KR20130071739A - 힌지형 구상선수부가 내장된 쇄빙선박 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 쇄빙선수부가 형성된 선박에 있어서, 상기 선박의 수용공간에 구상선수부가 힌지결합되어, 상기 선박이 항해하는 해역에 따라 구상선수부가 힌지 회동에 의해 선박의 선수부로 돌출되거나 수용공간으로 수용되어, 일반해역에서는 구상선수부로 조파저항을 상쇄시켜 고속항해가 가능하고, 빙해역에서는 쇄빙선수부로 해빙을 쇄빙하면서 신속하고 안전하게 항해하는 힌지형 구상선수부가 내장된 쇄빙선박에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 쇄빙선수부가 형성된 선박에 있어서, 상기 선박의 선수 하단 내부에 수용공간을 형성시키고, 상기 수용공간의 일측에 구상선수부가 힌지결합되어, 선박이 항해하는 해역에 따라 상기 구상선수부가 힌지 회동에 의해 선박의 선수부로 돌출되거나 수용공간에 수용되도록 구성된다.
여기서, 상기 선박이 일반 해역을 항해시에는 선박의 선수부로 돌출되고, 상기 선박이 빙해역을 항해시에는 수용공간으로 수용되는 회전선수부;, 상기 회전선수부와 연결되어, 회전선수부를 선박의 선수부로 돌출시키거나 수용공간으로 수용하기 위한 동력을 전달하는 구동부;를 포함하여 구성된다.

Description

힌지형 구상선수부가 내장된 쇄빙선박{Ice breaker included hinge type bulbous bow}

본 발명은 힌지형 구상선수부가 내장된 쇄빙선박에 관한 것이다.

상세하게 본 발명은, 쇄빙선수부가 형성된 선박에 있어서, 상기 선박의 수용공간에 구상선수부가 힌지결합되어, 상기 선박이 항해하는 해역에 따라 구상선수부가 힌지 회동에 의해 선박의 선수부로 돌출되거나 수용공간으로 수용되어, 일반해역에서는 구상선수부로 조파저항을 상쇄시켜 고속항해가 가능하고, 빙해역에서는 쇄빙선수부로 해빙을 쇄빙하면서 신속하고 안전하게 항해하는 힌지형 구상선수부가 내장된 쇄빙선박에 관한 것이다.

우리나라에서 유럽으로 가는 항로는 인도양 항로와 북극해 항로가 있으며, 주로 우리나라는 인도양 항로를 통해 유럽으로 물류를 수출입 한다. 인도양 항로의 문제점은 항로 거리가 북극해 항로보다 40% 정도 길어 시간과 비용이 많이 소요되고 소말리아 해적과 같은 해상위험에 노출된다는 점이다. 반면에, 북극해 항로는 북극해에 있는 많은 빙하로 인해 일반 선박이 아닌 쇄빙선(ice breaker)을 이용해야 제한적인 항해가 가능하다는 점이다.

하지만, 최근 지구온난화의 영향으로 북극해의 빙하가 과거에 비해 줄어들면서, 기존의 인도양 항로를 대신할 북극해 항로에 대한 기대가 높아지고 있다. 북극해 항로는 인도양 항로에 비해 우리나라에서 유럽으로 가는 항로 거리가 짧기 때문에 시간과 비용을 절약할 수 있고 해적 위험이 없다는 장점이 있기 때문이다. 이를 위해, 북극해 항해는 쇄빙선을 이용하거나 선박 자체에 쇄빙을 위한 장치나 쇄빙선수부(ice breaking bow)를 구비해서 항해하는 실정이다.

한편, 일반 해역을 항해하는 선박의 선형은 조파저항에 의한 에너지 손실을 줄이기 위해 선수부에 구상선수부(bulbous bow, open water bulb)가 적용된다. 도 1을 참조하면, 상기 구상선수부가 적용된 선박은 전진하면서 발생하는 파의 상쇄를 통해 조파저항을 감소시킨다.

상기 구상선수부에 비해, 빙해역을 항해하는 쇄빙선이나 쇄빙장치가 설치된 선박의 선수 선형은 오목선수(concave bow) 또는 스푼선수(spoon bow)와 같은 쇄빙선수부가 적용된다. 도 2는 오목선수, 도 3은 스푼선수를 나타낸다. 상기 오목선수는 평탄빙을 잘 타고 올라가기 위해 제안되었고, 상기 스푼선수는 선박의 선체와 해빙의 접촉 면적을 작게하여 자중을 한 곳으로 집중시켜 우수한 쇄빙능력을 얻기 위해 제안되었다.

