KR20150044215A

KR20150044215A - 자유수면형 횡동요 감소 탱크

Info

Publication number: KR20150044215A
Application number: KR20130123322A
Authority: KR
Inventors: 정병훈
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2013-10-16
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2015-04-24
Also published as: EP2886441A2; EP2886441A3; JP2015077967A; CN104554646A

Abstract

본 발명은 내부공간에 자유수면 상태의 유체가 수용되는 탱크본체를 포함하며 상기 탱크 본체 하부에 융기가 형성되 하중의 작용점을 폭 방향으로 증가시켜 유체의 양을 감소시키는 융기바닥면 이 형성된 것을 특징으로 하는 자유수면형 횡동요 감소 탱크를 제공한다.

Description

자유수면형 횡동요 감소 탱크{Passive anti-rolling tank}

본 발명은 자유수면형 횡동요 감소 탱크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바닥면을 융기되게 함으로써 제어에 필요한 유체의 양을 줄이면서 동일한 효과의 횡동요 제어를 가능하게 하는 자유수면형 횡동요 감소 탱크에 관한 것이다.

일반적으로 횡동요 저감 탱크는, 외부로부터 동력이 전달되거나 별도의 제어를 행하지 않는 수동형(passive type)과, 동력이나 제어가 가해지는 능동형(active type)으로 구분되는데, 수동형의 경우에는 1911년 Frahm이 U-튜브 타입(tube type)의 횡동요 저감 탱크를 개발하고, Stigter가 이를 이론적으로 규명하고 해석을 수행함에 따라 많은 선박에 적용되어 왔다. 수동형은 별도의 동력 및 제어가 필요하지 않아 간편하다는 장점이 있는 반면, 선박의 고유 횡동요 주기를 벗어난 주파수 영역에서는, 오히려 횡동요 저감 탱크를 사용하지 않을 때보다 횡동요가 더 크게 발생하는 단점이 있다. 이런 문제를 보완하기 위해서 능동형 횡동요 저감 탱크가 도입되었다. 독일의 Intering사는 대표적인 능동형 횡동요 저감 탱크 제작사인데, 공기밸브를 개폐시켜가면서 주기 변화를 줄 수 있는 시스템을 개발하였다.

선행기술 문헌으로는 공개번호 10-2012-010338 공개일자 2012년 09년 19일 발명의 명칭 횡동요 저감 장치와

선행기술 문헌 공개번호 10-2011-0101870 공개일자 2011년 09년 16일 발명의 명칭 횡동요 저감형 선박 및 선박의 횡동요 제어 방법이 있다.

본 발명의 목적은, 자유수면형 횡동요 감소 탱크의 제어에 필요한 유체의 양을 감소시키면서 기존의 탱크와 동일한 효과의 횡동요 제어장치를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부 공간에 자유수면형 상태의 유체가 수용되는 탱크 본체와 탱크 본체 하부에 융기가 형성되고 하중의 작용점을 폭 방향으로 증가시켜 유체의 양을 감소시키는 융기바닥면을 포함한다.

상기 융기바닥면은 좌우대칭을 이루며 중심부로 갈수록 수심이 낮아지도록 형성된 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 융기바닥면은, 바닥측부와 연결되며 좌우로 경사면이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 융기바닥면은, 바닥측부와 연결되며 좌우로 곡선이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 융기바닥면은, 바닥측부와 연결되며 좌우로 경사면이 형성되며 경사면은 오목한 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 융기바닥면은 수평으로, 바닥측부와 직각의 형태로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 융기바닥면은 수평으로, 바닥측부와 경사면이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 융기바닥면은 수평으로, 바닥측부와 경사면이 형성되며 경사면은 오목한 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 융기바닥면은 곡선형태로, 바닥측부와 경사면이 형성되며 경사면은 오목한 형태인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자유수면형 횡동요 감소 탱크는 횡동요 제어에 필요한 탱크 모멘트의 전체 중량은 줄어들지만 하중의 작용점이 탱크형상에 의해서 폭 방향으로 증가하여 모멘트의 암이 증가하게 됨으로써 탱크 모멘트가 증가하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 종래 기술에 따른 내부공간에 자유수면형 상태의 유체가 수용된 그림을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 융기바닥면의 형상을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 융기바닥면의 형상을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 융기바닥면의 형상을 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 융기바닥면의 형상을 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 융기바닥면의 형상을 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 융기바닥면의 형상을 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 융기바닥면의 형상을 나타내는 도면임.

