KR20110015277A - 부유체 스태빌라이저 - Google Patents

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KR20110015277A
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곽병만
박경진
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한국과학기술원
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Abstract

본 발명에 따른 부유체 스태빌라이저는 부유하는 부유체와 이격되어 상기 부유체 둘레 및 저면을 둘러싸는 부유쉘과, 부유쉘 또는 부유체 중 어느 하나에 일단이 고정되고, 부유쉘 또는 부유체 중 다른 하나에 형성된 롤러를 경유하여 부유쉘 또는 부유체 중 어느 하나에 타단이 고정되는 슬라이딩 라인을 포함한다. 또는 본 발명에 따른 부유체 스태빌라이저는 부유하는 부유체와 이격되어 부유체 둘레 및 저면을 둘러싸는 부유쉘과, 부유쉘의 저면과 부유체의 저면 사이에 부유체의 요동방향의 반대방향으로 힘을 가할 수 있는, 부유체의 자세를 제어하는 자세제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 부유체 스태빌라이저는 부유하는 부유체의 평형상태를 유지하여 부유체의 안정성 및 작업의 안전성을 확보하기 위한 것으로, 예를 들어 선박의 정밀장비 또는 선실의 요동에 대한 안정성을 확보하거나 해상에서의 작업이 안정적이고 효율적으로 이루어지도록 하는 효과가 있다.
또한, 부유체에 대한 유체면의 상승하강에 대하여 부유체의 유체면에 대한 수직 절대 위치를 용이하게 유지 또는 조정하여 평형상태를 능동적으로 유지하도록 할 수 있다.
또한, 부유체에 의한 해상 등에서 더욱 안정적이고 효율적으로 유지될 수 있도록 하며, 부유체의 안정성을 보장할 수 있음과 더불어 부유체 상의 사람의 안전을 담보할 수 있는 효과가 있다.
부유체, 부유쉘, 평형

Description

부유체 스태빌라이저{STABILIZER FOR FLOATING BODY}
본 발명은 부유하는 부유체를 안정화시키는 스태빌라이저(stabilizer)에 관한 것으로, 구체적으로, 요동을 피할 수 없는 부유체의 안정화, 예를 들어 육지로부터 떨어진 해상에서 파랑 또는 조류 등에 의하여 요동하는 부유체를 안정화시키기 위한 부유체 스태빌라이저에 관한 것이다.
유체 상에 부유하는 부유체의 안정성을 담보하여야 하는 경우는 다양한 산업분야에서 많이 존재하며, 예를 들어 선박 등에 정밀장치가 구비되는 경우나, 선실의 안정화가 요구되는 경우, 또는 선박 또는 이동항구 자체의 안정성을 담보하여야 하는 경우에 있어서도 요구되는 경우가 있다.
원격지의 상품이동수단으로서, 선박을 이용한 해상운송은 타 운송수단에 비하여 에너지를 적게 사용하며, 수송비용도 저렴하여 국제교역의 많은 부분을 해상운송에 의지하고 있다.
최근에는 컨테이너선이나 LNG 수송선과 같은 해상운송에 있어서, 운송의 효율을 향상시키기 위하여 대형화된 선박을 이용하게 되는데, 이는 선박의 수송량을 증가시켜 운송의 경제성을 확보하기 위한 것이다. 이에 따라 대형 선박을 접안시킬 수 있는 계류시설 및 하역시설을 구비한 항만이 점점 더 많이 요구되고 있다.
하지만, 대형 컨테이너선이 접안할 수 있는 항구는 국내외에 한정되어 있으며, 이러한 항구의 건설에는 많은 경비가 소요될 뿐만 아니라 넓은 장소가 요구된다. 또한, 대형 항구의 건설로 인하여 주변 교통 체증의 유발이나 해안환경의 파괴나 위험요소의 증가 등 주위의 환경에도 많은 영향을 끼치는 바, 대형 항구의 건설에는 많은 제약이 따르고 있다.
이에, 대형 선박을 항구 내의 안벽에 접안시키지 않고, 육지로부터 떨어진 해상에 정박시킨 채로 화물을 선적 및 하역하기 위한 부유체의 개념이 가시화되고 있다.
