KR20230149023A - 폴리에틸렌 선체상의 방현대 결합 방법 및 이를 이용하여 결합된 방현대를 포함하는 선박 - Google Patents

Abstract

폴리에틸렌(Polyethylene; PE) 선체상의 방현대 결합 방법은, 폴리에틸렌 재질로 된 선체 외부의 표면상의 제1 위치에 곡면 시트의 한쪽 끝을 결합하는 단계; 및 상기 곡면 시트가 상기 표면을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 상기 곡면 시트의 다른 쪽 끝을 상기 표면상에서 상기 제1 위치와 이격된 제2 위치에 결합하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 곡면 시트의 한쪽 끝 및 다른 쪽 끝은 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치에 형성된 복수 개의 체결부를 이용하여 상기 선체에 결합될 수 있으며, 체결부는 PE 선체 상에 접합되는 지지대 또는 PE 선체의 표면상에 형성된 홈 등일 수 있다. PE 선체상에 결합된 곡면 시트는, 선체와 곡면 시트 사이에 형성되는 중공에 의하여 튜브 형태의 방현대의 기능을 한다. 상기 PE 선체상의 방현대 결합 방법에 의하면, 변형이 일어나기 쉬운 PE 재질로 된 선체상에 튜브 형태의 된 방현대를 용이하고 안정적으로 결합할 수 있다.

Description

폴리에틸렌 선체상의 방현대 결합 방법 및 이를 이용하여 결합된 방현대를 포함하는 선박{Method for combining fenders on hull made of polyethylene and watercraft comprising fenders combined using the same}

본 명세서는 폴리에틸렌(Polyethylene;　PE) 선체상의 방현대 결합 방법 및 이를 이용하여 결합된 방현대를 포함하는 선박에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 변형이 일어나기 쉬운 PE 재질의 선체에 튜브 형태의 방현대를 결합함에 있어서 복수 개의 체결부를 이용한 순차적인 결합 방법을 이용하는 기술에 대한 것이다.

방현대는 외부와 자주 접하는 선체의 외부 표면에 부착되며 선박의 접안 시 또는 선박과 다른 선박의 접촉 시의 충격을 완화하는 것을 목적으로 하는 장치로, 폴리염화비닐(Polyvinyl Chloride;　PVC), 하이팔론(Hypalon) 등으로 제작한 튜브 형태, 또는 EVA(Ethylene-Vinyl Acetate; EVA) 폼 등으로 된 블록의 형태를 갖는다. 예를 들어, 작은 선박의 경우에는 방현대로서 폐타이어를 선체의 둘레에 일정 간격으로 배치하여 타이어의 탄성력에 의해 충격을 흡수하도록 할 수도 있다.

소재 내측에 공기를 주입하여 팽창시킨 공기 튜브 형태의 방현대는, 공기 튜브의 탄성과 복원력에 의해 외부의 충격을 흡수하는 성능이 우수하면서도 전체적인 중량이 가볍고, 또한 주입된 공기로 인해 부력 보조재의 기능을 겸할 수 있는 이점이 있다. 일 예로, 등록실용신안공보 제20-0171879호는 보트 선체의 양측에 공기주입에 의해 부양력을 제공하는 고무튜브를 탈착 가능하게 결합하는 기술을 개시한다.

한편, 세일링 보트(sailing boat), 레저용 요트(leisure yacht) 및 낚시 보트(fishing boat) 등 종래의 레저용 선박은 주로 섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastic; FRP)을 주재료로 제작되고 있다. 그러나, 최근 FRP 선체에 대한 환경오염 및 해양안전에 대한 법규 규제가 강화되고 있다. FRP는 재활용이 불가능하고 폐기 시 자연에서 분해되는 데 100년 이상 걸리는 반환경적인 특성을 가지고 있으며, 또한 FRP 선체는 불완전하게 적층될 경우 수분이 코어에 쉽게 흡수되는 단점이 있어 이를 대체하기 위한 재료가 요구된다.

FRP를 대체하기 위한 선체 재료로 고밀도 폴리에틸렌(High-Density Polyethylene) 등 폴리에틸렌(Polyethylene;　PE)을 이용하는 시도가 이루어지고 있다. 그러나, 튜브 등의 형태로 된 방현대를 선체에 결합하기 위해 기존에는 접착제를 이용한 부착 또는 볼트 체결을 통한 결합 방법이 사용되었는데, PE 선체의 경우 PE 소재의 특성인 높은 내화학성으로 인하여 접착 방식의 결합이 불가능하고, 추가적인 구조물에 의한 볼트 결합 등의 방법이 반드시 필요한 불편함이 있다.

등록실용신안공보 제20-0171879호

본 명세서의 일 측면에 따르면, 변형이 일어나기 쉬운 폴리에틸렌(Polyethylene;　PE) 재질로 된 선체에 튜브 등의 형태로 된 방현대를 용이하고 안정적으로 결합할 수 있는 PE 선체상의 방현대 결합 방법 및 이를 이용하여 결합된 방현대를 포함하는 선박을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 폴리에틸렌(Polyethylene;　PE) 선체상의 방현대 결합 방법은, 폴리에틸렌 재질로 된 선체 외부의 표면상의 제1 위치에 곡면 시트의 한쪽 끝을 결합하는 단계; 및 상기 곡면 시트가 상기 표면을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 상기 곡면 시트의 다른 쪽 끝을 상기 표면상에서 상기 제1 위치와 이격된 제2 위치에 결합하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 곡면 시트의 한쪽 끝 및 다른 쪽 끝은 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치에 형성된 복수 개의 체결부를 이용하여 상기 선체에 결합된다.

일 실시예에서, 상기 체결부는 상기 표면상의 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치에 각각 결합된 복수 개의 지지대를 포함하며, 상기 복수 개의 지지대는, 다른 지지대와 대향하는 내측면 및 상기 내측면 반대편의 외측면을 각각 포함하고, 상기 곡면 시트의 한쪽 끝 및 다른 쪽 끝은 상기 지지대의 외측면에 부착된다.

