KR20110117290A - 선박의 전복 방지 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박의 전복 방지 시스템에 관한 것으로서, 선체 내의 하부에 저장되는 제 1 액상물과, 제 1 액상물 상에 부유하고, 선체에 길이방향으로 설치되는 회전축에 회전 가능하게 결합되어 제 1 액상물의 좌우 요동에 따라 좌우로 회전하며, 내부공간을 가지도록 중공체로 이루어지는 부유체와, 부유체의 내부공간에 저장되고, 제 1 액상물이 요동에 의해 수위가 상승하는 측에 반대되는 방향으로 부유체가 회전함으로써 제 1 액상물이 몰리는 방향에 반대 방향으로 몰리게 되어 선체의 기울어짐을 보상하는 제 2 액상물을 포함한다.
본 발명에 따르면, 제 1 액상물에 의해 선박의 무게 중심을 낮추도록 하여 선박의 복원성을 높이면서도 제 2 액상물에 의해 선박의 기울어짐을 보상함으로써 선박의 롤링을 효과적으로 억제하고, 이로 인해 승객의 안락감과 선원의 작업 능력을 향상시킴과 아울러 화물의 안전한 운송을 도모하며, 나아가서 기상 악화 등으로 인한 선박의 전복을 방지하여 재산상의 손실을 방지할 수 있다.

Description

선박의 전복 방지 시스템{STABILIZER SYSTEM OF VESSEL}
본 발명은 선박의 무게 중심을 낮추도록 하여 선박의 복원성을 높이면서도 선박의 기울어짐을 보상함으로써 선박의 롤링을 효과적으로 억제하고, 나아가서 선박의 전복을 방지하도록 하는 선박의 전복 방지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 선박은 항해시 승객이나 화물을 안전하게 보호하여야 하는데, 선박이 파도로 인해 동요하게 됨으로써 승객의 안락감을 해치게 될 뿐만 아니라 선원의 작업능력을 저하시키게 되며, 선박에 탑재된 각종 장비의 성능을 떨어뜨리게 된다.
선박은 파도에 의해서 병진운동과 회전운동을 하게 되는데, 병진운동으로는 전후동요(surge), 좌우동요(sway), 상하동요(heave)가 있으며, 회전운동으로는 횡동요(roll), 종동요(pitch), 선수동요(yaw)가 있다.
이와 같은 선박의 운동 중에서 횡동요인 롤링 현상은 파도 뿐만 아니라 기상상태의 악화나 해일 등의 상황이 발생하면 극심하게 되는데, 이로 인해 승객이나 선원의 멀미를 초래할 뿐만 아니라 적재된 화물을 무너뜨리기도 하며, 심지어는 선박을 전복시켜서 침몰시킴으로써 귀중한 승객과 선원의 생명은 물론 선박과 화물의 망실로 인한 막대한 재산상 손실을 초래하기도 한다.
