KR101475197B1 - Canister-type thruster - Google Patents
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- B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
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Abstract
캐니스터식 스러스터를 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터는 선체나 부유구조물의 트렁크 내에서 승강하는 캐니스터; 캐니스터의 외면에 승강방향으로 길게 설치되는 랙기어, 트렁크에 설치되며 랙기어와 이물림하는 피니언기어 및 이를 구동하는 구동원을 갖춘 승강구동부를 구비하며, 캐니스터의 승강을 구현하는 승강장치; 캐니스터의 승강을 안내하는 안내장치; 및 랙기어의 단부에 장착되는 완충안내부재를 포함한다.A canister thruster is disclosed. A canister type thruster according to an embodiment of the present invention includes a canister that ascends and descends in a trunk of a ship or a floating structure; A lift device mounted on the outer surface of the canister for lifting and lowering the canister, the lift device including a rack gear installed on the outer surface of the canister in a lengthwise direction of the canister and a lift driving part provided on the trunk and having a pinion gear engaged with the rack gear and a driving source for driving the rack gear. A guide device for guiding the lifting and lowering of the canister; And a shock absorbing guide member mounted on an end of the rack gear.
Description
본 발명은 캐니스터 설치 시 설치를 안내하면서 설치에 따른 충격을 저감시킬 수 있는 캐니스터식 스러스터에 관한 것이다.The present invention relates to a canister-type thruster capable of reducing the impact of installation while guiding installation of the canister.
드릴쉽(Drillship)과 같은 특수선박은 해상의 작업영역에서 정박할 수 있어야 하므로 조류, 바람, 파고의 영향에도 위치를 유지할 수 있는 장치(Dynamic Positioning System)가 필요하다. 따라서 이러한 선박은 수중에서 방향을 전환하면서 추진력을 발생시켜 선체의 위치를 제어할 수 있는 스러스터(Thruster)를 갖추고 있다. Special vessels, such as drillships, must be able to berth in the working area of the sea, so a Dynamic Positioning System is needed to maintain its position even under the influence of algae, wind and digging. Therefore, these ships have a thruster that can control the position of the ship by generating propulsion force while changing direction in the water.
하지만 통상적인 스러스터는 선체 하부(수중)에 설치되기 때문에 고장이 생길 경우 수리나 교체가 어려운 문제가 있다. 해상에서 고장이 생길 경우 수리를 위해 도크(dock)가 있는 육상까지 선체를 이동시켜야 하는 상황이 발생하기도 한다. 이러한 운용상의 난점을 해결하고 해상의 작업영역에서도 스러스터의 수리나 교체작업을 수행할 수 있도록 하고자 제안된 것이 캐니스터식 스러스터다.However, since the conventional thruster is installed in the lower part of the hull (underwater), there is a problem that it is difficult to repair or replace if a failure occurs. In the event of a breakdown at sea, it may be necessary to move the hull to the land where the dock is located for repair. A canister type thruster is proposed to solve these operational difficulties and to be able to perform repair or replacement work on the thruster in the maritime work area.
대한민국 공개특허공보 10-2011-0139545호(2011. 12. 29. 공개) 및 공개특허공보 10-2010-0074397호(2010. 07. 02. 공개)는 캐니스터식 스러스터의 예를 각각 제시하고 있다. 캐니스터식 스러스터는 선체의 갑판으로부터 저면까지 관통된 트렁크 내에 승강하도록 설치된 캐니스터와, 캐니스터의 하부에 설치되며 360도 방향을 전환할 수 있는 추진헤드와, 캐니스터 내에서 추진헤드를 동작시키는 구동장치들과, 캐니스터를 승강시키는 승강장치와, 캐니스터의 승강을 안내하는 안내장치를 갖추고 있다. Korean Published Patent Application No. 10-2011-0139545 (published on December 29, 2011) and Published Patent Application No. 10-2010-0074397 (published on May 07, 2010) each show an example of a canister type thruster . The canister type thruster includes a canister installed to raise and lower in a trunk extending from a deck to a bottom of the hull, a propulsion head installed at a lower portion of the canister and capable of switching the direction of 360 degrees, driving devices for operating the propulsion head in the canister An elevating device for elevating and lowering the canister, and a guide device for guiding the elevation of the canister.
캐니스터를 승강시키는 승강장치는 캐니스터의 측면에 설치되는 랙기어와, 랙기어와 이물림하는 피니언기어 및 이를 구동하는 모터를 갖춘 승강구동부를 포함하는 형태일 수 있다.The lift device for lifting and lowering the canister may be configured to include a rack gear provided on a side surface of the canister, and a lifting and lowering drive portion having a pinion gear engaged with the rack gear and a motor for driving the rack gear.
이러한 스러스터는 캐니스터의 승강을 통해 추진헤드의 위치를 변화시킬 수 있다. 즉 추진헤드를 선체 저면 아래에 위치시키는 운용모드, 선체가 운항할 때 추진헤드를 트렁크 내부로 끌어 올리는 이동모드, 선체 내부의 유지보수영역으로 추진헤드를 끌어올리는 유지보수모드로 전환하는 것이 가능하다. 또 크레인 등을 이용해 캐니스터와 추진헤드를 함께 상부로 들어 올려 선체로부터 분리하는 것도 가능하다. Such a thruster can change the position of the propelling head through lifting and lowering of the canister. It is possible to switch to an operation mode in which the propulsion head is positioned below the hull bottom, a movement mode in which the propulsion head is pulled up into the trunk when the hull is operated, and a maintenance mode in which the propulsion head is pulled up to the maintenance area inside the hull . It is also possible to use a crane or the like to raise the canister and the propelling head together and separate them from the hull.
