KR20110065680A - 침수방지용 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 침수방지용 선박은, 선체의 하판과 측판이 몸체패널로 이루어지되, 상기 몸체패널은, 상호 이격된 내측플레이트 및 외측플레이트와, 상기 내측플레이트와 외측플레이트 사이에 구비되는 부력부재와, 상기 내측플레이트와 외측플레이트를 상기 부력부재 측으로 가압하여 체결하는 가압부재를 포함한다. 본 발명에 의한 침수방지용 선박은, 외부 충격에 의한 파손 우려가 저감되고, 선체의 하판과 측판 중 어느 일부가 파손되더라도 침수의 우려가 없으며, 선체의 경량화를 통해 연비개선이 가능해지고, 선체 제작 시 발생되는 환경문제를 저감시킬 수 있다는 장점이 있다.
선박, 침수, 부력, 기체캡슐, 강성, 슬리브

Description

침수방지용 선박{Vessel for preventing submersion}
본 발명은 침수방지용 선박에 관한 것으로, 더 상세하게는 선체패널 내부에 복수개의 부력부재를 장착시킴으로써 경량화를 통한 연비개선 및 파손방지 효과를 얻을 수 있도록 구성되는 선박에 관한 것이다.
일반적으로 '선박(船舶, vessel)'이란 사람이나 재화를 싣고 물 위를 운행하는 수상교통수단을 총칭한다. 이 같은 '선박'은 필요에 따라 다양하게 구분될 수 있지만, 통상의 분류기준인 사용목적에 따라서는 상선, 군항, 어선, 레저선박, 특수목적선 등으로 구분되고, 크기에 따라서는 대형선(100ft이상), 소형선(30~50ft) 등으로 구분되며, 속도에 따라서는 초 쾌속선(40knot), 쾌속선, 고속선(25knot이상), 일반선 등으로 구분될 수 있다.
한편, 최근 들어 국민소득증대에 따른 생활의 질적 향상과 주 5일 근무제 실시 등에 힘입어 해양레저활동에 대한 관심이 급속도로 높아지고 있다. 세계적인 추세를 감안하더라도 국민소득이 3만 불 이상이면 육상레저활동에서 해양레저활동으로 여가패턴이 변화되는 양상을 보이는데, 3면이 바다인 우리나라의 경우 멀지 않은 미래에 해상레저의 비약적인 발전이 전망된다.
이에 부응해서 국내에서도 이미 레저용 고속선의 일종인 소형 크루저(cruiser)가 대표적인 차세대 레저용 선박으로 주목받는 가운데 그 제조방식에 있어서는 대량생산이 가능한 몰드(mould) 방식의 FRP(Fiber Glass reinforced Plastic) 선박이 관심을 끌고 있다.
이때, FRP 선박이란 선체(hull) 등이 FRP로 이루어진 선박의 총칭으로서 GRP(Glass Reinforced Plastics) 선박이라고 불리기도 한다. 또한 FRP란 유리섬유, 탄소섬유, 케블라 등의 방향족(芳香族) 나일론섬유와 불포화 폴리에스테르, 에폭시수지 등의 열경화성수지를 결합한 공지의 소재로서, 내구성, 내충격성, 내마모성이 우수하고 녹슬지 않으며 가공성이 뛰어나다는 장점을 나타낸다.
그 결과 FRP 선박은 충분한 강도를 보이면서도 한층 더 가볍게 설계 및 건조가 가능하고, 썩거나 부식되지 않아 수리 및 유지에 드는 비용적 소모가 적으며, 이음매가 없어 외관이 미려하고 선체저항이 작아 선속면에서 유리한 특징을 나타낸다.
하지만, FRP는 그 재질의 특성상 충격에 대한 진동이 크고 탄성율이 낮으며 균열 등의 파손발생 시 금속보다 파손부위가 크다는 치명적인 단점을 나타내는데, 특히 선박의 선체는 운행 중에 암초나 기타 해상구조물에 부딪힐 가능성이 높은 것은 물론, 슬래밍(slamming)이나 스프링잉(springing)과 같은 지속적인 진동 내지는 파랑(波浪, wave)의 충돌 등 크고 작은 충격에 상시적으로 노출되므로 선체파손의 가능성이 높고, 이는 결국 침수에 따른 인명피해와 직결되는 문제가 있다. 또한, 이와 같은 FRP 선박은 선체의 하판 및 측판을 이루는 몸체패널에 구멍이나 균열이 매우 작게 형성되더라도 그 즉시 선박 내부로 물이 유입되고, 결국에는 선박 전체가 침수된다는 문제점이 있다.
상기 언급한 문제점을 해결하기 위하여 몸체패널을 매우 두껍게 제작하는 방안도 고려될 수 있으나, 이와 같은 경우 선체의 전체적인 중량이 증대되어 제작 및 운반이 어려울 뿐만 아니라 연료 소모가 커지게 되고, 제조비용이 현저히 증대된다는 단점이 있다.
