KR20120001133A

KR20120001133A - 벌크화물선의 하부스툴 보강 방법

Info

Publication number: KR20120001133A
Application number: KR1020100061783A
Authority: KR
Inventors: 김지양
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2012-01-04

Abstract

본 발명은 벌크화물선의 하부스툴 보강 방법에 관한 것으로, 그 목적은 지지보강하는 수직보강재를 용접과 도장이 용이한 형태로 바꾸어 생산공수 및 강재 사용량을 줄이고, 또한 연결보강재를 이용하여 형태 변경에 따른 강성저하를 보완할 수 있도록 한 보강방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 구성은 벌크 화물선에 형성된 화물창(Cargo Hold)을 다수개로 나누는 격벽 또는 파형격벽 하부에 형성된 하부 스툴을 수직보강재를 이용하여 보강하는 방법에 있어서, 하부 스툴 내부에 다수개의 "L"자 형상 수직보강재를 일정 간격으로 격벽(또는 선체) 및 하부스툴에 용접하고, 이후 이웃하게 배열된 "L"자 형상 수직보강재간의 강성 보강을 위해 "L"자 형상 수직보강재의 "L"자 형상 단면에 대응하는 "L"자 슬롯이 다수개 형성된 "T"자 형상 연결보강재를 "L"자 형상 수직보강재에 끼워 넣어 용접함으로써 하부 스툴을 지지보강하는 벌크화물선의 하부스툴 보강 방법을 발명의 특징으로 한다.

Description

벌크화물선의 하부스툴 보강 방법{Method for reinforcing lower stool of bulk carrier}

본 발명은 벌크화물선(산적화물선)의 하부스툴 보강 방법에 관한 것으로, 자세하게는 용접 및 도장 작업을 수월하게 하기 위해 종래 "T"자 형상을 가지는 수직보강재(vertical stiffener) 대신에 "L"자 형상을 가지는 수직보강재(vertical stiffener)를 설치하여 하부스툴을 지지하고, 이웃하는 수직보강재 간의 강성을 보강하기 위해 "L"자 슬롯이 형성된 "T"자 형상 연결보강재를 "L"자 형상 수직보강재에 끼운후 용접 보강함으로써 하부스툴의 강성을 보강하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 벌크화물선(Bulk Carrier)은 사전상 의미를 찾아보면 곡물, 광석,ㅇ석탄 등을 포장하지 않고 그대로 선창(船倉)에 싣고 수송하는 화물선으로, 곡물 운반선 광석 운반선 석탄 운반선 등이 이에 해당되며, 기름만을 싣는 배는 유조선(油槽船)이라고 한다. 화물의 특성에 따라 설계, 싣고 내리는 장치 등이 특수한 형태이다. 보통 배에서는 하층의 화물이 짓눌리지 않도록 중갑판으로 사이를 막지만 벌크 화물선에는 칸막이가 없고 땅딸막한 형태를 한 것이 특징이라고 되어 있다.

이하 벌크화물선(Bulk Carrier)의 기본적인 구조를 참조한 도면을 따라 살펴본다. 첨부된 도면 및 자료는 인터넷상에서 검색된 자료이다.

도 3은 격벽으로 나뉘어진 다수개의 화물창(Cargo Hold)을 보인 일반적인 벌크화물선의 평면도이고, 도 4 및 5는 일반적인 화물창(Cargo Hold)의 내부 구조를 보인 예시도이다.

도시된 바와 같이 벌크화물선은 산적으로 적재되는 화물을 다수개의 격벽으로 나뉘어 이루어진 다수개의 화물창(Cargo Hold)이 구비된 선박으로, 개별적인 화물창(Cargo Hold)은 도 4 및 5에 도시된 바와 같이 산적한 화물이 선박 운행시 아전운행에 방해가 되지 않도록 특별한 구조를 가지게 설계한다. 즉, 화물이 산적되기 때문에 운항 중에 표면의 침하나 이동에 대하여 충분한 안정성을 확보할 수 있도록 화물창 구조를 구비해야 하기 때문이다.

이하 보다 구체적으로 벌크 화물선의 개별 화물창(Cargo Hold) 구조를 살펴본다.

