KR20130129641A - 컨테이너선의 종강도 보강 부재 - Google Patents

Abstract

컨테이너선의 종강도 보강 부재가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너선의 종강도 보강 부재는 컨테이너선의 상갑판 하측으로 이격되어 위치하고 상기 컨테이너선의 길이 방향을 따라 서로 다른 두께를 가지며 설치되는 스트링거(stringer); 및 상기 스트링거에 설치되는 지지부재를 포함한다.

Description

컨테이너선의 종강도 보강 부재{Longitudinal strength support member of container ship}

본 발명은 컨테이너선에 설치된 스트링거(stringer)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컨테이너선의 종강도를 보강하여 해치코밍 탑 플레이트에 작용하는 굽힙 응력을 감소시키기 위한 컨테이너선의 종강도 보강 부재에 관한 것이다.

일반적으로 선체의 강도는 편의상 종강도, 횡강도, 국부강도로 나누어지며, 상기 종강도는 화물 등을 적재한 선체의 길이방향으로 불균일하게 분포하는 하중에 의해 생기는 세로로 휘는 변형에 견디는 데 필요한 강도를 말한다.

또한 횡강도는 선체의 밑바닥 좌우현의 양측면에서 작용하는 수압과 같이 가로방향으로 작용하는 힘에 견딜 수 있는 선체의 강도를 말하고, 상기 국부강도는 선체를 구성하는 판, 기둥, 보 등의 수많은 국부 부재 자체의 강도를 말하며 수압을 받는 판의 굽힘, 압축을 받는 기둥의 찌그러짐인 좌굴, 면내 압축을 받는 판의 좌굴 등을 방지하는데 필요한 강도를 말한다.

상기와 같은 다양한 강도를 견디기 위해 선체를 구성하게 되는 강도 부재인 선각은 대개 계획된 선형을 유지하기 위해 외판, 늑골 등으로 선체를 이루게 되며, 화물에 따라 계획 재화 중량을 운반할 수 있도록 이중저, 갑판 등의 구조 강도를 유지하여야 하며, 좌초, 충돌 등에 의해 선체 내에 침수하여도 침몰을 방지할 수 있는 횡격벽을 형성하여야 한다.

또한 선박을 운항하는 데에 필요한 기관, 의장품을 설치하는데에 충분한 강도의 구조를 제공하여야 하며, 승무원의 거주 및 이동반경을 위한 안전한 구조구획을 제공하여야 한다.

예를 들어 컨테이너선은 선박의 화물창 및 갑판에 최대의 컨테이너를 적재하여 수송하는 것을 목적으로 하는 선박이며, 상기 컨테이너선의 상부 단면은 해치 코밍 탑, 상갑판, 외판 및 내부 종 격벽 등의 주부재와, 상기 주부재에 연결된 다수의 2차 부재들로 이루어진다.

예를 들어 컨테이너선에 종 굽힘 모멘트가 커질 경우, 주부재와 2차 부재의 두께나 크기를 증가시켜 해치 코밍 탑에 작용하는 종 굽힘 응력을 허용값 이하로 유지시켜서 컨테이너선의 파손을 방지해야한다.

그러나, 최근에는 컨테이너선의 대형화와 선주의 요구로 인해 상기 컨테이너선이 견딜 수 있는 종 굽힘 모멘트를 초과한 모멘트가 작용하게 되고, 이를 효율적으로 견디기 위해 매우 두꺼운 두께를 가지는 해치 코밍 탑을 사용해야하는 문제점이 유발되었다.

