WO2013133569A1 - 초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치 및 이를 포함하는 선박 Download PDF

Info

Publication number
WO2013133569A1
WO2013133569A1 PCT/KR2013/001521 KR2013001521W WO2013133569A1 WO 2013133569 A1 WO2013133569 A1 WO 2013133569A1 KR 2013001521 W KR2013001521 W KR 2013001521W WO 2013133569 A1 WO2013133569 A1 WO 2013133569A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ballast tank
water
piezoelectric element
ballast
tank
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/001521
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이춘주
정성엽
Original Assignee
한국해양과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국해양과학기술원 filed Critical 한국해양과학기술원
Publication of WO2013133569A1 publication Critical patent/WO2013133569A1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B13/00—Conduits for emptying or ballasting; Self-bailing equipment; Scuppers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B17/00—Vessels parts, details, or accessories, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/237—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media
    • B01F23/2373—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media for obtaining fine bubbles, i.e. bubbles with a size below 100 µm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/238—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using vibrations, electrical or magnetic energy, radiations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/80—Mixing by means of high-frequency vibrations above one kHz, e.g. ultrasonic vibrations
    • B01F31/85—Mixing by means of high-frequency vibrations above one kHz, e.g. ultrasonic vibrations with a vibrating element inside the receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/34—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
    • C02F1/36—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B57/00—Tank or cargo hold cleaning specially adapted for vessels
    • B63B2057/005—Tank or cargo hold cleaning specially adapted for vessels of ballast tanks, e.g. from deposits, biological organisms; Ship-borne installations therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J2/00—Arrangements of ventilation, heating, cooling, or air-conditioning
    • B63J2/12—Heating; Cooling
    • B63J2/14—Heating; Cooling of liquid-freight-carrying tanks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/008—Originating from marine vessels, ships and boats, e.g. bilge water or ballast water

