KR100972154B1 - 쇄빙용 부가 추진 시스템과 쇄빙선 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 쇄빙용 부가 추진 시스템과 쇄빙선에 관한 것으로서, 부가 추진 시스템으로 선체의 내부로부터 승하강할 수 있으며, 수평 방향으로의 회전이 가능하도록 하나 이상의 리트랙타블 트러스터(retractable thruster)를 장착한 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명에 의하면 선체로부터 승하강 및 회전되는 리트랙타블 트러스터를 통하여 선박의 항해 조건에 따라 보조적인 추진과 역추진 및 횡추진 기능 역할이 가능하게 됨으로써, 얼음 해역에서 주 추진기의 부담이 감소되어 주 추진기의 용량을 줄일 수 있게 되며, 일반 해역에서는 선박의 속력이 향상되어 연료비 절감을 가져오고, 더불어 항구 내에서는 사이드 터널을 통한 역추진 또는 횡추진으로 선박의 안정적인 접안이 가능한 효과를 가진다.
쇄빙, 선체, 승하강, 회전, 추진, 역추진, 횡추진

Description

쇄빙용 부가 추진 시스템과 쇄빙선{ICEBREAKING EXTRA PROPULSION SYSTEM AND ICEBREAKING SHIP}
본 발명은 쇄빙용 부가 추진 시스템과 쇄빙선에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반 항해시와 같이 적은 동력이 요구되는 경우 주 추진기로 운항하고, 극지방의 얼음지역에서와 같이 큰 동력이 요구되는 경우 주 추진기 및 부가 추진기를 동시에 작동하여 주 추진기의 용량 부담을 줄일 수 있는 쇄빙용 부가 추진 시스템과 쇄빙선에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 극지방 항해를 위하여 특수 설계된 선박을 쇄빙 상선이라고 한다. 이러한 쇄빙 상선은 극지방에서 생산되는 화물을 일반적인 생활이 가능한 일반생활권역으로 운송하여야 하므로, 극지방의 얼음지역과 일반 해상(Non Ice)을 번갈아 운항하는 것이 통상적인 운항 루트(route)라 할 수 있다. 그러므로 쇄빙항해 성능도 우수해야 하지만, 그에 못지 않게 일반항해 성능도 우수해야 한다.
이에 따라 쇄빙 상선의 특징적 사항으로서, 쇄빙 능력은 얼음 특성에 따른 운항 항로와 선박의 특성에 따라 결정되지만, 일반적인 선박에 비해서는 과도할 정도의 추진 동력이 요구되며, 또한 얼음 지역의 운항 특성 및 항구내에서 조종을 위 한 터넬 트러스트(Tunnel Thruster)가 추가로 장착되어 있고, 추진과 조종을 위한 별도의 시스템이 각각 구성되어 있으므로 이들 장비 및 과도한 발전기 용량이 필요하게 되어 고가의 비용이 들게 된다.
더구나 쇄빙 상선에는 프로펠러가 선체로부터 분리된 구조체에 고정되어 있는 선박 추진 조립체가 장착되며, 대부분의 경우, 이러한 구조체는 360도 회전이 가능하여 회전함으로써 프로펠러 스트림을 소정 방향으로 지향할 수 있다. 따라서, 이러한 방식으로 구성된 선박 추진 시스템은 선박의 주 조향 장치로서 동시에 기능한다. 한편, 프로펠러 장치의 적합한 실시예로서는, 대부분의 경우 유동하는 물에 대해 적절한 형상으로 설계되는 소위 '포드(pod)'라고 칭하는 개별 하우징 조립체를 구비하며, 포드에는 대부분의 경우 전기 모터인 프로펠러용 구동 모터가 배치된다. 기능적으로는, 이러한 종류의 구조체는 다수의 상당한 장점을 발휘함에 따라 이러한 포드 추진장치는 최근 형태를 달리하여 선박에 적용되고 있다.
또한, 이러한 포드 추진장치는 모터와 기타 주 기능 장치인 샤프트 구조체의 단부에 제공된 프로펠러 샤프트가 하우징 조립체에 배열되도록 설치되어 왔으며, 주로 쇄빙선의 선미 부분에 장착되어 빙해역을 운행하고 있다.
그런데, 이러한 포드 추진 시스템은 부피가 크며, 선박 외부에 돌출되어 장착됨에 따라 포드 유닛의 과도한 중량 및 크기로 선박 설계에 제약이 많으며, 일반 항해시 속도면에서 선박 성능이 안 좋으며, 초기 투자비(선가)가 고가이고 운항경비가 많이 소요되는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로서, 선체의 내부로부터 승하강할 수 있는 리트랙타블 트러스터를 설치함으로써, 큰 추진 동력을 요하는 얼음 항해지역에서는 리트랙타블 트러스터가 선체의 선저로부터 하강하여 부가적인 추진기 역할을 하며, 항구 내에서는 사이드 터널을 통한 역추진 또는 횡추진으로 안정적인 이안과 접안이 가능하고, 또한 선체의 다이나믹 포지션 사용시 해상 위치 유지 수단으로 사용될 수 있는 쇄빙용 부가 추진 시스템과 쇄빙선을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 쇄빙용 부가 추진 시스템에 있어서, 부가 추진 시스템으로 선체의 내부로부터 승하강할 수 있으며, 수평 방향으로의 회전이 가능하도록 하나 이상의 리트랙타블 트러스터(retractable thruster)를 장착한 것을 특징으로 하는 쇄빙용 부가 추진 시스템을 제공한다.
