KR20180014158A

KR20180014158A - 선박

Info

Publication number: KR20180014158A
Application number: KR1020187000075A
Authority: KR
Inventors: 사토시 후지타; 코타쿠 야마모토; 코유 키무라
Original assignee: 미쯔이 죠센 가부시키가이샤
Priority date: 2015-08-24
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2018-02-07
Also published as: JP2017043117A; WO2017033921A1; PH12018500398A1; CN107848601A; KR102043054B1; CN107848601B; JP6578614B2

Abstract

선박(1)의 전후 방향에 관해서, 선수수선(F.P.)으로부터 후방으로 수선간장(Lpp)의 0.5% 떨어진 위치(Sx1)와 선수수선(F.P.)으로부터 후방으로 수선간장(Lpp)의 2% 떨어진 위치(Sx2)의 사이이고, 또한 선박(1)의 상하 방향에서는 만재흘수선(WL)과 노출갑판(13) 사이의 영역을 제1영역(R1)이라고 했을 때, 선박(1)의 전후 방향에 수직인 단면에서 제1영역(R1) 내의 선체 표면의 형상을 나타내는 선수 프레임 라인(Xi) 중 어느 하나에 있어서, 상기 선수 프레임 라인(Xi)의 접선(Lx)이 연직 방향(Lz)과 이루는 경사각(α)이 상측으로부터의 각도로 65도 이상인 특정 경사 라인부의 길이가 편현에 대해, 상기 선박의 형폭의 2% 이상이도록 구성한다. 이것에 의해, 선수 플레어를 설치한 선수부에 있어서의 물의 흐름을 효율적으로 후방으로 흐르게 하여, 조파 저항의 증가와 파랑 중의 저항 증가를 감소시키고, 또한 광폭의 노출갑판를 구비한다.

Description

선박

본 발명은 선수 플레어를 설치한 선수부에 있어서의 물의 흐름을 효율적으로 후방으로 흐르게 할 수 있고, 조파 저항의 증가와 파랑 중의 저항 증가를 감소시킬 수 있으며, 또한 광폭의 노출갑판를 구비할 수 있는 선수 형상을 갖는 선박에 관한 것이다.

배수량형의 선박에 있어서는 선수 전단 부근의 형상 즉 선수 형상은, 선박의 추진에 요하는 에너지를 저감하기 위해서 조파 저항이 작고, 파랑에 의한 저항 증가도 적은 형상인 것이 요구되고 있다.

이 선수 형상이 비대하면, 선박이 전진할 때에 선수부에 유입되어 오는 물을 막기 쉬워지고, 동압에 의해서 수면이 상승하므로, 큰 수면파가 발생하여 조파 저항이 커진다. 또한, 파랑 중에 있어서는 입사파가 전방으로 현저하게 반사되어, 큰 저항 증가를 초래한다.

그 때문에, 선박의 선수 형상에 있어서는 만재흘수선 부근과 그것보다 아래의 형상에 대해서는, 선수 밸브의 부분을 제외하고 선수부의 전단 부근이 그다지 비대하지 않도록 설계되어 있다.

한편, 만재흘수선보다 상방에 있어서는 파랑에 의한 관수(冠水) 방지나 인원의 안전, 갑판, 및 갑판 상의 의장품이나 화물의 손상 방지의 관점으로부터, 파랑 중에 있어서도 노출갑판까지 물이 도달하기 어렵게 하는 것이 요구된다. 또한, 계선기계의 배치의 관점으로부터 노출갑판의 폭이 어느 정도 넓은 것도 요구된다. 그 때문에, 도 6∼도 8에 나타내는 바와 같이, 종래 기술의 선박(1X)에서는 노출갑판(13)(Z4) 부근의 선체의 폭은 노출갑판(13)에 있어서의 선체의 폭을 넓게 하기 위해서 만재흘수선(WL) 부근보다 조금 위의 위치(Pc)로부터 상방을 넓혀서 형성하는 경우가 많고, 선수부의 만재흘수선(WL)보다 상측에 있어서는 아래보다 위가 넓은 선수 플레어(14X)로 되어 있다.

이 선수 플레어(14X)를 설치할 경우에, 종래의 선박(1X)에서는 도 6에 나타내는 바와 같이, 만재흘수선(WL) 위치의 워터라인(수평 단면 라인)(Z0)으로부터 노출갑판(13)의 워터라인(Z4)에 걸쳐서 선수 프레임 라인(바디 라인)(X1∼X4)이 상방을 향해서 완만하게 넓어지는 형상을 채용하고 있지만, 이 선수 프레임 라인(X1∼X4)의 경사각(α)을, 선수수선(F.P.) 부근에 있어서는 연직 방향에 대하여 대략 40도보다 작게 되어 있다. 그 때문에, 선수부의 전단측은 만재흘수선(WL)의 위치의 워터라인(Z0)의 조금 위의 부분으로부터 상측으로 감에 따라서 비대해져 있는 형상으로 되어 있다.

또한, 항만 등의 제약에 유래하는 선박에 있어서의 전체 길이의 제한으로부터, 구조물이 선수수선(F.P.)보다 일정 길이 이상 전방으로 돌출하지 않는 것도 필요하게 된다. 이 제한이 엄격하여, 구조물을 선수수선(F.P.)보다 앞으로는 거의 또는 전혀 돌출시키지 않는, 소위 밸브리스 선형을 채용할 경우에는, 만재흘수선(WL) 위치의 워터라인(Z0)보다 위의 형상은, 도 8의 일점 쇄선의 타원형 부분으로 나타내는 바와 같이, 워터라인(Z1∼Z4)이 전단 부근에서 선체 중심선에 대하여 수직에 가까워지고, 극단적으로 비대한 것으로 되지 않을 수 없다. 이 경우에, 선수 플레어(14X)의 전단 형상은 선박(1X)의 전후 방향에 수직인 평면에 가까운 것으로 되어버린다. 이 경향은 방형계수(Cb)가 0.75를 초과하는 비대선(肥大船)에서 특히 현저하게 된다.

