KR20190058900A - 횡동요 저감 탱크가 구비된 컨테이너선 - Google Patents

Abstract

횡동요 저감 탱크가 구비된 컨테이너선이 개시된다. 본 발명의 횡동요 저감 탱크가 구비된 컨테이너선은, 선수부에 배치되는 데크 하우스; 및 데크 하우스의 상부에 설치되는 횡동요 저감 탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

횡동요 저감 탱크가 구비된 컨테이너선 {CONTAINER SHIP HAVING A ANTI-ROLLING TANK}

본 발명은 횡동요 저감 탱크가 구비된 컨테이너선에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 횡동요 저장 탱크의 사이즈를 줄임과 아울러 컨테이너의 적재 개수를 극대화할 수 있는, 횡동요 저감 탱크가 구비된 컨테이너선에 관한 것이다.

일반적으로 컨테이너선은, 화물이 담긴 컨테이너를 화물창, 더 나아가서는, 화물창과 갑판에 적재하여 수송하는 배를 의미하는 것으로서, 화물 하역시간을 단축하여 수송효율을 높이려는 의도에서 만들어진 배이다.

컨테이너선의 선체는 선수(bow), 선미(stern), 기관실(engine room), 선실(accommodation) 및 화물창(cargo hold) 등을 포함하며, 화물창에는 컨테이너의 규격에 맞춘 칸막이가 선수(船首)와 선미(船尾) 방향으로 설치되어 있고, 상하방향으로는 가이드레일이 구비되어 컨테이너를 승강장치에 의해 화물창 내로 내리거나 들어올릴수 있도록 되어 있다.

또한, 컨테이너선은 선저 및 선측에 선체의 내판과 외판을 포함하는 이중 벽체 구조를 형성하여 그 사이에 공간을 가지며, 이 공간에는 밸러스트 수가 저장된다.

2000년대 후반부터 Maersk와 MSC 등 글로벌 해운사들은 초대형 컨테이너선을 투입하여 컨테이너선의 대형화에 앞장서고 있다. 이는 대형 선박을 통해 한 번에 더 많은 물건을 실어 나름으로써 가격 경쟁력을 가질 수 있기 때문이다.

한편, 전술한 컨테이너선에는 횡동요를 감소하기 위해 횡동요 저감 탱크(Anti-Rolling Tank, ART)가 선체에 마련된다.

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 발생할 수 있다는 단점이 있다. 이런 문제를 보완하기 위하여, 공기밸브를 개폐시켜가면서 작동을 조절할 수 있는 능동형 탱크가 개발된 바 있다.

탱크의 형상에 따라 횡동요 저감 탱크는 자유면 타입(free surface type)의 횡동요 저감 탱크와 U-튜브 타입의 횡동요 저감 탱크로 나눌 수 있는데, 기본적으로는 횡동요 저감 탱크 내부에 수용된 유체의 고유진동수를 이용한다는 점에서 원리는 같다고 할 수 있다.

도 1은 종래의 컨테이너선의 배치 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 컨테이너선은 데크 하우스가 선수부와 선미부의 중앙 부분에 배치되고, 횡동요 저장 탱크는 선실의 하부 즉 메인데크의 하부에 배치되었다. 이러한 종래의 컨테이너선의 배치에 의하면, 조타실에서 시야 확보를 위해서 선수 방향으로 컨테이너의 단수를 줄이면서 쌓아야 하므로, 컨테이너의 적재 개수를 극대화하는데 한계가 있으므로 이에 대한 개선책이 요구된다.

한국공개특허공보 제2013-0016584호(대우조선해양주식회사) 2013. 02. 18.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 데크 하우스를 선수부에 배치하여 조타실의 시야 확보를 개선하고 컨테이너의 적재 개수를 극대화하는 동시에, 횡동요 저감 탱크를 데크 하우스의 상부에 설치함으로써, 횡동요 저감 탱크의 사이즈를 줄이면서도 이전과 동일한 횡동요 저감 효과를 얻을 수 있는 컨테이너선을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선수부에 배치되는 데크 하우스; 및 상기 데크 하우스에 마련되는 횡동요 저감 탱크를 포함하는 컨테이너선이 제공될 수 있다.

상기 횡동요 저감 탱크는 상기 데크 하우스의 상부에 배치될 수 있다.

상기 횡동요 저감 탱크는 상기 데크 하우스에 마련된 조타실의 바로 하부층에 마련될 수 있다.

상기 횡동요 저감 탱크는 메인데크와 접하는 상기 데크 하우스에 마련될 수 있다.

