KR100484233B1 - 전방위추진장치를갖춘예인선 - Google Patents

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KR100484233B1 KR10-1998-0703988A KR19980703988A KR100484233B1 KR 100484233 B1 KR100484233 B1 KR 100484233B1 KR 19980703988 A KR19980703988 A KR 19980703988A KR 100484233 B1 KR100484233 B1 KR 100484233B1
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안토니에 마리우스 쿠렌
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Abstract

본 발명은 전방위 추진장치를 갖춘 예인선에 관한 것으로, 이 예인선(1)은 3개의 전방위 추진장치(10, 20, 30)를 갖고서, 그 중 2개의 전방위 추진장치(10, 20)가 대칭중심면(2)에 대해 대칭으로 선수부(7)의 바닥 밑에 병렬로 설치되는 한편, 나머지 제3추진장치(30)는 대칭중심면(2) 사에 선미부(6)의 바닥 밑에, 바람직하기로는 최후방 견인점(8) 앞에 설치된 구조로 되어 있다.

Description

전방위 추진장치를 갖춘 예인선
본 발명은 전방위 추진장치를 갖춘 예인선에 관한 것이다.
본 발명의 구성에서 “전방위 추진장치”란, 추진방향이 수평으로 360°까지 전방위로 변화될 수 있게 구성된 추진장치임을 의미한다.
종래에도 내부에 스크류가 설치된 노즐형태를 한 전방위 추진장치(全方位推進裝置)같은 것이 공지되어 있다. 그런데, 예인선에는 추진력과 기동성과 관련해서 특별한 조건이 요구되고 있는바, 즉 예인선은 앞으로 끌어당기는 견인력을 생성해야 할뿐만 아니라, 뒤 또는 옆으로 끌어당기는 견인력도 생성할 수 있어야 하고, 특히 일반적으로 옆으로 당기는 견인력이 앞뒤로 당기는 견인력보다 작게 생성하도록 되어 있다.
1976년 12월에 간행된 소형선박(Small Ships)이라는 잡지의 99권 1204호(Vol.99, No.1204)의 95쪽에는 "쇼텔예인선(Schottel tugs)"이라는 제목하의 기재 내용에도 기동성을 생성하기 위한 전방위 추진장치가 장착된 예인선이 기재되어 있는바, 그러한 예인선을 일반적으로 ”견인식 예인선“이라 부르기도 하는데, 이는 예인선의 길이방향에서 보아 중심에서 가로로 병렬되어 배치된 2개의 전방위 추진장치가 구비된 구조로 되어 있다. 그러나, 그러한 구조로 된 예인선은 만일 2개의 추진장치 중 1개라도 고장이 나면 예인선을 계속 사용할 수 없게 된다고 하는 결점을 갖게 된다.
본 발명은 상기와 같은 사정을 감안해서 발명한 것으로, 그 주된 목적은 종래의 공지된 예인선 보다 성능이 우수한 예인선을 제공함에 있어, 특히 고장이 쉽게 나지 않고, 또 추진장치 중 1개가 고장이 나더라도 계속 사용할 수가 있는 예인선을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 경제적으로 운행할 수 있고, 특히 추진장치를 모두 함께 사용하지 않고서도 운항할 수가 있는 예인선을 제공함에 있다. 다시 설명하면, 부하(負荷)에 따라 최저의 견인력이 필요한 경우 중앙에 배치된 하나의 추진장치로 운항하고, 중간 정도의 견인력이 필요한 경우 병렬배치된 2개의 추진장치로 운항하며, 최대의 견인력이 필요한 경우 모두 사용할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명이 또 다른 목적은, 흘수(吃水; draft)를 증가시키지 않고서도 공지된 “견인식 예인선" 보다 큰 견인력을 생성할 수 있는 예인선을 제공함에 있다.
여기서, 종래의“견인식 예인선“에서는 2개의 강력한 추진장치를 사용하면 견인력이 더 증가하기는 하지만, 그 결과 추진장치의 규격이 커지게 되고, 이는 곧 예인선의 흘수를 증가시키게 된다고 하는 역효과를 낳게 된다.
또한, 종래의“견인식 예인선”에서 문제로 되는 것은, 해변이나 다른 배에서 화재가 난 것을 끄기 위해 설치되는 소화장치에 관한 것으로, 예인선에는 일반적으로 특별한 요청에 대응하도록 엔진에 의해 구동되는 2개의 소화펌프가 갖춰지도록 되어 있는데, 그들 소화펌프가 가동되어야 할 때는 엔진이 전속력으로 구동되어야 하므로, 그를 조절하기 위한 제어수단이 마련되지 않는다면 추진장치가 전속력으로 구동될 수 밖에 없게 되어 바람직하지 못한 결과로 이어지게 된다.
