KR102006911B1 - 해류 저항 저감 장치 - Google Patents

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Abstract

해류 저항 저감 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선미측 오목부에 진입한 예인선의 추진력에 의해 선수 방향으로 예인되는 바지선에 설치되는 해류 저항 저감 장치는, 상기 바지선의 선저면에 마련되는 빈 공간인 플레이트 격납부; 및 평상 시에는 상기 플레이트 격납부에 격납되며, 상기 예인선이 상기 바지선에 고정된 상태일 때 인출되어 상기 바지선과 상기 예인선 사이에 형성되는 선저면 상부의 사이공간을 폐쇄하는 출몰식 플레이트를 포함할 수 있다.

Description

해류 저항 저감 장치{Current resistance reducing device}
본 발명은 해류 저항 저감 장치에 관한 것이다.
화물을 적재하지만 추진력을 가지지 않는 바지선(barge)과 추진력을 가지는 예인선(tug)은 서로 고정된 상태로 강이나 호수, 항구 등에서 다양한 목적으로 이용되고 있다. 이때, 한 개의 예인선의 다수개의 바지선의 운항을 위해 선택적으로 이용될 수 있다.
도 1은 예인선과 바지선의 고정 과정을 위에서 내려다 본 모습을 나타낸 도면이고, 도 2는 예인선과 바지선의 고정 과정을 아래에서 본 모습을 나타낸 도면이며, 도 3은 예인선과 바지선 사이의 사이공간에 의한 해류 저항을 나타낸 도면이다.
즉, 도 1에 순차적으로 도시된 바와 같이, 추진력을 가지지 않는 바지선(110)의 선미에는 예인선(130)의 형상에 부합되는 오목부(115)가 형성된다.
오목부(115) 내부로 예인선(130)이 진입한 후, 예인선(130)은 구비된 사이드 커플러 유닛(side coupler unit)의 체결핀을 오목부(115)의 둘레면 방향으로 인출시킨다.
외측으로 인출된 체결핀의 단부가 오목부(115)의 둘레면에 형성된 결합홀에 삽입됨으로써 예인선(130)과 바지선(110)은 서로 고정되고, 바지선(110)은 예인선(130)의 추진력을 이용하여 운항될 수 있다.
바지선(110)의 오목부(115)는 바지선(110)의 중심축에서는 선미에 해당하는 바, 오목부(115) 부분의 선저는 상부로 경사지는 유선형의 곡면부를 가진다. 이 경우 예인선(130)과 바지선(110)이 결합된 상태에서 결합지점 부근에는 예인선(130)의 선수측 역시 선저가 상부로 경사지는 유선형의 곡면부를 가지고 있어, 예인선(130)과 바지선(110) 사이에는 선저면을 기준으로 할 때 선저면의 상부에 사이공간(150)이 형성된다.
예인선(130)과 바지선(110)이 결합된 상태에서 예인선(130)이 바지선(110)을 밀어 주는 방향으로 예인 운항할 때 전방에 위치하는 바지선(110)의 선저면을 따라 흐르는 해류가 사이공간(150)으로 유입된다. 예인선(130)의 선수측에는 사이공간(150)으로 유입된 해류가 부딪히게 되고, 이로 인해 사이공간(150)에서는 불규칙한 유동이 발생하게 된다. 이로 인해 해류에 의한 저항이 발생하게 되어 바지선(110)과 예인선(130)이 고정된 상태에서 선속 보증 문제가 발생하게 된다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 관한 이해를 도모하기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 널리 알려진 종래기술인 것으로 단정될 수는 없다.