이와 같은 부유체에 있어서, 부유체는 부유상태에서 요동하는 경우가 발생할 수 있으며, 예를 들어, 파랑 또는 조류의 영항으로 부유체가 해상에서 작업을 하는 도중에 지속적으로 요동하게 되는 바, 이러한 요동은 부유체의 안정성 및 효율성에 악영향을 미친다. 이에, 파랑 또는 조류의 영향을 최소화시키기 위한 장치가 필요게 되며, 본 발명에 따른 부유체 스태빌라이저는 부유체의 평형상태를 안정적으로 유지하게 하여 요동을 최소화시키는 것이 가능하도록 하는 스태빌라이저를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 부유체의 스태빌라이저는 부유하는 부유체와 이격되어 부유체 둘레 및 저면을 둘러싸는 부유쉘과, 부유쉘에 일단이 고정되고, 부유체에 형성된 롤러를 경유하여 부유쉘에 타단이 고정되는 슬라이딩 라인을 포함한다.
여기서, 슬라이딩 라인은 부유체와 부유쉘의 사이에 4개 이상 형성될 수 있으며, 부유쉘은 U자 형상으로서, 부유쉘의 저면은 곡선형으로 형성될 수 있다.
또한, 부유쉘의 저면과 부유체의 저면 사이에는 부유체의 요동방향의 반대방향으로 힘을 가할 수 있는, 부유체의 자세를 제어하는 자세제어부가 더 포함될 수 있다.
여기서, 자세제어부는, 부유체와 연결되고 부유쉘의 저면에 의하여 지지되는 유압실린더와, 유압실린더를 구동하는 실린더구동부, 및 부유체와 부유쉘의 자세를 감지하는 자세 감지기를 포함할 수 있다.
더욱이, 부유체에 결합되고, 부유쉘의 내부 유체를 부유체 내부로 유입시키거나 부유체 내부 유체를 부유쉘 내부로 배출시키는 펌프를 더 포함할 수 있다.
또한, 부유체와 부유쉘이 이격부분에는 유체의 유동에 저항하는 유동저항체를 더 포함할 수 있으며, 유동저항체는 부유쉘에 부착되고, 유연한 재질로 형성될 수 있다.
또한, 부유체 내부 또는 외부 양측에는 각각 탱크가 마련되고, 탱크와 연결되는 양방향펌프를 더 포함하고, 양방향펌프는 부유체의 요동 반대방향의 탱크로 유체를 공급할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 부유체 스태빌라이저는, 부유하는 부유체와 이격되어 부유체 둘레 및 저면을 둘러싸는 부유쉘과, 부유쉘의 저면과 부유체의 저면 사이에는 부유체의 요동방향의 반대방향으로 힘을 가할 수 있는, 부유체의 자세를 제어하는 자세제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 부유쉘 또는 부유체 중 어느 하나에 일단이 고정되고, 부유쉘 또는 부유체 중 다른 하나에 형성된 롤러를 경유하여 부유쉘 또는 부유체 중 상기 어느 하나에 타단이 고정되는 슬라이딩 라인을 포함할 수 있다.
또한,부유하는 부유체와 이격되어 상기 부유체 둘레 및 저면을 둘러싸는 부유쉘과, 부유체와 부유쉘의 사이에 마련되어, 부유체와 부유쉘의 충돌을 방지하기 위한 완충재를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 부유체 스태빌라이저는 부유하는 부유체의 평형상태를 유지하여 부유체의 안정성 및 작업의 안전성을 확보하기 위한 것으로, 예를 들어 선박의 정밀장비 또는 선실의 요동에 대한 안정성을 확보하거나 해상에서의 작업이 안정적이고 효율적으로 이루어지도록 하는 효과가 있다.
또한, 부유체에 대한 유체면의 상승하강에 대하여 부유체의 유체면에 대한 수직 절대 위치를 용이하게 유지 또는 조정하여 평형상태를 능동적으로 유지하도록 할 수 있다.
또한, 부유체에 의한 해상 등에서 더욱 안정적이고 효율적으로 유지될 수 있 도록 하며, 부유체의 안정성을 보장할 수 있음과 더불어 부유체 상의 사람의 안전을 담보할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저에 대하여 상세하게 설명한다. 이하의 구체적인 실시예는 본 발명에 따른 부유체 스태빌라이저에 대하여 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.
본 발명의 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저는 유체 상에서 부유하는 물체에는 모두 적용될 수 있다. 이하의 실시예들에서는 해상에서 부유하는 경우에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1 또는 2를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저의 정면도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저는, 부유체(1)와 이격되어 부유체(1) 둘레 및 저면을 둘러싸는 부유쉘(10)과, 슬라이딩 라인(20)을 포함한다.