한편, 캐니스터는 단면의 폭이 대략 5 ~ 6m에 이르고 높이가 대략 10m에 이르는 거대구조물인 관계로 취급이 어렵다. 캐니스터와 이에 장착되는 장치의 무게도 매우 크다. 따라서 캐니스터를 선체의 트렁크로 진입시켜 설치하거나 고장 수리를 위해 선체로부터 분리하였다가 다시 장착하는데에는 많은 어려움이 따른다. 설치 시 캐니스터와 트렁크 사이에 마련되는 안내장치의 정확한 합체가 요구되고, 승강장치의 랙기어와 피니언기어의 이물림 또한 정확히 유지해야 하기 때문이다. 설치과정에서 캐니스터의 진입이 어긋날 경우 랙기어와 피니언기어 이물림 충격이 발생할 수 있고, 이로 인해 승강구동부의 고장이 생길 수도 있다.On the other hand, the canister is difficult to handle because it is a huge structure having a width of about 5 to 6 m in cross section and a height of about 10 m. The weight of the canister and the device mounted thereon is also very large. Therefore, it is very difficult to install the canister into the trunk of the hull or detach it from the hull for repairs. This is because accurate integration of the guide device provided between the canister and the trunk is required at the time of installation, and the bite of the rack gear and the pinion gear of the lift device must be accurately maintained. If the entry of the canister is disregarded during the installation process, the rack gear and the pinion gear may engage with each other, which may cause failure of the lifting and driving portion.
본 발명의 실시 예는 캐니스터 설치 시 설치를 안내하면서 설치에 따른 충격을 저감시킬 수 있는 캐니스터식 스러스터를 제공하고자 한다.The embodiments of the present invention are intended to provide a canister-type thruster capable of reducing the impact of installation while guiding installation of the canister.
또 본 발명의 실시 예는 제작 및 설치가 용이하면서도 캐니스터의 원활한 승강을 구현할 수 있는 캐니스터식 스러스터를 제공하고자 한다. The embodiments of the present invention are intended to provide a canister-type thruster capable of easily raising and lowering the canister while being easily manufactured and installed.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체나 부유구조물의 트렁크 내에서 승강하는 캐니스터; 상기 캐니스터의 외면에 승강방향으로 길게 설치되는 랙기어, 상기 트렁크에 설치되며 상기 랙기어와 이물림하는 피니언기어 및 이를 구동하는 구동원을 갖춘 승강구동부를 구비하며, 상기 캐니스터의 승강을 구현하는 승강장치; 상기 캐니스터의 승강을 안내하는 안내장치; 및 상기 랙기어의 단부에 장착되는 완충안내부재를 포함하는 캐니스터식 스러스터가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a canister, comprising: a canister that ascends and descends in a trunk of a hull or a floating structure; And a lifting and lowering driving part provided on the outer surface of the canister, the lifting and lowering part including a rack gear installed in a lengthwise direction of the canister, a pinion gear installed in the trunk and engaged with the rack gear, and a driving source for driving the rack gear. ; A guide device for guiding the lifting and lowering of the canister; And a shock absorber guiding member mounted on an end of the rack gear.
상기 완충안내부재는 상기 캐니스터의 설치 시 설치를 안내하면서 설치에 따른 충격을 완화시킬 수 있다.상기 완충안내부재는 탄성을 가진 비금속소재로 마련될 수 있다.The cushioning guide member may alleviate the impact of the installation while guiding the installation of the canister in the installation of the canister. The cushioning guide member may be made of a non-metallic material having elasticity.
상기 완충안내부재는 상기 랙기어의 단부로부터 상기 랙기어의 승강방향을 향하여 산형으로 돌출할 수 있다.The buffer guide member may protrude in a mountain-like shape from the end of the rack gear toward the lifting direction of the rack gear.
상기 완충안내부재는 상기 랙기어에 분리와 결합 가능하게 장착될 수 있다.The buffer guide member may be detachably mountable to the rack gear.
상기 안내장치는 상기 승강구동부 상부의 상기 트렁크 내면에 설치되어 상기 랙기어의 승강을 안내하는 상부안내유닛, 상기 승강구동부 하부의 상기 트렁크 내면에 설치되어 상기 랙기어의 승강을 안내하는 하부안내유닛을 포함할 수 있다.The guide device includes an upper guide unit installed on an inner surface of the trunk of the upper part of the lifting and lowering part to guide the lifting and lowering of the rack gear, a lower guide unit installed on the inner surface of the trunk of the lower part of the lifting and lowering part, .
상기 상부안내유닛과 상기 하부안내유닛은 상기 트렁크 내면에 고정되는 지지브래킷, 상기 지지브래킷에 마련되며 상기 랙기어의 치부와 접하여 승강을 안내하는 치면안내부, 및 상기 지지브래킷에 마련되며 상기 랙기어의 측면과 접하여 승강을 안내하는 측면안내부를 각각 포함할 수 있다.Wherein the upper guide unit and the lower guide unit are provided with a support bracket fixed to the inner surface of the trunk, a tooth surface guide provided on the support bracket and in contact with the teeth of the rack gear to guide the lifting and lowering, And a side guide portion for guiding the up and down movement in contact with the side surface of the guide portion.
상기 랙기어는 그 폭 방향 양측에 상기 피니언기어와 이물림하는 치부가 대칭을 이루도록 마련되고, 상기 치면안내부는 상기 랙기어 양측 치부를 각각 안내하도록 상기 지지브래킷 양측에 대칭을 이루도록 마련될 수 있다.The rack gear may be provided on both sides of the rack gear in such a manner that the pinion gear is symmetrical to the pinion gear on both sides in the width direction and the tooth surface guide portion may be provided to be symmetrical on both sides of the support bracket so as to guide both side edges of the rack gear.
