼음에 의해 유발되는 가능한 응력이 전방에서보다 후방에서 더 작기 때문이다.
도 3d를 참조하면, 얼음 덩어리(J1)를 아래로 미는 분리 구조(100)는 오일(B3) 및 물 투과성일 수 있다. 이어진 얼음 또는 얼음 덩어리(J1)를 아래로 누를 때, 상기 덩어리들(J1) 사이의 또는 그 표면의 오일(B1, B2)의 적어도 일부가 얼음으로부터 분리되고, 이제 분리된 오일(B3)은 부분(10)을 통해 선박의 방향으로 물과 함께 오일 수거 유닛(200) 또는 오일 안내 붐(30)(도 4a)을 향해 통과할 수 있다. 따라서, 분리될 오일은 얼음 덩어리(J1)와 함께 더 깊이 눌러졌다가, 다시 위로 부상할 필요가 없고, 대신, 오일은 얼음과 함께 있을 때 존재하던 것과 본질적으로 동일한 깊이에서 격자를 통과할 수 있다.
구조 부분(10)이 오일 및 물 투과성인 경우, 이때, 얼음을 아래에 보유하는 구조 부분(20)은 더 짧을 수 있거나, 그리고/또는 오일 및 물 불투과성일 수 있다. 오일 수거 유닛이 제 1 부분(10) 직후에 또는 그 위에 배치되는 경우, 이때, 제 2 부분(20)은 반드시 필요하지 않을 수도 있다. 그러나, 구조 부분(10)에서 이루어지는 얼음으로부터의 분리와, 오일 수거 유닛(200)에 도달하는 것 사이의 시간이 짧은 경우, 이때, 분리된 오일(B3)은 수면(WL1)을 향해 충분히 부상하기 위한 시간을 갖게 되지 못할 수도 있다. 그에 의해, 오일 분리 유닛(200)에 도달하는 오일/물 혼합물은 섞여질 수 있으며, 이는 오일 분리 유닛(200)의 큰 용량을 필요로 할 수 있다. 그러나, 오일 분리 유닛(200)의 용량이 충분히 큰 경우, 이때, 적어도 오일이 표면으로 부상하기에 충분한 시간을 보증하기 위해 선박(500)의 이동 속도가 제한될 필요가 없다.
제 2 부분(20)이 오일 및 물 불투과성인 경우에도, 이때, 이 경우에도, 가능한 긴 제 2 구조 부분(20)을 선택함으로써 오일이 표면을 향해 부상하도록 충분히 긴 시간이 부여될 수 있다.
얼음 덩어리(J1)를 아래에 보유하는 구조 부분(20)이 오일 및 물 투과성인 경우, 이때, 얼음 덩어리(J1)를 아래로 누르는 부분(10)은 또한 원론적으로 오일 및 물 불투과성인 강철판으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 각도 β로 설정될 수 있다. 그러나, 이에 의해 가장 최적의 수거 효율 및 성능이 도달되지는 못한다. 부가적으로, 이에 의해, 이동에 대한 저항도 커진다.
분리 구조(100)와 오일 분리 유닛(200)의 조합으로, 상술한 오일 분리 원리들 양자 모두, 즉, 즉, 얼음이 아래로 눌러질 때에도 여전히 물 위에 체류하려는 얼음 사이의 오일의 경향 및 시간에 걸쳐 표면을 향해 상승하려는 오일의 경향이 바람직하게 사용된다. 따라서, 구조 부분(10) 및 구조 부분(20)양자 모두는 물 및 오일 투과성인 것이 바람직하다. 구조 부분(10)은 적어도 선박의 이동 방향(SX)에 반대 방향으로 이동하는 적어도 오일을 통과시켜야하고, 구조 부분(20)은 적어도 부분(20)을 통해 대각선 또는 수직으로 상향 상승하는 오일을 통과시켜야 하는 것이 바람직하다.
