KR100394206B1 - 이동식 플라스틱 내벽을 이용한 선박 구조물 - Google Patents

Abstract

선박(20)은 선체(22)와 수평 갑판(24) 및 수직 지지 포스트(30)들을 포함하는 골조(29)로 구성되는데, 이들 모두는 서로 영구 결합되어 있다. 최소한 몇개의 내벽(26b)은 플라스틱 모체(44)에 강화재(42)가 주입된 복합재 물질(42)로 제작된다. 이들 비구조물 내벽(26b)은 부착 수단(34)에 의해 골조(29)에 반영구적으로 부착되어 선박(20)의 내부 구성을 바꾸기 위해 용이하게 재배치될 수 있다. 선박(20)의 대부분의 장치(48)와 부대 시설은 골조(29)에 부착되며 비구조물 벽(26b)에는 부착되지 않는다.

Description

이동식 플라스틱 내벽을 이용한 선박 구조물{SHIP CONSTRUCTION USING MOVABLE PLASTIC INTERIOR WALLS}

대형 선박은 선체와 선체 내부 및 선체 상부에 연장된 다수의 내부 수평 갑판들을 포함하는 구조를 가지고 있다. 수직 벽 또는 벌크헤드들은 갑판들 사이를 연장하여 보다 높은 갑판들을 지지하고 구조물에 강성을 제공하며 각각의 갑판을 격실들로 분할한다. 벽들을 통해 도어가 있고, 선정된 벌크헤드에 위치한 도어는 방수로 만들어져서 선박의 내부를 다수의 방수 공간으로 분할해준다. 이러한 구조물은 전형적으로 경질 구조물에 용접된 강철로 만들어진다. 어떤 경우에는 구조물의 일부가 플라스틱이나 또는 알루미늄과 같은 다른 금속으로 만들어지기도 하지만, 이런 경우에도 구조물을 한정하도록 상기와 같은 구조적 접근이 이용된다.

이러한 선박 구조물은 많은 종류의 선박이나 응용물에 대해 만족스럽게 실시 가능하다. 그러나, 본 발명자는 기존의 구조물이 요구되는 것보다 훨씬 큰 강도와 강성을 제공한다는 것을 파악하게 되었다. 또한, 이러한 기존의 선박 구조물은 선박 활용의 유연성을 제한하게 된다. 예를 들어, 최초의 건조 중에 각 격실의 모양과 크기가 결정되면, 비록 선박이 오랜 기간 사용되고 그 선박의 임무가 시간 경과에 따라 변한다 할지라도 각 격실의 모양과 크기를 용이하게 변경할 수가 없게 된다. 만약 내부 공간의 배열을 변경하고자 한다면 상당한 비용이 드는 개조 공사가 요청되며, 이는 전형적으로 수개월을 소모하게 되어 개조 기간중 선박의 이용을 불가능하게 한다.

이러한 활용의 경직성을 극복하기 위해 선박의 설계 및 구조에 대한 향상된 접근 방법이 필요하다. 본 발명은 이러한 필요성을 충족시키며, 더 나아가 관련된 장점들을 제공한다.

본 발명은 선박 구조물에 관한 것으로, 특히 선박 활용의 유연성을 증대시키기 위한 선박 구조물에 관한 것이다.

도1은 선박의 개략적인 측방 입면도.

도2는 통상적인 구조로 이루어진 도1의 선박의 내부 상세도.

도3은 본 접근법에 따라 건조된 도1의 선박의 내부 상세도.

도4는 도3의 선박 건조에 의한 골조 구조물 내부를 도시한 개략적인 사시도.

도5의 (a)는 비구조물 벽 부분들의 지지와 접합을 보여주는 개략적인 사시도이고, 도5의 (b)는 도5의 (a)의 요부 상세도.

도6은 비구조물 벽의 내부 구조를 설명하기 위해 양단면으로 분할된 비구조물 벽의 확대 사시도.

도7은 장치와 부대 시설의 배치를 설명하는 도3의 구조물 상세도.

도8은 절연체를 가진 판넬의 단면도.