상기 데크 하우스는 마스트 등과 최전방 선수부에 배치되는 컨테이너 사이의 메인데크에 마련될 수 있다.

상기 선수부에 마련되는 무어링 장치를 더 포함하고, 상기 무어링 장치는 상기 데크 하우스의 좌우측 가장자리의 영역에 마련될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 선수부에 배치되는 데크 하우스의 상부 영역에 횡동요 저감 탱크가 마련된 것을 특징으로 하는 컨테이너선이 제공될 수 있다.

본 발명에 따르면, 데크 하우스를 선수부에 배치함으로써 조타실의 시야 확보를 개선할 수 있으며, 더 많은 컨테이너를 실을 수 있다.

또한, 기존에 데크 하우스의 하부에 설치되던 횡동요 저감 탱크를 데크 하우스의 상부에 설치함으로써, 횡동요 저감 탱크의 사이즈를 줄이면서도 이전과 같은 횡동요 저감 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 컨테이너선의 배치 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2의 (a)는 선미와 선수의 중앙부에 배치되는 데크 하우스 하부에 횡동요 저감 탱크가 설치된 것을 나타낸 도면이고, 도 2의 (b)는 선수부에 배치되는 데크 하우스 하부에 횡동요 저감 탱크가 설치된 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 횡동요 저감 탱크가 구비된 컨테이너선의 주요부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 횡동요 저감 탱크의 설치 높이에 따른 성능 차이를 비교한 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 배치 구조에 의해 무어링 장치를 데크 하우스의 좌우측 가장자리의 영역으로 이동 배치할 수 있는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

배경기술에서 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원인은 데크 하우스를 선수부에 배치하도록 하는 설계를 검토하였다.

그런데 기존에 데크 하우스의 하부에 설치되던 횡동요 저감 탱크를 그대로 가져올 경우, 선수부의 폭이 점점 좁아짐에 따라 선수부에 설치되는 횡동요 저감 탱크의 폭도 크게 줄어들게 되어 횡동요 저감 성능을 기대할 수 없었고, 이를 개선하기 위하여 선수부에 배치되는 데크하우스에 설치되는 횡동요 저감 탱크를 메인 데크 위에 설치하게 되었다.

도 2의 (a)에는 선미와 선수의 중앙부에 배치되는 데크 하우스 하부에 설치되는 횡동요 저감 탱크가 도시되어 있고, 도 2의 (b)에는 선수부에 배치되는 데크 하우스 하부에 설치되는 횡동요 저감 탱크가 도시되어 있다.

도 2의 (a) 및 (b)를 비교하면, 선수부로 위치가 변경 배치된 횡동요 저감 탱크(ART)는 중앙부에 배치된 횡동요 저감 탱크(ART)에 비해 폭이 좁은 것을 알 수 있다.

실제로 도 2의(b)와 같은 설계 변경을 기존의 초대형 컨테이너선에 적용한 경우, 횡동요 저감 탱크의 폭이 감소되고, 이러한 폭의 감소에 따라 횡동요 저감 성능이 다소 감소하였다. 다만, 도 2의 (a) 보다 (b)에서 횡동요 저감 탱크의 설치 위치가 높기 때문에, 탱크 크기의 감소에서 발생하는 성능 저하를 일부 상쇄시켜 횡동요 저감 성능의 감소 폭이 크지는 않은 것으로 확인되었다.

본 발명은 상기와 같이 데크 하우스를 선수부로 변경 배치함에 따라, 횡동요 저감 성능이 감소되는 것을 방지하기 위해 고안된 것이다.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 컨테이너선의 배치를 살펴보고자 한다.

도 3은 본 발명에 따른 횡동요 저감 탱크가 구비된 컨테이너선의 주요부를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 횡동요 저감 탱크의 설치 높이에 따른 성능 차이를 비교한 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 2에 도시된 배치 구조에 의해 무어링 장치를 데크 하우스의 좌우측 가장자리의 영역으로 이동 배치할 수 있는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 횡동요 저감 탱크가 구비된 컨테이너선은, 선수부에 배치되는 데크 하우스(10)와, 데크 하우스(10)에 마련되는 횡동요 저감 탱크(20)를 구비한다.

본 실시예에서 데크 하우스(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 마스트 등(40)과 선수부에서 최전방에 배치되는 컨테이너 사이의 메인데크(50)에 마련될 수 있다.