한편, FRP는 제조과정에서 환경오염 물질이 배출되는바, 환경문제가 대두되고 있는 근래에 들어서는 FRP를 대신할 수 있는 가볍고 튼튼한 선박용 자재가 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 외부 충격에 의한 파손 우려를 저감시킬 수 있고, 선체의 하판과 측판 중 어느 일부가 파손되더라도 침수의 우려가 없으며, 선체의 경량화를 구현할 수 있고, 선체 제작 시 발생되는 환경문제를 저감시킬 수 있도록 구성되는 선박을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 침수방지용 선박은,
선체의 하판과 측판이 몸체패널로 이루어지되, 상기 몸체패널은, 상호 이격된 내측플레이트 및 외측플레이트와, 상기 내측플레이트와 외측플레이트 사이에 구비되는 부력부재와, 상기 내측플레이트와 외측플레이트를 상기 부력부재 측으로 가압하여 체결하는 가압부재를 포함한다.
상기 가압부재는, 상기 내측플레이트와 외측플레이트 사이에 구비되며 길이방향 양단이 상기 내측플레이트와 외측플레이트에 접촉되는 슬리브를 포함한다.
상기 가압부재는, 상기 내측플레이트를 상기 슬리브의 일단에 압착 결합시키고 상기 외측플레이트를 상기 슬리브의 타단에 압착 결합시키는 한 쌍의 체결수단을 포함한다.
상기 슬리브는 중공형 파이프 형상으로 형성되며, 상기 체결수단은 상기 내측플레이트 또는 외측플레이트를 상기 슬리브에 결합시키는 리벳으로 적용된다.
상기 가압부재는 상기 내측플레이트를 상기 슬리브의 일단에 압착 결합시키는 체결수단을 포함하고, 상기 슬리브는 타단이 상기 외측플레이트에 접합된다.
상기 슬리브는 중공형 파이프 형상으로 형성되고, 상기 체결수단은 상기 내측플레이트를 상기 슬리브에 결합시키는 리벳으로 적용된다.
선체의 길이방향 중심축을 따라 길이를 갖는 센터프레임을 더 포함하고, 상기 몸체패널은 하측이 상기 센터프레임에 결합되어 좌우로 상호 이격되도록 쌍으로 구비된다.
상기 외측플레이트는 하측이 상기 센터프레임에 결합되고, 상기 내측플레이트는 상기 외측플레이트의 내측면을 덮도록 결합된다.
상기 한 쌍의 몸체패널 사이에 장착되어 상기 한 쌍의 몸체패널 간의 이격거리 및 이격형상을 일정하게 고정시키는 가이드부재를 더 포함한다.
상기 가이드부재는, 상기 한 쌍의 몸체패널에 각각 밀착되며 하측이 상호 연결되는 한 쌍의 지지프레임과, 상기 한 쌍의 지지프레임 사이에 결합되어 갑판이 거치되는 거치프레임을 구비한다.
상기 부력부재는 탄성을 갖는 물질로 제작되며, 상기 슬리브의 높이는 상기 부력부재의 높이보다 작게 설정된다.
상기 슬리브의 외경은 이웃하는 두 부력부재 사이의 간격보다 크게 설정된다.
상기 부력부재는 가로방향과 세로방향 등간격으로 복수 개 배열되고, 상기 가압부재는 인접한 네 개의 부력부재 사이에 장착된다.
상기 부력부재는 상기 가압부재가 지나는 부위에 모따기면이 형성된다.
상기 부력부재는 발포수지로 적용된다.
상기 부력부재는 내부에 기체가 주입되어 밀봉된 기체캡슐로 적용된다.
본 발명에 의한 침수방지용 선박은, 외부 충격에 의한 파손 우려를 저감되고, 선체의 하판과 측판 중 어느 일부가 파손되더라도 침수의 우려가 없으며, 선체의 경량화를 통한 연비개선이 가능해지고, 선체 제작 시 발생되는 환경문제를 저감시킬 수 있다는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 침수방지용 선박의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 침수방지용 선박의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 침수방지용 선박의 정면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 침수방지용 선박의 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 A-A선을 따라 절단한 본 발명에 의한 침수방지용 선박의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 침수방지용 선박은 선체의 하판과 측판이 몸체패널(100)로 이루어지도록 구성되는데, 상기 몸체패널(100)이 단일재질의 플레이트 구조가 아니라 파손의 우려가 없으면서도 큰 부력을 받을 수 있도록 구성된다는 점에 가장 큰 특징이 있다. 즉, 상기 몸체패널(100)은, 상호 이격된 내측플레이트(110) 및 외측플레이트(120)와, 상기 내측플레이트(110)와 외측플레이 트(120) 사이에 구비되는 부력부재(130)와, 상기 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)를 상기 부력부재(130) 측으로 가압하면서 상기 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)를 상호 결합시키는 가압부재(140)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 한 쌍의 플레이트 사이에 부력부재(130)가 삽입되도록 구성되는 몸체패널(100)은, 내부가 모두 FRP로 채워진 패널에 비해 부피대비 중량이 작아 보다 큰 부력을 받을 수 있다. 또한, 상기 부력부재(130)는 통상적으로 탄성을 갖는 물질로 제작되므로 외부 충격이 인가될 때 부력부재(130)가 충격 및 진동을 흡수하는 역할을 하게 되는바, 본 발명에 포함되는 몸체패널(100)은 외부로부터 충격이나 진동이 인가될 때 파손될 우려가 현저히 적어지게 된다는 장점이 있다. 또한, 한 쌍의 플레이트 사이의 공간만큼 합성수지 사용량을 줄일 수 있으므로, 합성수지 부품 제조 시 발생되는 환경문제를 저감시킬 수 있다는 장점도 있다.
