KR20120071124A

KR20120071124A - 벌브를 구비한 선박

Info

Publication number: KR20120071124A
Application number: KR1020100132732A
Authority: KR
Inventors: 김수형; 김만환
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-07-02
Also published as: KR101259081B1

Abstract

벌브를 구비한 선박이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 벌브를 구비한 선박은, 선체, 선체의 단부에 형성되는 제1 벌브(first bulb), 및 제1 벌브의 상부에 형성되며 제1 벌브의 폭 보다 작은 폭은 갖는 제2 벌브를 포함한다.

Description

벌브를 구비한 선박{SHIP HAVING A BULB}

본 발명은 선박에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 벌브를 구비하는 선박에 관한 것이다.

선박의 운항시 선박의 선체에 의해 발생되는 파(wave)에 의한 조파 저항을 감소시키기 위하여 벌브가 이용될 수 있다. 이러한 벌브는 선체의 선수에 형성될 수 있으며, 이와 같은 벌브에 의한 파가 선체에 의한 파를 상쇄시켜 전체 파의 높이를 낮출 수 있으므로, 선체의 선수파에 의한 조파 저항을 감소시킬 수 있다.

일반적으로 컨테이너 선박의 경우, 계획만재흘수에 대응되도록 벌브의 최적 설계가 이루어진다. 그러나 컨테이너 선박은 계획만재흘수의 70~80% 흘수에서 운항되는 경우가 많으며, 이와 같이 선박이 계획만재흘수 보다 낮은 흘수에서 운항되어 벌브가 수면 밖으로 노출되는 경우, 벌브가 추가적인 저항으로 작용하게 되어 선박 운항의 연비가 증가하게 된다.

또한 이러한 문제를 고려하여 계획만재흘수의 70~80% 흘수 보다 낮게 벌브를 설계하게 되면, 반대로 계획만재흘수로 운항시 선박의 조파 저항을 충분히 감소시키지 못하는 문제가 발생된다.

이와 같이 종래 기술에 따른 벌브의 경우, 계획만재흘수 및 이보다 낮은 흘수에서 선박이 운항되는 경우 모두에 있어 저항 성능을 개선하는데 한계점이 존재한다.

본 발명의 실시예는, 계획만재흘수에서는 저항 성능을 유지하며 이보다 낮은 흘수에서 선박이 운항되는 경우 모두에 있어 저항 성능이 개선된 선박을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체, 선체의 단부에 형성되는 제1 벌브(first bulb), 및 제1 벌브의 상부에 형성되며 제1 벌브의 폭 보다 작은 폭을 갖는 제2 벌브를 포함하는, 벌브를 구비한 선박이 제공될 수 있다.

제1벌브의 상부와 제2 벌브의 하부가 부분적으로 공통될 수 있다.

제1 벌브는 최대 폭을 기준으로 제2 벌브 방향으로 갈수록 폭이 감소되며, 제2 벌브는 하부에서 상부로 갈수록 폭이 감소될 수 있다.

제1 벌브의 최대 폭에 대한 제2 벌브의 최대 폭의 비는 0.2 이상 0.6 이하일 수 있다.

제1 벌브의 최대 폭에 대한 제2 벌브의 최대 폭의 비는, 제1 벌브 및 제2 벌브의 길이 방향을 따라 일정하게 유지될 수 있다.

제2 벌브는 계획만재흘수선의 하부에 위치할 수 있다.

계획만재흘수선의 높이에 대한 제1 벌브의 최대 높이의 비는 0.6 이상 0.8 이하일 수 있다.

본 발명의 실시예는, 계획만재흘수에서는 저항 성능을 유지하며 이보다 낮은 흘수에서 선박이 운항되는 경우 모두에 있어 조파 저항을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 선수부를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 벌브 형상을 나타낸 단면도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 벌브 형상에 따른 저항 성능 개선을 설명하기 위한 도면.

본 발명에 따른 벌브를 구비한 선박의 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(100)의 선수부를 나타낸 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(100)의 벌브 형상을 나타낸 단면도이다.