이러한, 만재흘수선보다 위의 뱃머리 끝이 현저하게 비대한 선박이, 파랑 중을 항행하고, 파랑에 의한 수면 높이의 변동과 선체의 피칭(pitching)·히빙(heaving)에 의해서 뱃머리 끝의 만재흘수선보다 상당히 위의 부분이 수면과 닿을 때, 뱃머리 끝에 의해서 큰 조파가 발생하고, 또한 뱃머리 끝에 의해서 입사파가 전방에 강하게 반사되어 선체 저항이 크게 증가한다.

또한, 만재흘수선보다 위의 뱃머리 끝이 현저하게 비대해져 있고 배의 전후 방향에 수직인 평면에 가까운 형상의 선박이 파랑 중에서 상기와 같은 상태에 빠졌을 경우, 뱃머리 끝 부근에서 선체 표면을 상승시키는 물은 노출갑판 높이에 도달해도 또한 배의 전방을 향한 운동량을 거의 갖고 있지 않기 때문에, 노출갑판 위로 관수할 가능성이 높다. 이 관수가 현저할 경우에는 노출갑판 상의 인원, 화물, 의장품에 위해가 미치는 것 이외에, 격심한 경우에는 갑판의 손상이나 선내로의 침수가 생긴다.

이 선수 플레어의 전단 형상의 비대화 대책으로서, 만재흘수선보다 위의 선수 형상을 비대하게 하지 않는 구성이 몇가지 제안되어 있다.

그 하나로서, 예를 들면, 일본출원 특허공개 2000-142553호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 최대 흘수선보다 위에 있어서 뱃머리 끝 프로파일을 크게 앞으로 경사시키고, 최대 흘수선보다 위의 워터라인의 전단 부근을 예각으로 한 비대선이 제안되어 있다. 그러나, 이 비대선에서는 선수수선으로부터 배의 최전단까지의 거리가 짧게 제한되어 있는 경우에는, 뱃머리 끝 프로파일을 경사시킬 수 있는 범위도 작아진다. 그 때문에, 밸브리스 선형이나 그것에 가까운 선박에 있어서 일정 이상의 폭의 갑판를 설치할 경우에는, 이 비대선에서는 최대 흘수선 상의 뱃머리 끝의 주된 부분이 비대화하는 것을 피할 수 없다고 하는 문제가 있다.

또한, 예를 들면 일본출원 특허공개 2000-335478호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 선수수선으로부터 배의 최전단까지의 거리가 짧고, 또한 최대 흘수선보다 위의 모든 워터라인에서 뱃머리 끝 부근이 예각인 비대선이 제안되어 있다. 그러나, 이 비대선에서는 뱃머리 끝 부근에 광폭의 갑판를 설치하는 수단이 제공되어 있지 않기 때문에, 이 비대선을 채용할 수 없을 경우가 많다고 하는 문제가 있다.

또한, 예를 들면 일본출원 특허공개 2003-160090호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 배의 최전단이 선수수선에 대략 일치하고, 또한 상갑판 높이까지의 워터라인이 예각인 선박의 선수 형상이 제안되어 있다. 또한, 예를 들면 일본출원 특허공표 2012-517931호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 거의 연직인 뱃머리 끝 프로파일을 갖고, 또한 구 형상 선수보다 위의 모든 워터라인이 예각인 구 형상 선수에 관한 구성이 제안되어 있다. 그러나, 이 선박의 선수 형상이나 구 형상 선수에 관한 구성도 광폭의 갑판을 필요로 할 경우에는 적용할 수 없다고 하는 문제가 있다.

상기와 같이, 종래 기술의 선박에서는 어느 것이나 실용상의 제한이 강하여 적용 가능한 선박이 좁은 범위로 되어 있고, 광범한 요목의 선박에 있어서, 특히 비대도가 높고 또한 밸브리스 선형이나 그것에 가까운 선박에 있어서, 파랑의 타격 방지의 조건, 광폭의 노출갑판의 조건, 구조물의 전단측으로의 돌출 방지의 조건 등을 포함해서 상기 모든 조건을 충분하게 만족시키는 선수부의 형상은 알려져 있지 않다.

일본출원 특허공개 2000-142553호 공보 일본출원 특허공개 2000-335478호 공보 일본출원 특허공개 2003-160090호 공보 일본출원 특허공표 2012-517931호 공보

본 발명은 상기 상황을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 선수 플레어를 설치한 선수부에 있어서의 물의 흐름을 효율적으로 후방으로 흐르게 할 수 있어 조파 저항의 증가와 파랑 중의 저항 증가를 감소시킬 수 있으며, 또한 광폭의 노출갑판를 구비할 수 있는 선수 형상을 갖는 선박을 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 선박은, 해당 선박의 전후 방향에 관해서 선수수선으로부터 후방으로 수선간장의 0.5% 떨어진 위치와 선수수선으로부터 후방으로 수선간장의 2% 떨어진 위치 사이이고, 또한 해당 선박의 상하 방향에서는 만재흘수선과 노출갑판 사이의 영역을 제1영역이라고 했을 때, 해당 선박의 전후 방향에 수직인 단면에서 상기 제1영역 내의 선체 표면의 형상을 나타내는 선수 프레임 라인 중 어느 하나에 있어서, 상기 선수 프레임 라인의 접선이 연직 방향과 이루는 경사각이 상측으로부터의 각도로 65도 이상인 특정 경사 라인부의 길이가 편현에 대해, 해당 선박의 형폭의 2% 이상이도록 구성된다.

이 구성에 의하면, 선수 형상에 있어서 선수수선 부근의 선수 플레어의 주된 부분을, 연직 방향에 대하여 종래 기술의 선박보다 큰 각도, 구체적으로는 65도 이상으로 경사시키므로, 노출갑판보다 약간 아래의 부분으로부터 선체를 넓히게 되어, 뱃머리 끝 부근에 있어서의 만재흘수선 상의 비대도를 종래 기술보다 작게 할 수 있고, 또한 노출갑판 부근의 선체 형상을 광폭인 것으로 할 수 있다.

