KR101523911B1 - 캐니스터식 스러스터 - Google Patents

Abstract

캐니스터식 스러스터가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터는 선체나 부유구조물의 트렁크 내에서 승강 이동하는 캐니스터와, 트렁크의 폭 방향으로 진퇴하는 걸림로드와 걸림로드의 단부를 수용하는 걸림부재에 의해 캐니스터가 일정 위치에 위치한 상태를 유지시키는 수동식 구속장치를 포함하고, 수동식 구속장치는 회전방향에 따라 걸림로드를 걸림부재를 향해 전후로 이동시키도록 걸림로드와 연결된 스크류축과, 스크류축의 회전 조작을 위하여 스크류축에 연결된 조작핸들과, 걸림부재에 대한 걸림로드의 상대적 위치 정보를 감지하기 위한 위치감지부를 포함한다.

Description

캐니스터식 스러스터{CANISTER-TYPE THRUSTER}

본 발명은 트렁크 내에서 승강 이동하는 캐니스터를 고정시키기 위한 수동식 구속장치를 갖는 캐니스터식 스러스터에 관한 것이다.

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.

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.

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 안내장치와, 캐니스터의 이동을 구속하기 위한 구속장치를 갖추고 있다. 캐니스터를 승강시키는 승강장치는 캐니스터의 측면에 설치되는 랙기어와, 랙기어와 이물림하는 피니언기어 및 이를 구동하는 모터를 갖춘 승강구동부를 포함하는 형태일 수 있다.

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. 이러한 운용모드, 이동모드 및 유지보수모드 등으로 전환된 상태에서 캐니스터는 구속장치에 의해 트렁크 내의 해당된 위치에 고정된 상태를 유지하게 된다. 구속장치는 통상적으로 유압 또는 전기적 엑츄에이터의 구동에 의하여 걸림 동작 구현이 가능한 복잡한 구조를 가진다. 그러나 이러한 캐니스터식 스러스터를 갖는 선박의 경우에는 운용모드 또는 이동모드로 전환된 상태에서 구속장치를 통해 트렁크 내에서 캐니스터를 고정한 경우 장기간 동일한 위치에 위치된 상태를 유지하게 된다. 따라서 구속장치는 한번 캐니스터를 고정한 경우 장기간 동안 사용이 되지 않으나 그에 비하여 설치비용은 많이 들며, 또 구속장치의 오작동시에는 복잡한 시스템의 구조상 유지보수를 위한 장시간이 필요로 하는 문제가 있었다.

특허문헌 1: 한국 공개특허공보 10-2011-0139545호(2011. 12. 29. 공개) 특허문헌 2: 한국 공개특허공보 10-2010-0074397호(2010. 07. 02. 공개)

본 발명의 실시 예들은 제작 및 설치가 용이하면서도 캐니스터의 원활한 록킹동작을 구현할 수 있는 수동식 구속장치를 갖는 캐니스터식 스러스터를 제공하고자 한다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체나 부유구조물의 트렁크 내에서 승강 이동하는 캐니스터와, 상기 트렁크의 폭 방향으로 진퇴하는 걸림로드와 상기 걸림로드의 단부를 수용하는 걸림부재에 의해 상기 캐니스터가 일정 위치에 위치한 상태를 유지시키는 수동식 구속장치를 포함하고, 상기 수동식 구속장치는 회전방향에 따라 상기 걸림로드를 상기 걸림부재를 향해 전후로 이동시키도록 상기 걸림로드와 연결된 스크류축과, 상기 스크류축의 회전 조작을 위하여 상기 스크류축에 연결된 조작핸들과, 상기 걸림부재에 대한 상기 걸림로드의 상대적 위치 정보를 감지하기 위한 위치감지부를 포함하는 캐니스터식 스러스터가 제공될 수 있다.

또한 상기 위치감지부는 상기 걸림부재와 상기 걸림로드 중 어느 하나에 장착되는 태그와, 상기 걸림부재와 상기 걸림로드 중 다른 하나에 장착되어 상기 태그를 감지하는 감지부를 포함한다.

또한 상기 태그는 자성물질(magnetic)로 마련되고, 상기 감지부는 자기 센서(magnetic sensor)로 마련될 수 있다.

또한 상기 감지부는 적외선 센서, 초음파 센서 및 포토 인터럽터 중 적어도 하나를 포함한다.

