KR20200034230A

KR20200034230A - 빙결 해역에서 항해 가능한 상선 및 그 운항 방법

Info

Publication number: KR20200034230A
Application number: KR1020180113744A
Authority: KR
Inventors: 노부요시 모리모토
Original assignee: 노부요시 모리모토
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2020-03-31

Abstract

빙결 해역에서의 항행 에너지 효율이 높은 상선의 운항 방법을 제공한다.
선수부에 구상 선수(13)를 가지고, 선미부에 주기관(12)에 의해 구동하는 상용 프로펠러(11)를 가지며, 선저에 추가 프로펠러(20) 및 그 추가 프로펠러 구동 수단을 가지는 상선으로서, 상기 상선은 공선 상태로, 상기 상용 프로펠러(11) 및 상기 추가 프로펠러(20)가 추진력을 줄 수 있는 위치에 배치됨과 함께, 상기 구상 선수(13)의 하부가 해면 또는 빙상면에 있는 흘수선(18)을 가지고, 빙결 해역을 항행할 때에, 상기 상용 프로펠러(11) 및 상기 추가 프로펠러(20)를 사용하여 항행한다.

Description

빙결 해역에서 항해 가능한 상선 및 그 운항 방법{MERCHANT SHIP CAPABLE OF SAILING IN FROZEN SEA AREA AND OPERATION METHOD THEREOF}

본 발명은 빙결 해역에서 항해 가능한 상선 및 그 운항 방법에 관한 것이다.

북극 해역 및 이에 인접하는 해역에서는, 얼음의 영향 또는 과도하게 저온인 것의 영향을 받아, 특히 10월~3월의 동기(冬期)에는 선박 구조 또는 설비, 배의 조종상(操船上)의 안전, 승무원의 안전, 적하의 안전 때문에 상선의 항행은 곤란하다. 그리고 빙해에 대응한 특수한 구조를 가진, 군함, 관측선 또는 쇄빙선 등이 항행할 수 있는 정도이다.

예를 들면, 북극 해역이 아니어도 발트해 연안, 세인트로렌스 강, 오대호 해역 또는 동해·시베리아 연안 해역에서의 항해는, 얼음이 떠다니는 바다에 의해, 선체나 추진 프로펠러가 손상을 입거나 뭉쳐진(jammed) 얼음이나 얇은 얼음의 동결의 영향을 받아, 빙해에 갇힐 위험성이 있다.

따라서 아이스 클래스가 규정되어 IACS URI(Polar Class)에서는 PC1~PC7의 클래스가 나타나고, FSICR(Finnish Swedish Ice Class Rules)에서는 IA Super, IA, IB, IC, II가 나타나있다.

상선에서는 조파저항을 저감하기 위해 구상 선수(bulbous bow)가 형성되어 있다. 이 종류의 구상 선수를 가지는 배에 있어서, 빙해를 나아가기 위한 연구가 예를 들면 특허문헌 1에 기재되어 있다.

국제공개공보 WO2015/092154

그러나, 선행문헌의 배는 추진력을 얻는 수단에 대한 개시는 없긴 하지만, 통상의 메인 프로펠러만으로 추진하는 것이라고 생각된다.

한편, 현재 일반 상선의 메인 프로펠러와 그 구동의 디젤 주기관에 의해, 초기 빙결 해역, 통상 해역, 뭉쳐진 얼음이 떠다니는 해역, 빙괴가 떠다니는 해역을 안전하게 항해하기 위해서는 그 항해 영역의 디젤 기관의 적용 범위가 과도하게 넓어, 종합 에너지 효율(연료 소비량)이 낮아짐과 함께 안전상 문제점이 있다.

즉, 일반 상선에서 그 메인 프로펠러를 구동하는 디젤 주기관은 얼음과 무관한 해역을 비교적 고속으로 항해하는 것을 전제로 하여, 상기 디젤 주기관의 능력이 정해져 있고, 그 능력 대비 예를 들면 85~90%MCR의 출력으로 전체 항해 과정을 주행하는 것을 전제로 하고 있다.

상기 디젤 주기관에 의해 메인 프로펠러를 구동하여 메인 프로펠러만으로, 얼음이 떠다니는 해역, 빙괴가 떠다니는 해역을 항해함과 함께, 안전하게 항해하기 위해서는, 상기 디젤 주기관의 능력 대비 예를 들면 20%~30%MCR 정도의 출력으로 운행하는 것이 필요하다.