한편, 종래의 예인선에서는 엔진에 추진장치가 연결되는 상태를 해제시켜 추진장치가 엔진에서 완전히 단절될 수 있게 할 수가 없도록 되어 있는바, 이는 예인선을 제자리에 있도록 하거나 또는 원하는 방향으로 이동하도록 하기 위해서는, 추진장치로 소화펌프로부터 분출되는 소화수가 예인선에 가하는 힘인 반력(反力)에 대응하는 정도의 추진력을 생성하여야만 하기 때문이다. 그리고, 상기 각 추진장치의 구동력은 각각 그와 연결된 엔진이 전속력으로 운항되는 과정에서, 넓은 범위에 걸쳐 단계를 이루지 않는 연속곡선상태로 설정될 수 있도록 되는 것이 바람직한데, 그러기 위해서는 각 추진장치와 그와 관련한 엔진 사이에 슬립커플링(slip coupling)이 갖춰져 있어야 한다. 따라서, 상기와 같은 내용으로 요구되는 구동력 조건이 이루어질 수 있도록 슬립커플링을 설치하려면 많은 비용이 들게 된다.
본 발명은 이와 같은 결점이 해소될 수 있도록 하는 데에도 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 예인선에 설치되는 3개의 추진장치의 위치를 나타내는 개략평면도,
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 개략종단면도,
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 다른 개략횡단면도이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 예인선은, 위쪽에서 보아 각 중심점이 이등변삼각형의 꼭지점에 위치하도록 배치된 3개의 전방위 추진장치를 갖도록 되어 있다.
따라서, 예인선에 분산되는 추력(推力; thrust)을 쉬운 방법으로 증대시킬 수 있어서, 종래의 “견인식 예인선”에 비해 작은 추진장치를 가지고도 큰 추력을 얻을 수가 있게 되고, 그 결과 흘수가 줄여질 수 있게 된다. 또, 본 발명에 따른 3개의 전방위 추진장치를 구입하는 데 드는 비용면에 있어서도, 같은 구동력을 갖도록 하는 데 필요한 종래의 전방위 추진장치를 2개를 구입하는 데 드는 비용과 대체로 같게 된다.
그리고, 만일 예인선에 3개의 엔진 중 2개의 엔진으로 구동되는 2개의 소화 펌프를 가진 소화장치가 필요한 경우에도, 본 발명에서는 상기 소화펌프 중 1개의 소화펌프와 그와 관련된 엔진 사이에 1개의 슬립커플링을 설치하기만 하면 충분하게 된다. 왜냐 하면, 상기 소화장치가 사용되는 동안에는 제2엔진의 추진장치가 완전히 단절될 수 있어서, 예인선이 전적으로 슬립커플링을 갖춘 제1엔진의 추진장치와 제3엔진의 추진장치에 의해 조종될 수 있기 때문이다. 여기서, 상기 제3엔진은 소화펌프와는 전혀 연결되지 않아, 슬립커플링 없이 자유로이 사용될 수 있도록 되어 있다.
한편, 본 발명의 보다 간단한 변형례로서는, 3개의 엔진 중 1개에 의해 구동되는 1개의 소화펌프만을 가진 소화장치를 장착시키도록 된 것으로, 이는 제3엔진에는 전혀 슬립커플링이 필요치 않도록 하는 것이 좋다. 그렇게 하면 소화장치를 사용하는 도중 제3엔진에 연결된 추진장치가 완전히 꺼져도 되고, 다른 2개의 추진장치를 가지고도 충분히 조종할 수가 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 예인선의 윤곽을 개략적으로 나타낸 평면도이다. 이후의 설명에서는, 예인선(1)에는 하중이 실리지 않은 상태로 물에 떠있는 것으로 가정하고, “수평” 및 ”수직“이란 표현은 수면에 대한 상대적인 위치를 나타내는 의미로 사용된다.
도면에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따른 예인선(1)은 가로방향의 중심에서 길이방향으로 뻗고서 수직을 이루는 대칭중심면(2)에 대해 대체로 양쪽이 대칭을 이루는 형태로 되어 있다. 또, 예인선(1)은 대칭중심면(2) 상에 위치하는 선단점(3)과, 역시 상기 대칭중심면(2) 상에 위치하는 후단점(4)을 갖도록 되어 있는바, 이들 선단점(3)과 후단점(4) 사이의 수평거리가 예인선(1)의 길이(L)로 된다. 다음부터는 수평거리로 표시되는 위치는 모두 후단점(4)에서부터 측정한 것을 나타내게 된다.