Definitions

  • the present invention relates to a ballasting apparatus having an anti-icing function using ultrasonic waves and a vessel comprising the same.
  • ballast tanks to minimize the variation in the center of gravity by loading and unloading cargo.
  • the ballast water is emptied from the ballast tank so that the center of gravity of the ship is located below sea level so that it can sail safely even if external forces such as waves are applied.
  • the seawater is introduced into the ballast tank so that the center of gravity of the ship moves below the sea level so that stable navigation is possible.
  • Ballast tanks are, of course, applied to polar sailing vessels.
  • the ballast water in the ballast tank freezes, causing problems in stable sailing.
  • An embodiment of the present invention is to provide a ballasting apparatus and a vessel comprising the same, which is configured to effectively prevent freezing of ballast water.
  • the ballast tank And an ultrasonic generator for oscillating ultrasonic waves underwater in the ballast tank.
  • the ultrasonic generator may include a piezoelectric element located in the water in the ballast tank.
  • the ballasting apparatus may further include a piezoelectric element height adjusting unit for adjusting the height of the piezoelectric element according to the water level in the ballast tank.
  • the piezoelectric element height adjusting unit may include a floating body supporting the piezoelectric element and floating on the water surface in the ballast tank.
  • the float is provided with a support for supporting the float against the ballast tank when the water level in the ballast tank is lowered, and when the support supports the float against the ballast tank, the piezoelectric element is the ballast. May be spaced from the tank.
  • the ballasting apparatus may further include a micro bubble supply unit for supplying micro bubbles into the water in the ballast tank.
  • the micro bubble supply unit micro bubble generator and a nozzle positioned in the water in the ballast tank and spraying the micro bubbles generated by the micro bubble generator.
  • the micro bubble generating apparatus the dissolution tank for receiving the water dissolved air; A pump for pumping water in the dissolution tank to the nozzle side; And a slit portion disposed between the pump and the nozzle through which water pumped by the pump passes.
  • the nozzle may face the side wall of the ballast tank in contact with external seawater.
  • a vessel comprising the ballasting device.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a ballasting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view schematically showing a slit included in the microbubble generating device of the ballasting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the ballasting device 10 is applied to, for example, a vessel 1 operated in a polar region, and may include a ballast tank 110 and an ultrasonic generator 120. have.
  • the ultrasonic generator 120 may effectively prevent the water in the ballast tank 110 from freezing by oscillating ultrasonic waves into the water in the ballast tank 110.
  • the ballast tank 110 may be disposed on the left and right sides or the bottom of the vessel (1).
  • the ballast water may flow into the ballast tank 110 during the operation of the vessel 1 or the ballast water may be discharged from the ballast tank 110. In this process, the water surface in the ballast tank 110 may rise and fall.
  • the ballast tank 110 may be in direct or indirect contact with polar cold air or seawater during operation of the ship 1, in which case there is a possibility that the ballast water in the ballast tank 110 freezes.
  • the ultrasonic generator 120 oscillates ultrasonic waves into the water in the ballast tank 110.
  • the oscillated ultrasonic waves can effectively prevent the ballast number from freezing by vibrating the ballast number.
  • the ultrasonic wave generated by the ballast water impacts and explodes the microbubble supplied into the ballast tank 110 by the microbubble supply unit 140 described later. High temperatures are generated during the microbubble explosion, effectively preventing freezing of ballast water.
  • the ultrasonic generator 120 may include a piezoelectric element 121 disposed in the ballast tank 110.
  • the piezoelectric element 121 is located below the water surface in the ballast tank 110. In this case, when a voltage is applied to the piezoelectric element 121 by the external power supply 122, ultrasonic waves are oscillated underwater by the vibration of the piezoelectric element 121.
  • the ballasting device 10 may include a piezoelectric element height adjusting unit 130.
  • the piezoelectric element height adjusting unit 130 adjusts the height of the piezoelectric element 121.
  • the height is determined based on the bottom of the ship for convenience.
  • the piezoelectric element 121 may be located close to the water surface in the ballast tank 110.
  • the piezoelectric element 121 When the piezoelectric element 121 is located close to the water surface in the ballast tank 110, the water surface in the ballast tank 110 may be severely shaken to effectively prevent freezing that normally starts at the water surface.
  • the piezoelectric element height adjusting unit 130 may operate so that the piezoelectric element 121 is located close to the water surface in the ballast tank 110 in response to a change in the water surface in the ballast tank 110.
  • the piezoelectric element height adjusting unit 130 may include a floating body 131 floating on the water surface in the ballast tank 110.
  • the floating body 131 supports the piezoelectric element 121.
  • the piezoelectric element 121 supported by the floating body 131 is automatically adjusted in height in response to changes in the water surface in the ballast tank 110.
  • the floating body 131 that moves up and down depending on the change in the water level in the ballast tank 110 may move along a guide (not shown) extending in the up and down direction inside the ballast tank 110.