도 4a를 참조하면, 오일 수거 유닛(200)도 중간 선체(SH1) 내에 배치될 수 있다. 선박(500)은 부상된 오일(B4)을 수거하고 이를 중간 선체(SH1)의 측면에 있는 개구(40)를 통해 오일 수거 유닛에 전달하기 위해 이동 방향에 관하여 대각선인 오일 안내 구조(30)를 구비할 수 있다. 오일은 오일 수거 유닛(200) 내에서 물로부터 분리될 수 있으며, 분리된 오일은 용기(300) 내로 펌핑될 수 있다. 분리된 물은 바다로 돌려보내질 수 있다.
안내 수단(30)과 이동 방향 사이의 각도(γ)는 예를 들어, 10 ~ 70°범위일 수 있다.
선박(500)은 선체(SH1, SH2, SH3)의 측면으로부터 오일(B4) 또는 오일 섞인 물을 수거 유닛(200)으로 흡입하기 위해 적어도 하나의 펌프(42)를 가질 수 있다. 선박(500)은 수거 유닛(200)을 통과한 물을 바다에 다시 버리기 위해 적어도 하나의 펌프를 구비할 수 있다. 상기 흡입 펌프(42)는 물을 바다로 버리는 펌프로서도 기능할 수 있다.
도 4b에는 측면으로부터 본, 도 4a의 상황이 도시되어 있다. 오일 안내 구조(30)는 선박(500)이 전진 이동하는 동안, 부상된 오일(B4)을 포획하고, 이를 중간 선체(SH1) 내의 오일 수거 유닛으로 안내한다.
도 4c에는 도 4a의 상황이 3차원적 모습으로 도시되어 있다. 따라서, 분리 구조(100)는 다수의 인접 슬라이드 레일(12)의 외부에 형성된 격자를 포함할 수 있다. 오일(B3)은 이동하는 분리 구조(100)에 관하여 대각선 후방으로, 그리고, 물에 관하여 본질적 직 상방으로 레일들 사이의 간극을 통해 부상할 수 있다. 수면 상의 오일은 본질적으로 수면(WL1)의 방향으로 레일(12) 사이를 곧바로 통과할 수 있다.
도 5a를 참조하면, 분리 구조(100)의 레일(12)은 횡방향 비임(50, 60)과 함께 결합될 수 있다. 얼음 덩어리(J1)는 레일(12)의 밑면을 따라 미끄러지고, 분리된 오일(B3)은 레일들(12) 사이로부터 상승할 수 있다.
횡방향 지지부(50, 60)의 단면의 형상은 유동 저항이 작아지고/작아지거나 횡방향 지지부가 그 전방의 얼음 슬러지를 수거하지 않도록 선택될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 얼음 덩어리를 아래에 보유하는 부분(20)의 횡방향 지지부(62)는 레일의 상부면이 또한 선박(500)의 이동 방향으로 편평하도록 레일들(12) 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 횡방향 지지부(62)가 레일을 통과할 수 있는 그들 전방의 얼음 덩어리를 수거하는 가능성이 감소될 수 있다.
레일들 사이의 간극(d2)은 5 ~ 10cm인 것이 바람직하다. 간극(d2)이 쇄빙될 이어진 얼음의 두께 또는 얼음 덩어리의 두께에 비해 너무 큰 경우, 이때, 얼음 덩어리(J1)는 격자의 레일들(12) 사이를 통과할 수 있다. 통과한 얼음 덩어리는 오일 안내 수단(30) 및/또는 오일 수거기(200)의 동작에 유해할 수 있다.
도 1a 내지 도 2에 따른 쇄빙 3개의 선체를 갖는 선박(500)의 장점은 선체들(SH1, SH2) 사이에서 이동하는 쇄빙된 얼음 덩어리(J1)가 주로 비교적 크기가 크다는 것이다. 따라서, 얼음 덩어리(J1)가 레일(12) 사이의 간극을 통해 현저한 정도로 통과할 가능성이 감소된다.
