KR20120022330A - 선박의 브릿지윙의 방진 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 브릿지윙의 형상 변경을 통하여 진동 문제점을 해결하고, 최소 중량을 사용하여 설계 시의 효율을 높일 수 있도록 개선된 브릿지윙의 방진 구조에 관한 것이다.

Description

선박의 브릿지윙의 방진 구조{Anti-vibration Structure of Bridge Wing of Ship}

본 발명은 선박의 데크하우스(Deck House)에 설치되는 브릿지윙(Bridge Wing)의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 선박에는, 항구에 선박을 정박하거나 운하를 운항할 때 선원들이 데크하우스의 끝단에 서서 선박의 충돌 여부를 확인할 수 있도록 하기 위하여, 데크하우스 최상부의 좌우 끝단에 브릿지윙이라는 구조물을 선각 부재로 설치한다.

브릿지윙의 형상은 선박의 데크하우스의 형태에 따라 진동과 구조적인 측면을 고려하여 설계되고 있으나, 통상은 도 1에 도시된 바와 같이 타워형(Tower Type) 데크하우스에 맞추어진 브릿지윙(이하, ‘기존의 브릿지윙’이라 함)의 형상이 주로 이용되고 있다(도 1의 A).

그런데, 기존의 브릿지윙의 형상에 따르면 다음과 같은 문제가 발생한다.

첫째, 기존의 브릿지윙은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 선미측 벽면(Aft Side Wall)인 후면부에 굴절(Knuckle)(도 2 및 도 3의 B)이 존재하여 선수측 벽면(Fore Side Wall)인 전면부와는 강성 차이가 날 수밖에 없어 이에 따라 토션(Torsion) 진동 모드가 발생하고(도 3의 C), 하부의 형상이 개방형(Open Type)으로 되어 있는 관계로 브릿지윙의 전체 토션에 대한 강성이 낮다. 둘째, 브릿지윙의 무게에 의해 데크하우스의 진동이 가중된다.

기존의 브릿지윙의 문제점을 파악하기 위해 상용해석 프로그램(Nastra/Partran)을 사용, 측정 데이터 분석을 통하여 진동의 방향을 확인한 바에 따르면(도 3), 브릿지윙의 국부 진동은 전면부와 후면부의 강성 차이에 따른 국부 브릿지윙 토션 모드에 의해 상부 데크에서 상하 방향으로의 진동이 발생하는 것을 알 수 있었고, 측정 결과를 통하여 기존의 브릿지윙의 무게에 의하여 데크하우스의 진동이 가중되는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 기존의 브릿지윙의 형상 변경을 통하여 진동의 문제점을 해결하고, 최소 중량을 사용하여 설계 시의 효율을 높일 수 있도록 개선된 브릿지윙의 방진 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 기타 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 이는 본 발명의 청구범위에 기재된 사항 및 그 실시 예의 개시 내용뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내의 수단 및 조합에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

데크하우스 최상부의 좌우 끝단에 설치되며, 전체로서 하나의 박스 형상을 갖는 몸체;

상기 몸체의 하부를 지지하는 삼각지지대 및;

상기 몸체 및 삼각지지대의 내부에 동일 간격으로 설치되는 다수 개의 칸막이;

를 포함하는 선박의 브릿지윙의 방진 구조

를 제시한다.

본 발명에 따르면, 브릿지윙의 진동이 발생하지 아니하고, 최소 중량을 사용하여 설계 시의 효율을 높일 수 있다.

본 발명의 다른 효과는, 이상에서 설명한 실시 예 및 본 발명의 청구범위에 기재된 사항뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내에서 발생할 수 있는 효과 및 산업 발전에 기여하는 잠정적 장점의 가능성들에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.

도 1 및 도 2는 기존의 브릿지윙.
도 3은 상용해석 프로그램을 이용한 기존의 브릿지윙의 진동 해석 결과.
도 4는 본 발명에 따른 선박의 브릿지윙의 방진 구조.
도 5는 상용해석 프로그램을 이용한 본 발명에 따른 선박의 브릿지윙의 방진 구조의 진동 해석 결과.
도 6은 본 발명에 따른 선박의 브릿지윙의 방진 구조의 몸체에 설치된 칸막이.
도 7은 본 발명에 따른 선박의 브릿지윙의 방진 구조의 삼각지지대에 설치된 칸막이.
도 8은 본 발명에 따른 선박의 브릿지윙의 방진 구조에 설치된 브래킷(위에서 바라본 모습).
도 9는 본 발명에 따른 선박의 브릿지윙의 방진 구조에 설치된 브래킷(측면에서 바라본 모습).
도 10은 네킹 현상.
도 11 및 도 12는 본 발명에서 브래킷의 설치에 따른 스팬의 변화.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

기존의 브릿지윙의 문제점은 브릿지윙의 전면부와 후면부의 강성 차이에 의해 토션 진동이 발생한다는 것과 브릿지윙의 무게에 의해 데크하우스의 진동이 가중된다는 것이다.