  • piezoelectric element height adjusting units may be proposed.
  • a piezoelectric element height adjusting unit for adjusting the height of the piezoelectric element in a rack-pinion manner may be proposed.
  • the support body 135 may be installed on the floating body 131.
  • the support 135 may support the float 131 with respect to the ballast tank 110.
  • the support 135 may support the float 131 against the horizontal plate 115 of the ballast tank 110 positioned below it.
  • the horizontal plate 115 may be a structural member for maintaining the longitudinal strength of the ballast tank 110 or the vessel 1, the horizontal plate 115 may be formed with a through hole (not shown) penetrating up and down have.
  • the horizontal plate 115 may be a bottom plate of the ballast tank 110.
  • the piezoelectric element 121 When the support 135 supports the float 131 with respect to the ballast tank 110, the piezoelectric element 121 may be spaced apart from the ballast tank 110. In this case, before the piezoelectric element 121 hits the ballast tank 110 because the water level in the ballast tank 110 is lowered, the support 135 supports the float 131 with respect to the ballast tank 110, thereby providing a piezoelectric element ( 121) can be prevented in advance.
  • the piezoelectric element 121 may be fixedly installed in the ballast tank 110 without the piezoelectric element height adjusting unit 130.
  • the water surface in the ballast tank 110 is maintained higher than the light draft of the vessel (1). Therefore, when the piezoelectric element 121 is located at or below the gradient line, the piezoelectric element 121 may be positioned below the surface of the ballast tank 110 to oscillate ultrasonic waves in the ballast water.
  • the ballasting device 10 may further include a micro bubble supply unit 140.
  • the micro bubble supply unit 140 may effectively prevent the water in the ballast tank 110 from freezing by supplying the micro bubbles into the water in the ballast tank 110. Further, the microbubble supplied into the water in the ballast tank 110 is exploded when it meets the ultrasonic waves, the high temperature generated in the explosion process can effectively prevent the ballast water from freezing.
  • the micro bubble means a bubble having a diameter in micrometers.
  • the microbubble supplied to the ballast water rises, while the surface of the ballast water can be disturbed as if the water boils while the microbubble continues to rise.
  • the microbubbles floating on the surface of the ballast water may burst or merge with each other, which may further disturb the surface. Such disturbance of sleep can effectively prevent the ballast water from freezing.
  • the microbubble when the microbubble is continuously supplied to the ballast water, the microbubble may be distributed throughout the water in the ballast tank. In this case, the micro bubbles actively move within the ballast water, and can effectively prevent the ballast water from freezing.
  • Micro bubbles may be injected toward the side wall 113 in contact with the external seawater of the side wall of the ballast tank (110).
  • the micro bubbles may float along the inner surface of the ballast tank 110 to form an air layer, and the air layer may prevent the ballast water from freezing by blocking an external cold.
  • the micro bubble supply unit 140 may include a micro bubble generating device 150 and a nozzle 160.
  • 2 is a view schematically illustrating a slit included in the microbubble generating device of the ballasting device according to an embodiment of the present invention.
  • the microbubble generating device 150 may include a dissolution tank 151, a pump 152, and a slit portion 153.
  • the dissolution tank 151 may accommodate water in which air is dissolved.
  • the water contained in the dissolution tank 151 may be pumped to the nozzle 160 by the pump 152.
  • the pumped water may move to the nozzle 160 via the slit portion 153.
  • air dissolved in water may have a bubble shape.
  • the slit portion 153 may be disposed on the movement line 135 for moving the water pumped by the pump 152 to the nozzle 160 side.
  • the slit part 153 may have a flat plate shape in which a plurality of slits 153a are distributed.
  • the microbubble generating device 150 configured as described above operates to generate microbubbles while the water pumped from the dissolution tank 151 passes through the slit 153a of the slit part 153.
  • microbubble generating devices may be proposed.
  • an apparatus for generating microbubbles using the shear force of the impeller may be proposed.
  • the micro bubbles generated by the micro bubble generator 150 are injected into the water in the ballast tank 110 through the nozzle 160.
  • the nozzle 160 may be installed at the end of the movement line 135.
  • the nozzle 160 may be disposed to face the side wall 113 of the ballast tank 110 in contact with the external seawater. In this case, the microbubble sprayed from the nozzle 160 floats and forms an air layer on the inner surface of the ballast tank 110, thereby having a heat insulating effect.
  • the nozzle 160 may be supported by the floating body 131 as shown in FIG. 1. In this case, the height of the nozzle 160 may be adjusted corresponding to the water level in the ballast tank 110.
  • the nozzle may be attached to the inner surface of the ballast tank 110.
  • the nozzle may be located at the waterline of the ship 1.
  • Ballasting device 10 can be applied to the vessel (1).
  • the vessel 1 may include, for example, an icebreaker tanker, an icebreaker container ship, an icebreaker drilling ship, etc. as a polar vessel.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치 및 이를 포함하는 선박이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 밸러스트 탱크; 및 밸러스트 탱크 내 수중으로 초음파를 발진시키는 초음파 발생부를 포함하는, 초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치가 제공된다.