미국등록특허 US 6,612,253 (Apparatus for coupling tug boats to barges)
본 발명은 바지선과 예인선 사이의 사이공간으로의 해류 유입을 차단하여 바지선과 예인선이 결합된 상태에서 해류에 대한 저항을 감소시키고 선속을 향상시킬 수 있는 해류 저항 저감 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선미측 오목부에 진입한 예인선의 추진력에 의해 선수 방향으로 예인되는 바지선에 설치되는 해류 저항 저감 장치로서, 상기 바지선의 선저면에 마련되는 빈 공간인 플레이트 격납부; 및 평상 시에는 상기 플레이트 격납부에 격납되며, 상기 예인선이 상기 바지선에 고정된 상태일 때 인출되어 상기 바지선과 상기 예인선 사이에 형성되는 선저면 상부의 사이공간을 폐쇄하는 출몰식 플레이트를 포함하는 해류 저항 저감 장치가 제공된다.
상기 플레이트 격납부는 상기 사이공간을 기준으로 선수측에 배치되고, 선미측으로 개방된 개구부를 가지고 있어, 상기 출몰식 플레이트가 상기 개구부를 통해 인출 혹은 인입될 수 있다.
또는 상기 플레이트 격납부는 상기 사이공간을 기준으로 좌현 또는 우현 중 적어도 한곳에 배치되고, 상기 사이공간 측으로 개방된 개구부를 가지고 있어, 상기 출몰식 플레이트가 상기 개구부를 통해 인출 혹은 인입될 수 있다.
상기 출몰식 플레이트의 끝단에는 상기 예인선의 선수측 선저에 상응하는 유선형 곡면부가 형성될 수 있다.
상기 출몰식 플레이트의 끝단에는 마찰력을 제공하는 마찰패드가 부착될 수 있다.
상기 플레이트 격납부 내에 설치되며, 상기 출몰식 플레이트의 반대편 끝단과 고정 결합되는 피스톤을 실린더의 유압에 의해 전진 혹은 후진 이동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.
또는 상기 플레이트 격납부 내에 설치되며, 상기 출몰식 플레이트의 반대편 끝단에 설치되는 래크에 치합하는 피니언 기어를 정방향 혹은 역방향 회전시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 바지선과 예인선 사이의 사이공간으로의 해류 유입을 차단하여 바지선과 예인선이 결합된 상태에서 해류에 대한 저항을 감소시키고 선속을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 예인선과 바지선의 고정 과정을 위에서 내려다 본 모습을 나타낸 도면,
도 2는 예인선과 바지선의 고정 과정을 아래에서 본 모습을 나타낸 도면,
도 3은 예인선과 바지선 사이의 사이공간에 의한 해류 저항을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 예인선과 바지선의 고정 상태에서 해류 저항을 저감시키는 장치의 작동을 아래에서 본 모습을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 예인선과 바지선의 고정 상태에서 해류 저항을 저감시키는 장치의 작동을 나타낸 측단면도,
도 6은 출몰식 플레이트를 전후진 시키기 위한 구동부의 실시예들을 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해류 저항 저감 장치가 적용된 모습을 나타낸 도면.
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 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 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.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 예인선과 바지선의 고정 상태에서 해류 저항을 저감시키는 장치의 작동을 아래에서 본 모습을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 예인선과 바지선의 고정 상태에서 해류 저항을 저감시키는 장치의 작동을 나타낸 측단면도이며, 도 6은 출몰식 플레이트를 전후진 시키기 위한 구동부의 실시예들을 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 6에는 바지선(110), 예인선(130), 사이공간(150), 해류 저항 저감 장치(200), 출몰식 플레이트(210), 플레이트 격납부(220), 실린더(230), 피스톤(235), 피니언 기어(245), 래크(240)가 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해류 저항 저감 장치(200)는 바지선(110)의 선미에 마련된 오목부에 진입하여 바지선(110)을 밀어주는 방향으로의 추진력으로 바지선(110)을 예인하는 예인선(130)이 바지선(110)과 고정된 상태에서 형성되는 선저의 사이공간(150)을 폐쇄하여 해류 유입을 차단함으로써 해류 저항을 저감시킨 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 따른 해류 저항 저감 장치(200)는 출몰식 플레이트(retractable plate)(210)를 포함한다.