그 결과, 상기 디젤 주기관을 비효율적으로 사용하는 형태가 될 수밖에 없어, 종합 에너지 효율(연료 소비량)을 다투는 상선에 있어서 치명적인 과제가 남는 것이다.

또한, 얼음이 떠다니는 해역 또는 빙괴가 떠다니는 해역에서는, 운행 속도를 느리게 하여 항해할 필요가 있다. 얼음이 떠다니는 해역 또는 빙괴가 떠다니는 해역에서 메인 프로펠러만으로 항해하고자 하는 경우, 메인 프로펠러는 비교적 고속으로 항해하는 것을 전제로 하고 있는 것이기 때문에, 넓은 범위의 속도 조정에 적합한 것은 아니라, 배의 조종의 점에서도 문제가 많다.

따라서 본 발명의 주된 과제는, 빙결 해역에서의 안전 항행, 통상 해역에서 에너지 효율을 손상시키지 않는 종합 에너지 효율이 높은(연료 소비량이 낮은) 상선의 운항 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결한 본 발명의 대표적 양태는 이하와 같다.

본 발명은 상선을 대상으로 한다. 상선으로는 일반 화물선 외에 컨테이너선, 원유 탱커, 케미컬선, 광석선, 석탄선, LNG선, LPG선, 자동차 운반선, 벌크선 등에 대해 적용 가능하다.

본 발명의 상선의 운항 방법은, 선수부에 구상 선수를 가지고 선저부에 배치된 추가 프로펠러 및 그 추가 프로펠러 구동 수단을 가지는 상선으로서,

상기 상선은 공선(空船) 상태로, 상기 메인 프로펠러 및 상기 추가 프로펠러가 추진력을 줄 수 있는 위치에 배치됨과 함께,

빙결 해역을 항행할 때에 상기 구상 선수의 하부가 해면 또는 빙상면에 있는 흘수선(吃水線)을 가지고,

상기 메인 프로펠러 및 상기 추가 프로펠러 중 적어도 상기 추가 프로펠러를 주로 사용하여 항행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

한편, 쇄빙 시에는 상기 메인 프로펠러도 사용할 수 있다.

빙결 해역에서 고속으로 항행하면, 만일 얼음과 충돌한 경우, 선체를 파손할 가능성이 있다. 따라서 저속으로의 항행이 필요하다. 저속으로의 항행을 실시하기 위해 굳이 주기관에 의해 구동하는 메인 프로펠러를 사용하면, 원래 일반 해역에서 소정의 빠른 속도로 항행하는 것을 전제로 하여 선택된 주기관을, 저속용에 적합한 출력이 되도록 구동하므로 에너지 효율이 나쁘다.

이에 반해 본 발명에 따라 빙결 해역을 항행할 때에 추가 프로펠러를 사용하여 항행하는 것으로 하면, 추가 프로펠러의 추가 프로펠러 구동 수단으로 소형인 것으로 충분하고 종합적으로 높은 효율로 운전할 수 있다.

상기 추가 프로펠러 구동 수단의 출력은, 예를 들면 주기관의 출력의 15~45%MCR(Maximum Continuous Rating), 보다 바람직하게는 20~35%MCR이다.

빙결 해역이 아닌 일반 해역에서는, 비교적 빠른, 예를 들면 15~19노트로 항행하기 위해 메인 프로펠러를 회전시켜 속도를 올려 항행할 수 있다. 이 때문에, 주기관의 출력으로서 대출력인 것이 요구된다.

이에 반해 빙결 해역에서는 저속으로의 항행이 필요하다(고속으로는 얼음과의 충돌에 의해 선체를 파손할 가능성이 있다.). 이 항행 속도로는, 5노트 이하, 보다 바람직하게는 3노트 이하이다.

따라서, 저속으로 항행을 실시하기 위한 추가 프로펠러를 구동하는 추가 프로펠러 구동 수단의 출력은 주기관의 출력의 15~45%MCR이 바람직하다.

빙결 해역이지만 빙결되어 있지 않은 시기(결빙에 이르는 초기 또는 결빙이 누그러지는 시기)에는, 얼음과의 충돌 위험성을 완전히 배제할 수 없으므로 메인 프로펠러를 회전시키는 것보다, 추가 프로펠러를 구동하여 저속으로 항해하는 편이 바람직하다.

