KR101298924B1 - 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 유빙해역에서 운항되는 선체의 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조는 우현 선미 선저부 및 좌현 선미 선저부에 외측으로 돌출된 하나 이상의 스턴핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조{A hull struction with stern fins for protecting iceberg}

본 발명은 쇄빙선, 내빙선 또는 유빙지역 운항선박의 선미부를 유빙으로부터 보호하기 위한 유빙 방어용 선미핀에 관한 것으로서, 특히 선비부 중 구조적으로 취약한 프로펠러와 러더를 유빙의 충돌로부터 보호하는 스턴핀(stern fin)에 관한 것이다.

본 발명은 유빙으로부터 선체를 보호하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박이 빙해에서 운항하는 경우 해상에 부유하는 유빙과의 충돌로부터 구조적으로 취약한 선체부위, 특히 선미부의 프로펠러와 러더를 보호하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 유빙(Iceberg)이란 바람이나 해류 등의 영향으로, 해안에 정착하지 않고 표류하는 해빙을 말한다.

해빙의 결빙점은 염분함유량에 의해서 결정되는데, 염분량 34%인 보통의 해수는 약 2℃에서 결빙한다. 따라서 기온이 몹시 낮은 양극지방에서는 1년 내내 있으며, 저위도 지방에서는 겨울철에만 볼 수 있다.

개개의 빙괴는 지름 10m 이상의 빙반과 그 이하의 빙판으로 구분되며, 전자는 지름 200m, 1km, 10km 단위로 소빙반, 중빙반, 대빙반, 거빙반으로 구분된다.

또한, 집합체로서는 밀집도에 따라 빙량을 단위로 나누어지는데, 빙량이란 시계 내에서 유빙이 해면을 차지하는 비율을 말하는 것으로, 크게 개유빙, 조유빙, 밀유빙, 최밀유빙으로 구분된다.

넓은 의미의 유빙에는 육빙에서 유래한 빙암이나 빙산도 포함되지만, 본 발명에서 언급하는 유빙이란 해빙원만을 의미하는 것이다.

또한, 유빙은 지구의 자전에 따른 전향력을 받기 때문에 바람이 부는 방향보다 보통 20 내지 40도 정도 오른쪽으로 치우쳐 표류하는 것이 보통이다.

이와 같은 유빙은 자연적으로 발생하기도 하나 쇄빙선에 의해 파괴되어 쇄빙선의 진행방향을 따라 쇄빙된 유빙이 쇄빙선의 선미부로 이동하면서 쇄빙선의 러더나 프로펠러와 충돌하여 이들을 손상시킬 수 있다.

또한, 쇄빙선 뿐만 아니라 쇄빙선이 얼음을 부수어 해로를 내고 이를 뒤따르는 내빙선의 경우에도 쇄빙선이 쇄빙한 얼음의 조각들인 유빙에 의한 선미부 손상의 우려가 있다.

이렇게 인위적으로 생성된 유빙 뿐만아니라, 유빙은 적도 영역의 해안보다는 온도가 상대적으로 차가운 극지방으로 갈수록 바다에 넓게 분포되어 있기 때문에, 이러한 지방으로 화물을 수송해야만 하는 컨테이너선 또는 유조선의 이동시에도 장해요인이 되며 선미부 손상의 우려를 갖고 있다.

이와 같이, 쇄빙선, 내빙선, 극지방으로 운항되는 화물선등의 선체의 선미 부분 중 취약한 부위로서, 러더(Rudder), 프로펠러 부위은 유빙과의 충돌로부터 보호되어야 할 필요성이 있다.

종래의 등록특허 제20-0434393호의 "유빙지역 운항 선박의 선체 보호 장치" 와 공개특허 제10-2009-0048135"의 "유빙 충돌 방지 내빙선"에서는 선수부에 유빙 충돌을 방지하는 물 분사 장치를 장착하여 선수부 보호에 중점을 두고 있으나, 선수부에서 파괴된 유빙이 선측부를 따라 이동하면서 프로펠러와 러더를 타격할 경우, 이를 방어할 수 있는 기술이 전무한 실정이고, 기술적 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 선미 선저부에 복수개의 선미핀(stern fins)을 장착하여 유빙이 선측부를 타고 이동할 경우에도 스턴핀과 충돌하여 선측부로부터 튀어 나가도록 하는데 그 목적이 있다.