상기 치면안내부와 상기 측면안내부는 상기 랙기어와 접하여 승강을 안내하며 분리와 결합 가능하게 장착되는 슬라이딩패드를 각각 포함할 수 있다.The tooth surface guide portion and the side guide portion may include sliding pads mounted on the rack gear so as to be detachable from and in contact with the rack gear.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선체나 부유구조물의 트렁크 내에서 승강하는 캐니스터; 상기 트렁크의 내면에 상기 캐니스터의 승강방향으로 길게 설치되는 랙기어, 상기 캐니스터에 설치되며 상기 랙기어와 이물림하는 피니언기어 및 이를 구동하는 구동원을 갖춘 승강구동부를 구비하며, 상기 캐니스터의 승강을 구현하는 승강장치; 상기 캐니스터의 승강을 안내하는 안내장치; 및 상기 랙기어의 단부에 장착되는 완충안내부재를 포함하는 캐니스터식 스러스터가 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a canister for a ship, comprising: a canister which ascends and descends in a trunk of a hull or a floating structure; And a lifting and lowering driving unit having a rack gear installed on the inner surface of the trunk in a direction of lifting and lowering the canister, a pinion gear installed on the canister and engaging with the rack gear, and a driving source for driving the rack gear. A lifting device; A guide device for guiding the lifting and lowering of the canister; And a shock absorber guiding member mounted on an end of the rack gear.
본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터는 랙기어의 단부에 장착된 완충안내부재가 설치를 안내하면서 충격을 저감시키기 때문에 캐니스터의 용이한 설치를 구현할 수 있고, 랙기어 및 승강구동부의 피니언기어를 설치에 따른 충격으로부터 안전하게 보호할 수 있다. The canister type thruster according to the embodiment of the present invention can realize easy installation of the canister because the shock absorbing guide member mounted on the end portion of the rack gear reduces the impact while guiding the installation, and the rack gear and the pinion gear Can be safely protected from impact due to installation.
또 본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터는 완충안내부재를 랙기어로부터 분리할 수 있기 때문에 완충안내부재의 훼손이나 마모가 생길 경우 완충안내부재만을 쉽게 교체할 수 있다.In the canister type thruster according to the embodiment of the present invention, since the buffer guide member can be separated from the rack gear, when the buffer guide member is damaged or abraded, only the buffer guide member can be easily replaced.
또 본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터는 안내장치와 승강장치가 같은 선상에 배치되기 때문에 용이한 설치를 구현할 수 있다. 관련하여 안내장치의 구성을 단순화할 수 있기 때문에 제작비용을 줄이고 생산성도 높일 수 있다. In the canister type thruster according to the embodiment of the present invention, since the guiding device and the landing gear are arranged on the same line, it is possible to realize an easy installation. It is possible to simplify the configuration of the guide device, thereby reducing the manufacturing cost and increasing the productivity.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터의 내부구성 및 선체 장착된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터의 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도로, 캐니스터가 운용모드, 이동모드, 유지보수모드의 위치로 각각 이동한 상태를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터의 캐니스터와 트렁크의 단면구조 및 캐니스터를 구속하는 구속장치의 구성을 나타낸 횡방향 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터의 하부안내유닛 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터의 하부안내유닛 정면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터의 랙기어 및 이에 장착되는 완충안내부재를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터의 랙기어가 피니언기어에 초기 이물림되는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating an inner structure of a canister type thruster according to an embodiment of the present invention and a hull mounted state thereof.
2 is a perspective view of a canister type thruster according to an embodiment of the present invention.
Figs. 3 to 5 are cross-sectional views taken along line AA of Fig. 1, showing the canister moved to the operating mode, the moving mode, and the maintenance mode, respectively.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a canister and a trunk of a canister type thruster according to an embodiment of the present invention and a configuration of a restraining device for restricting the canister.
7 is a perspective view of a lower guide unit of a canister type thruster according to an embodiment of the present invention.
8 is a front view of the lower guide unit of the canister type thruster according to the embodiment of the present invention.
9 is a perspective view showing a rack gear of a canister type thruster according to an embodiment of the present invention and a shock absorbing guide member mounted thereon.
10 is a perspective view showing a state in which the rack gear of the canister type thruster according to the embodiment of the present invention is initially engaged with the pinion gear.
11 is a cross-sectional view illustrating a canister type thruster according to another embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided to fully convey the spirit of the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. The present invention is not limited to the embodiments shown herein but may be embodied in other forms. For the sake of clarity, the drawings are not drawn to scale, and the size of the elements may be slightly exaggerated to facilitate understanding.
도 1은 본 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터의 내부구성 및 선체 장착상태를 나타낸다. 1 shows an internal configuration of a canister type thruster and a hull attachment state according to the present embodiment.
