KR20150021983A

KR20150021983A - 논 밸러스트 선박

Info

Publication number: KR20150021983A
Application number: KR20150010249A
Authority: KR
Inventors: 배성종
Original assignee: 배성종
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2015-03-03

Abstract

본 발명은 밸러스트 탱크가 없는 선박으로서, 선미에 배치되는 스러스터 시스템과, 선박 내 필요한 유틸리티 기계 장비가 설치되는 기계실과, 상기 스러스터 시스템에 추진력을 제공하며 선박 내에 설치되는 추진 발전기와, 상기 선박의 무게 중심이 공선 흘수선 아래에 위치되면서 평형 상태가 되도록 상기 스러스터 시스템, 상기 추진 발전기 및 상기 기계실과 균형을 이루어 선박의 중간 부분에 배치되는 데크하우스를 포함한다. 본 발명에 의하면, 기존 밸러스트 물에 의해 발생되는 환경오염을 방지하고, 밸러스트 물 처리를 위한 별도의 부가장비 및 까다로운 도장작업을 필요로 하지 않음으로써 선박의 건조 비용을 감소시킬 뿐만 아니라 선박의 트리밍 및 힐링이 전혀 필요없다.

Description

논 밸러스트 선박 {NON-BALLAST SHIP}

본 발명은 밸러스트 탱크가 필요 없는 선박에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸러스트 탱크를 없애 건조 및 운항 비용 절감을 가져올 수 있는 밸러스트 탱크가 필요 없는 선박에 관한 것이다.

일반적으로 선박은 화물을 적재하지 않은 경우 안정성을 유지하고, 추진 효율을 위해 밸러스트 탱크를 적용하고 있다. 즉, 선박에는 흘수와 트림(trim: 화물을 적재하는 경우 선박의 앞뒤 방향으로 경사가 발생하는 현상)을 조정하기 위하여 밸러스트 시스템이 구비되어 있으며, 이러한 밸러스트 시스템은 선체에 마련된 다수의 밸러스트 탱크와 밸러스트 탱크에 대해 밸러스트 수를 급배수하는 밸러스트 펌프를 기본적으로 포함하고 있다. 이 밸러스트 탱크는 화물을 싣고 내림에 따른 무게 주심을 낮추어 안전한 항해를 하기 위한 것으로, 선박의 좌/우현에 대칭형태로 여러 개가 설치되어 있으며, 각각의 밸러스트 탱크는 서로 독립된 방의 구조로 형성되어 있으므로 채워진 해수는 상호 교류하지 않은 상태로 저장된다. 특히, 밸러스트 수를 적절히 채움으로써, 선박의 앞뒤 방향 경사가 수평이 되도록 조종하거나 저항이 가장 적은 상태로 유지되도록 조정할 수 있어서 대양을 항해하는 모든 선박은 여러 개의 밸러스트 탱크를 반드시 구비하고 있다.

상기 밸러스트 탱크에 흘수와 트림을 조정하기 위해 공급하는 밸러스트 수를 선박 평형수라고 하는데, 화물이 없는 빈 배의 밸러스트 탱크에 선박의 운항 안정성과 추진 효율을 높이기 위해 해수(물)를 채웠다가, 화물을 채운 뒤 다시 이 해수를 배출한다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 밸러스트 탱크(11)를 구비한 선박(10)의 화물(14) 하역시 정면 및 측면에서 바라본 단면도이고, 도 3 및 도 4는 도 1에 도시한 밸러스트 탱크(11)를 구비한 선박(10)의 화물(14) 선적시 정면 및 측면에서 바라본 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 종래기술에 따른 밸러스트 탱크(11)를 구비한 선박(10)을 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 종래기술에 따른 선박(10)은 화물창(13)의 화물(14)을 하역한 경우, 밸러스트 탱크(11)에 밸러스트수(12)를 채우게 된다. 이때, 선박(10)의 중량이 밸러스트수(12)에 의해 만족되어, 공선시에도 흘수선을 확보하게 된다.

다음, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 화물창(13)에 화물(14)을 선적한 경우, 밸러스트 탱크(11)에 채워진 밸러스트수(12)를 외부로 유출하게 된다. 이때, 선박(10)의 중량은 화물(14)에 의해 만족되어, 선박(10) 운행에 바람직한 흘수선을 확보하게 된다.

