KR101422495B1 - 선박용 스러스터 - Google Patents

Abstract

선박용 스러스터가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 스러스터는 선체에 수직으로 승강하도록 설치된 캐니스터와, 캐니스터 하부에 회전 가능하게 설치되며 프로펠러를 포함하는 추진기조립체와, 캐니스터를 승강시키는 승강장치를 포함하는 선박용 스러스터에 있어서, 스러스터 내부에 전력을 공급하는 케이블을 지지하는 드래그체인; 및 드래그체인이 수용된 공간에 설치되며, 캐니스터의 승강 시 드래그체인과 연결된 와이어에 일정한 장력이 유지되도록 하는 드래그체인지지유닛;을 포함한다.

Description

선박용 스러스터{THRUSTER USED FOR SHIP}

본 발명은 선박용 스러스터에 관한 것이다.

해상에 정박한 상태에서 석유나 가스를 시추하는 드릴쉽(Drillship) 등의 특수 선박은 조류, 바람, 파고의 영향에도 위치를 유지할 수 있도록 하는 위치 제어장치(Dynamic Positioning Control System)를 갖추고 있다. 위치제어장치로는 선체를 일정하게 정박시키는 무어링 시스템(Mooring system)이나, 해수 속에서 360도 회전하면서 추진력을 발생시켜 선체의 위치를 유지할 수 있도록 하는 스러스터(Thruster) 등이 있다.

한국공개특허 제2010-0074398호(2010. 07. 02. 공개)는 이러한 위치제어장치의 일 예로서 캐니스터형 스러스터를 제시하고 있다. 즉, 캐니스터형 스러스터는 선체에 수직으로 승강하도록 설치된 캐니스터와, 캐니스터의 하부에 360도 회전하도록 설치되며 프로펠러를 포함하는 추진기조립체와, 캐니스터의 승강동작을 위한 랙과 피니언 방식의 승강장치(원문은 “잭킹유닛”이라 표현함)를 갖추고 있다.

한편, 선체로부터 연장되어 스러스터 내부에 전력을 공급하는 전선(케이블)에 유연성을 가지도록 드래그체인(Drag chain)이 마련된다. 드래그체인은 캐니스터의 상하운동에 따라 상하모션을 갖는다. 캐니스터가 저속으로 상하이동할 경우에는 드래그체인이 캐니스터 진행방향에 따라 캐니스터와 충돌없이 이동하지만, 캐니스터가 빠르게 움직일 경우 드래그체인이 캐니스터 및 선체 내부에 충격을 가해 손상을 입힐 수 있는 문제점이 있다.

특허문헌: 한국공개특허 제2010-0074398호(2010. 07. 02. 공개)

본 발명의 실시 예는 캐니스터의 승강 시 드래그체인과 연결된 와이어에 일정한 장력이 유지되도록 하여, 드래그체인과의 충돌로 인한 캐니스터 및 선체 내부의 손상을 방지하는 선박용 스러스터를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체에 수직으로 승강하도록 설치된 캐니스터와, 상기 캐니스터 하부에 회전 가능하게 설치되며 프로펠러를 포함하는 추진기조립체와, 상기 캐니스터를 승강시키는 승강장치를 포함하는 선박용 스러스터에 있어서, 상기 스러스터 내부에 전력을 공급하는 케이블을 지지하는 드래그체인; 및 상기 드래그체인이 수용된 공간에 설치되며, 상기 캐니스터의 승강 시 상기 드래그체인과 연결된 와이어를 통하여 상기 드레그체인을 지지하는 드래그체인지지유닛;을 포함하는 선박용 스러스터가 제공될 수 있다.

상기 드래그체인지지유닛은 상기 드래그체인에 체결된 상기 와이어를 감거나 푸는 윈치와, 상기 와이어의 장력을 측정하는 센서와, 상기 장력 측정값과 설정된 기준값을 비교하여, 상기 비교한 결과값에 따라 상기 와이어를 감거나 풀도록 상기 윈치를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 드래그체인지지유닛은 상기 드래그체인이 수용된 공간의 상측에 고정된 수납부를 더 포함할 수 있다.

