KR20130078003A - 선박의 선수 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 선수부에 있어 선형의 변화가 크지 않은 한정된 부위 또는 선수 선형의 변화가 크지 않은 직립형 선수 및 저속선의 선수 구조로서, 선체의 중앙부에서 진입하는 종방향 보강재인 론지튜디널 스티프너를 선수측 최선단인 스텀부에 이르기까지 길게 연장한 상태에서 쉘 플레이트의 내면에 결합하여 설치함으로써 캔트 프레임과 브레스트 후크류의 중구조물의 시공 없이도 선수파에 의한 충돌 하중에 견딜 수 있도록 하는 선박의 선수 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 선수 선형의 변화가 상대적으로 작은 직립형 선수 또는 저속선의 선수 구조로서, 선체의 길이방향을 따라 횡방향으로 수평하게 배치되는 론지튜디널 스티프너(12)를 선수측 최선단인 스텀부(14)까지 연장하여 연결하면서 좌/우현 쉘 플레이트(10)의 내면에 대해 각각 다층의 층상 구조로 결합하고, 선체의 높이방향을 따라 수직하게 배치되는 웨브 프레임(16)을 상기 다층 구조의 론지튜디널 스티프너(12)에 대해 교차하는 방향으로 결합한다.

Description

선박의 선수 구조{Structure for Fore Body of Vessels}

본 발명은 선박의 선수 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선수부의 선형에 대한 특성을 적절히 활용하여 선체 중앙부에서 진입하는 종방향 보강재인 론지튜디널 스티프너(Longitudinal Stiffener)를 선수측 최선단인 스텀부(Stem Plate)까지 연장하여 연결함으로써 캔트 프레임(Cant Frame) 및 브레스트 후크(Breast Hook)와 같은 중구조물을 별도로 시공하지 않고도 선수파에 의한 충돌 하중에 충분히 견딜 수 있도록 하는 선박의 선수 구조에 관한 것이다.

일반적으로 선박의 설계에 있어 선수부에 대한 설계는 선박의 운항시 선수파에 의한 하중과 발생 가능한 충돌에 대해 충분히 저항할 수 있도록 부재를 배치하는 구조로 이루어진다. 즉, 각 하중들에 저항하기 위해 충분한 강성을 가진 보강부재들을 적절하게 배치하는 형태를 이루게 된다. 이에 따라 좁은 선수부 선형의 특성상 많은 협소공간이 발생하며, 그로 인하여 조립, 탑재, 도장 등의 작업에 있어 많은 작업시간을 필요하게 된다.

도 1은 종래 선체의 선수부 구조를 나타내기 위해 쉘 플레이트를 부분적으로 절개한 사시도이고, 도 2는 종래 선체의 선수부 구조를 나타내기 위한 선체의 센터라인 측면도이다.

도 1과 도 2에 각각 도시된 바와 같이, 선체의 좌/우현측에서 선체 종강도를 연결하고 선수부 강도를 보강하는 보강재인 쉘 플레이트(Shell Plate; 51)가 외판을 형성하도록 배치되고, 상기 쉘 플레이트(51)의 내면에 선체 종강도를 연결하고 선수부 강도를 보강하는 보강재에 해당하는 다수의 론지튜디널 스티프너(Longitudinal Stiffener; 53)가 선체의 길이방향을 따라 횡방향의 다층 구조로서 길게 수평한 형태로 배치되어 결합되고, 상기 론지튜디널 스티프너(53)에 대해 선체의 높이방향을 따라 수직한 방향으로 다수의 캔트 프레임(Cant Frame; 55)이 배치되어 결합된다.

즉, 상기 캔트 프레임(55)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 쉘 플레이트(51)의 내면에 대해 수직한 방향으로 배치되어 상기 론지튜디널 스티프너(53)와 함께 격자 형태의 구조물을 이루게 됨으로써 선수파에 대해 효과적으로 저항할 수 있는 수직(Vertical) 구조를 형성하게 된다.

또한, 상기 론지튜디널 스티프너(53)의 최선단부는 도 4에 도시된 바와 같이 선수측 최선단부위에 해당하는 스텀부(Stem Plate; 57)의 내면에 위치한 브레스트 후크(Breast Hook; 59)와 결합되는 바, 상기 브레스트 후크(59)는 선수부 내면에서 횡방향으로 다층의 층상 구조로서 배치되는 대략 삼각형상의 보강재로 이루어져, 선수파에 대해 효과적으로 저항할 수 있는 수평(Horizontal) 구조를 형성하게 된다.