이하 본 발명에 따른 자유수면형 횡동요 감소 탱크에 관하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

또한, 도면에서 발명을 구성하는 구성요소들의 크키는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 “내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다”고 기재된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소와 접하여 설치될 수 있고, 소정의 이격거리를 두고 설치될 수도 있으며, 이격거리를 두고 설치되는 경우엔 상기 어떤 구성요소를 상기 다른 구성요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제3의 수단에 대한 설명이 생략될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유수면형 탱크(10)를 구비한 선박의 단면도를 정면에서 바라본 개략적인 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자유수면형 횡동요 감소 탱크(100)를 나타낸 도면이다. 도 2 를 참조하면, 본 실시예에 따른 자유수면형 횡동요 감소 탱크(100)는 내부공간에 유체(150)가 수용되는 탱크 본체(110)와, 상기 탱크 본체(110) 하부에 융기가 형성되 하중의 작용점을 폭 방향으로 증가시켜 유체(150)의 양을 감소시키는 융기 바닥면(130)을 포함한다.

한편, 본 발명에 따른 자유수면형 횡동요 감소 탱크(100)를 제작함에 있어서, 탱크 본체(110) 및 융기 바닥면(130)은 별도로 제작되어 결합될 수도 있지만, 탱크 본체(110) 및 융기 바닥면(130)은 일체로서 제작되는 것이 바람직할 것이다.

탱크 본체(110)는 내부에 유체(150)를 수용한다. 탱크 본체(110) 내부에 수용된 유체(150)는 자유수면형으로 선체(20)가 횡동요 할 때 자유수면 운동에 의해서 발생하는 탱크 본체(110) 내부의 유체(150)의 모멘트 와의 위상차를 이용해서 횡동요 운동을 저감시킨다.

여기서, 횡동요 운동이란, 탱크에 수용된 유체(150)의 슬로싱과 선박의 운동이 상호 작용한다. 보다 상세히, 선박이 운동하면, 선박에 포함된 탱크 내의 유체(150)가 과도하게 움직이는 슬로싱이 발생한다. 이러한 슬로싱에 의해 탱크 내 벽면에 큰 압력이 작용하게 된다. 이러한 압력은 선박의 운동에 영향을 주고 선박의 운동은 탱크 내의 유체(150)의 슬로싱에 영향을 준다. 따라서 유체(150)가 수용된 탱크를 포함한 선박의 횡동요를 저감시키기 위해서는 횡동요 감소 탱크(100)가 적절히 기능을 발휘하여야 한다.

여기서 자유수면형이란, 횡동요 모멘트와 자유수면 운동에 의해서 발생하는 탱크 내부의 액체의 모멘트 와의 위상차를 이용해서 횡동요 운동을 저감시킨다.

자유수면형 탱크(10) 본체는 도 1에 도시된 바와 같이 해상 구조물의 선체(10) 내부에서 좌우현 방향에 좌우대칭으로 길게 연장되는 대략 직육면체로 내부에 유체(150)를 포함하며 유체(150)가 노출되지 않도록 모든 면이 폐쇄되어 있다.

자유수면형 탱크(10) 본체는 도 1에 도시된 바와 같이 선체(20)의 중심선(30)에 대해 좌우대칭으로 이루어질 수 있다.

자유수면형 탱크(10) 본체는 도 1에 도시된 바와 같이 선체(20) 중심선(30) 상부에 위치할 수 있으나, 이에 국한되지 않고 선체(20)의 형상 등에 따라 탱크의 위치가 변경될 수 있다.

융기 바닥면(130)은 탱크 본체(110) 하부에 형성된다. 도 2에 도시된 바와 같이 융기 바닥면(130)에 의해 제어에 필요한 유체(150)의 양을 줄이면서 도 1에 도시된 바와 동일한 효과의 횡동요 제어가 가능하다.

융기 바닥면(130)은 도 2에 도시된 바와 같이 바닥측부(170)와 연결되며 좌우로 경사면이 형성된 형상으로 이루어질 수 있으나 이에 국한되지 않는다.