또한, 쇄빙용 부가 추진시스템과 사이드 터널을 구비한 쇄빙선으로서, 쇄빙용 부가 추진시스템은 선체의 내부로부터 승하강할 수 있으며, 수평 방향으로의 회전이 가능하도록 하나 이상의 리트랙타블 트러스터(retractable thruster)를 장착한 것을 특징으로 하는 쇄빙선을 제공한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 선체로부터 승하강 및 회전되는 리트랙타 블 트러스터를 통하여 선박의 항해 조건에 따라 보조적인 추진과 얼음지역에서 고립될 시 역추진 기능으로 탈출이 용이한 역할이 가능하게 됨으로써, 얼음 해역에서 주 추진기의 부담이 감소되어 주 추진기의 용량을 줄일 수 있게 되며, 일반 해역에서는 선박의 속력이 향상되어 연료비 절감을 가져오고, 더불어 항구 내에서는 사이드 터널을 통한 역추진 또는 횡추진으로 선박의 안정적인 이안 및 접안이 가능한 효과를 가진다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 선체의 내부로부터 승하강할 수 있도록 하나 이상의 리트랙타블 트러스터(retractable thruster)를 장착한 것으로써, 부가 추진 시스템으로 하여 선박 건조 선가를 줄이고 운항시 연료비를 절감하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 쇄빙용 부가 추진 시스템의 정면도이고, 도 2 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 선체의 일부 작동 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 쇄빙용 부가 추진 시스템의 사용 상태를 보여주는 사시도이 다.
도 1 내지 도 2에 도시된 쇄빙용 부가 추진 시스템은, 선체(10)의 내부로부터 승하강할 수 있도록 하나 이상의 리트랙타블 트러스터(100)를 장착한 것이다.
여기서 리트랙타블 트러스터(100)는, 선체(10)의 선저부 어느 곳에 든 나란히 또는 이격되어 하나 이상의 설치가 가능하나 선수 또는 선미에 설치되는 것이 바람직하며, 하나의 설치시에는 공간적으로 설치하기 용이하며, 터넬 트러스트(Tunnel Thruster)를 대신해 효율적으로 기능할 수 있는 위치인 선수측에 설치되는 것이 바람직하다.
리트랙타블 트러스터(100)의 구성으로는, 선체(10)의 내부에 수직하게 가이드봉(110)이 한 쌍으로 설치되며, 이 가이드봉(110)을 따라 승하강 이동되도록 일정 길이를 가지고서 수직한 본체축(112)이 설치된다.
본체축(112)은 중공관으로 그 내부에 하기에서 설명하는 구동부(114)에 따라 실린더 로드 및 모터축 등이 설치될 수 있다.
그리고 본체축(112)의 상단에는 승하강 및 회전을 위한 구동부(114)가 설치되며, 구동부(114)로는 바람직하게 본체축(112)을 회전시키기 위한 모터(114a)와 본체축(112)을 수직 방향으로 승하강 이동시키기 위한 실린더(114b)로 구성된다.
한편, 본체축(112)의 하단에는 회전되어 추진력을 발휘하는 프로펠러(116)가 설치되고, 프로펠러(116)는 통상적으로 선박에 사용되는 것으로 본체축(112)과 같이 승하강 이동됨과 같이 별도의 모터(미도시)로 하여 독립적인 회전이 가능하다.
덧붙여, 프로펠러(116)의 하면에는 바텀커버(bottom cover:117)가 일체로 설 치된다. 바텀커버(117)는 프로펠러(116)의 면적보다는 다소 크며 선체(10)의 선저와 동일 평면으로 설치되어 리트랙타블 트러스터(100)의 격납시 개구부 없이 선체(10)의 편평한 바닥면을 유지할 수 있도록 하는 구성을 가진다.
이와 같은 구조로 이루어진 쇄빙용 부가 추진 시스템의 작용은 다음과 같이 이루어진다.
쇄빙용 선박의 일반 지역(얼음이 없는 지역) 항해시에는 선체(10)의 내부에 리트랙타블 트러스터(100)가 격납된 상태에서 항해가 이루어진다. 이는 주 추진기(도 2에 도시:12)만으로도 운항이 가능하기 때문이다. 특히, 격납되어지는 리트랙타블 트러스터(100)는 종래의 포드가 항시 선체의 외측으로 돌출됨으로써 발생하는 문제점을 해소할 수 있으며, 선박의 속력을 향상시킬 수 있다.