즉, 선박(10)에 화물(14)이 만재되면 밸러스트 탱크(11)에 밸러스트수(12)를 채우지 않아도 선박(10)의 무게 중심이 해수면 아래에 위치하여 파도 등의 외력이 작용하여도 안전하게 항해할 수 있고, 선적된 화물(14)이 없거나 적은 경우에는 화물(14)이 선적된 것과 동일하게 선박(10)의 일정부분이 해수면 아래 위치하게 할 수 있도록 밸러스트 탱크(11)에 밸러스트수(12)를 적재시켜 운항하도록 하고 있다.

따라서, 종래기술에 따른 밸러스트 탱크(11)를 구비한 선박(10)은 일반 해수를 밸러스트수(12)로 사용하기 때문에, 특정 해역의 생물 또는 병원균 등을 다른 해역으로 전파하는 매체로 이용되는 문제점이 있었다. 즉, 밸러스트 탱크(11)에 채워지는 밸러스트수(12)에는 각종 해양 생물 및 병원균 등이 포함될 수 있으며, 이러한 밸러스트수(12)의 유입과 유출이 서로 다른 지역에서 이루어지게 되므로, 밸러스트수(12)의 유입시 함께 유입된 특정 해역의 해양 생물 또는 병원균이 다른 해역으로 유출됨에 따라 환경과 생태계를 교란시키는 부작용을 유발하게 되는 문제점이 있었다.

요컨대, 이러한 밸러스트 탱크를 포함한 밸러스트 시스템을 운영하는데 몇 가지 큰 문제점이 있다.

첫째, 선박의 항해에 따라 화물의 싣고 내림이 반복되면서 밸러스트 탱크(56)에는 연속적으로 해수(밸러스트 수)가 채워졌다 배출되는 과정이 반복되며, 이 때 해수와 함께 유입된 침전물 및 해양 생물 등 각종 고형물이 운항하는 동안에 상기 밸러스트 탱크(56) 내에 침전물의 형태로 잔류하게 되며, 이 밸러스트 탱크(56) 내에 잔류된 각종 고형물은 화물의 적재시 해수와 함께 외부로 배출되어 주변 해양 생태계를 교란시키는 요인으로 작용하게 된다.

둘째, 밸러스트 탱크 내 도장 수명에 대해, 국제해양오염방지를 위해서 2008년 7월 1일 이후 모든 선박에 대해 도장수명이 15년 이상이 되도록 국제 규정이 대폭 강화되었다. 이러한 도장 관련 국제규정으로 인해 건조비용이 상승한다.

셋째, 밸러스트 탱크 내 물은 정박 중에는 배수하지 못하고 공해상에서만 배수하도록 규정했었던 국제규정이 밸러스트 수에 포함되어 있는 유해균의 전파와 생태계의 파괴를 막고 외래종을 없애기 위해 2012년 이후 신조 선박에 대해, 2015년 이후 모든 선박에 대해 고가의 필터, 화학 살생물제(chemical biocide), 전기분해, 오존처리, 자외선(UV) 조사 등을 포함한 기술을 적용한 밸러스트 수 처리 장치의 장착을 의무화하는 규정으로 강화되었다. 이러한 밸러스트 수 처리 장치의 장착으로 선박 가격이 크게 상승할 뿐만 아니라 이 시스템의 유지보수 비용이 추가로 들면서 환경오염과 생태계 파괴의 문제를 완전히 해결할 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 밸러스트 탱크에는 바닷물을 넣고 빼기 위한 대형 펌프가 필요하며, 이로 인하여 발전기의 용량이 커지게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 감안하여 밸러스트 수를 적재하지 않은 논-밸러스트선이 연구 개발되었다. 예를 들면, 선체 평행부에 큰 선저 경사를 형성하여 공하 상태에서도 밸러스트 수가 부족하지 않고 안전 항해에 필요한 흘수를 얻을 수 있도록 한 것이 제안되어 있다(예를 들면 일본재단조성사업 철도ㆍ운륜기구의 인터넷 홈페이지 논-밸러스트선의 연구개발 연구성과개요보고서, 평성 18년 3월 재단법인 일본선박기술연구협회발행 및 시험센터 재단법인 일본조선기술센터의 인터넷 홈페이지 참조).

