KR20190098890A - 선체 구조 및 재질이 개량된 선박 - Google Patents

선체 구조 및 재질이 개량된 선박 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선체 및 블럭의 구조와 재질이 향상된 선박에 관한 것이다. 그러한 선박은 선체(3)와, 선체(3)의 내부에 배치되어 다수의 칸막이를 형성하는 블럭부재(5)를 포함하며, 선체(3) 및 블럭부재(5)는 FRP 복합체(7)로 형성되는 바, 선체(3) 및 블럭부재(5)를 형성하는 FRP 복합체(7)는 내측에 적층되는 제 1FRP층(9)과; 제 1FRP층(9)의 외측에 적층되는 제 1방수층(11)과; 제 1방수층(11)의 외측에 적층되는 충격 흡수층(13)과; 충격 흡수층(13)의 외측에 적층되는 제 2방수층(15)과; 그리고 제 2방수층(15)의 외측에 적층되어 외벽을 형성하는 제 2FRP층(17)을 포함한다.

Description

선체 구조 및 재질이 개량된 선박{Vessel enhancing structure and material of hull}
본 발명은 선박에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선체를 형성하는 FRP의 구조 및 재질을 개량함으로써 외부 충격 및 침수에 강한 선박을 제공하는 것이다.
일반적으로 선박은 화물과 승객을 싣고 바다 혹은 강을 운행하는 교통수단을 의미한다. 이러한 선박은 상선, 군함, 어선, 특수선 등으로 구분되며, 또한 크기에 따라 소형선박, 대형선박 등으로 구분한다.
그리고, 소형선박의 경우 요트, 보트, 콤비보트 등으로 구분되며, 또한 다양한 재질로 제조된다. 예를 들면, 에프알피(FRP;Fiber Glas reinforced Plastic;이하 FRP), 목재, 알루미늄 재질이다.
특히, FRP 선박은 몰드(mould) 방식으로 제조되므로 대량생산이 가능한 장점이 있다.
이러한 FRP는 유리섬유, 탄소섬유, 케블라 등의 방향족(芳香族) 나일론섬유와 불포화 폴리에스테르, 에폭시수지 등의 열경화성수지를 결합한 소재이며, 내구성, 내충격성, 내마모성, 가공성이 우수한 재질이다.
따라서, FRP로 제조된 선박은 충분한 강도와, 더 경량이고, 이음매가 없어서 외관이 미려하고 선체저항이 적은 특징이 있다.
그러나, FRP는 그 재질의 특성상 충격에 대한 진동이 크고 탄성율이 낮으며 균열 등의 파손발생 시 파손부위가 크다는 단점이 있다.
특히, FRP 선박은 운항중에 암초나 기타 해상구조물에 부딪힐 가능성이 높은 것은 물론, 슬래밍(slamming)이나 스프링잉(springing))과 같은 지속적인 진동 내지는 파랑((波浪, wave))의 충돌 등 크고 작은 충격에 상시적으로 노출되므로 선체(3)파손의 가능성이 높고, 결국 침수로 이어질 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 콤비보트의 경우 소형선박(요트, 보트, 콤비보트 등) 선체에 외부에 고무보트와 내부에 FRP로 만든 선체를 결합하는 형태로 상층부 옆을 충격에 보호하기 위해 FRP 외벽을 고무튜브로 설치된다.
충돌시에 고무튜브의 형태를 그대로 유지하여, 선체 일부분이 파손 또는 손상되는 경우에도 수면위로 부양하게 되는 장점을 가지고 있다.
그러나, 수면 아래쪽에 위치한 기계장비 및 내부시설 침수가 불가피하여 큰 재산피해가 예상된다. 따라서 진술한 이런 문제를 해결하기 위한 소형선박의 개선이 필요한 실정이다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 선체(100)의 내부에 칸막이(102)를 설치할 수도 있다. 이러한 구조의 선박은 외판에 천공이 발생하는 경우 물이 해당 칸에만 유입되도록 하여 침수를 방지하는 구조이다.
그러나, 이러한 경우도 선체(100)의 내부가 단순히 칸막이(102)에 의하여 구분되어 있어서 천공이나 외부 충격에 한계가 있는 문제점이 있다.
