KR20150053432A - 선박용 에어스포일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무게가 경감되며 파도에 의해 작용되는 압력 및 충격을 최대한 저감시키기 위한 선박용 에어스포일러에 관한 것으로서, 선박의 선수부의 갑판상에 구비되며, 선수측으로부터 선미측으로 갈수록 폭과 높이가 확장되도록 복수개의 부재들이 이격되어 배열되거나 교차되게 형성되어 그 사이에 공간을 형성하는 프레임 및 상기 프레임의 부재들의 사이에 형성된 공간에 장착되며 해수가 통과할 수 있는 개구부가 형성된 단위패널을 포함하고, 갑판 상부의 화물창에 적재된 화물 또는 선박의 구조물의 전면으로 불어오는 공기 흐름을 상기 화물 또는 또는 구조물의 상단부를 향하도록 안내하여 공기저항을 감소시키는 선박용 에어스포일러가 제공된다.

Description

선박용 에어스포일러{Air Spoiler for Ship}

본 발명은 선박용 에어스포일러에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 무게가 경감되며 파도에 의해 작용되는 압력 및 충격을 최대한 저감시키기 위한 선박용 에어스포일러에 관한 것이다.

근래에 들어 컨테이너선을 이용한 물동량이 급증함에 따라, 컨테이너선의 대형화 및 고속화가 급속히 진행되고 있으며 특히 대형화 경향은 괄목할 만하다. 1972년 처음 3,000 TEU(Twenty Equivalent Units)급 컨테이너선이 등장한 이래 최근에는 화물의 대량 수송 및 영업이익 극대화를 위해 12,000 TEU(Twenty Equivalent Units)급 컨테이너선이 선보이고 있다.

한편, 컨테이너선의 선체 구조를 살펴보면 크게 선수, 선미, 기관실, 선실 및 화물창(Cargo part)으로 구분되며, 컨테이너는 화물창에 적재된다. 이때 화물창은 갑판을 기준으로 갑판 상부의 화물창과 갑판 하부의 화물창으로 구분된다.

상기 화물창에는 컨테이너가 여러 층으로 높이 쌓이는데, 컨테이너 특성상 선박 갑판으로부터 수직방향으로 쌓이게 된다.

한편 갑판 상부의 화물창에 컨테이너를 적재한 상태에서 컨테이너선이 운항할 경우, 갑판 상부 화물창에 적재된 컨테이너에 의해 공기저항이 발생되므로, 컨테이너선의 경제적인 운항을 저해하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이, 한국등록특허 10-1217702호에서는 선박(10)의 선수부에 에어스포일러(20)를 구비하는 안을 제시하고 있다.

따라서, 에어스포일러(20)가 선수의 바람을 가르도록 이루어져 공기저항을 감소시키도록 이루어진다.

그러나, 기상상황에 따라 선박의 선수에는 바람뿐만 아니라 파도 등에 의해 해수도 들이치는데, 파고가 높을 때 들이치는 파도는 그 압력이 매우 크다. 따라서, 상기 에어 스포일러의 면을 이루는 부재들도 파도의 압력에 의해 파손되지 않도록 강하거나 견고하게 이루어져야 하는데, 이러한 결과 에어스포일러(20)의 무게가 너무 무거워져 선수부의 중량이 커지게 되어 선박 전체의 밸런스를 흐트러트리거나 또는 선박의 연비를 저해하는 원인이 될 수 있는 문제점이 있다.

한국등록특허 10-1217702호

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원은 파도에 의해 작용되는 압력 및 충격을 최대한 저감시키면서도 무게를 경감할 수 있는 선박용 에어스포일러를 제공하는 것이 과제이다.