일 실시예에 따른 폴리에틸렌 선체 상의 방현대 결합 방법은, 상기 지지대에 결합된 상기 곡면 시트의 끝을 상기 선체의 상기 표면에 용접하는 단계를 더 포함한다.

일 실시예에서, 상기 복수 개의 체결부는 상기 표면이 함몰되어 형성된 홈을 포함하며, 상기 곡면 시트는 상기 곡면 시트의 양 끝에 형성되며 상기 홈에 상응하는 형상을 갖는 돌출부를 포함하고, 상기 곡면 시트의 상기 돌출부가 상기 홈 내로 삽입됨으로써 상기 곡면 시트가 상기 선체에 결합된다.

일 실시예에 따른 폴리에틸렌 선체상의 방현대 결합 방법은, 상기 선체 및 상기 곡면 시트에 의해 형성되는 중공을 밀폐하도록 상기 곡면 시트에 하나 이상의 덮개 시트를 결합하는 단계를 더 포함한다.

일 실시예에 따른 폴리에틸렌 선체 상의 방현대 결합 방법은, 상기 곡면 시트의 외측면상에 탄성복원력을 가진 재질로 이루어진 러빙 스트레이크(rubbing strake)를 결합하는 단계를 더 포함한다.

일 실시예에서, 상기 러빙 스크레이크를 결합하는 단계는, 상기 곡면 시트의 외측면상에 서로 이격된 한 쌍의 걸림턱을 형성하는 단계; 및 상기 한 쌍의 걸림턱 사이에 상기 러빙 스트레이크를 삽입하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따른 선박은, 적어도 부분적으로 폴리에틸렌 재질로 된 선체 프레임; 및 상기 선체 프레임의 표면상에 부착되며 내부에 중공을 포함하는 방현대를 포함한다.

이때, 상기 방현대는, 상기 선체 프레임의 상기 표면상에 형성된 복수 개의 체결부를 통하여 상기 선체 프레임에 결합되며, 상기 선체 프레임을 적어도 부분적으로 둘러싸는 상기 중공을 형성하는 곡면 시트를 포함하고, 상기 곡면 시트의 양단은 상기 복수 개의 체결부에 각각 결합된다.

일 실시예에 따른 선박은, 상기 곡면 시트의 외측면상의 일 영역에 부착되며, 격벽에 의하여 서로 구획되는 복수 개의 중공을 포함하는 몸체를 포함하는 러빙 스트레이크를 더 포함한다. 이때, 상기 몸체는 상기 복수 개의 중공 사이에 위치하도록 상기 몸체의 외부 표면에 형성된 하나 이상의 홈을 더 포함한다.

본 명세서에 개시된 폴리에틸렌(Polyethylene;　PE) 선체상의 방현대 결합 방법에 의하면, 변형이 일어나기 쉬운 PE 재질의 선체에 튜브 형태의 방현대를 결합함에 있어서, 복수 개의 체결부를 활용하여 방현대의 곡면 시트를 선체에 순차적으로 접합하는 방법을 통해 선체와 방현대의 견고하고 안정적인 결합을 달성할 수 있는 이점이 있다.

종래의 보트에서는 충격 완화 및 안정성 확보를 위해 보통 원형 단면을 갖는 방현대를 부착하여 사용하였다. 그러나, 본 명세서에 개시된 방현대 결합 방법에 의하여 결합되는 방현대는 반원 또는 영문자 D자에 해당하는 단면 형상을 갖는 점에서 종래 기술과 차별화되며, 이러한 단면 형상은 고밀도 폴리에틸렌(High-Density Polyethylene; HDPE) 등 PE 재질로 된 선체상에 방현대를 형성함에 있어서 공간 확보 및 무게 감소에 유리한 이점이 있다.

도 1는 실시예들에 따른 폴리에틸렌(Polyethylene;　PE) 선체상의 방현대 결합 방법이 적용되는 선박의 예시적인 형상이다.
도 2는 일 실시예에 따른 PE 선체상의 방현대 결합 방법에 의해 선체에 결합된 방현대를 나타내는 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 PE 선체상의 방현대 결합 방법의 각 단계를 나타내는 순서도이다.
도 4a 및 4b는 일 실시예에 따른 PE 선체상의 방현대 결합 방법에 의해 PE 재질의 선체상에 지지대를 결합하는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 5a 내지 5c는 일 실시예에 따른 PE 선체상의 방현대 결합 방법에 의해 지지대 상에 곡면 시트를 결합하는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 6a 및 6b는 실시예들에 따른 PE 선체상의 방현대 결합 방법에 의한 지지대와 곡면 시트의 결합을 나타내는 확대 단면도이다.
도 7a 및 7b는 일 실시예에 따른 PE 선체상의 방현대 결합 방법에 의해 곡면 시트상에 러빙 스트레이크(rubbing　strake)를 결합하는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 8a 내지 8c는 또 다른 실시예에 따른 PE 선체상의 방현대 결합 방법에 의한 곡면 시트의 결합을 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용은 제한되지 않는다.

도 1는 실시예들에 따른 폴리에틸렌(Polyethylene;　PE) 선체상의 방현대 결합 방법이 적용되는 선박의 예시적인 형상이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 방현대 결합 방법이 적용되는 선박(1)은 적어도 부분적으로 PE 재질로 된 선체를 갖는다. 선체 프레임은 선박(1)의 외곽을 형성하면서 형상과 강도를 부여하는 부분이며, 물 저항을 줄이기 위하여 유선형으로 형성되는 것이 일반적이다. 도면에 도시된 선박(1)의 형태는 단지 예시적인 것으로서, 실시예들에 따른 선박은 고무보트, 모터보트, 요트 등 다양한 형태의 배를 지칭할 수 있고 특정 종류로 한정되지 않는다.