그리고, 만재흘수선 상까지 선수의 비대도가 작기 때문에 이 선박이 파랑 중을 항행하고 있어서 만재흘수선보다 상당히 위의 부분에 대하여 파도가 뱃머리 끝에 닿는 경우라도, 뱃머리 끝이 파도를 만드는 것에 따르는 선체저항의 증가, 및 뱃머리 끝에 있어서 입사파를 반사시키는 것에 따르는 선체저항의 증가를, 종래 기술의 선박보다 작게 할 수 있다.

한편, 해당 선박은 노출갑판 부근은 광폭으로 되기 때문에, 용이하게 노출갑판의 폭의 확보와 노출갑판의 침수 방지를 가능하게 할 수 있다.

또한, 선수 플레어의 전단 부근이 노출갑판의 바로 아래에서는 연직인 면이 아니라 연직 방향에 대하여 어느 정도 전방으로 경사진 면으로 되어 있으므로, 해당 선박이 파랑 중을 항행하고 물이 선수 플레어의 전단 부근을 따라서 노출갑판 부근까지 상승한 경우에도, 물은 상측이 전방으로 경사진 면을 따라 이동하기 때문에 적극적인 운동량을 얻게 된다. 그 때문에, 물이 노출갑판 높이를 초과했을 경우에도 노출갑판 상에 침수할 가능성이 작아진다.

바꿔 말하면, S.S.(스퀘어 스테이션) 9.95∼S.S. 9.80 사이의 어느 하나의 선수 프레임 라인에, 경사가 65도 이상의 구간이 편현에 대해 형폭의 2% 이상 존재한다고 하는 조건을 만족시키는 것이다. 즉, 이 구성의 선박에서는 뱃머리 끝 부근에 있어서 만재흘수선으로부터 노출갑판의 약간 아래의 부분까지의 넓은 범위에서 선수 프레임 라인의 하부를 줄어들게 할 수 있기 때문에, 종래 기술의 선박보다 비대하지 않은 부분, 즉 여윈 부분이 높은 위치까지 오르게 된다.

종래 기술에서는, 선수수선 부근에서는 수평에 가까운 선수 프레임 라인은 파랑 중에서 손상되기 쉽다고 믿어지고 있었기 때문에, 수평에 가까운 선수 프레임 라인을 설치하지 않는 것이 철칙이었지만, 이 구성에서는, 오리혀 상기 구성을 채용해서 수평에 가까운 선수 프레임 라인을 설치함으로써 뱃머리 끝 부근의 비대 부분을 광폭으로 할 필요가 있는 부분인 노출갑판의 극히 근방에만 한정할 수 있어, 선체 저항을 감소시킬 수 있음과 아울러 파도의 갑판 타격을 감소시킬 수 있다.

또한, 경사각과 특정 경사 라인부의 폭 방향의 길이의 상한은, 통상은 선박의 구성 상, 자연히 경사각의 상한은 90도, 특정 경사 라인부의 폭 방향의 길이의 상한은 50%로 되지만, 파랑에 의한 충격력을 보다 완화시키기 위해서 경사각의 상한은 바람직하게는 85도 이하이고, 특정 경사 라인부의 폭 방향의 길이는 바람직하게는 40% 이하이다.

상기 선박에 있어서, 상기 제1영역에 있어서의 상기 특정 경사 라인부가 구성하는 선체 표면 중 50% 이상 100% 이하의 부분이 가전면으로 형성되어 있도록 구성되면, 다음과 같은 효과가 있다.

이 구성에 의하면, 선수 플레어는 종래 기술에서는 3차원적인 굽힘가공을 필요로 하는 표면 형상으로 만들어지는 경우가 많았지만, 선수 플레어의 주된 부분을 가전면으로 형성함으로써 외판의 대부분의 부분을, 평판을 이차원적으로 구부린 것만의 것으로 할 수 있으므로, 선체 표면의 굽힘가공이 용이하게 되어 종래 기술의 선수 플레어와는 현저하게 형상이 다름에도 불구하고 용이하게 제작 가능하게 되고, 선수 플레어의 가공 공정수를 현저하게 저감할 수 있어 가공 비용을 낮출 수 있다.

상기 선박에서, 뱃머리 끝에 있어서의 만재흘수선과 노출갑판의 높이의 차를 기준 높이로 하고, 상기 제1영역에 있어서의 해당 선박의 상하 방향에서 만재흘수선보다 상기 기준 높이의 50% 높은 기준 수평선과 만재흘수선 사이의 영역을 제1하부영역으로 했을 때에, 상기 형폭의 2% 이상의 특정 경사 라인부를 갖는 상기 선수 프레임 라인이 상기 제1하부영역에 있어서 가장 선체 중심측의 부위와 가장 현측측의 부위 사이의 선체 폭방향의 거리가, 상기 형폭의 4% 이하이도록 구성하면 다음과 같은 효과가 있다.

종래 기술에서는, 선수수선 부근의 선수 프레임 라인은 만재흘수선의 조금 위로부터 넓어진 것이었지만, 이 구성에 의하면, 만재흘수선과 같은 정도까지 수면 상의 선수 형상을 예각인 것으로 할 수 있다. 특히, 노출갑판의 약간 아래의 부분까지 선체의 수평 단면 라인이 만재흘수선의 위치의 수평 단면 라인과 거의 동일한 형상이므로, 해당 범위의 형상이 모두 파도의 발생 억제 및 입사파의 반사 억제라고 하는 관점에서 적정화된 것으로 되고, 저항 증가는 현저하게 작은 것으로 되며, 특히, 파랑 중에서의 선체 저항을 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 선박에 있어서 뱃머리 끝에 있어서의 만재흘수선과 노출갑판의 높이의 차를 기준 높이로 하고, 상기 제1영역에 있어서의, 해당 선박의 상하 방향에서 만재흘수선보다 상기 기준 높이의 50% 높은 기준 수평선과 만재흘수선 사이의 영역을 제1하부영역으로 했을 때에, 상기 형폭의 2% 이상의 특정 경사 라인부를 갖는 상기 선수 프레임 라인의 어느 하나 중에, 상기 제1하부영역 내에 연직 방향과 이루는 경사각이 ±10도 이하인 부분이 상기 기준 높이의 25% 이상 존재하는 상기 선수 프레임 라인이 있도록 구성되면 다음과 같은 효과가 있다. 또한, 이 연직 방향과 이루는 경사각이 ±10도 이하인 부분은 직선 형상이어도, 대략 직선 형상을 한 곡선이어도 좋다.