선박(500)은 그렇게 치수설정될 수 있으며, 쇄빙될 이어진 얼음의 두께에 관한 선박(500)의 속도 및 이동 깊이는 제 1 구조 부분(10)에 의해 아래로 눌러지는 얼음 덩어리(J1)의 평균 직경이 예를 들어, 선박의 중간 선체(SH1)와 측면 선체(SH2) 사이의 거리의 1/3 이상일 수 있도록 선택될 수 있다. 평균 직경은 아래로 눌러질 얼음 덩어리(J1)의 질량에 따른 직경의 가중 평균으로서 계산된다. 얼음 덩어리(J1)의 평균 직경은 예를 들어, 0.3m 이상일 수 있다.
분리 구조(100)는 때때로, 두꺼운 얼음 덩어리 또는 유빙괴(packice)와 때때로 충돌할 수 있으며, 그래서, 묵직하게 치수설정되는 것이 바람직하다. 레일의 두께(d3)는 예를 들어, 2 ~ 5cm의 범위 또는 쇄빙된 이어진 얼음의 두께의 1 ~ 5% 범위일 수 있다.
레일(12)을 통과한 얼음 덩어리(J1) 및/또는 얼음 슬러지는 오일 스펙(B4)에서 집결하며(도 3a, 4a 및 4c), 오일 수거 유닛(200) 내의 오일의 처리를 방해할 수 있다.
때때로, 오일 수거 유닛(200) 또는 오일 안내 붐(30)의 전방으로부터 얼음 덩어리(J1) 및/또는 얼음 슬러지를 제거할 필요가 있을 수 있다. 선박(500)은 예를 들어, 물 밖으로 오일 수거 유닛(200) 또는 오일 안내 붐(30)을 일시적으로 들어올리기 위한 수단을 구비할 수 있다. 이때 얼음 덩어리(J1) 및/또는 얼음 슬러지가 중간 선체(SH1)와 측면 선체(SH2) 사이의 공간을 벗어날 수 있다. 그러나, 이때 오일 스펙(B4)의 적어도 일부가 바다로 되돌아간다는 단점이 있을 수 있다.
도 4d를 참조하면, 오일 스펙(B4)에 집결된 얼음 슬러지는 예를 들어, 오일 스펙(B4)으로부터 얼음 슬러지 및/또는 작은 얼음 덩어리(JS1)를 퍼내도록 설치된 기계적 체(38)로 바다로 버려질 수 있다. 예를 들어, 경로(M1, M2, M3, M4)에 따라 체(38)를 이동시키는 작동 기계류가 체(38)에 연결될 수 있다. 경로 M1은 얼음 덩어리(JS1) 아래로 체(38)를 위치시킨다. 경로 M2는 체(38)를 수면(WL1)으로부터 들어올리고 체(38)를 붐(30) 뒤에 위치시킨다. 경로 M3은 얼음 덩어리(JS1)를 붐(30) 뒤의 바다로 쏟는다. 경로 M4는 체(38)를 붐(30)의 전방으로 복귀시킨다.
또한, 오일 스펙(B4)에 집결된 얼음 슬러지는 예를 들어, 삽으로 수동 제거될 수도 있다. 분리 구조(100) 상에는 예를 들어, 이를 위해, 보행 레벨 및 손잡이를 갖는 하나 이상의 서비스 브리지가 존재할 수 있다.
도 3a 및 도 4a를 다시 참조하면, 오일의 수거는 가스 덕트(190)를 통해 중간 선체(SH1) 및/또는 측면 선체(SH2, SH3) 아래로 가스 예를 들어 가압된 공기를 송풍함으로써 부분적으로 향상될 수 있다. 선체(SH1, SH2, SH3)의 밑면을 따라 상승하는 공기는 부분적으로 측면, 그리고, 밑면 아래의 오일을 그와 함께 수거하고, 분리 구조(100)를 통해 그 상승을 강화시킨다. 상기 가스 기포는 또한 선체와 얼음 사이의 마찰을 감소시킬 수도 있다.
