KR101857876B1 - 쇄빙 기능을 구비한 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 선체 중 전방에 위치하고, 쇄빙을 위한 래밍(ramming) 탱크를 포함하는 선수부와, 선박의 선체 중 후방에 위치하고, 추진력을 발생하는 프로펠러와, 조향을 위치한 조정타 포함하는 선미부와, 상기 선박의 선수부와 선미부 사이에 위치하고, 선박의 선체 중앙을 이루는 평행부를 포함하고, 상기 평행부의 측면 길이방향을 따라 구비되어, 쇄빙 시 발생하는 유빙에 의해 상기 평행부로 가해지는 물리적 충격을 완화하는 대빙블럭을 포함하여, 유빙으로부터 선체의 파손을 방지할 수 있고, 아이스 채널의 폭을 확대시킬 수 있어 선수 쇄빙선의 운항 저항을 감소시킬 수 있는 쇄빙 기능을 구비한 선박을 제공한다.

Description

쇄빙 기능을 구비한 선박{A vessel equipped with icebreaking capability}

본 발명은 극지방을 항해할 수 있도록 얼음을 부수는 쇄빙 기능을 구비한 선박에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박의 선수부와 선미부 사이에 위치하는 평행부 선체의 길이방향을 따라 대빙블럭을 구비하여, 쇄빙 시 발생하는 유빙에 의해 상기 평행부 선체로 가해지는 물리적 충격을 완화하는 쇄빙 기능을 구비한 선박에 관한 것이다.

알래스카, 캐나다 북부, 및 러시아 극지방을 포함하는 북극해 지역은 석유, 천연가스 등의 각종 천연자원이 풍부하게 매장되어 있으며, 1970년대 이후 북극 자원 개발이 활발해지면서 채굴한 자원의 수송과 저장을 위한 배후 거점 도시들이 북극해 연안을 따라 발달하고 있다.

또한, 이들 북극해 연안 지방과 동아시아, 북미, 유럽 등의 중위도 소비지역을 연결하는 항로로서 북극해 항로가 개설되어 있고, 최근에는 이 항로가 동아시아와 대서양의 서유럽 국가를 연결하는 최단 항로로 활용되고 있다.

특히, 1991년 러시아가 북극해 항로를 공식적으로 대외 개방하면서, 북극해 항로는 북유럽과 동아시아 주요 경제지역을 연결할 최단 항로로 거리와 시간 단축을 통한 운항비 절감을 기대할 수 있다는 점에서 부각되고 있다.

북극해 항로를 운항하기 위해서는 영하 45℃ 이하의 외기 조건에서 두께가 대략 1.5m 이상인 얼음을 깨고 독자항해가 가능한 쇄빙선이 필요하다.

극지방에서의 자원 수송은, 쇄빙선과 내빙 화물선 또는 유조선 등이 선단을 이루어, 쇄빙선이 앞에서 얼음을 깨며 나아가면 내빙 화물선 또는 유조선 등이 쇄빙선을 따라 깨진 얼음을 헤쳐가며 전진하는 방식으로 이루어진다. 이러한 방식은 각각 다른 기능의 선박 2척이 동시에 투입되어 경제성이 떨어지므로, 최근에는 쇄빙 기능을 갖춘 쇄빙 유조선이 개발되어 쇄빙 유조선 단독으로 극지방을 운항한다.

그런데, 쇄빙 기능을 가지는 선박들은 빙맥(ridge ice)을 통과하기 위해 빙맥을 들이받는 작업(래밍: ramming)을 하며, 얼음을 선체의 선수로 밀고 누르면서 운항하게 된다.

종래의 선행기술로는 한국특허공개 10-20012-0139268(2012.12.27)와 같이 빙맥(ridge ice)을 파쇄하도록 해수면을 향하여 모서리가 형성되는 선수부; 및 상기 선수부에 마련되되, 항해시에는 수납되고 빙맥 상에서는 걸림되도록 돌출되는 포어풋(forefoot)을 포함하는 것을 특징으로 하는 쇄빙기능을 가지는 선박을 제공하였다.

하지만, 선체 외판의 흘수선 부근은 해상에 떠다니는 유빙과 가장 먼저 충돌할 수 있는 부분이므로 이를 보호할 수 있는 장치의 도입이 필요하다.

현재 대부분의 쇄빙 상선은 두꺼운 얼음에 버티기 위해 선수의 외판을 40mm가량의 후판을 사용하고, 쇄빙 시 발생하는 충격을 고스란히 선체로 받고 있다.

