KR20200033519A

KR20200033519A - 쇄빙선

Info

Publication number: KR20200033519A
Application number: KR1020180112887A
Authority: KR
Inventors: 김진규; 이용철
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2020-03-30

Abstract

쇄빙선이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 쇄빙선은 유빙해역을 운항하는 쇄빙선으로서, 얼음 위로 올라타 상기 얼음을 깨뜨리는 쇄빙동작할 수 있는 선체; 상기 선체에 대해 추력을 제공하는 메인추진부; 및 상기 선체에 대해 출몰 가능하게 형성되고, 상기 선체가 상기 쇄빙동작할 때 상기 선체에 대해 아래로 돌출되어 보조추력을 제공하는 보조추진부를 포함할 수 있다.

Description

쇄빙선{Ice breaker}

본 발명은 쇄빙선에 관한 것이다.

일방적으로 쇄빙선은 북극해와 같은 유빙해역에서 운항할 수 있다. 쇄빙선은 유빙해역에 부유하는 얼음을 깨뜨리는 쇄빙동작을 하며 유빙해역을 운할 수 있다.

이때, 쇄빙선은 선체가 얼음 위로 올라타 자체 중량을 이용하여 얼음을 깨뜨리는 쇄빙동작을 할 수 있다.

일반적으로 북극해 항로에는 대략 두께 1m정도의 얼음이 부유하고 있기 때문에, 쇄빙선은 유빙해역을 운항하며 두꺼운 얼음에 대해 쇄빙동작할 필요가 있다. 최근 이러한 필요에 부응하기 위해 다양한 쇄빙선이 개방되고 있다.

본 발명의 실시예는, 선체의 하중을 이용하여 얼음을 효과적을 깨뜨릴 수 있는 쇄빙선을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 유빙해역을 운항하는 쇄빙선으로서, 얼음 위로 올라타 상기 얼음을 깨뜨리는 쇄빙동작할 수 있는 선체; 상기 선체에 대해 추력을 제공하는 메인추진부; 및 상기 선체에 대해 출몰 가능하게 형성되고, 상기 선체가 상기 쇄빙동작할 때 상기 선체에 대해 아래로 돌출되어 보조추력을 제공하는 보조추진부를 포함하는, 쇄빙선이 제공될 수 있다.

상기 보조추진부가 출몰하도록 구동력을 제공하는 구동부를 더 포함할 수 있다.

상기 구동부는 상기 선체에 대해 상하방향으로 신축동작하는 실린더를 포함할 수 있다.

상기 보조추진부는 전방향추진기를 포함할 수 있다.

상기 선체가 쇄빙동작할 때 상기 얼음에 대해 상기 선체의 하중을 지지하도록 상기 선체의 저면에서 아래를 향해 돌출되고, 선체의 길이방향으로 연장되는 돌출부를 더 포함할 수 있다.

상기 돌출부의 횡단면은 삼각형으로 제공될 수 있다.

상기 돌출부는 복수로 제공되고, 상기 복수의 돌출부는 상기 선체의 폭방향으로 이격 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 선체가 쇄빙동작할 때 보조추진부가 선체 아래로 돌출되어 선체에 대해 보조추력을 제공함으로써, 선체가 효과적으로 얼음 위로 올라탈 수 있어 선체의 하중을 이용하여 얼음을 효과적으로 깨뜨릴 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇄빙선을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 보조추진부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇄빙선의 쇄빙동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 쇄빙선을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 AA선을 화살표방향으로 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 7의 BB선을 화살표방향으로 바라본 모습을 나타내는 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇄빙선을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 보조추진부를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 2에서 +X축방향은 선수방향을 나타내고, 보조추진부(150)가 선체(110)에 대해 돌출된 모습이 도시되어 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 쇄빙선(100)은 선체(110), 메인추진부(130) 및 보조추진부(150)를 포함한다.

본 실시예에 따른 쇄빙선(100)은 유빙해역을 운항한다.

예컨대, 쇄빙선(100)은 북극해와 같은 유빙해역을 운항할 수 있다. 이 경우, 유빙해역에는 대략 두께 1m정도의 두꺼운 얼음 얼음이 부유할 수 있다.

선체(110)는 유빙해역을 운항하도록 형성될 수 있다.

