KR101399969B1

KR101399969B1 - 선박

Info

Publication number: KR101399969B1
Application number: KR1020120125440A
Authority: KR
Inventors: 박종우; 이재광; 정은임
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2014-05-27
Also published as: KR20140058946A

Abstract

선체의 선수부에 구상선수(bulbous bow)가 마련되는 선박이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 구상선수는, 선체에 결합되는 비교체부; 비교체부에 교체 가능하게 결합되고, 비교체부의 형상과 함께 구상선수의 형상을 이루는 교체부; 및 교체부의 교체 작업 시 비교체부에 대한 교체부의 상대 이동을 안내하는 가이드 겸용 결합부를 포함할 수 있다.

Description

선박{vessel}

본 발명은 선박에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 구상선수의 형상을 변화시킬 수 있는 선박에 관한 것이다.

일반적으로 선박의 선형에 대한 설계는 주기관의 마력과 흘수(吃水, draft)가 정해진 상태에서 이루어진다. 또한 선체의 선수부에 장착되는 구상선수(球狀船首, bulbous bow)의 형상 역시 선박의 운항 속도와 흘수에 따라 형상이 설계된다.

흘수는, 선박이 물에 잠기는 깊이인데, 배의 측면에 눈금으로 흘수선이 표시된다. 따라서 이러한 흘수선을 읽음으로써 선박의 잠긴 깊이를 쉽게 파악할 수 있다.

구상선수는 선박의 항행과정에서 조파조항을 감소시키는 역할을 수행한다. 즉 바다를 항행하는 선박은 파도를 일으키며 달리기 때문에 조파저항(造波抵抗)을 받게 된다. 이러한 조파저항은 선박의 운항 에너지 손실을 유발하기 때문에, 조파저항을 줄이기 위해 대부분의 선박의 선수부에는 구상선수가 장착된다.

도 1은 구상선수가 장착된 일반적인 선박을 도시한 도면이다.

구상선수(3)는 선박의 선형(船形) 또는 선속(船速) 등에 따라 선체(1)의 선수부(2) 아래쪽에 적당한 크기 및 모양의 타원체가 돌출되어 있는데 이러한 구상선수(3)를 선체(1)에 설치하면 조파저항으로 발생된 선수파(船首波)가 구상선수(3)에 의해 발생된 파와 서로 간섭되어 선수파가 해소되는 효과를 얻게 된다.

이러한 구상선수(3)의 형상은 흘수(4)나 선박의 속도에 따라 설계과정에서 정해진다. 그런데 급변하는 해운산업의 추세에 따라 선박의 설계과정에서 채택된 설계속도 또는 설계흘수에서 벗어난 변경속도와 변경흘수에서 선박이 운항되는 경우가 빈번해지고 있다.

예를 들어 선박의 운항 시 소요되는 연료비 등을 낮추거나 이산화탄소 배출량 규제의 이유로 선박의 실제 운항속도를 설계속도보다 낮추어 선박을 운항하는 경우 또는 물동량 감소 등에 의해 설계흘수보다 낮은 흘수에서 선박을 운항해야 하는 경우 등이다.

이러한 경우 설계속도 또는 설계흘수를 벗어난 변경속도 또는 변경흘수에 따른 항행에서 설계속도 또는 설계흘수에 최적화된 구상선수(3)의 형상은 선박의 항행에 비효율적인 요소로 작용하는 문제점이 있다.

따라서 설계속도 및 설계흘수에 최적화된 구상선수(3)를 장착한 선박이 설계속도 또는 설계흘수에서 벗어난 변경속도 또는 변경흘수에서 운항되어야 하는 필요가 있을 경우, 구상선수(3)의 형상을 변경속도 또는 변경흘수에 최적화된 형상으로 가변시킬 수 있는 선박이 필요하며, 이러한 구상선수의 형상변화를 간편하게 수행할 수 있는 선박이 필요한 실정이다.

한국특허공개공보 제10-2012-0047102(삼성중공업 주식회사), 2012.05.11

따라서 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 설계속도 또는 설계흘수에 최적화된 구성선수를 장착한 선박이 설계속도 또는 설계흘수를 벗어난 변경속도 또는 변경흘수로 운항되어야 할 필요가 있는 경우, 변경속도 및 변경흘수에 최적화된 형상으로 간편하게 가변될 수 있는 구상선수가 장착된 선박을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체의 선수부에 구상선수(bulbous bow)가 마련되는 선박에 있어서, 상기 구상선수는, 상기 선체에 결합되는 비교체부; 상기 비교체부에 교체 가능하게 결합되고, 상기 비교체부의 형상과 함께 상기 구상선수의 형상을 이루는 교체부; 및 상기 교체부의 교체 작업 시 상기 비교체부에 대한 상기 교체부의 상대 이동을 안내하는 가이드 겸용 결합부를 포함하며, 상기 가이드 겸용 결합부는, 상기 교체부가 상기 비교체부에 대하여 제1축 방향으로 상대이동되는 것을 안내하며, 상기 교체부가 상기 비교체부에 대하여 상기 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향과 상기 제1축 방향 및 상기 제2축 방향에 교차하는 제3축 방향으로 이동되는 것을 구속하는 제1 구속부; 및 상기 제1 구속부가 상기 제1축 방향으로 이동되는 것을 선택적으로 구속하는 제2 구속부를 포함하며, 상기 제2 구속부는, 상기 교체부에 제2축 방향으로 형성되는 관통홀에 삽입되며, 상기 비교체부에 상기 제2축 방향으로 형성되어 상기 관통홀에 연통되는 제2 삽입홈에 삽입되는 제2 아암을 포함하는 선박이 제공될 수 있다.