본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터(100)는 해상의 작업영역에서 정박상태를 유지할 필요가 있는 선박이나 부유구조물에 적용될 수 있다. 예를 들면, 석유나 가스 등 해저 자원의 채취를 위해 시추작업을 하는 드릴쉽(Drillship), 부유식 원유생산·저장·하역설비(FPSO: Floating Production Storage Offloading) 등에 적용될 수 있다. 또 이러한 캐니스터식 스러스터(100)는 반드시 정박상태에서 위치제어가 필요한 경우 외에도 예인선, 쇄빙선 등과 같은 특수선박이나 통상의 운송선박에도 적용될 수 있다. The
도 1과 도 2를 참조하면, 캐니스터식 스러스터(100)가 적용되는 선박의 선체(1, 또는 부유구조물)는 상하방향으로 관통된 트렁크(2)를 구비한다. 그리고 스러스터(100)는 트렁크(2) 내에 승강 가능하게 설치되는 캐니스터(110), 캐니스터(110)의 하부에 설치된 추진헤드(130), 캐니스터(110)를 상하로 이동시키는 승강장치(140), 캐니스터(110)의 승강을 안내하는 안내장치를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, a ship 1 (or a floating structure) of a ship to which a
캐니스터(110)는 도 1, 도 2, 도 6에 도시한 바와 같이, 그 하부 및 측면이 수밀 가능한 사각의 상자형태로 마련될 수 있다. 선체(1)의 트렁크(2)는 캐니스터보다 약간 큰 사각통 형태일 수 있다. 여기서는 하나의 예로써 캐니스터(110)와 트렁크(2)의 단면형상이 사각형인 경우를 제시하지만, 캐니스터(110)와 트렁크(2)는 단면형상이 육각, 팔각, 원형 등 다양하게 변경될 수 있다. 1, 2, and 6, the
캐니스터(110)는 도 1에 도시한 바와 같이, 상하방향으로 상호 이격된 복수의 갑판(112,113,114)에 의해 내부가 복수의 공간으로 구획될 수 있다. 즉 캐니스터(110)의 아래 쪽으로부터 바닥판(111)과 제1갑판(112) 사이의 하부격실(116), 제1갑판(112)과 제2갑판(113) 사이의 구동기기실(117), 제2갑판(113)과 제3갑판(114) 사이의 보조기기실(118), 제3갑판(114)과 상판(115) 사이의 상부격실(119)로 구획될 수 있다. 또 캐니스터(110) 내에는 각 공간으로 이동할 수 있도록 상하로 길게 사다리(120)가 설치될 수 있다. As shown in FIG. 1, the
구동기기실(117)에는 후술할 추진헤드(130)를 구동하는 구동모터(121)가 설치되고, 보조기기실(118)에는 스러스터(100)의 동작제어를 위한 각종 제어설비와 전원공급설비 등이 설치될 수 있다. 여기서는 하나의 예로써 캐니스터(110) 내부의 구성을 제시하는 것일 뿐 캐니스터(110) 내부구성이 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다. 캐니스터(110) 내부는 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있다.A
추진헤드(130)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 프로펠러(131)와, 프로펠러(131)를 지지하는 유선형 프로펠러지지부(132)와, 프로펠러지지부(132)로부터 상방으로 연장되며 그 상부의 회전연결부(134)가 캐니스터(110) 바닥판(111)에 회전 가능하게 지지된 수직지지부(133)와, 추진수류의 안내를 위해 프로펠러(131)의 둘레에 설치된 원통형 슈라우드(135)를 포함할 수 있다. 1 to 3, the
캐니스터(110)의 하부격실(116)에는 구동모터(121)의 회전을 프로펠러(131) 쪽으로 전달하는 구동축(136)이 설치되고, 추진헤드(130)의 수직지지부(133)와 프로펠러지지부(132) 내에는 도면에 나타내지는 않았지만 구동축(136)과 프로펠러(131)를 동력전달 가능하게 연결하는 회전축들과 기어들이 설치된다. 또 하부격실(116)에는 추진헤드(130)를 360도 회전시킬 수 있도록 회전연결부(134)를 회전시키는 조향모터들(137)이 설치될 수 있다. The
추진헤드(130)는 도 1과 도 3과 같이 선체(1)의 저면보다 아래에 위치한 상태에서 구동모터(121)의 동작에 의해 프로펠러(131)가 회전함으로써 추진수류를 발생시킬 수 있다. 또 조향모터들(137)의 동작에 의해 추진헤드(130)가 회전함으로써 추진수류의 방향을 제어할 수 있다. 그리고 이러한 추진수류는 선체(1)를 원하는 위치로 이동시킴으로써 조류나 파도 등의 영향에도 불구하고 선체(1)가 해상에서 제 위치를 유지하도록 할 수 있다. 이처럼 추진헤드(130)가 선체(1)의 하부에서 회전하는 형태의 추진기를 아지무스 스러스터(azimuth thruster)라고도 한다.The propelling
캐니스터(110)를 상하로 이동시키는 승강장치(140)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 캐니스터(110) 외면과 트렁크(2)의 내면 사이에 설치될 수 있다. 또 캐니스터(110) 양측을 대등한 조건으로 승강시킬 수 있도록 동일한 형태의 승강장치(140)가 캐니스터(110)의 양측에 각각 마련될 수 있다.The
각 승강장치(140)는 캐니스터(110)의 측면에 고정되며 승강방향으로 길게 연장된 랙기어(141)와, 트렁크(2)의 내면 쪽에 설치되며 랙기어(141)와 이물림하는 두 피니언기어(142) 및 이들 피니언기어(142)를 구동하는 구동원을 갖춘 승강구동부(143)를 포함할 수 있다. Each lifting and lowering