항로를 발견해 낼 수 없을 만큼 광범위에 걸쳐 결빙한 상태, 혹은 두껍게 결빙한 상태가 아닌, 빙결 해역이지만 빙결되어 있지 않은 또는 빙결이 누그러지는 시기(결빙에 이르는 "초기 결빙" 또는 결빙이 누그러지는 시기)에서, 주로 추가 프로펠러를 사용하면서 저속으로 항해하는 경우에, 본 발명의 이점이 표면화된다.

여기서 "초기 결빙"이란, 한 윈터 시즌을 넘어서지 않는 얼음을 말한다. 본 발명의 상선은 "초기 결빙"의 빙결 해역을 안전하게 항해할 수 있다.

추가 프로펠러 구동 수단으로는 기계식 또는 전기식이 있는데, 전기식이 바람직하다. 상기 주기관의 구동에 의해 발전되는 발전기를 사용할 수 있다. 보조 발전기에 의한 전기를 구동 수단으로 할 수도 있다.

추가 프로펠러는 가변 피치 프로펠러가 바람직하다. 그 회전 구동력의 조정 범위가 크고, 구동력의 연속 조정 및 미세한 조정이 가능해지는 점에서 이점이 크다.

추가 프로펠러는, 메인 프로펠러보다 전방의 배치 위치에서의, 선저부에 배치되면서 선외로 내민 상태와 선내로 끌어 들인 상태에 있도록 선택 가능한 양태가 제안된다.

추가 프로펠러를 사용하지 않는 경우(예를 들면 일반 해역을 항행하는 경우)에는, 선외로 내민 상태로 해두면 저항이 되어 버리므로, 선내로 끌어 들이도록 하는 것이 바람직하다.

빙결기 이외의 시기에서의 적하 상태, 혹은 일반 해역에서의 항행에서는, 주로 메인 프로펠러를 구동하여 추진한다.

추가 프로펠러는 상하축선 주위로 회전 가능하게 할 수 있다. 추가 프로펠러의 운전에서, 추가 프로펠러를 적절히 상하축선 주위로 회전시킴으로써, 배의 조종(방향)성을 높일 수 있다.

추가 프로펠러는 덕트 프로펠러를 가질 수 있다. 추가 프로펠러에 덕트 프로펠러를 사용하면, 소형이어도 상대적으로 큰 추진력을 얻을 수 있다.

빙결 해역을 항행할 때에, 상기 구상 선수의 하부가 얼음을 깨뜨리면서 측방(側方)으로 흘러가도록 항행할 수 있다.

수밀용(水密用) 선수 격벽보다 후방의 화물부의 이중저(二重底) 구조가, 선수 격벽보다 전방의 구상 선수의 하부로 연장되어 있는 것이 바람직하다.

상선에서는, 일반적으로 수밀용 선수 격벽보다 후방은 적하 하중을 받기 위해 이중저 구조로 하고 있지만, 선수 격벽보다 전방은 이중저 구조로는 하고 있지 않다. 하지만, 빙결 해역에서의 항해에서는 얼음과 충돌하는, 혹은 빙상에 좌초하는 것이 상정되므로, 이에 견딜 수 있는 강도를 가지게 하기 위해, 선수 격벽보다 후방의 화물부의 이중저 구조가, 선수 격벽보다 전방의 구상 선수의 하부로 연장되어 있는 것이 바람직한 것이다.

수밀용 선수 격벽보다 전방에, 추가의 밸러스트 탱크를 마련하고, 쇄빙 시에 밸러스트 탱크 내에 밸러스트 수(水)를 투입하여 선수 측 중량을 증대시키며, 얼음에 좌초한 후, 밸러스트 탱크 내에 밸러스트 수를 투입하여 중량에 의해 쇄빙할 수 있게 되어 쇄빙 능력을 높일 수 있다.

수밀용 선수 격벽보다 전방을, 선저외판(船底外板)보다 상방(上方)에 내판을 마련하여 구상 선수의 하부를 이중저 구조로 하는 것 외에, 선저외판과 내판 사이에 다른 내판을 마련하여 삼중저 구조로 할 수도 있다.

이중저 구조 또는 삼중저 구조 내에 모르타르 등의 충전재가 충전된 구조이면, 예를 들면 얼음과 충돌한 경우에 내(耐)충격력, 혹은 빙상에 좌초했을 때의 외판의 내(耐)굽힘성이 높아진다.

