KR101125102B1 - 이중 속도 모터 시동기를 이용한 비상 조타기 모터의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중 속도 모터 시동방식을 이용한 비상 조타기 모터의 구동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타(Rudder)를 작동시키는 메인 발전기 및 메인 배전반을 사용할 수 없는 비상 상태에서 이중 속도로 운용될 수 있는 모터 시동기를 사용하여 낮은 용량의 비상 발전기로 비상 조타기 모터를 구동하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 비상시 타를 작동시키는 비상 조타기 모터를 구동하는 방법으로서, 평상시 조타기를 작동시키는 메인 조타기 모터의 정상작동 여부를 판단하는 단계와; 상기 메인 조타기 모터가 정상적으로 작동하지 않는 비상시 이중 속도로 운용될 수 있는 비상 조타기 모터 시동기를 사용하여 상기 비상 조타기 모터를 구동시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 조타기 모터의 구동방법이 제공된다.

조타기 모터, 모터 시동기, 이중 속도, 구동, 발전기, 배전반

Description

이중 속도 모터 시동기를 이용한 비상 조타기 모터의 구동방법{METHOD FOR DRIVING AN EMERGENCY STEERING GEAR MOTOR USING A TWO-SPEED STARTER}

본 발명은 이중 속도 모터 시동기를 이용한 비상 조타기 모터의 구동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조타기를 작동시키는 메인 조타기 모터가 작동불능인 비상 상태에서 이중 속도로 운용될 수 있는 모터 시동기를 사용하여 비상 조타기 모터를 구동하는 방법에 관한 것이다.

조타기 모터는 함교에서의 조향 조작 신호를 전달받아 선박의 타(Rudder)를 선회시킴으로써 선박의 진행방향을 조정하는 기능을 수행한다. 최근 선박의 크기가 점차 대형화되고 있어 조타기 모터의 용량 역시 점차 커지고 있다.

조타기 모터의 용량은 선박이 최고속도로 운항중일 때 타를 좌측 끝에서 우측 끝까지 선회시키는데 소요되는 시간과 관련되므로, 선박의 속도가 빠를수록, 그리고 선박의 크기가 클수록 조타기 모터의 용량도 비례하여 커져야 한다.

이와 같이 조타기 모터의 용량이 커지게 되면, 그에 상응하여 조타기 모터를 시동시키기 위한 발전기의 용량도 커지게 된다. 통상 선박에는 평상시 사용하는 메인 조타기 모터 이외에도, 메인 조타기 모터가 작동불능 상태인 비상시 사용할 수 있는 비상 조타기 모터가 반드시 장착되어야 한다. 메인 조타기 모터가 작동불능인 경우는 메인 조타기 모터 자체의 문제일 수 있고, 메인 발전기 및 메인 배전반이 정상적으로 작동하지 않는 것이 원인일 수도 있다.

비상 조타기 모터는 단권 변압기 시동방식(Auto-transformer start type)으로 시동되는데, 비상 조타기 모터를 시동시키기 위한 비상 발전기 용량은 모터 용량의 최소 2배 이상의 용량을 가지도록 설계된다. 예컨대, 비상 조타기 모터의 용량이 250kW 일 때, 이 조타기 모터의 시동을 위해서는 500kW 이상의 비상 발전기 용량이 요구되고 있다.

종래에는 비상 조타기 모터로서 평상시 사용하는 메인 조타기 모터와 동일한 용량의 것을 사용하였기 때문에, 비상 조타기 모터를 시동시키기 위한 비상 발전기의 용량도 모터 용량의 최소 2배 이상의 용량을 가지도록 설계되었다.

비상 조타기 모터의 사용 조건이 메인 조타기 모터의 사용 조건과 동일할 때, 즉 메인 조타기 모터를 구동시키는 메인 발전기 및 메인 배전반 등이 정상적으로 동작할 때에는, 메인 조타기 모터 혹은 비상 조타기 모터 중 어느 쪽이든 임의로 사용할 수 있으므로, 비상 조타기 모터의 용량이 메인 조타기 모터의 용량과 동일한 것이 바람직하다.

