KR0158191B1 - 부유식(浮游式) 해상추진장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

부유식(浮遊式)해상추진장치 및 방법

본 발명은 부유식 행상추진장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 특히 보우트 및 바지(barge)선의 추진에 적용되지만 그에 한정되는 것은 아니며, 예시적인 목적상 그러한 적용이 참고로 되었다.

그러나, 본 발명이 대형선박이나 호버프래프트와 같은 자른 선박으로의 적용에도 사용될 수 있음은 이해가능하다.

본 명세서의 목적상, 보우트라는 용어는 상기한 해상운송기구를 포함하는 임의의 형태의 모든 선박을 언급하는 것으로 한다.

해상추진은 통상 내연기관, 증기기관 또는 전기모우터와 같은 원동기에 의하여 충분히 물에 잠긴 수평축 프로펠러를 구동함으로써 이루어진다.

원동기 또는 엔진이 보우트내에 장착되어 있으면, 그것은 일반적으로 프로펠러 축과 일직선이 되도록 설치되므로, 보우트는 후방에서 안쪽으로 테이퍼지게 되어야 하므로 물이 프로펠러 안으로 유입된다.

이러한 요구사항들 때문에, 보우트안의 상당한 공간을 원동기로 인해 잃게 되고, 회수 또는 보수유지를 위한 엔진으로의 접근이 종종 제한된다.

또한, 통상 키의 형태로 된 별도의 조타수단이 마련되어야만 한다.

선택적인 추진개념은, 조타작용을 제공하기 위하여 보우트의 후방에 있는 수직피버트 주위를 선회하는 공통의 프레임상에 상부장착 엔진과 하부장착 프로펠러가 설치되는 선외 모우터이다.

엔진과 프로펠러는 트랜스미숀 시스템에 의해 연결되어야만 하고, 그러한 트랜스미숀 시스템은 복잡하고, 비싸며 유지하기가 어렵다.

선외모우터는 최소한의 자체부력을 가지며 보우트의 후방에 돌촐되어 있기 때문에, 그것이 부착되는 보우트의 균형을 심각하게 저해한다. 무거운 바지선 등을 추진하는데 사용될 수 있는 방식의 고추력 선외모우터는, 매우 무겁고 그것의 부착이나 제거를 위해 크레인의 사용을 필요로 한다.

상당부분의 시간을 정지한 채로 보내는 바지선과 같은 선박의 경우에 있어서는, 필요에 따라 그것을 이동시키기 위해서 예인선이 사용될 수 있다.

그러한 과정은 바지선의 선단을 위해 필요한 원동기의 수효의 견지에서는 경제적이기는 하나, 또한 그와 관련한 문제도 마찬가지로 역시 있게 된다.

예인선은 선실을 갖는 독립형의 보우트로서 건조되어야 하고, 운전환경에 맞춘 해상생활시설을 소유할만큼 충분히 커야만 한다.

따라서, 예인력에 대한 원동기당 비용이 매우 높아진다.

또한, 바지선에 예인선을 연결시키는 것에 관한 문제도 빈번히 일어난다.

예인선이 로우프로 바지선과 연결된다면, 양쪽의 선박을 파도의 작용에 개별적으로 대응시킬 수는 있으나, 바지선을 조향하는 예인선의 능력은 낮아진다.

예인선이 수직피버트 또는 강체의 커플링에 의해 바지선과 연결된다면, 조향능력은 크게 증가하나, 예인선 선체에 대한 파도의 작용은 접촉부위에 큰 부하를 주게된다.

본 발명은 상기 단점을 경감하고, 사용에 있어 효율적이고 신뢰할만한 추진장치를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적과 장점은 이하에서 명백해진다.

상기 및 기타의 목적의 관점에서 본 발명은 그의 실시형태에 있어서,

선박에 선회접되도록 채택되어 선박이 수역(水域)을 따라서 추진되도록 하는 무인 해상추진장치로서,

해상추진 수단과;

상기 추진수단을 구동하기 위한 원동기와;

상기 추진수단에 상기 원동기를 연결시키는 구동수단과;

물과 접촉하여 구동하도록 설치된 상기 추진수단과 상기 원동기를 지지할 수 있으며, 상기 원동기와 상기 구동수단이 위치되는 수중부와 상대적으로 적은 수평단면적을 갖는 위쪽으로 연장된 수면상부를 가지는 부유식(浮遊式) 격납부; 및

무인 해상추진장치를 선박에 접속시키기 위하여 상기 부유식 격납부 상에 마련되는 연결수단으로 구성되는 무인해상추진장치를 제공한다.