본 발명은 선박의 기본적인 강도와 내항성(seaworthiness)을 희생하지 않으면서 활용의 유연성을 향상시키기 위한 선박 설계에 대한 접근법을 제공한다. 본 발명의 접근법은 선박의 유지 보수 요구치를 대폭 경감시키며 선박의 내부 외관을 향상시키게 된다. 선박의 중량이 감소되어 연료의 효율을 향상시킨다. 본 접근법은 또한 선박 내에서의 내부 통신을 향상시켜준다. 본 접근법에서는 선박 내부의 공공 및 부대 시설의 지지 설비에 있어서 설계 변경이 요청되지만, 이러한 변경들은 용이하게 구현될 수 있으며 선박 사용에 부정적 영향을 끼치지 않는다.

본 발명에 따르면, 선박은 선체와 선체에 영구 결합되어 수평으로 배치된 갑판, 그리고 갑판에 영구 결합되어 수직으로 배치된 복수개의 구조물 지지 포스트들을 갖고 바람직하게는 강철로 제작되는 골조를 포함한다. 대부분의 경우에, 복수개의 갑판들이 있고, 수평으로 인접한 갑판들 사이에 지지 포스트들이 연장하게 된다. 전형적으로, 구조물 벽들이 갑판들 사이에 연장하게 된다. 또한 복수개의 비구조물 벽 부분(segment)들이 제공되며, 각각의 벽 부분들은 강화 섬유가 플라스틱 모체(matrix) 속에 주입된 복합 재료와 같은 플라스틱 함유 물질을 포함한다. 골조에 비구조물 벽 부분들을 부착시키는 복수개의 부착 수단이 제공된다.

본 발명에 따른 선박의 내부 배치는 선체, 수평 갑판, 그리고 수직 지지 포스트로 이루어진 강철 골조를 포함하며, 또한 갑판들 사이를 연장하는 최소한 수개의 단단한 구조물 벽들을 통상적으로 포함하게 된다. 비구조물 벽들은 내부 공간을 더욱 분할하게 된다. 상기의 비구조물 벽들은 방수가 아니며, 선박에 도관을 까는데 이용하기는 적절하지 않다. 비구조물 벽들은 지지 포스트들에는 패스너, 그리고 천장 및 마루에는 트랙과 같은 임의의 실시 가능한 수단에 의해 골조에 부착되게 된다.

비구조물 벽들은 격실의 모양과 크기를 바꾸기 위해 용이하게 이동 가능하다. 비구조물 벽들에는 격실 사이에 전달되는 소음을 감소시키기 위해 절연체가 제공되며, 이들 비금속성 구조물은 소음을 더욱 줄이게 되고 다른 곳에서 발생된 소음을 약화시키게 된다. 비구조물 플라스틱 또는 복합재 벽들은 그들의 색채가 전체 두께에 걸쳐 확장되어 페인팅을 필요로 하지 않으므로 거의 유지 보수가 필요없다. 비구조물 벽들은 또한 스크래치와 다른 손상에 대해 매우 저항성이 있다. 또한, 비금속성의 플라스틱 또는 복합재 벽들은 부식의 염려도 없다.

기존의 선박 구조물에서는, 선상 장치와 케이블, 파이프 등등의 부대 시설들이 벽이나 바닥에 부착되게 된다. 본 발명의 접근법에 따르면, 이동식 비구조물벽들은 비교적 강도가 약하여 무거운 장치나 부대 시설들을 지지할 수가 없다. 따라서, 이러한 것들은 보통 각 갑판의 바닥인 골조로부터 지지되게 된다. 동력 및 다른 연결 장치들은 갑판이나, 용이한 접근이 요청되는 머리 위의 도관, 또는 구조물 벽들을 통과하게 된다.

본 접근법은 선박의 모든 내벽들을 플라스틱 구조로 하는 것은 몇가지 이유로 인해 고려하지 않는다. 기관실과 군함의 화약고 및 기밀 취급 지역과 같은 몇몇 공간들은 비구조물 벽들에 의해 공간이 한정될 때 가능한 정도보다 더 안전한 고립을 항상 필요로 하게 된다. 비구조물 벽들은 방수가 아니며, 통상의 구조물 벽들만이 선박의 침몰 가능성을 줄일 수 있는 방수 구조를 제공할 수 있다. 그러나, 현재의 경우는 대개, 구조물 벽들이 선박의 내부를 아주 작은 격실들로 경직되게 분할하기 때문에 각 격실이 독립적으로 방수가 될 필요는 없다. 사실상, 많은 해군 함정들은 벽들이 구조물적이고 강철로 되어 있다 하더라도 각 격실이 방수가 되도록 하고 있지는 않다. 방수가 되는 벌크헤드들은 이따금 사용될 뿐인데, 본 접근법에 따라 건조된 선박에 이와 동일한 접근법이 이어진다. 그러나, 본 접근법에서는, 강철이나 목재 또는 다른 영구 구조물로 이루어진 방수가 안되는 벽 대신에, 벽들을 강화 플라스틱과 같은 플라스틱으로 제작하여 이동 가능하게 한다.

