KR20120097827A - 전자석을 이용한 선박의 계류 장치 - Google Patents

Abstract

안벽에 선박을 계류시키는 선박의 계류 장치가 개시된다. 개시된 계류 장치는, 안벽의 접안면에 고정 설치되는 거치대와, 거치대에 수직 방향으로 이동 가능하게 설치되어 자력에 의해 선박을 계류시키는 전자석과, 전자석에 공급되는 전류의 제어를 위한 제어부를 구비한다. 거치대에는 수직 방향으로 연장된 가이드 홈이 형성되고, 일단부가 거치대의 가이드 홈 내에 삽입되어 가이드 홈을 따라 수직 방향으로 이동 가능하며 타단부는 전자석에 결합되어 전자석을 지지하는 지지 부재가 더 구비될 수 있다.

Description

전자석을 이용한 선박의 계류 장치{Mooring apparatus with electromagnet for ship}

본 발명은 선박을 항구나 조선소의 안벽에 계류시키는 계류 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자석을 이용한 선박의 계류 장치에 관한 것이다.

해상 운송에 사용되는 선박은 여객의 승강이나 화물의 적하를 위해 항구에 마련된 부두 안벽에 접안된다. 그리고, 이러한 선박의 건조시에는 조선소에 마련된 안벽에 접안된다. 이와 같이 안벽의 접안면에 접안된 선박은 계류 장치에 의해 움직이지 않도록 계류되는데, 종래에는 이러한 선박의 계류 장치로서 다수의 계류 라인이 사용되고 있다.

도 1은 종래의 선박의 계류 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 1을 참조하면, 선박(10)이 안벽(20)에 접안되었을 때, 선박(10)으로부터 다수의 계류 라인(31 ~ 34)이 인출되어 안벽(20)에 마련된 다수의 계선주(24)에 각각 매어지게 된다. 그리고, 안벽(20)의 접안면(22)에는 선박(10)과의 충돌을 완화하기 위한 다수의 방충재(26, fender)가 설치되어 있다.

일반적으로 사용되는 다수의 계류 라인(31 ~ 34)은, 선박(10)의 선수에 연결된 보우 라인(bow line)(31)과, 선박(10)의 선미에 연결되는 스턴 라인(stern line)(32)과, 선박(10)의 측면에 연결된 스프링 라인(spring line)(33)과 브레스트 라인(breast line)(34)을 포함한다. 이 중에서, 선박(10)의 측면으로부터 횡방향으로 연장된 브레스트 라인(34)이 주로 선박(10)에 가해지는 횡방향의 풍하중을 담당하게 된다.

그런데, LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)와 드릴 쉽(Drill Ship) 등과 같은 특수선은 갑판 상에 많은 모듈이 탑재되어 있으므로, 안벽(20)에 계류시 풍하중을 많이 받게 된다. 이에 따라, 계류 라인, 특히 브레스트 라인(34)의 수가 증가되어 계류 작업 시간이 길어지고, 작업 효율이 저하되는 문제점이 있었다. 특히, 태풍과 같은 강한 풍속 조건에서는, 풍하중이 풍속의 제곱에 비례해서 증가하므로 더욱더 많은 계류 라인이 필요하게 된다.

본 발명의 실시예들은, 전자석을 이용하여 보다 용이하게 선박을 계류할 수 있는 선박의 계류 장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 안벽에 선박을 계류시키는 선박의 계류 장치에 있어서,

상기 안벽의 접안면에 고정 설치되는 거치대; 상기 거치대에 수직 방향으로 이동 가능하게 설치되어, 자력에 의해 선박을 계류시키는 전자석; 및 상기 전자석에 공급되는 전류의 제어를 위한 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 선박의 계류 장치가 제공될 수 있다.

그리고, 상기 거치대에는 수직 방향으로 연장된 가이드 홈이 형성되고, 일단부가 상기 거치대의 가이드 홈 내에 삽입되어 상기 가이드 홈을 따라 수직 방향으로 이동 가능하며, 타단부는 상기 전자석에 결합되어 상기 전자석을 지지하는 지지 부재;를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 지지 부재와 전자석이 상하좌우로 기울어질 수 있도록, 상기 지지 부재의 일단부는 상기 거치대의 가이드 홈에 볼 조인트 결합될 수 있다.

