KR101779023B1 - 선체의 곡면 부위에 대한 블록의 조립 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사이드 쉘과 사이드 웹 프레임 사이의 취부 예각면으로 트리핑 브라켓의 설치부위를 설정하고, 사이드 쉘과 사이드 웹 프레임 사이의 취부 둔각면으로 스티프너의 설치부위를 설정함으로써, 사이드 쉘의 내측면에 대한 사이드 웹 프레임의 조립공정에서 블록의 전도 방지를 위한 별도의 지지 구조물을 설치하지 않도록 함과 더불어 스티프너의 설치에 있어 사이드 웹 프레임에 대한 두께 단차의 영향을 받지 않도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 사이드 쉘(10)과 사이드 웹 프레임(12) 사이의 취부 예각면으로 트리핑 브라켓(14)을 결합하고, 상기 사이드 쉘(10)과 상기 사이드 웹 프레임(12) 사이의 취부 둔각면으로 스티프너(16)를 결합한 다음, 상기 사이드 쉘(10)의 내측면에 대해 상기 사이드 웹 프레임(12)과 상기 트리핑 브라켓(14)을 각각 결합하여 이루어진다.

Description

선체의 곡면 부위에 대한 블록의 조립 방법{Method for assembling block in curved part of a ship}
본 발명은 선체의 곡면 부위에 대한 블록의 조립 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사이드 쉘에 대한 사이드 웹 프레임의 취부 예각면으로 트리핑 브라켓의 설치부위를 설정함으로써 사이드 쉘의 내측면으로 사이드 웹 프레임의 조립시 블록의 전도 방지를 위한 별도의 지지 구조물을 설치하지 않도록 하는 선체의 곡면 부위에 대한 블록의 조립 방법에 관한 것이다.
일반적으로 선체는 유체와의 저항을 최소화하기 위해 외형상 유선형의 구조적 특징을 갖게 된다. 또한, 선체는 운항시 발생하는 각종 외력에 대해 견딜 수 있도록 내부에 다양한 형상의 구조적 보강재를 구비하도록 설계된다.
일례로 도 1에 도시된 바와 같이, 선체의 선미부에서 사이드 쉘(50;Side Shell)의 내측면에 대해 다수의 사이드 웹 프레임(52;Side Web Frame)이 선체의 횡방향을 따라 설치되고, 상기 사이드 쉘(50)과 상기 사이드 웹 프레임(52) 사이에 걸쳐 선미침하(tripping)를 방지하기 위한 트리핑 브라켓(54;Tripping Bracket)이 설치되며, 상기 사이드 웹 프레임(52)에 대해 다수의 스티프너(56;Stiffener)가 설치되어 좌굴(Buckling)을 방지하게 된다. 즉, 상기 사이드 웹 프레임(52)과 상기 스티프너(56)는 일종의 구조적 보강재에 해당한다.
이 경우 상기 사이드 웹 프레임(52)은 선체의 종축에 대해 교차하는 방향으로 배치되기 때문에, 상기 사이드 쉘(50)과의 접합부위에서는 반드시 특정의 취부각을 갖게 되는 기하학적 특징이 수반된다. 이에 따라 종래 사이드 쉘(50)의 내측면에 대해 사이드 웹 프레임(52)을 포함하는 블록 구조물을 설치하는 조립 공정에서는 블록 구조물에 대한 전도 방지를 위해 별도의 지지 구조물(58)을 설치해야만 한다. 즉, 도 2를 참조로 하면, 상기 사이드 쉘(50)의 내측면과 상기 사이드 웹 프레임(52) 사이의 취부 둔각면에 대해 상기 트리핑 브라켓(54)이 배치되고, 상기 사이드 쉘(50)의 내측면과 상기 사이드 웹 프레임(52) 사이의 취부 예각면에 대해 상기 지지 구조물(58)이 배치된다. 도 2에 있어 미설명 부호 51은 상기 사이드 쉘(50)의 내측면에서 선체의 종축방향을 따라 배치되는 종강성부재의 론지에 해당한다.
이 결과, 종래 사이드 쉘(50)에 대한 사이드 웹 프레임(52)을 포함한 블록 구조물의 조립 공정에서는 사이드 쉘(50)의 내측면과 사이드 웹 프레임(52) 사이의 취부 예각면으로 다수의 지지 구조물(58)을 설치함으로써 사이드 쉘(50)에 대한 사이드 웹 프레임(52)의 용접 작업시 블록 구조물의 전도를 방지할 수 있게 되었다.