출몰식 플레이트(210)는 평상 시에는 바지선(110)의 플레이트 격납부(220)에 격납된 상태로 있다. 플레이트 격납부(220)는 바지선(110)의 선저에 마련되며, 사이공간(150)을 기준으로 선수측에 배치될 수 있다. 그리고 플레이트 격납부(220)는 선미측으로 개방된 개구부를 가지고 있다.
기본적으로 바지선(110)이 단독 운항 시, 즉 예인선(130)이 오목부로 진입하여 고정되기 이전에는 플레이트 격납부(220)에 출몰식 플레이트(210)가 격납된 상태에 있다.
이후 예인선(130)이 오목부로 진입하여 바지선(110)에 고정되면 사이공간(150)이 형성되는 바, 이때 출몰식 플레이트(210)가 플레이트 격납부(220)에서 예인선(130)을 향해 인출된다.
이 경우 인출된 출몰식 플레이트(210)는 그 하면이 바지선(110)의 선저면과 동일한 평면 상에 놓여질 수 있다. 따라서, 바지선(110)의 선저면이 예인선(130)을 향해 연장된 것과 같은 모습을 나타내게 되며, 예인선(130)과 바지선(110)의 운항에 따라 바지선(110)의 선저면을 따라 흐르는 해류는 사이공간(150)으로 유입되지 않고 바지선(110)의 선저면에서 출몰식 플레이트(210)의 하면으로, 그리고 다시 예인선(130)의 선저면으로 진행하게 된다.
출몰식 플레이트(210)의 폭은 사이공간(150)의 폭에 상응할 수 있다. 따라서, 사이공간(150)의 완전 차단이 가능하게 한다.
출몰식 플레이트(210)의 인출 길이는 사이공간(150)의 저면 길이에 상응할 수 있다. 즉, 출몰식 플레이트(210)의 전체 길이는 사이공간(150)의 저면 길이보다 길어, 출몰식 플레이트(210)의 끝단이 예인선(130)의 선수측 선저면과 만날 수 있다.
이 경우 바지선(110)과 예인선(130)의 일체화를 위해, 출몰식 플레이트(210)의 끝단에는 예인선(130)의 선수측 선저에 상응하는 유선형 곡면부가 음각 형성될 수 있다.
따라서, 출몰식 플레이트(210)의 끝단은 예인선(130)의 선수측 선저에 밀착할 수 있게 되어, 바지선(110)과 예인선(130)의 운항 시에도 흔들림 없이 견고하게 수평면을 유지할 수 있다.
밀착성을 높이기 위해 출몰식 플레이트(210)의 끝단에는 마찰력을 제공하는 마찰패드(미도시)가 부착될 수 있다. 마찰패드로 인해 출몰식 플레이트(210)는 예인선(130)의 선수측 선저에 보다 견고하게 밀착될 수 있다.
예인이 완료된 이후 예인선(130)이 바지선(110)과 분리되는 경우, 출몰식 플레이트(210)는 플레이트 격납부(220)로 인입될 수 있다.
출몰식 플레이트(210)의 인입과 인출은 플레이트 격납부(220)에 마련된 구동부(미도시)에 의해 수행될 수 있다. 구동부는 출몰식 플레이트(210)가 전진 혹은 후진과 같은 직선 운동을 하도록 하는 구동력을 제공해 주는 부분이다.
일 례로 구동부는 실린더 타입일 수 있다(도 6의 (a) 참조). 출몰식 플레이트(210)의 반대편 끝단(내측 끝단)이 피스톤(235)과 고정 결합되고, 피스톤(235)이 실린더(230)의 유압에 의해 전진 혹은 후진 이동함으로써 출몰식 플레이트(210) 역시 전진 혹은 후진할 수 있게 된다. 여기서, 실린더(230)는 플레이트 격납부(220) 내에 고정 설치될 수 있다.
