KR20230023910A - 유동 저감 시스템을 구비한 바지선 - Google Patents

유동 저감 시스템을 구비한 바지선 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유동 저감 시스템을 구비한 바지선에 관한 것으로서, 부력을 형성하는 내부 격실(130)이 양측에 형성된 선체(110); 상기 내부 격실(130) 내에 구비되는 해수 탱크(220); 및 상기 해수 탱크(220)와 해수면 상부의 대기 영역을 연결하는 공기 유통관(210)을 포함하되, 상기 해수 탱크(220)는 저면이 개방되어 해수면 아래 부분에 위치하며, 해수 출입공(221)을 통하여 해수가 자유롭게 유출입되는 것을 특징으로 한다.

Description

유동 저감 시스템을 구비한 바지선{Barge having Anti-Rolling System}
본 발명은 유동 저감 시스템을 구비한 바지선에 관한 것으로서, 더 자세하게는 선체 내부에 유동 저감 시스템이 구비되어 파도, 너울, 또는 파랑 등에 의한 유동을 감소시킬 수 있는 유동 저감 시스템을 구비한 바지선에 관한 것이다.
바지선은 일반적으로 동력 장치를 구비하지 아니한 수상 부유체를 의미하는데 어촌이나 어항에서 어선을 접안시키고 선원들에게 휴식 또는 작업 공간을 제공하기 위한 목적으로 많이 사용되고 있다.
바지선은 해상에 부유한 상태에서 휴식 또는 작업 공간을 제공하게 되는데, 파도 또는 풍랑의 영향을 받아 바지선의 유동(롤링 및 피칭)이 발생할 경우 이를 제어할만한 구동 장치를 포함하고 있지 아니하므로, 휴식 또는 작업 공간의 제공이라는 본연의 기능을 다하지 못하는 경우가 빈번하게 발생한다.
이와 같은 바지선의 유동을 억제하기 위한 기술이 제안되고 있는데(특허문헌 1, 도 9 참조), 위 종래기술에 따르면 바지선 선체(100)의 모서리에 요동 억제 모멘트를 발생시키는 수평 유지 장치(300)를 설치하되, 기울기 검출부(400)에서 검출된 값을 기초로 수평 유지 장치(300)를 구동시키게 된다. 위와 같은 방식은 선체(100)의 자세를 계측하기 위한 각종 전자 센서 및 제어 장치가 필요하므로, 이들 센서 및 제어 장치에 대한 주기적인 관리 및 보수가 필요하다. 그러나 해양 환경, 특히 어선의 계류에 이용되는 바지선이 유지 관리되는 환경을 고려하면, 각종 전제 센서 및 제어 장치에 대한 보수 및 정비가 제대로 이루어지기를 기대하기는 어렵다.
등록특허공보 제10-1476104호 (공고일: 2014.12.23.) 등록특허공보 제10-2109076호 (공고일: 2020.05.12.) 공개특허공보 제10-2011-0104670호 (공개일: 2011.09.23.)
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 별도의 동력장치 및 제어가 없이도 바지선의 요동(롤링 및 피칭)을 억제할 수 있는 유동 저감 시스템을 구비한 바지선을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 유동 저감 시스템을 구비한 바지선에 관한 것으로서, 부력을 형성하는 내부 격실(130)이 양측에 형성된 선체(110); 상기 내부 격실(130) 내에 구비되는 해수 탱크(220); 및 상기 해수 탱크(220)와 해수면 상부의 대기 영역을 연결하는 공기 유통관(210)을 포함하되, 상기 해수 탱크(220)는 저면이 개방되어 해수면 아래 부분에 위치하며, 해수 출입공(221)을 통하여 해수가 자유롭게 유출입되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 공기 유통관(210)의 직경은 상기 해수 탱크(220)의 직경에 비하여 작은 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 해수 탱크(220)는 복수 개가 구비되되, 선체(110)의 좌우측에 대칭되게 배치되는 것을 특징으로 한다.
