KR101390927B1

KR101390927B1 - 선박 거주구

Info

Publication number: KR101390927B1
Application number: KR1020120047574A
Authority: KR
Inventors: 홍춘범; 최상규; 김희택
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2014-05-30
Also published as: KR20130124000A

Abstract

선박 거주구가 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박 거주구는 선박의 거주구 중심의 전방 위치에서 상기 선박의 폭 방향을 따라 연장된 전방부; 상기 거주구 중심의 후방 위치에서 상기 전방부와 평행하게 연장되며, 상기 전방부보다 큰 폭 방향 길이를 갖는 후방부; 및 상기 전방부의 단부와 상기 후방부의 단부 사이에 마련된 측면부를 포함한다.

Description

선박 거주구{ACCOMMODATION FOR VESSEL}

본 발명은 공기 저항을 감소시킬 수 있는 선박 거주구에 관한 것이다.

일반적으로, 거주구는 선체의 갑판 위에 설치되는 구조물로서 선박의 조종실이 마련되어 있고, 승무원들이 일상생활과 업무를 하는 공간이다.

예컨대, 탱커(tanker)나 벌크 캐리어(bulk career)와 같은 선박에는 선체의 상갑판상에 조타실 및 선원의 거실 등이 배치되는 거주구가 설치 되어 있다.

이러한 거주구는 수면 또는 상갑판 위로 돌출되어 있으므로, 선박 항해시에 풍압을 받아 공기 저항이 발생될 수 있다.

또한, 상갑판에는 거주구의 후방에 펀넬(funnel)이 배치되어 있고, 거주구 및 펀넬은 통상 선체의 선미측에 배치될 수 있다.

일반적으로 거주구는 펀넬에 비해 상대적으로 큰 체적을 갖고 있으므로, 거주구의 정면, 즉 전방부는 선박의 항해시에 큰 풍압 저항을 받게 되고, 이로 인하여 항해 성능이 저하될 수 있고, 에너지 소비 요인으로 작용할 수 있으며, 선박의 연비 증가에 영향을 줄 수 있다.

에너지 절약을 향상시키기 위한 방안으로, 발명의 배경이 되는 기술과 같이 여러 가지의 연구가 이루어진 바 있다.

예컨대, 특허문헌의 공기저항저감장치를 구비한 선박에서는 선체의 선측부의 상부에 방풍 펜스를 설치하여 갑판위로 돌출된 상부구조에 부딪히는 바람을 차단하여 공기 저항을 감소시키고자 하였다.

이와 같은 공기 저항 감소 방안은 선체에 별도의 구조물을 설치하여야 하기 때문에 설치 공간 마련에 제약이 있고, 부가물 설치에 따른 중량 증가로 인해 선박 운항 중 연비의 저감을 기대하기 어려운 실정이다.

등록특허공보 제10-0720295호

본 발명의 실시예는 거주구의 측면부에서 발생하는 박리를 억제시켜줌으로써 공기 저항을 감소시켜 결과적으로 선박 운항에서 연비를 저감시킬 수 있는 선박 거주구를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 거주구 중심의 전방 위치에서 상기 선박의 폭 방향을 따라 연장된 전방부; 상기 거주구 중심의 후방 위치에서 상기 전방부와 평행하게 연장되며, 상기 전방부보다 큰 폭 방향 길이를 갖는 후방부; 및 상기 전방부의 단부와 상기 후방부의 단부 사이에 마련된 측면부를 포함하는 선박 거주구가 제공될 수 있다.

또한, 상기 전방부의 폭 방향의 절반 길이는 상기 거주구 중심을 지나는 거주구의 폭 방향의 절반 길이보다 10% 내지 25% 중 어느 하나의 비율로 축소되고, 상기 후방부의 폭 방향의 절반 길이는 상기 거주구 중심을 지나는 거주구의 폭 방향의 절반 길이보다 10% 내지 25% 중 어느 하나의 비율로 확장될 수 있다.

또한, 상기 축소 길이와 상기 확장 길이는 상기 전방부 또는 상기 후방부의 폭 방향 길이의 나머지 절반에 대하여 상기 선박의 길이 방향 중심선을 기준으로 대칭되게 적용될 수 있다.