그러므로, 종래의 선박은 롤링을 감소시킴으로써 전복을 방지하기 위하여 선체에 빌지킬(bilgi keel) 등의 안정화 구조물을 구비하는데, 이러한 빌지킬 등의 구조물은 선박의 접안시 접안구조물과의 충돌에 의해 파손될 우려가 많을 뿐만 아니라, 그 규모의 한계로 인하여 선박의 롤링 현상을 효과적으로 억제하지 못하는 한계를 가지고 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 선박의 롤링을 효과적으로 억제함으로써 승객의 안락감과 선원의 작업 능력을 향상시키고, 화물의 안전한 운송을 도모하며, 나아가서 기상의 악화 등으로 인한 선박의 전복을 방지하여 재산상 손실을 방지할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 선박의 전복을 방지하는 장치로서, 선체 내의 하부에 저장되는 제 1 액상물; 상기 제 1 액상물 상에 부유하고, 상기 선체에 길이방향으로 설치되는 회전축에 회전 가능하게 결합되어 상기 제 1 액상물의 좌우 요동에 따라 좌우로 회전하며, 내부공간을 가지도록 중공체로 이루어지는 부유체; 및 상기 부유체의 내부공간에 저장되고, 상기 제 1 액상물이 요동에 의해 수위가 상승하는 측에 반대되는 방향으로 상기 부유체가 회전함으로써 상기 제 1 액상물이 몰리는 방향에 반대 방향으로 몰리게 되어 상기 선체의 기울어짐을 보상하는 제 2 액상물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부유체는 상기 제 2 액상물이 공기와 함께 채워지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부유체는 상기 선체의 길이방향을 따라 나란하게 다수로 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 선체는 내측 하부에 격리되는 저장공간이 형성되고, 상기 저장공간이 격벽에 의해 구획됨으로써 길이방향으로 다수로 배열되는 보상챔버가 마련되며, 상기 보상챔버에 상기 제 1 액상물이 각각 저장되며, 상기 부유체는 상기 보상챔버 각각에 회전축에 의해 회전 가능하도록 설치되며, 개폐 가능한 덮개가 마련되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선박의 전복 방지 시스템에 의하면, 제 1 액상물에 의해 선박의 무게 중심을 낮추도록 하여 선박의 복원성을 높이면서도 제 2 액상물에 의해 선박의 기울어짐을 보상함으로써 선박의 롤링을 효과적으로 억제하고, 이로 인해 승객의 안락감과 선원의 작업 능력을 향상시킴과 아울러 화물의 안전한 운송을 도모하며, 나아가서 기상 악화 등으로 인한 선박의 전복을 방지하여 재산상 손실을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 선박의 전복 방지 시스템에 의하면, 선박 내부의 지지대에 부착하여 선박 지지대의 견고함을 배가시켜 파도에 의한 위험을 감소시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 선박의 전복 방지 시스템을 도시한 정단면도이고,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 선박의 전복 방지 시스템을 도시한 평단면도이고,
도 3 및 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 선박의 전복 방지 시스템의 작용을 설명하기 위한 정단면도이고,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 선박의 전복 방지 시스템을 도시한 정단면도이고,
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 선박의 전복 방지 시스템을 도시한 정단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 발명의 실시예는 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 선박의 전복 방지 시스템을 도시한 정단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 선박의 전복 방지 시스템(100)은 선체(200) 내의 하부에 저장되는 제 1 액상물(110)과, 제 1 액상물(110)에 부유하는 부유체(120)와, 부유체(120)의 내부에 저장되는 제 2 액상물(130)을 포함할 수 있다.
제 1 액상물(110)은 선체(200)의 복원성을 높이기 위하여 선체(200)의 무게 중심을 낮추도록 하는 역할을 할 수 있고, 선체(200) 내의 하부에 저장되는 액체 상태의 물질로서, 해수나 청수 등의 물이 사용되거나 그 밖의 다양한 액상물이 사용될 수 있으며, 선체(200)에 저장되는 액상의 화물일 수도 있다. 한편, 선체(200)는 제 1 액상물(110)이 액상의 화물, 예를 들면 원유(crude oil)이나 액화천연가스(liquefied natural gas; 이하 "LNG"라 함)인 경우 이들의 저장에 필요한 강도를 유지하기 위한 구조 또는 단열을 위한 구조를 가지게 되며, 이러한 구조는 원유선(crude oil tanker)이나 LNG 운반선(LNG carrier)의 화물창 구조가 적용될 수 있음은 물론이다.
부유체(120)는 부력에 의해 제 1 액상물(110)상에 부유하고, 선체(200)에 길이방향으로 설치되는 회전축(121)에 회전 가능하게 결합되어 제 1 액상물(110)의 좌우 요동에 따라 좌우로 회전하며, 제 2 액상물(130)이 저장되기 위한 내부공간(122)을 가지도록 중공체로 이루어진다.