Description

초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치 및 이를 포함하는 선박
본 발명은 초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
일반적으로, 선박은 화물의 선적 및 하역에 의해 무게 중심이 변동되는 것을 최소화하기 위하여 밸러스트 탱크(ballast tank)를 가지고 있다. 예를 들어, 선박에 화물이 만재된 경우 밸러스트 탱크로부터 밸러스트 수를 비움으로써 선박의 무게 중심이 해수면 아래에 위치하여 파도 등의 외력이 작용하더라도 안전하게 항해할 수 있도록 한다. 그리고 선적된 화물이 없거나 적은 경우 선박의 무게 중심이 해수면 아래로 이동하도록 밸러스트 탱크에 해수를 유입시켜서 안정적인 항해를 가능하도록 한다.
밸러스트 탱크는 극지를 항해하는 선박에 적용됨은 물론이다. 그러나 극지를 항해하는 선박의 경우 밸러스트 탱크 내 밸러스트 수가 결빙되어 안정적인 항해에 차질을 일으키는 문제가 있다.
본 발명의 실시예는, 밸러스트 수의 결빙을 효과적으로 방지하도록 구성된 밸러스팅 장치 및 이를 포함하는 선박을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 밸러스트 탱크; 및 상기 밸러스트 탱크 내 수중으로 초음파를 발진시키는 초음파 발생부를 포함하는, 밸러스팅 장치가 제공된다.
상기 초음파 발생부는, 상기 밸러스트 탱크 내 수중에 위치하는 압전소자를 포함할 수 있다.
상기 밸러스팅 장치는 상기 밸러스트 탱크 내 수면 높이에 따라 상기 압전소자의 높이를 조절하는 압전소자 높이 조절부를 더 포함할 수 있다.
상기 압전소자 높이 조절부는, 상기 압전소자를 지지하고, 상기 밸러스트 탱크 내 수면 상에 부유하는 부유체를 포함할 수 있다.
상기 부유체에는 상기 밸러스트 탱크 내 수면이 낮아질 때 상기 부유체를 상기 밸러스트 탱크에 대해 지지하는 지지대가 설치되고, 상기 지지대가 상기 부유체를 상기 밸러스트 탱크에 대해 지지할 때, 상기 압전소자는 상기 밸러스트 탱크로부터 이격될 수 있다.
상기 밸러스팅 장치는 상기 밸러스트 탱크 내 수중으로 마이크로 버블을 공급하는 마이크로 버블 공급부를 더 포함할 수 있다.
상기 마이크로 버블 공급부는 마이크로 버블 발생 장치; 및 상기 밸러스트 탱크 내 수중에 위치하고, 상기 마이크로 버블 발생 장치에서 발생된 마이크로 버블을 분사하는 노즐을 포함할 수 있다.
상기 마이크로 버블 발생 장치는, 공기가 용해된 물을 수용하는 용해 탱크; 상기 용해 탱크의 물을 상기 노즐 측으로 펌핑하는 펌프; 및 상기 펌프와 상기 노즐 사이에 배치되어 상기 펌프에 의해 펌핑된 물이 통과하는 슬릿부를 포함할 수 있다.
상기 노즐은 외부 해수와 접하는 상기 밸러스트 탱크의 측벽을 향할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 밸러스팅 장치를 포함하는, 선박이 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 초음파를 밸러스트 탱크 내 수중으로 발진시킴으로써 밸러스트 탱크 내 물이 결빙되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스팅 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스팅 장치의 마이크로 버블 발생 장치에 포함된 슬릿부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스팅 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 밸러스팅 장치(10)는 예를 들어 극지에서 운용되는 선박(1)에 적용되는 것으로, 밸러스트 탱크(110)와 초음파 발생부(120)을 포함할 수 있다. 이와 같은 본 실시예에 따르면 초음파 발생부(120)가 초음파를 밸러스트 탱크(110) 내 수중으로 발진시킴으로써 밸러스트 탱크(110) 내 물이 결빙되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
보다 상세히, 밸러스트 탱크(110)는 선박(1)의 좌우측부 또는 바닥부에 배치될 수 있다. 선박(1)의 운항 중 밸러스트 탱크(110)로 밸러스트 수가 유입되거나 밸러스트 탱크(110)로부터 밸러스트 수가 배출될 수 있다. 이 과정에서 밸러스트 탱크(110) 내 수면이 오르내릴 수 있다.
밸러스트 탱크(110)는 선박(1)의 운항 중 극지의 차가운 공기 또는 해수와 직접 또는 간접적으로 접할 수 있고, 이 경우 밸러스트 탱크(110) 내 밸러스트 수가 결빙될 가능성이 있다.