상기 몸체패널(100)이 휘어지기 위해서는 내측플레이트(110)의 곡률반경과 부력부재(130)의 곡률반경과 외측플레이트(120)의 곡률반경이 각각 달라져야 하는데, 이와 같은 경우 내측플레이트(110)와 부력부재(130)와 외측플레이트(120)가 늘어나거나 줄어들지 아니하는 한, 내측플레이트(110)와 부력부재(130) 사이에서 미끄러짐 현상이 발생되고 외측플레이트(120)와 부력부재(130) 사이에서 미끄러짐 현상이 발생된다. 그러나 상기 언급한 바와 같이 부력부재(130)가 가압부재(140)의 가압력에 의해 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이에서 압착되면, 상기 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)는 상기 부력부재(130)와의 마찰력이 매우 커지게 되므로 쉽게 휘어지거나 비틀어지지 아니하게 된다는 장점이 있다. 이때, 상기 부력부재(130)가 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이에서 가장 효과적으로 압착될 수 있도록, 상기 가압부재(140)는 내측플레이트(110) 및 외측플레이트(120)의 너비 방향과 수직인 방향으로 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)를 부력부재(130) 측으로 가압함이 바람직하다.
상기 가압부재(140)는, 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)를 단순히 결합시키는 역할만을 하는 것이 아니라, 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이의 이격거리를 일정하게 유지시키는 역할까지 함께 한다는 점에 구성상의 특징이 있다. 이와 같은 기능이 가능하도록 본 발명에 포함되는 가압부재(140)는, 상기 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이에 구비되며 길이방향 양단이 상기 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)에 접촉되는 슬리브(141)를 포함한다. 이와 같이 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이에 슬리브(141)가 삽입되면, 슬리브(141)가 휘어지거나 파손되지 아니하는 한 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이의 간격이 줄어들지 아니하고, 슬리브(141)의 양단이 내측플레이트(110)나 외측플레이트(120)로부터 분리되지 아니하는 한 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이의 간격이 커지지 아니하게 된다는 효과가 있다.
상기 언급한 바와 같이 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)가 항상 일정한 거리만큼 이격된 상태를 유지하도록 구성되면, 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이에 삽입된 부력부재(130)의 파손 우려가 적어지게 되고, 외부로부터 인가된 충격이 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이에서 분산되는바 내측 플레이트(110)와 외측플레이트(120)가 한꺼번에 파손될 우려가 적어진다는 장점이 있다.
한편, 상기 슬리브(141)의 양단을 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)에 안정적으로 고정시킬 수 있도록 본 발명에 의한 가압부재(140)는, 상기 내측플레이트(110)를 슬리브(141)의 일단에 압착 결합시키고 상기 외측플레이트(120)를 상기 슬리브(141)의 타단에 압착 결합시키는 한 쌍의 체결수단(145)을 추가로 구비할 수 있다.
이때 상기 슬리브(141)의 양단을 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)에 결합시키기 위한 체결수단(145)은 체결볼트로 적용될 수도 있으나, 이와 같이 상기 체결수단(145)이 체결볼트로 적용되는 경우 체결작업에 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 외부 진동 등에 의해 체결볼트가 풀어질 수 있다는 단점이 있다. 따라서 상기 체결수단(145)은 체결작업에 소요되는 시간이 적고 외부 진동 등에 의해 풀어질 우려가 없도록 리벳으로 적용됨이 바람직하다. 상기 슬리브(141)는 리벳 체결이 가능해지도록, 중공형 파이프 형상으로 형성되되 내주면 길이방향 양측에 각각 걸림턱(142)이 구비됨이 바람직하다. 도 4에 도시된 리벳은 중심축을 따라 돌출된 코어핀을 잡아당겼을 때 슬리브(141) 내부에서 내측헤드가 형성되는 구조로서, 이미 여러 분야에 널리 활용되고 있는바, 상기 리벳의 체결방법 및 체결구조에 관한 상세한 설명은 생략한다. 이때, 본 발명에 포함되는 체결수단(145)은 본 실시예에 도시된 구조에 한정되지 아니하고, 슬리브(141)의 길이방향 양단을 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)에 결합시킬 수만 있다면 어떠한 구조로도 변경될 수 있다. 예를 들어, 양측이 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)에 결합되어, 상기 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)를 부력부재(130) 측으로 잡아당기는 체결와이어로 적용될 수도 있다.
또한, 상기 체결수단(145)이 리벳으로 적용되면, 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)의 외측으로 돌출되는 부위가 비교적 작고 만곡지게 형성되는바, 외관이 미려해지고 마찰저항이 감소되며 사용자가 체결수단(145)에 접촉되어 상해를 입는 경우가 발생되지 아니하게 된다는 장점도 부가적으로 얻을 수 있다.