상기 선박의 항행속도 및 운항시 흘수 중 하나 이상을 포함하는 운항 조건이 변경되는 경우, 상기 비교체부와 결합되어 이루는 구상선수의 형상이, 상기 변경된 운항조건에 따라 지정된 구상선수의 형상이 되도록 하는 신규 교체부가 선정되고, 상기 선정된 신규 교체부가 상기 비교체부에 기 결합된 기존 교체부와 교체될 수 있다.

삭제

상기 제1 구속부는, 일단부가 상기 교체부에 결합되고 타단부가 자유단부를 형성하며, 상기 비교체부의 외표면에서 상기 제1축 방향으로 함입되어 형성되는 제1 삽입홈에 삽입되는 제1 아암을 포함할 수 있다.

삭제

제2 구속부는, 상기 교체부에 착탈가능하게 결합되며, 상기 관통홀을 개폐하는 관통홀 개폐 마개를 더 포함할 수 있다.

일단부가 상기 선체에 결합되고 타단부가 자유단부를 형성하며, 상기 교체부의 외표면에서 상기 제1축 방향으로 함입되어 형성되는 제3 삽입홈에 삽입되어 상기 교체부의 이동을 구속하는 제3 아암을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 선체의 선수부에 구상선수(bulbous bow)가 마련되는 선박에 있어서, 상기 구상선수는, 상기 선체에 결합되는 비교체부; 상기 비교체부에 교체 가능하게 결합되고, 상기 비교체부의 형상과 함께 상기 구상선수의 형상을 이루는 교체부; 및 상기 교체부의 교체 작업 시 상기 비교체부에 대한 상기 교체부의 상대 이동을 안내하는 가이드 겸용 결합부를 포함하며, 상기 가이드 겸용 결합부는, 상기 교체부가 상기 비교체부에 대하여 제1축 방향으로 상대이동되는 것을 안내하며, 상기 교체부가 상기 비교체부에 대하여 상기 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향과 상기 제1축 방향 및 상기 제2축 방향에 교차하는 제3축 방향으로 이동되는 것을 구속하는 제1 구속부; 및 상기 제1 구속부가 상기 제1축 방향으로 이동되는 것을 선택적으로 구속하는 제2 구속부를 포함하며, 상기 제1 구속부는, 상기 비교체부에 결합되며, 상기 교체부에 상기 제1축 방향으로 형성되는 가이드 슬롯에 삽입되는 가이드 레일을 포함하는 선박이 제공될 수 있다.

삭제

상기 교체부는, 상기 가이드 슬롯을 형성하며, 상기 가이드 레일이 제3축 방향으로 이동되는 것을 구속하는 제3축 방향 구속측벽; 및 상기 제3축 방향 구속측벽과 연결되며, 상기 가이드 레일이 제2축 방향으로 이동되는 것을 구속하는 제2축 방향 구속측벽을 포함할 수 있다.

상기 가이드 레일은, 상기 비교체부에 결합되는 레일 몸체부; 및 상기 레일 몸체부에 연결되며, 상기 제3축 방향 구속측벽과 제2축 방향 구속측벽 각각에 형상맞춤되는 레일 돌기부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 교체부의 교체 작업 시 가이드 겸용 결합부가 비교체부에 대한 교체부의 상대이동을 안내하여 교체부와 비교체부의 얼라인(align)이 용이하며, 가이드 겸용 결합부가 교체부를 비교체부에 교체 가능하게 결합함으로써 필요에 따라 교체부의 교체를 통해 구상선수의 형상을 간편하게 변화시킬 수 있다.

도 1은 구상선수가 장착된 일반적인 선박을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 구상선수 부분이 도시된 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해사시도이다.
도 4는 구상선수 형상별 속도에 따른 소요 마력을 도시한 도면이다.
도 5는 구상선수 형상별 흘수에 따른 저항을 도시한 도면이다.
도 6은 도 2의 교체부의 사시도이다.
도 7은 도 1의 비교체부에 다양한 형상의 교체부가 결합된 도면이다.
도 8은 도 2 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 구상선수 부분이 도시된 사시도이다.
도 10은 도 9의 측면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박의 구상선수 부분이 도시된 사시도이다.
도 12는 도 11의 분해사시도이다.
도 13은 도 11의 교체부의 사시도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 구상선수 부분이 도시된 사시도이며, 도 3은 도 2의 분해사시도이고, 도 4는 구상선수 형상별 속도에 따른 소요 마력을 도시한 도면이며, 도 5는 구상선수 형상별 흘수에 따른 저항을 도시한 도면이고, 도 6은 도 2의 교체부의 사시도이며, 도 7은 도 1의 비교체부에 다양한 형상의 교체부가 결합된 도면이고, 도 8은 도 2 단면도이다.

도 2 내지 13에서 후술할 25노트(kts)에 최적화된 교체부(140) 또는 21노트(kts)에 최적화된 교체부(140) 등이 동일한 도면기호로 표시되는데 이는 설명의 편의를 위한 것이다. 또한, 25노트(kts)에 최적화된 교체부(140) 또는 21노트(kts)에 최적화된 교체부(140) 등의 형상은 획일적이지 않고 선박의 중량 무게 등 다양한 인자에 의해 도 2 내지 13에 도시된 형상에서 달라질 수 있다.