일본재단조성사업 철도ㆍ운륜기구의 인터넷 홈페이지 논-밸러스트선의 연구개발 연구 성과 개요 보고서, 평성 18년3월 재단법인 일본 선박 기술 연구 협회 발행 및 시험센터 재단법인 일본조선기술센터의 인터넷 홈페이지에 기재된 논-밸러스트선은 좌현(左舷) 및 우현(右舷)의 하부를 안쪽으로 경사지게 하여 선저를 종단면 이등변삼각형 모양으로 형성함으로써 생기는 재화중량의 부족분을 선체폭을 증가함으로써 보충하고 있으므로, 운하의 통행폭 제한이나 항만사정에 따라 기항(寄港)이 좌우되고, 또한 선미의 흘수를 얕게 하기 위하여 프로펠러 직경을 재래선 보다도 약 10% 정도 감소시키기 때문에, 프로펠러 효율이 저하하는 것을 보충하기 위하여 마력을 증가시켜 사용 연료가 증량한다는 문제점을 가지고 있었다.

논-밸러스트선으로 생태계를 보호/Transtex(운영:JR총연정보시스템)의 홈페이지 중 미시간 대학(University of Michigan)의 사진에서의 논-밸러스트선은 선체의 수면 아 랫부분에 선수에서 선미에 걸쳐 큰 직경의 파이프가 설치되어 있는데, 파이프 내에 항상 해수가 통과하는 상태이므로 파이프가 해수로 인해 부식되기 쉬우므로 파이프의 유지 관리 성능이 나쁘고, 또한 파이프 내를 통과하는 해수의 유속에 의하여 수생생물의 서식지가 되어 수생 생물이 타국간을 단시간에 왕래하는 사태가 생기는 문제점이 있었다. 또한 선체 내에 설치되는 파이프가 선체 내의 용적에서 차지하는 비율이 크므로, 총 톤수가 작아지는 문제점이 있다.

선저를 요설(凹設)하여 아랫쪽을 개방한 공기 저장용 수밀요부를 형성하고, 종벽과 횡벽을 직교시켜 공기 저장용 수밀요부를 구분하고, 선체의 윗쪽에 설치한 공기 공급 장치로부터 연결된 공기 공급관을 중도위치에서 분기하여 이 분기된 각각의 공기변(空氣弁)이 장착된 공기 공급관의 하단은 각각의 구분에 개방 연결되고, 선저에 설치된 수면 감시 장치에서 얻은 정보에 의하여 공기변을 조정하고, 각 구분에 공기를 송기(送氣) 또는 흡기함으로써 각 구분의 공기량을 조정하고, 각 구분 내의 공기층에 의하여 선체를 수면 위로 부상하도록 하여, 항해 시에는 점성 저항을 감소시켜 경제적인 항해를 할 수 있도록 한 것이 제안되어 있다(예를 들면 일본국 특개소61-232982호 공보 참조).

본 발명은 상기와 종래기술이 갖는 제반 문제점들을 감안하여 안출된 것으로, 밸러스트 탱크가 없는 선박으로서, 선미에 배치되는 스러스터 시스템과, 선박 내 필요한 유틸리티 기계 장비가 설치되는 기계실과, 상기 스러스터 시스템에 추진력을 제공하며 선박 내에 설치되는 추진 발전기와, 상기 선박의 무게 중심이 공선 흘수선 아래에 위치되면서 평형 상태가 되도록 상기 스러스터 시스템, 상기 추진 발전기 및 상기 기계실과 균형을 이루어 선박의 중간 부분에 배치되는 데크하우스를 포함함으로써, 기존 밸러스트 물에 의해 발생되는 환경오염을 방지하고, 밸러스트 물 처리를 위한 별도의 부가장비 및 까다로운 도장작업을 필요로 하지 않음으로써 선박의 건조 비용을 감소시킬 뿐만 아니라 선박의 트리밍 및 힐링이 전혀 필요없는 밸러스트 탱크 없는 선박을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 선미에 배치되는 스러스터 시스템과, 선박 내 필요한 유틸리티 기계 장비가 설치되는 기계실과, 상기 스러스터 시스템에 추진력을 제공하며 선박 내에 설치되는 추진 발전기와, 상기 선박의 무게 중심이 공선 흘수선 아래에 위치되면서 평형 상태가 되도록 상기 스러스터 시스템, 상기 추진 발전기 및 상기 기계실과 균형을 이루어 선박의 중간 부분에 배치되는 데크하우스를 포함하는 밸러스트 탱크 없는 선박을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 논 밸러스트 선박은 선박에서 갑판 상에 설치되는 데크하우스, 선박에 필요한 유틸리티 기계 장비가 설치되는 기계실, 선박을 추진시키기 위한 전력을 발전하는 추진 발전기, 선박을 추진하기 위한 스러스터 시스템을 포함하며, 상기 데크하우스, 상기 기계실, 상기 추진 발전기 및 상기 스러스터 시스템은 선박이 화물을 적재하지 않은 공선 시에 선박의 무게 중심이 공선 흘수선 아래에 위치함과 동시에 평형 상태가 되도록 배치될 수 있다.