또한 상기 수동식 구속장치는 상기 걸림로드의 외면이 회전 가능하게 지지되도록 개구된 일측과, 상기 일측과 마주하는 타측에 상기 스크류축이 회전 가능하게 지지되는 하우징을 구비할 수 있다.

또한 상기 수동식 구속장치는 상기 하우징 내면과 상기 걸림로드 사이에 배치되어 상기 걸림로드를 상기 걸림부재를 향해 가압하는 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 포함한다.

또한 상기 수동식 구속장치는 상기 하우징의 개구된 일측과 상기 걸림로드 외면 사이에 설치되는 베어링부재를 더 포함한다.

또한 상기 수동식 구속장치는 상기 조작핸들의 회전을 구속하는 핸들고정부를 더 포함한다.

또한 상기 수동식 구속장치는 상기 하우징의 개구된 일측과 상기 걸림로드 외면 사이에 설치되는 씰링부재를 더 포함한다.

본 발명의 실시 예들은 트렁크 내에서 캐니스터를 구속하는 구속장치를 수동조작이 가능하도록 구현함에 의해 구속장치의 구성을 단순화할 수 있어 제작비용을 줄이고 생산성을 높일 수 있다.

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 구속장치를 나타낸 단면도이다.

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 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터의 내부구성 및 선체 장착상태를 나타낸다.

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.

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.

캐니스터(110)는 도 1, 도 2, 도 6에 도시한 바와 같이, 그 하부 및 측면이 수밀 가능한 사각의 상자형태로 마련될 수 있다. 이러한 캐니스터(110)는 추진헤드(130)의 상부에 결합하여 추진헤드(130)에 동력을 전달함과 아울러 추진헤드(130)를 지지하는 역할을 한다. 선체(1)의 트렁크(2)는 캐니스터(110)보다 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.

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. 구동기기실(117)에는 후술할 추진헤드(130)를 구동하는 구동모터(121)가 설치되고, 보조기기실(118)에는 스러스터(100)의 동작제어를 위한 각종 제어설비와 펌프유닛 및 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. 또 구동기기실(117) 및 보조기기실(118)에 배치된 구동모터(121)와 각종 제어설비, 펌프유닛 및 전원공급설비로의 동력을 공급하기 위한 케이블(40)은 선체(1)로부터 캐니스터(110) 내부로 연장될 수 있다. 케이블(40)은 캐니스터(110) 내부의 구동모터(121)와 각종 제어설비, 펌프유닛 및 전원공급설비 등에 동력 및 유압을 공급하는 동력케이블과 유압호스 및 통신이나 제어신호를 전송하는 전기케이블을 포함하는 엄빌리컬 어셈블리(umbilical assembly)로 구성될 수 있다.

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. 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.

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.

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. 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. 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.

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.

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 트렁크(2) 상부의 유지보수위치로 끌어 올리는 유지보수모드로 전환할 수 있다. 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.

또 이러한 캐니스터식 스러스터(100)는 도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 운용모드, 이동모드, 유지보수모드 등으로 전환된 상태에서 캐니스터(110)를 흔들림 없이 구속할 수 있는 복수의 수동식 구속장치(150)를 구비한다.