참고로, 실용신안등록출원 제20-1994-0005397호(명칭:고무보트 선체)에는 고무보트 선체에 관한 선행기술이 제시되어 있는 바, 이 고안은 보트의 안전성을 고려하여 보트선체에 고무튜우브를 설치하고 고무튜우브의 손상을 방지하기 위하여 고무튜우브를 고정하는 선체와; 상기 선체에서 고무튜우브가 외부로 돌출되지 않도록 선체의 둘레상에 형성된 고무튜우브 유도공간과; 최소한 선체의 상부에서 수직상으로 고무튜우브가 밖으로 드러나 보이지 않도록 선체에서 돌출된 확장리브와; 적어도 선체상에 캐노피의 설치를 안내하기 위한 안내리브로 구성된다.
그리고, 실용신안등록출원 제20-2006-0003014호(명칭:분해조립이 가능한 고무보트)에도 고무보트에 관한 선행기술이 제시되어 있는 바, 이 고안은 선체와 고무튜브를 분해/조립 가능하게 구성하여 고무보트의 조립에 따른 간편함과 보관에 따른 부피를 줄여줄 수 있도록 한 분해/조립이 가능한 고무보트에 관한 것이다.
이 목적을 달성하기 위하여, 선체의 바닥 둘레면과, 상기 선체의 바닥 둘레면에 접촉되는 상기 고무튜브의 내주면에는 암, 수매직테이프를 각기 부착시켜 선체 및 고무튜브가 서로 분해 가능하게 조립된다.
따라서, 선체 외부에 고무보트를 결합한 콤비보트의 경우 선체 외부에 충격이 가해지면 고무튜브가 선체를 보호하게 되어 있다.
그러나, 선체 하부에 충격이 가해지게 되면 그 부위에 크랙 및 파손으로 물에 유입으로 인한 침수을 막을 수 없는 문제점이 있다.
1)실용신안등록출원 제20-1994-0005397호(명칭:고무보트 선체) 2)실용신안등록출원 제20-2006-0003014호(명칭:분해조립이 가능한 고무보트)
따라서, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 과제는 선체를 형성하는 FRP의 재질 및 구조를 개선함으로써 외부 충격 및 침수에 강한 선박을 제공한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는,
선체(3)와, 선체(3)의 내부에 배치되어 다수의 칸막이를 형성하는 블럭부재(5)를 포함하는 선박(1)으로서,
선체(3) 및 블럭부재(5)는 FRP 복합체(7)로 형성되는 바,
선체(3) 및 블럭부재(5)를 형성하는 FRP 복합체(7)는 내측에 적층되는 제 1FRP층(9)과;
제 1FRP층(9)의 외측에 적층되는 제 1방수층(11)과;
제 1방수층(11)의 외측에 적층되는 충격 흡수층(13)과;
충격 흡수층(13)의 외측에 적층되는 제 2방수층(15)과; 그리고
제 2방수층(15)의 외측에 적층되어 외벽을 형성하는 제 2FRP층(17)을 포함하는 선박(1)을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박은 개량된 FRP 복합재질로 제조되는 바, 이러한 FRP 복합재질은 내측에 적층되는 제 1FRP층과, 제 1FRP층(9)의 외측에 적층되는 제 1방수층(11)과, 제 1방수층(11)의 외측에 적층되는 충격 흡수층(13)과, 충격 흡수층(13)의 외측에 적층되는 제 2방수층(15)과, 제 2방수층(15)의 외측에 적층되어 외벽을 형성하는 제 2FRP층(17)으로 구성됨으로써 외부 충격 및 침수에 강한 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 콤비보트를 보여주는 사시도이다.
도 2는 종래기술에 따른 선박을 보여주는 저면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 FRP 선박의 선체 및 내부 칸막이의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 FRP 선박의 선체 및 블럭부재를 형성하는 FRP 복합체의 구조를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 FRP 선박의 내부에 배치되는 다수개의 블럭부재를 보여주는 분해 사시도이다.
도 6는 도 3에 도시된 FRP 선박의 중간에 보강블럭을 추가로 배치하는 과정을 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 FRP 선박(1)은 선체(3)와; 선체(3)의 내부에 배치되어 다수의 칸막이를 형성하는 블럭부재(5)로 구성된다.
그리고, 선체(3) 및 블럭부재(5)는 FRP 복합체(7)로 형성됨으로써 외부 충격이나 침수에 효과적이다.
보다 상세하게 설명하면, 선체(3) 및 블럭부재(5)를 형성하는 FRP 복합체(7)는 내측에 적층되는 제 1FRP층(9)과; 제 1FRP층(9)의 외측에 적층되는 제 1방수층(11)과; 제 1방수층(11)의 외측에 적층되는 충격 흡수층(13)과; 충격 흡수층(13)의 외측에 적층되는 제 2방수층(15)과; 제 2방수층(15)의 외측에 적층되어 외벽을 형성하는 제 2FRP층(17)을 포함한다.
