KR20130035028A - 대형 광석운반선의 이중저 늑판 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대형 광석운반선의 이중저 늑판 구조에 관한 것으로, 그 목적은 일반적인 광석운반선의 이중저 구조를 이루는 정규 늑판과 중간 늑판 중 중간 늑판을 제거하여 선박 건조에 소요되는 강재량 및 노동시간을 획기적으로 줄이면서도 늑판과 웨브간의 접합 부위에 인서트를 이용하여 보강함으로써 구조적으로 안정한 이중저 구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 구성은 횡방향 기준으로 화물창 구역과 양측 밸러스트창 구역(102)으로 나뉘어진 광선운반선의 화물창 구역 하부를 이루는 이중저 구조(103)에 있어서, 상기 이중저를 구성하는 횡방향으로 부재가 하나 이상의 정규 늑판(105)만으로 구성되고, 상기 하나 이상의 정규 늑판 마다 횡방향으로 연접되어 용접 설치된 웨브(104)간의 접촉면 상부의 취약 부위(107)에는 강성 보강을 위한 인서트(108)가 정규 늑판과 웨브간에 걸쳐 용접 형성된 대형 광석운반선의 이중저 늑판 구조를 발명의 특징으로 한다.

Description

대형 광석운반선의 이중저 늑판 구조{Structure of floor plate of double bottom in large ore carrier}

본 발명은 대형 광석운반선의 이중저 늑판 구조에 관한 것으로, 자세하게는 광석운반선(또는 겸용운반선)의 이중저에 일반적으로 배치되는 중간 늑판을 제거하여 구조를 단순화하면서도 인서트를 이용하여 이중저 측면에서의 구조 강도를 보강한 이중저 구조에 관한 것이다.

화물선은 적재되는 화물의 종류에 따라 여러 타입으로 나뉜다. 화물선 중 광석운반선에 대한 사전상 정의를 살펴보면, 선형(船型)은 탱커와 비슷한 선미 기관실형(船尾機關室型)으로, 광석창(鑛石倉)은 배의 중심선을 따라서 구획 설치되어 있으며, 선측(船側)은 밸러스트 탱크로 둘러싸여 있다. 광석 수송은 한쪽 길만의 운송일 경우가 많으므로, 짐이 없을 때는 밸러스트 탱크에 물을 넣어 흘수(吃水)를 깊게 하도록 구성된다. 또한 가득 실었을 때는 비중이 큰 광석을 싣기 때문에 배의 중심이 너무 내려가 롤링 주기(週期)가 짧아지므로 이중저[二重底]를 높게 만든다. 양륙(揚陸)은 그래브 버킷으로 집어 올리므로 선창 내에는 장애물이 없는 구조로 만든다. 예전 광석운반선은 경비절약을 위하여 6~8만 톤급이 주를 이루었으나, 최근 대형화 추세에 따라 20~40만 톤급 대형광석운반선이 건조되어 운항 중에 있다.

보충적으로 상기 이중저(Double Bottom) 구조를 인터넷상의 공지 기술을 통해 설명하자면, 선저 구조는 선저의 수압과 화물창 내의 화물 무게에 의한 굽힘에 견딜 수 있을 뿐만 아니라, 배 전체의 종강도 및 횡강도에 기여하는 중요한 구조이다. 이러한 선저 구조에는 단저 구조와 이중저 구조가 있다.

특히, 이중저 구조는 선저 외판의 내측에 만곡부에서 만곡부까지 수밀구조의 내저판(Inner Bottom Plating)을 설치하여 선저를 이중으로 하고, 선저 외판과 내저판 사이를 공간으로 만든 구조로서, 단저 구조 위에 내저판을 둔 구조를 말한다.

선박의 안전성 확보와 공간의 효율적인 활용 측면에서 유용한 구조 양식으로 대부분의 선박에서 이중저 구조를 채택하고 있다. 강선구조규칙에 의하면 길이 100m 이상의 선박은 선수 격벽에서 선미 격벽까지 이중저 구조를 채용하도록 되어 있으며, 배의 길이가 100m 미만일 때에도 보통 이중저 구조를 채용하는 경우가 많다.

그 이유는 이중저 구조가 단저 구조에 비하여 다음과 같은 이점이 있기 때문이다. 즉, 선박이 좌초 또는 그 밖의 사고로 인하여 선저가 파손되어도 수밀 구조의 내저판에 의하여 선내에 해수의 침입을 막을 수 있기 때문에 선체와 화물의 안전을 기할 수 있다는 점, 또한 선저가 이중 구조이므로 견고하여 선박의 종강도가 특히 증가할 뿐만 아니라 횡강도, 국부 강도도 증가된다는 점, 또한 이중저의 내부를 구획으로 나누어 탱크로 이용하면 이러한 공간 내부를 밸러스트 탱크, 급수 탱크 등으로 사용할 수 있다는 점, 또한 공선 항해시에는 발라스트 탱크에 해수를 넣어서 흘수 및 트림을 조절하고 선체 중심을 낮춰서 복원성을 증가시킬 수 있다는 점 때문이다.

