KR20200019336A

KR20200019336A - 경사 시험 선박

Info

Publication number: KR20200019336A
Application number: KR1020180094713A
Authority: KR
Inventors: 유승규; 홍진표; 정경환
Original assignee: 에스티엑스조선해양 주식회사
Priority date: 2018-08-14
Filing date: 2018-08-14
Publication date: 2020-02-24

Abstract

본 발명은, 경사 시험에 사용되는 경사 시험 장치; 및 상기 경사 시험 장치가 분리 가능하게 설치되는 설치 공간;을 포함하는 공선 상태의 경사 시험 선박을 제공한다. 상기 경사 시험 장치는, 상기 설치 공간의 바닥에 분리 가능하게 설치된 지그; 상기 지그에 분리 가능하게 설치된 눈금자; 상기 지그와 분리된 상태로 상기 설치 공간의 바닥에 놓이고, 액체가 담겨 있는 펜듈럼 박스; 상기 액체에 잠기도록 위치하는 펜듈럼 추; 및 상기 펜듈럼 추를 매달고 있는 펜듈럼 줄;을 포함한다.

Description

경사 시험 선박{SHIP FOR HEELING TEST}

본 발명은 경사 시험 선박에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 경사 시험 시 사용되는 경사 시험 장치를 회수가 허용되도록 구비한 공선 상태의 선박에 관한 것이다.

선박의 무게 중심은 부력 중심과 함께 선박의 복원성에 중요한 영향을 미치는 요소로서, 만일 잘못 설정된다면 선박의 전복 사고를 유발할 수 있다. 따라서 무게 중심은 선박의 설계 시부터 신중하게 고려되어 결정되고 있다. 그러나 설계 시 결정된 무게 중심과 건조가 완료된 선박의 실제 무게 중심 간에는 차이가 발생할 수 있으므로, 건조가 완료된 선박에 대하여는 공선 상태로 경사 시험을 수행한 후, 이 경사 시험을 결과를 이용하여 무게 중심을 찾고 있다.

건조된 선박의 실제 무게 중심을 찾기 위한 경사 시험은 2008 IS CODE에 따라 총 8회에 걸쳐 중량물(Ballast water 또는 Solid Weight)을 이동시켜 가면서 수행된다. 중량물이 이동될 때마다 선박의 횡경사 각도는 변하게 되는데, 이 변화가 일어날 때마다 선박의 횡경사 각도를 측정하고, 이 측정값들을 종합하여 선박의 실제 무게 중심을 찾는다.

건조가 완료된 선박의 실제 무게 중심을 찾기 위한 경사 시험에 사용되는 경사 시험 장치가 한국공개특허 제10-2013-0141806호(선박 경사 시험용 펜듈럼 박스)에 개시되어 있다.

위 한국공개특허에 개시된 경사 시험 장치는 물이 채워진 펜듈럼 박스와, 펜듈럼 추를 포함한다. 펜듈럼 추는 펜듈럼 줄에 메달린 채 팬듈럼 박스의 물에 잠기도록 설치된다. 그리고 펜듈럼 박스에는 눈금자가 고정되어 있다.

횡경사 전혀 없는 상태에서 펜듈럼 줄은 눈금자의 영점에 위치한다. 그리고 펜듈럼 줄의 상단부터 눈금자까지의 펜듈럼 줄의 길이(H)는 미리 측정해 놓는다. 이후 횡경사가 발생할 때마다 위 펜듈럼 줄이 위 눈금자의 영점으로부터 벗어난 거리(W)를 눈금자를 통해 확인하고, 이 거리(W)를 위 길이(H)로 나눈 값(W/H)을 탄젠트 값(tan A)으로 하는 횡경사 각도(A)를 계산한다.

위와 같은 경사 시험 장치는 한국공개실용신안 제20-2013-0003204호(선박의 경사시험용 펜드럼 박스)에도 개시되어 있다.

한국공개특허 제10-2013-0141806호(선박 경사 시험용 펜듈럼 박스) 한국공개실용신안 제20-2013-0003204호(선박의 경사시험용 펜드럼 박스)

앞서 소개한 종래의 경사 시험 장치들에서는 펜듈럼 박스의 길이가 펜듈럼 추의 이동 범위보다 길게 설정되어야 하는데, 만일 그렇지 않으면 선박의 횡경사 시 펜듈럼 추가 펜듈럼 박스에 걸려 횡경사 각도를 정확하게 측정할 수 없기 때문이다.