수동식 구속장치(150)는 캐니스터(110) 내에 설치되어 작업자의 수동조작이 가능한 조작핸들(151)과, 조작핸들(151)의 조작에 의해 캐니스터(110) 외측으로 돌출하여 걸림을 구현하는 걸림로드(152)와, 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. 이러한 수동식 구속장치(150)는 기존의 유압 또는 전기적 엑츄에이터의 구동에 의하여 걸림로드의 진퇴를 구현하는 경우 복잡한 시스템 구조에 의한 설치비용이 증가되거나 또는 전자회로의 오작동에 따른 유지보수를 위하여 장시간의 선박 운용이 정지되는 문제를 해결할 수 있게 된다. 또 캐니스터식 스러스터를 갖춘 선박의 경우에는 항해의 경우보다 시추를 위한 해상의 한 장소에서 해수의 흐름과 관련하여 선박을 일정한 방향으로 유지하는데 주로 사용하게 되므로 구속장치(150)가 한번 작동이 이루어진 경우에는 장기간 동안 구속장치(150)를 동작시킬 필요가 없게 된다. 따라서 본 실시 예에서는 작업자가 직접 조작핸들(151)을 회전시키는 수동조작에 의하여 걸림로드(152)의 작동을 구현할 수 있는 수동식 구속장치(150)를 제공한다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 수동식 구속장치를 나타낸 단면도이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 수동식 구속장치(150)는 캐니스터(110)의 측벽에 형성된 개구된 설치부(110a)에 볼트 또는 용접에 의해 설치되는 하우징(180)을 구비할 수 있다. 하우징(180)은 일측(181)이 개방된 중공의 원통 형상으로 이루어지고, 하우징(180)의 개구된 일측(181)에는 걸림로드(152)가 전후로 슬라이딩 이동 가능하게 지지되고, 하우징(180)의 개구된 일측(181)과 마주하는 타측(182)에는 조작핸들(151)과 연결된 스크류축(154)이 회전 가능하게 지지될 수 있다. 하우징(180)의 개구된 일측(181) 내면과 걸림로드(152)의 외면 사이에는 걸림로드(152)의 원활한 슬라이딩 이동을 안내하는 저널베어링과 같은 베어링부재(183) 및 그 사이 틈새를 밀봉하기 위한 오링과 같은 씰링부재(189)가 설치되고, 스크류축(154)이 관통하는 하우징(180)의 타측(182)에는 스크류축(154)을 회전 가능하게 지지하는 볼 또는 롤러베어링과 같은 베어링부재(184)가 설치될 수 있다. 스크류축(154)은 일단이 하우징(180) 내에서 걸림로드(152)에 나사 결합되고, 타단은 하우징(180)의 타측(182)을 관통하여 하우징(180)의 외부로 돌출되며, 하우징(180) 외부로 돌출된 타단에는 작업자가 수동 조작할 수 있는 조작핸들(151)이 연결될 수 있다. 조작핸들(151)을 회전시키면 스크류축(154)은 조작핸들(151)과 함께 회전하게 되고, 스크류축(154)의 회전에 의하여 스크류축(154)에 나사 결합된 걸림로드(152)는 직선 왕복이동 하게 된다. 이를 위해 걸림로드(152)의 중앙에는 스크류축(154)의 일단이 삽입되는 중공의 홈(152a)이 형성되고, 홈(152a)의 내면에는 스크류축(154)과 체결되는 볼너트부재(155)가 볼트 또는 용접에 의해 고정될 수 있다. 이와 달리 스크류축(154)과 나사결합을 위한 나사산은 별도의 볼너트부재(155) 대신에 홈(152a)의 내측면에 가공될 수 있음은 물론이다. 또 수동식 구속장치(150)는 걸림로드(152)의 회전을 구속함과 아울러 걸림로드(152)가 걸림부재(153)를 향하여 소정의 가압력을 제공하는 탄성부재(157)가 구비될 수 있다. 탄성부재(157)는 걸림로드(152)와 하우징(180)의 타측(182) 사이에 배치되어 외력이 작용하지 않는 경우에는 걸림부재(153)의 홈(153a)에 삽입된 걸림로드(152)를 가압하여 걸림로드(152)가 걸림부재(153)로부터 쉽게 이탈되지 않도록 한다. 또한 하우징(180)의 타측(182)에는 일단이 회전 가능하게 설치되어 회전시 타단이 조작핸들(151)에 걸려 지지됨에 따라 조작핸들(151)의 회전을 구속하는 핸들고정부(158)가 마련될 수 있다. 