KR200366231Y1 - 고속 소형선박의 선체구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 선체의 롤링과 피칭현상을 감소시키기 위하여 차인라인(chine line)과 킬(Keel)의 선형을 변형시킨 고속 소형선박의 선체구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선체외판을 따라서 선수부로부터 선미방향을 향하여 더블차인을 형성하고 선체바닥면의 킬(keel)구조를 개선하여 풍랑 등에 의한 선체의 롤링과 피칭현상을 감소시킨 선체구조를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이며, 그 구성에 있어서, 롤링 및 피칭을 감소시키기 위하여 선체외판의 측면부를 따라서 선수부로부터 선미방향으로 향하여 더블차인을 형성하고, 선체바닥면의 킬(keel)구조를 역삼각형 형태로 바꾸어 전체적으로 선체의 바닥면이 이루는 단면적을 줄여 풍랑 등에 의한 선체의 롤링과 피칭현상을 감소시키고, 출발 및 가속시 선체에 대한 저항을 줄임으로써 선박의 추진효율을 증대하는 효과가 있다.

Description

고속 소형선박의 선체구조{Structure of high-speed small-sized vessel}

본 고안은 선체의 롤링과 피칭현상을 감소시키기 위하여 차인라인(chineline)과 킬(Keel)의 선형을 변형시킨 고속 소형선박의 선체구조에 관한 것으로서, 선체외판의 측면부를 따라서 선수부로부터 선미방향으로 향하여 더블차인을 형성하고, 선체바닥면의 킬(keel) 구조를 역삼각형 형태로 바꾸어 전체적으로 선체의 바닥면이 이루는 단면적을 줄여 풍랑 등에 의한 선체의 롤링과 피칭현상을 감소시키고, 출발 및 가속시 선체에 대한 저항을 줄임으로써 선박의 추진효율을 증대시킬 수 있는 고속 소형선박의 선체구조에 관한 것이다.

배는 물체를 띄워 올리려고 하는 힘, 곧 부력에 의해 물위에 뜨게 되는데 배가 안전하게 항해하기 위해서는 단순히 뜨는 것만으로는 불충분하고, 횡전하거나 전복되지 않기 위해서는 안정성이 없으면 안된다.

즉, 물결 등으로 인해 배가 어느 정도 기울어져도 원래의 자세로 돌아올 힘이 있어야 하는데, 이러한 힘을 복원력이라고 한다.

그러나 경심의 높이가 낮은 소형선은 롤링에 의해 동요는 완만하지만 복원력이 약하여 한도를 넘으면 전복될 우려가 있고, 이에 비해 경심의 높이가 큰 배는 파랑(波浪)으로 인해 기울어졌을 때 복원력은 크지만 한도를 넘으면 동요가 심해진다.

이러한 점을 고려해 롤링을 억제하기 위한 선형이 선박의 중요한 설계인자로서 대두되고 있다.

한편, 일반적으로 선박의 운항경비에 직접적으로 영향을 주는 저항을 보면 그 성분은 마찰저항과 그 이외의 저항으로 볼 수 있는 잉여저항으로 나눌 수 있다.

마찰 저항은 점성을 가진 유체 속에서 물체가 받게 되는 저항을 뜻한다.

또 잉여저항은 선박이 받는 전체 저항중에서 마찰저항을 제외한 나머지 저항을 뜻하는데, 이것에는 조파저항이 가장 큰 값을 가진다.

조파저항은 유체 속을 운동하는 물체가 파도를 일으키며 앞으로 나아감으로써 받는 저항을 말하는데, 이러한 조파저항은 배가 갈 때 주위에 물 압력이 생겨서 압력이 큰 곳은 올라오고 약한 곳은 들어가는 파도가 생기는데, 이 파도는 배의 진행속도를 떨어뜨리는 저항작용을 한다.

조파저항의 크기는 배의 속력과 크기·형태·비척(肥瘠)의 정도에 따라 달라진다.

이 밖에 배가 받는 저항에는 선체와 물의 마찰에서 생기는 마찰저항과 약간의 공기저항이 있다.

일반적인 배에서는 물과 마찰을 일으키는 선체의 표면적을 극단적으로 줄일 수는 없기 때문에 고속을 내려면 조파저항을 줄여야 한다.

이러한 종래의 선체구조는 도 1 내지 도 4에 도시되어 있는 바와 같은 형태를 가지고 있다.

