KR200408695Y1

KR200408695Y1 - 착탈식 구상선수를 장착한 선박

Info

Publication number: KR200408695Y1
Application number: KR2020050028376U
Authority: KR
Inventors: 이재학; 한근; 김원규; 홍기영
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2005-10-05
Filing date: 2005-10-05
Publication date: 2006-02-13

Abstract

본 고안은 유선(Streamline)형 모양의 구를 회전구동부에 연결된 복수 개의 착탈바(Bar)를 이용하여 장착 및 탈착시키고, 장착시에 고정바를 이용하여 구의 비틀림을 방지하도록 하는 착탈식 구상선수를 장착한 선박을 제공하고자 한다.

본 고안의 착탈식 구상선수를 장착한 선박은 유선형 모양의 구와; 선수부에 장착된 회전구동부와; 상기 구와 상기 회전구동부를 연결하는 복수 개의 착탈바와; 상기 회전구동부의 전방에 위치한 고정단; 및 상기 구와 상기 고정단을 연결하는 고정바를 포함한다.

본 고안에 의하면 선박이 결빙 해역 및 유빙 해역을 운항하는 경우 구를 탈착시켜 쇄빙에 용이한 선형을 유지하게 함으로써 쇄빙능력을 유지할 수 있으며, 일반 해역을 운항하는 경우 구를 장착하여 조파저항을 감소시켜 추진 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

선박, 유선형(Streamline) 모양의 구, 회전구동부, 착탈바, 고정바

Description

착탈식 구상선수를 장착한 선박{Ship with Portable bulbous Bow}

도 1a는 종래 기술에 따른 구상선수를 갖는 선박을 도시한 측면도이다.

도 1b는 종래 기술에 따른 쇄빙 선형 선박을 도시한 측면도이다.

도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 착탈식 구상선수를 장착한 선박을 설명하기 위한 측면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 착탈식 구상선수를 장착한 선박을 설명하기 위한 정면도이다.

도 4는 도 2에 도시된 착탈식 구상선수의 작동관계를 설명하기 위한 사용도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 선박 110 : 구

112 : 구의 외피 114 : 구의 내부 기체

120, 121 : 착탈바 122 : 회전구동부

124 : 지지대 130 : 고정바

132 : 고정단 134 : 고정축

본 고안은 유선형 모양의 구를 회전구동부에 연결된 복수 개의 착탈바(Bar)를 이용하여 장착 및 탈착시키고, 장착시에 고정바를 이용하여 구의 비틀림을 방지하도록 하는 착탈식 구상선수를 장착한 선박에 관한 것이다.

일반적으로, 선박이 진행할 때는 선수미에서 규칙적인 파도가 일어나는데, 이것을 조파저항이라고 하며, 이로 인하여 선박에는 에너지 손실이 발생한다.

이러한 조파저항을 줄이기 위하여 선박의 선수의 경사부(Stem)에 구상선수를 도입하려는 움직임이 나타났다. 상기 구상선수는 조파저항을 감소하기 위한 것으로, 선박의 선형과 속도 등에 따라 적당한 크기 및 모양을 갖는 구를 설치하여 선수파를 구상선수에 의해 발생되는 파와 간섭시켜, 선수파를 해소시키는 작용을 한다. 즉, 선수의 경사부에서 발생되는 파가 구상선수에 의하여 발생되는 파로 인해 파상쇄(Wave Canceling) 되는 것이다.

이러한 구상선수의 크기 및 모양은 선체의 형상 및 배의 속력에 따라 달라지므로 모든 속도범위에 대하여 일률적으로 그 값을 구하기는 어렵다. 또한, 상기 구상선수의 크기 및 모양은 배의 흘수에 따라서도 달라지는데, 특히 흘수 변화가 적은 것에 효과적이어서, 여객선, 탱커, 컨테이너선 등과 같은 전용선에 사용된다.

종래 기술에 따른 구상선수를 갖는 선박은 도 1a에 측면도로 도시된 바와 같 이, 선박(10)의 구상선수(12)는 만재흘수선 부근의 선수부 수선(14)의 형상을 극도로 가늘게 하고, 선수 하부(16)를 구상선수(12)로 돌출된 형상을 가지도록 한 것이다.

주 선체가 발생시키는 선수파는 선수에서 파형이 시작되고, 상기 구상선수(12)에 의한 파도는 구(Bulb)의 바로 뒤에서 파형이 나타나게 된다.