랙기어(141)는 도 2와 도 3에 도시한 예처럼 캐니스터(110)의 측면 상부에서 하부까지 길게 연장되고, 그 폭 방향 양측에 두 피니언기어(142)와 각각 이물림하는 치부(141b)가 대칭을 이루도록 마련된다. 본 실시 예는 안정적인 승강을 구현하기 위해 두 피니언기어(142)가 랙기어(141)의 양측 치부(141b)에 각각 이물림 하는 구성을 제시하지만, 랙기어(141)의 치부(141b)가 한쪽에만 마련되고 여기에 하나의 피니언기어(142)가 이물림하는 형태일 수도 있다. 또 본 실시 예는 랙기어(141)의 바디부(141a)와 그 양측의 치부(141b)가 일체화된 형태를 제시하지만, 랙기어(141)는 바디부(141a)와 치부(141b)가 각각 별도로 제작된 후 상호 결합되는 형태일 수 있다. 또 랙기어(141)는 거대구조물인 캐니스터(110)의 승강을 구현하는 것이어서 길고 큰 부품이므로 복수의 요소로 분할 제작된 후 설치 시 상호 결합되는 형태일 수도 있다.The
승강구동부(143)는 도 1에 도시한 바와 같이, 트렁크(2)의 상하 중간부분보다 상부위치에 설치될 수 있고, 승강구동부(143)가 위치하는 트렁크(2)의 내면 양측에는 이러한 승강구동부(143)의 설치 및 유지보수를 위한 설치공간(3)이 마련될 수 있다. 승강구동부(143)의 구동원은 두 피니언기어(142)의 상반된 감속회전을 구현할 수 있는 감속기어장치와 이를 구동하는 모터를 포함하는 형태일 수 있고, 설치공간(3) 내부의 고정구조물(4)에 고정될 수 있다.As shown in Fig. 1, the lifting
승강장치(140)는 승강구동부(143)의 동작에 의해 랙기어(141)가 승강함으로써 캐니스터(110)의 상하 이동을 구현할 수 있고, 이를 통해 캐니스터(110) 하부에 설치된 추진헤드(130)의 위치를 변화시킬 수 있다. 즉 도 3과 같이 추진헤드(130)를 선체(1) 저면 아래에 위치시켜 선체(1)의 위치제어를 수행하는 운용모드, 도 4와 같이 선체(1)가 운항할 때 저항을 줄이기 위해 추진헤드(130)를 트렁크(2) 내부로 끌어 올리는 이동모드, 도 5와 같이 추진헤드(130)의 유지보수를 위해 추진헤드(130)를 상부의 유지보수위치로 끌어 올리는 유지보수모드로 전환할 수 있다. The raising and lowering
도 5에 도시한 바와 같이, 유지보수모드에서 추진헤드(130)가 위치하는 높이의 트렁크(2) 측면 쪽에는 추진헤드(130)의 유지보수를 위한 유지보수공간(6)이 마련될 수 있다. 유지보수공간(6)은 추진헤드(130)의 부품을 분리한 후 그 내부에 보관하거나 작업자가 추진헤드(130)에 접근하여 유지보수를 수행하기에 충분한 크기일 수 있고, 선박의 진수상태에서 수면보다 상부에 위치할 수 있다. 5, a
또 이러한 캐니스터식 스러스터(100)는 도 3과 도 6에 도시한 바와 같이, 운용모드, 이동모드 등으로 전환된 상태에서 캐니스터(110)를 흔들림 없이 구속할 수 있는 복수의 구속장치(150)를 구비한다. As shown in FIGS. 3 and 6, the
구속장치(150)는 캐니스터(110) 내에 설치되며 모터나 유압실린더를 등으로 이루어지는 구동부(151), 구동부(151)의 동작에 의해 캐니스터(110) 외측으로 돌출하여 걸림을 구현하는 걸림로드(152), 구속장치(150)와 대응하는 위치의 트렁크(2) 내면에 고정되며 걸림로드(152)가 진입하여 걸리는 홈을 갖춘 복수의 걸림부재(153)를 포함할 수 있다. 복수의 걸림부재(153)는 캐니스터(110)가 운용모드, 이동모드, 유지보수모드로 이동한 상태에서 걸림로드(152)의 걸림을 구현할 수 있도록 해당하는 위치에 각각 마련될 수 있다. The
캐니스터(110)의 승강을 안내하는 안내장치는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 승강구동부(143) 상측의 트렁크(2) 내면에 설치되어 랙기어(141)를 지지함으로써 랙기어(141)의 승강을 안내하는 상부안내유닛(160)과, 승강구동부(143) 하부의 트렁크(2) 내면에 설치되어 역시 랙기어(141)를 지지함으로써 랙기어(141)의 승강을 안내하는 하부안내유닛(170)을 포함할 수 있다. 1 and 2, the guide device for guiding the lifting and lowering of the
즉 본 실시 예는 상부안내유닛(160)과 하부안내유닛(170)이 랙기어(141)의 승강궤적과 일치하는 트렁크(2)의 내면에 장착되어 랙기어(141)를 슬라이딩 가능하게 지지함으로써 캐니스터(110)의 원활한 승강을 안내한다. 여기서는 일 예로써 상부안내유닛(160)과 하부안내유닛(170)만을 제시하지만, 안내장치는 상부 또는 하부안내유닛(160,170)과 같은 형태로 마련되어 랙기어(141)의 승강궤적 상에 추가로 설치되는 안내유닛을 포함할 수 있다. 그리고 이러한 안내장치는 승강장치(140)가 위치하는 트렁크(2)의 양측에 대등한 형태로 마련될 수 있다.That is, in this embodiment, the
하부안내유닛(170)은 도 2, 도 7, 도 8에 도시한 바와 같이, 트렁크(2) 내면에 고정되는 지지브래킷(171)과, 지지브래킷(171)의 양측에 대칭을 이루도록 마련되어 랙기어(141) 양측의 치부(141b)에 각각 접하는 두 치면안내부(172), 랙기어(141)의 측면(치부가 형성되지 않은 평탄면)과 접하여 랙기어(141)의 승강을 안내하도록 두 치면안내부(172) 사이의 지지브래킷(171)에 마련된 측면안내부(173)를 포함한다. 하부안내유닛(170)은 두 치면안내부(172)와 측면안내부(173)가 랙기어(141) 주위를 감싸는 ㄷ형태를 유지함으로써 랙기어(141)를 흔들림 없이 지지할 수 있다.2, 7 and 8, the
두 치면안내부(172)와 측면안내부(173)의 골격을 이루는 지지브래킷(171)은 복수의 금속판재를 용접으로 연결하는 방식으로 제작될 수 있고, 이러한 지지브래킷(171)이 용접에 의해 트렁크(2) 내면에 고정될 수 있다. The