바람직하게는, 연결수단은 무인해상추진장치 및 그것에 접속되는 선박을 그들 사이의 횡단축 주위의 상대적 이동이 없도록 억제하고, 그에 의해 부력의 하중이 상기 무인추진장치와 선박사이에 전달된다.

바람직하게는, 연결수단은, 격납부를 피버트 운동시킴으로써 보우트가 조향될 수 있도록, 격납부가 그의 주위에서 보우트에 대하여 피버트 운동될 수 있는 수직조향 피버트를 포함하며, 격납부를 피버트 운동시키기 위하여 격납부와 보우트 사이에 조향액츄에이터와 같은 조향 작동수단이 배치될 수 있다.

물론, 필요하다면, 강고한 부착수단과 같은 기타 격납부 설치수단이 사용될 수도 있다.

보우트의 조향이 격납부의 이동과는 독립적으로 이루어질 수 있도록 거의 수직적인 축 주위에서의 피버트운동을 위하여, 또는 격납부가 피버트식으로 고정된 보우트의 조향성을 제고하기 위하여 키 또는 프로펠러 노즐과 같은 방향성 제어 수단이 격납부에 피버트운동 가능하게 부착될 수 있다. 추진수단은 워터제트(water jets) 등을 포함할 수 있으나, 바람직하게는 추진수단은 단순히 스크류 프로펠러를 포함한다. 원동기는, 직선의 구동축이 경제적이면서 단순하게 사용될 수 있도록 프로펠러축과 동축인 출력샤프트축을 갖고 격납부안에 설치될 수 있다.

물론, 필요하면, Z-구동, 체인구동, 또 기어구동과 같은 구동수단의 다른 형태가 사용될 수도 있다.

또한, 필요하다면, 원동기는 프로펠러의 속도와 방향을 조절하기 위해서 감속 또는 역전 기어박스를 포함할 수 있고, 프로펠러로부터의 스러스트를 흡수하기 위해서 스러스트 베어링을 포함할 수도 있다.

원동기는 전기모우터, 유압모우터 또는 증기엔진과 같은 임의의 원하는 방식이 가능하다.

그러나, 원동기는, 보우트에 부가될 필요가 있는 보조적인 원동기를 최소화할 수 있는 내연기관을 포함하는 것이 바람직하다.

필요하다면, 엔진을 위한 연료탱크, 격납부를 위한 배수펌프, 격납부 환기장치 및 모우터 냉각장치와 같은 보조장치가 추진장치에 포함될 수 있어서 실질적으로 내장형으로 될 수 있으며, 필요하면 보우트와는 독립적으로 기능할 수 있다.

또한, 원동기는 원하는 모우터를 원하는 프로펠러에 속도맞춤하기 위한 기어와, 정방향 또는 역방향구동을 선택하기 위한 정방향 및 역방향 구동기어를 해제하기 위한 클러치를 포함하는 트랜스미숀 수단을 포함할 수 있다.

적절하게는, 트랜스미숀 수단은, 표준부품을 사용할 수 있고, 원동기의 길이가 최소화될 수 있으며, 그의 스러스트 베어링이 격납부에 추진부하를 전달하기 위해 사용될 수 있도록 모우터에 밀폐결합되는 표준적인 해상 트랜스미숀의 형태이다.

적절하게는, 원동기 및/또는 해상 트랜스미숀은 원격제어수단이 마련되어 그의 기능이 보우트로부터 제어될 수 있다.

격납부는, 원한다면, 파도가 들어오지 못하도록 될 수 있고, 방수형 발동기와 결합되어 사용될 수 있다.

그러나, 보다 바람직하게는, 표준의 원동기가 사용될 수 있고 격납부의 배수량이 추진장치에 대한 정수압(靜水壓)의 지지상태를 제공할 수 있도록, 예상되는 운행 홀수선(吃水線)의 위쪽으로 모든 개구부를 가지는 실질적인 방수 격납부로서 형성된다.