그러나 상기와 같은 블록 구조물의 조립 공정에서는 용접 작업의 완료후 상기 사이드 쉘(50)과 사이드 웹 프레임(52) 사이의 취부 예각면으로 설치된 지지 구조물(58)을 다시 제거해야 하는 공정이 반드시 요구되므로, 지지 구조물(58)의 설치와 제거에 따른 반복적이면서도 비생산적인 공정이 반복되는 문제를 안게 된다.
또한, 상기 사이드 웹 프레임(52)에 대해 스티프너(56)를 설치하는 공정에서도 다음과 같은 문제가 수반되는 바, 이는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같다.
먼저, 도 3을 참조로 하면, 상기 사이드 웹 프레임(52)에 대해 상기 트리핑 브라켓(54)을 취부 둔각면에 배치함과 더불어 상기 스티프너(56)를 취부 예각면으로 배치할 경우, 상기 스티프너(56)의 조립을 위한 사이드 웹 프레임(52)의 취부면이 불규칙하기 때문에 스티프너(56)의 조립면에 대한 별도의 가공이 필요하므로 공정의 추가적 소요를 초래한다.
이러한 문제는 선체의 구조적 강성 유지를 위해 다수의 철판을 접합시켜 제작하는 사이드 웹 프레임(52)의 특성상 단차진 부위(52a)의 형성으로부터 기인하는 것으로, 사이드 웹 프레임(52)에 있어 단차지지 않은 부위에 해당하는 몰드 라인면(Mould line)이 선수측을 향하도록 설정되기 때문이다. 즉, 상기 사이드 웹 프레임(52)의 단차진 부위(52a)에 대해 상기 스티프너(56)를 결합시킬 경우, 상기 스티프너(56)의 조립면을 불규칙하게 하는 사이드 웹 프레임(52)의 단차진 부위(52a)에 맞춰 사이드 웹 프레임(52)의 조립면을 가공해야하기 때문이다.
또한, 도 4를 참조로 하면, 상기 사이드 웹 프레임(52)에 대해 상기 트리핑 브라켓(54)을 취부 둔각면에 배치함과 더불어 상기 스티프너(56)도 함께 취부 둔각면으로 배치할 경우에는 상기 사이드 웹 프레임(52)의 취부면에 대한 상기 스티프너(56)의 조립면을 별도로 가공하지 않아도 되지만, 상기 스티프너(56)는 상기 트리핑 브라켓(54)과의 간섭을 회피하기 위해 불연속 스티프너(56) 형태로 설치하거나, 또는 연속적 스티프너(56) 형태로 설치할 수밖에 없게 된다.
그러나 상기 사이드 웹 프레임(52)에 대해 상기 스티프너(56)를 불연속 스티프너(56')의 형태로 설치할 경우에는 사이드 웹 프레임(52)의 전장에 걸쳐 다수로 분할된 형태의 스티프너(56')를 개별적으로 용접해야 하므로 작업에 소요되는 시간이 과다할 뿐만 아니라 생산성의 저하를 초래하게 된다.
또한, 상기 사이드 웹 프레임(52)에 대해 상기 스티프너(56)를 연속 스티프너(56")의 형태로 설치할 경우에는 트리핑 브라켓(54)에 연속 스티프너(56")의 설치를 위한 관통부위를 가공해야 할 뿐만 아니라, 상기 트리핑 브라켓(54)의 관통부위에 칼러 플레이트(60; Collar Plate)를 추가적으로 설치함으로써 트리핑 브라켓(54)에 대한 구조적 보강이 반드시 수반되어야 하므로 작업에 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 생산성을 저하시키는 문제를 유발하게 된다.
