KR102016522B1 - 선박 - Google Patents

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Abstract

선박의 스티어링 시스템에 문제가 발생하여도 정상적으로 방향을 제어할 수 있으며, 외부의 충격을 최소화할 수 있는 선박이 제공된다. 선체와, 적어도 일부가 선체 외부로 노출되며 선체에 회전 가능하게 결합되는 추진기 유닛과, 선체에 결합되며 추진기 유닛과 기어로 결합되어 추진기 유닛을 회전시키는 적어도 하나의 제1 구동기와, 선체에 결합되며 추진기 유닛과 밸트 또는 체인으로 결합되어 추진기 유닛을 회전시키는 제2 구동기를 포함한다.

Description

선박{Ship}
본 발명은 선박에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 선박의 스티어링 시스템에 문제가 발생하여도 정상적으로 방향을 제어할 수 있으며, 외부의 충격을 최소화할 수 있는 선박에 관한 것이다.
해저에 매장되어있는 석유 및 가스를 채굴하는 선박의 경우 방향을 제어할 수 있는 추진기가 사용된다. 해양 생산 제품을 채굴하기 위한 추진기는 해수면에서 일정한 위치를 유지할 수 있도록 추진 방향을 360도 제어할 수 있어야 하므로 아지무스 쓰러스터가 사용된다. 즉, 아지무스 쓰러스터는 추진기 전체를 회전시키며, 방향제어가 가능한 스티어링 장치를 구비하고 있다.
아지무스 쓰러스터는 악조건에서 사용되기 때문에 외부의 충격으로 인해 기어와 모터의 발생하는 등 부품파손의 위험성이 높다. 또한, 아지무스 쓰러스터가 파손된 경우 바로 수리하기가 어려울 뿐만 아니라, 스티어링 장치의 기어 또는 모터에 문제가 발생할 경우 방향을 제어하기 어려운 문제가 발생하였다. 따라서, 추진기에 문제가 발생하더라도 정상적으로 사용할 수 있는 아지무스 쓰러스터를 필요로 하였으며, 외부의 충격에 의해 고장이 쉽게 발생하지 않는 구조가 필요하였다.
대한민국 등록실용신안 제20-0381442호, (2005.04.02)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 선박의 스티어링 시스템에 문제가 발생하여도 정상적으로 방향을 제어 할 수 있으며, 외부의 충격을 최소화할 수 있는 선박을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술적 과제에 의한 선박은, 선체와, 적어도 일부가 상기 선체외부로 노출되며 상기 선체에 회전 가능하게 결합되는 추진기 유닛과, 상기 선체에 결합되며 상기 추진기 유닛과 기어로 결합되어 상기 추진기 유닛을 회전시키는 적어도 하나의 제1 구동기와, 상기 선체에 결합되며 상기 추진기 유닛과 밸트 또는 체인으로 결합되어 상기 추진기 유닛을 회전시키는 제2 구동기를 포함한다.
상기 제1 구동기는 복수 개가 상기 추진기 유닛에 내접하여 구동될 수 있다.
상기 추진기 유닛과 내접하는 제1 기어부와 상기 제1 기어부를 회전시키는 제1 모터부, 상기 제1 기어부와 상기 제1 모터부 사이에 개재되어 상기 제1 기어부로 전달되는 기어비를 변환하는 제1 기어박스와, 상기 제1 기어박스와 상기 제1 모터부 사이에 개재되어 동력을 단속하는 제1 클러치부를 포함할 수 있다.
상기 제2 구동기는, 상기 밸트 또는 상기 체인에 동력을 전달하는 제2 기어부와, 상기 제2 기어부를 회전시키는 제2 모터부와, 상기 제2 기어부와 상기 제2 모터부 사이에 개재되어 상기 제2 기어부로 전달되는 기어비를 변환하는 제2 기어박스와, 상기 제2 기어박스와 상기 제2 모터부 사이에 개재되어 동력을 단속하는 제2 클러치부를 포함할 수 있다.
상기 추진기 유닛과 밸트 또는 체인으로 결합되어 상기 추진기 유닛의 회전충격을 완충하는 댐핑유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 댐핑유닛은, 상기 충격을 완충하는 댐핑장치와, 상기 밸트 또는 체인으로 연결되어 있는 댐핑기어와, 상기 댐핑장치와 댐핑기어 사이에 개재되어 동력을 단속하는 댐핑클러치를 포함할 수 있다.