한편, 상기 리벳이 슬리브(141)에 안정적으로 결합될 수 있다면, 상기 슬리브(141)에 형성된 걸림턱(142)은 생략될 수 있다. 즉, 상기 리벳은 일측이 내측플레이트(110) 또는 외측플레이트(120)의 외측면을 덮고 타측이 슬리브(141)의 내주면에 압착되도록 체결될 수 있다.
본 발명에 의한 침수방지용 선박은 선체의 강도 보강 및 선체의 직진성 향상을 위해, 선체의 길이방향 중심축을 따라 길게 형성되어 선체의 저면에 구비되는 센터프레임(200)을 더 포함할 수 있다. 센터프레임(200)을 추가하고자 하는 경우, 몸체패널(100)로 선체의 하판 및 측판을 먼저 형성하고 센터프레임(200)을 선체의 하판에 부착시킬 수도 있으나, 이와 같은 방식으로 센터프레임(200)을 부착시키는 방법은 센터프레임(200) 부착공정이 추가로 요구되므로 제작공정이 길어진다는 단점이 있다.
따라서 상기 몸체패널(100)은 하측이 상기 센터프레임(200)에 결합되어 좌우 로 상호 이격되도록 쌍으로 구비됨이 바람직하다. 이와 같이 몸체패널(100)이 센터프레임(200)에 결합되도록 구성되면, 센터프레임(200)을 부착시키기 위한 별도의 공정이 요구되지 아니할 뿐만 아니라, 선체의 하판 및 측판 제작이 매우 간편해진다는 장점이 있다. 이때, 상기 몸체패널(100)은 융착 등의 방식으로 센터프레임(200)에 직접 결합될 수도 있고, 별도의 체결수단(145)에 의해 센터프레임(200)에 결합될 수도 있다.
또한, 상기 몸체패널(100)은 센터프레임(200)과의 결합 이전에 제작이 완료될 수도 있고, 제작 과정 중간에 센터프레임(200)과 결합될 수도 있다. 즉, 몸체패널(100)에 포함되는 외측플레이트(120)는 하측이 먼저 상기 센터프레임(200)에 결합되고, 외측플레이트(120) 내측면에 부력부재(130)가 안착된 후, 부력부재(130)가 안착된 외측플레이트(120)의 내측면을 내측플레이트(110)가 덮도록 결합될 수 있다. 이와 같은 구조로 몸체패널(100)과 센터프레임(200)이 결합되도록 구성되면, 몸체패널(100) 제작부터 센터프레임(200)의 결합까지의 모든 제작과정이 한 번의 공정으로 완료되는바, 제작공정이 더욱 단순화된다는 장점이 있다. 상기와 같은 제작공정은 이하 도 11을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
한편, 선체는 파도 및 물살을 효과적으로 가를 수 있도록 선형설계가 이루어져야 하는데, 이와 같은 선체의 선형설계를 위해서는 한 쌍의 몸체패널(100)이 유선형을 이루도록 선체의 좌측과 우측으로 벌어져야 한다. 상기 한 쌍의 몸체패널(100)이 유선형으로 벌어져 유지될 수 있도록, 본 발명에 의한 침수방지용 선박 은 상기 한 쌍의 몸체패널(100) 사이에 장착되어 상기 한 쌍의 몸체패널(100) 간의 이격거리 및 이격형상을 일정하게 가이드하는 가이드부재(300)를 더 포함할 수 있다.
상기 가이드부재(300)는 상기 한 쌍의 몸체패널(100) 내측면에 각각 밀착되며 하측이 상호 연결되는 한 쌍의 지지프레임(310)을 구비하여, 한 쌍의 몸체패널(100)이 상호 가까워지지 못하도록 즉, 선박의 내부공간이 좁아지지 아니하도록 하는 역할을 한다. 또한, 상기 가이드부재(300)에는 양단이 상기 한 쌍의 지지프레임(310)에 결합되되 수평방향으로 배열되는 거치프레임(320)이 추가로 구비될 수 있다. 이와 같이 거치프레임(320)이 추가로 구비되면, 갑판(400)을 상기 거치프레임(320) 상에 거치시킬 수 있으므로 갑판(400) 장착이 매우 용이해지며, 수직방향 하중에 대한 갑판(400)의 강도가 보강된다는 이점이 있다. 이때, 상기 갑판(400)의 강도보강 및 부력 향상을 위해, 상기 갑판(400) 역시 몸체패널(100)과 동일한 구조로 구성됨이 바람직하다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 포함되는 몸체패널(100)의 내부구성을 도시하는 분해사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 부력부재(130)의 배열형상을 도시한다.
내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이에는, 도 5에 도시된 바와 같이 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)의 크기에 맞는 하나의 큰 부력부재(130)가 구비될 수도 있고, 도 6에 도시된 바와 같이 작은 크기의 부력부재(130)가 여러 개 구비될 수도 있다.