실시예들에 따른 선박(1)의 선체 프레임은 적어도 부분적으로 PE 재질로 이루어지며, 이는 선체 프레임 전체가 PE 소재로 이루어지는 것을 의미하거나, 또는 예컨대 섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastic; FRP) 등 다른 베이스 소재로 이루어진 선체 프레임의 일부 영역에 베이스 소재를 대체하여 또는 이를 보조하여 PE 재질의 보강재가 결합된 형태를 의미할 수도 있다.

본 명세서에서 PE란, 적어도 부분적으로 폴리에틸렌을 포함하는 임의의 재질을 지칭하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 일 실시예에서, PE 재질의 선체는 초고분자량 폴리에틸렌(Ultra High　Molecular Weight　Polyethylene; UHMWPE)으로 이루어질 수 있다. 또한, 본 명세서에서 UHMWPE란 분자량이 3,500,000 내지 10,500,000 g/mol인 PE 재질을 지칭할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예들에서 선박(1)의 선체 프레임의 외부 표면에는 방현대(2)가 부착된다. 방현대(2)는 선박(1)의 접안 시 또는 선박(1)과 다른 선박의 접촉 시 충격을 완화시키는 역할을 한다. 예컨대, 방현대(2)는 유선형으로 형성되는 선박(1)의 전장의 길이 방향을 따라 일 방향으로 연장되는 형상을 가질 수 있다. 도면에는 선박(1)의 우현 부분에 부착된 방현대(2)만이 도시되었으나, 선박(1)의 좌현 부분에도 이와 동일 또는 유사한 형태로 방현대(2)가 위치할 수 있다는 점이 통상의 기술자에게 용이하게 이해될 것이다.

선체 프레임에 부착되는 방현대(2)는 내부에 중공을 포함하는 튜브 형태를 가질 수 있다. 이는 선박의 충돌 시 방현대(2)가 변형됨으로써 충돌에 의하여 발생하는 충격으로부터 선체를 보호하기 위한 것으로, 방현대(2)의 내부에는 하나 또는 격실 구조로 된 복수 개의 중공이 형성될 수 있다. 또한, 중공을 갖는 튜브 형태의 방현대는 선박의 부력 보조재의 기능을 하며, 방현대가 없는 선박과 비교할 때 방현대가 부력으로 인해 수면 위에 위치함으로써 추가적인 표면 장력을 제공하고 선박의 좌우 롤링을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

일 실시예에서, 튜브 형태의 방현대(2)의 내부 공간을 둘러싸는 일 방향의 표면(제1면 또는 내측면)은 평평하거나 상대적으로 곡률이 적은 형상을 가지며, 상기 표면의 반대쪽 표면(제2면 또는 외측면)은 상대적으로 곡률이 큰 곡면으로 구성될 수 있다. 그 결과, 본 실시예에서 방현대(2)의 길이 방향에 수직한 방향의 방현대(2)의 단면(예컨대, 도 1의 A-A'에 의한 단면)은 반원 또는 영문자 D자에 해당하는 형상을 가질 수 있다.

일 실시예에서, 방현대(2)는 내부에 밀폐 공간을 형성하도록 접히거나 구부러진 곡면 시트를 포함하며 이를 이용한 튜브 형태로 형성될 수 있다. 이때, 방현대(2)는 내부 공간을 모든 방향에서 둘러싸는 시트들로 이루어지거나, 또는 방현대(2)의 내부 공간의 적어도 일 방향은 선박(1)의 선체 프레임과 접해 있으며 선체 프레임에 곡면 시트가 접합됨으로써 선체 프레임과 곡면 시트로 에워싸인 영역이 방현대(2)의 내부 공간에 해당할 수도 있다.

실시예들에서, 방현대(2)는 선박(1)의 선체 중 PE 재질로 이루어진 부분에 부착된다. 선체 프레임을 PE 재질로 형성할 경우 따개비 등 선박 부착 생물이 흡착할 수 있는 기공이 없으므로 부착 생물로 인한 선박의 중량 증가나 속도 저하 등의 문제가 발생하지 않는 이점이 있고, 부착 생물의 제거 공정으로 인하여 선체 표면이 손상되어 부식될 우려가 없으며, 선체 표면에 방어 도료를 도포하지 않아도 되므로 환경 오염으로부터 자유로운 이점이 있다. 반면, PE 재질로 된 선체는 변형이 일어나기 쉬운 문제가 있어, 종래의 방법으로 방현대(2)를 부착하는 경우 방현대(2)와 선체의 부착이 충분하게 이루어지지 않거나 부착 후에도 변형으로 인해 내구성이 낮은 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에서는 아래에서 자세히 설명하는 것과 같이 PE 재질의 선체에 복수 개의 체결부를 형성한 후 체결부를 이용한 순차적인 결합 방법을 이용하여 선체 프레임상에 방현대(2)를 결합하도록 구성된다. 이때 체결부는 실시예에 따라 선체 표면상에 부착되는 지지대의 형태를 갖거나, 또는 선체의 표면 자체에 형성된 홈(groove)의 형태를 가질 수 있다.

도 2는 일 실시예에 따른 PE 선체상의 방현대 결합 방법에 의해 선체에 결합된 방현대를 나타내는 단면도로서, 도 1의 A-A'를 잇는 선분을 따른 선체 프레임 및 방현대의 단면을 나타낸다.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 방현대 결합 방법에 의하여 제조된 선박은 적어도 부분적으로 PE 재질로 된 선체 프레임(10) 및 상기 선체 프레임(10)의 일 표면상에 부착되며 내부에 중공을 포함하는 방현대(2)를 포함한다. 이때 PE 재질의 선체 프레임(10)은 선체 자체의 일부를 지칭하는 것일 수도 있으며, 또는 선체의 일 영역을 대체하거나 이를 보강하도록 결합되며 시트 등의 형태로 된 보강재를 지칭하는 것일 수도 있다.