상기 댐핑유닛은 상기 제2 구동기와 대향하는 위치에 배치될 수 있다.
본 발명에 의한 선박은 스티어링 시스템의 고장에 대비할 수 있으며, 스티어링 시스템의 모터 또는 기어의 고장이 발생하여도 스티어링 가능하며, 전체 모터의 수를 늘리지 않고 구현이 가능한 장점이 있다.
또한, 스러스터가 외부의 충격에 의해 강제로 회전하는 힘을 받게 될 경우 충격을 최소화할 수 있어 부품의 고장이 발생이 줄어들며, 별도의 장치를 구비하지 않고 충격을 흡수할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 사시도이다.
도 2는 도 1의 추진기 유닛의 사시도이다.
도 3은 도 2의 추진기 유닛의 단면도이다.
도 4는 도 2의 추진기 유닛의 기어부를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 2의 추진기 유닛의 평면도이다
도 6은 도1의 선박의 추진기 유닛의 작동도이다.
본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선박에 대해 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 선박(1)은 선체, 적어도 일부가 선체 외부로 노출되며 선체에 회전 가능하게 결합되는 추진기 유닛(10), 선체에 결합되며 추진기 유닛(10)과 기어로 결합되어 추진기 유닛(10)을 회전시키는 적어도 하나의 제1 구동기(20), 선체에 결합되며 추진기 유닛(10)과 밸트 또는 체인으로 결합되어 추진기 유닛(10)을 회전시키는 제2 구동기를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 사시도이고, 도 2는 도 1의 선박의 추진기 유닛의 사시도이고, 도 3은 도 2의 추진기 유닛의 단면도 이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 선박(1)은 선체(2)와, 선체(2)의 추진력을 발생시키는 추진기 유닛(10)과, 추진기 유닛(10)의 방향을 제어하는 제1 구동기(도 2의 20참조) 및 제2 구동기(30도 2의 20참조)로 구성되어 있으며, 복수 개로 형성된 제1 구동기(20)에 문제가 발생하더라도 제2 구동기(30)로 대체하여 별도의 수리를 하지 않고 선박(1)의 추진방향을 정상적으로 제어할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 추진기 유닛(10)은 선체의 추진력을 발생시키는 장치로, 일단부가 선체의 외부로 노출되며 나머지는 타단부는 커버(12) 또는 선체의 내부에 고정되어 회전 가능하게 결합되고, 메인모터(13), 메인기어(11), 회전축(17) 및 프로펠러(14)를 포함한다.
메인모터(13)는 프로펠러(14)를 구동하는 장치로, 선체(도 3의 2참조)의 내부에 형성될 수 있으며, 본원 발명에서는 커버의 외부면에 고정되는 구성을 예를 들어 설명한다. 메인모터(13)는 프로펠러(14)와 메인모터(13) 사이에 형성되는 회전축(17)의 일단부에 고정 형성될 수 있다. 프로펠러(14)는 선체의 외부로 노출되어 형성되며, 회전축(17)에 타단부에 연결되어있는 베벨기어로 동력이 전달되어 회전할 수 있다. 메인모터(13)를 구동시키면 메인모터(13)의 동력이 전달되는 회전축(17)을 중심으로 메인기어(11)가 형성될 수 있다.
메인기어(11)는 회전축(17)을 중심으로 커버(12)의 내측에 형성되며, 하우징(18)에 결합되어 프로펠러(14)와 같이 회전한다. 메인기어(11)의 외측과 내측에 기어치가 형성되며, 메인기어(11)의 내면에는 제1 기어치(11a)가 형성되고, 메인기어(11)의 외면에는 제2 기어치(11b)와 제3 기어치(11c)가 형성된다. 제1 기어치(11a)는 제1 기어치(11a)에 맞물리는 제1 구동부(20)와 랙과 피니언으로 구성되며, 제2 기어치(11b)와 제3 기어치(11c)에는 각각 체인 또는 밸트가 결합되어 구동될 수 있으나, 본 명세서 상에서는 체인구동을 예를 들어 설명하도록 한다. 제1 기어치(11a)는 복수 개의 제1 구동기(20)와 내접하며, 제1 구동기(20)의 회전에 의해 맞물려 회전할 수 있다.