참조부호 5는 도면에서 상기 대칭중심면(2)과 직각방향으로 뻗고서 수직을 이루는 수직면을 나타내는 것으로, 이 수직면(5)은 상기 선단점(3)과 후단점(4) 사이의 중앙점을 이루는 수직선(M)에서 상기 대칭중심면(2)과 교차하도록 되어 있다. 따라서, 앞으로는 이 중심선(M)을 예인선(1)의 중심(M)이라 부르고, 상기 수직면(5)을 예인선(1)의 횡단중심면으로 부르기로 한다. 또, 다음부터 수평방향의 폭으로 나타내는 위치는 모두 상기 대칭중심면(2)에서부터 측정된 것으로 나타낸다.
예인선(1)의 몸체에서 상기 횡단중심면(5) 뒤쪽 부분은 선미부(船尾部; 6)라 하고, 앞쪽 부분은 선수부(船首部; 7)라 칭하기로 한다. 그리고, 선미부(6)의 수평면상에 원으로 나타내어진 곳은 견인케이블과 같은 것을 고정하기 위한 점, 또는 그 점에서 견인케이블을 견인용 윈치로 유도하기 위한 견인점(8)을 나타낸다. 또, 예인선(1)에는 그 외에도 여러 개의 견인점을 갖도록 할 수도 있는바, 그 중에는 선수부(7)에 배치되는 것이 있을 수 있다. 만일 선미부(6)에 여러 개의 견인점이 배치되는 경우라면, 상기 견인점(8)은 그 중 후단점(4)과의 수평거리(L8)가 최소로 되어 뒤에서 당기는 후방견인점을 의미하게 된다.
한편, 예인선(1)에는 3개의 전방위 추진장치(10, 20, 30)가 갖춰져 있어서, 예인선(1)의 추진방향을 이들 전방위 추진장치(10, 20, 30)와 연결되는 수직방향 축(11, 21, 31)에 대해 수평방향으로 360°로 바꿀 수 있게 되어 있다. 상기 각 추진장치(10, 20, 30)는 각각 별개의 엔진에 의해 구동되도록 되어 있는바, 그에 관해서는 도면을 간단히 하기 위해 도시하지는 않았다. 상기와 같은 전방위 추진장치(10, 20, 30)로는, 예컨대 스크류와 내부에 이 스크류가 설치된 노즐로 이루어진 이른바 보이드슈나이더 장치(Voith Schneider unit)로 불리어지는 것으로 공지된 것을 들 수 있다. 여기서, 이와 같은 종래의 전방위 추진장치에 관한 구조와 특징에 대해서는, 이들이 본 발명이 추구하는 기술해결목적과 직접 관련되는 것이 아니고, 또 당해 기술분야의 기술자라면 구태여 종래의 전방위 추진장치의 구조에 대해 구체적으로 설명하지 않더라도 본 발명을 이해하는 데 지장이 없을 것이므로, 그에 대해 더 이상 설명은 하지 않기로 한다.
한편, 상기 3개의 전방위 추진장치(10, 20, 30)는, 도면에 도시된 것과 같이 수평면상으로 보아 이등변삼각형을 이루면서 대칭중심면(2)에 대해 대칭을 이루도록 배치되는바, 그중 2개의 전방위 추진장치(10, 20)는 횡단중심면(5)의 앞쪽인 선수부(7)에 배치되는 한편, 나머지 1개의 전방위 추진장치(30)는 횡단중심면(5)의 뒤쪽인 선미부(6)에 배치되는 것이 바람직하다.
도면에 도시된 실시예에서는, 제1추진장치(10)와 제2추진장치(20)가 선수부(7)의 바닥 아래에 설치되어 대칭중심면(2)의 양쪽에 대칭을 이루도록 되어 있다. 즉, 이는 제1추진장치(10)의 수직방향 축(11)의 수평거리(L10)와 제2추진장치(20)의 수직방향 축(21)의 수평거리(L20)가 같게 되어 있다는 것을 의미하고, 또 이들 추진장치(10, 20)의 각 수평거리(L10, L20)가 0.5L 보다 크게 되어 있음을 의미한다. 한편, 상기 제1추진장치(10)의 수직방향 축(11)의 폭방향 거리(B10)는 제2추진장치(20)의 수직방향 축(21)의 폭방향 거리(B20)와 같게 되어 있음을 의미하기도 한다. 여기서, 상기 제1 및 제2추진장치의 수평거리(L10, L20)는 0.8L 보다 작게, 바람직하게는 0.65L 보다 작게 하는 것이 바람직하다. 만일 견인점 중 1개가 선수부(7)에 설치되는 경우라면, 그 수평거리가 L10 이나 L20 이상으로 되는 것이 좋다.