본 출원의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 출원의 일 실시예에 따르면 선박의 선수부의 갑판상에 구비되며, 선수측으로부터 선미측으로 갈수록 폭과 높이가 확장되도록 복수개의 부재들이 이격되어 배열되거나 교차되게 형성되어 그 사이에 공간을 형성하는 프레임 및 상기 프레임의 부재들의 사이에 형성된 공간에 장착되며 해수가 통과할 수 있는 개구부가 형성된 단위패널을 포함하고, 갑판 상부의 화물창에 적재된 화물 또는 선박의 구조물의 전면으로 불어오는 공기 흐름을 상기 화물 또는 또는 구조물의 상단부를 향하도록 안내하여 공기저항을 감소시키는 선박용 에어스포일러가 제공된다.

상기 단위패널은, 단위패널의 외곽의 테두리를 형성하며, 상기 프레임과 결합되는 결합홀이 복수개 형성된 패널 프레임 및 상기 패널 프레임에 의해 형성된 내부 공간에 복수개가 이격 형성되어 이격된 사이에 해수가 통과할 수 있는 개구부를 형성하는 리브를 포함할 수 있다.

상기 리브는 장축과 단축을 가진 단면을 가지도록 구비될 수 있다.

상기 패널 프레임에 형성되는 결합홀은 어느 한 방향으로 장축을 가지도록 길게 형성될 수 있다.

상기 프레임의 선수부 전면에는, 모든 면이 폐쇄된 패널이 장착되고, 상기 프레임의 나머지 부분의 적어도 일부에 상기 개구부가 형성된 단위패널이 결합될 수 있다.

상기 프레임에 결합볼트가 관통되는 홀이 형성되고, 상기 프레임과 패널 프레임 사이에는 완충재가 구비되며, 상기 결합볼트가 상기 구조물의 홀 및 상기 단위패널의 결합홀을 관통하여 체결될 수 있다.

본 출원의 선박용 에어스포일러에 따르면 해상 상황이 악화되어 높은 파도나 그린워터 등으로 인해 에어스포일러에 파도가 들이쳐도 해수가 개구부가 형성된 단위패널을 통해 배수되므로 파도의 압력이 전부 에어스포일러에 작용되지 않고 분산되므로 파손될 우려가 적으며, 따라서 보다 경량의 구조로 제작할 수 있어 에어스포일러의 중량을 경감할 수 있다.

본 출원의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

아래에서 설명하는 본 출원의 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 출원을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 종래의 선박에 설치된 에어스포일러를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 에어스포일러의 프레임을 도시한 사시도 이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 개구부가 형성된 단위패널을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 개구부가 형성된 단위패널이 도 2의 프레임에 결합되는 모습을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 개구부가 형성된 단위패널이 프레임에 결합된 상태를 도시한 단면도 이다.
도 6은 본 실시예에 따른 개구부가 형성된 단위패널이 에어스포일러의 곡면부에 설치된 모습을 도시한 단면도 이다.

이하 본 출원의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에 따른 선박용 에어스포일러(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 프레임(110) 및 단위패널(120)을 포함할 수 있다.

상기 프레임(110)은 선박의 선수부 갑판상에 구비되며, 선수측으로 갈 수록 수렴되고, 선미측으로 갈수록 폭과 높이가 확장되도록 복수개의 부재들이 이격되어 배치되거나 교체되게 배치되어 이루어지며, 상기 부재들의 사이에 공간(116)을 형성하도록 이루어진다.

그리고, 상기 공간(116)에는 단위패널(120)이 결합될 수 있다. 상기 단위패널(120)은 상기 해수가 통과할 수 있도록 개구부가 형성된 부재일 수 있다.

한편, 상기 프레임(110)의 선수 전면을 향하는 부위에는 상기 개구부가 형성된 단위패널이 아닌 개구부가 형성되지 않아 모든 면이 폐쇄된 별도의 패널(130)이 결합될 수도 있다. 상기와 같은 개구부가 형성되지 않아 모든 면이 폐쇄된 패널(130)은 철판이나 유리강화섬유를 이용한 합성수지 패널 등 강도가 큰 재질로 견고하게 형성될 수 잇다.