초음파 발생부(120)는 밸러스트 탱크(110) 내 수중으로 초음파를 발진시킨다. 발진된 초음파는 밸러스트 수를 진동시킴으로써 밸러스트 수가 결빙되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한 밸러스트 수로 발진된 초음파는 후술하는 마이크로 버블 공급부(140)에 의해 밸러스트 탱크(110) 내로 공급된 마이크로 버블을 충격하여 폭발시킨다. 마이크로 버블이 폭발하는 과정에서 고온이 발생하여 밸러스트 수의 결빙을 효과적으로 방지할 수 있다.
초음파 발생부(120)는 밸러스트 탱크(110) 내에 배치된 압전소자(121)를 포함할 수 있다. 압전소자(121)는 밸러스트 탱크(110) 내 수면 아래에 위치한다. 이 경우, 외부 전원(122)에 의해 압전소자(121)에 전압이 인가되면 압전소자(121)의 진동에 의해 초음파가 수중으로 발진된다.
밸러스팅 장치(10)는 압전소자 높이 조절부(130)를 포함할 수 있다. 압전소자 높이 조절부(130)는 압전소자(121)의 높이를 조절한다. 여기서 '높이'는 편의상 선저면을 기준으로 결정되는 것으로 한다.
이와 관련하여 압전소자(121)는 밸러스트 탱크(110) 내 수면에 가깝게 위치할 수 있다. 압전소자(121)가 밸러스트 탱크(110) 내 수면에 가깝게 위치하면 밸러스트 탱크(110)내 수면이 심하게 요동칠 수 있어 통상적으로 수면에서 시작되는 결빙을 효과적으로 방지할 수 있다.
따라서 압전소자 높이 조절부(130)는 밸러스트 탱크(110) 내 수면의 변화에 대응하여 압전소자(121)가 밸러스트 탱크(110) 내 수면에 가깝게 위치하도록 작동할 수 있다.
이러한 압전소자 높이 조절부(130)는 밸러스트 탱크(110) 내 수면 상에 부유하는 부유체(131)를 포함할 수 있다. 부유체(131)는 압전소자(121)를 지지한다. 부유체(131)에 지지된 압전소자(121)는 밸러스트 탱크(110) 내 수면의 변화에 대응하여 자동적으로 높이 조정된다.
밸러스트 탱크(110) 내 수면의 변화에 따라 승강하는 부유체(131)는 밸러스트 탱크(110) 내부에 상하 방향으로 연장된 가이드(미도시)를 따라 이동할 수 있다.
대안적으로 다양한 형태의 압전소자 높이 조절부가 제안될 수 있음은 물론이다. 예를 들어 렉-피니언 방식으로 압전소자의 높이를 조절하는 압전소자 높이 조절부가 제안될 수 있다.
부유체(131)에는 지지대(135)가 설치될 수 있다. 지지대(135)는 부유체(131)를 밸러스트 탱크(110)에 대해 지지할 수 있다.
예를 들어 지지대(135)는 도 1에 도시된 바와 같이 부유체(131)를 그 아래에 위치하는 밸러스트 탱크(110)의 수평판(115)에 대해 지지할 수 있다. 여기서 수평판(115)은 밸러스트 탱크(110) 또는 선박(1)의 종강도를 유지하기 위한 구조 부재일 수 있고, 수평판(115)에는 상하로 관통된 관통구(미도시)가 형성될 수 있다. 또는 수평판(115)은 밸러스트 탱크(110)의 바닥판일 수 있다.
지지대(135)가 부유체(131)를 밸러스트 탱크(110)에 대해 지지할 때, 압전소자(121)는 밸러스트 탱크(110)로부터 이격될 수 있다. 이 경우, 밸러스트 탱크(110) 내 수위가 낮아져 압전소자(121)가 밸러스트 탱크(110)에 부딪히기 전에 지지대(135)가 부유체(131)를 밸러스트 탱크(110)에 대해 지지함으로써, 압전소자(121)의 손상을 미연에 방지할 수 있다.
대안적으로 도시되지 않았으나 압전소자(121)는 압전소자 높이 조절부(130) 없이 밸러스트 탱크(110) 내에 고정 설치될 수 있다. 통상적으로 밸러스트 탱크(110) 내 수면은 선박(1)의 경하 흘수보다 높이 유지된다. 따라서 압전소자(121)가 경하 흘수선에 위치하거나 경하 흘수선 보다 아래에 위치하는 경우 압전소자(121)는 밸러스트 탱크(110) 내 수면 아래에 위치하게 되어 밸러스트 수에 초음파를 발진시킬 수 있다.
밸러스팅 장치(10)는 마이크로 버블 공급부(140)를 더 포함할 수 있다. 마이크로 버블 공급부(140)는 마이크로 버블을 밸러스트 탱크(110) 내 수중으로 공급함으로써 밸러스트 탱크(110) 내 물이 결빙되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 나아가 밸러스트 탱크(110) 내 수중으로 공급된 마이크로 버블은 초음파와 만나면 폭발하게 되는데, 폭발 과정에서 발생된 고온은 밸러스트 수가 결빙되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