상기 드래그체인지지유닛은 상기 수납부 내측 상단에 부착된 고정부와, 상기 고정부에 결합된 직선부재와 지지축이 연결되며, 상기 윈치와 드래그체인 사이에 개재되어 상기 윈치에 의해 감기거나 풀리는 상기 와이어를 지지하는 지지롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 와이어는 복수의 서브와이어로 분기되어 상기 드래그체인에 연결되며, 상기 와이어로부터 상기 서브와이어가 분기되는 부분에 마련되어 상기 서브와이어를 결속시키는 와이어결속부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 선박용 스러스터는 캐니스터의 승강 시 드래그체인과 연결된 와이어에 일정한 장력이 유지되도록 하여, 드래그체인과의 충돌로 인한 캐니스터 및 선체 내부의 손상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스러스터가 선박에 장착된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 2는 상기 도 1의 스러스터에 장착된 드래그 체인 지지유닛을 도시한다.
도 3은 상기 도 2의 드래그체인지지유닛에 포함된 윈치에 감겨진 와이어에 일측이 연결되고, 타측이 드래그체인에 연결된 복수의 서브와이어와 연결된 와이어결속부재를 도시한다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스러스터가 선박에 장착된 상태를 나타낸 단면도이다. 그리고, 도 2는 도 1의 스러스터에 장착된 드래그체인지지유닛을 도시한다. 그리고, 도 3은 도 2의 드래그체인지지유닛에 포함된 윈치에 감겨진 와이어에 일측이 연결되고, 타측이 드래그체인에 연결된 복수의 서브와이어와 연결된 와이어결속부재를 도시한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스러스터(10)가 마련된 선박은 선체(1)에 상하방향으로 형성된 터널(2)을 구비하고, 스러스터(10)는 이러한 터널(2)에 상하로 승강하도록 설치된다. 스러스터(10)는 캐니스터(20), 승강장치, 추진기조립체(40), 드래그체인(50) 및 드래그체인지지유닛(100)을 포함한다.

캐니스터(20)는 터널(2) 내에 상하로 승강 가능하게 설치된다. 캐니스터(20)는 예컨대 사각의 상자형태로 마련될 수 있고, 이를 승강 가능하게 수용하는 터널(2)은 캐니스터(20)보다 약간 큰 사각의 단면구조를 가지도록 마련될 수 있다. 캐니스터(20)의 내부는 상호 상하로 이격된 복수의 갑판(22,23,24)에 의해 복수의 공간으로 구획된다. 즉 캐니스터(20)의 아래 쪽으로부터 바닥판(21)과 제1갑판(22) 사이의 하부격실(31), 제1갑판(22)과 제2갑판(23) 사이의 구동기기실(32), 제2갑판(23)과 제3갑판(24) 사이의 보조기기실(33), 제3갑판(24)과 상판(25) 사이의 상부격실(34)로 구획될 수 있다. 또 캐니스터(20) 내에는 각 공간으로 이동할 수 있도록 상하로 길게 사다리(26)가 설치될 수 있다. 구동기기실(32)에는 추진기조립체(40)를 동작시키는 구동모터(27)(구동장치)가 설치되고, 보조기기실(33)에는 스러스터(10)의 동작제어를 위한 각종 제어설비와 전원공급설비 등이 설치될 수 있다.

승강장치는 도시하지 않았으나, 통상적으로 랙과 피니언 방식으로 마련될 수 있으며, 이외에도 도르레 등 공지된 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 승강장치는 추진기조립체(40)가 선체(1)의 하면(5)보다 하부로 돌출하도록 캐니스터(20)를 하방으로 이동시킬 수 있고, 추진기조립체(40)가 터널(2) 내부로 진입하도록 캐니스터(20)를 상방으로 이동시킬 수 있다.

추진기조립체(40)는 캐니스터(20)의 하부에 설치되며, 프로펠러(41)와, 프로펠러(41)를 지지하는 유선형의 프로펠러지지부(42)와, 프로펠러지지부(42)로부터 상방으로 연장되며 그 상단를 회전연결부(44)를 통해 캐니스터(20)의 바닥판(21)에 회전 가능하게 지지된 수직지지부(43)와, 추진수류의 형성을 위해 프로펠러(41)의 둘레에 설치된 원통형 슈라우드(45)를 구비한다.