또한, 비상 조타기 모터의 사용 조건이 메인 조타기 모터의 사용 조건과 동일하지 않을 때, 즉 메인 조타기 모터를 구동시키는 메인 발전기 및 메인 배전반 등이 정상적으로 동작하지 않을 때에는, 메인 조타기 모터와 동일한 사양의 비상 조타기 모터가 사용될 필요가 없다.

그렇지만, 종래에는 비상 조타기 모터로서 평상시 사용하는 메인 조타기 모터와 동일한 용량의 것을 사용하였기 때문에, 메인 발전기 및 메인 배전반을 사용할 수 없는 비상시에만 사용되는 비상 발전기 및 비상 배전반도 비상 조타기 모터를 구동할 수 있는 용량의 것을 사용해야만 하는 문제가 있었다.

그에 따라 비상 발전기 및 비상 배전반을 필요 이상으로 큰 용량을 가지는 것으로 설치해야 하였으므로 설치공간이 많이 소요되고 전체 선박의 제조비용이 증가하는 요인이 되었다. 또한 규정에 따라 약 300kW 이상의 큰 용량의 비상 발전기 주변에는 화재 소화 설비가 마련되어야 하므로, 이로 인하여 설치공간이 많이 소요되고 비용이 증가하는 문제가 있었다.

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 타(Rudder)를 작동시키는 메인 조타기 모터가 작동불능인 비상 상태에서 이중 속도로 운용될 수 있는 모터 시동기를 사용하여 비상 조타기 모터를 구동함으로써 비상 발전기의 용량을 낮추고 설치공간 및 제조비용을 절감할 수 있는 비상 조타기 모터의 구동방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 비상시 조타기를 작동시키는 비상 조타기 모터를 구동하는 방법으로서, 평상시 조타기를 작동시키는 메인 조타기 모터의 정상작동 여부를 판단하는 단계와; 상기 메인 조타기 모터가 정상적으로 작동하지 않는 비상시 이중 속도로 운용될 수 있는 비상 조타기 모터 시동기를 사용하여 상기 비상 조타기 모터를 구동시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 조타기 모터의 구동방법이 제공된다.

상기 구동방법은, 상기 메인 조타기 모터가 작동불능 상태로 판단되면, 상기 메인 조타기 모터가 조타기를 작동시킬 수 없는 원인이 상기 메인 조타기 모터 자체의 문제인지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 메인 조타기 모터의 작동불능 원인이 상기 메인 조타기 모터 자체의 문제로 판단되면 상기 비상 조타기 모터를 고속으로 구동시키고, 상기 메인 조타기 모터 자체의 문제가 아닌 것으로 판단되면 상기 비상 조타기 모터를 저속으로 구동 시킨다.

또한, 상기 구동방법은, 상기 메인 조타기 모터가 작동불능 상태로 판단되면, 상기 메인 조타기 모터가 조타기를 작동시킬 수 없는 원인이 상기 메인 조타기 모터에 전력을 공급하는 메인 발전기 및 메인 배전반의 문제인지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 메인 조타기 모터의 작동불능 원인이 상기 메인 조타기 모터에 전력을 공급하는 메인 발전기 및 메인 배전반의 문제로 판단되면 상기 비상 조타기 모터를 저속으로 구동시키고, 상기 메인 발전기 및 메인 배전반의 문제가 아닌 것으로 판단되면 상기 비상 조타기 모터를 고속으로 구동시킨다.

또한, 상기 구동방법은, 상기 메인 조타기 모터가 작동불능 상태로 판단되면, 상기 메인 조타기 모터가 조타기를 작동시킬 수 없는 원인이 상기 메인 조타기 모터 자체의 문제인지, 상기 메인 조타기 모터에 전력을 공급하는 메인 발전기 및 메인 배전반의 문제인지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 메인 조타기 모터의 작동불능 원인이 상기 메인 조타기 모터 자체의 문제로 판단되면 상기 비상 조타기 모터를 고속으로 구동시키고, 상기 메인 조타기 모터에 전력을 공급하는 메인 발전기 및 메인 배전반의 문제로 판단되면 상기 비상 조타기 모터를 저속으로 구동시킨다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 비상시 조타기를 작동시키는 비상 조타기 모터를 구동하는 방법으로서, 평상시 조타기를 작동시키는 메인 조타기 모터가 조타기를 작동시킬 수 없는 비상시에 이중 속도로 운용될 수 있는 비상 조타기 모터 시동기를 사용하여 비상 조타기 모터를 구동시키는 것을 특징으로 하는 비상 조타기 모터의 구동방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 비상시 조타기를 작동시키는 비상 조타기 모터를 구동하는 장치로서, 상술한 구동방법에 의해 상기 비상 조타기 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 비상 조타기 모터의 구동장치가 제공된다.