공선 상태에서의 운항은, 도 1과 같이, 흘수선(18)이 이중저 구조 또는 삼중저 구조의 최상의 내판보다 하방에 위치한 상태로 해면 위치 혹은 빙결 해역에서의 빙상면에 접하는 위치에 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 이중저 구조 또는 삼중저 구조의 최상의 내판과 선저외판의 사이에 모르타르 등의 보강용 충전재가 충전되는 것이 바람직하다. 충전재는 보강을 실시하는 목적에서는, 적어도 선저외판에 접하여 충전되는 것이 바람직하다.

이와 같은 이중저 구조 또는 삼중저 구조를 구성한 상선은, 공선 상태에서의 흘수선이, 구상 선수의 하부, 즉 선수 격벽보다 전방에 있으면서 이중저 구조 또는 삼중저 구조의 최상의 내판보다 하방에 위치한 상태로 운항하는 것이 바람직한 이유는 다음과 같다.

첫째로, 구상 선수의 하부가 이중저 구조 또는 삼중저 구조를 구성하는 내판에 의해 보강되므로, 얼음과 접촉하여 선외판의 파손이 방지된다.

둘째로, 만일 얼음과 접촉하여 선저외판이 파손돼도, 강도가 현저하게 높은 선수 격벽의 파손에 이르지 않으므로 침수는 없어 적하에 영향을 받을 일은 없으면서 항행을 속행할 수 있다.

셋째로, 이중저 구조 또는 삼중저 구조의 최상의 내판과 선저외판의 사이에 모르타르 등의 보강용 충전재가 충전되어 있는 경우에는, 내판 및 충전재의 존재에 의해 구상 선수의 하부 강도가 높아져 얼음과 충돌에 의한 파손의 위험성을 저감할 수 있다.

모르타르 등의 보강용 충전재가 충전된 양태에서는, 상기 관점에서 빙결 해역의 운항에 있어서는, 흘수선이 선수 격벽보다 전방에 있는 것이 최적이다.

한편, 본 발명에 의하면, 선수부에 구상 선수를 가지고, 선미부에 주기관에 의해 구동하는 메인 프로펠러를 가지며, 선저부에 배치된 추가 프로펠러 및 그 추가 프로펠러 구동 수단을 가지는 상선으로서,

상기 상선은 공선 상태로, 상기 메인 프로펠러 및 상기 추가 프로펠러가 추진력을 줄 수 있는 위치에 배치됨과 함께,

화물부가 선저외판의 내방(內方)에 내저판을 마련한 이중저 구조를 가지며, 선수 격벽보다 전방에 상기 화물부의 이중저 구조에서의 상기 내저판의 위치에 선수부 내판을 마련하면서 상기 선수부 내판보다 상방에 밸러스트 탱크를 형성하고,

상기 내판과 상기 구상 선수 선저외판의 사이에, 적어도 상기 선저외판에 접하여 보강용 충전재가 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 상선을 제공할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 빙결 해역에서 높은 항행 에너지 효율로 상선을 운항할 수 있다.

도 1은 빙결 해역에서의 항해 시의 흘수선을 함께 나타낸 상선의 전체예의 정면도이다.
도 2는 추가 프로펠러 및 그 구동 수단의 개요도이다.
도 3은 상선의 가로 단면도이다.
도 4는 구상 선수를 나타내는 세로 단면도이다.
도 5는 5-5선 화살표 방향에서 본 도면이다.
도 6은 6-6선 화살표 방향에서 본 도면이다.
도 7은 구상 선수의 저부에서의 평면도이다.
도 8은 충전재의 다른 충전 양태를 나타내는 세로 단면도이다.
도 9는 다른 추가 프로펠러의 배치 양태의 개요도이다.
도 10은 일반 해역에서의 적하 항해 시의 흘수선을 함께 나타낸 상선의 전체예의 정면도이다.
도 11은 일반 해역에서의 공하(空荷) 항해 시의 흘수선을 함께 나타낸 상선의 전체예의 정면도이다.

이하, 본 발명의 한 실시형태에 대해 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 서술한다.

도 1은, 본 발명에 따른 배, 예를 들면 적하를 목적으로 하는 상선(10), 예를 들면 화물선(도시예는 광석운반선을 나타내고 있다.)의 개요 정면도이다. 이 상선(10)에는, 디젤 기관 등의 주기관(12)에 의해 메인 프로펠러(11)를 구동하여 추진력을 얻는다.