격납부의 수중부와 수면상부는 바람직하게는 실질적으로 동일한 수평단면적으로 되며, 그에 의해서 보우트의 수직이동에 따른 격납부의 배수량의 변화가 최소화될 수 있다.

또한, 격납부는 수중에서 이동하는 동안 유체항력을 최소화하기 위하여 수중부 및 수면상부 전체에 걸쳐서 그 수평단면이 거의 유선형으로 되는 것이 바람직하다.

원동기는 격납부내의 중앙에 배치될 수 있고, 길이방향의 측벽부는, 격납부의 수평단면적이 최소화되도록 편평하고 원동기에 인접하도록 지나갈 수 있으며, 그에 의하여 잠기는 깊이에 따른 부력의 변화가 최소화될 수 있다.

필요하다면, 길이방향의 측벽은 있는 자리에서의 유지 및 보수를 위해서 원동기의 대향하는 측면으로의 접근을 허용하도록 원동기로부터 충분한 거리를 두고 떨어져 있을 수 있다.

그러한 접근을 용이하게 하기 위하여 원동기와 측면벽 사이로 연장되는 통로가 마련될 수 있다.

수면상부는 운행 홀수선의 위쪽으로 최소한의 틈새를 갖도록 형성되지만, 수면상부의 높이는 추진장치가 짐을 실은 선박에 연결될 때, 수면위로 그의 상부끝단을 유지하기에 충분도록 되는 것이 바람직하며, 그를 위하여 원동기에 공기를 공급하기 위한 공기통퐁구가 그 위에 형성될 수 있으며, 그에 의해 공기를 소비하는 원동기가 만족스럽게 운전된다.

공기통풍구 및 격납부의 외부로 통하는 기타의 접근개구부에는, 추진장치가 운전되지 않을 때에 물의 침투를 차단시키기 위해서 커버 또는 플립(Flap)과 같은 페쇄수단이 마련될 수 있다.

필요하다면, 격납부는 안정적인 해상선박으로서 보우트와는 독립적으로 떠있을 수 있는 배수량 및 형태로 형성될 수 있으며, 그에 의하여 보우트에 대하여 부착 및 이탈가능한 병렬위치에 놓여질 수 있음으로써, 무거운 들어올리는 설비의 필요성을 최소한도로 할수 있다.

격납부는, 추진장치의 중량 또는 부하분포를 조정하기 위해서 그의 임의의 원하는 부분에 놓여진 밸러스트(ballast)를 포함할 수 있으며, 이 밸러스트의 대부분은 상기 추진수단에 의하여 제공된다.

격납부는, 격납부의 방수상태를 손상하지 않고 보수유지 또는 수리할 수 있도록 보수유지를 위한 접근공간이 원동기 주위에 형성될 수 있도록 그의 내부표면의 선택된 부분과 원동기 사이에 틈새를 갖도록 형성될 수 있다.

격납부에는, 보우트에 대한 추진장치의 높이가 조절될 수 있도록 슬라이드(slide)와 같은 수직 조절수단이 마련될 수 있으며, 그에 의해서 보우트의 하중조건에 있어서의 변화시에 수면에 대한 프로펠러의 상대위치가 원하는 값으로 조절될 수 있다.

추진장치와 보우트사이에 배치되는 수직의 조정액츄에이터가, 추진장치의 높이를 보우트에 상대적으로 조정하기 위해 마련될 수 있다.

또한, 격납부는 물 밸러스트탱크 및 펌프와 같은 부력제어수단을 포함할 수 있는데, 그에 의해서 추진장치의 부착과정에서 보우트와 수직적으로 정렬될 수 있도록 배수량이 선택적으로 변화될 수 있다.

또 다른 형태에 있어서, 본 발명은, 상기에서 정의된 바와 같은 무인해상추진장치를 마련하고 ; 상기 무인해상추진장치를 선박으로 부유시키며 ; 선박에 상기 격납부를 연결하며 ; 선박을 추진시키기 위해서 상기 원동기를 운전하는 선박의 추진방법을 제공한다.

본 발명이 더 쉽게 이해되고 실제적 효과를 갖도록, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

제1도는 본 발명에 관한 해상추진장치의 측면단면도;

제2도는 제1도의 해상추진장치의 평면도; 및

제3도는 제1도 및 제2도에 설명된 해상추진장치의 배면도이다.