여기에서, 상기 비상 조타기 모터는 이중 속도형 모터인 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 조타기를 작동시키는 메인 조타기 모터가 작동불능인 비상 상태에서 이중 속도로 운용될 수 있는 모터 시동기를 사용하여 비상 조타기 모터를 구동하는 비상 조타기 모터의 구동방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 비상 조타기 모터는 이중 속도로 운용될 수 있어, 비상 조타기 모터를 시동시키기 위한 시동기 및 비상 발전기의 용량을 낮출 수 있는 동시에, 설치공간 및 제조비용을 절감할 수 있다.

또한, 비상 발전기의 용량이 낮아짐으로 인하여 소화설비를 설치할 필요가 없으므로, 소화설비의 설치공간 및 설치비용을 절감할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 이중 속도 모터 시동기를 이용한 비상 조타기 모터의 구동방법을, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른, 이중 속도 모터 시동기를 이용한 비상 조타기 모터의 구동방법을 설명하기 위한 개념도가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 선박에는, 평상시 사용하는 메인 조타기 모터(1) 이외에도, 메인 전원(메인 배전반(5) 및 메인 발전부(7) 등)이나 메인 조타기 모터(1)가 작동불능인 비상시 사용할 수 있는 비상 조타기 모터(11)가 장착되어 있다.

메인 조타기 모터(1)는 메인 조타기 모터 시동기(3), 메인 배전반(5) 및 메인 발전부(7)와 전기적으로 접속되며, 비상 조타기 모터(11)는 비상 조타기 모터 시동기(13), 비상 배전반(15) 및 비상 발전기(E/G; Emergency Generator)(17)와 전기적으로 접속된다. 또한, 메인 배전반(5)은 비상 배전반(15)과 전기적으로 접속되어 있다. 메인 발전부(7)는 하나 이상의 메인 디젤 발전기(D/G; Diesel Generator)(8)를 포함할 수 있다. 본 발명은 메인 발전부(7)에 포함되는 발전기의 사양 등에 의해 한정되지 않음은 물론이다.

본 발명에 따르면, 비상 조타기 모터(11)로서 이중 속도형(two speed type)의 모터를 채용하며, 그에 따라 비상 조타기 모터(11)를 시동시킬 수 있는 비상 조타기 모터 시동기(13)로서도 이중 속도형 시동기(two speed starter)를 채용한다.

예를 들어, 250kW 용량의 메인 조타기 모터(1)를 사용하는 선박에 있어서, 비상 조타기 모터(11)로서는 250kW/40kW의 이중 속도로 운용될 수 있는 이중속도형 모터를 사용하며, 비상 조타기 모터 시동기(13) 역시 250kW/40kW의 이중 속도로 운용될 수 있는 모터 시동기를 사용한다.

통상 발전기의 용량은 모터 용량의 2배 이상인 것이 바람직하지만, 상술한 바와 같이 250kW/40kW의 이중 속도로 운용 가능한 비상 조타기 모터(11)를 사용할 경우에 비상 발전기(17)의 용량은 80kW 이상이면 된다. 이때, 비상 발전기(17)가 단순히 비상 조타기 모터(11)만을 위해 장착된 경우라면 80kW 이상이면 되지만, 비상 조타기 모터(11) 이외의 각종 비상 설비의 구동을 함께 담당하도록 설계된 경우에는 예컨대 대략 200kW의 용량을 가지는 것을 설치하는 것이 바람직하다.