참고로, 마이크로 버블은 마이크로미터 단위의 직경을 갖는 버블을 의미한다.
밸러스트 수로 공급된 마이크로 버블은 부상하는데, 마이크로 버블이 지속적으로 부상하는 동안에는 밸러스트 수의 수면은 마치 물이 끓는 것처럼 교란될 수 있다. 또한, 밸러스트 수의 수면에 부유하는 마이크로 버블은 스스로 터지거나 상호 병합할 수 있는데 이 과정에서 수면을 더욱 교란시킬 수 있다. 이와 같은 수면의 교란은 밸러스트 수의 수면이 결빙되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 마이크로 버블이 밸러스트 수로 지속적으로 공급되는 경우 마이크로 버블은 밸러스트 탱크 내 수중에 전체적으로 분포할 수 있다. 이 경우, 마이크로 버블은 밸러스트 수 내에서 활발하게 운동하며, 밸러스트 수가 결빙되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
마이크로 버블은 밸러스트 탱크(110)의 측벽 중 외부 해수와 접하는 측벽(113)을 향하여 분사될 수 있다. 이 경우, 마이크로 버블은 밸러스트 탱크(110)의 내측면을 따라 부상하며 공기층을 형성할 수 있고, 이러한 공기층은 외부의 한기를 차단하여 밸러스트 수가 결빙되는 것을 방지할 수 있다.
마이크로 버블 공급부(140)는, 마이크로 버블 발생 장치(150)와 노즐(160)을 포함할 수 있다. 이와 관련하여 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스팅 장치의 마이크로 버블 발생 장치에 포함된 슬릿부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 마이크로 버블 발생 장치(150)는 용해 탱크(151)와 펌프(152)와 슬릿부(153)를 포함할 수 있다.
용해 탱크(151)는 공기가 용해된 물을 수용할 수 있다. 용해 탱크(151)에 수용된 물은 펌프(152)에 의해 노즐(160) 측으로 펌핑될 수 있다. 이때, 펌핑된 물은 슬릿부(153)를 경유하여 노즐(160) 측으로 이동할 수 있다. 물이 이동 하는 과정에서 물에 용해된 공기가 버블 형태를 가질 수 있다.
슬릿부(153)는 펌프(152)에 의해 펌핑된 물이 노즐(160) 측으로 이동하기 위한 이동 라인(135) 상에 배치될 수 있다. 슬릿부(153)는 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 슬릿(153a)이 분포된 평판 형상으로 이루어질 수 있다. 물이 이동 라인(135)을 따라 이동하던 중 좁은 슬릿(153a)을 만나면 순간적으로 물에 전단력이 작용하는데, 이 전단력은 물에 포함된 버블을 미세한 버블로 분쇄할 수 있다.
이와 같이 구성된 마이크로 버블 발생 장치(150)는 용해 탱크(151)에서 펌핑된 물이 슬릿부(153)의 슬릿(153a)을 통과하는 과정에서 마이크로 버블이 발생하도록 작동한다.
대안적으로 도시되지 않았으나 공지된 다양한 형태의 마이크로 버블 발생 장치가 제안될 수 있음은 물론이다. 예를 들어 임펠러의 전단력을 이용하여 마이크로 버블을 발생시키는 장치가 제안될 수 있다.
마이크로 버블 발생 장치(150)에 의해 발생된 마이크로 버블은 노즐(160)을 통해 밸러스트 탱크(110) 내 수중으로 분사된다. 노즐(160)은 이동 라인(135)의 단부에 설치될 수 있다.
노즐(160)은 외부 해수와 접하는 밸러스트 탱크(110)의 측벽(113)을 향하도록 배치될 수 있다. 이 경우, 노즐(160)에서 분사된 마이크로 버블은 부상하면서 밸러스트 탱크(110)의 내측면에 공기층을 형성하고, 이로 인해 단열 효과를 가질 수 있다.
노즐(160)은 도 1에 도시된 바와 같이 부유체(131)에 지지될 수 있다. 이 경우, 밸러스트 탱크(110) 내 수위에 대응하여 노즐(160)의 높이 조절이 가능하다.
또는 노즐은 도시되지 않았으나 밸러스트 탱크(110) 내측면에 부착될 수 있다. 이 경우, 노즐은 선박(1)의 경하 흘수선에 위치할 수 있다.
이상에서 살펴본 본 실시예에 따른 밸러스팅 장치(10)는 선박(1)에 적용될 수 있다. 선박(1)은 예를 들어 극지용 선박으로서 쇄빙 유조선, 쇄빙 컨테이너선, 쇄빙 시추선 등을 포함할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
<부호의 설명>
10 : 밸러스팅 장치
110 : 밸러스트 탱크
120 : 초음파 발생부
130 : 압전소자 높이 조절부
140 : 마이크로 버블 공급부
150 : 마이크로 버블 발생 장치
160 : 노즐