또한, 상기 지지 부재의 일단부에는 조인트 볼이 형성되고, 상기 가이드 홈의 단면 형상은 상기 전자석을 향한 쪽의 일부가 열린 원형일 수 있다.

또한, 상기 지지 부재는, 일단부가 상기 가이드 홈 내에 삽입되는 제1부재와, 상기 전자석에 결합되는 제2부재를 포함하며, 상기 제2부재는 상기 제1부재의 길이 방향으로 이동 가능하도록 상기 제1부재에 결합될 수 있다.

또한, 상기 제1부재와 제2부재 사이에는 완충 수단이 배치될 수 있으며, 상기 완충 수단은 완충 스프링일 수 있다.

또한, 상기 제1부재와 제2부재 중 어느 하나의 부재는 원기둥 형상을 가지고, 다른 하나의 부재는 어느 하나의 부재가 삽입되는 실린더 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 거치대의 상기 가이드 홈의 양측에는 완충 부재가 부착될 수 있으며, 상기 완충 부재는 상기 전자석과 간격을 두고 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 선박의 계류 장치에 의하면, 안벽의 접안면에 설치된 전자석에 선박의 측면이 자력에 의해 접촉되어 고정되므로, 계류 라인, 특히 브레스트 라인이 필요 없거나 그 수를 줄일 수 있다. 따라서, 선박의 계류 작업이 용이하게 되므로, 계류 작업 시간이 감소하고, 작업 효율이 향상될 수 있다.

도 1은 종래의 선박의 계류 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 선박의 계류 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 계류 장치를 도시한 사시도이다.
도 4와 도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 계류 장치를 각각 수평 및 수직 방향으로 절단하여 도시한 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 계류 장치를 수평으로 절단하여 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하며 본 발명의 실시예들에 따른 선박의 계류 장치에 대해 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 선박의 계류 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 2를 참조하면, 항구나 조선소 등에는 선박(10)의 접안을 위한 안벽(20)이 설치되어 있으며, 이 안벽(20)의 측면에는 거의 수직한 접안면(22)이 마련되어 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 선박의 계류 장치(100)는, 상기 안벽(20)의 접안면(22)에 고정 설치되는 거치대(110)와, 상기 거치대(110)에 수직 방향으로 이동 가능하게 설치되는 전자석(120)을 포함하여 구성된다.

상기 전자석(120)은 전류의 공급에 의해 발생된 자력에 의해 선박(10)의 측면에 부착됨으로써 선박(10)을 계류시키는 역할을 하게 된다. 그리고, 상기 전자석(120)에 공급되던 전류를 차단하면 자력이 사라짐으로써, 전자석(120)은 선박(10)으로부터 분리될 수 있으며, 선박(10)의 계류 상태도 해제될 수 있다. 상기 안벽(20)에는 전자석(120)에 공급되는 전류의 제어를 위한 제어부(150)가 마련되고, 상기 제어부(150)와 전자석(120)은 전원 케이블(152)에 의해 서로 연결될 수 있다. 상기 제어부(150)를 통해 전자석(120)으로의 전류의 공급을 제어함으로써, 선박(10)의 계류 및 분리가 이루어질 수 있다.

상기한 구성을 가진 계류 장치(100)는 선박(10)의 안정적인 계류를 위해 상기 안벽(20)의 접안면(22)에 선박(10)의 길이 방향을 따라 간격을 두고 다수로 배열되도록 설치될 수 있다. 이 경우, 다수의 전자석(120)을 모두 사용하거나 또는 일부만 사용할 수 있다. 이를 위해, 다수의 전자석(120)에 연결되는 전원 케이블(152) 각각에는 스위치가 설치될 수 있으며, 상기 스위치는 조작의 편리를 위해 전자석(120) 가까이에 배치될 수 있다.

이하에서, 상기한 본 발명의 실시예들에 따른 선박의 계류 장치(100)의 구성을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 계류 장치를 도시한 사시도이고, 도 4와 도 5는 각각 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 계류 장치를 수직 및 수평 방향으로 절단하여 도시한 단면도들이다.