또한, 부유체(120)는 회전축(121)과의 회전 결합을 위하여 축결합부(123)를 가질 수 있으며, 제 2 액상물(130)의 교체나 보충을 위하여 일측에 개폐 가능한 덮개(124)가 마련될 수 있다. 여기서, 덮개(124)는 부유체(120)에 나사 결합 또는 플랜지 결합될 수 있다.
한편, 부유체(120)는 제 2 액상물(130)이 공기와 함께 채워질 수 있다. 따라서, 부유체(120) 내부에 저장된 제 2 액상물(130)의 무게 중심 변화를 증대시킴으로써 선체(200)의 기울어짐 보상 능력을 증대시키도록 한다.
또한, 부유체(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 선체(200)의 길이방향을 따라 나란하게 다수로 설치될 수 있다. 따라서, 부유체(120)에 저장된 제 2 액상물(130)의 양을 증가시킴으로써 제 2 액상물(130)에 의한 선체(200)의 기울어짐 보상 능력이 뛰어나도록 한다. 한편, 선체(200)는 내측 하부에 격리되는 저장공간(140)이 형성될 수 있고, 저장공간(140)이 격벽(151)에 의해 구획됨으로써 길이방향으로 다수로 배열되는 보상챔버(150)가 마련될 수 있으며, 보상챔버(150) 각각에 제 1 액상물(110)이 저장될 수 있다. 이 때, 부유체(120)는 보상챔버(150) 각각에 회전축(121)에 의해 회전 가능하도록 설치될 수 있다.
제 2 액상물(130)은 부유체(120)의 내부공간(122)에 저장되고, 제 1 액상물(110)이 요동에 의해 수위가 상승하는 측에 반대되는 방향으로 부유체(120)가 회전함으로써 제 1 액상물(110)이 몰리는 방향에 반대 방향으로 몰리게 되며, 이로 인해 선체(200)의 기울어짐을 보상하게 된다. 즉, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 선체(200)가 파도 등에 의해 좌우로 흔들리게 되어 롤링(rolling)됨으로써 제 1 액상물(110)이 순간적으로 좌측 또는 우측으로 몰리게 되어 제 1 액상물(110)의 수위가 변화되고, 부유체(120)가 제 1 액상물(110)의 수위 변화로 인해 좌측 또는 우측으로 회전하게 되면, 제 2 액상물(130)은 중력에 의해 제 1 액상물(110)이 몰리는 반대 방향으로 몰리게 됨으로써 제 1 액상물(110)의 무게 중심 이동에 반대되는 방향으로 무게 중심을 이동하게 되어 선체(200)의 기울어짐을 보상하게 된다.
부유체(120) 모두에 저장되어 있는 제 2 액상물(130)의 전체량은 선체(200)의 기울어짐에 대한 복원력을 최대화시키기 위하여 제 1 액상물(110)의 양과 동일하거나, 이에 가까운 양을 가지도록 할 수 있다.
또한, 제 2 액상물(130)은 제 1 액상물(110)과 마찬가지로 해수나 청수 등의 물이 사용되거나, 그 밖의 다양한 액상물이 사용될 수 있고, 제 1 액상물(110)과 다르거나 동일한 액상물로 이루어질 수 있다.