본 발명의 기타 다른 특징과 장점들은 본 발명의 원리를 실예로써 설명한 첨부 도면을 참조하여 취한 양호한 실시예에 대한 아래의 상세 설명으로부터 명백히 이해될 것이다. 그러나, 본 발명의 범위는 아래의 양호한 실시예에만 국한되는 것은 아니다.

도1은 일반적인 구조의 선박(20)을 도시한다. 선박(20)은 선체(22)와, 최소한 한개 이상이며 전형적으로는 다수개가 되는 일반적으로 수평 방향으로 위치한 갑판(24) 및 최소한 한개 이상이며 전형적으로는 다수개가 되는 일반적으로 수직 방향으로 갑판(24)들 사이를 연장하는 수직 벽(26)(또는 "벌크헤드"라고 불림)을 포함한다. 수평 갑판(24)과 수직 벽(26)은 선박의 내부를 다수의 격실(28)로 분할하게 된다.

도2는 전형적인 종래의 구조를 도시한다. 세개의 갑판(24a, 24b, 24c)이 도시되어 있고, 갑판들 사이에 벽(26a)이 연장하고 있다. 벽(26a)은 모두 구조물 벽이며, 강철로 제작되어 있고 위에 놓인 하중의 일부를 지지하도록 되어 있다.

도3 내지 도5는 본 발명에 따른 구조물을 도시한다. 도3을 참조하면, 선박(20)은 상기와 같은 갑판(24a, 24b, 24c)을 포함한다. 수개의 구조물 벽(26a)이 방수 격실(28a)을 한정하면서 갑판들 사이를 연장한다. 부가적으로, 수개의 비구조물 벽 부분(26b)이 방수 격실(28a)을 방수가 안되는 격실(28b)로 더욱 분할하면서 갑판들 사이를 연장한다. [도2와 도3에서, 구조물 수직 벽(26a)은 이중 실선으로 표기되고, 비구조물 수직 벽 부분(26b)은 단일 실선으로 표기되어 있다.]

본 발명에 따른 구조물은 골조(29)와 골조에 부착된 비구조물 벽 부분으로 용이하게 기술된다. 도4는 강철로 제작되는 것이 바람직한 골조(29)를 도시하며, 도4의 모든 부재들은 상호간에 견고하게 용접되어 있다. 상기의 골조(29)는 선체(22), 하나 또는 그 이상의 수평 갑판(24), 그리고 하나 또는 그 이상의 구조물 벽(26a)을 포함한다. 부가적으로, 골조(29)는 선체(22)와 최하부 갑판(24) 사이, 그리고 갑판(24)들 사이를 연장하는 일련의 구조물 지지 포스트(30)를 포함한다. 이들 지지 포스트(30)는 두가지의 주요한 기능을 수행하는 바, 위에 놓인 갑판들로부터 가해지는 하중을 지지하며, 비구조물 벽 부분을 도5의 (a) 및 도5의 (b)에 관련하여 기술될 방식으로 지지하게 된다. 방수 도어(32)는 구조물 벽(26a)을 통해서 연장하게 된다. 이런 형태의 벽-포스트 구조물은 종래의 선박에서는 찾아볼 수 없다.