먼저, 부유체(1)는 유체 상에서 부유하여 유체에 의하여 무게가 지탱되는 물체를 의미하는 것으로, 예를 들어 해상에서 부유하며 해상작업을 가능하게 하는 부 유체이며, 이동항구이거나 FSRU(Floating Storage Regasification Unit) 등 해상에서 부유하며 작업을 가능하게 하는 가능한 모든 부유체를 의미한다. 뿐만 아니라, 부유체(1)는 선상에서 안정화되어야 하는 정밀 작업 장치, 선실 등 국부적인 유닛 등도 포함하며, 이 경우 국부적인 유닛은 로우프 내지 스프링 등에 의하여 위치의 이격이 극소화되도록 주위벽 등의 구조체와 일정거리가 유지될 수도 있다. 이러한 부유체(1)는 유체 상에서 부유하여, 예를 들어 해상에서 작업을 가능하게 하기 위하여 해상에 부유하여 있음으로 인하여, 요동원인, 예를 들어 파랑 또는 조류 등의 영향을 지속적으로 받게 되며, 이러한 영향으로 인하여 지속적인 요동이 발생하게 된다.
이러한 부유체(1)의 요동을 안정화시키기 위하여, 부유체(1)를 유체의 요동[부유쉘(10)의 요동에 의한 부유체(1)와 부유쉘(10) 내부의 유체가 요동하는 경우도 포함한다], 예를 들어 해상의 파랑 내지 조류 등과 단절시키기 위해 부유체(1)의 둘레 및 저면을 둘러싸는 부유쉘(10)이 마련된다.
여기서, 부유쉘(10)은 부유체(1)를 둘러싸기 위하여 측면(10s), 정면(10f), 배면(10r), 및 저면(10b)을 포함할 수 있다. 부유쉘(10)은 부유체(1)를 둘러쌈으로 인하여 요동, 예를 들어 파랑 내지 조류 등이 직접 부유체(1)에 영향을 미치지 않도록 하는 형상이면 모두 가능하고, 상부가 개구된 상자형상으로 되거나, 단면이 U자형으로 형성되어도 무방하다.
다만, 부유쉘(10)은 부유체(1)를 둘러싸되, 소정거리 이격되어 있어야 한다.
여기서, 부유쉘(10)이 부유체(1)를 둘러싸면서 이격되는 거리는 부유체(1)의 측면, 정면, 배면, 및 저면에 있어서 각각 다를 수 있으나, 동일하게 되어도 무방하다. 여기서, 부유쉘(10)은 부유체(1)의 저면에서도 이격되어 부유체(1)를 둘러싸는 형상을 가지는 바, 부유쉘(10)의 저면(10b)은 부유체(1)의 저면보다 하측에 위치한다. 또한, 부유쉘(10)의 저면(10b)이 부유체(1)의 저면 전반에 걸쳐 저면으로부터 이격된 거리가 동일 또는 유사할 수 있도록 부유쉘(10)의 저면은 곡선형으로 형성되되, 부유체(1)의 저면과 동일한 곡면을 갖도록 형성될 수도 있다.
또한, 이격되는 거리는 부유체(1)와 부유쉘(10) 주위의 환경, 예를 들어 공간적인 여건 내지 각 해상환경에 따라 다르게 설정될 수 있으며, 요동원인, 예를 들어 일반적인 파고의 고저와 특정 해상환경에서의 파랑 또는 조류의 세기를 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 이격되는 거리가 요동 고저의 2~3배가 되도록 형성될 수 있다.
여기서, 부유쉘(10)의 내부 유체와 외부 유체는 서로 분리되게 되며, 부유체(1)는 내부 유체에 부유하게 된다. 여기서, 내부 유체면(SI)은 외부 유체면(SO)보다 낮을 수 있다. 이는 부유쉘(10) 자체의 중량으로 인한 것으로, 부유쉘(10)이 일반적으로 유체의 비중보다 비중이 높은 물질로 형성되기 때문이다. 여기서, 부유쉘(10)의 높이는 외부 유체면(SO)보다 높게 형성될 수 있으며, 이로 인하여 외부 유체가 부유쉘(10)의 내부로 유입되는 것을 막을 수 있다.
다만, 부유쉘(10)의 높이가 외부 유체면(SO)보다 낮게 형성되어 부유쉘(10)이 유체에 잠기도록 형성될 수 있음은 물론이다. 이 경우에는 부유쉘(10)이 존재하는 부분에 대해서만 내부 유체와 외부 유체가 서로 분리되게 된다.