상기 추진 발전기는 연료전지 시스템, 원자력 추진 시스템, 초전도 추진 시스템 중 어느 하나이며, 추진 발전기는 내연 기관을 제외한 발전 시스템 중 하나 이상의 결합일 수 있다.

상기 스러스터 시스템은 러더 및 프로펠러 시스템, 전방위 추진 시스템(Azimuth thruster) 및 아지포드 추진시스템 중 어느 하나일 수 있다.

상기 스러스터 시스템은 흘수선에 따라 선박의 적정 깊이를 유지하도록 상하로 이동가능할 수 있다.

상기 데크하우스와 상기 추진 발전기 및 상기 기계실 사이에는 선박 내 공간이 존재하여, 상기 선박의 무게 중심을 낮추도록 상기 공간 내에서 상기 추진 발전기 및 상기 기계실을 상하로 이동할 수 있다.

선수, 선미에 위치한 트리밍(triming) 및 힐링(heeling) 감지용 센서를 통해 선박의 트리밍 및 힐링 정도를 계측하고, 항해실의 최적 트리밍 및 힐링 계산장비를 통해 운항조건에 맞는 최적의 트리밍 및 힐링값을 산출한 후, 항해실 선박 운항자에 의해 기입력된 데이터에 따라 선박의 갑판 또는 이중저 공간 내에서 이송로를 따라 이송가능하게 설치된 이송 중량체를 선박의 갑판 또는 이중저 공간 내에서 선박의 전후 및 좌우 방향으로 이동시켜 선박의 트리밍 및 힐링을 조정할 수 있는 트리밍/힐링 조절 장치를 더 포함할 수 있다.

다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 밸러스트 탱크가 없는 선박은 선박에서 갑판 상에 설치되는 데크하우스, 선박에 필요한 유틸리티 기계 장비가 설치되는 기계실, 선박을 추진시키기 위한 전력을 발전하는 추진 발전기, 선박을 추진하기 위한 스러스터 시스템을 포함하며, 상기 데크하우스, 상기 기계실, 상기 추진 발전기 및 상기 스러스터 시스템은 선박의 트리밍 및 힐링이 평형 상태가 되도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 스러스터 시스템을 상하로 이동시키는 유압 장치 또는 기어 장치를 더 포함하며, 상기 스러스터 시스템은 상기 유압 장치 또는 기어 장치의 작동에 의해 흘수선에 따라 선박의 적정 깊이를 유지하도록 상하로 이동될 수 있다.

선수, 선미에 위치한 트리밍 및 힐링 감지용 센서를 통해 선박의 트림 및 힐 정도를 계측하고, 항해실의 최적 트리밍 및 힐링 계산장비를 통해 운항조건에 맞는 최적의 트리밍 및 힐링값을 산출한 후, 항해실 선박 운항자에 의해 기입력된 데이터에 따라 선박의 갑판 또는 이중저 공간 내에서 이송로를 따라 이송가능하게 설치된 이송 중량체를 선박의 갑판 또는 이중저 공간 내에서 선박의 전후 및 좌우 방향으로 이동시켜 선박의 트리밍 및 힐링을 조정할 수 있는 트리밍/힐링 조절 장치를 더 포함할 수 있다.

또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 밸러스트 탱크가 없는 선박은, 평형 상태로 무게 중심이 흘수선 아래에 위치하도록 데크하우스, 기계실, 추진 발전기 및 스러스터 시스템이 균형을 이루어 배치될 수 있다.