또한, 상기 전방부의 양측 단부에는 후방 경사진 모서리부가 마련되고, 상기 측면부는 상기 모서리부의 바깥쪽 단부에 연결될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박에서 실질적으로 풍압을 받는 전방부보다 큰 폭 방향 길이를 갖는 후방부를 가지며 선체의 갑판 위에 설치된 하단 블록; 상기 하단 블록보다 작은 평면적을 가지며 상기 하단 블록 위에 설치된 상단 블록; 상기 상단 블록의 양측에 돌출된 윙브릿지; 및 상기 하단 블록의 상면과 상기 윙브릿지의 저면 사이에 연결된 지지대를 포함하는 선박 거주구가 제공될 수 있다.

또한, 상기 거주구의 하단 블록은, 상기 하단 블록의 후방부의 폭 방향의 절반 길이가 상기 거주구 중심을 지나는 거주구의 폭 방향의 절반 길이보다 10% 내지 25% 중 어느 하나의 비율로 확장될 수 있다.

본 발명의 실시예는 거주구의 전방부와 후방부의 폭방향 길이를 동일값으로 줄이고 늘려주어서 저항 감소율에 대한 최적화된 구조 및 형상을 제공함으로써, 공기 저항을 감소시켜 결과적으로 선박 운항시 연비 저감 효과를 가져올 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 거주구의 전방부보다 큰 폭 방향 길이를 갖는 후방부를 제공하여 측면부에서 발생하는 박리를 억제시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 거주구의 전방부와 측면부 사이의 코너에 모서리부를 제공하고, 거주구의 후방부의 폭방향 길이를 상대적으로 크게 형성시킴으로써 공기 저항을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 거주구의 상단 블록에 비해 하단 블록의 평면적으로 상대적으로 증가시키고, 거주구의 하단의 전방부보다 큰 폭을 갖는 후방부를 제공하여 공기 저항 감소를 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 거주구 상단 블록의 양측에 돌출된 윙브릿지와 거주구 하단 블록 사이에 지지대를 설치하여 윙브릿지의 구조적 성능을 보강할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 비교예로서 일반적인 거주구 및 펀넬을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 거주구 및 펀넬을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 거주구의 형상에 따른 저항 감소 효과를 보인 그래프이다.
도 4는 거주구의 후방부 폭 방향 길이가 전방부에 비해 크게 형성된 거주구를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 거주구의 형상에 따른 저항 감소 효과를 보인 그래프이다.
도 6은 모서리부를 갖고 있으며, 거주부의 후방부가 확장되어 있지 않는 거주구의 시뮬레이션 화면 캡쳐도이다.
도 7은 모서리부를 가지고 있고, 거주부의 후방부가 확장되어 있는 거주구의 시뮬레이션 화면 캡쳐도이다.
도 8은 거주구의 후방부 폭 방향 길이 증가에 따른 저항 변화를 보인 시뮬레이션 화면 캡쳐도이다.
도 9는 본 발명의 응용예에 따른 선박 거주구의 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시예 또는 응용예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 수 있다.

도 1은 본 발명의 비교예로서 일반적인 거주구 및 펀넬을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 거주구 및 펀넬을 도시한 도면이다.

도 1에서, 도면부호 'CL'은 선박(10)의 길이 방향 중심선이고, 'X'는 선박(10)의 길이 방향이고, 'Y'는 선박(10)의 폭 방향이다.

선박(10)의 일반적인 또는 본래의 거주구(20)는 공기 저항을 많이 받는 구조물로서, 실질적으로 사각형의 단면적을 갖도록, 전방부(21), 측면부(22) 및 후방부(23)를 가질 수 있다.

일반적인 거주구(20)는 펀넬(30)의 앞에 배치될 수 있고, 또한, 거주구(20) 및 펀넬(30)은 선박(10)의 선미측에 배치될 수 있다.

일반적인 펀넬(30)의 측면부는 거주구(20)의 측면부(22)와 동일 선상에 놓여 있을 수 있다.

따라서, 선박 항해시 펀넬(30) 보다 거주구(20)의 전방부(21)가 큰 풍압 저항을 받게 되고, 거주구(20)의 측면부(22) 앞쪽에서 박리가 발생되고, 결국 도 1에 도시된 바와 같은 박리 유동(D)에 의한 공기 저항이 매우 크게 발생될 수 있다.

도 2를 도 1과 함께 병행 참조하면, 본 실시예는 선박 항해시 실질적으로 풍압을 받는 곳으로서, 선박(100)의 길이 방향 중심선(CL)과 폭 방향 중심선(WL)의 교차점에 거주구 중심(M)을 둔 거주구(200)를 제공할 수 있다.