슬라이딩 라인(20)은 부유쉘(10)의 측면(10s)에 일단이 고정되고, 부유체(1)에 형성된 롤러(23)를 경유하여 타단이 다시 부유쉘(10)의 측면(10s)에 고정될 수 있다. 이 경우, 슬라이딩 라인(20)의 일단과 타단은 서로 이격되어 부유쉘(10)에 고정되어 있을 수 있다. 다만, 도 1 및 2에서는 이러한 이격이 깊이방향인 것으로 도시하였으나, 부유쉘(10)의 길이 또는 폭방향으로 이격되어 있을 수도 있음은 물론이다.
또한, 도면으로 도시하지는 않았으나, 슬라이딩 라인(20)의 고정단이 부유체(1)에 위치하고, 롤러(23)가 부유쉘(10)에 형성되어 있을 수도 있다.
또한, 슬라이딩 라인(20)은 부유쉘(10)과 부유체(1)의 사이에서 복수개 형성될 수 있으며, 이는 부유체(1)의 규모 및 주위 환경, 예를 들어 해상환경을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 부유체(1)의 측면 전방부 및 후방부와 마주하는 부유쉘(10)의 4 부분에 슬라이딩 라인(20)이 마련될 수 있으며, 부유체(1)의 후면 또는 전면의 좌측 및 우측부에 마주하는 부유쉘(10)의 4 부분에 마련될 수도 있음은 물론이다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 라인(20)은 부유쉘(10)의 전방부(10f) 및 후방부(10r)의 경계부에 고정되어 마련될 수도 있다.
물론, 슬라이딩 라인(20)은 부유쉘(10)의 전방부(10f) 또는 후방부(10r)에 고정될 수도 있으며, 일단은 부유쉘(10)의 측면(10s)에 고정되고 타단은 전방부(10f) 또는 후방부(10r)에 고정될 수도 있다.
또한, 도면으로 도시하지는 않았으나, 부유쉘(10)의 내부 유체를 부유체(1) 내부로 유입시키거나, 부유체(1)의 내부 유체를 부유쉘(10)의 내부로 배출하기 위 한 펌프(미도시)가 부유체(1) 또는 부유쉘(10)에 결합되어 마련될 수 있다. 이러한 펌프는 하나 또는 복수개로 마련될 수 있으며, 부유체(1) 내부에서 부유체(1)에 결합되어 있도록 마련될 수 있다. 이러한 펌프는 유체를 펌핑할 수 있는 일반적인 펌프가 사용될 수 있으며, 방수구조로 될 수 있음은 물론이다.
이러한 펌프가 능동적으로 부유체(1)의 수직 절대 위치를 유지할 수 있다. 즉, 부유체(1)의 무게가 증가하는 경우, 예를 들어 부유체(1)에 화물 등이 선적되는 경우 등의 원인으로 부유체(1)가 하강하는 경우에는 부유체(1) 내부 유체를 부유쉘(10)의 내부로 배출시킬수 있으며, 반대의 경우로서 부유체(1)가 상승하는 경우에는 부유쉘(10) 내부 유체를 부유체(1)의 내부로 유입시킬 수 있다. 이로써, 부유체(1)에 대한 유체면의 상승과 하강에 대하여 부유체(1)의 수직 절대 위치를 조정 내지 유지시킬 수 있게 된다.
이러한 펌프에 의하여 예를 들어, 해상에 부유하는 부유체(1)의 히빙 제어를 수행하는 경우에, 종래의 밸러스트 탱크(ballast tank)에 의한 부유체(1)의 흘수선 조절의 경우보다 유체의 펌핑량을 현격히 저감시킬 수 있다.
즉, 종래의 단면적 A인 부유체에서 부유체가 유체면에서 상승하는 높이를 h라고 할 때, 체적 Ah에 해당하는 유체를 부유체의 탱크 안으로 유입시켜야 부유체는 수직 절대 위치를 유지할 수 있다. 하지만, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저를 포함하는 경우, 부유쉘(10) 내부 유체면 상의 부유체(1)의 단면의 면적을 A라고 하고, 부유쉘(10)의 내부 유체면의 면적에서 부유체(1)의 단면의 면적을 제외한 부분을 B라고 하면, 부유체의 절대 위치를 유지하기 위해서는, 체적 ABh/(A+B)에 해당하는 유체만을 부유쉘(10) 내부에서 부유체(1)의 내부로 유입시키면 된다.
