KR20110017119A - 선박의 밸러스트 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박의 밸러스트 시스템에 관한 것으로서, 선체에 해수가 출입하도록 마련되는 해수출입부와, 해수출입부를 통해 유입되는 해수가 채워지도록 선체의 내부에 마련되는 해수유입공간과, 해수유입공간 내에 하측을 통해 해수가 유입되도록 마련되는 조절공간과, 조절공간의 내측에 기밀을 유지하도록 결합되어 승강되도록 설치되는 기밀승강판과, 기밀승강판을 승강시킴으로써 조절공간의 수위를 조절하는 승강액츄에이터를 포함한다. 따라서, 본 발명은 선체에 항상 흐를 수 있도록 유출입되는 해수를 이용하여 선체의 평형이나 복원성을 쉽게 조절할 수 있도록 하며, 밸러스트수에 의한 환경 문제를 해결하도록 하는 효과를 가진다.
해수, 해수유입공간, 조절공간, 기밀승강판, 승강액츄에이터, 실린더

Description

선박의 밸러스트 시스템{BALLAST SYSTEM OF A VESSEL}
본 발명은 선체에 항상 흐를 수 있도록 유출입되는 해수를 이용하여 선체의 평형이나 복원성을 쉽게 조절할 수 있도록 하는 선박의 밸러스트 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 선박은 화물의 선적 및 하역에 의해 무게 중심이 변동되는 것을 최소화하기 위하여 밸러스트 탱크(ballast tank)를 가지고 있다.
선박에 화물이 만재되면 밸러스트 탱크로부터 밸러스트 수를 비움으로써 선박의 무게 중심이 해수면 아래에 위치하여 파도 등의 외력이 작용하더라도 안전하게 항해할 수 있도록 하고, 선적된 화물이 없거나 적은 경우에는 선박의 무게 중심이 해수면 아래로 이동하도록 밸러스트 탱크에 해수를 유입시켜서 안정적인 항해를 가능하도록 하며, 밸러스트 탱크 각각의 해수량을 조절함으로써 선박이 평형을 이루도록 한다.
이러한 선박의 밸러스트 탱크는 선박 내부에 설치되는 선체 탱크(hull tank)로서 선박의 하단부 좌측과 우측에 대칭 구조를 갖도록 다수개가 설치될 수 있으 며, 이 뿐만 아니라 선박의 데크 상에 설치되는 부력 케이싱(buoyancy casing)으로서 선박의 자세를 조절하기 위해서도 설치된다.
상기한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 선박은 밸러스트 탱크에 밸러스트 수를 넣고 빼는 것에 대해서는 문제가 없었지만, 밸러스트수가 선외로 배출되는 경우 환경 문제를 유발시킴으로써 이에 대한 많은 제약을 가지고 있었다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 선체에 항상 흐를 수 있도록 유출입되는 해수를 이용하여 선체의 평형이나 복원성을 쉽게 조절할 수 있도록 하며, 밸러스트수의 환경 문제를 해결하도록 한다.
본 발명에 따른 선박의 밸러스트 시스템은, 선체에 해수가 출입하도록 마련되는 해수출입부와, 해수출입부를 통해 유입되는 해수가 채워지도록 선체의 내부에 마련되는 해수유입공간과, 해수유입공간 내에 하측을 통해 해수가 유입되도록 마련되는 조절공간과, 조절공간의 내측에 기밀을 유지하도록 결합되어 승강되도록 설치되는 기밀승강판과, 기밀승강판을 승강시킴으로써 조절공간의 수위를 조절하는 승강액츄에이터를 포함한다.
본 발명은 선체에 항상 흐를 수 있도록 유출입되는 해수를 이용하여 선체의 평형이나 복원성을 쉽게 조절할 수 있도록 하며, 밸러스트수에 의한 환경 문제를 해결하도록 하는 효과를 가진다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 밸러스트 시스템을 도시한 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 밸러스트 시스템(100)은 선박의 평형이나 복원성을 조절하는 장치로서, 선체(200)에 해수가 출입하도록 마련되는 해수출입부(111,112)와, 해수출입부(111,112)를 통해 유입되는 해수가 채워지는 해수유입공간(120)과, 해수유입공간(120)에 마련되는 조절공간(130)과, 조절공간(130)에 설치되는 기밀승강판(140)과, 기밀승강판(140)을 승강시키는 승강액츄에이터(150)를 포함할 수 있다.