- 톱 사이드 탱크(top side tank)

벌크화물선(산적화물선)은 화물이 산적으로 되기 때문에 운항 중에 표면의 침하나 이동에 대하여 충분한 안정성을 확보할 수 있도록 화물창의 전 길이에 걸쳐 톱 사이드 탱크가 설치되어 있다. 곡물 등과 같은 낱알(grain)화물을 화물창에 실을 때 화물이 쌓이는 표면은 어떤 일정한 경사각을 이루는 성질이 있다. 이를 안식각(rest angle)이라 하며 30도 정도 된다. 산적화물선에서는 톱 사이드 탱크의 수평 방향 각도를 최소 30도 이상으로 설계하여 화물과의 사이에 공간이 생기지 않도록 한다. 각도가 30도 미만일 경우에는 낱알 복원력(grain stability) 계산시 빈 공간(void space)에 대한 추가 고려가 필요하다. 톱 사이드 탱크는 밸러스트 탱크(ballast tank)로서도 이용되는 이외에 재화계수가 (체적비중 0.7)이상의 가벼운 곡물을 적재하거나 액체 화물의 탱크로서도 이용된다.

- 사이드 호퍼(side hopper)

대형 산적화물선의 이중저는 종통 격벽이 없다. 따라서 이중저 강도를 높이기 위하여 사이드 호퍼를 설치하여 이중저의 평면부를 제한하고 이중저의 선측부에 대한 고착도를 증대하고 있다. 또한 사이드 호퍼는 그랩(grab) 하역의 경우 화물의 셀프 트리밍을 이용하여 하역 능률을 향상시키는 역할도 한다.

사이드 호퍼의 수평 방향 경사각은 화물 하역 시 화물이 자연히 낙하할 수 있는 각도와 이중저의 호퍼 탱크간의 폭과 하부 스툴(lower stool)의 높이를 고려하여 결정하여야 하는데, 일반적으로 45도 이상이다. 대형선에서는 이중저 탱크 및 톱 사이드 탱크만으로는 충분한 밸러스트량을 확보할 수 없기 때문에 중앙부 부근의 화물창에 밸러스트를 적재할 수 있는 탱크를 만들어 놓는데, 이것을 디이프 탱크(deep tank)라고 한다.

- 화물창구(hatch opening) 폭

화물창구의 폭은 넓을수록 하역 작업을 용이하게 할 수 있으나 선체 강도와 선가면에서 불리하므로 적정 폭으로 선정하는 것이 중요하며 일반적으로 폭의 45∼50% 정도이다.

- 해치 코밍(hatch coaming) 높이

코밍 높이의 결정 기준은 화물창 내의 시야를 상갑판에서 충분히 확보할 수 있는 높이가 우선 되어야 한다. 그러나 높이가 너무 높으면 화물창 바닥의 시야를 확보하기가 어려울 것이고, 너무 낮으면 화물창 내로 추락할 위험이 있다. 그러므로 그 높이는 정도가 적당하다. 또한 코밍 높이의 증가로 주요치수의 변경없이 화물창 용적을 증가시킬 수 있다.

- 격벽

화물창(선창부, Cargo Hold)의 횡격벽은 하부가 호퍼로 되어 있어 파형격벽(corrugate bulkhead)을 적용하며 상, 하부에 횡스툴(transverse stool)을 배치한다.

- 상부/하부 스툴(upper/lower stool)

파형격벽의 상,하부는 스툴을 설치하여 탑 사이드 탱크(top side tank), 사이드 호퍼 탱크(side hopper tank)와 구조적으로 연속이 되도록 한다. 상부 스툴의 용도는 보통 빈 공간(void)으로 하며 화물창과 상부 스툴의 연계 관계를 반드시 사양서에 명기하도록 한다. 또한 하부 스툴(lower stool)은 빈 공간 또는 밸러스트 탱크로 사용할 수 있다. 하부 스툴의 높이는 AWWF의 수직 사다리(vertical ladder)를 하부 스툴 내에 배치할 수 있도록 최대 6m 이내로 하는 것이 좋다.

하지만 상기와 같은 벌크화물선(Bulk Carrier)은 물동량 감소에 따른 벌크화물선(Bulk Carrier) 가격 하락으로 가격 경쟁력 확보가 필요하게 되었다. 이러한 가격 경쟁력 확보차원에서 현장 생산성 향상을 위한 구조 개선이 필요하게 되었는데, 특히 과도한 공수 및 자재가 소요되는 하부스툴의 개선이 요망되고 있다.

이하 하부스툴의 구조 및 문제점을 살펴본다.