부연하자면, 종래의 선체 선수 구조는 그 형상의 특성상, 중구조물에 해당하는 다수의 캔트 프레임(55)과 브레스트 후크(59) 부재들을 배치하여 종 부재에 해당하는 론지튜디널 스티프너(53)와의 연결성을 확보하고, 이를 매개로 선수파에 의한 충돌 하중에 견딜 수 있게 설계되어 있다.

이 결과, 종래 선체 선수 구조는 캔트 프레임(55)과 브레스트 후크(59) 부재들과 같은 중구조물이 구조적으로 매우 복잡하게 배치되어 있으므로 설계 시 많은 작업시간(Man hour)이 소요될 뿐만 아니라, 이와 같은 배치 구조의 중구조물은 제작 공법을 복잡하게 만들게 하면서도 작업 공간을 좁게 형성하기 때문에 가공과 조립, 탑재, 용접, 도장, 및 사상 등의 현장 작업을 매우 어렵게 하는 문제점을 초래하게 된다.

특히, 도 1에 도시된 바와 같이 선체의 선수측 전방에서 수면 아래의 하측부위로 돌출되어 조파 저항을 감소시키도록 형성된 구상 선수부(61)는 그 형상적 특성상 선수 선형의 급격한 변화를 초래하게 되므로, 내부에 캔트 프레임(53)과 브레스트 후크(59)의 설치를 위한 작업 공간을 매우 협소하게 설정할 수밖에 없고, 이와 같이 복잡한 형상의 선수 선형은 론지튜디널 스티프너(53)와 브레스트 후크(59) 사이의 연결 작업을 힘들게 할 뿐만 아니라, 캔트 프레임(53)과 브레스트 후크(59) 사이의 결합 작업도 어렵게 하여 작업시간을 필요 이상으로 지연시키는 문제로 귀결된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 선박의 선수부에 있어 선형의 변화가 크지 않은 한정된 부위 또는 선수 선형의 변화가 크지 않은 직립형 선수 및 저속선의 선수 구조로서, 선체의 중앙부에서 진입하는 종방향 보강재인 론지튜디널 스티프너를 선수측 최선단인 스텀부에 이르기까지 길게 연장한 상태에서 쉘 플레이트의 내면에 결합하여 설치함으로써 캔트 프레임과 브레스트 후크류의 중구조물의 시공 없이도 선수파에 의한 충돌 하중에 견딜 수 있도록 하는 선박의 선수 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 구상 선수부를 가지는 선체에 비해 선수 선형의 변화가 상대적으로 작은 직립형 선수 또는 저속선의 선수 구조로서, 선체의 길이방향을 따라 횡방향으로 수평하게 배치되는 론지튜디널 스티프너를 선수측 최선단인 스텀부까지 연장하여 연결하면서 좌/우현 쉘 플레이트의 내면에 대해 각각 다층의 층상 구조로 결합하고, 선체의 높이방향을 따라 수직하게 배치되는 웨브 프레임을 상기 다층 구조의 론지튜디널 스티프너에 대해 교차하는 방향으로 결합하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는 구상 선수부의 선형을 가지는 선박의 선수 구조로서, 선수측 전 부위중에서 구상 선수부에 비해 선형의 변화가 상대적으로 크지 않은 상부 선수부에 국한하여 선체의 길이방향을 따라 횡방향으로 수평하게 배치되는 론지튜디널 스티프너를 선수측 최선단인 스텀부까지 연장하여 연결하면서 좌/우현 쉘 플레이트의 내면에 대해 각각 다층의 층상 구조로 결합하고, 선체의 높이방향을 따라 수직하게 배치되는 웨브 프레임을 상기 다층 구조의 론지튜디널 스티프너에 대해 교차하는 방향으로 결합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 웨브 프레임은 상기 쉘 플레이트의 내면에 대해 직각방향으로 돌출되도록 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 선수부 선형의 변화가 크지 않은 직립형 선수 및 저속선에 각각 적용될 수 있는 선수 구조로서, 선형의 특성을 적절하게 활용하여 선체의 중앙부에서 진입하는 종방향 보강재인 론지튜디널 스티프너(Longitudinal Stiffener)를 선수측 최선단 부위에 해당하는 스텀부(Stem Plate)에 이르기까지 다층의 층상 구조의 형태로 길게 연장하여 연결하고, 특히 쉘 플레이트(Shell Plate)의 내면에 결합되는 론지튜디널 스티프너에 대해 선체의 높이방향을 따라 수직하게 배치되는 웨브 프레임을 교차방식으로 결합함으로써 종래 선박의 선수부 구조를 이루는 캔트 프레임(Cant Frame)과 브레스트 후크(Breast Hook)류의 중구조물의 시공을 하지 않고도 선수파에 의한 충돌 하중에 충분히 저항할 수 있는 선박의 선수 구조를 구현할 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 적절한 주 보강재(Primary Support Member)인 웨브 프레임(Web Frame)의 배치와 쉘 론지튜디널 스티프너 시스템(Shell Longitudinal Stiffener System)만으로 선수파에 의한 충돌 하중에 충분하게 저항할 수 있는 새로운 개념의 선수(Fore Body) 구조를 구현한 것이다.