이를 통해, 구조적으로 취약한 선미부의 프로펠러와 러더를 유빙으로부터 보호하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 유빙해역에서 운항되는 선체의 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조는 우현 선미 선저부 및 좌현 선미 선저부에 외측으로 돌출된 하나 이상의 스턴핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 하나 이상의 상기 스턴핀은 상기 후현 선미 선저부 및 좌현 선미 선저부 중 프로펠러가 장착되는 프로펠러 보스부에 인접된 부분까지 설치된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 하나 이상의 상기 스턴핀은 각각 상기 선체의 길이방향으로 형성되고, 하나 이상의 상기 스턴핀은 상기 선체의 높이 방향으로 서로 평행하게 일렬로 배열된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 선체의 외측으로 돌출된 상기 스턴핀은 선수부보다 선미부로 갈수록 돌출폭이 커지도록 테이퍼진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 유빙의 크기에 따라 상기 스턴핀의 상기 돌출폭을 조절가능한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 유빙의 크기에 따라 상기 스턴핀과 상기 프로펠러가 장착된 프로펠러 샤프트가 이루는 경사각의 크기를 조절가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유빙해역에서 운항되는 선체의 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조를 이용하여 유빙으로부터 선미부를 보호하는 선미부 유빙보호방법은 상기 선체가 운항하는 유빙해역의 유빙의 크기를 분석하는 유빙크기 분석단계; 및 상기 유빙크기의 분석단계에서 분석된 유빙크기에 따라, 상기 선체의 우현 선미 선저부 및 좌현 선미 선저부에 외측으로 돌출된 하나 이상의 스턴핀의 돌출폭을 조절하는 돌출폭 조절단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예로서의 유빙해역에서 운항되는 선체의 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조를 이용하여 유빙으로부터 선미부를 보호하는 선미부 유빙보호방법은 상기 선체가 운항하는 유빙해역의 유빙의 크기를 분석하는 유빙크기 분석단계; 및 상기 유빙크기의 분석단계에서 분석된 유빙크기에 따라, 상기 선체의 우현 선미 선저부 및 좌현 선미 선저부에 외측으로 돌출된 하나 이상의 스턴핀이 선미부에 장착된 프로펠러의 샤프트와 이루는 경사각을 조절하는 경사각 조절단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 하나 이상의 상기 스턴핀은 상기 후현 선미 선저부 및 좌현 선미 선저부 중 프로펠러가 장착되는 프로펠러 보스부에 인접부분까지 설치된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 하나 이상의 상기 스턴핀은 각각 상기 선체의 길이방향으로 형성되고, 하나 이상의 상기 스턴핀은 상기 선체의 높이 방향으로 서로 평행하게 일렬로 배열된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 선체의 외측으로 돌출된 상기 스턴핀은 선수부보다 선미부로 갈수록 상기 돌출폭이 커지도록 테이퍼진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유빙 방어용 스턴핀은 선미 선저부의 프로펠러와 러더를 유빙의 충돌로부터 보호하여 선미부를 보호하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 유빙지역 운항선박을 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조(1)의 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조(1)의 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유빙 방어용 스턴핀(A)의 확대도이다.
도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예로서의 유빙 방어용 스턴핀(A)을 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서의 유빙 방어용 스턴핀(A)을 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 유빙해역에서 운항되는 선체의 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조를 이용하여 유빙으로부터 선미부를 보호하는 선미부 유빙보호방법의 순서도이다.
도 8은 본 발명에 따른 또 다른 유빙해역에서 운항되는 선체의 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조를 이용하여 유빙으로부터 선미부를 보호하는 선미부 유빙보호방법의 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.

도 1은 종래의 유빙지역 운항 선박을 도시한 측면도이다.