방현대(2)는 PE 재질의 선체 프레임(10)을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 접히거나 구부러진 곡면 시트(23)에 의하여 형성되며, 내부에 중공을 포함하여 튜브와 같은 형태를 갖는다. 도 2에 도시된 실시예에서는 선체 프레임(10) 및 곡면 시트(23)에 의하여 방현대(2) 내부에 D자 형상의 단면을 갖는 중공(200)이 형성되어, 선체 프레임(10) 자체가 방현대(2)의 중공(200)을 둘러싸고 있다. 그러나 이는 예시적인 것으로, 다른 실시예에서 방현대(2)를 부착하기 위한 선체 프레임(10)의 일 표면에는 추가적인 PE 재질의 시트 등 보강재(미도시)가 더 결합될 수도 있다.

도 2에 도시된 실시예에서 방현대(2)의 결합을 위한 체결부는 선체 프레임(10)에 부착되는 지지대(21, 22)의 형태를 갖는다. 즉, 본 실시예에서 방현대(2)를 구성하는 곡면 시트(23)는 지지대(21, 22)를 이용하여 PE 재질의 선체 프레임(10)에 결합된다. 또는, 선체 프레임(10) 상에 PE 재질의 보강재(미도시)가 더 위치하고 있는 경우에는, 이러한 보강재 상에 지지대(21, 22)가 결합되며 지지대(21, 22)를 이용하여 보강재 상에 곡면 시트(23)가 결합됨으로써 방현대(2)가 형성될 수도 있다.

지지대(21, 22)는 변형되기 쉬운 PE 재질의 접합 시 접합 위치가 어긋나지 않고 안정적인 접합이 가능하게 함으로써, 선체 프레임(10)과 곡면 시트(23)의 안정적인 접합을 가능하게 한다. 일 실시예에서, 지지대(21, 22)는 선체 프레임(10)와 마찬가지로 PE 재질로 이루어질 수 있다. 또한 일 실시예에서, 곡면 시트(23) 등 방현대(2)를 구성하는 시트 부재 역시 선체 프레임(10)와 마찬가지로 PE 재질로 이루어질 수도 있다. 선체 프레임(10)과 방현대(2)를 동일한 PE 재질로 구성함으로써, 방현대(2)의 높은 결합력으로 용이한 결합이 가능하고, 방현대(2) 내의 중공의 밀봉이 가능하여 부력 유지에 용이한 이점이 있다. 그러나 이는 예시적인 것으로, 지지대(21, 22) 및 곡면 시트(23)는 섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastic; FRP) 또는 다른 임의의 물질로 이루어질 수도 있다.

일 실시예에서, 지지대(21, 22)는 한 쌍으로 구성되며 상호 간에 간격을 두고 선체 프레임(10) 상에 배치될 수 있다. 즉, 지지대(21)는 선체 프레임(10) 상의 제1 위치에 배치되며, 지지대(22)는 선체 프레임(10)상에서 상기 제1 위치와 이격된 제2 위치에 비채될 수 있다. 이때, 곡면 시트(23)의 양단이 양 지지대(21, 22)에 각각 부착됨으로써 지지대(21, 22) 사이의 간격 부분이 곡면 시트(23)로 에워싸인 중공(200)이 형성될 수 있다. 또한, 각각의 지지대(21, 22)는 선박의 전장 방향으로 연장될 수도 있다. 예를 들어, 지지대(21, 22)는 원형, 타원형 또는 다각형 형상의 단면을 가지며 일 방향으로 연장되는 막대 또는 바(bar)의 형상을 가질 수 있다.

한 쌍의 지지대(21, 22)는 용접 또는 접착제를 이용한 부착 등의 방법으로 PE 재질의 선체 프레임(10)상에 결합될 수 있다. 또한 일 실시예에서, 각각의 지지대(21, 22)는 하나 이상의 고정 수단(210, 220)에 의하여 선체 프레임(10)상에 고정될 수도 있다. 예를 들어, 고정 수단(210, 220)는 그 일단이 선체 프레임(10) 내부에 일정 깊이만큼 삽입되며 다른 일단은 지지대(21, 22)의 측면에 일정 깊이로 삽입되는 고정 볼트의 형태를 가질 수 있다. 이러한 고정 수단(210, 222)의 지지대(21, 22)의 길이 방향을 따라 하나 이상 배열되도록 체결함으로써 지지대(21, 22)를 선체 프레임(10)에 고정할 수 있다. 고정 수단(210, 220)은 금속, PE 등 합성수지, 또는 다른 임의의 재료로 이루어질 수도 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 PE 선체상의 방현대 결합 방법의 각 단계를 나타내는 순서도이다. 도 3을 참조하면, 먼저 PE 재질의 선체 상에 복수 개의 체결부를 형성할 수 있다(S1). 도 2를 참조하여 전술한 것과 같이, 체결부는 선박의 전장 방향으로 연장되는 막대 또는 바 형상의 지지대일 수 있다.

도 4a 및 4b는 일 실시예에 따른 PE 선체상의 방현대 결합 방법에 의해 PE 재질의 선체상에 지지대를 결합하는 과정을 나타내는 단면도이다.

먼저 도 4a를 참조하면, PE 재질의 선체 프레임(10) 표면 상의 일 영역에 제1 지지대(21)를 형성할 수 있다. 도면에는 설명의 편의를 위하여 평판 형태로 도시되었으나, 선체 프레임(10)은 선박의 외곽 형상에 따라 곡면 형태로 휘어질 수도 있다. 본 명세서에서 설명하는 실시예들에 따른 결합 방식에 의하면, PE 재질의 선체 상에 지지대를 먼저 결합한 후 시트를 결합하는 방식을 통하여 곡선 형태인 PE 선체 표면에도 방현대를 쉽게 결합할 수 있다.

