KR20120065173A - 펀넬부를 구비하는 선박 - Google Patents

Abstract

펀넬부를 구비하는 선박이 개시된다. 상기 선박은 배기가스를 배출하는 펀넬부가 구비되는 선박으로서, 상기 펀넬부의 외관은 횡단면이 원 또는 타원인 실린더 형상을 갖는다.

Description

펀넬부를 구비하는 선박{Ship having funnel part}

본 발명은 펀넬부를 구비하는 선박에 관한 것이다.

천연가스, 자동차, 컨테이너, 석유 등의 화물을 운반하는 경우, 수송비용, 수송시간 등의 운송 효율을 고려하여 일반적으로 선박을 이용하여 운송한다. 선박이 이동하기 위해선 추진장치가 필요한데, 프로펠러가 상기와 같은 역할을 하며, 상기 프로펠러와 샤프트로 연결된 디젤 엔진이 상기 프로펠러를 구동시킨다. 그런데, 상기 디젤 엔진의 작동 시에는 배기가스가 발생하기 때문에 상기 배기가스를 선체 외부로 배출하기 위한 배출관이 형성되어 있어야 한다. 또한, 선박으로 화물을 운송할 경우, 통상적으로 대양을 가로지르게 되므로 소요되는 시간이 수개월 이상이다.

따라서, 선박의 승선자들은 수개월간 선박 내에서 숙식을 해결하여야 한다. 숙식을 해결하기 위해선 전기를 공급하기 위한 발전기가 필요하고, 상기 발전기의 작동 시에는 배기가스가 발생하기 때문에 상기 배기가스를 선체 외부로 배출하기 위한 배출관이 형성되어 있어야 한다.

통상적으로 배출관은 선미 최상부에 형성되어 있다. 도 1은 종래의 선박의 선미부를 도시한 사시도이다.

종래의 선박의 선미부는 여객 및 선원이 거주하는 거주구(10)를 포함하고 있다. 상기 거주구(10) 상부 전방에는 휠 하우스(wheel house, 12)가 위치하고 있는데, 상기 휠 하우스(12)에서 선박의 진행방향을 조종한다.

상기 거주구(10)의 선미쪽 측부에는 엔진룸(30)이 위치하고 있고, 상기 엔진룸(30)의 상부에는 케이싱(22)이 위치하고 있으며, 상기 엔진룸(30)과 케이싱(22)을 관통하여 배출관(24)이 위치한다. 여기서 케이싱(22)과 배출관(24)을 통칭하여 통상 펀넬(20)이라 한다.

그러나, 상기와 같은 종래 선박의 케이싱(22)은 4개의 측면이 모두 각이 진 사각기둥의 형상을 하고 있어, 공기의 저항을 많이 받으며, 배출된 배기가스가 거주구(10) 및 휠 하우스(12)에 영향을 미치는 것을 방지하는 데에 한계가 있다.

본 발명의 일 실시예는 펀넬부에서 배출되는 배기가스가 거주구에 미치는 영향을 줄일 수 있는 선박을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 배기가스를 배출하는 펀넬부가 구비되는 선박으로서, 상기 펀넬부의 외관은 횡단면이 원 또는 타원인 실린더 형상인 것을 특징으로 하는 선박이 제공된다.

여기서, 상기 펀넬부는, 상기 배기가스가 배출되는 배출관; 상기 배출관을 둘러싸는 케이싱; 및 상기 케이싱을 둘러싸도록 배치되어 공기의 흐름을 변경시키며, 횡단면이 원 또는 타원인 실린더 형상의 둘레막을 포함할 수 있다.

이 때, 상기 둘레막은 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상일 수 있으며, 상기 케이싱 또한 상기 둘레막의 형상에 대응되도록 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 펀넬부 하류에서 발생하는 와류를 감소시켜 펀넬부에서 배출되는 배기가스가 거주구에 미치는 영향을 줄일 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 선박의 선미부를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 선미부를 도시한 도면.
도 3은 둘레막을 도시한 사시도.
도 4는 종래기술에 따른 선박에서의 배기가스 유동을 해석한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박에서의 배기가스 유동을 해석한 도면.

