KR101873467B1 - 바우 스러스터용 커버장치 - Google Patents

바우 스러스터용 커버장치 Download PDF

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KR101873467B1
KR101873467B1 KR1020170062054A KR20170062054A KR101873467B1 KR 101873467 B1 KR101873467 B1 KR 101873467B1 KR 1020170062054 A KR1020170062054 A KR 1020170062054A KR 20170062054 A KR20170062054 A KR 20170062054A KR 101873467 B1 KR101873467 B1 KR 101873467B1
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김수동
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

바우 스러스터용 커버장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 바우 스러스터용 커버장치는 선체에 마련된 바우 스러스터의 터널부의 양측단에 형성되고 수평면에 대해 상하방향으로 경사진 제1개구 및 제2개구를 개폐하는 바우 스러스터용 커버장치로서, 상기 제1개구를 개폐하도록 상기 터널부에 회전 가능하게 지지되고, 상기 선체의 길이방향을 따라 배치되는 복수의 제1커버부재를 포함하는 제1커버부; 및 상기 제2개구를 개폐하도록 상기 터널부에 회전 가능하게 지지되고, 상기 선체의 길이방향을 따라 배치되는 복수의 제2커버부재를 포함하는 제2커버부를 포함할 수 있다.

Description

바우 스러스터용 커버장치{Cover apparatus for the bow thruster}
본 발명은 바우 스러스터용 커버장치에 관한 것이다.
일반적으로, 바우 스러스터(bow thruster)는 선박의 선수부(bow)에 마련되어 선체의 측방향으로 추진력을 제공하는 장치로서, 터널부 및 프로펠러를 포함할 수 있다.
이 경우, 터널부는 선수의 좌현으로부터 우현까지 관통하는 형태로 마련된다. 이때, 터널부는 양측이 개방되게 형성된다. 그리고 프로펠러는 터널부 내에 설치되고, 정회전 또는 역회전하면서 선박에 대해 좌현 또는 우현 방향의 추력을 제공할 수 있다.
바우 스러스터가 설치된 선박은 예를 들어, 안벽에서 대한 접안 및 이안 시 성능이 향상될 수 있다.
그러나 바우 스러스터가 설치된 선박에서 터널부는 안벽에 대한 접안이나 이안 등이 불필요한 대부분의 항해 기간에는 저항 증가 요인으로 작용한다. 즉, 선박의 항해 중 물이 터널부의 개방된 양측으로 출입함으로써, 터널부 입구에서 물의 교란이 발생하게 되고, 이러한 현상은 선박에 대한 저항으로 작용하여 선박의 추진성능을 저하시키는 문제를 발생시킬 수 있다.
본 발명의 실시예는, 바우 스러스터의 터널부의 양측 개구를 통해 출입하는 물에 의한 저항을 저감할 수 있는 바우 스러스터용 커버장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체에 마련된 바우 스러스터의 터널부의 양측단에 형성되고 수평면에 대해 상하방향으로 경사진 제1개구 및 제2개구를 개폐하는 바우 스러스터용 커버장치로서, 상기 제1개구를 개폐하도록 상기 터널부에 회전 가능하게 지지되고, 상기 선체의 길이방향을 따라 배치되는 복수의 제1커버부재를 포함하는 제1커버부; 및 상기 제2개구를 개폐하도록 상기 터널부에 회전 가능하게 지지되고, 상기 선체의 길이방향을 따라 배치되는 복수의 제2커버부재를 포함하는 제2커버부를 포함하는, 바우 스러스터용 커버장치가 제공될 수 있다.
상기 제1커버부는, 상기 터널부에 지지되고, 상기 복수의 제1커버부재를 회전 가능하게 지지하는 제1프레임부를 더 포함하고, 상기 제2커버부는, 상기 터널부에 지지되고, 상기 복수의 제2커버부재를 회전 가능하게 지지하는 제2프레임부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1프레임부 및 상기 제2프레임부는 각각 링 형상으로 제공될 수 있다.
상기 제1프레임부의 단면 형상 및 상기 제2프레임부의 단면 형상은 각각 상기 제1개구의 단면 형상 및 상기 제2개구의 단면 형상에 따라 결정될 수 있다.
상기 선체가 항해 중이고, 상기 선체의 선속이 설정선속 미만일 때, 상기 복수의 제1커버부재 및 상기 복수의 제2커버부재는 자중에 의해 상기 제1개구 및 상기 제2개구를 각각 개방시키는 개방동작하거나, 상기 선체의 선속이 설정선속 이상일 때, 상기 복수의 제1커버부재 및 상기 복수의 제2커버부재는 수압에 의해 상기 제1개구 및 상기 제2개구를 각각 폐쇄시키는 폐쇄동작할 수 있다.
상기 복수의 제1커버부재 및 상기 복수의 제2커버부재가 폐쇄동작할 때, 상기 각 제1커버부재 및 상기 각 제2커버부재에 걸리는 자중에 의한 정모멘트의 방향은 상기 각 제1커버부재 및 상기 각 제2커버부재에 걸리는 수압에 의한 반모멘트와 방향이 반대이고, 상기 반모멘트는 상기 정모멘트보다 클 수 있다.