본 실시예에 따르면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 선체(110), 제1 벌브(120), 제2 벌브(130)를 포함하는 선박(100)이 제시된다.

이와 같은 본 실시예에 따르면, 제1 벌브(120) 상부에 제1 벌브(120)보다 좁은 폭은 갖는 제2 벌브(130)가 형성됨으로써, 계획만재흘수 및 이보다 낮은 흘수에서 선박(100)이 운항되는 경우 모두에 있어 조파 저항을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

여기서, '흘수(draft)'란 선박이 물에 떠 있을 때, 물에 잠겨 있는 부분의 깊이, 즉, 수면에서 선체의 최하부까지의 수직 거리를 의미하여, '흘수선'은 선체와 수면이 접하는 경계가 되는 선을 의미한다.

그리고, '계획만재흘수(design load draft)'란 선박이 최적의 운항 조건을 갖도록 선박의 설계 조건으로 주어지는 흘수로서, 이러한 계획만재흘수는 선박의 설계 시 화물의 적재 용량이나 속력 등의 제성능을 계획하는 기초가 된다. 계획만재흘수는 최대 적재 용량의 약 90% 정도의 화물이 선박에 적재된 경우의 흘수에 해당될 수 있다.이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 선박(100)의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

선체(110)의 선수 측 단부에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 벌브(120)가 형성될 수 있으며, 제1 벌브(120)의 상부에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 벌브(120)의 폭(w1)에 비해 작은 폭(w2)을 갖는 제2 벌브(130)가 형성될 수 있다.

이러한 제2 벌브(130)는 도 1에 도시된 바와 같이 선수가 시작되는 F.P(forward perpendicular)로부터 제1 벌브(120)의 단부까지 연장될 수 있다.

여기서 도 2는 도 1에 도시된 선박(100)의 선수 측 단부의 정단면도를 나타낸 것으로서, 이와 같은 도 2를 통해 제1 벌브(120) 및 제2 벌브(130)의 선형이 확인될 수 있다.

이와 같이 제1 벌브(120)의 상부에 폭이 좁은 제2 벌브(130)가 형성되는 경우, 제2 벌브(130)의 상부 중 일부가 수면 밖으로 노출되는 낮은 흘수에서 선박(100)이 운항되더라도 노출되는 벌브의 부분을 최소화할 수 있으므로, 벌브에 의한 형상 저항을 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 선박(100)이 계획만재흘수에서 운항되는 경우에도 제1 벌브(120) 상부의 제2 벌브(130)에 의해 조파 저항이 증가되는 것을 방지할 수 있다.

결국, 본 실시예에 따르면, 벌브를 제1 벌브(120)와 제2 벌브(130)의 이단 구조로 형성함으로써, 계획만재흘수보다 낮은 흘수에서의 저항 성능을 개선시킬 수 있으며, 계획만재흘수에서도 저항 성능을 안정적으로 유지할 수 있다.

이 경우, 제1 벌브(120)의 상부와 제2 벌브(130)의 하부는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 부분적으로 공통되도록 서로 연결될 수 있으며, 이에 따라 제2 벌브(130)는 제1 벌브(120)의 상부로부터 돌출된 형상을 가질 수 있다. 그리고 제2 벌브(130)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하부에서 상부로 갈수록 폭이 감소될 수 있다. 즉, 제2 벌브(130)의 횡단면적이 하부에서 가장 크고 상부로 갈수록 감소하게 된다.

보다 구체적으로 제1 벌브(120)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 최대 폭을 기준으로 제2 벌브(130) 방향으로 갈수록 폭이 점진적으로 감소되고 제2 벌브(130) 역시 상부로 갈수록 그 폭이 점진적으로 감소될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, w1과 w2는 도 2의 단면도를 기준으로 각각 제1 벌브(120)의 최대 폭과 제2 벌브(130)의 최대 폭을 나타내며, 이러한 제1 벌브(120)의 최대 폭(w1)에 대한 제2 벌브(130)의 최대 폭(w2)의 비는 0.2 내지 0.6일 수 있다.