예를 들어, 부유체(1)의 단면적이 60m × 30m 인 경우, A = 1800㎡이고 화물의 하역으로 상승될 수 있는 배의 높이가 h인 경우, 종래의 부유체의 경우에는 1800h 만큼의 유체를 밸러스트 탱크안으로 유입시켜야 원래 높이를 유지할 수 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저를 포함하는 경우에는, 부유쉘(10) 내부의 단면적에서 부유체(1)의 단면적을 뺀 내수면의 면적이 B = 180㎡[부유체(1)로부터 부유쉘(1)의 이격거리가 약 1m인 경우]라고 하면, 164h 만큼의 유체만을 부유체(1) 내부로 유입시키면 되므로, 종래의 부유체에 비하여 1/11에 해당하는 유체, 즉 9.1%만의 유체를 유입시킴으로써 부유체(1)의 절대 높이를 조정 내지 유지시킬 수 있게 된다. 또한, 마찬가지로 조류나 파도에 의하여 유체면의 높이가 h만큼 상승할 경우, 부유체의 수직 절대 위치를 유지하려면, 종래에 비하여 1/11에 해당하는 유체를 부유쉘(10)의 내부로부터 부유체(1)의 내부로 유입하면 된다.
이로써, 부유체(1)에 대한 유체면의 상승이나 부유체의 무게 변화에 대하여 효율적으로 부유체(1)의 수직 절대 위치를 유지 내지 조정할 수 있게 되는 것이다.
또한, 도 1 또는 2에 도시된 바와 같이, 부유쉘(10) 내부 유체에 전달될 수 있는 파랑 또는 조류의 유동을 제한하기 위하여, 부유쉘(10) 내부 유체에는 유동저항체(40)가 마련될 수 있다. 유동저항체(40)는 부유체(1)와 부유쉘(10)의 사이에 내부 유체에 잠겨있음으로 인하여, 내부 유체의 요동에 대하여 요동의 저항 역할을 하여 요동 저감의 효과를 달성한다. 여기서, 유동저항체(40)는 유연한 그물 구조 나 소정 높이의 격벽 모양으로 형성되어 부유체(1) 및/또는 부유쉘(10)에 부착되어 있을 수 있으며, 부유체(1)와 충돌하지 않는 범위 내에서 마련된다.
이와 같은 유동저항체(40)가 유동 자체에 대하여 저항역할을 함으로써, 부유쉘(10) 내부 유체의 유동 내지 부유체(1) 또는 부유쉘(10) 자체의 유동이 저감될 수 있다.
또한, 도면으로 도시하지는 않았으나, 부유체(1)의 내부 또는 외부 양측에는 유체탱크(미도시)가 마련되고 각 유체탱크와 연결되는 양방향펌프를 더 포함할 수 있다. 이러한 양방향펌프는 존재할 수 있는 부유체(1)의 요동을 추가로 제거 내지 저감할 수 있다. 즉, 부유체(1)가 좌측으로 기울어지는 경우에는 부유체(1)의 우측에 마련되어 있는 유체탱크에 유체를 공급하고, 부유체(1)가 우측으로 기울어지는 경우에는 부유체(1)의 좌측에 마련되어 있는 유체탱크에 유체를 공급하여, 기울어지는 요동을 추가로 제거 내지 저감할 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저가 파랑 또는 조류의 영향에 대한 직접적인 작용에 대하여 간략히 설명하도록 한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저는, 파랑 내지 조류 등에 의하여 외부적 충격요인이 있는 경우, 부유쉘(10)이 이러한 외부적 충격요인과 맞닥뜨리되, 이러한 외부적 충격요인은 부유쉘(10)을 요동시키는데 그치고 부유체(1)는 요동되게 하지 않는다. 이때, 부유쉘(10)이 요동되는 경우에, 슬라이딩 라인(20)은 부유체(1)의 롤러(23)를 경유하여 조율되게 된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 부유쉘(10)에 파랑 내지 조류의 파동(W)이 맞닥뜨리는 경우, 부유 쉘(10)은 조류의 파동(W)에 맞추어 요동하게 되고, 이 때, 이러한 요동에 대하여 슬라이딩 라인(20)은 롤러(23)를 중심으로 양측 슬라이딩 라인(20)의 길이가 달라지면서, 부유체(1)와 부유쉘(10)간의 상대운동은 허용되면서 부유체(1)가 부유쉘(10)과는 부딪히지 않게 된다.
도 1 및 2에서 설명되지 않은 참조번호 3은 화물(C)의 선적 및 하역을 가능하도록 하는 크레인이다.