또한, 도 2 내지 13의 방향표시 기호에서 X는 제1축 , Y는 제2축 , Z는 제3축을 의미한다다.

도 2 내지 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선체(110)의 선수부에 구상선수(bulbous bow,120)가 마련되는 선박에 있어서, 구상선수(120)는, 선체(110)에 결합되는 비교체부(130)와, 비교체부(130)에 교체가능하게 결합되고, 비교체부(130)의 형상과 함께 상기 구상선수(120)의 형상을 이루는 교체부(140)와, 교체부(140)의 교체 작업 시 비교체부(130)에 대한 비교체부(130)에 대한 교체부(140)의 상대이동을 안내하는 가이드 겸용 결합부(151,152)를 포함한다.

본 실시예에 따른 선박은, 선박의 항행속도 및 운항시 흘수 중 하나 이상을 포함하는 운항 조건이 변경되는 경우, 상기 비교체부(130)와 결합되어 이루는 구상선수(120)의 형상이, 변경된 운항 조건에 따라 지정된 구상선수(120)의 형상이 되도록 하는 신규 교체부(140)가 선정되고, 선정된 신규 교체부(140)가 상기 비교체부(130)에 기 결합된 기존 교체부(140)와 교체된다.

이러한 운항 조건과 교체부(140)의 교체 작업에 대한 자세한 내용은 설명의 편의를 위해 후술한다.

구상선수(120)는, 선체(110)의 선수부 아래쪽에 배치되며, 선박의 운항과정에서 조파저항을 감소시킨다.

본 실시예에서 구상선수(120)의 형상은 교체부(140)와 비교체부(130)의 전체 형상에 의해 결정된다. 따라서 다양한 형상의 교체부(140)를 비교체부(130)에 선택적으로 결합시킴으로써 구상선수(120) 전체의 형상을 가변시킬 수 있다.

이러한 본 실시예에 따른 구상선수(120)를 장착한 선박은, 설계속도 또는 설계흘수에서 벗어난 변경속도 또는 변경흘수에 따라 선박이 운항되는 경우, 설계속도 및 설계흘수에 최적화된 구상선수(120)의 형상을 변경속도 또는 변경흘수에 최적화된 구상선수(120)의 형상으로 가변시킬 수 있다.

따라서 본 실시예에 따른 선박은, 연료비의 상승에 따라 연료의 소모를 줄이기 위해 설계속도보다 낮은 변경속도로 운항해야 하는 경우 또는 여러 가지 이유에 의해 설계흘수보다 낮은 변경흘수에서 운항해야 하는 경우에 설계속도 또는 설계흘수에 최적화된 구상선수(120)에 의해 발생되는 비효율성을 줄일 수 있다.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 25노트(kts)에 최적화된 구상선수(120)를 장착한 선박이 21노트로 운항하는 경우, 21노트에 최적화된 구상선수(120)를 장착한 선박에 비하여 약 2000kW의 소요마력이 더 필요하다.

즉 25노트(kts)에 최적화된 구상선수(120)를 장착한 선박은 21노트에 최적화된 구상선수(120)를 장착한 선박에 비하여 약 2000kW에 해당하는 연료를 더 소모하게 된다.

그러나 본 실시예에 따른 선박은, 25노트에 최적화된 형상을 갖는 교체부(140)를 21노트에 최적화된 형상을 갖는 교체부(140)로 바꾸어 비교체부(130)에 결합함으로써, 구상선수(120)의 형상 변경을 통해 연료의 소모를 줄일 수 있다.

또한 도 5에 도시된 바와 같이, 14m 흘수에 최적화된 구상선수(120)를 장착한 선박을 12m의 흘수 상태에서 운항하는 경우, 12m 흘수에 최적화된 구상선수(120)를 장착한 선박한 선박에 비하여 약 4000kW의 소요마력이 더 필요하다.

즉 14m 흘수에 최적화된 구상선수(120)를 장착한 선박은 12m 흘수에 최적화된 구상선수(120)를 장착한 선박한 선박에 비하여 약 4000kW에 해당하는 연료를 더 소모하게 된다.

그러나 본 실시예에 따른 선박은, 14m 흘수에 최적화된 형상을 갖는 교체부(140)를 12m 흘수에 최적화된 형상을 갖는 교체부(140)로 바꾸어 비교체부(130)에 결합함으로써, 구상선수(120)의 형상 변경을 통해 연료의 소모를 줄일 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 선박은, 구상선수(120)의 형상 변경을 위해 구상선수(120) 전체를 교체할 필요 없이 구상선수(120)의 일부인 교체부(140)만을 교체함으로써, 구상선수(120) 형상의 변경작업이 간편하며 비용이 저렴하다.

한편 본 실시예에서 같이 교체부(140)가 비교체부(130)의 상측에 배치됨으로써, 교체부(140)의 교체를 위해 구상선수(120) 전체를 물 밖으로 노출시킬 필요가 없어 항만에 정박 중인 상태에서도 교체부(140)의 교체가 가능하다.