상기 선체가 접안 중이고, 상기 바우 스러스터의 프로펠러가 일방향으로 회전할 때, 상기 제1개구로 물이 유입되고, 상기 제2개구로 물이 배출되며, 상기 복수의 제1커버부재는 상기 제1개구를 부분 개방시키는 부분 개방동작하고, 상기 복수의 제2커버부재는 상기 제2개구를 완전 개방시키는 완전 개방동작하고, 상기 프로펠러가 타방향으로 회전할 때, 상기 제2개구로 물이 유입되고, 상기 제1개구로 물이 배출되며, 상기 복수의 제2커버부재는 상기 제2개구를 부분 개방시키는 부분 개방동작하고, 상기 복수의 제1커버부재는 상기 제1개구를 완전 개방시키는 완전 개방동작할 수 있다.
상기 복수의 제1커버부재 또는 상기 복수의 제2커버부재가 부분 개방동작할 때, 상기 각 제1커버부재 또는 상기 각 제2커버부재에 걸리는 자중에 의한 정모멘트의 방향은 상기 각 제1커버부재 또는 상기 각 제2커버부재에 걸리는 수압에 의한 반모멘트와 방향이 반대이고, 상기 정모멘트는 상기 반모멘트보다 클 수 있다.
상기 복수의 제1커버부재가 폐쇄동작할 때, 상기 복수의 제1커버부재 중 임의의 한 제1커버부재의 후단부는 이웃하는 다른 제1커버부재의 전단부와 중첩되고, 상기 복수의 제2커버부재가 폐쇄동작할 때, 상기 복수의 제2커버부재 중 임의의 한 제2커버부재의 후단부는 이웃하는 다른 제2커버부재의 전단부와 중첩될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 바우 스러스터가 작동할 때 바우 스러스터의 터널부의 제1개구 및 제2개구를 개방시키도록 작동하고, 선체가 설정속도 이상으로 항해할 때 제1개구 및 제2개구를 폐쇄시켜 제1개구 및 제2개구로 출입하는 물에 의한 선체의 저항을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바우 스러스터용 커버장치가 선체에 설치된 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 AA선을 화살표방향으로 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 BB선을 화살표방향으로 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 바우 스러스터용 커버장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바우 스러스터용 커버장치의 정면도이다.
도 6는 도 4의 프레임부를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 2의 복수의 제1커버부재의 일 변형례를 나타내는 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 바우 스러스터용 커버장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바우 스러스터용 커버장치가 선체에 설치된 상태를 나타내는 도면이다. 참고로, 도 1은 선체(10)를 선미에서 선수를 향해 바라본 모습으로, 제1개구(111) 및 제2개구(112)가 각각 폐쇄된 상태를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 바우 스러스터용 커버장치(1000)는 후술하는 바우 스러스터(100)의 터널부(110)의 제1개구(111) 및 제2개구(112)를 개폐할 수 있다.
바우 스러스터(100)는 선체(10)에 마련될 수 있다. 바우 스러스터(100)는 선체(10)에 대해 측방향으로 추력을 제공할 수 있다.
본 실시예에서, 바우 스러스터(100)는 터널부(110), 구동부(120), 프로펠러(130)를 포함할 수 있다.
터널부(110)는 도 1과 같이 선체(10)의 선저부에 배치될 수 있다. 터널부(110)는 수면 아래에 위치할 수 있다.
터널부(110)는 선체(10)의 폭방향(ex. Y축방향)으로 연장되며, 선체(10)를 관통하여 형성될 수 있다. 터널부(110)는 선체(10) 외부의 물이 후술하는 프로펠러(130)에 의해 유입되어 이동하는 경로를 제공할 수 있다.
이와 같은 터널부(110)는 도 1과 같이 파이프 형태로 제공될 수 있다.
터널부(110)의 양측단에는 제1개구(111) 및 제2개구(112)가 각각 형성된다. 이때, 제1개구(111) 및 제2개구(112)는 수평면에 대해 상하방향으로 경사지게 배치될 수 있다.
본 실시예에서, 제1개구(111)는 도 1과 같이 터널부(110)의 우측단에 형성되고, 제2개구(112)는 터널부(110)의 좌측단에 형성될 수 있다. 이 경우, 제1개구(111)는 선체(10) 우측면에, 제2개구(112)는 선체(10) 좌측면에 각각 배치될 수 있다.
이때, 제1개구(111)는 수평면에 대해 우측 상방에서 좌측 하방으로 경사진 선체(10) 우측면을 따라 경사지게 배치되고, 제2개구(112)는 수평면에 대해 좌측 상방에서 우측 하방으로 경사진 선체(10) 좌측면을 따라 경사지게 배치될 수 있다.
다른 실시예에서, 제1개구는 도시되지 않았지만, 터널부의 좌측단에, 제2개구는 터널부의 우측단에 각각 형성될 수 있음은 물론이다. 이 경우, 제1개구는 경사진 선체 좌측면을 따라, 제2개구는 경사진 선체 우측면을 따라 각각 수평면에 대해 상하방향으로 경사지게 배치될 수 있다.
제1개구(111) 및 제2개구(112)의 단면은 원형일 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
구동부(120)는 후술하는 프로펠러(130)에 구동력을 제공한다. 예컨대, 구동부(120)는 모터일 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
프로펠러(130)는 구동부(120)가 제공하는 구동력에 의해 회전하다.