제1도, 제2도 및 제3도에 나타낸 바와 같이, 해상추진장치(10)는, 격납부(15)내의 설치레일(14)에 지지되는 해상 트랜스미숀(13) 및 내연기관(12)을 포함하는 원동기 조립체(11)를 포함한다.

격납부의 후방으로부터 돌출된 선미튜브(16)는, 그의 내부에서의 회전운동을 위하여 프로펠러 축(17)을 지지하고, 카아던(Cardan)축(18)에 의해 해상 트랜스미숀에 결합되어 있다. 프로펠러축(17)은 그의 뒷 끝단에서 프로펠러(20)를 지지한다.

축 밀봉부(21)는 선미튜브(16)를 통한 격납부(15)내로의 물의 침투를 최소화 시킨다.

프로펠러(20)주위에 설치된 조향수단인 노즐(22)은, 특별한 운전조건하에서 그의 추진력을 증가시키고, 추진장치(10)를 조향하기 위해서 측면으로 선회되도록 상부 및 하부에서 격납부에 피버트식으로 접속되어 있다.

격납부(15)는 트럭에 의한 운반이나 또는 보관시에 추진장치(10)의 안정적인 지지를 위해서 평평한 베이스(23)가 형성되어 있다.

격납부(15)의 정면벽(24)은 유체역학적 항력을 최소화시키기 위하여 원활한 곡선으로 형성되어 있고, 측면벽(25)은 프로펠러(20)로 유입되는 물에 대한 저항을 최소화시키기 위하여 격납부의 후방에 끌 형상의 수직 모서리(16)로 가늘게 형성된다.

원동기 조립체(11)는 제거 또는 교체를 허용하기에 충분한 크기로 된 출입개구(27)는 격납부의 상부벽(30)에 형성되어 있고, 운전시에는 물의 튀김을 방지하는 커버(31)에 의해 덮혀 있다.

또한 공기흡입구(32)와 배기파이프(33)를 위한 구멍이 커버(31)위에 형성되어 있다.

콘크리트제의 밸러스트(34)는 추진장치의 중량과 균형을 조정하기 위하여 원동기 조립체(11)의 아래쪽에 놓인다.

부착피버트(35)는 정면벽(24)에 부착되며, 피버트 핀(37)에 의해 보우트 브라켓트(36)에 연결될 수 있다. 부착피버트(35) 및 피버트핀(37)은 피버트 조립체를 구성한다.

보우트 브라켓트(36)는 보우트(40)와 일체적으로 형성되거나 또는 추진장치의 부착을 필요로 하는 보우트에 영구적 또는 일시적으로 부착될 수 있다.

바람직하게는, 보우트 브라켓트(36)는 동력선의 견인력이 비동력선의 견인력 보다 적게 되도록 보우트(40)의 용골(41)과 평평한 베이스(23)가 같은 높이로 되거나 또는 평평한 베이스(23)가 더 높은 높이로 맞추어진다.

노즐 조향 액츄에이터(42)는 격납부가 조향목적으로 옆으로 선회할 수 있도록 노즐(22)과 격납부(15)사이에 연결된다.

추진장치(10)는 그를 물속으로 가라앉히고, 보우트 브라켓트(36)과 정렬된 부착피버트(35)가 있는 위치로 떠오르게 함에 의해서 설치될 수도 있다. 피버트핀(37)은 그 후에 장착된다. 조향액츄에이터(43)가 제어케이블(도시않됨)을 따라 그 후에 연결되며, 추진장치는 사용할 수 있는 상태로 된다.

추진장치(10)가 보우트(40)로 수송되어야 한다면, 그것은 모우터(12)를 국부적으로 제어하거나 노즐 액츄에이터(42)를 사용하여 격납부(15)를 조향함에 의해서 그자체가 보우트로서 독립적으로 운전될 수 있다.

이상의 내용은 본 발명을 설명하는 실시예로서 주어진 것이나 당해기술분야에 있어 통상의 지식을 가진자에게 첨부된 특허청구의 범위에서 정의되는 바와 같은 본 발명의 기본요지 및 범위를 벗어나지 않는 한 수정이나 변경이 가능함은 물론이다.

