KR20160009200A - 선박용 강화격벽 구조 - Google Patents

선박용 강화격벽 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 강화격벽 구조는, 가로방향을 이루는 수평부재; 상기 수평부재에 연결되며 세로방향을 이루는 수직부재; 및 상기 수평부재 또는 상기 수직부재 중 적어도 어느 하나에 연결되어 폭발에 대한 안정성을 향상시키도록, 상기 수평부재의 길이를 따라 연장되어 그 내측을 가로막도록 두르는 보강부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선박용 강화격벽 구조는, 수평부재와 수직부재가 연결되는 취약부위에 공간이 형성되도록 보강부재가 마련됨으로써, 박스거더형 폭발강화 구조물을 이루어, 소성힌지 역할을 하여 폭발에 대한 안정성을 향상시키고, 선박의 종강도를 향상시킬 수 있다.

Description

선박용 강화격벽 구조{Structure of reinforcement bulkhead for ship}
본 발명은 선박용 강화격벽 구조에 관한 것이다.
선박을 건조할 경우, 선박이 대형으로 이루어져 선체의 선형을 한 번에 제작할 수 없다. 따라서, 강판이나 형강 등과 같은 소재로 부품을 조립하고 이들 부품으로부터 선박의 블록(block)을 수십 개 혹은 수백 개로 분할 제작한 후, 제작된 블록을 하나의 선체로 조립하게 된다.
뿐만 아니라, 선박의 주문으로 시작하여 설계, 건조, 인도로 이루어지는 조선공업은 그 과정에서 나타나는 영업상의 채산성에 의해 그 산업의 생존 및 성공이 판가름 지어진다. 이와 같은 채산성을 결정짓는 중요한 요소 중 한가지는 선박의 건조 방식에서 나타나는 생산성이며, 이러한 이유로 블록건조법이 이용된다.
블록 건조법은 우선 선체를 수십 개 혹은 수백 개의 블록으로 분할하여 개개의 블록들을 지상에서 조립제작하고, 그 제작된 블록들을 순차적으로 선대 위에 탑재하여 하나의 선체로 조립해 내는 방법이다.
특히, 블록의 형상에 따라 블록이 조립된 후, 블록의 탑재기간을 줄이기 위하여 크레인이 들어올릴 수 있는 중량범위까지 몇 개의 블록이 결합 된다. 이러한, 블록의 결합은 여러 개의 소형 블록들을 하나의 큰 블록으로 뭉쳐서 한번에 탑재시킬 수 있어 작업시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있으며, 이로 인하여 선박의 생산 능률을 증대시킬 수 있게 된다.
블록의 조립과 같이 생산 능률을 증대시키기 위해, 여러 의장품이 하나의 단위체로서 유니트화되어 데크 및 선체에 연결된다. 이때, 데크에는 지지물이 구비되어, 유니트화된 구조물을 지지하게 되는데, 데크 상에 지지물이 연결될 때, 화기 등에 의한 데미지의 발생을 방지하도록, 데크에 지지물이 설치된 상태에서 유니트화된 구조물이 용접에 의해 연결된다.
이러한, 구조물인 선박은 가로방향으로 마련되어 복수의 층을 이루는 데크와 선박의 좌우 공간을 구획하도록 데크에 세로방향으로 마련되는 격벽으로 이루어진다. 여기서, 데크 상에는 선박의 운항 및 승무원들의 생활을 위해 발전 등을 이루는 장비(발전기, 엔진 등)가 마련되며, 이러한 장비들은 예상치 못한 상황 및 시간에 폭발이 발생되기도 한다. 또한, 함정(군함 포함)과 같이 TNT폭약에 의한 격실 내의 내부 폭발이 발생할 우려도 있다.
선박 내에 위험구역으로서 폭발의 위험이 있는 구역이나 함정은 안정성을 향상시킬 필요가 있다. 특히, 가로방향의 구조물인 데크와 세로방향의 구조물인 격벽의 연결부위는 응력 집중이 크게 발생하여 안정성 향상을 위해 구조 개선이 필요하다.