상기와 같이 선수 전면을 향하는 부위에 개구부가 형성되지 않아 모든 면이 폐쇄된 패널(130)을 사용하는 이유는 상기 에어스포일러(100)의 선수 전면을 향하는 부위에는 해수가 직접적으로 타격하는 부위이므로 최대한 견고하게 이루어지며, 바람을 가르는 효과를 최대한 향상시키기 위함일 수 있다.

한편, 상기 에어스포일러(100)의 모든 면이 폐쇄된 패널(130)이 장착된 부위를 제외한 나머지 부분의 적어도 일부에는 개구부가 형성된 단위패널(120)이 결합될 수 있다.

상기 개구부가 형성된 단위패널(120)은 상기 에어스포일러(100)의 상측을 향하는 면 등 바람의 영향을 비교적 덜 받는 부위에 장착될 수 있다.

상기와 같이 이루어진 에어스포일러(100)는 갑판 상부의 화물창에 적재된 화물 또는 선박의 구조물의 전면으로 불어오는 공기 흐름을 상기 화물 또는 구조물의 상단부 및 측면으로 안내하도록 전체적으로 유선형으로 이루어질 수 있다.

상기 개구부가 형성된 단위패널(120)은 도 3에 도시된 바와 같이, 패널 프레임(122)과 리브(124)를 포함할 수 있다.

상기 패널 프레임(122)은 상기 단위패널(120)의 외곽의 테두리를 형성하며, 상기 프레임(110)과의 결합을 위한 결합홀(126)이 복수개 형성될 수 있다. 이 때, 상기 결합홀(126)은 어느 한 측으로 장축을 가지는 장공으로 형성될 수 있다.

상기 리브(124)는 상기 패널 프레임(122)에 의해 구획된 내부공간에 복수개가 이격 형성되며, 상기 리브(124)가 이격된 사이로 해수가 통과할 수 있는 개구부가 형성될 수 있다.

이 때, 상기 리브(124)는 장축과 단축을 가진 장방형태의 단면을 가질 수 있다. 이 때, 상기 리브(124)는 단축의 방향이 상기 패널 프레임(122)을 향하며, 장축의 방향이 해수가 유입되는 방향을 향하도록 이루어질 수 있다.

물론, 본 발명은 상기 리브(124)의 단면형태가 장방형인것에 한정되지 아니하며, 타원형으로 이루어질 수도 있다.

상기 리브(124)가 해수가 유입되는 방향으로 장축을 가진 단면으로 이루어지므로, 단면 2차 모멘트(geometrical moment of inertia　)의 값이 증가하므로 굽힘강성 또한 증가하여 파도의 압력을 보다 견고하게 견딜 수 있다.

한편, 상기 단위패널(120)이 프레임(110)에 장착될 때는 상기 리브(124)의 길이방향이 선박의 선수 선미 방향을 향하도록 배치되어 공기저항을 최소화 하도록 이루어질 수 있다.

한편, 상기 선박의 갑판에 구비된 프레임(110)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 플랜지(112)와 론지(114)의 단면을 가지도록 이루어질 수 있다. 상기 플랜지(112)와 론지(114)는 서로 직교하도록 이루어질 수 있으며, 상기 플랜지(112)는 에어스포일러(100)의 내측에 배치되고 상기 론지(114)는 에어스포일러(100)의 외측으로 연장되도록 이루어질 수 있다. 따라서, 단면상 상기 플랜지(112)는 상기 론지(114)보다 더 측면으로 돌출될 수 있다.

물론, 본 발명은 이에 한정된 것은 아니며, 반대의 구조를 가져도 무방하다.

상기 프레임(110)의 론지(114)에는 관통홀(118)이 형성될 수 있으며, 전술한 바와 같이 상기 단위패널(120)의 패널 프레임(122)에는 결합홀(126)이 형성될 수 있다.

그리고, 결합볼트(152)가 상기 프레임(110)의 관통홀(118) 및 단위패널(120)의 결합홀(126)을 관통하고 너트(154)가 체결되어 상기 단위패널(120)이 상기 프레임(110)에 결합될 수 있다.

