KR102006892B1 - 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터 - Google Patents

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Abstract

삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 마운팅부에 삽입 설치되는 셀프 컨테이닝 쓰러스터는, 모터를 포함하는 컨테이너 시스템이 마련된 컨테이너 몸체; 상기 컨테이터 몸체의 하부에 수직 설치된 쓰러스터 샤프트; 및 상기 쓰러스터 샤프트의 하단에 설치된 프로펠러를 포함하되, 상기 프로펠러는 상기 쓰러스터 샤프트를 통해 상기 모터의 구동력을 전달받아 회전할 수 있다.

Description

삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터{Insert installation type self containing thruster}
본 발명은 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터에 관한 것이다.
일반적으로, FPSO(Floating Production Storage and Offloading)는 천연가스 등의 연료가스 혹은 원유의 부유식 생산 및 저장설비로서, 해상에서 연료가스 혹은 원유의 채굴, 저장, 하역 등이 가능하며, 해상에서의 이동도 가능한 해상 부유식 구조물이다. FSU(Floating Storage Unit)는 부유식 원유저장 해양구조물로서, 원유의 저장, 하역 등이 가능하며, 해상에서의 이동도 가능하다.
이러한 해양 구조물의 경우 바람의 방향으로 자유로이 스핀하도록 하는 웨더베이닝(weather vaning)용 쓰러스터가 장착되어 있는데, 조종성을 향상시키기 위해 추진력을 발생시키는 방향이 360도 회전이 가능하게 형성되는 아지무스 쓰러스터(Azimuth Thruster)가 많이 이용되고 있다. 아지무스 쓰러스터는 이외에도 선박의 메인(Main) 추진에도 사용되는 핵심적인 장비이다.
기존에 아지무스 쓰러스터는 상부 모터의 축과 프로펠러의 축 2개로 구동되는 형태로 되어 있다. 그리고 수중에서 삽입하여 설치되는 타입 혹은 기장 구역 안에서 설치하는 인보드(Inboard) 설치 타입이 대부분이다.
한국공개실용신안 20-2015-0001651호 (2015.04.30 공개) - 스러스터 설치 구조를 갖는 선박
본 발명은 모터 및 윤활유 공급설비 등 모든 설비를 포함하고 있으면서 셀프 컨테이닝(self containing) 시스템으로 구성되어 선박에 구비된 상부의 크레인으로 설치 및 해제가 가능한 구조를 갖는 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 마운팅부에 삽입 설치되는 셀프 컨테이닝 쓰러스터로서, 모터를 포함하는 컨테이너 시스템이 마련된 컨테이너 몸체; 상기 컨테이터 몸체의 하부에 수직 설치된 쓰러스터 샤프트; 및 상기 쓰러스터 샤프트의 하단에 설치된 프로펠러를 포함하되, 상기 프로펠러는 상기 쓰러스터 샤프트를 통해 상기 모터의 구동력을 전달받아 회전하는, 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터가 제공된다.
상기 마운팅부는 상호 이격되어 그 사이에 설치홈이 형성된 한 쌍의 지지 몸체를 포함하되, 상기 한 쌍의 지지 몸체 중 상기 설치홈 둘레에는 소정 경사각을 갖는 상부 경사면이 형성되고, 상기 상부 경사면 상에 마운트 슬롯이 음각 형성되며, 상기 컨테이너 몸체는 직육면체 형상을 가지되, 하면과 측면 사이에 상기 상부 경사면에 상응하는 경사각을 갖는 하부 경사면이 형성되고, 측면에는 상기 마운트 슬롯에 대응되는 마운트 바가 돌출 설치될 수 있다.
상기 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터는 크레인에 의해 부상된 후 상기 마운팅부의 상부로 이송된 후 하강하여 상기 마운트 슬롯 내에 상기 마운트 바가 끼움 결합되고 상기 상부 경사면 상에 상기 하부 경사면이 놓여짐으로써 도킹이 이루어질 수 있다.
상기 마운트 슬롯과 상기 마운트 바는 각각 전원 단자가 마련되어 있어, 도킹 시에 상기 전원 단자가 상호 접촉하여 전기적 접속이 수립될 수 있다.
상기 컨테이너 몸체는 상기 컨테이너 시스템을 냉각시키는 냉각설비를 포함하되, 상기 냉각설비는 상기 쓰러스터 샤프르의 둘레에 권선되며 내부의 냉각매체가 해수와 열교환하는 냉각코일을 더 포함하며, 상기 냉각설비와 상기 냉각코일은 폐루프를 이룰 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 모터 및 윤활유 공급설비 등 모든 설비를 포함하고 있으면서 셀프 컨테이닝 시스템으로 구성되어 선박에 구비된 상부의 크레인으로 설치 및 해제가 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터를 선박의 후미에 설치하는 모습을 나타낸 도면,
도 2는 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터가 설치되는 선박 후미의 평면도,
도 3은 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터가 선박 후미에 설치된 모습을 나타낸 후면도,
도 4는 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터를 선박의 후미에 설치하는 다른 모습을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터의 사시도.