본 발명은 한 쌍의 외벽체가 서로 해당 거리로 이격배치되고, 상기 한 쌍의 외벽체 사이에 접합된 완충구조체가 포함된 대빙블럭이 선체의 중앙인 평행부의 최외각 측면을 이루는 외판으로 이루어져, 유빙으로부터 선체의 파손을 방지할 수 있고, 아이스 채널의 폭을 확대시킬 수 있어 선수 쇄빙선의 운항 저항을 감소시킬 수 있는 쇄빙 기능을 구비한 선박을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 쇄빙 기능을 구비한 선박은 선박의 선체 중 전방에 위치하고, 쇄빙을 위한 래밍(ramming) 탱크를 포함하는 선수부와, 선박의 선체 중 후방에 위치하고, 추진력을 발생하는 프로펠러와, 조향을 위치한 조정타 포함하는 선미부와, 상기 선박의 선수부와 선미부 사이에 위치하고, 선박의 선체 중앙을 이루는 평행부를 포함하고, 상기 평행부의 측면 길이방향을 따라 구비되어, 쇄빙 시 발생하는 유빙에 의해 상기 평행부로 가해지는 물리적 충격을 완화하는 대빙블럭을 포함한다.

이때 본 발명에 따른 상기 대빙블럭은 서로 해당 거리로 이격 배치된 한 쌍의 외벽체와, 상기 한 쌍의 외벽체 사이에 접합되어, 유빙에 의해 가해지는 물리적 충격에 따른 응력을 완화하는 완충구조체를 포함한다.

여기서 본 발명에 따른 상기 완충구조체는 허니컴 형상의 완충체가 연속반복으로 형성하거나, 마름모 형상의 완충체가 연속반복으로 형성하거나, 삼각 형상의 완충체가 연속반복으로 형성한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 쇄빙 기능을 구비한 선박은 다음과 같은 효과를 가진다.

한 쌍의 외벽체가 서로 해당 거리로 이격 배치되고, 상기 한 쌍의 외벽체 사이에 접합된 완충구조체가 포함된 대빙블럭이 상기 선체의 중앙인 평행부의 최외곽 측면을 이루는 외판으로 이루어져, 쇄빙 시 발생하는 유빙에 의해 상기 평행부 선체로 가해지는 물리적 충격이 완화되어, 유빙으로부터 선체의 파손을 방지할 수 있고, 아이스 채널의 폭을 확대시킬 수 있어 선수 쇄빙선의 운항 저항을 감소시킬 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇄빙 기능을 구비한 선박을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 쇄빙 기능을 구비한 선박을 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쇄빙 기능을 구비한 선박을 보인 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇄빙 기능을 구비한 선박을 보인 예시도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 쇄빙 기능을 구비한 선박을 보인 예시도이며, 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쇄빙 기능을 구비한 선박을 보인 예시도이다.

본 발명은 선박의 선수부와 선미부 사이에 위치하는 평행부 선체의 길이방향을 따라 대빙블럭을 구비하여, 쇄빙 시 발생하는 유빙에 의해 상기 평행부 선체로 가해지는 물리적 충격을 완화하는 쇄빙 기능을 구비한 선박에 관한 것으로, 도면을 참조하여 더욱 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 1을 참조한 본 발명의 일 실시예에 따른 선박은 쇄빙 기능을 갖는 선수부(110)와, 추진장치 및 조향장치가 포함된 선미부(120)를 포함하는데, 상기 선수부(110)는 내부에 선택적으로 해수를 수용하는 래밍탱크(도시하지 않음)를 포함하여, 선박이 쇄빙을 위한 래밍(Ramming)을 실시할 시, 선택적으로 해수를 래밍탱크(도시하지 않음) 내에 수용하여 선수부의 하중을 선택적으로 증가시켜 쇄빙이 용이하게 이루어지도록 한다.

또한, 상기 선수부(110)는 결빙해역에서의 쇄빙 능력을 높이기 위해 선수부의 구상돌기(Bulb)를 생략한 형태로 건조될 수 있는 것이 바람직하고, 그 이유로 구상돌기가 무빙해역에서는 선박의 조파저항을 감소시켜 운항효율을 향상하기에 적합한 구조이나, 결빙해역에서는 쇄빙 시 구상돌기 상부에 얼음이 정체되어 빙 저항을 증가시키는 역할을 하기 때문이다.

그리고 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박은 선체(100) 중앙 지점에서 선수 끝단까지 길이를 잴 때 수면 하부의 최단 흘수선의 길이가 다른 흘수선의 길이인 선체(100) 중앙 지점으로부터 선수의 만재 흘수선까지의 길이 또는 수면의 최장 흘수선까지의 길이, 선체(100) 중앙 지점으로부터 선수의 경하 흘수선까지의 길이 또는 수면의 최장 흘수선까지의 길이 및 선체(100) 중앙 지점으로부터 선수의 수면 상부의 최장 또는 최단 흘수선까지의 길이에 비해 짧게 구성하는데, 상기한 선박의 구조는 선박이 전진하면서 얼음과 충돌 시 선수가 (+)기울기(수면을 기준으로 하부에서 상부 방향으로 갈수록 선미 쪽에서 멀어짐)를 가지는 형상을 가짐으로 인해 점점 얼음은 선수의 하부방향으로 내려가게 되고, 이에 따라 선박의 하중이 얼음에 전해져 하중을 이기지 못한 얼음이 깨지게 된다.