본 발명은 종래기술을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 폭발에 대한 안정성을 향상시키기 위해 선박의 구조물을 개선한 선박용 강화격벽 구조를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 강화격벽 구조는, 가로방향을 이루는 수평부재; 상기 수평부재에 연결되며 세로방향을 이루는 수직부재; 및 상기 수평부재 또는 상기 수직부재 중 적어도 어느 하나에 연결되어 폭발에 대한 안정성을 향상시키도록, 상기 수평부재의 길이를 따라 연장되어 그 내측을 가로막도록 두르는 보강부재를 포함하되, 상기 보강부재는, 상기 수평부재와 상기 수직부재와 연결되어 수평으로 누운 기둥 형상을 이루는 것을 특징을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 보강부재는, 상기 수평부재와 상기 수직부재의 연결부위를 두르도록, 상기 수평부재와 상기 수직부재에 연결되며, 상기 수평부재의 길이방향은 상기 수직부재와의 연결지점을 따라 이루어지는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 보강부재는, 상기 수평부재와 상기 수직부재와의 사이에 공간을 형성하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 보강부재는, 상기 수평부재와 상기 수직부재와 연결되어 수평으로 누운 기둥 형상을 이루는 것을 특징을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 보강부재는, 일단이 상기 수평부재에 연결되고 타단이 상기 수직부재에 연결되며, 평판 또는 가로방향으로 절곡되는 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 보강부재는, 일단이 상기 수평부재에 연결되고 타단이 상기 수직부재에 연결되며, 곡면을 이루는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 수평부재와 상기 수직부재 사이 공간을 선수와 선미 방향으로 구획하는 횡격벽을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 보강부재는, 상기 횡격벽과 상기 수평부재의 연결부위를 두르도록, 상기 횡격벽과 상기 수평부재에 연결되고, 상기 수평부재의 길이 방향은 상기 횡격벽과 연결되는 지점을 따라 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선박용 강화격벽 구조는, 수평부재와 수직부재가 연결되는 취약부위에 공간이 형성되도록 보강부재가 마련됨으로써, 박스거더형 폭발강화 구조물을 이루어, 소성힌지 역할을 하여 폭발에 대한 안정성을 향상시키고, 선박의 종강도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 강화격벽 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 강화격벽 구조의 일부를 정면에서 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 강화격벽 구조의 일부를 정면에서 도시한 도면이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 강화격벽 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 강화격벽 구조의 일부를 정면에서 도시한 도면이다.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 강화격벽 구조(100)는 수평부재(110), 수직부재(120), 보강부재(130) 및 횡격벽(140)을 포함한다.
수평부재(110)는 선박의 가로방향을 이룬다. 예를 들어, 수평부재(110)는 선박에서 상하로 복수의 공간을 이루도록 층을 형성하는 데크를 이룰 수 있다. 이러한 수평부재(110)는 가로 방향으로 누운 강판에 하부 방향으로 보강을 이루기 위한 스티프터(stiffener)가 연결된 형태로 이루어질 수 있다. 여기서, 스티프너는 수평부재(110)가 이루는 데크의 좌굴을 방지하기 위해 이루어진다.
수직부재(120)는 수평부재(110)에 연결되며 세로방향을 이룬다. 이러한 수직부재(120)는 세로 방향으로 세워진 강판에 좌우 어느 일면에 스티프너가 연결된 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 수직부재(120)는 종격벽(121)과 외곽(122)을 포함할 수 있다.
종격벽(121)은 선박에서 복수의 공간을 구획하여 이루도록 데크 상의 좌우 공간을 나눌 수 있고, 외곽(122)은 선박의 이중탱크 구조를 이루는 구성으로서 헐(Hull)을 이룰 수 있다.
여기서, 선박은 복수의 층을 이루고 좌우로 구획된 공간을 이루기 위해, 선박의 하부에서 상부로 일렬로 마련되게 수평부재(110)가 마련되고 좌우로 수직부재(120)가 마련되는 것인데, 이러한 공간 상에 엔진룸, 펌프룸, 기관실 등이 마련될 수 있으며, 이와 같이 선박이 가지는 공간은 엔진이나 엔진 등으로 공급되는 연료의 누수 등에 의한 폭발이 발생하여 위험구역을 이루기도 한다.
예상치 못한 폭발 등의 안전사고 발생시, 선박의 구조물에 상당한 폭발하중이 작용할 수 있으며, 이때 수직부재(120)와 수평부재(110)의 연결부위는 응력 집중이 크게 발생하여 약한 부위가 될 수 있다.