그리고, 상기 제3추진장치(30)의 수직방향 축(31)은 대칭중심면(2) 상에 위치하고서, 0.5 L 보다 가까운 수평거리(L30)에 배치되도록 되어 있는바, 이 수평거리(L30)는 0.15L 이상이 되는 것이 좋다. 특히, 이 수평거리(L30)는 0.4L 이하가 되는 것이 좋고, 보다 더 바람직하기로는 0.25L 이하가 되는 것이 좋다. 또 상기 제3추진장치(30)의 수평거리(L30)는 견인점(8)의 수평거리(L8) 이상으로 되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 3개의 전방위 추진장치(10, 20, 30)는 예인선(1)의 바닥부(9) 밑에 설치될 수가 있다. 그러나, 도 2 및 도 3에 점선으로 도시된 것과 같이, 상기 전방위 추진장치(10, 20, 30)의 일부분이 예인선(1)의 바닥부(9)에 들어가도록 할 수도 있는바, 그렇게 하면 예인선(1)의 흘수가 적어지게 된다. 이는 특히 예인선(1) 중심부에 위치한 제3추진장치(30)에 적용될 수 있는 것으로, 횡단면도에서 볼 수 있듯이 예인선(1)의 바닥부(9)는 일반적으로 다소 V자형을 이루고 있어서 제3추진장치(30)의 최저점이 예인선(1)의 흘수를 결정하도록 되어 있기 때문이다.
한편, 종래의 전방위 추진장치를 갖춘 예인선은 모두 단지 2개의 전방위 추진장치만을 갖도록 되어 있는바, 이들은 본 발명에 따른 예인선(1)에서의 제1 및 제2추진장치(10, 20)에 해당한다. 본 발명에서는 대칭중심면(2)상에 상기 제1 및 제2추진장치(10, 20)와 상이한 수평거리에 제3추진장치(30)가 추가로 설치됨으로써, 다음과 같은 이점이 실현될 수 있게 된다.
즉, 만일 추진장치 중 1개가 고장이 나면, 종래의 예인선에서는 50%의 추력을 잃는다는 것을 의미하지만, 본 발명에 따른 예인선의 경우에는 단지 약 33%의 추력을 잃는다는 것을 의미하게 된다.
또, 종래의 “견인식 예인선”에서는, 복수의 추진장치가 동일한 수평거리로 배치됨으로써, 예인선이 길이방향에 대해 정확히 직각을 이루는 가로방향으로 이동해서 예인성의 끌거나 미는 힘이 그 방향으로 작용하는 경우, 가해지는 동력의 상당부분이 손실로 되어 낭비되게 된다. 즉, 이러한 동력의 손실량은 설치되는 추진장치의 형태에 따라 약 25% 정도가 된다. 배의 후미에 스크류가 장착되는 경우에는 심하게는 손실동력의 70%에 이를 수도 있다. 그러나, 다른 2개의 추진장치가 위치한 곳과 다른 수평거리에 제3추진장치(3)가 설치됨으로써, 가로방향으로의 조종성이 향상되고, 길이방향에 대해 직각방향인 가로방향으로 최대로 끌거나 미는 힘이 상당히 증가될 수 있게 된다.
또, 상기 제3추진장치(30)가 대칭중심면(2) 상에 위치하게 되므로, 이 제3방 추진장치(30) 1개에 의해서도 예인선이 쉽게 직진방향으로 운항될 수 있게 된다. 이렇게 1개의 추진장치만으로 직진운항을 할 수 있게 됨으로써, 예컨대 예인선(1)이 하중이 실리지 않은 상태에서 운항하는 경우에는 연료가 절약되고 마모가 줄어들게 된다.
또, 본 발명에 따른 3개의 추진장치(10, 20, 30)는, 같은 흘수에서도 2개의 추진장치에 의해 생성될 수 있는 추진력보다 더 큰 추진력이 생성될 수가 있게 된다. 즉, 본 발명에 의하면, 3개의 추진장치는 각각 종래의 추진장치보다 작은 마력으로 구성할 수 있고, 그 엔진마력의 합이 종래의 “견인식 예인선”에서의 각 추진장치에 비해 총추력 면에서는 더 커질 수가 있게 되고, 그 때문에 예인선의 흘수가 적어질 수 있게 된다.