선박의 흘수(draught)가 용기(300)가 수거된 오일로 채워짐에 따라 증가할 수 있기 때문에, 얼음 쇄빙 및 오일 수거에 관한 선박(500)의 최적의 이동 깊이는 예를 들어, 밸러스트 탱크(ballast tank)로 제어될 수 있다.
수거된 오일 또는 오일/물 혼합물은 또한 선박(500) 외부의 바지선으로 펌핑될 수도 있다.
선박(500)은 중간 선체(SH1) 및/또는 수면(WL1)에 관한 분리 구조(100)의 높이를 조절하기 위한 장치를 구비할 수 있다.
선박(500)은 선박(500)이 오일 수거를 위해 사용되지 않을 때 물로부터 분리 구조(100)를 들어 올리기 위한 장치를 구비할 수 있다.
분리 구조(100)는 얼음이 분리 구조에 작용하는 힘이 순간적으로 커져서 구조에 대한 손상 위험이 있는 경우 분리 구조의 상향 및/또는 하향 이동을 가능하게 하는 부재들이 부착될 수 있다.
또한, 분리 구조(100)는 예를 들어, 5 ~ 10cm의 개구를 갖는 강철판일 수도 있다.
도 1a 내지 도 3a 및 도 4a를 참조하면, 3동선이란 세 개의 실질적으로 인접한 선체를 갖는 배, 보트 또는 기타 선박을 의미한다.
작은 3동선의 중간 선체(SH1)의 수선을 따른 길이는 예를 들어, 10 ~ 20m의 범위일 수 있다. 중간 크기 3동선의 중간 선체의 수선을 따른 길이는 예를 들어, 20 ~ 50m일 수 있다. 대형 3동선의 중간 선체의 수선을 따른 길이는 예를 들어, 50 ~ 100m의 범위일 수 있다. 초대형 3동선의 중간 선체의 수선을 따른 길이는 예를 들어, 100 ~ 300m일 수 있다.
중간 선체(SH1)의 폭은 예를 들어, 중간 선체(SH1)의 수선을 따른 길이의 13 ~ 24%의 범위일 수 있고, 측면 선체(SH2, SH3)의 폭은 예를 들어, 중간 선체(SH1)의 수선을 따른 길이의 2 ~ 8%일 수 있으며, 중간 선체(SH1)로부터 측면 선체(SH2, SH3)의 거리는 중간 선체(SH1)의 수선을 따른 길이의 6 ~ 12%일 수 있다.
중간 선체(SH1)의 용적(displacement)은 예를 들어, 전체 선박(500)의 용적의 70 ~ 95%, 바람직하게는 전체 선박(500)의 용적의 80 ~ 90%일 수 있다. 따라서, 선박(500)의 용적 중 측면 선체(SH2, SH3)의 부분은 5 ~ 10%인 것이 바람직하다.
선박(500)은 중간 선체(SH1) 및 측면 선체(SH2, SH3)에 추가하여, 하나 이상의 부가적 선체를 또한 구비할 수 있다. 부가적 선체는 측면 선체(SH2, SH3)의 측면에 배치되고/배치되거나 선체(SH1, SH2, SH3)의 뒤에 배치될 수 있다.
두 개의 3동선(500)이 서로 나란히 이동하도록 함께 결합될 수 있다.
도 1c를 다시 참조하면, 중간 선체(SH1)는 측면 선체(SH2, SH3)가 본질적으로 얼음을 쇄빙하기 시작하는 지점으로부터 시작하여 선미를 향해 테이퍼질 수 있다. 그에 의해, 좁아지는 공간으로 하향한 선체(SH1, SH2) 사이의 얼음 덩어리의 이동을 피할 수 있다.