이에 본 발명은 기존의 브릿지윙의 형상 변경을 통하여 진동의 문제점을 해결하고, 최소 중량을 사용하여 설계 시의 효율을 높일 수 있도록 개선된 브릿지윙의 방진 구조를 제공하고자 한다.

도 4는 본 발명에 따른 선박의 브릿지윙의 방진 구조를 보여준다.

본 발명에 따른 선박의 브릿지윙의 방진 구조는, 데크하우스 최상부의 좌우 끝단에 설치되며, 전체로서 하나의 박스 형상을 갖는 몸체(10); 몸체(10)의 하부를 지지하는 삼각지지대(20) 및; 몸체(10) 및 삼각지지대(20)의 내부에 동일 간격으로 설치되는 다수 개의 칸막이(30);를 포함하여 이루어진다.

몸체(10)는 본 발명에 따른 선박의 브릿지윙의 방진 구조를 이루는 주된 요소로서, 데크하우스 최상부의 좌우 끝단에 설치된다.

몸체(10)는 전체로서 하나의 박스 형상을 갖는데, 보다 명확하게 말하면 도 6에 도시된 바와 같이, 좌우로 길게 뻗은 직육면체의 형상을 갖는다. 따라서 몸체(10)는 도 8에 도시된 바와 같이, 선수 및 선미측 방향(전후 방향)으로 대칭의 구조를 가지며, 선미측 벽면인 후면부 및 선수측 벽면인 전면부에는 어떠한 굴절도 존재하지 않는다.

따라서 본 발명의 몸체(10)에는 전면부와 후면부의 강성 차이가 존재하지 않아 토션 진동이 발생하지 않게 된다. 도 5에는 상용해석 프로그램을 이용하여 본 발명에 따른 선박의 브릿지윙의 방진 구조의 진동 해석을 수행한 결과가 나타나 있는데, D를 보면 몸체(10)에 토션 진동이 발생하지 않고 있음을 확인할 수 있다. 이는 도 3의 C에서와 같이 기존의 브릿지윙에서 과도하게 발생하였던 토션 진동과 극명히 대비된다.

삼각지지대(20)는 데크하우스와 몸체(10) 사이에 설치되는데, 데크하우스에 기반하여 몸체(10)의 하부를 지지하는 역할을 한다.

삼각지지대(20)는 도 4 및 도 7에 나타난 바와 같이, 박스 형상의 요소들(20a, 20b, 20c)이 상호 결합하여 이루어진 결합체이다. 따라서 본 발명의 삼각지지대(20)에도 전면과 후면 간의 강성 차이가 존재하지 않아 토션 진동이 발생하지 않게 된다.

또한 삼각지지대(20)는 몸체(10)와 마찬가지로 전후 방향으로 대칭의 구조를 갖는다. 이러한 삼각지지대(20)로 인하여 본 발명에 따른 선박의 브릿지윙의 방진 구조는 위에서 볼 때 도 8에 도시된 바와 같이 전후 방향으로 대칭인 삼각형 형상을 갖게 된다. 이로 인하여 브릿지윙이 선박의 선수 및 선미측 방향(전후 방향)으로 진동하는 것이 효과적으로 억제될 수 있다.

도 5의 E를 보면 삼각지지대(20)에 진동이 발생하지 않고 있음을 확인할 수 있다. 이는 도 3의 C에서와 같이 기존의 브릿지윙에서 과도하게 발생하였던 진동 양상과 극명히 대비된다.

칸막이(Diaphragm)(30)는 박스 형상의 몸체(10) 및 삼각지지대(20)의 내부에 다수 개가 동일 간격으로 설치된다.

칸막이(30)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 판상의 보강 부재이다. 도 6은 본 발명에 따른 선박의 브릿지윙의 방진 구조의 몸체(10)에 설치된 칸막이(30)를, 그리고 도 7은 삼각지지대(20)에 설치된 칸막이(30)를 보여준다.