예컨대, 프로펠러(130)는 도 1과 같이 포드(132)와 연결되고, 포드(132)는 구동부(120)와 연결된 스트럿(131)에 연결될 수 있다. 이 경우, 구동부(120)와 연결되는 구동샤프트(미도시)는 스트럿(131) 내부에 지지되고, 프로펠러(130)에 연결되는 회전샤프트(133)는 적어도 일부가 포드(132) 내부에 지지될 수 있다. 구동샤프트와 회전샤프트(133)는 베벨기어(미도시)로 연결될 수 있다.
구동부(120)에 의해 회전하는 구동샤프트는 베벨기어를 매개로 회전샤프트(133)를 회전시킬 수 있다. 프로펠러(130)는 회전샤프트(133)를 따라 회전할 수 있다. 이 경우, 프로펠러(130)는 구동부(120)의 작동에 따라 일방향으로 회전하거나 타방향으로 회전할 수 있다.
이와 같은 바우 스러스터(100)는 프로펠러(130)의 회전에 따라 선체(10) 주변의 물을 터널부(110)의 일측을 통해 유입하여 터널부(110)의 타측으로 배출할 수 있다. 이때, 바우 스러스터(100)는 터널부(110)에서 배출되는 물을 통해 선체(10)에 대해 측방향으로 추력을 제공할 수 있다.
도 2는 도 1의 AA선을 화살표방향으로 바라본 모습을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1의 BB선을 화살표방향으로 바라본 모습을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 바우 스러스터용 커버장치의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바우 스러스터용 커버장치의 정면도이고, 도 6은 도 4의 프레임부를 나타내는 도면이다.
참고로, 도 2 및 도 3에서 +X축방향은 선수측 방향을 나타내고, 본 실시예에 따른 바우 스러스터용 커버장치(1000)가 폐쇄동작한 상태를 도시하고 있고, 도 4 및 도 5는 본 실시예에 따른 바우 스러스터용 커버장치(1000)가 개방동작한 상태를 도시하고 있다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 커버장치(1000)는 제1커버부(1100) 및 제2커버부(1500)를 포함한다.
제1커버부(1100)는 제1개구(111)를 개폐할 수 있다.
제1커버부(1100)는 도 1 및 도 2와 같이 터널부(110) 측단에 형성된 제1개구(111)에 배치될 수 있다.
제1커버부(1100)는 복수의 제1커버부재(1110)를 포함한다. 예컨대, 제1커버부재(1110)는 도 2 및 도 4와 같이 4개로 제공될 수 있다. 다만, 이는 예시에 불과하고, 제1커버부재(1110)의 수는 제1개구(111)의 크기 등을 고려하여 다양하게 결정될 수 있다.
복수의 제1커버부재(1110) 각각은 플레이트 형상으로 제공될 수 있다. 이 경우, 복수의 제1커버부재(1110) 각각의 크기는 도 2 및 도 4와 같이 서로 다를 수 있다. 이때, 복수의 제1커버부재(1110)의 조립체는 도 2와 같이 제1개구(111)의 단면 형상에 대응하는 단면 형상을 가질 수 있다.
이외에도, 복수의 제1커버부재는 도시되지 않았지만, 다양한 형상으로 제공될 수 있다.
복수의 제1커버부재(1110)는 도 2 및 도 4와 같이 제1개구(111)에 대해 선체(10)의 길이방향(ex. X축방향)을 따라 배치된다. 이때, 복수의 제1커버부재(1110)는 도 1과 같이 경사진 제1개구(111)를 따라 수평면에 대해 상하방향으로 경사지게 배치될 수 있다.
복수의 제1커버부재(1110)는 터널부(110)에 대해 회전 가능하게 지지된다. 다시 말해, 복수의 제1커버부재(1110)는 제1개구(111)를 형성하는 터널부(110) 측단부에 회전 가능하게 지지될 수 있다.
이때, 각 제1커버부재(1110)에는 터널부(110)에 대해 지지되는 제1회전축(1113)이 형성되고, 각 제1커버부재(1110)는 제1회전축(1113)을 중심으로 회전할 수 있다.
예컨대, 각 제1회전축(1113)은 도 2와 같이 각 제1커버부재(1110)의 전단부에 형성될 수 있다.
이 경우, 각 제1커버부재(1110)는 각 제1회전축(1113)을 중심으로 후단부가 선체(10)에 대해 멀어지는 방향으로 회전할 수 있다. 이때, 각 제1커버부재(1110)는 도 4와 같이 제1개구(111)를 개방시키는 개방동작할 수 있다.
또는 각 제1커버부재(1110)는 각 제1회전축(1113)을 중심으로 후단부가 선체(10)에 대해 가까워지는 방향으로 회전할 수 있다. 이때, 각 제1커버부재(1110)는 도 2와 같이 제1개구(111)를 폐쇄시키는 폐쇄동작할 수 있다.
이때, 각 제1회전축(1113)은 상하방향으로 연장될 수 있다.
일례로, 각 제1커버부재(1110)는 도 1 및 도 2와 같이, 수평면에 대해 경사진 선체(10)의 우측면을 수평면에 수직하며 선체(10)의 길이방향으로 연장되는 평면상(ex. XZ평면)에 투영시켜 볼 때, 각 제1회전축(1113)이 선체(10)의 높이방향(ex. Z축방향)을 따라 상하방향으로 연장되도록 배치될 수 있다.