두 치면안내부(172)와 측면안내부(173)는 랙기어(141)와 접하여 승강을 안내하는 슬라이딩패드(172a,173a)를 각각 포함한다. 각 슬라이딩패드(172a,173a)는 마모나 훼손 시 교체가 가능하도록 치면안내부(172)와 측면안내부(173)의 내면 쪽에 볼트체결방식으로 분리와 결합이 가능하게 장착될 수 있다. 또 슬라이딩패드(172a,173a)가 고정되는 배면에는 설치 시 슬라이딩패드(172a,173a)와 랙기어(141) 사이의 간극을 조절하기 위해 하나 이상의 두께 조절판(172b,173b)이 개재될 수 있다.The
치면안내부(172)와 측면안내부(173)는 랙기어(141)가 그 내측으로 원활히 진입할 수 있도록 랙기어(141)의 승강방향에 대하여 경사를 유지하는 진입안내부(172c,173c)를 구비할 수 있고, 슬라이딩패드(172a,173a)의 상단과 하단에도 랙기어(141)의 승강방향에 대하여 경사를 유지하는 경사안내면(172d,173d)이 형성될 수 있다.The tooth
슬라이딩패드(172a,173a)는 랙기어(141)의 치부(141b)를 보호하면서도 원활한 미끄럼이동을 안내할 수 있도록 랙기어(141)보다 강성이 약한 비금속소재로 마련될 수 있다. 바람직하게는 마찰저항이 작고 내마모성과 내충격성이 우수한 합성수지소재일 수 있다.The sliding
상부안내유닛(160)도 하부안내유닛(170)과 실질적으로 동일한형태로 마련될 수 있다. 다만, 캐니스터(110)가 하강하거나 상승할 때 랙기어(141)가 상부안내유닛(160) 또는 하부안내유닛(170)으로부터 이탈하였다가 다시 진입하는 점을 고려해 경사를 유지하면서 랙기어(141)의 진입을 안내하는 진입안내부(172c, 162c)의 방향이 반대로 배치될 수 있다. 즉 도 3의 예처럼 상부안내유닛(160)은 진입안내부(162c)가 하부에 배치되고, 하부안내유닛(170)은 진입안내부(172c)가 상부에 배치될 수 있다.The
상부안내유닛(160)과 하부안내유닛(170)의 이격거리는 랙기어(141)의 전체길이보다 짧게 마련될 수 있다. 이는 도 5에 도시한 바와 같이, 승강하는 랙기어(141)가 상부안내유닛(160)과 승강구동부(143)의 피니언기어(142)에 의해 지지되거나, 도 3에 도시한 바와 같이 하부안내유닛(170)과 승강구동부(143)의 피니언기어(142)에 의해 지지되는 상태, 즉 최소 2점 이상의 지지를 유지하도록 하여 랙기어(141)의 안정된 승강을 구현하기 위함이다.The distance between the
이러한 캐니스터식 스러스터(100)를 선체(1)에 최초 설치하거나 고장수리를 위해 선체(1)로부터 분리하였다가 다시 설치할 때는 추진헤드(130)가 장착된 캐니스터(110)를 크레인 등으로 들어 올린 상태에서 캐니스터(110)가 트렁크(2) 상부의 개구로 진입하도록 캐니스터(110)를 하강시킨다.When the
이때 캐니스터(110) 양측의 랙기어(141)는 상부안내유닛(160)에 의해 진입이 안내되고, 이어 그 하부에 위치하는 승강구동부(143)의 피니언기어(142)와 이물림을 하게 되면서 안정적으로 지지될 수 있다. 이후에는 승강구동부(143)의 동작에 의해 캐니스터(110)의 진입이 이루어질 수 있고, 하강하는 랙기어(141)가 하부안내유닛(170)으로 자연스럽게 진입하여 안정되게 지지될 수 있다. At this time, the rack gears 141 on both sides of the
특히 본 실시 예는 상부안내유닛(160)과 하부안내유닛(170)이 랙기어(141)와 같은 선상에 배치되어 랙기어(141)를 안내하는 형태이기 때문에 안내장치와 승강장치가 다른 위치에 배치되는 통상의 캐니스터식 스러스터에 비하여 용이한 설치를 구현할 수 있다. Particularly, in this embodiment, since the
통상의 캐니스터식 스러스터처럼 안내장치와 승강장치가 별도로 마련되면, 설치과정에서 안내장치의 정확한 결합을 유지하면서 승강장치의 랙기어와 피니언기어의 정확한 이물림도 함께 고려해야 하기 때문에 각 부분의 결합공차를 유지하며 정확한 설치를 구현하기가 매우 어렵다. 캐니스터와 같은 거대구조물은 크기와 무게로 인하여 취급이 용이하지 않기 때문이다. 그러나 본 실시 예의 캐니스터식 스러스터는 상부안내유닛(160) 및 하부안내유닛(170)이 승강장치(140)의 랙기어(141)와 같은 선상에 배치되어 랙기어(141)의 승강을 안내하는 방식이기 때문에 보다 용이한 설치를 구현할 수 있다. 아울러 캐니스터(110) 쪽에 안내를 위해 별도로 레일을 설치할 필요가 없는 등 구성을 단순화하는 것도 가능하기 때문에 제작비용을 줄이고 생산성도 높이는 효과도 얻을 수 있다.If the guiding device and the landing gear are provided separately like a normal canister type thruster, precise engagement of the rack gear and the pinion gear of the lifting gear should be taken into consideration while maintaining accurate coupling of the guide device during the installation process. And it is very difficult to implement accurate installation. Large structures such as canisters are not easy to handle due to their size and weight. However, in the canister type thruster of this embodiment, the