본 발명은 밸러스트 수에 의한 환경오염을 근원적으로 예방할 수 있으며, 밸러스트 수 처리에 필요한 별도의 비용 및 밸러스트 탱크내 엄격한 도장 작업을 제거함으로써 선박 건조비용을 절감하는 효과가 있다. 또한 밸러스트 탱크가 없어지게 되므로 이 공간을 화물창 공간으로 이용함으로써 화물적재 효율을 높이며, 선박의 크기도 줄일 수 있어서 선박 건조비용을 획기적으로 절감할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 밸러스트 탱크를 갖는 선박의 공선 시(화물 하역시) 횡단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 밸러스트 탱크를 구비한 선박의 종단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 밸러스트 탱크를 구비한 선박의 만재 시(화물 선적 시) 횡단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 밸러스트 탱크를 구비한 선박의 종단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 데크하우스, 추진 발전기, 기계실과 무게중심의 위치를 나타내는 논 밸러스트 선박의 개념도이다.
도 6은 도 5에 도시된 논 밸러스트 선박의 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 논 밸러스트 선박의 만재흘수선과 공선흘수선에 따른 스러스터 시스템과 무게중심의 위치를 나타내는 종단면도이다.
도 8는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스러스트 시스템을 구비하는 논 밸러스트 선박의 종단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 트리밍/힐링 조절 시스템을 갖춘 논 밸러스트 선박의 평면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 불명확하게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 5는 본 발명에 따른 데크하우스, 추진 발전기, 기계실과 무게중심의 위치를 나타내는 논 밸러스트 선박의 개념도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 선박(100)은 밸러스트 탱크가 없는 선박이며, 선미에 배치되는 스러스터 시스템(140)과, 선박(100) 내 필요한 유틸리티 기계 장비가 설치되는 기계실(130)과, 스러스터 시스템에 추진력을 제공하며 선박 내에 설치되는 추진 발전기(120)와, 선박(100)의 무게 중심(G)이 공선 흘수선 아래에 위치되면서 평형 상태가 되도록 스러스터 시스템(140), 추진 발전기(120) 및 기계실(130)과 균형을 이루어 선박의 중간 부분에 배치되는 데크하우스(110)를 포함한다.

여기서, 추진 발전기(120)는 통상의 디젤엔진 또는 스팀터빈일 수도 있으며, 연료전지 시스템, 원자력 추진 시스템, 초전도 추진 시스템과 같은 발전 시스템일 수 있다. 기계실(130)에는 통상의 기계실에 배치되는 장비 외에도 보조발전기, 조수기, 냉공조시스템, 각종 메인 유압기계, 메인 펌프 등 중량의 모든 기계장비가 설치될 수 있다. 스러스터 시스템(140)은 통상의 러더 및 프로펠러 시스템일 수 있으며, 특히 본 발명에서는 아지포드 시스템을 포함한 아지무스 스러스터(Azimuth thruster)인 것이 바람직하다. 기존의 러더 및 프로펠러 시스템은 구동축인 샤프트가 메인 엔진에서부터 연결되어 있고, 엔진은 디젤엔진 또는 스팀터빈이 대부분이므로(이 경우 엔진룸은 선미축에 가장 치우침) 이러한 샤프트를 포함한 스러스터 시스템과 엔진의 중량을 고려하여 데크하우스와 기계실이 상당히 선수측으로 위치할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 연료전지 시스템, 아지무스 스러스터 형태의 추진 발전기(120)와 스러스터 시스템(140)이 데크하우스가 선박의 중앙에 위치할 수 있는 가장 바람직한 실시예로 볼 수 있다.

일반적으로 선박에서 데크하우스(110), 추진 발전기(120), 유틸리티 기계가 설치된 기계실(130) 및 스러스터 시스템(140)은 가장 중량의 구성요소이다. 또한, 통상적으로 데크하우스(110)는 선미 갑판 상에 설치되며, 추진 기관은 러더 및 프로펠러 시스템 또는 아지무스 스러스터와 같은 스러스터 시스템과 연결되어 선미측 엔진룸에 배치되고, 기계실은 엔진룸 옆에 위치한다. 따라서, 기존 선박은 공선 시 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 수에 의해 트리밍(triming; 종경사), 힐링(heeling; 횡경사)을 맞추어 주어야 하며, 프로펠러와 같은 스러스터 시스템이 일정 수심에 위치하도록 흘수선을 조절하기 위해 밸러스트 수가 채워져야 한다.