본 발명은 다양한 변경을 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 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터를 선박의 후미에 설치하는 모습을 나타낸 도면이고, 도 2는 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터가 설치되는 선박 후미의 평면도이며, 도 3은 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터가 선박 후미에 설치된 모습을 나타낸 후면도이고, 도 4는 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터를 선박의 후미에 설치하는 다른 모습을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4에는 선박(1), 크레인(30), 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터(10), 컨테이너 몸체(12), 쓰러스터 샤프트(14), 프로펠러(16), 모터(123), 하부 경사면(121), 마운트 바(122), 마운팅부(20, 20a, 20b, 이하 '20'으로 통칭하기도 함), 지지 몸체(21), 설치홈(22, 22a, 22b, 이하 '22'로 통칭하기도 함), 상부 경사면(211, 211a, 211b, 이하 '211'로 통칭하기도 함), 마운트 슬롯(212, 212a, 212b, 이하 '212'로 통칭하기도 함)이 도시되어 있다.
본 실시예에서 선박은 해저 원유를 시추하는 드릴쉽, 사람이나 화물을 이송하는 선박, 액화천연가스-부유식 생산저장설비(LNG-FPSO: Liquefied Natural Gas-Floating Production Storage Offloading), 부유식 원유 저장 설비(FSU: Floating Storage Unit) 등 부유식 해상 구조물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터(10)는 모터와 윤활유 공급설비 등 프로펠러의 구동에 요구되는 기능을 모두 포함하는 컨테이너 시스템이 구비된 셀프 컨테이닝 타입으로, 필요에 따라 끼움 설치 혹은 분리가 가능한 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 따른 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터(10)는 컨테이너 몸체(12), 쓰러스터 샤프트(14), 프로펠러(16)를 포함한다.
컨테이너 몸체(12)는 쓰러스터의 기본 골격이 되는 바디(body) 부분으로, 프로펠러(16)의 구동을 위한 모터(123), 쓰러스터 샤프트(14)의 원활한 회전을 위해 요구되는 윤활유를 공급하는 윤활유 공급설비 등의 컨테이너 시스템이 설치된다.
컨테이너 몸체(12)의 하부에는 쓰러스터 샤프트(14)이 수직으로 설치되며, 쓰러스터 샤프트(14)의 하단에는 프로펠러(16)가 설치된다. 프로펠러(16)는 회전에 따른 추진력을 제공한다.
쓰러스터 샤프트(14)는 프로펠러(16)에 모터(123)의 구동력을 전달한다. 또한, 쓰러스터 샤프트(14)가 회전함으로써 프로펠러(16)가 향하는 방향을 조정할 수도 있다. 모터(123)로부터 쓰러스터 샤프트(14), 그리고 쓰러스터 샤프트(14)로부터 프로펠러(16)로의 구동력 전달은 다수의 기어에 의해 이루어질 수 있으며, 이 구조는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자에게 자명한 사항인 바 상세한 설명은 생략하기로 한다.
컨테이너 몸체(12)는 기본적으로 직육면체 형상을 가진다. 그리고 하면과 양 측면 사이에는 소정 경사를 갖는 하부 경사면(121)이 형성되어, 하부 모서리가 경사지게 가공된 형상을 갖는다.
그리고 양 측면에는 도킹(docking)을 위한 마운트 바(122)가 돌출 설치된다. 마운트 바(122)는 수직으로 길게 연장된 형상을 가지며, 각 측면마다 하나 혹은 둘 이상이 설치될 수 있다. 도면에서는 각 측면마다 2개의 마운트 바(122)가 설치된 경우가 도시되어 있다.
선박(1)에서 쓰러스터가 설치될 부분(예컨대, 후미)에는 도킹(혹은 시팅(seating))을 위한 마운팅부(20)가 마련된다.
마운팅부(20)는 소정 간격 이격된 한 쌍의 지지 몸체(21)를 기본 골격으로 포함한다. 한 쌍의 지지 몸체(21) 사이에는 선저까지 관통된 설치홈(22)이 형성된다.
삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터(10), 특히 쓰러스터 샤프트(14)과 프로펠러(16)가 설치홈(22)에 놓여진다. 여기서, 프로펠러(16)는 해수면 아래에 놓여지도록 쓰러스터 샤프트(14)의 길이가 결정될 수 있다. 예를 들어, 쓰러스터 샤프트(14)은 텔레스코픽 타입으로 구성되어, 쓰러스터의 설치 이후 프로펠러(16)가 해수면 아래에 위치하도록 그 길이가 조정될 수도 있다.
여기서, 설치홈(22)은 프로펠러(16)가 관통할 수 있는 크기를 가질 필요가 있다. 따라서, 설치홈(22)의 폭은 프로펠러(16)의 직경보다 클 수 있다.
또는 도 4에 도시된 것과 같이 쓰러스터의 설치 과정에서는 프로펠러(16)를 90도 회전시킨 상태에서 설치홈(22) 내에 설치되도록 할 수도 있다. 이 경우에는 설치홈(22)의 폭이 프로펠러(16)의 폭에 상응하는 크기를 가지면 충분하다. 설치가 완료된 이후 쓰러스터 샤프트(14)을 연장시켜 프로펠러(16)가 선저 하부에 위치하게 되면, 다시 쓰러스터 샤프트(14)을 회전시켜 프로펠러(16)가 선박(1)의 후방을 향하도록 할 수도 있다.
설치홈(22)의 상부, 즉 지지 몸체(21)의 상면과 측면 사이에는 소정 경사를 갖는 상부 경사면(211)이 형성된다. 상부 경사면(211)은 컨테이너 몸체(12)의 하부 경사면(121)에 대응되는 경사를 가질 수 있다. 따라서, 상부 경사면(211)이 쓰러스터의 자중을 버텨주게 된다.
상부 경사면(211)의 상단에는 마운트 바(122)에 대응되는 마운트 슬롯(212)이 음각 형성된다. 쓰러스터의 도킹 시 컨테이너 몸체(12)의 마운트 바(122)가 마운트 슬롯(212)에 끼움 결합하여 쓰러스터가 견고히 고정되도록 한다. 이 경우 쓰러스터가 중력에 의해 하방으로 힘을 받게 되는 바, 별도의 고정 장치 없이도 고정될 수 있게 된다.
마운트 바(122)와 마운트 슬롯(212)에는 각각 전원 단자가 마련될 수 있다. 따라서, 마운트 슬롯(212) 내에 마운트 바(122)가 끼움 결합되는 경우 각 전원 단자가 서로 만나 전기적으로 접속될 수 있다. 전기적 접속이 수립되면, 선박(1)으로부터 컨테이너 몸체(12)로 전원 공급이 가능하며, 컨테이너 몸체(12)에 구비된 모터(123)를 구동시킬 전원을 공급할 수 있다.
본 실시예에서 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터(10)를 선박(1)의 마운팅부(20)에 설치하기 위해서는 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터(10)를 들어 올려 선박(1)의 마운팅부(20) 상부에 위치시킨 후 하강시키는 과정을 거치게 된다.
이를 위해 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터(10)를 부상시키기 위한 수단으로 선박(1)에 크레인(30)이 마련될 수 있다. 크레인(30)은 페데스탈 크레인(Pedestal Crane)일 수 있다. 이 경우 빔(beam) 구조의 고정 구조물이 선박(1)의 마운팅부(20) 상단부에 설치되어 쓰러스터의 이송이 가능하게 할 수 있다.
도 2에는 도 1의 A 방향에서 바라본 평면도(Plan View)가 도시되어 있다. 2개의 쓰러스터가 적용되는 경우가 예시되어 있다. 2개의 쓰러스터가 각각 설치된 설치홈(22)이 일정 간격 이격되어 2개가 마련된 구조를 갖는다.
도 3에는 쓰러스터가 도킹된 이후 도 1의 B 방향에서 바라본 단면도(Section View)가 도시되어 있다. 도킹이 이루어진 후 컨테이너 몸체(12)의 마운팅 바(122)와 마운팅부(20)의 마운트 슬롯(212) 사이에는 전기적 접속이 이루어져 선박(1)에서 모터(123)로 전원 공급이 이루어질 수 있다.
쓰러스터를 분리하는 경우에는 전술한 크레인(30)을 이용하여 쓰러스터를 부상시킴으로써 쓰러스터가 마운팅부(20)로부터 분리되도록 할 수 있다. 여기서, 쓰러스터를 부상시킬 때 설치홈(22)과의 간섭을 방지하기 위해 프로펠러(16)는 측방을 향하도록 회전시킬 수 있다. 이후 쓰러스터를 후방으로 이송시킨 후 하강시킴으로써 해상에 부유되게 하거나 별도의 이송 선박 상에 선적되게 할 수 있다.