이와 같이, 선수의 경사부에 구상의 모양을 가지게 함으로써, 주 선체가 발생시키는 파와, 구상의 모양이 발생시키는 파를 서로 간섭시키면 선수파를 소멸시키거나 작게 할 수 있다.

그러나 얼음이 덮여 있는 결빙해역에서 수역의 얼음을 부수어 항주하는 쇄빙선(Ice Breaker) 또는 쇄빙화물선(Ice Breaking Vessel)의 경우에는 쇄빙에 용이하도록 구상선수를 갖지 않고 경사진 선수를 갖는 선형적 특성이 있다.

종래기술에 따른 쇄빙 선형 선박은 도 1b에 측면도로 도시된 바와 같이, 쇄빙 선형 선박(20)은 유빙 지역을 운항할 경우 유빙(24)을 부수며 진행할 수 있도록 쇄빙에 용이한 경사진 선형(22)을 가지고 있다.

그러나 상기 쇄빙 선형 선박(20)은 유빙 해역뿐만 아니라 일반 해역에서도 항해하는 경우가 많은데, 이와 같이, 유빙이 없는 일반 해역을 항해하는 경우에는 쇄빙에 용이한 경사진 선형(22)에 의해 선수부에 조파저항이 발생되게 되며, 이러한 조파저항은 상기 쇄빙 선형 선박(20)의 추진에너지에 손실을 초래한다.

따라서, 일반 해역과 유빙 해역을 모두 항해하는 화물선 및 탱커 등과 같은 선박은 어느 지역을 항해하는가에 따라 선수부의 형상이 달리 요구되므로, 이에 대 한 적절한 해결책이 필요하다.

상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출한 본 고안의 목적은, 일반 해역 및 유빙 해역을 모두 항해하는 화물선 및 탱커 등과 같은 선박에 있어서, 각각의 해역에 적합한 선수부의 형상을 갖도록 하는 착탈식 구상선수를 장착한 선박을 제공하고자 한다.

상기와 같은 기술적 과제는 유선형 모양의 구와; 선수부에 장착된 회전구동부와; 상기 구와 상기 회전구동부를 연결하는 복수 개의 착탈바(Bar)와; 상기 회전구동부의 전방에 위치한 고정단; 및 상기 구와 상기 고정단을 연결하는 고정바를 포함하는 것을 특징으로 하는 착탈식 구상선수를 장착한 선박에 의해 달성된다.

이때, 상기 구는 내부에 기체의 충진이 가능하도록 고탄력 재질의 유선형 구면을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 착탈바 및 상기 고정바는 길이방향으로 신축가능하게 붐(Boom) 장치가 내장된 텔레스코픽 바(Telescopic Bar)인 것이 바람직하다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도면에서, 도 2 및 도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 착탈식 구상선수를 장 착한 선박을 설명하기 위한 측면도와 정면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 착탈식 구상선수의 작동관계를 설명하기 위한 사용도이다.

먼저, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안의 착탈식 구상선수를 장착한 선박에서 착탈식 구상선수는 크게 다섯 부분으로 나누어 설명할 수 있는데, 유선형 모양의 구(110)와 회전구동부(122)와 두 개의 착탈바(120, 121)와 고정단(132) 및 고정바(130)를 포함한다.

상기 구(110)는 선수방향에서 선미방향의 유선(Streamline) 형상으로 되어 있는데, 본 실시예에서는 겉에는 외피(112)를 가지고, 내부에는 기체(114)를 충진시킬 수 있도록 빈공간을 가진 것을 이용한다. 이와 달리 다른 실시예상에서 외피와 내부 모두 고탄력 재질의 구를 갖거나 구조강도가 좋은 금속재질의 구를 가져도 무방하다. 또한, 상기 외피(112)의 재질은 고탄성을 가진 고무재질로 되어 있다. 이러한 이유는 상기 구(110)가 복원력을 가지기 위함인데, 일정한 주기(예를 들면, 8초)마다 선수파에 의한 저항이 발생되므로, 다음 차례의 선수파에 의한 저항이 발생되기 전에 이미 종전 저항을 받은 상기 구(110)의 형상을 기본형상으로 복원되도록 하기 위함이다.

다음으로, 본 실시예의 착탈식 구상선수를 장착한 선박(100)에는 회전구동부(122)가 있다. 이는 선수부 갑판에 설치되어 회전운동을 발생시키는데, 상기 두 개의 착탈바(120, 121)를 원호운동시키는 역할을 수행한다.