도 1을 도시된 바와 같이, 종래에는 선수 하단의 선체 외벽(100) 중 유빙(200)과의 충돌이 예상되는 부분인 아이스 벨트(110)에는 상기 유빙(200)으로부터 선체 외벽(100)을 보호하기 위한 별도의 수단으로 구조보강부재(예를 들면, 뾰족한 나이프 형상의 철재 플레이트)가 추가 부착되거나, 유빙 충돌 침식에 강한 도료(예를들면, 두꺼운 방식용 도료)가 도장되어야 했다.

그러나, 선수부의 구조보강부재 또는 도료만으로는 선미부의 취약 구조물인 러더나 프로펠러를 보호하는데는 한계가 있다.

도 2는 본 발명에 따른 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조(1)의 측면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 선박은 선체(10), 추진용 프로펠러(2) 및 러더(3)를 포함하고 있다.

본 발명에 따른 유빙 방어용 스턴핀(A)은 선체의 좌현 선측부 및 우현 선측부에 하나 이상이 형성되고, 특히 선미 선저부(11)에 형성된다.

구체적으로, 추진용 프로펠러(2)는, 선박(1)을 추진시키는 것이며, 선미 선저부(11)의 보스부(12)에 부착되고,유빙 방어용 스턴핀(A)은 프로펠러보다 전방에 설치되어 유빙이 선수부로부터 선측부를 따라 이동하면서 스턴핀(A)에 먼저 충돌하여 튀어나가게 됨으로써, 스턴핀(A) 후방에 위치하는 프로펠러(2)와 러더(3)와는 충돌하지 않도록 방지하는 역할을 한다.

또한, 유빙 방어용 스턴핀(A)은 프로펠러(2) 샤프트를 기준으로 평행하게 좌현 선미 선측부 및 우현 선미 선측부에 선박의 길이방향으로 설치되며, 복수개의 유빙 방어용 스턴핀(A)은 프로펠러(2) 샤프트 축과 수직한 선박의 수직방향으로 일렬로 배열되며, 프로펠러(2)의 직경 정도 높이만큼 형성되는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 도 2에서는 유빙 방어용 스턴핀(A)이 프로펠러(2)의 전방에 수직방향을 따라 일렬로 복수개 형성된 것을 예시하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 선저부에 걸쳐 선박의 길이방향을 따라 단속적으로 복수개 형성된 것을 나타낸다.

이렇게 단속적으로 선저부에 걸쳐 복수개 부착할 경우, 선미부까지 유빙(200)이 도달하지 않고 그 이전에 유빙 방어용 스턴핀(A)과 충돌하여 선측으로부터 멀리 이격될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 유빙 방어용 스턴핀(A)의 확대도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 유빙해역에서 운항되는 선체(10)의 유빙 방어용 스턴핀(A)이 부착된 선체구조(1)는 우현 선미 선저부(11) 및 좌현 선미 선저부(11)에 외측으로 돌출된 하나 이상의 스턴핀(A)을 포함하고, 바람직하게는 후현 선미 선저부 및 좌현 선미 선저부(11) 중 프로펠러(2)가 장착되는 프로펠러 보스부(13)에 인접하여 설치된다.

각각의 스턴핀(A)은 선체의 길이방향으로 돌출되는데, 복수개의 스턴핀(A)은 서로 평행하고, 프로펠러(2)의 샤프트와도 평행하게 선측부에 부착된다.

따라서, 복수개의 스턴핀(A)은 선체(10)의 높이 방향으로 서로 평행하게 일렬로 배열되게 된다.

또한, 각각의 스턴핀(A)의 형상은 삼각형 구조, 즉 선수부쪽으로부터 선미부쪽으로 갈수록 좌, 우현으로 돌출되는 돌출폭이 커지도록 테이퍼진 형상이고, 이는 스턴핀(A)에 의한 유체 저항을 줄이고, 선측부를 따라 이동하는 유빙(200)이 스턴핀(A)의 전단부를 타고 점차 테이퍼진 후단부를 따라 선체(10)와 이격되는 경로로 이동하여 선체(10)로부터 유빙(200)이 튕겨나가도록 하는데 그 목적이 있다.