한편, 본 발명과 관련된 분야의 기술자라면 본 발명의 범주 내에서 앞에서 실시예로 설명된 내용에 기해 여러 가지로 변경해서 실시할 수 있을 것임은 물론이다. 그 예로서는, 종래의 “견인식 예인선”을 건조하는 도중, 예인선의 구조를 본 발명에 따른 구조가 되도록 3개의 추진장치가 설치되는 것을 예상해서 후에 제3추진장치가 설치될 공간을 미리 확보해 두도록 할 수도 있다.
또, 예를 들어 제3추진장치 1개나 또는 여러 개의 추진장치를 안으로 접어넣을 수 있도록 설치해서, 사용하지 않는 추진장치가 배의 바닥면 윤곽선 안으로 들어가도록 접을 수 있게 할 수도 있는바, 그렇게 하면 운항 중 저항이 줄어들어 연료가 절약될 수 있게 된다.
그리고, 흔히 이른바 푸시풀(push-pull)방식으로서 밀거나 당기는 작업을 하도록 된 예인선에서는, 추진장치를 배치하는 위치를 앞에서 설명한 것과는 반대로 해서 앞쪽의 선수부부에 1개, 뒤쪽의 선미부부에 2개가 설치되도록 할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 쉽게 고장이 나지 않고, 추진장치 중 1개가 고장이 나더라도 계속 사용할 수가 있으며, 특히 추진장치를 모두 함께 사용하지 않고도 운항할 수가 있어서 경제적이므로, 종래의 공지된 예인선 보다 성능이 우수한 예인선을 제공할 수가 있게 된다.

Claims (8)

  1. 2개의 전방위 추진장치(10, 20)가 병렬로 설치된 예인선(1)에 있어서,
    상기 병렬로 설치된 2개의 전방위 추진장치(10, 20)의 수평거리 (L10, L20) 위치와 다른 수평거리(L30)에 제3추진장치(30)가 갖춰지도록 구성된 것을 특징으로 하는 전방위 추진장치를 갖춘 예인선.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제3추진장치(30)가 예인선(1)의 대칭중심면(2) 상에 설치된 것을 특징으로 하는 전방위 추진장치를 갖춘 예인선.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제3추진장치(30)가 상기 병렬로 배치된 2개의 전방위 추진장치(10, 20)가 설치된 쪽과 예인선(1)의 횡단중심면(5)에 대해 다른쪽에 배치되도록 설치된 것을 특징으로 하는 전방위 추진장치를 갖춘 예인선.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제3추진장치(30)가 예인선(1)의 횡단중심면(5) 뒤쪽의 선미부(6)에 배치되고, 상기 병렬로 설치된 2개의 전방위 추진장치(10, 20)는 예인선(1)의 횡단중심면(5) 앞쪽인 선수부(7)에 배치된 것을 특징으로 하는 전방위 추진장치를 갖춘 예인선.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제3추진장치(30)가 예인선(1)의 각 견인점 또는 최후방견인점(8)의 수평거리(L8) 위치와 같거나 그 앞에 위치하는 수평거리(L30)에 배치 되도록 된 것을 특징으로 하는 전방위 추진장치를 갖춘 예인선.
  6. 제1항에 있어서, 상기 병렬로 설치된 2개의 전방위 추진장치(10, 20)의 수평거리(L10, L20)가, 예인선(1)의 후단점(4)에서부터 측정해서, 예인선(1)의 전체길이(L)에 대해 0.5L ≤L10 = L20 ≤ 0.65L을 만족시키는 한편, 제3추진장치(30)의 수평거리(L30)가 0.15L ≤ L30 ≤ 0.25L을 만족시키도록 된 것을 특징으로 하는 전방위 추진장치를 갖춘 예인선.
  7. 제1항에 있어서, 상기 각 전방위 추진장치(10, 20, 30)가 각각 분리된 별개의 엔진과 연결되고, 상기 예인선(1)은 상기 3개의 엔진 중의 하나와 연결되는 1개의 소화펌프를 가진 소화장치가 더 갖춰진 것을 특징으로 하는 전방위 추진장치를 갖춘 예인선.
  8. 제1항에 있어서, 상기 각 전방위 추진장치(10, 20, 30)가 각각 분리된 별개의 엔진과 연결되고서, 상기 3개의 엔진 중 병렬로 배치된 2개의 제1 및 제2추진장치(10, 20)와 연결된 2개의 엔진에 연결될 수 있는 2개의 소화펌프를 가진 소화장치가 더 갖춰지는 한편, 나머지 1개의 엔진에는 이 엔진과 연결되는 전방위 추진장치 사이에 슬립커플링이 갖춰지도록 된 것을 특징으로 하는 전방위 추진장치를 갖춘 예인선.
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