이를 방지하고자, 본 실시예에서는 수평부재(110)와 수직부재(120)의 약한 부위인 연결부위에 대한 폭발강화에 대비하여 보강부재(130)가 마련된다. 이하에서는 보강부재(130)가 수평부재(110)와 수직부재(120)에 연결되거나, 수직부재(120)에 연결되는 것으로 설명하나, 이와 달리, 횡격벽(transverse bulkhead, 140)과 수평부재(110)에 연결되어 보강을 이루는 등 다양한 변형예가 가능하다. 여기서, 횡격벽(140)은 수평부재(110)와 수직부재(120) 사이 공간을 선수와 선미 방향으로 구획하는 구성으로서, 보강부재(130)는 횡격벽(140)과 수직부재(120) 사이의 연결부위를 커버할 수 있다.
보강부재(130)는 앞서 기술한 바와 같이 선박의 위험 구역에서 발생하는 폭발에 대한 수평부재(110)와 수직부재(120)의 연결부위의 안정성을 향상시키도록, 수평부재(110)의 길이를 따라 연장되어 수평부재(110)와 수직부재(120)의 연결부위를 가로막도록 두른다. 여기서, 수평부재(110)의 길이방향은 선박의 길이 방향이나 폭방향 모두를 포함하여, 가로방향 또는 세로방향으로 형성될 수 있다. 즉, 보강부재(130)는 수평부재(110)와 수직부재(120)의 연결부위를 두르도록 이루어지거나, 횡격벽(140)과 수직부재(120)의 연결부위를 커버하도록 마련되는 등 다양한 변형예가 가능하다.
그리고 보강부재(130)는 수평부재(110)와 수직부재(120)의 연결부위에 대한 구조와 재질의 불연속부를 분리하거나, 변형과 응력의 균일한 분포를 위하여 형상을 완만하게 하여 소성 힌지(Plastic Hinge)를 형성하게 함으로써 폭발 위험에 대한 안전의 취약성을 보완하여 선박의 구조물을 강화할 수 있다.
보강부재(130)는 수평부재(110)와 수직부재(120)에 연결되어 가로로(누운 상태를 의미함) 길게 연장되는 박스거더형을 이룰 수 있다. 일례로, 보강부재(131)는 수평부재(110) 및 수직부재(120)와 연결되어 수평으로 누운 기둥 형상을 이룰 수 있다. 바람직하게는 보강부재(130A)가 박스형상을 이루고, 보강부재(130)의 상부(또는 하부)에 수직부재(120)가 연결되면서 보강부재(130)의 좌우 방향으로 수평부재(110)가 연결될 수 있다.
구체적으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 보강부재(131)는 평판 또는 가로방향으로 절곡된 형태를 이룰 수 있으며 복수개로 마련될 수 있다. 예를 들어, 복수개 중 어느 하나의 보강부재(131)는 일단이 수평부재(110)에 연결되고 타단이 수직부재(120)에 연결될 수 있다. 이때, 보강부재(131)가 평판으로 이루어지는 경우 수평부재(110), 수직부재(120), 보강부재(130)가 연결된 수직단면의 형상은 삼각형(도시하지 않음)을 이루고, 보강부재(130)가 절곡되어 모서리를 가지는 경우 수평부재(110), 수직부재(120), 보강부재(130)가 연결된 수직단면의 형상은 사각형을 이룰 수 있다. 또는, 복수개 중 어느 다른 하나의 보강 부재(132)는 일단과 타단이 모두 수직부재(120)(또는 수평부재)에 연결되어 수직부재(120)와의 단면도가 삼각형의 형태를 이룰 수도 있다.
선체가 폭발 등의 위험에 의해 해수가 유입되어 침몰되지 않도록, 보강부재(130)가 수직부재(120)의 외곽(122)과 수평부재(110)에 연결되거나 외곽(122)에만 연결되는 바와 같이 해수의 유입으로부터 취약한 부위에 설치되는 것을 일례로 들었으나 이에 한정되지 않으며, 폭발의 위험이 있는 위험구역에 마련되는 종격벽(121)과 수평부재(110)에 연결되어 폭발에 대한 안정성을 강화시킬 수 있다.
구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 수직부재(120)와 수평부재(110)의 연결부위에 보강부재(130A)가 마련되는데, 보강부재(130A)가 박스형상을 이루어, 보강부재(130)의 상부에 수직부재(120)가 연결되면서 보강부재(130)의 좌우 방향으로 수평부재(110)가 연결될 수 있다. 여기서, 보강부재(130A)의 좌우에 연결되는 수평부재(110)는 보강부재(130A)의 중심에 연결되는 것으로 예시하였으나, 이와 달리, 보강부재(130A)의 하부(또는 상부)에 연결될 수도 있다.