비교체부(130)는, 선체(110)에 결합되며, 교체부(140)를 지지하는 교체부 지지벽(131)과, 비교체부(130)의 선단부를 이루며 교체부(140)의 일부분과 연결되는 교체부 연결벽(132)을 포함한다.

교체부 지지벽(131)은 비교체부(130)의 상측에 배치되는 교체부(140)를 지지한다. 교체부 연결벽(132)은, 비교체부(130)의 선단부를 이루며 교체부 연결벽(132)의 앞쪽에 배치되는 교체부(140)의 일부분에 연결된다.

교체부(140)는, 비교체부(130)에 교체 가능하게 결합되며, 내부로 해수가 침입되지 않도록 내부를 밀폐하는 방수 측벽(141,142,143,144)을 포함한다.

이러한 방수 측벽(141,142,143,144)은, 비교체부(130)에 결합 시 외부에 노출되는 제1 측벽(141)과, 제1 측벽(141)과 연결되고 선체(110)에 연결되는 제2 측벽(142)과, 제1 및 제2 측벽(141, 142)에 연결되며, 비교체부(130)에 연결되는 제3 측벽(143)과, 제1 및 제3 측벽(141, 143)에 연결되며, 비교체부(130)에 연결되는 제4 측벽(144)을 포함한다.

제1 측벽(141)은 비교체부(130)에 결합 시 외부에 노출되어 비교체부(130)와 함께 구상선수(120)의 형상을 이룬다.

따라서 제1 측벽(141)은, 굴곡진 곡면의 형상으로 마련되며, 외곽라인이 선체(110)의 외곽라인과 비교체부(130)의 외곽라인에 연속된다.

이와 같이 본 실시예에 따른 선박은, 제1 측벽(141)의 외곽라인이 선체(110)의 외곽라인 및 비교체부(130)의 외곽라인에 연속됨으로써, 운항과정에서 형상저항을 최소화시킬 수 있다.

제2 측벽(142)은, 제1 측벽(141)과 연결되고 선체(110)에 연결된다. 선체(110)에는 제2 측벽(142)에 형상 맞춤되며 교체부 지지벽(131)에 연결되는 제2 측벽 지지부(111)가 마련될 수 있다.

제3 측벽(143)은, 제1 및 제2 측벽(141, 142)에 연결되며, 비교체부(130)에 연결된다. 본 실시예에서 제3 측벽(143)은 비교체부(130)의 교체부 지지벽(131)에 형상 맞춤되어 교체부 지지벽(131)에 안정적으로 지지된다.

제4 측벽(144)은, 제1 및 제3 측벽(141, 143)에 연결되며 비교체부(130)에 연결된다 본 실시예에서 제4 측벽(144)은 비교체부(130)의 교체부 연결벽(132)에 형상 맞춤되어 연결되어 교체부 연결벽(132)에 안정적으로 지지된다.

한편 교체부(140)는, 교체부 내부 출입용 해치(hatch)를 포함한다. 이러한 해치는, 교체부(140)의 교체작업 시 작업자가 교체부(140)의 내부로 진입할 수 있도록 마련된다.

본 실시예에서 교체부 내부 출입용 해치(미도시)는 제2 측벽(142) 또는 제3 측벽(143) 중 적어도 어느 하나에 마련된다. 또한, 제2 측벽 지지부(111) 또는 교체부 지지벽(131)에는, 교체부 내부출입용 해치(미도시)에 대응하는 선체용 해치(미도시) 또는 교체부 지지벽용 해치(미도시)가 마련된다.

이러한 교체부 내부 출입용 해치(미도시), 선체용 해치(미도시) 및 교체부 지지벽용 해치(미도시)는 해수의 침입을 방지하기 위해 방수구조를 갖는다.

한편 본 실시예에 따른 교체부(140)는, 연강, 주철, 복합소재(FRP) 등의 재질로 제작된다. 또한 본 실시예에 따른 교체부(140)는, 선체(110) 및 비교체부(130)와 독립적으로 구조로 이루어지므로, 선박의 운항 중 교체부(140)가 침수되더라도 선체(110) 내부가 침수되지 않는다.

한편 가이드 겸용 결합부(151,152)는, 교체부(140)를 비교체부(130)에 교체 가능하게 결합하며, 교체부(140)의 교체 작업 시 비교체부(130)에 대한 교체부(140)의 상대이동을 안내한다.

이러한 가이드 겸용 결합부(151,152)는, 교체부(140)가 비교체부(130)에 대하여 제1축 방향으로 상대이동되는 것을 안내하며, 교체부(140)가 비교체부(130)에 대하여 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향과 제1축 방향 및 제2축 방향에 교차하는 제3축 방향으로 이동되는 것을 구속하는 제1 구속부(151)와, 제1 구속부(151)가 제1축 방향으로 이동되는 것을 선택적으로 구속하는 제2 구속부(152)를 포함한다.

제1 구속부(151)는, 교체부(140)가 비교체부(130)에 대하여 제1축 방향으로 상대이동되는 것을 안내한다. 또한 제1 구속부(151)는, 교체부(140)가 비교체부(130)에 대하여 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향과 제1축 방향 및 제2축 방향에 교차하는 제3축 방향으로 이동되는 것을 구속한다.

즉 제1 구속부(151)는, 교체부(140)가 비교체부(130)에 대하여 제1축 방향으로 이동되는 것은 구속하지 않고, 제2축 방향과 제3축 방향으로 이동되는 것을 구속한다.