종래의 선체구조는 흘수선(A-A)에 맞춰 신체외판(30)에 상단부와 평행하게 선수측(10)으로부터 선미측(20)까지 연장된 각진부분인 차인라인(chine line,100)이 한 개의 선으로 형성되어 있어 정지상태이거나 어로 작업시 풍랑등에 의해 선체가 좌우 및 전후로 흔들리는 롤링 및 피칭현상이 발생하기 쉽다.

또한, 종래의 선체구조에 의할 경우 선박을 진행시킬 때에 도 4에 도시된 바와 같이 선체의 선단부가 A'-A'선까지 들리게 되어 차인라인에 의해 롤링을 감소시키지만 그 효과가 미미하였다.

또한, 종래의 상기 킬에 조립된 블럭(200)은 박스형상으로 선체의 선단부에서 후단부까지 선체 하부에 종방향으로 길게 형성하고 있어서 선체 저면의 블럭이 차지하는 표면적이 커 물과의 마찰로 인한 조파저항이 크게 발생되어 선박을 출발 또는 가속시킬 때 가속에 어려움이 있을 뿐만 아니라 연료가 낭비되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기의 문제점들을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 고안의 목적은 선박의 흘수를 증대하기 않고서 차인라인을 이중으로 구비함으로써 우수한 내 롤링성을 갖게 하고 공기저항을 극소화시키며, 또한 킬에 조립되는 블럭의 형상을 역삼각형 구조로 바꿈으로써 조파저항을 저감시키는 구조로 초기 엔진의 추진효율을 짧은 시간에 부양상태로 변환시킬 수 있어 엔진효율을 극대화하고, 저항 감소로 인한 선체 및 엔진 수명이 연장되며, 연료 소비율 감소 및 유지비용이 적게 드는 고속 소형선박의 선체구조를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 선체구조를 도시한 측면도

도 2는 상기 도 1의 배면도

도 3은 상기 도 1의 정지상태일 때의 흘수 A-A선 및 선박의 정면도

도 4는 상기 도 1의 운항상태일 때의 흘수 A'-A'선 및 선박의 정면도

도 5는 본 고안의 일 실시예에 의한 선박의 선체구조를 도시한 측면도

도 6은 상기 도 5의 배면도

도 7은 상기 도 5의 정지상태일 때의 흘수 A-A선 및 선박의 정면도

도 8은 상기 도 5의 운항상태일 때의 흘수 A'-A'선 및 선박의 정면도

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 선단부 20 : 후단부

30 : 측면부 100 : 차인라인

110 : 더블 차인라인 200,210 : 블록

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 고속 소형선박의 선체구조는 선측, 선수,선미와 선저로 이루어지는 통상적인 구조의 선체에 있어서, 선박의 측벽에 선수측으로부터 선미부까지 이어진 각진 부분이 선체외판을 따라서 상단부와 평행하게 이어지는 차인라인을 이중으로 형성하고, 선체 저면의 중앙을 따라 선수측으로부터 선미측까지 저면 하방으로 수직되게 돌출된 킬의 위에 조립되는 블럭(Block)의 단면을 역삼각형 형상을 이루도록 하여 전체적으로 선체의 바닥면이 이루는 단면적을 줄여 풍랑 등에 의한 선체의 롤링과 피칭현상을 감소시키고, 출발 및 가속시 선체에 대한 저항을 줄여 선박의 추진효율을 증대시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 구체적인 구성 및 작용을 첨부도면을 참조하여 실시예에 따라 상세히 설명한다.

도 5는 본 고안의 일 실시예에 의한 선박의 선체구조를 도시한 측면도이고, 도 6은 상기 도 5의 배면도이고, 도 7은 상기 도 5의 정지상태일 때의 흘수 A-A선 및 선박의 정면도이고, 도 8은 상기 도 5의 운항상태일 때의 흘수 A'-A'선 및 선박의 정면도를 각각 나타낸 것이다.

도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 의한 고속 소형 선박의 선체구조는 선수(10), 선미(20), 선측(30)과 선저로 이루어지는 통상적인 구조의 선체로 구성되고, 수중으로 향하는 선저면은 평면으로 되어 있다.

선형은 배의 입체적 형상을 말하는 것으로 일반적으로는 배의 흘수선(吃水線,A-A)보다 위의 옆면의 형상을 가리킨다.

여기서 흘수(吃水)는 킬(keel)의 최하면에서 선체의 앞·뒤방향을 선으로 연결하여 그 선과 선수수선 또는 선미수선과의 교점으로부터, 이들 수선에 따라 위쪽으로 흘수선까지 잰 수직거리를 말하는데, 차인라인(chine line,100)은 이 흘수선에 맞춰 선체외판(30)에 상단부와 평행하게 선수측(10)으로부터 선미측(30)까지 연장된 각진부분을 말한다.