본 실시예에서의 회전구동부(122)는 통상의 유압모터(미도시)를 이용하는 데, 다른 실시예로서 전기모터를 이용할 수도 있다. 이때, 굳이 펌프(미도시) 및 액추에이터(미도시)로 인한 파워의 손실을 감안하면서도 유압모터를 이용한 이유는, 보다 큰 힘을 발생시킬 수 있으며, 전기모터의 기어 박스를 이용하는 것보다 여러 가지 형태로 에너지를 변환시킬 수 있기 때문이다. 또한, 스톨(Stall) 상태가 발생되는 경우에도 모터에 무리가 발생하지 않는 장점을 갖기 때문이다. 따라서 이와 같은 문제점을 고려한 전기모터를 사용할 수 있는 것은 당연하다.

또한, 상기 회전구동부(122)에는 전달축(126)이 있다.

상기 전달축(126)은 상기 회전구동부(122)에 연결되어 선수의 갑판 좌우 끝단까지 연장되어 장착 되는데, 이는 상기 회전구동부(122)에서 발생된 회전력을 동일 축 상으로 전달시키는 역할을 한다.

또한, 상기 회전구동부(122)에는 지지대(124)가 있다.

상기 지지대(124)는 선수의 좌우측 외벽 가까이의 갑판 상에 두 개가 각각 설치되는데, 구조강도가 좋은 금속재질로 되어 있다. 그런데 다른 실시예에서 상기 지지대(124)의 형상, 재질 및 설치위치는 조금씩 달라져도 무방하다. 이때, 상기 지지대(124)는 상기 전달축(126)의 좌우 끝단을 지지하는 역할을 하며, 이후에 설명할 두 개의 착탈바(120, 121)에 상기 전달축(126)의 회전력을 전달시켜 주는 역할도 한다.

다음으로, 본 실시예의 착탈식 구상선수를 장착한 선박(100)에는 두 개의 착탈바(120)가 있다.

상기 착탈바(120, 121)는 직선형상으로 된 바(Bar)인데, 일 단은 상기 구 (110)의 중심의 좌우 측면에 고정되고, 타 단은 상기 지지대(124)상에서 상기 전달축(126)의 회전력을 전달받도록 결합되어 있다. 이때, 상기 일 단과 상기 타 단의 고정부위가, 상기 지지대(124) 사이의 거리에서 상기 구(110)의 좌우측 폭을 뺀 만큼 이격되어 위치하므로, 일정한 기울기를 가지게 된다. 따라서, 기울기를 갖는 상기 착탈바(120, 121)가 수평한 상기 전달축(126)상에서 고정되기 위해서는, 상기 타 단의 끝 부분에 별도의 체결수단(미도시)이 구비되어 있어야 한다. 본 실시예에서는 상기 체결수단으로 커플링을 사용하였으나, 다른 실시예로서 상기 전달축(126)에 결합되어 상기 전달축(126)의 회전력을 상기 착탈바(120, 121)에 전달해주며, 상기 착탈바(120, 121)를 고정시킬 수 있는 통상의 체결수단이면 어느 것이나 무방하다. 이로 인하여, 상기 구(110)를 연결하고 있는 상기 착탈바(120, 121)는 선수의 갑판에서 선수의 경사부 즉, 상기 구(110)가 탈착되어 보관된 위치에서 장착되어야 할 위치까지, 선박의 중심선(Center Line)을 따라 원호운동을 하게 된다.

다음으로, 본 실시예의 착탈식 구상선수를 장착한 선박(100)에는 고정바(130)와 고정단(132)이 있다.

상기 고정바(130)는 직선형상의 바인데, 일 단은 상기 구(110)의 일 측에 결합되고 타 단은 상기 고정단(132)의 고정축(134)에 결합된다. 이때 상기 구(110)와 상기 고정바(130)의 일 단은 힌지(미도시)로 결합되어 있으며, 상기 고정바(130)의 타 단과 상기 고정단(132)의 고정축(134)은 일체로 결합된다. 이로 인하여, 상기 고정바(130)는 상기 구(110)와 함께 회전한다.

상기 고정단(132)은 선수에 장착되어 있는데 위로 향할수록 앞으로 더 기울 어진 형태를 가지고 있다. 이는 상기 구(110)가 선수의 경사부에 장착되는 경우, 상기 고정바(130)가 상기 구(110)가 장착되어야 할 위치까지 회전할 수 있도록 여유 회전각을 더 주도록 한 것이다.

또한, 상기 고정단(132)의 상부에는 상기 고정축(134)이 회전할 수 있도록 베어링(미도시)이 구비되어 있다. 이로 인하여, 두 개의 상기 고정단(132)의 사이에서 장착된 상기 고정축(134)이 상기 고정바(130)에 결합되어 회전하게 된다.