이러한 제1 구속부(151)는, 일단부가 교체부(140)에 결합되고 타단부가 자유단부를 형성하며, 비교체부(130)의 외표면에서 제1축 방향으로 함입되어 형성되는 제1 삽입홈(133)에 삽입되는 제1 아암(153)을 포함한다.

본 실시예에서 제1 삽입홈(133)은, 비교체부(130)의 교체부 연결벽(132)에서 기 제1축 방향으로 함입되어 형성된다.

제1 아암(153)은, 외측벽이 제1 삽입홈(133)의 내측벽에 형상맞춤되어 비교체부(130)에 연결된다. 즉 제1 삽입홈(133)의 내측벽에 제1 아암(153)의 외측벽이 형상맞춤됨으로써, 교체부(140)의 제1축 방향 이동 시 제1 삽입홈(133)이 교체부(140)의 이동을 가이드한다.

또한 제1 삽입홈(133)의 내측벽에 제1 아암(153)의 외측벽이 형상맞춤됨으로써, 제1 삽입홈(133)이 교체부(140)의 제2축 방향 이동 및 제3축 방향 이동을 구속한다.

한편, 제2 구속부(152)는, 제1 구속부(151)가 제1축 방향으로 이동되는 것을 선택적으로 구속한다. 이러한 제2 구속부(152)는, 교체부(140)에 제2축 방향으로 형성되는 관통홀(145)에 삽입되며, 비교체부(130)에 제2축 방향으로 형성되어 관통홀(145)에 연통되는 제2 삽입홈(134)에 삽입되는 제2 아암(154)을 포함한다.

즉 관통홀(145)과 제2 삽입홈(134)은 제2축 방향으로 형성되고 제2 아암(154)이 이러한 관통홀(145)과 제2 삽입홈(134)에 끼워지기 때문에, 제2 아암(154)이 교체부(140)의 제1축 방향 이동을 구속한다.

또한 이러한 제2 아암(154)의 삽입 및 탈거에 의해 교체부(140)의 제1축 방향 이동이 선택적으로 구속된다.

제2 아암(154)은, 일단부가 제2 삽입홈(134)의 바닥면에 지지된다. 또한 제2 아암(154)은, 일단부에서 타단부까지의 길이가 제2 삽입홈(134)의 깊이를 초과하며 제2 삽입홈(134)의 깊이와 관통홀(145)의 깊이를 더한 깊이보다는 작게 마련된다.

여기서 제2 아암(154)의 길이가 제2 삽입홈(134)의 깊이보다 작으면 교체부(140)의 이동을 구속할 수 없고, 제2 아암(154)의 길이가 제2 삽입홈(134)의 깊이와 관통홀(145)의 깊이를 더한 깊이를 초과하면 제2 아암(154)의 일부가 관통홀(145)의 외부로 돌출되어 구상선수(120)의 형상을 가변시켜 선박의 항행에 악영향을 미친다.

또한 제2 아암(154)은, 외측벽이 관통홀(145)의 내측벽 및 제2 삽입홈(134)의 내측벽에 형상맞춤되어 교체부(140) 및 비교체부(130) 각각에 연결된다.

이와 같이 제2 아암(154)은, 외측벽이 관통홀(145)의 내측벽 및 제2 삽입홈(134)의 내측벽에 형상맞춤되고, 교체부(140) 및 비교체부(130) 각각에 연결됨으로써, 교체부(140)의 제1축 방향 이동을 안정적으로 구속한다.

제2 구속부(152)는, 교체부(140)에 착탈가능하게 결합되며, 관통홀(145)을 개폐하는 관통홀 개폐 마개(155)를 더 포함한다. 본 실시예에서 관통홀 개폐 마개(155)는, 교체부(140)의 제1 측벽에 착탈가능하게 결합되며, 관통홀(145)을 막아 해수가 관통홀(145)로 침입하는 것을 방지하며, 교체부(140)의 외곽라인을 연속적으로 만들어 선박의 항행과정에서 형상저항을 감소시킨다.

한편 본 실시예에 따른 선박은, 일단부가 선체(110)에 결합되고 타단부가 자유단부를 형성하며, 교체부(140)의 외표면에서 제1축 방향으로 함입되어 형성되는 제3 삽입홈(146)에 삽입되어 교체부(140)의 이동을 구속하는 제3 아암(156)을 더 포함한다.

제3 삽입홈(146)은, 교체부(140)의 제2 측벽(142)에서 제1축 방향으로 함입되어 형성된다. 제3 아암(156)은 일단부가 선체(110)의 제2 측벽 지지부(111)에 결합된다.

제3 아암(156)은, 외측벽이 제3 삽입홈(146)의 내측벽에 형상맞춤되어 교체부(140)에 연결된다.

제3 아암(156)은, 외측벽이 제3 삽입홈(146)의 내측벽에 형상맞춤되어 교체부(140)에 연결된다. 즉 제3 삽입홈(146)의 내측벽에 제3 아암(156)의 외측벽이 형상맞춤됨으로써, 교체부(140)의 제1축 방향 이동 시 제3 아암(156)이 교체부(140)의 이동을 가이드한다.

또한 제3 아암(156)은, 외측벽이 제3 삽입홈(146)의 내측벽에 형상맞춤됨으로써, 제3 아암(156)이 교체부(140)의 제2축 방향 이동 및 제3축 방향 이동을 구속한다.