또한 상기 해칭 코밍 탑을 생산할 수 있는 제철소 생산 기술의 한계성이 드러나면서 사용할 수 있는 상기 해치 코밍 탑의 두께가 제한되고,　 이로 인해 한정된 두께로 이루어진 해치 코밍 탑이 설치된 대형 컨테이너선에 종 굽힘 모멘트가 가해질 경우에 이를 안정적으로 지지 분산할 수 없어서 상기 컨테이너선의 파손이 유발되는 치명적인 문제점이 유발되었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2007-0058213호 (공개일: 2007년06월08일)

본 발명의 실시예들은 컨테이너선의 종강도를 보강하여 굽힘 응력 발생에 의한 컨테이너선의 파손을 방지하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 컨테이너선의 상갑판 하측으로 이격되어 위치하고 상기 컨테이너선의 길이 방향을 따라 서로 다른 두께를 가지며 설치되는 스트링거(stringer); 및 상기 스트링거에 설치되는 지지부재를 포함한다.

상기 스트링거는 상기 컨테이너선의 외판과 내부 종 격벽 사이의 이격 거리(L1) 보다 상대적으로 짧은 이격 거리(L2)를 가지고 상갑판 하측에 배치된 것을 특징으로 한다.

상기 스트링거는 상기 상갑판의 두께보다 상대적으로 얇거나 같은 두께로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 지지부재는 상기 스트링거의 하측면 길이 방향을 따라 연장 배치되고, 상기 스트링거의 두께 보다는 상대적으로 얇거나 같은 두께로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 스트링거는 상기 컨테이너선의 선수와 선미 위치에 t1의 두께를 가지고 설치되는 제1 스트링거; 상기 컨테이너선의 중앙 위치에 t2의 두께를 가지고 설치되는 제2 스트링거; 상기 제1 스트링거와 제2 스트링거 사이에 t3의 두께를 가지고 설치되는 제3 스트링거를 포함한다.

상기 스트링거의 두께는 제2 스트링거〉제3 스트링거〉제1 스트링거 순의 두께로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예들은 컨테이너선에 종 굽힘 모멘트가 가해지는 경우에도 해치 코밍 탑에 집중되는 응력을 안정적으로 지지 분산하여 상기 컨테이너선의 파손 및 변형을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 컨테이너선이 대형화되는 경우에도 제철소에서 생산 가능한 철판 두께에 제한받지 않고 스트링거를 이용하여 용이하게 컨테이너선을 제작할 수 있어서 작업 효율성이 향상된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 컨테이너선의 종강도 보강 부재가 설치된 컨테이너선의 우측 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 컨테이너선의 종강도 보강 부재를 부분적으로 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 컨테이너선의 종강도 보강 부재에 구비된 제1 내지 제3 스트링거가 컨테이너선에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 측면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 컨테이너선의 종강도 보강 부재의 사용 상태도.
도 5는 도 4의 A-A선 우측 단면도와 종 굽힘 모멘트 선도를 도시한 도면.

본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너선의 종강도 보강 부재의 구성에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 컨테이너선의 종강도 보강 부재가 설치된 컨테이너선의 우측 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 컨테이너선의 종강도 보강 부재를 부분적으로 도시한 사시도이다.

첨부된 도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 종강도 보강 부재는 컨테이너선(2)의 상갑판(10) 하측으로 이격되어 위치하고 상기 컨테이너선(2)의 길이 방향을 따라 서로 다른 두께를 가지며 설치되는 스트링거(stringer)(100)와, 상기 스트링거(100)의 하면에 설치되는 지지부재(102)를 포함한다.

컨테이너선(2)은 해수와 접하는 외판(20)과, 상기 외판(20)의 내측으로 이격되어 내부 종 격벽(30)이 설치되고, 상기 내부 종 격벽(30)과 외판(20)이 연장된 상단에는 상갑판(10)이 설치된다. 그리고 상기 상갑판(10)은 상측으로 연장되어 해치 코밍(hatch coaming)(3)이 설치되며 해치 코밍 탑(3a)은 생산 가능한 최대 철판 두께로 이루어진다.

스트링거(100)는 상기 상갑판(10)의 하측으로 이격 거리(L2)를 가지며 횡으로 배치되어 상기 외판(20)과 내부 종 격벽(30) 사이에 고정 설치된다. 본 실시예에 의한 스트링거(100)는 상기 상갑판(10)의 두께보다는 상대적으로 얇거나 같은 두께로 이루어진다.