도 3 또는 4를 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저를 상세히 설명하도록 한다. 본 발명의 제 1 실시예의 경우와 비교하여 동일한 참조번호에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저의 측면도이고, 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저의 정면도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저는, 부유체(1)와 이격되어 부유체(1) 둘레 및 저면을 둘러싸는 부유쉘(10)과, 부유체(1)의 저면과 연결되고 부유쉘(10)에 의하여 지지되는 부유체(1)의 자세를 능동적으로 제어하는 자세제어부(30)를 포함한다. 또한, 슬라이딩 라인(20)을 포함할 수도 있다.
여기서, 자세제어부(30)가 부유체(1)의 저면과 연결되는 구성은 반드시 자세제어부(30)가 부유체(1)의 저면과 결합된 구성을 의미하지는 않는다. 즉, 부유체(1)의 자세를 능동적으로 제어할 필요가 있는 경우에 부유체(1)의 저면에 접촉하여 부유체(1)의 자세를 능동적으로 제어하는 경우를 포함하는 개념이다. 또한, 자세제어부(30)가 부유쉘(10)에 의하여 지지되는 구성은 부유쉘(10)에 의하여 직접지 지되는 경우 뿐만 아니라, 여타 부재를 경유하여 간접지지되는 경우도 포함하는 개념이다.
또한, 도 3 또는 4에 도시된 바와 같이, 부유쉘(10) 내부 유체에 전달될 수 있는 요동, 예를 들어 파랑 또는 조류의 유동을 제한하기 위하여, 부유쉘(10) 내부 유체에는 유동저항체(40)가 마련될 수 있다. 유동저항체(40)는 부유체(1)와 부유쉘(10)의 사이에 내부 유체에 잠겨있음으로 인하여, 내부 유체의 요동에 대하여 요동의 저항 역할을 하게되며, 내부 유체의 요동을 저감시킨다. 여기서, 유동저항체(40)는 부유쉘(10)에 부착되어 있을 수 있으며, 부유쉘(10)의 측면부(10s), 전방부(10f), 및/또는 후방부(10r)에 마련될 수 있으며, 부유체(1)와 충돌하지 않는 범위 내에서 마련된다.
자세제어부(30)는 부유체(1)의 요동에 맞추어 부유체(1)의 요동을 저감하도록 부유체(1)의 자세를 능동적으로 제어하게 되며, 부유체(1)의 요동방향의 반대방향으로 부유체(1)에 힘을 가하게 된다.
자세제어부(30)가 부유체(1)에 힘을 가하는 것은, 자세제어부(30)가 부유체(1) 저면 일측에만 결합되어 있어, 부유체(1)의 요동방향의 반대방향으로 부유체(1) 저면 일측을 당기거나 밀게 됨으로써 이루어질 수 있다. 또는 자세제어부(30)가 부유체(1) 저면 양측에 연결되어 있어, 부유체(1)의 요동방향에 존재하는 자세제어부(30)가 부유체(1)를 밀게되어 요동방향의 반대방향으로 힘을 가함으로써 이루어질 수 있다.
여기서, 부유체(1) 저면 일측 또는 양측은 부유체(1)를 정면 또는 측면에서 바라보았을 때의 하나의 측만을 의미하는 것이지, 입체적인 부유체(1) 전체에 있어서 하나의 측만을 의미하지는 않는다. 또한, 자세제어부(30)와 부유체(1)의 연결의 의미는 자세제어부(30)가 부유체(1)에 힘을 가할 필요가 있는 경우에만 부유체(1)에 접촉하는 개념을 포함한다.
자세제어부(30)는 부유체(1)의 저면과 연결되고 부유쉘(10)에 의하여 지지되는 유압실린더(31), 유압실린더(31)를 구동하는 실린더구동부(33), 및 자세 감지기(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 자세 감지기는 센서 등 부유체(1)와 부유셀(10)의 상대적 내지 절대적 요동을 감지할 수 있는 구성이면 어떠한 구성이라도 가능하며, 자세제어부(30) 내부에 구비되거나 자세제어부(30)의 외측에 구비되어도 무방하다. 이러한 자세 감지기의 감지작용에 의하여 유압실린더(31)의 길이 내지 힘에 따른 부유체(1)의 자세가 제어되게 된다.
이하에서는, 도 3 또는 4에 도시된 바와 같이, 부유체(1)의 저면과 부유쉘(10)의 저면의 사이에서 부유체(1)의 꼭지점부에 자세제어부(30)가 마련되는 경우에 대하여만 설명하도록 한다.