선체(110)는 유빙해역을 운항하는 과정에, 유빙해역의 얼음을 깨뜨리는 쇄빙동작할 수 있다. 이 경우, 선체(110)는 쇄빙동작을 통해 유빙해역을 용이하게 운항할 수 있다.

선체(110)의 쇄빙동작은 선체(110)가 얼음 위로 올라타 선체(110)의 하중의 이용하여 얼음을 깨뜨리는 방법으로 수행될 수 있다. 다시 말해, 선체(110)가 올라탄 얼음은 선체(110)의 하중에 의해 얼음에 대해 가해지는 압력에 의해 깨질 수 있다.

본 실시예에서는 선체(110)의 선수부가 먼저 얼음 위로 올라타도록 선체(110)가 전진운항하며 쇄빙동작할 수 있다.

다른 실시예에서는 도시되지 않았지만, 선체의 선미부가 먼저 얼음 위로 올라타도록 선체가 후진운항하며 쇄빙동작할 수 있다.

메인추진부(130)는 선체(110)에 대해 추력을 제공한다. 다시 말해, 선체(110)는 메인추진부(130)의 추력을 통해 유빙해역을 운항할 수 있다.

본 실시예에서, 메인추진부(130)는 선체(110)의 선미부에 설치될 수 있다.

예컨대, 메인추진부(130)는 도 1과 같이 회전샤프트(131) 및 프로펠러(132)를 포함할 수 있다.

회전샤프트(131)는 전단부가 선체(110) 내부에 위치하고, 후단부가 선체(110) 후방으로 노출되도록 연장될 수 있다.

이 경우, 회전샤프트(131)는 전단부가 선체(110) 내부에 마련되는 엔진과 같은 구동수단(미도시)에 연결되고, 구동수단의 구동력에 의해 회전할 수 있다.

프로펠러(132)는 선체(110) 후방에 배치되고, 회전샤프트(131)의 후단부에 연결될 수 있다. 이때, 프로펠러(132)는 회전하는 회전샤프트(131)를 따라 회전하며 선체(110)에 대해 추력을 제공할 수 있다.

보조추진부(150)는 선체(110)에 대해 출몰 가능하게 형성된다. 다시 말해, 보조추진부(150)는 선체(110) 내부로 삽입되거나 선체(110) 외부로 돌출되도록 형성될 수 있다.

이때, 보조추진부(150)는 도 1과 같이 선체(110)에 대해 아래로 돌출될 수 있다. 이 경우, 보조추진부(150)는 선체(110)에 대해 승강 가능하게 형성될 수 있다. 다시 말해, 보조추진부(150)는 선체(110)에 대해 상승할 때 선체(110) 내부로 삽입되고, 선체(110)에 대해 하강할 때 선체(110) 외부, 즉 선체(110)에 대해 아래로 돌출될 수 있다.

예컨대, 선체(110)에는 도 2와 같이 삽입홈(111)이 형성될 수 있다. 이때, 삽입홈(111)은 선체(110)의 저면에서 선체(110) 내부를 향해 오목하게 형성될 수 있다.

삽입홈(111)은 선체(110)의 아래를 향해 개방되게 형성될 수 있다. 이 경우, 보조추진부(150)는 삽입홈(111) 내부로 삽입되거나 삽입홈(111) 외부의 선체(110) 아래로 돌출될 수 있다.

보조추진부(150)는 도 2와 같이 구동부(170)의 구동력에 의해 출몰할 수 있다. 이때, 구동부(170)는 보조추진부(150)가 선체(110)에 대해 출몰하도록 보조추진부(150)를 선체(110)에 대해 승강시킬 수 있다.

일례로, 구동부(170)는 도 2와 같이 선체(110)에 대해 상하방향으로 신축동작하는 실린더(171)를 포함할 수 있다.

실린더(171)는 삽입홈(111) 내부에 배치될 수 있다. 실린더(171)는 일단부가 삽입홈(111)의 내측벽에 지지되고, 타단부가 보조추진부(150)에 연결될 수 있다.

이 경우, 보조추진부(150)는 실린더(171)가 수축동작할 때 선체(110) 내부, 즉 삽입홈(111) 내부에 삽입될 수 있다. 또는 보조추진부(150)는 실린더(171)가 신장동작할 때 선체(110) 외부, 즉 삽입홈(111) 외부로 돌출될 수 있다.

예컨대, 실린더(171)는 유압 또는 공압을 이용하여 신축동작할 수 있다.

