KR20170041532A - 선박 및 선박의 선체 내부 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박 및 선박의 선체 내부 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유선형의 선체 내부 구조를 플레이트형 부재를 이용한 복잡한 구조가 아닌 원통형 부재를 이용하여 간단하게 형성할 수 있는 할 수 있는 선체 구조와 그러한 선체 구조를 갖는 선박에 관한 것이다.
본 발명에 따른 선박 및 선박의 선체 내부 구조는 선박의 갑판 하부에 형성되는 선체 내부 공간에 일정 간격을 두고 선체의 길이 방향을 따라 이격 배치되는 하나 이상의 길이부재; 및 상기 하나 이상의 길이부재들을 상호 연결하는 하나 이상의 연결부재;를 포함하되, 상기 연결부재는 트러스 구조를 형성하며 상기 길이부재와 결합되고, 상기 길이부재와 연결부재가 결합하면서 형성되는 공간에는 탱크가 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

선박 및 선박의 선체 내부 구조 {Ship and Inside Hull Structure of Ship}

본 발명은 선박 및 선박의 선체 내부 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유선형의 선체 내부 구조를 플레이트형 부재를 이용한 복잡한 구조가 아닌 원통형 부재를 이용하여 간단하게 형성할 수 있는 선체 구조와 그러한 선체 구조를 갖는 선박에 관한 것이다.

일반적으로 선박, 특히 화물을 싣고 운반하는 화물선의 선체 구조는, 갑판, 배의 측면 및 바닥 외판으로 구성되며, 선체 내부를 가로로 칸막이하는 종방향 격벽이 선체의 길이 방향으로 연장되며 웨브 프레임이 일정 간격으로 설치된다. 또한, 갑판에는 갑판 종통재(Plate), 측면 외판에는 측면 종통재, 바닥 외판에는 하부 종통재, 종방향 격벽에는 측면 종통재가 웨브 프레임을 관통하여 선체 길이 방향으로 연장 설치되어 선체의 종방향 강도 부재(110)를 구성한다.

도 1에 상술한 바와 같은 플레이트형 종방향 강도 부재로 구성되며 선체 내부에 마련되는 선박의 화물탱크를 보관하는 화물창(100)을 간략하게 도시하였다.

선체의 강도는 대체로 종방향 강도, 횡방향 강도, 국부 강도로 나뉘는데, 종방향 강도는 화물 등을 적재한 선체의 길이방향으로 불균일하게 분포하는 하중에 의해 세로로 휘는 변형을 견디는 데 필요한 강도를 말한다. 상술한 종방향 강도 부재는 이러한 종방향 강도를 견디기 위해 선체를 구성하는 강도 부재를 말한다.

또한, 화물선은 보통 유선형의 선체(Hull)를 채택하고 있는데, 상술한 바와 같이 화물(Cargo)에서 발생하는 내력은 물론 부력에 의한 외력을 항상 받는 복잡한 구조로 구성되어 있다.

따라서, 이러한 하중에 의한 영향을 항상 받고 있는 선체 내부는 상술한 바와 같이 플레이트(Plate) 구조를 이용한 폐구간의 유선형 선체와 보강재(Stiffners)들의 배치로 구성되며, 복잡한 선체구조를 제작하기 위한 현장 업무 등 협소 공간에서의 작업이 많고, 이러한 구조역학에 의한 검증과 기준을 항상 고려하여 복잡한 선체 구조에 대해 검증이 필요하여 설계 기간, 유지 보수, 구조 변경에 따른 해석, 설계 수정 및 현장 작업 등의 추가 작업이 공정에 영향을 끼쳐 많은 시간과 비용이 소요된다.