다른 예로, 각 제1커버부재(1110')는 도 7과 같이, 수평면에 대해 경사진 선체(10)의 우측면을 수평면에 수직하며 선체(10)의 길이방향으로 연장되는 평면상(ex. XZ평면)에 투영시켜 볼 때, 각 제1회전축(1113')이 선체(10)의 높이방향(ex. Z축방향)에 대해 선체(10)의 길이방향(ex. +X축방향)으로 소정의 각도로 기울어진 상태에서 상하방향으로 연장되도록 배치될 수 있다. 참고로, 도 7은 도 2의 복수의 제1커버부재의 일 변형례를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 각 제1회전축(1113)은 경사진 제1개구(111)를 따라 수평면에 대해 상하방향으로 경사지게 연장될 수 있다.
이 경우, 각 제1커버부재(1110)의 자중은 각 제1커버부재(1110)를 회전시키는 모멘트를 발생시킬 수 있다. 따라서 각 제1커버부재(1110)는 자중에 의해 회전할 수 있다.
본 실시예에서, 복수의 제1커버부재(1110)는 제1프레임부(1130)를 통해 터널부(110)에 회전 가능하게 지지될 수 있다.
제1프레임부(1130)는 도 1과 같이 제1개구(111)가 형성되는 터널부(110)에 지지될 수 있다.
제1프레임부(1130)는 도 6과 같이 링 형상으로 제공될 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
제1프레임부(1130)의 단면 형상은 제1개구(111)의 단면 형상에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 제1개구(111)의 단면 형상이 원형인 경우, 제1프레임부(1130)의 단면 형상은 도 6과 같이 원형일 수 있다.
이와 같은 제1프레임부(1130)는 제1개구(111)에 삽입되어 용접 등의 방법으로 제1개구(111)를 형성하는 터널부(110) 측단부에 고정될 수 있다.
제1프레임부(1130)는 복수의 제1커버부재(1110)를 회전 가능하게 지지할 수 있다.
예컨대, 제1프레임부(1130)에는 도 4와 같이 각 제1커버부재(1110)의 제1회전축(1113)의 단부가 회전 가능하게 지지되는 제1결합돌기(1133)가 형성될 수 있다.
이 경우, 제1결합돌기(1133)는 제1프레임부(1130)의 내측면에 대해 제1회전축(1113)의 연장방향을 따라 돌출 형성될 수 있다. 제1결합돌기(1133)에는 제1회전축(1113)의 단부가 삽입되는 삽입홀(미도시)이 형성되고, 제1회전축(1113)은 단부가 삽입홀에 삽입되어 제1결합돌기(1133)와 결합할 수 있다.
삽입홀에 삽입된 제1회전축(1113)의 단부와 제1결합돌기(1133) 사이에는 베어링(미도시)이 개재되고, 제1회전축(1113)은 베어링을 매개로 제1결합돌기(1133)에 회전 가능하게 지지될 수 있다.
이와 같은 제1결합돌기(1133)는 도 4 및 도 5와 같이 제1프레임부(1130)의 제1회전축(1113)의 상단부 및 하단부에 대응하는 위치에 각각 형성될 수 있다.
제1결합돌기(1133)는 제1커버부재(1110)의 수에 대응하여 형성될 수 있다.
이외에도, 제1프레임부는 도시되지 않았지만, 복수의 제1커버부재를 회전 가능하게 지지하는 다양한 구조로 제공될 수 있다.
제2커버부(1500)는 제2개구(112)를 개폐할 수 있다.
제2커버부(1500)는 도 1 및 도 3과 같이 터널부(110) 측단에 형성된 제2개구(112)에 배치될 수 있다.
제2커버부(1500)는 세부구조 및 결합관계 등에 있어 제1커버부(1100)와 실질적으로 동일하거나 유사하다. 다만, 제2커버부(1500)는 배치위치에 있어 제1커버부(1100)와 차이가 있다. 이하, 제2커버부(1500)를 설명함에 있어 제1커버부(1100)와 차이가 있는 점에 관해 설명하고, 세부구조 및 결합관계 등에 관한 상세한 설명은 생략한다.
제2커버부(1500)는 복수의 제2커버부재(1510)를 포함한다. 예컨대, 제2커버부재(1510)의 수는 제1커버부재(1110)와 동일하게 제공될 수 있다.
복수의 제2커버부재(1510)는 도 3 및 도 4와 같이, 제2개구(112)에 대해 선체(10)의 길이방향을 따라 배치된다. 이때, 복수의 제2커버부재(1510)는 도 1과 같이 경사진 제2개구(112)를 따라 수평면에 대해 상하방향으로 경사지게 배치될 수 있다.
복수의 제2커버부재(1510)는 터널부(110)에 대해 회전 가능하게 지지된다.
이때, 각 제2커버부재(1510)에는 터널부(110)에 대해 지지되는 제2회전축(1513)이 형성되고, 각 제2커버부재(1510)는 제2회전축(1513)을 중심으로 회전할 수 있다.
예컨대, 각 제2회전축(1513)은 도 3과 같이 각 제2커버부재(1510)의 전단부에 형성될 수 있다.
이 경우, 각 제2커버부재(1510)는 각 제2회전축(1513)을 중심으로 후단부가 선체(10)에 대해 멀어지는 방향으로 회전할 수 있다. 이때, 각 제1커버부재(1110)는 도 4와 같이 제2개구(112)를 개방시키는 개방동작할 수 있다.
또는 각 제2커버부재(1510)는 각 제2회전축(1513)을 중심으로 후단부가 선체(10)에 대해 가까워지는 방향으로 회전할 수 있다. 이때, 각 제2커버부재(1510)는 도 3과 같이 제2개구(112)를 폐쇄시키는 폐쇄동작할 수 있다.