한편, 부유체(120)는 도 5에 도시된 바와 같이, 회전축(121)이 부유체(120)의 중심부위를 관통하도록 설치될 수 있으며, 이 경우 부유체(120)는 회전축(121)의 관통 부위로부터 제 2 액상물(130)이 누출되지 않도록 회전축(121)을 감싸도록 형성될 수 있다. 또한, 부유체(120)는 도 6에 도시된 바와 같이, 회전축(121)이 부유체(120)의 상부에 설치될 수도 있으며, 이로 인해 부유체(120)가 상부의 회전축(121)에 의해 안정적으로 회전과 복원을 반복할 수 있도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 선박의 전복 방지 시스템의 작용을 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 선체(200)가 파도 등에 의하여 좌우로 흔들리게 되어 롤링(rolling)되는 경우, 제 1 액상물(110)이 좌측 또는 우측으로 요동치게 됨으로써 제 1 액상물(110)의 수위가 순간적으로 변하게 된다. 이 때, 부유체(120)는 제 1 액상물(110)에 부유한 상태에서 제 1 액상물(110)의 수위 변화로 인해 수위가 낮아지는 측으로 회전하게 되며, 이로 인해 부유체(120) 내측의 제 2 액상물(130)은 중력에 의해 제 1 액상물(110)이 몰리는 반대 방향인 제 1 액상물(110)의 수위가 낮은 측으로 몰리게 됨으로써 제 1 액상물(110)의 무게 중심 이동에 반대되는 방향으로 무게 중심을 이동하게 되어 선체(200)의 기울어짐을 보상하게 된다.
즉, 선체(200)의 롤링 시 제 1 액상물(110)의 무게 중심(O1)이 선체(200)의 중심(O)으로부터 기울어지는 방향으로 이동함으로써 가해지는 힘(F1)에 대항하여 제 2 액상물(130)의 무게 중심(O2)이 선체(200)의 중심(O)으로부터 기울어지는 반대 방향으로 이동함으로써 가해지는 힘(F2)를 발생시키며, 이로 인해 제 1 액상물(110)에 의한 모멘트를 제 2 액상물(130)에 의한 모멘트가 상쇄시킴으로써 선체(200)의 기울어짐을 보상하게 된다.
한편, 부유체(120) 모두에 저장되어 있는 제 2 액상물(130)의 전체량은 선체(200)의 기울어짐에 대한 복원력을 최대화시키기 위하여 제 1 액상물(110)의 양과 동일하거나, 제 1 액상물(110)의 양과 유사한 양을 가지도록 함으로써 선체(200)의 기울어짐을 보상하려는 효과를 높일 수 있다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 선박의 전복 방지 시스템을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110 : 제 1 액상물 120 : 부유체
121 : 회전축 122 : 내부공간
123 : 축결합부 124 : 덮개
130 : 제 2 액상물 140 : 저장공간
150 : 보상챔버 151 : 격벽

Claims (4)

  1. 선박의 전복을 방지하는 장치로서,
    선체 내의 하부에 저장되는 제 1 액상물;
    상기 제 1 액상물 상에 부유하고, 상기 선체에 길이방향으로 설치되는 회전축에 회전 가능하게 결합되어 상기 제 1 액상물의 좌우 요동에 따라 좌우로 회전하며, 내부공간을 가지도록 중공체로 이루어지는 부유체; 및
    상기 부유체의 내부공간에 저장되고, 상기 제 1 액상물이 요동에 의해 수위가 상승하는 측에 반대되는 방향으로 상기 부유체가 회전함으로써 상기 제 1 액상물이 몰리는 방향에 반대 방향으로 몰리게 되어 상기 선체의 기울어짐을 보상하는 제 2 액상물
    을 포함하는 선박의 전복 방지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 부유체는,
    상기 제 2 액상물이 공기와 함께 채워지는 것을 특징으로 하는 선박의 전복 방지 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 부유체는,
    상기 선체의 길이방향을 따라 나란하게 다수로 설치되는 것을 특징으로 하는 선박의 전복 방지 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 선체는 내측 하부에 격리되는 저장공간이 형성되고, 상기 저장공간이 격벽에 의해 구획됨으로써 길이방향으로 다수로 배열되는 보상챔버가 마련되며, 상기 보상챔버에 상기 제 1 액상물이 각각 저장되며,
    상기 부유체는 상기 보상챔버 각각에 회전축에 의해 회전 가능하도록 설치되며, 개폐 가능한 덮개가 마련되는 것을 특징으로 하는 선박의 전복 방지 시스템.
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