이러한 수동식 구속장치(150)는 작업자가 캐니스터(110)의 내부에서 조작핸들(151)을 회전시킴에 의해 걸림로드(152)를 직선 이동시키고, 걸림로드(152)는 조작핸들(151)의 회전방향에 따라 걸림부재(153)를 향해 전후 이동하여 걸림부재(153)의 홈(153a)에 인입되거나 인출되게 된다. 따라서 작업자는 걸림로드(152)가 걸림부재(153)의 홈(153a)에 정확히 진입되는지 여부를 확인할 수 없게 되므로 본 실시 예의 수동식 구속장치(150)는 걸림부재(153)에 대한 걸림로드(152)의 상대적 위치 정보를 감지하기 위한 위치감지부(190)를 더 구비할 수 있다. 위치감지부(190)는 걸림로드(152)에 설치되는 감지부(193)와, 걸림부재(153)에 설치되는 태그(191)를 포함한다. 감지부(193)는 걸림로드(152)의 선단에 오목하게 형성되는 센서설치홈(192)에 장착될 수 있고, 태그(191)는 걸림부재(153)의 홈(153a)의 내측 중앙에 장착될 수 있다. 감지부(193)는 태그(191)를 감지하여 출력 신호를 도시하지 않은 모니터링부에 전송할 수 있고, 모니터링부는 감지부(193)의 출력 신호로부터 걸림로드(152)와 걸림부재(153)의 상대적인 위치 정보를 작업자에게 알려줄 수 있다. 이러한 모니터링부는 수동식 구속장치(150)가 설치되는 캐니스터(110)의 내부의 인접한 위치에 배치될 수 있고, 감지부(193)의 출력 신호로부터 상대적 위치 정보를 연산하는 위치정보연산부가 내장될 수 있다. 감지부(193)가 태그(191)를 감지하는 방식으로는 다양한 방식이 적용될 수 있다. 일 예로, 감지부(193)와 태그(191)는 각각 능동형(active) 또는 수동형(passive) 방식으로 구현될 수 있다. 능동형 방식은 자신이 신호를 방출하는 경우를 의미하고, 수동형 방식은 자신이 신호를 방출하지 않는 경우를 의미한다. 따라서 감지부(193)는 태그(191)에서 발생되는 신호를 감지하거나, 태그(191)가 신호를 발생하지 않는 경우에는 감지부(193)에서 가시광선, 적외선, 초음파 등의 신호를 발산하여 태그(191)에서 반사되어 돌아오는 신호를 감지하는 포토 인터럽터, 적외선 센서 및 초음파 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때 감지부(193)에서 방출되는 신호의 종류에는 제한이 없으며, 방출된 신호는 태그(191)에서 반사되어 돌아오거나 태그(191)와의 거리에 따라 그 크기나 형태가 달라지는 것이면 된다. 예로서, 태그(191)에서 라디오 주파수 신호(Radio Frequency)나 적외선 신호 등의 무선 신호를 발생시키면 감지부(193)에서 이 신호를 감지하여 도시하지 않는 위치정보연산부로 출력한다. 위치정보연산부는 태그(191)와 감지부(193) 사이의 거리에 따라 감지된 신호의 크기 또는 위상 변화로부터 태그(191)와 감지부(193)가 장착된 걸림로드(152) 사이의 거리를 연산하고, 연산된 정보는 도시하지 않은 모니터링부를 통해 표시 또는 알람 등의 신호를 통해 작업자에게 알려줄 수 있다. 이러한 감지부(193)가 태그(191)를 감지하는 방식은 전술한 방법에 한정되지 않으며 태그(191)는 소정의 광학 패턴으로 구현되고, 감지부(193)는 영상센서로 구현되어 태그(191)를 인식하는 것도 가능할 것이다. 또 태그(191)는 자기장을 발생하는 자기장발생장치(magnetic field generator) 또는 자성물질(magnet)로 구현될 수 있고, 감지부(193)는 자기센서(magnetic sensor)로 구성될 수 있다. 이 경우 감지부(193)와 태그(191) 사이의 거리에 따라 감지부(193)에서의 자기장의 변화 정도가 달라지고, 그 출력 신호의 크기 또는 모양의 변화로부터 감지부(193)와 태그(191) 사이의 거리를 감지할 수 있다. 이러한 위치감지부(190)에 의하여 작업자는 걸림부재(153)가 보이지 않는 곳에서도 걸림로드(152)가 걸림부재(153)에 진입되는 위치를 용이하게 확인하면서 수동식 구속장치(150)의 걸림 동작을 구현할 수 있게 된다. 한편 본 실시 예에서는 감지부(193)와 태그(191)가 각각 걸림로드(152)와 걸림부재(153)에 장착된 예를 도시하였으나, 이러한 위치는 서로 변경될 수 있음은 물론이다.