이하, 본 발명에 따른 펀넬부를 구비하는 선박의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(100)의 선미부를 도시한 도면이고, 도 3은 둘레막(126)을 도시한 사시도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 선박(100), 거주구(110), 휠 하우스(112), 펀넬부(120), 케이싱(122), 배출관(124), 둘레막(126), 엔진룸(130)이 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 선박은 배기가스를 배출하는 펀넬부(120)를 구비하며, 이 때 펀넬부(120)의 외관이, 횡단면이 원 또는 타원인 실린더 형상을 갖는 것에 큰 특징이 있다. 여기서 펀넬부(120)란, 실제로 배기가스가 배출되는 배출관(124)과 그 주위에 형성되는 케이싱(122) 및 기타 공기의 유동에 영향을 미치는 구조물을 모두 포함하는 개념으로, 본 실시예에서는 이러한 펀넬부(120)로서 배기가스가 배출되는 배출관(124); 배출관을 둘러싸는 케이싱(122); 및 케이싱(122)을 둘러싸도록 배치되는 둘레막(126)을 제시한다. 이 때, 둘레막(126)은 그 주위의 공기의 흐름을 변경시키며, 횡단면이 원 또는 타원인 실린더 형상으로 이루어진다. 이들에 대한 구체적은 후술하도록 한다.

본 실시예에서 선박(100)의 선미부는 여객 및 선원이 거주하는 거주구(110)를 포함하고 있다. 거주구(110)의 상부에는 휠 하우스(112, wheel house)가 위치하고 있는데, 휠 하우스(112)에서는 선원에 의해 선박(100)의 운항이 이루어진다.

한편, 거주구(110)의 선미쪽에는 엔진룸(130)이 위치하고 있고, 엔진룸(130)의 상부에는 펀넬부(120)가 위치한다. 즉, 엔진룸(130)의 상부에 케이싱(122)이 위치하고 있으며, 엔진룸(130)과 케이싱(122)을 관통하여 배출관(124)이 위치하게 된다. 배출관(124)에서는 선박(100)의 추진 장치인 프로펠러를 구동시키는 디젤 엔진(미도시)의 작동 시 발생하는 배기가스 및 선박에 전기를 공급하기 위한 발전기의 작동 시 발생하는 배기가스 등이 배출된다.

엔진룸(130)과 펀넬부(120)가 거주구(110)보다 선미 측에 위치하기는 하나, 선박(100)의 운항 시 선박(100)의 후방 또는 측후방에서 선박(100)을 향해 바람이 불어오게 되면, 펀넬부(120)에서 배출되는 배기가스가 거주구(110)에 영향을 미쳐 선원들에게 피해를 줄 수 있게 된다. 특히, 펀넬부(120)의 기하학적인 구조에 기인하여 하류 측에서 와류가 발생할 수 있는데, 이러한 와류에 의해 펀넬부(120)에서 배출된 배기가스가 거주구(110)와 같은 특정 지점에 트랩(trap)되는 현상이 발생하게 되면 그 피해는 더욱 커지게 된다.

이러한 현상을 방지하기 위한 방편 중 하나로, 배출관(124)이 휠 하우스(112)보다 높게 위치하도록 하여 배출관(124)으로부터 배출된 배기가스가 거주구(110) 및 휠 하우스(112)에 최대한 도달하지 않도록 할 수 있다.

이와 별도로 본 실시예에서는, 펀넬부(120)의 외관이 실린더 형상, 보다 구체적으로는 횡단면이 원 또는 타원인 실린더 형상을 갖는다. 다시 말해 펀넬부(120)의 외주면이 사방 모두 연속적인 곡면으로 이루어질 수 있는 것이다. 이러한 구조를 통해 선박의 항해 시 발생할 수 있는 공기의 저항을 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라, 하류에서의 와류를 최소화시킬 수 있게 된다.

이러한 구조를 구현하기 위해, 종래와 같이 다각 기둥 형상을 갖는 케이싱(122) 주위에 실린더 형상의 둘레막(126)을 배치하여, 둘레막(126)이 케이싱(122)을 둘러싸도록 하는 방법을 이용할 수 있다. 이 때, 둘레막(126)은 펀넬부(120)의 하류(본 실시예의 경우에는 선수 방향)에서 형성되는 와류를 감소시켜 펀넬부(120)에서 배출되는 배기가스가 거주구(110)와 휠 하우스(112)에 미치는 영향을 줄이는 기능을 수행할 수 있게 된다.

이 때, 둘레막(126)의 외주면은 사방 모두가 연속적인 곡면으로 이루어지며, 이러한 구조를 통해 둘레막(126)의 추가 설치에도 불구하고 선박의 항해 시 발생할 수 있는 공기의 저항을 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라, 하류에서의 와류를 최소화시킬 수 있게 된다.