마지막으로, 본 발명에 따른 유동 저감 시스템을 구비한 바지선은 상단과 하단이 개방된 해수 탱크 연장부(230)를 더 포함하되, 상기 해수 탱크 연장부(230)는 상기 해수 탱크(220)에 텔레스코픽 결합되어, 수직 방향으로 구동됨으로써, 선체(110) 외부로 돌출되거나 내부 격실(130)로 수납될 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유동 저감 시스템을 구비한 바지선은 하단이 개방된 해수 탱크 및 이와 연결된 공기 유통관을 통하여, 별도의 센서 및 제어 장치 없이도 바지선의 유동을 억제하는 것이 가능하다.
더 나아가 해수 탱크를 상하 방향으로 신축 가능하도록 하는 해수 탱크 연장부를 구비하는 것에 의하여, 유동 억제 성능을 향상시키면서도 바지선 이동시 해수 탱크에 의하여 저항이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유동 저감 시스템을 구비한 바지선의 전체적인 형상을 도시한 것이다.
도 2 및 도 3은 유동 저감 시스템을 구비한 바지선의 단면을 도시한 것이다.
도 4는 유동 저감 시스템을 작동 방식을 설명하기 위한 것이다.
도 5 및 도 6은 해수 탱크 연장부가 구비된 유동 저감 시스템을 구비한 바지선을 도시한 것이다.
도 7 및 도 8은 해수 탱크 연장부의 구동 방식을 도시한 것이다.
도 9는 종래 기술에 따른 유동 저감 시스템을 구비한 바지선의 일례를 도시한 것이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유동 저감 시스템을 구비한 바지선의 전체적인 구성을 설명하도록 한다. 본 발명의 실시예를 통하여 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시적으로 소개되는 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 유동 저감 시스템을 구비한 바지선의 외관을, 도 2 및 도 3은 바지선의 절단면을 도시한 것이다. 바지선의 선체(110) 중앙에는 어창(120)이 형성될 수 있는데, 어선 등으로부터 전달받은 활어를 임시적로 보관하기 위한 공간을 제공한다. 어창(120)의 하단은 개방되되, 그레이팅(121)이 구비되어 있어서, 해수는 자유롭게 어창 내로 출입하되, 활어는 어창(120) 외부로 출입할 수 없다. 선체(110)의 양측(외주면)에는 내부 격실(130)이 형성되어, 바지선에 부력을 제공한다.
내부 격실(130)에는 복수 개의 해수 탱크(220)가 구비되는데, 해수 탱크(220)의 하단은 선체(110)의 저면에 결합되되, 하단이 개방되어 선체(110) 외부, 즉 해수면 아래와 연결되어 있다. 그러므로 선체(110) 외부의 해수는 해수 탱크(220)의 하단에 형성된 해수 출입공(221)을 통하여 해수 탱크(220) 내로 자유롭게 출입할 수 있다.
해수 탱크(220)의 상부 영역, 바람직하게는 상단에는 공기 유통관(210)의 일단이 연결되되, 상기 공기 유통관(210)의 타단은 선체(110)를 관통하여 해수면 위의 대기 영역에 연결된다. 그러므로 상기 공기 유통관(210)을 통하여 해수 탱크(220) 내부와 외부 대기 영역 사이에 공기가 흐를 수 있게 된다. 그러므로 해수 탱크(220) 내에서 해수가 차 있지 않은 상단 부분은 외부 대기압과 평형을 유지한다. 다만, 공기 유통관(210)의 직경은 해수 탱크(220) 또는 해수 출입공(221)의 직경보다 작게 형성되므로(1/3~1/20), 해수 탱크(220) 내의 해수 수위에 변동이 생기는 순간과 때 해수 탱크(220) 내의 기압 상태와 대기압이 평형을 이루는 순간에는 시간차가 발생하게 된다.