상기 구상선수부는 일반해역에서 최적의 성능을 발휘하도록 설계되었고 쇄빙선수부는 빙해역에서 최적의 성능을 발휘하도록 설계되었으므로, 쇄빙선 또는 쇄빙장치가 설치된 선박은 주로 빙해역을 항해하고, 쇄빙장치가 설치되지 않은 일반 선박은 가급적 빙해역을 피해서 항해하고 있는 실정이지만, 선박이 빙해역과 일반해역을 모두 항해해야하는 경우에는 다음과 같은 문제점이 발생한다.

상기 구상선수부를 갖는 선박은 일반해역을 항해할 때는 본래의 항해성능을 발휘하지만, 빙해역을 항해할 때는 해빙으로 인해 항해성능이 급격히 저하되거나 심한 경우 항해불능이 된다. 반대로 쇄빙선수부를 갖는 선박은 빙해 지역을 항해할 때는 본래의 항해성능을 발휘하지만, 일반해역을 항해할 때는 선수부에 발생하는 조파저항에 의해 많은 에너지 손실이 발생하여 연료소모가 크고, 항해성능도 급격히 저하된다.

이를 해결하기 위한 종래의 선행기술을 살펴보면, 쇄빙기능을 갖는 선박의 선수부 형상(대한민국 출원번호 : 10-2009-0028910)이 있다. 도 4를 참조하면, 상기 기술은 선박의 선수부 흘수선을 기준으로 상,하 일정구간에 송곳형상의 쇄빙부재를 설치하여, 해빙이 선체 외관과 충돌하지 않도록 미리 파괴해서 선박이 빙해역을 항해시에 해빙으로부터 선체를 보호하는 것이다.

하지만, 상기 기술은 해빙의 두께가 두껍거나 선박의 추진력이 약하면, 해빙이 파괴되지 않고 오히려 상기 선박의 쇄빙부재에 해빙이 걸려서, 선박의 항해에 방해가 되며, 상기 송곳형상의 쇄빙부재 구조는 선박의 하중을 이용한 쇄빙능력을 저하시키는 문제가 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것이다.

이에 본 발명은, 쇄빙선수부가 형성된 선박에 있어서, 상기 선박의 수용공간에 구상선수부가 힌지결합되어, 상기 선박이 항해하는 해역에 따라 구상선수부가 힌지 회동에 의해 선박의 선수부로 돌출되거나 수용공간으로 수용되어, 일반해역에서는 구상선수부로 조파저항을 상쇄시켜 고속항해가 가능하고, 빙해역에서는 쇄빙선수부로 해빙을 쇄빙하면서 신속하고 안전하게 항해하는 힌지형 구상선수부가 내장된 쇄빙선박을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.

본 발명은, 쇄빙선수부가 형성된 선박에 있어서, 상기 선박의 선수 하단 내부에 수용공간을 형성시키고, 상기 수용공간의 일측에 구상선수부가 힌지결합되어, 선박이 항해하는 해역에 따라 상기 구상선수부가 힌지 회동에 의해 선박의 선수부로 돌출되거나 수용공간에 수용되도록 구성된다.

여기서, 상기 선박이 일반 해역을 항해시에는 선박의 선수부로 돌출되고, 상기 선박이 빙해역을 항해시에는 수용공간으로 수용되는 회전선수부;, 상기 회전선수부와 연결되어, 회전선수부를 선박의 선수부로 돌출시키거나 수용공간으로 수용하기 위한 동력을 전달하는 구동부;를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 회전선수부는 조파저항을 상쇄시키는 구상선수 형상으로 형성된 회전선수;, 상기 회전선수와 결합되어, 구동부에서 전달되는 동력에 의해 회전선수를 선박의 선수부로 돌출되게 하거나 수용공간으로 수용되게 하는 지지대;, 상기 지지대가 회전선수부를 힌지 회동시키기 위해, 일측은 상기 선박의 하부 일측과 결합되고 타측은 지지대와 결합되는 힌지부;를 포함하여 구성된다.

특히, 상기 구동부는 회전선수부를 힌지 회동시키기 위한 동력을 발생시키는 구동장치;, 상기 회전선수부와 연결되고, 구동장치에서 발생시킨 동력을 회전선수부에 전달하는 동력전달부재;를 포함하여 구성된다.