상선(10)은, 그 선수부에 조파 저항을 저감하기 위한 구상 선수(13)를 가진다. 이 구상 선수의 형상으로는 공지예를 채용할 수 있다.

도시한 상선(10)은, 적하(R)의 화물실을 가지는 화물선이며, 예를 들면 5개의 화물실을 가지는 예이다. 화물실은 서로 가로 격벽(14)에 의해 배의 길이 방향으로 구획되어 있다. 또한, 최전방의 화물실은 선수 격벽(수밀 격벽)(15F)에 의해 구획되고, 최후방의 화물실은 선미 격벽(수밀 격벽)(15B)에 의해 구획되어 있다.

또한, 선미 측에는 브리지(16)가 마련되어 있다. 17은 타(舵)이다.

도 1에 나타내는 부호 18은, 빙결 해역을 공하 상태로 항해하기 위해, 흘수선이며 선수 방향이 얕고 선미부는 깊은 "선미 트림(trim by the stern)" 상태이다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 적하 상태의 흘수선(18A)은 깊다.

비(非)빙결 해역을, 공하 상태에서 좌우의 밸러스트 탱크(BT)에 밸러스트 수를 채운 경우의 통상의 흘수선은 도 11에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 18B의 위치이다.

도 2에도 참조되는 바와 같이, 선박에 추가 프로펠러(20) 및 추가 프로펠러 구동 수단(22)이 마련되어 있다. 추가 프로펠러(20)에는, 예를 들면 덕트 내에 프로펠러를 구비한 덕트 프로펠러(21)를 사용할 수 있다.

이 추가 프로펠러(20)는 메인 프로펠러(11)와는 다른 위치, 선저부에 배치되어 있다.

이 경우, 즉 중간보다 선미 측 위치에 마련하는 것이 바람직하지만, 도 9에 나타내는 바와 같이, 중간보다 선수 측 위치에 추가 프로펠러(20A)를 마련할 수도 있다. 이 경우, 선미 측 위치의 추가 프로펠러(20)와 함께 설치할 수도 있지만, 중간보다 선수 측 위치에만 추가 프로펠러(20A)를 설치할 수도 있다.

추가 프로펠러(20)의 추가 프로펠러 구동 수단(22)의 출력은, 주기관(12)의 구동 수단의 출력의 15~45%MCR, 보다 바람직하게는 20~35%MCR인 것이 바람직하다.

그리고 메인 프로펠러(11)를 구동하여 추진력을 얻는 상용 운전 상태와, 추가 프로펠러(20)를 구동하여 추진력을 얻는 운전 상태와, 또한 양자를 운전하고, 예를 들면 빙상에 좌초하는 운전 상태를 선택 가능하게 되어 있다.

추가 프로펠러 구동 수단(22)으로는, 전기 모터, 유압 모터 등 외에 필요하다면 주기관(12)과 전기적으로 연결하여 구동력을 얻도록 할 수도 있다.

특히, 주기관(12)에 의해 발전기를 구동하여 전기 모터를 회전시켜 메인 프로펠러, 추가 프로펠러(20)를 회전시키는 것이 최적이다.

이 예시에서는 구동 수단(22)에 의한 출력축(23)의 회전 구동력은, 한 쌍의 베벨기어(24)를 통하여 세로축(縱軸)(25)에 전달되고, 세로축(25)에 마련한 한 쌍의 베벨기어(26)를 통하여 프로펠러 구동축(27)의 회전력으로서 전달되며, 프로펠러 주위에 덕트(21A)를 가지는 덕트 프로펠러(21)를 회전시키도록 구성되어 있다.

한편, 구동 수단(22)에 의한 전달축(28)의 회전 구동력은, 구동 피니언(29), 이것에 맞물리는 대(大)기어(30)에 전달되고, 덕트 프로펠러(21)를 세로축(25) 주위로 회전 가능하게 구성되어 있다.

더욱이, 선저외판(10A)보다 하방의 덕트 프로펠러(21)를 포함하는 기기는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 선저외판(10A)의 밖으로 내민 상태에 있지만, 통상의 항해에서는 방해가 되므로, 선내로 끌어 들임이 가능한 구조가 가장 알맞다. 10a는 선내로 끌어 들인 후에 폐지하는 차폐 부재다.