이하에서 본 실시예에 따른 선박의 동작을 구상선수(120)의 형상 변경을 위주로 설명한다.

본 실시예에 따른 선박이 설계속도 또는 설계흘수에서 벗어난 변경속도 또는 변경흘수로 운항되어야할 필요가 있을 경우, 설계속도 또는 설계흘수에 최적화된 교체부(140)를 변경속도 또는 변경흘수에 최적화된 교체부(140)로 교체한다.

교체부(140)는 비교체부(130)의 상부에 배치되기 때문에 교체부(140)의 교체작업이 용이하다. 즉 교체부(140)의 교체작업 시 구상선수(120) 전체가 물 밖으로 노출될 필요가 없으므로, 조선소(shipyard)에서만 교체 작업이 가능한 것이 아니고 항만에 정박 중인 상태에서도 교체부(140)를 교체할 수 있다.

따라서 본 실시예에 따른 선박은, 예를 들어, 25노트(kts)에 최적화된 구상선수(120)가 장착된 상태에서 21노트로 운항할 필요가 있는 경우, 25노트(kts)에 최적화된 구상선수(120)의 교체부(140)를 항만 등에서 21노트에 최적화된 교체부(140)로 교체함으로써, 선박의 운항과정에서 연료소모를 줄일 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 선박은, 예를 들어, 14m 흘수에 최적화된 구상선수(120)를 장착한 선박을 12m 흘수로 운항할 필요가 있는 경우, 14m 흘수에 최적화된 구상선수(120)의 교체부(140)를 항만 등에서 12m 흘수에 최적화된 교체부(140)로 교체함으로써, 선박의 운항과정에서 연료소모를 줄일 수 있다.

이러한 교체부(140)의 교체과정을 설명하면, 먼저 제2 아암(154)을 제2 삽입홈(134)과 관통홀(145)에서 탈거하여 교체부(140)에 대한 제1축 방향의 이동 구속을 해제한다.

이후 교체부(140)를 제1축 방향으로 이동시켜 교체부(140)를 비교체부(130)에서 분리한다. 이때 제1 아암(153)과 제3 아암(156)에 의해 교체부(140)의 제1축 방향 이동이 가이드된다.

다음 비교체부(130)에 새로이 결합할 교체부(140)를 비교체부(130)쪽으로 이동시킨다. 이때 제1 아암(153)을 제1 삽입홈(133)에 삽입하고, 제3 아암(156)을 제3 삽임홈에 삽입함으로써, 교체부(140)와 비교체부(130)의 얼라인(align)이 간편하게 수행된다.

또한 제1 삽입홈(133)에 삽입된 제1 아암(153)과 제3 삽입홈(146)에 삽입된 제3 아암(156)은 교체부(140)의 제1축 방향 이동을 가이드한다.

교체부(140)의 제1축 방향 이동이 완료된 후, 제2 아암(154)을 관통홀(145)을 통해 제2 삽입홈(134)에 삽입하여 교체부(140)의 제1축 방향이동을 구속한다.

결국 교체부(140)는, 제1 아암(153)에 의해 제2축 방향 및 제3축 방향의 이동이 구속되며 제2 아암(154)에 의해 제2축 방향의 이동이 구속됨으로써, 비교체부(130)에 안정적으로 결합된다. 또한 교체부(140)는, 제3 아암(156)에 의해 제2축 방향 및 제3축 방향의 이동이 구속됨으로써, 더욱 안정적으로 선체(110)에 연결된다.

이와 같이 본 실시예에 따른 선박은, 교체부(140)의 교체 작업 시 가이드 겸용 결합부(151,152)가 비교체부(130)에 대한 교체부(140)의 상대이동을 안내하여 교체부(140)와 비교체부(130)의 얼라인(align)이 용이하며, 가이드 겸용 결합부(151,152)가 교체부(140)를 비교체부(130)에 교체 가능하게 결합함으로써 필요에 따라 교체부(140)의 교체를 통해 구상선수(120)의 형상을 간편하게 변화시킬 수 있다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 구상선수 부분이 도시된 사시도이고, 도 10은 도 9의 측면도이다.

본 실시예에서 제2 측벽(142a)의 적어도 일부분은, 제3 측벽(143a)과의 사이각이 예각을 이루도록 비스듬하게 기울어져 배치된다.

또한 제2 측벽(142a)의 선단부에서 제3 측벽(143a)에 수직하는 가상의 선단부 수직선과 제2 측벽(142a)의 후단부에서 제3 측벽(143a)에 수직하는 가상의 후단부 수직선 사이의 최단거리(A)는, 선체(110a)의 길이의 2퍼센트(%)이하이다. 여기서 선체(110a)의 길이는, 선수(forward perpendicular,FP)에서 선미(미도시)까지의 길이를 의미한다.

여기서 제2 측벽(142a)의 선단부에서 제3 측벽(143a)에 수직하는 가상의 선단부 수직선과 제2 측벽(142a)의 후단부에서 제3 측벽(143a)에 수직하는 가상의 후단부 수직선 사이의 최단거리(A)가 선체(110a)의 길이의 2퍼센트(%)를 초과하게 되면, 교체부(140a)가 선체(110a)를 침범하는 범위가 커져서 선체(110a)의 내부구조에 영향을 미칠 수 있다. 즉, 교체부(140a)에 상응하게 선체(110a)의 내부를 재설계 및 다시 제작하는 과정에서 많은 비용과 시간이 소모된다.