상기 부력부재(130)가 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)의 크기에 맞게 하나로 크게 제작되는 경우, 상기 부력부재(130)의 제작이 용이해질 뿐만 아니라 상기 부력부재(130) 제조비용이 절감되며, 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이에 부력부재(130)를 삽입시켜 압착 조립하는 작업이 매우 용이해진다는 장점이 있다. 또한 상기 부력부재(130)가 하나로 크게 제작되면, 내측플레이트(110)와 부력부재(130) 간의 접촉면적과 외측플레이트(120)와 부력부재(130) 간의 접촉면적이 매우 커지게 되어 내측플레이트(110)와 부력부재(130) 간의 마찰력 및 외측플레이트(120)와 부력부재(130) 간의 마찰력이 매우 커지게 되므로, 몸체패널(100)이 쉽게 휘어지거나 비틀어지지 아니하게 된다는 장점이 있다.
또한, 몸체패널(100)이 휘어질 때에는 내측플레이트(110)의 곡률반경과 부력부재(130)의 곡률반경과 외측플레이트(120)의 곡률반경이 각각 달라지고, 이에 따라 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 간의 거리가 각 부위 별로 상이해진다. 그러나 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이의 공간에 하나의 큰 부력부재(130)가 압착되어 채워지게 되면 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 간의 거리가 각 부위 별로 상이해지기 어려워지므로, 결과적으로 몸체패널(100)의 휨 현상이 쉽게 발생되지 아니하게 된다.
한편, 상기 부력부재(130)는 다면체 또는 원통형의 작은 블록 형상으로 제작되어 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이에서 일정 간격 이격되도록 다수 개 배열되는 경우, 상기 부력부재(130) 제작이 매우 용이해지며, 내측플레이 트(110)와 외측플레이트(120)의 크기가 변경되더라도 부력부재(130)의 장착 개수를 적절히 조절함으로써 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이를 부력부재(130)로 채울 수 있으므로 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)의 크기에 맞는 별도의 부력부재(130) 제작이 필요치 아니하게 된다는 장점이 있다. 또한, 부력부재(130) 간의 간격을 조절함으로써 가압부재(140) 체결공간을 용이하게 확보할 수 있으며, 일부 부력부재(130)가 파손되었을 때 파손된 부력부재(130)만을 교체할 수 있으므로 유지 및 보수가 용이해진다는 이점이 있다.
또한 상기 부력부재(1300)는, 영보드 등과 같은 발포수지로 적용될 수도 있고, 내부에 기체가 주입되어 밀봉된 기체캡슐로 적용될 수도 있다.
상기 부력부재(130)가 발포수지로 적용되는 경우 부피 대비 중량이 매우 가벼워지므로 제품 제작 및 운반이 매우 용이해질 뿐만 아니라 제조비용이 절감된다는 장점이 있다.
한편 상기 부력부재(130)가 합성수지 등으로 제작된 기체캡슐로 적용되면, 장기간 사용하더라도 경화에 따른 내부공기층 수축 현상이 발생되지 아니할 뿐만 아니라 내부로의 수분 침투가 불가하므로 지속적인 부력을 얻을 수 있다는 장점이 있다.
내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이에 구비되는 부력부재(130)는 도 5에 도시된 바와 같이 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)의 크기만큼 크게 제작될 수도 있고, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 작은 크기로 제작되어 가로 및 세로방향으로 일정하게 복수 개 배열될 수도 있다.
이때, 상기 부력부재(130)가 작은 크기로 제작되어 가로 및 세로방향으로 일정하게 복수 개 배열되는 경우, 길이방향 양단이 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)에 접촉되도록 장착되는 슬리브(141)는 부력부재(130)가 안착되지 아니한 빈 공간에 위치되며, 결합수단은 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)를 관통하여 슬리브(141)의 양단을 각각 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)에 결합시키도록 구성된다.
한편, 부력부재(130)가 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)에 밀착되지 아니하면 외부 진동이나 외력에 의해 흔들리게 되어 위치가 변경될 우려가 있는데, 이와 같이 상기 부력부재(130)의 위치가 변경되면, 다수 개의 부력부재(130)가 어느 일측으로 몰리게 되어 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이의 공간 중 어느 부위에는 부력부재(130)가 구비되지 아니하는 현상이 발생될 수 있다. 따라서 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)가 가압부재(140)에 의해 결합되었을 때 상기 부력부재(130)가 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)사이에 압착될 수 있도록, 상기 슬리브(141)의 높이는 상기 부력부재(130)의 높이보다 작게 설정됨이 바람직하다.
한편, 본 발명에 포함되는 몸체패널(100)의 부력을 최대한 증대시키기 위해서는 이웃하는 부력부재(130) 간의 이격간격(G)을 최소화시킴이 바람직한데, 상기 가압부재(140)를 이웃하는 두 개의 부력부재(130) 사이에 장착시키기 위해서는 부 력부재(130) 간의 이격간격(G)을 슬리브(141)의 외경(D)보다 크게 해야 한다는 문제점이 발생된다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 상기 가압부재(140)는 인접한 네 개의 부력부재(130) 사이 즉, 네 개의 부력부재(130) 모서리가 만나는 부위에 장착될 수 있다. 이와 같이 가압부재(140)의 장착위치를 인접한 네 개의 부력부재(130) 사이로 설정하면, 이웃하는 두 부력부재(130)를 슬리브(141)의 외경(D)보다 더 작은 거리만큼 이격시키더라도 가압부재(140)를 장착시킬 수 있을만큼의 공간이 확보되므로, 부력부재(130) 간의 이격거리(G)를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.