도면에 도시된 것과 같이, 제1 지지대(21)는 일 방향으로 연장되는 막대 또는 바 형상의 부재일 수 있으며, 제1 지지대(21)의 연장 방향은 선박의 전장 방향일 수 있다. 제1 지지대(21)가 부착될 선체 프레임(10)의 표면은 선체 프레임에서 선체의 외부를 향하는 임의의 영역일 수 있다. 제1 지지대(21)의 길이(L)는 이를 이용하여 결합하고자 하는 방현대의 길이를 고려하여 적절히 결정될 수 있으며, 최종적으로 형성될 방현대의 길이보다 길거나 짧은 길이의 지지대가 사용될 수 있다.

제1 지지대(21)는 접착 물질을 이용한 접착, 선체 프레임 및/또는 제1 지지대(21)의 용융에 의한 용접, 또는 다른 적당한 방법에 의하여 선체 프레임(10) 상에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 지지대(21)는 제1 지지대(21)의 길이 방향을 따라 배열된 하나 이상의 고정 수단(210)을 이용하여 선체 프레임(10) 상에 고정될 수도 있다.

도 4b를 참조하면, 다음으로 제1 지지대(21)와 이격하여 제2 지지대(22)를 선체 프레임(10)의 표면상에 결합할 수 있다. 제2 지지대(22)는 제1 지지대(21)와 동일한 재질로 이루어질 수 있으며, 전술한 것과 동일한 방법에 의하여 선체 프레임(10) 상에 결합될 수 있다. 예컨대, 제2 지지대(21)는 이의 길이 방향으로 배열된 하나 이상의 고정 수단(220)을 이용하여 선체 프레임(10)상에 고정될 수도 있다.

실시예들에서 제1 지지대(21) 및 제2 지지대(22)는 서로 이격하여 배치되며, 제1 지지대(21) 및 제2 지지대(22) 사이의 간격(d)에 의하여 방현대의 폭이 결정된다. 즉, 방현대는 제1 지지대(21)와 제2 지지대(22) 사이의 영역을 둘러싸도록 선체 프레임(10) 표면상에 배치될 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 전술한 것과 같이 형성된 지지대를 체결부로 이용하여 방현대를 구성할 곡면 시트를 선체 상에 결합할 수 있다. 구체적으로는, 곡면 시트의 한쪽 끝을 어느 하나의 지지대에 결합하고(S2), 곡면 시트의 다른 쪽 끝을 다른 지지대에 결합함으로써(S3), 지지대 사이의 간격을 에워싸는 튜브 형태의 방현대가 형성될 수 있다. 예를 들어, 선박의 측면에 방현대를 형성하기 위하여 선박 측면에 위아래로 간격을 두고 지지대를 결합한 후, 상단과 하단의 지지대 사이를 에워싸도록 곡면 시트를 결합할 수 있다.

일 실시예에서는, 지지대와의 접합에 의하여 곡면 시트의 위치가 고정된 상태에서 곡면 시트의 양단을 PE 재질의 선체와 결합시킬 수 있다(S4). 곡면 시트와 선체의 결합에는 열을 이용한 용접 등의 방법이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이때 열을 이용한 용접이란, 곡면 시트와 선체의 접합 부위에 용접 도구를 이용하여 소정의 온도로 가열된 열풍을 가하면서 용가재(예컨대, 용접봉 등)를 가열 용융된 상태로 압출하여 곡면 시트와 선체를 일체화하는 공정을 지칭할 수 있다. 용접 도구에 의한 가열 온도는 모재(선체 및 곡면 시트)와 용가재의 분자 구조를 파괴하지 않는 온도로 적절히 결정될 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 용접 도구에 의한 가열 온도는 250 내지 320 °C일 수 있다.

일 실시예에서, 선체 및 곡면 시트는 PE 소재로 이루어지며, 용접 도구에의한 가열 온도는 사용된 PE 소재의 분자량(밀도)에 기초하여 결정될 수도 있다. 예컨대, 용접 도구에 의한 가열 온도는 250 내지 300 °C일 수 있으며, 이는 상용화된 HDPE 재료인 PE 300으로 선체 및 곡면 시트를 구성할 경우 특히 활용될 수 있다. 또는, 용접 도구에 의한 가열 온도는 280 내지 320 °C일 수 있으며, 이는 상용화된 HDPE 재료인 PE 500으로 선체 및 곡면 시트를 구성할 경우 특히 활용될 수 있다.

또한 일 실시예에서는, 곡면 시트에서 지지대가 결합된 양단을 제외한 다른 두 방향에 덮개 시트를 접합함으로써, 곡면 시트와 선체로 둘러싸인 공간을 덮개 시트에 밀폐시킬 수 있다(S5). 예컨대, 선박의 측면에 곡면 시트의 상단과 하단을 각각 부착한 상태에서, 곡면 시트의 양 측면 방향에 덮개 시트를 결합할 수 있다.

도 5a 내지 5c는 일 실시예에 따른 PE 선체상의 방현대 결합 방법에 의해 지지대 상에 곡면 시트를 결합하는 과정을 나타내는 단면도이다.

도 5a를 참조하면, 선체 프레임(10)의 표면 상에 배치된 한 쌍의 지지대(21, 22) 중 제1 지지대(21)에 곡면 시트(25)의 한쪽 끝을 결합할 수 있다. 또한, 제1 지지대(21)에 곡면 시트(25)가 결합된 상태에서 곡면 시트(25)를 PE 재질의 선체 프레임(10)에 결합할 수 있다. 다음으로, 도 5b에 도시된 것과 같이 곡면 시트(25)의 반대쪽 끝을 한 쌍의 지지대(21, 22) 중 제2 지지대(22)에 결합하고, 마찬가지로 제2 지지대(22)에 결합된 곡면 시트(25)를 PE 재질의 선체 프레임(10)에 결합할 수 있다.