대한민국 공개특허공보 10-2012-0012707호 (2012. 02. 10. 공개) 대한민국 공개특허공보 10-2011-0092557호 (2011. 08. 18. 공개)

따라서 본 발명은, 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하고자 하는 것을 그 목적으로 한다. 구체적으로는, 선체의 강도는 그대로 유지하면서, 선체 내부의 밀폐구간을 최소화하고 간단한 구조를 제공하여, 설계 기간을 단축하고, 협소 공간에서의 작업을 최소화하고자 하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 선박의 갑판 하부에 형성되는 선체 내부 공간에 일정 간격을 두고 선체의 길이 방향을 따라 이격 배치되는 하나 이상의 길이부재; 및 상기 하나 이상의 길이부재들을 상호 연결하는 하나 이상의 연결부재;를 포함하되, 상기 연결부재는 트러스 구조를 형성하며 상기 길이부재와 결합되고, 상기 길이부재와 연결부재가 결합하면서 형성되는 공간에는 탱크가 배치되는, 선박의 선체 내부 구조가 제공된다.

바람직하게는, 상기 길이부재는 원통형(Pipe Type)으로 마련될 수 있다.

바람직하게는, 상기 원통형 길이부재는, 제1직경을 갖는 제1길이부재; 및 제2직경을 갖는 제2길이부재;를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 연결부재는 X자형태로 교차하면서 상기 길이부재들을 연결할 수 있다.

바람직하게는, 상기 연결부재는 원통형 또는 플레이트형(Plate Type)으로 마련될 수 있다.

바람직하게는, 상기 연결부재는 4개의 연결부재가 한 쌍을 이루며, 다수 쌍의 연결부재가 상기 길이부재의 길이방향을 따라 결합되어 상기 이웃한 길이부재들을 연결할 수 있다.

바람직하게는, 상기 한 쌍의 연결부재는 힌지결합할 수 있다.

바람직하게는, 상기 연결부재는 2개의 연결부재가 한 쌍을 이루며, 다수 쌍의 연결부재가 상기 길이부재의 길이방향을 따라 결합되어 상기 이웃한 길이부재들을 연결할 수 있다.

바람직하게는, 상기 길이부재의 둘레에 둘출되어 마련되며, 길이부재가 상기 연결부재와 결합되도록 하는 하나 이상의 결합부재;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 길이부재와 연결부재가 결합하면서 형성되는 공간에 마련되는 탱크는, 화물탱크, 밸러스트 탱크 및 보이드 스페이스 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 상술한 바에 따른 선체 내부 구조를 갖는 선박이 제공된다.

본 발명에 의하면, 선체의 강도는 유지하면서 선체 내부의 간단한 구조를 제공할 수 있고, 협소한 밀폐 공간에서의 작업을 최소화하며 그에 따른 안전사고를 예방할 수 있다.

또한, 구조가 간단하므로 구조 검증 및 설계 기간을 단축할 수 있으며, 선체와 화물 적재 구역(Bay)을 따로 제작할 수 있어 작업공정 및 제작기간을 단축할 수 있고, 유지보수가 용이하다.

또한, 설계 기간이 단축되고 유지보수가 용이함에 따라 그 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 선체 내부의 화물창 구조를 개략적으로 도시한 사시도 및 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 선체 내부 구조의 일부분을 개략적으로 도시한 사시도 및 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 길이부재의 연결 구조의 일부를 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 길이부재의 연결 구조의 일부를 도시한 측면도이다.

본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 선체 내부 구조의 일부분을 개략적으로 도시한 사시도 및 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 길이부재의 연결 구조의 일부를 도시한 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 길이부재의 연결 구조의 일부를 도시한 측면도이다. 이하, 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 선체 내부 구조는, 도 2에 도시된 바와 같이, 선박의 갑판 하부에 형성되는 선체 내부 공간에 일정 간격을 두고 선체의 길이 방향을 따라 이격 배치되는 하나 이상의 길이부재(300) 및 길이부재(300)들을 상호 연결하는 하나 이상의 연결부재(400)를 포함한다. 연결부재(400)는 트러스 구조(Trussed Structure)를 형성하며 길이부재(300)와 결합되어 길이부재(300)들을 상호 연결하고, 길이부재(300)와 연결부재(400)가 결합하면서 형성되는 공간에는 탱크가 배치될 수 있다.