이상에서는 쓰러스터가 선박의 후미에 설치되는 경우를 가정하여 설명하였지만, 쓰러스터의 설치 위치는 후미 이외에도 좌현, 우현 혹은 선수일 수도 있음은 물론이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터의 사시도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터(10)는 컨테이너 몸체(12)에 구비된 컨테이너 시스템에 필요한 냉각을 담당하는 쿨링 설비(40)를 더 포함한다.
쿨링 설비(40)는 쓰러스터 샤프트(14)의 둘레에 권선된 쿨링 코일(42)을 포함한다. 쿨링 설비(40)와 쿨링 코일(42)은 폐루프를 이루고 있으며, 냉각매체가 폐루프 내부를 순환하는 구조를 가진다. 여기서, 냉각매체는 담수(fresh water)일 수 있다.
냉각매체는 쓰러스터 샤프트(14)에 권선된 쿨링 코일(42)을 지날 때 해수와 열교환을 수행한다. 이 경우 해수가 냉각매체의 열을 흡수하여 냉각매체의 온도를 낮추어 준다. 냉각된 냉각매체는 쿨링 설비(40)로 유입되어, 컨테이너 시스템의 각종 설비들을 냉각시킨다. 그리고 가열된 냉각매체는 쿨링 설비(40)에서 배출되어 다시 쿨링 코일(42)을 통과하면서 해수와 열교환을 수행함으로써 냉각될 수 있다.
따라서, 컨테이너 몸체(12)에 구비된 컨테이너 시스템의 냉각도 자체적으로 해결할 수 있게 된다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 선박 10: 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터
12: 컨테이너 몸체 14: 쓰러스터 샤프트
16: 프로펠러 121: 하부 경사면
122: 마운트 바 123: 모터
20: 마운팅부 21: 지지 몸체
22: 설치홈 211: 상부 경사면
212: 마운트 슬롯 30: 크레인
40: 냉각 설비 42: 냉각 코일

Claims (5)

  1. 선박의 마운팅부에 삽입 설치되는 셀프 컨테이닝 쓰러스터로서,
    모터를 포함하는 컨테이너 시스템이 마련된 컨테이너 몸체;
    상기 컨테이너 몸체의 하부에 수직 설치된 쓰러스터 샤프트; 및
    상기 쓰러스터 샤프트의 하단에 설치된 프로펠러를 포함하되,
    상기 프로펠러는 상기 쓰러스터 샤프트를 통해 상기 모터의 구동력을 전달받아 회전하고,
    상기 마운팅부는 상호 이격되어 그 사이에 설치홈이 형성된 한 쌍의 지지 몸체를 포함하되, 상기 한 쌍의 지지 몸체 중 상기 설치홈 둘레에는 소정 경사각을 갖는 상부 경사면이 형성되고, 상기 상부 경사면 상에 마운트 슬롯이 음각 형성되며,
    상기 컨테이너 몸체는 직육면체 형상을 가지되, 하면과 측면 사이에 상기 상부 경사면에 상응하는 경사각을 갖는 하부 경사면이 형성되고, 측면에는 상기 마운트 슬롯에 대응되는 마운트 바가 돌출 설치되는, 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터는 크레인에 의해 부상된 후 상기 마운팅부의 상부로 이송된 후 하강하여 상기 마운트 슬롯 내에 상기 마운트 바가 끼움 결합되고 상기 상부 경사면 상에 상기 하부 경사면이 놓여짐으로써 도킹이 이루어지는, 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 마운트 슬롯과 상기 마운트 바는 각각 전원 단자가 마련되어 있어,
    도킹 시에 상기 전원 단자가 상호 접촉하여 전기적 접속이 수립되는, 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터.
  5. 선박의 마운팅부에 삽입 설치되는 셀프 컨테이닝 쓰러스터로서,
    모터를 포함하는 컨테이너 시스템이 마련된 컨테이너 몸체;
    상기 컨테이너 몸체의 하부에 수직 설치된 쓰러스터 샤프트; 및
    상기 쓰러스터 샤프트의 하단에 설치된 프로펠러를 포함하되,
    상기 프로펠러는 상기 쓰러스터 샤프트를 통해 상기 모터의 구동력을 전달받아 회전하고,
    상기 컨테이너 몸체는 상기 컨테이너 시스템을 냉각시키는 냉각설비를 포함하되,
    상기 냉각설비는 상기 쓰러스터 샤프트의 둘레에 권선되며 내부의 냉각매체가 해수와 열교환하는 냉각코일을 더 포함하며,
    상기 냉각설비와 상기 냉각코일은 폐루프를 이루는, 삽입 설치형 셀프 컨테이닝 쓰러스터.
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