도 3, 도 4 및 도 5를 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 계류 장치(100)는, 상기한 바와 같이 안벽(20)의 접안면(22)에 고정 설치되는 거치대(110)와, 상기 거치대(110)에 설치되어 자력에 의해 선박(10)을 계류시키는 전자석(120)을 구비한다.

상기 거치대(110)는, 다수의 앵커 볼트(112)를 사용하여 안벽(20)의 접안면(22)에 고정 설치될 수 있다.

상기 전자석(120)은 상기 거치대(110)에 수직 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 이를 위해, 상기 거치대(110)에는 수직 방향으로 연장된 가이드 홈(114)이 형성되고, 상기 가이드 홈(114) 내에는 상기 전자석(120)을 지지하는 지지 부재(130)의 일단부가 삽입될 수 있다. 상기 지지 부재(130)는 그 일단부가 상기 거치대(110)의 가이드 홈(114) 내에 삽입되므로 상기 가이드 홈(114)을 따라 수직 방향으로 이동 가능하게 된다. 그리고, 상기 지지 부재(130)의 타단부는 상기 전자석(120)에 결합되어 상기 전자석(120)을 지지한다. 따라서, 상기 전자석(120)도 상기 지지 부재(130)와 함께 수직 방향으로 이동할 수 있게 된다. 상기 지지 부재(130)와 전자석(120)이 상기 가이드 홈(114)으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 가이드 홈(114)의 상하측 단부는 막혀 있을 수 있다.

조석에 의해 해수면의 높이가 높아지거나 낮아질 수 있으며, 이에 따라 안벽(20)에 계류된 선박(10)도 상승 또는 하강할 수 있다. 이때, 선박(10)의 측면에 부착된 전자석(120)의 수직 위치가 고정되어 있으면, 선박(10)이 승강할 때 전자석(120)이 파손될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 계류 장치(100)에 있어서는, 상기한 바와 같이 전자석(120)을 거치대(110)에 마련된 가이드 홈을 따라 선박(10)과 함께 수직 방향으로 이동할 수 있도록 함으로써, 선박(10)의 승강에 의해 전자석(120)이 파손되는 것이 방지되고 전자석(120)에 의해 선박(10)의 계류 상태를 안정되게 유지할 수 있다.

상기 가이드 홈(114)과 여기에 삽입되는 상기 지지 부재(130)의 일단부는 서로 상응한 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 지지 부재(130)의 일단부에는 조인트 볼(134)이 형성되고, 상기 가이드 홈(114)의 단면 형상은 상기 전자석(120)을 향한 쪽의 일부가 열린 원형일 수 있다. 이 경우, 상기 지지 부재(130)의 일단부가 상기 거치대(110)의 가이드 홈(114)에 볼 조인트 결합되는 것이므로, 상기 지지 부재(130)에 연결된 전자석(120)은 상하좌우로 소정 각도 기울어질 수 있다. 상세하게 설명하면, 상기 전자석(120)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 지지 부재(130)의 길이 방향 중심선(C)에 대해 위쪽과 아래쪽으로 각각 제1각도(θ1)만큼씩 기울어질 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이, 길이 방향 중심선(C)에 대해 왼쪽과 오른쪽으로 각각 제2각도(θ2)만큼씩 기울어질 수 있다. 상기 제1각도(θ1)와 제2각도(θ2)는 서로 같을 수 있으나, 서로 다를 수도 있다.

상기 거치대(110)의 가이드 홈(114)의 양측에는 완충 부재(140)가 부착될 수 있다. 상기 완충 부재(140)는 충격을 흡수할 수 있는 고무나 합성수지 등의 재질로 이루어질 수 있으며, 접착제나 클램프, 그 밖의 체결 수단에 의해 상기 거치대(110)의 표면에 부착될 수 있다. 상기 완충 부재(140)는 거치대(110)와 전자석(120) 사이에 배치되며, 전자석(120)과는 소정의 간격(G)을 유지한다.