Claims (9)

1. 선박에 대한 선외접속을 위하여 선박을 향하여 자체추진되거나 또는 부유될 수 있는 방식이며, 부유식 격납부와, 상기 부유식 격납부내에 마련된 원동기 및 부유식 격납부의 외부에 마련된 추진장치를 포함하는 추진수단고, 부유식 격납부를 선박에 연결하기 위한 연결수단 및 원격제어를 위한 원격제어수단으로 구성되는 부유식 해상추진장치로서: (a) 상기 부유식 격납부는 그의 높이 및 길이에 대하여 선박의 횡방향으로 좁아지며, 밸러스트에 의하여 안정을 유지하며; (b) 상기 추진장치는 프로펠러(20)와, 상기 프로펠러와 연결된 조향수단을 포함하며; (c) 상기 연결수단은, 상기 격납부와 결합되고 선박의 브라켓트(36)에 의하여 규정되는 고정된 피버트축의 둘레에서 상기 격납부의 피버트식 횡방향운동을 위하여 선박의 브라켓트(36)와 걸어맞추어지도록 채택된 피버트핀 조립체(35), (37)를 포함하며, (d) 상기 원격제어수단은 상기 고정된 피버트축 둘레에서의 부유식 격납부의 피버트식 운동을 제어하기 위한 조향제어를 행하는 것을 특징으로 하는 부유식 해상추진장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 추진장치는 상기 부유식 격납부의 외부에 설치되고 부유식 격납부의 길이방향축을 따라서 스러스트를 가하도록 채택된 프로펠러의 형태인 것을 특징으로 하는 부유식 해상추진장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 원동기는 내연기관으로 구성되며, 상기 프로펠러는 상기 격납부내에 마련된 개구를 통과하는 축을 통하여 상기 내연기관에 의하여 구동되는 것을 특징으로 하는 부유식 해상추진장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 조향수단은 수직축주위에서의 피버트식운동을 위하여 상기 격납부에 피버트식으로 부착된 프로펠러노즐(22) 및 키중의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 해상추진장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 밸러스트의 대부분은 상기 추진수단에 의하여 제공되는 것을 특징으로 하는 부유식 해상추진장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 부유식 격납부 및 상기 추진수단은 상기 선박에 대하여 낮은 질량을 가지며, 운전시의 홀수선위쪽의 수면상부의 수평단면적이 홀수선아래쪽의 수중부의 수평단면적보다 작게 형성되어, 상기 연결수단둘레에서의 보우트의 수직이동에 따른 격납부의 배수량의 변화가 최소화되는 것을 특징으로 하는 부유식 해상추진장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 수면상부 및 수중부의 수평단면이 유선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 해상추진장치.
8. 제1항에 있어선, 상기 연결수단은 수직조향축을 제공하며, 상기 조향수단은 상기 격납부 및 선박의 사이에 접속된 조향액츄에이터(43)를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 해상추진장치.
9. (a) 부유식 격납부와, 상기 부유식 격납부내에 마련된 원동기 및 무유식 격납부의 외부에 마련된 추진장치를 포함하는 추진수단과, 부유식 격납부를 선박에 연결하기 위한 연결수단 및 원격제어를 위한 원격제어수단으로 구성되며: 상기 부유식 격납부는 그의 높이 및 길이에 대하여 선박의 횡방향으로 좁아지고 밸러스트에 의하여 안정을 유지하며, 상기 추진장치는 프로펠러와, 상기 프로펠러와 연결된 조향수단을 포함하며; 상기 연결수단은, 상기 격납부와 결합되고 선박의 브라켓트에 의하여 규정되는 고정된 피버트축의 둘레에서 상기 격납부의 피버트식 횡방향운동을 위하여 선박의 브라켓트와 걸어맞추어지도록 채택된 피버트핀 조립체를 포함하며, 상기 원격제어수단은 상기 고정된 피버트축 둘레에서의 부유식 격납부의 피버트식 운동을 제어하기 위한 조향제어를 행하는 부유식 해상추진장치를 마련하고; (b) 상기 부유식 해상추진장치를 선박으로 부유시키며; (c) 선박에 상기 격납부를 연결하며; (d) 선박을 추진시키기 위해서 상기 원격제어수단을 원격적으로 운전하는 선박의 추진방법.