이 결과, 본 발명은 캔트 프레임과 브레스트 후크류의 부재와 같은 중구조물의 제거를 통해 선체의 중량을 상당 부분 감소시킬 수 있고, 그에 따라 자재비의 절감을 통한 선박의 건조 비용을 크게 줄일 수 있게 된다.

특히, 본 발명은 선체의 선수부 제작시 캔트 프레임과 브레스트 후크의 시공에 따라 수반되던 협소 공간의 배제를 인해 보다 안전한 작업 설계를 구현할 수 있고, 이로부터 선박 건조에 있어 작업 능률을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 달성할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 선박의 선수측 전 부위중에서 구상 선수부에 비해 선형의 변화가 상대적으로 크지 않은 상부 선수부와 같은 한정된 부위, 즉 구상 선수부를 제외한 나머지 선형의 변화가 크지 않은 한정된 부위에 적용하여 상기와 같은 동일한 효과를 구현할 수 있는 새로운 개념의 선수(Fore Body) 구조를 구현할 수 있게 된다.

도 1은 종래 선체의 선수부 구조를 나타내기 위해 쉘 플레이트를 부분적으로 절개한 사시도이다.
도 2는 종래 선체의 선수부 구조를 나타내기 위한 선체의 센터라인 측단면도이다.
도 3은 종래 선체의 선수부 구조에 있어, 캔트 프레임을 도시하는 측단면도이다.
도 4는 종래 선체의 선수부 구조에 있어, 브레스트 후크를 도시하는 평단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 선체의 선수부 구조를 나타내기 위해 쉘 플레이트를 부분적으로 절개한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 선체의 선수부 구조를 나타내기 위해 선체의 센터라인 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 선수부 구조에 있어, 웨브 프레임의 결합상태를 도시하는 평단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 5와 도 6을 참조로 하면, 본 발명은 선체의 선수부 구조에 있어 선형의 변화가 종래 도 1의 구상 선수부를 가진 선체에 비해 상대적으로 크기 않은 직립형 선수 또는 저속선의 선수부에 적용 가능한 것이다. 쉘 플레이트(Shell Plate; 10)는 선체 종강도를 연결하고 선수부 강도를 보강하는 보강재로서, 선체의 좌/우현측에서 외판을 형성하도록 배치된다.

론지튜디널 스티프너(Longitudinal Stiffener; 12)는 선체 종강도를 연결하고 선수부 강도를 보강하는 보강재로서, 상기 좌/우현측 쉘 플레이트(10)의 내면에서 각각 선체의 길이방향을 따라 횡방향으로 수평하게 배치되어 선수측 최선수부에 위치한 스텀부(14)에 이르기까지 길게 연장되어 상호 결합된다. 즉, 상기 론지튜디널 스티프너(12)는 선체의 길이방향을 기준으로 횡방향의 다층의 층상 구조로서 수평한 형태로 배치되어 쉘 플레이트(10)의 내면에 결합되고, 그 종단부는 선수측 스텀부(Stem Plate; 14)에서 결합되어 좌/우현의 론지튜디널 스티프너(12)의 결합이 이루어진다.

즉, 상기 론지튜디널 스티프너(12)는 선체의 중앙부에서 진입하여 선수부 최선단인 스텀부(14)까지 연장되는 구조로 이루어져 종래 선수부 구조의 브레스트 후크를 삭제한 형태를 달성하게 된다.

웨브 프레임(Web Frame; 16)은 상기 다층 구조의 론지튜디널 스티프너(12)에 대해 교차하는 방향으로 배치되어 결합되는 것으로, 선체의 높이방향을 따라 수직하게 배치되어 선체 종강도를 연결하고 선수부 강도를 보강하는 보강재의 일종이다.