아울러, 선체의 선수부 곡면 부위에 대한 블록의 조립공정에서도 선미부 곡면 부위에 대한 블록의 조립공정에서 수반되는 문제와 동일하게 문제를 수반하게 된다. 이와 같이 종래 사이드 쉘(50)의 내측면에 대한 사이드 웹 프레임(52)과 트리핑 브라켓(54)을 설치함에 있어 상기 언급한 바의 문제가 수반되는 근본적인 이유는 상기 사이드 웹 프레임(52)에 대한 트리핑 브라켓(54)의 취부방향에 대한 설계도면의 작성 지침이 없기 때문에 기인하는 것으로서, 설계시 설계자가 실제 블록의 조립공정에서 수반되는 일련의 작업 과정을 고려하지 않고 임의대로 트리핑 브라켓(54)의 취부방향에 대한 설정을 결정하기 때문에 수반되는 것이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 사이드 쉘과 사이드 웹 프레임 사이의 취부 예각면으로 트리핑 브라켓의 설치부위를 설정하고 사이드 쉘과 사이드 웹 프레임 사이의 취부 둔각면으로 스티프너의 설치부위를 설정함으로써, 사이드 쉘의 내측면에 대한 사이드 웹 프레임의 조립공정에서 블록의 전도 방지를 위한 별도의 지지 구조물을 설치하지 않도록 함과 더불어 스티프너의 설치에 있어 사이드 웹 프레임에 대한 두께 단차의 영향을 받지 않도록 하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 선체의 곡면 부위에 대한 블록의 조립 방법으로서, 사이드 쉘과 사이드 웹 프레임 사이의 취부 예각면으로 트리핑 브라켓을 결합하고, 상기 사이드 쉘과 상기 사이드 웹 프레임 사이의 취부 둔각면으로 스티프너를 결합하여 블록을 제작한 다음, 상기 사이드 쉘의 내측면에 대해 상기 사이드 웹 프레임과 상기 트리핑 브라켓을 각각 결합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 사이드 웹 프레임은 선체의 종축에 대해 교차하는 방향으로 배치되어 그 종단면이 상기 사이드 쉘의 내측면으로 돌출된 플로어 부재와 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 트리핑 브라켓은 상기 사이드 웹 프레임과 상기 플로어 부재 사이의 결합부위를 향한 모서리 부위에 오목한 형태의 절개 부위를 형성하여 상기 사이드 웹 프레임의 종단부와 상기 플로어 부재 사이의 용접 작업을 용이하게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 사이드 쉘과 상기 사이드 웹 프레임 사이의 취부 둔각면에 대해 상기 사이드 웹 프레임의 몰드 라인면이 설정되고, 상기 사이드 웹 프레임의 몰드 라인면에 대해 상기 스티프너는 상기 사이드 웹 프레임의 전장에 걸쳐 다수의 개소로 이격되게 배치되며, 각각의 배치방향은 선체의 종축과 평행하게 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선체의 곡면 부위에 대한 블록의 조립 방법에 의하면, 사이드 쉘의 내측면으로 사이드 웹 프레임을 구성하는 블록의 조립 공정을 수행함에 있어, 사이드 쉘과 사이드 웹 프레임 사이의 취부 예각면으로 트리핑 브라켓을 결합함과 더불어 사이드 쉘과 사이드 웹 프레임 사이의 취부 둔각면으로 스티프너를 결합함으로써, 사이드 쉘과 사이드 웹 프레임 사이의 취부 예각면으로 블록의 전도를 방지하기 위한 별도의 지지 구조물을 설치하지 않아도 되므로 블록의 조립 공정에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 사이드 웹 프레임에 대한 스티프너의 결합위치를 사이드 웹 프레임에 대한 트리핑 브라켓의 결합위치와 반대되는 사이드 쉘과 사이드 웹 프레임 사이의 취부 둔각면으로 설정함으로써, 스티프너의 설치 작업시 사이드 웹 프레임에 대한 두께 단차의 영향을 받지 않을 수 있으므로 스티프너의 접합 공정에 있어 별도의 면 가공 작업을 수행함에 따른 작업 시간 및 공정을 폐지할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명은 사이드 쉘의 내측면에 대한 사이드 웹 프레임을 포함하는 블록의 조립시 전도 방지를 위한 지지 구조물에 대한 별도의 설치 및 제거 공정의 폐지와 함께 사이드 웹 프레임에 대한 스티프너의 설치시 스티프너 조립면에 대한 별도의 면 가공 작업을 하지 않아도 되므로 생산성의 향상은 물론 보다 경제적인 선체의 건조를 도모할 수 있게 된다.
도 1은 종래 선박의 선미부위를 도시한 평면도.
도 2는 종래 선체의 사이드 쉘에 대한 사이드 웹 프레임의 조립 공정을 도시한 사시도.
도 3은 종래 선박의 선미부에서 선체의 횡단면부위를 도시한 도면으로, 사이드 웹 프레임에 대한 스티프너의 설치상태를 도시한 "P"부위에 대한 단면도와 "Q"부위에 대한 평면도를 함께 도시한 도면.