이 구성에 의하면, 선수 프레임 라인의 하측 부분에 관해서는 연직인 직선이나 그것에 가까운 경사각이 ±10도 이하의 형상이고, 연직 방향에 대한 경사각의 각도가 증가하기 시작하는 절곡 부분까지 상승하도록 구성되므로, 뱃머리 끝 부근의 수선면 형상이 만재흘수선보다 상당히 위까지 만재흘수선에 있어서의 수선면 형상과 거의 같은 형상으로 된다. 이것에 의해, 선체 저항은 보다 작은 것으로 된다. 동시에, 뱃머리 끝 부근의 선체 형상이 단순한 것으로 되어 공작성이 향상하고, 공작 비용도 저감된다.

또한, 이 선수 프레임 라인의 하측 부분의 경사각은 ±10도 이하이며, 예를 들면 연직 방향으로부터 하측이 내측으로 되는 각도를 플러스로 정의했을 경우에, 하한은 마이너스 10도이고 상한은 플러스 10도이다. 또한, 이 경사각 부분의 길이에 관해서는, 하한은 기준 높이의 25%이지만, 통상은 기준 높이의 30% 이상, 바람직하게는 40% 이상이지만, 50% 이상이 보다 바람직하다.

또한, 상기 선박에 있어서 뱃머리 끝에 있어서의 만재흘수선과 노출갑판의 높이의 차를 기준 높이로 하고, 상기 제1영역에 있어서의, 해당 선박의 상하 방향에서 만재흘수선보다 상기 기준 높이의 50% 높은 기준 수평선과 노출갑판 사이의 영역을 제1상부영역으로 했을 때에, 상기 형폭의 2% 이상의 특정 경사 라인부를 갖는 상기 선수 프레임 라인의 어느 하나 중에, 해당 선박의 외측으로부터 보아서 오목하게 되고, 또한 상기 제1상부영역 내에 곡률반경이 해당 선박의 형폭의 8% 이하로 되는 오목부가 존재하거나, 또는 꺽임점이 존재하는 상기 선수 프레임 라인이 있도록 구성되면, 다음 효과가 있다.

종래 기술에서는, 선수 플레어의 선수 프레임 라인은 매끈한 곡선 또는 직선으로 구성하는 것이 보통이고, 선수 프레임 라인의 곡률반경이 약간 작은 오목부를 형성한다고 해도 그것은 만재흘수선의 바로 위이었지만, 이 구성에 의하면, 상기 구성과 조합시킴으로써 뱃머리 끝 부근의 비대 부분을 보다 좁은 범위로 한정할 수 있어서 갑판을 향해서 선체를 확폭(擴幅)하는 범위를 좁히고, 선수부의 워터라인의 대부분을 예각으로 유력적(流力的)으로 우수한 형상으로 할 수 있다. 즉, 상기 특정 경사 라인부를 채용한 것에 의한 이점을 최대한으로 받을 수 있다. 종래의 선도에서 잘 보여지는 완만한 곡선을 사용한 것에서는, 갑판보다 상당히 아래에서부터 선체를 비대화하지 않으면 안되어 상기 이점이 감살(減殺)되게 된다.

상기 선박에 있어서, 해당 선박의 전후 방향에 관해서 선수수선으로부터 후방으로 수선간장의 2% 떨어진 위치와 해당 선박의 최전단 사이이고, 또한 해당 선박의 상하 방향에서는 만재흘수선과 노출갑판 사이의 영역을 제2영역으로 했을 때에, 상기 제2영역에 있어서 선체 중심면에 평행한 임의의 면에서 선체 표면을 절단한 단면곡선 중 어느것에 있어서나, 상기 단면곡선의 접선이 연직 방향과 이루는 경사각이 50도를 초과하는 부분이 수선간장의 0.5% 이상 존재하지 않도록 구성하면, 다음과 같은 효과가 있다.

이 구성에 의하면, 3차원적으로 보았을 경우에 선수 플레어 부분의 선체 표면이 연직 방향에 대하여 종래 기술의 배에 비해서 특히 큰 경사를 가지고 있지 않으므로, 파랑 중에 있어서 물이 상승하거나, 또는 선수 부분이 하방으로 운동하여 선수 플레어가 수면에 충돌할 경우에도, 물로부터 선수 플레어 표면이 받는 충격은 종래 기술의 선박과 같은 정도에 머문다.

즉, 종래 기술에서는 상기 특정 경사 라인부의 수평에 가까운 선수 프레임 라인의 선체는 수면과의 이루는 각도가 작아 파도를 받았을 때의 충격이 크다고 믿어져 왔지만, 그러나 뱃머리 끝 부근에 대해서는 선수 프레임 라인을 수평에 가깝게 해도 연직 방향에 대한 경사각도는 그다지 커지지 않고, 그와 같은 선체 표면이 수면과 이루는 각도도 크지 않아, 파도에 의한 충격력도 종래 기술의 선박과 같은 정도인 것을 알 수 있었다. 이 것은 종래 기술에서는 알려져 있지 않았던 것이다.