자세제어부(30)는 부유쉘(10)의 저면과 연결되는 유압실린더(31)와 유압실린더(31)를 구동하는 실린더구동부(33)를 포함하여, 부유체(1)의 요동방향쪽 유압실린더(31)가 연장되면서 부유체(1)에 힘을 가하게 된다. 이렇게 가해진 힘에 의하여, 부유체(1)는 요동방향 반대방향으로 복귀할 수 있게 되어 부유체(1)의 평형상태를 유지할 수 있게 된다.
여기서, 유압실린더(31)는 부유쉘(10)의 저면 꼭지점부에 4개 마련될 수 있 으나, 자세제어부(30)의 개수는 이에 한정되지 않고, 부유체(1) 및 부유쉘(10)의 규모 및 설계조건에 따라 달라질 수 있다.
또한, 구체적으로 설명하지는 않겠으나, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 부유체의 스태빌라이저는 본 발명의 제 1 실시예의 경우와 마찬가지로, 부유체(1) 내부 또는 외부 양측에 탱크가 마련되고, 탱크와 연결되는 양방향펌프를 더 포함함으로써, 부유체의 요동 반대방향의 탱크로 유체를 공급하는 구조를 포함할 수도 있음은 물론이다. 더욱이, 본 발명의 제 1 실시예의 경우와 마찬가지로, 부유쉘(10)의 내부 유체를 부유체(1)의 내부로 유입하거나 반대로 부유체(1)의 내부 유체를 부유쉘(10)의 내부로 배출하기 위한 펌프가 마련되어, 유체면의 상승이나 하강, 또는 화물의 선적 내지 하역에 따른 부유체(1)의 수직 절대 위치의 유지 내지 조정이 가능하도록 될 수 있다.
이로써, 부유체(1)의 안정화시킬 수 있게 되며, 구체적으로는 부유하는 각종 정밀 장비 또는 선실의 요동을 저감시키거나, 해상에 부유하여 작업하는 선박 또는 항구의 요동을 제거 또는 저감시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저의 작용에 대하여 간략히 설명하도록 한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저는, 외부 요동원인, 예를 들어 파랑 내지 조류 등에 의하여 외부적 충격요인이 있는 경우, 부유쉘(10)이 이러한 외부적 충격요인과 맞닥뜨리되, 이러한 외부적 충격요인은 부유쉘(10)을 요동시키는데 그치고 부유체(1)는 요동되게 하지 않으며, 슬라이딩 라인(20)은 부유 체(1)를 경유하여 부유쉘(10)이 요동에 대하여 부유체(1)가 부유쉘(10)과 충돌하지 않도록 조율하게 된다. 이 때, 부유쉘(10)의 요동에 의하여 부유쉘(10) 내부 유체에 요동이 발생할 수도 있으며, 이러한 내부 유체의 요동은 부유체(1)에 전달될 수도 있는 바, 이 경우, 자세제어부(30)의 실린더구동부(33)는 유압실린더(31)를 구동하여 부유체(1)가 요동하지 않도록 부유체(1)의 자세를 제어하게 된다.
또한, 도면으로 도시하지는 않았으나, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 제 3 실시예를 설명함에 있어서, 상기 제 1 실시예 또는 제 2 실시예와 동일한 구성에 대하여는 그 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저는 상기 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 구비되어 있는 슬라이딩 라인(20) 대신에 부유체와 부유쉘의 충돌을 방지할 수 있는 완충재(미도시)를 포함한다.
완충재는 스프링이나 쿠션일 수 있으며, 부유쉘(10)이 유체의 요동을 직접적으로 수용하며 이러한 요동이 부유체(1)에 전달되지 않도록 하되, 부유쉘(10)의 요동 중에 부유체(1)와 직접적인 충돌을 방지하기 위하여 마련된다.
완충재는 부유체(1) 또는 부유쉘(10)의 사이에 마련되며, 부유체(1)에 부착되어 있거나 부유쉘(10)에 부착되어 있을 수 있다. 또한, 부유체(1)와 부유쉘(10)에 모두 부착되어 연결되어 있을 수도 있다. 완충재는 부유체(1)와 부유쉘(10)의 충돌을 방지하기 위한 구성으로서, 부유쉘(10)의 일측이 부유체(1)의 일측에 접근하는 경우에, 소정 간격의 사이에서 부유체(1)와 부유쉘(10)이 충돌하지 않도록 자 체적으로 변형되면서 충격을 흡수하게 된다.
여기서, 완충재는 부유쉘(10)이 부유체(1)에 충격이 전달되지 않는 재질로 형성되고, 또한, 부유쉘(10)의 규모 및 요동의 크기 등 주위 환경에 맞추어 충분한 강도를 갖는 재질로 형성된다.