수거 효율을 위해, 오일 수거 유닛(200) 또는 안내 수단(30)을 가능한 선박(500)의 선미에 근접하게 배치하는 것이 가장 바람직하며, 이에 의해, 선박(500)의 길이 및 속도를 고려할 때 분리 구조(100) 아래의 얼음 덩어리(J1)를 위한 가능한 긴 보유 시간이 얻어진다.
오일 수거 유닛은 물로부터 오일을 분리하기 위한 수단을 구비할 수 있다. 오일 수거 유닛(200)은 예를 들어, 브러시 필러, 즉, 브러시 스키머(미도시)를 구비할 수 있으며, 이는 회전 또는 이동 브러시를 구비한다. 브러시는 그 강모가 오일 스펙(B4)의 표면 아래를 통과하도록 배치되며, 그에 의해, 브러시에 오일의 일부가 부착되게 한다. 부착된 오일은 강모를 닦아내거나 압착함으로써 분리될 수 있다. 강모로부터 분리된 오일은 용기(300) 내로 펌핑될 수 있다.
오일 수거 유닛(200)은 오일 스펙(B4)의 표면의 높이에 정확하게 보유된 흡입 노즐을 구비할 수 있다. 노즐로 흡입할 때, 물이 아닌 주로 오일이 따라서 수거될 수 있다. 전기식, 공압식 또는 유압식 작동기 및/또는 부표가 노즐의 높이 조정을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 오일 수거 유닛은 흡입 스키머를 구비할 수 있다.
오일 수거 유닛(200)은 오일 스펙(B4) 내의 오일을 스위핑하는 벨트, 리본 또는 기타 이동식 표면을 구비할 수 있다. 오일의 일부는 벨트에 부착되고, 그로부터 이는 추후 수거 용기(300) 내로 닦아내거나 압착 제거될 수 있다. 따라서, 오일 수거 유닛은 벨트 스키머를 구비할 수 있다.
오일 수거 유닛(200)은 물로부터 오일을 분리하기 위한 사이클론을 구비할 수 있다. 오일 수거 유닛은 따라서 사이클론 스키머를 구비할 수 있다. 도 6에는 유조선(600)이 얼음이 있는 환경에서 사고를 당하고, 그 결과, 오일(B5)이 유조선(600)으로부터 물로 누설되는 상황을 도시한다. 유조선(600)은 예를 들어, 좌초되거나 얼음 내에 형성된 통로의 에지에 강하게 충돌하였을 수 있으며, 이에 의해, 유조선(600)의 측면 또는 밑면에 개구가 형성되고, 그로부터 오일이 물로 흘러나올 수 있다.
오일 방제선(500)이 유조선(600)으로부터 누설된 오일(B5)을 수거하여 오일 훼손을 제어하기 위해 사고 현장에 도착했다. 오일 방제선(500)이 사고 현장에 신속히 도착한 경우, 유조선(600)으로부터 누설되는 오일(B5)은 넓은 영역으로 퍼질만한 시간을 갖지 못하고 오일(B5)은 주로 유조선(600) 부근에 존재한다. 이 때문에, 얼음을 쇄빙하면서 유조선(600) 주변으로 선박(500)을 이동시킴으로써 오일(B5)을 수거할 필요가 없으며, 이러한 절차는 오일(B5)을 더 넓은 영역으로 확산시키고, 얼음 슬러지와 얼음 덩어리(J1) 사이에 오일(B5)을 뒤섞게될 수 있다. 이는 순차적으로, 오일(B5)의 수거를 크게 더 곤란하게 할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 선박(500)은 물의 밑면에 관하여 실질적으로 제 위치에서 앵커(A1)로 고정된다. 선박(500)의 고정 이후, 선박(500) 주변의 물을 이동시키기 위해 선박(500)의 추진 장치(P1)가 사용된다. 도시된 바와 같이, 추진 장치(P1)에 의해 유동(도면에 화살표로 표시됨)이 형성되고, 이 유동은 오일(B5), 얼음 슬러지 및 얼음 덩어리(J1)를 오일 방제선(500)의 선수를 향해, 특히, 선박의 중간 선체(SH1)와 측면 선체(SH2, SH3) 사이에 배열된 분리 구조(100, 100b)를 향해 안내한다. 분리 구조(100, 100b)는 물 및 오일이 분리 구조(100, 100b)를 통과하여 실질적으로 얼음 없는 물이 될 수 있게 한다. 