즉, 상기 웨브 프레임(16)은 다층 구조의 론지튜디널 스티프너(12)와 교차하는 수직한 방향으로 배치되어 론지튜디널 스티프너(12)와의 사이의 결합 강성을 한층 더 보강시키는 역할을 수행함으로써 종래 선수부 구조의 캔트 프레임을 삭제한 형태를 달성하게 된다.

이 경우, 상기 웨브 프레임(16)은 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 쉘 플레이트(10)의 내면에 대해 각각 직각방향으로 돌출되도록 결합됨으로써, 운항중 선수파에 의해 쉘 플레이트(10)로 전달되는 충돌 하중을 견딜 수 있는 충분한 저항력을 제공하게 된다.

그리고 선체의 선수부 구조에 있어, 횡방향 보강재에 해당하는 프레임(18)은 웨브 프레임(16)과 함께 선체의 높이방향을 따라 수직하게 배치되어 다층의 구조의 론지튜디널 스티프너(12) 사이를 연결함으로써 론지튜디널 스티프너(12)에 대한 결합 강성을 보강하게 된다. 이때 상기 프레임(18)은 도 5와 도 6에 각각 도시된 바와 같이 선체의 횡방향을 따라 평행한 상태에서 상호 적정 거리의 간격을 두고 쉘 플레이트(10)의 내면에 결합된다.

따라서 본 발명은 선박의 선수부 구조를 다층 형태의 층상 구조물을 형성하는 론지튜디널 스티프너(12)와 웨브 프레임(16)의 배치에 따라 선수파에 의한 하중 및 충돌을 대비한 저항 강성을 제공할 수 있는 새로운 개념의 선수(Fore Body) 구조를 구현하게 된다.

또한, 본 발명은 종래와 같이 구상 선수부를 가지는 선박의 경우에도 선수측 전 부위중에서 구상 선수부에 비해 선형의 변화가 상대적으로 크지 않은 상부 선수부와 같은 한정된 부위에 걸쳐 좌/우현측 쉘 플레이트(10)의 내면에서 각각 선체의 길이방향을 따라 횡방향으로 수평하게 다층 구조의 론지튜디널 스티프너(12)를 배치하면서 이들을 선수측 최선수부에 위치한 스텀부(14)까지 연장하여 결합한 다음, 다층 구조의 론지튜디널 스티프너(12)에 대해 교차하는 선체의 높이방향을 따라 수직하게 다수의 웨브 프레임(16)을 배치하여 결합함으로써 격자 형태의 구조물을 형성할 수 있게 되고, 이를 통해 종래 구상 선수부를 가지는 선박에 있어 반드시 설치해야 하는 캔트 프레임과 브레스트 후크 부재를 삭제할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10-쉘 플레이트 12-론지튜디널 스티프너
14-스텀부 16-웨브 프레임
18-프레임

Claims (3)

1. 구상 선수부를 가지는 선체에 비해 선수 선형의 변화가 상대적으로 작은 직립형 선수 또는 저속선의 선수 구조로서,
   선체의 길이방향을 따라 횡방향으로 수평하게 배치되는 론지튜디널 스티프너(12)를 선수측 최선단인 스텀부(14)까지 연장하여 연결하면서 좌/우현 쉘 플레이트(10)의 내면에 대해 각각 다층의 층상 구조로 결합하고,
   선체의 높이방향을 따라 수직하게 배치되는 웨브 프레임(16)을 상기 다층 구조의 론지튜디널 스티프너(12)에 대해 교차하는 방향으로 결합하는 것을 특징으로 하는 선박의 선수 구조.
2. 구상 선수부의 선형을 가지는 선박의 선수 구조로서,
   선수측 전 부위중에서 구상 선수부에 비해 선형의 변화가 상대적으로 크지 않은 상부 선수부에 국한하여 선체의 길이방향을 따라 횡방향으로 수평하게 배치되는 론지튜디널 스티프너(12)를 선수측 최선단인 스텀부(14)까지 연장하여 연결하면서 좌/우현 쉘 플레이트(10)의 내면에 대해 각각 다층의 층상 구조로 결합하고,
   선체의 높이방향을 따라 수직하게 배치되는 웨브 프레임(16)을 상기 다층 구조의 론지튜디널 스티프너(12)에 대해 교차하는 방향으로 결합하는 것을 특징으로 하는 선박의 선수 구조.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 웨브 프레임(16)은 상기 쉘 플레이트(10)의 내면에 대해 직각방향으로 돌출되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 선박의 선수 구조.
   

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