본 실시예에서, 거주구(200)의 폭 방향 길이(S)는 거주구 중심(M)을 지나는 선박(100)의 폭 방향 중심선(WL) 상의 양쪽 측면부(220) 사이 거리를 의미할 수 있다.

예컨대, 거주구(200)의 폭 방향 길이(S)는 도 1의 일반적인 선박(10)의 거주구(20)의 폭 방향 길이(T)와 동일할 수 있다.

본 실시예는 거주구(200)의 전방부(210)의 폭을 상대적으로 줄이고 후방부(230)의 폭을 상대적으로 늘려주어서 공기 저항 감소 효과를 갖는 거주구(200)를 제공할 수 있다.

거주구(200)는 거주구 중심(M)의 전방 위치에서 선박(100)의 폭 방향을 따라 연장된 전방부(210)와, 거주구 중심(M)의 후방 위치에서 전방부(210)와 평행하게 연장되며, 전방부(210)보다 큰 폭 방향 길이를 갖는 후방부(230)를 포함한다.

여기서, 전방부(210)의 단부와 후방부(230)의 단부 사이에는 측면부(220)가 마련될 수 있다.

본 실시예의 공기 저항 감소효과는 도 1의 일반적인 선박(10)의 거주구(20)에 비교하여 도 3에 도시된 드레그(drag) 감소율로 파악될 수 있다.

본 실시예에 따른 거주구(200)의 전방부(210)의 폭 방향 길이(S1)의 절반은 거주구(200)의 폭 방향 길이(S)의 절반보다 작아지도록 축소 길이(A)만큼 축소되어 있다.

또한, 거주구(200)의 후방부(230)의 폭 방향 길이(S2)의 절반은 거주구(200)의 폭 방향 길이(S)의 절반보다 크게 확장 길이(B)만큼 확장되어 있다.

즉, 거주구(200)의 전방부(210)의 폭 방향 길이(S1)의 절반은 거주구 중심(M)을 지나는 거주구(200)의 폭 방향 길이(S) 절반보다 10% ~ 25% 축소되어 있고, 후방부(230)의 폭 방향 길이(S2)의 절반은 거주구(200)의 폭 방향 길이(S) 절반보다 10% ~ 25% 확장되어 있을 수 있다.

또한, 측면부(220)는 전방부(210)와 후방부(230)를 연결하는 경사진 측면을 가질 수 있다.

이때, 축소 길이(A)와 확장 길이(B)는 서로 동일한 값을 가질 수 있고, 도 1의 일반적인 선박(10)의 거주구(20)의 폭 방향 길이(T), 즉 도 2의 거주구(200)의 폭 방향 길이(S) 절반의 10% ~ 25%에 해당하는 수치를 가질 때, 저항 감소 효과가 나타남을 알 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 거주구의 형상에 따른 저항 감소 효과를 보인 그래프이다.

도 3을 참조하면, 만일, 거주구(200)의 폭 방향 길이(S)가 27미터인 경우, 거주구(200)의 폭 방향의 절반 길이는 13.5미터 일 수 있다.

이때, 서로 동일한 값을 갖는 축소 길이(A) 및 확장 길이(B)를 각각 0미터에서 5미터까지 변화를 주면서 드레그 감소율에 대한 시뮬레이션을 수행한 결과, 거주구(200)의 폭 방향의 절반 길이가 13.5미터일 경우, 축소 길이(A) 및 확장 길이(B)가 13.5미터의 10% ~ 25%인 2 ~ 3미터이며, 이런 임계적 수치에서 저항 감소 효과가 크게 나타남을 알 수 있다.

여기서, 축소 길이(A) 및 확장 길이(B)가 0 ~ 1미터, 또는 4 ~ 5미터 인 경우, 드레그 감소율이 오히려 증가됨을 알 수 있다. 반대로, 축소 길이(A) 및 확장 길이(B)가 2 ~ 3미터일 때, 저항 감소 효과가 가장 크고, 이러한 수치[예: 거주구(200)의 폭 방향 길이(S) 절반의 10% ~ 25%]는 뛰어난 공기 저항 감소 및 운항 중에서의 연비 저감 특성을 발휘할 수 있는 임계적 수치에 해당할 수 있다.