그리고 이러한 제1 벌브(120)와 제2 벌브(130)의 최대 폭의 비는, 제1 벌브(120) 및 제2 벌브(130)의 길이 방향을 따라 일정하게 유지될 수 있다. 즉, 제1 벌브(120)와 제2 벌브(130)의 최대 폭의 비는 임의의 정단면을 기준으로 한 단면도를 통해 제1 벌브(120) 및 제2 벌브(130)를 나타내는 경우에도 항상 일정하게 유지될 수 있다.

제1 벌브(120)의 최대 폭(w1)에 대한 제2 벌브(130)의 최대 폭(w2)의 비가 0.2 보다 작은 경우, 제1 벌브(120)와 제2 벌브(130)가 계획만재흘수에서 조파 저항을 충분히 감소시키지 못하는 한계점이 있다. 그리고 제1 벌브(120)의 최대 폭(w1)에 대한 제2 벌브(130)의 최대 폭(w2)의 비가 0.6 보다 큰 경우, 계획만재흘수보다 낮은 흘수에서 선박(100)이 운항될 시 제2 벌브(130)에 의해 저항이 과도하게 증가하게 된다.

본 실시예에 따른 선박(100)의 경우, 상술한 바와 같이 제1 벌브(120)의 최대 폭(w1)에 대한 제2 벌브(130)의 최대 폭(w2)의 비가 0.2 내지 0.6으로 설정됨으로써, 상술한 문제점을 최소화하고 조파 저항 성능을 현저히 향상시킬 수 있다.

또한, 제2 벌브(130)는 도 2에 도시된 바와 같이, 계획만재흘수선(D1)의 하부에 위치할 수 있으며, 계획만재흘수선(D1)의 높이에 대한 제1 벌브(120)의 높이(h1)의 비는 0.6 내지 0.8일 수 있다. 보다 구체적으로, 계획만재흘수선(D1)의 높이에 대한 제1 벌브(120)의 최대 높이(h1), 즉, 제1 벌브(120)의 최상부 위치의 높이(h1)의 비는, 도 2에 도시된 바와 같이 0.6 내지 0.8일 수 있다.

여기서, '높이'는 선체(110)의 저면(112)을 기준으로 설정되는 거리를 의미하는 것으로서, 계획만재흘수선(D1)의 높이는 선체(110)의 저면(112)으로부터 계획만재흘수선(D1)까지의 거리를 의미하고, 제1 벌브(120)의 높이(h1)는 선체(110)의 저면(112)으로부터 제1 벌브(120)의 상부까지의 거리를 의미한다.

계획만재흘수선(D1)의 높이에 대한 제1 벌브(120)의 높이(h1)의 비가 0.6 보다 작은 경우, 계획만재흘수보다 낮은 흘수에서 선박(100)이 운항될 시 조파 저항의 감소 효과가 저감된다. 그리고 계획만재흘수선(D1)의 높이에 대한 제1 벌브(120)의 높이(h1)의 비가 0.8 보다 큰 경우, 계획만재흘수보다 낮은 흘수에서 선박(100)이 운항될 시 제1 벌브(120)의 주 몸체가 해수면 밖으로 노출되어 저항이 증가하게 된다.

본 실시예에 따른 선박(100)의 경우, 계획만재흘수선(D1)의 높이에 대한 제1 벌브(120)의 높이(h1)의 비가 0.6 내지 0.8로 설정됨으로써, 상술한 문제점을 최소화하고 조파 저항 성능을 현저히 향상시킬 수 있다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 실시예에 따라 제1 벌브(120) 및 제2 벌브(130)를 구비하는 선박(100)과, 단일 벌브(140)를 갖는 선박의 저항 성능을 비교함으로써, 본 실시예에 따른 선박(100)의 저항 성능 개선 효과를 설명하도록 한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(100)의 벌브 형상에 따른 저항 성능 개선을 설명하기 위한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 선박(100)의 경우 벌브가 제1 벌브(120) 및 제2 벌브(130)를 갖는 이단 구조로 이루어질 수 있으며, 비교예로 제시하는 선박의 경우 제1 벌브(120)와 제2 벌브(130)의 높이에 상응하는 높이를 갖는 단일 벌브(140)를 구비하고 있다.