또한, 상기 단위패널(120)의 패널 프레임(122)과 프레임(110)의 사이에는 고무 등의 완충재(140)가 구비되어 충격이 프레임(110)에 직접 전해지지 않도록 이루어짐과 동시에 해수에 의한 충격을 흡수하도록 이루어질 수 있다.

한편, 에어스포일러(100)는 전체적으로 유선형의 형태를 이루고 있어 상기 단위패널(120)들이 평평하게 결합되기도 하지만, 상호 경사지게 결합될 수도 있는데, 이 때에는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 완충재(140)가 다른 형태의 것이 사용될 수도 있고, 쐐기 형태의 별도의 완충재(142)가 추가로 사용될 수도 있다.

그리고, 상기 결합볼트(152) 및 너트(154)에는 틈을 매울 수 있는 경사진 형태의 와셔(156)가 사용될 수 있다.

따라서, 큰 파도나 그린워터 등의 해수가 에어스포일러(100)를 덮쳐도 해수가 단위패널(120)의 개구부를 통과하면서 압력이 분산된 상태에서 선박의 갑판으로 낙하하므로 압력이 분산되어 에어스포일러(100)의 파손의 위험이 경감될 수 있다.

따라서, 파손의 위험이 적어지므로 무게가 경감될 수 있어 그만큼 더 많은 화물을 적재할 수 있고, 선박의 밸런스에 끼치는 영향을 줄일 수 다.

이상과 같이 본 출원에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 출원은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 에어스포일러 110: 프레임
112: 플랜지 114: 론지
116: 공간 118: 관통홀
120: 단위패널 122: 패널 프레임
124: 리브 126: 결합홀
130: 모든 면이 폐쇄된 패널 140: 완충재
142: 쐐기 형태의 완충재 152: 결합볼트
154: 너트 156: 와셔

Claims (6)

1. 선박의 선수부의 갑판상에 구비되며, 선수측으로부터 선미측으로 갈수록 폭과 높이가 확장되도록 복수개의 부재들이 이격되어 배열되거나 교차되게 배치되어 그 사이에 공간을 형성하는 프레임;
   상기 프레임의 부재들의 사이에 형성된 공간에 장착되며 해수가 통과할 수 있는 개구부가 형성된 단위패널을 포함하고,
   갑판 상부의 화물창에 적재된 화물 또는 선박의 구조물의 전면으로 불어오는 공기 흐름을 상기 화물 또는 또는 구조물의 상단부를 향하도록 안내하여 공기저항을 감소시키는 선박용 에어스포일러.
2. 제1항에 있어서,
   상기 단위패널은,
   단위패널의 외곽의 테두리를 형성하며, 상기 프레임과 결합되는 결합홀이 복수개 형성된 패널 프레임;
   상기 패널 프레임에 의해 형성된 내부 공간에 복수개가 이격 형성디어 이격된 사이에 해수가 통과할 수 있는 개구부를 형성하는 리브를 포함하는 선박용 에어스포일러.
3. 제2항에 있어서,
   상기 리브는 장축과 단축을 가진 단면을 가지도록 구비되는 선박용 에어스포일러.
4. 제2항에 있어서,
   상기 패널 프레임에 형성되는 결합홀은 어느 한 방향으로 장축을 가지도록 길게 형성되는 선박용 에어스포일러.
5. 제1항에 있어서,
   상기 프레임의 선수부 전면에는, 모든 면이 폐쇄된 패널이 장착되고, 상기 프레임의 나머지 부분의 적어도 일부에 상기 개구부가 형성된 단위패널이 결합되는 선박용 에어스포일러.
6. 제2항에 있어서,
   상기 프레임에 결합볼트가 관통되는 홀이 형성되고, 상기 프레임과 패널 프레임 사이에는 완충재가 구비되며, 상기 결합볼트가 상기 구조물의 홀 및 상기 단위패널의 결합홀을 관통하여 체결되는 선박용 에어 스포일러.

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