이러한 배 구조를 가진 상선(10)은, 화물(R)의 적하(재하(載荷)) 시에 있어서, 일반 해역(바다가 빙결하지 않는 해역) 또는 빙결되어 있지 않은 시기에서의 항해에서는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 계획만재흘수에 가까운 흘수 상태로, 주기관(12)에 의해 메인 프로펠러(11)를 구동하여 운항한다.

북극 해역 및 이에 인접하는 해역을 통과하고 기항(寄港)하여 짐을 내린 후는, 특히 날씨가 온화한 날, 혹은 파도가 잔잔한 바다에서는, 선박 항해 시의 안정성에 대해 과도하게 엄격하게 할 필요성이 적으므로, 도 1의 경우와 마찬가지로, 흘수선을 내린 상태에서 소형의 추가 프로펠러(20)로 주행시킨다. 이 경우, 배의 진행 방향은 적절히 선택할 수 있고, 배의 진행 방향에 의해 브리지(16)에서 선수, 선미를 감시한다. 예를 들면, 도 1과 같이 선수 방향으로 진행하는 것 외에, 도 9와 같이 선미 방향으로 진행할 수 있다. 또한, 도 9는 선체의 중간보다 선수 측에 소형의 추가 프로펠러(20A)를 마련한 예를 나타내고 있다.

그 결과, 흘수선을 내림으로써 외관상 배수량의 저하가 되고, 외판의 물과의 접촉 면적이 작아져, 수선면적계수의 개선을 도모할 수 있고, 연료 소비의 저감 효과가 큰 것이 된다.

또한, 소형의 추가 프로펠러(20)를 구동하므로, 추가 프로펠러 구동 수단(22)의 출력은 작은 것으로 충분하고, 주기관(12)의 구동 수단의 출력의 15~45%MCR 정도의 출력으로 항행할 수 있는 관점에서도, 연료 소비의 저감 효과가 큰 것이 된다. 날씨가 온화한 날(보퍼트(Beaufort scale)에서 0~3일)에서의 주행 속도는 5~10노트 정도로 충분하다.

상기 선박이 화물(R)을 만재한 후에 출항하고, 통상의 항해로 바뀌는 경우에는, 메인 프로펠러(11)를 구동하고, 또는 병용하여 깊은 흘수로 항해한다.

또한, 날씨가 나쁜 경우에는, 가령 공선이어도, 예를 들면 도 3의 화물실의 좌우에 마련된 밸러스트 탱크(BT)에 밸러스트 수를 채우고, 예를 들면 도 11에 나타내는 흘수선(18B)으로 하고, 안정화시킨 상태에서, 소형의 추가 프로펠러(20) 또는 메인 프로펠러(11)로 주행시킬 수 있다.

덕트 프로펠러(21)가 상하 축선 주위로 회전 가능하면, 필요로 하는 운전 상태에 따라, 덕트 프로펠러(21)를 구동하여 선미 방향으로도 추진할 수 있다.

덕트 프로펠러(21)가 세로축(25)(상하 축선) 주위로 회전 가능하면, 추가 프로펠러 및 메인 프로펠러 병용 운전에서, 추가 프로펠러를 적절히 상하 축선 주위로 회전시킴으로써 스티어링 기능을 부가할 수 있고, 배의 조종(방향)성을 높일 수 있다. 또한, 상기 배의 착안(着岸) 시에, 옆을 향하게 하여 사이드 스러스터(side thruster)로서 이용할 수 있다.

또한, 덕트 프로펠러(21)에 의한 추진 방향을 선수 방향으로 할 수 있다. 그 때문에, 메인 프로펠러(11)에 대하여, 그 회전을 방지하는 프로펠러 아이들링(idling) 방지 장치(11A)를 마련해 둘 수 있다.

필요하다면, 덕트 프로펠러(21)를 배의 중심선을 경계로 하여 좌우에 마련할 수도 있다. 좌우의 덕트 프로펠러(21, 21)의 상하 축선 주위의 회전에 의해, 배의 조종성을 높일 수 있다. 또한, 사이드 스러스터로서 이용 시에, 착안이 한층 더 간단해진다.

본 발명에서는, 상선(10)에 의해 빙결 해역도 항행할 수 있도록 한 것이다.

이 때문에, 다양한 대책이 취해지고 있다.