펜듈럼 추가 펜듈럼 박스에 막히면 펜듈럼 박스를 이동하여 이 막힘을 해소하면 된다고 생각할 수도 있으나, 그러면 펜듈럼 박스와 일체를 이루는 눈금자까지 함께 이동하게 되어 펜듈럼 박스를 이동한 후의 횡경사 각도 측정값은 그 이동 전의 횡경사 각도 측정값과 눈금자의 영점을 달리하는 쓸모 없는 값이 된다.

따라서 위 종래의 경사 시험 장치들에서는 펜듈럼 박스의 길이가 펜듈럼 추의 이동 범위보다 반드시 길게 설정되어야만 한다.

그런데 펜듈럼 박스의 길이가 길면 우선 펜듈럼 박스에 채워질 액체의 양이 많아 위 액체의 운반이 매우 어렵다. 실제 현장에서 사용되고 있는 위 펜듈럼 박스는 1.1m 정도의 길이를 갖고, 여기에 채워지는 액체는 20리터나 된다.

또한, 경사 시험은 선박 화물창 내 여러 곳에서 진행되고 있고, 선박 화물창은 여러 층으로 구성되고 있는바, 많은 양의 액체가 별도의 액체통에 담겨 상층에서 하층으로 또는 이와 반대로 이동되어야 하는데, 이 과정에서 액체통의 추락 사고가 발행할 우려도 있다.

또한, 펜듈럼 박스의 길이가 길면, 배관이나 기타 의장품이 촘촘하게 설치된 곳에서는 경사 시험이 이루어질 수 없는바, 경사 시험 장소의 선정에 제약이 생기기도 한다.

따라서 본 발명은 위와 같은 문제들을 한꺼번에 해결할 수 있는 기술을 제공하고자 한다.

상기 지그는 서로 분리된 제1지그 및 제2지그를 포함하고, 상기 펜듈럼 박스는 상기 제1지그와 제2지그 사이에 놓인다.

상기 지그의 상단에는 슬롯이 마련되고, 상기 눈금자는 상기 슬롯에 삽입되도록 설치된다.

상기 지그에는 조임쇠가 나사 결합 방식으로 체결되어 있고, 상기 조임쇠는 회전 시 상기 슬롯에 삽입된 상기 눈금자를 가압하는 방향으로 전진하거나 반대 방향으로 후진하도록 마련된다.

상기 눈금자는, 상기 슬롯에 삽입되는 수직 부재; 및 상기 수직 부재의 상단에 연결되어 있고, 상면에 눈금을 구비한 수평 부재;를 포함한다.

상기 지그에는 상기 설치 공간의 바닥에 자력을 발휘하는 자석이 마련된다.

본 발명에 의하면, 펜듈럼 박스가 눈금자와 분리되어 있어, 펜듈럼 박스의 크기 및 펜듈럼 박스에 채워지는 액체의 양이 종래에 비해 현격히 감소하고, 그러면서도 선박의 경사각이 정확하게 측정될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 눈금자를 지지하는 한 쌍의 지그가 서로 분리되어 있어, 첫째, 지그의 운반 및 보관이 용이하고, 둘째, 다양한 길이의 눈금자가 사용될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 눈금자를 지그에 결합하여 고정하는 작업 및 지그로부터 분리하는 작업이 용이하게 이루어 질 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 작업자가 눈금자의 눈금을 쉽고 편하게 읽을 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 지그가 설치 공간의 바닥에 놓이기만 하여도 설치 공간의 바닥에 고정될 수 있어 지그의 설치가 용이하고, 지그가 들리기만 하여도 설치 공간의 바닥으로부터 분리될 수 있어 지그의 해체 역시 용이하다.

도 1은 본 발명에 따른 경사 시험 선박이 기울어지지 않은 상태를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 경사 시험 선박이 기울어진 상태를 도시한 것이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 지그 및 눈금자를 도시한 분해 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 경사 시험 선박의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다.

본 발명에 따른 경사 시험 선박(100)은 공선 상태(화물이 실리지 않은 상태)의 선박으로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 경사 시험 장치 및 설치 공간(110)을 포함한다.

상기 설치 공간(110)은 경사 시험 장치가 설치되는 공간이다. 상기 설치 공간(110)으로 사용될 선박(100) 내 공간은 특별히 한정되지 않으나, 주로 화물창이 설치 공간(110)으로 사용된다.

상기 경사 시험 장치는 선박(100)의 경사 시험에 사용되기 위해 설치 공간(110)에 분리 가능하게 설치되는 장치로서, 지그(122, 124)와, 눈금자(140)와, 펜듈럼 박스(150)와, 펜듈럼(152, 154)을 포함한다.