이때, 각 제2회전축(1513)은 상하방향으로 연장될 수 있다. 각 제2회전축(1513)은 도 1과 같이, 경사진 제2개구(112)를 따라 수평면에 대해 상하방향으로 경사지게 연장될 수 있다.
이 경우, 각 제2커버부재(1510)의 자중은 각 제2커버부재(1510)를 회전시키는 모멘트를 발생시킬 수 있다. 따라서 각 제2커버부재(1510)는 자중에 의해 회전할 수 있다.
본 실시예에서, 복수의 제2커버부재(1510)는 제2프레임부(1530)를 통해 터널부(110)에 회전 가능하게 지지될 수 있다.
제2프레임부(1530)는 도 1과 같이 제2개구(112)가 형성되는 터널부(110)에 지지될 수 있다.
제2프레임부(1530)는 도 6과 같이 링 형상으로 제공될 수 있다.
제2프레임부(1530)의 단면 형상은 제2개구(112)의 단면 형상에 따라 결정될 수 있다.
제2프레임부(1530)는 복수의 제2커버부재(1510)를 회전 가능하게 지지하도록 제공될 수 있다.
예컨대, 제2프레임부(1530)에는 도 4와 같이 제2회전축(1513)의 단부가 회전 가능하게 지지되는 제2결합돌기(1533)가 형성될 수 있다.
이외에도, 제2프레임부는 도시되지 않았지만, 복수의 제2커버부재를 회전 가능하게 지지하는 다양한 구조로 제공될 수 있다.
한편, 복수의 제1커버부재(1110)가 제1프레임부(1130)에 지지되고, 복수의 제2커버부재(1510)가 제2프레임부(1530)에 지지되도록 제작되는 경우, 제1커버부(1100) 및 제2커버부(1500)는 모듈화가 가능하다. 모듈화된 제1커버부(1100) 및 제2커버부(1500)는 설치, 수리 및 교체 등의 작업이 용이하며 신속하게 수행될 수 있고, 나아가 개폐장치가 설치되지 않은 종래의 바우 스러스터의 터널부의 개구에도 용이하게 설치될 수 있다.
다른 실시예에서, 복수의 제1커버부재 및 복수의 제2커버부재는 도시되지 않았지만, 선체에 직접 지지되는 것과 같이 다양한 방법으로 선체에 회전 가능하게 지지될 수 있다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 바우 스러스터용 커버장치의 작동을 설명하기 도면이다.
참고로, 도 8 내지 도 10에서 우측은 선수방향을 나타내고, 복수의 제1 및 제2커버부재(1110, 1510)에 대한 횡단면을 개략적으로 도시하고 있다.
이하, 도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 8, 도 9, 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 바우 스러스터용 커버장치(1000)의 작동을 설명한다.
본 실시예에 따른 커버장치(1000)는 도 1 내지 도 4와 같이 복수의 제1커버부재(1110)를 포함하는 제1커버부(1100) 및 복수의 제2커버부재(1510)를 포함하는 제2커버부(1500)를 포함한다. 복수의 제1커버부재(1110)는 바우 스러스터(100)의 터널부(110)의 우측단에 형성된 제1개구(111)를 개폐하도록 배치되고, 복수의 제2커버부재(1510)는 바우 스러스터(100)의 터널부(110)의 좌측단에 형성된 제2개구(112)를 개폐하도록 배치될 수 있다.
제1작동예
선체(10)는 항해 중일 수 있다. 이때, 바우 스러스터(100)는 작동하지 않을 수 있다.
선체(10)가 항해 중인 경우, 선체(10)의 주변의 물(도 8의 W)은 선체(10)의 측면을 따라 흐를 수 있다. 이 과정에, 선체(10)의 주변의 물은 각 제1커버부재(1110) 및 각 제2커버부재(1510)에 대해 수압을 작용시킬 수 있다.
이 경우, 각 제1커버부재(1110) 및 각 제2커버부재(1510)에는 자중에 의한 정모멘트 및 수압에 의한 반모멘트가 걸릴 수 있다.
각 제1커버부재(1110) 및 각 제2커버부재(1510)에 걸리는 자중에 의한 정모멘트는 제1개구(111) 및 제2개구(112)를 개방시키는 방향으로 작용할 수 있다.
각 제1커버부재(1110) 및 각 제2커버부재(1510)에 걸리는 수압에 의한 반모멘트(도 8의 점선화살표 참조)는 제1개구(111) 및 제2개구(112)를 폐쇄시키는 방향으로 작용할 수 있다. 즉, 수압에 의한 반모멘트는 자중에 의한 정모멘트의 방향과 반대방향으로 작용할 수 있다.
각 제1커버부재(1110) 및 각 제2커버부재(1510)에 걸리는 수압에 의한 반모멘트는 선체(10)의 선속에 따라 변할 수 있다. 다시 말해, 각 제1커버부재(1110) 및 각 제2커버부재(1510)에 걸리는 수압에 의한 반모멘트는 선체(10)의 선속에 따라 증가할 수 있다.
이 경우, 복수의 제1커버부재(1110) 및 복수의 제2커버부재(1510)는 선체(10)의 설정선속에 따라 제1개구(111) 및 제2개구(112)를 각각 개방하거나 폐쇄할 수 있다.