제 1FRP층(9)은 통상적인 FRP 소재, 즉 유리섬유를 강화재로 하여, 불포화 폴리에스테르의 매트릭스를 강화시킨 복합재료로 제조된다.
이러한 제 1FRP층(9)으로 인하여 선체(3)는 충분한 강도와, 더 경량으로 제조될 수 있다.
제 1FRP층(9)의 표면에는 제 1방수층(11)이 적층됨으로써 물의 유입을 방지할 수 있다.
이러한 제 1방수층(11)은 다양한 방수제로 제조될 수 있으며, 예를 들면 폴리 우레아(polyurea) 소재로 제조된다. 폴리우레안 소재는 아이 소사이아 네이트(isocyanate) 구성요소와, 합성수지 혼합 구성요소의 반응 산물로부터 유도된 탄성중합체로서, 요소수지 등을 포함한다.
제 1방수층(11)의 표면에 적층되는 충격 흡수층(13)은 다양한 탄성소재로 형성될 수 있는 바, 예를 들면 PVC(19), 하이폴론(21),실리콘(23) 등을 포함한다.
PVC(Polyvinyl chloride;19)는 열가소성 플라스틱의 하나로 '폴리염화비닐', '염화비닐수지'라고도 하는 플라스틱을 의미한다.
실리콘(silicone;23)은 규소를 원료로 하여 합성한 규소 수지로서 중합의 정도에 따라 유상체(油狀體), 고무모양, 수지 형태로 제조된다.
이러한 충격 흡수층(13)은 PVC(19), 하이폴론(21),실리콘(23)으로 구성되는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 어느 한 성분만 포함될 수도 있고, 또는 2개 이상 포함될 수 있다.
상기 충격 흡수층(13)의 표면에는 제 2방수층(15)이 적층됨으로써 물의 유입을 방지할 수 있다.
이러한 제 2방수층(15)은 제 1방수층(11)과 동일한 성분을 갖는바, 폴리 우레아(polyurea) 소재로 제조된다.
그리고, 제 2방수층(15)의 표면에는 제 2FRP층(17)이 적층됨으로써 강도를 높일 수 있다. 이러한 제 2FRP층(17)은 제 1FRP층(9)과 동일한 성분을 갖는 바, 통상적인 FRP 소재로 구성된다.
이와 같이, 선체(3) ??은 블럭부재(5)는 제 1FRP층(9)과, 제 1방수층(11)과, 충격 흡수층(13)과, 제 2방수층(15)과, 제 2FRP층(17)로 이루어진 FRP 복합체(7)에 의하여 제조될 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 선체(3)의 내부 중간부에 보강 블럭(25)을 추가로 설치할 수 있다.
즉, 선체(3)의 중간에는 파손시 보다 많은 물이 유입될 수 있음으로 보강블럭(25)을 추가로 설치한다.
이러한 보강블럭(25)은 다른 블럭과 동일하게 FRP 복합체(7)로 제조되며, 보강블럭의 높이는 선체(3)의 높이보다 높게 형성된다.
따라서, 이러한 보강블럭(25)을 선체(3)의 내부 중간에 배치하고 일체로 결합시킴으로써 선체(3)의 중간부를 보강할 수 있다.
그리고, 선체(3)의 상부가 개방되어 있지 않은 형태의 요트 및 보트의 경우에는 상부의 개방된 부분을 FRP 복합체(7)로 제조된 판넬 등으로 밀폐시킨다. 따라서, 선박(1)이 전복되는 경우에도 물의 유입을 방지하고 자가복원이 가능하다.
한편, 선박(1)을 제조하는 경우, 먼저 외관을 형성하는 선체(3)를 제조하게 된다. 이때, 선체(3)의 내부에 칸막이도 설치함으로써 각 구역을 블록으로 형성한다.
그리고, 선체(3) 및 칸막이는 FRP 복합체(7)에 의하여 각각 형성되는 바, 제 1FRP층(9)과, 제 1방수층(11)과, 충격 흡수층(13)과, 제 2방수층(15)과, 제 2FRP층(17)으로 이루어진다.
따라서, 외부 충격이 전달되어도 충격파가 선체(3)를 순차적으로 통과하는 과정에서 점차적으로 흡수되어 충격을 약화시킬 수 있다.
또한, 선체(3)에 충격 등으로 천공이 발생하여 물이 유입하는 경우, 선체(3)의 내부는 다수개의 블럭으로 구성되어 있음으로 물이 일정 블럭에만 유입되고 이웃한 블럭에는 유입되지 않음으로써 침몰이 방지될 수 있다.