도5의 (a)와 도5의 (b)를 참조하면, 비구조물 벽 부분(26b)은 임의의 실시 가능한 부착 수단(34)에 의하여 골조(29)에 부착된다. 부착 수단(34)은 벽부분(26b)을 골조에 부착시켜주며, 향후에 부착 수단의 제거에 의해서 분해가 된다. 부착 수단(34)은 예를 들어 비구조물 벽 부분(26b)을 통과하여 그리고 구조물 벽(26a)이나 갑판(24), 또는 지지 포스트(30)와 같은 골조 부재들 안으로 또는 그들을 관통하여 연장되는 클립, 스크류, 또는 볼트일 수 있다. 비구조물 벽 부분(26b)과 골조(29)의 일차적인 부착은 도5의 (a)와 도5의 (b)에 도시된 바와 같이 지지 포스트(30)에 대해 이루어지는 것이 가장 바람직하다. 비구조물 벽 부분(30)을 마루와 천장에 접촉하는 전체 길이를 따라 곧고 견고하게 유지시키기 위해, 트랙(35)이 제공된다. 마루 트랙(35)은 도5의 (a)에 도시되어 있으며, 유사한 천장 트랙이 제공될 수 있다. 비구조물 벽 부분(26b)의 바닥과 상부 모서리는 트랙에 끼워지고, 수직 모서리는 부착 수단(34)에 의해 지지 포스트(30)에 부착된다. 다소 덜 바람직스럽기는 하지만 본 목적에 상응하도록, 다른 패스너들이 비구조물 벽 부분(26b)의 바닥과 상부 모서리를 마루와 천장에 각각 부착시키기 위해 제공될 수 있다.

비구조물 벽 부분(26b)의 골조에 대한 조립과 분해를 용이하게 하고 비구조물 벽 부분(26b)의 열팽창을 허용하기 위해, 골조(29)에 부착된 때의 비구조물 벽 부분(26b)의 단부들 사이에는 전형적으로 조그만 틈새(36)가 마련된다. 상기의 틈새(36)와 부착 수단(34)을 덮고 비구조물 벽 부분(26b)의 외관을 일반적으로 향상시키기 위해서, 수직으로 연장된 덮개 스트립(38)이 제공된다. 덮개 스트립(38)은 억지 끼워맞춤 식으로 틈새에 끼워지며 틈새(36)와 부착 수단(34)을 덮기에 충분한 폭을 갖는다.

도5의 (a)와 도5의 (b)의 실시예에 따르면, 비구조물 벽 부분(26b)은 지지 포스트(30)의 한쪽면에만 제공되어, 지지 포스트가 인접한 격실에 노출된 채로 있게 된다. 이러한 배치는 많은 군용 및 화물 용도에 대해서는 적합할 것이다. 비구조물 벽 부분(26b)이 여객선에서와 같이 승객 객실을 한정하게 되는 경우에는, 대응되는 벽 구조물이 각각의 지지 포스트(30)의 다른쪽면에 제공됨으로써 지지 포스트가 노출되지 않게 된다.

도어는 도5의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이, 비구조물 벽 부분(26b)에 위치할 수 있다. 이들 도어는 방수는 아니다.

도5의 (a)와 도5의 (b)는 본 발명의 중요한 장점을 예시한다. 비구조물 벽 부분(26b)은 덮개 스트립(38)과 부착 수단(34)을 제거함으로써 하나의 격실 형상으로부터 신속하게 분해될 수 있다. 상기의 비구조물 벽 부분들은 부착 수단(34)에 의해 다른 배치로 지지 포스트에 부착시키고, 이어서 덮개 스트립(38)을 다시 적용함으로써 다른 격실 형상으로 재조립될 수 있다. 따라서, 조선소에서 비용이 드는 개조 공사가 필요하지 않게 된다.

비구조물 벽 부분(26a)은 플라스틱 재질의 판넬 형상을 갖는다. 도6은 이러한 판넬의 한가지를 예시하고 있는데, 바람직한 내부 구조를 도시하기 위해 보이는 모서리를 따라 절단되어 있다. 판넬은 에폭시와 같은 플라스틱 모체에 강화 섬유(42)를 주입시킨 강화 복합재이다. 상기 판넬은 수지 침투 가공재 박판의 조합(collation)이나 수지 전달 성형과 같은 공지의 제작 기술에 의해 형성될 수 있다. 어떤 경우에는 강화되지 않은 판넬이 사용될 수도 있으나, 이들의 강성도는강화된 판넬의 강성도보다 현저히 낮게 된다.