여기서 설정선속은 선체(10)가 항해하는 동안, 제1개구(111) 및 제2개구(112)가 폐쇄될 필요가 있는 선체(10)의 최소 선속일 수 있다. 이러한 설정선속은 모형선 실험 또는 수치해석 등의 방법으로 결정될 수 있다.
일례로, 선체(10)의 선속이 설정선속 미만일 수 있다.
이때, 복수의 제1커버부재(1110) 및 복수의 제2커버부재(1510)는 도 4와 같이 자중에 의해 제1개구(111) 및 제2개구(112)를 각각 개방시키는 개방동작할 수 있다.
이 경우, 수압에 의한 반모멘트는 자중에 의한 정모멘트보다 작을 수 있다.
다른 예로, 선체(10)의 선속이 설정선속 이상일 수 있다.
이때, 복수의 제1커버부재(1110) 및 복수의 제2커버부재(1510)는 도 2, 도 3, 도 8과 같이 수압에 의해 제1개구(111) 및 제2개구(112)를 각각 폐쇄시키는 폐쇄동작할 수 있다. 이 경우, 제1개구(111) 및 제2개구(112)로 물이 출입하는 것이 방지되고, 제1개구(111) 및 제2개구(112)로 출입하는 물에 의한 선체(10)의 저항이 감소될 수 있다.
이 경우, 수압에 의한 반모멘트는 자중에 의한 정모멘트보다 클 수 있다.
예컨대, 각 제1커버부재(1110) 및 각 제2커버부재(1510)는 선체(10)의 선속이 설정선속일 때, 수압에 의한 반모멘트가 자중에 의한 정모멘트보다 클 수 있는 중량으로 제작될 수 있다.
이외에도, 각 제1커버부재 및 각 제2커버부재는 선체의 선속이 설정선속일 때, 수압에 의한 반모멘트가 자중에 의한 정모멘트보다 클 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다.
한편, 복수의 제1커버부재(1110a, 1110b)가 폐쇄동작할 때, 복수의 제1커버부재(1110a, 1110b) 중 임의의 한 제1커버부재(1110a)의 후단부는 이웃하는 다른 제1커버부재(1110b)의 전단부와 중첩될 수 있다.
예컨대, 서로 이웃하게 배치되는 두 제1커버부재(1110a, 1110b) 중 선미측에 위치하는 제1커버부재(1110b)는 도 8과 같이 전단부가 선체(10)를 향해 오목한 단차구조로 형성될 수 있다. 그리고 두 제1커버부재(1110a, 1110b) 중 선수측에 위치하는 제1커버부재(1110a)는 후단부가 선미측에 위치하는 제1커버부재(1110b)의 오목한 영역에 대응하도록 연장될 수 있다.
선수측에 위치하는 제1커버부재(1110a)의 후단부는 폐쇄동작할 때 선미측에 위치하는 제1커버부재(1110b)의 전단부의 오목한 영역에 포개질 수 있다. 이때, 복수의 제1커버부재(1110a, 1110b)가 폐쇄동작할 때, 선체(10) 주변의 물이 서로 이웃하는 두 제1커버부재(1110a, 1110b)의 사이 틈을 통해 제1개구(111)로 유입되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 복수의 제2커버부재(1510a, 1510b)가 폐쇄동작할 때, 복수의 제2커버부재(1510a, 1510b) 중 임의의 한 제2커버부재(1510a)의 후단부는 이웃하는 다른 제2커버부재(1510b)의 전단부와 중첩될 수 있다.
다만, 서로 이웃하는 두 제2커버부재(1510a, 1510b) 사이 중첩구조는 서로 이웃하는 두 제1커부재 사이 중첩구조와 실질적으로 동일하므로 그 상세한 설명을 생략한다.
제2작동예
선체(10)는 계류구조물에 접안 중일 수 있다. 이때, 바우 스러스터(100)는 작동하고, 바우 스러스터(100)의 프로펠러(130)는 일방향으로 회전할 수 있다.
이 경우, 제1개구(111)로 물이 유입되고(도 9의 W), 제2개구(112)로 물이 배출될 수 있다(도 10의 W). 이때, 복수의 제1커버부재(1110)는 도 9와 같이 제1개구(111)를 부분 개방시키는 부분 개방동작하고, 복수의 제2커버부재(1510)는 도 10과 같이 제2개구(112)를 완전 개방시키는 완전 개방동작할 수 있다.
보다 상세히, 각 제1커버부재(1110)에는 자중에 의한 정모멘트(도 9의 실선화살표 참조) 및 제1개구(111)로 유입되는 물의 수압에 의한 반모멘트(도 9의 점선화살표 참조)가 걸릴 수 있다.
각 제1커버부재(1110)에 걸리는 수압에 의한 반모멘트는 제1개구(111)를 폐쇄시키는 방향으로 작용할 수 있다. 즉, 각 제1커버부재(1110)에 걸리는 수압에 의한 반모멘트는 각 제1커버부재(1110)에 걸리는 자중에 의한 정모멘트의 방향과 반대방향으로 작용할 수 있다.
이 경우, 각 제1커버부재(1110)는 도 9와 같이 제1개구(111)를 개방시키는 방향의 회전동작이 제한되어, 제1개구(111)를 부분 개방시킬 수 있다.
이때, 각 제1커버부재(1110)에 걸리는 자중에 의한 정모멘트는 각 제1커버부재(1110)에 걸리는 수압에 의한 반모멘트보다 클 수 있다.
