KR20200041459A - 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 극지운항시, 얼음판과 접촉하는 선수(fwd)의 선체영역에 길이방향으로 얼음판과 제1 각도로 경사져 돌출 형성되는 제1 ?지, 얼음판과 접촉하는 선측(mid)의 선체영역에 길이방향으로 얼음판과 제2 각도로 경사져 돌출 형성되는 제2 ?지, 및 얼음판과 접촉하는 선미의 선체영역에 길이방향으로 얼음판과 제3 각도로 경사져 돌출 형성되는 제3 ?지;로 구성되어서, 선체와 얼음판과의 접촉각을 줄여 선박의 폭방향 빙저항을 최소화할 수 있으며, LNG 운반선과 같이 선체 양립성으로 인해 선체의 측면에 평판을 적용하는 선체 구조에 디젤추진기를 적용해도 쇄빙선의 주요기능인 아이스 터닝 성능을 확보할 수 있고, 히팅부를 ?지에 적용하여 필요시 선체에 고착된 얼음 또는 선체주변의 얼음을 해빙시켜서, 선체가 얼음판에 갇히는 상황을 방지할 수 있는, 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조를 개시한다.
Description
본 발명은 극지운항선박의 쇄빙관련기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선체와 얼음판과의 접촉각을 줄여서 선박의 폭방향 빙저항을 최소화할 수 있는, 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조에 관한 것이다.
극지운항선박, 예컨대 극지를 통과하여 운항하는 대형화물선이나, 극지에서의 조난선박의 예인 또는 극지탐사 목적을 수행하는 쇄빙선(ice breaker)은, 혹독한 극지환경의 다양한 얼음조건에서 전후 또는 좌우의 오퍼레이션(operation)이 가능해야 운항할 수 있는데, 두꺼운 얼음조건에서 선체가 빙저항(ice resistance)을 극복하지 못한다면, 얼음판에 갇혀 운항이 불가능한 심각한 상황이 발생할 수 있다.
한편, LNG 운반선의 경우에는, 선체 양립성(ship shore compatibility)으로 인해 선체의 측면에 평판을 적용하는데, 이와 같은 선체 구조에 디젤추진기(diesel direct driven)를 적용하면 횡력(side force)을 충분히 제공하지 못하여 아이스 터닝(ice turning) 성능을 제대로 확보할 수가 없다.
따라서, 선체와 얼음판과의 접촉각이 적을수록 빙저항이 감소하는 현상을 적용하여, 선체 측면과 얼음판과의 접촉각을 줄여서 선체의 폭방향 빙저항을 줄일 수 있는 기술의 개발이 요구된다.
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 특정접촉각도 범위내에서, 선체 측면과 얼음판과의 접촉각을 줄여서 선박의 폭방향 빙저항을 최소화할 수 있는, 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명은, 극지운항시, 얼음판과 접촉하는 선수(fwd)의 선체영역에 길이방향으로 얼음판과 제1 각도로 경사져 돌출 형성되는 제1 ?지; 얼음판과 접촉하는 선측(mid)의 선체영역에 길이방향으로 얼음판과 제2 각도로 경사져 돌출 형성되는 제2 ?지; 및 얼음판과 접촉하는 선미(aft)의 선체영역에 길이방향으로 얼음판과 제3 각도로 경사져 돌출 형성되는 제3 ?지;로 구성되는, 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조를 제공한다.
여기서, 상기 제1 각도는 32.5˚ 내지 42.5˚이며, 상기 제2 각도는 31.2˚ 내지 41.2˚이고, 상기 제3 각도는 20.0˚ 내지 30.0˚일 수 있다.
또한, 상기 제1 ?지, 상기 제2 ?지 및 상기 제3 ?지 중 어느 하나 이상은, 극지운항선박의 흘수선 영역에 설치될 수 있다.