이렇게 외부로 유빙(200)이 선측부로부터 이탈하게 되므로 선미부에 장착된 프로펠러(2)와 러더(3)가 유빙(200)과 충돌하지 않음으로써 보호가능하다.

또한, 유빙(200)은 해역에 따라 크기가 상이하고, 유빙(200)의 크기가 크면 스턴핀(A)이 외부로 돌출된 정도가 작다면 유빙(200)이 선측부를 따라 이동하다가 스턴핀(A)과 충돌하더라도 진행 경로를 바꾸어 선측부로부터 이탈시키기에는 역부족이고, 이러한 경우에는 스턴핀(A)이 형성되어 있다고 하더라도 유빙으로부터 프로펠러(2)와 러더(3)를 보호하는데는 한계가 따른다.

따라서, 사용자가 유빙(200)의 전반적인 크기를 분석하고, 이에 따라 유빙(200)이 큰 지역에서는 스턴핀(A)의 돌출 정도를 크게 하여 유빙(200)을 선측부로부터 더 멀리까지 이탈시킬 수 있도록 해야된다.

이를 위해 도 5에 도시된 본 발명에 따른 스턴핀(A)의 돌출폭 조절기능을 활용할 수 있다.

스턴핀(A)은 선측부와 테이퍼진 경사면을 갖고 있고, 삼각형 구조로 형성되는데 스턴핀(A)이 선측부의 폭방향으로 이동가능함으로써, 돌출폭을 증가 또는 감소시킬 수 있고, 유빙(200)의 크기가 큰 해역에서는 돌출폭을 증가시키게 된다.

또한, 도 6은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서 스턴핀(A)의 경사각을 조절하는 기능을 나타낸다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스턴핀(A)은 프로펠러(2)의 샤프트와 스턴핀이 이루는 경사각(α)을 조절가능하여 유빙(200)의 크기가 큰 해역에서는 경사각(α)을 증가시켜 유빙(200)이 선측부로부터 더 많이 이탈되는 경로를 형성하도록 도와준다.

도 7은 본 발명에 따른 유빙해역에서 운항되는 선체의 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조를 이용하여 유빙으로부터 선미부를 보호하는 선미부 유빙보호방법의 순서도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유빙해역에서 운항되는 선체의 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조(1)를 이용하여 유빙(200)으로부터 선미부를 보호하는 선미부 유빙보호방법은 선체(10)가 운항하는 유빙해역의 유빙(200)의 크기를 분석하는 유빙크기 분석단계(S100), 및 유빙크기의 분석단계(S100)에서 분석된 유빙크기에 따라, 선체(10)의 우현 선미 선저부 및 좌현 선미 선저부(11)에 외측으로 돌출된 하나 이상의 스턴핀(A)의 돌출폭을 조절하는 돌출폭 조절단계(S200)를 포함하여, 유빙(200)의 크기가 큰 해역에서는 돌출폭을 증가시켜 유빙(200)의 이탈경로를 보다 선수부쪽에서부터 진행되도록 함으로써, 프로펠러(2)와 러더(3)를 유빙(200)으로부터 보호할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 또 다른 유빙해역에서 운항되는 선체의 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조를 이용하여 유빙으로부터 선미부를 보호하는 선미부 유빙보호방법의 순서도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유빙해역에서 운항되는 선체의 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조(1)를 이용하여 유빙(200)으로부터 선미부를 보호하는 선미부 유빙보호방법은 선체(10)가 운항하는 유빙해역의 유빙(200)의 크기를 분석하는 유빙크기 분석단계(S100), 및 유빙크기의 분석단계(S100)에서 분석된 유빙크기에 따라, 선체(10)의 우현 선미 선저부 및 좌현 선미 선저부(11)에 외측으로 돌출된 하나 이상의 스턴핀(A)이 선미부에 장착된 프로펠러(2)의 샤프트와 이루는 경사각(α)을 조절하는 경사각 조절단계(S200')을 포함하여, 유빙(200)의 크기가 큰 해역에서는 경사각(α)을 증가시켜 유빙(200)의 이탈경로를 경사각(α)을 따라 보다 급진적으로 진행되도록 함으로써, 프로펠러(2)와 러더(3)를 유빙(200)으로부터 보호할 수 있다.