분리 구조(100, 100b)는 얼음 덩어리로부터 오일을 분리하고, 이에 의해, 오일의 수거가 크게 용이하게 된다. 분리되어 표면을 향해 부상된 오일은 수거 장치에 의해 용기(300) 내로 수거된다. 여기서, 선박(500)이 물의 밑면에 대해 실질적으로 제 위치에 배열되어 있지만, 추진 장치(P1)에 의해 달성되는 물의 유동과 밑면에 대한 선박(500)의 수직 이동으로 인해 분리 구조(100, 100b)는 여전히 얼음을 아래로 누르게 된다. 얼음이 여전히 선박(500)의 선수에 대해 뭉쳐 있는 경우, 선박(500)은 필요시 분리 구조(100, 100b)로부터 덩어리진 얼음을 제거하기 위해 이동될 수 있다.
추진 장치(P1)에 의해 달성되는 유동장은 선박(500) 주변의 넓은 영역으로 연장된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 추진 장치(P1)에 의해, 이어진 얼음 아래의 통로의 외측에 도달하는 유동이 얻어진다. 물 흐름은 선박(500)과 연계하여 배열된 러더(R1)로 안내될 수 있다. 러더(R1)의 위치를 변경함으로써, 선박(500) 주변의 물의 유동이 변경될 수 있고, 그래서, 오일(B5)이 가능한 효과적으로 선박(500)의 선수를 향해, 그리고, 수거를 위해 분리 구조(100, 100b)를 통해 전방으로 이동할 수 있다.
본 발명은 본 상세한 설명 및 도면에서 전술된 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 하기의 청구범위에 제시된 범주에 의해서만 제한된다.
Claims (32)
- 중간 선체(SH1), 제 1 측면 선체(SH2), 제 2 측면 선체(SH3)를 적어도 갖는 선박(vessel)(500)에 있어서,
선박(500)이 이동할 때 중간 선체(SH1)와 제 1 측면 선체(SH2) 사이에서 이동하는 얼음 덩어리(J1)를 수면(WL1) 아래로 밀기 위한 제 1 부분(10)을 구비하고 적어도 하나의 부분(10, 20)이 물과 오일 투과성인, 얼음 덩어리(J1) 사이의 오일(B1, B2)을 분리하기 위한 중간 선체(SH1)와 제 1 측면 선체(SH2) 사이의 분리 구조(100)와,
아래로 눌려져서 상기 분리 구조를 통과한 상기 얼음 덩어리(J1)로부터 분리된 오일(B3, B4)을 수거하기 위한 수단(200)을
포함하는 것을 특징으로 하는, 선박. - 제 1항에 있어서, 상기 분리 구조(100)는 중간 선체(SH1)에 대해 이동 불가능하거나, 본질적으로 선박의 추진 장치(P1) 또는 추진 장치의 진동 및 얼음 덩어리에 의해 유발된 힘의 영향에 의해서만 진동하도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 선박.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 분리 구조(100)는 아래로 눌려진 얼음 덩어리(J1)를 수면(WL1) 아래에 유지하기 위한 제 2 부분(20)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 선박.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 부분(10)은 오일 및 물 투과성인 것을 특징으로 하는, 선박.
- 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 제 2 부분은 오일 및 물 투과성인 것을 특징으로 하는, 선박.
- 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 구조(100)는 격자(grate)이고, 상기 격자는 얼음 덩어리(J1)의 미끄러짐을 촉진하기 위해 선박(500)의 길이 방향으로 실질적으로 편평한 밑면을 갖는 것을 특징으로 하는, 선박.