한편, 케이싱(122)이 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 갖는 경우, 둘레막(126) 또한 케이싱(122)에 대응되도록 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 가질 수 있다. 항해 시 펀넬부(120)에 가해지는 모멘트를 줄여 보다 안정적인 구조를 구현하기 위하여 케이싱(122)이 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 가질 수 있는데, 이러한 경우에는 둘레막(126) 역시 케이싱(122)의 형상에 따라 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 가질 수 있는 것이다. 이러한 구조를 통하여 둘레막(126)의 구조 역시 보다 안정적으로 확보할 수 있게 될 것이다.

다른 한편, 둘레막(126)은 선체와 동일한 재질(예를 들면 강판)로 이루어져 선체와의 용접을 통해 결합될 수 있으며, 필요에 따라 소정의 거리만큼 펀넬부(120)과 이격되어 배치될 수도 있을 것이다.

이와 같이 통상적으로 다각 기둥 형상으로 이루어지는 케이싱(122)의 둘레에 별도의 구조물인 실린더 형상의 둘레막(126)을 설치하게 되면, 선박의 기본 설계에 대한 과도한 변경 없이 배기가스가 거주구(110)에 미치는 영향이 최소화 되도록 할 수 있게 된다. 즉, 케이싱(122) 그 자체에 대한 별도의 설계 변경을 고려하지 않아도 되므로, 다양한 구조, 항해 조건 등을 갖는 선박들에 대해서도 공통적으로 적용될 수 있는 장점이 있다. 특히 이미 건조되어 있는 선박에 대해서도 둘레막(126)을 추가 설치하는 작업을 통해 하류에서의 와류 현상을 개선할 수 있어, 선박의 개선에 유리한 효과를 기대할 수 있을 것이다.

도 4 및 도 5에는 종래기술에 따른 선박(도 4 참조)과 본 실시예에 따른 선박(도 5 참조)에서의 배기가스 유동을 해석한 결과가 도시되어 있다. 도 4 및 도 5는 모두 평면도로서, 선박의 엔진이 100% 가동된 상태에서, 약 30노트의 풍속을 갖는 바람이 선수(도 4 및 도 5의 경우 좌측)를 기준으로 약 210도 방향(즉, 선미 기준으로 약 30도 방향)에서 불어오는 경우를 가정하여 해석한 결과를 나타내고 있다. 도 4 및 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 붉은색에 가까울수록 높은 배기가스 농도를 나타낸다.

먼저 종래기술을 나타내는 도 4를 참조하면, 거주구(10) 상의 상당 부분에 붉은색이 표시되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이는 펀넬(20)에서 배출되는 배기가스가 거주구(10) 상에서 트랩(trap)되어 거주구(10)에 많은 영향을 미치는 것을 의미한다.

반면 본 실시예를 나타내는 도 5를 참조하면, 거주구(110) 상에 붉은색이 더 이상 존재하지 않는 것을 확인할 수 있다. 이는 펀넬부(120)에서 배출되는 배기가스가 거주구(110) 상에서 트랩(trap)되던 현상이 많이 개선된 것을 의미하는 것으로서, 결과적으로 펀넬부(120) 하류에서 발생하던 와류가 해소됨으로써, 펀넬부(120)에서 배출되는 배기가스가 거주구(110)에 미치는 영향이 감소된 것을 확인시켜 주는 것이라 할 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

100: 선박
110: 거주구
112: 휠 하우스
120: 펀넬부
122: 케이싱
124: 배출관
126: 둘레막
130: 엔진룸

Claims (4)

1. 배기가스를 배출하는 펀넬부가 구비되는 선박으로서,
   상기 펀넬부의 외관은 횡단면이 원 또는 타원인 실린더 형상인 것을 특징으로 하는, 펀넬부를 구비하는 선박.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 펀넬부는,
   상기 배기가스가 배출되는 배출관;
   상기 배출관을 둘러싸는 케이싱; 및
   상기 케이싱을 둘러싸도록 배치되어 공기의 흐름을 변경시키며, 횡단면이 원 또는 타원인 실린더 형상의 둘레막을 포함하는 것을 특징으로 하는, 펀넬부를 구비하는 선박.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 둘레막은 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상인 것을 특징으로 하는, 펀넬부를 구비하는 선박.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 케이싱은 상기 둘레막의 형상에 대응되도록 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상인 것을 특징으로 하는, 펀넬부를 구비하는 선박.

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