대안적으로, 구동부는 도시되지 않았지만, 랙-피니언 구조 또는 윈치에 의해 권취되는 와이어와 같이 보조추진부가 선체에 대해 출몰하도록 구동력을 제공할 수 있는 다양한 형태로 제공될 수 있다.

보조추진부(150)는 선체(110)가 쇄빙동작할 때 선체(110)에 대해 아래로 돌출되어 보조추력을 제공할 수 있다.

보다 상세히, 선체(110)는 쇄빙동작할 때 일부가 얼음 위로 올라탈 수 있다. 이 과정에서, 메인추진부(130)는 얼음이 두꺼운 경우 수면 외부로 노출되어 선체(110)에 대해 추력을 제공하기 어려울 수 있다.

이 경우, 선체(110)는 선체(110)의 하중을 이용하여 얼음을 깨뜨릴 수 있도록 얼음 위로 올라타지 못할 수 있다. 다시 말해, 선체(110)는 일부만 얼음 위에 올라탄 상태에서 선체(110)의 하중을 이용하여 얼음을 깨뜨리지 못하며, 이동도 하기 어려울 수 있다.

이때, 보조추진부(150)는 선체(110)에 대해 아래로 돌출되어 수면 아래에 위치할 수 있다. 보조추진부(150)는 수면 아래에서 선체(110)에 대해 보조추력을 제공하고, 선체(110)는 선체(110)의 하중을 이용하여 얼음을 효과적으로 가압하도록 얼음 위에 용이하게 올라탈 수 있다.

따라서, 선체(110)는 보조추진부(150)의 보조추력에 의해 얼음 위에 올라타 이동하여 얼음을 효과적으로 깨뜨릴 수 있다.

한편, 보조추진부(150)는 평상시 선체(110)에 대해 삽입될 수 있다. 이 경우, 보조추진부(150)는 선체(110)가 메인추진부(130)의 추력에 의해 운항하는 동안 선체(110) 외부로 돌출되어 선체(110)에 대해 저항으로 작용하는 것이 방지될 수 있다.

예컨대, 보조추진부(150)는 전방향추진기(151)를 포함할 수 있다.

전방향추진기(151)는 스트럿(151a), 포드(151b), 보조프로펠러(151c) 및 덕트(151d)를 포함할 수 있다.

스트럿(151a)은 구동부(170)와 연결될 수 있다. 스트럿(151a)은 구동부(170)의 동작에 따라 선체(110) 내부를 향해 상승하거나 선체(110) 외부를 향해 하강할 수 있다.

포드(151b)는 스트럿(151a)과 연결되고, 스트럿(151a)을 따라 상승하거나 하강할 수 있다.

포드(151b) 내부에는 모터가 배치될 수 있다.

보조프로펠러(151c)는 포드(151b)에 지지될 수 있다. 보조프로펠러(151c)의 보조회전샤프트는 포드(151b) 내부에서 모터의 구동샤프트와 연결될 수 있다. 이 경우, 보조프로펠러(151c)는 모터의 동작에 따라 회전하고, 선체(110)에 대해 보조추력을 제공할 수 있다.

덕트(151d)는 보조프로펠러(151c)를 감싸도록 형성되고, 보조프로펠러(151c)를 보호할 수 있다.

이와 같은 전방향추진기(151)는 선체(110)가 쇄빙동작할 때 구동부(170)의 동작에 따라 수면 아래에 위치하도록 하강하여 선체(110)에 대해 보조추력을 제공할 수 있다. 또는, 전방향추진기(151)는 선체(110)가 방향전환할 때 선체(110) 외부로 돌출되어 선체(110)의 측방향으로 보조추력을 발생시킬 수 있다.

이외에도, 보조추진부는 도시되지 않았지만, 선체가 쇄빙동작할 때 선체에 대해 보조추력을 제공할 수 있는 다양한 형태로 제공될 수 있다.

본 실시예에서, 보조추진부(150)는 도 1과 같이 선체(110)의 선미부에 배치될 수 있다. 이 경우, 보조추진부(150)는 선체(110)의 선수부가 얼음 위로 올라타며 쇄빙동작하도록 선체(110)에 대해 보조추력을 제공할 수 있다.

다른 실시예에서, 도시되지 않았지만, 보조추진부는 선체의 선수부에 배치되거나 선체의 선수부 및 선미부에 각각 배치될 수 있다.