이상에서와 같이 본 발명은, 쇄빙선수부가 형성된 선박에 있어서, 상기 선박의 수용공간에 구상선수부가 힌지결합되어, 다음과 같은 효과를 얻는다.

선박이 항해하는 해역에 따라 구상선수부가 힌지 회동에 의해 선박의 선수부로 돌출되거나 수용공간으로 수용되므로, 상기 선박이 일반해역에서 항해시에는 항해속도를 높이기 위해 구상선수부를 선박의 선수부로 돌출시켜 조파저항을 상쇄시킴으로써 동력손실을 줄이게 되어 연료 효율을 높이고, 상기 선박이 빙해역에서 항해시에는 구상선수부를 선박 내부로 수용한 후, 쇄빙선수부를 이용해서 해빙을 쇄빙하면서 신속하고 안전하게 항해한다.

또한, 상기 구상선수부는 힌지 회동이 가능한 구조이므로, 구동범위를 최소화하여 선박의 공간을 절약할 수 있다.

특히, 본 발명을 적용한 선박이 우리나라와 유럽을 항해하기 위해 북극해 항로를 이용할 경우 항해기간이 단축되어 비용과 연료를 절약할 수 있고, 이로 인해 환경오염도 줄일 수 있으며 해적위험이 없기 때문에 안전한 항해가 가능해진다.

도 1은 일반 선박에 적용된 구상선수의 형상 예시도.
도 2는 쇄빙선에 적용된 오목선수의 형상 예시도.
도 3은 쇄빙선에 적용된 스푼선수의 형상 예시도.
도 4는 종래 기술인 쇄빙기능을 갖는 선박의 선수부 형상 예시도.
도 5는 본 발명에 의한 힌지형 구상선수부가 내장된 쇄빙선박의 돌출상태 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 힌지형 구상선수부가 내장된 쇄빙선박의 수용상태 단면도.
도 7은 본 발명에 의한 힌지형 구상선수부가 내장된 쇄빙선박의 돌출상태 실시도.
도 8은 본 발명에 의한 힌지형 구상선수부가 내장된 쇄빙선박의 수용상태 실시도.

상기와 같은 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5와 6은 본 발명에 의한 힌지형 구상선수부가 내장된 쇄빙선박의 돌출상태와 수용상태의 단면도이고, 도 7와 8은 본 발명에 의한 힌지형 구상선수부가 내장된 쇄빙선박의 돌출상태와 수용상태의 실시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 의한 힌지형 구상선수부가 내장된 쇄빙선박은, 쇄빙선수부가 형성된 선박에 있어서, 상기 선박(10)의 선수 하단 내부에 수용공간(11)을 형성시키고, 상기 수용공간(11)의 일측에 구상선수부가 힌지결합되어, 선박(10)이 항해하는 해역에 따라 상기 구상선수부가 힌지 회동에 의해 선박(10)의 선수부로 돌출되거나 수용공간(11)에 수용되어, 일반해역에서는 구상선수 형상으로 형성된 회전선수부(100)로 조파저항을 상쇄시켜 고속항해가 가능하고, 빙해역에서는 쇄빙선수부(12)로 해빙(20)을 쇄빙하면서 신속하고 안전하게 항해한다.

여기서, 본 발명은 회전선수부(100)와 구동부(200)로 구성되며, 상기 회전선수부(100)는 선박(10)이 일반 해역에서 항해시에는 선박(10)의 선수부로 돌출되어 조파저항을 상쇄시켜 항해속도를 높이고, 상기 선박(10)이 빙해역을 항해시에는 수용공간(11)으로 수용된다.

또한, 상기 구동부(200)는 회전선수부(100)와 연결되어, 상기 회전선수부(100)를 선박(10)의 선수부로 돌출시키거나 수용공간(11)으로 수용하기 위한 동력을 전달한다.

여기서, 상기 회전선수부(100)는 회전선수(110), 지지대(120), 힌지부(130)로 구성되며, 상기 회전선수(110)의 형상은 조파저항을 상쇄시키는 구상선수 형상으로 형성되며, 회전선수(110)가 선박(10)의 수용공간(11)으로 수용되면 쇄빙선수부(12)의 일부가 되어 해빙(20)으로 인한 충격을 받는다. 이를 위해, 상기 회전선수부(100)가 선박(10)의 수용공간(11)으로 수용되면서 접하는 상기 수용공간(11)의 입구와 회전선수부(100)의 접하는 일면은 상호 대응하는 형상으로 형성되어, 수밀이 가능하도록 한다.