도 4는 선박의 흘수 변화에 따른 저항의 변화를 도시한 그래프로서, 도 3에 도시된 계획만재흘수선(D1)의 높이가 14.5m인 선박에 대한 실험 결과를 제시하고 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 선박(A)의 경우, 계획만재흘수보다 낮은 흘수에서 운항되더라도 낮은 저항 계수(resistance coefficient)를 유지할 수 있다. 예를 들어, 운항 중인 선박의 흘수선(D2)의 높이가 계획만재흘수선(D1)보다 낮은 11.8m인 경우, 저항 계수값은 약 0.37로 비교예에 따른 선박(B)의 저항 계수값인 약 0.47에 비해 현저히 작은 값을 갖게 된다.

이는 폭이 좁은 제2 벌브(130)의 존재에서 기인된 것으로서, 상술한 바와 같이 폭이 좁은 제2 벌브(130)에 의해 벌브의 수면 상에 노출되는 부분이 최소화될 수 있으므로, 상술한 실험 결과와 같이, 본 실시예에 따른 선박(100)의 저항 계수가 비교예에 비해 현저히 감소될 수 있는 것이다.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 선박(A)의 경우, 계획만재흘수인 14.5m에서 운항되는 경우 비교예에 따른 선박(B)에 비해 저항 계수가 약간 증가하기는 하나, 그 증가 정도는 약 0.01에도 못 미칠 정도로 미미하게 된다.

즉, 비록 폭이 좁기는 하나 제2 벌브(130)가 제1 벌브(120) 상에 존재하면서 제1 벌브(120)의 기능을 충분히 보조할 수 있으므로, 상술한 바와 같이 조파 저항이 증가되는 것을 최소화할 수 있는 것이다.

결국, 본 실시예에 따르면, 벌브가 제1 벌브(120)와 제2 벌브(130)의 이단 구조로 형성됨으로써, 계획만재흘수보다 낮은 흘수에서의 저항 성능이 현저히 향상될 수 있으며, 이와 동시에 계획만재흘수에서도 저항 성능이 큰 변화 없이 안정적으로 유지될 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100: 선박
110: 선체
120: 제1 벌브
130: 제2 벌브
140: 단일 벌브

Claims

선체;
상기 선체의 단부에 형성되는 제1 벌브(first bulb); 및
상기 제1 벌브의 상부에 형성되며 상기 제1 벌브의 폭 보다 작은 폭을 갖는 제2 벌브를 포함하는, 벌브를 구비한 선박.
제1항에 있어서,
상기 제1벌브의 상부와 상기 제2 벌브의 하부가 부분적으로 공통되는 것을 특징으로 하는, 벌브를 구비한 선박.
제2항에 있어서,
상기 제1 벌브는 최대 폭을 기준으로 상기 제2 벌브 방향으로 갈수록 폭이 감소되며,
상기 제2 벌브는 하부에서 상부로 갈수록 폭이 감소되는 것을 특징으로 하는, 벌브를 구비한 선박.
제3항에 있어서,
상기 제1 벌브의 최대 폭에 대한 상기 제2 벌브의 최대 폭의 비는 0.2 이상 0.6 이하인 것을 특징으로 하는, 벌브를 구비한 선박.
제4항에 있어서,
상기 제1 벌브의 최대 폭에 대한 상기 제2 벌브의 최대 폭의 비는, 상기 제1 벌브 및 상기 제2 벌브의 길이 방향을 따라 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는, 벌브를 구비한 선박.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 벌브는 계획만재흘수선의 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는, 벌브를 구비한 선박.
제6항에 있어서,
상기 계획만재흘수선의 높이에 대한 상기 제1 벌브의 최대 높이의 비는 0.6 이상 0.8 이하인 것을 특징으로 하는, 벌브를 구비한 선박.