상기 차인라인(chine line,100)은 선체에 롤링이 가해질 때 롤링을 감소 시키기 위하여 흘수선(Water-line, A-A)부위에 각진부분이 선수측(10)으로부터 선미측(20)까지 종방향으로 길게 형성되어 있다.

본 고안에 있어서는 상기 차인라인(100)은 선체의 롤링과 피칭현상을 감소시키기 위하여 이중 차인라인(100,110)으로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 선체의 측벽과 선저면 또는 그 보다 약각 상하측에 위치하는 흘수선(吃水線,Water-line)부위에 이중 계단형으로 종방향으로 길게 형성된다.

따라서, 상기 이중 차인라인(100,110)은 선박 정지 시에 있어서는 흘수선(A-A)의 아래쪽에 위치하지만 운항 시에는 흘수선(A'-A')의 위에 위치하도록 설치되어, 파도에 의한 선체의 롤링시 이중 차인라인이 수중에 침지하여 롤링을 감소시키므로 선체의 롤링에 대한 복원력이 보다 더 향상되어 선체가 안정되도록 한다.

한편, 선박 선체의 바닥면에 선수측(10)에서 선미측(20)까지 돌출하여 이어지는 골격재를 킬(keel)이라 하는데, 선체의 저면 형상은 선수와 선미에서 선체 저면 중앙보다 약간 들어가도록 설계되어 있기에 측면에서 관찰하였을 때 약간 둥근 호상을 하고 있다.

즉, 상기 킬(keel)은 선저의 중심을 통과하는 선박의 척추에 해당하는 종판으로 선체 저면의 중앙을 따라 선수측(10)으로부터 선미측(20)까지 저면 하방으로 수직되게 돌출된 킬에 블록(210)이 조립된다.

상기 블럭(210)은 선미측 단부에 선박내의 추진엔진에 연결된 구동 프로펠러가 형성되어 프로펠러의 추진력으로 선박을 추진하도록 하는 구성을 갖는데, 본 고안에 따른 블록(210)의 단면은 마찰력을 감소시키기 위하여 도 7 또는 도 8과 같이내각이 직각보다 작은 역삼각 형상을 이루도록 하여 물과 맞닿는 단면적이 감소하게 되어 조파저항을 저감시키게 된다.

또한, 블록(210)을 역삼각형 구조로 단면적이 감소하더라도 엔진(in board engine) 장착 시에 엔진의 각도는 그대로 유지되므로 저항의 감소로 인한 엔진 효율이 증대되어 짧은 시간에 부양상태로 변환이 가능하고, 선체 및 엔진의 수명이 연장된다.

전술한 내용은 후술할 고안의 실용신안등록청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 고안의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 고안의 실용신안등록청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 고안의 개념과 특정 실시예는 본 고안과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 고안에서 개시된 고안 개념과 실시예가 본 고안의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 실용신안등록청구범위에서 기술한 고안의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 고속 소형선박의 선체구조에 의하면,선박의 흘수를 증대하기 않고서 차인라인을 이중으로 구비함으로써 롤링을 크게 감소할 수 있고 공기저항을 극소화시키며, 또한 킬에 조립되는 블럭의 형상을 역삼각형 구조로 바꿈으로써 조파저항을 저감시키는 구조로 초기 엔진의 추진효율을 짧은 시간에 부양상태로 변환시킬 수 있어 엔진효율을 극대화하고, 저항 감소로 인한 선체 및 엔진 수명이 연장되며, 연료 소비율 감소 및 유지 비용이 적게드는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 선측, 선수, 선미와 선저로 이루어지는 통상적인 구조의 선체에 있어서,

   선체외판(30)을 따라서 상단부와 평행하게 선수측(10)으로부터 선미측(20)까지 연장된 차인라인(100,110)을 이중 계단식으로 형성하고, 선체 저면의 중앙을 따라 선수측(10)으로부터 선미측(20)까지 저면 하방으로 수직되게 돌출된 킬의 위에 조립되는 블럭(210)의 단면을 역삼각형 형상을 이루도록 하여 전체적으로 선체의 바닥면이 이루는 단면적을 줄여 풍랑 등에 의한 선체의 롤링과 피칭현상을 감소시키고, 출발 및 가속시 선체에 대한 저항을 줄여 선박의 추진 효율을 증대시키는 것을 특징으로 하는 고속 소형선박의 선체구조.