더 나아가, 부력부재(130) 간의 이격거리를 더욱 감소시킬 수 있도록, 상기 부력부재(130)는 가압부재(140)(더 명확하게는 슬리브(141))가 지나는 부위에 모따기면이 형성될 수 있다. 모따기면이 충분히 크게 형성되는 경우, 부력부재(130) 간의 이격거리(G)를 '0'으로 즉, 이웃하는 부력부재(130)를 상호 밀착시킬 수도 있다. 본 실시예에서는 상기 모따기면이 평면 형상으로 이루어지는 경우만을 도시하고 있으나, 상기 모따기면은 제조상의 편의 또는 가압부재(140)의 형상 등에 따라 곡면 등 다양한 형상으로 변경될 수 있다.
또한, 부력부재(130)의 각 모서리에 모따기면을 형성하고 슬리브(141)의 외경(D)을 이웃하는 두 부력부재(130) 사이의 간격보다 크게 제작하는 경우, 각각의 부력부재(130)는 각 모따기면에 장착된 4개의 슬리브(141) 사이에 끼워지는 결과가 된다. 따라서 상기 부력부재(130)는 내측플레이트(110)나 외측플레이트(120)에 접착되지 아니하더라도, 모따기면과 슬리브(141) 간의 이격 거리만큼만 이동될 수 있 을 뿐 전후 및 좌우 방향으로 크게 움직이지 아니하고 위치가 한정된다. 더 나아가, 부력부재(130)의 모따기면과 슬리브(141)가 밀착되는 경우, 상기 부력부재(130)는 전후 및 좌우 어느 방향으로도 전혀 흔들리지 아니하고 위치가 고정될 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 포함되는 몸체패널(100)에 하중이 인가되었을 때의 각 부 형상을 도시하는 단면도이다.
도 8은 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)가 이격되도록 결합된 상태에서 내측플레이트(110) 일면에 수직 하중이 인가되었을 때 상기 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)의 변형량을 도시하는 도면으로서, 보다 명확한 이해를 위해 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)만을 도시한다.
내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)가 이격된 상태에서 내측플레이트(110)에 수직 하중이 인가되면, 도 8에 도시된 바와 같이 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)는 모두 가운데 부위가 아래로 처지게 되는데, 내측플레이트(110)가 직접적으로 힘을 받게 되므로 외측플레이트(120)보다 내측플레이트(110)의 처짐량이 더 커지게 된다. 즉, 하중이 인가되지 아니하였을 때의 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 간의 간격(H1)보다 하중이 인가되었을 때의 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 간의 간격(H2)이 작아지게 된다.
그러나 본 발명에 포함되는 몸체플레이트는, 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이에 슬리브(141)가 삽입되어 있어 내측플레이트(110)와 외측플레이 트(120) 간의 간격이 일정하게 유지되는바, 내측플레이트(110)의 처짐량이 외측플레이트(120)의 처짐량보다 더 커지는 현상이 발생되지 아니하게 된다. 즉, 내측플레이트(110)로 인가되는 하중은 슬리브(141)를 통해 외측플레이트(120)로도 고르게 인가되므로, 전체의 휨강도가 개선된다는 효과를 얻을 수 있게 된다.
또한, 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이에 삽입된 부력부재(130)는 상면과 저면이 각각 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)에 밀착되므로, 슬리브(141)와 마찬가지로 내측플레이트(110)로 인가된 하중을 외측플레이트(120)로 고르게 전달하는 역할을 하게 된다. 이때, 슬리브(141)의 높이가 부력부재(130)의 높이보다 크면 부력부재(130)가 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)에 밀착될 수 없으므로, 상기 슬리브(141)의 높이는 상기 부력부재(130)의 두께보다 작게 설정됨이 바람직하다.
한편, 외부 충격이 인가되었을 때 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)가 깨지지 아니하도록 하기 위해서는 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)를 연질의 합성수지로 제작해야 하는데, 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)가 연질의 합성수지로 제작되면 휨강성이 저하되고 충격력이 인가된 부위가 과도하게 변형되어 쉽게 찢어질 수 있다는 문제점이 있다. 그러나 본 발명에 포함되는 몸체플레이트와 같이 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이에 부력부재(130)와 슬리브(141)가 장착되도록 구성되면, 외부 충격에 의한 깨짐 현상을 방지하기 위하여 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)를 연질의 합성수지로 제작하더라도, 일정 수준 이상의 휨강성을 얻을 수 있고, 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)에 충격력이 인가되었을 때 부력부재(130)의 탄성력에 의해 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)가 과도하게 변형되는 현상이 발생되지 아니하므로 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)가 찢어지는 현상이 발생되지 아니하게 된다는 장점이 있다. 가사, 상기 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)가 찢어진다 하더라도 몸체플레이트의 부력은 부력부재(130)에서 발생되는바, 선박이 침수되는 현상은 발생되지 아니하게 된다.