이상에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변경, 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

1: 선체구조 2: 프로펠러
3: 러더 10: 선체
11: 선미 선저부 12: 보스부
100: 선체 외벽 110: 아이스벨트
200: 유빙 α : 경사각
S100: 유빙크기 분석단계 S200: 돌출폭 조절단계
S200': 경사각 조절단계

Claims (11)

1. 유빙해역에서 운항되는 선체의 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조에 있어서,
   우현 선미 선저부 및 좌현 선미 선저부에 외측으로 돌출된 하나 이상의 스턴핀을 포함하고,
   유빙의 크기에 따라 상기 스턴핀의 돌출폭을 조절가능한 것을 특징으로 하는 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조.
2. 제1항에 있어서,
   하나 이상의 상기 스턴핀은 상기 우현 선미 선저부 및 좌현 선미 선저부 중 프로펠러가 장착되는 프로펠러 보스부까지 설치된 것을 특징으로 하는 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조.
3. 제1항에 있어서,
   하나 이상의 상기 스턴핀은 각각 상기 선체의 길이방향으로 형성되고,
   하나 이상의 상기 스턴핀은 상기 선체의 높이 방향으로 서로 평행하게 일렬로 배열된 것을 특징으로 하는 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조.
4. 제3항에 있어서,
   상기 선체의 외측으로 돌출된 상기 스턴핀은 선수부보다 선미부로 갈수록 돌출폭이 커지도록 테이퍼진 것을 특징으로 하는 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조.
5. 삭제
6. 제4항에 있어서,
   유빙의 크기에 따라 상기 스턴핀과 프로펠러가 장착된 프로펠러 샤프트가 이루는 경사각의 크기를 조절가능한 것을 특징으로 하는 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조.
7. 유빙해역에서 운항되는 선체의 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조를 이용하여 유빙으로부터 선미부를 보호하는 선미부 유빙보호방법에 있어서,
   상기 선체가 운항하는 유빙해역의 유빙의 크기를 분석하는 유빙크기 분석단계; 및
   상기 유빙크기의 분석단계에서 분석된 유빙크기에 따라, 상기 선체의 우현 선미 선저부 및 좌현 선미 선저부에 외측으로 돌출된 하나 이상의 스턴핀의 돌출폭을 조절하는 돌출폭 조절단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선미부 유빙보호방법.
8. 유빙해역에서 운항되는 선체의 유빙 방어용 스턴핀이 부착된 선체구조를 이용하여 유빙으로부터 선미부를 보호하는 선미부 유빙보호방법에 있어서,
   상기 선체가 운항하는 유빙해역의 유빙의 크기를 분석하는 유빙크기 분석단계; 및
   상기 유빙크기의 분석단계에서 분석된 유빙크기에 따라, 상기 선체의 우현 선미 선저부 및 좌현 선미 선저부에 외측으로 돌출된 하나 이상의 스턴핀이 선미부에 장착된 프로펠러의 샤프트와 이루는 경사각을 조절하는 경사각 조절단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선미부 유빙보호방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
   하나 이상의 상기 스턴핀은 상기 우현 선미 선저부 및 좌현 선미 선저부 중 프로펠러가 장착되는 프로펠러 보스부에 설치된 것을 특징으로 하는 선미부 유빙보호방법.
10. 제9항에 있어서,
    하나 이상의 상기 스턴핀은 각각 상기 선체의 길이방향으로 형성되고,
    하나 이상의 상기 스턴핀은 상기 선체의 높이 방향으로 서로 평행하게 일렬로 배열된 것을 특징으로 하는 선미부 유빙보호방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 선체의 외측으로 돌출된 상기 스턴핀은 선수부보다 선미부로 갈수록 상기 돌출폭이 커지도록 테이퍼진 것을 특징으로 하는 선미부 유빙보호방법.
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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