이후 깨진 얼음조각은 선박의 선저 또는 선측으로 유입되면서 쇄빙이 완료된다.

이와 같은 쇄빙선박의 하중에 의한 쇄빙작업이 반복되면서 쇄빙선박은 결빙해역에서 해로를 개척하면서 항해하게 된다.

또한, 선박의 선체(100) 중 후방에 위치는 선미부(120)는 추진력을 발생하는 프로펠러와, 조향을 위치한 조정타 포함하는데, 상기 선미부(120)는 통상의 선박과 같은 구성으로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 선박의 선수부(110)와 선미부(120) 사이에는 평행부(130)를 위치하는데, 상기 평행부(130)는 선박의 선체 중앙을 이루는 평행부(130)를 포함하고, 상기 평행부(130)의 측면 길이방향을 따라 구비되어, 쇄빙 시 발생하는 유빙에 의해 상기 평행부(130)로 가해지는 물리적 충격을 완화하는 대빙블럭(140)을 포함한다.

상기 대빙블럭(140)은 선박의 측면 중 흘수선 부분에 형성되어, 쇄빙 시 발생한 유빙이 선박의 측면으로 충돌하면서 발생한 충격을 완화시켜, 선체의 파손을 방지하는 것으로, 상기 대빙블럭(140)을 보다 상세하게 살펴보면, 상기 대빙블럭(140)은 서로 해당 거리로 이격 배치된 한 쌍의 외벽체(141)와, 상기 한 쌍의 외벽체(141) 사이에 완충구조체(142)가 접합되어, 유빙에 의해 가해지는 물리적 충격에 따른 응력을 완화한다.

다시 말해 상기 대빙블럭(140)은 한 쌍의 외벽체(141) 사이에 완충구조체(142) 층으로 적층된 형태로 마침 샌드위치와 같은 적층구조로 일체를 이룬다.

여기서 상기 완충구조체(142)는 허니컴 형상의 완충체가 연속반복으로 형성하거나, 도 2에 도시한 바와 같이 마름모 형상의 완충체가 연속반복으로 형성하거나, 도 3에 도시한 바와 같이 삼각 형상의 완충체가 연속반복으로 형성한 것 중 어느 하나로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 대빙블록(140)은 선체(100)의 최외곽 측면을 이루는 외판과 일체로 결합되어, 상기 선체(100)의 최외곽 외판을 이루는 것이 바람직하나, 별도의 외장 블록으로 구성하여, 선박의 선체 측면 외판 표면에 접합되어 구비될 수도 있다.

따라서 상기 대빙블록(140)은 그 내부에 조밀하게 형성된 상기 완충구조체(142)가 외벽체(141)로 통해 전해진 응력을 전파하면 응력이 해소되도록 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

110: 선수부
120: 선미부
111: 래밍탱크
130: 평행부
140: 대빙블럭
141: 외벽체
142: 완충구조체

Claims (5)

1. 선박의 선체 중 전방에 위치하고, 쇄빙을 위한 래밍(ramming) 탱크를 포함하는 선수부와, 선박의 선체 중 후방에 위치하고, 추진력을 발생하는 프로펠러와, 조향을 위치한 조정타 포함하는 선미부와, 상기 선박의 선수부와 선미부 사이에 위치하고, 선박의 선체 중앙을 이루는 평행부를 포함하고,
   한 쌍의 외벽체가 서로 해당 거리로 이격 배치되고, 상기 한 쌍의 외벽체 사이에 접합되어, 유빙에 의해 가해지는 물리적 충격에 따른 응력을 완화하는 완충구조체가 포함된 대빙블럭이 상기 선체의 중앙인 평행부의 최외곽 측면을 이루는 외판을 이루어져, 쇄빙 시 발생하는 유빙에 의해 상기 평행부로 가해지는 물리적 충격을 완화하는 것을 특징으로 하는 쇄빙 기능을 구비한 선박.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 완충구조체는
   허니컴 형상의 완충체가 연속반복으로 형성한 것을 특징으로 하는 쇄빙 기능을 구비한 선박.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 완충구조체는
   마름모 형상의 완충체가 연속반복으로 형성한 것을 특징으로 하는 쇄빙 기능을 구비한 선박.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 완충구조체는
   삼각 형상의 완충체가 연속반복으로 형성한 것을 특징으로 하는 쇄빙 기능을 구비한 선박.

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