지그(122, 124)는 서로 분리된 상태로 설치되고 동일한 형태를 갖는 제1지그(122) 및 제2지그(124)를 포함한다. 제1지그(122) 및 제2지그(124)에는 자석(126)이 마련되어 있는데, 그러면 작업자가 지그(122, 124)를 설치 공간(110)의 바닥에 놓기만 하여도 자석(126)의 자력으로 인해 지그(122, 124)가 설치 공간(110)의 바닥에 고정될 수 있는바, 지그(122, 124)의 설치가 용이하다. 또한, 작업자가 지그(122, 124)를 들어 올리기만 하여도 지그(122, 124)가 설치 공간(110)의 바닥으로부터 분리될 수 있는바, 지그(122, 124)의 해체 역시 용이하다.

위와 같은 한 쌍의 지그(122, 124)는 선박(100)을 기울이려는 방향을 따라 떨어져 위치하도록 설치된다. 예컨대, 횡경사각 측정을 위해 선박(100)을 횡방향으로 기울이려 한다면 위 한 쌍의 지그(122, 124)는 좌우 방향으로 떨어져 위치하도록 설치되는 식이다.

눈금자(140)는 지그(122, 124)에 분리 가능하게 설치된다. 이를 위해 지그(122, 124)의 상단에는 도 3에 도시된 바와 같이 슬롯(128)이 마련되고, 눈금자(140)는 위 슬롯(128)에 삽입되는 형태로 설치된다.

이때, 슬롯(128)에 삽입된 눈금자(140)가 움직이지 않게 하기 위해, 눈금자(140)는 조임쇠(130)로 고정된다. 조임쇠(130)는 지그(122, 124)에 마련된 체결공(129)에 나사 결합 방식으로 체결되는 스크류(132)를 포함한다. 조임쇠(130)의 스크류(132)는 일 방향으로 회전할 때 슬롯(128) 쪽으로 전진하다가 슬롯(128)에 삽입된 눈금자(140)를 가압하여 눈금자(140)를 견고히 고정하고, 반대 방향으로 회전할 때 슬롯(128) 쪽으로부터 멀어지도록 후진하여 눈금자(140)에 대한 고정을 해제한다. 조임쇠(130)는 스크류(132)의 일단에 마련된 손잡이(134)도 포함하는데, 그러면 작업자가 손잡이(134)를 잡고 스크류(132)를 쉽게 돌릴 수 있다.

눈금자(140)는 수직 부재(142)와 수평 부재(144)를 포함하도록 구성될 수 있다. 수직 부재(142)는 지그(122, 124)의 슬롯(128)에 삽입되는 부재이고, 수평 부재(144)는 수직 부재(142)의 상단에 연결된 부재이다. 수평 부재(144)의 상면에는 눈금(144a)이 마련되는데, 이 눈금(144a)은 눈금 테이프를 수평 부재(144)의 상면에 부착함으로써 마련될 수 있고, 수평 부재(144)의 상면에 직접 새기는 형태로 마련될 수도 있다.

상기 수직 부재(142) 및 수평 부재(144)를 포함하는 눈금자(140)는 "T"자 형태의 단면을 가질 수도 있고, "ㄱ"자 형태의 단면을 가질 수도 있다. 도 3에는 "T"자 형태의 단면이 예시되어 있다.

도시되어 있지는 않으나, 눈금자(140)는 수평 부재(144)는 포함하지 않고 수직 부재(142)만 포함할 수도 있는데, 이 경우에는 수직 부재(142)의 일면에 눈금(144a)이 마련될 것이다. 그러나 수직 부재(142)의 일면에 눈금(144a)이 마련되는 경우보다 수평 부재(144)의 상면에 눈금(144a)이 마련되는 경우에 작업자가 눈금을 더 편하게 읽을 수 있으므로, 눈금자(140)는 상면에 눈금(144a)을 갖는 수평 부재(144)까지 포함하는 것이 좋다.

상기 펜듈럼 박스(150)는 물이나 기름과 같은 액체(L)를 담는 용도로 사용된다. 후술하는 펜듈럼 추(152)가 공중에 떠 있으면, 선박(100)에 경사를 주었을 때 펜듈럼 추(152)가 큰 진폭 및 주기로 왕복 진자 운동을 하는 문제가 있다. 그러나 펜듈럼 박스(150)에 액체(L)를 채운 다음 펜듈럼 추(152)를 액체(L)에 잠기도록 설치하면, 선박(100)에 경사를 주었을 때 펜듈럼 추(152)의 왕복 진자 운동의 진폭 및 주기가 감소하여 신속하고 정확한 측정이 가능하다. 이러한 이유로 인해, 팬듈럼 박스(150)에 액체(L)를 채우고, 이 액체(L)에 팬듈럼 추(152)가 잠기도록 설치하는 것이다.