이상 본 발명의 실시예들에 따른 이동항구의 평형유지장치의 구체적인 실시 형태를 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 군함 등 대형 선박에 설치된 특정 정밀 장비 등 국부적인 유닛을 안정화시킬 때 등에도 사용될 수 있는 바, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경할 수 있으며, 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이 외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것은 명백하다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저의 측면도이고,
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저의 정면도이고,
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저의 측면도이고,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저의 정면도이고,
도 5는 본 발명의 제 1 또는 제 2 실시예에 따른 부유체 스태빌라이저의 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
1: 부유체 3: 크레인
10: 부유쉘 20: 슬라이딩 라인
30: 자세제어부 40: 유동저항체

Claims (13)

  1. 부유하는 부유체와 이격되어 상기 부유체 둘레 및 저면을 둘러싸는 부유쉘과,
    상기 부유쉘 또는 상기 부유체 중 어느 하나에 일단이 고정되고, 상기 부유쉘 또는 상기 부유체 중 다른 하나에 형성된 롤러를 경유하여 상기 부유쉘 또는 상기 부유체 중 상기 어느 하나에 타단이 고정되는 슬라이딩 라인을 포함하는
    부유체 스태빌라이저.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬라이딩 라인은 상기 부유체와 상기 부유쉘의 사이에 4개 이상 형성되는
    부유체 스태빌라이저.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 부유쉘은 U자 형상으로서,
    상기 부유쉘의 저면은 곡선형으로 형성되는
    부유체 스태빌라이저.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 부유쉘의 저면과 상기 부유체의 저면 사이에는 상기 부유체의 요동방향의 반대방향으로 힘을 가할 수 있는, 상기 부유체의 자세를 제어하는 자세제어부가 더 포함되는
    부유체 스태빌라이저.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 자세제어부는,
    상기 부유체와 연결되고 상기 부유쉘의 저면에 의하여 지지되는 유압실린더와,
    상기 유압실린더를 구동하는 실린더구동부와,
    상기 부유체와 부유쉘의 자세를 감지하는 자세 감지기를 포함하는
    부유체 스태빌라이저.
  6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 부유체에 결합되고, 상기 부유쉘의 내부 유체를 상기 부유체 내부로 유입시키거나 상기 부유체 내부 유체를 상기 부유쉘 내부로 배출시키는 펌프를 더 포 함하는
    부유체 스태빌라이저.
  7. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 부유체와 상기 부유쉘이 이격부분에는 유체의 유동에 저항하는 유동저항체를 더 포함하는
    부유체 스태빌라이저.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 유동저항체는 상기 부유체 또는 상기 부유쉘에 부착되고, 유연한 재질로 형성되는
    부유체 스태빌라이저.
  9. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 부유체 내부 또는 외부 양측에는 각각 탱크가 마련되고,
    상기 탱크와 연결되는 양방향펌프를 더 포함하고,
    상기 양방향펌프는 상기 부유체의 요동 반대방향의 탱크로 유체를 공급하는
    부유체 스태빌라이저.
  10. 부유하는 부유체와 이격되어 상기 부유체 둘레 및 저면을 둘러싸는 부유쉘과,
    상기 부유쉘의 저면과 상기 부유체의 저면 사이에 상기 부유체의 요동방향의 반대방향으로 힘을 가할 수 있는, 상기 부유체의 자세를 제어하는 자세제어부를 포함하는
    부유체 스태빌라이저.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 부유쉘 또는 상기 부유체 중 어느 하나에 일단이 고정되고, 상기 부유쉘 또는 상기 부유체 중 다른 하나에 형성된 롤러를 경유하여 상기 부유쉘 또는 상기 부유체 중 상기 어느 하나에 타단이 고정되는 슬라이딩 라인을 포함하는
    부유체 스태빌라이저.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 자세제어부는,
    상기 부유체와 연결되고 상기 부유쉘의 저면에 의하여 지지되는 유압실린더와,
    상기 유압실린더를 구동하는 실린더구동부와,
    상기 부유체와 부유쉘의 자세를 감지하는 자세 감지기를 포함하는
    부유체 스태빌라이저.
  13. 부유하는 부유체와 이격되어 상기 부유체 둘레 및 저면을 둘러싸는 부유쉘과,
    상기 부유체와 상기 부유쉘의 사이에 마련되어, 상기 부유체와 상기 부유쉘의 충돌을 방지하기 위한 완충재를 포함하는
    부유체 스태빌라이저.
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