제1 구동기(20)는 메인기어(11)의 내측에 형성된 제1 기어치(11a)와 맞물려 선박(1)의 진행방향을 조종하는 조향장치로, 추진기 유닛(10)과 내접하는 제1 기어부(24)와, 제1 기어부(24)를 회전시키는 제1 모터부(21), 제1 기어부(24)와 제1 모터부(21) 사이에 개재되어 제1 기어부(24)로 전달되는 기어비를 변환하는 제1 기어박스(22)와, 제1 기어박스(22)와 제1 모터부(21) 사이에 개재되어 동력을 단속하는 제1 클러치부(23)를 포함한다. 이에 대해서는 구체적으로 후술하도록 한다.
한편, 커버(12)의 외측에 메인기어(11)와 스티어링 체인(35)으로 결합되는 제2 구동기(30)가 형성된다.
제2 구동기(30)는 커버(12)의 외측에 메인기어(11)와 이격되어 형성되며, 메인기어(11)와 스티어링 체인(35)으로 결합된다. 제2 구동기(30)는 제2 모터부(31), 제2 기어박스(32), 제2 클러치부(33), 제2 기어부(34)를 포함하며, 제2 기어부(34)의 상부에 제2 클러치부(33), 제2 기어박스(32) 및 제2 모터부(31)가 중첩되어 형성되어 있다.
제2 기어부(34)는 제2 모터부(31)의 구동에 따라 회전할 수 있으며, 메인기어(11)와 연결되어 있는 스티어링 체인(35)을 통해 메인기어(11)에 동력을 전달할 수 있다. 제2 기어박스(32)는 제2 기어부(34)와 제2 모터부(31) 사이에 개재되어 제2 기어부(34)로 전달되는 기어비를 변환할 수 있으며, 제2 기어박스(32)와 제2 모터부(31) 사이에 제2 클러치부(33)가 개재되어 동력을 단속할 수 있다. 즉, 제2 구동기(30)가 메인기어(11)의 스티어링 체인(35)으로 연결되어 있어, 메인기어(11)의 내측에 맞물려 있는 제1 구동기(20)에 문제가 발생할 경우 제2 구동기(30)가 제1 구동기(20)를 대체할 수 있다.
다시 한번 구체적으로 설명하면, 추진기 유닛(10)과 내접하여 추진기 유닛(10)의 방향을 조종하는 제1 구동기(20)가 외부의 충격으로 인해 문제가 발생하였을 때, 제2 구동기(30)가 추진기 유닛(10)과 스티어링 체인(35)으로 연결되어 동력을 전달하여 제1 구동기(20)를 대신할 수 있는 장점이 있다.
제2 구동기(30)는 메인기어(11)의 외면에 형성된 제2 기어치(11b)에 스티어링 체인(35)으로 결합되어 있으며, 댐핑유닛(40)은 메인기어(11)의 외면에 형성된 제3 기어치(11c)에 댐핑체인(44)으로 결합되어 있다.
댐핑유닛(40)은 추진기 유닛(10)의 회전충격을 완충하는 장치로, 커버(12)의 외측에 메인기어(11)로부터 이격되어 제2 구동기(30)와 대향되는 위치에 형성되며, 댐핑체인(44)으로 메인기어(11)와 결합된다. 댐핑유닛(40)은 댐핑장치(41), 댐핑클러치(42), 댐핑기어(43)를 포함한다. 댐핑기어(43)는 댐핑체인(44)으로 제3 기어치(11c)와 연결될 수 있으며, 댐핑장치(41)는 내부에 탄성부재가 형성되어 충격을 흡수하거나 충격의 진동을 약화시킬 수 있다. 댐핑 클러치(42)는 댐핑 기어(43)와 댐핑장치(41) 사이에 개재되어 동력을 단속하는 장치로, 프로펠러(14)가 외부의 충격을 받게 될 경우, 외부의 충격에 의한 회전력이 댐핑체인(44)에 의해 댐핑기어(43)가 회전하며, 댐핑장치(41)가 충격을 흡수하여 모터 및 기어의 손상을 최소화할 수 있다. 이외에도 댐핑유닛(40)을 별도로 구비하지 않더라도 제2 구동기(30)에 저항을 연결하여 댐핑기능을 구현할 수도 있다.
이하, 도 4를 참조하여 추진기 유닛의 기어부에 관하여 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 도 2의 추진기 유닛의 기어부를 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 제1 구동기(20)와 추진기 유닛(10)의 메인기어(11)가 내접하고있는 도면을 살펴볼 수 있다. 제1 구동기(20)는 제1 기어부(24), 제1 클러치부(23), 제1 기어박스(22) 및 제1 모터부(21)로 구성되어 있다.