도 4는 종래 선박의 선미부에서 선체의 횡단면부위를 도시한 도면으로, 사이드 웹 프레임에 대한 스티프너의 설치상태를 도시한 "P1,P2"부위에 대한 단면도와 "Q"부위에 대한 평면도를 함께 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 선박의 선미부위를 도시한 평면도.
도 6은 선체의 사이드 쉘에 대한 사이드 웹 프레임의 조립 공정을 도시한 사시도.
도 7은 선박의 선미부에서 선체의 횡단면부위를 도시한 도면으로, 트리핑 브라켓에 대한 스티프너의 설치상태를 도시한 "R"부위에 대한 평면도와 이의 요부를 부분적으로 확대하여 함께 도시한 도면.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도면에 도시된 바와 같이, 선체의 선미부에서 사이드 쉘(10)의 내측면에 대해 다수의 사이드 웹 프레임(12)이 선체의 횡방향을 따라 길게 배치되도록 설치되고, 상기 사이드 쉘(10)과 상기 사이드 웹 프레임(12) 사이에 걸쳐 선미침하를 방지하기 위한 트리핑 브라켓(14)이 설치되며, 상기 사이드 웹 프레임(12)에 대해 다수의 스티프너(16)가 설치된다.
이때, 상기 사이드 웹 프레임(12)은 선체의 종축에 대해 교차하는 방향으로 배치되고, 그 종단면이 상기 사이드 쉘(10)로부터 선체 내부로 돌출된 플로어 부재(18)와 결합된다. 이에 따라 상기 사이드 쉘(10)의 내측면과 상기 사이드 웹 프레임(12) 사이의 접합부위에는 상기 사이드 쉘(10)의 곡률에 따라 기인하는 특정의 취부각이 발생하게 된다.
이를 고려하여 상기 트리핑 브라켓(14)은 사이드 쉘(10)과 사이드 웹 프레임(12) 사이에서 취부 예각면으로 설치되어 이들 사이를 견고하게 지지한다. 이 결과, 상기 트리핑 브라켓(14)은 사이드 쉘(10)의 내측면에 대해 사이드 웹 프레임(12)을 포함한 블록 구조물을 설치하는 조립 공정에서 블록 구조물의 경사배치에 따른 전도 방지를 위한 지지 구조물로서 그 역할을 함께 수행할 수 있게 된다.
그리고 상기 스티프너(16)는 상기 사이드 웹 프레임(12)에 대해 상기 트리핑 브라켓(14)의 설치위치와 대향되는 부위로서, 상기 사이드 쉘(10)과 사이드 웹 프레임(12) 사이의 취부 둔각면에 위치하도록 설치된다.
이 경우, 상기 트리핑 브라켓(14)은 상기 사이드 웹 프레임(12)과 상기 플로어 부재(18) 사이의 결합부위를 향한 모서리 부위에 오목한 형태의 절개 부위(14a)를 형성함으로써 상기 사이드 웹 프레임(12)의 종단부와 상기 플로어 부재(18) 사이의 용접 작업을 용이하게 하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 사이드 웹 프레임(12)에 대해 상기 스티프너(16)의 설치위치를 취부 둔각면이 위치한 선수부를 향하도록 한정하게 되면, 상기 사이드 웹 프레임(12)에 있어 단차지지 않은 부위에 해당하는 몰드 라인면(Mould line)이 선수측을 향하도록 설정되기 때문에 상기 스티프너(16)의 용접 과정에서 상기 사이드 웹 프레임(12)에 대한 스티프너(16)의 조립면을 별도로 가공하지 않아도 된다. 즉, 상기 사이드 웹 프레임(12)의 전장에 걸쳐 다수의 개소로 이격되도록 상기 스티프너(16)를 설치함에 있어 상기 사이드 웹 프레임(12)의 두께 단차에 의한 영향을 배제할 수 있으므로 용접 작업에 소요되는 공정을 크게 단축시킬 수 있게 된다.
이와 같이 선체의 특정부위로서 곡면 부위에 해당하는 선미부에서 블록 구조물을 조립하여 선체를 건조하는 과정에 있어, 상기 사이드 웹 프레임(12)에 대해 사이드 쉘(10)의 내측면과의 결합될 취부 예각면으로 트리핑 브라켓(14)을 결합하는 단계와, 상기 사이드 웹 프레임(12)에 대해 사이드 쉘(10)의 내측면과의 결합될 취부 둔각면으로 다수의 스티프너(16)를 결합하는 단계를 거쳐 블록 구조물을 제작한 다음, 상기 사이드 쉘(10)의 내측면을 위를 향하도록 눕힌 상태에서 그 위쪽 상부에서 상기 선조립된 블록 구조물을 하강시켜 접합부위를 용접으로 결합시키게 되면, 상기 사이드 쉘(10)에 대한 취부 예각면을 형성하는 사이드 웹 프레임(12)에 대한 하중 지지를 위해 별도의 지지 구조물을 설치하지 않아도 되므로 블록의 조립 공정에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있게 된다.