또한, 상기 제1 ?지, 상기 제2 ?지 및 상기 제3 ?지 중 어느 하나 이상은, 내측에 발열 가능한 히팅부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 히팅부는, 선체 길이방향으로 배치되는 히팅코일과, 상기 히팅코일에 의해 발열하는 발열판과, 상기 ?지 외측의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 온도센서에 의해 감지된 온도가 특정 온도 이하이면 상기 히팅코일로 전원을 공급하여 상기 발열판을 발열시키는 제어모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 발열판은 발열면적을 최대화하도록 웨이브 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 각도 내지 상기 제3 각도는 극지운항선박의 선체길이에 상응하여 해당범위내에서 감소할 수 있다.
또한, 상기 제1 ?지, 상기 제2 ?지 및 상기 제3 ?지 중 어느 하나 이상은 선체에 고정 형성되거나, 상기 해당범위의 각도 내에서 회전시키는 회전모듈을 구비하여 상기 해당 ?지를 회전시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 선체와 얼음판과의 접촉각을 줄여 선박의 폭방향 빙저항을 최소화할 수 있으며, LNG 운반선과 같이 선체 양립성으로 인해 선체의 측면에 평판을 적용하는 선체 구조에 디젤추진기를 적용해도 쇄빙선의 주요기능인 아이스 터닝 성능을 확보할 수 있고, 히팅부를 ?지에 적용하여 필요시 선체에 고착된 얼음 또는 선체주변의 얼음을 해빙시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 얼음판과 히팅부의 접촉면적을 최대화할 수 있는 발열판 구조로 구성하여, 선체 또는 ?지에 고착된 얼음을 신속하게 해빙시킬 수 있는 효과가 있다.
더 나아가, 해당 ?지를 얼음조건에 따라 특정범위내에서 회전시켜 날씨변화가 극심한 극지환경에 적응적으로 대처할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조를 예시한 것이다.
도 2는 도 1의 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조가 적용된 선체의 측면도 및 평면도를 각각 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 선수 절단에 의한 절단면을 예시한 것이다.
도 4는 도 2의 선측 절단에 의한 절단면을 예시한 것이다.
도 5는 도 2의 선미 절단에 의한 절단면을 예시한 것이다.
도 2는 도 1의 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조가 적용된 선체의 측면도 및 평면도를 각각 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 선수 절단에 의한 절단면을 예시한 것이다.
도 4는 도 2의 선측 절단에 의한 절단면을 예시한 것이다.
도 5는 도 2의 선미 절단에 의한 절단면을 예시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 전술한 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조를 예시한 것이며, 도 2는 도 1의 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조가 적용된 선체의 측면도 및 평면도를 각각 도시한 것이며, 도 3은 도 2의 선수 절단에 의한 절단면을 예시한 것이며, 도 4는 도 2의 선측 절단에 의한 절단면을 예시한 것이고, 도 5는 도 2의 선미 절단에 의한 절단면을 예시한 것이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 극지운항선박 또는 쇄빙선(ice breaker)의 빙저항 감소를 위한 ?지구조(wedge structure)는, 전체적으로, 선수(fwd)에 형성되는 제1 ?지(110)와, 선측(mid)에 형성되는 제2 ?지(120)와, 선미(aft)에 형성되는 제3 ?지(130)로 구성되어서, 극지운항시, 선체와 얼음판과의 접촉각을 줄여 빙저항을 최소화하여서 선체가 얼음판에 갇히는 것을 방지할 수 있다.
우선, 제1 ?지(110)는, 극지운항시, 얼음판과 접촉하는 선수의 선체영역에 길이방향으로 얼음판과 제1 각도(A)로 경사져 돌출 형성된다.
예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 ?지(110)는 32.5˚ 내지 42.5˚의 제1 각도(A)로, 바람직하게는 40.7˚로 얼음판과 경사져 형성될 수 있다.
다음, 제2 ?지(120)는, 극지운항시, 얼음판과 접촉하는 선측의 선체영역에 길이방향으로 얼음판과 제2 각도(B)로 경사져 돌출 형성된다.
예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 ?지(120)는 31.2˚ 내지 41.2˚의 제2 각도(B)로, 바람직하게는 37.5˚로 얼음판과 경사져 형성될 수 있다.
다음, 제3 ?지(130)는, 극지운항시, 얼음판과 접촉하는 선미의 선체영역에 길이방향으로 얼음판과 제3 각도(C)로 경사져 돌출 형성된다.