본 발명은 몸체(10) 내부에 칸막이(30)를 동일 간격으로 설치함으로써 몸체(10)의 토션 진동 및 네킹(Necking) 현상을 보다 효과적으로 제거하고자 하였고, 삼각지지대(20) 내부에도 칸막이(30)를 동일 간격으로 설치함으로써 네킹 현상을 방지하고 진동에 대한 충분한 강성을 확보하고자 하였다.

네킹 현상이란 도 10에 나타난 바와 같이, 강성이 약한 박스 형상의 구조물에 강한 진동이 발생할 때 그 구조물이 외력을 이기지 못하고 뒤틀리는 현상을 말한다. 따라서 본 발명에서는 몸체(10) 및 삼각지지대(20)의 내부에 칸막이(30)를 설치하여 강성을 보강함으로써 이러한 네킹 현상을 방지하고자 한 것이다.

도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 선박의 브릿지윙의 방진 구조에 설치된 브래킷을 보여준다.

본 발명은 도 4 및 도 8에 도시된 바와 같이, 몸체(10)와 데크하우스가 연접하는 지점(F)에 전후 양측으로 브래킷(40)을 설치함으로써 브릿지윙이 선박의 선수 및 선미측 방향(전후 방향)으로 진동하는 것을 보다 효과적으로 억제하고자 하였다.

또한 본 발명은 도 4 및 도 9에 도시된 바와 같이, 삼각지지대(20)와 몸체(10)가 연접하는 지점(G)의 좌우 양측 및 삼각지지대(20)와 데크하우스가 연접하는 지점(H)의 상하 양측으로 브래킷(50, 60)을 설치함으로써 지지점의 스팬(Span)을 줄여 몸체(10)의 상하 진동을 효과적으로 억제하고자 하였다.

일반적으로 구조 강성은 스팬의 길이에 반비례하는 바, 스팬의 길이가 길면 구조 강성은 약해지고 스팬의 길이가 짧으면 구조 강성은 강해지게 된다. 이에 본 발명에서는 상기한 바와 같이, 삼각지지대(20)와 몸체(10)가 연접하는 지점(G)의 좌우 양측에 브래킷(50)을 설치함으로써 지지점의 스팬을 줄여 브릿지윙의 상하 방향(Vertical)의 구조 강성을 증가시킨 것이다(도 11 참조). 이는 삼각지지대(20)와 데크하우스가 연접하는 지점(H)의 상하 양측으로 브래킷(60)을 설치한 경우도 마찬가지이다(도 12 참조).

본 발명에 따른 선박의 브릿지윙의 방진 구조에 의하면, 기존의 브릿지윙과 동일한 강성을 유지하면서도 사용되는 강재의 양은 기존의 브릿지윙보다 크게 줄일 수 있다. 따라서 본 발명에 따르면, 데크하우스의 좌우 양 끝단에서 발생하는 관성력이 줄어들게 되어, 브릿지윙이 데크하우스의 진동을 가중시키던 기존의 문제를 효과적으로 해결할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 몸체
20 : 삼각지지대
30 : 칸막이
40, 50, 60 : 브래킷

Claims (7)

1. 데크하우스 최상부의 좌우 끝단에 설치되며, 전체로서 하나의 박스 형상을 갖는 몸체;
   상기 몸체의 하부를 지지하는 삼각지지대 및;
   상기 몸체 및 삼각지지대의 내부에 동일 간격으로 설치되는 다수 개의 칸막이;
   를 포함하는 선박의 브릿지윙의 방진 구조.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸체는 전후 방향으로 대칭의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 선박의 브릿지윙의 방진 구조.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 삼각지지대는 전후 방향으로 대칭의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 선박의 브릿지윙의 방진 구조.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 삼각지지대는 박스 형상의 요소들의 결합체인 것을 특징으로 하는 선박의 브릿지윙의 방진 구조.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸체에는 데크하우스와 연접하는 지점에 전후 양측으로 브래킷을 설치하는 것을 특징으로 하는 선박의 브릿지윙의 방진 구조.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 삼각지지대에는 상기 몸체와 연접하는 지점에 좌우 양측으로 브래킷을 설치하는 것을 특징으로 하는 선박의 브릿지윙의 방진 구조.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 삼각지지대에는 데크하우스와 연접하는 지점에 상하 양측으로 브래킷을 설치하는 것을 특징으로 하는 선박의 브릿지윙의 방진 구조.

Images