그리고 리트랙타블 트러스터(100)가 격납된 상태에서는 프로펠러(116)로부터 일체로 이어지는 바텀커버(117)가 선저와 동일 평면상에 위치되어 해수가 유입되거나 하여 항해 속도에 영향을 미치지 못하게 된다.
그리고 쇄빙용 선박이 극지방 즉, 얼음 해역을 통과할 시에는 부가 추진기의 사용이 요구됨으로 하여 도 3 내지 도 4에서와 같이, 리트랙타블 트러스터(100)가 하강하게 된다.
즉, 구동부(114)의 실린더(114b)에 전원이 인가되면 본체축(112)은 가이드봉(110)을 따라 선체(10)의 내부로부터 하강하게 되며, 이때 하강 정도는 프로펠러(116)가 외부로 완전히 돌출되는 정도이다. 그리고 돌출된 프로펠러(116)는 본체축(112)과 같이 모터(114a)로 360°의 회전이 가능하므로 선체(10)의 진행 방향에 따라 주 추진기(12)와 동일 방향에서 추진력을 발휘하게 된다.
여기서 일반 지역의 항해라 해도 별도의 추진력이 요구될 시에는 위에서 설명한 극지방에서의 운행에서와 같이 리트랙타블 트러스터(100)가 하강하여 보조 추진력을 발휘할 수도 있으며, 덧붙여 선박의 다이나믹 포지션(Dynamic position)시 즉, 선체(10)가 해상의 일정 위치에서 고정이 요구될 때, 하강된 리트랙타블 트러스터(100)가 조류 방향에 따라 360°회전되면서 모터(114a)의 정, 역회전 작동으로 위치 고정을 도울 수 있다.
한편, 항구 내에서의 선박 이안 및 접안시에도 안정적인 이안과 접안이 이루어지도록 리트랙타블 트러스터(100)가 사용되어질 수 있다.
여기서 이안 및 접안에 사용되는 리트랙타블 트러스터(100)는 선체(10)의 내부로 격납된 상태이나, 가이드봉(110)을 따라 승하강 이동되면서 선체(10)에 형성되어 있는 사이드 터널(20)에 프로펠러(116)가 위치되면, 사이드 터널(20)과 프로펠러(116)의 방향이 연통되게 회전하여 일체시키고 리트랙타블 트러스터(100)는 역추진 작동으로 선체(10)를 좌, 우 이동시키게 된다.
참고로, 사이드 터널(side tunnel:20)은 선박의 항만내 접안 및 이안, 좁은지역에서의 선회 등 저속 항해시 성능을 향상시키기 위한 목적으로 컨테이너선의 선수 또는 선미의 수면 밑에 잠기는 부위에 선체의 가로방향으로 터널 형태로 설치되는데, 종래에는 사이드 터널(20)의 중앙에 스크류 프로펠러가 장착되어 좌우방향 이동 추진력을 발생시켰었다. 따라서 본 발명에서는 리트랙타블 트러스터(100)가 스크류 프로펠러를 대신하여 안벽에서의 이안 및 접안, 좁은 지역에서의 선회, 항 만 내에서의 저속 항해시 성능을 향상시키게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 쇄빙용 부가 추진 시스템은 하나의 바람직한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 쇄빙용 부가 추진 시스템의 정면도이고,
도 2 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 선체의 일부 작동 단면도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 쇄빙용 부가 추진 시스템의 사용 상태를 보여주는 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 선체 12 : 주 추진기
20 : 사이드 터널 100 : 리트랙타블 아지머스 트러스트
110 : 가이드봉 112 : 본체축
114 : 구동부 116 : 프로펠러
117 : 바텀커버

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 쇄빙용 부가 추진시스템과 사이드 터널을 구비한 쇄빙선으로서,
    상기 쇄빙용 부가 추진시스템은 선체의 내부로부터 승하강할 수 있으며, 수평 방향으로의 회전이 가능하도록 하나 이상의 리트랙타블 트러스터(retractable thruster)를 장착하고,
    상기 리트랙타블 트러스터는, 상기 선체의 내부에 설치되는 한 쌍의 가이드봉을 따라 승하강 이동되는 본체축과, 상기 본체축의 상단에 설치되어 승하강 및 회전시키기 위한 구동부와, 상기 본체축의 하단에 설치되어 추진력을 발휘하는 프로펠러로 구성되며,
    상기 리트렉타블 트러스트의 상기 선체 내부 격납시 상기 프로펠러를 수평 방향으로 회전시켜 상기 선체의 사이드 터널과 일치되도록 하여 상기 선체의 좌, 우 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 쇄빙선.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 구동부에는,
    상기 본체축을 회전시키기 위한 모터와,
    상기 본체축을 수직 방향으로 승하강 이동시키기 위한 실린더가 설치되는 것을 특징으로 하는 쇄빙선.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로펠러의 하면에는 상기 선체의 선저와 동일 평면을 가지는 바텀커버가 설치되어 상기 리트랙타블 트러스터의 격납시 상기 선체의 편평한 바닥면을 유지할 수 있도록 하는 쇄빙선.
  9. 삭제
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