Claims (10)

  1. 밸러스트 탱크; 및
    상기 밸러스트 탱크 내 수중으로 초음파를 발진시키는 초음파 발생부를 포함하는, 초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 발생부는,
    상기 밸러스트 탱크 내 수중에 위치하는 압전소자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 밸러스트 탱크 내 수면 높이에 따라 상기 압전소자의 높이를 조절하는 압전소자 높이 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 압전소자 높이 조절부는,
    상기 압전소자를 지지하고, 상기 밸러스트 탱크 내 수면 상에 부유하는 부유체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 부유체에는 상기 밸러스트 탱크 내 수면이 낮아질 때 상기 부유체를 상기 밸러스트 탱크에 대해 지지하는 지지대가 설치되고,
    상기 지지대가 상기 부유체를 상기 밸러스트 탱크에 대해 지지할 때, 상기 압전소자는 상기 밸러스트 탱크로부터 이격되는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 밸러스트 탱크 내 수중으로 마이크로 버블을 공급하는 마이크로 버블 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 마이크로 버블 공급부는
    마이크로 버블 발생 장치; 및
    상기 밸러스트 탱크 내 수중에 위치하고, 상기 마이크로 버블 발생 장치에서 발생된 마이크로 버블을 분사하는 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 마이크로 버블 발생 장치는,
    공기가 용해된 물을 수용하는 용해 탱크;
    상기 용해 탱크의 물을 상기 노즐 측으로 펌핑하는 펌프; 및
    상기 펌프와 상기 노즐 사이에 배치되어 상기 펌프에 의해 펌핑된 물이 통과하는 슬릿부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 노즐은 외부 해수와 접하는 상기 밸러스트 탱크의 측벽을 향하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치.
  10. 상기 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 밸러스팅 장치를 포함하는, 선박.
PCT/KR2013/001521 2012-03-07 2013-02-26 초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치 및 이를 포함하는 선박 WO2013133569A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2012-0023249 2012-03-07
KR1020120023249A KR101298126B1 (ko) 2012-03-07 2012-03-07 초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치 및 이를 포함하는 선박

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013133569A1 true WO2013133569A1 (ko) 2013-09-12

Family

ID=49116996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2013/001521 WO2013133569A1 (ko) 2012-03-07 2013-02-26 초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치 및 이를 포함하는 선박