따라서, 제2 측벽(142a)의 선단부에서 제3 측벽(143a)에 수직하는 가상의 선단부 수직선과 제2 측벽(142a)의 후단부에서 제3 측벽(143a)에 수직하는 가상의 후단부 수직선 사이의 최단거리(A)를 선체(110a)의 길이의 2퍼센트(%)이하로 마련함으로써, 교체부(140a)에 상응하는 선체(110a)를 적은 비용으로 제작할 수 있으며, 그 제작 시간도 최소한으로 줄일 수 있다.

또한 본 실시예에서 제2 측벽(142a)의 선단부는, 선체(110a)의 선수(FP)에 위치할 수 있다.

한편, 본 실시예에서 구상선수(120a)의 선단부(W)에서 제3 측벽(143a)의 최단거리(B1, B2)는, 구상선수(120a)의 선단부(W)에서 상측방향에 대하여 1미터(m)이하이거나, 구상선수(120a)의 선단부(W)에서 하측방향에 대하여 2미터(m)이하로 이루어진다. 여기서 구상선수(120a)의 선단부(W)는 구상선수(120a)의 가장 앞부분을 의미한다.

즉, 제3 측벽(143a)이 구상선수(120a)의 선단부(W)의 상측에 위치하는 경우에는, 구상선수(120a)의 선단부(W)에서 제3 측벽(143a)의 최단거리(B1)는 구상선수(120a)의 선단부(W)에서 상측방향으로 1미터(m)이하이다.

여기서 구상선수(120a)의 선단부(W)에서 제3 측벽(143a)의 최단거리(B1)가 구상선수(120a)의 선단부(W)에서 상측방향으로 1미터(m)를 초과하는 경우에는, 교체부(140a)의 전체 크기가 작아져서 교체부(140a)를 교체하더라도 구상선수(120a)의 형상 변화에 의한 효과가 작다.

이와 달리 제3 측벽(143a)이 구상선수(120a)의 선단부(W)의 하측에 위치하는 경우에는, 구상선수(120a)의 선단부(W)에서 제3 측벽(143a)까지의 최단거리(B2)는 구상선수(120a)의 선단부(W)에서 하측방향으로 2미터(m)이하이다.

여기서 구상선수(120a)의 선단부(W)에서 제3 측벽(143a)까지의 최단거리(B2)가 구상선수(120a)의 선단부(W)에서 하측방향으로 2미터(m)를 초과하는 경우에는, 교체부(140a)의 전체가 물 밖으로 노출되지 않는다. 따라서 교체부(140a)의 아래쪽이 수면 아래에 있어 항만 등에서 간편하게 교체부(140a)를 교체할 수 없고, 교체부(140a) 전체를 물 밖으로 노출시킬 수 있는 조선소(shipyard) 등에서만 교체 작업이 가능하다.

한편 제3 측벽(143a)이 구상선수(120a)의 선단부(W)와 동일한 위치에 배치될 수도 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 선박은, 제3 측벽(143a)에 대하여 예각으로 기울어진 제2 측벽(142a)을 통해 제1 측벽(141a)의 외곽라인과 선체(110a)의 외관라인이 더욱 용이하게 연속됨으로써, 교체부(140a)의 교체 시 작업성을 향상시킬 수 있다.

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박의 구상선수 부분이 도시된 사시도이고, 도 12는 도 11의 분해사시도이며, 도 13은 도 11의 교체부의 사시도이다.

본 실시예에서 제1 구속부(151b)는, 비교체부(130b)에 결합되며, 교체부(140b)에 제1축 방향으로 형성되는 가이드 슬롯(162)에 삽입되는 가이드 레일(161)을 포함한다.

본 실시예에서 교체부(140b)는, 가이드 레일(161)이 제3축 방향으로 이동되는 것을 구속하는 제3축 방향 구속측벽(163)과, 제3축 방향 구속측벽(163)과 연결되며, 가이드 레일(161)이 제2축 방향으로 이동되는 것을 구속하는 제2축 방향 구속측벽(164)을 포함한다.

본 실시예에서 제3축 방향 구속측벽(163)과 제2축 방향 구속측벽(164)은, 교체부(140b)의 제3 측벽(143b)에 마련된다.

한편 가이드 레일(161)은, 비교체부(130b)에 결합되는 레일 몸체부(166)와, 레일 몸체부(166)에 연결되며, 제3축 방향 구속측벽(163)과 제2축 방향 구속측벽(164) 각각에 형상맞춤되는 레일 돌기부(167)를 포함한다. 본 실시예에서 레일 몸체부(166)는, 비교체부(130b)의 교체부 지지벽(131b)에 결합된다.

이와 같이 본 실시예에 따른 선박은, 교체부(140b)의 교체작업 시 교체부(140b)가 가이드 레일(161)에 안내되어 이동됨으로써, 비교체부(130b)에 교체부(140b)를 용이하게 얼라인시킬 수 있다. 또한 본 실시예에 따른 선박은, 가이드 레일(161)에 의해 교체부(140b)의 이동이 구속됨으로써, 비교체부(130b)에 교체부(140b)를 간편하게 결합시킬 수 있다.