메인기어(11)는 내면에 형성된 제1 기어치(11a)는 제1 기어부(24)와 맞물려 회전할 수 있다.
제1 기어부(24)는 제1 기어치(11a)에 맞물리도록 형성되며, 제1 모터부(21)의 구동에 의해 제1 기어부(24)는 회전하고, 제1 기어부(24)의 회전에 따라 제1 기어부(24)와 맞물려 있는 메인기어(11)가 회전한다. 제1 기어부(24)의 상부에는 제1 클러치부(23), 제1 기어박스(22) 및 제1 모터부(21)가 중첩되어 형성되며, 제1 모터부(21)의 구동에 따라 제1 기어부(24)가 회전하여, 제1 기어부(24)와 맞물려 형성되는 메인기어(11)가 회전할 수 있다. 메인기어(11)와 고정부재(15) 사이에는 베어링(16)이 형성되어 회전하는 추진기 유닛(10)을 선체(2)에 고정시키고, 추진기 유닛(10)을 지지하면서 메인기어(11)의 회전과 함께 추진기 유닛(10)을 회전시킬 수 있다. 메인기어(11)의 외면에 형성되는 제1 기어치(11b)와 제2 기어치(11c)에는 각각 스티어링 체인(35)과 댐핑체인(44)이 결합된다.
제1 기어박스(22)는 제1 기어부(24)의 상부에 중첩되어 제1 기어부(24)로 전달되는 기어비를 변환하는 장치로, 제1 모터부(21)와 제1 기어부(24) 사이에 형성되며, 제1 기어박스(22)와 제1 모터부(21) 사이에 제1 클러치부(23)가 형성된다. 제1 클러치부(23)는 동력을 단속하는 장치로, 제1 모터부(21)의 동력을 제1 기어부(24)로 전달하거나 차단할 수 있다. 외부의 충격으로 인해 제1 모터부(21)가 고장 날 경우 제1 클러치부(23)는 동력을 차단하고, 메인기어(11)와 스티어링 체인(35)으로 연결되어있는 제2 구동기(30)를 작동하여 선박(1)의 추진방향을 제어할 수 있다.
본 발명의 메인기어(11)는 내면에 제1 기어부(24)와 랙피니언 기어로 형성되어 맞물려 회전할 수 있으며, 외면에 체인기어로 형성되어 스티어링 체인(35)과 댐핑체인(44)이 맞물리는 구조로 형성되며, 메인기어(11)가 랙피니언 기어와 체인기어로 분리 형성되어 기어의 고장이 발생하면 쉽게 대체가 가능한 장점이 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 선박의 작동과정을 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 도 2의 추진기 유닛의 평면도이고, 도 6은 도1의 선박의 추진기 유닛의 작동도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 선박(1)은 복수 개의 제1 구동기(20)가 작동하여 선박(1)의 진행방향을 조종하다가 제1 모터부(21) 중 일부의 모터 또는 모든 모터에 문제가 발생하거나 기어박스에 문제가 발생 할 경우, 여분의 구동기로 대체가 가능하여 본 발명의 선박(1)은 정상적으로 작동할 수 스티어링 장치 구성부품들의 고장이 발생할 확률이 줄어든다.
구체적으로 설명하면, 도 6에 도시된 프로펠러(14)에 유빙 및 외란으로 인한 충격이 가해지면 스티어링 방향으로 강제로 회전하는 힘을 받게 된다. 이때, 복수 개의 제1 모터부(21) 중 일부분의 모터에 고장이 발생하면, 고장이 발생한 모터의 제1 클러치부(23)를 작동시켜 제1 기어부(24)와 제1 기어박스(22)를 분리하고, 제2 클러치부(33)를 연결한 후에 제2 구동기(30)를 작동하여 스티어링 체인(35)으로 동력을 전달받아 정상적으로 스티어링이 가능하다. 즉, 제1 모터부(21)의 일부분에 문제가 발생하더라도 스티어링 하는데 있어서 문제가 되지 않으며, 제1 모터부(21)가 두 개 혹은 세 개인 경우 제1 모터부(21)의 수를 줄이고 제2 모터부(32)로 사용하여 전체 모터의 수를 늘리지 않고 사용할 수 있습니다. 또한, 동력전달 시스템에 체인 또는 밸트를 사용하여 동력을 전달하는 구조로 적은 비용으로 장치의 장치의 구현이 가능한 장점이 있다.