그 대책 중 하나는 수밀용 선수 격벽(15F)보다 후방의 화물부의, 선저외판(10A)의 내방에 내저판(10B)을 마련한 이중저 구조가, 전방의 구상 선수(13)의 하부로 연장되고, 내판(10C)과 선저외판(10A)에 의한 이중저 구조를 가지는 것이 바람직하다.

종래의 상선(10)에서는, 수밀용 선수 격벽(15F)보다 후방은 적하 하중을 받기 위해 이중저 구조로 하고 있지만, 선수 격벽(15F)보다 전방은 이중저 구조가 아니다.

그러나, 빙결 해역에서의 항해에서는 얼음과 충돌하는, 혹은 빙상에 좌초하는 것이 상정되므로, 이에 견뎌낼 수 있는 강도를 갖게 하기 위해, 선수 격벽(15F)보다 후방의 화물부의 이중저 구조가, 전방의 구상 선수(13)의 하부로 연장되어 있는 것이 바람직한 것이다.

수밀용 선수 격벽(15F)보다 전방에, 밸러스트 수의 투입 및 배출을 실시하는 추가의 예를 들면 FRP제의 밸러스트 탱크(38)를 마련하고, 쇄빙 시에 얼음에 좌초한 후에, 상기 밸러스트 탱크(38) 내로 밸러스트 수를 투입하여 선수 측 중량을 증대시켜 쇄빙하는 것에 이용할 수 있다.

이로써 쇄빙능력을 높일 수 있다.

도시한 예에서는 내판(10C)보다 상방을 밸러스트 탱크(38)로 하고 있다. 필요에 의해 상방에 밸러스트 탱크(39)를 더 마련할 수 있다.

또한, 실시형태에서는, 내판(10C)을 마련함으로써 보강을 도모하고 있지만, 더욱이 선저외판(C)으로부터의 침수 사고에 대비함과 함께 보다 높은 강도를 추구하기 위해, 내판(10C)과 선저외판(10A) 사이에, 보강용 수평 칸막이판(10D)을 마련하여, 삼중저 구조로 할 수 있다.

또한, 쇄빙 탱크(38)(도 4, 도 8 참조)의 하방에 모르타르 등의 충전재(32)가 충전된 구조로 할 수 있다. 밸러스트 탱크 등의 하방에 모르타르 등의 충전재(32)가 충전된 구조이면, 예를 들면 얼음과 충돌한 경우에 내충격력, 혹은 빙상에 좌초했을 때의 내충격성이 높아진다.

충전재(32)의 충전 위치로서는 선저외판(10A)보다 상방이면 되고, 도시예와 같이 선저외판(10A)과 보강용 수평 칸막이판(10D) 사이 외에, 도 8에 나타내는 바와 같이 내판(10C)까지의 사이에도 충전재(32)가 더 충전될 수 있다. 또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 내판(10C)보다 상방에까지 충전재(32)가 충전될 수도 있다.

충전재(32)의 충전은 선저외판(10A)의 내충격성을 높일 뿐만 아니라, 충전재(32) 자체의 중량이 쇄빙 능력을 높이는 것으로 연결된다.

충전재로서, 모르타르 대신에 선저외판(10A)과 직접 접촉하여 덮는 것이라면 다른 충전재도 사용할 수 있다. 그 충전재로서, 예를 들면 각종 무기(無機) 충전재, 주물 등의 금속 충전재, 플라스틱 충전재 혹은 이들을 조합한 충전재를 사용할 수 있다.

빙결 해역 또는 이에 인접하는 해역을 항행하는 경우, 구상 선수(13)의 하부의 강도를 향상시키는 것 외에, 갑자기 얼음과 충돌할 가능성도 있으므로, 구상 선수(13)의 앞면 측의 강도도 높일 필요가 있다.

따라서, 도시하는 바와 같이 선저외판(10A)과 내판(10C) 사이를 가로, 세로 방향으로 연결하는 추가의 바텀 트랜스(bottom transverses: 33T), 바텀 라운지(bottom lunges: 33L), 세로 프레임(34), 펀칭 스트링거(35), 버티컬 프레임(36), 브레스트 훅(37) 등을 마련하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 일반 화물선 외에 컨테이너선, 원유 탱커, 케미컬선, 광석선, 석탄선, LNG선, LPG선, 자동차 운반선, 벌크선 등의 상선에서의, 일반 해역뿐만 아니라, 빙결 해역에서의 항해, 혹은 빙결 해역이지만 빙결되어 있지 않은 시기에서의 항해를 안정적으로 실시할 수 있다. 그 결과, 결빙을 피하여 우회한 항해가 아닌 최단 코스로 항해할 수 있으므로, 그 경제 가치가 극히 높다.