도 4(a)는 바지선이 해수면(W.L.) 위에서 안정된 상태로 부유하고 있는 상태를 도시한 것이다. 해수 탱크(220) 내부의 기압 상태는 공기 유통관(210)에 의하여 해상의 대기압과 평형을 유지하게 되므로, 해수 탱크(220) 내에 유입된 해수의 수면과 외부 해수면(W.L)의 수면은 동일선 상에 있게 된다.
도 4(b)는 외부 또는 내부 요인에 의하여 바지선의 선체(110)에 기울임이 방생하면서 유동(롤링)하는 상태를 도시한 것이다(우측(R) 상승, 좌측(L) 하강). 이 때 해수면(W.L.) 위로 들어올려지는 부분(우측)에 설치된 해수 탱크(220)에 저장되어 있던 해수의 수면은 해수면(W.L.) 보다 높아지므로, 결국은 해수 탱크(220)에 저장되어 있던 해수는 해수 출입공(221)을 통하여 유출되고, 해수 탱크(220)에 저장된 해수의 양은 감소하게 된다. 이 때, 공기 유통관(210)은 해수 탱크(220) 또는 해수 출입공(221)과 비교하여 작게 형성되므로 공기 유통관(210)을 통하여 해수 탱크(220) 내로 유입되는 공기의 양은 제한된다. 그러므로, 해수 탱크(220) 내에 저장된 해수가 해수 출입공(221)을 통하여 빠져 나가는데에는 소정의 시간이 필요하게 된다. 그러므로, 바지선이 기울어지기 시작하는 순간에 해수 탱크(220) 내에 저장된 해수의 수위에 큰 변동이 없고, 그로 인하여 해수 탱크(220) 내에 저장된 해수는 바지선이 요동하는 방향(우측이 수면 위로 들어올려지는 방향)과 반대 방향의 모멘트(F1)로 작용하게 된다. 그러므로 해수 탱크(220)가 없을 때에 비교하여 바지선이 우측 상방으로 기울어지려고 하는 정도가 감소하게 된다.
도 4(c)는 도 4(b)의 상태 이후 다시 반대 방향으로 바지선의 선체(110)가 기우는 상태를 도시한 것이다(좌측 상승, 우측 하강), 이 경우 도 4(b) 상태일 때 비하여 선체(110)의 우측에 설치된 해수 탱크(220) 내에 저장된 해수는 해수 출입공(221)을 통하여 빠져 나가 해수 탱크(220) 내의 해수가 어느 정도 비워진 상태(공기 유통관을 통하여 외부의 공기가 어느 정도 유입된 상태)를 유지하므로, 반대로 이 때는 해수 탱크(220)가 부력체로서의 역할을 하게 되어, 바지선이 요동하는 방향(우측이 수면 아래로 잠기는 방향)과 반대 방향의 모멘트(F2)로 작용하게 된다.
즉, 해수 탱크(220) 내에 저장된 해수는 채워지거나 비워지는 과정을 반복하면서, 바지선이 회전(롤링)하는 방향과 반대 방향의 모멘트를 지속적으로 발생시키므로, 결과적으로 바지선의 전체적인 유동을 감소시키게 된다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유동 저감 시스템을 구비한 바지선을 도시한 것이다. 해수 탱크(220)의 사이즈가 클수록 유동 저감 능력을 증가할 수 있지만, 내부 격실(130)의 크기에 제한이 있으므로 해수 탱크(220)의 크기도 제한될 수 밖에 없다. 제2 실시예에서는 해수 탱크(220)의 높이를 변화시킬 수 있는 해수 탱크 연장부(230)가 구비되는 것을 특징으로 하는데, 해수 탱크 연장부(230)의 상단과 하단은 개방된 상태로 형성되고, 내부 격실(130)에 설치된 해수 탱크(220)와 텔레스코픽 결합되어 실질적으로 해수 탱크(220)의 높이를 변화시키게 된다. 바지선이 이동할 필요가 있을 때에는 도 5(a)에 도시된 것처럼 해수 탱크 연장부(230)를 선체(110), 즉 내부 격실(130)로 수납하고, 바지선이 작업 해역에 도착했을 때에는 도 5(b)에 도시된 것처럼 해수 탱크 연장부(230)를 선체(110) 외부로 진출시켜서 해수 탱크(220)의 실질적인 높이를 증가시키게 된다.