여기서, 하부격실(31)에는 구동모터(27)의 회전을 프로펠러(41) 쪽으로 전달하는 구동축(46)이 설치되고, 추진기조립체(40)의 수직지지부(43)와 프로펠러지지부(42) 내에는 도면에 도시하지는 않았지만 구동축(46)과 프로펠러(41)를 동력전달 가능하게 연결하는 회전축들과 기어들이 설치된다. 또 하부격실(31)에는 추진기조립체(40)를 360도 회전시킬 수 있도록 회전연결부(44)를 회전시키는 조향모터(47)이 설치된다.

추진기조립체(40)는 구동모터(27)의 동작에 의해 프로펠러(41)가 회전함으로써 추진수류를 발생시킬 수 있고, 조향모터(47)의 동작에 의해 추진기조립체(40)가 선회함으로써 추진수류의 방향을 제어할 수 있다. 그리고 이러한 추진수류는 선체(1)를 원하는 위치로 이동시킴으로써 조류나 파도의 영향 등에도 불구하고 선체(1)가 해상에서 제 위치를 유지하도록 할 수 있다.

드래그체인(50)은 스러스터(10) 내부에 전력을 공급하는 케이블(7, 도 3 참조)을 지지한다. 예컨대, 케이블(7)은 드래그체인(50) 내측을 따라 선체(1)로부터 구동기기실(32)로 연결될 수 있다.

드래그체인지지유닛(100)은 드래그체인(50)이 수용된 공간(S)에 설치되며, 캐니스터(20)의 승강 시 드래그체인(50)과 연결된 와이어(W)를 통해 드래그체인(50)을 지지한다.

도 2와 도 3을 참조하면, 이러한 드래그체인지지유닛(100)은 윈치(110), 지지롤러(120), 수납부(130), 센서 및 제어부를 포함한다.

윈치(110)는 드래그체인(50)에 연결된 와이어(W)를 감거나 푼다. 윈치(110)는 후술할 제어부의 제어명령에 따라 와이어(W)를 감거나 풀 수 있다. 또한, 원격 제어기기와 통신을 수행하여 해당 제어기기의 제어명령에 따라 와이어(W)를 감거나 풀 수도 있다. 이는 작업자가 캐니스터(20)의 승강 작업 시 직접 윈치(110)를 조정할 경우 유용하다.

지지롤러(120)는 윈치(110)와 드래그체인(50) 사이에 개재되어 윈치(110)에 의해 감기거나 풀리는 와이어(W)를 지지한다. 이때, 지지롤러(120)는 후술할 수납부(130) 내측 상단에 고정된 고정부(132)에 결합된 직선부재(134)와 지지축(121)이 연결될 수 있다.

수납부(130)는 드래그체인(50)이 수용된 공간의 상측에 고정되며, 윈치(110), 지지롤러(120), 센서, 제어부, 고정부(132) 및 지지롤러(120)를 내측에 구비할 수 있다. 이는, 외부장치들과의 간섭을 피하도록 하는 동시에, 수납부(130) 내부의 장치들을 보호하고, 수납부(130)를 설치하는 작업만으로 드래그체인(50)과 연결된 와이어(W)에 일정한 장력이 유지될 수 있도록 하는 데에 필요한 장비들이 간편하게 구비될 수 있도록 한다.

센서는 와이어의 장력을 측정하며, 도면에 도시하지는 않았으나, 윈치(110) 또는 지지롤러(120)에 설치될 수 있다. 이러한 센서는 예컨대, 장력센서 등을 포함할 수 있다.

제어부는 센서에 의해 측정된 와이어(W)에 대한 장력 측정값과 설정된 기준값을 비교하여, 비교한 결과값에 따라 와이어(W)를 감거나 풀도록 윈치(110)를 제어한다. 즉, 드래그체인(50)은 캐니스터(20)의 승강 시 함께 승강된다. 이때, 제어부는 드래그체인(50)에 연결된 와이어(W)를 윈치(110)를 이용하여 설정된 기준값에서 감거나 풀어 일정한 장력이 유지되도록 함으로써, 드래그체인(50)이 승강 시 상하모션 등으로 인해 캐니스터(20) 및 선체 내부에 충격을 가해 손상을 입히지 않도록 한다. 이러한 제어부는 설치위치를 한정하지 않으므로, 도면에는 도시하지 않았다.