내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 사이에 구비된 슬리브(141)가 리벳 구조의 체결수단(145)에 의해 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)에 결합되면, 도 9에 도시된 바와 같이 외력에 의해 내측플레이트(110)가 휘어지는 경우 내측플레이트(110)의 상면 중 리벳 외측헤드(도 9에서는 상측에 형성된 헤드)의 가장자리에 대응되는 부위가 리벳 외측헤드의 가장자리에 상향 압착되고 내측플레이트(110)의 저면 중 슬리브(141)에 형성된 걸림턱(142)의 끝단과 대응되는 부위가 걸림턱(142)의 끝단 상면에 하향 압착되어(점선 화살표 참조), 리벳 전체에는 인장력이 인가된다. 따라서 리벳 구조의 체결수단(145) 전체가 내인장성이 큰 재료로 제작되는 경우 도 9와 같이 내측플레이트(110)가 휘어지는 현상은 발생되지 아니하게 된다.
즉, 리벳 구조의 체결수단(145)으로 슬리브(141)를 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)에 결합시키게 되면 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120)의 휨 변형을 더욱 효과적으로 방지할 수 있으므로, 몸체패널(100) 전체의 휨강도가 향상된다는 효과를 얻을 수 있게 된다.
도 10은 본 발명에 포함되는 가압부재(140)의 다른 실시예 단면도이다.
본 발명에 포함되는 가압부재(140)는, 도 1 내지 도 9에 도시된 실시예와 같이 내측플레이트(110)와 외측플레이트(120) 모두가 체결수단(145)에 의해 슬리브(141)의 길이방향 양단에 압착 결합되도록 구성될 수도 있으며, 도 10에 도시된 바와 같이 내측플레이트(110)만이 체결수단(145)에 의해 슬리브(141)의 길이방향 일단에 압착 결합되고, 외측플레이트(120)는 슬리브(141)의 길이방향 타단에 접합 방식으로 결합되도록 구성될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이 상기 슬리브(141)의 길이방향 타단(도 10에서는 하단)과 외측플레이트(120)가 접합 방식으로 결합되면 외측플레이트(120)의 외측면(도 10에서는 저면)으로 돌출되는 구성요소가 없어 외측플레이트(120)의 외측면이 매끄러운 상태를 유지할 수 있으므로, 선박 운행 시 물과의 마찰저항을 감소시킬 수 있고 외관이 미려해진다는 장점이 있다. 이때, 슬리브(141)의 길이방향 타단을 외측플레이트(120)에 접합시키는 방법으로는, 별도의 접착제를 이용하는 방법이나 열융착을 이용하는 방법 등 여러 가지 방법들이 적용될 수 있다. 또한, 슬리브(141)의 일단(도 10에서는 상단)에 리벳 구조의 체결수단(145)이 체결될 수 있도록, 상기 슬리브(141)는 중공형 파이프 형상으로 형성되되 내주면 길이방향 일측에 걸림턱(142)이 구비되어야 할 것이다.
도 11은 본 발명에 의한 침수방지용 선박의 제조과정을 순차적으로 도시하는 단면도이다.
본 발명에 포함되는 몸체패널(100) 제작 시 몸체패널(100)을 센터프레임(200)에 결합시키고자 하는 경우에는, 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이 먼저 센터프레임(200)의 좌우측 외주면에 각각 외측플레이트(120)의 하측을 결합시킨다. 이때 상기 외측플레이트(120)의 하측은 본 실시예에 도시된 바와 같이 리벳 등의 체결수단(145)에 의해 센터프레임(200)에 결합될 수도 있고, 열융착 등의 방법에 의해 센터프레임(200)에 결합될 수도 있다. 이때, 외측플레이트(120)와 센터프레임(200) 간의 결합부위로 물이 유입되지 아니하도록, 상기 외측플레이트(120)와 센터프레임(200)이 상호 접촉되는 부위에는 고무패드 등과 같은 실링부재가 삽입됨이 바람직하다.
한 쌍의 외측플레이트(120) 결합이 완료되면, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이 한 쌍의 외측플레이트(120)를 벌려 상호 간의 간격이 멀어지도록 한 후, 도 11의 (c)에 도시된 바와 같이 체결수단(145)을 이용하여 좌우 각 외측플레이트(120)의 내측면에 슬리브(141)를 결합시킨다. 슬리브(141)의 결합이 완료되면, 도 11의 (d)에 도시된 바와 같이 슬리브(141) 사이마다 부력부재(130)를 안착시키고 상기 부력부재(130)가 덮여지도록 내측플레이트(110)를 안착시킨 후, 도 11의 (e)에 도시된 바와 같이 체결수단(145)을 이용하여 슬리브(141)의 일단(본 실시예에서는 슬리브(141)의 길이방향 상단)에 내측플레이트(110)를 결합시킨다. 이때, 상기 내측 플레이트(110)는 좌측의 외측플레이트(120)를 덮기 위한 부위와 우측의 외측플레이트(120)를 덮기 위한 부위로 이루어지며, 좌측의 외측플레이트(120)를 덮기 위한 부위와 우측의 외측플레이트(120)를 덮기 위한 부위는 센터프레임(200)에 결합되되 선박 내부로 물이 유입되는 현상이 발생되지 아니하도록 상기 센터프레임(200)과 결합된 부위가 방수 실링된다.