본 발명에 따른 선박(100)은 종래와 같은 밸러스트 탱크를 구비하지 않으므로, 기본적으로 화물을 적재하지 않은 공선 시에 평형 상태가 되며 즉, 트리밍과 힐링이 필요없도록 선수, 선미, 좌현, 우현이 균형을 이루고 있다. 또한, 무게 중심(G)이 공선 시에도 공선 흘수선 아래에 배치됨으로서 안정성을 달성할 수 있다. 이러한 트리밍 및 힐링의 평형 상태와 무게 중심의 흘수선 아래의 배치는 상기한 선박의 중량 요소인 데크하우스(110), 추진 발전기(120), 유틸리티 기계가 설치된 기계실(130) 및 스러스터 시스템(140)의 완벽한 균형 배치에 의해 달성된다.

도 6은 도 5에 도시된 논 밸러스트 선박의 평면도이다. 도 6을 참조하면, 무게 중심이 선박의 중심 부근에 위치하도록 데크하우스(110)가 선박의 중앙부 부근에 배치되어 있다. 이러한 데크하우스(110)의 위치는 스러스터 시스템(140)과 관련한 추진 발전기(120) 및 기계실(130)의 위치에 따라 선박의 중앙부에서 선수측으로, 또는 선박의 중앙부에서 선미측으로 이동될 수 있다.

상술한 바와 같이, 종래의 내연 기관(디젤, 스팀터빈, 이중연료시스템 등)과 러더 및 프로펠러 시스템으로 본 발명에 따라 구현되는 실시예의 경우, 선미측에 위치되는 것이 추진력 효율 상 바람직하므로 데크하우스 및 기계실의 평형 배치가 어려울 수 있다. 그러나, 연료전지 시스템, 원자력 추진 시스템, 초전도발전기 등과 같은 발전 추진 시스템과 아지무스 스러스터, 특히 아지포드 시스템으로 본 발명에 따라 구현되는 경우 데크하우스(110), 추진 발전기(120), 기계실(130)을 선박의 거의 중앙부에 위치시킬 수 있으며, 이러한 실시예에 따른 배치는 화물 적하역을 평형을 고려하여 수행한다면 트리밍과 힐링에 아무런 문제가 없으며, 따라서 밸러스트 탱크가 필요 없게 된다.

도 7은 본 발명에 따른 논 밸러스트 선박의 만재흘수선과 공선흘수선에 따른 스러스터 시스템과 무게중심의 위치를 나타내는 종단면도이다. 도 7을 참조하면, 선박의 무게중심(G)은 만재 흘수선(160) 아래이며, 공선 흘수선(158) 아래에 위치한다. 본 발명에 따른 선박은 화물을 적재한 만재 상태에서 무게중심(G)이 흘수선(160) 아래에 위치되면서 평형이 유지되므로 안정적으로 운항이 가능하고, 화물을 하적한 공선 상태인 경우에도 흘수선(158) 아래에 무게중심(G)이 위치되면서 평형이 유지되므로 안정적인 운항이 가능하다. 또한, 아지무스 스러스터와 같은 스러스터 시스템(140)을 상하로 이동가능하게 구성함으로써, 공선 흘수선(158)이 너무 낮아지는 경우 스러스터 시스템(140)을 아래로 이동시켜 적절한 수심에 위치시킴으로써 선박을 안정적으로 추진시킬 수 있다. 이를 위해, 선박 선미에는 상기 스러스터 시스템을 상하로 이동시키는 유압 장치 또는 기어 장치가 추가로 설치되며, 상기 스러스터 시스템은 상기 유압 장치 또는 기어 장치의 작동에 의해 흘수선에 따라 선박의 적정 깊이를 유지하도록 상하로 이동될 수 있다. 이러한 유압 장치 또는 기어 장치의 추가로 인한 선미의 중량 증가량이 본 발명에 따른 선박의 기본 설계 시에 고려됨으로써, 선박의 완벽한 평형을 이루도록 데크하우스, 추진발전기, 기계실 등이 보다 선수측으로 위치될 수 있다. 상기한 바와 같이 스러스터 시스템을 상승 및 하강시킬 수 있는 유압 장치 또는 기어 장치는 선박 내 장치되는 것으로서 다른 분야에도 널리 사용되는 통상의 시스템이므로 본 명세서에서는 상세한 설명을 생략한다. 요컨대, 이러한 상승 및 하강 이동 장치는 대상체를 유압으로 신축시키는 유압 시스템과, 회전 운동을 직선 운동을 전환시켜 대상체를 이동시키는 베벨 워엄 기어와 같은 기어 장치 뿐만 아니라, 대상물을 승강시키는 모터 및 와이어 시스템과, 텔레스코픽 방식 신축 시스템 등의 모든 대상체 신축 또는 승강시스템을 포함한다.