그리고, 상기 선박에 있어서 해당 선박의 방형계수가 0.75 이상이거나, 선수수선과 해당 선박의 최전단의 거리가 제로 이상이고 또한 수선간장의 1% 이하이면, 즉 비대도가 높거나, 또는 밸브리스 선형이나 그것에 가까운 선형에서는, 종래 기술의 설계에서는 선수 플레어의 전단 부근이 특히 비대하게 되기 쉽기 때문에 당 기술을 채용했을 경우의 효과가 특히 커진다.

본 발명의 선박에 의하면, 뱃머리 끝에 있어서 노출갑판에 필요한 폭을 확보하면서도 종래 기술의 선박보다 조파 저항 및 파랑 중 저항 증가가 작기 때문에, 실해역을 항행할 경우의 에너지 소비가 종래 기술의 선박보다 적어진다.

또한, 파랑 중에 있어서도 노출갑판 위로 관수하기 어렵기 때문에 선박의 손상이나 침수, 인원이나 화물에의 위해의 우려가 작다. 또한, 선수 플레어가 수면에 충돌할 경우에 물로부터 받는 충격은 종래 기술의 선박과 같은 정도이기 때문에, 선수 프레임 라인이 크게 경사져 있음에도 불구하고 선수 플레어가 손상될 특단의 염려는 없고, 물로부터의 충격에 기인하는 진동이나 소음도 종래 기술의 선박과 같은 정도에 머문다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 선박에 있어서의, 선박의 전후 방향별의 횡단면에 있어서의 선체 형상을 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태의 선박에 있어서의, 선박의 폭 방향별의 종단면에 있어서의 선체 형상을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태의 선박에 있어서의, 선박의 높이 방향별의 수평 단면에 있어서의 선체 형상을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 1의 부분확대도이다.
도 5는 도 2의 부분확대도이다.
도 6은 종래 기술의 선박에 있어서의, 선박의 전후 방향별의 횡단면에 있어서의 선체 형상을 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 7은 종래 기술의 선박에 있어서의, 선박의 폭 방향별의 종단면에 있어서의 선체 형상을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 8은 종래 기술의 선박에 있어서의, 선박의 높이 방향별의 수평 단면에 있어서의 선체 형상을 모식적으로 나타내는 평면도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시형태의 선박에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 이 실시형태의 선박은, 도 1∼도 5에 나타내는 바와 같은 선수 형상을 한 배수량형의 선박(1)이다.

그리고, 이 선박(1)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 선박(1)의 전후 방향에 관해서는 선수수선(F.P.)으로부터 후방으로 수선간장(Lpp)의 0.5% 떨어진 위치(스퀘어 스테이션 S.S. 9.95)(Sx1)와 선수수선(F.P.)으로부터 후방으로 수선간장(Lpp)의 2% 떨어진 위치(스퀘어 스테이션 S.S. 9.80)(Sx2) 사이의 영역(Xr)이며, 또한 이 선박(1)의 상하 방향에 관해서는 만재흘수선(WL)과 노출갑판(13) 사이의 영역(Zr)인 영역을 제1영역(R1)으로 한다.

그리고, 도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 만재흘수선(WL)보다 기준 높이(Hs)의 50% 높은 수평선을 기준 수평선(Zh)이라고 했을 때에, 이 제1영역(R1)에 있어서의 만재흘수선(WL)과 기준 수평선(Zh) 사이의 영역을 제1하부영역(R1b)으로 하고, 이 제1영역(R1)에 있어서의 기준 수평선(Zh)과 노출갑판(13) 사이의 영역을 제1상부영역(R1a)으로 한다.

또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 이 선박(1)의 전후 방향에 수직인 각 단면에서 선수 플레어의 형상을 나타내는 선을 선수 프레임 라인(X1∼X4)(이하, Xi)으로 하고, 이 선수 프레임 라인(Xi)의 접선(Lx)이 연직 방향(Lz)과 이루는 경사각(α)이 상측으로부터의 각도로 65도 이상인 부위를 특정 경사 라인부라고 한다. 또한, 통상은 선박(1)의 구성 상, 경사각(α)의 상한은 90도로 되지만, 경사각의 상한은 바람직하게는 85도 이하이다.

또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 선박(1)의 전후 방향에 관해서 선수수선(F.P.)으로부터 후방으로 수선간장(Lpp)의 2% 떨어진 위치(Sx2)와 선박(1)의 최전단(Fm)(도 5에서는 선수수선(F.P.)과 같은 위치) 사이의 영역(Xf)이고, 또한 선박(1)의 상하 방향에서는 만재흘수선(WL)과 노출갑판(13) 사이의 영역(Zr)인 영역을 제2영역(R2)으로 한다.

그리고, 본 발명에 있어서는, 우선 도 1 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 이 선수 프레임 라인(X1∼X4)(이하, Xi) 중 어느 하나의 선수 프레임 라인(Xj)에 있어서 특정 경사 라인부의 길이가 편현에 대해 선박의 형폭(Bm)의 2% 이상이도록 구성된다. 또한, 이 특정 경사 라인부의 폭 방향의 길이의 상한은 50%로 되지만, 바람직하게는 40% 이하이다.

이것에 의해, 도 1 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 선수 형상에 있어서 선수수선(F.P.) 부근의 선수 플레어(14)의 주된 부분을, 연직 방향(Lz)에 대하여 종래 기술의 예를 들면 도 6의 선박(1X)보다 큰 각도, 구체적으로는 65도 이상으로 경사시키므로, 이것에 의해 뱃머리 끝(Fm)(이 도 1∼도 5의 구성에서는 선수수선(F.P.)으로 된다) 부근에 있어서의 만재흘수선(WL) 부근까지의 비대도를, 종래 기술의 선박(1X)보다 작게 해서 노출갑판(13)보다 약간 아래의 부분(P)으로부터 선체를 넓히게 되고, 뱃머리 끝 부근에 있어서의 만재흘수선(WL) 상의 비대도를 종래 기술보다 작게 할 수 있고, 또한 노출갑판(13) 부근의 선체 형상을 광폭인 것으로 할 수 있다.