한편, 선체(3)는 다른 방법으로도 제조될 수 있는 바, 먼저 다수개의 블럭을 제조하고 이 블럭부재(5)들을 서로 결합하여 하나의 선체(3)를 제조하는 방식이다.
이때, 각각의 블럭부재(5)들은 별도의 공정에서 선박(1)에 조립될 위치에 맞도록 적절한 형상으로 제조된다.
즉, 선체(3)의 선미, 후미, 중간에 조립된 블럭부재(5)들은 해당 위치에 맞는 형상으로 제조된다.
이때, 각 블럭부재(5)들은 FRP 복합체(7)에 의하여 각각 제조되는 바, 제 1FRP층(9)과, 제 1방수층(11)과, 충격 흡수층(13)과, 제 2방수층(15)과, 제 2FRP층(17)으로 이루어진다.
그리고, 선체(3)도 별도의 공정에 의하여 제조되는 바, 블럭과 동일하게 FRP 복합체(7)로 제조된다. 즉, 제 1FRP층(9)과, 제 1방수층(11)과, 충격 흡수층(13)과, 제 2방수층(15)과, 제 2FRP층(17)로 이루어진 FRP복합체(7)에 의하여 선체(3)를 제조하게 된다.
이와 같이, 제조된 다수개의 블럭부재(5)들을 선체(3)의 내측에 배치하고 일체로 결합시킨다. 결국, 선체(3)와 내부에 결합된 블럭은 일체로 결합됨으로써 선박(1)을 이루게 된다.
이러한 선박(1)은 칸막이 역할을 하는 다수개의 블럭으로 구성되고, 다수개의 블럭이 하나의 선체(3) 내부에 배치된 구조이므로, 외부 충격이 전달되어도 충격파가 선체(3)를 순차적으로 통과하는 과정에서 점차적으로 흡수되어 충격을 약화시킬 수 있다.
또한, 선체(3)에 충격 등으로 천공이 발생하여 물이 유입하는 경우, 선체(3)의 내부는 다수개의 블럭으로 구성되어 있음으로 물이 일정 블럭에만 유입되고 이웃한 블럭에는 유입되지 않음으로써 침몰이 방지될 수 있다.
한편, 선체(3)의 중간에는 보강블럭(25)을 추가로 설치하는 바, 이러한 보강블럭(25)은 다른 블럭과 동일하게 FRP 복합체(7)로 제조되며, 보강블럭(25)의 높이는 선체(3)의 높이보다 높게 형성된다.
따라서, 이러한 보강블럭(25)을 선체(3)의 내부 중간에 배치하고 일체로 결합시킴으로써 선체(3)의 중간부를 보강할 수 있다.

Claims (5)

  1. 선체(3)와, 선체(3)의 내부에 배치되어 다수의 칸막이를 형성하는 블럭부재(5)를 포함하는 선박(1)으로서,
    선체(3) 및 블럭부재(5)는 FRP 복합체(7)로 형성되는 바,
    선체(3) 및 블럭부재(5)를 형성하는 FRP 복합체(7)는 내측에 적층되는 제 1FRP층(9)과;
    제 1FRP층(9)의 외측에 적층되는 제 1방수층(11)과;
    제 1방수층(11)의 외측에 적층되는 충격 흡수층(13)과;
    충격 흡수층(13)의 외측에 적층되는 제 2방수층(15)과; 그리고
    제 2방수층(15)의 외측에 적층되어 외벽을 형성하는 제 2FRP층(17)을 포함하는 선박(1).
  2. 제 1항에 있어서,
    제 1 및 제 2방수층(15)은 폴리 우레아(polyurea) 소재인 것을 특징으로 하는 선박(1).
  3. 제 1항에 있어서,
    충격 흡수층(13)은 PVC, 하이폴론,실리콘중 적어도 하나 이상을 포함하는 선박(1).
  4. 제 1항에 있어서,
    선체(3)의 중간부에는 추가로 보강블럭(25)을 배치하고, 높이를 수면보다 높게 형성하는 것을 특징으로 하는 선박(1).
  5. 제 1항에 있어서,
    선체(3)의 상부 개방된 공간에도 FRP 복합체(7)로 된 판넬로 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 선박(1).
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KR20210100991A (ko) * 2020-02-07 2021-08-18 (주)터보마린테크 폴리우레아를 이용한 frp 선박 및 그 제조 방법

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