실시예들에서 지지대(21, 22)와 곡면 시트(25)의 결합은 이들 부재를 이루는 재료(예컨대, PE, FRP 또는 다른 적절한 물질)의 용융에 의한 용접 방식으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 용접에 의한 지지대(21, 22)와 곡면 시트(25)의 결합, 및 곡면 시트(25)와 선체 프레임(10)의 결합은 전술한 것과 같이 용접 도구를 이용하여 수행될 수 있다.

일 실시예에서는, 도 5c를 참조하면, 곡면 시트(25)와 이에 의해 둘러싸인 선체 프레임(10) 표면 사이의 공간을 밀폐하도록 곡면 시트(25)의 양단에 덮개 시트(26, 27)가 결합될 수 있다. 덮개 시트(26, 27)가 결합되는 곡면 시트(25)의 양단이란, 곡면 시트(25)의 네 방향의 변 중 지지대(21, 22)에 결합된 두 방향을 제외한 나머지 두 방향의 변을 의미한다. 예를 들어, 도 1의 배치 형태를 참조하면, 곡면 시트(25)의 상단과 하단은 각각 지지대(21, 22)에 결합되며 곡면 시트(25)의 좌우 측면에 덮개 시트(26, 27)가 결합될 수 있다.

도 6a 및 6b는 실시예들에 따른 PE 선체상의 방현대 결합 방법에 의한 지지대와 곡면 시트의 결합을 나타내는 확대 단면도이다.

도 6a를 참조하면, 지지대(21)는 다른 지지대를 대향하는 내측면(211) 및 그 반대편의 외측면(212)을 포함한다. 지지대(21)의 내측면(211)이란 지지대(21)의 표면 중 복수 개의 지지대(21) 사이의 공간을 향하는 표면을 의미하며, 외측면(212)은 그 반대편의 표면을 의미한다. 또한, 곡면 시트(25)의 내측면이란 곡면 시트(25)의 표면 중 선체 프레임(10)을 향하는 표면을 의미하며, 외측면이란 그 반대편, 즉, 선체의 외부를 향하는 표면을 의미한다.

이때, 곡면 시트(25)는 그 내측면이 지지대(21)의 외측면(212)과 접하도록 용접 등의 방법에 의해 지지대(21)에 결합될 수 있다. 또한, 곡면 시트(25)가 지지대(21)에 결합된 후 곡면 시트(25)의 끝은 선체 프레임(10)의 표면상에 용접 등의 방법으로 결합될 수 있다. 곡면 시트(25)를 지지대(21)에 먼저 결합하는 것은 PE 재질로 된 선체 프레임(10)와 곡면 시트(25)의 용접 시 선체 프레임(10) 및/또는 곡면 시트(25)의 변형을 방지하고 안정적인 결합이 이루어지도록 하는 역할을 한다.

한편, 도 6b를 참조하면, 다른 실시예에서 지지대(21)는 그 상부 표면상에 표면 일부가 함몰되어 형성된 홈(213)을 포함하며, 곡면 시트(25)는 지지대(21)의 홈(213)에 상응하는 형상으로 된 돌출부(251)를 포함하여, 곡면 시트(25)의 돌출부(251)를 지지대(21)의 홈(213)에 삽입하는 것에 의하여 지지대(21)에 곡면 시트(25)를 결합하는 것도 가능하다. 이때 돌출부(251)는 상대적으로 직경이 작은 연결부 및 상기 연결부로부터 연장된 말단에 위치하며 상대적으로 큰 돌기를 포함하고, 지지대(21)의 홈(213)은 이에 상응하여 상대적으로 직경이 작은 상단부 및 상기 상단부의 아래에 위치하며 상대적으로 직경이 큰 하단부를 포함하여, 압력을 가하여 돌출부(251) 끝의 돌기를 홈(213)의 하단부까지 밀어 넣음으로써 곡면 시트(25)를 지지대(21)에 결합할 수 있다.

도 6a 및 6b는 제1 지지대(21)와 곡면 시트(25)의 결합 부위를 확대하여 나타내었으나, 제2 지지대(22)와 곡면 시트(25)의 결합 부위 역시 이와 동일한 방식으로 구성될 수 있다는 점이 통상의 기술자에게 용이하게 이해될 것이다. 또한, 도 6a 및 6b에서는 한 쌍의 지지대(21, 22)를 이용하여 곡면 시트(25)가 선체 프레임(10) 상에 결합되었으나, 필요에 따라서는 3개 이상의 지지대가 곡면 시트(25)와 선체 프레임(10)의 결합에 이용되는 것도 가능하다.

다시 도 3을 참조하면, 일 실시예에서는 방현대의 곡면 시트의 외측 표면(즉, 선체 반대 방향의 표면)에 러빙 스트레이크(rubbing strake)를 더 결합할 수도 있다(S6). 러빙 스크레이크는 선박의 주행 중 해수의 선내 진입을 차단하고, 선박의 충돌 시 방현대를 보조하여 선박을 충돌로부터 보호하는 역할을 한다. 예를 들어, 러빙 스트레이크는 고무, 합성수지 등 탄성복원력이 있는 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 러빙 스트레이크 내에는 하나 또는 복수 개의 중공이 형성되어 외부의 충격을 흡수하도록 구성될 수 있다.

도 7a 및 7b는 일 실시예에 따른 PE 선체상의 방현대 결합 방법에 의해 곡면 시트상에 러빙 스트레이크를 결합하는 과정을 나타내는 단면도이다.

먼저, 도 7a를 참조하면, 일 실시예에서는 방현대를 형성하는 곡면 시트(25)의 외측면상에 복수 개의 걸림턱(252, 253)을 형성할 수 있다. 복수 개의 걸림턱(252, 253)은 예컨대 서로 마주보는 한 쌍으로 이루어지며, 각각의 내측면은 일 방향으로 연장되며 외측면은 상기 일 방향에 대하여 경사진 방향으로 연장되어 내측면과 외측면이 바닥면과 함께 삼각형을 이루는 단면 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 각각의 컬림턱(252, 253)은 이러한 단면 형상을 갖는 바 형상의 부재일 수 있다. 걸림턱(252, 253)은 접착, 용접 또는 다른 적절한 방법에 의하여 곡면 시트(25)상에 결합될 수 있다.