트러스 구조는 각 부재를 삼각형을 형성하도록 구성하고, 형성된 삼각형을 연결하여 조립한 뼈대로써, 삼각형의 그물 모양으로 하중을 지탱한다. 즉, 삼각형 구조의 모서리에 하중이 가해지면서 힘을 다른 모서리 쪽으로 분산시킴으로 인해 단위 면적당 받는 하중이 줄어들고, 따라서 서로서로 지탱해줌과 동시에 힘을 분산시킬 수 있는 구조이다. 즉, 각 부재는 축방향력으로 외력과 평형하여 휨 변형이 쉽게 일어나지 않고, 전단력이 생기지 않아 안정된 형태를 유지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

길이부재(300)는 원통형(Pipe Type)으로 마련될 수 있으며, 길이부재(300)와 연결부재(400)가 내부에 다각기둥 또는 원기둥 형태의 공간(200)을 형성하면서 결합할 수 있도록 하면서, 선체의 길이 방향을 따라 다수 개가 배치된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 길이부재(300)의 연결에 의해 형성되는 공간에 배치되는 탱크의 크기, 형상에 따라 길이부재는 제1직경을 갖는 제1길이부재(310), 제2직경을 갖는 제2길이부재(320)를 포함할 수 있다. 제1직경은 제2직경과 같거나, 제2직경보다 크도록 마련될 수 있는데, 제1직경을 갖는 제1길이부재(310)는 길이부재(300)에 의해 형성되는 공간에 배치되는 탱크의 각 모서리에 배치될 수 있고, 제2직경을 갖는 제2길이부재(320)는 이격 배치된 제1길이부재(310)와 제1길이부재(310) 사이에 하나 이상 배치될 수 있다. 또는, 제3직경을 갖는 제3길이부재(미도시)를 더 포함할 수도 있는데, 이는 형성하고자 하는 내부 공간(200)의 크기와 형상에 따라 선택될 수 있다.

또한, 연결부재(400)는 도 3a에 도시한 바와 같이 플레이트형(Plate Type)으로 마련될 수 있고, 또는 도 3b에 도시한 바와 같이 원통형(Pipe Type)으로 마련될 수 있으며, 연결부재(400)는 X자형태로 교차하여 트러스 구조를 형성하면서 결합되고 이웃한 길이부재(300)들을 상호 연결할 수 있다.

또한, 길이부재(300)에는 길이부재(300)의 둘레에 돌출되어 마련되며, 연결부재(400)와 결합되도록 하는 결합부재(311)를 더 포함할 수 있는데, 연결부재(400)는 결합부재(311)에 힌지결합될 수 있다. 결합부재(311)는 도 3a에 도시된 바와 같이 연결부재(300)가 X자형태를 형성하도록 하나 이상 마련될 수 있으며, 플랜지(Flange) 또는 가스켓(Gasket)으로 마련될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 3a에 도시된 바와 같이 연결부재(400)는 4개의 연결부재(400a, 400b, 400c, 400d)가 한 쌍을 이뤄 X자형태를 형성하면서 이웃한 길이부재(300a, 300b)를 상호 연결 및 지지할 수 있다. 즉, 2개의 연결부재(400a, 400b)가 하나의 길이부재(300a)에 결합되는 제1접합부(C1)를 각각 갖고, 하나의 길이부재(300a)에 결합된 2개의 연결부재(400a, 400b)가, 다른 하나의 길이부재(300b)에 결합된 2개의 연결부재(400c, 400d)와 하나의 접점, 즉 제2접합부(C2)를 가지며 4개의 연결부재(400a, 400b, 400c, 400d)가 X자형태를 형성하여 이웃한 길이부재를 상호 연결한다.