도 6은 일반적인 화물창(Cargo Hold)의 단면 구조도이고, 도 7은 하부스툴을 지지하는 수직보강재를 보인 도 6의 A-A'선의 단면 구조도이고, 도 8은 하부스툴을 지지하는 수직보강재의 형상을 보인 사시도로, 하부스툴을 지지하는 구조는 다수개의 "T"자 형상으로 이루어진 수직보강재가 수직 및 경사지게 용접설치되고, 수직 및 경사지게 설치된"T"자 형상 수직보강재간을 지지부재가 상부에서 연결되어 지지되어, 경사지게 설치된 하부스툴을 함께 보강 지지되는 구조를 가진다.

하지만 이와 같은 구조의 수직보강재는 강성 측면에서는 문제가 없지만 용접 및 도장 측면에서는 많은 단점이 있다. 그 이유는 용접에 의해"T"자 형상을 갖추고, 이를 선체 프레임이나 격판 등에 용접시 그 형태가 "T"자 형상으로 이루어짐으로 인해 용접토치등을 이용시 공간확보가 어려워 용접 작업에 많은 공수가 투입되는 문제가 있고, 마찬가지로 도장 작업시에도 그 형상적 특징에 의해 스프레이 등을 이용하여 도장작업시 공간확보가 어려워 골고루 도색되지 않을수 있다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 하부스툴을 지지보강하는 수직보강재를 용접과 도장이 용이한 형태로 바꾸어 생산공수 및 강재 사용량을 줄이고, 또한 연결보강재를 이용하여 형태 변경에 따른 강성저하를 보완할 수 있도록 한 보강방법을 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 벌크 화물선에 형성된 화물창(Cargo Hold)을 다수개로 나누는 격벽 또는 파형격벽 하부에 형성된 하부 스툴을 수직보강재를 이용하여 보강하는 방법에 있어서, 하부 스툴 내부에 다수개의 "L"자 형상 수직보강재를 일정 간격으로 격벽(또는 선체) 및 하부스툴에 용접하고, 이후 이웃하게 배열된 "L"자 형상 수직보강재간의 강성 보강을 위해 "L"자 형상 수직보강재의 "L"자 형상 단면에 대응하는 "L"자 슬롯이 다수개 형성된 "T"자 형상 연결보강재를 "L"자 형상 수직보강재에 끼워 넣어 용접함으로써 하부 스툴을 지지보강하는 것을 특징으로 하는 벌크화물선의 하부스툴 보강 방법을 제공함으로써 달성된다.

상기와 같이 본 발명은 벌크화물선의 화물창을 나누는 파형격벽 하부에 형성된 하부 스툴을 지지하는 수직보강재를 "L"자 형태로 구성함으로써 용접과 도장이 용이한 형태로 바꾸었고, 또한 수직보강재 형상 변경에 따른 강성 저하 방지를 위해 이웃하는 수직보강재 간을 "L"자 슬롯이 형성된"T"자 형상 연결보강재를 끼원 용접함으로써 하부스툴을 지지보강하는데 사용되는 수직보강재 및 조립시 드는 생산공수를 종래 "T"자 형상을 가지는 수직보강재 사용시보다 절감시켰다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 하부스툴을 지지하는 수직보강재의 보강 구조를 보인 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 하부스툴을 보강하는 수직보강재간의 연결 보강 구조를 보인 사시도이고,
도 3은 격벽으로 나뉘어진 다수개의 화물창(Cargo Hold)을 보인 일반적인 벌크화물선의 평면도이고,
도 4 및 5는 일반적인 화물창(Cargo Hold)의 내부 구조를 보인 예시도이고,
도 6은 일반적인 화물창(Cargo Hold)의 단면 구조도이고,
도 7은 하부스툴을 지지하는 수직보강재를 보인 도 6의 A-A'선의 단면 구조도이고,
도 8은 하부스툴을 지지하는 수직보강재의 형상을 보인 사시도이다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 하부스툴을 지지하는 수직보강재의 보강 구조를 보인 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 하부스툴을 보강하는 수직보강재간의 연결 보강 구조를 보인 사시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명은 벌크 화물선에 형성된 화물창(Cargo Hold)을 다수개로 나누는 격벽(또는 파형격벽) 하부에 형성된 하부 스툴(1)을 지지하도록 수직 및 경사지게 설치된 다수개의 수직보강재를 종래 "T"자 형상을 가지는 수직보강재(vertical stiffener) 보다 길이가 짧고, 단면 형상 가공을 위한 용접이 필요없는 "L"자 형상 수직보강재(2)로 구성하고, 이"L"자 형상 수직보강재(2) 다수개를 일정 간격으로 격벽(4) 또는 하부스툴 격벽에 용접하고, 이후 수직 및 경사지게 설치된"L"자 형상 수직보강재간의 강성을 보강하기 위해 다수개의 "L"자 형상 슬롯이 배열되어 형성된 "T"자 형상 연결보강재(3)를 다수개의 "L"자 형상 수직보강재(2)에 끼워 일정 지점에 위치 시킨 후 연결 지점을 용접하였다. 즉, "T"자 형상 연결보강재(3)를 "L"자 형상 수직보강재(2)의 일측단에서 "L"자 단면을 따라 "L"자 슬롯(31)을 맞춘 후 삽입하여 이웃하는 "L"자 형상 수직보강재(2)간을 연결 보강한다. 따라서 상기 "T"자 형상 연결보강재(3)는 상기 다수개의 "L"자 형상 수직보강재(2)의 배열 위치에 맞게 다수개의 "L"자 슬롯(31)을 형성한다.