도7은 격실 내부의 가구 설치와 부대 시설의 제공을 위해 본 발명의 구조에 사용된 접근법을 도시한다. 부대 시설 도관(46)은 선박 전체를 통하여 유체(예를 들어, 냉각수 또는 식수), 기체(예를 들어, 환기용 공기), 그리고 동력을 전달하기 위해 마련된다. 상기의 도관(46)은 통상 여객선의 경우와 같이 구조물 벽(26a)이나 갑판(24)의 내부에 위치하거나, 또는 통상 군함의 경우와 같이 천장에 노출되게 위치할 수 있다. 본 발명에 따르면, 도관(46)이 비구조물 벽 부분(26b)을 통과하지 않도록 도관의 위치 설정에 주의가 요청된다. 따라서, 예를 들어 전기 콘센트들은 통상 비구조물 벽 부분(26b)에 설치되지 않을 것이다. 대신에, 동력 및 유체들은 구조물 벽(26a)이나 갑판(24)에 있는 출구로부터 선상 장치(48)로 제공되게 된다. 선상 장치(48)는 갑판(24)이나 구조물 벽(26a)에 부착 또는 지지될 수 있지만, 비구조물 벽 부분(26b)에는 부착 또는 지지될 수 없을 것이다. 그러나, 어떤 경우에는 배터리로 작동되는 시계나 작은 선반과 같은 가벼운 장치들은 벽 부분의 부착과 이동을 간섭하지 않는 범위에서 비구조물 벽 부분(26b)에 부착될 수 있다. 비구조물 벽 부분(26b)에는 관통하는 창문들을 갖출 수 있다.

비구조물 벽 부분(26b)의 기본 판넬 구조에는 부가적인 편의 요소들이 마련될 수 있다. 도8에 도시되어 있는 바와 같이, 비구조물 벽 부분(26b)의 판넬은 상기에 언급한 바와 같이 그 사이에 발포층(52)을 끼운 두개의 복합재 면판(50)으로 형성될 수 있다. 발포층(52)은 열과 음향을 절연시키며, 또한 선박의 진동을 약화시킨다. 이러한 구조는 모두 매우 가벼운 중량을 가지게 되므로, 대형 리프팅 장치의 사용없이 구성 교체 공정을 용이하게 수행할 수 있다.

비구조물 벽 부분에 사용되는 판넬은 유전체로서 인접한 격실 사이의 무선 통신을 방해하지 않는다. 이러한 특징은 가령 긴급 구조용 무선 설비를 이용하여 격실사이에 통신할 수 있도록 하는 것이 바람직한 경우에 중요하게 된다. 이와 반면에, 모두가 강철로 이루어진 벌크헤드를 갖는 기존의 선박 구조물에 있어서는 내부 격실사이의 통신을 위해서 특수한 무선 통신 장치를 필요로 하게 된다.

본 발명의 특정 실시예가 예시의 목적으로 상세히 기술되었으나, 본 발명의 정신과 범주를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명은 첨부한 청구범위로 한정되는 것은 아니다.

Claims (11)

1. 선체와, 선체에 영구 결합되어 수평으로 배치된 갑판과, 갑판에 영구 결합되어 수직으로 배치된 복수개의 구조물 지지 포스트를 포함하는 골조와,

   각각 플라스틱에 강화 섬유를 주입시킨 복합재 물질을 포함하는 복수개의 비구조물 벽 부분들과,

   골조에 비구조물 벽 부분들을 부착시키는 복수개의 부착 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
2. 제1항에 있어서, 골조가 강철로 제작된 것을 특징으로 하는 선박.
3. 제1항에 있어서, 골조가 갑판과 구조물 지지 포스트 중 적어도 하나에 영구 결합된 복수개의 구조물 벽들을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
4. 제1항에 있어서, 골조에는 부착되나 비구조물 벽 부분들에는 부착되지 않는 복수개의 선상 장치 부분들을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
5. 제1항에 있어서, 골조에는 부착되나 비구조물 벽 부분들에는 부착되지 않는 복수개의 부대 시설 부재들을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 복수개의 비구조물 벽 부분의 각각이 골조에 반영구적으로 부착된 것을 특징으로 하는 선박.
8. 제1항에 있어서, 복수개의 비구조물 벽 부분의 각각에 부착된 절연체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
9. 제1항에 있어서, 부착 수단이 비구조물 벽 부분과 지지 포스트 사이를 연장하는 패스너를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
10. 제1항에 있어서, 부착 수단이 비구조물 벽 부분을 내부에 수용하는 갑판 내의 트랙들을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
11. 제1항에 있어서, 인접한 복수개의 비구조물 벽 부분들 사이에 제공되는 복수개의 덮개 스트립들을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.