스트링거(100)가 상갑판(10) 하측에 설치되는 이유는 상기 상갑판(10)과 해치 코밍(3)의 경우 컨테이너선(2)에 종 방향으로 굽힘 모멘트가 발생될 경우에 굽힘 응력을 감소시켜서 선박의 파손을 방지하기 위해 사용되고 있으나, 상기 상갑판(10) 과 해치 코밍(3)의 두께가 생산 가능한 최대 두께를 초과하면 제철소 생산 기술의 한계에 봉착하게 되어 상기 상갑판(10) 과 해치 코밍(3)의 두께에 제한이 발생되고, 이로 인해 해치 코밍 탑(3a)에서의 허용응력을 만족시키지 못하므로 굽힘 모멘트가 최대로 증가되는 위치에 해당되는 해치 코밍(3)의 하측에 스트링거(100)를 설치하여 생산 가능한 최대 두께를 초과할 수 없는 상갑판(10)과 해치 코밍(3)으로 인해 해치 코밍 탑(3a)에 집중되는 종 굽힘 응력을 감소시켜서 해치 코밍 탑(3a)을 제철소에서 생산 가능한 두께로 제작하고, 상기 해치 코밍 탑(3a)과 함께 굽힘 모멘트를 지지 하기 위해서이다.

본 실시예에 의한 스트링거(100)는 컨테이너선(2)의 외판(20)과 내부 종 격벽(30) 사이의 이격 거리(L1) 보다 상대적으로 짧은 이격 거리(L2)를 가지고 상갑판(10) 하측에 설치된다. 이와 같이 설치되는 이유는 스트링거(100)를 상갑판(10) 가까이 배치하여 스트링거(100)를 최대한 상부로 배치하여 효율적인 단면 특성을 얻음으로써, 해치 코밍 탑(3a)에 집중되는 종 굽힘 응력을 가장 효율적으로 감소시켜서 상기 해치 코밍 탑(3a)과 함께 굽힘 모멘트를 지지하기 위해서이다.

지지부재(102)는 스트링거(100)의 하면 길이 방향을 따라 복수개가 고정 설치되고, 상기 스트링거(100)의 두께보다는 상대적으로 얇거나 같은 두께로 이루어진다.

지지부재(102)는 판 또는 L형, T형 및 기타 형상으로 스트링거(100)의 하면에 대해 수직 상태로 설치되며, 상기 스트링거(100) 가로 길이의 1/3 내외의 길이로 이루어진다.

본 발명의 일 실시예에 의한 스트링거에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 3을 참조하면, 스트링거(100)는 컨테이너선(2)의 선수와 선미 위치에 t1의 두께를 가지고 설치되는 제1 스트링거(110)와, 상기 컨테이너선(2)의 중앙 위치에 t2의 두께를 가지고 설치되는 제2 스트링거(120)와, 상기 제1 스트링거(110)와 제2 스트링거(120) 사이에 t3의 두께를 가지고 설치되는 제3 스트링거(130)를 포함한다.

상기 스트링거(100)의 두께는 제2 스트링거(120) 〉제3 스트링거(120) 〉제1 스트링거(110) 순의 두께로 이루어진 것을 특징으로 한다.

즉, 컨테이너선(2)의 길이 방향을 기준으로 선수와 선미에 설치된 제1 스트링거(110)는 중앙 위치에 설치된 제2 스트링거(120)보다 상대적으로 얇은 두께로 이루어지고, 상기 제1 스트링거(110)와 제2 스트링거(120) 사이에 설치된 제3 스트링거(130)는 상기 제1 스트링거(110)의 두께보다는 두껍게 이루어지고, 상기 제2 스트링거(120)의 두께 보다는 얇은 두께로 이루어진다.