상기 완충 부재(140)는, 상기 전자석(120)이 전술한 바와 같이 상하좌우로 기울어질 때 전자석(120)의 가장자리와 접촉하게 된다. 따라서, 상기 완충 부재(140)는 전자석(120)의 기울어지는 각도(θ1, θ2)를 제한할 수 있으며, 또한 외란에 의한 선박(10)의 수평이동이 발생하여 전자석(120)이 완충 부재(140)에 접촉할 때 전자석(120)에 가해지는 충격을 흡수하여 전자석(120)을 보호할 수 있다.

선박(10)이 전자석(120)에 접촉되는 과정에서 선박(10)의 측면과 전자석(120)의 접촉면이 정확하게 평행을 이루지 않으며, 또한 선박(10)이 전자석(120)에 접촉되어 계류된 상태에서도 선박(10)은 해류나 바람 등에 의해 약간씩 기울어질 수 있다. 이 경우, 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 계류 장치(100)의 전자석(120)도 선박(10)과 함께 상하좌우로 기울어질 수 있으므로, 선박(10)의 움직임에 의한 전자석(120)의 파손이 방지될 수 있으며, 선박(10)과 전자석(120)의 접촉 상태가 안정되게 유지될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 계류 장치(100)는, 전자석(120)의 자력을 이용하여 선박(10)을 계류시키므로, 종래에 사용되던 계류 라인, 특히 브레스트 라인(도 1의 34)이 필요 없거나 그 수를 줄일 수 있다. 따라서, 선박(10)의 계류 작업이 용이하게 되므로, 계류 작업 시간이 감소하고, 작업 효율이 향상될 수 있다. 다만, 본 발명은 종래의 계류 라인의 사용을 배제하는 것은 아니므로, 본 발명에 따른 계류 장치(100)와 함께 종래의 계류 라인을 사용함으로써 특수선과 대형 선박 등에 대해 보다 안전한 계류 상태를 유지할 수 있다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 계류 장치(100)에 있어서는, 전자석(120)이 수직 방향으로 이동할 수 있으며, 또한 상하좌우로 기울어질 수 있으므로, 조석, 해류나 바람 등에 의한 선박(10)의 운동에도 전자석(120)이 보호될 수 있고 전자석(120)과 선박(10)의 접촉 상태가 안정되게 유지될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 계류 장치를 수평 방향으로 절단하여 도시한 단면도이다. 도 6에 도시된 실시예는 도 2 내지 도 5에 도시된 실시예와 지지 부재에 있어서만 차이가 있고 다른 구성요소는 동일하므로, 이하에서는 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 계류 장치(200)에 있어서, 전자석(120)을 지지하는 지지 부재(230)는, 일단부가 가이드 홈(114) 내에 삽입되는 제1부재(231)와, 전자석(120)의 배면에 결합된 제2부재(232)를 포함할 수 있다. 상기 제1부재(231)의 일단부에는 조인트 볼(234)이 형성되어 가이드 홈(114) 내에 삽입된다. 상기 제1부재(231)와 제2부재(232)는 길이 방향으로 상대 이동 가능하도록 서로 결합된다. 예컨대, 상기 제1부재(231)는 원기둥 형상을 가지고, 상기 제2부재(232)는 실린더 형상을 가짐으로써, 상기 제1부재(231)가 제2부재(232) 내에 삽입됨으로써 서로 결합될 수 있다. 이와는 반대로, 상기 제1부재(231)가 실린더 형상을 가지고, 상기 제2부재(232)는 원기둥 형상을 가짐으로써, 상기 제2부재(232)가 제1부재(231) 내에 삽입됨으로써 서로 결합될 수도 있다. 상기한 구성에 의해, 제2부재(232)는 제1부재(231)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있으며, 제2부재(232)에 결합된 전자석(120)도 함께 이동할 수 있게 된다.

그리고, 상기 제1부재(231)와 제2부재(232) 사이에는 완충 수단이 배치될 수 있다. 상기 완충 수단으로서 완충 스프링(236)이 사용될 수 있으며, 상기 완충 스프링(236)은 실린더 형상을 가진 부재, 예컨대 제2부재(232) 내에 설치될 수 있다. 한편, 상기 완충 스프링(236)은 원기둥 형상을 가진 부재, 예컨대 제1부재(231)의 외주에 설치될 수도 있다.