예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 제3 ?지(130)는 20.0˚ 내지 30.0˚의 제3 각도(C)로, 바람직하게는 21.3˚로 얼음판과 경사져 형성될 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 각도(A,B,C)는, 해당 선체의 베타각(beta angle), 즉 얼음판과 선수측면(a1), 선측측면(b1) 및 선미측면(c1)과의 각도의 대략 절반정도에 해당하도록 형성되어서, 빙저항이 50% 감소하도록 할 수 있다.
예컨대, 선수(a1)의 베타각이 72.4˚이면 제1 ?지(110)의 제1 각도(A)는 40.7˚일 수 있으며, 선측(b1)의 베타각이 75.0˚이면 제2 ?지(120)의 제2 각도(B)는 37.5˚일 수 있고, 선미(c1)의 베타각이 49.9˚이면 제3 ?지(130)의 제3 각도(C)는 21.3˚일 수 있다.
한편, 선체와 얼음판과의 접촉각도가 커지면 이에 비례하여 빙저항이 증가하고, 접촉각도가 작으면 빙저항 감소에 효과적이나, 얼음판과의 접촉각도가 0˚에 근접할수록 두꺼운 얼음판 조건에서는 얼음판과의 접촉면적이 커져 빙저항이 오히려 증가할 수 있으므로, 제1 내지 제3 각도(A,B,C)는 앞서 상술한 바와 같은 각도범위내에서 형성되는 것이 바람직하다.
또는, 제1 각도(A) 내지 제3 각도(C)는 극지운항선박의 선체길이에 상응하여 해당범위내에서 감소하는 것이 바람직하다. 예컨대, 선체의 전체길이가 길수록 제1 각도(A) 내지 제3 각도(C)는 해당범위내에서 감소하여 이에 비례하여 빙저항도 감소하도록 할 수 있다.
또한, 제1 ?지(110), 제2 ?지(120), 및/또는 제3 ?지(130)는 해당 선체에 고정 형성될 수 있으나, 제1 ?지(110), 제2 ?지(120), 및/또는 제3 ?지(130)를 해당범위의 각도 내에서 회전시키는 회전모듈(미도시)을 구비하여 상황에 따라 적응적으로 해당 ?지를 회전시킬 수도 있다.
예컨대, 운항지역의 얼음구조에 따른 강도 또는 두께에 따라, 제1 ?지(110), 제2 ?지(120), 및/또는 제3 ?지(130)의 얼음판과의 각도를 회전모듈에 의해 적응적으로 조절하여서, 해당 ?지를 얼음조건에 따라 특정범위내에서 회전시켜 날씨변화가 극심한 극지환경에 적응적으로 대처하도록 할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 ?지(110), 제2 ?지(120), 및/또는 제3 ?지(130)는, 바람직하게는, 극지운항선박의 흘수선(arctic draft)(d) 영역에 설치되어서 얼음판과의 접촉을 유도할 수 있다.
또한, 도시되지는 않았으나, 제1 ?지(110), 제2 ?지(120), 및/또는 제3 ?지(130)는, 히팅부를 포함하여서, 필요시, 선체 또는 ?지 주변의 얼음을 해빙시킬 수도 있다.
구체적으로, 히팅부는, 내측에 선체 길이방향으로 배치되는 히팅코일과, 히팅코일에 의해 발열하는 발열판과, 해당 ?지(110,120,130) 외측의 온도를 감지하는 온도센서와, 온도센서에 의해 감지된 온도가 특정 온도 이하이면 히팅코일로 전원을 공급하여 상기 발열판을 발열시키는 제어모듈로 구성될 수 있다.