예컨대, 각 제1커버부재(1110)는 부분 개방동작할 때, 자중에 의한 정모멘트가 수압에 의한 반모멘트보다 클 수 있는 중량으로 제작될 수 있다.
이외에도, 각 제1커버부재는 부분 개방동작할 때, 자중에 의한 정모멘트가 수압에 의한 반모멘트보다 클 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다.
그리고 각 제2커버부재(1510)에는 자중에 의한 정모멘트(도 10의 실선화살표 참조) 및 제2개구(112)로 배출되는 물의 수압에 의한 정모멘트(도 10의 점선화살표 참조)가 걸릴 수 있다.
각 제2커버부재(1510)에 걸리는 수압에 의한 정모멘트는 제2개구(112)를 개방시키는 방향으로 작용할 수 있다. 즉, 각 제2커버부재(1510)에 걸리는 수압에 의한 정모멘트는 각 제2커버부재(1510)에 걸리는 자중에 의한 정모멘트의 방향과 같은 방향으로 작용할 수 있다.
이 경우, 각 제2커버부재(1510)는 도 10과 같이 제2개구(112)를 개방시키는 회전동작이 향상되고, 제2개구(112)를 완전 개방시킬 수 있다. 예컨대, 각 제2커버부재(1510)는 제2개구(112)가 최대로 개방되도록 회전동작할 수 있다.
완전 개방동작한 각 제2커버부재(1510)는 별도의 스토퍼(미도시)에 의해 제2개구(112)를 개방시키는 방향의 회전동작이 중단될 수 있다. 이 경우, 각 제2커버부재(1510)는 제2개구(112)에 대한 완전 개방동작 상태를 유지할 수 있다.
제3작동예
선체(10)는 계류구조물에 접안 중일 수 있다. 이때, 바우 스러스터(100)는 작동하고, 바우 스러스터(100)의 프로펠러(130)는 타방향으로 회전할 수 있다.
이 경우, 제2개구(112)로 물이 유입되고(도 9의 W), 제1개구(111)로 물이 배출될 수 있다(도 10의 W). 이때, 복수의 제2커버부재(1510)는 도 9와 같이 제2개구(112)를 부분 개방시키는 부분 개방동작하고, 복수의 제1커버부재(1110)는 도 10과 같이 제1개구(111)를 완전 개방시키는 완전 개방동작할 수 있다.
보다 상세히, 각 제2커버부재(1510)에는 자중에 의한 정모멘트(도 9의 실선화살표 참조) 및 제2개구(112)로 유입되는 물의 수압에 의한 반모멘트(도 9의 점선화살표)가 걸릴 수 있다.
각 제2커버부재(1510)에 걸리는 수압에 의한 반모멘트는 제2개구(112)를 폐쇄시키는 방향으로 작용할 수 있다.
이 경우, 각 제2커버부재(1510)는 도 9와 같이 제2개구(112)를 개방시키는 방향의 회전동작이 제한되어, 제2개구(112)를 부분 개방시킬 수 있다.
이때, 각 제2커버부재(1510)에 걸리는 자중에 의한 정모멘트는 각 제2커버부재(1510)에 걸리는 수압에 의한 반모멘트보다 클 수 있다.
예컨대, 각 제2커버부재(1510)는 부분 개방동작할 때, 자중에 의한 정모멘트가 수압에 의한 반모멘트보다 클 수 있는 중량으로 제작될 수 있다.
그리고 각 제1커버부재(1110)에는 자중에 의한 정모멘트(도 10의 실선화살표) 및 제1개구(111)로 배출되는 물의 수압에 의한 정모멘트(도 10의 점선화살표)가 걸릴 수 있다.
각 제1커버부재(1110)에 걸리는 수압에 의한 정모멘트는 제1개구(111)를 개방시키는 방향으로 작용할 수 있다.
이 경우, 각 제1커버부재(1110)는 도 10과 같이 제1개구(111)를 개방시키는 회전동작이 향상되고, 제1개구(111)를 완전 개방시킬 수 있다. 예컨대, 각 제1커버부재는 제1개구가 최대로 개방되도록 회전동작할 수 있다.
완전 개방동작한 각 제1커버부재(1110)는 별도의 스토퍼(미도시)에 의해 제1개구(111)를 개방시키는 방향의 회전동작이 중단될 수 있다. 이 경우, 각 제1커버부재(1110)는 제1개구(111)에 대한 완전 개방동작 상태를 유지할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 바우 스러스터용 커버장치는 앞선 설명한 작동예 이외에도, 선체의 항해 조건 등에 따라 제1개구 및 제2개구를 개폐하도록 다양하게 작동할 수 있다.
앞서 살펴 본 바와 같이, 본 실시예에 따른 바우 스러스터용 커버장치(1000)는, 바우 스러스터(100)가 작동할 때 바우 스러스터(100)의 터널부(110)의 제1개구(111) 및 제2개구(112)를 개방시키도록 작동하고, 선체(10)가 설정속도 이상으로 항해할 때 제1개구(111) 및 제2개구(112)를 폐쇄시켜 제1개구(111) 및 제2개구(112)로 출입하는 물에 의한 선체(10)의 저항을 감소시킬 수 있다.