선박(10)이 안벽(20)의 접안면(22)에 접근하면, 전자석(120)과 선박(10)의 측면이 접촉되면서 전자석(120)에는 상당한 횡방향의 충격, 즉 지지 부재(230)의 길이 방향으로 충격이 가해지게 된다. 이때, 상기한 바와 같이, 전자석(120)이 제2부재(232)와 함께 제1부재(231)의 길이 방향으로 이동하면서 뒤로 물러나게 되고, 이에 따라 전자석(120)에 가해진 충격은 제1부재(231)와 제2부재(232) 사이에 설치된 완충 스프링(236)에 의해 1차적으로 흡수될 수 있다. 그리고, 전자석(120)이 뒤로 물러나면서 거치대(110)에 부착된 완충 부재(140)에 접촉하게 되면, 전자석(120)에 가해진 충격은 상기 완충 부재(140)에 의해 2차적으로 흡수될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 계류 장치(200)에 의하면, 선박(10)으로부터 전자석(120)에 가해지는 횡방향 충격도 이를 효과적으로 흡수할 수 있을 뿐만 아니라, 전술한 일 실시예에 따른 계류 장치(100)로부터 얻을 수 있는 모든 장점을 가질 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10...선박 20...안벽
22...접안면 100,200...계류 장치
110...거치대 112...앵커 볼트
114...가이드 홈 120...전자석
130,230...지지 부재 134,234...조인트 볼
231...제1부재 232...제2부재
236...완충 스프링 140...완충 부재
150...제어부 152...전원 케이블

Claims (10)

1. 안벽에 선박을 계류시키는 선박의 계류 장치에 있어서,
   상기 안벽의 접안면에 고정 설치되는 거치대;
   상기 거치대에 수직 방향으로 이동 가능하게 설치되어, 자력에 의해 선박을 계류시키는 전자석; 및
   상기 전자석에 공급되는 전류의 제어를 위한 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 선박의 계류 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 거치대에는 수직 방향으로 연장된 가이드 홈이 형성되고,
   일단부가 상기 거치대의 가이드 홈 내에 삽입되어 상기 가이드 홈을 따라 수직 방향으로 이동 가능하며, 타단부는 상기 전자석에 결합되어 상기 전자석을 지지하는 지지 부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 선박의 계류 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 지지 부재와 전자석이 상하좌우로 기울어질 수 있도록, 상기 지지 부재의 일단부는 상기 거치대의 가이드 홈에 볼 조인트 결합된 것을 특징으로 하는 선박의 계류 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 지지 부재의 일단부에는 조인트 볼이 형성되고, 상기 가이드 홈의 단면 형상은 상기 전자석을 향한 쪽의 일부가 열린 원형인 것을 특징으로 하는 선박의 계류 장치.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 지지 부재는, 일단부가 상기 가이드 홈 내에 삽입되는 제1부재와, 상기 전자석에 결합되는 제2부재를 포함하며, 상기 제2부재는 상기 제1부재의 길이 방향으로 이동 가능하도록 상기 제1부재에 결합되는 것을 특징으로 하는 선박의 계류 장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 제1부재와 제2부재 사이에는 완충 수단이 배치된 것을 특징으로 하는 선박의 계류 장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 완충 수단은 완충 스프링인 것을 특징으로 하는 선박의 계류 장치.
8. 제 5항에 있어서,
   상기 제1부재와 제2부재 중 어느 하나의 부재는 원기둥 형상을 가지고, 다른 하나의 부재는 어느 하나의 부재가 삽입되는 실린더 형상을 가진 것을 특징으로 하는 선박의 계류 장치.
9. 제 2항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 거치대의 상기 가이드 홈의 양측에는 완충 부재가 부착된 것을 특징으로 하는 선박의 계류 장치.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 완충 부재는 상기 전자석과 간격을 두고 설치되는 것을 특징으로 하는 선박의 계류 장치.

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