융기 바닥면(130)은 도 2에 도시된 바와 같이 좌우대칭으로 유체(150)의 수위가 가장 낮고 바닥측부(170)의 유체(150)의 수위가 가장 높은 상태가 바람직하나 이에 국한되지 않는다.

융기 바닥면(130)은 도 2에 도시된 바와 같이 횡동요 제어에 필요한 탱크 모멘트의 전체 중량은 감소시키지만 하중의 작용점이 탱크 본체(110)형상에 의해서 폭 방향으로 증가하여 모멘트의 암이 증가해 탱크 모멘트가 증가한다.

융기 바닥면(130)은 도 2에 도시된 바와 같이 설계 시 제어에 필요한 유체(150)의 양을 감소시킴으로 중량제어가 가능하다.

융기 바닥면(131)은 도 3에 도시된 바와 같이 융기 바닥면은 바닥측부(171)와 연결되며 좌우로 곡선이 형성된 상태로 이루어질 수 있으나 이에 국한되지 않는다.

융기 바닥면(132)은 도 4에 도시된 바와 같이 융기 바닥면은 바닥측부(172)와 연결되며 좌우로 경사면이 형성되며 경사면은 오목한 상태로 이루어질 수 있으나 이에 국한되지 않는다.

융기 바닥면(133)은 도 5에 도시된 바와 같이 융기 바닥면은 수평으로, 바닥측부(173)와 직각이 형성된 상태로 이루어질 수 있으나 이에 국한되지 않는다.

융기 바닥면(134)은 도 6에 도시된 바와 같이 융기 바닥면은 수평으로, 바닥측부(174)와 경사면이 연결된 상태로 이루어질 수 있으나 이에 국한되지 않는다.

융기 바닥면(135)은 도 7에 도시된 바와 같이 융기 바닥면은 수평으로, 바닥측부(175)와 경사면이 형성되며 경사면은 오목한 상태로 이루어 질 수 있으나 이에 국한되지 않는다.

융기 바닥면(136)은 도 8에 도시된 바와 같이 융기 바닥면은 곡선형태로, 바닥측부(176) 경사면이 형성되며 경사면은 오목한 상태로 이루어질 수 있으나 이에 국한되지 않는다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10 ; 자유수면형 탱크
20 ; 선체
30 ; 센터
100 ; 자유수면형 횡동요 감소 탱크
110 ; 탱크 본체
130,131,132,133,134,135,136 ; 융기바닥면
150 ; 유체
170,171,172,173,174,175,176 ; 바닥측부

Claims

내부공간에 자유수면형 상태의 유체가 수용되는 탱크 본체를 포함하며 탱크 본체 하부에 융기가 형성되 하중의 작용점을 폭 방향으로 증가시켜 유체의 양을 감소시키는 융기바닥면이 형성된 것을 특징으로 하는 자유수면형 횡동요 감소 탱크.
제1항에 있어서,
상기 융기바닥면은 좌우대칭을 이루며 중심부로 갈수록 수심이 낮아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 자유수면형 횡동요 감소 탱크.
제1항 또는 2항에 있어서,
상기 융기바닥면은, 바닥측부와 연결되며 좌우로 경사면이 형성된 것인 자유수면형 횡동요 감소 탱크.
제1항 또는 2항에 있어서,
상기 융기바닥면은, 바닥측부와 연결되며 좌우로 곡선이 형성된 것인 자유수면형 횡동요 감소 탱크.
제1항 또는 2항에 있어서,
상기 융기바닥면은, 바닥측부와 연결되며 좌우로 경사면이 형성되고 경사면은 오목한 형태인 것인 자유수면형 횡동요 감소 탱크.
제1항 또는 2항에 있어서,
상기 융기바닥면은 수평으로, 바닥측부와 직각의 형태로 연결되는 것인 자유수면형 횡동요 감소 탱크.
제6항에 있어서,
상기 융기바닥면은 수평으로, 바닥측부와 경사면이 형성된 것인 자유수면형 횡동요 감소 탱크.
제6항에 있어서,
상기 융기바닥면은 수평으로, 바닥측부와 경사면이 형성되며 경사면은 오목한 형태인 것인 자유수면형 횡동요 감소 탱크.
제8항에 있어서
상기 융기바닥면은, 곡선형태로 바닥측부와 연결된 것인 횡동요 감소 탱크.