다음으로, 도 7b를 참조하면, 서로 마주보는 양 걸림턱(252, 253) 사이의 공간에 러빙 스트레이크(3)를 삽입함으로써 방현대에 러빙 스트레이크(3)를 결합시킬 수 있다. 그러나 이는 예시적인 것으로서, 다른 실시예에서는 별도의 걸림턱(252, 253)을 형성하지 않고 곡면 시트(25)의 외측면상에 직접 열접합 등의 방법으로 러빙 스트레이크(3)를 결합할 수도 있다. 즉, 러빙 스트레이크(3)의 하부 표면의 일부 또는 전부를 곡면 시트(25)의 외측면에 직접 접합시킬 수 있다.

일 실시예에서, 러빙 스트레이크(3)는 탈착 가능하게 곡면 시트(25)에 결합될 수 있다. 러빙 스트레이크(3)가 곡면 시트(25)로부터 탈착 가능한 경우, 러빙 스트레이크(3)의 파손 등이 발생할 경우 교체가 용이한 이점이 있다. 예를 들어, 도 8a 내지 8c를 참조하여 후술하는 체결 방식과 같이 곡면 시트(25)의 외측면상에 레일 형태의 하나 이상의 홈(미도시)을 형성하고, 이러한 홈 내에 러빙 스트레이크(3)의 일 부분 또는 복수의 부분(예컨대, 양 끝)을 삽입하는 방식으로 곡면 시트(25)에 러빙 스트레이크(3)를 결합할 수도 있다. 홈을 이용한 결합은 도 8a 내지 8c를 참조하여 후술하는 체결부와 동일할 수 있으므로 설명의 중복을 피하기 위하여 자세한 설명은 생략한다.

러빙 스트레이크(3)의 몸체(30)는 실리콘, 고무 또는 미리 설정된 수준 이상의 탄성복원력을 가진 다른 적절한 재질로 이루어지며 외부 충격으로부터 방현대 및 선박을 보호한다. 예컨대, 몸체(30)는 충격에 의하여 변형되기 쉽도록 내부에 복수 개의 중공(310)을 포함하며, 복수 개의 중공(310)은 격벽에 의하여 서로 구분될 수 있다. 외부로부터 압력이 가해지면, 중공(310)들이 찌그러지면서 러빙 스트레이크(3)가 변형됨으로써 충격 흡수가 이루어진다.

러빙 스크레이트(3)의 변형이 쉽게 일어나도록, 일 실시예에서 러빙 스트레이크(3)의 몸체(30)는 몸체(30)의 길이 방향으로 연장되며 몸체(30)의 외부 표면이 부분적으로 함몰되어 형성된 하나 이상의 홈(311)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 홈(311)은 몸체(30) 내부의 복수 개의 중공(310)을 서로 구분짓는 격벽에 상응하는 위치(예컨대, 격벽의 상부 표면)에 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 8a 내지 8c는 또 다른 실시예에 따른 PE 선체상의 방현대 결합 방법에 의한 곡면 시트의 결합을 나타내는 단면도이다.

도 8a 내지 8c에 도시된 실시예에서 방현대의 결합을 위한 체결부는 선체 프레임(10)의 표면상에 형성된 홈(31, 32)의 형태를 갖는다. 본 실시예에서 방현대를 구성하는 곡면 시트(25)는 그 양 끝이 선체 프레임(10)의 홈(31, 32) 내로 삽입됨으로써 선체에 부착된다. 또는, 선체 프레임(10) 상에 PE 재질의 보강재(미도시)가 더 위치하고 있는 경우에는, 이러한 보강재 상에 홈(31, 32)이 형성되고 홈(31, 32) 내로 곡면 시트(25) 일부가 삽입됨으로써 방현대가 형성될 수도 있다.

먼저 도 8a를 참조하면, PE 재질의 선체 프레임(10) 표면 상의 제1 위치에 제1 홈(31)을 형성하고, 상기 제1 위치와 이격된 제2 위치에 제2 홈(32)을 형성할 수 있다. 도면에 도시된 것과 같이, 각각의 홈(31, 32)은 일 방향으로 연장되도록 형성될 수 있으며, 홈(31, 32)의 연장 방향은 선박의 전장 방향일 수 있다. 홈(31, 32)이 형성되는 선체 프레임(10)의 표면은 선체 프레임에서 선체의 외부를 향하는 임의의 영역일 수 있다. 홈(31, 32)은 선체 프레임(10)을 구성하는 PE 부재의 일부를 기계적 및/또는 화학적인 방법으로 제거함으로써 형성될 수 있다.

홈(31, 32)의 연장 방향을 따른 길이는 이를 이용하여 결합하고자 하는 방현대의 길이를 고려하여 적절히 결정될 수 있으며, 최종적으로 형성될 방현대의 길이보다 길거나 짧은 길이의 지지대가 사용될 수 있다. 또한, 제1 홈(31) 및 제2 홈(32)은 서로 이격하여 배치되며, 양 홈(31, 32) 사이의 간격(d)에 의하여 방현대의 폭이 결정된다. 즉, 방현대는 제1 홈(31)과 제2 홈(32) 사이의 영역을 둘러싸도록 선체 프레임(10) 표면상에 배치될 수 있다.

도 8b를 참조하면, 다음으로 곡면 시트(25)의 한쪽 끝을 제1 홈(31) 내에 삽입하고, 곡면 시트(25)의 다른쪽 끝을 제2 홈(32) 내로 삽입함으로써 곡면 시트(25)를 PE 재질의 선체 프레임(10)에 결합할 수 있다.