한편 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. 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 마련되되 랙기어(141)와 동일 선상에 배치될 수 있다.

안내유닛(160,170)은 각각 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)(141a)과 접하여 랙기어(141)의 승강을 안내하도록 두 치면안내부(172) 사이의 지지브래킷(171)에 마련된 측면안내부(173)를 포함한다. 안내유닛(160,170)은 각각 두 치면안내부(172)와 측면안내부(173)가 랙기어(141) 주위를 감싸는 ㄷ형태를 유지함으로써 랙기어(141)를 흔들림 없이 지지할 수 있다. 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. 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 치면안내부(172)와 슬라이딩패드(172a) 사이, 측면안내부(173)와 슬라이딩패드(173a) 사이에는 설치 시 슬라이딩패드(172a,173a)와 랙기어(141) 사이의 간극을 조절하기 위해 하나 이상의 두께 조절판(172b,173b)이 개재될 수 있다. 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. 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. 한편 상부안내유닛(160)은 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 진입안내부의 방향이 반대로 배치될 수 있다. 즉 도 3의 예처럼 상부안내유닛(160)은 진입안내부(172c,173c)가 하부에 배치되고, 하부안내유닛(170)은 진입안내부(172c,173c)가 상부에 배치될 수 있다. 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.

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. 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.

특히 본 실시 예는 상부안내유닛(160)과 하부안내유닛(170)이 랙기어(141)와 같은 동일선상에 일렬로 배치되어 랙기어(141)를 안내하는 형태이기 때문에 안내장치와 승강장치가 다른 위치에 배치되는 통상의 캐니스터식 스러스터에 비하여 용이한 설치를 구현할 수 있다. 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 동일 선상에 일렬로 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.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 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.

2: 선체, 110: 캐니스터,
130: 추진헤드, 140: 승강장치,
141: 랙기어, 142: 피니언기어,
143: 승강구동부, 150: 수동식 구속장치,
151: 조작핸들, 152: 걸림로드,
153: 걸림부재, 154: 스크류축,
155: 볼너트부재, 157: 탄성부재,
158: 핸들고정부, 160,170: 안내유닛,
180: 하우징, 183: 베어링부재,
189: 씰링부재, 190: 위치감지부,
191: 태그, 193: 감지부.

Claims (9)

1. 선체나 부유구조물의 트렁크 내에서 승강 이동하는 캐니스터;
   상기 트렁크의 폭 방향으로 진퇴하는 걸림로드와 상기 걸림로드의 단부를 수용하는 걸림부재에 의해 상기 캐니스터가 일정 위치에 위치한 상태를 유지시키는 수동식 구속장치;를 포함하고,
   상기 수동식 구속장치는 회전방향에 따라 상기 걸림로드를 상기 걸림부재를 향해 전후로 이동시키도록 상기 걸림로드와 연결된 스크류축과, 상기 스크류축의 회전 조작을 위하여 상기 스크류축에 연결된 조작핸들과, 상기 걸림부재에 대한 상기 걸림로드의 상대적 위치 정보를 감지하기 위한 위치감지부와, 상기 걸림로드의 외면이 회전 가능하게 지지되도록 개구된 일측과, 상기 일측과 마주하는 타측에 상기 스크류축이 회전 가능하게 지지되는 하우징을 포함하는 캐니스터식 스러스터.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 위치감지부는 상기 걸림부재와 상기 걸림로드 중 어느 하나에 장착되는 태그와, 상기 걸림부재와 상기 걸림로드 중 다른 하나에 장착되어 상기 태그를 감지하는 감지부를 포함하는 캐니스터식 스러스터.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 태그는 자성물질(magnetic)로 마련되고, 상기 감지부는 자기 센서(magnetic sensor)로 마련되는 캐니스터식 스러스터.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 감지부는 적외선 센서, 초음파 센서 및 포토 인터럽터 중 적어도 하나를 포함하는 캐니스터식 스러스터.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 수동식 구속장치는 상기 하우징 내면과 상기 걸림로드 사이에 배치되어 상기 걸림로드를 상기 걸림부재를 향해 가압하는 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 포함하는 캐니스터식 스러스터.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 수동식 구속장치는 상기 하우징의 개구된 일측과 상기 걸림로드 외면 사이에 설치되는 베어링부재를 더 포함하는 캐니스터식 스러스터.
8. 제 6항에 있어서,
   상기 수동식 구속장치는 상기 조작핸들의 회전을 구속하는 핸들고정부를 더 포함하는 캐니스터식 스러스터.
9. 제 6항에 있어서,
   상기 수동식 구속장치는 상기 하우징의 개구된 일측과 상기 걸림로드 외면 사이에 설치되는 씰링부재를 더 포함하는 캐니스터식 스러스터.

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