도 8는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스러스트 시스템을 구비하는 논 밸러스트 선박의 종단면도이다. 도 8을 참조하면, 스러스터 시스템(140)을 러더 및 프로펠러 시스템으로 구현된 것을 볼 수 있다. 이 경우, 추진 발전기(120)로부터 전력을 받아서 프로펠러를 회전시키기 위한 모터가 선미에 위치하거나, 모터가 추진 발전기에 위치하는 경우 회전력을 전달하기 위한 구동축을 프로펠러까지 구축하면 된다. 이 경우 구동축과 프로펠러, 러더 및 러더 구동시스템 등의 무게를 고려하면, 데크하우스(110)와 추진발전기(120), 기계실(130)이 선수측으로 상당히 이동될 수 있다. 도면 상에서는 편의 상 다소 선수측에 위치하는 것으로 도시하였지만, 모든 구성요소가 평형을 이룬 상태로 밸러스트 탱크가 필요없는 배치라면, 선수측으로 상당히 치우친 배치도 본 발명에 포함되는 것으로 볼 수 있다. 도 7에서와 마찬가지로, 러더 및 프로펠러와 같은 스러스터 시스템(140)을 상하로 이동가능하게 구성함으로써, 공선 흘수선(158)이 너무 낮아지는 경우 스러스터 시스템(140)을 아래로 이동시켜 적절한 수심에 위치시킴으로써 선박을 안정적으로 추진시킬 수 있다. 이를 위해, 선박 선미에는 러더 및 프로펠러를 상하로 이동시키는 유압 장치 또는 기어 장치가 추가로 설치되며, 러더 및 프로펠러는 상기 유압 장치 또는 기어 장치의 작동에 의해 흘수선에 따라 선박의 적정 깊이를 유지하도록 상하로 이동될 수 있다. 이러한 유압 장치 또는 기어 장치의 추가로 인한 선미의 중량 증가량이 본 발명에 따른 선박의 기본 설계 시에 고려됨으로써, 선박의 완벽한 평형을 이루도록 데크하우스, 추진발전기, 기계실 등이 보다 선수측으로 위치될 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 트리밍/힐링 조절 시스템을 갖춘 논 밸러스트 선박의 평면도이다. 도 9를 참조하면, 이송중량체(171) 및 이송중량체(171)의 이송로(172)를 포함하는 트리밍/힐링 조절 시스템(170)을 도시하고 있다. 이러한 트리밍/힐링 조절 시스템(170)은 도시하지는 않았지만 선박의 선수, 선미에 위치한 트리밍/힐링 감지용 센서를 통해 선박의 트림 정도를 계측하고, 항해실의 최적 트리밍/힐링 계산장비를 통해 운항조건에 맞는 최적의 트리밍/힐링 값을 산출한 후, 항해실 선박 운항자(ship operator)에 의해 기입력된 데이터에 따라 중량물을 선박의 이중저(double bottom) 공간 내에서 선박의 앞뒤 방향으로 이동시킴으로써, 선박 운항자가 원하는 대로 조정할 수 있다. 이러한 트리밍/힐링 조절시스템(170)은 일부 선종의 경우 상부 데크 상에 배치될 수 있으며, 어떤 경우 밸러스트 탱크가 없으므로 선박의 이중저에 구현될 수 있다. 이송중량체(171)는 이동과 정지를 위해 모터 및 브레이크를 포함할 수 있으며, 그 작동은 트리밍/힐링 감지용 센서에 기하여 기입력된 데이터에 따라 중앙처리장치에서 전송된 정보에 의해 제어될 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하 는기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

100: 선박
110: 데크하우스
120: 추진 발전기
130: 기계실
140: 스러스터 시스템
158: 공선 흘수선
160: 만재 흘수선
170: 트리밍/힐링 조절 장치
171: 이송 중량체
172: (이송 중량체의) 이송로
G: 무게중심