그리고, 만재흘수선(WL) 상까지 선수의 비대도가 작기 때문에, 이 선박(1)이 파랑 중을 항행하고 있어서 만재흘수선(WL)보다 상당 위의 부분에 있어서 파도가 뱃머리 끝(Fm)에 닿을 경우에도, 뱃머리 끝(Fm)이 파도를 만드는 것에 따르는 선체 저항의 증가, 및 뱃머리 끝(Fm)에 있어서 입사파를 반사시키는 것에 따르는 선체 저항의 증가를, 종래 기술의 선박(1X)보다 작게 할 수 있다.

한편, 해당 선박(1)은 노출갑판(13) 부근은 광폭으로 되기 때문에 용이하게 노출갑판(13)의 폭의 확보와, 노출갑판(13)의 관수 방지를 가능하게 할 수 있다.

또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 선수 플레어(14)의 전단 부근이 노출갑판(13)의 바로 아래에서는 연직인 면이 아니라 연직 방향에 대하여 어느 정도 경사진 면으로 되어 있으므로, 이 선박(1)이 파랑 중을 항행하여 물이 선수 플레어(14)의 전단 부근을 따라서 노출갑판(13) 부근까지 상승한 경우에도, 물은 상측이 전방으로 경사진 면을 따라서 이동하기 때문에 앞방향의 운동량을 얻게 된다. 그 때문에, 물이 노출갑판(13)의 높이를 초과했을 경우라도 노출갑판(13) 위로 관수할 가능성이 작아진다.

바꿔 말하면, S.S.(스퀘어 스테이션) 9.95∼S.S. 9.80 사이 중 어느 하나의 선수 프레임 라인(Xj)에 있어서, 경사가 65도 이상의 구간인 특정 경사 라인부가 편현에 대해 형폭(Bm)의 2% 이상 존재한다고 하는 조건을 만족시키는 것이다. 즉, 이 선박(1)에서는 뱃머리 끝(Fm)의 부근에 있어서 만재흘수선(WL)으로부터 노출갑판(13)의 약간 아래의 부분(P)까지의 넓은 범위에서 선수 프레임 라인(Xj)의 하부를 줄인 형상으로 할 수 있기 때문에, 도 6∼도 8에 나타내는 바와 같은 종래 기술의 선박(1X)보다 비대하지 않은 부분이 높은 위치까지 오르게 된다.

이것에 의해, 종래 기술에서는 선수수선(F.P.) 부근에서는 수평에 가까운 선수 프레임 라인(Xj)은 파랑 중에 손상되기 쉽다고 믿어지고 있었기 때문에 설치하지 않는 것이 철칙이었지만, 이것에 의해, 오히려 상기 구성을 채용해서 수평에 가까운 선수 프레임 라인(Xj)을 설치함으로써 뱃머리 끝(Fm)의 부근의 비대 부분을 광폭으로 할 필요가 있는 부분인 노출갑판(13)의 극히 근방에만 한정할 수 있어, 선체 저항을 감소할 수 있음과 아울러 파도의 타격을 감소시킬 수 있다.

또한, 제1영역(R1)에 있어서의 특정 경사 라인부가 구성하는 선체 표면 중 50% 이상 100% 이하의 부분을 가전면으로 형성한다. 이것에 의해, 선수 플레어(14)는 종래 기술에서는 3차원적인 굽힘가공을 필요로 하는 표면 형상으로 만들어지는 경우가 많았지만, 선수 플레어(14)의 주된 부분을 가전면으로 형성함으로써 외판의 대부분의 부분을, 평판을 이차원적으로 구부린 것만의 것으로 할 수 있으므로 선체 표면의 굽힘가공이 용이하게 되고, 종래 기술의 선수 플레어(14)와는 현저하게 형상이 다름에도 불구하고 용이하게 제작 가능하게 되고, 선수 플레어(14)의 가공 공정수를 현저하게 저감할 수 있어 가공 비용을 낮출 수 있다.

또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 형폭(Bm)의 2% 이상의 특정 경사 라인부를 갖는 선수 프레임 라인(Xj)이, 제1하부영역(R1b)에 있어서 가장 선체 중심측의 부위와 가장 현측측의 부위 사이의 선체 폭 방향의 거리(bi)가, 형폭(Bm)의 4% 이하이도록 구성한다.

이것에 의해, 종래 기술에서는 선수수선(F.P.) 부근의 선수 프레임 라인(Xi)은 만재흘수선(WL)의 조금 위에서부터 넓어진 것이었지만, 이 구성에 의하면, 만재흘수선(WL)과 같은 정도까지 수면 상의 선수 형상을 예각인 것으로 할 수 있다. 특히, 노출갑판(13)의 약간 아래의 부분(P)까지 선체의 수평 단면 라인이 만재흘수선(WL)의 위치의 수평 단면 라인과 거의 동일한 형상이므로, 해당 범위의 형상이 모두 파도의 발생 억제 및 입사파의 반사 억제라고 하는 관점에서 적정화된 것으로 되고, 저항 증가는 현저하게 작은 것으로 되며, 특히 파랑 중에서의 선체 저항을 감소시킬 수 있다.

또한, 형폭(Bm)의 2% 이상의 특정 경사 라인부를 갖는 선수 프레임 라인(Xj)의 어느 하나 중에, 제1하부영역(R1b) 내에 연직 방향(Lz)과 이루는 경사각(β)이 ±10도 이하인 대략 직선 부분이 기준 높이(Hs)의 25% 이상 존재하는 선수 프레임 라인(Xk)이 있도록 구성한다. 또한, 이 경사각(β)의 부분의 길이에 관해서는, 통상은 기준 높이(Hs)의 30% 이상, 바람직하게는 40% 이상이지만, 50% 이상이 보다 바람직하다.