한편, 캐니스터(110)를 트렁크(2)에 설치할 때는 캐니스터(110)의 흔들림이 생길 수 있고, 랙기어(141)가 피니언기어(142) 쪽으로 진입하는 방향이 다소 어긋날 수 있다. 이러한 상황에서 캐니스터(110)의 설치가 이루어지면, 캐니스터(110)에 설치된 랙기어(141)가 상부안내유닛(160) 또는 하부안내유닛(170)으로 진입하면서 충돌이 발생하거나, 랙기어(141)가 승강구동부(143)의 피니언기어(142)와 이물림을 하는 과정에서 피니언기어(142)의 치부 또는 랙기어(141)의 치부에 큰 충격이 가해질 수 있다. 때로 이러한 충격은 기어의 파손이나 승강구동부(143)의 고장을 초래할 수 있다. 하강하는 랙기어(141)에는 거대구조물인 캐니스터(110)의 하중이 작용하기 때문에 설치가 불안정할 경우 상호 이물림하는 부분에 큰 충격이 가해질 수 있다.On the other hand, when the
이러한 점을 고려해 본 실시 예는 도 9와 도 10에 도시한 바와 같이, 캐니스터(110)의 설치 시 설치를 안내하면서 설치에 따른 충격을 저감시킬 수 있도록 랙기어(141)의 단부에 장착된 완충안내부재(145)를 구비한다.9 and 10, in order to reduce the impact of the installation while guiding the installation of the
완충안내부재(145)는 랙기어(141)보다 강도가 약하면서 약간의 탄성변형이 가능한 비금속소재로 마련될 수 있다. 예를 들면, 완충안내부재(145)는 약간의 탄성변형이 가능하고 내마모성 및 내충격성이 우수한 합성수지소재로 마련될 수 있다. The
완충안내부재(145)는 랙기어(141)의 하단으로부터 랙기어(141)의 승강방향을 향하여 산형으로 돌출하는 형태일 수 있다. 따라서 완충안내부재(145)는 랙기어(141)가 상부안내유닛(160)이나 하부안내유닛(170)으로 진입하거나, 승강구동부(143)의 두 피니언기어(142) 사이로 진입하는 과정에서 미리 결합위치로 진입하여 진입을 안내할 수 있다. 이를 통해 설치에 따른 충격을 완화하여 자연스러운 설치가 이루어지도록 할 수 있다.The
완충안내부재(145)는 도 10과 같이, 랙기어(141)가 두 피니언기어(142) 사이로 진입하는 과정에서 미리 피니언기어(142)와 접촉하면서 랙기어(141)의 진입방향을 안내할 수 있기 때문에 랙기어(141)와 피니언기어(142)의 초기 이물림과정에서 랙기어(141)의 진입방향이 다소 어긋나는 경우가 발생하더라도 이를 바로 잡을 수 있다. 따라서 랙기어(141)와 피니언기어(142)의 초기 이물림 충격을 완화하면서 자연스런 이물림이 이루어지도록 할 수 있고, 이를 통해 랙기어(141)의 치부(141b)와 피니언기어(142)의 치부(142a) 및 승강구동부(143)를 안전하게 보호할 수 있다.The
완충안내부재(145)는 도 9에 도시한 바와 같이, 랙기어(141) 단부에 고정볼트(146) 체결 등을 통하여 분리와 결합이 가능하게 장착될 수 있다. 따라서 완충안내부재(145)의 훼손이나 마모가 생길 경우에는 완충안내부재(145)만을 새로운 것으로 쉽게 교체할 수 있다. 또 완충안내부재(145)의 결합부분에는 안정된 결합을 위해 랙기어(141) 쪽으로 돌출하는 돌출부(145a)가 마련될 수 있고, 랙기어(141)의 단부에는 돌출부(145a)가 대응하여 결합되는 결합홈(141e)이 형성될 수 있다.9, the
완충안내부재(145)는 랙기어(141)의 하단 뿐 아니라 랙기어(141)의 상단에도 동일한 방식으로 마련될 수 있다. 따라서 완충안내부재(145)는 랙기어(141)와 피니언기어(142)의 결합을 안내하면서 충격을 저감시키는 기능외에도 캐니스터(110)의 설치 시 또는 캐니스터(110)의 승강동작 시 랙기어(141)의 단부가 상부안내유닛(160)이나 하부안내유닛(170)으로 진입할 때 진입을 안내하면서 충격을 완화하는 효과를 발휘할 수 있다.
The
도 11은 캐니스터식 스러스터의 다른 실시 예를 나타낸다. 도 11의 예에서 캐니스터(110)를 승강시키는 승강장치(240)는 랙기어(241)가 트렁크(2)의 내면에 캐니스터(110)의 승강방향으로 길게 설치되고, 랙기어(241)와 이물림하는 피니언기어(242) 및 이를 구동하는 구동원을 갖춘 승강구동부(243)가 캐니스터(110)에 설치된 것이다. 즉 전술한 예와 달리 랙기어(241)와 승강구동부(243)의 장착위치가 바뀐 것이다. 그리고 안내장치는 랙기어(241)를 따라 이동할 수 있도록 상부안내유닛(260)과 하부안내유닛(270)이 캐니스터(110)의 측면에 설치된다. 11 shows another embodiment of the canister type thruster. 11, the lifting and lowering
이러한 캐니스터식 스러스터는 승강구동부(243)의 동작에 의해 캐니스터(110)의 승강을 구현할 수 있고, 캐니스터(110)에 설치된 상부안내유닛(260)과 하부안내유닛(270)이 랙기어(241)를 따라 승강함으로써 캐니스터(110)의 승강을 안내할 수 있다.This canister type thruster can realize the lifting and lowering of the
도 11의 예에서도 랙기어(241)의 상단에는 앞서 언급한 예와 동일한 형태의 완충안내부재(245)가 마련될 수 있다. 완충안내부재(245)는 캐니스터(110)의 설치과정에서 캐니스터(110)에 설치된 승강구동부(243)의 피니언기어(242)가 랙기어(241)와 이물림할 때 충격을 저감시키면서 원활한 초기 이물림이 이루어지도록 안내할 수 있다. 아울러 상부안내유닛(260)과 하부안내유닛(270)이 랙기어(241)와 결합될 때도 결합을 안내하면서 충격을 완화하는 기능을 할 수 있다. In the example of FIG. 11, the
도 11의 예에서 나머지 구성들은 앞서 언급한 실시 예와 실질적으로 동일하게 이루어질 수 있으므로 중복을 피하기 위해 설명을 생략하기로 한다. In the example of FIG. 11, the remaining configurations may be substantially the same as those of the above-mentioned embodiment, so that the description will be omitted in order to avoid redundancy.