Claims

선박에서 갑판 상에 설치되는 데크하우스, 선박에 필요한 유틸리티 기계 장비가 설치되는 기계실, 선박을 추진시키기 위한 전력을 발전하는 추진 발전기, 선박을 추진하기 위한 스러스터 시스템을 포함하며 밸러스트 탱크를 구비하지 않은 논 밸러스트 선박으로서,
상기 데크하우스, 상기 기계실, 상기 추진 발전기 및 상기 스러스터 시스템은 선박이 화물을 적재하지 않은 공선 시에 선박의 무게 중심이 공선 흘수선 아래에 위치함과 동시에 평형 상태가 되도록 배치되며,
상기 스러스터 시스템은 유압 장치, 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 기어 장치, 모터 및 와이어 장치, 텔레스코픽 방식 신축 장치 중 어느 하나의 작동에 의해 흘수선에 따라 선박의 적정 깊이를 유지하도록 상하로 이동하는 것을 특징으로 하는 논 밸러스트 선박.
상기 추진 발전기는 연료전지 시스템, 원자력 추진 시스템, 초전도 추진 시스템 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 논 밸러스트 선박.
상기 추진 발전기는 디젤엔진 또는 스팀터빈인 것을 특징으로 하는 논 밸러스트 선박.
상기 스러스터 시스템은 러더 및 프로펠러 시스템, 전방위 추진 시스템(Azimuth thruster) 및 아지포드 추진시스템 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는
논 밸러스트 선박.
제 1 항에 있어서,
상기 데크하우스와 상기 추진 발전기 및 상기 기계실 사이에는 선박 내 공간이 존재하여, 상기 선박의 무게 중심을 낮추도록 상기 공간 내에서 상기 추진 발전기 및 상기 기계실을 상하로 이동가능한 것을 특징으로 하는
논 밸러스트 선박.
제 1 항에 있어서,
선수, 선미에 위치한 트리밍(triming) 및 힐링(heeling) 감지용 센서를 통해 선박의 트리밍 및 힐링 정도를 계측하고, 항해실의 최적 트리밍 및 힐링 계산장비를 통해 운항조건에 맞는 최적의 트리밍 및 힐링값을 산출한 후, 항해실 선박 운항자에 의해 기입력된 데이터에 따라 선박의 갑판 또는 이중저 공간 내에서 이송로를 따라 이송가능하게 설치된 이송 중량체를 선박의 갑판 또는 이중저 공간 내에서 선박의 전후 및 좌우 방향으로 이동시켜 선박의 트리밍 및 힐링을 조정할 수 있는 트리밍/힐링 조절 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 논 밸러스트 선박.
선박에서 갑판 상에 설치되는 데크하우스, 선박에 필요한 유틸리티 기계 장비가 설치되는 기계실, 선박을 추진시키기 위한 전력을 발전하는 추진 발전기, 선박을 추진하기 위한 스러스터 시스템을 포함하며 밸러스트 탱크를 구비하지 않은 논 밸러스트 선박으로서,
상기 데크하우스, 상기 기계실, 상기 추진 발전기 및 상기 스러스터 시스템은 선박이 화물을 적재하지 않은 공선 시에 선박의 무게 중심이 공선 흘수선 아래에 위치하고, 선박의 트리밍 및 힐링이 평형 상태가 되도록 평형 상태가 되도록 배치되며,
상기 스러스터 시스템은 유압 장치, 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 기어 장치, 모터 및 와이어 장치, 텔레스코픽 방식 신축 장치 중 어느 하나의 작동에 의해 흘수선에 따라 선박의 적정 깊이를 유지하도록 상하로 이동하는 것을 특징으로 하는 논 밸러스트 선박.
제 4 항에 있어서,
선수, 선미에 위치한 트리밍 및 힐링 감지용 센서를 통해 선박의 트림 및 힐 정도를 계측하고, 항해실의 최적 트리밍 및 힐링 계산장비를 통해 운항조건에 맞는 최적의 트리밍 및 힐링값을 산출한 후, 항해실 선박 운항자에 의해 기입력된 데이터에 따라 선박의 갑판 또는 이중저 공간 내에서 이송로를 따라 이송가능하게 설치된 이송 중량체를 선박의 갑판 또는 이중저 공간 내에서 선박의 전후 및 좌우 방향으로 이동시켜 선박의 트리밍 및 힐링을 조정할 수 있는 트리밍/힐링 조절 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 논 밸러스트 선박.
제 4 항에 있어서,
상기 데크하우스와 상기 추진 발전기 및 상기 기계실 사이에는 선박 내 공간이 존재하여, 상기 선박의 무게 중심을 낮추도록 상기 공간 내에서 상기 추진 발전기 및 상기 기계실을 상하로 이동가능한 것을 특징으로 하는 논 밸러스트 선박.