상기 지지대(120)는 회전선수(110)와 결합되어, 구동부(200)에서 전달되는 동력에 의해 회전선수(110)를 선박(10)의 선수부로 돌출되게 하거나 수용공간(11)으로 수용되게 한다.

상기 힌지부(130)는 힌지부(130)의 일측이 상기 선박(10)의 하부 일측과 결합되고 타측은 지지대(120)와 결합되어, 상기 지지대(120)가 회전선수부(110)를 힌지 회동이 가능한 구조가 되게 한다.

여기서, 상기 구동부(200)는 구동장치(210)와 동력전달부재(220)로 구성되며, 상기 구동장치(210)는 선박(10)에 설치되고, 상기 회전선수부(100)가 선박(10)의 선수부로 돌출되거나 수용공간(11)으로 수용되기 위한 동력을 발생시킨다.

또한, 상기 동력전달부재(220)는 회전선수부(100)와 연결되고, 구동장치(210)에서 발생시킨 동력을 회전선수부(100)에 전달한다. 이를 위해, 상기 구동부(200)를 구성하는 구동장치(210)와 동력전달부재(220)는 여러 종류의 동력전달방식을 적용할 수 있지만, 한정된 공간에서 크고 정확한 힘을 낼 수 있는 유압 실린더 방식(oil hydraulic cylinder)을 적용하는 것을 우선한다.

또한, 상기 회전선수부(100)가 외부로 돌출되거나 내부로 수용되면, 상기 수용공간(11)의 입구를 통해 유입되는 물을 배수하기 위한 배수펌프나 배수관을 추가할 수 있다. 하지만, 일반적인 선박(10)은 선체 바닥에 배수를 위한 펌프가 설치되는 경우가 있기 때문에, 기 설치된 배수펌프와 배수관을 이용해서 유입된 물을 배수할 수 있다.

10 : 선박 11 : 수용공간
12 : 쇄빙선수부 20 : 해빙
100 : 회전선수부 110 : 회전선수
120 : 지지대 130 : 힌지부
200 : 구동부 210 : 구동장치
220 : 동력전달부재

Claims (4)

1. 쇄빙선수부가 형성된 선박에 있어서,
   상기 선박(10)의 선수 하단 내부에 수용공간(11)을 형성시키고, 상기 수용공간(11)의 일측에 구상선수부가 힌지결합되어, 선박(10)이 항해하는 해역에 따라 상기 구상선수부가 힌지 회동에 의해 선박(10)의 선수부로 돌출되거나 수용공간(11)에 수용되는 것을 특징으로 하는 힌지형 구상선수부가 내장된 쇄빙선박.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 선박(10)이 일반 해역을 항해시에는 선박(10)의 선수부로 돌출되고, 상기 선박(10)이 빙해역을 항해시에는 수용공간(11)으로 수용되는 회전선수부(100)와;
   상기 회전선수부(100)와 연결되어, 회전선수부(100)를 선박(10)의 선수부로 돌출시키거나 수용공간(11)으로 수용하기 위한 동력을 전달하는 구동부(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 힌지형 구상선수부가 내장된 쇄빙선박.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 회전선수부(100)는
   조파저항을 상쇄시키는 구상선수 형상으로 형성된 회전선수(110)와;
   상기 회전선수(110)와 결합되어, 구동부(200)에서 전달되는 동력에 의해 회전선수(110)를 선박(10)의 선수부로 돌출되게 하거나 수용공간(11)으로 수용되게 하는 지지대(120)와;
   상기 지지대(120)가 회전선수부(110)를 힌지 회동시키기 위해, 일측은 상기 선박(10)의 하부 일측과 결합되고 타측은 지지대(120)와 결합되는 힌지부(130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 힌지형 구상선수부가 내장된 쇄빙선박.
   
4. 제 2 항에 있어서, 상기 구동부(200)는
   회전선수부(100)를 힌지 회동시키기 위한 동력을 발생시키는 구동장치(210)와;
   상기 회전선수부(100)와 연결되고, 구동장치(210)에서 발생시킨 동력을 회전선수부(100)에 전달하는 동력전달부재(220);를 포함하는 것을 특징으로 하는 힌지형 구상선수부가 내장된 쇄빙선박.

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