이 때, 연결부재(400)는 도 4a에 도시한 바와 같이, 길이부재(300)의 길이방향을 따라 다수 쌍이 결합되고 길이부재(300)에 결합되어 있는 다수 쌍의 연결부재(400)와 동일한 개수의 제2접합부(C2)를 가지며 이웃한 길이부재(300a, 300b)를 상호 연결할 수 있다.

이 때, 한 쌍, 즉 4개의 연결부재(400)의 접점인 제2접합부(C2)는 힌지결합될 수 있다.

또는, 도 3b에 도시된 바와 같이 2개의 연결부재(400a, 400b)가 한 쌍을 이뤄 X자형태를 형성하면서 이웃한 길이부재(300a, 300b)를 상호 연결 및 지지할 수 있다. 즉, 2개의 원통형 또는 플레이트형 연결부재(400a, 400b)가 교차하여 X자를 형성하고, 도 4b에 도시한 바와 같이, 길이부재(300a, 300b)의 길이방향을 따라 다수 쌍이 결합되면서 이웃한 길이부재(300a, 300b)를 상호 연결할 수 있다.

이 때, 연결부재(400)와 길이부재(300)는 상술한 바와 같이, 결합부재(311)에 힌지결합되거나, 길이부재(300) 둘레 표면에 용접(Welding)될 수도 있다. 또한, 2개의 연결부재(400a, 400b)가 교차하는 지점은 밴드(Band) 등으로 고정할 수도 있다.

또는, 1개의 연결부재를 X자형태로 제작하여 이웃한 길이부재를 상호 연결 및 지지할 수도 있다. 이때 연결부재는 이웃한 길이부재의 길이방향을 따라 길이부재의 둘레 표면에 용접되어 결합될 수 있으며 또는 결합부재에 의해 결합될 수도 있다. 또한, 연결부재는 원통형 또는 플레이트형일 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 선체 내부 구조(S)는 다수 개의 길이부재(300)와 연결부재(400)가 트러스 구조, 더욱 구체적으로는 X자를 형성하면서 상호 연결되고, 연결된 길이부재(300)는 연결부재(400)에 의해 상호 지지되며, 길이부재(300)와 연결부재(400)의 결합 내지는 연결로 인해 선체의 강도를 유지하고 하중을 지탱할 수 있다.

이와 같이, 트러스 구조를 형성하면서 연결되어 있는 다수 개의 길이부재(300)는 도 2에 도시된 바와 같이, 다각 기둥 형상 또는 원기둥 형상의 내부 공간(200)을 형성할 수 있다. 즉, 다수 개의 길이부재(300)는 공간(200)을 형성하면서 선체 내부 공간을 하나 이상의 공간(200)으로 분할할 수 있고, 길이부재(300)에 의해 형성된 공간(200)에는 선박의 화물탱크(Cargo Tank), 밸러스트 탱크(Ballast Tank) 내지는 보이드 스페이스(Void Space) 등이 각각 마련될 수 있다.

상기 화물탱크에는 석유, 액화천연가스(LNG) 등의 액체화물이 저장되어 있을 수 있고, 상기 길이부재(300)와 연결부재(400)에 의해 형성된 공간(200)은 화물창일 수 있다.

밸러스트 탱크에는 선박의 균형과 흘수선을 맞춰주기 위하여 실시하는 밸러스팅(Ballasting)을 위한 밸러스트 수가 저장되어 있을 수 있다.

또한, 보이드 스페이스는 선박의 침수 또는 파손 시 선박의 침몰을 방지하기 위한 부력을 제공하기 위해 마련되는 진공공간을 의미할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 선박의 선체 내부 공간에 다수 개의 원통형 길이부재(300)에 의해 탱크를 배치할 수 있는 공간(200), 예를 들어 화물창을 형성할 수 있고, 길이부재(300)는 연결부재(400)와 트러스 구조를 이루며 상호 연결되어 선체의 강도를 유지하며 화물 등에 의한 하중을 견딜 수 있도록 마련된다.