한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 보강부재(230A)는 곡면을 이룰 수 있다. 이때, 보강부재(230A)는 수직절단면이 원형, 타원형, 호형을 이루거나, 가로방향으로 굴곡져 수직절단면이 물결 형상(도시하지 않음)을 이루는 등 다양한 변형예가 가능하다.
여기서, 보강부재(230A)의 수직절단면이 원형, 타원형인 경우, 원통의 형태를 이룰 수 있으며, 일 실시예와 형상만 달리 이루는 것으로서, 동일 또는 유사하게 보강부재(230A)의 상부에는 수직부재(120)가 연결되고, 좌우에는 수평부재(110)가 연결될 수 있다.
이와 같은 보강부재(130,23A)는 폭발에 대한 강화가 이루어져 위험구역의 손상으로 인한 해수의 유입으로 인해 선박이 침몰하는 위험 상황에 대한 피해를 감소시킬 수 있도록, 즉, 보강부재(130)로 인해 선박의 손상이 감소되어 해수의 유입이 늦춰지게 됨에 따라 승선인, 승무원 등의 탈출시간을 증가시켜 선박의 침몰 등에 대비한 인명 피해를 줄일 수 있다. 또한, 보강부재(130)는 수평부재(110) 방향으로 길게 연장형성되어 선박의 종강도가 향상될 수 있다.
본 실시예에서는 선박에 있어서 폭발의 위험이 취약한 수평부재(110)와 수직부재(120)의 연결부위에 보강부재(131)가 마련되는 것을 설명하였으나, 이와 달리, 도면에서와 같이 수직부재(120)에 연결되어 수직부재(120)의 어느 일 부분을 가로막아 커버하는 보강부재(132)를 포함하여 보강구조를 이루는 등 다양한 변형예가 가능하다.
이와 같이, 본 실시예는 수평부재(110)와 수직부재(120)가 연결되는 취약부위에 공간이 형성되도록 보강부재(130,230)가 마련됨으로써, 박스거더형 폭발강화 구조물을 이루어, 소성힌지 역할을 하여 폭발에 대한 안정성을 향상시키고, 선박의 종강도를 향상시킬 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100: 강화격벽 구조 110: 수평부재
120,230: 수직부재 130: 보강부재
140: 횡격벽

Claims (7)

  1. 가로방향을 이루는 수평부재;
    상기 수평부재에 연결되며 세로방향을 이루는 수직부재; 및
    상기 수평부재 또는 상기 수직부재 중 적어도 어느 하나에 연결되어 폭발에 대한 안정성을 향상시키도록, 상기 수평부재의 길이를 따라 연장되어 그 내측을 가로막도록 두르는 보강부재를 포함하되,
    상기 보강부재는,
    상기 수평부재와 상기 수직부재와 연결되어 수평으로 누운 기둥 형상을 이루는 것을 특징을 특징으로 하는 선박용 강화격벽 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보강부재는, 상기 수평부재와 상기 수직부재의 연결부위를 두르도록, 상기 수평부재와 상기 수직부재에 연결되며,
    상기 수평부재의 길이방향은 상기 수직부재와의 연결지점을 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박용 강화격벽 구조.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보강부재는,
    상기 수평부재와 상기 수직부재와의 사이에 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 선박용 강화격벽 구조.
  4. 제2항에 있어서, 상기 보강부재는,
    일단이 상기 수평부재에 연결되고 타단이 상기 수직부재에 연결되며, 평판 또는 가로방향으로 절곡되는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 선박용 강화격벽 구조.
  5. 제2항에 있어서, 상기 보강부재는,
    일단이 상기 수평부재에 연결되고 타단이 상기 수직부재에 연결되며, 곡면을 이루는 것을 특징으로 하는 선박용 강화격벽 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수평부재와 상기 수직부재 사이 공간을 선수와 선미 방향으로 구획하는 횡격벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 강화격벽 구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보강부재는, 상기 횡격벽과 상기 수평부재의 연결부위를 두르도록, 상기 횡격벽과 상기 수평부재에 연결되고,
    상기 수평부재의 길이 방향은 상기 횡격벽과 연결되는 지점을 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박용 강화격벽 구조.
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