이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

110,110a,110b: 선체 111: 제2 측벽 지지부
120, 120a, 120b: 구상선수 130, 130a, 130b: 비교체부
131, 131a, 131b: 교체부 지지벽 132,132a: 교체부 연결벽
133: 제1 삽입홈 134: 제2 삽입홈
140, 140a, 140b: 교체부 141, 141a, 141b: 제1 측벽
142, 142a, 142b: 제2 측벽 143, 143a, 142c: 제3 측벽
144, 144a: 제4 측벽 145: 관통홀
146: 제3 삽입홈 151: 제1 구속부
152: 제2 구속부 153: 제1 아암
154: 제2 아암 155: 관통홀 개폐 마개
156: 제3 아암 161: 가이드 레일
162: 가이드 슬롯 163: 제3축 방향 구속측벽
164: 제2축 방향 구속측벽 166: 레일 몸체부
164: 레일 돌기부167 W: 구상선수의 선단부

Claims

선체의 선수부에 구상선수(bulbous bow)가 마련되는 선박에 있어서,
상기 구상선수는,
상기 선체에 결합되는 비교체부;
상기 비교체부에 교체 가능하게 결합되고, 상기 비교체부의 형상과 함께 상기 구상선수의 형상을 이루는 교체부; 및
상기 교체부의 교체 작업 시 상기 비교체부에 대한 상기 교체부의 상대 이동을 안내하는 가이드 겸용 결합부를 포함하며,
상기 가이드 겸용 결합부는,
상기 교체부가 상기 비교체부에 대하여 제1축 방향으로 상대이동되는 것을 안내하며, 상기 교체부가 상기 비교체부에 대하여 상기 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향과 상기 제1축 방향 및 상기 제2축 방향에 교차하는 제3축 방향으로 이동되는 것을 구속하는 제1 구속부; 및
상기 제1 구속부가 상기 제1축 방향으로 이동되는 것을 선택적으로 구속하는 제2 구속부를 포함하며,
상기 제2 구속부는,
상기 교체부에 제2축 방향으로 형성되는 관통홀에 삽입되며, 상기 비교체부에 상기 제2축 방향으로 형성되어 상기 관통홀에 연통되는 제2 삽입홈에 삽입되는 제2 아암을 포함하는 선박.
제1항에 있어서,
상기 선박의 항행속도 및 운항시 흘수 중 하나 이상을 포함하는 운항 조건이 변경되는 경우,
상기 비교체부와 결합되어 이루는 구상선수의 형상이, 상기 변경된 운항조건에 따라 지정된 구상선수의 형상이 되도록 하는 신규 교체부가 선정되고,
상기 선정된 신규 교체부가 상기 비교체부에 기 결합된 기존 교체부와 교체되는 선박.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 구속부는,
일단부가 상기 교체부에 결합되고 타단부가 자유단부를 형성하며, 상기 비교체부의 외표면에서 상기 제1축 방향으로 함입되어 형성되는 제1 삽입홈에 삽입되는 제1 아암을 포함하는 선박.
삭제
제1항에 있어서,
제2 구속부는,
상기 교체부에 착탈가능하게 결합되며, 상기 관통홀을 개폐하는 관통홀 개폐 마개를 더 포함하는 선박
제4항에 있어서,
일단부가 상기 선체에 결합되고 타단부가 자유단부를 형성하며, 상기 교체부의 외표면에서 상기 제1축 방향으로 함입되어 형성되는 제3 삽입홈에 삽입되어 상기 교체부의 이동을 구속하는 제3 아암을 더 포함하는 선박.
선체의 선수부에 구상선수(bulbous bow)가 마련되는 선박에 있어서,
상기 구상선수는,
상기 선체에 결합되는 비교체부;
상기 비교체부에 교체 가능하게 결합되고, 상기 비교체부의 형상과 함께 상기 구상선수의 형상을 이루는 교체부; 및
상기 교체부의 교체 작업 시 상기 비교체부에 대한 상기 교체부의 상대 이동을 안내하는 가이드 겸용 결합부를 포함하며,
상기 가이드 겸용 결합부는,
상기 교체부가 상기 비교체부에 대하여 제1축 방향으로 상대이동되는 것을 안내하며, 상기 교체부가 상기 비교체부에 대하여 상기 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향과 상기 제1축 방향 및 상기 제2축 방향에 교차하는 제3축 방향으로 이동되는 것을 구속하는 제1 구속부; 및
상기 제1 구속부가 상기 제1축 방향으로 이동되는 것을 선택적으로 구속하는 제2 구속부를 포함하며,
상기 제1 구속부는,
상기 비교체부에 결합되며, 상기 교체부에 상기 제1축 방향으로 형성되는 가이드 슬롯에 삽입되는 가이드 레일을 포함하는 선박.
제8항에 있어서,
상기 교체부는,
상기 가이드 슬롯을 형성하며, 상기 가이드 레일이 제3축 방향으로 이동되는 것을 구속하는 제3축 방향 구속측벽; 및
상기 제3축 방향 구속측벽과 연결되며, 상기 가이드 레일이 제2축 방향으로 이동되는 것을 구속하는 제2축 방향 구속측벽을 포함하는 선박.
제9항에 있어서,
상기 가이드 레일은,
상기 비교체부에 결합되는 레일 몸체부; 및
상기 레일 몸체부에 연결되며, 상기 제3축 방향 구속측벽과 제2축 방향 구속측벽 각각에 형상맞춤되는 레일 돌기부를 포함하는 선박.