본 실시예에 의한 제1 내지 제3 스트링거(110,120,130)의 두께는 상기 제1 스트링거(110)가 40mm의 두께로 이루어지고, 제2 스트링거(120)의 두께는 65mm로 이루어지고, 제3 스트링거(130)의 두께는 50mm로 이루어질 수 있으나, 이는 본 실시예에 의한 스트링거(100)의 이해를 돕기 위해 일 예로 제시한 수치이며 컨테이너선(2)의 크기에 따라 변경될 수 있다.

컨테이너선에 굽힘 모멘트가 발생할 경우에 응력 변화 상태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 4 내지 도 5를 참조하면, 컨테이너선(2)은 다수개의 컨테이너(5)가 화물창을 비롯하여 상갑판의 상측에 적층된 상태로 운항 되며, 화살표로 도시된 것처럼 컨테이너선(2)의 길이 방향으로 종 굽힘 모멘트가 발생될 경우에 상갑판(10)과 제2 스트링거(120)에 의해 해치 코밍 탑(3a)에 집중되는 굽힘 모멘트 중의 일부가 지지 분산되어 해치 코밍 탑(3a)의 위치에 서 발생하는 최대 굽힘 응력을 감소 시킨다.

제2 스트링거(120)는 길이 방향에 굽힘 모멘트가 가해질 경우에 지지부재(102)와 함께 해치 코밍 탑(3a)에 발생되는 최대 굽힘 응력을 최소화시킨다.

이때 제3 스트링거(120)는 상갑판(10)의 하측에 인접하여 설치되므로 굽힘 모멘트에 대한 지지 감소 효과가 향상되며, 선수와 선미에 설치된 제1 스트링거(110)와, 상기 제1 스트링거(110)와 제2 스트링거(120) 사이에 설치된 제3 스트링거(130)에서의 굽힘 모멘트에 대한 지지 감소 효과도 유사하게 구현되면서 컨테이너선(2)에서의 최대 굽힘 응력을 감소시킬 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.

2 : 컨테이너선
10 : 상갑판
20 : 외판
30 : 내부 종 격벽
100 : 스트링거
102 : 지지부재
110, 120, 130 : 제1,2,3 스트링거

Claims (6)

1. 컨테이너선의 상갑판 하측으로 이격되어 위치하고 상기 컨테이너선의 길이 방향을 따라 서로 다른 두께를 가지며 설치되는 스트링거(stringer); 및
   상기 스트링거에 설치되는 지지부재를 포함하는 컨테이너선의 종강도 보강 부재.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 스트링거는,
   상기 컨테이너선의 외판과 내부 종 격벽 사이의 이격 거리(L1) 보다 상대적으로 짧은 이격 거리(L2)를 가지고 상갑판 하측에 배치된 것을 특징으로 하는 컨테이너선의 종강도 보강 부재.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 스트링거는,
   상기 상갑판의 두께보다 상대적으로 얇거나 같은 두께로 이루어진 것을 특징으로 하는 컨테이너선의 종강도 보강 부재.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 지지부재는,
   상기 스트링거의 하측면 길이 방향을 따라 연장 배치되고, 상기 스트링거의 두께 보다는 상대적으로 얇거나 같은 두께로 이루어진 것을 특징으로 하는 컨테이너선의 종강도 보강 부재.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 스트링거는,
   상기 컨테이너선의 선수와 선미 위치에 t1의 두께를 가지고 설치되는 제1 스트링거;
   상기 컨테이너선의 중앙 위치에 t2의 두께를 가지고 설치되는 제2 스트링거;
   상기 제1 스트링거와 제2 스트링거 사이에 t3의 두께를 가지고 설치되는 제3 스트링거를 포함하는 컨테이너선의 종강도 보강 부재.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 스트링거의 두께는,
   제2 스트링거〉제3 스트링거〉제1 스트링거 순의 두께로 이루어진 것을 특징으로 하는 컨테이너선의 종강도 보강 부재.

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