한편, 광석운반선의 경우, 상기 서술된 이유 중 일부 장점과 더불어, 화물 양륙 특성상 평탄한 면의 화물창 바닥이 필수적이므로, 대부분 이중저 구조를 이루고 있다.

종래 광석 운반선의 이중저[二重底] 구조를 도 3을 참조하여 설명한다.

일반적으로, 광석운반선의 화물을 싣는 구역은 횡방향 기준으로 화물창 구역(101)과 밸러스트창 구역(102)으로 나뉘어져 있다.

또한 일반 선박의 화물창 구조와 유사하게, 화물창 구역과 밸러스트창 구역은 뼈대 역할을 하는 1차 주요 부재인 웨브(Web, 104)와 늑판(105)을 거의 등간격으로 배치함으로서 적절히 보강하고 있다.

한편, 광석운반선의 경우에는 무거운 화물인 광석을 싣기 위해서 화물창 구역(101)의 하부를 이루는 이중저(103) 구조를 보강하기 위해 밸러스트창 구역(102)의 1차 주요부재인 웨브(104)와 같은 간격으로 배치된 정규 늑판(105) 간격 사이에 중간 늑판(106)을 추가 배치하여, 충분한 구조 강도를 갖도록 설계하고 있다.

하지만 이와 같은 이중저 구조는 선박의 건조 단가를 상승시키는 중간 늑판(106)이 많이 소요되고, 이러한 중간늑판을 지지하기 위해 중간늑판의 양측단에 브라켓(109)을 중간늑판에 맞게 위치를 설정하여 설치하고 용접하는데 많은 노동시간(Man Hour)이 투여되고, 추가적으로 많은 용접 개소가 필요하다는 등의 문제가 있다.

더욱이 중간 늑판을 이용한 보강 구조에도 불구하고, 정규 늑판(105) 또는 중간 늑판(106)의 끝단 상부와 발라스트 구역(102)의 웨브(104) 또는 브라켓(109)이 각각 만나는 지점이 구조 강도상 취약 부위(107)로 여전히 존재한다는 문제점이 있으며, 그 개소가 많다는 점도 관리상 불편한 점이 될 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 일반적인 광석운반선의 이중저 구조를 이루는 정규 늑판과 중간 늑판 중 중간 늑판을 제거하여 선박 건조에 소요되는 강재량 및 노동시간을 획기적으로 줄이면서도 늑판과 웨브간의 접합 부위에 인서트를 이용하여 보강함으로써 구조적으로 안정한 이중저 구조를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 횡방향 기준으로 화물창 구역과 양측 밸러스트창 구역으로 나뉘어진 광선운반선의 화물창 구역 하부를 이루는 이중저 구조에 있어서,

상기 이중저를 구성하는 횡방향으로 부재가 하나 이상의 정규 늑판만으로 구성되고,

상기 하나 이상의 정규 늑판 마다 횡방향으로 연접되어 용접 설치된 웨브간의 접촉면 상부의 취약 부위에는 강성 보강을 위한 인서트가 정규 늑판과 웨브간에 걸쳐 용접 형성된 것을 특징으로 하는 대형 광석운반선의 이중저 늑판 구조를 제공함으로써 달성된다.

본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 인서트는 원형단면 또는 다각단면 형상을 가지되, 화물창 경계구조로 분할된 면적 중 화물창 공간에 해당되는 면이 제거된 형상을 가지게 형성하여 나머지 일부 면은 웨브 또는 정규 늑판에 접하게 용접할 수 있다.

상기와 같이 본 발명은 이중저를 중간늑판을 제거함으로써 정규 늑판만으로 구조를 단순화하여 조립성을 향상 시켰다는 장점과,

또한 종래 이중저를 구성하는 중간늑판을 제거함으로써 선박 건조 단가를 낮추었다는 장점과,

또한 종래 이중저를 구성하는 중간늑판의 설치 작업과 용접을 위한 노동시간이 불필요해져 선박 건조 노동시간이 단축되었다는 장점과,

또한 이중저를 구성하는 늑판 끝단 상부와 화물창의 웨브가 접하는 측면 구조의 강도상 취약 부위 개수를 줄임으로써 유지보수가 편리해 졌다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 광석운반선의 이중저 구조도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 인서트가 설치된 웨브의 상세도이고,
도 3은 종래 광석운반석의 이중저 구조도이다.