데크 하우스(10)의 최상부 층에는 조타실(11)이 마련될 수 있다. 데크 하우스(10)가 선수부에 마련됨에 따라, 조타실(11)에서의 전방 가시거리(visibility) 확보를 쉽게 할 수 있고, 종래와 같이 컨테이너를 선수 방향으로 단수를 줄이면서 쌓을(도 1 참고) 필요가 없으므로 종래에 비해 더 많은 컨테이너를 실을 수 있다.

횡동요 저감 탱크(20)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 데크 하우스(10)의 상부 영역에 마련되어 선체의 횡동요를 저감시킬 수 있다.

본 실시예에서 횡동요 저감 탱크(20)는 조타실(11)의 바로 하부층에 배치되도록 마련될 수 있다.

또한, 본 실시예에서 횡동요 저감 탱크(20)는 능동형 또는 수동형을 마련될 수도 있고, 자유면 타입(free surface type)의 횡동요 저감 탱크, 또는 U-튜브 타입의 횡동요 저감 탱크로 마련될 수도 있다.

횡동요 저감 탱크(20)가 데크 하우스(10)의 상부 영역에 마련되는 경우, 종래에 비해 횡동요 저감 탱크(20)의 사이즈를 작게 하면서도 종래와 같은 횡동요 저감 효과를 얻을 수 있는 이점이 있다.

이는 선박에서 횡동요 저감 탱크(20)가 설치되는 위치가 높아지면, 선박에 형성되는 롤 센터(roll center)로부터 모멘트 암(moment arm)이 길어져서 다이나믹 모멘트(dynamic moment)가 커지는 원리에 의한 것이다.

즉, 횡동요 저감 탱크(20)의 설치 위치가 높을 수록 횡동요 저감 효과가 커지며, 이에 따라 본 실시예에서와 같이 횡동요 저감 탱크(20)의 설치 위치를 높이면, 횡동요 저감 탱크(20)를 기존보다 더 작은 크기의 탱크로 구비하더라도 기존과 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

도 4에 도시된 실제 시뮬레이션 결과를 살펴보면, 횡동요 저감 탱크가 바닥에 위치하는 경우보다, 횡동요 저감 탱크가 높게 위치하는 경에 횡동요 저감 효과가 향상된 것을 알 수 있다. 즉, 횡동요 저감 탱크의 설치 위치가 높을 수록 횡동요 저감 성능이 향상됨을 확인할 수 있다.

그리고, 본 실시예는 데크 하우스(10)를 선수부에 배치하고 횡동요 저감 탱크(20)를 데크 하우스(10)의 상부에 마련함으로써, 도 5에 도시된 바와 같이, 무어링(mooring) 장치(30)를 데크 하우스(10)의 좌우측 가장자리의 영역(S)으로 이동시켜 배치할 수 있다. 그 결과 종래의 무어링 장치(30)가 배치된 영역에 컨테이너를 더 적재할 수 있으므로, 추가적인 컨테이너 적재 공간을 확보할 수 있다는 이점이 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 실시예는 데크 하우스를 선수부에 배치함으로써 조타실의 시야 확보를 개선할 수 있으며, 더 많은 컨테이너를 실을 수 있다.

또한, 기존에 데크 하우스의 하부에 설치되던 횡동요 저감 탱크를 데크 하우스의 상부에 설치함으로써, 횡동요 저감 탱크의 사이즈를 줄이면서도 이전과 같은 횡동요 저감 효과를 얻을 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10 : 데크 하우스 11 : 조타실
20 : 횡동요 저감 탱크 30 : 무어링 장치
40 : 마스트 등 50 : 메인데크

Claims (5)

1. 선수부에 배치되는 데크 하우스; 및
   상기 데크 하우스의 상부에 설치되는 횡동요 저감 탱크를 포함하는 컨테이너선.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 횡동요 저감 탱크는 상기 데크 하우스에 마련된 조타실의 바로 하부층에 마련되는 것을 특징으로 하는 컨테이너선.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 데크 하우스는 마스트 등과 선수부에서 최전방에 배치되는 컨테이너 사이의 메인데크에 마련되는 것을 특징으로 하는 컨테이너선.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 선수부에 마련되는 무어링 장치를 더 포함하고,
   상기 무어링 장치는 상기 데크 하우스의 좌우측 가장자리의 영역에 마련되는 것을 특징으로 하는 컨테이너선.
   
5. 선수부에 배치되는 데크 하우스의 상부 영역에 횡동요 저감 탱크가 마련된 것을 특징으로 하는 컨테이너선.
   

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