250kW 용량의 메인 조타기 모터(1)를 사용하는 선박에 있어서, 비상 조타기 모터(11)로서는 250kW/40kW의 이중 속도로 운용될 수 있는 이중속도형 모터를 사용하는 이유는 다음과 같다.

비상 조타기 모터(11)의 사용 조건이 메인 조타기 모터(1)의 사용 조건과 동일할 때, 즉 메인 조타기 모터(1)를 구동시키는 메인 발전부(7) 및 메인 배전반(5) 등이 정상적으로 동작할 때에는, 오작동이 발생한 메인 조타기 모터(1)를 단순히 비상 조타기 모터(11)로 교체하여 사용할 수 있어야 하므로, 비상 조타기 모터(11)의 고속 구동시 용량은 메인 조타기 모터(1)의 용량과 동일한 것이 바람직하다.

이때 비상 조타기 모터(11)는 비상 배전반(15)과 전기적으로 접속되어 있는 메인 배전반(5)을 통하여 메인 발전부(7)로부터 전력을 공급받는다.

또한, 비상 조타기 모터(11)의 사용 조건이 메인 조타기 모터(1)의 사용 조건과 동일하지 않을 때, 즉 메인 조타기 모터(1)를 구동시키는 메인 발전부(7) 및 메인 배전반(5) 등이 정상적으로 동작하지 않을 때에는, 선박 내의 전체적인 전기 공급 상황이 원활하지 않은 상태이므로, 메인 조타기 모터(1)와 동일한 용량의 비상 조타기 모터(11)가 사용될 필요가 없다.

다시 말해서, 메인 발전부(7) 및 메인 배전반(5) 등이 정상적으로 동작하지 않을 때에는, 선박의 운항을 지속하기 위해 가장 필수적인 장치들만을 작동하며 전력의 소모량이나 운항 속도도 최소한으로 유지되기 때문에, 선박의 운항 속도 등과 관련하여 용량이 결정되는 조타기 모터가 정상시 사용되는 조타기 모터와 동일하게 설계될 필요가 없다.

따라서 메인 발전부(7) 및 메인 배전반(5) 등이 정상적으로 동작하지 않을 때에는, 평상시보다 적은 용량(예컨대 40kW)만으로 비상 조타기 모터(11)를 저속 구동시킨다. 이때 요구되는 비상 발전기(17)의 용량은 80kW 이상이며, 다른 장치에서의 요구를 감안하여 대략 비상 조타기 모터(11)의 용량의 3배 내지 6배, 예컨대 200kW 정도의 용량을 갖는 발전기를 사용하는 것이 바람직하다.

상기된 비상 조타기 모터나 비상 발전기 등의 용량은 단지 예시일 뿐이며, 설계시 적절하게 변경될 수 있음은 물론이다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 비상 조타기 모터(11)로서 이중 속도형 모터 시동기(13)에 의해 시동시킬 수 있는 이중 속도형 모터를 사용함으로써 비상 발전기(17)의 용량을 감소시킬 수 있다. 그에 따라 선박의 제조 비용을 절감할 수 있는 동시에 소화설비를 설치할 필요가 없어져 설치공간 및 설치비용을 절감할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른, 이중 속도 모터 시동기를 이용한 비상 조타기 모터의 구동방법을, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른, 이중 속도 모터 시동기를 이용한 비상 조타기 모터의 구동방법을 설명하기 위한 개념도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 메인 조타기 모터 3 : 메인 조타기 모터 시동기

5 : 메인 배전반 7 : 메인 발전부

8 : 메인 디젤 발전기 11 : 비상 조타기 모터

13 : 비상 조타기 모터 시동기 15 : 비상 배전반

17 : 비상 발전기

Claims (10)

1. 평상시 조타기를 작동시키는 메인 조타기 모터와, 상기 메인 조타기 모터를 구동시키기 위한 메인 발전기와, 상기 메인 발전기로부터 상기 메인 조타기 모터에 전력을 공급하는 메인 배전반과, 비상시 조타기를 작동시키는 비상 조타기 모터와, 상기 비상 조타기 모터를 저속으로 구동시키며 상기 메인 발전기보다 작은 용량을 갖는 비상 발전기와, 상기 비상 발전기로부터 상기 비상 조타기 모터에 전력을 공급하는 비상 배전반을 포함하는 선박에서, 비상시 조타기를 작동시키는 비상 조타기 모터를 구동하는 방법으로서,