2: 트렁크, 110: 캐니스터,
130: 추진헤드, 131: 프로펠러,
140: 승강장치, 141: 랙기어,
142: 피니언기어, 143: 승강구동부,
145: 완충안내부재, 150: 구속장치,
160: 상부안내유닛, 170: 하부안내유닛.2: trunk, 110: canister,
130: propelling head, 131: propeller,
140: lifting device, 141: rack gear,
142: pinion gear, 143:
145: buffer guide member, 150: restraint device,
160: upper guide unit, 170: lower guide unit.
Claims (10)
상기 캐니스터의 외면에 승강방향으로 길게 설치되는 랙기어, 상기 트렁크에 설치되며 상기 랙기어와 이물림하는 피니언기어 및 이를 구동하는 구동원을 갖춘 승강구동부를 구비하며, 상기 캐니스터의 승강을 구현하는 승강장치;
상기 캐니스터의 승강을 안내하는 안내장치; 및
상기 랙기어의 단부에 장착되어, 상기 캐니스터의 설치 시 설치를 안내하면서 설치에 따른 충격을 완화시키는 완충안내부재를 포함하는 캐니스터식 스러스터.A canister which ascends and descends in a trunk of a ship or a floating structure;
And a lifting and lowering driving part provided on the outer surface of the canister, the lifting and lowering part including a rack gear installed in a lengthwise direction of the canister, a pinion gear installed in the trunk and engaged with the rack gear, and a driving source for driving the rack gear. ;
A guide device for guiding the lifting and lowering of the canister; And
And a shock absorbing guide member mounted on an end of the rack gear to relieve an impact caused by the installation while guiding installation of the canister in the installation of the canister.
상기 완충안내부재는 탄성을 가진 비금속소재로 마련되는 캐니스터식 스러스터.The method according to claim 1,
Wherein the buffer guide member is made of a non-metallic material having elasticity.
상기 완충안내부재는 상기 랙기어의 단부로부터 상기 랙기어의 승강방향을 향하여 산형으로 돌출하는 캐니스터식 스러스터.The method according to claim 1,
Wherein the buffer guide member protrudes in a mountain-like shape from an end of the rack gear toward a lifting direction of the rack gear.
상기 완충안내부재는 상기 랙기어에 분리와 결합 가능하게 장착되는 캐니스터식 스러스터.The method according to any one of claims 1, 3, and 4,
Wherein the buffer guide member is detachably mountable to the rack gear.
상기 안내장치는 상기 승강구동부 상부의 상기 트렁크 내면에 설치되어 상기 랙기어의 승강을 안내하는 상부안내유닛, 상기 승강구동부 하부의 상기 트렁크 내면에 설치되어 상기 랙기어의 승강을 안내하는 하부안내유닛을 포함하는 캐니스터식 스러스터.The method according to claim 1,
The guide device includes an upper guide unit installed on an inner surface of the trunk of the upper part of the lifting and lowering part to guide the lifting and lowering of the rack gear, a lower guide unit installed on the inner surface of the trunk of the lower part of the lifting and lowering part, Including a canister thruster.
상기 상부안내유닛과 상기 하부안내유닛은
상기 트렁크 내면에 고정되는 지지브래킷,
상기 지지브래킷에 마련되며 상기 랙기어의 치부와 접하여 승강을 안내하는 치면안내부, 및
상기 지지브래킷에 마련되며 상기 랙기어의 측면과 접하여 승강을 안내하는 측면안내부를 각각 포함하는 캐니스터식 스러스터.The method according to claim 6,
The upper guide unit and the lower guide unit
A support bracket fixed to the inner surface of the trunk,
A tooth surface guide provided on the support bracket and in contact with the teeth of the rack gear to guide the lifting and lowering,
And a side guide portion provided on the support bracket and in contact with a side surface of the rack gear to guide the raising and lowering.
상기 랙기어는 그 폭 방향 양측에 상기 피니언기어와 이물림하는 치부가 대칭을 이루도록 마련되고,
상기 치면안내부는 상기 랙기어 양측 치부를 각각 안내하도록 상기 지지브래킷 양측에 대칭을 이루도록 마련되는 캐니스터식 스러스터.8. The method of claim 7,
Wherein the rack gear is provided on both sides in a width direction thereof such that the teeth to be engaged with the pinion gear are symmetrical,
Wherein the tooth surface guide portion is provided so as to be symmetrical on both sides of the support bracket so as to guide the rack gear both sides.
상기 치면안내부와 상기 측면안내부는 상기 랙기어와 접하여 승강을 안내하며 분리와 결합 가능하게 장착되는 슬라이딩패드를 각각 포함하는 캐니스터식 스러스터.9. The method according to claim 7 or 8,
Wherein the tooth surface guide portion and the side guide portion each include a sliding pad that is mounted to be detachable and engageable with the rack gear so as to guide the lifting and lowering of the rack gear.
상기 트렁크의 내면에 상기 캐니스터의 승강방향으로 길게 설치되는 랙기어, 상기 캐니스터에 설치되며 상기 랙기어와 이물림하는 피니언기어 및 이를 구동하는 구동원을 갖춘 승강구동부를 구비하며, 상기 캐니스터의 승강을 구현하는 승강장치;
상기 캐니스터의 승강을 안내하는 안내장치; 및
상기 랙기어의 단부에 장착되어, 상기 캐니스터의 설치 시 설치를 안내하면서 설치에 따른 충격을 완화시키는 완충안내부재를 포함하는 캐니스터식 스러스터.A canister which ascends and descends in a trunk of a ship or a floating structure;
And a lifting and lowering driving unit having a rack gear installed on the inner surface of the trunk in a direction of lifting and lowering the canister, a pinion gear installed on the canister and engaging with the rack gear, and a driving source for driving the rack gear. A lifting device;
A guide device for guiding the lifting and lowering of the canister; And
And a shock absorbing guide member mounted on an end of the rack gear to relieve an impact due to the installation while guiding installation of the canister when the canister is installed.
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---|---|---|---|
KR1020130055566A KR101475197B1 (en) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | Canister-type thruster |
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