몸체패널(100)과 센터프레임(200)의 조립이 완료되면, 도 11의 (f)에 도시된 바와 같이 몸체패널(100) 내측에 가이드부재(300)를 설치한 후, 가이드부재(300)의 거치프레임(320) 상에 갑판(400)을 안착시킨다.
상기 설명한 바와 같이 몸체패널(100)과 센터프레임(200)이 일체가 되도록 제작을 하는 경우, 몸체패널(100)을 제작하는 공정과 몸체패널(100)과 센터프레임(200)을 결합시키는 공정을 각각 별도로 수행할 필요가 없으므로 제조공정이 단순해지고, 몸체패널(100)과 센터프레임(200) 간의 결합력이 더욱 향상된다는 장점이 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 침수방지용 선박의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 침수방지용 선박의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 침수방지용 선박의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 A-A선을 따라 절단한 본 발명에 의한 침수방지용 선박의 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 포함되는 몸체패널의 내부구성을 도시하는 분해사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 부력부재의 배열형상을 도시한다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 포함되는 몸체패널에 하중이 인가되었을 때의 각 부 형상을 도시하는 단면도이다.
도 10은 본 발명에 포함되는 가압부재의 다른 실시예 단면도이다.
도 11은 본 발명에 의한 침수방지용 선박의 제조과정을 순차적으로 도시하는 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 몸체패널 110 : 내측플레이트
120 : 외측플레이트 130 : 부력부재
140 : 가압부재 141 : 슬리브
145 : 체결수단 200 : 센터프레임
300 : 가이드부재 400 : 갑판

Claims (16)

  1. 선체의 하판과 측판이 몸체패널로 이루어지되,
    상기 몸체패널은, 상호 이격된 내측플레이트 및 외측플레이트와, 상기 내측플레이트와 외측플레이트 사이에 구비되는 부력부재와, 상기 내측플레이트와 외측플레이트를 상기 부력부재 측으로 가압하여 체결하는 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 침수방지용 선박.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가압부재는, 상기 내측플레이트와 외측플레이트 사이에 구비되며 길이방향 양단이 상기 내측플레이트와 외측플레이트에 접촉되는 슬리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 침수방지용 선박.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가압부재는, 상기 내측플레이트를 상기 슬리브의 일단에 압착 결합시키고 상기 외측플레이트를 상기 슬리브의 타단에 압착 결합시키는 한 쌍의 체결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 침수방지용 선박.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 슬리브는 중공형 파이프 형상으로 형성되고,
    상기 체결수단은 상기 내측플레이트 또는 외측플레이트를 상기 슬리브에 결합시키는 리벳인 것을 특징으로 하는 침수방지용 선박.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 가압부재는 상기 내측플레이트를 상기 슬리브의 일단에 압착 결합시키는 체결수단을 포함하고,
    상기 슬리브는 타단이 상기 외측플레이트에 접합되는 것을 특징으로 하는 침수방지용 선박.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 슬리브는 중공형 파이프 형상으로 형성되고,
    상기 체결수단은 상기 내측플레이트를 상기 슬리브에 결합시키는 리벳인 것을 특징으로 하는 침수방지용 선박.
  7. 제1항에 있어서,
    선체의 길이방향 중심축을 따라 길이를 갖는 센터프레임을 더 포함하고,
    상기 몸체패널은 하측이 상기 센터프레임에 결합되어 좌우로 상호 이격되도록 쌍으로 구비되는 것을 특징으로 하는 침수방지용 선박.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 외측플레이트는 하측이 상기 센터프레임에 결합되고,
    상기 내측플레이트는 상기 외측플레이트의 내측면을 덮도록 결합되는 것을 특징으로 하는 침수방지용 선박.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 몸체패널 사이에 장착되어 상기 한 쌍의 몸체패널 간의 이격거리 및 이격형상을 일정하게 고정시키는 가이드부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침수방지용 선박.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가이드부재는, 상기 한 쌍의 몸체패널에 각각 밀착되며 하측이 상호 연 결되는 한 쌍의 지지프레임과, 상기 한 쌍의 지지프레임 사이에 결합되어 갑판이 거치되는 거치프레임을 구비하는 것을 특징으로 하는 침수방지용 선박.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 부력부재는 탄성을 갖는 물질로 제작되며, 상기 슬리브의 높이는 상기 부력부재의 높이보다 작은 것을 특징으로 하는 침수방지용 선박.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 슬리브의 외경은 이웃하는 두 부력부재 사이의 간격보다 큰 것을 특징으로 하는 침수방지용 선박.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 부력부재는 가로방향과 세로방향으로 등간격 배열되고, 상기 가압부재는 인접한 네 개의 부력부재 사이에 장착되는 것을 특징으로 하는 침수방지용 선박.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 부력부재는 상기 가압부재가 지나는 부위에 모따기면이 형성되는 것을 특징으로 하는 침수방지용 선박.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부력부재는 발포수지인 것을 특징으로 하는 침수방지용 선박.
  16. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부력부재는 내부에 기체가 주입되어 밀봉된 기체캡슐인 것을 특징으로 하는 침수방지용 선박.
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