- 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 부분(10)과 수면(WL1) 사이의 각도는 수면(WL1)의 높이에서 10°내지 30°인 것을 특징으로 하는, 선박.
- 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 구조(100)는 수선(waterline)을 따른 중간 선체(SH1)의 길이의 30% 이상의 길이인 거리(L1)에 걸쳐 얼음 덩어리(J1)를 수면(WL1) 아래에 유지하도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 선박.
- 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선박은 오일 안내 구조(30)를 포함하고, 상기 오일 안내 구조는 중간 선체(SH1)에 대해 대각선 방향으로 존재하고, 선박이 이동하는 동안 상기 분리 구조(100)를 통과한 오일(B3, B4)을 중간 또는 측면 선체에 배치된 오일 수거 유닛(200) 내로 수거하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 선박.
- 제 9항에 있어서, 선박(500)은 오일(B3, B4)을 상기 오일 수거 유닛(200)으로 전달하도록 배열된 적어도 하나의 펌프(42)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 선박.
- 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선박은 오일(B3, B4)이 수면(WL1)으로부터 수거되기 이전에 수면(WL1) 상의 오일(B3, B4)로부터 분리 구조(100)를 통과한 작은 얼음 덩어리(JS1) 및/또는 얼음 슬러지를 제거하기 위한 수단(38)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 선박.
- 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선박(500)은 상기 분리 구조(100)를 통해 상기 중간 선체(SH1)의 측면 및/또는 아래로의 오일 전달이 강화되도록 중간 선체(SH1)의 수선 아래로 가스를 인도하기 위한 적어도 하나의 가스 도관(190)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 선박.
- 얼음 또는 얼음 덩어리(J1)로 덮인 물의 영역으로부터 오일(B1, B2)을 수거하기 위한 방법에 있어서,
적어도 3개의 선체를 갖는 이동하는 선박(500)의 중간 선체(SH1)와 측면 선체(SH2) 사이에 부착된 분리 구조(100)를 사용하여 수면(WL1) 아래로 얼음 덩어리(J1)를 미는 단계와,
아래로 밀려진 상기 얼음 덩어리(J1)로부터 분리되고 상기 분리 구조(100)를 통과한 오일(B3, B4)을 적어도 부분적으로 수거하는 단계를
포함하는 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법. - 제 13항에 있어서, 상기 분리 구조(100)는 중간 선체(SH1)에 대해 이동불가하거나, 상기 분리 구조(100)는 본질적으로 선박의 추진 장치(P1) 또는 추진 장치의 진동 및 얼음 덩어리에 의해 유발된 힘의 영향에 의해서만 진동하는 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법.
- 제 13항 또는 제 14항에 있어서, 상기 분리 구조(100)는 얼음 덩어리(J1)의 미끄러짐을 촉진하기 위해 선박(500)의 길이 방향으로 실질적으로 편평한 밑면을 갖는 격자인 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법.
- 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 구조(100)와 수면(WL1) 사이의 각도는 수면(WL1)의 높이에서 10°내지 30°인 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법.
- 제 13항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 얼음 덩어리(J1)는 수선을 따른 중간 선체(SH1)의 길이의 30% 이상의 거리(L1)에 걸쳐 수면(WL1) 아래에 보유되는 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법.
- 제 13항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 구조(100)를 통과한 오일(B3, B4)은 선박(500)의 중간 선체에 대해 대각선으로 배치된 오일 안내 구조(30)를 사용하여 중간 선체(SH1) 또는 측면 선체(SH2, SH3)에 배치된 오일 수거 유닛(200) 내로 수거되는 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법.
- 제 18항에 있어서, 선박(500)의 선체(SH1, SH2, SH3) 옆으로부터 오일 수거 유닛(200)으로 오일(B3, B4)을 펌핑하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법.