또한, 상기 사이드 웹 프레임(12)에 대해 스티프너(16)의 결합위치를 사이드 쉘(10)과 사이드 웹 프레임(12) 사이의 취부 둔각면으로 설정함에 따라, 상기 스티프너(16)의 설치 작업시 사이드 웹 프레임(12)에 대한 두께 단차의 영향을 받지 않을 수 있으므로 스티프너(16)의 접합 공정에 있어 종래와 같이 별도의 면 가공 작업을 수행함에 따라 수반되는 작업 시간 및 공정의 추가적 소요를 배제할 수 있게 된다.
한편, 상기와 같이 사이드 웹 프레임(12)에 대해 트리핑 브라켓(14)과 스티프너(16)의 설치위치를 한정함에 있어 예시한 취부 예각면은 선미부를 향한 방향으로 설정되고 취부 둔각면은 선수를 향해 설정되는 것으로, 이는 선미부에 한정한 경우에 한해 적용되는 것이고, 본 발명의 실시예와 반대로 선체의 선수부에 해당하는 사이드 쉘(10)에 결합되는 사이드 웹 프레임(12)에 있어 트리핑 브라켓(14)과 스티프너(16)의 설치위치는 선미부와 반대되는 방향으로 설정된다.
즉, 상기 사이드 쉘(10)의 곡면부위가 선체의 선미부에 위치하면, 상기 사이드 웹 프레임(12)에 대해 상기 트리핑 브라켓(14)은 선체의 선미방향을 향해 배치되고, 상기 스티프너(16)는 선체의 선수방향을 향해 배치되도록 설정된다. 이에 반해, 상기 사이드 쉘(10)의 곡면부위가 선체의 선수부에 위치하면, 상기 사이드 웹 프레임(12)에 대해 상기 트리핑 브라켓(14)은 선체의 선수방향을 향해 배치되고, 상기 스티프너(16)는 선체의 선미방향을 향해 배치되도록 설정된다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10-사이드 쉘 12-사이드 웹 프레임
14-트리핑 브라켓 14a-절개 부위
16-스티프너 18-플로어 부재

Claims (4)

  1. 선체의 곡면 부위에 대한 블록의 조립 방법으로서,
    사이드 쉘(10)과 사이드 웹 프레임(12) 사이의 취부 예각면으로 트리핑 브라켓(14)을 결합하고, 상기 사이드 쉘(10)과 상기 사이드 웹 프레임(12) 사이의 취부 둔각면으로 스티프너(16)를 결합한 다음, 상기 사이드 쉘(10)의 내측면에 대해 상기 사이드 웹 프레임(12)과 상기 트리핑 브라켓(14)을 각각 결합하여 이루어지되,
    상기 사이드 웹 프레임(12)은 선체의 종축에 대해 교차하는 방향으로 배치되어 그 종단면이 상기 사이드 쉘(10)의 내측면으로 돌출된 플로어 부재(18)와 결합되는 것을 특징으로 하는 선체의 곡면 부위에 대한 블록의 조립 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 트리핑 브라켓(14)은 상기 사이드 웹 프레임(12)과 상기 플로어 부재(18) 사이의 결합부위를 향한 모서리 부위에 오목한 형태의 절개 부위(14a)를 형성하여 상기 사이드 웹 프레임(12)의 종단부와 상기 플로어 부재(18) 사이를 용접하는 것을 특징으로 하는 선체의 곡면 부위에 대한 블록의 조립 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 사이드 쉘(10)과 상기 사이드 웹 프레임(12) 사이의 취부 둔각면에 대해 상기 사이드 웹 프레임(12)의 몰드 라인면이 설정되고, 상기 사이드 웹 프레임(12)의 몰드 라인면에 대해 상기 스티프너(16)는 상기 사이드 웹 프레임(12)의 전장에 걸쳐 다수의 개소로 이격되게 배치되며, 각각의 배치방향은 선체의 종축과 평행하게 설정되는 것을 특징으로 하는 선체의 곡면 부위에 대한 블록의 조립 방법.
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