도 8c는 도 8b에서 제1 홈(31)과 곡면 시트(25)의 한쪽 끝의 결합 부분을 나타내는 확대 단면도이다. 도면에는 제1 홈(31)과 곡면 시트(25)의 결합 부분만을 도시하였으나, 제2 홈(32)과 곡면 시트(25)의 결합 부분도 이에 상응하는 구성을 갖는다는 점이 통상의 기술자에게 용이하게 이해될 것이다.

도 8c를 참조하면, 체결부에 해당하는 홈(31)은 선체 프레임(10)의 상부 표면 일부가 함몰되어 형성되며, 상대적으로 직경이 작은 상단부(311) 및 상기 상단부(311)의 아래쪽에 위치하며 상대적으로 직경이 큰 하단부(312)를 포함한다. 한편, 곡면 시트(25)는 선체 프레임(10)의 홈(31)에 상응하는 형상으로 된 돌출부(251)를 포함하여, 곡면 시트(25)의 돌출부(251)를 홈(31)에 삽입하는 것에 의하여 선체 프레임(10)에 곡면 시트(25)가 결합된다. 이때 돌출부(251)는 상대적으로 직경이 작은 연결부(2511) 및 상기 연결부(2511)로부터 연장된 말단에 위치하며 상대적으로 큰 돌기(2512)를 포함하고, 압력을 가하여 돌출부(251) 끝의 돌기(2511)를 홈(31)의 하단부(312)까지 밀어 넣음으로써 곡면 시트(25)를 선체 프레임(10)에 결합할 수 있다.

또한, 도 8c를 참조하여 전술한 홈(31)과 곡면 시트(25)의 돌출부(251)의 결합 방식은, 곡면 시트(25)의 외측면에 형성되는 러빙 스트레이크(3; 도 7b)와 곡면 시트(25)의 결합에도 동일한 방식으로 적용될 수 있다. 즉, 러빙 스트레이크(3)는 그 일 부분에 돌출부(251)와 동일한 형상의 돌출부를 포함하며, 곡면 시트(25)의 외측면에는 홈(31)과 동일한 형상의 홈이 형성되어, 이들의 결합을 통하여 러빙 스트레이크(3)가 곡면 시트(25)에 결합될 수도 있다.

이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

또한, 본 명세서의 순서도들에 도시된 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능하다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

Claims (9)

1. 폴리에틸렌 재질로 된 선체 외부의 표면상의 제1 위치에 곡면 시트의 한쪽 끝을 결합하는 단계; 및
   상기 곡면 시트가 상기 표면을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 상기 곡면 시트의 다른 쪽 끝을 상기 표면상에서 상기 제1 위치와 이격된 제2 위치에 결합하는 단계를 포함하되,
   상기 곡면 시트의 한쪽 끝 및 다른 쪽 끝은 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치에 형성된 복수 개의 체결부를 이용하여 상기 선체에 결합되는 폴리에틸렌 선체상의 방현대 결합 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 체결부는 상기 표면상의 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치에 각각 결합된 복수 개의 지지대를 포함하며,
   상기 복수 개의 지지대는, 다른 지지대와 대향하는 내측면 및 상기 내측면 반대편의 외측면을 각각 포함하고,
   상기 곡면 시트의 한쪽 끝 및 다른 쪽 끝은 상기 지지대의 외측면에 부착되는 폴리에틸렌 선체상의 방현대 결합 방법.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 지지대에 결합된 상기 곡면 시트의 끝을 상기 선체의 상기 표면에 용접하는 단계를 더 포함하는 폴리에틸렌 선체상의 방현대 결합 방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 복수 개의 체결부는 상기 표면이 함몰되어 형성된 홈을 포함하며,
   상기 곡면 시트는 상기 곡면 시트의 양 끝에 형성되며 상기 홈에 상응하는 형상을 갖는 돌출부를 포함하고,
   상기 곡면 시트의 상기 돌출부가 상기 홈 내로 삽입됨으로써 상기 곡면 시트가 상기 선체에 결합되는 폴리에틸렌 선체상의 방현대 결합 방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 선체 및 상기 곡면 시트에 의해 형성되는 중공을 밀폐하도록 상기 곡면 시트에 하나 이상의 덮개 시트를 결합하는 단계를 더 포함하는 폴리에틸렌 선체상의 방현대 결합 방법.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 곡면 시트의 외측면상에 탄성복원력을 가진 재질로 이루어진 러빙 스트레이크를 결합하는 단계를 더 포함하는 폴리에틸렌 선체 상의 방현대 결합 방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 러빙 스트레이크는, 격벽에 의하여 서로 구획되는 복수 개의 중공을 포함하는 몸체를 포함하며, 상기 몸체는 상기 복수 개의 중공 사이에 위치하도록 상기 몸체의 외부 표면에 형성된 하나 이상의 홈을 포함하는 폴리에틸렌 선체 상의 방현대 결합 방법.
   
8. 적어도 부분적으로 폴리에틸렌 재질로 된 선체 프레임; 및
   상기 선체 프레임의 표면상에 부착되며 내부에 중공을 포함하는 방현대를 포함하되,
   상기 방현대는, 상기 선체 프레임의 상기 표면상에 형성된 복수 개의 체결부를 통하여 상기 선체 프레임에 결합되며, 상기 선체 프레임을 적어도 부분적으로 둘러싸는 상기 중공을 형성하는 곡면 시트를 포함하고,
   상기 곡면 시트의 양단은 상기 복수 개의 체결부에 각각 결합되는 선박.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 곡면 시트의 외측면상의 일 영역에 부착되며, 격벽에 의하여 서로 구획되는 복수 개의 중공을 포함하는 몸체를 포함하는 러빙 스트레이크를 더 포함하되,
   상기 몸체는 상기 복수 개의 중공 사이에 위치하도록 상기 몸체의 외부 표면에 형성된 하나 이상의 홈을 더 포함하는 선박.

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