- 제 13항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 구조(100)를 통해 중간 선체(SH1)의 측면 상의 또는 그 아래의 오일을 이동시키기 위해 중간 선체(SH1)의 측면 또는 그 아래로 가스를 안내하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법.
- 제 13항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일(B3, B4)이 수면(WL1)으로부터 수거되기 전에 수면(WL1) 상의 오일(B3, B4)로부터 상기 분리 구조(100)를 통과한 작은 얼음 덩어리(JS1) 및/또는 얼음 슬러지를 적어도 부분적으로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법.
- 제 13항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선박(500)으로 이어진 얼음을 쇄빙하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법.
- 제 22항에 있어서, 상기 선박(500)에 의해 이어진 얼음으로부터 쇄빙되고 분리 구조(100)에 의해 아래로 눌려지는 얼음 덩어리의 평균 직경은 0.3m 이상인 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법.
- 제 22항 또는 제 23항에 있어서, 상기 선박(500)의 치수, 흘수(draught) 및 이동 속도는 이어진 얼음으로부터 쇄빙되어 분리 구조(100)에 의해 아래로 눌려지는 얼음 덩어리(J1)의 평균 직경이 선박의 중간 선체(SH1)와 측면 선체(SH2) 사이의 거리의 1/3 이상이 되도록 선택되고, 상기 평균 직경은 아래로 눌려지는 상기 얼음 덩어리(J1)의 질량에 따라 가중되어 계산되는 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법.
- 얼음 또는 얼음 덩어리(J1)로 덮인 물로부터 오일(B5)을 수거하기 위한 방법에 있어서,
물의 밑면에 대해 실질적으로 제 위치에 선박(500)이 고정되는 단계와,
선박(500) 주변의 물은 스트림이 물 내의 오일(B5)을 선박(500)의 중간 선체(SH1) 및 측면 선체(SH2) 사이에 부착된 분리 구조(100)를 향해 안내하도록 이동되는 단계와,
상기 분리 구조(100)를 통과한 오일(B3, B4)이 적어도 부분적으로 수거되는 단계를
포함하는 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법. - 제 25항에 있어서, 상기 분리 구조(100)는 중간 선체(SH1)에 대해 이동불가하거나 상기 분리 구조(100)는 본질적으로 선박의 추진 장치(P1) 또는 추진 장치의 진동 및 얼음 덩어리에 의해 유발된 힘의 영향에 의해서만 진동하는 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법.
- 제 25항 또는 제 26항에 있어서, 상기 분리 구조(100)는 얼음 덩어리(J1)의 미끄러짐을 촉진하기 위해 선박(500)의 길이 방향으로 실질적으로 편평한 밑면을 갖는 격자인 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법.
- 제 25항 내지 제 27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 구조(100)와 수면(WL1) 사이의 각도는 수면(WL1)의 높이에서 10°내지 30°인 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법.
- 제 25항 내지 제 28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 구조(100)를 통과한 오일(B3, B4)은 선박(500)의 중간 선체에 대해 대각선으로 존재하는 오일 안내 구조(30)를 사용하여 중간 선체(SH1) 또는 측면 선체(SH2, SH3)에 배치된 오일 수거 유닛(200) 내로 수거되는 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법.
- 제 29항에 있어서, 선박(500)의 선체(SH1, SH2, SH3) 옆으로부터 오일 수거 유닛(200)으로 오일(B3, B4)을 펌핑하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법.
- 제 25항 내지 제 30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 구조(100)를 통해 중간 선체(SH1)의 측면 또는 그 아래의 오일을 이동시키기 위해 중간 선체(SH1)의 측면 또는 그 아래로 가스를 안내하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법.
- 제 25항 내지 제 31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일(B3, B4)이 수면(WL1)으로부터 수거되기 전에 수면(WL1) 상의 오일(B3, B4)로부터 상기 분리 구조(100)를 통과한 작은 얼음 덩어리(JS1) 및/또는 얼음 슬러지를 적어도 부분적으로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오일 수거 방법.
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