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101298126B1 (ko)
WO (1) WO2013133569A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112744895A (zh) * 2019-10-31 2021-05-04 彭志军 一种具有超声波防凝结与自洁的车载水箱装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102292693B1 (ko) 2015-05-11 2021-08-24 대우조선해양 주식회사 밸러스트 탱크의 결빙방지장치
KR20160149693A (ko) 2015-06-19 2016-12-28 대우조선해양 주식회사 선박 밸러스트 탱크의 결빙방지 장치
KR20170022485A (ko) 2015-08-20 2017-03-02 대우조선해양 주식회사 결빙 제거장치가 구비된 블레이드
KR101853962B1 (ko) * 2016-11-11 2018-05-02 삼성중공업 주식회사 결빙 방지 장치
KR102702351B1 (ko) 2019-04-02 2024-09-03 한화오션 주식회사 결빙 방지 장치를 구비한 추진기 및 그를 포함하는 선박

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3410694B2 (ja) * 1999-10-21 2003-05-26 前澤給装工業株式会社 給水設備の凍結防止又は解凍の方法と機構
KR20110079096A (ko) * 2009-12-31 2011-07-07 삼성전기주식회사 초음파 변환기
KR20110109313A (ko) * 2010-03-31 2011-10-06 한국해양연구원 모형빙의 밀도 제어 시스템 및 이를 이용한 모형빙의 밀도 제어 방법
KR20110136211A (ko) * 2010-06-14 2011-12-21 삼성중공업 주식회사 선박 평형수 동결 방지 장치 및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3410694B2 (ja) * 1999-10-21 2003-05-26 前澤給装工業株式会社 給水設備の凍結防止又は解凍の方法と機構
KR20110079096A (ko) * 2009-12-31 2011-07-07 삼성전기주식회사 초음파 변환기
KR20110109313A (ko) * 2010-03-31 2011-10-06 한국해양연구원 모형빙의 밀도 제어 시스템 및 이를 이용한 모형빙의 밀도 제어 방법
KR20110136211A (ko) * 2010-06-14 2011-12-21 삼성중공업 주식회사 선박 평형수 동결 방지 장치 및 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112744895A (zh) * 2019-10-31 2021-05-04 彭志军 一种具有超声波防凝结与自洁的车载水箱装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR101298126B1 (ko) 2013-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013133569A1 (ko) 초음파를 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치 및 이를 포함하는 선박
WO2013133568A1 (ko) 마이크로 버블을 이용한 결빙 방지 기능을 갖는 밸러스팅 장치 및 이를 포함하는 선박
KR101368674B1 (ko) 선박용 밸러스트 탱크의 자유표면 조절장치
BR102012007706B1 (pt) sistemas de atol costa afora e método de fornecimento de uma área de trabalho costa afora
RU2483967C2 (ru) Ледокольная система для плавающих тел
US3408971A (en) Submerged oil storage vessel and oil loading facility for offshore wells
KR200443276Y1 (ko) 잠수정용 발라스트 장치
KR102702351B1 (ko) 결빙 방지 장치를 구비한 추진기 및 그를 포함하는 선박
EP2913308A1 (en) Ship ballast water treatment system
RU2433937C2 (ru) Судно (варианты), устройство для уменьшения качки, погружное тело, устройство стабилизации и способ уменьшения качки
EP2913307A1 (en) Ship ballast water treatment system
KR101102347B1 (ko) 부유체 스태빌라이저
RU2380274C1 (ru) Подводный танкер
KR101019049B1 (ko) 착빙을 방지하는 발라스트 탱크
KR102292692B1 (ko) 자유낙하식 구명정의 충격완화장치
WO2023055117A1 (ko) 조파 저항 저감형 선박
KR20210054778A (ko) 이동식 적조 및 녹조 방제 시스템
RU2235038C1 (ru) Устройство для разрушения ледяного покрова
KR20150145321A (ko) 해양구조물의 동요 방지장치
KR102218580B1 (ko) 플로팅 도크 시스템
KR20180080545A (ko) 문풀을 이용한 해수활용시스템
JP2637753B2 (ja) 氷のなかを航行可能な船ユニット
CA2568309A1 (en) Lightweight marine buoy and method of handling the same
RU158156U1 (ru) Морская технологическая ледостойкая платформа
RU2651331C1 (ru) Способ разрушения ледяного покрова

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13757834

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13757834

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1