다른 예로 구동부는 래크 앤 피니언 타입일 수 있다(도 6의 (b) 참조). 출몰식 플레이트(210)의 반대편 끝단(내측 끝단)에 래크(240)가 설치되고, 래크(240)에 치합되는 피니언 기어(245)가 플레이트 격납부(220) 내에 회전 가능하게 고정 설치될 수 있다. 구동모터에 의해 피니언 기어(245)가 정방향 혹은 역방향 회전하면, 치합된 래크(240)가 전진 혹은 후진 이동하게 되고, 래크(240)가 설치된 출몰식 플레이트(210) 역시 전진 혹은 후진할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해류 저항 저감 장치가 적용된 모습을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 플레이트 격납부(320a, 320b)가 사이공간(150)의 좌현 및 우현 측에 각각 마련될 수 있다. 그리고 플레이트 격납부(320a, 320b) 내에 출몰식 플레이트(310a, 310b)가 격납되어 있다가 측면 이동 방식으로 인출되어 사이공간(150)을 폐쇄시키는 구조를 가진다.
여기서, 플레이트 격납부(320a, 320b)는 사이공간(150)을 기준으로 좌현 혹은 우현측에 배치된다. 그리고 사이공간(150) 측으로 개방된 개구부를 가지고 있어, 개구부를 통해 출몰식 플레이트(310a, 310b)가 인출 혹은 인입될 수 있다.
이 경우 출몰식 플레이트(310a, 310b)의 폭은 사이공간(150)의 폭 대비 1/2 크기를 가지고 있으며, 좌현 측과 우현 측에서 각각 인출되는 출몰식 플레이트(310a, 310b)가 서로 만나 하나의 차단 플레이트로서 기능하여 사이공간(150)을 완전 폐쇄시킬 수 있게 된다.
본 실시예들에서 바지선(110)은 CGL(Compressed Gas Liquid)과 같은 화물을 운반하는 운반선일 수 있다.
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.
110: 바지선 115: 오목부
130: 예인선 150: 사이공간
200: 해류 저항 저감 장치 210: 출몰식 플레이트
220: 플레이트 격납부 230: 실린더
235: 피스톤 240: 래크
245: 피니언 기어 310a, 310b: 출몰식 플레이트
320a, 320b: 플레이트 격납부

Claims (7)

  1. 선미측 오목부에 진입한 예인선의 추진력에 의해 선수 방향으로 예인되는 바지선에 설치되는 해류 저항 저감 장치로서,
    상기 바지선의 선저면에 마련되는 빈 공간인 플레이트 격납부; 및
    평상 시에는 상기 플레이트 격납부에 격납되며, 상기 예인선이 상기 바지선에 고정된 상태일 때 인출되어 상기 바지선과 상기 예인선 사이에 형성되는 선저면 상부의 사이공간을 폐쇄하는 출몰식 플레이트를 포함하되,
    상기 출몰식 플레이트의 끝단에는 상기 예인선의 선수측 선저에 상응하는 유선형 곡면부가 형성되고,
    상기 출몰식 플레이트의 끝단에는 마찰력을 제공하는 마찰패드가 부착된, 해류 저항 저감 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트 격납부는 상기 사이공간을 기준으로 선수측에 배치되고, 선미측으로 개방된 개구부를 가지고 있어, 상기 출몰식 플레이트가 상기 개구부를 통해 인출 혹은 인입되는 해류 저항 저감 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트 격납부는 상기 사이공간을 기준으로 좌현 또는 우현 중적어도 한곳에 배치되고, 상기 사이공간 측으로 개방된 개구부를 가지고 있어, 상기 출몰식 플레이트가 상기 개구부를 통해 인출 혹은 인입되는 해류 저항 저감 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 플레이트 격납부 내에 설치되며, 상기 출몰식 플레이트와 고정 결합되는 피스톤을 실린더의 유압에 의해 전진 혹은 후진 이동시키는 구동부를 더 포함하는 해류 저항 저감 장치.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 플레이트 격납부 내에 설치되며, 상기 출몰식 플레이트에 설치되는 래크에 치합하는 피니언 기어를 정방향 혹은 역방향 회전시키는 구동부를 더 포함하는 해류 저항 저감 장치.
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