또한, 복수 개의 제1 모터부(21)와 기어박스에 문제가 발생하였을 경우, 모든 제1 클러치부(23)를 작동하여 제1 기어부(24)와 제1 기어박스(22)를 분리하고, 제2 클러치부(33)를 연결하여 제2 모터부(31)로 스티어링 체인(35)을 구동하여 저속으로 스티어링 할 수 있다.
아울러, 댐핑유닛(40)이 메인기어(11)와 댐핑체인(44)으로 연결되어 있어, 외란으로 인해 추진기 유닛(10)에 충격이 가해졌을 경우 제1 클러치부(23)를 작동하여 제1 기어부(24)와 제1 기어박스(22)를 분리하고 댐핑클러치(42)를 연결하고, 외부의 충격에 의한 회전력이 댐핑체인(44)에 의해 댐핑기어(43)가 회전을 하며, 댐핑장치(41)가 충격을 흡수하여 모터 및 기어의 손상을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 선박 2: 선체
10: 추진기 유닛 11: 메인기어
11a: 제1 기어치 11b: 제2 기어치
11c: 제3 기어치
12: 커버 13: 메인모터
14: 프로펠러1 15: 고정부재
16: 베어링 17: 회전축
18: 하우징 20: 제1 구동기
21: 제1 모터부 22: 제1 기어박스
23: 제1 클러치부 24: 제1 기어부
30: 제2 구동기 31: 제2 모터부
32: 제2 기어박스 33: 제2 클러치부
34: 제2 기어부 35: 스티어링 체인
40: 댐핑유닛 41: 댐핑장치
42: 댐핑클러치 43: 댐핑기어
44: 댐핑체인

Claims (7)

  1. 선체;
    적어도 일부가 상기 선체 외부로 노출되며 상기 선체에 회전 가능하게 결합되는 추진기 유닛;
    상기 선체에 결합되며 상기 추진기 유닛과 기어로 결합되어 상기 추진기유닛을 회전시키는 적어도 하나의 제1 구동기;
    상기 선체에 결합되며 상기 추진기 유닛과 밸트 또는 체인으로 결합되어 상기 추진기유닛을 회전시키는 제2 구동기를 포함하며,
    상기 제1 구동기는 복수 개의 상기 추진기 유닛에 내접하여 구동되는 선박.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 구동기는,
    상기 추진기 유닛과 내접하는 제1 기어부와 상기 제1 기어부를 회전시키는 제1 모터부, 상기 제1 기어부와 상기 제1 모터부 사이에 개재되어 상기 제1 기어부로 전달되는 기어비를 변환하는 제1 기어박스와, 상기 제1 기어박스와 상기 제1 모터부 사이에 개재되어 동력을 단속하는 제1 클러치부를 포함하는 선박.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 구동기는,
    상기 밸트 또는 상기 체인에 동력을 전달하는 제2 기어부와, 상기 제2 기어부를 회전시키는 제2 모터부와, 상기 제2 기어부와 상기 제2 모터부 사이에 개재되어 상기 제2 기어부로 전달되는 기어비를 변환하는 제2 기어박스와, 상기 제2 기어박스와 상기 제2 모터부 사이에 개재되어 동력을 단속하는 제2 클러치부를 포함하는 선박.
  5. 선체;
    적어도 일부가 상기 선체 외부로 노출되며 상기 선체에 회전 가능하게 결합되는 추진기 유닛;
    상기 선체에 결합되며 상기 추진기 유닛과 기어로 결합되어 상기 추진기유닛을 회전시키는 적어도 하나의 제1 구동기;
    상기 선체에 결합되며 상기 추진기 유닛과 밸트 또는 체인으로 결합되어 상기 추진기유닛을 회전시키는 제2 구동기; 및
    상기 추진기 유닛과 밸트 또는 체인으로 결합되어 상기 추진기 유닛의 회전충격을 완충하는 댐핑유닛을 포함하는 선박.
  6. 제5항에 있어서, 상기 댐핑유닛은,
    충격을 완충하는 댐핑장치와, 상기 밸트 또는 체인으로 연결되어 있는 댐핑기어와, 상기 댐핑장치와 댐핑기어 사이에 개재되어 동력을 단속하는 댐핑클러치를 포함하는 선박.
  7. 제5항에 있어서, 상기 댐핑유닛은 상기 제2 구동기와 대향하는 위치에 배치되는 선박.
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