한편, 상기 축소 길이(A)와 상기 확장 길이(B)는 도 2에 도시된 전방부(210) 또는 후방부(230)의 폭 방향 길이(S1, S2)의 나머지 절반에 대하여 선박(100)의 길이 방향 중심선(CL)을 기준으로 대칭되게 적용될 수 있다. 도 4는 거주구의 후방부의 폭 방향 길이가 전방부에 비해 크게 형성된 거주구를 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 거주구의 형상에 따른 저항 감소 효과를 보인 그래프이다.

도 4를 참조하면, 거주구(200')는 거주구 중심(N)의 전방 위치에서 선박(100)의 폭 방향을 따라 연장된 전방부(210)와, 거주구 중심(N)의 후방 위치에서 전방부(210)와 평행하게 연장되며, 전방부(210)보다 큰 폭 방향 길이를 갖는 후방부(230)와, 전방부(210)의 양측 단부에 마련되며 후방 경사진 모서리부(240)(chamfering)와, 모서리부(240)의 단부와 후방부(230)의 단부 사이에 마련된 측면부(220)를 포함할 수 있다.

이때, 거주구(200')의 모서리부(240)는 전방부(210)와 측면부(220)의 코너 위치에 후방 경사진 형태로 배치될 수 있다.

또한, 거주구(200')의 후방부(230)의 폭 방향 길이(S3)의 절반은 거주구(200)의 폭 방향 길이(S) 절반보다 10% ~ 25% 확장되어 있을 수 있다.

거주구(200')에서 상대적으로 확장된 후방부(230)는 모서리부(240)를 통해 저항 감소가 이루어진 상태에서 다시 한번 유동 박리를 지연시킴으로써 공기 저항을 더욱 더 감소시키는 역할을 담당할 수 있다.

여기서, 거주구(200)의 폭 방향 길이(S) 절반의 10% ~ 25%는 확장 길이(C)에 해당될 수 있다. 이때, 확장 길이(C)도 후방부(230)의 폭 방향 길이(S3)의 나머지 절반에 대하여 선박(100)의 길이 방향 중심선(CL)을 기준으로 대칭되게 적용될 수 있다.

또한, 모서리부(240)가 존재하고, 후방부(230)의 확장 길이(C)가 거주구(200)의 폭 방향 길이(S) 절반의 10% ~ 25%의 수치를 가질 때, 도 5에 보이는 바와 같이 저항 감소 효과가 나타남을 알 수 있다.

도 4 및 도 5를 병행 참조하면, 모서리부(240) 및 확장 길이(C)가 없는 일반적인 거주구의 경우(original)에 비하여, 모서리부(240)가 있는 것만으로도 드레그 감소율이 저하됨을 알 수 있다.

특히, 모서리부(240)가 있고, 확장 길이(C)가 거주구(200)의 폭 방향 길이(S) 절반의 10% ~ 25%의 수치에 해당하는 2 ~ 3미터를 가질 때, 저항 감소 효과가 더욱 효율적으로 발생될 수 있다.

즉, 도 6은 모서리부(240)를 갖고 있으며, 거주부의 후방부가 확장되어 있지 않는 거주구의 시뮬레이션 화면 캡쳐도이고, 도 7은 모서리부(240)를 가지고 있고, 거주부의 후방부가 확장되어 있는 거주구의 시뮬레이션 화면 캡쳐도이다.

도 6의 경우에는 거주구의 측면부 앞쪽으로 전방부의 단부에는 모서리부(240)가 있으며, 이에 따라 모서리부(240)에 낮은 압력이 형성되며, 이에 따라 저항 감소가 이루어질 수 있다.

도 7의 경우, 거주구에 역시 모서리부(240)가 있고, 거주구의 후방부의 폭 방향 길이가 확장 길이만큼 확장되어 있을 때, 모서리부(240) 및 측면부 앞쪽에서 더욱 낮은 압력이 형성되며, 이에 따라 저항 감소가 더욱 효율적으로 이루어질 수 있다.

도 8은 거주구의 후방부 폭 방향 길이 증가에 따른 저항 변화를 보인 시뮬레이션 화면 캡쳐도이다.

도 8의 (a) 내지 (e)를 참조하면, 거주구의 전방부와 측면부 사이에 각각 모서리부가 있으며, 확장 길이(C)를 1미터에서 4미터까지 변화를 준 것으로서, 확장 길이(C)가 1 ~ 3미터, 바람직하게 2 ~ 3미터일 때 공기 저항이 최소화 될 수 있고, 2 ~ 3미터를 초과하는 바와 같이, 확장 길이(C)가 4미터일 경우 오히려 공기 저항이 증가함을 알 수 있다.