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 발명의 한 실시예에 따른 광석운반선의 이중저 구조도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 인서트가 설치된 웨브의 상세도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 구성은 선박의 횡방향 기준으로 화물창 구역(101)과 양측 밸러스트창 구역(102)으로 나뉘어져 있다.

또한 화물창 구역과 밸러스트창 구역은 뼈대 역할을 하는 1차 주요 부재인 하나 이상의 웨브(Web, 104)와 하나 이상의 늑판(105)을 거의 등간격으로 배치하여 구성되어 있다.

그리고 무거운 화물인 광석을 싣기 위해서 화물창 구역(101)의 하부를 이루는 이중저(103) 구조는 밸러스트창 구역(102)의 1차 주요부재인 하나 이상의 웨브(104)와 같은 간격으로 배치된 하나 이상의 정규 늑판(105)으로만 구성되어 있음을 알 수 있어, 종래 광석운반선의 이중저 구조인 정규 늑판(105) 간격 사이에 추가 배치된 중간 늑판(106)이 제거되어 있음을 알수 있다.

본 발명은 중간늑판(106) 제거에 따른 강성 보강 즉, 정규 늑판 끝단 상부와 화물창의 웨브(104)가 접하는 측면 구조의 강도상 취약 부위(107)에 주강 재질의 인서트(Insert, 108)로 대체하거나 덧대어 용접 조립하였다. 이에 따라 중간 늑판 제거에 따른 이중저의 구조가 단순화되었고 이중저 구성의 조립성이 향상 되었다.

도면에 도시된 취약 부위(107)는 선박의 측면에 형성된 웨브와 이중저를 구성하는 정규 늑판간의 용접시 끝단에 위치하게 되어 일측에 더 이상의 용접부위가 없어 다른 용접부위들보다 응력이 집중되는 곳으로 외력 발생시 취약한 부분이다.

상기 인서트(108)는 도 2에 도시된 바와 같이 웨브(104)와 정규 늑판(105) 간의 접합면에 부위에 위치하여 용접 등의 결합 방법으로 설치되어 있음을 알 수 있다.

구체적으로 인서트의 형상은 원형단면이나 사각단면 형상을 기본으로 하되, 화물창에 해당되는 공간측 면만 제거된 형상임을 알수 있다. 즉, 원형단면과 다각단면을 화물창 경계구조로 분할된 면적 중 화물창 공간에 해당되는 부분만 절개되어 형성된다. 이때 제거되지 않은 인서트의 분할면 중 나머지 일부 면은 수직방향으로 형성된 웨브 또는 정규 늑판에 접하게 설치되어 용접된다.

또한, 인서트의 두께는 일반적으로 구조강도해석(피로해석, 항복응력해석 등)을 수행하여 적절한 수치로 결정되나, 대게는 종래 정규늑판의 두께보다 두껍게 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어 종래정규늑판의 두께가 30t(30mm)라 할 때, 60t(60mm) 정도일 수 있다.

하지만, 인서트 구조를 확대하여, 주변 정규늑판의 두께를 전체적으로 보강하는 것도 또 하나의 보강 방법일 수 있으므로, 이와 같은 보강법 및 상기 언급된 두께수치는 정규늑판 웨브의 두께를 고려하여 다르게 형성할 수 있음은 물론이다.

상기 도면에서 미도시된 다수의 110은 종늑판이고, 111은 선박의 외부를 이루는 외판이다.

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>
(101) : 화물창 구역 (102) : 밸러스트창 구역
(103) : 이중저 (104) : 웨브
(105) : 정규 늑판 (107) : 취약 부위
(108) : 인서트 (110) : 종늑판
(111) : 외판

Claims (2)

1. 횡방향 기준으로 화물창 구역과 양측 밸러스트창 구역(102)으로 나뉘어진 광선운반선의 화물창 구역 하부를 이루는 이중저 구조(103)에 있어서,
   상기 이중저를 구성하는 횡방향으로 부재가 하나 이상의 정규 늑판(105)만으로 구성되고,
   상기 하나 이상의 정규 늑판 마다 횡방향으로 연접되어 용접 설치된 웨브(104)간의 접촉면 상부의 취약 부위(107)에는 강성 보강을 위한 인서트(108)가 정규 늑판과 웨브간에 걸쳐 용접 형성된 것을 특징으로 하는 대형 광석운반선의 이중저 늑판 구조.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 인서트는 원형단면 또는 다각단면 형상을 가지되, 화물창 경계구조로 분할된 면적 중 화물창 공간에 해당되는 면이 제거된 형상을 가지게 형성하여 나머지 일부 면은 웨브 또는 정규 늑판에 접하게 용접된 것을 특징으로 하는 대형 광석운반선의 이중저 늑판 구조.
   
   
   

Images