앞서 살핀 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 쇄빙선(100)은 선체(110)가 쇄빙동작할 때 보조추진부(150)가 선체(110) 아래로 돌출되어 선체(110)에 대해 보조추력을 제공함으로써, 선체(110)가 효과적으로 얼음 위로 올라탈 수 있어 선체(110)의 하중을 이용하여 얼음을 효과적으로 깨뜨릴 수 있다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇄빙선의 쇄빙동작을 설명하기 위한 도면이다.

참고로, 도 3 내지 도 6에서 +X축방향은 선체(110)의 선수방향을 나타낸다.

이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 쇄빙선(100)의 쇄빙동작을 설명한다.

본 실시예에서는 선체(110)의 선수부가 먼저 얼음(I) 위로 올라타 쇄빙동작하는 경우를 예를 들어 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 쇄빙선(100)은 유빙해역을 운항할 수 있다.

이때, 선체(110)는 메인추진부(130)의 추력에 의해 운항할 수 있다. 이 경우, 메인추진부(130)는 수면 아래에 위치하고, 보조추진부(150)는 선체(110) 내부에 삽입될 수 있다.

선체(110)는 유빙해역을 운항하는 과정에 항로 상에 있는 얼음(I)을 깨뜨릴 필요가 있다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 쇄빙선(100)은 얼음(I)을 깨뜨리는 쇄빙동작할 수 있다.

보다 상세히, 먼저, 도 4를 참조하면, 선체(110)는 전진하는 과정에 선수부 일부가 얼음(I) 위로 올라탈 수 있다.

이때, 선체(110)는 메인추진부(130)의 추력에 의해 선수부 일부가 얼음(I) 위로 올라탈 수 있다.

도 5을 참조하면, 선체(110)는 중앙부까지 얼음(I) 위로 올라탈 수 있다.

선체(110)의 일부가 얼음(I) 위로 올라타는 과정에서, 메인추진부(130)는 수면 위로 노출되고, 선체(110)에 대해 추력을 제공하기 어려울 수 있다.

이때, 보조추진부(150)는 구동부(170)의 구동력에 의해 수면 아래에 위치하도록 선체(110)의 아래로 돌출될 수 있다. 이 경우, 선체(110)는 보조추진부(150)의 보조추력에 의해 효과적으로 얼음(I) 위로 올라탈 수 있다. 다시 말해, 선체(110)는 보조추진부(150)의 보조추력에 의해 중앙부가 얼음 위로 올라타도록 이동할 수 있다.

도 6을 참조하면, 선체(110)는 얼음(I)을 깨뜨릴 수 있다. 다시 말해, 얼음(I)은 선체(110)의 하중에 의해 가압되어 깨질 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 쇄빙선을 나타내는 도면이고, 도 8은 도 7의 AA선을 화살표 방향으로 바라본 모습을 나타내는 도면이고, 도 9는 도 7의 BB선을 화살표 방향으로 바라본 모습을 나타내는 도면이다.

도 7내지 도 9에서 +X축방향은 선체의 선수방향을 나타내고, 도 7은 보조추진부(250)가 돌출된 모습을 도시하고 있다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 쇄빙선(200)은 선체(210), 메인추진부(230), 보조추진부(250) 및 돌출부(290)를 포함하고, 유빙해역을 운항할 수 있다.

본 실시예에 따른 선체(210), 메인추진부(230) 및 보조추진부(250)는 앞선 실시예의 선체(도 1의 110), 메인추진부(도 1의 130) 및 보조추진부(도 1의 150)와 실질적으로 동일하고, 그 상세한 설명을 생략한다.

본 실시예에 따른 쇄빙선(200)은 돌출부(290)를 더 포함하는 점에서 앞선 실시예와 차이가 있다. 이하, 본 실시예를 설명함에 있어 앞선 실시예와 차이가 있는 점에 대해 설명한다.

돌출부(290)는 선체(210)의 저면에서 아래를 향해 돌출될 수 있다.

이때, 돌출부(290)는 선체(210)가 쇄빙동작할 때 얼음에 대해 선체(210)의 하중을 지지할 수 있다. 다시 말해, 선체(210)의 하중은 선체(210)가 얼음 위로 올라탈 때 돌출부(290)를 통해 얼음에 작용할 수 있다. 이 경우, 돌출부(290)와 얼음이 접촉하는 면적은 선체(210)의 저면과 얼음이 직접 접촉하는 면적보다 작을 수 있다.