해수출입부(111,112)는 선체(200)의 내측으로 외부의 해수가 유입되기 위하여 선체(200)의 다양한 위치에 마련될 수 있으며, 일례로 선체(200)가 기본적인 선형을 유지하면서 외부의 해수가 내측으로 유입되어 이동할 수 있도록 선체(200)의 선수와 선미에 각각 형성되는 제 1 개구(111)와 제 2 개구(112)를 포함할 수 있다. 이 때, 선체(200)가 전진 시 제 1 개구(111)는 해수가 유입되는 역할을 주로 함과 아울러 제 2 개구(112)는 해수가 유출되는 역할을 주로 하며, 선체(200)가 정지 시 제 1 개구(111)와 제 2 개구(112)는 해수의 유입 및 유출 역할을 동시에 수행할 수 있다.
해수유입공간(120)은 해수출입부(111,112)를 통해 유입되는 해수가 채워지도록 선체(200)의 내측에 마련되고, 선체(200)를 이루는 벽체에 의해 형성되거나, 선체(200)를 이루는 벽체와는 별도의 벽체에 의해 형성될 수 있으며, 선체(200)에 길이방향을 따라 또는 폭방향을 따라 형성될 수 있고, 선체(200)에 적재 공간이나 수용 공간을 확보하거나 평형 또는 복원성 조절에 유리하도록 길이방향으로 양측부를 따라 다수로 형성되거나 폭방향으로 다수로 형성될 수 있으며, 다수로 형성될 경우 해수가 서로간에 이동하도록 하부가 연결될 수 있다.
조절공간(130)은 해수유입공간(120) 내에 하측을 통해 해수가 유입되도록 마련되고, 선체(200)의 평형이나 복원성 조절에 유리한 위치에 단일로 마련될 수 있으며, 이와 달리, 해수유입공간(120) 내에 설치되는 격벽(131)에 의해 하부가 개방되도록 다수로 구획되어 기밀승강판(140)이 내측에 각각 설치될 수 있고, 하측을 통해서 해수가 유입되되, 하측을 제외한 부분을 통해서 해수가 유입되지 않는 구조를 가질 수 있다.
조절공간(130)은 선체(200)의 폭방향으로 다수로 배열될 수 있는데, 본 실시예에서처럼 선체(200)의 평형 조절에 유리하도록 선체(200)의 길이방향을 따라 다수로 배열되어 내측에 기밀승강판(140)이 각각 설치될 수도 있다.
조절공간(130)은 해수로부터 격리된 상부가 개방되도록 형성될 수 있고, 이와 달리, 공기의 유출입을 가능하도록 함으로써 기밀승강판(140)의 승강을 원활하도록 하면서 기밀승강판(140)의 고장이나 손상 등으로 인해 내부가 침수되는 것을 억제 내지 최소화할 수 있도록 차단캡(미도시) 등이 설치될 수 있는 통기홀(132)이 상부에 형성될 수 있으며, 내측에 기밀승강판(140)의 승강을 원활히 하도록 기밀승강판(140)에 상응하는 형상의 단면이 상하로 일정하게 형성되는 관 형태를 가질 수 있고, 승강판(140)의 형상에 따라 원형 또는 다각형 등의 단면 형상을 가질 수 있다.
기밀승강판(140)은 조절공간(130) 각각의 내측에 기밀을 유지하도록 결합되되, 승강이 가능하도록 설치됨으로써 조절공간(130) 내에서 하측의 해수가 상측으로 이동하지 못하도록 하고, 이로 인해 자신이 정지된 높이에 따라 조절공간(130) 내의 수위를 조절하게 되며, 조절공간(130)의 내측에 접하는 외주면에 기밀을 위한 오링 등과 같은 씰링부재(141)가 마련될 수 있다.
승강액츄에이터(150)는 기밀승강판(140) 각각을 승강시킴으로써 조절공간(130)의 수위를 조절할 수 있는데, 일례로 기밀승강판(140) 각각의 상부에 로드(151a)가 고정되어 수직되게 설치되는 실린더(151)와, 실린더(151) 각각에 작동 유체를 공급하는 유체공급부(152)를 포함할 수 있다. 이 때, 유체공급부(152)로부터 실린더(151)로 각각 공급되는 작동 유체의 흐름은 밸브 등과 같은 개폐부재(미도시)에 의해 제어될 수 있으며, 이러한 개폐부재는 수작업에 의해 또는 원격 제어에 의해 동작할 수 있다.