나아가, 자중 및 수압에 의해 제1개구(111) 및 제2개구(112)를 개폐하도록 회전동작함으로써, 개폐동작에 필요한 구동력을 제공하기 위한 별도의 구동수단을 생략할 수 있어 구성을 간단히 할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 선체
100: 바우 스러스터
110: 터널부
111: 제1개구
112: 제2개구
120: 구동부
130: 프로펠러
131: 스트럿
132: 포드
133: 회전샤프트
1000: 바우 스러스터용 커버장치
1100: 제1커버부
1110, 1110', 1110a, 1110b: 제1커버부재
1113, 1113': 제1회전축
1130: 제1프레임부
1133: 제1결합돌기
1500: 제2커버부
1510, 1510a, 1510b: 제2커버부재
1513: 제2회전축
1530: 제2프레임부
1533: 제2결합돌기

Claims (9)

  1. 선체에 마련된 바우 스러스터의 터널부의 양측단에 형성되고 수평면에 대해 상하방향으로 경사진 제1개구 및 제2개구를 개폐하는 바우 스러스터용 커버장치로서,
    상기 제1개구를 개폐하도록 상기 터널부에 회전 가능하게 지지되고, 상기 선체의 길이방향을 따라 배치되는 복수의 제1커버부재를 포함하는 제1커버부; 및
    상기 제2개구를 개폐하도록 상기 터널부에 회전 가능하게 지지되고, 상기 선체의 길이방향을 따라 배치되는 복수의 제2커버부재를 포함하는 제2커버부를 포함하고,
    상기 선체가 접안 중이고 상기 바우 스러스터의 프로펠러가 일방향으로 회전할 때,
    상기 제1개구로 물이 유입되고, 상기 제2개구로 물이 배출되며,
    상기 복수의 제1커버부재는 상기 제1개구를 부분 개방시키는 부분 개방동작하고,
    상기 복수의 제2커버부재는 상기 제2개구를 완전 개방시키는 완전 개방동작하고,
    상기 선체가 접안 중이고 상기 프로펠러가 타방향으로 회전할 때,
    상기 제2개구로 물이 유입되고, 상기 제1개구로 물이 배출되며,
    상기 복수의 제2커버부재는 상기 제2개구를 부분 개방시키는 부분 개방동작하고,
    상기 복수의 제1커버부재는 상기 제1개구를 완전 개방시키는 완전 개방동작하는, 바우 스러스터용 커버장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1커버부는, 상기 터널부에 지지되고, 상기 복수의 제1커버부재를 회전 가능하게 지지하는 제1프레임부를 더 포함하고,
    상기 제2커버부는, 상기 터널부에 지지되고, 상기 복수의 제2커버부재를 회전 가능하게 지지하는 제2프레임부를 더 포함하는, 바우 스러스터용 커버장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1프레임부 및 상기 제2프레임부는 각각 링 형상으로 제공되는, 바우 스러스터용 커버장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1프레임부의 단면 형상 및 상기 제2프레임부의 단면 형상은 각각 상기 제1개구의 단면 형상 및 상기 제2개구의 단면 형상에 따라 결정되는, 바우 스러스터용 커버장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 선체가 항해 중이고 상기 선체의 선속이 설정선속 미만일 때,
    상기 복수의 제1커버부재 및 상기 복수의 제2커버부재는 자중에 의해 상기 제1개구 및 상기 제2개구를 각각 개방시키는 개방동작하거나,
    상기 선체가 항해 중이고 상기 선체의 선속이 설정선속 이상일 때,
    상기 복수의 제1커버부재 및 상기 복수의 제2커버부재는 수압에 의해 상기 제1개구 및 상기 제2개구를 각각 폐쇄시키는 폐쇄동작하는, 바우 스러스터용 커버장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 제1커버부재 및 상기 복수의 제2커버부재가 폐쇄동작할 때,
    상기 각 제1커버부재 및 상기 각 제2커버부재에 걸리는 자중에 의한 정모멘트의 방향은 상기 각 제1커버부재 및 상기 각 제2커버부재에 걸리는 수압에 의한 반모멘트와 방향이 반대이고,
    상기 반모멘트는 상기 정모멘트보다 큰, 바우 스러스터용 커버장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1커버부재 또는 상기 복수의 제2커버부재가 부분 개방동작할 때,
    상기 각 제1커버부재 또는 상기 각 제2커버부재에 걸리는 자중에 의한 정모멘트의 방향은 상기 각 제1커버부재 또는 상기 각 제2커버부재에 걸리는 수압에 의한 반모멘트와 방향이 반대이고,
    상기 정모멘트는 상기 반모멘트보다 큰, 바우 스러스터용 커버장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1커버부재가 폐쇄동작할 때, 상기 복수의 제1커버부재 중 임의의 한 제1커버부재의 후단부는 이웃하는 다른 제1커버부재의 전단부와 중첩되고,
    상기 복수의 제2커버부재가 폐쇄동작할 때, 상기 복수의 제2커버부재 중 임의의 한 제2커버부재의 후단부는 이웃하는 다른 제2커버부재의 전단부와 중첩되는, 바우 스러스터용 커버장치.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745758C1 (ru) * 2020-07-08 2021-03-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") Подруливающее устройство судна
KR20210132838A (ko) 2020-04-28 2021-11-05 삼성중공업 주식회사 바우 스러스터용 커버 장치
KR20220001689A (ko) 2020-06-30 2022-01-06 삼성중공업 주식회사 바우 스러스터용 커버 장치
RU2792998C1 (ru) * 2022-11-24 2023-03-28 Игнат Игоревич Иванов Корпус судна

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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