   평상시 조타기를 작동시키는 상기 메인 조타기 모터의 정상작동 여부를 판단하는 단계와;

   상기 메인 조타기 모터가 작동불능 상태로 판단되면, 상기 메인 조타기 모터가 조타기를 작동시킬 수 없는 원인이 상기 메인 조타기 모터 자체의 문제인지, 상기 메인 조타기 모터에 전력을 공급하는 메인 발전기 및 메인 배전반의 문제인지 여부를 판단하는 단계와;

   상기 메인 조타기 모터의 작동불능 원인이 상기 메인 조타기 모터 자체의 문제로 판단되면 상기 메인 발전기로부터 상기 메인 배전반과 상기 비상 배전반을 통해 상기 비상 조타기 모터에 전력을 공급함으로써 상기 비상 조타기 모터를 고속으로 구동시키고, 상기 메인 조타기 모터의 작동불능 원인이 상기 메인 조타기 모터에 전력을 공급하는 메인 발전기 및 메인 배전반의 문제로 판단되면 상기 비상 발전기로부터 상기 비상 배전반을 통해 상기 비상 조타기 모터에 전력을 공급함으로써 상기 비상 조타기 모터를 저속으로 구동시키는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 조타기 모터의 구동방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 비상 조타기 모터는 이중 속도형 모터이며, 상기 비상 조타기 모터는 상기 비상 배전반으로부터 공급되는 전력에 의해 이중 속도로 운용될 수 있는 비상 조타기 모터 시동기에 의해 고속 및 저속으로 구동되는 것을 특징으로 하는 비상 조타기 모터의 구동방법.
3. 선박에서 비상시 조타기를 작동시키는 비상 조타기 모터를 구동하는 장치로서,

   평상시 조타기를 작동시키는 메인 조타기 모터와;

   상기 메인 조타기 모터를 구동시키기 위한 메인 발전기와;

   상기 메인 발전기로부터 상기 메인 조타기 모터에 전력을 공급하는 메인 배전반과;

   비상시 조타기를 작동시키는 비상 조타기 모터와;

   상기 비상 조타기 모터를 저속으로 구동시키며 상기 메인 발전기보다 작은 용량을 갖는 비상 발전기와;

   상기 비상 발전기로부터 상기 비상 조타기 모터에 전력을 공급하는 비상 배전반; 을 포함하며,

   평상시 조타기를 작동시키는 상기 메인 조타기 모터의 정상작동 여부를 판단하고;

   상기 메인 조타기 모터가 작동불능 상태로 판단되면, 상기 메인 조타기 모터가 조타기를 작동시킬 수 없는 원인이 상기 메인 조타기 모터 자체의 문제인지, 상기 메인 조타기 모터에 전력을 공급하는 메인 발전기 및 메인 배전반의 문제인지 여부를 판단하고;

   상기 메인 조타기 모터의 작동불능 원인이 상기 메인 조타기 모터 자체의 문제로 판단되면 상기 메인 발전기로부터 상기 메인 배전반과 상기 비상 배전반을 통해 상기 비상 조타기 모터에 전력을 공급함으로써 상기 비상 조타기 모터를 고속으로 구동시키고, 상기 메인 조타기 모터의 작동불능 원인이 상기 메인 조타기 모터에 전력을 공급하는 메인 발전기 및 메인 배전반의 문제로 판단되면 상기 비상 발전기로부터 상기 비상 배전반을 통해 상기 비상 조타기 모터에 전력을 공급함으로써 상기 비상 조타기 모터를 저속으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 비상 조타기 모터의 구동장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 비상 조타기 모터는 이중 속도형 모터이며, 상기 비상 조타기 모터는 상기 비상 배전반으로부터 공급되는 전력에 의해 이중 속도로 운용될 수 있는 비상 조타기 모터 시동기에 의해 고속 및 저속으로 구동되는 것을 특징으로 하는 비상 조타기 모터의 구동장치.
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