실린더(151)는 선체(200)의 데크(210) 상에 설치되거나, 본 실시예에서처럼 조절공간(130) 내에서 기밀승강판(140)에 의해 해수의 유입이 차단되는 공간에 설치될 수 있으며, 짧은 길이로 긴 스트로크가 가능하도록 로드(151a)가 다단튜브형 로드로 이루어지는 텔레스코프 실린더로 이루어질 수 있으며, 공압 또는 유압에 의해 작동할 수 있다.
유체공급부(152)는 실린더(151)에 작동 유체로서 에어를 정해진 압력으로 공급하거나, 실린더(151)에 작동 유체로서 오일을 정해진 압력으로 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 밸러스트 시스템(100)을 가지는 선박은 기존 밸러스트 탱크를 가지는 선박과는 다르게 선체(200)의 바닥에 항상 해수가 흐르기 때문에 이러한 조건을 고려하여 복원성(stability) 계산을 수행하게 된다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 선박의 밸러스트 시스템의 작동을 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더(151)의 개별적 동작에 따라 기밀승강판(140) 각각을 승강시킴으로써 선체(200)의 내부에 다수로 마련된 조절공간(130)마다 채워지는 해수의 양을 조절하여 선체(200)의 평형 내지 복원성을 조절할 수 있다.
또한, 밸러스트 컨디션(ballast condition)일 경우는 실린더(151)의 동작에 의해 기밀승강판(140)을 상승시켜서 조절공간(130)에 해수를 채우고, 로딩 컨디션(loading condition)일 경우는 실린더(151)의 동작에 의해 기밀 승강판(140)을 하강시켜서 조절공간(130)으로부터 해수가 배출되도록 하여 선체(200)에 대한 복원성을 조절할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 선체에 항상 흐를 수 있도록 유출입되는 해수를 이용하여 선체의 평형이나 복원성을 쉽게 조절할 수 있도록 하며, 밸러스트수에 의한 환경 문제를 해결하도록 한다.
이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 밸러스트 시스템을 도시한 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 밸러스트 시스템의 다른 사용 모습을 도시한 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
111,112 : 해수출입부 111 : 제 1 개구
112 : 제 2 개구 120 : 해수유입공간
130 : 조절공간 131 : 격벽
132 : 통기홀 140 : 기밀승강판
141 : 씰링부재 150 : 승강액츄에이터
151 : 실린더 151a : 로드
152 : 유체공급부 200 : 선체
210 : 데크

Claims (9)

  1. 선박의 밸러스트 시스템에 있어서,
    선체에 해수가 출입하도록 마련되는 해수출입부와,
    상기 해수출입부를 통해 유입되는 해수가 채워지도록 상기 선체의 내부에 마련되는 해수유입공간과,
    상기 해수유입공간 내에 하측을 통해 해수가 유입되도록 마련되는 조절공간과,
    상기 조절공간의 내측에 기밀을 유지하도록 결합되어 승강되도록 설치되는 기밀승강판과,
    상기 기밀승강판을 승강시킴으로써 상기 조절공간의 수위를 조절하는 승강액츄에이터를 포함하는
    선박의 밸러스트 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 해수출입부는,
    상기 선체의 선수와 선미에 각각 형성되는 제 1 및 제 2 개구를 포함하는
    선박의 밸러스트 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 조절공간은,
    상기 해수유입공간 내에 설치되는 격벽에 의해 하부가 개방되도록 다수로 구획되어 상기 기밀승강판이 각각 설치되는
    선박의 밸러스트 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 조절공간은,
    상기 선체에 길이방향을 따라 다수로 배열되어 상기 기밀승강판이 각각 설치되는
    선박의 밸러스트 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 조절공간은,
    상부에 공기의 유출입이 가능하도록 통기홀이 형성되는
    선박의 밸러스트 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 조절공간은,
    상기 기밀승강판에 상응하는 형상의 단면이 상하로 일정하게 형성되는 관 형태를 가지는
    선박의 밸러스트 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기밀승강판은,
    상기 조절공간의 내측에 접하는 외주면에 기밀을 위한 씰링부재가 마련되는
    선박의 밸러스트 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 승강액츄에이터는,
    상기 기밀승강판의 상부에 로드가 고정되어 수직되게 설치되는 다수의 실린더와,
    상기 실린더에 작동 유체를 공급하는 유체공급부를 포함하는
    선박의 밸러스트 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 실린더는,
    상기 로드가 다단튜브형 로드로 이루어지는 텔레스코프 실린더인
    선박의 밸러스트 시스템.
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