한편, 상술한 와이어(W)는 예컨대, 끝단이 클립방식의 체결고리로 형성되어, 체결고리를 드래그체인(50)에 체결되는 방식으로 드래그체인(50)에 결속될 수 있다.

이때, 도 3을 참조하면, 상술한 와이어(W)는 복수의 서브와이어(W1~W4)로 분기되어 드래그체인(50)에 각각 연결될 수 있다. 이때, 서브와이어(W1~W4)는 (메인) 와이어(W)로부터 여러 가닥이 나누어져 형성된 것이다. 이는, 중량의 드래그체인(50)에 여러 개의 서브와이어(W)를 연결시켜, 드래그체인(50)의 하중을 분산 지지하고, 드래그체인(50)의 상하모션에 대해 보다 효과적으로 대응하기 위함이다. 이때, 와이어(W)로부터 서브와이어(W1~W4)가 분기되는 부분에 와이어결속부재(140)가 마련되어 서브와이어(W1~W4)를 효과적으로 결속시킬 수 있다. 이때, 와이어결속부재(140)는 와이어(W)로부터 서브와이어(W1~W4)가 분기되는 부분을 죄는 방식으로 서브와이어(W1~W4)를 결속시킬 수 있다.

서브와이어(W1~W4)의 각 끝단은 예컨대 클립방식의 체결고리(141)로 마련되며, 해당 체결고리(141)를 각각 드래그체인(50)에 체결하는 방식으로 서브와이어(W1~W4)와 드래그체인(50)간의 연결이 이루어질 수 있다. 이와 같이, 윈치(110)에 감겨진 와이어(W)로부터 분기된 각각의 서브와이어(W)를 드래그체인(50)에 고정시킨 상태에서, 상술한 제어부는 와이어(W)에 일정 장력이 유지되도록 윈치(110)의 동작을 제어하여, 드래그체인(50)에 의한 캐니스터(20) 및 선체 내부의 손상을 방지할 수 있게 된다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

10: 스러스터 20: 캐니스터
40: 추진기조립체 50: 드래그체인
100: 드래그체인지지유닛 110: 윈치
120: 지지롤러 130: 수납부
140: 와이어결속부재

Claims (5)

1. 선체에 수직으로 승강하도록 설치된 캐니스터와, 상기 캐니스터 하부에 회전 가능하게 설치되며 프로펠러를 포함하는 추진기조립체와, 상기 캐니스터를 승강시키는 승강장치를 포함하는 선박용 스러스터에 있어서,
   상기 스러스터 내부에 전력을 공급하는 케이블을 지지하는 드래그체인; 및
   상기 드래그체인이 수용된 공간에 설치되며, 상기 캐니스터의 승강 시 상기 드래그체인과 연결된 와이어를 통하여 상기 드레그체인을 지지하는 드래그체인지지유닛;을 포함하되,
   상기 와이어는 복수의 서브와이어로 분기되어 상기 드래그체인에 연결되며,
   상기 서브와이어가 분기되는 부분에 상기 서브와이어를 결속시키는 와이어결속부재가 마련된 선박용 스러스터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 드래그체인지지유닛은
   상기 드래그체인에 체결된 상기 와이어를 감거나 푸는 윈치와, 상기 와이어의 장력을 측정하는 센서와,
   상기 장력 측정값과 설정된 기준값을 비교하여, 상기 비교한 결과값에 따라 상기 와이어를 감거나 풀도록 상기 윈치를 제어하는 제어부를 포함하는 선박용 스러스터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 드래그체인지지유닛은 상기 드래그체인이 수용된 공간의 상측에 고정된 수납부를 더 포함하는 선박용 스러스터.
4. 제3항에 있어서,
   상기 드래그체인지지유닛은
   상기 수납부 내측 상단에 부착된 고정부와,
   상기 고정부에 결합된 직선부재와 지지축이 연결되며, 상기 윈치와 드래그체인 사이에 개재되어 상기 윈치에 의해 감기거나 풀리는 상기 와이어를 지지하는 지지롤러를 더 포함하는 선박용 스러스터.
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