한편, 상기 두 개의 고정단(132) 사이의 간격은 상기 고정축(134)이 장착되어, 좌우로 비틀림 없이 회전할 수 있을 정도면 족하다. 왜냐하면, 상기 고정축(134)에 결합된 고정바(130)의 역할이 상기 착탈바(120, 121)에 의해 장착된 구(110)가 조파저항에 노출되어 비틀리지 않도록 하는 것이기 때문이다.

이때, 상기 착탈바(120, 121)와 상기 고정바(130)가 하나의 구(110)에 연결되어, 상기 회전구동부(122)에 의해 선박의 중심선을 따라 원호운동을 하려면, 두 개의 착탈바(120, 121)와 하나의 고정바(130) 중 어느 하나의 길이가 조금씩 신축되어야 한다. 이는 상기 착탈바(120, 121)와 상기 고정바(130)의 길이와 고정위치가 조금씩 달라서 회전반경이 달라지기 때문이다. 이러한 이유로 상기 바(120, 121, 130)들의 내부에는 통상의 붐(Boom) 장치가 삽입되어 있는, 텔레스코픽(Telescopic) 바를 사용한다. 이와 달리, 다른 실시예로서 도르래 및 와이어를 이용한 바를 사용할 수도 있으며, 유압을 이용한 신축기능을 갖는 바를 사용하여도 무방하다.

도시된 바와 같이, 선박(100)의 경사부에는 두 개의 착탈바(120, 121)에 의해 구(110)가 장착되어 있고, 고정바(130)에 의해 상기 구(110)가 고정되어 있다.

유빙이 없는 일반 해역에서 상기 선박(100)이 항해하는 경우에는, 상기 선박(100)의 선수에서 파형이 시작되는데, 상기 구(110)를 선수의 경사부에 장착하면 구의 바로 뒤에서 파형이 발생한다. 이때, 상기 선박(100)이 발생시키는 파와 상기 구(110)에 의해 발생되는 파가 서로 간섭되어 상쇄되고, 이로 인하여 조파저항에 의한 선박의 에너지 손실을 줄일 수 있다.

한편, 상기 선박(100)이 유빙 해역을 항해하여야 하는 경우, 상기 선박(100)의 경사부가 직접 얇은 유빙을 부수며 진행할 수 있도록 상기 구(110)를 선박의 갑판쪽으로 탈착(110')시켜야 한다.

이때, 선박(100)의 갑판에 장착된 회전구동부(122)를 구동시켜 회전력을 발생시키고, 발생된 회전력이 지지대 위의 구동축을 통하여 상기 두 개의 착탈바(120, 121)를 원호운동시킨다. 이로 인하여, 상기 두 개의 착탈바(120, 121)에 결합된 상기 구(110)의 탈착(110')이 이루어지게 되고, 상기 구(110)는 선박(100)의 갑판에 보관된다. 이때, 상기 고정바(130)는 신축 및 신장되면서, 상기 구(110)가 탈착(110')되는 동안 한쪽으로 치우치지 않도록 중간 지지대의 역할을 한다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 고안에 따른 착탈식 구상선수를 장착한 선박에 의하면, 선박이 결빙 해역 및 유빙 해역을 운항하는 경우 유선형 모양의 구를 탈착시켜 쇄빙에 용이한 선형을 유지하게 함으로써 쇄빙능력을 유지할 수 있으며, 일반 해역을 운항하는 경우 유선형 모양의 구를 장착하여 조파저항을 감소시켜 추진 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims

유선형 모양의 구와;

선수부에 장착된 회전구동부와;

상기 구와 상기 회전구동부를 연결하는 복수 개의 착탈바(Bar)와;

상기 회전구동부의 전방에 위치한 고정단; 및

상기 구와 상기 고정단을 연결하는 고정바를 포함하는 것을 특징으로 하는 착탈식 구상선수를 장착한 선박.
제 1 항에 있어서,

상기 구는 내부에 기체의 충진이 가능하도록 고탄력 재질의 유선형 구면을 갖는 것을 특징으로 하는 착탈식 구상선수를 장착한 선박.
제 1 항에 있어서,

상기 착탈바 및 상기 고정바는 길이방향으로 신축가능하게 붐(Boom) 장치가 내장된 텔레스코픽 바(Telescopic Bar)인 것을 특징으로 하는 착탈식 구상선수를 장착한 선박.