여기서, 발열판은 발열면적을 최대화하도록 웨이브(골과 마루) 형상으로 형성되어, 얼음판과 히팅부의 접촉면적을 최대화할 수 있는 발열판 구조로 구성하여서, 선체 또는 ?지(110,120,130) 주변의 얼음을 보다 신속하게 해빙시킬 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같은 구성의 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조에 의해서, 선체와 얼음판과의 접촉각을 줄여 선박의 폭방향 빙저항을 최소화할 수 있으며, LNG 운반선과 같이 선체 양립성으로 인해 선체의 측면에 평판을 적용하는 선체 구조에 디젤추진기를 적용해도 쇄빙선의 주요기능인 아이스 터닝 성능을 확보할 수 있고, 히팅부를 ?지에 적용하여 필요시 선체에 고착된 얼음 또는 선체주변의 얼음을 해빙시켜서, 선체가 얼음판에 갇히는 상황을 방지할 수 있으며, 얼음판과 히팅부의 접촉면적을 최대화할 수 있는 발열판 구조로 구성하여, 선체 또는 ?지에 고착된 얼음을 신속하게 해빙시킬 수 있고, 해당 ?지를 얼음조건에 따라 특정범위내에서 회전시켜 날씨변화가 극심한 극지환경에 적응적으로 대처할 수 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
110 : 제1 ?지
120 : 제2 ?지
130 : 제3 ?지 A :제1 각도
B : 제2 각도 C : 제3 각도
d : 흘수선 a1 : 선수측면
b1 : 선측측면 c1 : 선미측면
130 : 제3 ?지 A :제1 각도
B : 제2 각도 C : 제3 각도
d : 흘수선 a1 : 선수측면
b1 : 선측측면 c1 : 선미측면
Claims (8)
- 극지운항시, 얼음판과 접촉하는 선수(fwd)의 선체영역에 길이방향으로 얼음판과 제1 각도로 경사져 돌출 형성되는 제1 ?지;
얼음판과 접촉하는 선측(mid)의 선체영역에 길이방향으로 얼음판과 제2 각도로 경사져 돌출 형성되는 제2 ?지; 및
얼음판과 접촉하는 선미(aft)의 선체영역에 길이방향으로 얼음판과 제3 각도로 경사져 돌출 형성되는 제3 ?지;로 구성되는, 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 각도는 32.5˚ 내지 42.5˚이며, 상기 제2 각도는 31.2˚ 내지 41.2˚이고, 상기 제3 각도는 20.0˚ 내지 30.0˚인 것을 특징으로 하는, 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조. - 제 2 항에 있어서,
상기 제1 ?지, 상기 제2 ?지 및 상기 제3 ?지 중 어느 하나 이상은, 극지운항선박의 흘수선 영역에 설치되는 것을 특징으로 하는, 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조. - 제 3 항에 있어서,
상기 제1 ?지, 상기 제2 ?지 및 상기 제3 ?지 중 어느 하나 이상은, 내측에 발열 가능한 히팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조. - 제 4 항에 있어서,
상기 히팅부는, 선체 길이방향으로 배치되는 히팅코일과, 상기 히팅코일에 의해 발열하는 발열판과, 상기 ?지 외측의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 온도센서에 의해 감지된 온도가 특정 온도 이하이면 상기 히팅코일로 전원을 공급하여 상기 발열판을 발열시키는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조. - 제 5 항에 있어서,
상기 발열판은 발열면적을 최대화하도록 웨이브 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조. - 제 2 항에 있어서,
상기 제1 각도 내지 상기 제3 각도는 극지운항선박의 선체길이에 상응하여 해당범위내에서 감소하는 것을 특징으로 하는, 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조. - 제 2 항에 있어서,
상기 제1 ?지, 상기 제2 ?지 및 상기 제3 ?지 중 어느 하나 이상은 선체에 고정 형성되거나,
상기 해당범위의 각도 내에서 회전시키는 회전모듈을 구비하여 상기 해당 ?지를 회전시키는 것을 특징으로 하는, 극지운항선박의 빙저항 감소를 위한 ?지구조.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113335461A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-03 | 北京格睿能源科技有限公司 | 破冰船及其加热方法 |
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KR101011186B1 (ko) | 2008-07-01 | 2011-01-26 | 대우조선해양 주식회사 | Lng 선박의 트윈선수 벌브 형상 구조 |
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2018
- 2018-10-12 KR KR1020180121508A patent/KR20200041459A/ko unknown
Patent Citations (1)
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