본 발명에 따른 선박(100)에서는 위 펜듈럼 박스(150)가 지그(122, 124)와 분리된 상태로 한 쌍의 지그(122, 124) 사이에 위치하도록 설치 공간(110)의 바닥에 놓인다. 즉, 종래에는 펜듈럼 박스(150)와 눈금자(140)가 일체를 이루었으나, 본 발명에서는 펜듈럼 박스(150)가 지그(122, 124)와 분리되어 있으므로, 위 지그(122, 124)에 결합된 눈금자(140)와도 분리되어 있다. 이와 같이 팬듈럼 박스(150)가 눈금자(140)를 지지하는 지그(122, 124)와 분리되어 있으면, 펜듈럼 박스(150)의 크기가 작아도 선박(100)의 경사각(A)을 정확하게 측정할 수 있게 되는데, 아래에서는 이에 대하여 구체적으로 설명한다.

선박(100)의 경사 시험은 선박(100)에 경사를 전혀 주지 않은 상태(도 1과 같은 상태)에서 중량물(Ballast water 또는 Solid Weight)을 이동시켜 가면서 수행된다. 그리고 선박(100)의 중심으로부터 멀어지도록 중량물을 이동시킬 때마다 선박(100)의 경사각(A)은 커지게 되고, 그러다 보면 펜듈럼 추(152)가 펜듈럼 박스(150)에 걸리는 순간이 생긴다. 이때, 작업자는 도 2에 도시된 바와 같이 펜듈럼 박스(150)를 이동시키게 되는데, 그러면 펜듈럼 추(152)가 펜듈럼 박스(150)에 걸리지 않은 상태를 만들 수 있다. 또한, 펜듈럼 박스(150)를 이동시키더라도 눈금자(140)는 지그(122, 124)에 고정되어 있어 전혀 움직이지 않으므로 펜듈럼 박스(150)의 이동 전후에 있어서 눈금자(140)의 영점(O) 변화는 없다. 따라서 본 발명에서는 선박(100)의 경사각(A)이 펜듈럼 박스(150)의 이동 여부와 무관하게 항상 정확하게 측정될 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 펜듈럼 박스(150)의 크기를 줄일 수 있는데, 그러면 펜듈럼 박스(150)에 채울 액체(L)의 양 역시 줄일 수 있다. 예컨대, 종래와 동일한 길이의 눈금자(140)를 사용하더라도 본 발명에서는 펜듈럼 박스(150)의 길이를 0.35m 정도로 줄일 수 있고(종래 1.1m 길이의 약 1/3 수준), 액체(L)의 양을 3.5리터 정도로 줄일 수 있다(종래 20리터의 약 1/6 수준).

따라서 본 발명에 의하면, 액체(L)의 운반이 안전하고 용이하게 이루어질 수 있고, 더 나아가서는 바닥(112)에 배관이나 기타 의장품이 촘촘하게 설치된 설치 공간(110)에도 펜듈럼 박스(150)가 놓일 수 있다.

한편, 상기 펜듈럼(152, 154)은 펜듈럼 추(152) 및 펜듈럼 줄(154)을 포함한다. 상기 펜듈럼 추(152)는 펜듈럼 박스(150)에 채워진 액체(L)에 잠기도록 위치한다. 그리고 상기 펜듈럼 줄(154)은 펜듈럼 추(152)에 고정된 하단을 갖고, 설치 공간(110)의 천정(114)에 분리 가능하게 결합된 상단을 갖는다. 따라서 펜듈럼 추(152)는 펜듈럼 줄(154)에 매달린 채로 액체(L)에 잠기게 된다.

한편, 펜듈럼 줄(154)의 상단은 설치 공간(110)의 천정(114) 이외에, 설치 공간(110) 내에 이미 설치되어 있는 다른 구조물(미도시), 또는 본 경사 시험을 위해 추가로 회수 가능하게 설치된 추가 설치 구조물(미도시)에 결합될 수도 있음은 물론이다.