도 7은 해수 탱크 연장부(230)가 해수 탱크(220)의 외부에 텔레스코픽 결합된 제3 실시예를 도시하고 있는데, 해수 탱크 연장부(230)는 내부 격실(130)에 설치된 해수 탱크(220)와 비교하여 직경이 크게 형성되고, 해수 탱크(220)를 감싸는 형태로 해수 탱크(220)에 결합된다. 해수 탱크 연장부(230)의 일측에는 해수 탱크 연장부(230)의 수직 길이 방향과 평행하게 연장부 구동 래크(242)가 구비되어 있고, 이는 연장부 구동 피니언(242)가 결합되어 있다. 그러므로 연장부 구동 피니언(242)의 회전에 따라 해수 탱크 연장부(230)의 수직 방향 이동이 가능하게 된다.
도 8은 해수 탱크 연장부(230)가 해수 탱크(220)의 내부에 텔레스코픽 결합된 제4 실시예를 도시하고 있는데, 해수 탱크 연장부(23))는 내부 격실(130)에 설치된 해수 탱크(220)와 비교하여 직경이 작게 형성되고, 해수 탱크(220) 내로 삽입되는 형태로 해수 탱크(220)에 결합된다. 내부 격실(130)에는 연장부 구동 윈치(251)가 설치되는데, 연장부 구동 윈치(251)에 감긴 와이어(252)의 일단이 해수 탱크 연장부(230)의 단부에 결합되어 있어서, 연장부 구동 윈치(251)의 구동에 의해서 해수 탱크 연장부(230)의 수직 방향 이동이 가능하게 된다.
110: 선체 120: 어창
121: 그레이팅 130: 내부 격실
210: 공기 유통관 220: 해수 탱크
221: 해수 출입공 230: 해수 탱크 연장부
241: 연장부 구동 래크 242: 연장부 구동 피니언
251: 연장부 구동 윈치 252: 와이어

Claims (4)

  1. 유동 저감 시스템을 구비한 바지선에 관한 것으로서,
    부력을 형성하는 내부 격실(130)이 양측에 형성된 선체(110);
    상기 내부 격실(130) 내에 구비되는 해수 탱크(220); 및
    상기 해수 탱크(220)와 해수면 상부의 대기 영역을 연결하는 공기 유통관(210)을 포함하되,
    상기 해수 탱크(220)는 저면이 개방되어 해수면 아래 부분에 위치하며, 해수 출입공(221)을 통하여 해수가 자유롭게 유출입되는 것을 특징으로 하는 유동 저감 시스템을 구비한 바지선.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 공기 유통관(210)의 직경은 상기 해수 탱크(220)의 직경에 비하여 작은 것을 특징으로 하는 유동 저감 시스템을 구비한 바지선.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 해수 탱크(220)는 복수 개가 구비되되, 선체(110)의 좌우측에 대칭되게 배치되는 것을 특징으로 하는 유동 저감 시스템을 구비한 바지선.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 하나의 청구항에 있어서,
    상단과 하단이 개방된 해수 탱크 연장부(230)를 더 포함하되,
    상기 해수 탱크 연장부(230)는 상기 해수 탱크(220)에 텔레스코픽 결합되어, 수직 방향으로 구동됨으로써, 선체(110) 외부로 돌출되거나 내부 격실(130)로 수납될 수 있는 것을 특징으로 하는 유동 저감 시스템을 구비한 바지선.
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