이 구성에 의하면, 선수 프레임 라인(Xj)의 하측 부분에 관해서는 연직인 직선이나 그것에 가까운 경사각(β)이 ±10도 이하의 형상이고, 연직 방향(Lz)에 대한 경사각(α)의 각도가 증가하기 시작하는 절곡 부분(P)까지 상승하도록 구성되므로, 뱃머리 끝(Fm) 부근의 수선면 형상이 만재흘수선(WL)보다 상당히 위의 부분(P)까지 만재흘수선(WL)에 있어서의 수선면 형상과 거의 같은 형상으로 된다. 이것에 의해, 선체 저항은 보다 작은 것으로 된다. 동시에, 뱃머리 끝(Fm) 부근의 선체 형상이 단순한 것으로 되어 공작성이 향상하고, 공작 비용도 저감된다.

또한, 도 1 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 형폭(Bm)의 2% 이상의 특정 경사 라인부를 갖는 선수 프레임 라인(Xj)의 어느 하나 중에, 선박(1)의 외측으로부터 보아서 오목하게 되고, 또한 제1상부영역(R1a) 내에 곡률반경(R)이 선박(1)의 형폭(Bm)의 8% 이하가 되는 오목부가 존재하거나, 또는 꺽임점이 존재하는 선수 프레임 라인(Xj)이 있도록 구성한다.

이것에 의해, 종래 기술에서는 선수 플레어(14)의 선수 프레임 라인(Xi)은, 매끈한 곡선 또는 직선으로 구성하는 것이 보통이며, 선수 프레임 라인(Xi)의 곡률반경(R)이 약간 작은 오목부를 형성한다고 해도, 그것은 만재흘수선(WL)의 바로 위이었지만, 이 구성에 의하면, 상기의 구성과 조합시킴으로써 도 3에 나타내는 바와 같이, 뱃머리 끝(Fm) 부근의 비대 부분을 보다 좁은 범위로 한정할 수 있어서 노출갑판(13)을 향해서 선체를 확폭하는 범위를 좁혀 선수부의 워터라인의 대부분을 예각으로 유력적으로 우수한 형상으로 할 수 있다. 즉, 상기 특정 경사 라인부를 채용하는 것의 이점을 최대한으로 받을 수 있다. 종래 기술의 정면선도에서 잘 보여지는 완만한 곡선을 사용한 것에서는, 노출갑판(13)보다 상당히 아래에서부터 선체를 비대화하지 않으면 안되어 상기 이점이 감살되게 된다.

그리고, 도 2 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 제2영역(R2)에 있어서 선체 중심면에 평행한 임의의 면에서 선체 표면을 절단한 단면곡선(Y0∼Y4)의 어느 것에 있어서나, 이 단면곡선(Yi)의 접선(Ly)이 연직 방향(Lz)과 이루는 경사각(θ)이 50도를 초과하는 부분이 수선간장(Lpp)의 0.5% 이상 존재하지 않도록 구성한다. 바꿔 말하면, 경사각(θ)이 50도를 초과하는 부분이 연속이고, 수선간장(Lpp)의 0.5% 미만으로 되도록 구성한다.

이것에 의해, 3차원적으로 보았을 경우에 선수 플레어(14)의 부분의 선체 표면이 연직 방향에 대하여 종래 기술의 배에 비해서 특히 큰 경사를 가지고 있지 않으므로, 파랑 중에 있어서 물이 상승하거나, 또는 선수 부분이 하방으로 운동하여 선수 플레어(14)가 수면에 충돌할 경우에도, 물로부터 선수 플레어(14)의 표면이 받는 충격은 종래 기술의 선박(1X)와 같은 정도에 머문다.

즉, 종래 기술에서는 상기와 같은 구성의 수평에 가까운 선수 프레임 라인(Xj)의 선체는, 수면과의 이루는 각도가 작아 파도를 받았을 때의 충격이 크다고 믿어져 왔지만, 그러나, 뱃머리 끝(Fm)의 부근에 대해서는 선수 프레임 라인(Xj)을 수평에 가깝게 해도 연직 방향(Lz)에 대한 선체 표면의 경사각도는 그정도 커지지 않고, 그와 같은 선체 표면이 수면과 이루는 각도도 크지 않아 파도에 의한 충격력도 종래 기술의 선박(1X)과 같은 정도인 것을 알 수 있었다. 이것은 종래 알려져 있지 않았던 것이다.

그리고, 이 선박(1)의 방형계수(Cb)가 0.75 이상이거나, 선수수선(F.P.)과 이 선박(1)의 최전단(뱃머리 끝)(Fm)의 거리가 제로 이상이며 또한 수선간장(Lpp)의 1% 이하일 경우에는, 즉 비대도가 높거나, 또는 밸브리스 선형이나 그것에 가까운 선형에서는, 종래 기술의 설계에서는 선수 플레어(14)의 전단 부근이 특히 비대하게 되기 쉬운 것에 대해서, 해당 기술을 채용했을 경우의 효과가 특히 커진다.

따라서, 상기 구성의 선박(1)에 의하면, 뱃머리 끝(Fm)에 있어서 노출갑판(13)에 필요한 폭을 확보하면서도 종래 기술의 선박(1X)보다 조파 저항 및 파랑 중 저항 증가가 작기 때문에, 실해역을 항행할 경우의 에너지 소비가 종래 기술의 선박(1X)보다 적어진다.

또한, 파랑 중에 있어서도 물이 노출갑판(13) 위로 관수하기 어렵기 때문에 선박(1)의 손상이나 침수, 인원이나 화물에의 위해의 우려가 작다. 또한, 선수 플레어(14)가 수면에 충돌할 경우에 물로부터 받는 충격은 종래 기술의 선박(1X)과 같은 정도이기 때문에, 선수 프레임 라인(Xj)이 크게 경사져 있음에도 불구하고 선수 플레어(14)가 손상될 특단의 염려는 없고, 물로부터의 충격에 기인하는 진동이나 소음도 종래 기술의 선박(1X)과 같은 정도에 머문다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명의 선박에 의하면, 뱃머리 끝에 있어서 노출갑판에 필요한 폭을 확보하면서도 종래 기술의 선박보다 조파 저항 및 파랑 중 저항 증가가 작기 때문에, 실해역을 항행할 경우의 에너지 소비가 종래 기술의 선박보다 적어지므로 대부분의 선박에 이용할 수 있다.