종래의 플레이트(Plate)형 구조로 선체 내부 구조를 마련하는 것은 도 1에 도시된 바와 같이 대부분의 공간이 부재(110)로 채워져 있으므로 경제적 부담이 클 뿐만 아니라, 상대적으로 힘이 작용하지 않는 부분까지 그 두께가 두껍게 마련되므로 오히려 선체 전체의 하중이 증가될 수 있다는 문제점이 있었으나, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 선체 내부 구조(S)를 원통형의 길이부재(300)를 적용하여 트러스 구조로 형성함으로써, 무게가 분산되어 효율적일 뿐만 아니라, 하중이 가해지는 부분, 즉 힘의 분산이 필요한 부분에만 길이부재(300)가 설치되므로 비용의 부담을 줄일 수 있고, 선체 자체의 하중을 줄일 수 있다.

또한, 밀폐 공간 및 협소 공간이 줄어들어 그에 따른 작업의 어려움과 안전문제를 최소화할 수 있고, 유지보수도 용이하다. 그뿐만 아니라. 선체 내부 구조 예를 들어 화물창과 화물 탱크를 따로 제작할 수 있으므로 작업 공정 기간을 단축할 수 있으며, 설계 변경에 따른 설계 및 현장 작업을 최소화하고 비용을 절감할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시 예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시 예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시 예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고, 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100, 200 : 화물창
110 : 플레이트형 종방향 강도 부재
300, 310, 320 : 길이부재
311 : 결합부재
400 : 연결부재
S : 선박의 선체 내부 구조
C1 : 제1접합부
C2 : 제2접합부

Claims (11)

1. 선박의 갑판 하부에 형성되는 선체 내부 공간에 일정 간격을 두고 선체의 길이 방향을 따라 이격 배치되는 하나 이상의 길이부재; 및
   상기 하나 이상의 길이부재들을 상호 연결하는 하나 이상의 연결부재;를 포함하되,
   상기 연결부재는 트러스 구조를 형성하며 상기 길이부재와 결합되고,
   상기 길이부재와 연결부재가 결합하면서 형성되는 공간에는 탱크가 배치되는, 선박의 선체 내부 구조.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 길이부재는 원통형(Pipe Type)으로 마련되는, 선박의 선체 내부 구조.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 원통형 길이부재는,
   제1직경을 갖는 제1길이부재; 및
   제2직경을 갖는 제2길이부재;를 포함하는, 선박의 선체 내부 구조.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 연결부재는 X자형태로 교차하면서 상기 길이부재들을 연결하는, 선박의 선체 내부 구조.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 연결부재는 원통형 또는 플레이트형(Plate Type)으로 마련되는, 선박의 선체 내부 구조.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 연결부재는 4개의 연결부재가 한 쌍을 이루며,
   다수 쌍의 연결부재가 상기 길이부재의 길이방향을 따라 결합되어 상기 이웃한 길이부재들을 연결하는, 선박의 선체 내부 구조.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 한 쌍의 연결부재는 힌지결합하는, 선박의 선체 내부 구조.
8. 청구항 5에 있어서,
   상기 연결부재는 2개의 연결부재가 한 쌍을 이루며,
   다수 쌍의 연결부재가 상기 길이부재의 길이방향을 따라 결합되어 상기 이웃한 길이부재들을 연결하는, 선박의 선체 내부 구조.
9. 청구항 5에 있어서,
   상기 길이부재의 둘레에 둘출되어 마련되며, 길이부재가 상기 연결부재와 결합되도록 하는 하나 이상의 결합부재;를 더 포함하는, 선박의 선체 내부 구조.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 길이부재와 연결부재가 결합하면서 형성되는 공간에 마련되는 탱크는,
    화물탱크, 밸러스트 탱크 및 보이드 스페이스 중 어느 하나가 마련되는, 선박의 선체 내부 구조.
11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 따른 선체 내부 구조를 갖는 선박.

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