또한, 앞서 설명한 바와 달리 제1지그(122) 및 제2지그(124)는 서로 분리되어 있지 않고 일체를 이루도록 마련될 수도 있다. 그러나 한 쌍의 지그(122, 124)가 서로 분리되어 있으면, 첫째, 지그(122, 124)의 운반 및 보관이 용이하고, 둘째, 눈금자(140)의 길이에 맞춰 한 쌍의 지그(122, 124) 간 이격 거리 조절이 가능하여 다양한 길이의 눈금자(140)가 사용될 수 있다. 따라서 제1지그(122) 및 제2지그(124)는 서로 분리되어 있는 것이 좋다.

이하, 본 발명에 따른 선박(100)에서 경사각을 측정하는 과정을 설명한다.

우선, 작업자는 펜듈럼 줄(154)의 상단을 설치 공간(110)의 천정(114)에 고정하여 펜듈럼 추(152)를 매달고, 펜듈럼 추(152)가 펜듈럼 박스(150) 내에 위치한 상태에서 펜듈럼 박스(150)에 액체(L)를 채워 펜듈럼 추(152)를 액체(L)에 잠기게 한다.

이후, 작업자는 지그(122, 124)를 설치 공간(110)의 바닥(126)에 부착시키고, 지그(122, 124)의 상단에 눈금자(140)를 고정한다. 이때, 펜듈럼 줄(154)이 눈금자(140)의 영점(O)에 놓이도록 눈금자(140)의 위치가 조절된다.

이러한 준비가 완료되면, 작업자는 펜듈럼 줄(154)의 상단과 눈금자(140)까지의 거리(H)를 측정해 둔 다음, 중량물을 이동시킨다. 중량물이 이동하면 선박(100)이 기울어져 도 2와 같은 상태가 되는데, 이때 작업자는 펜듈럼 줄(154)이 놓인 눈금값을 읽고 이 눈금값을 펜듈럼 줄(154)이 영점(O)으로부터 벗어난 거리(W)로 한다. 이후, 작업자는 삼각함수(tan A = W / H)를 이용하여 선박(100)의 경사각(A)을 계산한다.

선박(100)의 경사각(A)을 계산하는 과정은 중량물을 이동시킬 때마다 이루어지고, 만일 중량물을 이동시켰을 때 펜듈럼 추(152)가 펜듈럼 박스(150)에 걸리게 되면 펜듈럼 박스(150)를 이동시킨다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있고, 상술한 실시예들이 다양하게 조합될 수 있음은 물론이다.

100 : 경사 시험 선박 110 : 설치 공간
112 : 설치 공간 바닥 114 : 설치 공간 천정
122, 124 : 지그 126 : 자석
128 : 슬롯 129 : 체결공
130 : 조임쇠 132 : 스크류
134 : 손잡이 140 : 눈금자
142 : 수직 부재 144 : 수평 부재
144a : 눈금 150 : 펜듈럼 박스
152 : 펜듈럼 추 154 : 펜듈럼 줄

Claims

경사 시험에 사용되는 경사 시험 장치; 및
상기 경사 시험 장치가 분리 가능하게 설치되는 설치 공간;을 포함하는 공선 상태의 경사 시험 선박으로서,
상기 경사 시험 장치는,
상기 설치 공간의 바닥에 분리 가능하게 설치된 지그;
상기 지그에 분리 가능하게 설치된 눈금자;
상기 지그와 분리된 상태로 상기 설치 공간의 바닥에 놓이고, 액체가 담겨 있는 펜듈럼 박스;
상기 액체에 잠기도록 위치하는 펜듈럼 추; 및
상기 펜듈럼 추를 매달고 있는 펜듈럼 줄;을 포함하는 경사 시험 선박.
제1항에 있어서,
상기 지그는 서로 분리된 제1지그 및 제2지그를 포함하고, 상기 펜듈럼 박스는 상기 제1지그와 제2지그 사이에 놓이는 경사 시험 선박.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 지그의 상단에는 슬롯이 마련되고, 상기 눈금자는 상기 슬롯에 삽입되도록 설치되는 경사 시험 선박.
제3항에 있어서,
상기 지그에는 조임쇠가 나사 결합 방식으로 체결되어 있고, 상기 조임쇠는 회전 시 상기 슬롯에 삽입된 상기 눈금자를 가압하는 방향으로 전진하거나 반대 방향으로 후진하도록 마련되는 경사 시험 선박.
제3항에 있어서,
상기 눈금자는,
상기 슬롯에 삽입되는 수직 부재; 및
상기 수직 부재의 상단에 연결되어 있고, 상면에 눈금을 구비한 수평 부재;를 포함하는 경사 시험 선박.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 지그에는 상기 설치 공간의 바닥에 자력을 발휘하는 자석이 마련되는 경사 시험 선박.