예를 들면, 북태평양과 북대서양 사이를, 북극해를 경유하여 항해할 수 있다. 특히 최근의 지구 온난화에 따라 결빙 면적이 작아지는 경향이 있는 북극해를 경유할 수 있는 것은 다대한 경제 효과를 초래한다.

10: 배
10A: 선저외판
10B: 내저판
10C: 내판
10D: 보강용 수평 칸막이판
11: 메인 프로펠러
12: 주기관
20: 추가 프로펠러
21: 덕트 프로펠러
22: 추가 프로펠러 구동 수단
32: 충전재

Claims

선수부에 구상 선수(bulbous bow)를 가지고, 선미부에 주기관에 의해 구동하는 메인 프로펠러를 가지며, 선저부에 배치된 추가 프로펠러 및 그 추가 프로펠러 구동 수단을 가지는 상선의 운항 방법으로서,
상기 상선은 공선(空船) 상태로, 상기 메인 프로펠러 및 상기 추가 프로펠러가 추진력을 줄 수 있는 위치에 배치됨과 함께,
화물부가 선저외판(船底外板)의 내방(內方)에 내저판을 마련한 이중저(二重底) 구조를 가지며, 선수 격벽보다 전방에 상기 화물부의 이중저 구조에서의 상기 내저판의 위치에 선수부 내판을 마련하면서 상기 선수부 내판보다 상방(上方)에 밸러스트 탱크를 형성하고,
상기 내판과 상기 구상 선수 선저외판의 사이에 적어도 상기 선저외판에 접하여 보강용 충전재가 충전되어 있고,
빙결 해역을 항행할 때에, 상기 구상 선수의 하부가 해면 또는 빙상면에 있는 흘수선(吃水線)을 가지며,
상기 메인 프로펠러 및 상기 추가 프로펠러 중 적어도 상기 추가 프로펠러를 사용하여 항행하는 것을 특징으로 하는 상선의 운항 방법.
제1항에 있어서,
상기 추가 프로펠러 구동 수단의 출력은 주기관의 출력의 15~45%(20~35%)MCR인 것을 특징으로 하는 상선의 운항 방법.
제1항에 있어서,
상기 추가 프로펠러는, 상기 메인 프로펠러보다 전방의 배치 위치에서의 선저부에 배치되면서 선외로 내민 상태와 선내로 끌어 들인 상태에 있도록 선택 가능한 것을 특징으로 하는 상선의 운항 방법.
제1항에 있어서,
결빙기 이외의 시기에서의 적하 상태에서는, 주로 상기 메인 프로펠러를 구동하여 추진하는 것을 특징으로 하는 상선의 운항 방법.
제1항에 있어서,
상기 추가 프로펠러는 상하 축선 주위로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 상선의 운항 방법.
제1항에 있어서,
상기 추가 프로펠러는 덕트 프로펠러를 가지는 것을 특징으로 하는 상선의 운항 방법.
제1항에 있어서,
빙결 해역을 항행할 때에, 상기 구상 선수의 하부가 얼음을 깨뜨리면서 측방(側方)으로 흘러가게 하는 것을 특징으로 하는 상선의 운항 방법.
선수부에 구상 선수를 가지고, 선미부에 주기관에 의해 구동하는 메인 프로펠러를 가지며, 선저부에 배치된 추가 프로펠러 및 그 추가 프로펠러 구동 수단을 가지는 상선으로서,
상기 상선은 공선 상태로, 상기 메인 프로펠러 및 상기 추가 프로펠러가 추진력을 줄 수 있는 위치에 배치됨과 함께,
화물부가 선저외판의 내방에 내저판을 마련한 이중저 구조를 가지며, 선수 격벽보다 전방에 상기 화물부의 이중저 구조에서의 상기 내저판의 위치에 선수부 내판을 마련하면서 상기 선수부 내판보다 상방에 밸러스트 탱크를 형성하고,
상기 내판과 상기 구상 선수 선저외판의 사이에 적어도 상기 선저외판에 접하여 보강용 충전재가 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 상선.
제8항에 있어서,
상기 내판과 상기 구상 선수 선저외판 사이에서 삼중저 구조를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 상선.