이때, 선체(210)의 하중은 얼음에 대해 상대적으로 좁은 면적을 통해 작용할 수 있다. 다시 말해, 선체(210)의 하중에 의해 얼음에 가해지는 압력은 돌출부(290)를 통해 증가할 수 있다. 따라서, 선체(210)는 돌출부(290)를 통해 선체(210)의 하중을 이용하여 보다 효과적으로 얼음을 깨뜨릴 수 있다.

나아가, 돌출부(290)와 얼음이 접촉하는 면적이 선체(210)의 저면과 얼음이 w직접 접촉하는 면적보다 작음으로 인해, 얼음 위에 올라타 이동하는 선체(210)와 얼음 사이 작용하는 저항이 감소될 수 있다. 이 경우, 선체(210)는 보다 용이하며 신속하게 얼음 위로 올라탈 수 있다.

돌출부(290)는 선체(210)의 길이방향(예컨대, 도 7에서 볼 때 X축방향)으로 연장될 수 있다. 이 경우, 돌출부(290)는 선체(210)의 저면에 바 형태로 형성될 수 있다.

예컨대, 돌출부(290)의 횡단면은 도 8과 같이 삼각형으로 제공될 수 있다. 돌출부(290)는 횡단면상에서 꼭지점이 아래를 향하도록 배치될 수 있다. 이 경우, 돌출부(290)는 얼음과 접촉하는 면적이 최소화되고, 선체(210)는 효과적으로 얼음을 깨뜨릴 수 있다.

이외에도, 돌출부는 도시되지 않았지만, 횡단면이 사각형과 같은 다각형으로 제공되는 것과 다양한 형상으로 제공될 수 있다.

본 실시예에서, 돌출부(290)는 복수로 제공될 수 있다. 복수의 돌출부(290)는 선체(210)의 폭방향(예컨대, 도 9에서 볼 때 Y축방향)으로 이격배치될 수 있다.

예컨대, 돌출부(290)는 도 9와 같이 두 개가 제공될 수 있다. 두 개의 돌출부(290)는 선체(210)의 폭방향으로 이격될 수 있다. 이 경우, 두 개의 돌출부(290)는 선체(210)의 하중이 균등하게 얼음에 작용하도록 이격될 수 있다.

돌출부(290)의 수는 선체(210) 저면의 면적 또는 선체(210) 하중 등을 고려하여 다양하게 결정될 수 있다.

돌출부(290)는 선체(210)의 저면에 돌출되어 선체(210)의 저면과 일체로 형성될 수 있다. 또는, 돌출부(290)는 별도로 제작되어 선체(210)의 저면에 돌출되도록 용접 등의 방법으로 연결될 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예들에 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.

100, 200: 쇄빙선
110, 210: 선체
111: 삽입홈
130, 230: 메인추진부
150, 250: 보조추진부
151: 전방향추진기
170: 구동부
171: 실린더
290: 돌출부

Claims

유빙해역을 운항하는 쇄빙선으로서,
얼음 위로 올라타 상기 얼음을 깨뜨리는 쇄빙동작할 수 있는 선체;
상기 선체에 대해 추력을 제공하는 메인추진부; 및
상기 선체에 대해 출몰 가능하게 형성되고, 상기 선체가 상기 쇄빙동작할 때 상기 선체에 대해 아래로 돌출되어 보조추력을 제공하는 보조추진부를 포함하는, 쇄빙선.
제1항에 있어서,
상기 보조추진부가 출몰하도록 구동력을 제공하는 구동부를 더 포함하는, 쇄빙선.
제2항에 있어서,
상기 구동부는 상기 선체에 대해 상하방향으로 신축동작하는 실린더를 포함하는, 쇄빙선.
제2항에 있어서,
상기 보조추진부는 전방향추진기를 포함하는, 쇄빙선.
제1항에 있어서,
상기 선체가 쇄빙동작할 때 상기 얼음에 대해 상기 선체의 하중을 지지하도록 상기 선체의 저면에서 아래를 향해 돌출되고, 상기 선체의 길이방향으로 연장되는 돌출부를 더 포함하는, 쇄빙선.
제5항에 있어서,
상기 돌출부는 복수로 제공되고, 상기 복수의 돌출부는 상기 선체의 폭방향으로 이격 배치되는, 쇄빙선.