이후 조립 및 용접이 완료되면 도장작업을 거쳐 완성된다.

즉, 도 1에 도시된 "L"자 형상 수직보강재(2)는 격벽 또는 선체(4)에 용접후 도장되고, 경사지게 형성된 우측의"L"자 형상 수직보강재(2)는 하부스툴 판재에 용접후 도장되어, 종래 종래 "T"자 형상을 가지는 수직보강재(vertical stiffener) 보다 용접과 도장작업이 용이한 형태로 바뀌었다.

보다 상세히 설명하자면 상기 "L"자 형상을 가진 수직보강재는 종래"T"자 형상을 가지는 수직보강재에 비해 그 길이가 짧게 형성하여, 종래"T"자 형상 수직보강재처럼 양측으로 돌출된 부위 없이 일측만 돌출됨으로 인해 용접 및 도장시 발생하는 간섭부분이 대폭 절감된다.

즉, 종래 "T"자 형상 수직보강재를 선체 또는 격벽 구조체에 용접 및 도장시 "ㅡ"자 형상을 가지는 부재의 끝단에 직각방향으로 위치된 "ㅡ"자 형상을 가지는 부재를 덧대어 용접함으로써 용접 작업 공간 확보가 어려워 용접에 많은 어려움이 따랐는데, 이와 같은 용접의 곤란성이 "L"자 형상을 가진 수직보강재를 구비하여 격벽(또는 선체, 4)에 용접함으로써 보다 적은 공수로 하부 스툴 보강 구조를 설치하게 되었고, 강재 양 역시 획기적으로 줄게 되었다.

마찬가지로 도장시도 보다 용이하게 도장이 가능하게 되었다. 예전에는 구조상의 문제로 인해 불완전한 용접이나 도장이 발생하여 구조적인 문제점과 내구성 문제가 일어날 수 있었는데 그와 같은 문제점이 원천적으로 예방되게 되었다.

또한 수직보강재 형상 변경에 따른 강성 저하 방지를 위해 이웃하는 수직보강재간을 "T"자 형상을 가지는 연결보강재를 끼워 용접함으로써 구조적으로도 수직 및 수평방향으로 서로 지지하게 됨으로써 이전 "T"자 형상 수직보강재만으로 하부 스툴을 보강 지지하는 것보다 보다 안정적인 구조를 제공하게 되었다.

상기"L"자 형상 수직보강재(2)는 용접에 의해 형성된 모양이 아니고 처음부터 "L"자 형상 형강을 이용한다. 이로인해 종래처럼 "T"형상 수직보강재를 만들기 위한 공수 자체가 필요없게 되었다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 하부 스툴
(2) : "L"자 형상 수직보강재
(3) : "T"자 형상 연결보강재
(4) : 격벽(또는 선체)
(5) : 지지부재
(31) : "L"자 슬롯

Claims

벌크 화물선에 형성된 화물창(Cargo Hold)을 다수개로 나누는 격벽 또는 파형격벽 하부에 형성된 하부 스툴을 수직보강재를 이용하여 보강하는 방법에 있어서,
하부 스툴 내부에 다수개의 "L"자 형상 수직보강재를 일정 간격으로 격벽(또는 선체) 및 하부스툴에 용접하고, 이후 이웃하게 배열된 "L"자 형상 수직보강재간의 강성 보강을 위해 "L"자 형상 수직보강재의 "L"자 형상 단면에 대응하는 "L"자 슬롯이 다수개 형성된 "T"자 형상 연결보강재를 "L"자 형상 수직보강재에 끼워 넣어 용접함으로써 하부 스툴을 지지보강하는 것을 특징으로 하는 벌크화물선의 하부스툴 보강 방법.