1, 1X : 선박 11 : 선저
12 : 선측외판 13 : 노출갑판
14, 14X : 선수 플레어 Bm : 형폭
Fm : 최전단(뱃머리 끝) Lx : 접선(횡단면에 있어서의)
Ly : 접선(측단면에 있어서의) Lz : 연직 방향
Hs : 기준 높이(만재흘수선으로부터 노출갑판까지의 높이)
P : 노출갑판보다 약간 아래의 부분 R1 : 제1영역
R2 : 제2영역
Sx1 : 선수수선으로부터 후방으로 수선간장의 0.5% 떨어진 위치
Sx2 : 선수수선으로부터 후방으로 수선간장의 2% 떨어진 위치
WL : 만재흘수선
X0∼X4, Xi, Xj : 선수 프레임 라인(바디 라인)
Xf : 위치(Sx2)와 최전단(Fm) 사이의 영역
Xr : 위치(Sx1)와 위치(Sx2) 사이의 영역
Y0∼Y4 : 선체 중심면에 평행한 면에서 선체 표면을 절단한 단면곡선
Z0 : 만재흘수선 위치의 워터라인(수평 단면 형상)
Z1∼Z4 : 홀수선(수평 단면 형상) Zh : 기준 수평선
Zr 만재흘수선과 노출갑판 사이의 영역
α : 선수 프레임 라인의 상부의 접선이 연직 방향과 이루는 경사각(횡단면 내에 있어서의)
β : 선수 프레임 라인의 하부의 접선이 연직 방향과 이루는 경사각(횡단면 내에 있어서의)
θ : 단면곡선의 접선이 연직 방향과 이루는 경사각(측단면 내에 있어서의)

Claims

해당 선박의 전후 방향에 관해서, 선수수선으로부터 후방으로 수선간장의 0.5% 떨어진 위치와 선수수선으로부터 후방으로 수선간장의 2% 떨어진 위치의 사이이고, 또한 해당 선박의 상하 방향에서는 만재흘수선과 노출갑판 사이의 영역을 제1영역으로 했을 때,
해당 선박의 전후 방향에 수직인 단면에서 상기 제1영역 내의 선체 표면의 형상을 나타내는 선수 프레임 라인 중 어느 하나에 있어서, 상기 선수 프레임 라인의 접선이 연직 방향과 이루는 경사각이 상측으로부터의 각도로 65도 이상인 특정 경사 라인부의 길이가 편현에 대해 해당 선박의 형폭의 2% 이상인 것을 특징으로 하는 선박.
제 1 항에 있어서,
상기 제1영역에 있어서의 상기 특정 경사 라인부가 구성하는 선체 표면 중 50% 이상 100% 이하의 부분이 가전면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
뱃머리 끝에 있어서의 만재흘수선과 노출갑판의 높이의 차를 기준 높이로 하고,
상기 제1영역에 있어서의 해당 선박의 상하 방향에서 만재흘수선보다 상기 기준 높이의 50% 높은 기준 수평선과 만재흘수선 사이의 영역을 제1하부영역으로 했을 때에,
상기 형폭의 2% 이상의 상기 특정 경사 라인부를 갖는 상기 선수 프레임 라인이, 상기 제1하부영역에 있어서 가장 선체 중심측의 부위와 가장 현측측의 부위 사이의 선체 폭 방향의 거리가 상기 형폭의 4% 이하인 것을 특징으로 하는 선박.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
뱃머리 끝에 있어서의 만재흘수선과 노출갑판의 높이의 차를 기준 높이로 하고,
상기 제1영역에 있어서의 해당 선박의 상하 방향에서 만재흘수선보다 상기 기준 높이의 50% 높은 기준 수평선과 만재흘수선 사이의 영역을 제1하부영역으로 했을 때에,
상기 형폭의 2% 이상의 상기 특정 경사 라인부를 갖는 상기 선수 프레임 라인의 어느 하나 중에, 상기 제1하부영역 내에 연직 방향과 이루는 경사각이 ±10도 이하인 부분이 상기 기준 높이의 25% 이상 존재하는 상기 선수 프레임 라인이 있는 것을 특징으로 하는 선박.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
뱃머리 끝에 있어서의 만재흘수선과 노출갑판의 높이의 차를 기준 높이로 하고,
상기 제1영역에 있어서의 해당 선박의 상하 방향에서 만재흘수선보다 상기 기준 높이의 50% 높은 기준 수평선과 노출갑판 사이의 영역을 제1상부영역으로 했을 때에,
상기 형폭의 2% 이상의 상기 특정 경사 라인부를 갖는 상기 선수 프레임 라인의 어느 하나 중에, 해당 선박의 외측으로부터 보아서 오목하게 되고, 또한 상기 제1상부영역 내에 곡률반경이 해당 선박의 형폭의 8% 이하로 되는 오목부가 존재하거나, 또는 꺽임점이 존재하는 상기 선수 프레임 라인이 있는 것을 특징으로 하는 선박.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
해당 선박의 전후 방향에 관해서 선수수선으로부터 후방으로 수선간장의 2% 떨어진 위치와 해당 선박의 최전단 사이이고, 또한 해당 선박의 상하 방향에서는 만재흘수선과 노출갑판 사이의 영역을 제2영역으로 했을 때에,
상기 제2영역에 있어서 선체 중심면에 평행한 임의의 면에서 선체 표면을 절단한 단면곡선 중 어느 것에 있어서나, 상기 단면곡선의 접선이 연직 방향과 이루는 경사각이 50도를 초과하는 부분이 수선간장의 0.5% 이상 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 선박.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
해당 선박의 방형계수가 0.75 이상인 것을 특징으로 하는 선박.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
선수수선과 해당 선박의 최전단의 거리가 제로 이상이고 또한 수선간장의 1% 이하인 것을 특징으로 하는 선박.