즉, 본 실시예의 거주구는 기존의 방풍 펜스 등의 부가 설치 없이, 거주구 자체 형상적 특징에 의해 공기 저항을 감소시킬 수 있고, 운항 중 연비의 저감을 가져올 수 있다.

도 9는 본 발명의 응용예에 따른 선박 거주구의 사시도이다.

도 9를 참조하면, 거주구(200")는 실질적으로 풍압을 받는 전방부보다 큰 폭 방향 길이를 갖는 후방부를 가지며 선체의 갑판 위에 설치된 하단 블록(250); 하단 블록(250)보다 작은 평면적으로 가지며 하단 블록(250) 위에 설치된 상단 블록(270); 상단 블록(270)의 양측에 돌출된 윙브릿지(280)(wing bridge); 및 하단 블록(250)의 상면과 윙브릿지(280)의 저면 사이에 연결된 지지대(290)를 포함할 수 있다.

여기서, 거주구(200")의 하단 블록(250)은 앞서 설명한 거주구들의 후방부와 같이 확장된 폭 방향 길이를 가짐에 따라, 공기 저항 감소에 따라 연비 증가에 도움을 줄 수 있다.

즉, 거주구(200")의 하단 블록(250)은 하단 블록(250)의 후방부의 폭 방향 길이의 절반이 거주구의 폭 방향 길이 절반보다 10% ~ 25% 확장되어 있을 수 있다.

아울러, 거주구(200")의 하단 블록(250)은 윙브릿지(280)의 지지 기반이 될 수 있고, 윙브릿지(280)의 구조적 성능을 보강할 수 있다.

또한, 지지대(290)는 수직선 또는 사선 방향으로 윙브릿지(280)를 해상에서 중력 및 횡동요에 대응한 외력을 받는 윙브릿지(280)를 안정적으로 지지할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.

100 : 선박 200, 200', 200" : 거주구
210 : 전방부 220 : 측면부
230 : 후방부 240 : 모서리부
250 : 하단 블록 270 : 상단 블록
280 : 윙브릿지 290 : 지지대

Claims

선박의 거주구 중심의 전방 위치에서 상기 선박의 폭 방향을 따라 연장된 전방부;
상기 거주구 중심의 후방 위치에서 상기 전방부와 평행하게 연장되며, 상기 전방부보다 큰 폭 방향 길이를 갖는 후방부; 및
상기 전방부의 단부와 상기 후방부의 단부 사이에 마련된 측면부를 포함하고,
상기 전방부의 폭 방향의 절반 길이는 상기 거주구 중심을 지나는 거주구의 폭 방향의 절반 길이보다 10% 내지 25% 중 어느 하나의 비율로 축소되고, 상기 후방부의 폭 방향의 절반 길이는 상기 거주구 중심을 지나는 거주구의 폭 방향의 절반 길이보다 10% 내지 25% 중 어느 하나의 비율로 확장되는
선박 거주구.
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선박의 거주구 중심의 전방 위치에서 상기 선박의 폭 방향을 따라 연장된 전방부;
상기 거주구 중심의 후방 위치에서 상기 전방부와 평행하게 연장되며, 상기 전방부보다 큰 폭 방향 길이를 갖는 후방부; 및
상기 전방부의 단부와 상기 후방부의 단부 사이에 마련된 측면부를 포함하고,
상기 전방부의 양측 단부에는 후방 경사진 모서리부가 마련되고,
상기 측면부는 상기 모서리부의 바깥쪽 단부에 연결되는
선박 거주구.
선박에서 실질적으로 풍압을 받는 전방부보다 큰 폭 방향 길이를 갖는 후방부를 가지며 선체의 갑판 위에 설치된 하단 블록;
상기 하단 블록보다 작은 평면적을 가지며 상기 하단 블록 위에 설치된 상단 블록;
상기 상단 블록의 양측에 돌출된 윙브릿지; 및
상기 하단 블록의 상면과 상기 윙브릿지의 저면 사이에 연결된 지지대를 포함하고,
상기 하단 블록은,
상기 하단 블록의 후방부의 폭 방향의 절반 길이가 상기 선박의 거주구 중심을 지나는 거주구의 폭 방향의 절반 길이보다 10% 내지 25% 중 어느 하나의 비율로 확장되는
선박 거주구.
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